BR112015015854B1 - Motor de combustão e veículo com tal motor - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE EXPANSÃO EM SÉRIE, TURBOCOMPRESSOR COM TAL DISPOSITIVO, MOTOR COM TAL TURBOCOMPRESSOR, VEÍCULO COM TAL MOTOR E MÉTODO PARA CONTROLE DE UM MOTOR. A invenção é relativa a um dispositivo de expansão (4) para uma turbina (3) em uma unidade turbo (29), que inclui uma entrada de turbina (48) e saída de turbina (50) para o fluxo de gases de descarga para e a partir da turbina (30), um primeiro tubo de gás de descarga (52) que é conectado à entrada da turbina (48), um segundo tubo de gás de descarga (54) que é conectado à saída da turbina (50), um duto de porta de resíduos (56), que é conectado aos primeiro e segundo tubos de gás de descarga (52, 54) e uma unidade de limitação de fluxo (60) colocada no segundo tubo de gás de descarga (54). O duto de porta de resíduos (56) tem uma superfície de seção transversal (Aw) que é menor do que a segunda superfície de seção transversal (Ae) do segundo tubo de gás de descarga (54). A invenção também é relativa a uma unidade turbo (29) com um tal dispositivo de expansão em série (4), um motor de combustão (2) com tal unidade turbo (29), um veículo (1) com tal motor de combustão (2), e um método para regular um motor de combustão (2).

Description

FUNDAMENTO PARA A INVENÇÃO E TÉCNICA CONHECIDA

[0001] A presente invenção é relativa a um dispositivo de expansão para uma turbina em uma unidade turbo de acordo com o preâmbulo para a reivindicação de patente 1. A invenção também é relativa a uma unidade turbo com tal dispositivo de expansão em série de acordo com o preâmbulo para a reivindicação de patente 6, um motor de combustão com tal unidade turbo de acordo com o preâmbulo para a reivindicação de patente 7, um veículo com tal motor de combustão de acordo com o preâmbulo para a reivindicação de patente 4 e um método para regular o motor de combustão de acordo com o preâmbulo para a reivindicação de patente 10.

[0002] Sistemas EGR são utilizados para purificar os gases de descarga de motores a petróleo e a diesel. Óxidos de nitrogênio são formados quando nitrogênio e oxigênio no ar reagem nas temperaturas e pressões elevadas que ocorrem na câmara de combustão do motor. EGR, que é uma abreviação do termo “recirculação de gás de descarga”, vincula os gases de descarga do motor que são retornados para o lado de admissão do motor. Os gases de descarga irão reduzir as temperaturas de combustão na câmara de combustão do motor, reduzindo os óxidos de nitrogênio. Em motores supercomprimidos existem sistemas EGR assim chamados longos e curtos. No caso do sistema curto o duto EGR é conectado com o sistema de admissão à jusante do compressor e usualmente à jusante de um resfriador de ar de compressão para o ar de admissão, resultando com isto em o sistema EGR ser unido ao lado de alta pressão do compressor. No caso do sistema longo, o duto EGR é conectado à jusante da turbina e à montante do compressor.

[0003] Uma vantagem de utilizar o sistema EGR curto é reduzir o espaço requerido para o sistema EGR, também reduzindo com isto o peso do sistema EGR. Os gases de descarga a partir de um motor a pistão deixam a câmara de combustão durante o curso de descarga em pressão positiva, fazendo com que a pressão no sistema de gás de descarga do motor pulse, o que por sua vez resulta em o fluxo de gás de descarga pulsar. Uma vez que o sistema é conectado ao sistema de gás de descarga do motor, a pressão e fluxo dos gases de descarga no sistema EGR irão variar, e assim, pulsar.

[0004] No lado de admissão prevalece uma situação de pressão que é consideravelmente mais equilibrada do que a pressão pesadamente pulsante que prevalece no lado de gás de descarga. Em um sistema EGR isto resulta em pressão de acionamento periodicamente intensa na direção para frente seguida por pressão na direção inversa entre os pulsos de gás de descarga. A pressão na direção inversa aciona um fluxo de retorno que ocasiona uma perda de energia e daí, consumo de combustível aumentado, uma vez que o fluxo na direção para frente deve conter ambos, o fluxo de trabalho e o fluxo de retorno. A pressão de acionamento necessária sobe, conduzindo a um aumento no trabalho de troca gás.

[0005] Em cada ponto de operação particular com relação ao torque e velocidade do motor de combustão, a pressão de compressão do torque é determinada em um motor de combustão turbocomprimido que opera em uma relação de mistura de ar para combustível que corresponde ao valor lambda 1. Se EGR é utilizada, a pressão da turbina é determinada pela pressão de compressão ou mais pressão de acionamento necessária para acionar o fluxo EGR. A pressão disponível e o fluxo de gases de descarga a partir do motor de combustão são consideravelmente mais elevados do que o necessário para a turbina realizar o trabalho requerido para acionar o compressor na unidade turbo. Se o rendimento da turbina é maior do que desejado, o resultado líquido será uma pressão de carregamento mais elevada, uma velocidade de rotação mais elevada nos componentes móveis que fazem parte da unidade turbo, uma pressão de cilindro mais elevada no motor de combustão, e emissão de calor aumentada a partir do motor de combustão e componentes acessórios. Isto também conduz à economia de combustível aumentada e carbonização do óleo do motor de combustão. Por estas razões, portanto, algum fluxo de gás de descarga é conduzido depois da turbina na forma de um fluxo lateral, através de um assim chamado duto de alívio (duto wastegate).

[0006] Contudo, o tamanho do duto de alívio deve ser dimensionado para transportar o fluxo de gás de descarga mesmo na velocidade a mais elevada do motor de combustão; como resultado, o duto de alívio está superprojetado quando o motor de combustão é acionado em baixa velocidade. Uma válvula de alívio (válvula wastegate) colocada no duto de alívio é então utilizada para regular e limitar o fluxo de gás de descarga através do duto de alívio. Uma vez que velocidade elevada no motor de combustão é um fator de projeto que governa a dimensão da válvula de alívio, uma válvula de alívio grande é obtida, o que produz um desempenho pobre em termos de regulação em velocidades mais baixas do motor de combustão. No caso de um motor de combustão equipado com sistema EGR a válvula de alívio é utilizada para regular a pressão de acionamento no sistema EGR, o que conduz o sistema de regulação se tornar debilitado. Isto leva o consumo de combustível do motor de combustão a aumentar, e emissões fornecidas pelo motor de combustão alcançarem níveis indesejáveis.

[0007] Um arranjo anteriormente conhecido fornece uma unidade turbo com um dispositivo de expansão em série no qual é arranjada uma unidade de limitação de fluxo na forma de um estrangulamento em um tubo de gás de descarga conectado a partir da saída da turbina. Isto possibilita que o tamanho da turbina seja dimensionado para a dimensão da unidade de limitação de fluxo, e com uma visão para alcançar a expansão desejada através da turbina e unidade de limitação de fluxo, o que resulta em o compressor energizado por turbina distribuir a pressão de compressão desejada para o motor de combustão. Contudo, tal dispositivo de expansão em série será apenas engrenado a um número de pontos de operação predeterminados com relação ao torque de acionamento e velocidade do motor de combustão.

[0008] O documento US2002/0100280 mostra um motor de combustão com uma unidade turbo equipada com um dispositivo de expansão em série, com uma visão para otimizar o rendimento da turbina da unidade turbo para otimizar assim a economia de combustível do motor de combustão. A turbina pode ser dotada de geometria controlável e/ou uma alívio. O motor de combustão é também dotado de um sistema EGR no qual um resfriador EGR e uma válvula são arranjados.

[0009] O documento US 2005/0091976 é relativo a uma unidade turbo com um dispositivo de expansão em série e um duto de alívio com propriedades sob medida para um motor diesel.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] A despeito de soluções conhecidas no campo, existe uma necessidade para desenvolver ainda mais um dispositivo de expansão para uma turbina em uma unidade turbo, que possibilite que um motor de combustão ao qual a unidade turbo é conectada, seja acionado em inúmeros pontos de operação predeterminados com relação ao torque de acionamento e velocidade do motor de combustão, enquanto que simultaneamente seja capaz de regular de maneira precisa a pressão de acionamento suprida para um sistema EGR conectado ao motor de combustão. Existe também uma necessidade por desenvolver ainda mais um motor de combustão com tal unidade turbo que trabalhe com baixo consumo de combustível.

[0011] A intenção da presente invenção é realizar um dispositivo de expansão para uma turbina em uma unidade turbo cujo dispositivo de expansão permita regulação precisa da pressão de acionamento em um sistema EGR.

[0012] Outra intenção da invenção é realizar um dispositivo de expansão para uma turbina em uma unidade turbo cujo dispositivo de expansão permita que um motor de combustão seja operado em inúmeros pontos de operação predeterminados com relação ao torque de acionamento e velocidade do motor de combustão.

[0013] Outra intenção da invenção é realizar um motor de combustão que descarregue baixas emissões.

[0014] Uma intenção adicional da invenção é realizar um motor de combustão que trabalhe com baixo consumo de combustível.

[0015] Estas intenções são alcançadas com um dispositivo de expansão em série do tipo mencionado à guisa de introdução e caracterizado pelos aspectos distintivos descritos na parte de caracterização da reivindicação de patente 1.

[0016] Estas intenções são também realizadas com uma unidade turbo com tal dispositivo de expansão em série de acordo com a parte de caracterização da reivindicação de patente 6, um motor de combustão com tal unidade turbo de acordo com a parte de caracterização da reivindicação de patente 7, um veículo com tal motor de combustão de acordo com a parte de caracterização da reivindicação de patente 9 e um método para regular o motor de combustão de acordo com a parte de caracterização da reivindicação de patente 10.

[0017] Arranjando a unidade de limitação de fluxo no segundo tubo de gás de descarga e em série com a turbina, a correlação obtida entre a expansão através da turbina e da unidade de limitação de fluxo, respectivamente, é consideravelmente menos dependente da dimensão do duto de alívio para sua velocidade. Tendo uma superfície de seção transversal que é menor do que a superfície de seção transversal do segundo tubo de gás de descarga, o duto de gás de descarga resultante, no qual uma válvula de alívio com pequenas dimensões pode ser arranjada, é consideravelmente menor, produzindo desempenho regulatório melhor e permitindo regulação precisa da pressão de acionamento no sistema EGR. Se a correlação entre o fluxo de gás de descarga através da turbina e do respectivo duto de alívio se altera, isto também produz perda de retorno, uma vez que a falha relativa associada com regular a válvula alívio diminui em termos absolutos, o que adicionalmente aumenta a precisão da regulação de pressão de acionamento no sistema EGR.

[0018] Uma ocorrência com motores diesel é que a válvula de alívio é fechada em baixa velocidade e abre em alta velocidade. De acordo com a presente invenção, quando aplicada a um motor de combustão do tipo Otto, a regulação da válvula de alívio não será dependente de velocidade, mas, ao invés disto, o duto de alívio pode ser dimensionado de modo que o todo do curso regulatório da válvula de alívio pode ser utilizado para finalidades de regulação em todos os pontos de operação. No caso de um motor diesel a pressão de acionamento para EGR é regulada com uma amplitude muito pequena e com uma grande válvula de alívio, o que irá resultar em pressão que regulatória com uma grande margem para erro no sistema EGR. De acordo com a presente invenção, quando aplicada a um motor de combustão do tipo Otto ela permite a utilização de uma válvula de alívio consideravelmente menor, cuja posição de repouso é independente de velocidade. Isto produz amplitude regulatória consideravelmente maior, o que produz desempenho regulatório consideravelmente melhor sem utilizar válvulas especiais com atuadores caros. Uma das razões para esta diferença na aplicação da invenção a um motor de combustão de tipo Otto é que o motor diesel opera sobre um excesso de ar com alta pressão de compressão tornando mais simples conseguir relações de pressão corretas e precisas com dimensões de turbina normais no motor Otto.

[0019] Vantagens adicionais da invenção são trazidas na descrição detalhada que segue.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0020] À guisa de exemplo, uma modalidade preferida da invenção está descrita abaixo com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0021] A figura 1 mostra uma vista esquemática lateral de um veículo que inclui um dispositivo de expansão para uma turbina em uma unidade turbo de acordo com a presente invenção,

[0022] A figura 2 mostra uma vista esquemática de um motor de combustão com um dispositivo de expansão em série de acordo com a presente invenção,

[0023] A figura 3 mostra uma vista esquemática do dispositivo de expansão em série de acordo com a presente invenção,

[0024] A figura 4 mostra uma vista em seção transversal de um duto de alívio ao longo da seção I-I na figura 3,

[0025] A figura 5 mostra uma vista em seção transversal de uma unidade de limitação de fluxo ao longo da seção II-II na figura 3,

[0026] A figura 6 mostra gráficos de uma velocidade de motor de combustão em relação ao momento de torção do motor para diversas superfícies em seção transversal em uma unidade de limitação de fluxo no dispositivo de expansão em série de acordo com a presente invenção, e

[0027] A figura 7 mostra um fluxograma para um método para regular o motor de combustão de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE DA INVENÇÃO

[0028] A figura 1 mostra uma vista lateral esquemática de um veículo 1, um veículo que inclui um dispositivo de expansão 4 de acordo com a presente invenção. O motor de combustão 2 está conectado a uma caixa de engrenagem 6 e a caixa de engrenagem 6 é ainda conectada à engrenagem de acionamento do veículo 1. O motor de combustão 2 é preferivelmente um motor de pistão do tipo motor Otto.

[0029] A figura 2 mostra uma vista esquemática de um motor de combustão 2 com o dispositivo de expansão em série 4 de acordo com a presente invenção. De acordo com o exemplo de modalidade mostrado, o motor de combustão 2 tem quatro cilindros 10, cada cilindro 10 abrigando um pistão 12 e uma câmara de combustão 14. O motor 2 também apresenta um eixo de saída 16. O motor de combustão 2 inclui um sistema de admissão 18 para suprir ar para a câmara de combustão 14 e um sistema de gás de descarga 20 para remover os gases de descarga da câmara de combustão 14. Entre o sistema de admissão 18 e o sistema de gás de descarga 20 um sistema EGR 21 é arranjado. O sistema EGR é conectado ao sistema de gás de descarga 20 e uma válvula EGR 24 controla o volume de gases de descarga supridos para o sistema EGR 21 na forma de gases EGR. Com uma visão para aumentar a saída do motor, é possível arranjar um resfriador EGR 22 no sistema EGR 21 de modo que os gases EGR são resfriados antes de serem supridos para o ar de admissão a partir de um compressor 28 que faz parte de uma unidade turbo 29. O sistema EGR 21 é conectado ao sistema de admissão 18 à jusante do resfriador EGR 22 arranjado no sistema EGR 21 em um ponto de junção 26, onde os gases EGR são supridos para o ar no sistema de admissão 18. O sistema EGR 21 é conectado ao sistema de admissão 18 à jusante do compressor 28, o que resulta em o sistema EGR 21 ser conectado ao lado de alta pressão do compressor 28.

[0030] O compressor 28 é operado de acordo com o exemplo de modalidade mostrado dos gases de descarga do motor 2 a partir de uma turbina 30, arranjado na unidade turbo 29 conectada ao sistema de gás de descarga 20. O sistema de admissão 18 é preferivelmente construído de tubulação e mangueiras 32 que transportam o gás circundante ingerido, a partir da porta de admissão 34 através do compressor 28 e finalmente para a câmara de combustão 14 do motor 2. O sistema de gás de descarga 20 é preferivelmente construído de tubulação 36 que transporta os gases de descarga quentes da câmara de combustão 14 do motor de combustão 2 através da turbina 30 e para fora para as vizinhanças, por meio de uma abertura 38 de tubo de gás de descarga. O sistema EGR 21 é também construído de tubulação 40 que transporta os gases de descarga desde um ponto de junção 41 por meio de uma válvula EGR 24 e o resfriador EGR 22 e até um dispositivo de conexão 42 no ponto de junção 26 onde os gases EGR 25 são supridos com o ar no sistema de admissão 18. Os gases EGR 25 são assim supridos e misturados com ar de admissão no ponto de junção 26 e transportados para frente no sistema de admissão 18 até um ponto ramal 44 onde os gases EGR misturados 25 e o ar de admissão penetram em um tubo de entrada 46 que transporta os gases EGR misturados 25 e o ar de admissão para a respectiva câmara de combustão 14.

[0031] A figura 3 é uma vista detalhada da figura 2, e mostra o dispositivo de expansão em série 4 de acordo com a presente invenção. A turbina 30 inclui uma entrada de turbina 48 e saída de turbina 50 para o fluxo de gases de descarga para e a partir da turbina 30. O sistema de gás de descarga 20 inclui um primeiro tubo de gás de descarga 52 que é conectado à entrada da turbina 48 e um segundo tubo de gás de descarga 54 que é conectado à saída de turbina 50. Um duto de alívio 56 é conectado aos primeiro e segundo tubos de gás de descarga 52, 54, pelo que, uma válvula de alívio 58 arranjada no duto de alívio 56 é configurada para regular o fluxo de gás de descarga através do duto de alívio 56. O trabalho do duto de alívio 56 é transportar um fluxo de gás de descarga particular depois da turbina 30 na forma de um fluxo lateral por razões delineadas acima.

[0032] Uma unidade de limitação de fluxo 60 é arranjada no segundo tubo de gás de descarga 54 à jusante do ponto onde o duto de alívio 56 descarrega no segundo tubo de gás de descarga 54. Assim, o duto de alívio 56 descarrega no segundo tubo de gás de descarga 54 à jusante da saída da turbina 50 e à montante da unidade de limitação de fluxo 60. Os gases de descarga que passam através da turbina 30 e da unidade de limitação de fluxo 60 irão expandir devido à queda em pressão, como um resultado do que a dimensão da turbina 30 pode ser projetada de acordo com a dimensão da unidade de limitação de fluxo 60, com uma visão para obter a expansão desejada através da turbina 30 e da unidade de limitação de fluxo 50, o que irá resultar em o compressor 28 operado pela turbina 30 prover a pressão de carregamento desejada para o motor de combustão 2.

[0033] A unidade de limitação de fluxo 60 colocada no segundo tubo de gás de descarga 54 é preferivelmente uma unidade passiva sem componentes móveis. A unidade de limitação de fluxo 60 tem assim uma superfície de seção transversal predeterminada Ar que é menor do que a segunda superfície de seção transversal Ae 54 do segundo o tubo de gás de descarga. Contudo, é possível projetar a superfície de seção transversal Ar da unidade de limitação de fluxo 60 de maneira ajustável provendo esta com um dispositivo de regulação (não mostrado) conectado a uma unidade de controle 62. A unidade de controle 62 é também conectada à válvula de alívio 58 de modo que o fluxo de gás de descarga desejado através do duto de alívio 56 pode ser ajustado colocando a válvula de alívio 58 em diferentes posições.

[0034] A válvula de alívio 58 é também utilizada para regular a pressão de acionamento no sistema EGR 21. Ajustamento preciso da pressão de acionamento do sistema EGR 21 é tornado possível se a válvula de alívio 58 é dimensionada para regular de maneira precisa e restringir o fluxo de gás de descarga através da válvula de alívio 58. Projetando o duto de alívio 56 com uma superfície de seção transversal Aw menor do que a superfície de seção transversal Ae do segundo tubo de gás de descarga 54 a válvula de alívio 58 pode ser projetada de modo a conseguir ajustamento fino do fluxo de gás de descarga através do duto de alívio 56, com isto conseguindo bom desempenho regulatório em ambas as velocidades mais alta e mais baixa do motor de combustão 2. O resultado é que o consumo de combustível do motor de combustão 2 pode ser restringido e emissões a partir do motor de combustão 2 mantidas dentro dos parâmetros desejados.

[0035] A unidade de limitação de fluxo 60 do dispositivo de expansão em série 4 é projetada como um estrangulamento, com uma superfície de seção transversal Ar que pode ser fixa ou ajustável. O duto de alívio 56 preferivelmente tem uma superfície de seção transversal Aw de mesma dimensão que, ou menor do que a superfície de seção transversal Ar da unidade de limitação de fluxo 60, facilitando com isto o ajustamento fino do fluxo de gás de descarga através do duto de alívio 56 por meio da válvula de alívio 58.

[0036] A figura 4 mostra uma vista em seção transversal do duto de alívio 56 ao longo da seção I-I na figura 3, e a figura 4 mostra uma vista em seção transversal da unidade de limitação de fluxo 60 ao longo da seção II-II na figura 3. A superfície de seção transversal Aw do duto de alívio 56 é dimensionada de modo a ser menor do que ambas, a superfície de seção transversal Ae do segundo tubo de gás de descarga 54 e a superfície de seção transversal Ar da unidade de limitação de fluxo 60, como mostrado pelas figuras 4 e 5. O duto de alívio 56, o segundo tubo de gás de descarga 54 e a unidade de limitação de fluxo 60 preferivelmente têm uma seção transversal circular, pelo que, o duto de alívio 56 tem um diâmetro menor do que o diâmetro de ambos, do segundo tubo de gás de descarga 54 e a unidade de limitação de fluxo 50. Como mencionado acima, contudo, o duto de alívio 56 pode receber uma superfície de seção transversal Aw da mesma dimensão que, ou menor do que a superfície de seção transversal Ar da unidade de limitação de fluxo 60, permitindo que o duto de alívio 56 tenha um diâmetro da mesma dimensão que, ou menor do que aquele da unidade de limitação de fluxo 60. É possível fornecer ao duto de alívio 56, ao segundo tubo de gás de descarga 54 e à unidade de limitação de fluxo 60 uma forma de seção transversal arbitrária. A unidade de limitação de fluxo 60 pode apresentar um comprimento longo ou curto.

[0037] A figura 6 mostra gráficos de uma velocidade de motor de combustão 2 em relação a seu momento de torção T para um número de diferentes superfícies de seção transversal Ar1 a Ar3 na unidade de limitação de fluxo 60 no dispositivo de expansão em série 4 de acordo com a presente invenção. De acordo com o exemplo na figura 6, a superfície de seção transversal Ar1 é maior do que a superfície de seção transversal Ar2 que é por sua vez maior do que a superfície de seção transversal Ar3. Selecionando uma dada superfície de seção transversal Ar para a unidade de limitação de fluxo 60 que melhor corresponda a rendimento ótimo da turbina para diversos pontos de operação no motor de combustão 2, o gráfico obtido corresponde, por exemplo, ao gráfico que representa a superfície de seção transversal Ar2 na unidade de limitação de fluxo 60, posicionado com isto uma unidade de limitação de fluxos 60 com a superfície de seção transversal Ar2 no segundo tubo de gás de descarga 54. Em cada ponto de operação particular com relação ao torque e velocidade do motor de combustão 2, a pressão de compressão do torque é determinada sobre um motor de combustão turbocomprimido 2 que opera em uma relação de mistura de ar para combustível que corresponde ao valor lambda 1. Quando EGR é utilizada, a pressão da turbina é determinada pela pressão de compressão mais pressão de acionamento necessária para acionar o fluxo EGR. Para conseguir pressão de acionamento ótima para acionar o fluxo EGR em um dado ponto de operação, o fluxo de gás de descarga desejado através do duto de alívio 56 pode ser ajustado utilizando a unidade de controle 62 para ajustar a válvula de alívio 58 para uma posição adequada. Sendo dimensionada para regular de maneira precisa e restringir o fluxo de gás de descarga através da válvula de alívio 58, a válvula de alívio 58 permite ajustamento preciso da pressão de acionamento do sistema EGR 21. Se uma unidade de limitação de fluxo 60 com a superfície de seção transversal Ar2 é arranjada no segundo tubo de gás de descarga 54 e o motor de combustão 2 é acionado em um ponto de operação P1 que corresponde à velocidade n1 e torque T1 na figura 6, o fluxo de gás de descarga desejado através do duto de alívio 56 pode ser ajustado utilizando a unidade de controle 62 para ajustar a válvula de alívio 58 para uma posição de modo a obter a pressão de acionamento necessária para acionar o fluxo EGR, com isto restringindo o consumo de combustível do motor de combustão 2 e mantendo as emissões a partir do motor de combustão 2 dentro de parâmetros desejados.

[0038] Para obter pressão de acionamento ótima para acionar o fluxo EGR em um dado ponto de operação, o fluxo de gás de descarga desejado através do duto de alívio 56 pode ser ajustado utilizando a unidade de controle 62 para ajustar a válvula de alívio 58 para uma posição adequada. Sendo dimensionada para regular de maneira precisa e restringir o fluxo de gás de descarga através da válvula de alívio 58, a válvula de alívio 58 permite ajustamento preciso da pressão de acionamento do sistema EGR 21. Se uma unidade de limitação de fluxo 60 com a superfície de seção transversal Ar2 é arranjada no segundo tubo de gás de descarga 54 e o motor de combustão 2 é acionado em um ponto de operação P1 que corresponde à velocidade n1 e o torque T1 na figura 6, o fluxo de gás de descarga desejado através do duto de alívio 56 pode ser ajustado utilizando a unidade de controle 62 para ajustar a válvula de alívio 58 para uma posição de modo a obter a pressão de acionamento necessária para acionar o fluxo EGR, com isto restringindo o consumo de combustível do motor de combustão 2 e mantendo as emissões a partir do motor de combustão 2 dentro de parâmetros desejados.

[0039] Como uma alternativa é possível projetar a superfície de seção transversal Ar da unidade de limitação de fluxo 60 para ajustabilidade, se o motor de combustão 2 é acionado em um ponto de operação P1 que corresponde à velocidade n1 e o torque T1 na figura 6, o fluxo de gás de descarga desejado através do duto de alívio 56 pode ser ajustado utilizando a unidade de controle 62 para ajustar a válvula de alívio 58 para uma posição de modo a obter a pressão de acionamento necessária para acionar o fluxo EGR enquanto simultaneamente ajustando a superfície de seção transversal da unidade de limitação de fluxo por meio da unidade de controle 62 para uma superfície de seção transversal Arx que corresponde à linha tracejada do gráfico na figura 6.

[0040] A figura 7 mostra um fluxograma de um método para regular o motor de combustão 2 de acordo com a presente invenção. O método de acordo com a invenção envolve as etapas de: a) fornecer o duto de alívio 56 com uma superfície de seção transversal Aw menor do que a segunda superfície de seção transversal Ae do segundo tubo de gás de descarga 54, e b) guiar a válvula de alívio 58 colocada no duto de alívio 56 para uma posição de modo a conseguir o momento de torção desejado T1 no motor 2 em uma velocidade n1 predeterminada.

[0041] O método também envolve a etapa adicional de: c) guiar a unidade de limitação de fluxo 60 para uma superfície de seção transversal Ax de modo a alcançar o momento de torção desejado T1 no motor 2 em uma velocidade predeterminada n1.

[0042] Dentro da estrutura da invenção os componentes e aspectos distintivos descritos acima podem ser combinados entre diversas modalidades descritas.

Claims (2)

1. Motor de combustão (2) compreendendo uma unidade turbo (29) tendo um compressor (28) e uma turbina (30) que inclui uma entrada de turbina (48) e uma saída de turbina (50) para o fluxo de gases de descarga para e a partir da turbina (30), um sistema EGR (21) disposto entre um sistema de admissão (18) e o sistema de gás de descarga (20) do motor de combustão (2), em que o sistema EGR (21) é conectado ao sistema de admissão (18) à jusante do compressor (28) e conectado ao sistema de gás de descarga (20) à montante da turbina (30), um primeiro tubo de gás de descarga (52), que é conectado à entrada de turbina (48), um segundo tubo de gás de descarga (54), que é conectado à saída da turbina (50), um duto de alívio (56), que é conectado aos primeiro e segundo tubos de gás de descarga (52, 54), e uma unidade de limitação de fluxo (60) disposta no segundo tubo de gás de descarga (54), cuja unidade de limitação de fluxo (60) tem uma superfície de seção transversal (Ar) menor do que a superfície de seção transversal (Ae) do segundo tubo de gás de descarga (54), em que o duto de alívio (56) tem uma superfície de seção transversal (Aw) que é menor do que a superfície de seção transversal (Ae) do segundo tubo de gás de descarga (54) e em que uma válvula de alívio (58) disposta no duto de alívio (56) é adaptada para ajustamento fino do fluxo de gás de descarga através do duto de alívio (56); caracterizado pelo fato de que a superfície de seção transversal (Aw) do duto de alívio (56) é da mesma dimensão ou menor que a superfície de seção transversal (Ar) da unidade de limitação de fluxo (60); em que o duto de alívio (56) escoa para dentro do segundo tubo de gás de descarga (54) à montante da unidade de limitação de fluxo (60); em que a unidade de limitação de fluxo (60) é uma unidade passiva sem componentes móveis; e em que o motor de combustão (2) é um motor Otto.

2. Veículo (1) caracterizado pelo fato de incluir um motor de combustão (2) conforme definido na reivindicação 1.