ES2234744T3

ES2234744T3 - Sistema de aspiracion de aire.

Info

Publication number: ES2234744T3
Application number: ES01124373T
Authority: ES
Inventors: Sascha Bauer; Michael Kolmeder; Thomas Haubold
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2005-07-01
Anticipated expiration: 2021-10-24
Also published as: ATE286206T1; JP3934908B2; EP1201912B1; EP1201912A3; DE50104951D1; US20020059912A1; DE10053148A1; EP1201912A2; US6564768B2; JP2002213312A

Abstract

Sistema de aspiración para un motor de combustión interna de un vehículo, presentando una primera toma de aire sin filtrar (10), una segunda toma de aire sin filtrar (11), un elemento de cierre (13) y una unidad de movimiento (17), - estando dispuesta la segunda toma de aire sin filtrar (11) en un lugar protegido contra salpicaduras de agua y agua de vado, - estando unida la primera toma de aire sin filtrar (10) y la segunda toma de aire sin filtrar (11) con un tubo común (12), y estando unido el tubo (12) con el motor de combustión interna, - pudiéndose cerrar la segunda toma de aire sin filtrar (11) con el elemento de cierre (12) en una primera posición, y pudiéndose cerrar la primera toma de aire sin filtrar (10) en una segunda posición con el elemento de cierre (13), - pudiéndose mover el elemento de cierre (13) con la unidad de movimiento (17), y estando unido a la unidad de movimiento (7) con un elemento de mando (32), a través del cual se puede activar la unidad de movimiento (17), -siendo el elemento de mando (32) un sensor de humedad (14), que está formado como mínimo por dos hilos sensores (10) conductores eléctricos, estando separados los hilos sensores (15), y presentando el sensor de humedad (14) una salida de señal para el mando de la unidad de movimiento (17), caracterizado porque - el sistema de aspiración presenta un elemento filtrante (27) con un medio de filtrado (34), estando colocado el elemento filtrante (27) de tal manera en la caja del filtro (26), que una zona sin filtrar (24) está separada herméticamente de una zona central (25), estando integrado el sensor de humedad (14) en el elemento filtrante (27).

Description

Sistema de aspiración de aire.

Estado de la técnica

La presente invención se refiere a un sistema de aspiración para una máquina de combustión interna de un vehículo, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Por el documento DE 196 13 860 se conoce un dispositivo de filtro del aire de aspiración para un motor de vehículo, que presenta una cámara de aire no filtrado, que está unida con el tubo de aspiración con una toma principal y una toma secundaria. Además, se ha previsto un dispositivo de cierre, que alternativamente puede cerrar un tubo de aspiración y abrir el otro tubo de aspiración. El dispositivo de cierre se desplaza de tal manera con un dispositivo de accionamiento, que con un vehículo automóvil sumergido en agua, cierra el dispositivo de cierre de la toma principal y abre la toma secundaria. El dispositivo de accionamiento está unido con una corredera. La corredera está dispuesta en un tubo abierto en su parte exterior, estando impermeabilizada con relación al tubo. La corredera está unida de forma efectiva con un imán permanente. El dispositivo de cierre está unido de forma efectiva con otro imán permanente, estando dispuesto el imán permanente del dispositivo de cierre giratorio con relación al imán permanente del dispositivo de accionamiento.

Es desventajoso en esta realización el considerable espacio necesario para el tubo, que está dispuesto en el compartimento del motor. Éste no se puede realizar demasiado pequeño, ya que de lo contrario el punto de conmutación de la disposición no se puede definir exactamente. Además, este sistema mecánico de conexión reacciona sólo si el vehículo se encuentra sumergido en agua. En caso de salpicaduras de agua no se forma ninguna presión suficiente para la conexión, con lo cual el agua llega al tramo de aspiración y perjudica el funcionamiento del motor.

Por el documento DE 37 36 777 se conoce un dispositivo para evitar la entrada de agua en una caja de un filtro de aire de un motor de combustión interna. El dispositivo dispone de una primera y una segunda toma de aire sin filtrar, en la que se ha previsto un elemento de cierre, que cierra la primera o la segunda toma de aire. En la primera toma de aire sin filtrar se ha dispuesto un sensor de humedad, que dispone de dos hilos sensores conductores eléctricos. El sensor de humedad está unido con un circuito electrónico de mando que activa el elemento de cierre.

El objetivo de la presente invención es proponer un sistema de aspiración, que se pueda integrar en un pequeño espacio de montaje, y pueda evitar la entrada de nieve, salpicaduras de agua o agua de vado.

Este objetivo se consigue con las características de la reivindicación 1.

Ventajas de la invención

El sistema de aspiración, según la invención, para un motor de combustión interna de un vehículo presenta una primera toma y una segunda toma de aire sin filtrar, estando reunidas ambas tomas de aire sin filtrar en un tubo común, y comunicando este tubo con el motor de combustión interna. Para ello se pueden primero reunir las dos tomas de aire sin filtrar directamente antes del motor de combustión interna, con lo cual cada toma de aire sin filtrar dispone de componentes propios, por ejemplo, de un filtro de aire propio. Cada toma de aire sin filtrar comprende una abertura, a través de la cual puede entrar el aire al sistema de aspiración y un segmento de tubo, que une la abertura con el tubo u otro componente, que está dispuesto entre el tubo y la toma de aire sin filtrar. Las tomas de aire sin filtrar se pueden cerrar con un elemento de cierre, con lo cual llega aire a través de la primera toma de aire o de la segunda toma de aire al tubo que comunica con el motor de combustión interna. El elemento de cierre, cierra la toma de aire sin filtrar correspondiente, con lo cual sólo puede entrar aire a través de la toma de aire sin filtrar no cerrada. El elemento de cierre puede estar formado, por ejemplo, por un cuerpo giratorio con las correspondientes aberturas, que en una posición final libera la primera toma de aire sin filtrar y en una segunda posición final la cierra.

Mediante el tubo, que comunica con el motor de combustión interna, se conduce el aire directa o indirectamente al motor de combustión interna. Si se conduce el aire indirectamente al motor de combustión interna, entonces el aire se puede tratar previamente, por ejemplo, secar o enfriar. Si el aire se conduce directamente al motor de combustión interna, entonces no se dispone de ningún otro componente en el tubo.

La primera toma de aire sin filtrar está dispuesta en un lugar ventajoso dentro del vehículo con relación a la aspiración de aire. Para ello representa la zona frontal un lugar preferente, debido a que, de acuerdo con la velocidad del vehículo, se origina una presión dinámica y el aire se comprime en la toma de aire sin filtrar, con lo cual se mejora el grado de llenado del cilindro. Además, el aire aspirado en la zona frontal es más frío que el aire aspirado en el compartimento del motor. En la zona frontal puede llegar también, sin embargo, también nieve, hielo, salpicaduras de agua o agua de vado a la primera toma de aire sin filtrar. Como salpicaduras de agua se entienden gotas de agua de cualquier tamaño mezcladas con el aire; las salpicaduras de agua se pueden originar, por ejemplo, por el remolino de la carretera al ser adelantado por un vehículo o por la lluvia. El concepto agua de vado describe una mayor cantidad de agua, que se puede presentar, por ejemplo, al atravesar un río, como crecida de agua. La segunda toma de aire sin filtrar está dispuesta en un lugar más desfavorable para la toma de aire del vehículo, estando este lugar protegido contra salpicaduras de agua y agua de vado. Lugares preferentes para la disposición de la segunda toma de aire pueden ser, por ejemplo, el compartimento del motor o el sistema de ventilación.

Para accionar el elemento de cierre se ha previsto una unidad de movimiento, que está unida con un elemento de mando. La unidad de movimiento puede estar formada, por ejemplo, por un motor eléctrico o una caja de depresión, y se puede activar con el elemento de mando, con lo cual la unidad de movimiento realiza un movimiento rotativo o de traslación, que desplaza el elemento de cierre desde una primera posición final a una segunda posición final, y de esta manera cierra la primera o la segunda toma de aire sin filtrar. El elemento de mando está formado por un sensor de humedad, que presenta una señal de salida para el mando de la unidad de movimiento, con lo cual, por supuesto, se puede utilizar el sensor de humedad también para la regulación.

El sensor de humedad puede ajustarse de tal manera que ya emite una señal en caso de salpicaduras de agua, lo que ya perjudicaría el motor de combustión interna en su funcionamiento, mediante dicha señal cierra la primera toma de aire. Con otro ajuste del sensor de humedad, tiene lugar la señal para el cierre de la primera toma de aire sólo si el sensor de humedad es rodeado por agua. La señal del sensor de humedad se puede enviar, tanto directamente, como también a través de un circuito electrónico, como, por ejemplo, el mando del motor, a la unidad de movimiento. Tan pronto la primera toma de aire sin filtrar se cierra por el elemento de cierre, se abre la segunda toma de aire sin filtrar, con lo cual el motor de combustión obtiene el aire aspirado para la combustión de la segunda toma de aire.

Con una configuración conveniente de la invención, el elemento de cierre es una válvula de mariposa. La válvula de mariposa puede ser, por ejemplo, circular, oval o rectangular, de tal manera que en una primera posición cierra la segunda toma de aire sin filtrar y en una segunda posición cierra la primera toma de aire. Para ello se puede disponer la válvula de mariposa centralmente en un eje de la válvula y moverse mediante un movimiento rotativo del eje de la válvula. En otra realización, el eje de la válvula está dispuesto en la zona del borde y permite, de este modo, una aspiración de aire exenta de contornos molestos. Para evitar la penetración de agua en la primera toma de aire, especialmente en el caso de inmersión en el agua, dispone la válvula de una junta periférica. También son imaginables realizaciones en las que la primera válvula de mariposa está dispuesta en la primera toma de aire y la segunda válvula en la segunda toma de aire, con lo cual ambas válvulas están unidas, comunicándose entre ellas. Tan pronto la primera válvula modifica su posición, se desplaza también la segunda válvula, con lo cual está abierta siempre una toma de aire sin filtrar, y la segunda toma de aire está cerrada. La unión que comunica las válvulas puede realizarse mecánicamente, por ejemplo, con un travesaño, o electrónicamente mediante una señal, que puede realizarse especialmente desde el sensor de humedad.

Con una realización especial, la válvula presenta dos piezas de válvula unidas entre ellas. Estas piezas de válvula pueden disponerse en un ángulo definido entre ellas, con lo cual éstas se pueden tocar directamente o estar rígidamente unidas entre sí mediante un elemento de unión. Para ello la disposición paralela de las piezas de la válvula representa una realización especial. Las piezas de la válvula pueden disponerse también localmente separadas y sólo coincidentes a través de la unidad movimiento. Las piezas de válvula pueden presentar, por ejemplo, una sección circular, oval o rectangular, con lo cual una pieza de válvula cierra una toma de aire sin filtrar. Las piezas de válvula pueden disponer una junta rotativa, con lo cual las tomas de aire se pueden cerrar de forma hermética. Mediante la utilización de piezas de válvula para el cierre de las tomas de aire sin filtrar las tomas de aire pueden desembocar de las más diferentes maneras en el tubo común.

La unidad de movimiento puede estar conectada, por ejemplo, a un electroimán elevador, que comunica con el sensor de humedad. El electroimán elevador puede realizar un movimiento axial o radial, para desplazar el elemento de cierre. Tan pronto como el sensor de humedad detecta el agua, envía una señal al electroimán elevador, que origina un movimiento del electroimán elevador y con ello el cambio de posición del elemento de cierre. El electroimán elevador reacciona en fracciones de segundo a la señal, con lo cual se cierra la primera toma de aire sin filtrar, antes de que pueda penetrar el agua y llegar al motor de combustión interna. De forma conocida los electroimanes disponen de una armadura, un muelle, una bobina, una culata y una conexión eléctrica.

El sensor de humedad está configurado mediante dos hilos sensores eléctricos conductores, estando dispuestos los hilos sensores separados uno del otro. Los hilos sensores conductores eléctricos están formados por un material que presenta una reducida resistencia eléctrica y de este modo es un buen conductor, por ejemplo, metales o aleaciones de metales. Los hilos sensores dispuestos separados pueden discurrir paralelos, o formando un ángulo entre ellos. Los hilos sensores pueden presentar una sección transversal cualquiera, por ejemplo, circular o rectangular, siendo posible también las más reducidas secciones, por ejemplo, secciones del orden de 0,01 mm^{2}. Estas reducidas secciones de hilo sensor pueden ser posibles, por ejemplo, mediante la vaporización de un metal sobre un soporte. Ambos hilos sensores están unidos correspondientemente con una unidad de evaluación, desde la cual puede emitirse una señal para el mando de la unidad de movimiento. Tan pronto se sobrepasa un flujo de corriente definido entre los dos hilos sensores, la unidad de evaluación generará la señal para el cierre de la primera toma de aire sin filtrar.

El sistema de aspiración presenta un elemento filtrante con un medio de filtrado, estando integrado el sensor de humedad en el elemento filtrante. El elemento filtrante se ha colocado de tal manera en la caja de filtro que está separado, por una zona de aire sin filtrar, de una zona de aire filtrado. La caja del filtro, por el lado del aire sin filtrar, está unida comunicando con la primera y segunda toma de aire sin filtrar. El lado de aire filtrado de la caja del filtro está unido correspondientemente con el motor de combustión interna, pudiéndose disponer un distribuidor de aspiración de aire entre el motor de combustión interna y la caja del filtro, a través del cual el aire filtrado se distribuye a los diferentes cilindros del motor de combustión interna. Por supuesto, se pueden prever también dos filtros de aire, disponiéndose en cada tubo de aire sin filtrar un filtro de aire. Para ello se reúnen entonces las zonas de aire filtrado en un tubo común.

Mediante el sensor de humedad integrado en el elemento filtrante se cambia éste al cambiar el elemento filtrante, con lo cual el sensor de humedad puede modificarse debido al proceso de envejecimiento sólo dentro del intervalo de cambio, lo que permite una elevada fiabilidad del sensor de humedad. El elemento filtrante puede estar formado exclusivamente por el medio de filtrado, por ejemplo, material no tejido filtrante. Con otras realizaciones el elemento filtrante presenta varios componentes, por ejemplo, una combinación del medio de filtrado con un borde. Para ello se puede utilizar el borde, por ejemplo, como junta o marco estabilizador. El elemento filtrante puede presentar cualquier forma, siendo ventajosa las realizaciones como elemento plano, especialmente como elemento plano rectangular o elemento filtrante cilíndrico hueco. El medio de filtrado puede ser papel filtrante, especialmente papel filtrante recubierto o tratado. El medio de filtrado puede realizarse, por ejemplo plano o plegado.

Según otra configuración de la invención, se han colocado los hilos sensores conductores eléctricos en un soporte, pudiéndose incluir los hilos sensores dentro del soporte o apoyarse encima del soporte. El soporte es de un material que en estado seco separa de forma aislante los hilos sensores conductores. Este material puede configurarse de tal manera que absorba agua, con lo cual se convierte en conductor eléctrico. Con otra configuración del soporte, el material no puede absorber agua, con lo cual el agua se precipita como gotas sobre el soporte. Estas gotas de agua puentean entonces el material de soporte eléctricamente aislante y conecte los hilos sensores entre sí, con lo cual se genera un flujo de corriente, que origina el cierre de la primera toma de aire no filtrado.

En una forma de realización especial de la invención se ha dispuesto el sensor de humedad en un plano con la primera toma de aire no filtrado. Para ello, puede disponerse éste en un lugar alejado de la toma de aire no filtrado, que principalmente está en contacto con el agua. El elemento de cierre está dispuesto por encima del sensor de humedad en una distancia definida, con lo cual permanece un tiempo de reacción suficiente entre la detección del agua y el cierre de la primera toma de aire sin filtrar. Preferentemente, el sensor de humedad está dispuesto en un lugar del compartimento del motor. De este modo el sensor de humedad capta las condiciones ambientales del compartimento del motor. Al pasar por el agua, se sumerge el sensor de humedad al mismo tiempo que la toma de aire no filtrado en el agua estancada y origina inmediatamente el cierre de la primera toma de aire no filtrado mediante el elemento de cierre dispuesto más arriba. Mediante la disposición del sensor de humedad en el mismo plano que la primera toma de aire no filtrado se puede evitar un cierre prematuro de la primera toma de aire no filtrado, que se originaría por un sensor de humedad dispuesto más bajo.

Otra realización de la invención prevé que el sensor de humedad esté dispuesto en la primera toma de aire no filtrado. De este modo el sensor de humedad capta exactamente el estado que existe en la primera toma de aire no filtrado. Esto origina el cierre de la primera toma de aire no filtrado por el elemento de cierre, tan pronto como el agua penetra en la primera toma de aire no filtrado. El elemento de cierre está dispuesto detrás del sensor de humedad, habiéndose elegido la separación entre el elemento de cierre y el sensor de humedad, de tal manera que después de detectar el agua permanece un tiempo de reacción suficiente, que cierra la primera toma de aire sin filtrar, antes de que el agua pase por el elemento de cierre y pueda llegar al motor de combustión interna. Mediante la disposición del sensor de humedad en la primera toma de aire sin filtrar, se cierra la primera toma de aire sólo si realmente el agua entra en la primera toma de aire sin filtrar. De este modo, tiene lugar la aspiración de aire, a través de la primera toma de aire sin filtrar, más ventajosa para el motor de combustión interna, y sólo cuando realmente el agua penetra en la primera toma de aire sin filtrar, se cierra la primera toma y se aspira el aire a través de la segunda toma.

En la primera variante de la invención, se puede integrar el sensor de humedad en el elemento de cierre.

En una realización especial, los hilos sensores conductores eléctricos del sensor de humedad se han unido directamente con el medio de filtrado. Para ello los hilos sensores, por ejemplo, se pueden pegar, entretejer, o incluir en la fabricación de papel, dentro de la pasta de papel, con lo cual se capta exactamente el estado del medio de filtrado. Con la humectación creciente del elemento filtrante aumenta la resistencia al paso del aire por el medio de filtrado, con lo cual el motor de combustión interna recibe menos aire para la combustión; además el medio de filtrado cuando ya no puede absorber más agua, cede el agua al lado filtrado, con lo cual puede penetrar el agua al motor de combustión interna. Por ello es ventajoso captar la humectación del elemento filtrante, debido a que se puede enviar, de acuerdo con el estado del filtro, una señal desde la unidad de evaluación a la unidad de movimiento, con lo cual la primera toma de aire sin filtrar se cierra por el elemento de cierre.

Los hilos sensores se pueden disponer de cualquier manera en el medio de filtrado. En un medio de filtrado plegado pueden discurrir los hilos sensores longitudinal, diagonal o transversalmente a los pliegues, con lo cual pueden discurrir sobre un borde del pliegue o en una superficie de los mismos. En cada realización hay que prestar atención a que los hilos sensores dispongan de un contacto suficiente no aislado con el medio de filtrado. Además, los hilos sensores se pueden poner en el lado sin filtrar o filtrado, protegiendo la disposición en el lado filtrado los hilos sensores frente a la suciedad. Además, se deben disponer los hilos sensores preferentemente en el lugar del elemento filtrante, en el que hay que contar con la humectación máxima. De este modo la primera toma de aire filtrado se cierra, si la primera zona está húmeda y el elemento filtrante restante todavía puede absorber agua. Cuanto más reducida sea la separación entre los hilos sensores, menos humedad se necesita para generar un flujo de corriente suficiente, que limite la señal para el cierre de la primera toma de aire sin filtrar.

Según otra configuración de la invención, dispone la caja de filtro de contactos de tensión, mediante los cuales se alimenta eléctricamente el sensor de humedad. Para ello se pueden disponer estos contactos eléctricos en cualquier lugar de la caja del filtro. El sensor de humedad puede disponerse, por ejemplo, directamente en el recinto del filtro de la caja o fuera del recinto del filtro. Puesto que la caja del filtro, por lo menos en parte, es un componente estacionario, se pueden ahorrar, mediante la disposición de los contactos eléctricos en la caja del filtro, conductores a la caja del filtro y soportes para el sensor de humedad. Para ello son imaginables también realizaciones en las que los hilos sensores estén unidos de tal manera con la caja del filtro que los hilos sensores toquen el elemento filtrante. Al abrir la caja del filtro se levantan los hilos sensores del elemento filtrante. Después de que un nuevo elemento filtrante se ha colocado, se cierra de nuevo la caja del filtro, con lo cual los hilos se apoyan sobre el elemento filtrante. De este modo, se cambia sólo el elemento filtrante gastado y se continúan utilizando todos los demás componentes.

Es ventajoso que el sensor de humedad dispongan de conexiones eléctricas, que se colocan en una junta que rodea el medio de filtrado. De este modo, el sensor de humedad se puede alimentar eléctricamente mediante el montaje del elemento filtrante a la caja del filtro. Las conexiones eléctricas, pueden, por ejemplo, colocarse fuera de la junta, con lo cual se han previsto los correspondientes contactos en la caja del filtro. En esta realización se coloca el elemento filtrante en la caja del filtro, con lo cual los contactos del elemento filtrante establecen contacto con los contactos de la caja del filtro y así proporcionan tensión a los hilos sensores. Otra posibilidad de disponer las conexiones eléctricas en la junta consiste en colocar dichas conexiones eléctricas en el interior de la junta, lo que ocurre durante la aplicación del material de junta.

Una configuración ventajosa de la invención prevé la disposición de varios sensores de humedad. Para ello se pueden prever, por ejemplo, dos sensores de humedad construidos idénticos, pudiéndose disponer los sensores de humedad también en lugares diferentes del vehículo a motor. Además, es también imaginable en la utilización de diferentes sensores de humedad, que se diferencien, por ejemplo, en la separación de los hilos sensores o en la alimentación eléctrica. Para ello, se pueden disponer los sensores de humedad directamente, uno junto a otro, o en lugares diferentes del vehículo motor. En una posible disposición se puede disponer, por ejemplo, un sensor de humedad de alta sensibilidad en la primera toma de aire sin filtrar y un sensor de humedad insensible en el compartimento del motor debajo de la primera toma de aire sin filtrar. De este modo se pueden configurar diferentes variantes de maniobra. Tan pronto como el sensor de humedad insensible se sumerge en el agua, puede emitir la señal para el cierre del primer canal de aire sin filtrar, aunque el sensor de humedad de alta sensibilidad no presenta todavía ningún contacto de agua. Con otra variante los dos sensores de humedad establecen contacto con salpicaduras de agua, con lo cual el sensor de humedad insensible todavía no emite ninguna señal pero el sensor de humedad de alta sensibilidad ya ha detectado un valor umbral.

Es ventajoso que la capacidad de funcionamiento del sensor de humedad durante el arranque del motor de combustión interna se pueda comprobar. Tan pronto como el motor de combustión interna ha arrancado tiene lugar una comprobación del sensor de humedad, que comprueba la capacidad de funcionamiento de los sensores de humedad, para que el sensor de humedad, en caso necesario, también sea capaz de funcionar. La comprobación de la capacidad de funcionamiento puede realizarse, por ejemplo, mediante un valor de referencia, que está depositado en la unidad de evaluación. Para mostrar al usuario del motor de combustión interna el estado del sensor, de humedad, puede estar conectado el sensor de humedad, por ejemplo, con una lámpara testigo, que se apaga después de la comprobación del sensor si el sensor trabaja sin fallos. Una comprobación de sensor que discurra negativamente, en la que el sensor de humedad no trabaje débidamente, la lámpara testigo puede estar, por ejemplo, intermitente o permanecer encendida. De este modo, el usuario está informado de que el sistema de aspiración no trabaja adecuadamente y en caso de presentarse agua en la primera toma de aire sin filtrar posiblemente no se cerrará, con lo cual, por ejemplo, se debe evitar pasar por el agua, y debe realizarse urgentemente el mantenimiento del sistema de aspiración.

Con una realización especial de la idea de la invención se puede comprobar la capacidad de funcionamiento de la unidad de movimiento y el elemento de cierre al arrancar el motor de combustión interna. Para ello, la unidad de movimiento y el elemento de cierre se mueve en cada arranque del motor de combustión interna, por lo cual todas las piezas pueden funcionar en caso necesario, y no están bloqueados, por ejemplo, por la corrosión. La comprobación de la unidad de movimiento y del elemento de cierre se puede mostrar, por ejemplo, con una lámpara testigo y se apaga después de haberse realizado con éxito el movimiento.

Ésta y otras características de perfeccionamientos preferentes de la invención se desprenden, además, de las reivindicaciones, de la descripción y del dibujo, con lo cual las diferentes características, por sí solas o en forma de combinaciones de varias, se pueden llevar a cabo en la forma de realización de la invención y en otros campos, pudiendo representar realizaciones ventajosas por ellas mismas, aptas para protegerse, para las cuales se pide aquí la protección.

Dibujo

Otros detalles de la invención se describen con el dibujo mediante ejemplos de realización esquemáticos, en los que muestran:

la figura 1, un sistema de aspiración en representación esquemática,

la figura 2, un sensor de humedad,

la figura 3 un elemento filtrante,

la figura 4, un elemento filtrante en sección por la línea de corte A-A, según la figura 3,

la figura 5, un detalle Z según la figura 4,

la figura 6, un detalle Z según la figura 4 en una variante,

la figura 7, un detalle Z según la figura 4 en una variante, y

la figura 8, un elemento filtrante en una vista parcial,

la figura 9, un detalle Z según la figura 4 en una variante, y

la figura 10, una sección parcial por la línea de corte A-A de la figura 9.

Descripción de los ejemplos de realización

En la figura 1 se ha representado esquemáticamente un sistema de aspiración. El sistema de aspiración presenta una primera toma de aire sin filtrar 10 y una segunda toma de aire sin filtrar 11. Las tomas de aire sin filtrar 10, 11 desembocan en un tubo, común 12, que está unido de forma correspondiente con un motor de combustión interna (no representado). Además, una válvula de mariposa 13 está dispuesta de tal manera en el sistema de aspiración, que con la primera toma de aire sin filtrar 10 o con la segunda toma de aire sin filtrar 11 está unida correspondientemente con el tubo 12. En una primera posición de la válvula, que es la posición base, está separada la segunda toma de aire sin filtrar 11 del tubo 12, con lo cual puede llegar exclusivamente aire a través de la toma de aire sin filtrar 10 al tubo 12. Y en una segunda posición de válvula (representada a trazos) está separada la primera toma de aire sin filtrado 10 por la válvula 13 del tubo 12, con lo cual puede llegar exclusivamente aire a través de la segunda toma de aire sin filtrar 11 al tubo 12. Con este ejemplo de realización, la primera toma de aire 10 es de una sola pieza y realizada sin solución de continuidad con el tubo 12, definiendo la válvula 13 el final de la primera toma de aire sin filtrar 10 y el principio del tubo 12. La segunda toma de aire sin filtrar 11 está realizada asimismo formando una sola pieza con el tubo 12, desembocando la segunda toma de aire sin filtrar 11 formando un ángulo de 90º con el tubo 12. Con otras realizaciones se pueden efectuar la primera y la segunda toma de aire sin filtrar 10, 11 de varias piezas con el tubo 12 y desembocar formando otro ángulo en el tubo 12.

Para captar si entra agua o nieve al sistema de aspiración, se ha previsto un sensor de humedad 14, que está dispuesto en la primera toma de aire sin filtrar 10. Tan pronto como el sensor de humedad 14, que está formado esencialmente por dos hilos sensores conductores eléctricos 15, establece contacto con agua o nieve, fluye una corriente eléctrica entre los hilos sensores, con lo cual se emite una señal desde el sensor de humedad 14 mediante una amplificación de señal a través del tubo de unión 16 a un electroimán elevador 17. Mediante la señal, el electroimán elevador 17 genera un movimiento a través del cual la válvula 13 se mueve a la segunda posición (representada a trazos). En esta segunda posición se cierra la primera toma de aire sin filtrar 10 y se abre la segunda toma de aire sin filtrar 11. La válvula 13, que dispone de un eje de válvula 18, está unida con el electroimán elevador 17, con lo cual se mueve el eje de la válvula 18 rotativamente y con ello la válvula 13 se mueve de la primera posición a la segunda posición (representada en línea de puntos y rayas).

La primera toma de aire sin filtrar 10 se forma mediante una primera abertura 19 con un segmento de tubo 20 adyacente a esta primera abertura 19. El sensor de humedad 14 está dispuesto a una distancia A de la válvula 13, que después de que el sensor de humedad 14 ha detectado agua y la válvula 13 ha cerrado, no puede pasar agua a través de la válvula 13 al tubo 12. La distancia A se ha diseñado de tal manera que el agua durante el tiempo de reacción, que transcurre entre el reconocimiento del agua por el sensor de humedad 14 y al cierre de la primera toma de aire sin filtrar 10, puede penetrar en la primera toma de aire sin filtrar 10, sin que llegue al tubo 12, que está unido correspondientemente con el motor de combustión interna. Hasta que el agua llega a la válvula 13, que forma el paso al tubo 12, debe estar la válvula 13 cerrada. El agua de este modo en la segunda posición (representada por línea de rayas y puntos), si la válvula 13 cierra la primera toma de aire sin filtrar 10, puede penetrar como máximo hasta la válvula 13, pero no llegar al tubo 12.

La segunda toma de aire 11 se forma por una segunda abertura 21 y un segundo segmento de tubo 22. La segunda abertura 21 está dispuesta en un lugar protegido contra las salpicaduras de agua y el agua de vado dentro del vehículo, que se encuentra, por ejemplo, por encima de la primera abertura 19. Los segmentos de tubo 20, 22 pueden seguir cualquier curva espacial dentro del vehículo, con lo cual el sistema de aspiración se puede adaptar al compartimento del motor.

En este ejemplo de realización, la válvula 13 presenta dos partes de válvula 23, estando unidas las partes de válvula 23 rígidamente entre ellas. En la primera posición, cierra una de las piezas de la válvula 23 la segunda toma de aire sin filtrar 11. En la segunda posición (representada en línea de rayas y puntos) cierra la otra pieza de válvula 23 la primera toma de aire sin filtrar 10 y la segunda toma de aire sin filtrar 11 se libera.

El tubo 12 posee una zona sin filtrar 24 y una zona filtrada 25. Entre las zonas sin filtrar 24 y la zona filtrada 25 se ha dispuesto una caja de filtro 26 en la que se ha colocado un elemento filtrante 27 que cierra herméticamente, con lo cual la zona filtrada 25 está separada herméticamente de la zona sin filtrar 24.

El aire limpiado mediante el elemento filtrante 27 se alimenta a la zona filtrada 25 del tubo 12 a un distribuidor de aire 28. La toma de aire del distribuidor de aspiración 28 se puede regular mediante una válvula estranguladora de mariposa 29 de acuerdo con los estados de servicio del motor de combustión interna.

En la figura 2 se ha presentado un sensor de humedad 14. El sensor de humedad 14 presenta dos hilos conductores eléctricos sensores 15, que están dispuestos en un soporte 30. El soporte 30 es de un material con propiedades eléctricas aislantes, por ejemplo, plástico. El soporte 30 no absorbe ninguna agua, con lo cual sólo después de que los hilos sensores 15 se han sumergido en el agua puede fluir una corriente eléctrica entre los hilos sensores. De este modo reacciona este sensor de humedad, sólo con agua de vado. Ambos hilos sensores 15 disponen de un tubo de alimentación 31, que une los hilos sensores 15 con una unidad de evaluación 32. La unidad de evaluación 32 presenta un conductor eléctrico 33, que conecta el sensor de humedad 33 con una fuente de alimentación (no representada). En la unidad de evaluación 32 se determina el consumo de corriente de los hilos sensores 15. Tan pronto el consumo de corriente de los hilos sensores 15 ha sobrepasado un valor definido, la unidad de evaluación 33 a través del tubo de unión 16 emite una señal a una unidad de evaluación (no representada), que mueve el elemento de cierre (no representada) y de este modo origina el cierre de la primera toma de aire sin filtrar (no representada).

En la figura 3 se ha representado un elemento filtrante 27 con un sensor de humedad 14 integrado. El elemento filtrante 27 presenta un medio de filtrado 34, que está formado de un papel filtrante con pliegues 36 en forma de zigzag, y una junta 35, rodeando la junta 35 al medio de filtrado 34. El sensor de humedad 14 presenta dos hilos sensores 15 conductores eléctricos, los cuales están en contacto directo con el medio de filtrado 34. Los hilos sensores conductores eléctricos 15 discurren perpendicularmente a los pliegues 36 y paralelamente a ellos, con lo cual se han dispuesto a una distancia E definida entre ellos. Los hilos sensores 15 están unidos cada uno de ellos con un contacto 42, estando el contacto 42 en la junta 35. El contacto 42 está formado por una placa de metal rectangular, contigua a un contacto eléctrico (no representada) dispuesta en el lado de la caja.

La figura 4 muestra un elemento filtrante en sección a lo largo de la línea de corte A-A según la figura 3. En este ejemplo de realización los hilos sensores 15 tocan sólo las puntas de los pliegues 36 del medio de filtrado 34. Los contactos 42 de los hilos sensores 15 están incluidos en la junta 35, con lo cual no existe ningún contorno que sobresalga de la junta 35, que perjudicaría la estanqueidad del elemento filtrante 27 dentro de la caja de filtro (no representada).

La figura 5 es un detalle Z según la figura 4, en que el elemento filtrante 27 de la caja de filtro 26 se encuentra en la caja de filtro 26 en el estado representado. La caja de filtro 26 presenta una pieza inferior 37 y una pieza superior 28. El elemento filtrante 27 se apoya con su junta 35 en la pieza inferior 37. Los hilos sensores 15 y los contactos 42 se han dispuesto en el lado opuesto de la pieza inferior 37. La pieza superior 28 está unida herméticamente con la pieza inferior 37. En la pieza superior 38 se han previsto contactos eléctricos 39, que tocan el contacto 42 directamente y así los hilos sensores se encuentran bajo tensión. En los contactos eléctricos 39 se ha colocado un conductor de corriente 33 que está conectado con una fuente eléctrica (no representada).

La figura 6 muestra un detalle Z, según la figura 4, en una variante, estando representado en elemento filtrante 27, en el estado colocado en la caja de filtro 26. Los componentes correspondientes de la figura 5 están dotados con iguales signos de referencia. En este ejemplo de realización, los hilos sensores 15 conductores eléctricos son de aluminio, discurriendo a lo largo de los pliegues 35, con lo cual se encuentran con un contacto máximo con el medio de filtrado 34. El elemento filtrante 27 separa herméticamente la caja de aire de filtro 26 un lado filtrado 40 de un lado sin filtrar 41. Los hilos sensores 15 se han dispuesto en el lado sin filtrar 41, con lo cual establecen contacto directo con la humedad y el sensor de humedad 14 puede originar inmediatamente el cierre de la primera toma de aire sin filtrar (según la figura 1). Los contactos 42 de los hilos sensores 15 están dispuestos en este ejemplo de realización en el interior de la junta 35, con lo cual los contactos 42 están aislados a su alrededor. Los contactos eléctricos 39 de la caja de filtro 26 entran en la junta 35 y atraviesan los contactos 42 de los hilos sensores 15, con lo cual se genera un contacto eléctrico entre los contactos 42 y los contactos eléctricos 39.

La figura 7 muestra un detalle Z, según la figura 4, en una variante, estando representado el elemento filtrante 27 en el estado colocado en la caja de filtro 26. Los componentes correspondientes a la figura 5 están dotados de los mismos signos de referencia. En este ejemplo de realización están entretejidos los hilos sensores 15 a través del medio de filtrado 34, con lo cual los hilos sensores se encuentran en contacto, tanto en el lado filtrado 40, como también en el lado sin filtrar 41. Con estos hilos sensores 15 están unidos los contactos 42, que están rodeados completamente por la junta 35. Los contactos 42 están conformados como contactos de borne, con lo cual los contactos eléctricos 39 de la caja de filtro 39 penetran en la junta 35 y en los contactos 42. Para evitar errores en el cambio de filtro, el elemento filtrante 27 está construido simétrico, con lo cual también al girar el elemento filtrante 180º se genera una conexión entre los contactos eléctricos 39 y el contacto 42.

En la figura 8 se ha representado un elemento filtrante en una vista parcial, estando dispuesto el sensor de humedad 14 en una zona parcial del elemento filtrante 27. La junta 35 se ha configurado de tal manera que envuelve al sensor de humedad 14 y fija su posición. Los hilos sensores 15 se han colocado en un soporte 30 aislante eléctrico en estado seco, que puede absorber agua, con lo cual se convierte en conductor. Con esta realización, los hilos de sensor no están en contacto directo con el medio de filtrado.

En la figura 9 se ha representado un detalle Z según la figura 4 en una variante. El reconocimiento de la humedad en el medio de filtrado 34 se realiza según el principio del transformador. En esta realización, el medio de filtrado 34 es un papel filtrante, en el que se han incluido un hilo sensor 15 conductor eléctrico en la fabricación del papel. Como se representa en la figura 10, el hilo sensor 15 presenta dos lados 43 que discurren paralelos y una zona de enrollado secundario 44. La zona de enrollado secundario 44 presenta un diámetro aproximado de 10 a 20 mm.

En el medio de filtrado 34 se han colocado, por una parte, un núcleo de ferrita 45 en forma de vaso. Al núcleo de ferrita 45 se opone al otro lado del medio de filtrado 34 un disco de ferrita 46. El disco de ferrita 46 y el núcleo de ferrita 45 son de un material que son magnéticamente conductores con una frecuencia más elevada. Este material está formado, por ejemplo, de virutas de hierro finas, que están embebidas en una resina de plástico o plástico. El núcleo de ferrita 45 se presiona con un muelle 47 contra el medio de filtrado 34. Para ello se apoya el muelle en la caja del filtro 26. El muelle 47 está pretensado, de tal manera que el núcleo de ferrita 45, no se levanta con vibraciones del medio de filtrado 34. En el núcleo de ferrita 45 se ha dispuesto otro hilo sensor eléctrico 15. Este hilo sensor 15 presenta una zona de enrollado primario 48, cuyo diámetro corresponde esencialmente al diámetro de la zona del enrollado secundario 44. Pero también es imaginable que el diámetro de la zona de enrollado 44, 48 sean de diferente tamaño. Con otras realizaciones está integrado el hilo sensor 15 con la zona del enrollado primario 48 en la caja del filtro 26. La zona del enrollado primario 48 está unido con una fuente de tensión alterna (no representada), con lo cual se puede aplicar una tensión alterna, por ejemplo, de 50 Hz mediante la tensión alterna en el hilo sensor 15 con la zona del enrollado primario 48 se genera un campo magnético alterno 49 en el núcleo de ferrita 45 junto con el disco de ferrita 46. El disco de ferrita 46 se utiliza para el cierre del campo magnético alterno 49 y para la minimización de las pérdidas de dispersión del campo magnético alterno 49. Para ello, es ventajoso que el disco de ferrita 46 disponga esencialmente del mismo diámetro exterior que el núcleo de ferrita 45.

El hilo sensor 15, integrado en el medio de ferrita 34, no presentan ninguna alimentación eléctrica, con lo cual mientras el medio de filtrado 34 está seco y eléctricamente no conductor, no varía el campo magnético alterno. Tan pronto como el medio de filtrado 34 se humedece y se convierte en conductor eléctrico, fluye una corriente por el hilo sensor 15 con la zona de enrollado secundario 44, con lo cual origina un incremento de la corriente en el hilo sensor 15 con la zona del enrollado primario 48. Este incremento de intensidad se capta por una unidad de evaluación (no representada) y emite una señal para el cierre de la primera toma de aire sin filtrar 10 según la figura 1.

En la figura 10 se ha representado una sección parcial por la línea de corte A-A, según la figura 9. Los componentes correspondientes a la figura 9 se han dotado de iguales signos de referencia.

Claims

1. Sistema de aspiración para un motor de combustión interna de un vehículo, presentando una primera toma de aire sin filtrar (10), una segunda toma de aire sin filtrar (11), un elemento de cierre (13) y una unidad de movimiento (17),

- estando dispuesta la segunda toma de aire sin filtrar (11) en un lugar protegido contra salpicaduras de agua y agua de vado,

- estando unida la primera toma de aire sin filtrar (10) y la segunda toma de aire sin filtrar (11) con un tubo común (12), y estando unido el tubo (12) con el motor de combustión interna,

- pudiéndose cerrar la segunda toma de aire sin filtrar (11) con el elemento de cierre (12) en una primera posición, y pudiéndose cerrar la primera toma de aire sin filtrar (10) en una segunda posición con el elemento de cierre (13),

- pudiéndose mover el elemento de cierre (13) con la unidad de movimiento (17), y estando unido a la unidad de movimiento (7) con un elemento de mando (32), a través del cual se puede activar la unidad de movimiento (17),

- siendo el elemento de mando (32) un sensor de humedad (14), que está formado como mínimo por dos hilos sensores (10) conductores eléctricos, estando separados los hilos sensores (15), y presentando el sensor de humedad (14) una salida de señal para el mando de la unidad de movimiento (17), caracterizado porque

- el sistema de aspiración presenta un elemento filtrante (27) con un medio de filtrado (34), estando colocado el elemento filtrante (27) de tal manera en la caja del filtro (26), que una zona sin filtrar (24) está separada herméticamente de una zona central (25), estando integrado el sensor de humedad (14) en el elemento filtrante (27).

2. Sistema de aspiración, según la reivindicación 1, caracterizado porque los hilos sensores (15) conductores eléctricos están colocado en un soporte (30).

3. Sistema de aspiración, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los hilos sensores eléctricos (15) conductores del sensor de humedad (14) están unidos directamente con el medio de filtrado (34).

4. Sistema de aspiración, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la caja del filtro (26) dispone de contactos eléctricos (29), mediante los cuales se puede alimentar de tensión el sensor de humedad (14).

5. Sistema de aspiración, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el sensor de humedad (14) dispone de alimentación eléctrica (31), que se han colocado en una junta (35) que rodea el medio filtro (34).

6. Sistema de aspiración, según la reivindicación 5, caracterizado porque los contactos eléctricos (39) de la caja del (26) están unidos con alimentación eléctrica (21) del sensor de humedad (14).

7. Sistema de aspiración, según la reivindicación 6, caracterizado porque los contactos eléctricos (38) de la caja del filtro (26) penetran en la junta (35) el elemento filtrante (27).

8. Sistema de aspiración, según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer hilo sensor (15) dispone de una zona de enrollado primario (48), que está dispuesto en un núcleo de ferrita (45), estando colocado el núcleo de ferrita (45) en el medio de filtrado (34), y porque el segundo hilo sensor (15) se ha colocado en una zona central del medio de filtrado (34), disponiendo el segundo hilo sensor (15) de dos lados que discurren paralelos (43) en los que se conecta una zona del enrollado secundario (44).

9. Sistema de aspiración, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque se han previsto varios sensores de humedad (14).

10. Sistema de aspiración, según la reivindicación 9, caracterizado porque uno de los sensores de humedad (14) se ha dispuesto en un plano con la primera toma de aire no filtrado (10).

11. Sistema de aspiración, según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque uno de los sensores de humedad (14) está dispuesto en la primera toma de aire no filtrado (10).

12. Sistema de aspiración, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la capacidad de funcionamiento del sensor de humedad (14) se puede comprobar durante el arranque del motor de combustión interna.

13. Sistema de aspiración, según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la capacidad de funcionamiento de la unidad de movimiento (17) y el elemento de cierre (13) se puede comprobar durante el arranque del motor de combustión interna.