ES2276858T3 - Unidad de arranque para un motor de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Motor de combustión interna (1), dotado de una disposición de arranque (2), que comprende un generador-arrancador (4) para el arranque del motor de combustión interna (1) y para la generación de energía cuando el motor de combustión interna (1) está funcionando, en que en función de la temperatura y/o en función de un par de giro umbral en la fase de arranque se produce un arranque del motor de combustión interna (1) por el generador-arrancador (4), unido al motor de combustión interna (1) a través de una transmisión con medio de tracción (8), solo o de forma automatizada en combinación con un motor de arranque eléctrico (3), en que el motor de arranque eléctrico (3) está dispuesto por el lado del volante de inercia y el generador-arrancador (4) está dispuesto por el lado frontal (7), apartado de un volante de inercia (6), del motor de combustión interna (1).
Description
Unidad de arranque para un motor de combustión
interna.
La presente invención se refiere a un motor de
combustión interna, cuya unidad de arranque comprende un
generador-arrancador, en que este equipo comprende
dos funciones dependiendo del modo de operación. Durante el proceso
de arranque, el generador-arrancador que funciona
como motor eléctrico acciona el motor de combustión interna. A
continuación, cuando el motor de combustión interna está
funcionando, se establece un funcionamiento como generador del
generador-arrancador, en el que este equipo
suministra energía eléctrica por ejemplo para una disposición de
encendido de un motor Otto así como para la red de a bordo del
vehículo automóvil.
Mediante el empleo de un equipo, que asume tanto
la función de arranque como la función de generador, pueden
reducirse costes mediante un número menor de componentes. A partir
del documento DE 198 54 948 A1 se conoce un
generador-arrancador, que por un lado está unido al
cigüeñal del motor de combustión interna a través de una transmisión
con medio de tracción dispuesta frontalmente en el motor de
combustión interna y por otro lado está unido al volante de inercia
del motor de combustión interna a través de un árbol de transmisión
y un dentado. La transmisión con medio de tracción está dotada aquí
de funcionamiento libre, con lo cual durante el proceso de arranque
el generador-arrancador está desacoplado de la
transmisión con medio de tracción y el
generador-arrancador que funciona como motor inicia
el proceso de arranque a través del árbol de transmisión y del
volante de inercia del motor de combustión interna.
El documento DE 197 05 610 A1 muestra un motor
de combustión interna, que coopera con un sistema automático de
aprovechamiento de inercia y comprende como disposición de arranque
un motor de arranque eléctrico convencional, que está unido al
volante de inercia del motor de combustión interna a través de una
corona dentada, así como un generador-arrancador,
que está dispuesto igualmente por el lado del volante de inercia
entre el motor de combustión interna y un cambio de velocidades
automatizado. Esta estructura compleja requiere disposiciones
especiales de consideración, unidas a elevados costes
suplementarios. Además de ello, la disposición del
generador-arrancador da lugar a un espacio de
montaje desventajosamente aumentado de la unidad de montaje que
consta del motor de combustión interna y del cambio de velocidades
automatizado.
El documento US-6 018 199 A se
refiere igualmente a un motor de combustión interna, cuya
disposición de arranque incluye dos motores de arranque separados.
Ninguno de los motores de arranque a activar conjunta o
separadamente está unido aquí al motor de combustión interna a
través de una transmisión con medio de tracción.
Además son conocidos
generadores-arrancadores accionados por correa, en
los cuales tanto en el modo de arranque como en el modo de generador
el accionamiento se produce exclusivamente a través de una
transmisión por correa entre el generador-arrancador
y el motor de combustión interna. En función del modo de operación
del motor de combustión interna se introduce un par de giro en el
medio de tracción desde el generador-arrancador o
desde el motor de combustión interna a través de la correspondiente
polea para correa. Unido a ello está un cambio de la rama de
funcionamiento libre y de la rama de tracción en el medio de
tracción entre las poleas para correas del cigüeñal y del
generador-arrancador. Con esta unidad de arranque
debe realizarse un arranque del motor de combustión interna tanto
en frío como en caliente. En motores de combustión interna de
grandes dimensiones, que requieren un par de arranque elevado en
particular para temperaturas bajas, resultan para unidades de
arranque de este tipo problemas en lo relativo al tamaño del
generador-arrancador y a la transmisión de pares de
giro a través de la transmisión con medio de tracción.
La presente invención tiene como base la tarea
de desarrollar una disposición de arranque, optimizada en cuanto a
espacio de montaje, del tipo anteriormente citado de tal modo que la
disposición de arranque garantice un arranque seguro del motor de
combustión interna independientemente de las temperaturas.
Conforme a la invención, esta tarea se resuelve
mediante el recurso de que en función de la temperatura o en función
de un par de giro umbral en la fase de arranque el motor de
combustión interna es arrancado por el
generador-arrancador solo o en combinación con un
motor de arranque eléctrico. Esta disposición de arranque conforme a
la invención aumenta el par de arranque necesario para un arranque
en frío del motor de combustión interna, cuyo par supera claramente
el par de arranque en caliente necesario. Esta disposición de
arranque que contiene dos componentes es apropiada en particular
para motores de combustión interna de gran volumen, empleados en
vehículos.
La disposición de arranque conforme a la
invención comprende un motor de arranque eléctrico dispuesto por el
lado del volante de inercia en el motor de combustión interna así
como un generador-arrancador, que está dispuesto por
el lado frontal, apartado del volante de inercia, del motor de
combustión interna. El motor de arranque eléctrico engrana aquí en
una fase de arranque con un piñón en una corona dentada del volante
de inercia. El generador-arrancador está unido al
motor de combustión interna a través de un medio de tracción.
El motor de arranque eléctrico dispuesto
preferentemente por el lado del volante de inercia del motor de
combustión interna, necesario exclusivamente para un arranque en
frío, puede ser realizado ventajosamente con dimensiones claramente
menores en comparación con los motores de combustión interna
conocidos hasta ahora, en los cuales el generador se disponía
separadamente respecto al motor de arranque. Unido a ello se
establece una ventaja de costes y espacio de montaje. El motor de
arranque eléctrico asociado al generador-arrancador
y que sirve como equipo auxiliar posee además de ello una ventaja
de costes respecto a un sistema de engranajes intermedio, que puede
emplearse entre el generador-arrancador accionado
por correa y el cigüeñal de un motor de combustión interna, para
realizar el elevado par de arranque en frío necesario para un
arranque en frío. Un componente adicional de este tipo, diseñado
preferentemente como engranaje planetario, provoca elevados costes
de fabricación para conseguir la resistencia a la fatiga requerida.
Además de ello, el sistema de engranajes requiere un espacio de
montaje aumentado, unido a un sobrepeso desventajoso así como a
costes de montaje más altos.
Mediante la combinación de un
generador-arrancador con un motor de arranque
eléctrico de menores dimensiones, que en apoyo al
generador-arrancador suministra la diferencia de par
necesaria sólo en caso de un arranque en frío, se establecen menores
costes de sistema. El motor de arranque eléctrico puede emplearse en
consecuencia en una realización más pequeña, lo que reduce tanto los
costes como el peso del motor de arranque eléctrico.
Otras estructuraciones ventajosas de la
invención son el objeto de las reivindicaciones subordinadas 2 hasta
9.
La invención prevé que el motor de arranque que
actúa como disposición auxiliar para un arranque en frío sea
conectado por ejemplo en función de la temperatura del motor de
combustión interna. Este indicador hace posible una ayuda de
arranque, que se apoya independientemente de la temperatura del
entorno exclusivamente sobre la temperatura de componente
instantánea del motor de combustión interna, que afecta directamente
al par de giro. Como magnitud característica ideal de la temperatura
del motor de combustión interna puede servir la temperatura del
aceite lubricante. Alternativamente puede servir también la
temperatura del agua de refrigeración del motor de combustión
interna como magnitud característica para la activación del motor de
arranque eléctrico. Además de ello, la invención incluye una
detección del par de giro durante el arranque, de forma que el motor
de arranque eléctrico es conectado al superarse un par de giro
umbral.
Otra estructuración de la invención prevé una
activación automatizada del motor de arranque eléctrico, que está
controlada por ejemplo mediante un detector de temperatura o un
termostato. La invención incluye además que la activación
automática del motor de arranque eléctrico sea conectada tras un
tiempo muerto. Mediante un temporizador puede apoyarse por ejemplo
tras un intervalo temporal de 1 segundo el proceso de arranque del
generador-arrancador mediante el motor de arranque
eléctrico. La instalación incluye además una influencia manual sobre
la activación del motor de arranque eléctrico. Esta medida hace
posible por ejemplo en caso necesario un proceso de arranque
acelerado en comparación con un proceso de arranque iniciado
exclusivamente por el generador-arrancador.
Para la disposición de arranque conforme a la
invención está prevista como transmisión con medio de tracción
adecuada una transmisión por correa, que une entre sí todas las
poleas para correa de la transmisión, y que lleva asociado un
dispositivo tensor apropiado.
La disposición de arranque conforme a la
invención incluye además de ello un sistema automático de
desconexión y/o una disposición de arranque/parada, para la
reducción de las emisiones y del consumo de combustible en fases de
operación sin requerimientos de potencia al motor de combustión
interna. El sistema automático de desconexión está preferentemente
combinado con un denominado sistema automático de aprovechamiento de
inercia, en el que un volante de inercia dotado previamente de un
par suficiente y desacoplado para ello es nuevamente acoplado al
cigüeñal y apoya mediante transferencia de una energía cinética un
nuevo arranque del motor de combustión interna. En caso de una
pausa de operación larga, el volante de inercia es primeramente
acelerado de nuevo suficientemente antes de su acoplamiento de
arranque al motor de combustión interna. La aceleración se produce
aquí a través de un generador-arrancador solo o
respectivamente apoyado por el motor de arranque eléctrico en
función de la temperatura.
Para la explicación de la invención sirve el
dibujo así como un equipo que se describe a continuación más
detalladamente. Muestran:
la figura 1 en una representación esquemática
la disposición de arranque conforme a la invención;
la figura 2 en un diagrama de flujo el modo de
actuación de la disposición de arranque.
La figura 1 muestra el motor de combustión
interna 1, dotado de una disposición de arranque 2, que comprende
una combinación de un motor de arranque eléctrico 3 estructurado de
modo habitual así como de un generador-arrancador 4.
El motor de arranque eléctrico 3 está unido a través de un piñón 5 a
una corona dentada del volante de inercia 6. Por el lado frontal 7,
apartado del volante de inercia 6, del motor de combustión interna 1
está prevista una transmisión con medio de tracción 8 para el
accionamiento del generador-arrancador 4. Para ello,
un medio de tracción 9 une la polea para correa 10 del
generador-arrancador con la polea para correa 11
dispuesta como prolongación de un cigüeñal del motor de combustión
interna 1. El arranque del motor de combustión interna 1 se produce
en caso de un arranque en caliente, es decir para temperaturas de
entorno altas o para una temperatura de componente adecuada, en
particular teniendo en cuenta la temperatura del aceite lubricante,
exclusivamente a través del generador-arrancador 4.
En caso de un arranque en frío, unido a un par de arranque más
elevado, se produce una conexión del motor de arranque eléctrico 3,
para aumentar el par de arranque. Para la consecución de una
conexión automática del motor de arranque eléctrico se detecta con
un detector 12 la temperatura del aceite lubricante del motor de
combustión interna 1 y en caso de que no se supere una temperatura
predeterminada en el modo de arranque se conecta de forma
automatizada el motor de arranque eléctrico 3. Además, la
disposición de arranque 2 incluye una intervención manual, con la
que el motor de arranque eléctrico 3 puede ser conectado por el
usuario a través de un interruptor 13 al arrancar el motor de
combustión interna 1 independientemente de la temperatura del aceite
lubricante o de la temperatura del entorno. El motor de combustión
interna 1 dispone además de ello de una disposición de
arranque/parada 14 o sistema automática de desconexión, que
desactiva automáticamente el proceso de arranque por ejemplo
mediante una activación del acelerador o un movimiento de la palanca
de cambio.
La figura 2 muestra en un diagrama de flujo el
modo de actuación de la disposición de arranque 2, en la que
independientemente de la temperatura del motor, en particular de la
temperatura del aceite lubricante del motor de combustión interna 1,
el proceso de arranque se produce mediante el
generador-arrancador 4 solo o apoyado por el motor
de arranque eléctrico 3.
- 1
- Motor de combustión interna
- 2
- Disposición de arranque
- 3
- Motor de arranque eléctrico
- 4
- Generador-arrancador
- 5
- Piñón
- 6
- Volante de inercia
- 7
- Lado frontal
- 8
- Transmisión con medio de tracción
- 9
- Medio de tracción
- 10
- Polea para correa
- 11
- Polea para correa
- 12
- Detector
- 13
- Interruptor
- 14
- Disposición de arranque/parada
Claims (7)
1. Motor de combustión interna (1), dotado de
una disposición de arranque (2), que comprende un
generador-arrancador (4) para el arranque del motor
de combustión interna (1) y para la generación de energía cuando el
motor de combustión interna (1) está funcionando, en que en función
de la temperatura y/o en función de un par de giro umbral en la fase
de arranque se produce un arranque del motor de combustión interna
(1) por el generador-arrancador (4), unido al motor
de combustión interna (1) a través de una transmisión con medio de
tracción (8), solo o de forma automatizada en combinación con un
motor de arranque eléctrico (3), en que el motor de arranque
eléctrico (3) está dispuesto por el lado del volante de inercia y el
generador-arrancador (4) está dispuesto por el lado
frontal (7), apartado de un volante de inercia (6), del motor de
combustión interna (1).
2. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, en que una temperatura del motor de combustión
interna (1) determina una cooperación del
generador-arrancador (4) con el motor de arranque
eléctrico (3).
3. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, con un motor de arranque eléctrico (3) activado de
forma automatizada, en función de una temperatura umbral
predeterminada.
4. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, en que una conexión del motor de arranque
eléctrico (3) se produce en función de un periodo de tiempo o tiempo
muerto.
5. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, en que el motor de arranque eléctrico coopera con
una corona dentada del volante de inercia (6).
6. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1 o según la reivindicación 6, en el que la
transmisión con medio de tracción (8) está conformada como una
transmisión por correa.
7. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, cuya disposición de arranque (2) está combinada
con un sistema automático de desconexión y/o con una disposición de
arranque/parada (14).
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