ES2295280T3 - Colector de admision para un motor de combustion interna provisto de reciclado de gases de escape. - Google Patents
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Abstract
Un colector de admisión para un motor de combustión interna provisto de reciclado de gases de escape, incluyendo este colector de admisión (1) un elemento tubular (4) que tiene una cámara interior (5), una pluralidad de conductos de admisión (6) que se extienden paralelos e igualmente espaciado uno de otro de la superficie lateral del elemento tubular (4) con el fin de poner la cámara interior (5) en comunicación con cilindros respectivos, y un conducto de reciclado (3) que se aloja en un cuerpo de soporte (8) y está adaptado para recibir los gases de escape de un colector de escape de modo que estos gases de escape puedan ser introducidos en la cámara interior (5), caracterizándose el colector de admisión (1) porque el cuerpo de soporte (8) es físicamente independiente del elemento tubular (4) y está conectado mecánicamente al elemento tubular (4) de manera que esté dispuesto en el espacio delimitado en la parte inferior por los conductos de admisión (6) y lateralmente por el elemento tubular (4).
Description
Colector de admisión para un motor de combustión
interna provisto de reciclado de gases de escape.
La presente invención se refiere a un colector
de admisión para un motor de combustión interna provisto de
reciclado de gases de escape.
Un motor de combustión interna provisto de
reciclado de gases de escape incluye normalmente una pluralidad de
cilindros (típicamente cuatro en línea), cada uno de los cuales está
conectado a un colector de admisión por al menos una válvula de
admisión respectiva y a un colector de escape por al menos una
válvula de escape respectiva.
El colector de admisión está conectado a un
dispositivo de filtro con el fin de recibir aire fresco (es decir,
aire de la atmósfera exterior conteniendo aproximadamente 20% de
oxígeno) y está conectado al colector de escape mediante un
conducto de reciclado regulado por una válvula de reciclado con el
fin de recibir una cantidad predeterminada de los gases contenidos
en el colector de escape y generados por la combustión anterior en
los cilindros.
Para no disminuir la eficiencia volumétrica del
motor, los gases de escape reciclados son enfriados por un
intercambiador de calor acoplado al conducto de reciclado antes de
que sean introducidos en el colector de admisión. Además, para
intentar estimar la cantidad de gases de escape reciclados, se puede
acoplar al conducto de reciclado un sensor adaptado para detectar el
flujo de gases en el conducto de reciclado.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un colector de admisión para un motor de combustión
interna provisto de reciclado de gases de escape, que es fácil y
económico de realizar, y en particular es muy fácil de montar, es
de volumen relativamente pequeño y permite una medición muy exacta
del flujo de gases de escape
reciclados.
reciclados.
Por lo tanto, la presente invención se refiere a
un colector de admisión para un motor de combustión interna
provisto de reciclado de gases de escape como se expone en la
reivindicación 1.
La presente invención se describirá a
continuación con referencia a los dibujos acompañantes, que muestran
varias de sus realizaciones no limitadoras y en los que:
La figura 1 es una vista diagramática y en
perspectiva de un colector de admisión de la presente invención.
La figura 2 representa un detalle de la figura 1
en sección transversal y en escala ampliada.
La figura 3 es una vista diagramática y en
perspectiva de otra realización del colector de admisión de la
figura 1.
En los dibujos acompañantes, el número de
referencia 1 designa un colector de admisión que forma parte de un
motor de combustión interna (conocido en general y no representado)
provisto de cuatro cilindros, de los que cada uno está conectado al
colector de admisión 1 por al menos una válvula de admisión
respectiva y a un colector de escape por al menos una válvula de
escape respectiva.
El colector de admisión 1 recibe aire fresco (es
decir, aire de la atmósfera exterior conteniendo aproximadamente
20% de oxígeno) de un dispositivo de admisión (conocido y no
representado) al que está conectado por un tubo de suministro 2, y
puede recibir una cantidad predeterminada de los gases de escape
contenidos en el colector de escape y generados por la combustión
anterior en los cilindros mediante un conducto de reciclado 3.
El colector de admisión 1 incluye un elemento
tubular 4 que tiene una cámara interior 5 y cuatro conductos de
admisión 6 que se extienden paralelos e igualmente espaciados uno de
otro de la superficie lateral del elemento tubular 4 con el fin de
poner la cámara interior 5 en comunicación con los cilindros
respectivos. El tubo de suministro 2 está conectado en un extremo
de entrada del elemento tubular 4 por medio de la interposición de
una válvula de mariposa 7 que está adaptada para impedir que entre
aire fresco en la cámara interior 5 en condiciones operativas
particulares (típicamente cuando el motor está apagado).
El elemento tubular 4 está conectado
mecánicamente por medio de una serie de tornillos (conocidos y no
representados) a un cuerpo de soporte 8 que es físicamente
independiente del elemento tubular 4 y aloja el conducto de
reciclado 3. En particular, el cuerpo de soporte 8 está conectado
mecánicamente al elemento tubular 4 de modo que esté dispuesto en
el espacio delimitado en la parte inferior por los conductos de
admisión 6 y lateralmente por el elemento tubular 4.
El cuerpo de soporte 8 tiene forma de U con dos
secciones rectilíneas 9 y 10 conectadas por una sección curvada 11;
la sección rectilínea de entrada 9 está dispuesta encima de los
conductos de admisión 6, mientras que la sección rectilínea de
salida 10 está dispuesta lateralmente y cerca del elemento tubular
4. Una porción inicial de la sección rectilínea de entrada 9 está
conectada al colector de escape con el fin de recibir los gases de
escape a reciclar, y una porción de extremo de la sección rectilínea
de salida 10 está conectada a la cámara interior 5 del colector de
admisión 1 con el fin de introducir los gases de escape reciclados a
esta cámara interior 5.
El cuerpo de soporte 8 incluye una válvula de
reciclado 12 que está adaptada para regular el flujo de gases de
escape a través del conducto de reciclado 3 y se aloja en una
porción inicial de la sección rectilínea de entrada 9 de manera que
esté dispuesta en la posición de una porción inicial del conducto de
reciclado 3.
El cuerpo de soporte 8 incluye además un
intercambiador de calor 13 que está adaptado para enfriar los gases
de escape reciclados y se aloja a lo largo de la sección rectilínea
de entrada 9 hacia abajo de la válvula de reciclado 12. El
intercambiador de calor 13 incluye un tubo 14 plegado en forma de U
que forma una pared superior del conducto de reciclado 3 y en el
que se hace circular un fluido de refrigeración del motor.
Por último, el cuerpo de soporte 8 incluye un
sensor de flujo 15 que está adaptado para medir el flujo de gases
de escape reciclados y se aloja en una porción media de la sección
rectilínea de salida 10 hacia abajo del intercambiador de calor 13.
Según la realización adicional representada en la figura 3, el
sensor de flujo 15 se aloja en una porción final de la sección
rectilínea de entrada 9 hacia abajo del intercambiador de calor
13.
Es importante observar que el sensor de flujo 15
se aloja preferiblemente hacia abajo del intercambiador de calor
13, para hacer que el sensor de flujo 15 trabaje a temperaturas
relativamente bajas (de unos 200ºC más bien que los 400ºC de los
gases de escape del colector de escape) y por lo tanto reducir los
costos de producción de este sensor de flujo 15. Además, el sensor
de flujo 15 se aloja a lo largo de una porción rectilínea del
conducto de reciclado 3 con el fin de permitir que el sensor 15
lleve a cabo una medición con una precisión relativamente alta,
puesto que cuando más exacta es la medición de un sensor de flujo, a
más distancia se coloca el sensor de flujo de las secciones no
rectilíneas.
Como se representa en la figura 1, el colector
de admisión 1 incluye un dispositivo mezclador 18 que está
dispuesto inmediatamente hacia arriba del elemento tubular 4 a lo
largo del tubo de suministro 2, recibe los gases de escape
reciclados del conducto de reciclado 3 y recibe aire fresco del tubo
de admisión 2.
Según la realización adicional representada en
la figura 3, el elemento tubular 4 incluye, para cada conducto de
admisión 6, un agujero pasante respectivo 16 que está dispuesto
cerca del conducto de admisión correspondiente 6 y pone la cámara
interior 5 en comunicación con el conducto de reciclado 3;
igualmente, la sección rectilínea de salida 10 del cuerpo de
soporte 8 tiene, para cada agujero pasante 16, un agujero pasante
respectivo 17 que está acoplado al agujero pasante correspondiente
16.
Como se representa en la figura 2, el
dispositivo mezclador 18 incluye una cámara anular 19 que rodea una
porción del tubo de suministro 2, comunica con el tubo de suministro
2 mediante una pluralidad de agujeros pasantes radiales 20 y recibe
los gases de escape reciclados del conducto de reciclado 3. En la
operación, los gases de escape del conducto de reciclado 3 son
transportados a la cámara anular 19 a una presión que es
relativamente más alta que la presión de admisión bajo la acción de
la presión relativamente más alta en el colector de escape; cuando
el aire fresco en el tubo de suministro 2 está sustancialmente a
presión atmosférica, los gases de escape en la cámara anular 19
entran en el tubo de suministro 2 mediante los agujeros pasantes
radiales 20 y se mezclan con el aire de la línea de admisión antes
de entrar en la cámara interior 5 del colector de admisión 1.
Un tubo de extremo 21 del conducto de reciclado
3 está acoplado a nivel con un tubo de entrada 22 del dispositivo
mezclador 18 por medio de otro tubo de conexión 23 que es coaxial al
tubo de extremo 21 y al tubo de entrada 22 y está adaptado para
enganchar internamente, de manera estanca a los fluidos, el tubo de
extremo 21 del conducto de reciclado 3 y el tubo de entrada 22 del
dispositivo mezclador 18. Respectivos elementos sellantes anulares
24 de material elástico (comúnmente conocidos como "juntas
tóricas") están interpuestos entre el tubo de conexión 23 y el
tubo de extremo 21 y el tubo de entrada 22 con el fin de asegurar la
estanqueidad del acoplamiento y al mismo tiempo permitir un
deslizamiento axial limitado entre el tubo de conexión 23 y el tubo
de extremo 21 y el tubo de entrada 22. Este deslizamiento axial es
esencial para compensar cualesquiera desequilibrios en las
expansiones de calor a las que el tubo de extremo 21 y el tubo de
entrada 22 están sometidos.
El dispositivo mezclador 18 incluye
preferiblemente e integra la válvula de mariposa 7 que regula la
admisión de la mezcla de gases a la cámara interior 5 del colector
de admisión 1; esta integración hace posible reducir el volumen y
los costos generales del colector de admisión 1.
Según una posible realización, el cuerpo de
soporte 8 se hace de material metálico, en particular aluminio,
puesto que tiene que proporcionar soporte adecuado para la válvula
de reciclado 12 y el intercambiador de calor 13 y tiene que operar
con gases a temperaturas relativamente altas (los gases de escape
del colector de escape tienen una temperatura de unos 400ºC); sin
embargo, el elemento tubular 4 es de material plástico, que es
ligero y se puede moldear fácilmente, dado que opera con gases a
temperaturas relativamente bajas (la mezcla de aire fresco y gases
de escape reciclados no excede de 100ºC).
Según otra realización (no representada), un
conducto de derivación está dispuesto en paralelo con el
intercambiador de calor 13; el paso de los gases de escape a
reciclar a través del intercambiador de calor 13 o a través del
conducto de derivación es controlado por la válvula de reciclado 12.
En particular, los gases de escape a reciclar se hacen pasar a
través del conducto de derivación, evitando por ello que pasen a
través del intercambiador de calor 13, al encendido del motor y
posteriormente se hacen a pasar a través del intercambiador de calor
13 cuando el motor ha alcanzado un umbral mínimo de temperatura
operativa.
Claims (21)
1. Un colector de admisión para un motor de
combustión interna provisto de reciclado de gases de escape,
incluyendo este colector de admisión (1) un elemento tubular (4)
que tiene una cámara interior (5), una pluralidad de conductos de
admisión (6) que se extienden paralelos e igualmente espaciado uno
de otro de la superficie lateral del elemento tubular (4) con el
fin de poner la cámara interior (5) en comunicación con cilindros
respectivos, y un conducto de reciclado (3) que se aloja en un
cuerpo de soporte (8) y está adaptado para recibir los gases de
escape de un colector de escape de modo que estos gases de escape
puedan ser introducidos en la cámara interior (5),
caracterizándose el colector de admisión (1) porque el cuerpo
de soporte (8) es físicamente independiente del elemento tubular
(4) y está conectado mecánicamente al elemento tubular (4) de manera
que esté dispuesto en el espacio delimitado en la parte inferior
por los conductos de admisión (6) y lateralmente por el elemento
tubular (4).
2. Un colector de admisión según la
reivindicación 1, en el que el cuerpo de soporte (8) tiene forma de
U con dos secciones rectilíneas (9, 10) conectadas por una sección
curvada (11), estando dispuesta una primera sección rectilínea (9)
encima de los conductos de admisión (6) y estando dispuesta una
segunda sección rectilínea (10) lateralmente y cerca del elemento
tubular (4).
3. Un colector de admisión según la
reivindicación 1 o 2, en el que el cuerpo de soporte (8) incluye una
válvula de reciclado (12) adaptada para regular el flujo de gases
de escape a través del conducto de reciclado (3).
4. Un colector de admisión según la
reivindicación 3, en el que la válvula de reciclado (12) se aloja en
la posición de una porción inicial del conducto de reciclado
(3).
5. Un colector de admisión según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el cuerpo de soporte (8) incluye
un intercambiador de calor (13) adaptado para enfriar los gases de
escape reciclados.
6. Un colector de admisión según la
reivindicación 5, en el que el intercambiador de calor (13) incluye
un tubo (14) plegado en una forma de U en el que se hace fluir un
fluido de refrigeración del motor.
7. Un colector de admisión según la
reivindicación 5, en el que el tubo (14) plegado en forma de U forma
una pared superior del conducto de reciclado (3).
8. Un colector de admisión según una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que el cuerpo de soporte (8) incluye
un sensor de flujo (15) adaptado para medir el flujo de gases de
escape reciclados.
9. Un colector de admisión según la
reivindicación 2, en el que una porción inicial de la primera
sección rectilínea (9) del cuerpo de soporte (8) está conectada al
colector de escape con el fin de recibir los gases de escape a
reciclar, y una porción de extremo de la segunda sección rectilínea
(10) del cuerpo de soporte (8) está conectada a la cámara interior
(5) con el fin de introducir los gases de escape reciclados en esta
cámara interior (5).
10. Un colector de admisión según la
reivindicación 9, en el que el cuerpo de soporte (8) incluye una
válvula de reciclado (12) adaptada para regular el flujo de gases
de escape a través del conducto de reciclado (3), un intercambiador
de calor (13) adaptado para enfriar los gases de escape reciclados y
un sensor de flujo (15) adaptado para medir el flujo de gases de
escape reciclados, estando dispuesta la válvula de reciclado (12)
en una porción inicial de la primera sección rectilínea (9) del
cuerpo de soporte (8), estando dispuesto el intercambiador de calor
(13) a lo largo de la primera sección rectilínea (9) del cuerpo de
soporte (8) hacia abajo de la válvula de reciclado (12) y estando
dispuesto el sensor de flujo (15) hacia abajo del intercambiador de
calor (13).
11. Un colector de admisión según la
reivindicación 10, en el que el sensor de flujo (15) está dispuesto
en la posición de una porción de extremo de la primera sección
rectilínea (9) del cuerpo de soporte (8).
12. Un colector de admisión según la
reivindicación 10, en el que el sensor de flujo (15) está dispuesto
en la posición de una porción media de la segunda sección rectilínea
(10) del cuerpo de soporte (8).
13. Un colector de admisión según la
reivindicación 10, 11 o 12, e incluyendo un conducto de derivación
en paralelo con el intercambiador de calor (13), siendo controlado
el paso de los gases de escape a reciclar a través del
intercambiador de calor (13) o a través del conducto de derivación
por la válvula de reciclado (12).
14. Un colector de admisión según una de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que el elemento tubular (4) tiene,
para cada conducto de admisión (6), un primer agujero pasante
respectivo (16), que está dispuesto cerca del conducto de admisión
correspondiente (6) y pone la cámara interior (5) en comunicación
con el conducto de reciclado
(3).
(3).
15. Un colector de admisión según la
reivindicación 14, en el que el conducto de reciclado (3) tiene,
para cada primer agujero pasante (16), un segundo agujero pasante
respectivo (17) que está acoplado al primer agujero pasante
correspondiente (16).
16. Un colector de admisión según una de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que el colector de admisión incluye
un dispositivo mezclador (18) que está dispuesto inmediatamente
hacia arriba del elemento tubular (4), recibe los gases de escape
reciclados del conducto de reciclado (3) y recibe aire fresco de un
dispositivo de admisión.
17. Un colector de admisión según la
reivindicación 16, en el que el dispositivo mezclador (18) tiene una
cámara anular (19) y está dispuesto a lo largo de un tubo de
suministro (2), que recibe aire fresco del dispositivo de admisión
y comunica con la cámara interior (5), rodeando la cámara anular
(19) una porción del tubo de suministro (2), que comunica con el
tubo de suministro (2) por medio de una pluralidad (20) de agujeros
pasantes radiales, y recibiendo los gases de escape reciclados del
conducto de reciclado (3).
18. Un colector de admisión según la
reivindicación 16 o 17, en el que un tubo de extremo (21) del
conducto de reciclado (3) está acoplado a nivel con un tubo de
entrada (22) del dispositivo mezclador (18) por medio de otro tubo
de conexión (23) que es coaxial al tubo de extremo (21) y el tubo de
entrada (22) y está adaptado internamente para enganchar, de manera
estanca a los fluidos, el tubo de extremo (21) del conducto de
reciclado (3) y el tubo de entrada (22) del dispositivo mezclador
(18), siendo posible el deslizamiento axial entre el tubo de
conexión (23) y el tubo de extremo (21) y el tubo de entrada
(22).
19. Un colector de admisión según la
reivindicación 18, en el que respectivos elementos sellantes
anulares (24) de material elástico están interpuestos entre el tubo
de conexión (23) y el tubo de extremo (21) y el tubo de entrada
(22).
20. Un colector de admisión según una de las
reivindicaciones 16 a 19, en el que el dispositivo mezclador (18)
incluye una válvula de mariposa (7) adaptada para regular la entrada
de la mezcla de gases a la cámara interior (5).
21. Un colector de admisión según una de las
reivindicaciones 1 a 20, en el que el cuerpo de soporte (8) se hace
de material metálico, en particular aluminio, y el elemento tubular
(4) se hace de material plástico.
Applications Claiming Priority (2)
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| ES2295280T3 true ES2295280T3 (es) | 2008-04-16 |
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