ES2628348T3 - Tubo de escape - Google Patents

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ES2628348T3
ES2628348T3 ES14183469.7T ES14183469T ES2628348T3 ES 2628348 T3 ES2628348 T3 ES 2628348T3 ES 14183469 T ES14183469 T ES 14183469T ES 2628348 T3 ES2628348 T3 ES 2628348T3
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Filip Dörge
Eric Hansenne
Karel Vergote
Meiko Wezenaar
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Bosal Emission Control Systems NV
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Bosal Emission Control Systems NV
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Abstract

Tubo de escape que comprende un tubo (1) de entrada, un tubo (2) de salida y una porción (3) curvada dispuesta entre el tubo de entrada y el tubo de salida, comprendiendo la porción curvada una curva (30) de entrada y una curva (31) de salida, en el que una porción (32) curvada central es una sección intermedia de la curva de entrada y de la curva de salida y en el que la curva de entrada y la curva de salida cubren un 50 por ciento del ángulo de curvatura total cubierto por la porción (3) curvada, caracterizado porque un diámetro (60) más pequeño de la porción curvada medido en el plano (600) de curvatura está dispuesto en la porción (32) curvada central, y porque un radio (R) de curvatura de la porción (3) curvada varía a lo largo de la porción curvada de forma que un radio (41) de curvatura de la curva (30) de entrada es mayor que el radio (42) de curvatura de la curva (31) de salida.

Description

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DESCRIPCION
Tubo de escape
La invencion se refiere a tubos de escape para su uso en un sistema de escape para motores de combustion, por ejemplo para vetnculos a motorizados.
Es sabido que los tubos de los sistemas de escape para motores de combustion, por ejemplo vetnculos motorizados, deben ser largos para que proporcionen un efecto positivo en relacion con la atenuacion de los sonidos con respecto a bajas frecuencias. Dado que el espacio es limitado en los vetnculos, los tubos son curvados. Por ejemplo, un tubo puede estar curvado y una parte del tubo puede estar integrada dentro de un silenciador mientras que una parte restante del tubo puede estar dispuesta por fuera del silenciador. Tambien es sabido que los tubos con pequenos diametros pueden mejorar la atenuacion de los sonidos de baja frecuencia, pero pueden elevar la velocidad del flujo del tubo. Sin embargo, los tubos curvados y las velocidades de flujo rapidas de los tubos provocan el ruido del flujo. Por tanto, en sistemas de la tecnica anterior se incrementan las secciones transversales de un tubo en una curvatura para reducir la velocidad del flujo. Sin embargo, esto representa un efecto negativo sobre la atenuacion de los sonidos de baja frecuencia. En otros sistemas se insertan unas placas divisorias en una curva de manera que se reducen los diametros de los tubos divididos. Sin embargo, estos son mas dificiles de fabricar y el incremento de la superficie humidificada y la introduccion de bordes adicionales reducen la reduccion de la perdida de presion potencial y / o la reduccion del ruido del flujo. A partir de la tecnica anterior es sabido que existe una relacion entre la perdida de presion en las curvaturas del tubo y el ruido del flujo. Seleccionando una relacion R/D de al menos 1,5 o superior para la incurvacion del tubo, se optimizan la perdida de presion y el ruido del flujo. En la presente memoria R es el radio de incurvacion y D es el diametro del tubo. Por ejemplo, en el documento DE 102009 000 090 una curva de tubo con un radio de incurvacion constante R, con una seccion transversal ovalada y un diametro reducido D en el plano de incurvacion presenta una relacion R/D de 3 o superior. El diametro del tubo en el plano perpendicular al plano de curvatura puede ser ligeramente incrementado para compensar parcialmente por otro lado la seccion transversal reducida. Sin embargo, para conseguir unas relaciones de R/D considerables, se requiere un diametro pequeno del tubo o un radio de curvatura amplio. Lo primero provoca un ruido elevado del flujo y lo ultimo no posibilita la fabricacion de curvas abruptas y, de esta manera, no permite una disposicion compacta de un tubo curvado.
El tubo de escape descrito en el documento DE 10 2009 000 090 u otra tecnica anterior sigue presentando inconvenientes. Especialmente los sistemas de escape de la tecnica anterior en general no toman en cuenta las diferencias del flujo que entra en una curva o que sale de una curva. Por tanto, persiste la necesidad de un tubo de escape mejorado. En especial persiste la necesidad de un tubo de escape del tipo indicado que proporcione una estructura de incurvacion optimizada con respecto a la perdida de presion y al ruido del flujo.
De acuerdo con la invencion, se proporciona un tubo de escape que comprende un tubo de entrada, un tubo de salida, y una porcion curvada dispuesta entre el tubo de entrada y el tubo de salida. La porcion curvada comprende una curva de entrada y una curva de salida, constituyendo una porcion de curva central, una seccion intermedia de la curva de entrada y de la curva de salida, y definiendo la curva de entrada y la curva de salida cada una un 50 por ciento del angulo de curvatura total y definido por la porcion curvada. En la presente memoria, un diametro mas pequeno de la porcion curvada medida en el plano de curvatura esta dispuesta en la porcion curvada central. Asf mismo, un radio de curvatura de la porcion curvada vana a lo largo de la porcion curvada de manera que el radio de curvatura de la curva de entrada sea mayor que el radio de curvatura de la curva de salida.
Reduciendo el diametro del tubo de escape en el plano de curvatura en al menos la porcion curvada central, se puede conseguir un efecto positivo con respecto a la atenuacion del sonido de baja frecuencia y al ruido del flujo. Un diametro mas pequeno en la porcion curvada puede tambien reducir la propagacion de modos de orden mas elevados, reduciendo asf el ruido del flujo de altas frecuencias. Disponiendo un diametro mas pequeno en una seccion de la porcion curvada y especialmente solo en la porcion curvada central, se pueden conseguir los efectos deseados con caracter muy local. Sin embargo se pueden impedir los efectos negativos tales como el incremento de la velocidad del flujo total en la porcion curvada. Unos diametros de tubo pequenos de la porcion curvada en el plano de curvatura pueden, por ejemplo, compensarse completamente o solo parcialmente incrementando la extension del tubo del escape en otras direcciones, por ejemplo, en una direccion lateral perpendicular a la direccion radial del plano de curvatura.
Asf mismo, la provision de una curva de salida con un radio de curvatura que sea menor que un radio de curvatura de la curva de entrada tiene en cuenta el comportamiento diferente del flujo de un fluido, de modo preferente un gas, como por ejemplo un gas de escape, del fluido que entra de una curva y que sale de una curva. Radios de curvatura diferentes en la curva de entrada y de salida no repercuten en la separacion del comportamiento de un flujo despues de llevar a cabo un determinado giro. Especialmente, en los cambios de sentido la separacion del flujo de fluido en la zona dentro de y despues de la curva, la separacion del flujo puede considerablemente contribuir al ruido del flujo en el tubo de escape. Por el radio de curvatura mayor de la curva de entrada, un flujo de fluido es guiado y redirigido de una manera mas suave hacia el interior y por dentro de la curva de entrada de la porcion curvada. De esta manera, una reduccion del flujo de fluido en la porcion curvada con respecto al tubo de salida es mas abrupta y puede ser
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limitada a una seccion mas local de la curva. En la curva de salida abrupta la separacion del flujo puede ser tambien limitada mediante la adaptacion en forma en seccion transversal.
En la porcion de curva central, el diametro menor combinado con la adaptacion de la forma en seccion transversal de la porcion de curva en la porcion de curva central, permiten acondicionar el flujo para una entrada optima en el interior de la porcion mas abrupta de la curva de salida.
Uno o varios radios curvados en la curva de salida pueden elegirse de manera que una direccion del flujo en la curva de salida se corresponda sustancialmente con la direccion del flujo en el tubo de salida ya en un extremo corriente abajo- o poco despues - de la porcion de curva central. De esta manera, no debe esperarse ningun tipo de ruido del flujo o de un ruido del flujo elevado en esta seccion corriente abajo de la curva externa.
Una curva de entrada y una curva de salida pueden comprender uno o varios radios de curvatura diferentes. Un radio de curvatura de la porcion curvada puede variar a lo largo de la porcion curvada. La porcion curvada puede comprender unas secciones con un radio de curvatura constante. De modo preferente, los radios de curvatura locales y la curva de salida son menores que los radios de curvatura locales de la curva de entrada.
El tubo de escape de acuerdo con la invencion presenta unos parametros geometricos que cambian a lo largo de la extension del tubo de escape. Los parametros geometricos se escogen para que se modifiquen a lo largo de la porcion curvada del tubo de escape al menos parcialmente en o a lo largo de una porcion curvada central. De modo preferente, el tubo de escape o su porcion curvada, respectivamente, experimenta un cambio local en cuanto a los parametros geometricos. Con una adaptacion mas localizada de la geometna del tubo de escape, el tubo de escape de acuerdo con la invencion resulta optimizado teniendo en cuenta la atenuacion del sonido de baja frecuencia, asf como teniendo en cuenta la perdida de presion y el ruido del f lujo del tubo de escape. Debido a una localizacion pueden disponerse secciones con valores extremos o valores considerados menos favorables pero, no obstante, pueden potenciarse al maximo las caractensticas generales del tubo de escape. Las caractensticas generales del tubo de escape pueden mejorarse aun mas por las incurvaciones de los tubos de escape con caractensticas individualmente optimizadas que se mantengan constantes a lo largo de una entera banda. Especialmente, un comportamiento diferente del flujo en la curva de entrada y en la curva de salida son tenidos en cuenta en el tubo de escape de acuerdo con la invencion mediante una eleccion asimetrica de parametros geometricos en particular de un radio de curvatura diferente en la curva de salida que en la curva de entrada.
De modo preferente, el tubo de escape de acuerdo con la invencion esta dispuesto dentro de un silenciador o en unos emplazamientos del sistema de escape donde se incorporan importantes contribuciones al ruido del flujo total del sistema de escape. De modo mas preferente, el tubo de escape de acuerdo con la invencion, especialmente su porcion curvada se potencia al maximo como tubo terminal de un sistema de escape. El ruido del flujo generado en las partes del tubo en un extremo caliente de un sistema de escape, por ejemplo en un colector, en los tubos situados justo despues del motor o en los tubos situados por delante de un convertidor catalttico, es suficientemente atenuado en los componentes de escape corriente abajo, de manera que ello no contribuye al ruido emitido desde un extremo abierto del sistema de escape. Asf, los tubos terminales calientes no estan disenados para responder a la reduccion del ruido del flujo. Sin embargo, el ruido del flujo generado en el extremo fno de un sistema de escape, mas proximo a un extremo abierto del sistema de escape, por ejemplo en un tubo terminal, en un silenciador o posiblemente tambien en un primer tubo corriente arriba de un silenciador, no resulta a menudo suficientemente atenuado en los componentes restantes de escape corriente abajo. Por tanto, no contribuye al ruido emitido desde el extremo abierto del sistema de escape. Por tanto, en tubos curvados dispuestos directamente corriente arriba o corriente abajo de un silenciador o en al menos una parte dispuesta dentro de un silenciador, por ejemplo en tubos terminales, el flujo del ruido y su reduccion deben ser tenidos en cuenta, de modo preferente seleccionando una construccion apropiada del tubo curvado de acuerdo con la invencion.
De modo preferente, los tubos terminales de los sistemas de escape estan dispuestos de un silenciador, pero tambien pueden estar dispuestos parcial o enteramente dentro de un silenciador.
Un tubo de escape de acuerdo con la invencion define una curva, de modo preferente mayor de 90 grados, o de modo mas preferente de entre aproximadamente 160 grados y 200 grados. Asf, de modo preferente el tubo de escape sustancialmente define un giro en U, en el que un giro en U (exacta n) se define formando una curva de 180 grados. De modo preferente, el tubo de entrada y el tubo de salida son tubos rectos. De modo preferente, el tubo de entrada y el tubo de salida son tubos con una seccion transversal circular.
El termino "plano de curvatura" como se utiliza en la presente memoria, es el plano en el que se situa la porcion curvada. Asf mismo, los radios de curvatura de la porcion curvada se situan en el plano de curvatura. En general, el plano de curvatura divide la porcion curvada en dos mitades. De modo preferente, tambien el tubo de entrada o el tubo de salida o ambos se situan en el plano de curvatura. En estas formas de realizacion, el plano de curvatura divide el tubo de escape en dos mitades. Cada mitad comprende entonces la mitad del tubo de entrada, la mitad de la porcion curvada y la mitad del tubo de salida. De modo preferente, el plano de curvatura es un plano simetrico de la porcion curvada, de modo mas preferente del tubo de escape o de sus secciones. El plano de curvatura no tiene que ser necesariamente aplastado o incluso plano. Sin apartarse del alcance de la invencion, la porcion curvada o el entero tubo de escape de acuerdo con la invencion no tiene que situarse en un plano uniforme o en el mismo plano,
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respectivamente. En especial, en sistemas de escape, los tubos estan dispuestos para su acoplamiento dentro de un espacio limitado o entre otros dispositivos de manera que no puede llevarse a la practica o no puede desearse que exista una orientacion exactamente plana del tubo de escape o de sus partes. Solo a modo de ejemplo, un tubo de entrada o de salida inclinado (inclinado con respecto a la porcion curvada y fuera del plano de curvatura) o una porcion curvada torsionada de manera que no se situe en un plano de curvatura planar, puede tambien llevarse a cabo o disponerse de acuerdo con la invencion. En formas de realizacion preferentes de acuerdo con la invencion, el plano de curvatura es un plano uniforme. Esto facilita la fabricacion de la porcion curvada o del entero tubo de escape.
El termino "lmea neutral" segun se utiliza en la presente memoria, es una lmea que se extiende a lo largo del tubo de escape, de modo preferente en un centro del tubo de escape. La lmea neutral define una lmea de referencia a la mitad de la distancia entre la curva interna y externa de una porcion curvada. Asf como entre la lmea periferica interna y externa del tubo de entrada y de salida. En la porcion curvada, la lmea neutral, la curva interna y externa se situan en el plano de curvatura. Si el entero tubo de escape se situa en el plano de curvatura, tambien la lmea neutral de los tubos de entrada y salida, asf como la periferia interna y externa del tubo de entrada y salida se situan en el plano de curvatura y son medidos con respecto al plano de curvatura. La lmea neutral es tambien la lmea de referencia para los radios de curvatura locales (la lmea neutral es tangencial con el radio de curvatura local) de la porcion curva del tubo de escape de acuerdo con la invencion.
En un tubo de escape con una seccion transversal circular, tubo de escape que define un giro en U, tambien la lmea neutral define un giro en U con un radio de curvatura de (Ri + Ro) / 2. En la que, Ri es el radio de curvatura interno del giro en U y Ro es el radio de curvatura externo del giro en U.
Cuando se hace referencia a un radio o a un diametro, esto siempre hacen referencia al plano de curvatura si no se menciona con caracter explfcito o a menos que se indique de forma obvia como indicativo de otros objetos. Por consiguiente, una seccion transversal del tubo de escape se refiere a una seccion transversal del tubo de escape perpendicular a y que cruza la lmea neutral. Un radio de curvatura se mide desde el centro de un cmculo hasta su penmetro, situandose el penmetro tangencialmente a la lmea neutral.
El termino "lmea media" se utiliza en la presente memoria para una lmea que define la lmea de biseccion entre el tubo de entrada y el tubo de salida en angulos curvos de basicamente superiores a 0 grados, pero de modo preferente superiores a 90 grados e inferior a 180 grados. En una curva de 180 grados, la lmea media es la lmea situada de forma equidistante entre y paralela con una lmea central del tubo de entrada y una lmea central del tubo de salida. Las lmeas centrales de los tubos de entrada y salida son el eje geometrico rotacional correspondiente de los tubos si los tubos son tubos circulares. En un tubo de escape globalmente simetrico la lmea media divide la porcion de curva en una curva de entrada y una curva de salida. La curva de entrada y la curva de salida por tanto son porciones de tubo simetricas especulares y cada curva de entrada y de salida cubre un 50 por ciento del angulo de curvatura de la porcion de la curva. En giros en U simetricos generales, la curva de entrada y la curva de salida cada una cubre 90 grados del angulo de la curva. El termino "eje geometrico medio" se utiliza en el tubo de escape de acuerdo con la invencion para definir el eje geometrico, que separa la curva de entrada y la curva de salida de manera que la curva de entrada y la curva de salida cubren cada una un 50 por ciento del angulo de curvatura total del tubo de escape. Sin embargo, en tubos de escape asimetricos, el eje geometrico medio se situa en paralelo con la lmea media pero puede ser desplazado, tfpicamente en la direccion del tubo de salida.
Se alcanza un extremo corriente abajo de la curva de entrada, tan pronto como se alcanza un 50 por ciento del angulo de curvatura por primera vez. Debido al radio de curvatura diferente de la curva de entrada y de la curva de salida y posiblemente de los radios de cobertura localmente variables, podna suceder que un angulo de curvatura cambiara para convertirse en un valor correspondiente a menos de un 50 por ciento del angulo de curvatura (por ejemplo, hasta ligeramente superior a 90 grados en una curva de 180 grados). Sin embargo, dicha variacion local del angulo de curvatura es compensada en otras porciones corriente abajo de la curva de salida de forma que un angulo de curvatura global cubierto por la curva de salida cubra un 50 por ciento del angulo de curvatura total.
La porcion curvada es una seccion del tubo de escape, en la que la curvatura del tubo comienza o termina o, de modo preferente, en uno y otro caso. En un giro en U, la porcion curvada puede definirse por la seccion del tubo de escape separada del tubo de entrada respecto del tubo de salida por una lmea de separacion recta. Esta lmea de separacion se situa en el plano de curvatura y se dispone en perpendicular a la lmea media o eje geometrico intermedio del tubo de escape y en perpendicular a la lmea neutral del tubo de escape (en formas no en U, dos lmeas de separacion estan presentes, una para cada curva de entrada y otra para la curva de salida. Las dos lmeas de separacion son perpendiculares solo a la lmea neutral). La lmea de separacion esta situada donde se inicia el tubo de escape para curvar o detener la incurvacion, o en ambos supuestos, en las respectivas posiciones de transicion. Si la posicion de transicion en el lado de entrada del tubo de escape esta dispuesta mas corriente arriba que la posicion de transicion del lado de salida del tubo de escape dispuesta corriente abajo, entonces la lmea de separacion se situa sobre la posicion de transicion del lado de entrada (y viceversa). En el lado de salida del tubo de escape, la lmea de separacion entonces cruza con el tubo de escape en una posicion mas alejada corriente abajo que la posicion de transicion respectiva, esto es, la curva ha ya alcanzado el angulo de incurvacion deseado todavfa mas corriente arriba en la curva de salida (y, por consiguiente, viceversa).
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Si ni la curva de entrada ni la curva de salida comprenden una seccion sustancialmente recta directamente dispuesta entre el correspondiente tubo de entrada o de salida, la lmea de separacion se situa sobre ambas posiciones de transicion.
Una porcion curva central define una seccion de la porcion curva que describe una porcion de transicion entre la curva de entrada y la curva de salida. La porcion de curva central se extiende por dentro de la curva de entrada y por el interior de la curva de salida entre aproximadamente un 50 por ciento del angulo de curvatura de la curva de entrada y de la curva de salida, de modo preferente entre aproximadamente un 40 por ciento del angulo de curvatura de cada curva de entrada y de salida. La porcion de curvatura central comprende una seccion recta, de modo preferente, la porcion de curvatura central se extiende por el interior de la curva de entrada y de salida hasta aproximadamente un 50 por ciento del angulo de curvatura de entrada y de la curvatura de salida que incluye la seccion recta. En las curvaturas de 180 grados, la curva de entrada y la curva de salida cubren cada una 90 grados del angulo de curvatura. Sin embargo, debido a la asimetna de la porcion curvada de acuerdo con la invencion, la longitud de la porcion curvada central de la curva de entrada y la longitud de la porcion de curvatura central en la curva de salida no necesitan ser identicas. Una longitud total de una curva de entrada puede ser mayor que una longitud total de la curva de salida, de manera que una porcion de curvatura central pueda extenderse mas alla por el interior de la curva de entrada que por el interior de la curva de salida cuando se miden por distancias.
La seccion recta de la porcion curvada central presenta una longitud limitada y forma parte de la porcion curvada que contiene la curva de entrada y la curva de salida. De modo preferente, una seccion recta en la porcion curvada central cubre un maximo de un 20 a un 30 por ciento, de modo mas preferente un maximo de un 10 por ciento de la longitud de la porcion curvada central. La seccion recta puede estar enteramente dispuesta en la curva de entrada o enteramente en la curva de salida. De modo preferente enteramente en la curva de salida.
De acuerdo con un aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, la porcion curvada esta curvada en aproximadamente 160 grados y 200 grados. Una porcion curvada, que esta curvada en un angulo de entre aproximadamente 160 grados y aproximadamente 200 grados, sustancialmente forma un giro en U. De modo preferente, en los giros en U, esto es en las porciones de curvatura curvadas 180 grados, el tubo de entrada y el tubo de salida estan dispuestos en paralelo. En la porcion curvada que efectua un giro en U, o sustancialmente que efectua un giro en U, se facilita una disposicion muy estrecha del tubo de escape. Asf mismo, puede disponerse una disposicion en serie de dos o mas tubos de escape de acuerdo con la invencion. Esta disposicion en serie proporciona un conjunto muy compacto de un tubo de escape, especialmente un tubo terminal del sistema de escape de un vetnculo motorizado.
En algunas formas de realizacion preferentes del tubo de escape de acuerdo con la invencion, un radio de curvatura mas pequeno se dispone entre aproximadamente un 50 por ciento y aproximadamente un 85 por ciento de un angulo de curvatura total de la porcion curvada, de modo preferente entre aproximadamente un 50 por ciento y aproximadamente un 75 por ciento o entre aproximadamente un 55 por ciento y un 70 por ciento del angulo de curvatura. La cantidad de porcentaje del angulo curvado se mide desde una entrada de la porcion curvada o desde el extremo corriente arriba de la porcion curvada, respectivamente. En una porcion curvada en forma de giro en U (curvatura de 180 grados) se corresponde sustancialmente con el radio de curvatura mas pequeno que esta dispuesto entre aproximadamente 90 grados y aproximadamente 150 grados, de modo mas preferente entre aproximadamente 90 grados y aproximadamente 135 grados, por ejemplo entre aproximadamente 100 grados y 130 grados del giro en U. El grado del angulo curvado se indica tambien desde un extremo corriente arriba de la porcion curvada. En el extremo corriente arriba de la porcion curvada el angulo es de 0 grados y en el extremo corriente abajo de la porcion curvada el angulo es el angulo maximo de la curvatura, esto es, 180 grados en una curva que efectue un giro en U. Desplazando el radio de curvatura mas pequeno hasta una curva de salida, esto es, hasta una seccion mas corriente abajo de la porcion curvada con respecto a una lmea media o un eje geometrico intermedio, se tienen en cuenta las diferencias de las caractensticas del flujo entre una curva de entrada y una curva de salida. Especialmente, se consigue un efecto positivo sobre la separacion del flujo y con ello sobre el comportamiento del flujo y sobre el ruido del flujo en la curva de salida. Asf mismo, se puede conseguir mediante un radio de curvatura menor en la curva de salida una incurvacion abrupta en la seccion corriente abajo de la porcion curvada. De modo preferente, el radio de curvatura mas pequeno se localiza en una seccion de la porcion curvada, de modo preferente, una seccion corriente abajo de la lmea media, de modo mas preferente corriente abajo de un eje geometrico intermedio, y corriente arriba del extremo corriente abajo de la porcion curvada central. Mediante la provision de un radio de curvatura mas pequeno en solo una seccion localizada, se aprovecha el pequeno radio de curvatura local, sin embargo sin los inconvenientes de los pequenos radios de curvatura aplicados en porciones de tubo extensas, como por ejemplo en la separacion del flujo y en el ruido del flujo asociados con ello. Un pequeno diametro puede extenderse a lo largo de una extension lateral sustancialmente completa de la porcion curvada (lateral con respecto al plano de incurvacion) de manera que la porcion curvada sustancialmente presente una forma ovalada. Un diametro pequeno puede tambien extenderse solo parcialmente por dentro de la direccion lateral.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, una seccion transversal mayor de la porcion curvada esta dispuesta en la porcion curvada central. La seccion con la seccion transversal mayor puede corresponderse con la entera porcion curvada central. De modo ventajoso, la seccion con la seccion transversal mayor se corresponde con una parte solo de la porcion curvada central. De modo preferente, la seccion con la seccion transversal mayor sustancialmente se superpone con la seccion del tubo de escape de diametro mas
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pequeno. De modo preferente, se consigue una seccion transversal mayor ampliando la porcion curvada en direccion lateral (perpendicular a la direccion radial del plano de curvatura).
De modo preferente, una seccion transversal mayor es mayor con respecto a la seccion transversal de la entera porcion curvada, de modo ventajoso con respecto a la seccion transversal del entero tubo de escape. Mediante la provision de una seccion transversal de mayor amplitud que sea la mayor de la porcion curvada se puede reducir la velocidad del flujo, la separacion del flujo y el ruido del flujo. Dado que la incorporacion de pequenos diametros incrementan en terminos generarles la velocidad del flujo y el ruido del flujo, la seccion transversal de tamano ampliado dispuesta en la porcion curvada puede disminuir los efectos adversos del pequeno diametro del tubo de escape.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, la curva de salida que incluye la porcion curvada central incluye una relacion R/d menor de 1,5, por ejemplo menor o igual a 1. Aqm, d es el diametro del tubo de escape medido en el plano de curvatura. Con una relacion pequena de R/d pueden conseguirse radios de incurvacion pequenos posibilitando con ello la construccion de curvas abruptas y la fabricacion de sistemas de escape compactos.
Asf mismo, los pequenos diametros del plano de curvatura pueden reducir la separacion del flujo. Ambas caractensticas son las mas favorables si se incorporan en la porcion curvada, de modo preferente en la curva de salida o en la porcion de la curva central. Una relacion R/d pequena se dispone de modo preferente en solo algunas partes de la respectiva porcion curvada. Por tanto, las demas porciones de la porcion curvada pueden optimizarse con respecto a otras caractensticas de curvatura con el fin de conseguir una optimizacion global de la porcion curvada. Una relacion R/d de menos de 1,5 puede extenderse hasta un 60 por ciento de modo preferente hasta un 40 por ciento del angulo curvado de la curva de salida que incluya la porcion curvada central. En algunas formas de realizacion, hasta un 50 por ciento de la porcion curvada central presenta una relacion R/d de menos de 1,5. En algunas formas de realizacion, hasta la entera longitud de la porcion curvada central de la curva de salida comprende una relacion R/d menor de 1,5, por ejemplo entre 80 y 100 por ciento del angulo de curvatura de la porcion curvada central de la curva de salida.
De modo ventajoso, una relacion R/d de 1 o menor se dispone sobre una seccion pequena de la curva de salida o sobre unicamente la porcion curvada central. De modo preferente, una relacion R/d menor de 1 se dispone en la porcion curvada central de solo la curva de salida. Por ejemplo, la porcion curvada central de la curva de salida comprende un valor R/d de 1 o inferior en un margen de entre aproximadamente un 1 por ciento y un 30 por ciento del angulo de curvatura de la porcion curvada central de la curva de salida, de modo preferente en un margen de entre un 5 por ciento y un 20 por ciento.
De modo preferente, una relacion media R/d de la curva de entrada es mayor que una relacion R/d media de la curva de salida.
A partir de la tecnica anterior es conocido que con una curva con una relacion R/d de 1,5 o mayor es superior teniendo en cuenta la perdida de presion y el ruido del flujo en comparacion con las curvas con una relacion R/d de menos de 1. Sin embargo, debido a la estructura del tubo de escape de acuerdo con la invencion y segun se describe en la presente memoria, se ha encontrado que secciones localizadas de la porcion curvada pueden presentar unas relaciones R/d de menos de 1,5 o incluso de menos de 1. Debido a la aplicacion localizada de valores extremos o de valores considerados menos favorables, las caractensticas generales del tubo de escape se optimizan y mejoran con respecto a las curvas de tubos de escape de la tecnica anterior.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, la porcion curvada es simetrica con respecto al plano de curvatura. El plano de curvatura como plano de simetna para la porcion curvada permite una cierta regularidad del flujo de un fluido en la direccion del flujo de la porcion curvada o, de modo preferente, en el entero tubo de escape. De modo ventajoso, el plano de curvatura es un plano de simetna para el tubo de escape que incluye una porcion curvada asf como el tubo de entrada y de salida. Una disposicion simetrica tambien permite la fabricacion de la porcion curvada o del tubo de escape, respectivamente, por ejemplo para dos medias carcasas que podnan ser especulares la una de la otra. Dos medias carcasas pueden ser fijadas de manera conjunta para formar un tubo de escape, por ejemplo mediante soldadura o mediante el bloqueo mecanico.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, una curva interna curvada y una curva externa curvada de la curva de entrada y de la curva de salida medidas a lo largo del plano de curvatura no son axialmente simetricas entre sf con respecto a la lmea media o al eje geometrico intermedio, respectivamente, entre el tubo de entrada y el tubo de salida. Aqm, la curva de incurvacion interna de la curva de entrada no es axialmente simetrica con la curva interna de la curva de salida y la curva externa de la curva de entrada no es axialmente simetrica con la curva externa de la curva de salida.
Se disponen parametros y dimensiones de tubo localmente diferentes de forma que, por ejemplo, el radio de curvatura, el diametro o la seccion transversal a lo largo de la extension de la porcion curvada se dispongan de manera que la curva de entrada y la curva de salida presenten curvas internas diferentes y curvas externas al menos cuando se miden en el plano de curvatura. La provision de un radio de curvatura pequeno o el mas pequeno de la
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porcion curvada en un lado corriente abajo de la porcion curvada o en la porcion curvada central de la curva de salida puede proporcionar unas curvas internas y externas mas suaves y mas regulares de una curva de entrada que las curvas internas y externas de una curva de salida.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, la curva de entrada comprende un saliente en forma de nervio que se extiende a lo largo de una periferia externa de la curva de entrada. El saliente en forma de nervio esta dispuesto en el plano de curvatura que se extiende hasta una pequena extension con respecto a ambos lados del plano de curvatura y puede ser simetrica con respecto al plano de curvatura. El saliente en forma de nervio proporciona un espacio de expansion para el flujo de fluido que fluye por dentro de la porcion curvada. De modo preferente, el saliente en forma de nervio continua a lo largo de la curva de entrada y, de modo ventajoso, comienza en el extremo corriente arriba de la curva de entrada y se extiende por el interior de la porcion curvada central. De modo preferente, el saliente en forma de nervio no se extiende hacia el extremo corriente abajo de la curva de entrada.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, la curva de salida comprende un saliente que se extiende a lo largo de una periferia interna de la porcion curvada central de la curva de salida. El saliente esta dispuesto en el plano de curvatura que se extiende hasta cierto punto sobre ambos lados del plano de curvatura y puede ser simetrico con respecto al plano de curvatura. Un saliente en una curva de salida ejerce influencia sobre el comportamiento del flujo, especialmente puede reducir la separacion del flujo de fluido en la curva de salida. De modo preferente, el saliente esta dispuesto en al menos una primera parte de la curva de salida. El saliente puede estar dispuesto al menos parcialmente en la porcion curvada central de la curva de entrada adyacente al eje geometrico intermedio y puede extenderse mas alla hasta el interior de la curva de salida. De modo preferente, el saliente no se extiende hasta el extremo mas corriente abajo de la curva de salida. De modo preferente, el saliente presenta una estructura lisa, al menos en una direccion del flujo, con el fin de reducir la resistencia del flujo. De modo preferente, el saliente esta disenado de forma que suministre un flujo sustancialmente laminar en la porcion curvada alrededor del saliente, de modo preferente de manera que se minimicen la separacion del flujo y la recirculacion.
La porcion curvada, o tambien el tubo de escape, pueden estar provistos de otros salientes o proyecciones. De modo preferente, dichas proyecciones o salientes estan dispuestas de forma simetrica con respecto a la direccion del flujo.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, una curva externa de la curva de salida sustancialmente es una prolongacion de una lmea periferia externa del tubo de salida en la zona corriente abajo de la curva de salida. Aqrn, la curva externa y la lmea periferica externa son, de modo preferente, medidas en el plano de curvatura. Si la curva externa de la curva de salida sustancialmente es una prolongacion de la lmea periferica externa de la curva de salida, la curva de salida y el tubo de salida pueden convertirse en similares o identicos desde el punto de vista de su diametro y de la direccion del flujo al menos en una zona corriente abajo de la curva de salida. Debido a la misma direccion sustancialmente mas larga del flujo en el tubo de salida y en una zona corriente abajo de la curva de salida, la curva de salida efectua un giro abrupto, de modo preferente ya en la porcion curvada central. Despues del giro abrupto, de modo ventajoso la direccion del flujo sustancialmente se corresponde con la direccion del flujo del tubo de salida dispuesto corriente abajo de la curva de salida. De modo preferente, el tubo de salida es un tubo recto de forma que una curva externa de la zona corriente abajo de la curva de salida describa tambien una curva sustancialmente recta.
De acuerdo con otra forma de realizacion del tubo de escape de acuerdo con la invencion, la curva externa de la curva de salida se extiende radialmente sobre una lmea periferica externa del tubo de salida, de modo preferente en una zona corriente abajo de la curva de salida. En estas formas de realizacion, la porcion curvada describe una curva en saliente en la curva de salida con respecto a la curva simetrica con un radio de curvatura constante. De modo preferente, la extension radial de la curva externa sobre la lmea periferica externa del tubo de salida es inferior en un 80 por ciento con respecto a una distancia entre el eje geometrico central, o una lmea neutral, respectivamente, y una periferia externa del tubo de salida, de modo mas preferente inferior a un 40 por ciento.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, la porcion curvada central comprende una seccion central. Una seccion recta en la porcion curvada central posibilita una mayor flexibilidad de diseno y de disposicion de la curva de entrada y de la curva de salida, especialmente con curvas con angulos de curvatura considerables, por ejemplo curvas en forma de giro en U. Una seccion recta en la porcion curvada central puede tambien proporcionar una cierta estabilizacion o un preacondicionamiento del flujo despues de haber pasado por la curva de entrada y antes de entrar en la curva de salida.
De acuerdo con otro aspecto del tubo de escape de acuerdo con la invencion, un tamano de una seccion transversal vana entre al menos un elemento entre el tubo de entrada, la porcion curvada y el tubo de salida. De modo preferente, el tamano de la seccion transversal del tubo de escape vana a lo largo de la extension del tubo de escape. De modo preferente, el tamano de una seccion transversal vana entre la porcion curvada y el tubo de entrada y de salida. De modo preferente, los tamanos de las secciones transversales del tubo de entrada y de salida son identicos. Sin embargo, los tamanos de las secciones transversales entre el tubo de entrada y de salida pueden variar. De modo preferente, los tamanos del tubo de entrada y del tubo de salida vanan como maximo en torno hasta
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un 20 por ciento, por ejemplo de un 5 hasta un 15 por ciento. El tamano de una seccion transversal puede variar entre las porciones individuals del tubo de escape y tambien dentro de la porcion curvada, dentro del tubo de entrada y dentro del tubo de salida. De modo preferente, el tamano de la seccion transversal de la porcion curvada vana a lo largo de la extension de la porcion curvada.
El tubo de escape de acuerdo con la invencion, puede, por ejemplo, ser utilizado en un sistema de escape de un motor, de modo preferente de un vehmulo motorizado. Un sistema de escape comprende al menos uno de los tubos de escape de acuerdo con la invencion. De modo preferente el tubo de escape de acuerdo con la invencion esta dispuesto dentro de un silenciador o en emplazamientos en el sistema de escape en los que se efectuan importantes contribuciones al ruido del flujo total y al sistema de escape.
La invencion se describe ademas con respecto a formas de realizacion que se ilustran mediante los siguientes dibujos. En los que:
La Fig. 1 la Fig. 2 la Fig. 3 la Fig. 4
las Figs. 5, 6
la Fig. 7 la Fig. 8
muestra un tubo de escape de diametro reducido en la porcion curvada y un radio constante curvado;
muestra una forma de realizacion de un tubo de escape de acuerdo con la invencion;
muestra una vista sobre el tubo de escape de la Fig. 2 cortada a lo largo de la lmea 500;
es un dibujo esquematico de una forma de realizacion del tubo de escape de acuerdo con la invencion con un radio de curvatura en la curva de entrada y en la curva de salida;
muestran lmeas perifericas de secciones transversales de una curva de salida (Fig. 5) y de una curva de entrada (Fig. 6);
muestra una forma de realizacion del tubo de escape curvado en un angulo de 135 grados;
muestra un comportamiento de diversos parametros de curvatura de una forma de realizacion de un tubo de escape con un giro en U de 180 grados.
En la Fig. 1 se muestra un corte a traves de un tubo de escape con un tubo 1 de entrada circular, una porcion 3 curvada ovalada y un tubo 2 de salida circular a lo largo del plano de curvatura uniforme del tubo de escape. El tubo de escape comprende un giro en U de 180 grados y es una imagen especular con respecto a la lmea media 300, esto es, con respecto al lado de entrada y de salida del tubo de escape. La lmea 4 neutral del tubo de escape indica el eje geometrico central a lo largo del tubo. El eje geometrico 4 neutral esta igualmente separado de una lmea 110 periferica externa y de una lmea 112 periferica interna del tubo de escape, correspondiente a la curva interna y a la curva externa de la porcion 2 curvada. En el tubo 1 de entrada y en el tubo 2 de salida, la lmea 4 neutral se corresponde con el eje geometrico rotacional de los tubos. Los tubos 1, 2 de entrada y salida son tubos rectos con el mismo diametro D. La porcion 3 curvada presenta un diametro d mas pequeno en el plano de curvatura (correspondiente al plano del dibujo) que el diametro D de los tubos 1, 2 de entrada y salida. Por consiguiente, las secciones 13, 14 de transicion conformadas de manera conica entre las lmeas 100 y 200 estan dispuestas entre el tubo 1 de entrada y la porcion 3 curvada, asf como entre la porcion 3 curvada y el tubo 2 de salida. La porcion 3 curvada esta dividida en una curva 30 de entrada y una curva 31 de salida, que son tambien simetricas con respecto a la lmea media 300. La curva 30 de entrada se extiende desde la lmea 200, o desde el extremo corriente abajo de la seccion 13 de transicion, hasta la lmea media 300. La curva 31 de salida se extiende desde la lmea media 300 hasta la lmea 200 o hasta el extremo corriente arriba de la seccion 14 de transicion, respectivamente. Cada curva de entrada y cada curva de salida cubren 90 grados del angulo de curvatura de 180 grados. El radio R curvado de la porcion 3 curvada es constante y presenta la misma longitud que un "radio" de los tubos de entrada y salida, respectivamente. Dicho "radio" se corresponde con la distancia 21 entre la lmea media 300 y la lmea 4 neutral.
Sobre el lado a mano derecha de la Fig. 1 se muestra una vista sobre la porcion 3 curvada del tubo de escape de la Fig. 1 cortada a lo largo de la lmea 100. La porcion curvada presenta una seccion transversal ovalada constante a lo largo de la porcion curvada. Con el fin de compensar el diametro reducido de la porcion curvada, la extension lateral de la porcion curvada en una direccion perpendicular a la posicion de curvatura resulta potenciada de forma que ligeramente sobrepase el diametro D de los tubos de entrada y salida en la direccion lateral.
En la Fig. 2 se muestra una vista sobre un corte a traves de un tubo de escape a lo largo de su plano de curvatura uniforme. El tubo de escape comprende unos tubos 1, 2 de entrada y salida rectos y una porcion 3 curvada dispuesta entre los tubos 1,2 de entrada y salida. Los tubos 1, 2 de entrada y salida estan dispuestos en paralelo de manera que el tubo de escape efectua un giro en U de 180 grados. La porcion 3 curvada esta separada del tubo 1 de entrada y del tubo 2 de salida por la lmea 500 de separacion. La lmea 500 de separacion es perpendicular a la lmea media 300 (y el eje geometrico 350 intermedio segun se aprecia mas adelante) y cruza el tubo de escape en una posicion en la que el tubo de escape comienza a curvarse en una posicion en la que el tubo de escape deja de incurvarse.
La porcion 3 curvada no es simetrica con respecto a la lmea media 300. La lmea media 300 describe la lmea central entre los tubos 1, 2 de entrada y salida y esta dispuesta de manera equidistante de los tubos 1, 2 de entrada y
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salida. Por tanto, la porcion curvada se divide en la curva 30 de entrada y la curva 31 de salida por el eje geometrico 350 intermedio y no por la lmea 300 media. Si se divide por el eje geometrico 350 medio, la curva 30 de entrada y la curva 31 de salida cubren cada una 90 grados del angulo de curvatura total, correspondiente al 50 por ciento del angulo de curvatura tambien se incurva con mas o menos un angulo de curvatura de 180 grados. El eje geometrico 350 intermedio se situa en paralelo con la lmea media 300 pero se desplaza hasta un lado de salida de la porcion 3 curvada. La curva 30 de entrada se extiende desde la lmea 500 de separacion, esto es, desde el extremo corriente abajo del tubo 1 de entrada hasta el eje geometrico 350 intermedio. La curva 31 de salida se extiende desde el eje geometrico 350 intermedio hasta la lmea 500 de separacion, esto es, hasta el extremo corriente arriba del tubo 2 de salida. Una direccion del flujo se indica mediante las flechas 10.
Los tubos 1, 2 de entrada y salida presentan el mismo diametro D. La curva 30 de entrada y la curva 31 de salida presentan diametros 61, 60, 62 variables a lo largo de la extension de las porciones respectivas curvadas. Un diametro 60 mas pequeno esta dispuesto en una porcion 32 curvada central de la porcion curvada, aqu sobre el eje geometrico 350 intermedio. La porcion 32 curvada central se extiende desde el eje geometrico 350 intermedio hasta un lado corriente arriba y corriente abajo hasta el interior de la curva 30 de entrada y hasta el interior de la curva 31 de salida. De modo preferente, hasta aproximadamente un 50 por ciento de las respectivas curvas. El radio 40 de curvatura mas pequeno esta dispuesto en la curva 31 de salida, por ejemplo del orden de entre aproximadamente un 20 por ciento y un 60 por ciento de la curva de salida, por ejemplo entre un 30 y un 45 por ciento de la curva de salida del angulo de curvatura, respectivamente cuando son medidos a partir del eje geometrico 350 intermedio.
La curva 31 de salida lleva desarrolla un giro mas abrupto que la curva 30 de entrada. Un fluido fluye por dentro de la direccion del flujo de entrada hasta el interior de la curva de entrada. El fluido fluye de una manera mas bien uniforme a traves de la curva 30 de entrada y, a continuacion, se dirige a la direccion opuesta del flujo de salida por dentro de la curva 31 de salida de una forma mas abrupta. Debido a los radios de curvatura genericamente mas pequenos en la curva 31 de salida que en la curva 30 de entrada, una direccion de flujo puede corresponderse con la direccion de flujo del tubo 2 de salida ya en una seccion corriente abajo de la curva 31 de salida proxima a la lmea 500 de separacion. De esta forma, se espera un fluido reducido o ningun flujo de separacion y, por tanto, no se esperan ningun ruido elevado de flujo en esta seccion corriente abajo de la curva 31 de salida.
Debido a la disposicion asimetrica de la curva 30 de entrada y de la curva 31 de salida tambien las respectivas curvas internas 312, 313 y las respectivas curvas 310, 311 externas son asimetricas entre sf con respecto al eje geometrico 350 intermedio.
De modo preferente, la porcion 3 curvada es simetrica con respecto al plano de curvatura, el cual se corresponde con el plano del dibujo en esta forma de realizacion. Asf mismo los tubos 1, 2 de entrada y salida se situan en el plano de curvatura y, de modo preferente, de manera simetrica con respecto al plano de curvatura.
En la porcion 32 de curvatura central y en la curvatura 31 de salida se puede apreciar una proyeccion 321 dispuesta sobre el lado interno de la porcion 3 curvada. En la seccion de la porcion curvada provista de la proyeccion, el diametro de la porcion curvada es pequeno en el plano 600 de curvatura pero es de mayor tamano en las zonas mas laterales de la porcion 3 curvada. La proyeccion 321 esta formada por unas porciones de pared lisas al menos en una direccion del flujo, para minimizar la separacion del flujo.
La Fig. 3 muestra la vista sobre la porcion 3 curvada de por ejemplo el tubo de escape de la Fig. 2 cortada a lo largo de la lmea 500 de separacion con los tubos de entrada y salida circulares. El extremo mas corriente arriba de la curva 30 de entrada presenta la seccion transversal circular del tubo 1 de entrada. El extremo mas corriente abajo de la curva 31 de salida presenta la seccion transversal circular del tubo 2 de salida. La extension lateral de la porcion curvada (perpendicular al plano 600 de curvatura) muestra un aumento 314 continuo hasta aproximadamente una posicion correspondiente a una posicion ligeramente corriente arriba de la lmea intermedia 300 de la Fig. 2. Avanzando aun mas corriente abajo, la extension lateral permanece sustancialmente constante en la porcion 32 curvada central hasta que la curva 31 de salida alcanza el nivel 315 del tubo de salida. La curva 31 de salida realiza entonces un giro brusco, mientras que la extension lateral continuamente disminuye hacia la extension lateral del tubo de salida. La seccion transversal de la porcion curvada puede ser sustancialmente ovalada, sin embargo, puede estar provista de una proyeccion 321 o de un saliente como se describe en la Fig. 6. La porcion 3 curvada es simetrica con respecto al plano de curvatura indicado por la lmea 600.
Asf, un fluido fluye por dentro de la curva de entrada de la porcion curvada de manera mas bien suave, pero esta siendo preparada para la curva de salida y para la curva mas abrupta dispuesta en ese punto. Por tanto, se puede impedir la separacion del flujo, especialmente la separacion del flujo temprano, o puede posponerse o impedirse la separacion del flujo.
La Fig. 4 es un dibujo esquematico de una forma de realizacion de un tubo de escape de acuerdo con la invencion con un radio 41 de curvatura para la curva 30 de entrada y un radio 42 de curvatura para la curva 31 de salida. Un radio 42 de la curva de salida se corresponde con el radio de curvatura mas pequeno. La lmea 500 de separacion de nuevo indica la transicion entre los tubos 1, 2 de entrada y salida y la porcion 3 curvada. La lmea 500 de separacion de nuevo esta dispuesto en perpendicular a la lmea 4 neutral y cruza la parte de entrada del tubo de escape en la posicion en la que comienza a curvarse el tubo de escape. Debido a la seccion 35 recta dispuesta en la curva 31 de
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salida (descrita mas adelante) la curva de salida ya ha desarrollado su curvatura completa cuando la lmea 500 de separacion cruza la parte de salida del tubo de escape.
El radio 41 curvado de la curva 30 de entrada se corresponde con la distancia de la lmea 4 neutral (eje geometrico rotacional para un tubo circular) del tubo 1 de entrada y del eje geometrico 350 intermedio. La porcion 3 curvada comprende una seccion 34 recta, que esta dispuesta en la porcion 32 curvada central adyacente a la curva 30 de salida. La seccion 34 recta formar parte de la curva 31 de salida. La curva 31 de salida comprende una seccion 36 con un radio 42 curvado de salida, mas pequeno que el radio 41 curvado de la curva 30 de entrada. La curva de salida comprende tambien una seccion 35 sustancialmente recta dispuesta en posicion adyacente a la porcion 36 curvada y directamente corriente arriba de la lmea 500 de separacion, esto es, adyacente al tubo 2 de salida en una direccion corriente arriba.
La forma de realizacion de la Fig. 4 se desarrolla con un eje geometrico 350 intermedio que separa la curva de entrada y la curva de salida. Sin embargo, tambien puede desarrollarse una forma de realizacion con un radio 41 de curvatura de entrada y un radio 42 de curvatura de salida, donde la curva de entrada y la curva de salida esten separados por la lmea media 300, que no resulta desplazada hacia el lado de salida del tubo de escape como el eje geometrico 350 intermedio.
Las Fig. 5 y Fig. 6 muestran la periferia externa de una seccion transversal a traves de una curva 31 de salida y a traves de una curva 30 de entrada, por ejemplo de la forma de realizacion mostrada en la Fig. 2. Las secciones transversales son a traves de un plano perpendicular a la lmea 4 neutral que se extiende desde y por el interior del plano del dibujo.
La seccion transversal de la Fig. 5 muestra la forma externa del tubo de escape en una zona corriente abajo de la porcion curvada central. Mientras la forma del tubo es genericamente ovalada, la curva 313 interna comprende una proyeccion 321. La proyeccion 321 puede extenderse aproximadamente a mitad de camino hasta el interior de la direccion de la lmea neutral o radialmente hacia dentro, respectivamente. La proyeccion 321 tambien se extiende hasta ambos lados hasta el interior de la direccion lateral, lateral con respecto al plano 600 de curvatura. A lo largo de determinada extension del tubo de escape en la porcion curvada central de la curva de salida, el diametro 303 de la curva de salida puede ser aproximadamente la mitad de la extension 304 lateral de la curva de salida, como se muestra en la Fig. 5.
La seccion transversal de la Fig. 6 muestra la forma externa del tubo de escape en una zona corriente arriba de la curva de entrada, la curva 310 externa comprende un saliente 320. El saliente 320 puede extenderse como una nervio a lo largo del tubo desde sustancialmente el extremo corriente arriba del tubo de entrada hasta el interior de la direccion de la lmea media o del eje geometrico intermedio, respectivamente. La vista 320 se extiende tambien por dentro de una direccion lateral, lateral con respecto al plano 600 de curvatura.
Las secciones transversales mostradas en las Fig. 5 y Fig. 6 son simetricas con respecto al plano 600 de curvatura.
En la Fig. 7 se muestra un tubo de escape, en el que la porcion 3 curvada que desarrolla un angulo de 135 grados esta dispuesta entre el tubo 1 de entrada y el tubo 2 de salida. La curva 30 de entrada y la curva 31 de salida estan separadas por el eje geometrico 350 intermedio que es paralelo a la lmea intermedia 300 pero que de nuevo es desplazada hacia la zona corriente abajo del tubo de escape. Las lmeas 550 de separacion indican el inicio y el final de la porcion curvada. La curva 30 de entrada presenta un radio 41 de curvatura mayor que el radio 42 de la curva de salida. Una proyeccion 321 esta dispuesta corriente abajo de la lmea intermedia 300.
En la Fig. 8 se trazan parametros curvados, como por ejemplo el radio R curvado, el diametro d, la seccion S transversal, y las relaciones R/d para una forma de realizacion de un tubo de escape, que desarrolla, de modo preferente, un giro en U, por ejemplo de una forma de realizacion similar a la mostrada en la Fig. 2. Todos los parametros son medidos en el plano de curvatura y pueden variar para la porcion curvada situada por fuera del plano de curvatura. A lo largo del eje geometrico 7 de fondo se indican valores para la porcion curvada de 0 por ciento de un angulo curvado hasta un 100 por ciento de un angulo curvado, esto es, desde la entrada de la curva de entrada hasta la salida de la curva de salida. Las curvas trazadas estan a escala o normalizadas respecto de los valores d0 (diametro), S0 (seccion transversal), R0 (radio) del tubo de entrada antes del inicio de la porcion curvada. La curva 5 representa la seccion transversal y la curva 6 representa el diametro de la porcion curvada en el plano de curvatura. El diametro 60 mas pequeno en el plano de curvatura sustancialmente coincide con la seccion 50 transversal mayor del mismo emplazamiento en la porcion curvada. Ello resulta favorable, en cuanto el diametro pequeno y el diametro de mayor tamano ofrecen efectos positivos sobre la atenuacion de los sonidos de baja frecuencia y al ruido del flujo. El diametro 60 mas pequeno y la seccion 50 transversal de mayor tamano estan basicamente dispuestas en aproximadamente un 50 por ciento del angulo de curvatura. El diametro 60 mas pequeno es un valor mas localizado de alrededor de un 50 por ciento del angulo curvado en comparacion con la seccion transversal de mayor tamano. La seccion transversal de mayor tamano se extiende desde aproximadamente un 20 hasta aproximadamente un 30 por ciento del angulo de curvatura alrededor de la mitad de la curvatura, esto es, alrededor del 50 por ciento. La seccion 50 transversal de mayor tamano, o su centro, esta dispuesta en un pequeno porcentaje antes, esto es, de la corriente abajo del 40 por ciento de la posicion de la curva, por ejemplo, alrededor de un 45 por ciento. Las curvas del diametro 6 y de la seccion 5 transversal no son simetricas con respecto a la
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parte media de la curvatura en un 50 por ciento. La seccion transversal crece mas rapidamente hacia el 50 por ciento, esto es, en la curva de entrada y disminuye posteriormente en la curva de salida, por ejemplo, solo despues de un 60 por ciento del angulo de curvatura. El diametro 6 disminuye mas progresivamente en la curva de entrada con respecto al 50 por ciento y disminuye en la curva de salida justo despues del 50 por ciento del angulo de curvatura.
La curva 4 indica los radios de curvatura locales de la porcion curvada. En general, la curva de salida presenta unos radios de curvatura menores que la curva de entrada. Especialmente, el radio 40 de curvatura mas pequeno es desplazado con respecto a la curva de salida, esto es, hasta una zona de > un 50 por ciento hasta una zona entre aproximadamente un 55 por ciento y aproximadamente un 65 por ciento del angulo de curvatura. Los radios de curvatura mayores de la curva de entrada estan dispuestos de entre alrededor de un 5 y un 35 por ciento del angulo curvado.
Tambien se representa en el diagrama una curva 8 para la relacion R/d para una forma de realizacion de la porcion curvada de acuerdo con la invencion. La curva 8 principalmente sigue la curva 4 para los radios curvados. Esto es, la curva de entrada presenta como media unas relaciones R/d mayores que la curva de salida. Las relaciones R/d mayores de 1,5 localmente tambien hasta 12, estan presentes en la curva de entrada. Unas secciones mas extendidas de la curva de salida presentan una relacion R/d de menos de 1,5 incluso menores de 1, localmente aproximadamente un 0,5. La seccion con una relacion R/d menor de 1,5 se extiende desde aproximadamente un 53 por ciento hasta aproximadamente un 75 por ciento del angulo de curvatura. Una R/d menor de 1 completamente se situa en la porcion curvada central de la curva de salida desde aproximadamente un 55 por ciento hasta aproximadamente un 70 por ciento del angulo de curvatura.
Las diferencias mas significativas del comportamiento del radio 4 de curvatura o tambien del diametro 6 en la relacion 8 R/d se producen en la porcion curvada central. Una diferencia significativa entre el comportamiento del radio 4 de curvatura y la relacion 8 R/d puede apreciarse aproximadamente en un 30 por ciento y un 60 por ciento del angulo de curvatura. Especialmente, en una zona en aproximadamente un 40 por ciento, el radio de curvatura ya disminuye hasta su valor 40 mmimo en alrededor de un 60 por ciento, mientras que la relacion /R sigue siendo mayor que un 1,5 hasta un 50 por ciento del angulo de curvatura. Asf se alcanza un diametro antes de que se alcance un mmimo del radio de curvatura lo que conlleva unas pendientes diferentes entre la curva 4 para los radios de curvatura y la curva 8 para la relacion R/d.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. - Tubo de escape que comprende un tubo (1) de entrada, un tubo (2) de salida y una porcion (3) curvada dispuesta entre el tubo de entrada y el tubo de salida,
    comprendiendo la porcion curvada una curva (30) de entrada y una curva (31) de salida, en el que una porcion (32) curvada central es una seccion intermedia de la curva de entrada y de la curva de salida y en el que la curva de entrada y la curva de salida cubren un 50 por ciento del angulo de curvatura total cubierto por la porcion (3) curvada,
    caracterizado porque un diametro (60) mas pequeno de la porcion curvada medido en el plano (600) de curvatura esta dispuesto en la porcion (32) curvada central, y porque un radio (R) de curvatura de la porcion (3) curvada vana a lo largo de la porcion curvada de forma que un radio (41) de curvatura de la curva (30) de entrada es mayor que el radio (42) de curvatura de la curva (31) de salida.
  2. 2. - Tubo de escape de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la porcion (3) curvada esta curvada en un angulo aproximado entre 160 grados y 200 grados.
  3. 3. - Tubo de escape de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que un radio (40) de curvatura mas pequeno esta dispuesto entre aproximadamente un 50 por ciento y aproximadamente un 85 por ciento de un angulo de curvatura total de la porcion (3) curvada.
  4. 4. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una seccion (50) transversal de mayor tamano de la porcion (3) curvada esta dispuesta en la porcion (32) curvada central.
  5. 5. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la porcion (31) de salida que incluye la porcion (32) curvada central comprende una relacion R/d inferior a 1,5, por ejemplo, inferior o igual a 1, siendo d el diametro del tubo de escape medido en el plano (600) de curvatura.
  6. 6. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la porcion (3) curvada es simetrico con respecto al plano (600) de curvatura.
  7. 7. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la curvatura (312, 313) interna y la curvatura (310, 311) externa de la curva (30) de entrada y de la curva (31) de salida medidas a lo largo del plano (600) de curvatura no son axialmente simetricas entre sf con respecto a una lmea media (300) o a un eje geometrico (350) intermedio entre el tubo (1) de entrada y el tubo (2) de salida.
  8. 8. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la curva (30) de entrada comprende un saliente (320) en forma de nervio que se extiende a lo largo de una periferia externa de la curva de entrada.
  9. 9. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la curva (31) de salida comprende una proyeccion (321) que se extiende a lo largo de una periferia interna de la porcion (32) curvada central.
  10. 10. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la curvatura (310, 311) externa de la curva (31) de salida sustancialmente es una prolongacion de la lmea (110) periferica externa del tubo (2) de salida en una zona corriente abajo de la curva de salida.
  11. 11. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la porcion (32) curvada central comprende una seccion (35) recta.
  12. 12. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la curvatura (310, 311) externa de la curva (31) de salida se extiende radialmente sobre una lmea (110) periferica externa del tubo (2) de salida.
  13. 13. - Tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un tamano de la seccion (S) transversal vana entre al menos el tubo (1) de entrada, la porcion (3) curvada y el tubo (2) de salida.
  14. 14. - Sistema de escape que comprende al menos uno de los tubos de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
  15. 15. - Uso del tubo de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en un sistema de escape de un motor de combustion.
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