ES2514965B1 - Tubo de recirculación de gas de un motor de combustión y método para fabricar dicho tubo - Google Patents

Tubo de recirculación de gas de un motor de combustión y método para fabricar dicho tubo Download PDF

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Abstract

Tubo (1) de recirculación de gas de un motor de combustión que comprende un conducto (2) que es apto para que por su interior circule dicho gas. El conducto (2) comprende una superficie externa (3) que está cubierta al menos parcialmente por un material aislante (4) para aislar térmicamente el tubo (1) de recirculación. Dicho material aislante (4) está sobremoldeado sobre dicho conducto (2). El método para fabricar dicho tubo (1) de recirculación de gas comprende una etapa inicial en donde el conducto (2) es introducido en la cavidad de un molde, una etapa de mezclado en donde una base y un reactivo son mezclados, una etapa de llenado en donde dicha mezcla es conducida a la cavidad del molde, y una etapa de curado y extracción en donde el tubo (1) es extraído de la cavidad del molde tras el tiempo de curado.

Description

D E S C R I P C I Ó N“Tubo de recirculación de gas de un motor de combustión y método para fabricar dicho tubo”5SECTOR DE LA TÉCNICALa presente invención se relaciona contubosde recirculación de gasde motores de combustióny métodos para fabricar tales tubos.10ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA Son conocidostubos de recirculaciónde gases de motores de combustión, también 15conocidos como tubos de recirculación “blow-by”, que conducen vapores de aceite y/o vapores de combustibleno quemado de nuevo al sistema de admisión del motor para que vuelvan a ser quemados. También es conocido dotar tales tubos de recirculación de gases con sistemas de 20calentamiento adicionales, tales como disponer dichos tubos de recirculación de gasescerca del sistema de refrigeración por aguadel vehículo de modo que el calor intercambiado se dirija hacia dichos tubos, o instalar calentadores eléctricos sobre dichos tubos, para prevenir que se congele el gas que circula por dichos tuboscuando dichostubos están sometidos a bajas temperaturas. 25Así, US20110146638 A1 divulga un sistema de recirculación de gases que comprende un conducto que transporta parte de los vapores de carburante(“blow-by gas”)de nuevo hacia el sistema de admisión del motor decombustión. Dicho conducto comprende una superficie externa. Dicho conducto recibe el calor disipado 30por el colector de escape, que actúa como foco de calor, para calentar dicho conducto y evitar así que se congelen los vaporesque circulan por dicho conducto.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓNUnobjeto de la invención es el de proporcionarun tubo de recirculación de gas de un motor de combustión,tal y como se describe a continuación.5El tubo de recirculación de gas de la invención comprende un conducto que es apto para que por su interior circule dicho gas. Dicho conducto comprende una superficie externa que está cubierta al menos parcialmente por un material aislante paraaislartérmicamentedicho tubo. Dicho material aislante está sobremoldeado sobre dicho conducto.10Otro objeto de la invención es el de proporcionar un método para fabricar dicho tubode recirculación, tal y como se describe a continuación.El métodode la invención comprende una etapa inicial en donde el conducto es 15introducido en la cavidad de un molde, una etapa de mezclado en donde una base y un reactivo son mezclados, una etapa de llenado en donde dicha mezcla es conducida a la cavidad del molde, y una etapa de curado y extracción en donde el tubo es extraído de la cavidad del molde tras el tiempo de curado.20Normalmente, los tubos de recirculación de gases de los coches están dispuestos entre otros conductos y componentes que limitan el espacio útil para colocardichos tubos. Con el tubo de la invención se consigue evitar que el gas que circula por el interior del tubose condense o se congele cuando éste está sometido a bajas temperaturas,sin perjudicar dicho espacio útil y sin añadir conductos adicionalesde 25calentamiento, u otro tipo de conductos, que pueden colisionar con el resto de componentes adyacentes.Del mismo modo, también se consigue evitar que el tubo se deteriore si éste está dispuesto cerca de un foco de calor, evitándose que la sección interiordel conducto 30se vea afectada debido a una exposición directa de dicho conducto con el foco de calor. Por lo tanto, el tubo de recirculación de la invención está aislado térmicamente tanto para el frío como para el calor.
Así mismo, con el método de la invención se consigue obtener un tubo como el descrito de una manera sencilla y económica, y que no requiere operaciones especialesde montaje.Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista 5de las figuras y de la descripción detallada de la invención.DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS10La figura 1muestra una vista seccionadade una realización del tubo según la invención.La figura 2muestra una vista seccionadadel conductoy los conectores de los extremosdel tubo de la figura 1.15La figura3es una vista en perspectivadel conducto deltubo de la figura 1.EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN20El tubo1 de recirculación de gas de un motor de combustión según la realización de la invención de la figura 1comprende un conducto 2 que es apto para que por su interior circule dicho gas. Dicho conducto 2 comprende una superficie externa 3 que está cubierta al menos parcialmente por un material aislante 4 para aislar 25térmicamente dicho tubo1. Dicho material aislante 4 está sobremoldeado sobre dicho conducto 2.En la realización preferente de la invención el conducto 2 es de plástico, preferentemente de poliamida aunque también podría ser de caucho. Dicho 30conducto 2 puede presentar formas rectas o curvas, o incluso una combinación de ambas, tal y como se puede observar en el ejemplo de las figuras. El conducto 2 comprende tramos rígidos 5 y tramos flexibles 6 que hacen que el conducto 2 se comporte de forma no rígida. Dichos tramos flexibles 6 podrían ser tramos corrugados,por ejemplo en forma de acordeón. En el caso de un conducto 2 de 35
caucho o elastómero no habría tramos rígidos y no serían necesarios tramos flexibles puesto que toda la longitud del conducto sería flexible.El tubo 1 de la realización de la figura 1 también comprende un conector 7 y 7’ en cada extremo del conducto 2 de manera que el material aislante 4 también cubre al 5menos parcialmente la geometría externa de dichos conectores 7 y 7’. Tal y como se muestra en las figuras 1 y 2, cada conector 7 y 7’ comprende una sección dentada que se introduce en el diámetro interior del extremo del conducto 2 correspondiente de manera que los conectores 7 y 7’quedan aprisionados dentro del conducto 2. También sonposiblesotros modos de acopley fijaciónentreel 10conducto 2 ylos conectores 7 y 7’, por ejemplo zonas roscadas.Los conectores 7 y 7’ del tubo 1 de la realización de la invención permiten conectar el tubo 1 a otros componentes. Tal y como se aprecia en el ejemplo de las figuras 1 y 2, dichos conectores 7 y 7’ no forman parte del conducto 2,aunque no se descarta 15la posibilidad de que el tubo 1 se conecte a los componentes colindantes por otros medios, de manera que se pueda prescindir de dichosconectores 7 y 7’.Un ejemplo podría ser que el propio conducto 2 fuera de caucho en toda su longitud o que estuviese provisto de medios de acople, tales como zonas roscadaso zonas de cauchoen los extremosde manera que dichos medios desempeñaran la función de 20acople de los conectores 7 y 7’.El tubo 1 de la invención es útil para reconducir los vapores de aceite y/o de carburante, también denominados “blow-by gas”, de un vehículo a motor en donde la faltade espacio para colocar componentes y tubos es evidente.Así mismo, en los 25países nórdicos, donde la temperatura en invierno puede ser inferior a los -15ºC, existe el riesgo de que los vapores que transporta el tubo 1 se condensen afectando negativamente al funcionamiento del motor. Por lo tanto, con el tubo 1 de la invención se consigue evitar que el gas que circula por el interior del tubo 1 se condense o se congele cuando éste está sometido a bajas temperaturas,sin 30perjudicar el espacio útil del entorno.El material aislante 4 del tubo 1 de la realización preferente de la invención comprendeun material espumosoy/o celular que comprende una base y un reactivo. Cuando dichos dos componentes se mezclan, la mezcla tiende a hincharse 35
y a expandirse obteniéndose dicho efecto espumosoy celular. En un ejemplo no limitativo de la invención, la basees poliuretano, aunque también se podría utilizar silicona o un material similar, y el reactivo es preferentemente un isocianato. La elección de la base y elreactivo ha de ser tal que al mezclar ambos productos se consiga un material que comprenda celdas de aireen su interior, que pueden estar 5comunicadas o no entre sí,para que éste sea apto para ser usado como aislante térmico. Opcionalmente, el materialaislante 4 también puede comprender un agente colorante de modo que éste puede presentar una amplia gama de colores. 10Preferentemente, el material aislante 4 es sustancialmente del color del conector 2 y/o de los conectores 7 y 7’.Así mismo, el material aislante 4 de la realización preferente de la invención comprende una capa exterior 8no porosa, lo cual resulta especialmente ventajoso 15para evitar que partículas sólidas, como por ejemplo el polvo,se depositen sobre dicho material aislante 4, o incluso para evitar que el tubo 1 absorba aceites u otros líquidos que se puedan derramar, contribuyendo de este modoa que el tubo 1 se mantenga limpio.20El método de fabricación del tubo 1 de la invención es muy sencillo. En primer lugar, en una etapa inicial, el conducto 2 es introducido en la cavidad de un molde. Dicho molde, no representado en las figuras, comprende preferentemente dos semimoldes que al unirlos formandichacavidad.También es posible introducirel conducto 2 junto con los conectores 7 y 7’,tal y como se muestra en la figura 2,en la cavidad 25del molde en dicha etapa inicial.En una etapa de mezclado la base, preferentementepoliuretano, y el reactivo, preferentementeisocianato, del material aislante 4, son mezclados. 30Si se desea que el material aislante 4 sea de un color específico, previo ala etapa de mezclado,la basede material celular es premezclada con el agente colorante, dotando así al material aislante 4 del color deseado. Dicha premezcla es mezclada con el reactivo en la etapade mezclado.35
Una vez mezclados los productos del material aislante 4 la mezcla se vierte, en una etapa de llenado, ala cavidad del molde, de modo que el material aislante 4 es sobremoldeado sobre el conducto 2, y/o sobre los conectores 7 y 7’. En el proceso de moldeado se pueden utilizar varias técnicas como por ejemplo coladomanual, colado por gravedad, inyección a alta o baja presión, etc.5En el ejemplo de la figura 1donde en la etapa inicial se ha colocado el conducto 2 con los conectores 7 y 7’, la mezcla cubre toda la superficie exterior 3 del conducto 2 y parte de la superficie exterior de los conectores 7 y 7’.De este modo es posible aislar térmicamente sustancialmentetoda la longitud del tubo 1, evitando que el gas 10que circula por el interior del tubo 1se condense o se congele tanto en el conducto 2 como en los conectores 7 y 7’ cuando el tubo 1está sometido a bajas temperaturas.La etapa de llenado ha de llevarse a cabo antes de que finalice la reacción de los 15dos componentes y la mezcla comience a expandirse, y puede realizarse antes de cerrar el molde o después. Cuando el proceso se lleva a cabo con el molde abierto, la mezcla se vierte sobre la superficie externa 3 del conducto 2, manualmente o automáticamente, e inmediatamente se cierra el molde. Si por el contrario el proceso se lleva a cabo con el molde cerrado, éste deberá estar provisto de al 20menos un canal de entradapara posibilitar el llenado del molde. En este caso, el llenadotambién puede realizarse manualmente o automáticamente.La holgura entre la superficie externa 3 del conducto 2, y/o de la superficie externa de losconectores 7 y 7’,y las paredes de la cavidad del molde configuran el 25espesor del material aislante 4. Por lo tanto, variando la holgura entre la cavidad del molde y el conducto 2 es muy sencillo variar el espesor de dicho material aislante 4. De este modo, es posible ajustar el espesor del material aislante 4 a las necesidades del tubo 1. Así por ejemplo, en aplicaciones en las que se requiera un mayor poder aislante térmico basta con aumentar la holgura entre la cavidad del 30molde y el conducto 2, y en aquellas aplicaciones en las que el requerimiento aislante no seatan exigente y/ohayaproblemasde espacio en ellugar de utilización del tubo 1 basta con disminuir dicha holgura. De este modo, es posible evitar colisiones del tubo 1 con elementos adyacentes.35
El molde comprende zonas de portada, no mostradas en las figuras, que sirven de apoyo y referencia para colocar el conducto 2,o el conducto 2 con los conectores 7 y 7’. En las realizaciones en las queen la etapa inicial se introduce el conducto 2 con los conectores 7 y 7’,las portadas son protuberancias, preferentementede forma cilíndrica,que se alojan en el diámetro interior de los conectores 7 y 7’. De 5este modo, es posible cubrir toda la geometría del conducto 2 y toda la geometría de cada conector 7 y 7’, consiguiendo un óptimo aislamiento térmico del tubo 1. Si no se desea que el material aislante 4 cubra una zona específica basta con que la holgura del molde sea nula en dicha zona. En el ejemplo de la figura 1, el material aislante 4 cubre toda la longitud del conducto 2 y parte de cada conector 7 y 7’, y se 10ha dejado libre el extremo de cada conducto 7 y 7’ destinado a conectarse a otros componentes.En dicho ejemplo el material aislante 4 también cubre al menos parcialmente un sensor 9 dispuesto en uno de los conectores 7’. Dicho sensor 9 es un componente electrónico que ayuda a controlar el gas que circula por el tubo 1. Por lo tanto, el tubo 1 de la realización de la invención también permite proteger y 15mantener limpio el sensor 9.Finalmente, tras el tiempo de curado en donde la mezcla de la base y el reactivo se ha expandido y solidificado, el tubo 1 es extraído del molde.20Tal y como ya se ha comentado, el tubo 1 de la realización de la invención puede ser utilizado para transportar los vapores “blow-by gas” en un coche. Debido a la falta de espacio, los componentes cercanos al motor se disponen muy cerca unos de otros, por lo tanto el tubo 1 de la realización de la invención puede estar dispuesto cerca de un foco de calor que pudiera deteriorar localmente el conducto 2, 25por ejemplo provocando una reducción de sección no deseada debido al reblandecimiento del material del conducto 2, lo cual afectaría al funcionamiento del motor, si el tubo 1 no estuviera correctamente aislado térmicamente. Por lo tanto,el tubo 1 de la invención protege el tubo 1, y su contenido, tanto de las bajas como de las altas temperaturas.30Tal y como es evidente a la vista de la descripción y del método de fabricación, el contorno del material aislante 4 reproduce al menos parte de la geometría externa del conducto 2.Si el tubo 1 comprende los conectores 7 y 7’ en los extremosel contorno del material aislante 4tambiénreproduceal menos parte de la geometría 35
externa de dichos conectores 7y 7’. En el ejemplo de la figura 1, el tubo 1 comprende los conectores 7 y 7’, cada uno dispuesto en el extremo correspondiente del conducto 2, y el material aislante 4 reproduce toda la geometría externa del conducto 2 y también parte de la geometría externa de los conectores 7 y 7’.5

Claims (1)

  1. R E I VI N D I C A C I O N E S1.Tubo de recirculación de gas de un motor de combustión que comprende un conducto (2) apto para que por su interior circule dicho gas,comprendiendo dicho conducto (2) unasuperficieexterna(3),caracterizado porquecomprende 5un material aislante (4) que cubre al menos parcialmentedicha superficie externa (3) para aislar térmicamente dicho tubo (1),estandodicho material aislante (4) sobremoldeado sobre dicho conducto (2).2.Tubo según la reivindicación 1, en donde el material aislante (4) comprende un 10material espumosoy/o celular.3.Tubo según la reivindicación 2, en donde dicho material aislante (4) comprende una base y un reactivo.154.Tubo según la reivindicación 3, en donde dicha base es poliuretano o silicona, preferentemente poliuretano,y dicho reactivo es preferentemente un isocianato.5.Tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde elcontorno del material aislante (4)reproduce al menos parcialmentela geometría externa del 20conducto(2).6.Tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, quecomprende un conector (7, 7’) en cada extremo del conducto (2), cubriendo también el material aislante (4) al menos parcialmentela geometría externa de dichos conectores (7, 257’).7.Tubo segúnla reivindicación 6, en donde el material aislante (4) también reproduce al menos parte de la geometría externa de dichos conectores (7, 7’).308.Tubo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material aislante (4) comprende una capa exterior (8) no porosa.9.Tubo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material aislante (4) también comprende un agente colorante de modo que dicho 35
    material aislante (4) puede ser de diferentes colores, preferentemente similar al color del conducto (2). 10.Métodopara fabricar un tubode recirculación de gas según cualquiera de las reivindicaciones 3a 9, caracterizado porquecomprende las siguientes etapas:5-una etapa inicial en donde el conducto (2) es introducido en la cavidad de un molde,-una etapade mezclado en donde la base y el reactivo del material aislante (4) son mezclados,-una etapa de llenadoen donde la mezcla de la base y el reactivo es 10conducida a la cavidad del molde de manera que dicha mezcla cubre al menos parte de la superficieexterior (3) del conducto (2), y-una etapa de curado y extracción en donde después del tiempo de curado el tubo (1) es extraído del molde.15
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