ES2233749T3 - Conjunto de motor de combustion interne con turbocompresor para vehiculo a motor, en particular un vehiculo industrial, con regulacion de la potencia de la turbina. - Google Patents
Conjunto de motor de combustion interne con turbocompresor para vehiculo a motor, en particular un vehiculo industrial, con regulacion de la potencia de la turbina.Info
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Abstract
Conjunto de motor con turbocompresor (1) para un vehículo a motor que comprende: - un motor de combustión interna (2) que presenta un dispositivo de frenado a descompresión (6); - un turbocompresor de geometría variable (3) que comprende una turbina (7) con una tobera (10) de geometría variable unida a un colector de escape (5) de dicho motor, permitiendo dicha tobera (10) de geometría variable la regulación de la potencia de la turbina en función de las condiciones de funcionamiento de dicho motor (2) gobernando dicha tobera (10) de geometría variable dentro de sus limitaciones geométricas dadas por su diseño, y un compresor accionado (8) por dicha turbina (7) y que presenta una salida unida a un colector de admisión (4) de dicho motor(2); - un dispositivo de estrangulamiento (21) situado en un lado de la salida de dicha turbina (7) y regulable entre una posición de abertura máxima y una posición de abertura mínima; y - unos medios de regulación (22) para regular a la vez dicha tobera (10) de geometría variable y dicho dispositivo de estrangulamiento (21) en función de las condiciones de funcionamiento de dicho motor (2), permitiendo así una regulación independiente de la presión (Pi) del colector de escape del motor de combustión (2) y de la relación de expansión (Pi/Pu) de dicha turbina.
Description
Conjunto de motor de combustión interna con
turbocompresor para vehículo a motor, en particular un vehículo
industrial, con regulación de la potencia de la turbina.
La presente invención se refiere a un conjunto de
motor con turbocompresor para un vehículo, en particular un
vehículo industrial, que incluye un motor de combustión interna, por
ejemplo un motor diesel, y un turbocompresor para sobrealimentar el
motor
El motor incluye un número de cilindros asociado
cada uno de ellos con por lo menos una válvula de admisión y por lo
menos una válvula de escape para que ponga en comunicación de modo
selectivo el cilindro respectivamente con un conducto de admisión y
con un conducto de escape.
El turbocompresor comprende una turbina que
presenta una admisión conectada al conducto de escape y por lo tanto
impulsada por los gases de escape del motor; y un compresor
accionado por la turbina y que presenta una admisión conectada a un
circuito de entrada de aire, y una salida conectada al conducto de
admisión del motor.
Como es bien conocido, en los años recientes los
motores de combustión interna se han concebido presentando un
dispositivo de freno de descompresión o freno de escape basado en el
principio de disipación de la energía de compresión que se origina
en los cilindros del motor para generar potencia de frenado, por
ejemplo abriendo las válvulas de escape de los cilindros del motor
al final de la carrera de compresión. La eficiencia de esta solución
se incrementa mediante la sobrealimentación provista por el
turbocompresor, que incrementa el trabajo de compresión y, por lo
tanto, la potencia de frenado.
Tratándose de una máquina centrífuga, sin
embargo, la contribución del turbocompresor disminuye a lo largo de
una reducción en la velocidad del motor, de modo que, cuando el
freno de escape se activa a baja velocidad del motor, el efecto de
frenado por descompresión es pequeño, debido a la baja presión de
admisión del motor (presión de impulsión) y, por lo tanto, se disipa
la poca cantidad de energía de compresión.
Para mejorar la eficiencia del freno de escape,
los turbocompresores se utilizan comúnmente presentando turbinas de
geometría variable (VGTs), por ejemplo, turbinas que comprenden un
rotor de palas y una tobera de geometría variable que rodea el rotor
y que es ajustable de modo que varía el área de la garganta de la
tobera de la turbina.
La tobera de geometría variable se ajusta como
una función de las condiciones de funcionamiento del motor para
permitir un control continuo de la presión de impulsión, por
ejemplo, para controlar la presión de la salida de aire a partir del
compresor, que es sustancialmente igual a la presión en el conducto
de entrada al motor.
Más específicamente, a baja velocidad del motor,
la tobera de geometría variable se mantiene en una posición cerrada
para minimizar el área de la garganta de la tobera en la turbina y
de este modo incrementar la velocidad de los gases de escape, de tal
manera que el rotor de la turbina gira más rápido para incrementar
la presión de impulsión.
Una mejor potencia al freno se puede lograr
teóricamente manteniendo, al mismo tiempo, tanto la presión de
impulsión y la presión del conducto de escape en su límite superior,
por ejemplo, tan alto como lo permita la mecánica del motor.
Sin embargo, a altas velocidades del motor, es
necesario "abrir" la tobera de geometría variable, por ejemplo,
para incrementar el área de la garganta de la tobera, para no
exceder la presión de impulsión y/o la velocidad límite del
turbocompresor, lo que no se puede lograr sin la consecuencia
natural de la caída de la presión en el conducto de escape más allá
de su objetivo.
Esto sucede porque en los conjuntos de motor con
turbocompresor la presión de impulsión, la velocidad del
turbocompresor y la presión en el conducto de escape (presión
"antes de la turbina") están inherentemente relacionadas: la
abertura de la tobera de geometría variable lleva a una disminución
de la presión antes de la turbina, debido a un bajo grado de
estrangulamiento; esto supone una baja velocidad de los gases a
través de la turbina, lo que da como resultado una baja potencia en
la turbina y por lo tanto una baja velocidad del turbocompresor. De
este modo se reduce la presión de impulsión.
En conclusión, limitando la velocidad del
turbocompresor y/o la presión de impulsión mediante el incremento
del área de la garganta de la tobera de la turbina se reduce
inevitablemente la presión antes de la turbina y, por lo tanto, el
trabajo del ciclo de escape y su contribución a la potencia de
frenado.
En otras palabras, para mantener la presión de
impulsión máxima permisible o la velocidad del turbocompresor
máxima permisible a altas velocidades del motor, la garganta de la
tobera de geometría variable se tiene que aumentar de tal manera
que la presión antes de la turbina y por lo tanto la potencia de
frenado cae por debajo del nivel deseado.
También son conocidos conjunto de motores con
turbocompresor en los que el freno de escape no está controlado por
una turbina de geometría variable, sino mediante una válvula de
estrangulamiento en el conducto de escape, corriente abajo de la
salida de la turbina (de geometría fija), para generar una
contrapresión en el conducto como una función de la abertura de la
válvula de estrangulamiento, de modo que, tal como se expulsan los
gases de escape, el motor deberá trabajar para superar la
contrapresión. Cuando se activa el dispositivo de frenado de
descompresión, la válvula de estrangulamiento se mantiene
prácticamente cerrada por completo para obtener una presión de los
gases alta en el conducto de escape. Debido a que la válvula de
estrangulamiento se cierra hasta tal punto, dichos conjuntos de
motores con turbocompresor se caracterizan por un flujo de gases
pequeño y por eso, por un bajo nivel de actividad del
turbocompresor, por ejemplo baja potencia de la turbina, dando como
resultado una reducción en el suministro da aire al motor, un
incremento en la temperatura en las cámaras de combustión, y una
reducción en la potencia de frenado máxima que se puede obtener.
El documento de patente JP 2001 998 913 da a
conocer un sistema de frenado de descompresión en donde se utiliza
un VGT y se prevé una válvula corriente abajo de la VGT.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un conjunto de motor con turbocompresor para un
vehículo, en particular un vehículo industrial, diseñado para
eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente asociados
típicamente con los conjuntos de motor con turbocompresor
conocidos.
Según la presente invención, se dispone de un
conjunto de motor con turbocompresor para un vehículo a motor que
comprende:
- un motor de combustión interna que presenta un
dispositivo de frenado a descompresión;
- un turbocompresor de geometría variable que
comprende una turbina con una tobera de geometría variable unida a
un colector de escape de dicho motor, que permite a dicha tobera de
geometría variable regular la potencia de la turbina en función de
las condiciones de funcionamiento de dicho motor gobernando dicha
tobera de geometría variable dentro de sus limitaciones geométricas
dadas por su diseño, y un compresor accionado por dicha turbina y
que presenta una salida unida a un colector de admisión de dicho
motor;
- un dispositivo de estrangulamiento situado en
un lado de la salida de dicha turbina y regulable entre una
posición de abertura máxima y una posición de abertura mínima; y
- unos medios de regulación para regular a la vez
dicha tobera de geometría variable y dicho dispositivo de
estrangulamiento en función de las condiciones de funcionamiento de
dicho motor, permitiendo así una regulación independiente de la
presión del colector de escape del motor de combustión y de la
relación de expansión de dicha turbina.
caracterizado porque dicha posición de abertura
máxima es una posición por defecto de dicho dispositivo de
estrangulamiento mantenido mediante dichos medios de regulación a
menos que sea necesaria una limitación de dicha relación de
expansión (P_{i}/P_{u}) para mantener los parámetros de
funcionamiento del conjunto motor con turbocompresor, que comprende
por lo menos una presión de impulsión y/o una velocidad de rotación
de dicho turbocompresor (3) dentro de sus límites permitidos.
La invención se describirá con referencia a los
dibujos anexos, que ilustran, esquemáticamente, una realización
preferente no limitativa de un conjunto de motor con turbocompresor
para un vehículo según las enseñanzas de la presente invención.
La referencia numérica 1 en los dibujos anexos
indica como un todo un conjunto de motor con turbocompresor para un
vehículo, en particular un vehículo industrial (no ilustrado).
La unidad 1 comprende un motor de combustión
interna 2, por ejemplo, un motor diesel (ya conocido y que por lo
tanto se ilustra sólo esquemáticamente) sobrealimentado mediante un
turbocompresor 3 y que comprende un número de cilindros, cada uno de
los cuales está asociado por lo menos con una válvula de admisión y
por lo menos con una válvula de escape interpuestas entre el
cilindro y un conducto de admisión 4 y un conducto de escape 5 del
motor 2 respectivamente.
Las válvulas de admisión y de escape del motor 2
se controlan mediante un sistema de sincronización conocido (que no
se ilustra), que comprende un dispositivo de frenado a descompresión
6 (conocido y que por lo tanto sólo se ilustra esquemáticamente),
por ejemplo del tipo para la abertura de las válvulas de escape de
los cilindros del motor 2 al final de la carrera de compresión para
que disipe la energía de compresión que se origina en el interior de
los cilindros y que genere potencia de frenado.
El turbocompresor 3 comprende una turbina 7 y un
compresor 8 que presentan los rotores respectivos (no ilustrados)
acoplados rotativamente el uno con el otro mediante un eje común 9.
La turbina 7 es del tipo de geometría variable (VGT) impulsada por
los gases de escape del motor 2. Más específicamente, la turbina 7
comprende una tobera de geometría variable 10 (en lo que sigue a
partir de aquí: tobera VG) conectada al conducto de escape 5 del
motor 2; y una salida 11 conectada a un circuito de escape 12 para
expulsar los gases de escape, que termina con un silenciador 13.
El compresor 8 es accionado por la turbina 7 a
través del eje 9, y comprende una entrada 15 conectada a un circuito
de admisión de aire 16 que tiene un filtro 17; y una salida 18
conectada al conducto de admisión 4 del motor 2 a través de un
intercambiador de calor 19.
La tobera VG 10 puede ser de cualquier forma
conocida, por ejemplo del tipo de "paleta oscilante" o que
incluye un elemento móvil axialmente que varía el área de la
garganta de la tobera AT; en cualquier caso, la tobera 10 incluye un
elemento móvil gobernado por un actuador 20 y adaptado para variar
el área de la garganta de la tobera AT a lo largo de una gama
limitada por las restricciones geométricas dadas por el diseño, por
ejemplo entre una posición completamente cerrada y una posición
completamente abierta de la tobera VG 10.
Según la presente invención, el conjunto 1
también comprende un dispositivo de estrangulamiento 21 ubicado en
el lado de la salida de la turbina 7
-por ejemplo en la salida 11 o a lo largo del circuito de escape 12, corriente abajo a partir de la salida 11- y que se puede ajustar entre una abertura máxima o posición "abierto" y una abertura mínima o posición "cerrado".
-por ejemplo en la salida 11 o a lo largo del circuito de escape 12, corriente abajo a partir de la salida 11- y que se puede ajustar entre una abertura máxima o posición "abierto" y una abertura mínima o posición "cerrado".
El dispositivo de estrangulamiento 21 puede ser
tanto del tipo todo/nada (ON/OFF), como ajustable discretamente o
ajustable de modo continuo entre las posiciones cerrada y abierta.
Por ejemplo, el dispositivo de estrangulamiento 21 puede ser una
válvula deslizante o una válvula de mariposa, y se puede incorporar
ventajosamente en una brida en la envolvente de la turbina 7 (no
ilustrada)
Si el tipo es todo/nada (ON/OFF), el dispositivo
de estrangulamiento 21 mantiene, en su posición cerrada, una
fracción sustancial del área del flujo de gases no estrangulado,
por ejemplo entre un 20% y un 60% del área del flujo de gases en la
posición completamente abierta del dispositivo de estrangulamiento
21. De este modo una fracción como ésta se ajusta para reducir la
relación de expansión de la turbina sólo en una cantidad que es
necesaria para mantener la velocidad del turbo y la presión de
impulsión dentro de sus límites permitidos en la condición de máxima
potencia de frenado del motor. Debido al alcance limitado en el que
se cierra el dispositivo de estrangulamiento 21, grandes cantidades
de gases fluyen a través del conjunto 1 durante todo el tiempo,
originando un alto nivel de actividad del turbocompresor 3, por
ejemplo en un nivel de potencia alto de la turbina 7.
Si es ajustable discretamente o de modo continuo,
la posición cerrada del dispositivo de estrangulamiento 21 ajusta
sustancialmente el paso de fluido de un modo conveniente, estando
disponibles una pluralidad de posiciones intermedias para su
control, en este caso, tal como se describe a continuación.
Una unidad de control 22 controla conjuntamente
las posiciones de la tobera VG 10 y del dispositivo de
estrangulamiento 21 para permitir un control independiente de la
presión del colector de escape del motor de combustión interna 2,
por ejemplo el control de la presión Pi corriente arriba de la
turbina 7 (presión "antes de la turbina"), y de la relación de
expansión (Pi/Pu) de la turbina 7, por ejemplo el control de la
relación entre la presión antes de la turbina Pi y la presión de
salida Pu de la turbina 7.
La unidad 1 puede incluir un sistema de
recirculación de gases de escape (EGR), referenciado en su totalidad
como 23, y que incluye un conducto EGR 24 que conecta el colector de
escape 5 con el colector de admisión 4. El sistema EGR 23 incluye
además una válvula de corte 25 y un intercambiador de calor EGR 26 a
lo largo del conducto 24 para controlar la tasa de flujo y la
temperatura de los gases EGR respectivamente.
Como método básico de control, en funcionamiento,
la potencia de la turbina se controla conjuntamente mediante la
tobera VG 10 y el dispositivo de estrangulamiento 21, utilizando
este último para reducir la relación de expansión natural de la
turbina allí donde sea necesario, de lo contrario se mantiene
completamente abierta (posición por defecto). El método básico de
control se caracteriza porque la potencia de la turbina 7
-dependiendo del ratio Pi/Pu de expansión de la turbina 7- y la
presión Pi son controladas en paralelo para objetivos
independientes, mediante el gobierno tanto la tobera VG 10 como el
dispositivo de estrangulamiento 21. Corriente abajo, el
estrangulamiento se aplica cada vez que la presión Pi antes de la
turbina se tiene que llevar a valores objetivo más altos, sin que de
lo contrario la potencia de la turbina aumente de modo natural, que
a su vez implicaría a una velocidad del turbocompresor 3 más alta y
una presión de impulsión Pb más
alta.
alta.
El método de control de potencia de la turbina
según la presente invención es particularmente adecuado para
controlar el freno motor y el sistema EGR.
Más particularmente, en condiciones de frenado
con el motor (modo de retención) el control de la potencia de la
turbina según la invención se utiliza para lograr un objetivo de
presión (P_{i}) alto antes de la turbina sin exceder de los
valores límites de la velocidad del turbocompresor (velocidad TC)
y/o de la presión de impulsión Pb.
A tal fin, el dispositivo de estrangulamiento 21
puede ser del tipo todo/nada (ON/OFF) que presenta una sección de
flujo predeterminada en la posición todo (ON). El método de control
es como sigue:
- debido a que los límites de velocidad TC y/o de
presión de impulsión son imposibles de alcanzar, por ejemplo cuando
la velocidad del motor es menor del 50% de la velocidad máxima
permitida, la potencia de retención del motor se controla únicamente
mediante el gobierno de la tobera VG 10, por lo tanto haciendo uso
de toda la gama de posiciones de la tobera VG dentro de las
restricciones geométricas que se
den;
den;
- cuando se alcanzan o casi se alcanzan los
límites de velocidad TC y/o de presión de impulsión, por ejemplo
cuando la velocidad del motor es mayor que el 50% de la velocidad
máxima permitida, el dispositivo de estrangulamiento 21 se ajusta a
su posición todo (ON); mientras tanto, el par de retención se
mantiene controlado mediante el gobierno de la tobera VG 10,
haciendo por lo tanto uso de toda la gama de
posiciones de la tobera VG.
posiciones de la tobera VG.
La fracción de la sección de flujo de gases del
dispositivo de estrangulamiento 21 se preajusta de modo que
mantenga la presión a la salida de la turbina Pu por debajo de 2 bar
y preferentemente alrededor de 0,5 bar, en las condiciones de
máxima potencia de frenado, que se logran alrededor del 100% al
140% de la velocidad de régimen del motor encendido. Mientras
tanto, Pi se controla actuando sobre la tobera VG 10 para mantenerla
en sus límites permitidos, por ejemplo entre 4 y 7 bar.
Si el dispositivo de estrangulamiento 21 es del
tipo ajustable de modo discreto o continuo, se utiliza el siguiente
método de control:
- debido a que los límites de velocidad TC y/o de
presión de impulsión son imposibles de alcanzar, por ejemplo cuando
la velocidad del motor es menor del 50% de la velocidad máxima
permitida, la potencia de retención del motor se controla únicamente
mediante el gobierno de la tobera VG 10, haciendo uso por lo tanto
de toda la gama de posiciones de la tobera VG dentro de las
restricciones geométricas que se
den;
den;
- cuando se alcanzan los límites de velocidad TC
y/o de presión de impulsión, por ejemplo cuando la velocidad del
motor es mayor que el 50% de la velocidad máxima permitida, el
dispositivo de estrangulamiento 21 se gobierna para controlar la
velocidad TC y la presión del impulsión según a sus límites.
Mientras tanto, el par de retención se mantiene controlado mediante
el gobierno de la tobera VG 10, haciendo por lo tanto uso de toda la
gama de posiciones de la tobera VG.
El método de control de potencia de la turbina
según la presente invención se utiliza para permitir la EGR en
condiciones de funcionamiento del motor allí donde la presión de
impulsión debería ser naturalmente más alta que la presión antes de
la turbina. Utilizando turbomáquinas de alta eficiencia, la presión
de impulsión puede exceder la presión antes de la turbina en una
amplia área de funcionamiento, por ejemplo a partir del 40% hasta el
120% de la velocidad de régimen del motor. Utilizando el dispositivo
de estrangulamiento 21, la relación de presión de impulsión con
relación a la presión antes de la turbina Pb/Pi es modulable. Por
este medio el flujo EGR permite controlar la presión Pi antes de la
turbina a valores un poco más altos que la presión de impulsión.
Para ello, el dispositivo de estrangulamiento 21
es preferentemente de tipo ajustable de modo discreto o continuo. La
posición por defecto es completamente abierto. En los puntos de
trabajo del motor anteriormente mencionados, en donde la presión de
impulsión es naturalmente mayor que la presión antes de la turbina
pero se necesita el flujo EGR, se permite y se controla el EGR
mediante los siguientes
pasos
pasos
- abriendo de la válvula de corte EGR;
- gobernando la tobera VG 10 para establecer un
valor objetivo del flujo de aire u oxígeno al motor 2, haciendo uso
de este modo de la gama de posiciones de la tobera VG; y, al mismo
tiempo,
- gobernando el dispositivo de estrangulamiento
21 para establecer un flujo EGR objetivo, haciendo uso de este modo
de la gama de posiciones del dispositivo de estrangulamiento 21.
Esta estrategia de control permite un control
paralelo independiente del flujo de aire u oxígeno y del flujo de
EGR, lo que es imposible en los sistemas conocidos.
Evidentemente, se pueden hacer cambios en el
conjunto motor con turbocompresor 1 tal como se describe y se
ilustra aquí sin que, sin embargo, se salga del alcance de las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (16)
1. Conjunto de motor con turbocompresor (1) para
un vehículo a motor que comprende:
- un motor de combustión interna (2) que presenta
un dispositivo de frenado a descompresión (6);
- un turbocompresor de geometría variable (3) que
comprende una turbina (7) con una tobera (10) de geometría variable
unida a un colector de escape (5) de dicho motor, permitiendo dicha
tobera (10) de geometría variable la regulación de la potencia de la
turbina en función de las condiciones de funcionamiento de dicho
motor (2) gobernando dicha tobera (10) de geometría variable dentro
de sus limitaciones geométricas dadas por su diseño, y un compresor
accionado (8) por dicha turbina (7) y que presenta una salida unida
a un colector de admisión (4) de dicho motor (2);
- un dispositivo de estrangulamiento (21) situado
en un lado de la salida de dicha turbina (7) y regulable entre una
posición de abertura máxima y una posición de abertura mínima; y
- unos medios de regulación (22) para regular a
la vez dicha tobera (10) de geometría variable y dicho dispositivo
de estrangulamiento (21) en función de las condiciones de
funcionamiento de dicho motor (2), permitiendo así una regulación
independiente de la presión (Pi) del colector de escape del motor
de combustión (2) y de la relación de expansión (Pi/Pu) de dicha
turbina;
caracterizado porque dicha posición de
abertura máxima es una posición por defecto de dicho dispositivo de
estrangulamiento (21) mantenido mediante dichos medios de regulación
(22) en el transcurso de un frenado a descompresión a menos que sea
necesaria una limitación de dicha relación de expansión
(P_{i}/P_{u}) para mantener los parámetros de funcionamiento del
conjunto motor con turbocompresor (1), que comprende por lo menos
una presión de impulsión y/o una velocidad de rotación de dicho
turbocompresor (3) dentro de sus límites permitidos.
2. Conjunto según en la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho dispositivo de estrangulamiento
(21) está incorporado en un conducto de salida de un alojamiento de
la turbina de dicha turbina (7).
3. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho dispositivo de estrangulamiento
(21) está situado corriente abajo de dicha turbina (7), a lo largo
de un circuito de los gases de escape (12) unido a una salida (11)
de dicha turbina (7).
4. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho
dispositivo de estrangulamiento (21) es del tipo de ON/OFF
(todo/nada).
5. Conjunto según la reivindicación 4,
caracterizado porque la posición de abertura mínima de dicho
dispositivo de estrangulamiento (21) mantiene una fracción
sustancial de la superficie de flujo de los gases no estrangulados,
estando ajustada dicha fracción de modo que sólo reduce la relación
de expansión de la turbina en una cantidad que es necesaria para
mantener la velocidad de dicho turbocompresor (3) y de dicha presión
de impulsión dentro de sus límites permitidos en un estado de
potencia máxima de frenado del motor.
6. Conjunto según el reivindicado en la
reivindicación 5, caracterizado porque la presión de salida
de la turbina es inferior a 2 bar en dicho estado de potencia máxima
de frenado.
7. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho
dispositivo de estrangulamiento (21) es ajustable de manera continua
entre dicha posición de abertura máxima y dicha posición de abertura
mínima.
8. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho
dispositivo de estrangulamiento (21) es regulable en una pluralidad
de posiciones discretas entre dicha posición de abertura máxima y
dicha posición de abertura mínima.
9. Conjunto según las reivindicaciones 7 u 8,
caracterizado porque dicho dispositivo de estrangulamiento
(21) es sensiblemente estanco al fluido en dicha posición de
abertura mínima.
10. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende un conducto EGR (24) que
une dicho colector de escape (5) con dicho colector de admisión (4)
de dicho motor (2) y una válvula de corte (25) que permite de manera
selectiva un flujo EGR a través de dicho conducto EGR (24).
11. Procedimiento de regulación de un conjunto
motor con turbocompresor (1) para un vehículo, en particular un
vehículo industrial, que comprende:
- un motor de combustión interna (2) que presenta
un dispositivo de frenado a descompresión (6);
- un turbocompresor de geometría variable (3) que
comprende una turbina (7) con una tobera (10) de geometría variable
unida a un colector de escape (5) de dicho motor (2), permitiendo
dicha tobera (10) de geometría variable la regulación de la potencia
de la turbina en función de las condiciones de funcionamiento de
dicho motor (2) mediante el gobierno de dicha tobera (10) de
geometría variable dentro de sus limitaciones geométricas dadas por
su diseño, y un compresor accionado (8) por dicha turbina (7) y que
presenta una salida unida a un colector de admisión (4) de dicho
motor (2);
comprendiendo el procedimiento la etapa que
consiste en regular independientemente la presión (P_{i}) del
colector de escape del motor de combustión (2) y la relación de
expansión (P_{i}/P_{u}) de dicha turbina (7) mediante el
gobierno simultáneo de dicha tobera (10) de geometría variable y de
un dispositivo de estrangulamiento (21) situado en el lado de salida
de dicha turbina (7) y regulable entre una posición de abertura
máxima y una posición de abertura mínima;
caracterizado porque dicha posición de
abertura máxima se mantiene como una posición por defecto de dicho
dispositivo de estrangulamiento (21) en el transcurso de un frenado
a descompresión a menos que sea necesaria una limitación de dicha
relación de expansión (P_{i}/P_{u}) para mantener los parámetros
de funcionamiento del conjunto motor y turbocompresor (1), que
comprende por lo menos una presión de impulsión y/o una velocidad de
rotación de dicho turbocompresor (3), dentro de sus límites
permitidos.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque la etapa consiste en mantener la
velocidad de rotación de dicho turbocompresor (3) dentro de sus
límites permitido mediante la modulación de la posición de dicho
dispositivo de estrangulamiento (21).
13. Procedimiento de regulación de un conjunto
motor con turbocompresor según la reivindicación 11 ó 12,
comprendiendo dicho conjunto motor con turbocompresor un conducto
EGR (22) que une dicho colector de escape (5) a dicho colector de
admisión (4) de dicho motor (2) y una válvula de corte (23) que
permite de manera selectiva un flujo EGR a través de dicho conducto
EGR (22), estando este procedimiento caracterizado porque que
comprende 3 la etapa que consiste en controlar la posición de dicho
dispositivo de estrangulamiento (21) de manera que produzca un
valor de presión diferencial requerido entre dicho colector de
admisión (4) y dicho colector de escape (5) del motor de combustión
(2).
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque las etapas que consisten en abrir dicha
válvula de corte EGR y en controlar dicha tobera (10) de geometría
variable de manera que se establezca un flujo de aire u oxígeno
objetivo, y en controlar al mismo tiempo dicho dispositivo de
estrangulamiento (21) para establecer un valor objetivo de dicho
flujo EGR.
15. Procedimiento de regulación de un conjunto
motor con turbocompresor según cualquiera de las reivindicaciones
11 a 14, en el que dicho dispositivo de estrangulamiento (21) es
del tipo de marcha/paro, caracterizado porque comprende las
etapas que consisten en la activación de dicho dispositivo de
descompresión (6), en el control del par de freno de dicho motor de
combustión (2) mediante la modulación de la posición de dicha tobera
de geometría variable (10) de dicha turbina (7) dentro de su gama
completa, y en el ajuste de dicho dispositivo de estrangulamiento
(21) en dicha posición de abertura mínima como respuesta a un valor
umbral predeterminado de la velocidad del motor que conduce de
manera potencial a sobrepasar por lo menos un límite de seguridad
de dicho conjunto motor con turbocompresor (1).
16. Procedimiento de regulación de un conjunto
motor con turbocompresor según cualquiera de las reivindicaciones
11 a 14, en el que dicho dispositivo de estrangulamiento (21) es
regulable discretamente o de manera continua, caracterizado
porque comprende las etapas que consisten en la activación de dicho
dispositivo de frenado a descompresión (6), en el control del par
de freno de dicho motor de combustión (2) mediante la modulación de
la posición de dicha tobera de geometría variable (10) del
turbocompresor (3) dentro de su gama completa, y en el gobierno de
la posición de dicho dispositivo de estrangulamiento (21) de manera
que mantenga la presión de impulsión y la velocidad de rotación de
dicho turbocompresor dentro de sus límites permitidos.
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