ES2276858T3 - Unidad de arranque para un motor de combustion interna. - Google Patents

Unidad de arranque para un motor de combustion interna. Download PDF

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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.
Campo de la invención
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.
Antecedentes de la invención
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.
Resumen de la invención
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.
Breve descripción de los dibujos
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.
Descripción pormenorizada de los dibujos
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.
Lista de números de referencia
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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