ES2230507T3 - Motor de combustion interna con al menos dos valvulas de admision por cilindro. - Google Patents
Motor de combustion interna con al menos dos valvulas de admision por cilindro.Info
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Abstract
Motor de combustión con al menos dos válvulas (4) de admisión en cada cilindro (1), con al menos dos canales (2, 3) de admisión, que conducen a las válvulas (4) de admisión, de los que un primer canal (2) de admisión se construye con preferencia como canal tangencial no estrangulado y que el flujo a través de un segundo canal (3) de admisión puede ser gobernado por medio de un primer dispositivo (11) de estrangulamiento accionable en función de al menos un parámetro del motor, con al menos un dispositivo (13) de inyección de carburante para cada uno de los cilindros, que inyecta el carburante en al menos dos canales (2, 3) de admisión, al mismo tiempo, que en el estado cerrado del primer dispositivo (11) de estrangulamiento se puede generar, por medio de al menos un orificio (12) de fuga del primer dispositivo (11) de estrangulamiento, un flujo mínimo definido a través del segundo canal de admisión y que el primer dispositivo (11) de estrangulamiento está dispuesto aguas abajo del dispositivo (13) de inyección de carburante, que se prevé al menos un orificio (12) de fuga en la zona de incidencia de al menos un chorro (16) de inyección y que el primer dispositivo (11) de estrangulamiento forma en el estado cerrado con un tabique (19) de separación de canales situado entre el primer y el segundo canal (2, 3) de admisión un ángulo obtuso (a) mayor que 90º, de manera que se desvíe la corriente de gas fresco hacia el primer canal (11) de admisión, caracterizado porque el primer y el segundo canal (2, 3) de admisión arrancan de un canal (8) colector común y porque el primer dispositivo (11) de estrangulamiento está dispuesto en la zona de la bifurcación (9) de los dos canales (2, 3) de admisión del canal (8) colector, con preferencia, aguas arriba de la bifurcación (9).
Description
Motor de combustión interna con al menos dos
válvulas de admisión por cilindro.
El invento se refiere a un motor de combustión
con al menos dos válvulas de admisión en cada cilindro, con al
menos dos canales de admisión, que conducen a las válvulas de
admisión, de los que un primer canal de admisión se construye con
preferencia como canal tangencial no estrangulado y que el flujo a
través de un segundo canal de admisión puede ser gobernado por
medio de un primer dispositivo de estrangulamiento accionable en
función de al menos un parámetro del motor, con al menos un
dispositivo de inyección de carburante para cada uno de los
cilindros, que inyecta el carburante en al menos dos canales de
admisión, al mismo tiempo, que en el estado cerrado del primer
dispositivo de estrangulamiento se puede generar, por medio de al
menos un orificio de fuga del primer dispositivo de
estrangulamiento, un flujo mínimo definido a través del segundo
canal de admisión y que el primer dispositivo de estrangulamiento
está dispuesto aguas abajo del dispositivo de inyección de
carburante, que se prevé al menos un orificio de fuga en la zona de
incidencia de al menos un chorro de inyección y que el primer
dispositivo de estrangulamiento forma en el estado cerrado con un
tabique se separación de canales situado entre el primer y el
segundo canal de admisión un ángulo obtuso mayor que 90º, de manera
que se desvíe la corriente de gas fresco hacia el primer canal de
admisión.
A través del documento AT 402 535 B se conoce un
motor de combustión en el que el carburante es inyectado a través
de una válvula de admisión a través de un orificio en el tabique de
separación de canales situado entre dos canales de admisión
adyacentes. Sin embargo, a través del orificio entre los dos canales
de admisión adyacentes se puede producir una corriente transversal,
que dé lugar a la dispersión del chorro de admisión, en especial,
cuando tiene lugar un retorno de gases de escape o la aportación
de aire fresco en el canal tangencial. El chorro de carburante
previsto para el canal tangencial es inyectado en el caso extremo a
través del orificio en el segundo canal de admisión configurado
como canal neutral.
Para evitar esto se propone en el documento AT
2434 U1, que el dispositivo de estrangulamiento genere en el estado
cerrado un flujo mínimo definido entre el 5% y aproximadamente el
20%. Con ello se quiere conseguir, que el chorro de carburante del
canal tangencial permanezca en él y que los dos chorros de inyección
no bañen con carburante las paredes de los canales de admisión.
A través del documento EP 0 764 773 A1 se conoce
el procedimiento de prever en el canal neutral un dispositivo de
estrangulamiento, que, en el estado cerrado, genere un flujo mínimo
definido para obtener una estratificación radial estable de la
mezcla, cuyas características puedan ser modificadas con la carga
del motor. Sin embargo, con el orificio de fuga definido no se
pueden evitar totalmente la dispersión del chorro de carburante y
con ello el efecto de bañado de la pared exterior del canal
neutral, lo que influye desfavorablemente en la emisión de
hidrocarburos.
Por otro lado, en el documento AT 3138 U1 se
propone para un motor de combustión con dos canales de admisión,
que en la zona del tabique de separación de canales situado entre
los dos canales de admisión se prevea entre el dispositivo de
estrangulamiento y un orificio definido en el tabique de separación
de canales un camino de flujo de fuga formado por superficies de
circulación para el flujo mínimo. Para la configuración de las
superficie de circulación se aloja en el segundo canal de admisión
un dispositivo de conducción formado por una chapa de conducción.
Esto incrementa, sin embargo, el coste de fabricación.
El documento JP 06-010803 A
describe un motor de combustión con dos canales de admisión, que
arrancan de un canal de entrada común. En el canal de entrada está
dispuesta aguas abajo de un dispositivo de inyección de carburante
una válvula de regulación de torsión. La válvula de regulación de
torsión posee en la zona de un canal de admisión un orificio de
fuga, de manera, que, en el estado cerrado, entre aire de
aspiración en el canal de admisión. A través del orificio de fuga
también se puede inyectar en el canal de admisión un chorro de
carburante. La válvula de regulación de torsión posee en la zona
del otro canal de admisión un orificio de inyección a través del
que llega al otro canal de admisión un chorro dirigido de
carburante. El documento JP 06-101602 A describe un
motor de combustión análogo en el que con una válvula de regulación
de torsión se cierra en la mitad de un lado un canal de entrada a
dos orificios de admisión. La desembocadura del dispositivo de
admisión está dispuesta en la zona de la válvula de regulación de
torsión. Por medio de un tubo de inyección prolongado se aporta el
carburante a la mitad del canal de entrada cerrada por la válvula de
regulación de la rotación. Estas disposiciones también son
relativamente costosas y no impiden de forma fiable la dispersión
del chorro de carburante. Además, en las válvulas de regulación de
torsión cerradas se producen pérdidas grandes de corriente.
El documento JP 59-224466 A
describe un motor de combustión con dos válvulas de admisión para
cada cilindro, al mismo tiempo, que un canal de admisión conduce a
cada una de las válvulas de admisión. El flujo a través de uno de
los canales de admisión puede ser regulado con un dispositivo de
estrangulamiento. El dispositivo de estrangulamiento está dispuesto
aguas abajo de uno de los dos dispositivos de inyección de
carburante, que inyectan carburante en los dos canales de admisión.
El dispositivo de estrangulamiento posee una sección transversal,
que es menor que la sección transversal de paso del correspondiente
canal de admisión en esta zona, con lo que se genera un flujo
mínimo, incluso estando cerrado el dispositivo de estrangulamiento.
El chorro de inyección está dirigido hacia un espacio libre entre el
dispositivo de estrangulamiento y el tabique de separación de
canales, de manera, que el chorro de inyección es inyectado
directamente - sin incidir en el dispositivo de estrangulamiento -
en la dirección de los orificios de admisión. Dado que el
dispositivo de estrangulamiento está distanciados, incluso en el
estado cerrado, de manera manifiesta del tabique se separación de
canales, el efecto de la desviación del chorro hacia el primer canal
de admisión es relativamente pequeño. No es posible excluir el
humedecimiento de la pared del canal debido a la dispersión del
chorro de carburante.
El objeto del invento es mejorar en un motor de
combustión las emisiones evitando los inconvenientes
mencionados.
Esto tiene lugar según el invento por el hecho de
que el primer y el segundo canal de admisión arrancan de un canal
colector común y por el hecho de que el primer dispositivo de
estrangulamiento está dispuesto en la zona de la bifurcación de los
dos canales de admisión a partir del canal colector, con preferencia
inmediatamente aguas arriba de la bifurcación. Dado que la mariposa
de estrangulamiento cerrada forma con la pared del canal un ángulo
>90º, se pueden mantener muy pequeñas las pérdidas de
circulación. Con preferencia se prevé en este caso, que el orificio
de fuga esté formado por al menos un taladro en el primer
dispositivo de estrangulamiento.
El carburante es inyectado en el segundo canal de
admisión a través de los orificios de fuga del primer dispositivo
de estrangulamiento. Aguas abajo del primer dispositivo de
estrangulamiento se construyen de forma totalmente separada el
primer y el segundo canal de admisión. Con ello se puede excluir
una corriente transversal, que desvíe el chorro de carburante,
aguas abajo del primer dispositivo de estrangulamiento. Para la
aportación del carburante al segundo canal de admisión es aquí
totalmente suficiente, que los orificios de fuga estén dispuestos
al menos predominantemente en una mitad del dispositivo de
estrangulamiento bañada por el chorro de carburante.
Para el mando del flujo de admisión de los
cilindros se dispone en el canal colector, aguas arriba de la
desembocadura del dispositivo de inyección de carburante, un
segundo dispositivo de estrangulamiento formado con preferencia por
una mariposa.
Para mantener lo más pequeñas posibles las
pérdidas de circulación, cuando está cerrado el primer dispositivo
de estrangulamiento es ventajoso, que la sección transversal de la
mariposa sea mayor que la sección transversal del segundo canal de
admisión. En este caso es especialmente ventajoso, que el primer
dispositivo de estrangulamiento esté formado por una mariposa y que
el eje de rotación del primer dispositivo de estrangulamiento esté
dispuesto aguas arriba de la bifurcación.
Con la inyección del carburante dirigida contra
los orificios de fuga del primer dispositivo de estrangulamiento a
través de la mariposa de estrangulamiento cerrada se puede formar
una película de carburante en la superficie del primer dispositivo
de estrangulamiento. Para la eliminación de la película de
carburante adherida al primer dispositivo de estrangulamiento es
especialmente favorable, que el primer dispositivo de
estrangulamiento posea un canto de rotura, que, en el estado cerrado
de la mariposa de estrangulamiento, penetre en el primer canal de
admisión. Con ello, la película de carburante es arrastrada por la
corriente de admisión, que circula a lo largo de la superficie de
la mariposa y penetra en el cilindro a través del primer canal de
admisión.
Para obtener propiedades de rotación neutrales
del primer dispositivo de mando es favorable, que las zonas de
mariposa del primer dispositivo de estrangulamiento se construyan
con la misma resistencia a ambos lados del eje de rotación.
Es posible un mando sencillo de la corriente de
admisión, cuando el primer y el segundo dispositivo de
estrangulamiento están acoplados mutuamente en al menos una zona de
funcionamiento.
En una variante de ejecución favorable desde el
punto de vista del montaje y del mantenimiento especialmente
preferida del invento se prevé, que el primer y el segundo
dispositivo de estrangulamiento y con preferencia también el
dispositivo de inyección de carburante estén dispuestos en un racor
de mariposas de estrangulamiento común.
El invento se describe con detalle en lo que
sigue por medio del dibujo. En él muestran:
La figura 1 una disposición de canales de
admisión del motor de combustión según el invento.
La figura 2, la disposición de canales de
admisión en una sección según la línea II-II de la
figura 1.
La figura 3, el motor de combustión en una
sección según la línea III-III de la figura 1.
El motor de combustión posee para cada cilindro 1
un primer canal 2 de admisión y un segundo canal 3 de admisión, que
conducen cada uno a una válvula 4 de admisión, que desemboca en una
cámara 5 de combustión. En el lado del cilindro 1 opuesto con
relación a las válvulas 4 de admisión están esbozadas válvulas 6 de
escape. Una bujía 7 de encendido está dispuesta centralmente en el
cilindro 1.
El primer canal 2 de admisión es un canal
tangencial y el segundo canal 3 de admisión se construye como canal
neutral. Los dos canales 2, 3 de admisión arrancan de un canal 8
colector común. Los dos canales 2, 3 de admisión están separados, a
partir de la zona de la bifurcación 9, por un tabique 10 de
separación de canales.
Para el mando de la corriente de gas fresco se
dispone en el camino de circulación hacia el segundo canal 3 de
admisión un dispositivo 11 formado por una mariposa, que puede ser
desplazada entre una posición abierta y una posición cerrada. La
posición abierta se indica en la figura 1 con líneas de trazo
discontinuo.
Para obtener propiedades de rotación neutras, las
zonas 11b, 11c de la mariposa poseen a ambos lados del eje 11a de
rotación la misma resistencia de aire con relación a la corriente
de admisión.
El primer dispositivo 11 de estrangulamiento
posee al menos en la mitad orientada hacia el tabique 10 de
separación varios orificios 12 de fuga formados por taladros con
una sección transversal previamente definida para hacer posible en
la posición cerrada representada en la figura 1 con líneas de trazo
continuo una corriente de fuga exactamente definida a través del
segundo canal 3 de admisión. Aguas arriba del primer dispositivo 11
de estrangulamiento desemboca en el canal 8 colector un dispositivo
13 de inyección de carburante, cuya desembocadura se designa con
14. A través del dispositivo de inyección de carburante se inyecta
carburante en los dos canales 2, 3 de admisión. Los chorros de
carburante del primer y del segundo canal 2, 3 de admisión se
designan con los símbolos 15, 16 de referencia. Los chorros 16 de
carburante para el segundo canal 3 de admisión están dirigidos, en
el estado cerrado del primer dispositivo 11 de estrangulamiento,
hacia los orificios 12 de fuga, de manera, que el carburante puede
ser inyectado a través del primer dispositivo 11 de estrangulamiento
cerrado en el segundo canal 3 de admisión.
El primer dispositivo 11 de estrangulamiento se
construye más grande que la sección transversal del segundo canal 3
de admisión. El eje 11a de rotación del primer dispositivo 11 de
estrangulamiento está dispuesto aguas arriba de la bifurcación 9,
de manera, que el primer dispositivo 11 de estrangulamiento forma en
la posición de cierre un ángulo obtuso \alpha > 90º con el
tabique 10 de separación de canales. Esto permite una desviación
pobre en pérdidas de la corriente de gas fresco en el segundo
canal 2 de admisión, como se indica en la figura 1 con la flecha
P.
Con la inyección de carburante a través de los
orificios 12 de fuga puede tener lugar la formación de una película
de carburante sobre la superficie del primer dispositivo 11 de
estrangulamiento. El primer dispositivo 11 de estrangulamiento posee
para aportar el carburante de la corriente de gas fresco un canto
17 de rotura, que, en la posición cerrada, penetra ligeramente en
el primer canal 2 de admisión en el que se pueden desprender las
gotas de carburante y penetrar en la corriente de gas fresco del
primer canal 2 de admisión (figura 2). Con ello se evita la
formación de una película en el tabique 10 se separación de
canales. La parte sobresaliente del primer dispositivo 11 de
estrangulamiento se designa con el símbolo 18 de referencia.
Aguas arriba de la desembocadura 14 del
dispositivo 13 de inyección de carburante está dispuesto un segundo
dispositivo 19 de estrangulamiento formado por una mariposa con el
que se puede gobernar la entrada total de gas fresco de acuerdo con
la carga del motor.
El primer dispositivo 11 de estrangulamiento y el
segundo dispositivo 19 de estrangulamiento están dispuestos en un
racor 20 de mariposas común embridado con la culata 21 del cilindro
y que aloja el dispositivo 13 de inyección de carburante.
Claims (10)
1. Motor de combustión con al menos dos válvulas
(4) de admisión en cada cilindro (1), con al menos dos canales (2,
3) de admisión, que conducen a las válvulas (4) de admisión, de los
que un primer canal (2) de admisión se construye con preferencia
como canal tangencial no estrangulado y que el flujo a través de un
segundo canal (3) de admisión puede ser gobernado por medio de un
primer dispositivo (11) de estrangulamiento accionable en función de
al menos un parámetro del motor, con al menos un dispositivo (13)
de inyección de carburante para cada uno de los cilindros, que
inyecta el carburante en al menos dos canales (2, 3) de admisión, al
mismo tiempo, que en el estado cerrado del primer dispositivo (11)
de estrangulamiento se puede generar, por medio de al menos un
orificio (12) de fuga del primer dispositivo (11) de
estrangulamiento, un flujo mínimo definido a través del segundo
canal de admisión y que el primer dispositivo (11) de
estrangulamiento está dispuesto aguas abajo del dispositivo (13) de
inyección de carburante, que se prevé al menos un orificio (12) de
fuga en la zona de incidencia de al menos un chorro (16) de
inyección y que el primer dispositivo (11) de estrangulamiento
forma en el estado cerrado con un tabique (19) de separación de
canales situado entre el primer y el segundo canal (2, 3) de
admisión un ángulo obtuso (\alpha) mayor que 90º, de manera que
se desvíe la corriente de gas fresco hacia el primer canal (11) de
admisión, caracterizado porque el primer y el segundo canal
(2, 3) de admisión arrancan de un canal (8) colector común y porque
el primer dispositivo (11) de estrangulamiento está dispuesto en la
zona de la bifurcación (9) de los dos canales (2, 3) de admisión
del canal (8) colector, con preferencia, aguas arriba de la
bifurcación (9).
2. Motor de combustión según la reivindicación 1,
caracterizado porque el orificio (12) de fuga está formado
por al menos un taladro en el primer dispositivo (11) de
estrangulamiento.
3. Motor de combustión según la reivindicación 1
o 2, caracterizado porque los orificios (12) de fuga están
dispuestos al menos predominantemente en una mitad, bañada por el
chorro (16) de inyección, del primer dispositivo (11) de
estrangulamiento.
4. Motor de combustión según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la sección
transversal del primer dispositivo (11) de estrangulamiento es
mayor que la sección transversal del segundo canal (3) de
admisión.
5. Motor de combustión según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el primer
dispositivo (11) de estrangulamiento posee un canto (17) de rotura,
que, en el estado cerrado del primer dispositivo (11) de
estrangulamiento, penetra en el primer canal 2 de admisión.
6. Motor de combustión según una de las
reivindicaciones 1 a 5 en el que el primer dispositivo (11) de
estrangulamiento está formado por una mariposa,
caracterizado porque el eje (11a) de rotación del primer
dispositivo (11) de estrangulamiento está dispuesto aguas arriba de
la bifurcación (9).
7. Motor de combustión según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el canal (8)
colector está dispuesto, aguas arriba del dispositivo (13) de
inyección de carburante, un segundo dispositivo (19) de
estrangulamiento formado con preferencia por una mariposa.
8. Motor de combustión según la reivindicación 6
o 7, caracterizado porque las zonas (11b, 11c) de la
mariposa del primer dispositivo (11) de estrangulamiento se
construyen con la misma resistencia a ambos lados del eje (11a) de
rotación.
9. Motor de combustión según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el primer y el
segundo dispositivo (11, 19) de estrangulamiento están
acoplados.
10. Motor de combustión según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el primer y el
segundo dispositivo (11, 19) de estrangulamiento y con preferencia
también el dispositivo de inyección de carburante están dispuestos
en un racor (20) común de mariposas de estrangulamiento.
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