ES2225946T3 - Maquina de onda de presion gasodinamica. - Google Patents
Maquina de onda de presion gasodinamica.Info
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Abstract
LA MAQUINA DE ONDAS DE PRESION DINAMICA DE GAS QUE ESTA DETERMINADA PARA LA AFLUENCIA DE AIRE DE CARGA DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA, MUESTRA UN ROTOR (6,30) QUE DISPONE DE CELDAS (18,41), UN CANAL (14,38) DE AFLUENCIA DE AIRE FRESCO DE BAJA PRESION, UN CANAL (10,32) DE AIRE DE ALTA PRESION QUE GUIA AL MOTOR (1,33) DE COMBUSTION INTERNA, UN CANAL DE GAS (3,31) DE ALTA PRESION QUE ENTRA EN EL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA Y UN CANAL (4,35) DE GAS DE EXHAUSTACION DE BAJA PRESION. EL CANAL (4,35) DE GAS DE EXHAUSTACION DE BAJA PRESION Y EL CANAL (3,31) DE GAS DE EXHAUSTACION DE ALTA PRESION ESTAN DISPUESTOS EN UNA CARCASA (5,34) DE GAS Y EL CANAL (4,38) DE AFLUENCIA DE AIRE FRESCO DE BAJA PRESION Y EL CANAL (10,32) DE AIRE DE CARGA DE ALTA PRESION SE DISPONEN EN UNA CARCASA (15,39) DE AIRE. PARA ELIMINAR POR UN LADO LOS IMPULSOS DE PRESION PERJUDICIALES Y PARA ELEVAR POR OTRO LADO EL RENDIMIENTO DE COMPRESION, SE DISPONE ENTRE EL CANAL (32) DE AIRE DE CARGA DE ALTA PRESION Y EL CANAL (31) DEGAS DE EXHAUSTACION DE ALTA PRESION UNA CONDUCCION (46) DE UNION DIRECTA, QUE MUESTRA CON PREFERENCIA UNA VALVULA (47) DE RETENCION.
Description
Máquina de onda de presión gasodinámica.
La presente invención se refiere a una máquina de
onda de presión gasodinámica según el preámbulo de la reivindicación
independiente. Una máquina de onda de presión gasodinámica de este
tipo se conoce por el estado de la técnica, por ejemplo, por el
documento WO-9720134A que da a conocer un conducto
de unión entre el canal de aire de admisión de alta presión y el
canal de gas de escape de alta presión, que en combinación con un
dispositivo de calefacción sirve para el precalentamiento de la
máquina de onda de presión.
Dado que, según el estado de la técnica, por su
concepción, la máquina de onda de presión proporciona buenos grados
de eficacia sólo con un sistema de presión constante, a ser posible
libre de pulsaciones, se integra delante de la máquina de onda de
presión un volumen en el colector de gas de escape para amortiguar
las pulsaciones del motor. Sin amortiguación de este tipo, las
pulsaciones duras del motor, sobre todo a bajas velocidades del
motor, pasarían por el canal de gas de escape de la máquina de onda
de presión al rotor perturbando el proceso de onda de presión en sí
de la máquina de onda de presión, lo que se traduciría en un
sensible empeoramiento de los grados de eficacia y en una
recirculación aumentada. El volumen relativamente grande, integrado
en el colector de gas de escape delante de la máquina de onda de
presión, puede amortiguar sólo una parte de dichas pulsaciones,
pero no eliminarlas. Además, un volumen de este tipo del colector
de gas de escape tiene el inconveniente del mayor volumen de
construcción y de la mayor capacidad térmica.
La máquina de onda de presión estándar depende
fuertemente del llenado para conseguir altas presiones de admisión y
buenos grados de eficacia. En caso de un caudal bajo del motor de
combustión interna, el llenado desciende en el rotor de la máquina
de onda de presión y, por tanto, también la presión de admisión. En
esta área de campo característico, la máquina en principio es
demasiado grande. Con un alto caudal del motor de combustión
interna, el llenado aumenta rápidamente y el grado de eficacia de
compresión empeora. En esta área de campo característico, por
tanto, la máquina de onda de presión en principio es demasiado
pequeña.
Partiendo de este estado de la técnica, la
presente invención tiene el objetivo de proporcionar una máquina de
onda de presión que con un menor volumen del colector de gas de
escape elimine las pulsaciones perjudiciales y aumente el grado de
eficacia de compresión. Este objetivo se consigue con una máquina de
onda de presión según la reivindicación 1.
Otras ventajas y ejemplos de realizaciones de la
máquina de onda de presión según la invención están definidos en
las reivindicaciones subordinadas.
A continuación, la invención se describe
detalladamente con la ayuda de un dibujo de ejemplos de
realización. Muestran:
la figura 1 esquemáticamente un corte cilíndrico
desarrollado a través de las celdas de un rotor de una máquina de
onda de presión según el estado de la técnica,
la figura 2 una representación general de una
máquina de onda de presión gasodinámica según la invención.
la figura 3 en una vista en perspectiva, la
máquina de onda de presión gasodinámica según la figura 2.
Para mayor claridad, en el desarrollo según la
figura 1 está representado y descrito un ciclo de onda de presión,
mientras que en las figuras 2 y 3 está representada una máquina de
dos ciclos. Sin embargo, la invención es independiente del número
de ciclos de onda de presión, pudiendo aplicarse para máquinas de
onda de presión con un solo ciclo o con dos o más ciclos.
La figura 1 muestra un desarrollo del rotor de
una máquina de onda de presión según el estado de la técnica y se
puede reconocer la máquina de combustión 1, la máquina de onda de
presión 2 gasodinámica, el canal de gas de escape de alta presión 3
y el canal de gas de escape de baja presión 4, incluyendo el aire de
barrido S, el rotor 6 con las distintas celdas 18, la entrada de
aire fresco 8, o el canal de suministro de aire fresco de baja
presión 14, el canal de aire de admisión de alta presión 10 que se
convierte en el canal de aire de admisión 11 y conduce a la máquina
de combustión 1.
En las figuras 2 y 3 está representada una
máquina de onda de presión gasodinámica según la invención, en la
que se han realizado una pluralidad de mejoras para aumentar
sensiblemente el grado de eficacia en total. La máquina de onda de
presión 30 está unida, a través del canal de gas de escape de alta
presión 31 y del canal de aire de admisión de alta presión 32, con
la máquina de combustión 33 representada esquemáticamente. En la
carcasa 34 se encuentra además el canal de gas de escape 35 de baja
presión, y en esta figura se puede ver que los dos canales, es
decir, el canal de gas de escape de alta presión y el gas de escape
de baja presión, desembocan en la carcasa de gas en el lado del
rotor, como orificios en forma de sector con un canto de abertura 36
ó 37, respectivamente. Asimismo, se puede ver el rotor 40 con sus
celdas 41, estando dispuesto el rotor en una camisa 42, siendo
accionado por ejemplo por correa 43.
Como ya se ha mencionado al principio, el volumen
del colector de gas de escape aplicado para las máquinas de onda de
presión conocidas previamente tiene que ser relativamente grande
para poder amortiguar las pulsaciones del motor, y aún así no es
capaz de eliminar las pulsaciones perjudiciales. La máquina de onda
de presión constituye un sistema abierto, lo que quiere decir que
entre la parte del gas de escape y la parte del aire fresco existe
una unión directa a través del rotor. De esta forma, sin embargo,
también se transmiten las pulsaciones de presión del motor de la
parte de alta presión del gas de escape a la parte de alta presión
del aire fresco.
Mediante una alimentación directa de aire fresco
al canal de gas de escape se puede subsanar este inconveniente. En
las figuras 2 y 3 se puede ver el conducto de unión 46 que conduce
del canal de aire de admisión de alta presión 32 al canal de gas de
escape de alta presión 31. De este modo, los impulsos de presión
positivos en el canal de aire de admisión de alta presión se
transmiten al canal de gas de escape de alta presión. El conducto
de unión comprende una válvula de retención 47 que, en su caso, está
dotada de una regulación electrónica. La válvula de retención actúa
como regulación en el sentido de que se transmiten sólo impulsos de
presión, cuyo nivel energético sea mayor que la presión momentánea
en el canal de gas de escape de alta presión. De esta forma, se
elevan sobre todo los impulsos de presión negativos, es decir, el
estado de la casi depresión en el canal de gas de escape de alta
presión, y el nivel de presión total tanto dentro del canal de gas
de escape de alta presión como del canal de aire de admisión de alta
presión es elevado por el aplanamiento de los impulsos de presión
negativos. De este modo, el nivel de presión en el rotor antes de
la apertura del canal de gas de escape de alta presión se puede
elevar sensiblemente y se amortiguan las pulsaciones que llegan
desde éste. Además, esta medida reduce las pérdidas durante la
afluencia del gas de escape caliente al rotor, ya que se amortigua
todo el proceso.
Otra mejora se consigue si la derivación que en
la figura 2 ó 3 está dispuesta en cualquier lugar entre el canto
del canal de aire de admisión de alta presión y la entrada del
motor, se dispone directamente después del canto de apertura del
canal de aire de admisión de alta presión. Para mayor claridad, esta
variante no está representada en el dibujo.
Como ya se ha mencionado, la máquina de onda de
presión según el estado de la técnica depende fuertemente del
llenado. Adicionalmente a la reducción de las pulsaciones de
presión, como se ha descrito anteriormente, la previsión de un
conducto de unión permite la reconducción del aire de admisión al
lado de gas de escape de alta presión de la máquina de onda de
presión y, por tanto, un aumento del caudal en masa de la máquina
y, por consiguiente, un aumento del grado de llenado, lo que se
traduce en un sensible aumento de la presión. Una regulación
adicional del volumen de alta presión de aire fresco mediante la
válvula de retención regulada puede usarse, por tanto, para la
regulación de la presión de admisión en general y, en el motor
Otto, adicionalmente para regular la potencia.
Con otras palabras esto quiere decir que para
mejorar el grado de eficacia de compresión en caso de mayores
caudales del motor, la máquina de onda de presión puede
dimensionarse algo más grande sin variar la presión de admisión en
caso de menores caudales del motor. Esto puede realizarse, por
ejemplo, regulando la sección transversal del canal de unión
mediante un dispositivo conocido, adecuado, pudiendo emplearse o
bien la válvula de retención regulada, o bien una regulación
adicional de la sección transversal. Esto resulta especialmente
eficaz en el intervalo inferior a mediano de la velocidad,
temperatura y admisión del motor de combustión interna.
Claims (5)
1. Máquina de combustión con una máquina de onda
de presión gasodinámica, estando destinada la máquina de onda de
presión a alimentar aire de admisión a la máquina de combustión y
presentando un rotor (6, 40) que presenta celdas (18, 41), un canal
de alimentación de aire fresco de baja presión (14, 38), un canal
de aire de admisión de alta presión (10, 32) que conduce a la
máquina de combustión (1, 33), un canal de gas de escape de alta
presión (3, 31) que llega desde la máquina de combustión y un canal
de gas de escape de baja presión (4, 35), estando dispuestos el
canal de gas de escape de baja presión (4, 35) y el canal de gas de
escape de alta presión (3, 31) en una carcasa de gas (5, 34), y el
canal de alimentación de aire fresco de baja presión (14, 38) y el
canal de aire de admisión de alta presión (10, 32) en una carcasa de
aire (15, 39), y estando dispuesto entre el canal de admisión de
aire de alta presión (32) y el canal de gas de escape de alta
presión (31) un conducto de unión (46), caracterizada porque
se usa sólo la máquina de onda de presión para cargar la máquina de
combustión y porque para eliminar las pulsaciones de presión
perjudiciales del motor, para aumentar el grado de llenado de
admisión y para aumentar el grado de eficacia de compresión, el
conducto de unión (46) está provisto de una regulación de paso.
2. Máquina de onda de presión gasodinámica según
la reivindicación 1, caracterizada porque el conducto de
unión (46) presenta una válvula de retención (47) para evitar que
el gas de escape llegue al aire de admisión y para filtrar las
pulsaciones de presión perjudiciales.
3. Máquina de onda de presión gasodinámica según
la reivindicación 2, caracterizada porque la válvula de
retención (47) está controlada a través de un circuito
electrónico.
4. Máquina de onda de presión gasodinámica según
una de las la reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque
la sección transversal del conducto de unión (46) puede ser
modificado por un dispositivo de regulación.
5. Máquina de onda de presión gasodinámica según
una de las la reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque
el conducto de unión (46) se bifurca cerca del canto de apertura
del canal de aire de admisión de alta presión (32).
Applications Claiming Priority (1)
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