ES2709440T3

ES2709440T3 - Sistema de escape para un motor de automoción de combustión interna

Info

Publication number: ES2709440T3
Application number: ES15002654T
Authority: ES
Inventors: Igor Akrapovic; Jaka Klemenc; Gasper Sedej; Simon Vipavec
Original assignee: Akrapovic D D
Current assignee: Akrapovic D D
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2035-09-10
Also published as: CN108138637B; MD3347579T2; EP3347579A1; RU2018109772A; SI3141720T1; JP2018526583A; HUE043053T2; DK3347579T3; MA44904A; HRP20190115T1; EP3141720B1; US10605133B2; ES2759364T3; LT3141720T; ME03577B; BR112018004784B1; EP3141720A1; RU2719755C2; HUE047884T2; JP6804539B2

Abstract

Sistema de escape (1) para un motor de automoción de combustión interna (3), tal como un motor en V o un motor tipo bóxer, que comprende: un conducto de escape izquierdo (5) conectable a un grupo izquierdo de cilindros (35) del motor de automoción de combustión interna (3) y un conducto de escape derecho (7) conectable a un grupo derecho de cilindros (37) del motor de automoción de combustión interna (3), comprendiendo cada conducto de escape (5, 7) una estructura de conducto que define - una entrada de conducto (51, 71) para recibir gas de escape expulsado desde el grupo de cilindros al que es conectable el conducto de escape (5, 7); y - al menos dos salidas de escape (53, 53a, 53b, 73, 73a, 73b), en particular, una salida de escape principal (53a, 73a) y una salida de escape de desviación (53b, 73b), abiertas a la atmósfera; en el que cada conducto de escape (5, 7) además comprende - un dispositivo de válvula (13, 52, 72) para abrir y/o cerrar una abertura de conducto dispuesta entre la entrada de conducto (51, 71) y una de las al menos dos salidas de escape (53, 73), de modo que, en el estado abierto del 20 dispositivo de válvula (13), el gas de escape es transferible desde la entrada de conducto (51, 71) a las al menos dos salidas de escape (53a, 53b, 73a, 73b), y de modo que, en el estado cerrado del dispositivo de válvula (13), se impide que el gas de escape fluya desde la entrada de conducto (51, 71a ) preferiblemente exactamente una de las al menos dos salidas de escape, en particular, la salida de escape principal (53a, 73a); y - al menos una conexión para transferir gas de escape entre los conductos (5, 7); caracterizado por que dicho sistema de escape (1) comprende al menos un elemento de válvula (93, 93b, 95, 97) para abrir y/o cerrar la al menos una conexión; en el que el sistema de escape comprende una unidad de control (11) adaptada para controlar el elemento de 30 válvula (9) así como el dispositivo de válvula (13) según al menos una de las siguientes configuraciones: a. conexión cerrada y aberturas del conducto de escape derecha e izquierda abiertas; b. conexión abierta y aberturas del conducto de escape derecha e izquierda abiertas; y/o c. conexión abierta y aberturas del conducto de escape derecha e izquierda completamente cerradas; y en el que la unidad de control (11) está adaptada para controlar el elemento de válvula (9) así como el dispositivo de válvula (13) según al menos una de las siguientes configuraciones adicionales: d. conexión abierta y aberturas del conducto de escape derecha y/o izquierda parcialmente cerradas; y/o e. conexión abierta y una abertura de conducto de escape abierta, la otra abertura de conducto de escape completamente cerrada.

Description

DESCRIPCION

Sistema de escape para un motor de automocion de combustion interna

La invencion se refiere a un sistema de escape para un motor de automocion de combustion interna, tal como un motor en V o un motor tipo boxer. Los motores tfpicos de automocion de combustion interna de alto rendimiento tienen un grupo izquierdo de cilindros y un grupo derecho de cilindros, cada uno de los cuales es conectable a un conducto de escape izquierdo o derecho individual. En dicho sistema de escape cada conducto de escape, el conducto de escape izquierdo y el conducto de escape derecho, comprenden una estructura de conducto que define una entrada de conducto dentro de la cual se inyecta el gas de escape desde el grupo de cilindros izquierdo o derecho respectivo y una o mas salidas de escape que se abren a la atmosfera para la liberacion de gas de escape desde el sistema de escape.

Cada conducto de escape de dicho sistema de escape puede transcurrir desde su grupo de cilindros hacia su salida de escape sin ninguna conexion con el otro conducto. En dicha configuracion el gas de escape procedente del grupo de cilindros izquierdo es transportado exclusivamente a traves del conducto de escape izquierdo y exclusivamente a la abertura de escape izquierda. Al mismo tiempo, el gas de escape procedente del grupo de cilindros derecho es transportado a traves del conducto de escape derecho hacia la salida de escape derecha, exclusivamente. En tales sistemas, el gas de escape de uno de los conductos no es transferido al otro conducto. Sin embargo, para la mejora del rendimiento y para posibilitar una mejora del control sobre la emision de sonido del sistema, se han hecho sistemas de escape conocidos con uno o mas conductos de transmision de escape que conectan el conducto de escape izquierdo al conducto de escape derecho. Los conductos de transmision de gas de escape se disponen en los sistemas de escape de tal manera que conectan el conducto de escape izquierdo al conducto de escape derecho con una forma de H y pueden dotarse de una valvula para poder abrir y/o cerrar la transmision de gas de escape a traves del conducto de transmision de gas de escape.

Un diseno tfpico para una semejante salida de escape es conocido del documento US 7.703.574 B2 en el que el conducto de escape izquierdo se conecta al conducto de escape derecho con dos conductos de transmision, de modo que se forman dos transmisiones con forma de H, una de las cuales esta dispuesta relativamente proxima al motor y la otra de las cuales esta dispuesta mas proxima a las aberturas de escape.

El documento DE 102012003301 A1 se refiere a un silenciador para el sistema de escape de un vehfculo motor. El documento US 2014/0166394 A1 se refiere a un sistema de escape para un motor de combustion interna.

El documento EP 2000643 A1 se refiere a un sistema de escape para un motor de combustion de un vehfculo a motor.

El documento JP 2007218174 A describe un sistema de escape variable capaz de obtener tanto la mejora de un efecto de pulsos del escape segun un estado de operacion de un motor de combustion interna como la reduccion de la contrapresion segun el estado de operacion con una construccion simple.

El documento JP H04 121407 A ensena como mejorar tanto el rendimiento de silenciamiento de un sistema de escape como el rendimiento de salida de un motor mediante la formacion de una ramificacion en un paso normalmente abierto y un paso de apertura/cierre en el que se interpone una valvula de apertura/cierre aguas abajo de un silenciador auxiliar provisto con una camara de residencia y que comunica el paso normalmente abierto y el paso de apertura/cierre con un par de silenciadores principales de diferentes clases.

Los sistemas de escape conocidos permiten algun control sobre la acustica del sistema de escape y pueden mejorar el rendimiento en estados de operacion especfficos del motor. Sin embargo, particularmente con altos parametros de operacion del motor, padecen significativas desventajas con respecto tanto a la emision sonora como al rendimiento. Con altos parametros de operacion del motor, los sistemas de escape anteriormente mencionados emiten un ruido continuo perturbador. Adicionalmente, el conducto de transmision induce turbulencias en las corrientes de gas de escape tanto en el conducto de escape izquierdo como en el derecho que limitan el rendimiento del motor y de los dispositivos silenciadores. La ganancia de rendimiento esta particularmente limitada si la cantidad de gas de escape que puede transferirse desde una via a la otra via es mas pequena de lo deseado.

Es un proposito de la invencion superar las desventajas de la tecnica anterior, particularmente proporcionar un sistema de escape mejorado para un motor de automocion de combustion interna, particularmente proporcionar un sistema de escape que sea mejor con relacion al control de la emision sonora mientras sea a la vez capaz de mejorar el rendimiento del motor.

Este proposito se resuelve mediante las caracterfsticas de las reivindicaciones independientes.

Segun un primer aspecto de la invencion, el sistema de escape para un motor de automocion de combustion interna, tal como un motor V6, un motor V8, otro motor en V, un motor tipo boxer, o similares, comprende un conducto de escape izquierdo conectable al grupo izquierdo de cilindros del motor de automocion de combustion interna y comprende un conducto de escape derecho que es conectable a un grupo derecho de cilindros del motor de automocion de combustion interna. Cada conducto de escape comprende una estructura de conducto que define una entrada de conducto para recibir el gas de escape expulsado desde el grupo de cilindros al que es conectable el conducto, al menos una apertura de salida de escape a la atmosfera, y un conducto de conexion que se extiende entre la entrada de conducto y la salida de escape. El conducto de conexion incluye una abertura de entrada para recibir gas de escape desde la entrada de conducto y una abertura de salida para transferir gas de escape hacia la abertura de escape o para intercambiar el gas de escape entre los conductos.

El conducto de escape izquierdo comprende una estructura de conducto izquierdo que define una entrada de conducto izquierdo para recibir el gas de escape expulsado desde el grupo izquierdo de cilindros al que es conectable el conducto de escape izquierdo, al menos una abertura de salida de escape izquierda a la atmosfera, y un conducto de conexion izquierdo que se extiende entre la entrada de conducto izquierdo y la salida de escape izquierda. Ademas, dicha conducto de conexion izquierdo incluye una abertura de entrada izquierda para la recepcion de gas de escape desde la entrada de conducto izquierdo y una abertura de salida izquierda para transferir gas de escape hacia la abertura de escape izquierda. El conducto de escape derecho comprende una estructura de conducto derecho que define una entrada de conducto derecho para recibir el gas de escape expulsado desde el grupo derecho de cilindros al que es conectable el conducto derecho, al menos una abertura de salida de escape derecha a la atmosfera, y un conducto de conexion derecho que se extiende entre la entrada de conducto derecho y la salida de escape derecha. El conducto de conexion derecho incluye una abertura de entrada derecha para la recepcion de gas de escape desde la entrada de conducto derecho y una abertura de salida derecha para transferir gas de escape hacia la abertura de escape derecha. Cada conducto de escape comprende asf dos estructuras de conducto individuales. Preferiblemente, las salidas de escape del conducto izquierdo y las salidas de escape del conducto derecho no son la misma. En particular, el conducto de conexion del conducto de escape izquierdo y el conducto de conexion del conducto de escape derecho no son el mismo.

En el primer aspecto de la invencion, el conducto de conexion izquierdo y el conducto de conexion derecho se unen para realizar una union de conductos de modo que los conductos de conexion forman una abertura de conexion comun para transferir gas de escape entre los conductos. La abertura de conexion del conducto de conexion izquierdo esta preferentemente unida inmediatamente a la abertura de conexion del conducto derecho para realizar una abertura de conexion comun. En particular, cada conducto de conexion define una superficie de conducto circunferencial respectiva en la que se forma una abertura de conducto respectiva de modo que el conducto de conexion izquierdo y el conducto de conexion derecho pueden unirse de modo que sus aberturas de conducto de conexion esten alineadas entre si. Dichas aberturas de conducto de conexion son preferiblemente del mismo tamano. El gas de escape puede preferiblemente ser transferido directamente entre los conductos a traves de la union de conductos. En particular, el gas de escape desde el grupo izquierdo de cilindros puede transferirse desde el conducto de conexion izquierdo a traves de la abertura de conexion comun al conducto de conexion derecho que pertenece al conducto de escape derecho. A la inversa, el gas de escape desde el grupo derecho de cilindros puede transferirse desde el conducto de conexion derecho a traves de la abertura de conexion comun al conducto de conexion izquierdo. Debido a dicha conexion inmediata a traves de la union de conductos, se evita un conducto de transferencia entre el conducto izquierdo y el conducto derecho y por ello el volumen muerto de un conducto de transferencia no se genera en un sistema de escape segun la invencion. Se ha demostrado que la transferencia directa de gas de escape entre los conductos mejora la cantidad de gas de escape que se transfiere desde un conducto al otro conducto durante parametros de operacion tfpicos del motor con respecto a un sistema de gas de escape comun que tiene una transmision con forma de H. Adicionalmente, se ha demostrado sorprendentemente que, en el sistema de escape segun la invencion, en el que se transfiere gas de escape directamente entre los conductos a traves de la abertura de conexion comun, los inconvenientes acusticos, particularmente el ruido continuo, con elevados parametros de operacion del motor pueden reducirse significativamente.

En el primer aspecto de la invencion, el sistema de escape comprende al menos un elemento de valvula para la apertura y/o cierre de la abertura de conexion comun. Preferiblemente el elemento de valvula puede controlarse para abrir o cerrar selectivamente la abertura de conexion comun. La abertura de conexion comun puede abrirse, abrirse parcialmente, cerrarse parcialmente, y/o abrirse completamente mediante un elemento de valvula, de modo que la transferencia o intercambio de gases de escape entre los conductos pueda controlarse ventajosamente para mejorar el rendimiento y/o para controlar y preferiblemente disminuir la emision sonora. Preferiblemente el sistema de escape comprende exactamente un elemento de valvula.

Una salida de escape es preferiblemente una abertura directa a la atmosfera pero podrfa ser tambien una abertura indirecta a la atmosfera, si entre la atmosfera y la salida de escape se dispone un dispositivo de manipulacion de gas de escape, tal como un silenciador o catalizador.

Preferiblemente, el tamano y/o la geometrfa del area de seccion transversal respectiva del conducto de conexion derecho y/o izquierda es esencialmente constante. En particular, el tamano y/o la geometrfa del area de seccion transversal respectiva del conducto de conexion derecho y/o izquierda en la abertura de conexion comun y perpendicular a la abertura de conexion comun es aproximadamente tan grande como la abertura de entrada y/o la abertura de salida del conducto.

En una realizacion preferente de la invencion, los conductos de conexion estan doblados, preferiblemente, de forma simetrica especular, en particular en angulo y/o curvadas. En particular, los conductos de conexion estan doblados de modo que la union de conductos tiene esencialmente forma de X. El volumen muerto de una union de conductos con forma de X con respecto al gas de escape que se transfiere entre un conducto izquierdo y un conducto derecho puede reducirse a un mfnimo.

Preferiblemente, pueden formarse un ramal anterior y un ramal posterior de un conducto de conexion, el conducto de conexion izquierdo o el conducto de conexion derecho, para formar un conducto de conexion con forma de V o forma de U (izquierda o derecha). Tal deformacion puede aplicarse preferiblemente tanto al conducto de conexion izquierdo como al derecho. Los conductos de conexion que forman la union de conductos pueden estar deformados preferiblemente de modo que los ramales anteriores del conducto de conexion implementan una forma de V y/o de modo que los ramales posteriores de los conductos de conexion esten formados en forma de V. Preferiblemente, un ramal anterior izquierdo esta dispuesto coaxialmente con respecto a un ramal anterior derecho y/o el ramal anterior del conducto de conexion derecho esta dispuesto coaxialmente con respecto al ramal posterior del conducto de conexion izquierdo. Los terminos "anterior" y "posterior" se usan con respecto al recorrido del flujo de gas de escape desde el motor a la salida de escape.

La union de conductos se disena particularmente de modo que un flujo pulsatil de gas de escape procedente de una abertura de entrada de un respectivo conducto de escape izquierdo o derecho impacta con un flujo pulsatil de gas de escape procedente de la otra abertura de entrada dentro de la union de conductos, preferiblemente, en su area de mezcla, de modo que el primer flujo pulsatil mencionado fuerza al otro fuera de la segunda abertura de entrada mencionada y hacia la abertura de salida del mismo lado del conducto y tambien hacia la abertura de salida del lado del conducto de la segunda abertura de entrada. En consecuencia, el flujo de gas de escape pulsatil que llega a la abertura de entrada derecha de la union de conductos puede ayudar al gas de escape a ser arrastrado desde la entrada de conducto izquierda a salir a traves del conducto de extraccion izquierdo, y viceversa. La union de conductos se disena para usar energfa preferiblemente de pulsos desde un conducto de escape (izquierdo o derecho) para acelerar el gas de escape procedente del conducto de escape opuesto (derecho o izquierdo). Esta funcion puede denominarse efecto de empuje-traccion (push-pull). Resulta que el efecto de empuje-traccion (pushpull) incrementa sustancialmente el rendimiento del motor.

En una realizacion del sistema de escape segun la invencion, la union de conductos es la unica conexion para la transferencia de gas de escape entre los conductos. Formar una union de conductos exclusiva con la abertura de conducto para transferencia de gases de escape desde el conducto de escape izquierdo al conducto de escape derecho, y viceversa, permite el control de la corriente de gas de escape a traves del conducto de una forma muy simple a la vez que eficiente. Al mismo tiempo pueden evitarse las interferencias negativas, que pueden tener lugar cuando se usan multiples conexiones entre los conductos. Estara claro que cualesquiera conexiones que transfieran gas despues de los cilindros en el sentido del flujo del gas no conectan los conductos de gas de escape dado que el gas de escape solo se genera en la combustion dentro de los cilindros. Adicionalmente, dado que los conductos de gas de escape terminan en las aberturas de salida de escape a la atmosfera, la atmosfera no ha de considerarse como parte del conducto de gas de escape.

En una realizacion preferente adicional del sistema de escape segun la invencion, que puede combinarse con cualquiera de las realizaciones preferentes anteriormente mencionadas, la abertura de conexion comun define un area de mezcla que es entre 0,25 veces y 4 veces, preferiblemente entre 0,5 veces y 2 veces mayor que, preferiblemente, entre 0,75 veces y 1,5 veces mayor que, en particular del mismo tamano que, un area de referencia definida por el area de seccion transversal de una seccion o secciones del conducto de escape izquierdo y/o derecho, preferiblemente, un area de referencia definida por la parte de conexion izquierda y/o derecha del mismo. El area de referencia se define en particular en la abertura de entrada o abertura de salida respectivas del conducto de conexion izquierdo o derecho, o se define por el valor medio de un area de seccion transversal del conducto de conexion izquierdo o derecho, en cualquier recorrido desde la abertura de entrada a la abertura de salida, el valor medio de ambas areas de seccion transversal de abertura de entrada y/o sus areas de seccion transversal de abertura de salida. El area de referencia puede definirse tambien como el area correspondiente a la suma de ambas secciones transversales de conductos de conexion perpendiculares al centro de la abertura de conexion comun. Se han conseguido por ejemplo buenas propiedades de transmision sonora con una union de conductos que tiene areas de mezcla que son del mismo tamano o mayores que el area de la suma de ambas secciones transversales de los conductos de conexion perpendiculares al centro de la abertura de conexion comun.

Segun otra realizacion de la invencion el al menos un elemento de valvula incluye un elemento de cierre, tal como una compuerta, un deslizador, o similares, para cubrir al menos el 50 %, preferiblemente al menos el 75 %, en particular al menos el 90 %, mas preferiblemente, la totalidad de un area de mezcla definida por la abertura de conexion comun. En particular el elemento de cierre comprende una abertura de desviacion. El elemento de cierre puede girarse preferiblemente, particularmente en un 90 %, para conmutar entre un estado completamente abierto y preferiblemente completamente cerrado.

Una realizacion preferente de un sistema de escape segun la invencion comprende al menos un dispositivo de valvula para inhibir la trayectoria del flujo de gas de escape, en particular para inhibir parcialmente la trayectoria del flujo y/o para inhibir completamente la trayectoria del flujo de gas de escape, dentro del conducto de escape izquierdo y/o dentro del conducto de escape derecho, en una abertura de conducto de escape respectiva entre la abertura de entrada y al menos una, en particular exactamente una, abertura de salida. Preferiblemente, el sistema de escape izquierdo comprende un dispositivo de valvula izquierdo y el sistema de escape derecho comprende un dispositivo de valvula derecho, en el que el dispositivo de valvula izquierdo y el dispositivo de valvula derecho estan estructuralmente separados entre si y/o son controlables, preferiblemente, son controlados, independientemente entre si. Segun otra realizacion adicional de la presente realizacion, el sistema de escape comprende exactamente un dispositivo de valvula para impedir la trayectoria del flujo de gas de escape a traves de tanto el conducto de escape izquierdo como el conducto de escape derecho, en el que en particular el dispositivo de valvula se realiza como parte de la union de conductos.

En un desarrollo adicional de la invencion, cada conducto de escape comprende ademas al menos un conducto de desviacion, preferiblemente exactamente un conducto de desviacion, que conduce a una segunda abertura de salida de escape a la atmosfera. La segunda salida de escape puede denominarse una salida de escape de desviacion y la otra, primera salida de escape puede denominarse la salida de escape principal. Preferiblemente, una salida de escape principal es mayor que una salida de escape de desviacion, en particular al menos 1,1 veces, 1,2 veces, 1,5 veces, 1,75 veces, 2 veces, 3 veces, 4 veces, 5 veces mayor que la salida de escape de desviacion con respecto a las areas de salida de las mismas.

La via de desviacion se ramifica en particular antes del dispositivo de valvula en el sentido del flujo y en particular antes de la union de conductos en el sentido del flujo. Para proporcionar un conducto de desviacion que se ramifique antes del dispositivo de valvula y/o de la union de conductos en el sentido del flujo, el gas de escape puede ser forzado hacia el interior del conducto de desviacion cerrando el dispositivo de valvula y/o la union de conductos para disminuir la emision sonora del sistema de escape.

En una realizacion adicional preferente de la invencion, el dispositivo de valvula esta incluido en la union de conductos, incluyendo la union de conductos un primer elemento de valvula y un segundo elemento de valvula. El primer y segundo elementos de valvula son en particular movibles independientemente el uno del otro. Preferiblemente, el primer y segundo elementos de valvula son movibles dependientemente entre ellos debido a una conexion mecanica y/o debido a la unidad de control que se adapta para controlar los elementos de valvula dependientemente entre ellos. Si los elementos de valvula solo son movibles de una manera dependientemente entre ellos, el control se simplifica y puede disminuirse el riesgo de errores de control. Un control independiente de los elementos de valvula permite por otro lado un amplio grado de libertad en el control de la corriente de gas de escape a traves del sistema de escape.

En un desarrollo preferente adicional de la invencion el primer elemento de valvula es un elemento de valvula izquierdo movil para abrir selectivamente la abertura de conexion comun y/o la abertura de conducto de escape izquierdo. En esta realizacion adicional, el segundo elemento de valvula es un elemento de valvula derecho movil para abrir selectivamente la abertura de conexion comun y/o la abertura de conducto de escape derecho.

En otro desarrollo adicional, el primer elemento de valvula esta formado por un elemento de valvula central para abrir o cerrar selectivamente la abertura de conexion comun. En este desarrollo adicional el segundo elemento de valvula esta formado por un elemento de valvula comun para abrir y cerrar ambas aberturas de conducto.

En otra realizacion preferente de la invencion en la que la union de conductos comprende un primer elemento de valvula y un segundo elemento de valvula, el primer elemento de valvula y el segundo elemento de valvula son rotables, siendo ambos elementos de valvula preferiblemente rotables alrededor del mismo eje de rotacion o siendo el primer elemento de valvula rotable alrededor de un primer eje de rotacion y siendo el segundo elemento de valvula rotable alrededor de un segundo eje de rotacion, siendo el primer eje de rotacion esencialmente paralelo al segundo eje de rotacion. Preferiblemente, el primer elemento de valvula y/o el segundo elemento de valvula comprenden un elemento de cierre excentrico tal como una tope, siendo dicho elemento de cierre excentrico excentrico con respecto al eje de rotacion del elemento de valvula respectivo. La distancia entre los dos ejes de rotacion paralelos, el primer eje de rotacion y el segundo eje de rotacion, puede ser aproximadamente dos veces la distancia del desplazamiento radial de un elemento de cierre.

Segun un ejemplo adicional, un sistema de escape para un motor de automocion de combustion interna, tal como un motor en V o un motor tipo boxer, comprende un conducto de escape izquierdo conectable al grupo izquierdo de cilindros del motor de automocion de combustion interna y un conducto de escape derecho que es conectable a un grupo derecho de cilindros del motor de automocion de combustion interna. En este segundo aspecto segun la invencion, cada conducto de escape comprende una estructura de conducto que define una entrada de conducto para recibir el gas de escape expulsado desde el grupo de cilindros al que es conectable el conducto de escape y al menos dos salidas de escape, particularmente una salida de escape principal y una salida de escape de desviacion, que se abren a la atmosfera.

Segun este ejemplo adicional, cada conducto de escape ademas comprende un dispositivo de valvula para abrir y/o cerrar una abertura de conducto dispuesta entre la entrada de conducto y una de las al menos dos salidas de escape, de modo que en el estado abierto del dispositivo de valvula, el gas de escape sea transferible desde la entrada de conducto a todas las al menos dos salidas de escape, y de modo que en el estado cerrado del dispositivo de valvula, se impide que el gas de escape fluya desde la entrada de conducto preferiblemente exactamente a una de las al menos dos, preferiblemente, exactamente a las dos, salidas de escape, particularmente a la salida de escape principal. Cada conducto de escape ademas comprende al menos una conexion, en particular una abertura de conexion comun, para transferir el gas de escape entre los conductos. El sistema de escape segun este segundo aspecto de la invencion comprende al menos un elemento de valvula, preferiblemente, exactamente uno o dos elementos de valvula, para abrir o cerrar selectivamente la al menos una conexion.

El sistema de escape de este ejemplo adicional tiene asf un conducto de escape izquierdo que comprende una estructura de conducto que define una entrada de conducto izquierdo, al menos dos salidas de escape izquierdas, particularmente una salida de escape principal izquierda y una salida de escape de desviacion izquierda, un dispositivo de valvula izquierdo para abrir y/o cerrar una abertura de conducto izquierdo dispuesta entre la entrada de conducto izquierdo y una de las al menos dos salidas de escape izquierdas, de modo que el dispositivo de valvula izquierdo pueda permitir o impedir que el gas de escape sea transferido de la entrada de conducto izquierda a al menos una de las al menos dos salidas de escape izquierdas. Este conducto de escape izquierdo comprende ademas al menos una conexion, que puede estar formada por una abertura de conexion comun de los conductos de escape izquierdo y derecho para transferir el gas de escape desde el conducto izquierdo al conducto derecho. Puede haber un elemento de valvula para abrir o cerrar selectivamente la al menos una conexion. El conducto de escape derecho comprende una estructura de conducto derecho que define una entrada de conducto derecho, al menos dos salidas de escape derechas, y un dispositivo de valvula derecho que proporciona la misma funcion en el conducto derecho que la proporcionada por los componentes izquierdos correspondientes en el conducto izquierdo. El conducto de escape izquierdo tiene dos aberturas de escape izquierdas que son preferiblemente diferentes de las dos aberturas de escape derechas del conducto de escape derecho. El sistema de escape tiene preferiblemente asf al menos cuatro salidas de escape en total. El conducto de escape derecho ademas comprende al menos una conexion para transferir el gas de escape desde el conducto derecho al conducto izquierdo cuya conexion se realiza preferiblemente mediante una abertura de conexion comun. El sistema de escape comprende al menos un elemento de valvula para abrir y/o cerrar la conexion. El sistema de escape puede incluir en particular un primer elemento de valvula y un segundo elemento de valvula que pueden actuar a la manera del primer y segundo elementos de valvula descritos anteriormente con respecto al primer aspecto de la invencion. En el segundo aspecto de la invencion es particularmente ventajoso que el flujo de gas de escape a traves del sistema de escape pueda controlarse a traves del (de los) dispositivo(s) de valvula y del elemento de valvula de una manera muy precisa para poder mejorar de forma optima el rendimiento y/o la emision sonora.

Con respecto a este ejemplo adicional, uno cualquiera del conducto izquierdo y derecho comprendera un dispositivo de valvula. De esta forma, el flujo de gas de escape a traves de la salida de escape principal izquierda se controla dominantemente mediante el dispositivo de valvula izquierdo mientras que el flujo de gas de escape a traves de la salida de escape principal derecha esta dominantemente influido por el dispositivo de valvula derecho. Aunque es posible incluir el dispositivo de valvula izquierdo y el dispositivo de valvula derecho en una unidad funcional, por ejemplo mediante la inclusion de un elemento de valvula tal como se ha descrito con respecto a uno de los desarrollos adicionales anteriormente mencionados, es preferible que se disponga un dispositivo de valvula izquierdo o derecho individual respectivo en el conducto de escape izquierdo o derecho respectivo.

Preferiblemente, cada una de las al menos cuatro salidas de escape se abre a la atmosfera, estando cada salida de escape separada de todas las otras salidas de escape. Las salidas de escape pueden estar dispuestas por ejemplo proximas entre si, coaxiales entre si con un area de salida anular, en una forma de nido de abeja, o similares.

En una variante preferente del ejemplo adicional, el area de seccion transversal o area de salida de la salida de escape principal es mayor que, preferiblemente, al menos aproximadamente 1,1 veces, 1,25 veces, 1,3 veces, 1,5 veces, 2,0 veces, 2,5 veces, 3,0 veces, 4,0 veces o mas veces mayor que el area de seccion transversal o area de salida de las salidas de escape de desviacion.

Otra realizacion preferente del sistema de escape segun el ejemplo adicional incluye un dispositivo de valvula que se dispone en el conducto de escape izquierdo o derecho respectivo despues de la conexion en el sentido del flujo. La conexion se realiza preferiblemente mediante una abertura de conexion comun.

En otra variante preferente del ejemplo adicional, cada conducto de escape ademas comprende una via de desviacion para transferir gas de escape desde la entrada de conducto a una de las al menos dos aberturas, preferiblemente, a la abertura de escape de desviacion.

En un desarrollo adicional del ejemplo adicional, la via de desviacion se deriva de las canalizaciones principales a partir del conducto de escape respectivo, canalizaciones principales que incluyen la entrada de conducto respectiva y al menos otra de las al menos dos aberturas de escape, preferiblemente, la abertura de escape principal, tanto antes como despues de la conexion en el sentido del flujo, preferiblemente de un conducto de conexion del conducto de escape respectivo, incluyendo dicho conducto de conexion una abertura de conexion.

Una realizacion preferente del sistema de escape segun el primer aspecto de la invencion incluye una unidad de control para el control de la apertura o cierre del elemento de valvula, preferiblemente al menos parcialmente, mas preferiblemente parcial y/o completamente, dependiendo la conexion, en particular la abertura de conexion comun, de una condicion operativa del motor, tal como un intervalo de revoluciones predeterminado, por ejemplo menos de 2000 rpm, menos de 3000 rpm, mas de 3000 rpm, mas de 4.000 rpm, entre 2000 y 4000 rpm, y/o dependiendo de una configuracion manual seleccionada por un conductor, tal como una configuracion deportiva o una configuracion de confort.

El sistema de escape segun el primer aspecto de la invencion que comprende el elemento de valvula y un dispositivo de valvula puede incluir una unidad de control adaptada para controlar el elemento de valvula asf como el dispositivo de valvula segun al menos una de las siguientes configuraciones: Una primera configuracion en la que la conexion, en particular la abertura de conexion comun, esta cerrada y en el que la abertura de conducto de escape derecha y la abertura de conducto de escape izquierda estan abiertas (configuracion I). Una segunda configuracion en la que la conexion, en particular la abertura de conexion comun, esta abierta y en el que la abertura de conducto de escape derecha asf como la abertura de conducto de escape izquierda estan abiertas (configuracion II). Una tercera configuracion en la que la conexion, en particular la abertura de conexion comun, esta abierta y en el que la abertura de conducto de escape derecha y la abertura de conducto de escape izquierda estan completamente cerradas (configuracion III). En la configuracion I la conexion, en particular la abertura de conexion comun, esta preferiblemente cerrada y completamente sellada. Preferiblemente, la unidad de control esta adaptada para controlar el elemento de valvula segun cualquiera de la primera, segunda o tercera configuracion. De manera mas preferente, la unidad de control esta adaptada para controlar el elemento de valvula asf como el dispositivo de valvula exclusivamente segun las tres configuraciones anteriormente mencionadas I, II y III.

La unidad de control esta adaptada para controlar el elemento de valvula segun al menos las siguientes configuraciones IV y V: Segun una cuarta configuracion en la que la conexion, en particular la abertura de conexion comun, preferiblemente, esta completamente cerrada y en la que la abertura de conducto de escape derecha y la abertura de conducto de escape izquierda estan completamente cerradas (configuracion IV). Una quinta configuracion en la que la conexion, en particular la abertura de conexion comun, esta abierta y en la que la abertura de conducto de escape derecha y/o la abertura de conducto de escape izquierda esta(n) parcialmente cerrada(s) (configuracion V). En la configuracion V, la abertura de conducto de escape que no esta parcialmente cerrada esta completamente abierta. Una sexta configuracion en la que la conexion, en particular la abertura de conexion comun, esta abierta y en la que una abertura de conducto de escape (la abertura de conducto de escape izquierda o la abertura de conducto de escape derecha) esta preferiblemente completamente abierta, en la que la otra abertura de conducto de escape, la abertura de conducto de escape izquierda o la abertura de conducto de escape derecha, esta completamente cerrada (configuracion VI). Son tambien posibles configuraciones adicionales.

En una realizacion preferente adicional segun el ejemplo adicional, la conexion, preferiblemente la abertura de conexion comun, la forma una union de conductos del conducto de escape izquierdo y el conducto de escape derecho esencialmente con forma de X. Una union de conductos con forma de X puede estar formada como se ha descrito anteriormente con respecto al primer aspecto de la invencion. Preferiblemente, hay una sola conexion para la transferencia de gas de escape entre los conductos de escape.

El primer aspecto de la invencion y el ejemplo adicional pueden combinarse. Preferiblemente, cualquier caracterfstica individual del primer aspecto puede usarse en la invencion segun un segundo aspecto de la invencion. En particular, caracterfsticas individuales descritas anteriormente con respecto al segundo aspecto de la invencion pueden usarse en un primer aspecto de la invencion.

Uno o mas dispositivos de manipulacion de escape, tal como un dispositivo de purificacion de gas de escape, un dispositivo de limpieza de gas de escape y/o un dispositivo de silenciamiento de gas de escape (en particular un silenciador y/o catalizador), pueden estar dispuestos en uno de los conductos de gas de escape o preferiblemente en ambos conductos de gas de escape, por ejemplo entre el motor y la union de conductos, entre la union de conductos y la salida de escape, entre la union de conductos y un dispositivo de valvula anterior o posterior en el sentido del flujo, en una via de desviacion, en una via principal situada antes o despues de un punto de derivacion de una valvula de desviacion en el sentido del flujo o en otro sitio.

El sistema de escape implementa un confinamiento estanco de gas de escape con respecto a la atmosfera con la excepcion de las salidas de escape que se abren a la atmosfera. Al proporcionar dicho confinamiento estanco de gas de escape, el gas de escape es forzado a fluir desde el motor a traves del al menos un dispositivo de purificacion de gas de escape, el dispositivo de limpieza de gas de escape y/o el dispositivo de silenciamiento de gas de escape, antes de salir a la atmosfera de modo que se omitan emisiones de gas y/o emisiones de ruido indeseables. Con este fin, los componentes individuales del sistema de escape, particularmente el dispositivo de purificacion de gas de escape, el dispositivo de limpieza de gas de escape y/o el dispositivo de silenciamiento de gas de escape, la union de conductos y/o el dispositivo de valvula estan provistos de una respectiva carcasa estanca al gas construida con al menos una entrada de interconexion y al menos una salida de interconexion, de modo que la carcasa estanca al gas no interfiera con el transporte de gas de escape a traves del sistema de escape.

Realizaciones, caracterfsticas y aspectos tecnicos adicionales se describen en las reivindicaciones dependientes. Se muestran detalles adicionales de realizaciones preferentes de la invencion en las figuras adjuntas en las que:

la Fig. 1 es una ilustracion esquematica de una primera realizacion de un sistema de escape segun una estructura general;

la Fig. 1a es una ilustracion esquematica de un ejemplo adicional de un sistema de escape segun una estructura general;

la Fig. 2 es una vista en seccion esquematica de una union de conductos incluyendo un elemento de valvula abierto segun una primera realizacion;

la Fig. 3 es una vista en seccion esquematica de la union de conductos segun la Fig. 2 comprendiendo un elemento de valvula cerrado;

la Fig. 4 muestra una realizacion especffica de la union de conductos similar a la de la Fig. 2 en la que el elemento de valvula comprende aberturas de desviacion;

la Fig. 5a muestra una vista superior sobre una union de conductos segun una segunda realizacion que incluye dos elementos de valvula;

la Fig. 5b muestra una vista superior sobre la union de conductos segun la Fig. 5a en otra configuracion; la Fig. 6a muestra una vista en seccion esquematica de una union de conductos segun la Fig. 5a;

la Fig. 6b muestra una vista lateral de un elemento de valvula de la union de conductos segun la Fig. 5a; la Fig. 6c muestra una vista en seccion transversal superior de un elemento de valvula segun la Fig. 6a a traves de la via I-I;

las Figs. 7 a 9 muestran configuraciones adicionales de los elementos de valvula en la union de conductos segun las Figs. 5;

la Fig. 10 muestra una realizacion adicional de la union de conductos con un elemento de valvula central para abrir y cerrar la abertura de conexion entre los dos conductos de escape y un elemento de valvula comun para abrir o cerrar aberturas de conducto de ambos conductos;

la Fig. 11 muestra una vista en seccion lateral de la union de conductos segun la Fig. 10;

la Fig. 12 muestra una vista en perspectiva de la union de conductos de la Fig. 10;

la Fig. 13 es una ilustracion detallada del elemento de valvula comun de la union de conductos segun la Fig. 10;

la Fig. 14 un mapa de sonido que muestra la emision sonora del sistema de escape en una configuracion especffica; y

la Fig. 15 un segundo mapa de sonido que muestra la emision sonora del sistema de escape en otra configuracion especffica.

Al sistema de escape para un motor de automocion de combustion interna se le asigna en general el numero de referencia 1. El sistema de escape comprende dos conductos de escape, concretamente un conducto de escape izquierdo 5 y un conducto de escape derecho 7. Cabe advertir que las expresiones "izquierdo" y "derecho" pueden indicar la posicion de montaje del sistema de escape y/o del motor de combustion interna, sin embargo, tambien dos grupos de cilindros separados que esten orientados en un plano vertical o en otra direccion pueden describirse como izquierdo o derecho para distinguir los dos grupos de cilindros y conductos de escape 5, 7 separados. Tambien cabe advertir que las expresiones "izquierdo" y "derecho" pueden usarse para referirse a conductos de escape conectados a un motor que tenga cilindros dispuestos en una unica via pero con dos conductos de escape separados preferiblemente provistos para el gas de escape de cilindros individuales de dicho motor lineal de modo que cada cilindro entregue su gas de escape exclusivamente al conducto de escape izquierdo 5 o al conducto de escape derecho 7.

El motor de automocion de combustion interna 3 ilustrado en la Fig. 1 indica un motor V8 que incluye un grupo izquierdo de cuatro cilindros 35 y un grupo derecho de cuatro cilindros 37. Esta claro que el principio segun la invencion puede usarse tambien con un motor en V con un numero diferente de cilindros, tal como un motor V6 o V12, o similares, o por ejemplo un motor boxer.

Cada grupo de cilindros 35, 37 del motor 3 esta conectado a un conducto de escape 5, 7 para el transporte de gas de escape desde los cilindros 37, 35 a la atmosfera. Un grupo derecho de cilindros 37 esta conectado a una entrada de conducto 71 para transportar gas de escape en el sentido del flujo y la fila izquierda de cilindros 35 esta conectada a una entrada de conducto izquierdo para transportar gas de escape fuera de la fila izquierda de cilindros 35.

El conducto de escape izquierdo 5 comprende, dispuesto en el siguiente orden entre la fila izquierda de cilindros 35 y la atmosfera, un conducto de entrada 51 que conduce a un conducto de conexion 55, un conducto de conexion 55 y, despues del conducto de conexion 55 en el sentido del flujo, un conducto de extraccion 59 que conduce eventualmente a una salida de escape 53. De la misma manera, el conducto de escape derecho 7 comprende, en el orden desde la fila derecha de cilindros 37 a la atmosfera, una entrada de conducto 71 para recibir gas de escape procedente de la fila derecha de cilindros 37 y para su transporte fuera de los cilindros, un conducto de conexion derecho 75 que recibe el gas de escape desde el conducto de entrada 71 y un conducto de extraccion para el transporte de gas de escape fuera del conducto de conexion 75 hacia la abertura de escape derecha 73.

Cada conducto de escape 5, 7 puede comprender elementos adicionales tales como un dispositivo de valvula izquierdo o derecho 52, 72 y un silenciador trasero derecho o izquierdo 14 respectivo dispuesto proximo a la salida de escape derecha o izquierda 53, 73 respectiva. Cada conducto 5, 7 comprende ademas al menos una via de desviacion derecha o izquierda 57, 77, que en la Fig. 1 se deriva desde el conducto de extraccion 59, 79 antes de los dispositivos de valvula derecho e izquierdo 13 en el sentido del flujo. El sistema de escape 1 segun la Fig. 1 tiene dos salidas de escape derecha 73 y dos salidas de escape izquierda 53, una salida de escape principal respectiva 53a, 73a y una segunda salida de escape 53b, 73b o salida de escape de desviacion. La salida de escape de desviacion 53b, 73b y/o la via de desviacion 57, 77 tienen un diametro para el transporte de gas de escape a la atmosfera que es preferiblemente mas pequeno que el diametro de la salida de escape principal 53a, 53b o del conducto 5 o 7 respectivo.

El dispositivo de valvula 13 o valvula de activacion de la desviacion se dispone en los conductos de extraccion 59, 79 respectivos del conducto izquierdo 5 y del conducto derecho 7. La via de desviacion respectiva 57, 77 se deriva desde el conducto de extraccion 59, 79 antes de la valvula de activacion de la desviacion 13 en el sentido del flujo. Siempre que la valvula de activacion de la desviacion 13 este en su estado abierto o pasivo, el gas de escape puede pasar libremente a traves de una abertura de conducto respectiva desde el conducto de conexion 55, 75 hacia la salida de escape principal 53a, 73a. La liberacion de gas de escape a traves de una salida de escape principal de mayor diametro 53a, 73a permite que sea extrafda una cantidad mayor de aire o gas de escape con menor resistencia a la circulacion (y menor reduccion de ruidos) a traves del conducto de escape respectivo 5, 7.

En la condicion activa o cerrada del dispositivo de valvula 13, el conducto de abertura se cierra de modo que el gas de escape es forzado a fluir a traves de la via de desviacion 57, 77 respectiva del conducto de escape izquierdo o derecho 5, 7 y a salir a traves de la abertura de desviacion 53b, 73b y de ese modo a traves de una abertura de escape relativamente pequena. La condicion activa del dispositivo de valvula 13 restringe asf el flujo de gas de escape desde el motor 3 a un conducto de desviacion 57, 77 relativamente pequeno lo que reduce la emision de ruido del sistema de escape. Resulta evidente que la diferencia esencial del conducto de extraccion principal 59, 79 y la salida de escape principal 53a, 73a con respecto a la via de desviacion 57, 77 y la salida de escape de desviacion 53b, 73b es la resistencia al flujo incrementada al gas de escape en la via de desviacion 57 y/o salida 53b, 73b y un mayor efecto de silenciamiento.

Un dispositivo de valvula 13 puede controlarse para ajustar continuamente el tamano efectivo de la abertura de conducto desde estar completamente cerrado a estar completamente abierto, desde el 0 % de apertura al 100 % de apertura, lo que permite una regulacion de ajuste muy fino.

En la realizacion preferente segun la Fig. 1, esta resistencia se realiza por medio de un diametro de conducto significativamente mas pequeno tanto de la via de desviacion 57, 77 como de la salida de desviacion 53b, 73b con respecto a los componentes correspondientes de la canalizacion principal 59 y salida principal 53a. Sin embargo, dicha resistencia puede realizarse tambien mediante la reduccion del tamano solo de partes o secciones de la via de desviacion 57, 77 o solamente de la salida de desviacion 53b, 73b.

Las valvulas de activacion de la desviacion 13 de ambos conductos 5, 7 pueden configurarse para estar abiertas (o pasivas) para una conduccion mas deportiva y mas eficiente. Las valvulas de activacion de la desviacion 13 de ambos conductos 5, 7 pueden estar cerradas (o activadas) por razon de la reduccion de ruido y/o si el automovil no se esta conduciendo en una forma deportiva o altamente eficiente.

Es posible tambien abrir un dispositivo de valvula 13 ya sea del conducto derecho 7 o del conducto izquierdo 5 y cerrar (o activar) el otro dispositivo de valvula 13 del otro conducto (5 o 7). Una configuracion del dispositivo de valvula en la que por ejemplo el dispositivo de valvula derecho 13 esta cerrado y en el que el dispositivo de valvula izquierdo 13 esta abierto o viceversa puede implementar una configuracion intermedia con un incremento medio en el rendimiento y permitir un incremento medio en la emision sonora.

Ademas, con respecto a la realizacion preferente del sistema de escape 1 ilustrado en la Fig. 1, el sistema de escape 1 comprende una union de conductos 9 en la que el conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 75 se unen de modo que los conductos de conexion 55, 57 forman una abertura de conexion comun 91 para transferir gas de escape entre los conductos 5, 7.

La union de conductos 9 tiene esencialmente forma de X. La forma de X de la union de conductos 9 se implementa esencialmente por la forma de los conductos de conexion derecha e izquierda 55, 75, cada una de las cuales se dobla para realizar una forma en U o forma en V. El conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 57 se unen en las puntas respectivas de la forma en U o en V. Cada conducto de conexion 57, 75 puede dividirse en dos secciones: una seccion de union 56, 76, en la que el conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 75 estan conectados entre si de modo que realizan una abertura de conexion comun 91 a traves de la que puede pasar el gas de escape desde el conducto de escape izquierdo 5 al conducto de escape derecho 7 y viceversa. Antes de las secciones de union 56, 76 en el sentido del flujo, cada conducto de conexion 55, 75 tiene una seccion de entrada 55a, 75a o ramal de conducto a traves del que puede pasar el gas de escape desde la entrada de conducto 51 o 71 respectivo hacia las secciones de union 56, 76.

Despues de las secciones de union 56, 76 en el sentido del flujo cada conducto de conexion 55, 75 comprende una seccion de salida o ramal de conducto 55b, 75b para transferir el gas de escape desde las secciones de union 56, 76 y en particular la abertura de conexion comun 91 al conducto de extraccion izquierda 59 o conducto de extraccion derecha 79 respectiva.

El brazo del conducto izquierdo 55a tiene una abertura de entrada anterior 55i que se conecta a la entrada de conducto izquierdo 51 para recibir gas de escape desde la misma. De una forma similar la seccion de entrada derecha o el ramal de conducto 57a tiene una abertura de entrada derecha 75i que se conecta a la entrada de conducto derecho 71 para recibir gas de escape desde la entrada de conducto derecho 71. El gas de escape procedente de la fila derecha de cilindros 37 pasa a traves de la entrada de conducto derecho 71 exclusivamente al conducto de conexion derecho 75 y a la abertura de entrada 75i de la misma. De manera similar, el gas de escape procedente de la fila izquierda de cilindros 35 es transportado fuera de los cilindros 35 a traves de la entrada al conducto 51 exclusivamente al conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion izquierdo 55 tiene una abertura de entrada 55i para recibir el gas de escape desde la entrada de conducto izquierdo 51.

La union de conductos 9 comprende un elemento de valvula 93 que puede cerrarse para separar el gas de escape en el conducto de escape izquierdo 5 respecto al gas de escape en el conducto de escape derecho 7 de modo que el gas de escape extrafdo de la fila izquierda de cilindros 53 al conducto de entrada izquierdo 51 (indicado por las flechas 50) sea transferido completamente a traves del conducto de conexion izquierdo 55 al conducto de extraccion izquierdo 59 y fluya a traves del mismo (como se indica con la flecha 60). Esencialmente de la misma manera, el gas de escape (indicado con la flecha 70) que sale de la fila derecha de cilindros 33 al interior de la entrada de conducto derecho 71 es transportado completamente a traves del conducto de conexion derecho 75 al conducto de extraccion derecho 79 y es transportado a traves del mismo hacia las aberturas de escape derechas 73 (como se indica con la flecha 80). El estado cerrado anteriormente descrito de la union de conductos 9 puede describirse como un estado pasivo o estado de separacion.

La union de conductos 9 puede usarse tambien en un estado abierto que puede describirse como un estado activo o estado de mezcla. Para el estado activo o de mezcla de la union de conductos 9, el elemento de valvula 93 esta abierto y por ello permite una comunicacion para fluidos entre el conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 75 a traves de la abertura de conexion comun 91. En este estado de la union de conductos 9, el gas de escape 70 expulsado procedente de la fila derecha de cilindros 37 pasa a la seccion de entrada 75a del conducto de conexion derecho 75 y puede entonces pasar directamente a traves del ramal de conducto o seccion de salida 75b del conducto de conexion derecho 75 al conducto de extraccion derecha 79. Ademas, en el estado abierto de la union de conductos 9, el gas de escape 70 procedente de la fila derecha de cilindros 37 puede pasar tambien desde las secciones de entrada derecha 75a a traves de la abertura de conexion comun 91 al conducto de conexion izquierdo 55, preferiblemente, para ser expulsada al conducto de extraccion izquierda 59 para su subsiguiente transporte a la atmosfera.

De manera similar, cuando el elemento de valvula 93 esta abierto y deja esencialmente abierta la abertura de conexion comun 91 entre el conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 75, el gas de escape expulsado desde la fila izquierda de cilindros 35 puede pasar a traves de la entrada de conducto 51 del conducto de escape izquierdo al interior de la seccion de entrada 55a del conducto de conexion izquierdo 55 y tanto a la seccion de salida izquierda 55b al conducto de extraccion 59 como a traves de la abertura de conexion comun 91 al conducto de conexion derecho 75, preferiblemente, para ser expulsada a traves del ramal del conducto derecho 75b al conducto de extraccion derecha 79.

La abertura de conexion comun 91 puede ver el tamano de su area de mezcla o area de rendimiento efectivo influido por un ajuste preferiblemente continuo del elemento de valvula 93. El elemento de valvula 93 puede restringir el flujo a traves de la abertura de conexion comun 91 cubriendo del 0 % al 100 % del area de mezcla definida por la abertura de conexion comun 91. El intercambio de gases de escape entre el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7 puede ajustarse finamente de esta forma.

La union con forma de X 9 puede realizarse por ejemplo mediante el doblado de dos conductos en una forma seccionalmente en arco (tal como una forma en U), y mediante la eliminacion posteriormente de un area preferiblemente circular que es coaxial con el eje de simetrfa del conducto con forma de U en la punta del conducto de modo que cada conducto tenga sustancialmente identica abertura circular en la punta de la misma. Las dos conductos pueden unirse en sus aberturas circulares de modo que se realice una abertura de conexion comun 91 entre el conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 75. Debe estar claro que no hay preferiblemente una seccion similar a un tubo cilfndrico entre el conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 75 (es decir: no hay tubo en H), seccion similar a tubo que se extiende diagonalmente entre el conducto de conexion izquierdo y derecha 55, 75.

Los conductos de conexion 55, 75 pueden tener tambien otra forma distinta a una seccion transversal circular, por ejemplo una seccion transversal cuadrada, una seccion transversal elfptica, una seccion transversal poligonal, o similares. La abertura en la seccion de conducto para realizar la abertura de conexion comun no necesita ser circular sino que puede ser tambien por ejemplo cuadrada, rectangular, poligonal, elfptica o similares.

El area de seccion transversal de las canalizaciones principales del conducto de escape izquierdo 5, es decir, la canalizacion que forma la entrada de conducto 51 situado despues del ultimo cilindro de la fila izquierda 35 en el sentido del flujo, la seccion de entrada 55a, la seccion de salida 55b y preferiblemente tambien la seccion de union 56 y el conducto de extraccion 59 es preferiblemente esencialmente constante. Lo mismo se aplica a las canalizaciones principales del conducto de escape derecho 7, concretamente el conducto de entrada 71 situado despues de los cilindros derechos en el sentido del flujo, la seccion de entrada derecha 75a, la seccion de salida derecha 75b y el conducto de extraccion derecha 79 asf como preferiblemente la seccion de union 76 del conducto de conexion derecho 75 son preferiblemente constantes. En particular, el area de seccion transversal del conducto de escape izquierdo 5 y del conducto de escape derecho 7 pueden ser esencialmente iguales entre si o los conductos pueden ser esencialmente simetricos especularmente entre si.

El area de seccion transversal de la abertura de conexion comun 91, que puede denominarse el area de mezcla, dado que es el area a traves de la que el gas de escape puede pasar desde un conducto de escape al otro, mide al menos 0,25 y como mucho 4 veces el tamano de un area de referencia definida por el area de seccion transversal del conducto de escape izquierdo o derecho 5 o 7, o particularmente definida por el area de seccion transversal del conducto de conexion izquierdo o derecho 55 o 75, en particular en una abertura de entrada respectiva 55i, 75i o abertura de salida 55o, 75o de la misma. En particular, el area de mezcla es al menos 0,5 y como mucho 2,0 el tamano del area de referencia. Preferiblemente, el tamano del area de mezcla es al menos 3/4 y como mucho 1,5 veces el tamano del area de referencia. De manera mas preferente, el tamano del area de mezcla esta entre el 90 % y el 110 % del tamano del area de referencia. Mas preferiblemente, el area de mezcla y el area de referencia son del mismo tamano.

El area de referencia puede definirse tambien mediante el area de seccion transversal del conducto de conexion izquierdo 55 o el conducto de conexion derecho 75 o por una suma de las areas de seccion transversal de ambos conductos de conexion 55, 75 perpendiculares al area de mezcla en el centro de las secciones de union 56, 76 o en el centro del area de mezcla.

La union de conductos 9 y particularmente la abertura de conexion comun forma la sola y unica conexion para transferir gas de escape entre el conducto de escape izquierdo y el conducto de escape derecho 7. El sistema de escape esta libre de cualquier desviacion a traves de la que pudiera fluir el gas de escape desde la entrada de conducto 51, 71 situado antes de la union de conductos 9 en el sentido del flujo directamente a un conducto de extraccion 59, 79 situado desoues de la union de conductos 9 en el sentido del flujo, sin fluir a traves de al menos uno de los conductos de conexion 55, 75 de la union de conductos 9.

Cada abertura de escape individual 53a, 53b, 73a, 73b da inmediatamente a la atmosfera. En particular, las vfas de desviacion 57, 77 del sistema de escape estan estan separadas la una de la otra y no tienen conexion flufdica para el intercambio de gases de escape. Las vfas de escape principal, en particular los conductos de extraccion 59, 79, situados despues del (de los) dispositivo(s) de valvula 13 en el sentido del flujo estan separadas la una de la otra de modo que no hay conexion flufdica para el intercambio de gas de escape despues de la union de conductos 9 en el sentido del flujo.

En el sistema de escape 1 segun la realizacion preferente mostrada en la Fig. 1, esencialmente todo el gas de escape 52, 72 expulsado por el motor 3 tiene que fluir a traves de la union de conductos 9, es decir, al menos uno de los conductos de conexion 55 y/o 75 de la union de conductos 9, antes de que el gas expulsado por el motor sea expulsado a la atmosfera desde el sistema de escape 1. El gas de escape 54, 74, que ha pasado a traves de un dispositivo de valvula 13 o valvula de activacion de la desviacion, es conducido directamente a la atmosfera. Resulta evidente que tras pasar a traves de la valvula de activacion de la desviacion 13, el gas de escape 54 en el conducto de escape izquierdo 5 asf como el gas de escape 74 en el conducto de escape derecho 7 podrfa pasar a traves de un dispositivo de manipulacion de gas de escape derecho o izquierdo escogido, tal como un dispositivo de limpieza y/o silenciamiento, particularmente un catalizador o silenciador, tal como un silenciador trasero 14. Sin embargo, en la primera realizacion de la invencion mostrada en la Fig. 1, el gas de escape 54 en el conducto de escape izquierdo 5, despues de pasar a traves de la valvula de activacion de la desviacion izquierda 13, ya no puede ser transferido al interior del conducto de escape derecho 7 antes de salir a la atmosfera. Y al contrario, cualquier aire de escape 74 en el conducto de escape derecho 7, despues de haber pasado a traves del dispositivo de valvula derecho 13, ya no puede ser transferido al conducto de escape izquierdo 5 antes de salir directa o indirectamente a la atmosfera.

La union 9 con forma de X comprende secciones de salida 55b, 75b, perteneciendo cada una o bien al tubo de conexion izquierdo 55 o bien al tubo de conexion derecho 75. La seccion de salida izquierda 55b conduce desde la seccion de union 56 a la abertura de salida izquierda 55 o hacia un conducto de extraccion izquierda 59. La seccion de salida derecha 75b conduce desde una seccion de union derecha 76 a la abertura de salida derecha 75o hacia un conducto de extraccion derecha 79.

El ejemplo adicional preferente de un sistema de escape 1 tal como se muestra en la Fig. 1a es en su mayor parte identico al sistema de escape 1 mostrado en la Fig. 1. Se usan por lo tanto los mismos numeros de referencia para designar los mismos o similares componentes. La union de conductos 9 de la realizacion mostrada en la Fig. 1a se diferencia de la union de conductos 9 segun la realizacion mostrada en la Fig. 1 en que usa la union de conductos descrita a continuacion con respecto a las Figs. 5 a 9. Sin embargo, una union de conductos tal como se muestra en las Figs. 2, 3 o 4 o como se muestra en las Figs. 10 a 13, podrfa usarse tambien en la realizacion de un sistema de escape 1 tal como se muestra en la Fig. 1a.

La diferencia principal del sistema de escape 1 segun la Fig. 1a con respecto al sistema de escape mostrado en la Fig. 1 la forman las vfas de desviacion 57, 77 que se derivan del conducto de escape principal antes de las secciones de union 56, 76 de la union de conductos 9 en el sentido del flujo. En la Fig. 1a, el gas de escape que no fluye a traves de la union de conductos 9 debe pasar a traves de una de las vfas de desviacion 57, 77 que dan a la atmosfera. Pueden implementarse realizaciones similares (no mostradas) derivando la via de desviacion 57, 77 en cualquier lugar entre los cilindros 35, 37 y la abertura de conexion comun 91.

Como se indica en la Fig. 1a, el sistema de escape 1 mostrado es particularmente adecuado para sistemas de escape que implementan una union de conductos 9 segun una de las realizaciones mostradas en las Figs. 5 a 13, en las que la union de conductos 9 incluye un dispositivo de valvula comun 90, tal como se describira en detalle a continuacion. En tales sistemas, los dispositivos de valvula adicionales situados despues de la union de conductos en el sentido del flujo pueden omitirse.

El sistema de escape 1 que se muestra en la Fig. 1a es particularmente adecuado para automoviles con una disposicion de motor trasero, en los que el sistema de escape es mas compacto. Por tanto se entiende que la longitud de las vfas de desviacion 57, 77 mostradas en la Fig. 1a esta exagerada para tal disposicion de motor trasero.

Una primera realizacion preferente de una union de conductos de un sistema de escape 1 segun la invencion se muestra en las Figs. 2 y 3, en la que la Fig. 2 ilustra la union de conductos 9 en su estado abierto o de mezcla activa y en la que la Fig. 3 muestra la union de conductos 9 en un estado cerrado o de separacion pasiva. Dado que la union de conductos 9 mostrada en las Figs. 2 y 3 puede usarse preferiblemente en un sistema de escape 1 segun la Fig. 1, en el que la union de conductos 9 esta diespuesta antes del dispositivo de valvula derecho 72 en el sentido del flujo y antes del dispositivo de valvula izquierdo 52 en el sentido del flujo, los numeros de referencia usados en las Figs. 2 y 3 que son identicos a los numeros de referencia anteriormente mencionados se refieren a los mismos o similares componentes o caracterfsticas.

En la union de conductos 9 de las Figs. 2 y 3, los conductos de conexion 55, 75 se forman mediante conductos arqueados que se unen por sus puntas de modo que se forma una abertura de conexion comun 91, a traves de la cual, en el estado abierto de la union de conductos 9, como se muestra en la Fig. 2, el gas de escape 78b procedente de la fila derecha de cilindros 37 puede fluir libremente desde el conducto de escape derecho 7 al conducto de escape izquierdo 5 y de modo que el gas de escape 58b puede fluir libremente desde la fila izquierda de cilindros 35 al conducto de escape derecho 7. Al mismo tiempo, el gas de escape 58a procedente de la fila izquierda de cilindros 35 puede permanecer aun dentro del conducto de escape izquierdo 5 pasando desde una abertura de entrada 55i del conducto de conexion izquierdo 55 a la abertura de salida 55o del conducto de conexion izquierdo. De la misma manera, el gas de escape procedente de la fila derecha de cilindros 37 puede permanecer dentro del conducto de escape derecho pasando desde una abertura de entrada derecha 75i del conducto de conexion derecho 75 a su abertura de salida derecha 75o, como se indica con la flecha 78a.

El elemento de valvula 93 que se ilustra abierto en la Fig. 2 es una simple compuerta conectada a un eje giratorio 101, por ejemplo por medio de tornillos. El eje 101 se sujeta giratoriamente a la union de conductos 9 por medio de dos cojinetes 103 diametralmente opuestos, uno anterior y el otro posterior en el sentido del flujo con respecto a la abertura de conexion comun 91. El cojinete 103 anterior y/o posterior en sentido del flujo pueden estar formados por un cojinete de rodamiento, pero, por facilidad de mantenimiento, se forman preferiblemente como un cojinete de deslizamiento. El eje 101 es accionado por un motor electronico 99, tal como un servomotor, que es controlado por una unidad de control electronica 11 del sistema de escape 1 (no ilustrada en la Fig. 1a).

La misma unidad de control electronico puede controlar el elemento de valvula 93 para abrir o cerrar, o abrir parcialmente o cerrar parcialmente, la abertura de conexion comun 91 asf como un dispositivo de valvula 13 para el cierre de una abertura de conducto en el conducto derecho 7 y/o izquierdo 5. La electronica de control 11 puede controlar un dispositivo de valvula 13 de modo que solamente o bien abra completamente la apertura de conducto o bien cierre completamente la abertura de conducto, pero tambien preferiblemente de modo que pueda conseguirse un estado parcialmente abierto o cerrado de la abertura de conducto a traves del dispositivo de valvula 13.

La compuerta 93 que implementa el elemento de valvula de la realizacion preferente de la union de conductos 9 segun las Figs. 2 y 3 tiene esencialmente la misma area que el area de la abertura de conexion comun 91 o area de mezcla, de modo que la compuerta 93 pueda cerrar completamente la abertura de conexion comun 91 para impedir que el sonido y/o el gas de escape sea transferido entre el conducto izquierdo 5 y el conducto derecho 7. En la Fig. 2, la forma de la compuerta 93 es esencialmente elfptica y la forma de la abertura de conexion comun 91 (no mostrada), que corresponde a la compuerta 93, es tambien elfptica. Tal como se ha descrito anteriormente, la geometrfa de la abertura 91 puede conformarse segun cualquiera de entre diversas configuraciones geometricas posibles, y deberfa quedar claro que la compuerta 93 tendra la forma correspondiente. Aunque es ventajosa una forma elfptica de la abertura 91 y la compuerta 93 con respecto a las propiedades aerodinamicas de la union de conductos 9, puede seleccionarse en su lugar una forma cuadrada o rectangular para simplificar la fabricacion. Es evidente que la forma descrita como rectangular o cuadrada puede tener esquinas redondeadas.

El movimiento del elemento de valvula 93 puede estar restringido particularmente a una rotacion de aproximadamente 90° entre el estado cerrado y el abierto, usando una restriccion mecanica que actua sobre el elemento de valvula 93, el eje 101, o el motor electrico 99, o mediante una restriccion electrica o electronica del motor electrico 99, por ejemplo por medio de la programacion del controlador 11 o mediante el uso de componentes electronicos en la alimentacion electronica del motor electronico 11 que impidan que el motor se mueva mas de un cierto intervalo predefinido, particularmente 90°.

La Fig. 3 muestra el estado cerrado o de separacion de la union de conductos 9 en la que el elemento de valvula 93 cierra la abertura de conexion comun 91 de la union de conductos 9. En el estado cerrado de la union de conductos 9, el gas de escape procedente de la fila izquierda de cilindros 35 pasa a traves del conducto de conexion izquierdo 55 desde su abertura de entrada 55i a su abertura de salida 55o, exclusivamente, como se indica por las flechas 58a. De la misma manera, el gas de escape 72 procedente de la fila derecha de cilindros 37 pasa exclusivamente a traves del conducto de conexion derecho 75 desde su abertura de entrada 75i a su abertura de salida 75o, como se indica por las flechas 78a. En otras palabras, la union de conductos 9 cerrada mostrada en la Fig. 3 implementa una realizacion de una union en un estado de operacion en el que nada de gas de escape procedente de la fila derecha de cilindros 37 pasa desde el conducto de escape derecho 7 al conducto de escape izquierdo 5 y en la que nada de gas de escape 52 procedente de la fila izquierda de cilindros 35 es transferido desde el conducto de escape izquierdo 5 al conducto de escape derecho 7.

Como puede observarse en las Figs. 2 y 3, una union de conductos 9 en un sistema de escape 1 segun la invencion esta esencialmente libre de cualesquiera tubos de transferencia entre un tubo de conexion izquierdo y uno derecho 55, 75, tal como el tubo de transferencia del documento US 7.703.574 B2. Por el contrario, en la union de conductos 9 del sistema de escape segun la invencion, un conducto de conexion izquierda 55, a traves del cual fluye el gas de escape procedente de la fila izquierda de cilindros 35 hacia las aberturas de escape izquierdas 53 se une directamente a un conducto de conexion 75 del conducto de escape derecho 7. Dicha union de conductos 9 minimiza cualquier deficiencia de la transmision de sonido y/o transmision de gas de escape entre el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7.

La Fig. 4 muestra una union de conductos 9 opcional similar a la de la Fig. 2 en la que la compuerta 93 comprende dos aberturas de desviacion 94. Una abertura de desviacion 94 dispuesta en el elemento de valvula 93 permite una pequena cantidad de fugas entre los conductos de escape izquierdo y derecho 5, 7, de modo que, cuando se mueve el elemento de valvula 93 desde su posicion completamente cerrada hacia una posicion abierta, no tienen lugar cambios bruscos en la transferencia de aire de escape y/o transferencia de sonido. Preferiblemente, dicha abertura de desviacion 94 es significativamente mas pequena que la abertura de conexion 91. En particular, el area de la abertura de desviacion 94 es menos del 50 %, preferiblemente menos del 30 %, mas preferiblemente menos del 20 %, mas preferiblemente menos del 10 % que el tamano de la abertura de conexion comun 91. Una abertura de desviacion similar a la abertura 94 en el elemento de valvula 93 puede realizarse tambien mediante el dimensionamiento del elemento de valvula 93 mas pequeno que la abertura de conexion comun 91.

Un efecto similar al de la abertura de conducto 94 de la union de conductos 9 mostrada en la Fig. 4 puede conseguirse tambien en la union de conductos 9 segun las Figs. 2 y 3 si el elemento de valvula 93 se dispone en un estado en el que no cierra completamente la abertura de conexion comun 91. Tal como se ha descrito anteriormente, una restriccion del movimiento del elemento de valvula 93 en las realizaciones mostradas en las Figs. 2 y 3 puede implementarse mecanicamente, electricamente o electronicamente. El movimiento del elemento de valvula mostrado como una compuerta 93 puede restringirse por ejemplo a menos de 90°, por ejemplo a aproximadamente 95° o 80°. Un elemento de valvula 93 que puede estar libre de cualquier impedimento mecanico y ser capaz de girar 180°, 360°, o mas, puede posiblemente estar restringido por la especificacion del motor electrico 99 o de la unidad de control 11. La compuerta 93 de la Fig. 4 tiene dos orificios de desviacion en ella. Alternativamente pueden disponerse un orificio, tres orificios, cuatro orificios, o incluso mas orificios en una compuerta similar 93. Su area combinada define el area de desviacion de la valvula.

Otro diseno de la union de conductos 9 para un sistema de escape 1 segun la invencion se muestra en las Figs. 5a y 5b. Se usan tambien los mismos numeros de referencia que se han usado en las Figs. 1 a 4 para los mismos o similares componentes en las Figs. 5a y 5b asf como en las figuras posteriores que muestran diferentes vistas, detalles y/o configuraciones de la realizacion de las Figs. 5a y 5b.

La union de conductos 9 se muestra en su estado abierto o de mezcla en la Fig. 5a y en su estado cerrado o de separacion en la Fig. 5b. Como se ha explicado con respecto a la Fig. 2a, el estado abierto de la union de conductos 9 mostrado en la Fig. 5a permite que el gas de escape desde cada grupo de cilindros 35, 37 sea transferido a la salida de escape 53, 73 de cualquier conducto de escape. El gas de escape 50 expulsado desde el grupo izquierdo de cilindros 53 es conducido a traves de la entrada de conducto 51 al conducto de conexion izquierdo 55, en el que es libre de o bien pasar a traves de la abertura de salida izquierda 55o hacia las aberturas de escape izquierda 53 o bien a traves de la abertura de conexion comun 91 al conducto de conexion derecho 76 y luego hacia las aberturas de escape derechas 73. El gas de escape 70 expulsado desde el grupo derecho de cilindros 37 es libre de fluir a traves del conducto de conexion derecho 75 o bien hacia las aberturas de escape derechas 73 o bien a traves de una abertura de conexion comun 91 al interior del conducto de conexion izquierdo 55 y hacia las aberturas de escape izquierdas 53.

En un estado cerrado de la union de conductos 9 mostrado en la Fig. 5b, la funcion de la union de conductos 9 es esencialmente igual a la funcion de la union de conductos mostrada en la Fig. 3. Sin embargo, en la realizacion mostrada en la Fig. 5b, dos elementos de valvula 93, un elemento de valvula izquierdo 95 y un elemento de valvula derecho 97, restringen el paso de gas de escape a traves de la abertura de conexion comun 91 en lugar de solamente un elemento de valvula. Una union de conductos 9 segun la Fig. 5b estarfa tambien en un estado cerrado si solo uno de los elementos de valvula izquierdo o derecho 95 o 97 cierra la abertura de conexion comun 91 (no mostrado). El uso de dos elementos de valvula 95 y 97 incrementa la estanquidad a fugas entre el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7.

De una forma similar a la descrita anteriormente con relacion a la Fig. 3, el gas de escape indicado con las flechas 58a en la Fig. 5b que ha sido expulsado desde el grupo izquierdo de cilindros 35 es transportado exclusivamente a la abertura de escape izquierda 53 mientras que el gas de escape 70 expulsado desde el grupo derecho de cilindros 37 es transportado exclusivamente a la abertura de escape derecha 73, como se indica con las flechas 78a en la Fig. 5b.

Un elemento de valvula respectivo 95, 97 de la union de conductos 9 como se muestra en las Figs. 5a y 5b se ilustra con detalle adicional en las Figs. 6a, 6b y 6c y puede describirse como una compuerta excentrica o como una compuerta radialmente desplazada con respecto a su eje de rotacion (A⁹⁵, A⁹⁷).

En la realizacion preferente tal como se muestra en las Figs. 5a, 5b y 6a, el elemento de valvula izquierdo 95 y el elemento de valvula derecho 97 son esencialmente iguales entre si de modo que la vista detallada de las Figs. 6b y 6c puede verse con relacion a ambos elementos de valvula izquierdo y derecho 95, 97.

Naturalmente, el elemento de valvula izquierdo y el elemento de valvula derecho podrfan disenarse alternativamente de modo diferente o dimensionarse de modo diferente relativamente entre ellos.

Como se indica en las Figs. 5a a 6b, cada elemento de valvula 93 de la union de conductos 9 segun esta realizacion puede girarse alrededor de un eje de rotacion izquierdo o derecho respectivo A⁹⁵o A⁹⁷(indicado simplemente con la letra mayuscula A en las Figs. 6c y b). El eje de rotacion A (A⁹⁵asf como A⁹⁷) esta dispuesto esencialmente perpendicular con respecto a la trayectoria del flujo desde el motor a la abertura de escape y tambien perpendicular a la trayectoria del flujo a traves del centro de la abertura de conducto comun 91. En otras palabras, el conducto de conexion izquierdo 55 y el conducto de conexion derecho 75 se unen para formar la abertura de conexion comun 91 esencialmente en su circunferencia de modo que podrfa dibujarse una via imaginaria desde el centro del conducto de conexion izquierdo 55 al centro del conducto de conexion derecho 75 a traves del centro de la abertura de conducto comun 91 y el eje de rotacion A⁹⁵o A⁹⁷del elemento de valvula izquierdo 95 o del elemento de valvula derecho 97 podrfa ser perpendicular tanto a la via imaginaria anteriormente mencionada como a la trayectoria del flujo central a traves del conducto de conexion izquierdo o derecha 55 o 75 respectiva. Como se muestra en la Fig. 6a, los ejes de los elementos de valvula 97, 95 son esencialmente paralelos entre sf.

El elemento de valvula segun la realizacion de la Fig. 6 comprende una placa de rotacion superior 96 preferiblemente circular y una placa de rotacion inferior 98 preferiblemente circular. Tanto la placa de rotacion superior 96 como la placa de rotacion inferior 98 tienen una parte de eje 101 respectiva fijada a la misma que define el eje de rotacion A del elemento de valvula 93. Como se muestra en la Fig. 6a, el elemento de valvula 93 esta montado en la union de conductos 9 por medio de cojinetes de deslizamiento 103 en los que las partes del eje 101 quedan soportados giratoriamente alrededor de los ejes izquierdo o derecho de rotacion A⁹⁵o A⁹⁷.

Como se muestra en la Fig. 6a, cada elemento de valvula 93 es accionado por un motor electrico izquierdo o derecho respectivo, preferiblemente un servomotor 99. Los servomotores 99 pueden o bien estar fijados directamente a una parte del eje 101 de un elemento de valvula 93 respectivo (no mostrado) o tener una caja de engranajes izquierda o derecha 105 o 107 para transferir un movimiento de rotacion desde el motor electrico 99 a traves de la caja de engranajes izquierda 105 al elemento de valvula izquierdo 95 o desde el motor electrico derecho 99 traves de la caja de engranajes derecha 107 al elemento de valvula derecho 97. Una version simplificada de la union de conductos 9 segun la realizacion de la Fig. 6a podrfa implementarse con un motor electrico comun y una caja de engranajes comun para el accionamiento tanto del elemento de valvula izquierdo 95 como del elemento de valvula derecho 97, preferiblemente en una forma especularmente simetrica. Sin embargo, son preferibles motores electricos individuales 99 para actuar individualmente sobre el elemento de valvula izquierdo 95 o el elemento de valvula derecho 97 independientemente entre ellos, como se muestra en la Fig. 6a. La disposicion de motores electricos 99 que no se fijan directamente a la parte del eje 101 resulta ventajosa porque el espacio disponible en un automovil en el que puede disponerse una union de conductos 9 es normalmente limitado, de modo que el uso de una caja de engranajes 105, 107 o un medio similar para transferir el movimiento de rotacion desde un motor 99 a un elemento de valvula 93 resulta ventajoso al usar menos espacio y/o proporcionar mas libertad para el uso del espacio disponible.

Volviendo a las Figs. 6b y 6c, un cierre que se extiende axialmente 109 se conecta tanto a la placa de rotacion superior 96 como a la placa de rotacion inferior 98. Con respecto al eje de rotacion A, la pared 109 se extiende esencialmente como una pared rectangular sobre una distancia circunferencial a a lo largo de la circunferencia radialmente exterior del elemento de valvula 93 con respecto al eje de rotacion A. El interior de dicho cierre 109 es preferiblemente plano y el exterior preferiblemente forma una seccion de cilindro que rodea el eje de rotacion A del elemento de valvula 93. El cierre 109 es preferiblemente hueco tal como se muestra en las Figs. 6a a 6c pero tambien puede ser macizo (no mostrado). El cierre 109 del elemento de valvula 93 puede usarse para cortar la abertura de conexion comun 91, tal como se muestra en la Fig. 5b. Con este fin, la extension circunferencial a del cierre 109 es al menos tan grande como, preferiblemente mayor que, la extension circunferencial p de la abertura de conexion comun 91 con respecto al eje de rotacion A, como se indica en la Fig. 5a. Si la extension circunferencial a del cierre 109 del elemento de valvula 93 es mas pequena que la seccion circunferencial p de la abertura de conexion comun 91, los elementos de valvula individuales 95, 97 no son capaces nunca de cerrar completamente la abertura de conexion comun 91 de modo que se mantiene siempre una desviacion (no mostrado).

La union de conductos 9 mostrada en las Figs. 5 y 6 tiene esencialmente secciones de union cilfndricas 56, 76, en las que se dispone el elemento de valvula izquierdo o derecho 95, 97 respectivo de modo que el elemento de valvula 95, 97 pueda girar libremente alrededor de su eje de rotacion A⁹⁵o A⁹⁷. Puede implementarse una restriccion mecanica, electrica o electronica de una forma similar tal como se ha descrito anteriormente con respecto a las realizaciones mostradas en las Figs. 2 a 4. La dimension radial R⁵⁶, R⁷⁶de la seccion de union 56, 76 es esencialmente la misma que la dimension radial R del cierre 109 de modo que el elemento de valvula pueda encajar a modo de sellado una, dos o mas secciones de la seccion de union 56, 76 del conducto de conexion izquierdo 55 o conducto de conexion derecha 75 respectiva. En este contexto "encajar a modo de sellado" significa preferiblemente que puede mantenerse una pequena holgura entre el exterior circunferencial del cierre 109 y la pared interior circunferencial de la seccion de union 76 o 56 para permitir la expansion termica y/o para reducir el desgaste entre los elementos de valvula 95, 97 y la pared de la seccion de union 56, 76 de la union de conductos 9.

La seccion de entrada 55i, 75i y la seccion de salida 55o, 75o de la union de conductos 9 segun las Figs. 5 y 6 se construyen de modo que se extienden en una direccion radial con respecto al eje de rotacion A⁹⁵, A⁹⁷de la seccion de union izquierda o derecha 56, 76 respectiva. Una seccion de union 56, 76 comprende una superficie de reposo sobre su interior circunferencial que se extiende preferiblemente entre la seccion de entrada 55a, 75a y la seccion de salida 55b, 75b. La pared 109 del elemento de valvula 95, 97 puede colocarse en la superficie de reposo de modo que el elemento de valvula no estreche ninguna de las aperturas de la seccion de union 56, 76 que conduce a la seccion de entrada 55a, 75a, la seccion de salida 55b, 75b, o la abertura de conexion comun 91. En realizaciones alternativas, que no se ilustran, podrfa disponerse alternativamente un area de reposo entre la seccion de entrada 55a, 75a y la abertura de conexion comun 91 y/o entre la seccion de salida 55b, 75b de la abertura de conexion comun 91. El area de reposo de la seccion de union 56, 76 tiene una dimension circunferencial mayor que la dimension circunferencial a del cierre 109.

La dimension circunferencial X¹de una seccion de entrada y/o la dimension circunferencial X⁰de una seccion de salida son preferiblemente mas pequenas que a de modo que los elementos de valvula 95, 97 puedan cerrar dicha abertura de las secciones de union 56, 76.

La seccion de union 9 como se ha descrito anteriormente con respecto a las Figs. 5 y 6a funciona esencialmente de modo identico a la seccion de union 9 segun las realizaciones mostradas en las Figs. 2 y 3. Sin embargo, en una realizacion preferente del sistema de escape 1 que se muestra en la Fig. 1a, la union de conductos segun el diseno que se ha descrito con respecto a las Figs. 5 y 6 puede usarse para configuraciones adicionales que se describiran en las siguientes Figs. 7, 8 y 9. Se usan los mismos numeros de referencia que anteriormente para los mismos o similares componentes de la union de conductos.

La Fig. 7 muestra la union de conductos en un estado en el que los elementos de valvula 95, 97 restringen parcialmente el flujo a traves del conducto de escape principal cerrando parcialmente una abertura de conducto desde la seccion de union 56, 76 hacia la seccion de salida 55b, 75b, preferiblemente en aproximadamente el 50 %.

El posible uso de la union de conductos 9 como un dispositivo de valvula comun 90 incluyendo la valvula de activacion de la desviacion 13 resulta prticularmente inmediato a la vista de los estados de la union 9 ilustrados en las Figs. 8 y 9. En la Fig. 8, los elementos de valvula 95, 97 cierran ambas aberturas de conducto entre las secciones de union izquierda y derecha 56, 76 respectivas y los brazos de conducto situados 55a, 75a antes de la union de conductos 9 en el sentido del flujo, de modo que no pueda pasar gas de escape a traves de la union de conductos desde uno cualquiera de los cilindros 35, 37 a una abertura de escape. Un efecto casi identico al corte de la seccion de union 9 que se muestra en la Fig. 8 podrfa conseguirse si se dispusieran los elementos de valvula 95, 97 para cerrar la abertura de conducto entre las secciones de union 56, 76 y las secciones de salida 55b, 75b.

La Fig. 9 muestra un estado en el que el escape desde ambas filas de cilindros 35, 37 puede pasar a traves de la union de conductos 9 pero solamente hacia la abertura de escape izquierda 53. Con este fin, la abertura de conducto entre la seccion de union derecha 76 y el brazo de conducto derecho 75b esta cerrada por el elemento de valvula derecho 97, mientras el elemento de valvula izquierdo 96 queda posicionado en el area de reposo de la seccion de union izquierda 56. Este transporte de gas de escape se indica con las flechas 58a y 78b.

La union de conductos 9 segun la realizacion preferente de las Figs. 5 y 6 podrfa usarse tambien de una forma similar a como se muestra en la Fig. 9, lo que no se muestra, para conducir al gas de escape desde todo el motor 3 exclusivamente a la abertura de escape derecha 73, si la abertura de conducto entre la seccion de union izquierda 55 y el ramal de conducto izquierdo 55b esta cerrado por el elemento de valvula izquierdo 95 mientras el elemento de valvula derecho 97 esta dispuesto con su cierre 109 en el area de reposo derecha de la seccion de union derecha 76.

Se ilustra en las Figs. 10 a 13 una realizacion alternativa adicional de una union de conductos 9. La union de conductos alternativa adicional 9 como se muestra en la Fig. 10 puede usarse en el sistema de escape 1 segun la realizacion preferente mostrada en la Fig. 1 pero se implementa preferiblemente en un sistema de escape 1 segun la realizacion preferente mostrada en la Fig. 1a. Se usan numeros de referencia similares o identicos a los usados anteriormente para indicar los mismos o similares componentes.

La union de conductos 9 tal como se muestra en las Figs. 10 a 13 tiene dos elementos de valvula 93b, 13b que se mueven independientemente entre si. El elemento de valvula central 93b tiene un eje 101 conectado a un primer motor electronico 99 y el segundo elemento de valvula 13b o elemento de valvula comun tiene un segundo eje 111 conectado a un segundo motor electrico 99. Ambos ejes 101, 111 estan dispuestos coaxialmente con respecto al eje de rotacion A¹³que se extiende esencialmente de modo perpendicular a traves del conducto de conexion izquierdo 55, el conducto de conexion derecho 75 asf como la abertura de conexion comun 91 (que se muestra cerrada en ambas Figs. 10 y 11). Las secciones de union 56, 76 del conducto de conexion izquierdo 55 y del conducto de conexion derecho 75 son esencialmente de seccion transversal rectangular y forman una pared lateral comun en la que se forma la abertura de conexion comun 91. Los brazos de conducto 55a, 75a situados antes de la seccion de union 56, 76 en el sentido del flujo asf como los ramales de conducto 55b, 75b situados despues de la seccion de union 56, 76 en el sentido del flujo se conforman de una manera truncada para implementar una transicion entre la seccion de union 56, 76, que tiene una seccion transversal esencialmente rectangular, hacia una seccion transversal esencialmente circular en una abertura de entrada 55a, 75a o una seccion transversal esencialmente circular en una abertura de salida 55o, 75o.

Las secciones de union 56 y 76 de la union de conductos 9 segun la realizacion mostrada en las Figs. 10 a 13 tienen una pared de division interna 116 que realiza una separacion entre volumenes de transito 115, 117 de los conductos de conexion izquierdo y derecho 55, 75 con respecto a un volumen de reposo 118. El gas de escape desde el motor 3 puede pasar a traves de los volumenes de transito 115, 117 de los conductos de conexion izquierdo y derecho 55, 75 siempre que el elemento de valvula comun 13b este al menos parcialmente abierto (no mostrado) o completamente abierto (no mostrado). Para abrir el elemento de valvula comun 13b, se mueve al volumen de reposo 118 de la union de conductos 9 de modo que no impida el flujo a traves de la apertura del conducto entre la seccion de union izquierda 56 y la seccion de salida izquierda 55 y entre la seccion de union derecha 76 y la seccion de salida derecha 75b. El segundo elemento de valvula 13b se llama elemento de valvula comun debido a que su compuerta, que se muestra en detalle en la Fig. 13, se conforma de modo que estrecha las aberturas del conducto esencialmente de modo identico en la seccion de conducto izquierdo 5 asf como en la seccion de conducto derecho 7. Las secciones de compuerta del elemento de valvula comun 13b se conforman esencialmente como una pala o una seccion de una superficie de cilindro y se conectan entre sf y al eje 101 para ser giratorias alrededor del eje A¹³. La rotacion alrededor del eje A¹³puede mover los elementos de valvula comunes 13b desde una posicion completamente cerrada en la que cierra completamente la abertura de conducto anteriormente mencionada, tal como se muestra en las Figs. 10 y 11, a una posicion completamente abierta, en la que el elemento de valvula comun 13b es recibido esencialmente de modo completo dentro del volumen de reposo 118 de modo que no estrecha la apertura del conducto.

El elemento de valvula central 93b tiene una forma esencialmente semicircular, en la que el area cubierta por el elemento de valvula central 93b es mayor que el area de un semicfrculo identico, preferiblemente no mas que el 150 % del area del semicfrculo, preferiblemente menos que el 125 % del area de un semicfrculo ideal. Como se muestra en la Fig. 10, el elemento de valvula central 93b puede estar dispuesto en un estado cerrado en el que separa el volumen de transito izquierdo 115 del volumen de transito derecho 117 y separa asf el conducto de conexion izquierdo 55 de modo efectivo del conducto de conexion derecho 75 de modo que el gas de escape no pueda fluir desde el conducto izquierdo 5 al conducto derecho 7, o viceversa. Para proporcionar una conexion flufdica entre el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7, la valvula central 93b puede girar alrededor de su eje A¹³de modo que el elemento de valvula 93b se desplace al interior del volumen de reposo 118 (no mostrado).

La union de conductos segun la realizacion de las Figs. 10 a 13 comprende una seccion 119 que sella el volumen de reposo 118 respecto a la atmosfera. Aunque el elemento de valvula central 93b y el elemento de valvula comun 13b encajan a modo de sellado con la pared de division 116 por un lado y a la carcasa de la union de conductos 9 por otro lado, deberfa quedar claro que puede haber una pequena holgura entre el elemento de valvula comun 13b movil y/o el elemento de valvula central 93b y/o tanto la carcasa de la union de conductos 9 como la pared de division 116 para permitir una expansion termica y para disminuir el desgaste entre los componentes moviles y los fijos. Obviamente, el gas de escape puede pasar a traves de la holgura y pequenas cantidades (que no influyen sobre el flujo dentro de la union de conductos 9 desde el motor 3 a las aberturas de escape 53, 73) no deberfan en ningun caso salir a la atmosfera de una manera no controlada en la union de conductos 9.

Puede usarse un sistema de escape 1 segun las realizaciones preferentes mostradas en las Figs. 1 y 1a segun las siguientes configuraciones: segun una primera configuracion, que puede llamarse una configuracion deportiva dura, se permite que el gas de escape desde el grupo izquierdo de cilindros 45 viaje exclusivamente a traves del conducto de escape izquierdo 5 a ambas aberturas de escape izquierdas 53a y 53b y se permite que el gas de escape desde el grupo derecho de cilindros 47 viaje exclusivamente a traves del conducto de escape derecho 7 a la abertura principal de escape derecha 73a y la abertura de desviacion derecha 73b. Esta primera configuracion en conjunto con un motor V⁸permite un sonido V⁸deportivo y duro de tono elevado. Esta primera configuracion se consigue cerrando particularmente de modo total la abertura de conexion comun 91 y cerrando particularmente de modo total la abertura de conducto de escape derecha del dispositivo de valvula derecho 13, 72 y abriendo particularmente de modo total la abertura de conducto de escape izquierda del dispositivo de valvula izquierdo 13, 52. El sonido de tono elevado se consigue debido a la separacion de gas de escape del conducto izquierdo y derecho debido al orden de encendido de los cilindros. Un orden de encendido tfpico del motor V⁸es "L, L, R, R, L, R, L, R", en la que L se refiere al encendido de un cilindro del grupo izquierdo 35 y en la que R se refiere al encendido de un cilindro del grupo derecho 37. Si el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7 estan separados entre sf, las corrientes de gas en los conductos no interfieren entre sf lo que conduce tambien al sonido de tono elevado. Esta primera configuracion es particularmente beneficiosa para rendimientos en un intervalo de bajas revoluciones, particularmente a menos de 3000 revoluciones por minuto, preferiblemente menos de 2000 rpm, debido al hecho de que el volumen del conducto esta sobredimensionado para bajas revoluciones y bajo flujo de gas de escape. En un intervalo de revoluciones bajo, solo se requiere un pequeno espacio para la expansion del gas en la union de conductos 9.

La primera configuracion puede implementarse por ejemplo con la union de conductos 9 tal como se muestra en la Fig. 3 o tal como se muestra en la Fig. 5b o con la union de conductos de la realizacion de la Fig. ¹⁰con el elemento de valvula central 93b cerrado y un elemento de valvula comun 13b completamente abierto (no mostrado).

Puede implementarse una segunda configuracion que puede describirse como una configuracion deportiva equilibrada, en la que el gas de escape de uno cualquiera de los grupos de cilindros izquierdo o derecho 35, 37 puede ser transferido a traves del conducto de escape izquierdo y derecho 5, 7 a una cualquiera de las aberturas de escape 53, 73. De esta forma, puede conseguirse una produccion de sonido equilibrado refinado pero alto y deportivo. Para esta configuracion, la abertura de conexion comun 91 esta abierta para permitir que el gas de escape sea transferido entre el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7. Adicionalmente, los dispositivos de valvula 13, 52, 72 en los conductos de valvula 5, 7 estan abiertos. Esta configuracion es particularmente ventajosa para el intervalo de revoluciones medias a altas para mejorar el rendimiento del motor disminuyendo la contrapresion en los conductos de los conductos de escape. Particularmente en un intervalo de altas revoluciones de mas de 3000 rpm, preferiblemente, de mas de 4000 rpm. Los dos pulsos de presion inmediatamente sucesivos "L, L" o "R, R" de los mismos, el grupo de cilindros izquierdo o derecho 35 o 37, crean dos pulsos de presion en la misma entrada de conducto 51 o 71 lo que da como resultado una amplitud de pulso de presion mas alto y una duracion mas larga del pulso de presion, dado que los pulsos de presion interfieren entre sf. La conexion de los conductos de escape izquierdo y derecho 5, 7 en este caso duplica el volumen de conducto disponible lo que permite una expansion mejorada de la presion y una disminucion de la contrapresion. La segunda configuracion puede conseguirse con una union de conductos 9 tal como se muestra por ejemplo en las Figs. 2, 5a o con un elemento de valvula comun 13b completamente abierto y un elemento de valvula central 93b completamente abierto de la union de conductos 9 segun las Figs. 10 a 13.

En particular ocurren dos fenomenos en la union de conductos en la segunda configuracion que mejoran el flujo de gas y la presion y rendimiento del motor: El primer efecto se llama efecto de pulso de presion y su reflejo. Debido a la expansion de gas de escape, que puede fluir desde la entrada de conducto de uno de los conductos de escape 5, 7 simples a tanto el conducto de extraccion izquierda como derecha 59 y 79, un pulso de presion positivo procedente de un conducto de entrada 51, 71 se invierte parcialmente en un pulso de presion negativo que va hacia atras (o en el sentido opuesto al flujo) hacia el motor en el otro conducto de entrada 71 o 51 respectivo. Este pulso de presion negativo reflejado incide en un pulso de presion positivo sucesivo retrasado 90° en la "otra" entrada de conducto 71 o 51 ultimamente mencionado, lo que ayuda a barrer el gas de escape en la entrada de conducto ultimamente mencionado 71 o 51. De esta forma, se reducen las perdidas de bombeo en el sistema de escape lo que afecta positivamente al rendimiento del motor particularmente en un intervalo de revoluciones medio (por ejemplo entre 2000 y 4000 rpm). Este efecto puede llamarse el efecto empuje-traccion. El segundo efecto puede llamarse "efecto de corriente de gas". Con parametros de operacion elevados (plena carga, intervalo de revoluciones altas), el gas de escape procedente de un primer conducto de entrada es dividido en la union de conductos 9 debido a una presion relativa en la salida del otro conducto respectivo (efecto inyector). Pueden asf provocarse ganancias del rendimiento de aproximadamente del 1 % al 2 % de incremento total de potencia.

En una tercera configuracion del sistema de escape, que puede llamarse configuracion suave o configuracion silenciosa, se permite que el gas de escape sea transferido entre los conductos de escape 5, 7 pero es forzado a fluir a traves de las vfas de desviacion 57, 77 de diametro relativamente pequeno para salir exclusivamente a traves de las aberturas de desviacion 53b, 73b.

Para la configuracion suave, se abre la abertura de conducto comun 91, pero los dispositivos de valvula 13, 52 y 72 se activan para permitir que el gas solo fluya a traves de las vfas de desviacion 57, 77 a las aberturas de escape de desviacion 53b, 73b. Esta configuracion silenciosa puede conseguirse por ejemplo con una configuracion de la union de conductos tal como se muestra en las Figs. 2, 5a o con un elemento de valvula comun 13b completamente abierto y un elemento de valvula central 93b completamente abierto de la union de conductos 9 tal como se muestra en las Figs. 10 a 13, en un sistema de escape 1 como el que se muestra en la Fig. 1 en el que las valvulas de activacion de la desviacion 13 estan dispuestas despues de la union de conductos 9 en el sentido del flujo.

En una cuarta configuracion, tanto la abertura de conexion comun 91 como las aberturas de conducto de los dispositivos de valvula 13, 52, 72 estan completamente cerradas. Aunque esto no mejore el rendimiento, puede reducir la emision sonora.

En una quinta configuracion, se permite que el gas de escape sea transferido entre el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7, pero una abertura de conducto en al menos uno de los dispositivos de valvula 13 esta al menos parcialmente cerrada e impide el flujo libre de gas de escape a traves de una abertura de escape principal 53a y/o 73a respectiva. Esto puede realizarse por ejemplo segun la realizacion mostrada en la Fig. 7 o con un elemento de valvula central 93b completamente abierto y un elemento de valvula comun 13b parcialmente abierto en la realizacion de la union de conductos 9 de la realizacion de la Fig. 10 (no mostrado) con un sistema de escape segun la Fig. 1a.

En una sexta configuracion, el gas de escape puede ser transferido entre el conducto de escape izquierdo 5 y el conducto de escape derecho 7 pero puede salir del sistema de escape 1 exclusivamente a traves de la abertura o aberturas de escape izquierdo 53 o a traves de la abertura o aberturas de escape derecho 73. Esta configuracion puede conseguirse con la realizacion que se muestra en la Fig. 9 en un sistema de escape que tiene una union de conductos 9 tal como se muestra por ejemplo en la Fig. 2 o en la Fig. 10, la sexta configuracion solo puede conseguirse en caso de que se proporcione una valvula adicional al menos en una de las vfas de desviacion izquierda o derecha 57, 77 (no mostrado).

La quinta y sexta configuraciones pueden usarse preferiblemente en motores modernos de alto rendimiento, particularmente motores V6 y V8, que permiten el desacoplamiento de algunos de los cilindros del motor, por ejemplo la fila izquierda de cilindros 35 o la fila derecha de cilindros 37. El sistema de escape se construye normalmente para minimizar la contrapresion en operacion a plena carga lo que puede producir sonidos retumbantes desagradables y/o ruidos del motor indeseables en la denominada operacion de aceleracion parcial o movimiento de desacoplamiento del cilindro. La quinta o sexta configuraciones pueden disminuir estos efectos indeseables.

En general, si hay comunicacion flufdica entre los conductos, el conducto izquierdo 5 y el conducto derecho 7, se resalta el sonido de la frecuencia del orden de encendido basico de la mitad del motor (una fila de cilindros). Una conexion abierta entre los conductos 5, 7 resalta la frecuencia del orden completo de encendido basico del motor (ambas filas de cilindros). En el caso de un numero par de cilindros, esta ultima es aproximadamente dos veces mas alta que la de la primera. El orden de encendido y frecuencia, que son los factores mas dominantes en el sonido del escape del sistema de escape, influyen tambien en sus armonicos de orden mas alto. Mediante la apertura o cierre de una abertura de conexion comun 91, el sonido emitido desde el sistema de escape puede cambiarse significativamente y pueden conseguirse asf dos configuraciones caracterfsticas con diferente caracter de sonido. Los mapas de sonido segun las Figs. 14 y 15 muestran el nivel de sonido (dBA) emitido por el sistema de escape, en el que los niveles de ruido por encima de aproximadamente 85 dBA se indican en negro y niveles de ruido por debajo de aproximadamente 85 dBA se indican en blanco. Tal como se ha descrito anteriormente, un sistema de escape segun la invencion permite la seleccion de dos caracteres sonoros caracterfsticos, lo que se describira con mayor detalle a continuacion. Las mediciones sonoras del escape pueden realizarse sobre un vehfculo mediante el uso de equipos de medicion que detectan las revoluciones por minuto del motor y una senal desde un microfono colocado cerca de las salidas de escape. Lo que se conoce como proceso de seguimiento de secuencia puede usarse para extraer la senal para ser analizada en un dominio de frecuencia (FFT) para todas las posibles configuraciones de revoluciones del motor. El espectro sonoro dependiente de las revoluciones pueden combinarse en una matriz, tal como se muestra en las Figs. 14 y 15.

Los mapas sonoros segun las Figs. 14 y 15 representan la frecuencia y volumen caracterfsticos del sonido en un grafico dependiente de la configuracion de revoluciones del motor. Dado que un motor de combustion interna proporciona una salida proporcional o lineal con respecto a su velocidad de revoluciones, los ordenes o armonicos de la emision sonora se representan como vfas lineales en el mapa de color sonoro, para emisiones sonoras de 85 dBA y superiores. Las mediciones de sonido mostradas en las Figs. 14 y 15 se realizaron con un motor biturbo V8 conectado a un sistema de escape segun la invencion.

La Fig. 14 muestra un mapa sonoro para una conexion abierta entre el conducto de escape izquierdo y derecho principales. La Fig. 15 muestra un mapa sonoro para un sistema de escape segun la invencion en el que se cierra la conexion entre el conducto izquierdo y el conducto derecho (la abertura de conexion comun).

Con referencia a la Fig. 14, los armonicos de orden mas dominantes son 3,0 y 3,5 a lo largo de todo el intervalo de revoluciones del motor biturbo V8. En el intervalo de revoluciones medias del motor biturbo V8, los ordenes de armonicos de 4,0, 4,5 y 5,0 son tambien dominantes. Hay ordenes mas altos (6 a 10) pero mucho menos intensos. No hay sonidos de baja frecuencia del orden 1,5 y 2,0.

En el mapa sonoro de la Fig. 15, que se refiere a la conexion cerrada entre los conductos, la emision sonora es visiblemente diferente. En particular, la conexion abierta entre el conducto de escape izquierdo y el conducto de escape derecho permite que sean tambien audibles ordenes de armonicos mas bajos, concretamente el orden de 1,5 y 2,0. Ademas, a diferencia de la disposicion cerrada descrita anteriormente, tambien hay un amplio espectro de los ordenes 4 a 10 incluyendo todos los semi-ordenes en este intervalo, lo que define una amplia banda sonora fuerte. Especfficamente en el intervalo de revoluciones entre 4.000 y 6.200 rpm, esta banda ancha es mucho mas intensa en comparacion con el mapa sonoro de conexion cerrada de la Fig. 14.

Las diferencias de la emision acustica mostrada en las Figs. 14 y 15 son claramente detectadas por un ofdo humano. El sonido presentado en la Fig. 14 es menos intenso, mas suave y refinado. El sonido segun la Fig. 15 es mas agresivo, tiene un tono mas alto y resalta el caracter basico del motor.

Si el numero total de cilindros del motor es N (por ejemplo 8, tal como se muestra en la Fig. 1) y el tipo de motor es un tipo de cuatro tiempos, cada banco o grupo de cilindros del motor tiene N/2 cilindros (cuatro cilindros tanto en la fila izquierda 35 como en la fila derecha 37 del motor 3 mostrado en la Fig. 1), de modo que la frecuencia sonora basica del orden de encendido en caso de que se conecten en el conducto izquierdo 5 y el conducto derecho 7 puede calcularse con la ecuacion siguiente, en la que f es la velocidad del motor en revoluciones por segundo: FOcon = N ■ f/2;

Dado que la velocidad del motor es variable desde las rpm ideales a las maximas, cada orden de encendido tiene un intervalo desde una frecuencia minima a una maxima. En caso de que la conexion entre los conductos 5, 7 este completamente cerrada, la ecuacion basica para la frecuencia del sonido u orden de encendido es: FOdescon = N ■ f/4. La frecuencia del orden de encendido puede desplazarse ligeramente debido a la disposicion del motor (el angulo entre la culata del cilindro y la disposicion del carter). Sin embargo, la dominacion sonora se mantiene entre ambos estados de operacion.

Las caracterfsticas divulgadas en la descripcion anterior, las figuras y las reivindicaciones pueden ser significativas para la implementacion de la invencion en sus diferentes realizaciones individualmente asf como en cualquier combinacion.

Numeros de referencia

1 sistema de escape

3 motor de automocion de combustion interna

5 conducto de escape izquierdo

7 conducto de escape derecho

9 union de conductos

11 unidad de control

13 dispositivo de valvula

14 silenciador trasero

35 grupo izquierdo de cilindros

37 grupo derecho de cilindros

51, 71 conducto de entrada

52, 72 dispositivo de valvula

53, 73 salida de escape

53a, 73a salida de escape principal

53a, 73b salida de escape de desviacion

50, 72, 58a, 58b, 54, gas de escape

74, 78a, 78b, 60, 80 gas de escape

55, 75 conducto de conexion

55a, 75a seccion de entrada

55b, 75b seccion de salida

55i, 75i, abertura de entrada

55o, 75o abertura de salida

57, 77 via de desviacion

59, 79 conducto de extraccion

56, 76 seccion de union

90 dispositivo de valvula comun

91 abertura de conexion comun

93, 95, 97 elemento de valvula

94 aberturas de desviacion

96 placa de rotacion superior

98 placa de rotacion inferior

99 motor electronico

101, 111 arbol

103 cojinete

105, 107 caja de engranajes

109, 116 cierre

115, 117 volumen de transito

118 volumen de reposo

119 tapa

A eje de rotacion

R extension radial

a extension circunferencial del cierre

P extension circunferencial de la abertura de conexion comun X0 dimension circunferencial de la seccion de salida X1 dimension circunferencial de la seccion de entrada

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de escape (1) para un motor de automocion de combustion interna (3), tal como un motor en V o un motor tipo boxer, que comprende:

un conducto de escape izquierdo (5) conectable a un grupo izquierdo de cilindros (35) del motor de automocion de combustion interna (3) y

un conducto de escape derecho (7) conectable a un grupo derecho de cilindros (37) del motor de automocion de combustion interna (3),

comprendiendo cada conducto de escape (5, 7) una estructura de conducto que define

- una entrada de conducto (51, 71) para recibir gas de escape expulsado desde el grupo de cilindros al que es conectable el conducto de escape (5, 7); y

- al menos dos salidas de escape (53, 53a, 53b, 73, 73a, 73b), en particular, una salida de escape principal (53a, 73a) y una salida de escape de desviacion (53b, 73b), abiertas a la atmosfera;

en el que cada conducto de escape (5, 7) ademas comprende

- un dispositivo de valvula (13, 52, 72) para abrir y/o cerrar una abertura de conducto dispuesta entre la entrada de conducto (51, 71) y una de las al menos dos salidas de escape (53, 73), de modo que, en el estado abierto del dispositivo de valvula (13), el gas de escape es transferible desde la entrada de conducto (51, 71) a las al menos dos salidas de escape (53a, 53b, 73a, 73b), y de modo que, en el estado cerrado del dispositivo de valvula (13), se impide que el gas de escape fluya desde la entrada de conducto (51, 71a ) preferiblemente exactamente una de las al menos dos salidas de escape, en particular, la salida de escape principal (53a, 73a); y

- al menos una conexion para transferir gas de escape entre los conductos (5, 7);

caracterizado por que dicho sistema de escape (1) comprende al menos un elemento de valvula (93, 93b, 95, 97) para abrir y/o cerrar la al menos una conexion;

en el que el sistema de escape comprende una unidad de control (11) adaptada para controlar el elemento de valvula (9) asf como el dispositivo de valvula (13) segun al menos una de las siguientes configuraciones:

a. conexion cerrada y aberturas del conducto de escape derecha e izquierda abiertas;

b. conexion abierta y aberturas del conducto de escape derecha e izquierda abiertas; y/o

c. conexion abierta y aberturas del conducto de escape derecha e izquierda completamente cerradas; y en el que la unidad de control (11) esta adaptada para controlar el elemento de valvula (9) asf como el dispositivo de valvula (13) segun al menos una de las siguientes configuraciones adicionales:

d. conexion abierta y aberturas del conducto de escape derecha y/o izquierda parcialmente cerradas; y/o e. conexion abierta y una abertura de conducto de escape abierta, la otra abertura de conducto de escape completamente cerrada.

2. Sistema de escape (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el area de seccion transversal de las salidas de escape principales (53a, 73a) es mayor, preferiblemente, aproximadamente 1,1, 1,25, 1,3, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 4,0 o mas veces mayor, que el area de seccion transversal de las salidas de escape de desviacion (53b, 73b).

3. Sistema de escape (1) segun alguna de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el dispositivo de valvula (13, 52, 72) esta dispuesto en el conducto de escape izquierdo o derecho (5 o 7) respectivo despues de la conexion en el sentido del flujo.

4. Sistema de escape (1) segun alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que cada conducto de escape (5, 7) comprende ademas una via de desviacion (57, 77) para transferir gas de escape desde la entrada de conducto (51, 71) a una de las al menos dos aberturas de escape (53, 53a, 53b, 73, 73a, 73b), preferiblemente, a la abertura de escape de desviacion (53b, 73b), y/o por que la via de desviacion (57, 77) se deriva de la canalizacion principal del conducto de escape respectivo (5, 7), incluyendo dicha canalizacion principal la entrada de conducto (51, 71) respectiva y al menos otra de las al menos dos aberturas de escape (53, 53a, 53b, 73, 73a, 73b), preferiblemente la abertura de escape principal (53a, 73a), ya sea antes o despues de la conexion en el sentido del flujo, preferiblemente de un conducto de conexion (55, 75) del conducto de escape (5, 7), incluyendo dicho conducto de conexion (55, 75) la abertura de conexion (91).

5. Sistema de escape (1) segun alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de escape (1) incluye una unidad de control (11) para controlar el elemento de valvula (93) para abrir o para cerrar la conexion o abertura de conexion comun (91) dependiendo de un estado de operacion del motor, tal como un intervalo de revoluciones predeterminado, por ejemplo, menos de 3000 rpm o mas de 3000 rpm, y/o dependiendo de una configuracion manual.

6. Sistema de escape (1) segun alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de control (11) esta adaptada para controlar el elemento de valvula (9), asf como el dispositivo de valvula (13) de acuerdo ademas con la siguiente configuracion:

a. conexion o abertura de conexion comun (91) cerrada y aberturas de conducto de escape derecha e izquierda completamente cerradas.

7. Sistema de escape (1) segun alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la conexion la proporciona una union de conductos (9) del conducto de escape izquierdo (5) y del conducto de escape derecho (7) esencialmente con forma de X y/o por que hay una sola conexion para transferir gas de escape entre los conductos de escape (5, 7).