ES2279238T3 - Instalacion de aspiracion para un motor de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Instalación de aspiración estructurada modularmente para un motor de combustión interna - con un distribuidor de aire, que está configurado como módulo de distribuidor de aire (2) y puede conectarse a un conducto de alimentación de aire del motor de combustión interna, - con varios por tubos de aspiración, que están configurados en cada caso como módulos de tubos de aspiración (6) enterizos y están asociados en cada caso a una cámara de combustión del motor de combustión interna, y - con dos bridas enterizas, que están configuradas en cada caso como módulos de brida (9) enterizos y a las que está unido en cada caso al menos uno de los módulos de tubos de aspiración (6) y que pueden fijarse en cada caso al motor de combustión interna, - en donde los módulos de tubos de aspiración (6) están unidos en cada caso, por uno de sus extremos de tubo (7) al módulo de distribuidor de aire (2) y por su otro extremo de tubo (8) a uno de los módulos de brida (9), - en donde están previstos dos módulos debrida (9), que están asociados en cada caso a una bancada de cilindros del motor de combustión interna, - en donde los módulos de aspiración (6) dispuestos unos junto a otros están unidos alternativamente a uno u otro de los módulos de brida (9), caracterizada porque - el módulo de distribuidor de aire (2), los módulos de tubos de aspiración (6) y los módulos de brida (9) están fabricados con material sintético, - cada módulo de brida (9) está configurado como pieza de inyección, es decir, como una pieza constructiva producida mediante un procedimiento de moldeo por inyección, que está inyectada sobre al menos un módulo de tubos de aspiración (6), - en donde el respectivo extremo de tubo (8) del módulo de tubos de aspiración (6) está conformado de tal modo, que entre el módulo de tubos de aspiración (6) y el módulo de brida (9) está configurada una unión positiva de forma.
Description
Instalación de aspiración para un motor de
combustión interna.
La invención se refiere a una instalación de
aspiración de material sintético que, en el caso de un motor de
combustión interna, distribuye entre cámaras de combustión aisladas
del motor de combustión interna el aire previsto a través de un
conducto de alimentación de aire para su combustión en el motor de
combustión interna. La invención se refiere además a un
procedimiento para producir una instalación de aspiración de este
tipo.
Normalmente una instalación de aspiración de
este tipo presenta un distribuidor de aire, que está conectado al
conducto de alimentación de aire citado del motor de combustión
interna y en el que se acumula el aire alimentado o se distribuye
por tubos de aspiración aislados. Estos tubos de aspiración
desembocan con ello, por un extremo en el distribuidor de aire y,
por otro lado, en la cámara de combustión asociada en cada caso del
motor de combustión interna. Para la conexión de los tubos de
aspiración a las cámaras de combustión o al bloque motor del motor
de combustión interna se ha previsto convenientemente una brida, que
está unida a los respectivos tubos de aspiración.
Del documento DE 42 16 255 A1 se conoce una
instalación de aspiración de la clase citada al comienzo, cuyo
distribuidor de aire está configurado formando una pieza con los
tubos de aspiración y está producido mediante técnica de moldeo por
soplado. También el documento EP 0 567 702 B1 muestra una
instalación de aspiración de este tipo, cuyo distribuidor de aire
está configurado formando una pieza con los tubos de aspiración y
está producido mediante técnica de moldeo por soplado, en donde
sobre el tubo de aspiración está inyectada una brida.
Del documento US 5 630 386 A se conoce una
instalación de aspiración con las particularidades del preámbulo de
la reivindicación 1, en la que el módulo de distribuidor de aire,
los módulos de tubos de aspiración y los módulos de brida están
producidos con metal.
Una instalación de aspiración de este tipo se
produce con material sintético en el caso de motores de combustión
interna modernos, en especial por motivos de peso. A causa de la
forma curvada de los tubos de aspiración la producción de la
instalación de aspiración es sin embargo relativamente complicada.
Una instalación de aspiración conocida está formada por ejemplo por
dos semi-piezas complementarias, que están
producidas en cada caso mediante un procedimiento de moldeo por
inyección y muestran formas complejas. Las dos
semi-piezas presentan con ello en cada caso un
componente de tipo semicoquilla de los tubos de aspiración. Hasta la
unión de las dos semi-piezas no se configuran por
completo los tubos de aspiración. Para unir las dos
semi-piezas se lleva a cabo un procedimiento de
soldadura, en especial un procedimiento de soldadura por fricción,
en el que se unen entre sí collarines de soldadura completamente
periféricos alrededor de las semi-piezas y alrededor
de cada semicoquilla de tubo de aspiración. En el caso de una
instalación de aspiración configurada de este modo se requiere a
causa de los collarines de soldadura una distancia mínima entre
tubos de aspiración adyacentes, para poder llevar a cabo el
respectivo procedimiento de soldadura para unir las
semi-piezas. La instalación de aspiración conocida
no puede utilizarse por ello para un motor de combustión interna
configurado de forma especialmente compacta.
En el caso de otra instalación de aspiración se
produce al menos un segmento más complejo, que contiene enteramente
los tubos de aspiración, de forma enteriza como pieza constructiva
de moldeo por inyección con ayuda de un procedimiento de fusión de
núcleo. Esta instalación de aspiración puede estar configurada a
causa de la falta de collarines de soldadura, de tal modo que
también pueda usarse para motores de combustión interna
relativamente compactos. Sin embargo, tiene más costes un moldeo
por inyección con un procedimiento de fusión del núcleo.
Aparte de esto, en el caso de las instalaciones
de aspiración de material sintético conocidas existe el
inconveniente de que cualquier pequeña modificación en la
configuración de la instalación de aspiración, para adaptar la
misma por ejemplo a condiciones de instalación, tipos de motor,
etc., está ligada a unos elevados costes de herramientas. Esto se
debe a que las piezas de moldeo por inyección moldeadas de forma
compleja exigen herramientas correspondientemente complejas y por
ello caras.
La presente invención se ocupa del problema de
indicar para una instalación de aspiración de la clase citada al
comienzo una forma de ejecución, que puede adaptarse de forma
relativamente económica a diferentes situaciones de instalación,
tipos de motor, etc.
Este problema es resuelto conforme a la
invención mediante una instalación de aspiración con las
particularidades de la reivindicación 1.
La invención se basa en las ideas generales de
configurar los diferentes componentes de la instalación de
aspiración, al menos el distribuidor de aire, los tubos de
aspiración y la brida, en cada caso como módulos enterizos que
pueden unirse entre sí, a modo de un sistema por unidades
operadoras, para formar cualquier configuración de la instalación
de aspiración. En especial pueden preverse o producirse diferentes
módulos de tubos de aspiración, módulos de distribuidor de aire y
módulos de brida, en donde los respectivos puntos de unión o puntos
de enlace son de tal modo uniformes, que los diferentes módulos
pueden combinarse entre sí de múltiples formas.
La flexibilidad de una instalación de aspiración
estructurada de este modo es obvia ya que, por un lado, para
modificaciones que sólo afecten a un componente de la instalación de
aspiración, sólo es necesario aplicar los costes de producción
correspondientes, en especial costes de herramientas, ya que pueden
seguir usándose los restantes componentes de la instalación de
aspiración. Por otro lado con esto se obtiene también la posibilidad
de producir en paralelo instalaciones de aspiración configuradas de
diferente manera. Por ejemplo los mismos módulos de tubos de
aspiración pueden utilizarse tanto para un motor de 4 cilindros como
también para un motor de 8 cilindros. Mientras que en el caso de
una instalación de aspiración usual para producir dos diferentes
formas de ejecución se producen regularmente también el doble de
costes de producción, en el caso de la instalación de aspiración
conforme a la invención los costes para producir diferentes
variantes son considerablemente inferiores. De este modo se obtiene
más flexibilidad también para la configuración del motor de
combustión interna a equipar con ello.
De forma correspondiente a una forma de
ejecución preferida, cada módulo de tubos de aspiración puede estar
configurado como pieza de soplado, es decir, el módulo de tubos de
aspiración es después una pieza constructiva producida mediante un
procedimiento de moldeo por soplado. Para que el módulo de tubos de
aspiración pueda producirse como pieza de soplado, debe estar
compuesto de un material sintético que presenta una viscosidad
correspondiente. Un módulo de tubos de aspiración configurado como
pieza de soplado presenta una superficie interior especialmente de
alto valor, con lo que la circulación del módulo de tubos de
aspiración puede configurarse de forma óptima. Aparte de esto puede
variarse un procedimiento de moldeo por soplado, de forma
especialmente económica, para configurar diferentes formas de la
pieza de soplado producida por medio de ello. De forma
correspondiente a esto es relativamente económica la producción de
diferentes variantes del módulo de tubos de aspiración y con ello
de la instalación de aspiración.
Conforme a una forma de ejecución especialmente
ventajosa cada módulo de brida puede estar configurado como pieza
de inyección, es decir, el módulo de brida es una pieza constructiva
producida mediante un procedimiento de moldeo por inyección, en
donde este módulo de brida está configurado por medio de que se
inyecta sobre los módulos de tubos de aspiración correspondientes,
en donde además el respectivo extremo de tubo del respectivo módulo
de tubos de aspiración está conformado de tal modo, que entre el
módulo de tubos de aspiración y el módulo de brida está configurada
una unión positiva de forma. Se consigue una unión positiva de forma
de este tipo, en especial por medio de que la sección transversal
de tubo se ensancha en la dirección de extensión, en donde el
material inyectado de la brida abarca e incrusta este ensanchamiento
de sección transversal. Mediante la medida conforme a la invención
se une el módulo de brida ya durante su producción a los módulos de
tubos de aspiración correspondientes, de tal modo que puede
prescindirse de pasos de montaje adicionales.
En el caso de otra forma de ejecución, que está
adaptada a un motor de combustión interna con dos bancadas de
cilindros, en especial a un motor en V, pueden estar previstos dos
módulos de brida, que están asociados en cada caso a una bancada de
cilindros del motor de combustión interna, en donde los módulos de
tubos de aspiración están dispuestos unos junto a otros y están
unidos alternativamente a uno y al otro módulo de brida. Cada
módulo de brida puede extenderse en especial a lo largo de un lado
del módulo de distribuidor de aire y en paralelo al mismo, en donde
los módulos de tubos de aspiración correspondientes están unidos al
módulo de distribuidor de aire, en una región del mismo alejada de
este lado. En el caso de dos módulos de brida se obtiene por ello
una constelación, en la que los módulos de brida se extienden a lo
largo de lados opuestos del módulo de distribuidor de aire y los
módulos de tubos de aspiración, asociados a uno de los módulos de
brida, discurren entre los módulos de brida junto a los módulos de
tubos de aspiración asociados al otro módulo de brida. Cada una de
estas formas de ejecución presenta una estructura especialmente
compacta, que puede conseguirse fácilmente mediante la instalación
de aspiración conforme a la invención.
La flexibilidad de la instalación de aspiración
conforme a la invención puede aumentarse por medio de que también
el módulo de distribuidor de aire está estructurado modularmente y
se compone de un módulo de parte superior de distribuidor de aire
enterizo y de un módulo de parte inferior de distribuidor de aire
enterizo, en donde los módulos de tubos de aspiración están unidos
con preferencia al módulo de parte superior de distribuidor de
aire.
El problema en el que se basa la invención es
también resuelto mediante un procedimiento conforme a la
reivindicación 11. Una ventaja especial de este procedimiento
consiste en que, en el caso de cada conformación o conexión de otro
módulo, pueden corregirse desviaciones de posición y forma de los
módulos obligadas por la tolerancia y causadas por procesos de
contracción, de tal manera que la instalación de aspiración conforme
a la invención puede mantener finalmente tolerancias relativamente
estrechas.
Se deducen importantes particularidades y
ventajas adicionales de la instalación de aspiración conforme a la
invención de las reivindicaciones subordinadas, de los dibujos y de
la descripción de figuras correspondientes con base en los
dibujos.
Se entiende que las particularidades
anteriormente citadas y que se explicarán a continuación no sólo
pueden utilizarse en la combinación indicada en cada caso, sino
también en otras combinaciones o en solitario.
Un ejemplo de ejecución preferido de la
invención está representado en los dibujos y se explica con más
detalle en la siguiente descripción.
Aquí muestran, en cada caso
esquemáticamente,
la figura 1 una vista en planta sobre una
instalación de aspiración conforme a la invención,
la figura 2 una vista lateral correspondiente a
la flecha II en la figura 1 sobre la instalación de aspiración,
la figura 3 una vista frontal correspondiente a
la flecha III en la figura 1 sobre la instalación de aspiración
y
la figura 4 una vista en corte correspondiente a
la línea de corte IV en la figura 1 a través de la instalación de
aspiración, en donde los componentes de la instalación de aspiración
dispuestos en dirección visual detrás del plano de corte se han
eliminado para simplificar la representación.
De forma correspondiente a las figuras 1 a 4 una
instalación de aspiración 1 conforme a la invención presenta un
módulo de distribuidor de aire 2, que está estructurado modularmente
y se compone de un módulo de parte superior de distribuidor de aire
3 enterizo superior conforme a las figuras 2, 3, 4 y de un módulo
inferior de distribuidor de aire 4 enterizo inferior conforme a las
figuras 2, 3, 4. El módulo de parte superior de distribuidor de
aire 3 y el módulo de parte inferior de distribuidor de aire 4
presentan en cada caso un collarín o reborde 5 sobresaliente hacia
fuera, completamente periférico, sobre el cual están unidos entre sí
los dos módulos 3 y 4.
En el lado superior del módulo de parte superior
de distribuidor de aire 3 están conectados varios módulos de tubos
de aspiración 6, aquí seis, en cada caso enterizos o unidos al
módulo de parte superior de distribuidor de aire 3 y, de este modo,
al módulo de distribuidor de aire 2. Cada uno de estos módulos de
tubos de aspiración 6 está asociado a un motor de combustión
interna no representado y sirve para suministrar aire a la cámara
de combustión en cada caso correspondiente. Mientras que los módulos
de distribuidor de aire 6 están unidos por uno de sus extremos de
tubo 7 al módulo de distribuidor de aire 2, por su otro extremo de
tubo 8 están unidos a un módulo de brida 9, que puede fijarse al
motor de combustión interna. Con este fin el módulo de brida 9
presenta aberturas de montaje 10 correspondientes.
En el caso de la forma de ejecución representada
en las figuras la instalación de aspiración 1 está configurada para
un motor de 6 cilindros en V, de tal modo que de forma
correspondiente están previstos dos módulos de brida 9. Los módulos
de brida 9 se extienden con ello en cada caso a lo largo de un lado
del módulo de distribuidor de aire 2. Los seis módulos de tubos de
aspiración 6 están dispuestos unos junto a otros y están unidos,
alternativamente, a uno u otro módulo de brida 9. Aparte de esto
los módulos de tubos de aspiración 6 de cada módulo de brida 9
están conectados, en cada caso en una región del módulo de
distribuidor de aire 2 vuelta hacia el otro módulo de brida 9, al
módulo de distribuidor de aire 2, con lo que los módulos de tubos de
aspiración adyacentes 6 discurren por encima del módulo de
distribuidor de aire 2 mutuamente en paralelo y unos a lo largo de
otros. Como puede deducirse de las figuras 1 a 3, se obtiene con
esto una forma constructiva especialmente compacta para la
instalación de aspiración 1 conforme a la invención.
En los módulos de brida 9 se han rebajado con
escotaduras unos alojamientos 11, en los que puede montarse una
válvula de inyección 12, lo que está indicado en la figura 4.
El módulo de parte superior de distribuidor de
aire 3 está equipado además en un lado frontal de la instalación de
aspiración 1 con una conexión 13, con la que la instalación de
aspiración 1 puede conectarse a un conducto de alimentación de aire
del motor de combustión interna. El aire alimentado a través de este
conducto de alimentación de aire de la instalación de aspiración 1
penetra primero en el módulo de distribuidor de aire 2, se acumula
allí, y después se distribuye entre los módulos de tubos de
aspiración 6 aislados, desde donde el aire alimentado llega
finalmente a las cámaras de combustión del motor de combustión
interna.
La producción de la instalación de aspiración 1
conforme a la invención se produce con preferencia de la forma
siguiente:
Primero se producen los módulos de tubos de
aspiración 6 mediante un procedimiento de producción adecuado, por
ejemplo un procedimiento de moldeo por soplado o procedimiento de
moldeo por inyección. Mediante la producción como módulos aparte es
posible variar de forma relativamente sencilla la forma de los
módulos de tubos de aspiración 6, por ejemplo pueden adaptarse el
diámetro de tubo, el radio de curvatura y la longitud de tubo de
este modo a diferentes configuraciones del motor de combustión
interna. En paralelo a la producción de los módulos de tubos de
aspiración 6 pueden producirse el módulo de parte superior de
distribuidor de aire 3 y el módulo de parte inferior de
distribuidor inferior 4 por separado, por ejemplo mediante un
procedimiento de moldeo por inyección usual.
Los módulos de tubos de aspiración 6 asociados
en cada caso a un módulo de brida 9 se introducen después al menos,
con sus extremos de tubo 8, en una herramienta de moldeo por
inyección y, dado el caso, se orientan. A continuación de esto
puede desarrollarse un procedimiento de moldeo por inyección, en el
que se ha configurado el respectivo módulo de brida 9. Con ello el
extremo de tubo 8 de los módulos de tubos de aspiración 6 asociado
a la respectiva brida 9 está configurado de tal modo, que en el caso
del proceso de inyección es engarzado por ambos lados, es decir,
con relación al módulo de tubos de aspiración 6 interior y
exteriormente, por el material del módulo de brida 9. Aparte de
esto se ensancha el grosor de pared del módulo de tubos de
aspiración 6 en este extremo de tubo 8, de tal modo que se
configura en total un anclaje altamente eficaz del módulo de tubos
de aspiración 6 en el módulo de brida 9. El extremo de tubo 8 está
unido de este modo en unión positiva de forma al módulo de brida 9.
Para configurar de forma fija y estanca, con un elevado valor, la
unión entre el módulo de tubos de aspiración 6 y el módulo de brida
9 incluso para una larga vida útil, se aplica el módulo de brida 9
por medio de un procedimiento específico de tal modo a los módulos
de tubos de aspiración 6, que se configura una unión de material.
Con ello se funden entre sí los materiales sintéticos de los otros
módulos 6 y 9 en la región de unión a modo de un proceso de
soldadura. Los materiales sintéticos se han elegido de forma
correspondientemente compatible.
A continuación de esto se unen los otros
extremos de tubo 7 de los módulos de tubos de aspiración 6 al módulo
de parte superior de distribuidor de aire 3, para lo cual aquí la
conexión del módulo de tubos de aspiración 6 al módulo de
distribuidor de aire 2 está configurada como unión de enchufe. El
extremo de tubo 7 asociado al módulo de distribuidor de aire 2 está
configurado para ello como boquilla exterior, y el módulo de parte
superior de distribuidor de aire 3 presenta una boquilla interior
14. Las boquillas 7 y 14 enchufadas una dentro de la otra pueden
unirse después entre sí, en donde con preferencia se usa un
procedimiento de soldadura, para configurar una unión lo más
interior posible, con preferencia en unión de material o química,
entre el módulo de tubos de aspiración 6 y el módulo de
distribuidor de aire 2. Igualmente puede configurarse una unión de
pegado o una unión por contracción o una combinación de diferentes
técnicas de unión. Antes o después de la conexión del módulo de
distribuidor de aire 2 a los módulos de tubos de aspiración 6 puede
llevarse a cabo una orientación de los componentes de instalación
de aspiración.
Por último puede conectarse el módulo de parte
inferior de distribuidor de aire 4, con un procedimiento de
soldadura por fricción usual, al módulo de parte superior de
distribuidor de aire 3. Está claro que la unión de los dos módulos
3 y 4 del módulo de distribuidor de aire 2 ya puede ejecutarse aquí
previamente, de tal modo que de forma correspondiente el módulo de
distribuidor de aire completo 2 se une a los módulos de tubos de
aspiración 6.
Claims (10)
1. Instalación de aspiración estructurada
modularmente para un motor de combustión interna
- con un distribuidor de aire, que está
configurado como módulo de distribuidor de aire (2) y puede
conectarse a un conducto de alimentación de aire del motor de
combustión interna,
- con varios por tubos de aspiración, que están
configurados en cada caso como módulos de tubos de aspiración (6)
enterizos y están asociados en cada caso a una cámara de combustión
del motor de combustión interna, y
- con dos bridas enterizas, que están
configuradas en cada caso como módulos de brida (9) enterizos y a
las que está unido en cada caso al menos uno de los módulos de
tubos de aspiración (6) y que pueden fijarse en cada caso al motor
de combustión interna,
- en donde los módulos de tubos de aspiración
(6) están unidos en cada caso, por uno de sus extremos de tubo (7)
al módulo de distribuidor de aire (2) y por su otro extremo de tubo
(8) a uno de los módulos de brida (9),
- en donde están previstos dos módulos de brida
(9), que están asociados en cada caso a una bancada de cilindros
del motor de combustión interna,
- en donde los módulos de aspiración (6)
dispuestos unos junto a otros están unidos alternativamente a uno u
otro de los módulos de brida (9),
caracterizada porque
- -
- el módulo de distribuidor de aire (2), los módulos de tubos de aspiración (6) y los módulos de brida (9) están fabricados con material sintético,
- -
- cada módulo de brida (9) está configurado como pieza de inyección, es decir, como una pieza constructiva producida mediante un procedimiento de moldeo por inyección, que está inyectada sobre al menos un módulo de tubos de aspiración (6),
- -
- en donde el respectivo extremo de tubo (8) del módulo de tubos de aspiración (6) está conformado de tal modo, que entre el módulo de tubos de aspiración (6) y el módulo de brida (9) está configurada una unión positiva de forma.
2. Instalación de aspiración según la
reivindicación 1, caracterizada porque cada módulo de tubos
de aspiración (6) está configurado como pieza de soplado, es decir,
como una pieza constructiva producida mediante un procedimiento de
moldeo por soplado.
3. Instalación de aspiración según la
reivindicación 1, caracterizada porque cada módulo de tubos
de aspiración (6) está configurado como pieza de inyección, es
decir, como una pieza constructiva producida mediante un
procedimiento de moldeo por inyección.
4. Instalación de aspiración según la
reivindicación 3, caracterizada porque el procedimiento de
moldeo por inyección utilizado para producir los módulos de tubos
de aspiración (6) trabaja con una técnica de corredera giratoria o
con una técnica de semicoquilla.
5. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el módulo de
brida (9) se extiende a lo largo de un lado del módulo de
distribuidor de aire (2) en paralelo al mismo y porque al menos un
módulo de tubos de aspiración (6) está unido al módulo de
distribuidor de aire (2), en una región del mismo alejada de este
lado.
6. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los módulos de
tubos de aspiración (6) están unidos al módulo de distribuidor de
aire (2), en cada caso en el lado superior del mismo.
7. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque cada módulo de
tubos de aspiración (6) está unido al módulo de distribuidor de aire
(2) mediante un procedimiento de soldadura.
8. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el módulo de
distribuidor de aire (2) está estructurado modularmente y se
compone de un módulo de parte superior de distribuidor de aire (3)
enterizo de material sintético y de un módulo de parte inferior de
distribuidor de aire (4) enterizo de material sintético, en donde
los módulos de tubos de aspiración (6) están unidos al módulo de
parte superior de distribuidor de aire (3).
9. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los módulos (2,
3, 4, 6, 9) están producidos con material sintético de
poliamida.
10. Instalación de aspiración según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los módulos (2,
3, 4, 6, 9) están producidos con material sintético reforzado con
fibras, en especial reforzado con fibras de vidrio o fibras de
carbono, en especial material sintético de poliamida.
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