ES2333700T3 - Sistema de refrigeracion de aire de alimentacion para un motor de combustion interna de varios cilindros con un turbocompresor. - Google Patents
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Abstract
Sistema de refrigeración de aire de alimentación para un motor de combustión interna de varios cilindros con un turbocompresor, en donde el aire de alimentación se conduce hacia dos sistemas de refrigeración de aire de alimentación (6, 6'') separados, caracterizado porque el primer sistema de refrigeración de aire de alimentación (6) divide el aire de alimentación en dos ramas de corriente (I, II), refrigera efectivamente la primera de las dos ramas de corriente (I) y deja pasar esencialmente sin refrigerar la segunda de las dos ramas de corriente (II), y en donde las dos ramas de corriente después se conducen hacia el segundo sistema de refrigeración de aire de alimentación (6'') que deja pasar la primera de las dos ramas de corriente (I) esencialmente sin refrigerar y que refrigera de forma efectiva la segunda de las dos ramas de corriente (II) y a continuación une nuevamente a las dos ramas de corriente (I, II).
Description
Sistema de refrigeración de aire de alimentación
para un motor de combustión interna de varios cilindros con un
turbocompresor.
La presente invención se refiere a un sistema de
refrigeración de aire de alimentación para un motor de combustión
interna de varios cilindros con un turbocompresor, en donde el aire
de alimentación se conduce hacia dos sistemas de refrigeración de
aire de alimentación separados.
Un sistema de refrigeración de aire de
alimentación de este tipo se conoce por la solicitud de patente
europea
EP-A-522 471.
EP-A-522 471.
Del documento DE 31 04 124 A1 se conoce un
sistema de refrigeración de aire de alimentación para un vehículo de
motor con un motor de combustión interna cargado en done para la
reducción del tamaño del sistema de refrigeración del aire de
alimentación está prevista una desviación con una disposición de
válvulas que bloquea a la desviación en un intervalo de revoluciones
bajas del motor de combustión interna.
Además, en el documento DE 43 31 072 C1 se
describe un procedimiento para la aceleración del calentamiento del
motor en el que el aire de alimentación en función de la temperatura
del agua de refrigeración y en función de la temperatura del aire de
alimentación se conduce a través de un sistema de refrigeración del
aire o a través de una desviación hacia el motor de combustión
interna.
Si existen altas temperaturas de aire de
alimentación entonces en los sistemas de refrigeración de aire de
alimentación revelados por estos documentos sin embargo es
problemático que el área del sistema de refrigeración de aire de
alimentación tenga que ser lo más grande posible para proporcionar
una refrigeración suficiente lo que, no obstante, se puede realizar
solo muy difícilmente debido a las condiciones de espacio reducido
existentes en el compartimento del motor.
Finalmente del documento DE 195 47 994 A1 se
conoce un motor de combustión interna en forma de construcción en V
con dos turbocompresores que actúan en paralelo, en donde desde cada
uno de los dos turbocompresores se conduce un conducto de caudal de
aporte hacia uno de los dos sistemas de refrigeración del aire de
alimentación dispuestos uno al lado del otro y en donde desde cada
uno de los dos sistemas de refrigeración del aire de alimentación se
conduce un conducto de corriente de retorno hacia una instalación de
succión. Para la creación de una desviación conmutable allí está
previsto que el conducto de caudal de aporte de uno de los sistemas
de refrigeración de aire de alimentación en cada caso se une con el
conducto de corriente de retorno del otro sistema de refrigeración
de aire de alimentación y que está unión está provista de una aleta
de desviación conmutable.
En el caso de todos los sistemas de
refrigeración de aire de alimentación de los documentos
anteriormente mencionados además es problemático que no son
totalmente satisfactorios los resultados de refrigeración que se
pueden conseguir.
La tarea de la presente invención es concebir un
sistema de refrigeración de aire de alimentación para un motor de
combustión interna de varios cilindros con un turbocompresor que se
puede alojar de forma favorable en el compartimento del motor y que
presenta una capacidad de refrigeración mejorada con respecto al
estado de la técnica.
Esta tarea se resuelve en el caso de un sistema
de refrigeración de aire de alimentación del tipo mencionado al
principio según la invención mediante las características de la
reivindicación 1.
De este modo el posible prever dos sistemas de
refrigeración de aire de alimentación más pequeños en lugar de uno
grande y disponer estos dos sistemas de refrigeración de aire de
alimentación en la medida posible de forma independiente entre sí de
tal manera que acogen posiciones ventajosas en el compartimento del
motor y no interfieren mutuamente. Además se puede refrigerar más
efectivamente el aire de alimentación dividido en dos ramas de
corriente ya que como han demostrado ensayos con el sistema de
refrigeración del aire de alimentación según la invención la
refrigeración de los dos ramas de corriente que tiene lugar en
diferentes posiciones o bien en diferente secuencia resulta
positiva.
De forma ventajosa el primer sistema de
refrigeración de aire de alimentación presenta una entrada para el
aire de alimentación en la que se une una cámara de aire con un
lugar de bifurcación en donde la primera rama de corriente después
del lugar de bifurcación se conduce a través de un pase de
refrigeración, la segunda rama de corriente después del lugar de
bifurcación se conduce a través de una desviación y las dos ramas de
corriente a continuación se conducen hacia dos salidas separadas del
pase de refrigeración y de la desviación.
El segundo sistema de refrigeración de aire de
alimentación presenta en una configuración ventajosa de la invención
dos entradas separadas para las dos ramas de corriente en las que se
unen una desviación y un pase de refrigeración, en donde la primera
rama de corriente se conduce a través de la desviación y la segunda
rama de corriente se conduce a través de un pase de refrigeración y
las dos ramas de corriente entonces se conducen dentro de la cámara
de aire hacia un punto de unión y en el punto de unión se une a
continuación una salida para el aire de alimentación.
De forma ventajosa el primer sistema de
refrigeración de aire de alimentación y el segundo sistema de
refrigeración de aire de alimentación están configurados en simetría
bilateral entre sí. Dado que de este modo los dos sistemas de
refrigeración del aire de alimentación se pueden producir de forma
económica.
De forma apropiada las dos ramas de corriente en
cada caso llevan la misma cuantía de aire de alimentación para que
las dos ramas de corriente en la zona del punto de unión presenten
aproximadamente la misma temperatura, de manera que el aire de
alimentación alimentado al sistema de succión del motor de
combustión interna tenga una distribución de temperatura homogénea
en la medida posible.
Asimismo, de forma apropiada las dos ramas de
corriente desde el punto de bifurcación dentro de la cámara de aire
del primer sistema de refrigeración de aire de alimentación hasta el
punto de unión dentro de la cámara de aire del segundo sistema de
refrigeración de aire de alimentación en cada caso son igual de
largos. De este modo es más fácil configurar iguales ambas ramas de
corriente.
Naturalmente el punto de bifurcación dentro de
la cámara de aire del primer sistema de refrigeración de aire de
alimentación y/o el punto de unión dentro de la cámara de aire del
segundo sistema de refrigeración de aire de alimentación también
pueden estar provistos de un elemento controlable, de manera que la
potencia del sistema de refrigeración de aire de alimentación se
puede reducir durante la fase de arranque en frío del motor de
combustión interna. Dado que mediante el elemento controlable es
posible conducir el aire de alimentación esencialmente sin
refrigerar es decir solo a través de las desviaciones hacia el
sistema de succión del motor de combustión interna y refrigerar de
forma efectiva el aire de alimentación solamente a partir de que
alcance una temperatura
determinada.
determinada.
De forma preferente las dos ramas de corriente
que se extienden entre los dos sistemas de refrigeración de aire de
alimentación al menos parcialmente están configuradas como tubo
doble rígido, en donde los dos sistemas de refrigeración de aire de
alimentación y el tubo doble rígido en cada caso están unidos entre
sí mediante mangueras de presión flexibles. De este modo el aire de
alimentación se puede conducir también a lo largo de una distancia
relativamente larga dentro del motor, en donde se evita el uso de
mangueras de presión largas que cuelgan desde arriba y que por lo
tanto se pueden dañar fácilmente.
En una forma de realización especial los dos
sistemas de refrigeración de aire de alimentación están dispuestos
en los dos lados del motor de combustión interna de varios cilindros
en el compartimento del motor - es decir en posiciones apropiadas
para la corriente. Y si en los dos sistemas de refrigeración de aire
de alimentación está dispuesto el pase de refrigeración en el lado
orientado hacia el motor de combustión interna mientras que la
desviación está dispuesta en el lado opuesto al del motor de
combustión interna, entonces esta configuración además está adaptada
de forma especial al montaje del sistema de refrigeración de aire de
alimentación en el caso de un motor de combustión interna de varios
cilindros en construcción V.
Si el segundo sistema de refrigeración de aire
de alimentación además lleva un sensor de presión en la zona de la
cámara de aire entonces mediante el control de la presión existente
allí y eventualmente mediante activación del turbocompresor se puede
ajustar la presión de carga óptima para el estado operativo del
motor de combustión interna.
Se describe la presente invención más en detalle
a continuación haciendo referencia al dibujo siguiente:
La Figura muestra el sistema de refrigeración de
aire de alimentación según la invención para un motor de combustión
interna de varios cilindros con un turbocompresor.
En el caso de un motor de combustión interna 1
de varios cilindros cuyos cilindros están dispuestos entre sí en
forma de V se conduce el gas de escape a través de un turbocompresor
2 hacia un sistema 3 de gas de escape.
El turbocompresor 2 actuado de este modo
condensa el aire fresco succionado a través de filtro de aire 4
dispuesto arriba a una presión de carga determinada, por lo que sube
la temperatura del aire de carga.
Antes de que el aire de alimentación caliente
ahora se puede conducir al sistema de succión 5 del motor de
combustión interna 1 se refrigera mediante un primer sistema de
refrigeración de aire de alimentación 6 y mediante un segundo
sistema de refrigeración de aire de alimentación 6'. Esto se realiza
en que el aire de alimentación completo primero se conduce al primer
sistema de refrigeración de aire de alimentación 6 en cuya cámara de
aire 7 está dispuesto un punto de bifurcación 8 en el que el aire de
alimentación se divide en dos ramas de corriente I, II, en donde la
primera rama de corriente I se conduce dentro del primer sistema de
refrigeración de aire de alimentación 6 a través de un pase de
refrigeración 9, mientras que la segunda rama de corriente II se
conduce dentro del primer sistema de refrigeración de aire de
alimentación 6 a través de una desviación 10. A continuación las dos
ramas de corriente I, II salen del primer sistema de refrigeración
de aire de alimentación 6 y se conduce hacia el segundo sistema de
refrigeración de aire de alimentación 6' a través de conductos
separados 11, 12. Los conductos 11, 12 al menos parcialmente se
pueden formar por un tubo doble rígido lo que aumenta la estabilidad
mecánica de la configuración. En el segundo sistema de refrigeración
de aire de alimentación 6' se conduce la primera rama de corriente I
a través de una desviación 10' mientras que la segunda rama de
corriente II se conduce a través de un pase de refrigeración 9'. Río
abajo respecto a la desviación 10' y al pase de refrigeración 9' las
dos ramas de corriente I, II se conducen a la cámara de aire 7' de
segundo sistema de refrigeración de aire de alimentación 6' en el
que está dispuesto un punto de unión 13 para las dos ramas de
corriente I, II. A continuación del segundo sistema de refrigeración
de aire de alimentación 6' todo el aire de alimentación se conduce
al motor de combustión interna 1 a través de un sistema de succión
5.
El primer y el segundo sistema de refrigeración
de aire de alimentación 6, 6' están dispuestos en ambos lados del
motor de combustión interna 1, dado que esto es especialmente
apropiado para la corriente y a pesar de la condiciones de espacio
reducidos en el compartimento del motor posibilita un área de
refrigeración relativamente grande. Los dos pases de refrigeración
9, 9' en este caso están dispuestos en cada caso en el lado del
sistema de refrigeración de aire de alimentación 6, 6' orientado
hacia el motor de combustión interna 1 y las dos desviaciones 10,
10' en este caso están dispuestos en el lado del sistema de
refrigeración de aire de alimentación 6, 6' opuesto al motor de
combustión interna 1.
Claims (11)
1. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación para un motor de combustión interna de varios cilindros
con un turbocompresor, en donde el aire de alimentación se conduce
hacia dos sistemas de refrigeración de aire de alimentación (6, 6')
separados, caracterizado porque el primer sistema de
refrigeración de aire de alimentación (6) divide el aire de
alimentación en dos ramas de corriente (I, II), refrigera
efectivamente la primera de las dos ramas de corriente (I) y deja
pasar esencialmente sin refrigerar la segunda de las dos ramas de
corriente (II), y en donde las dos ramas de corriente después se
conducen hacia el segundo sistema de refrigeración de aire de
alimentación (6') que deja pasar la primera de las dos ramas de
corriente (I) esencialmente sin refrigerar y que refrigera de forma
efectiva la segunda de las dos ramas de corriente (II) y a
continuación une nuevamente a las dos ramas de corriente (I,
II).
2. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según la reivindicación 1, caracterizado porque
el primer sistema de refrigeración de aire de alimentación (6)
presenta una entrada para el aire de alimentación a la que se une
una cámara de aire (7) con un punto de bifurcación, en donde la
primera rama de corriente (I) después del punto de bifurcación (8)
se conduce a través de un pase de refrigeración (9), y la segunda
rama de corriente (II) después del punto de bifurcación (8) se
conduce a través de una desviación (10) y las dos ramas de corriente
(I, II) se conducen a continuación hacia las dos salidas separadas
del pase de refrigeración (9) y de la desviación (10).
3. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado
porque el segundo sistema de refrigeración de aire de alimentación
(6') presenta dos entradas separadas para las dos ramas de corriente
(I, II) a las que se une una desviación (10') y un pase de
refrigeración (9'), en donde la primera rama de corriente (I) se
conduce a través de la desviación (10') y la segunda rama de
corriente (II) se conduce a través del pase de refrigeración (9') y
las dos ramas de corriente (I, II) después se conducen hacia una
cámara de aire (7') con un punto de unión (13) y se une al puto de
unión (13) una salida para el aire de alimentación.
4. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque el primer sistema de refrigeración de
aire de alimentación (6) y el segundo sistema de refrigeración de
aire de alimentación (6') están configurados en simetría bilateral
entre sí.
5. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque las dos ramas de corriente (I, II) en
cada caso conducen la misma cantidad de aire de alimentación.
6. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5,
caracterizado porque las dos ramas de corriente (I, II) desde
el punto de bifurcación (8) dentro de la cámara de aire (7) de
primer sistema de refrigeración de aire de alimentación (6) hasta el
punto de unión (13) dentro de la cámara de aire (7') de segundo
sistema de refrigeración de aire de alimentación (6') en cada caso
son aproximadamente igual de largos.
7. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6,
caracterizado porque el punto de bifurcación (8) dentro de la
cámara de aire (7) del primer sistema de refrigeración de aire de
alimentación (6) y/o el punto de unión (13) dentro de la cámara de
aire (7') del segundo sistema de refrigeración de aire de
alimentación (6') está provisto de un elemento controlable.
8. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque las dos ramas de corriente (I, II) que
se extienden entre los dos sistemas de refrigeración de aire de
alimentación (6, 6') están configurados al menos parcialmente como
tubo doble rígido, en donde los dos sistemas de refrigeración de
aire de alimentación (6, 6') y el tubo doble rígido en cada caso
están unidos entre sí mediante mangueras de presión flexibles.
9. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque los dos sistema de refrigeración de aire
de alimentación (6, 6') están dispuestos en ambos lados del motor de
combustión interna (1) de varios cilindros en el compartimento del
motor.
10. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque en caso de los dos sistemas de
refrigeración de aire de alimentación (6, 6') el pase de
refrigeración (9, 9') está dispuesto en el lado orientado hacia el
motor de combustión interna (1), mientras que la desviación (10,
10') está dispuesto en el lado opuesto al motor de combustión
interna (1).
11. Sistema de refrigeración de aire de
alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10,
caracterizado porque el segundo sistema de refrigeración de
aire de alimentación (6') en la zona de la cámara de aire (7') lleva
un sensor de presión.
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