ES2275438A1 - Sistema de asistencia a la sobrealimentacion en condiciones de operacion transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor. - Google Patents

Sistema de asistencia a la sobrealimentacion en condiciones de operacion transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor. Download PDF

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Abstract

Sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor. El sistema de la invención comprende un depósito de aire externo al motor que está conectado al colector de admisión del motor y un compresor de aire que está conectado al depósito de aire en el que se acumula el aire a presión, cuyo aire a presión se descarga al colector de admisión según las condiciones operativas del vehículo.

Description

Sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor.
Sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor.
Objeto de la invención
La presente invención tiene por objeto un sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor.
Campo de la invención
El sistema de la presente invención se refiere a los motores alternativos de combustión interna sobrealimentados mediante grupos turbocompresores, tanto de ciclo diesel como de ciclo Otto, que se ven sometidos a un uso en el que las condiciones de operación transitorias tienen mucha relevancia, en especial en aquellos motores sobrealimentados de tracción para vehículos.
Antecedentes de la invención
Los motores sobrealimentados mediante turbocompresor ofrecen un comportamiento que depende del diseño del grupo turbocompresor, en el que las zonas donde el caudal de los gases de escape del motor es bajo el trabajo que extrae la turbina no es suficiente como para conseguir un régimen de giro adecuado para que el compresor provoque una presión de soplado correcta para el funcionamiento del motor.
Este hecho comporta que las prestaciones del motor en situaciones transitorias de carga (por motor), es decir, aquellas en las que se pasa de una condición de baja carga a alta carga, en especial en las recuperaciones en marcha larga del vehículo, no sean las adecuadas.
A nivel de usuario esta problemática se traduce en un tiempo de espera hasta que las prestaciones del motor son las adecuadas durante el cual, en especial en los motores diesel, se produce un transitorio en el que las emisiones contaminantes son muy importantes.
Los citados inconvenientes, actualmente, tienden a resolverse incorporando turbocompresores de turbina de alabes variables o mediante la incorporación de dos turbocompresores, uno de menor tamaño para condiciones de bajo caudal y otro para las condiciones habituales de funcionamiento del motor, en régimen estacionario.
Estas soluciones son muy válidas pero comportan el encarecimiento del producto final y aumentan considerablemente la complejidad del mismo con lo que la fiabilidad del conjunto se ve comprometida.
Sumario de la invención
La presente invención elimina los citados inconvenientes, permitiendo la mejora global del sistema de sobrealimentación empleando un turbocompresor tradicional.
El sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor objeto de la presente invención, se caracteriza esencialmente porque comprende un depósito de aire externo al motor que está conectado a través de una válvula de control al colector de admisión del motor y un compresor de aire que está conectado, por medios de control, al depósito de aire en el que se acumula el aire a presión, procedente del compresor, para ser descargado al colector de admisión en función de las condiciones operativas del vehículo.
Según la presente invención, el compresor de aire puede ser el propio compresor del grupo turbocompresor del sistema de sobrealimentación del motor, o bien puede ser un compresor accionado por el motor independiente del sistema de admisión, o bien puede ser un compresor accionado de modo externo al motor, y en su caso puede tener su función compartida con dispositivos externos al motor.
Según la invención el depósito de aire de admisión tiene su función compartida con dispositivos externos al motor.
Según la presente invención, la válvula de control permite la descarga de aire desde el depósito de aire al colector de admisión en función de las condiciones de funcionamiento del motor y/o del vehículo y/o de la demanda de prestaciones por parte del usuario.
Según la invención los medios de control permiten la carga de aire a presión en el depósito de aire, desde el compresor de aire, en función de las condiciones de funcionamiento del motor y/o del vehículo y/o la demanda de prestaciones por parte del usuario.
Estas y otras características se desprenderán mejor de la descripción detallada que sigue, para facilitar la cual se acompaña de dos láminas de dibujos en las que se ha representado un caso práctico de realización que se cita solamente a título de ejemplo no limitativo del alcance de la presente invención.
Descripción de los dibujos
En los dibujos:
La figura 1 es una vista esquemática del sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitoria para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor, según la presente invención.
La figura 2 es una vista esquemática similar a la figura 1, en la que el compresor es el propio compresor del grupo turbocompresor.
La figura 3 es una vista esquemática similar a la figura 1, en la que el compresor está accionado mecánicamente por el motor.
La figura 4 es una vista esquemática similar a la figura 3, en la que el compresor está accionado mecánicamente por el motor y en la que el depósito de aire asiste a otros elementos del vehículo.
La figura 5 es una vista esquemática similar a la figura 3, en la que el compresor está accionado por el motor y en la que el compresor asiste a otros elementos del vehículo, realizando el compresor dicha asistencia indirectamente por los medios de
control.
La figura 6 es una vista esquemática similar a la figura 3, en la que el compresor está accionado por el motor y en la que el compresor y el depósito de aire asisten a otros elementos del vehículo, realizando el compresor dicha asistencia directamente por los medios de control.
Descripción detallada de una forma de realización preferida
De conformidad con los dibujos, la figura 1 ilustra la configuración preferente de la forma de realización preferida de la invención. Dicha realización preferida comprende el motor alternativo (1) que presenta una sobrealimentación mediante un turbocompresor (2), de modo que a partir del flujo de gases de escape que proviene del colector de escape (4) la turbina (T) extrae trabajo que permite accionar el compresor (C) que envía aire a presión al colector de admisión (3). La invención incorpora sobre dicho motor alternativo (1) un compresor externo (5) que está conectado por medios de control (6) a un depósito de aire externo (7) que está conectado al colector de admisión (3) a través de una válvula de control (8). El funcionamiento del sistema está basado en la carga del depósito de aire externo (7) mediante los medios de control (6) que lo conectan al compresor (5) para que en las situaciones transitorias donde sea requerido, la válvula de control (8) permita la descarga del depósito de aire (7) sobre el colector de admisión (3) del motor (1), de modo que se incremente la cantidad de aire aspirado por el motor.
La figura 2 ilustra otra configuración del sistema según otra realización preferida, en la que el compresor (5) es el propio compresor del grupo turbocompresor (2) del motor (1), cuyo compresor está unido por los medios de control (6) al depósito de aire externo (7). En esta configuración la carga del depósito de aire externo (7) se realiza en aquellas condiciones en las que el compresor (5) del grupo turbocompresor (2) introduce un aire excesivo en el colector de admisión (3) del motor.
La figura 3 ilustra otra configuración del sistema, en la que el compresor (5) está accionado directamente por el propio motor (1), cuyo compresor (5) está conectado por medios de control (6) al depósito de aire externo (7).
En otra configuración del sistema, como la que ilustra la figura 4, el compresor (5), además de estar accionado directamente por el propio motor (1), también está conectado a través de los medios de control (6) al depósito externo de aire (7) y a su vez el depósito de aire externo (7) está conectado mediante la válvula de control (8) al colector de admisión (3), y al mismo tiempo a otros elementos (11) del vehículo que requiere de aire a presión.
La figura 5 ilustra una realización similar a la ilustrada en la figura 3, en la que el compresor (5), además de estar accionado directamente por el motor (1), está conectado al depósito de aire externo (7) a través de los medios de control (6), y asiste a un depósito de aire (10) a través de elementos de regulación (9), y permite el funcionamiento de otros elementos (11) del vehículo.
La figura 6 ilustra una configuración más extensa, en la que el compresor (5), además de estar accionado directamente por el propio motor (1), está conectado al depósito de aire externo (7) a través de unos medios de control (6), que en este caso comprenden unos elementos propios de regulación del vehículo (9) y un depósito de aire (10) que tanto surte de aire a presión al depósito de aire externo (7), como permite el funcionamiento de otros elementos del vehículo (11). A la vez, el propio depósito de aire externo (7) puede surtir de aire a otros elementos del vehículo (12), y al propio tiempo a través de los medios de control (8) puede descargar aire a presión en el colector de admisión (3).
La invención, dentro de su esencialidad, puede ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran solo en detalle de la indicada únicamente a título de ejemplo, a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba. Podrá, pues, realizarse este sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor, con los medios, componentes y accesorios más adecuados, pudiendo los elementos componentes ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, por quedar todo ello comprendido dentro de las
reivindicaciones.

Claims (7)

1. Sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor, del tipo en que la sobrealimentación del motor (1) se realiza por al menos un grupo turbocompresor (2) que implica un retardo en la obtención de la presión de colector (3) estacionaria durante el transitorio de aceleración del motor (1), caracterizado porque comprende un depósito de aire (7) externo al motor (1) que está conectado, a través de una válvula de control (8), al colector de admisión (3) del motor (1) y un compresor (5) de aire que está conectado, por medios de control (6), al depósito de aire (7) en el que se acumula el aire a presión, procedente del compresor (5), para ser descargado al colector de admisión (3) en función de las condiciones operativas del vehículo.
2. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el compresor (5) de aire es el propio compresor (C) del grupo turbocompresor (2) del sistema de sobrealimentación del motor (1).
3. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el compresor de aire (5) es un compresor (5) accionado por el motor (1) independiente del sistema de admisión.
4. Sistema, según las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque el compresor de aire (5) tiene su función compartida con dispositivos externos (11, 12) al motor (1).
5. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el depósito de aire (7) de admisión tienen su función compartida con dispositivos externos (11) al motor (1).
6. Sistema, según reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de control (8) permite la descarga de aire desde el depósito de aire (7) al colector de admisión (3) en función de las condiciones de funcionamiento del motor (1) y/o del vehículo y/o de la demanda de prestaciones por parte del usuario.
7. Sistema, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de control (6) permiten la carga de aire a presión en el depósito de aire (7), desde el compresor (5) de aire, en función de las condiciones de funcionamiento del motor (1) y/o del vehículo y/o de la demanda de prestaciones por parte del usuario.
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