ES2377670T3

ES2377670T3 - Disposición de turbocompresor

Info

Publication number: ES2377670T3
Application number: ES08015918T
Authority: ES
Inventors: Peter Kerschenlohr; Jason Cox
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2028-09-10
Also published as: DE102007046687A1; EP2042706A2; EP2042706A3; DE102007046687B4; EP2042706B1

Abstract

Disposición de turbocompresor en un motor de combustión interna, en especial para vehiculos de motor, en la que el al menos un turbocompresor (10, 12) para gases de escape se sujeta por medio de un dispositivo de sujeción en el motor de combustión interna, poseyendo, ademas, el dispositivo de sujeción de la disposición de turbocompresor canales (24, 2º, 28, 30) conductores de medios, en especial para agua de refrigeración y lubricante, que se extienden entre el turbocompresor (10, 12) para gases de escape y el motor de combustión interna, caracterizada porque el dispositivo de sujeción esta formado por varias tuberias (24, 2º, 28, 30) rigidas libres, que forman los canales conductores de medios.

Description

Disposici6n de turbocompresor

El invento se refiere a la disposici6n de al menos un turbocompresor segun el preambulo de la reivindicaci6n 1 en un motor de combusti6n interna.

5 Por ejemplo el documento EP 1 445 448 A1 6 el documento EP 1 428 999 describen una disposici6n de esta clase en la que a ambos lados del bloque de un motor de combusti6n interna con embolos alternativos con disposici6n en V de los cilindros se embrida un turbocompresor para los gases de escape. Para la fijaci6n del turbocompresor para gases de escape al motor de combusti6n interna se preven aqui de manera costosa consolas de fijaci6n especiales configuradas como bloques en las que se mecanizan canales conductores de medios para la alimentaci6n del turbocompresor para

10 gases de escape con aceite lubricante y/o agua de refrigeraci6n.

El objeto del invento es crear una disposici6n de turbocompresor para un motor de combusti6n interna construida con un peso favorable y ventajosa desde el punto de vista del funcionamiento.

Este problema se soluciona segun el invento con las caracteristicas de la reivindicaci6n 1. Los perfeccionamientos ventajosos del invento se describen en las reivindicaciones subordinadas.

15 De acuerdo con el invento se propone, que el dispositivo de sujeci6n este formado por tuberias esencialmente rigidas, es decir sustentadoras de esfuerzos y de fuerzas, respectivamente portantes, que configuren los canales conductores de medios. Estas tuberias se unen con preferencia por medio de uni6n de bridas solidarias con el motor de combusti6n interna y con la carcasa de un turbocompresor para gases de escape. Los canales conductores de medios, en especial los canales para medios de refrigeraci6n y para lubricantes, que deben ser previstos en cualquier caso, forman, con una

20 funci6n doble ventajosa y debido a su configuraci6n como tuberias soporte de fuerzas y de cargas, al mismo tiempo el dispositivo de sujeci6n, respectivamente la consola de fijaci6n del turbocompresor para gases de escape al motor de combusti6n interna. De ello resulta, ademas, una construcci6n mas ligera, ya que las tuberias portantes con las bridas de uni6n asumen la funci6n de las pesadas consolas de fijaci6n. Se comprende, que las tuberias deben ser construidas de manera adecuada (por ejemplo con gruesos de pared suficientes, etc.). Con la propuesta segun el invento no se excluye

25 en este caso, que en el turbocompresor para gases de escape se disponga en un lugar ventajoso desde el punto de vista de la construcci6n un apoyo con una construcci6n sencilla, que asegure por ejemplo una sujeci6n resistente a vibraciones del turbocompresor para gases de escape. Ademas, es ventajoso, que por medio de las tuberias expuestas al aire se pueda obtener una refrigeraci6n mejorada de los medios en circulaci6n.

Las bridas de uni6n pueden asumir, ademas de su funci6n innata como elementos de fijaci6n, otras funciones 30 adicionales, por ejemplo funciones de carcasa.

Ademas, se propone, que se prevean cuatro tuberias de las que dos tuberias son tuberias de entrada y dos tuberias son tuberias de retorno del agua de refrigeraci6n y del aceite de lubricaci6n.

Las tuberias pueden ser con preferencia tuberias individuales, que formen espacios entre si, con lo que, de una manera relativamente sencilla desde el punto de vista de la construcci6n, es posible un apoyo a modo de celosia y con ello una

35 sujeci6n segura de los turbocompresores para gases de escape. Sin embargo, tambien es posible prever tabiques de refuerzo con un grueso de pared pequeno, al menos en zonas parciales de las tuberias.

Ademas, las desembocaduras de las tuberias se hallan con preferencia en las bridas de uni6n, en especial entre al menos dos taladros para tornillos de fijaci6n, con lo que, ademas de un montaje sencillo de las bridas de uni6n, se obtienen tambien uniones hermeticas de las tuberias.

40 Para la obtenci6n de una sujeci6n suficientemente rigida y robusta del turbocompresor para gases de escape se pueden construir al menos varias tuberias con curvas estabilizadoras, en especial entre las dos bridas de uni6n, y/o con separaciones mutuas definidas.

En un perfeccionamiento ventajoso del invento se pueden proveer, ademas, al menos algunas de las tuberias con aletas de refrigeraci6n conformadas en su contorno exterior, en cuyo caso las aletas de refrigeraci6n se orientan de manera

45 especialmente ventajosa paralelas al eje longitudinal de las tuberias. Las aletas de refrigeraci6n contribuyen con ello, ademas de su funci6n de refrigeraci6n, a un refuerzo adicional de las tuberias portantes.

Desde el punto de vista de la fabricaci6n es especialmente favorable, que las tuberias, con preferencia junto con las bridas de uni6n, se fabriquen con metal ligero con el procedimiento de fundici6n inyectada.

Finalmente, de acuerdo con una configuraci6n concreta especialmente preferida se pueden prever en el motor de 50 combusti6n interna dos turbocompresores para gases de escape fijados cada uno por medio de un haz de tuberias

rigidas, respectivamente portantes, en especial por medio de bridas de uni6n separadas entre si de las correspondientes tuberias, al motor de combusti6n interna y a las carcasas de los turbocompresores para gases de escape.

En lo que sigue se describe con detalle un ejemplo de ejecuci6n del invento con detalles adicionales. En el dibujo puramente esquematico muestran�

La figura 1, una representaci6n tridimensional de los turbocompresores para gases de escape dispuestos paralelos entre si y fijados por medio de tuberias portantes y de bridas de uni6n a un motor de combusti6n interna no representado.

La figura 2, las tuberias portantes con las bridas de uni6n como piezas individuales.

La figura 3, una secci6n transversal segun la linea �� de la figura 2 de dos tuberias individuales.

Segun las figuras 1 y 2 se disponen en el bloque no representado de un motor de combusti6n interna dos turbocompresores 10, 12 para gases de escape, cuya clase de construcci6n puede ser la usual y que poseen cada uno una turbina 14 de gas de escape y un compresor 1�. Los rodetes de la turbina 14 de gases de escape y del compresor 1�estan unidos entre si por medio de un arbol (no representado) montado de manera giratoria en los cojinetes 18 de los turbocompresores 10, 12 para gases de escape situados entre ellos.

Los cojinetes no visibles de los arboles de los turbocompresores 10, 12 para gases de escape estan conectados de una manera, que se describira mas abajo, con el sistema de lubricaci6n con aceite en circuito cerrado con presi6n del motor de combusti6n interna. Los cojinetes 18 poseen, ademas, canales de refrigeraci6n no visibles, que se alimentan con el agua de refrigeraci6n del sistema de refrigeraci6n con liquido del motor de combusti6n interna.

Cada uno de los turbocompresores 10, 12 para gases de escape (vease la figura 2) esta unido para ello por medio de un conjunto 20, 22 de tuberias rigidamente con el motor de combusti6n interna, estando compuesto cada conjunto 20, 22 de tuberias por cuatro tuberias 24, 2�, 28, 30 portantes individuales y por dos bridas 32, 34 de uni6n conformadas en las tuberias 24 a 30 individuales.

Las tuberias 24 a 30 individuales son tuberias conductoras de aceite de lubricaci6n y de agua de refrigeraci6n, que desembocan en las bridas 32, 34 de uni6n (visible en la brida 34 de uni6n), hallandose cada una de sus desembocaduras 24a, 2�a, 28a, 30a al menos entre dos taladros 3� para tornillos de fijaci6n no representados.

Las bridas 32, 34 de uni6n estan fijadas por medio de los mencionados tornillos de fijaci6n y con la interposici6n de juntas correspondientes (anillos de goma o juntas planas) con las correspondientes superficies 38 de uni6n del motor de combusti6n interna, en este caso superficies 40 de uni6n en el lado inferior de las carcasas 18 de los cojinetes de los turbocompresores 10, 12 para gases de escape. Se comprende, que en las superficies 38, 40 de uni6n se preven canales de entrada, que se corresponden con las desembocaduras 24a, 2�a, 28a, 30a de los tuberias 24 a 30 individuales. Los tornillos de fijaci6n atraviesan en este caso tetones 18a, respectivamente 34a para los tornillos de las bridas 34 de uni6n conformados en las superficies 40 de uni6n en el lado del cojinete.

La tuberia 24 individual sirve como tuberia de entrada de aceite de lubricaci6n y la tuberia 2� individual con una secci6n transversal de paso mayor sirve como tuberia de retorno del aceite de lubricaci6n. Las dos tuberias 28, 30 individuales sirven como tuberia de entrada del agua de refrigeraci6n y como tuberia de retorno del agua de refrigeraci6n. Las tuberias 24, 2�, 28, 30 alimentan con ello los cojinetes 18 con aceite de lubricaci6n y con agua de refrigeraci6n, siendo posible obtener tambien por medio de un diseno y disposici6n adecuados de las tuberias 24, 2�, 28, y 30 un deseado efecto de intercambio de calor, en especial en las bridas 32, 34 de uni6n.

Las tuberias 24 a 30 individuales con sus bridas 32, 34 de uni6n de los dos conjuntos 20, 22 de tuberias sirven aqui , ademas, como unidad funcional, como consolas de fijaci6n portantes de los turbocompresores 10, 12 para gases de escape y se configuran correspondientemente desde el punto de vista de su construcci6n.

La funci6n portante de las tuberias 24 a 30 individuales es creada con el diseno de su grueso de pared, con las separaciones (sin simbolo de referencia) previstas entre las tuberias 24 a 30 individuales para incrementar la base portante y con los tramos curvados (vease la figura 2) de las tuberias 24 a 30 individuales. Eventualmente se pueden prever entre las tuberias 24 a 30 individuales varios tirantes o tabiques, eventualmente tambien para determinados valores de conductividad termica y/o de intercambio de calor deseados.

Asi por ejemplo, algunas o todas las tuberias 24 a 30 individuales pueden ser provistas, como se representa en la figura 3, de aletas de refrigeraci6n (designadas de una manera general con 42) conformadas en ellas y que sobresalen de ellas. Las aletas 42 de refrigeraci6n se extienden con preferencia paralelas a los ejes centrales longitudinales de las tuberias 24 a 30 individuales y contribuyen con ello, ademas de su funci6n intercambiadora de calor, a una mayor rigidez de los conjuntos 20, 22 de tuberias portantes.

Los conjuntos 20, 22 de tuberias con sus tuberias 24 a 30 individuales y con las bridas 32, 34 de uni6n se fabrican con una aleaci6n de metal ligero con el procedimiento de fundici6n inyectada. En el caso de series de fabricaci6n pequenas tambien puede ser, sin embargo, conveniente una versi6n construida con piezas 24 a 34 individuales ensambladas.

En la disposici6n representada de dos turbocompresores 10, 12 para gases de escape paralelos y pr6ximos entre si se pueden unir eventualmente los dos turbocompresores 10, 12 para gases de escape, respectivamente sus cojinetes 18 con un tirante (no representado) sencillo para obtener una sujeci6n resistente a vibraciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Disposici6n de turbocompresor en un motor de combusti6n interna, en especial para vehiculos de motor, en la que el al menos un turbocompresor (10, 12) para gases de escape se sujeta por medio de un dispositivo de sujeci6n en el motor de combusti6n interna, poseyendo, ademas, el dispositivo de sujeci6n de la disposici6n de turbocompresor canales (24, 2�, 28, 30) conductores de medios, en especial para agua de refrigeraci6n y lubricante, que se extienden entre el turbocompresor (10, 12) para gases de escape y el motor de combusti6n interna, caracterizada porque el dispositivo de sujeci6n esta formado por varias tuberias (24, 2�, 28, 30) rigidas libres, que forman los canales conductores de medios.
2.

Disposici6n de turbocompresor segun la reivindicaci6n 1, caracterizada porque las tuberias (24, 2�, 28, 30) estan unidas por medio de bridas (32, 34) con el motor de combusti6n interna y con el cojinete (18) del turbocompresor (10, 12) para gases de escape.
3.

Disposici6n de turbocompresor segun la reivindicaci6n 1 6 2, caracterizada porque se preven cuatro tuberias (24, 2�, 28, 30) de las que dos tuberias son tuberias (24, 28) de entrada y dos tuberias son tuberias (2�, 30) de retorno del agua de refrigeraci6n y del aceite de lubricaci6n.
4.

Disposici6n de turbocompresor segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las tuberias estan formadas por tuberias (24, 2�, 28, 30) individuales distanciadas entre si.
5.

Disposici6n de turbocompresor segun una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque las desembocaduras de las tuberias (24, 2�, 28, 30) se hallan en las bridas (32, 34) de uni6n, en especial entre al menos dos taladros (3�) para tornillos de fijaci6n.

�. Disposici6n de turbocompresor segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque al menos una parte de las tuberias (24, 2�, 28, 30) esta provista de curvaturas prefijadas.
7.

Disposici6n de turbocompresor segun una de las reivindicaciones 1 a �, caracterizada porque al menos una de las tuberias (24, 2�, 28, 30) esta provista de aletas (42) de refrigeraci6n conformadas en su contorno exterior.
8.

Disposici6n de turbocompresor segun la reivindicaci6n 7, caracterizada porque las aletas (42) de refrigeraci6n estan orientadas paralelamente al eje central longitudinal de las tuberias (24, 2�, 28, 30).
9.

Disposici6n de turbocompresor segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque las tuberias (24, 2�, 28, 30) se fabrican, con preferencia junto con las bridas (32, 34) de uni6n con metal ligero con el procedimiento de fundici6n inyectada.
10.

Disposici6n de turbocompresor segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque en el motor de combusti6n interna se preven dos turbocompresores (10, 12) para gases de escape, que se fijan cada uno por medio de haces (20, 22) de tubos separados entre si, en especial por medio de sus bridas (32, 34) de uni6n, con el motor de combusti6n interna (en 38) y con los cojinetes (18) de los turbocompresores (10, 12) para gases de escape.