ES2359882T3 - Refrigerador de aire de sobrealimentación con desagüe de condensado. - Google Patents

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Abstract

Disposicion de un motor de combustion interna (10), con un motor de combustion interna (12), un compresor de aire de sobrealimentacion (14), una realimentacion de gases de escape (16), un refrigerador de aire de sobrealimentacion (18) entre el compresor (14) y el motor de combustion interna (12), presentando el refrigerador de aire de sobrealimentacion (18) un canal de aire (20), y una conduccion de aire de sobrealimentacion (22) entre el refrigerador de aire de sobrealimentacion (18) y el motor de combustion interna (12), caracterizado porque el refrigerador de aire de sobrealimentacion (18) presenta en el punto mas bajo de su canal de aire (20) un orificio de desague de condensado (24) que se puede cerrar por medio de un obturador (26), y que por medio de una conduccion de desague de condensado (28) esta en comunicacion con la conduccion de aire de sobrealimentacion (22).

Description

La invención se refiere a una disposición de motor de combustión interna con una realimentación de gases de escape, un compresor del aire de sobrealimentación y un refrigerador del aire de sobrealimentación entre el compresor y el motor de combustión interna.
Una disposición de esta clase se conoce por el documento DE 10 2005 050133 A1. En este caso, el condensado que se forma necesariamente debido a la refrigeración del aire de sobrealimentación se conduce desde el refrigerador de aire de sobrealimentación a través de un orificio de desagüe a un colector de condensado. El orificio de desagüe no se puede cerrar.
El documento WO 2007/069972 A muestra un refrigerador de aire de sobrealimentación con orificio de desagüe del condensado obturable; sin embargo no se describe la evacuación del condensado.
El objetivo de la invención es en cambio crear una disposición de motor de combustión interna con una refrigeración simplificada del aire de sobrealimentación y en particular con una evacuación simplificada del condensado.
Este objetivo se resuelve conforme a la invención por las características de la reivindicación 1.
La disposición del motor de combustión interna conforme a la invención presenta un refrigerador de aire de sobrealimentación en el que en el punto más bajo de su canal de aire de sobrealimentación está previsto un orificio de desagüe de condensado que se puede cerrar mediante un obturador, y que está comunicado con la conducción de aire de sobrealimentación mediante una conducción de desagüe de condensado. El condensado procedente del refrigerador de aire de sobrealimentación se introduce por lo tanto a través del orificio de desagüe de condensado y de la conducción de desagüe de condensado, directamente en la conducción de aire de sobrealimentación que está situada entre el refrigerador de aire de sobrealimentación y el motor de combustión interna. El condensado que se produce se inyecta por lo tanto inmediatamente de nuevo en el aire de sobrealimentación.
Ahora bien, la inyección del condensado en el aire de sobrealimentación no es conveniente o deseable para cualquier estado de funcionamiento del motor de combustión interna. Mediante el correspondiente control del obturador que cierra el orificio de desagüe se puede controlar o regular la inyección del condensado en el aire de sobrecarga refrigerado. De este modo, el obturador puede cerrar el orificio de desagüe, por ejemplo cuando el motor de combustión interna todavía no haya alcanzado su temperatura de régimen, si no se ha alcanzado o se rebasa un determinado número de revoluciones límite del motor de combustión interna, si se rebasan por defecto o por exceso determinadas condiciones de presión o velocidades de flujo del aire de sobrealimentación, etc. Solamente mediante el control del desagüe de condensado es posible inyectar el condensado en la conducción de aire de sobrealimentación entre el refrigerador de aire de sobrealimentación y el motor de combustión interna. De este modo se puede realizar la eliminación del condensado de una forma muy sencilla, económica y que ocupa poco espacio.
De acuerdo con una realización preferente está dispuesta en el curso de la conducción del aire de sobrealimentación una válvula de estrangulación entre el refrigerador del aire de sobrealimentación y el motor de combustión interna, desembocando la conducción de desagüe de condensado en la conducción de aire de sobrealimentación, vista en el sentido de flujo del aire de sobrealimentación, detrás de la válvula de estrangulamiento, de modo que la válvula de estrangulamiento queda cortocircuitada por la conducción de condensado cuando el obturador que cierra el orificio de desagüe está en su posición abierta. Estando abierto el obturador, la conducción de desagüe de condensado establece un cortocircuito de la válvula de estrangulamiento. En comparación con la conducción de aire de sobrealimentación, este cortocircuito presenta sólo una sección reducida. Pero si la sección eficaz de la conducción de aire de sobrealimentación se vuelve correspondientemente pequeña al estar cerrada la válvula de estrangulamiento, entonces la sección de la conducción de aire de sobrealimentación es proporcionalmente tan considerable que estando abierto el orificio de desagüe el cortocircuito formado de este modo podría causar una perturbación en la marcha del motor. Esto se puede soslayar por ejemplo estando acoplado mecánicamente el obturador del orificio de desagüe de condensado con la válvula de estrangulamiento, o estando controlado en función de la posición de la válvula de estrangulamiento.
En principio se puede reducir considerablemente la formación de condensado en el refrigerador de aire de sobrealimentación por prever en la realimentación de gases de escape, en particular en la realimentación de baja presión de gases de escape, un refrigerador de realimentación de los gases de escape que refrigere los gases de escape realimentados. La disposición del motor de combustión interna presenta preferentemente sin embargo una realimentación de gases de escape que no presenta ningún refrigerador de realimentación de gases de escape. Los gases de escape realimentados se enfrían en el refrigerador de aire de sobrealimentación solamente después de haber sido comprimidos en el compresor de aire de sobrealimentación. Con una disposición de esta clase se ahorra un refrigerador en el trayecto de la realimentación de los gases de escape, con lo cual se ahorran costes considerables,
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peso y espacio de construcción. En cambio en una disposición de esta clase se producen en el refrigerador de aire de sobrealimentación cantidades considerables de condensado. Durante el funcionamiento con una carga media o alta, es decir cuando se trata de grandes cantidades de aire de sobrealimentación y temperaturas relativamente altas del aire de sobrealimentación, unas cantidades de condensado importantes que se inyecten detrás del refrigerador de aire de sobrealimentación en el aire de sobrealimentación no tienen ninguna importancia para el funcionamiento del motor de combustión interna. Ahora bien, es imprescindible evitar que a bajas revoluciones y poca carga, por ejemplo durante la marcha en vacío, el motor de combustión se cargue con grandes cantidades de condensado, es decir con un alto grado de humedad en el aire de sobrealimentación. Esto empeoraría considerablemente el proceso de combustión en el motor de combustión interna. Mediante la combinación de una realimentación de gases de escape a baja presión sin un refrigerador de realimentación de los gases de escape con un desagüe de condensado del refrigerador de aire de sobrealimentación que desemboque en la conducción de aire de sobrealimentación se crea una disposición que simplifica considerablemente la refrigeración del aire de sobrealimentación, y al mismo tiempo controla el desagüe de las cantidades de condensado que se forman en el refrigerador de aire de sobrealimentación gracias al orificio de desagüe de condensado que se puede cerrar según necesidad con el obturador, de tal modo que el condensado se inyecte en la conducción de aire de sobrealimentación, entre el refrigerador de aire de sobrealimentación y el motor de combustión, de una forma constructiva muy sencilla.
El obturador puede tener por ejemplo un accionamiento eléctrico, de modo que el obturador se pueda controlar eléctricamente mediante un control del motor, formando el control del motor un elemento de control para el obturador. Ahora bien, en principio puede servir también como elemento de control un elemento de accionamiento neumático. Como elemento de control puede servir alternativamente también un elemento de accionamiento térmico, por ejemplo un resorte bimetálico y otros similares. Un elemento de control térmico de esta clase sólo abriría el obturador a partir de una determinada temperatura mínima.
A continuación se describen con mayor detalle y haciendo referencia a los dibujos, varios ejemplos de realización de las disposiciones de motor de combustión interna conforme a la invención o los desagües de condensado.
Los dibujos muestran:
la Figura 1, una representación esquemática de una disposición de motor de combustión interna con un refrigerador de aire de sobrealimentación que presenta un orificio de desagüe de condensado con un obturador,
la Figura 2 una sección longitudinal del refrigerador de aire de sobrealimentación de la Figura 1,
la Figura 3 una segunda forma de realización de un obturador, con accionamiento eléctrico,
la Figura 4 otra forma de realización de un obturador controlado térmicamente, y
la Figura 5 otra forma de realización de un obturador con una funcionalidad dependiente de la depresión.
En la Figura 1 está representada esquemáticamente la estructura de una disposición de motor de combustión interna
10. La disposición de motor de combustión interna 10 comprende un motor de combustión interna 12, que puede ser un motor de combustión de gasolina o diesel. La disposición 10 comprende además una realimentación de gases de escape a baja presión 16 que según necesidad realimenta parte de los gases de escape al ramal de aire de sobrealimentación. El aire de sobrealimentación se comprime en un compresor de aire de sobrealimentación 14 y a continuación se conduce a un refrigerador de aire de sobrealimentación 18, para ser conducido finalmente a través de una conducción de aire de sobrealimentación 22 al motor de combustión interna 12.
El refrigerador de aire de sobrealimentación 18 comprende un canal de aire 20 para el aire de sobrealimentación que atraviesa el refrigerador de aire de sobrealimentación 18. En el canal de aire 20 está situada una conducción de fluido refrigerante 19, atravesada por un fluido refrigerante, que extrae el calor del aire de sobrealimentación que atraviesa el canal de aire 20. El condensado que se forma al enfriar el aire de sobrealimentación escurre por una pared inclinada del fondo 21 del refrigerador de aire de sobrealimentación 18 a un orificio de desagüe de condensado 24, que está situado en el punto más bajo del canal de aire 20. Al orificio de desagüe 24 le corresponde un obturador 26, que puede estar realizado por ejemplo de funcionamiento eléctrico o neumático. El orificio de desagüe 24 está en comunicación con la conducción de aire de sobrealimentación 22 por medio de una conducción de desagüe de condensado 28. La conducción de desagüe de condensado 28 también está inclinada de tal modo que el condensado pueda evacuarse a través de la conducción de desagüe de condensado 28 a la conducción de aire de sobrealimentación 22, sin necesidad de una bomba. Entre el refrigerador de aire de sobrealimentación 18 y el orificio de inyección 29 de la conducción de desagüe de condensado 28 está situada en la conducción de aire de sobrealimentación 22 una válvula de estrangulamiento 30.
Como elemento de control está previsto un control de motor centralizado 32, que por medio de unos conductores de control controla entre otros el compresor 14, la válvula de estrangulamiento 30 y el obturador 26. El control del motor 32 controla el obturador electromecánico 26 de tal modo que para unas revoluciones del motor de combustión interna 12 situadas por debajo de un número de revoluciones límite, o estando la válvula de estrangulamiento 30 cerrada, y en particular en régimen de empuje, lleva el obturador 26 a la posición cerrada. De este modo queda asegurado que por ejemplo durante la marcha en vacío no se inyecte condensado en el aire de sobrealimentación, con lo cual se mejora la
5 marcha en vacío y también se reducen las emisiones de sustancias nocivas.
En la Figura 2 está representada una realización alternativa del refrigerador de aire de sobrealimentación 18 con un obturador neumático 26a. El obturador neumático 26 puede estar por ejemplo en comunicación con la conducción de aire de sobrealimentación 22 a través de una pequeña conducción de control de gas, de tal modo que el obturador 26 se abra y cierre en función de la presión reinante en la conducción de aire de sobrealimentación 22. Cuando hay una
10 presión elevada en la conducción de aire de sobrealimentación 22, el obturador 26a está abierto, y para una presión reducida está cerrado.
En la Figura 3 está representado un obturador eléctrico 26b que es controlado por el control del motor 32.
En la Figura 4 está representado un obturador 26d controlado térmicamente que va fijado a la carcasa del refrigerador de aire de sobrealimentación con un brazo 40 de un resorte bimetálico. Sólo cuando el aire de sobrealimentación que
15 atraviesa el refrigerador de aire de sobrealimentación 18 ha rebasado una determinada temperatura mínima, se abre el obturador 26d.
En la Figura 5 está representada otra forma de realización de un obturador 26c, realizado controlado por la depresión. Al rebasar un determinado nivel de condensado, la válvula de apertura abre automáticamente el obturador 26c.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Disposición de un motor de combustión interna (10), con
    un motor de combustión interna (12),
    un compresor de aire de sobrealimentación (14),
    una realimentación de gases de escape (16),
    un refrigerador de aire de sobrealimentación (18) entre el compresor (14) y el motor de combustión interna (12), presentando el refrigerador de aire de sobrealimentación (18) un canal de aire (20),
    y
    una conducción de aire de sobrealimentación (22) entre el refrigerador de aire de sobrealimentación (18) y el motor de combustión interna (12),
    caracterizado porque
    el refrigerador de aire de sobrealimentación (18) presenta en el punto más bajo de su canal de aire (20) un orificio de desagüe de condensado (24) que se puede cerrar por medio de un obturador (26), y que por medio de una conducción de desagüe de condensado (28) está en comunicación con la conducción de aire de sobrealimentación (22).
  2. 2.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según la reivindicación 1, estando dispuesta en la conducción de aire de sobrealimentación (22) una válvula de estrangulamiento (30) entre el refrigerador de aire de sobrealimentación (18) y el motor de combustión interna (12), desembocando la conducción de desagüe de condensado (28) en la conducción de aire de sobrealimentación (22), detrás de la válvula de estrangulamiento (30).
  3. 3.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según la reivindicación 1 o 2, no presentando la realimentación de gases de escape (16) ningún refrigerador de realimentación de gases de escape.
  4. 4.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que está previsto un elemento de control para controlar el obturador (26).
  5. 5.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según la reivindicación 4, en el que el elemento de control controla el obturador (26) de tal modo que estando cerrada la válvula de estrangulamiento (30) y/o durante el funcionamiento del motor de combustión interna (12) por debajo de unas revoluciones límite, cierra el orificio de desagüe de condensado (24) .
  6. 6.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según la reivindicación 4 o 5, en el que el elemento de control es un control del motor (32).
  7. 7.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según la reivindicación 4 o 5, en el que el elemento de control está realizado de tipo mecánico.
  8. 8.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según una de las reivindicaciones 4 a 7, en la que el obturador
    (26) está unido mecánicamente con la válvula de estrangulamiento (30).
  9. 9.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según una de las reivindicaciones 4 a 8, en el que el elemento de control está realizado de tipo neumático y está en comunicación con una parte de la disposición (10) que conduce un gas, a través de un conducto de control neumático.
  10. 10.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según una de las reivindicaciones 4 a 8, en el que el elemento de control es un elemento de control térmico.
  11. 11.-Disposición de un motor de combustión interna (10) según una de las reivindicaciones 4 a 7, en el que el elemento de control está controlado por la depresión y controla el obturador (26) en función del nivel de condensado en el canal de aire (20).
  12. 12.-Refrigerador de aire de sobrealimentación (18) para una disposición de motor de combustión (10) según la reivindicación 1, que presenta las características de una de las reivindicaciones 1 a 11.
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