ES2236972T3 - Instalacion de aspiracion. - Google Patents
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Abstract
ESTA INSTALACION DE ASPIRACION PARA UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA MUESTRA UN DISPOSITIVO PARA APROVECHAMIENTO DE EFECTOS DE RESONANCIA. EL DISPOSITIVO ABARCA UN EQUIPO DE CONTROL, QUE ESTA DISPUESTO DENTRO DEL RECIPIENTE DE RESONANCIA, Y CON EL CUAL LA SECCION TRANSVERSAL DE RESONANCIA PUEDE SER MODIFICADA EN DEPENDENCIA DE LOS PARAMETROS DEL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA.
Description
Instalación de aspiración.
La invención se refiere a una instalación de
aspiración con un dispositivo para el aprovechamiento de efectos de
resonancia para un motor de combustión interna, según el preámbulo
de la reivindicación 1.
Del patent Abstracts of Japan vol. 017, No. 263
and JP 05 001546A se deduce un sistema de admisión para un motor de
combustión interna, en el que son variables tanto una longitud de
canal de admisión como el volumen en un depósito colector para
obtener un efecto de pulsación por presión.
El documento DE 36 33 929 C2 trata varias
posibilidades para obtener efectos de resonancia para motores de
combustión interna. Con ello se demuestra que mediante acuerdo entre
longitud y sección transversal de una tubería de aspiración pueden
optimizarse en el respectivo motor de combustión interna el par de
giro y la potencia del último.
El documento US-PS 4 846 117
muestra una instalación de aspiración con un depósito en el que está
previsto un canal anular. A través de este canal anular se alimentan
con aire de aspiración filas de cilindros opuestas.
En el documento US-PS 5 408 962
se describe una instalación de aspiración cuyos depósitos están
conectados a dos tuberías de alimentación con longitud variable. Con
esta ejecución se obtiene un acuerdo de resonancia en el margen del
número de revoluciones inferior y en el medio.
Por último el documento EP 0 065 076 B1 hace
patente un sistema de aspiración cuya propia frecuencia puede
ajustarse continuamente, con lo que puede aprovecharse el efecto de
la carga de resonancia en todo el margen del número de
revoluciones.
La misión de la invención consiste en crear una
determinada instalación de aspiración para un motor de combustión
interna, mediante la cual se materialice una optimación del par de
giro en un margen importante del número de revoluciones.
Esta misión es resuelta conforme a la invención
mediante las particularidades de la reivindicación 1. En las
reivindicaciones subsiguientes están contenidas otras
particularidades que configuran la invención.
Las ventajas obtenidas fundamentalmente con la
invención estriban en que con el dispositivo de control puede
variarse la sección transversal de resonancia en el depósito de
resonancia, de tal modo que se obtienen efectos de resonancia que
conducen a mejorar el comportamiento del par de giro del motor de
combustión interna. El dispositivo de control puede integrarse de
forma sencilla en la caja de control, que presenta una forma básica
prismática. Con ello el dispositivo de control es una pieza
constructiva que puede configurarse constructivamente fácil de ver,
la cual puede moverse mediante movimiento lineal ininterrumpido
entre una primera posición final y una segunda posición final. En la
primera posición final del dispositivo de control su pared de alma
forma con una primera pared frontal del depósito de resonancia un
canal de unión que, a un número de revoluciones bajo del motor de
combustión interna, forma un tubo de resonancia entre dos volúmenes
de resonancia en el depósito de resonancia, que están montados
delante de las filas de cilindros opuestas.
El dispositivo de control presenta paredes de
ala, que están circundadas por alojamientos del depósito de
resonancia. Estos alojamientos forman prolongaciones del depósito de
resonancia y presentan una sección transversal tubular. Entre las
paredes de ala del dispositivo de control y los alojamientos del
depósito de resonancia están previstos dispositivos de guiado.
Al depósito de resonancia está conectado un
dispositivo de alimentación dotado de un filtro de aire que puede
estar configurado como única tubería de alimentación. En esta
tubería de alimentación está dispuesta una compuerta de
estrangulación.
Sin embargo, también existe la posibilidad de
formar el dispositivo de alimentación como una unidad tubular que
presenta dos tuberías de alimentación separadas, que desembocan en
el depósito de resonancia. A estas tuberías de alimentación se ha
preconectado un único tramo tubular en el que está dispuesta una
compuerta de estrangulación. En el caso de esta ejecución está
dispuesta en el canal de unión del cuerpo de resonancia una
compuerta de bloqueo, en donde esta compuerta de bloqueo está
cerrada en el margen inferior del número de revoluciones y en el
caso de que el dispositivo de control esté introducido en todo su
volumen. Esta ejecución asegura precisamente en el margen inferior
del número de revoluciones un aumento adicional del número de
revoluciones. El dispositivo de control se acciona por medio de un
dispositivo de ajuste, y precisamente dependiendo del número de
revoluciones y/o de la carga. Con ello el dispositivo de ajuste
comprende una varilla de empuje que está unida al dispositivo de
control. La varilla de empuje se acciona por medio de un motor
eléctrico. Éste actúa conjuntamente con la varilla de empuje a
través de un reductor de tornillo sinfín.
En el dibujo se muestran ejemplos de ejecución de
la invención que se describen a continuación con más detalle. Aquí
muestran
La fig. 1 una presentación esquemática de un
motor de combustión interna con la instalación de aspiración
conforme a la invención,
La fig. 2 una vista correspondiente a la fig.
1,
La fig. 3 una vista según la línea
III-III de la fig. 1 a mayor escala,
La fig. 4 una vista oblicua desde arriba sobre
una instalación de aspiración ejecutada concretamente conforme a la
invención,
La fig. 5 una vista correspondiente a la fig. 5
con otra forma de ejecución,
La fig. 6 una vista correspondiente a la fig.
5,
La fig. 7 un diagrama con la que se aclara la
potencia de la instalación de aspiración conforme a la
invención.
Un motor de combustión interna 1 comprende filas
de cilindros opuestas 2, 3 que están dispuestas en forma de boxer o
V, y precisamente a cierta distancia de una línea media longitudinal
LM de esta máquina. En el ejemplo de ejecución cada fila de
cilindros 2, 3 presenta en cada caso tres cilindros 4, 5, 6 ó 7, 8,
9. Entre las filas de cilindros 2 y 3 está prevista una instalación
de aspiración 10, que alimenta con aire los cilindros 4,5, 6 y 7, 8,
9.
La instalación de aspiración está equipada con un
dispositivo 11 para aprovechar efectos de resonancia, como los que
obtienen mediante resonadores Helmholtz - Bosch,
kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 22ª edición, 1995, página 379.
El dispositivo 11 comprende un dispositivo de
control 12 que está dispuesto en el interior de un depósito de
resonancia 13 de la instalación de aspiración 10, compuesto de
metal, material sintético o similar. Con el dispositivo de control
12 puede variarse la sección transversal de resonancia en el
depósito de resonancia 13, con lo que puede obtenerse una optimación
definida del par de giro del motor de combustión interna 1.
El dispositivo de control 12, que también puede
estar fabricado de metal, material sintético o similar, presenta
paredes de conducción 13, 14, 15 que discurren distanciadas - MA
f_{x}, MA II y MA III (fig. 1) - a paredes 16, 17, 18, 19 del
depósito de resonancia 13.
El depósito de resonancia 13 presenta una forma
básica prismática, en donde sus paredes 17, 18 están configuradas
como paredes longitudinales 20, 21 vueltas hacia las filas de
cilindros 2, 3 y una como una primera pared frontal 22 y una segunda
pared frontal 23. Con relación a las paredes longitudinales 20, 21 o
paredes frontales 22, 23 las paredes de conducción 13, 14, 15 del
dispositivo de control 12 discurren en el mismo sentido, con
preferencia en paralelo.
Las paredes de conducción 13, 14, 15 presentan un
recorrido en forma de U, en donde paredes de ala están designadas
con 24 y 15 y una pared de alma con 26.
El dispositivo de control 12 está ejecutado de
forma desplazable ininterrumpidamente entre una primera posición
final STE I - fig. 1 - y una segunda posición final STE II - fig. 2.
Con ello la pared de alma 26 forma en la primera posición final STE
I, junto con la primera pared frontal 22, un canal de unión 27 (fig.
1). El canal de unión 27 conduce a un primer volumen de resonancia
28 y a un segundo volumen de resonancia 29, que están montados
delante de las filas de cilindros 2, 3.
El depósito de resonancia 13 presenta en los
lados vueltos hacia las filas de cilindros 2, 3 tramos tubulares 30,
31, 32 y 33, 34, 35, que conducen a los cilindros 4, 5, 6 y 7, 8, 9.
Estos tramos tubulares relativamente cortos forman parte del
depósito de resonancia 13.
Las paredes de ala 24, 25 del dispositivo de
control 12 están circundadas por alojamientos 36, 37 del depósito de
resonancia 13. Estos alojamientos 36, 37 son prolongaciones 38, 39
del depósito de resonancia 13 y presentan una sección transversal
tubular - fig. 3. Entre las paredes de ala 25, 25 y los alojamientos
36, 37 están previstos dispositivos de guiado 38, 39, que en el
ejemplo de ejecución están unidos fijamente a los alojamientos 36,
37.
La primera pared frontal 22 de la caja de
resonancia 13 está dotada de un dispositivo de alimentación 41 que
comprende un filtro de aire 40. Este dispositivo de alimentación 41
se ha representado como única tubería de alimentación 42, en la que
están dispuestos un medidor de masa de aire 43 y una compuerta de
estrangulación 44. La compuerta de estrangulación 44 está más cerca
del canal de unión 27 del depósito de resonancia que el filtro de
aire 40.
Conforme a la fig. 5 un dispositivo de
alimentación 45 presenta dos tuberías de alimentación 46, 47
separadas por tramos, que desembocan en la primera pared frontal 47'
del depósito de resonancia 48. A las tuberías de alimentación 46,
47 se ha preconectado un único tramo tubular 49 que, junto con las
tuberías de alimentación citadas, presenta una forma de pantalón. En
el tramo tubular 49 está dispuesta una compuerta de estrangulación
50.
Asimismo se ha previsto una compuerta de bloqueo
54 en el canal de unión 51 entre el primer volumen de resonancia 52
y el segundo volumen de resonancia 53 del depósito de resonancia 48,
con lo que puede interrumpirse la unión entre los volúmenes de
resonancia 52, 53. La compuerta de estrangulación 54 está dispuesta
en una región 55 entre las líneas de alimentación 46, 47 y coopera
en el margen inferior del número de revoluciones con la pared de
alma 26 del dispositivo de control 12.
El dispositivo de control 12 puede accionarse con
un dispositivo de ajuste 56. El dispositivo de ajuste 56 comprende
una barra elevadora 57 y un motor eléctrico 58. La barra elevadora
57 está unida fijamente al dispositivo de control 12, mientras que
por el contrario el motor eléctrico 58 está dispuesto sobre la
segunda pared frontal 23, pero fuera del depósito de resonancia 13.
Entre el motor eléctrico 58 y la barra elevadora 57 está previsto un
reductor de tornillo sinfín 59. En lugar de este motor eléctrico
rotatorio puede pensarse también en un motor lineal. El dispositivo
de control 12 funciona dependiendo de parámetros del motor de
combustión interna, con preferencia número de revoluciones y carga
(posición del pedal acelerador).
El modo de funcionamiento de la instalación de
aspiración puede explicarse de forma sencilla en unión a las figs.
1, 2, 5, 6 y 7. En el caso del funcionamiento del motor de
combustión con el dispositivo de control 12 el dispositivo citado
adopta en el margen inferior del número de revoluciones la posición
final STE I, en donde el canal de unión 27 entre el primer volumen
de resonancia 28 y el segundo volumen de resonancia actúa como tubo
de resonancia. En el caso de la compuerta de estrangulación 44
abierta el dispositivo de control 12 se mueve con el dispositivo de
ajuste 54, dependiendo del número de revoluciones y/o de la carga, a
la posición STE II, con lo que se obtiene la curva parcial del par
de giro DMTK 1. En el recorrido ulterior se obtienen las curvas
parciales del par de giro DMTK 2 a DMTK 4.
Esto se deduce del diagrama conforme a la fig. 7,
en el que sobre la ordenada se ha aplicado el par de giro y sobre la
abscisa el número de revoluciones rpm. De estas curvas parciales del
par de giro se deduce una curva del par de giro resultante D res,
que aclara que el comportamiento del par de giro está optimizado
gracias al dispositivo de control 12.
Se obtiene otra mejora del comportamiento del par
de giro si el dispositivo de alimentación 45 presenta las dos
tuberías separadas 46, 47 y la compuerta de bloqueo 54 está cerrada
en el margen inferior del número de revoluciones. En este estado
operativo se producen - con la compuerta de estrangulación 50
abierta - oscilaciones de presión en las tuberías de alimentación
46, 47, que forman largos tubos de resonancia y conducen a la curva
parcial del par de giro DTMK 1plus. En el caso de un ulterior
desplazamiento del dispositivo de control 12 en la dirección de la
segunda posición final STE II se obtienen las curvas parciales del
par de giro DMTK 2 a DMTK 6.
Claims (16)
1. Motor de combustión interna con filas de
cilindros opuestas, que contiene una instalación de aspiración (10)
con un dispositivo (11) para aprovechar efectos de resonancia y un
depósito de resonancia (13) que comprende paredes limitadoras,
depósito de resonancia que está unido, por un lado a la atmósfera y,
por otro lado, a cilindros del motor de combustión interna, en donde
en el interior del depósito de resonancia (13) está previsto un
dispositivo (11) con un dispositivo de control (12) que varía la
sección transversal de resonancia, que presenta paredes de
conducción (13, 14, 15) distanciadas de las paredes (16, 17, 18, 19)
del depósito de resonancia (13), caracterizado porque las
paredes de conducción (13, 14, 15) están formadas por dos paredes de
ala (24, 25) con la misma orientación y una pared de alma (26), que
presentan un recorrido en forma de U y porque el dispositivo de
control (12) puede desplazarse entre una primera posición final (STE
I) y una segunda posición final (STE II), en donde la pared de alma
(26) del dispositivo de control (12) forma al menos en la primera
posición final (STE I), junto con una primera pared frontal (22) del
depósito de resonancia, un canal de unión (27) a los volúmenes de
resonancia (28, 29) en el depósito de resonancia (13) montados
delante de las filas de cilindros (2, 3).
2. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, caracterizado porque el depósito de
resonancia (13) presenta una forma básica prismática con paredes
longitudinales (20, 21) vueltas hacia las filas de cilindros (2, 3)
y con la primera pared frontal (22) y una segunda pared frontal
(23), en donde las paredes de conducción (13, 14, 15) del
dispositivo de control (12) discurren en el mismo sentido que las
paredes longitudinales (20, 21) y las paredes frontales (22,
23).
3. Motor de combustión interna según una o varias
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las
paredes de ala (24, 25) del dispositivo de control (12) están
circundadas por alojamientos (36, 37) correspondientes en el
depósito de resonancia (13).
4. Motor de combustión interna según la
reivindicación 3, caracterizado porque los alojamientos (36,
37) están formados por prolongaciones (38, 39) del depósito de
resonancia (13).
5. Motor de combustión interna según la
reivindicación 4, caracterizado porque las prolongaciones
(38, 39) presentan una sección transversal tubular.
6. Motor de combustión interna según las
reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque entre las
paredes de ala (24, 25) y los alojamientos (36, 37) están previstos
dispositivos de guiado (38, 39).
7. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, caracterizado porque la primera pared
frontal (22) del depósito de resonancia (13) está dotada de un
dispositivo de alimentación (14) que comprende un filtro de aire
(40).
8. Motor de combustión interna según la
reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de
alimentación (41) comprende una única tubería de alimentación (42),
en la que está prevista una compuerta de estrangulación (44).
9. Motor de combustión interna según la
reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de
alimentación (2) presenta tuberías de alimentación (46, 47) que
discurren separadas por tramos, que desembocan en la primera pared
frontal (22) del depósito de resonancia (13).
10. Motor de combustión interna según las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque las dos tuberías
de alimentación (46, 47) están dotadas de un único tramo tubular
(49) preconectado, en el que está dispuesta una compuerta de
estrangulación (50).
11. Motor de combustión interna según las
reivindicaciones 1, 7 y 9, caracterizado porque en el canal
de unión (51) se ha previsto una compuerta de bloqueo (54) en una
región (55) que discurre entre las tuberías de alimentación (46,
47).
12. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de
control (12) puede accionarse por medio de un dispositivo de ajuste
(56).
13. Motor de combustión interna según la
reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de
ajuste (56) está formado por una barra elevadora (57) del
dispositivo de control (12) y un motor eléctrico (58), que está
dispuesto cerca de la segunda pared frontal (23) sobre el depósito
de resonancia (13).
14. Motor de combustión interna según la
reivindicación 13, caracterizado porque el motor eléctrico
(58) coopera con la barra elevadora (57) a través de un reductor de
tornillo sinfín (59).
15. Motor de combustión interna según una o
varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el dispositivo de control (12) se desplaza al menos en
dependencia del número de revoluciones del motor de combustión
interna (1).
16. Motor de combustión interna según una o
varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el dispositivo de control (12) se desplaza en dependencia del
número de revoluciones y/o de la carga del motor de combustión
interna (1).
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