ES2739275T3 - Método y aparato para controlar un turboalimentador de doble voluta con geometría variable en función de la recirculación de gases de escape - Google Patents
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Abstract
Sistema de recirculación de gases de escape en un motor sobrealimentado, comprendiendo el motor (E) - un número predeterminado de cilindros, - un colector de admisión (4) y - un par de colectores de escape (5, 5'), distintos y separados entre sí, cada uno de los mismos conectado a la mitad de los cilindros del motor (E), estando solo uno (5) de dicho par de colectores de escape conectado al colector de admisión (4) para realizar una recirculación de gases de escape (EGR) de acuerdo con las condiciones de funcionamiento predeterminadas del motor (E), - una turbina (6) de doble voluta (10, 11), en la que una primera voluta (10) tiene una entrada respectiva conectada con dicho primer colector de escape (5) y una segunda voluta (11) tiene una entrada respectiva conectada con dicho segundo colector de escape (5'), caracterizado por que cada una de las volutas es del tipo geometría variable y una de las volutas (10) tiene unos medios para regular la geometría que son independientes de los medios para regular la geometría de la otra voluta (11), y por que comprende unos medios para controlar la geometría de las volutas (10, 11) configurados para - regular (i) la primera voluta (10) en función de una masa de gases de escape a recircular (EGR), - regular (ii) la segunda voluta (11) en función de la energía total (Ecomp) a proporcionar a la turbina (6).
Description
DESCRIPCIÓN
Método y aparato para controlar un turboalimentador de doble voluta con geometría variable en función de la recirculación de gases de escape
Campo de aplicación de la invención
La presente invención se refiere al campo de los sistemas para la recirculación de gases de escape, y, en particular, a un sistema de recirculación de gases de escape EGR en un motor sobrealimentado.
Descripción de la técnica anterior
Debido a las regulaciones que imponen límites de emisión, la mayoría de los fabricantes ha introducido y mejorado la técnica EGR para reducir las emisiones de NOx.
Cuando está presente un dispositivo SCR, que reduce el mismo contaminante, puede ser ventajoso hacer recircular menos del 14-15 % de los gases de escape para obtener una ventaja en términos de consumo de combustible, dada por una mejor sincronización de la combustión.
Las ventajas en términos de consumo de combustible obtenidas mediante el uso de la técnica EGR se anulan, al menos parcialmente, por la necesidad de mantener la suficiente contrapresión para provocar la recirculación de gases de escape.
Dicha contrapresión provoca un trabajo negativo en el ciclo de bombeo del motor que limita en gran medida las ventajas mencionadas anteriormente.
Cuando el motor comprende al menos seis cilindros, pero cada vez más a menudo también cuando comprende solo cuatro cilindros, se adopta una turbina de doble voluta, es decir, que tiene dos distribuidores separados que tienen las mismas o diferentes dimensiones y caudales.
De acuerdo con una solución conocida en la técnica, las dos volutas tienen diferentes dimensiones. La mitad del número de cilindros está conectada a la voluta más pequeña, mientras que la otra mitad está conectada a la voluta más grande. La voluta más pequeña, al oponerse a una mayor resistencia al paso del gas, permite obtener la contrapresión necesaria para hacer circular la EGR en el colector de admisión. Por lo tanto, las pérdidas de bombeo se limitan a los tres cilindros conectados a la voluta más pequeña.
En lo sucesivo, en la presente descripción, la voluta conectada a la rama de EGR se denominará voluta de EGR, mientras que la otra voluta, que no está conectada a la rama de EGR, se denominará segunda voluta.
El colector de escape de los tres primeros cilindros está evidentemente separado del colector de escape de los otros tres cilindros. Sin embargo, de acuerdo con dicha solución, la contrapresión está siempre presente, ya que es una función de la sección estática de efusión de la voluta más pequeña, que es fija. Un dimensionamiento adecuado permite obtener un flujo de EGR adecuado en todos los campos de funcionamiento del motor.
Además, el caudal del gas recirculado que no pasa a través de la voluta de EGR tiene que compensarse con una sección estática de efusión más pequeña en la voluta sin EGR, con el fin de obtener una sobrealimentación adecuada a partir de una baja velocidad de motor. A una alta velocidad de motor, una válvula de compuerta de residuos permite eludir, al menos parcialmente, la voluta sin EGR con el fin de evitar que la turbina alcance su velocidad de fuga. Además, dicha solución requiere la presencia de una válvula en el tubo de EGR para un control preciso del flujo de EGR recirculado. Normalmente, es una válvula de apertura-cierre con un movimiento paso a paso.
Dicha solución es válida cuando el porcentaje de gas recirculado no varía mucho entre los diferentes puntos de funcionamiento.
Con el fin de evitar mantener dicha contrapresión al máximo, se conoce el uso de un distribuidor de geometría variable en la voluta de EGR, en general del tipo pared deslizante, con el fin de recuperar una pequeña parte de la eficiencia. Además, cuando la voluta de EGR es del tipo geometría variable, es más pequeña que la otra, con el fin de evitar que, en ciertas condiciones de funcionamiento del motor, el distribuidor tenga que estar demasiado cerrado para determinar la contrapresión necesaria, lo que da como resultado demasiada energía transferida a la turbina, ya activada por la segunda voluta de distribuidor fijo y, por lo tanto, evitar abrir la válvula de compuerta de residuos demasiado pronto, perdiendo energía útil. Como consecuencia, siempre se realiza el trabajo de bombeo negativo y se realiza por todos los cilindros de motor, aunque con una extensión diferente.
Las soluciones mencionadas anteriormente no son adecuadas para aquellas aplicaciones en las que la SCR es especialmente eficiente, en la medida en que limita el uso de la técnica EGR. En tales circunstancias, de hecho, será deseable excluir la EGR en aquellos campos de funcionamiento del motor en los que no suponga ninguna ventaja, deteniendo de este modo el trabajo de bombeo negativo mencionado anteriormente. Además, será deseable tener un control total del caudal de EGR en un intervalo mayor, posiblemente deteniendo el trabajo de bombeo de los cilindros que no están conectados a la rama de EGR. Por lo tanto, de acuerdo con la técnica anterior, no es posible regular independientemente la presión de refuerzo de la contrapresión que es necesaria para hacer recircular los gases de escape.
Sumario de la invención
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es superar todos los inconvenientes mencionados anteriormente y proporcionar un sistema de recirculación EGR de tal manera que se minimicen las pérdidas de bombeo.
Otro objetivo de la presente invención es permitir una regulación independiente de la presión de refuerzo de la contrapresión que es necesaria para hacer recircular los gases de escape.
De acuerdo con la presente invención, se usa una turbina de doble voluta, en la que cada una de las volutas es del tipo geometría variable, y pueden accionarse independientemente una de otra.
De acuerdo con una realización alternativa preferida de la invención, las secciones estáticas de efusión respectivas de ambas volutas están dimensionadas preferentemente como si el motor fuera del tipo sin EGR.
Ventajosamente, en virtud de la presente invención, es posible anular el trabajo de bombeo negativo, hasta que sea necesaria una recirculación de gases de escape. En particular, es posible reducir, si no anular, el trabajo de bombeo cuando el motor funciona a altas revoluciones por minuto. Como se explicará a continuación, siendo la masa de los gases de escape recirculados la misma, la turbina tiende a acelerar o a decelerar de acuerdo con la cantidad de flujo de gas restante que pasa a través de la voluta de EGR: esto depende del punto de funcionamiento del motor. De acuerdo con la presente invención, el comportamiento de la turbina se controla/estabiliza por medio de la segunda voluta de geometría variable, es decir, la voluta sin EGR.
De acuerdo con una realización alternativa preferida de la invención, la voluta de EGR tiene una sección estática respectiva cuya efusión es igual a la de la segunda voluta sin EGR. Por lo tanto, una puede ser del tipo pared deslizante y la otra del tipo paleta deslizante.
De acuerdo con una realización alternativa preferida de la invención, las dos volutas tienen idénticas dimensiones y características.
Es preferible que la geometría variable sea del tipo conocido per se, en general del tipo paleta deslizante o del tipo pared deslizante.
Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un método para disponer la turbina de doble voluta de acuerdo con la presente invención.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para controlar la regulación de la dinámica de fluidos de las dos volutas.
En particular, los medios para regular la dinámica de fluidos interna de la segunda voluta también se regulan en función de la regulación de la voluta de EGR, de manera que la energía total transferida a la turbina equilibrará la potencia absorbida por el sobrealimentador o por un generador eléctrico accionado por la turbina.
Ventajosamente, así es posible evitar llevar la turbina y/o el sobrealimentador a velocidades superiores a las admisibles, pero también regular la presión de refuerzo en el valor exacto requerido, independientemente de la cantidad de EGR recirculada, sin usar necesariamente medios de regulación disipativa, tales como, por ejemplo, una válvula de compuerta de residuos.
Ventajosamente, el hecho de regular la segunda voluta para compensar el trabajo proporcionado por la primera voluta a la turbina disminuye, en general, el trabajo de bombeo negativo de los tres cilindros conectados a la segunda voluta, en comparación con lo que sucede en los sistemas de la técnica anterior. Dicha reducción del trabajo de bombeo negativo, al menos parcial, compensa el trabajo de bombeo negativo de los otros tres cilindros conectados a la voluta de EGR, con una mejora indudable de la eficiencia general del sistema.
Esto lleva a un menor trabajo de bombeo negativo por porcentaje de EGR, lo que, en consecuencia, puede permitir una reducción de la solución acuosa de urea a inyectar o una anticipación de la sincronización de la combustión con la consiguiente reducción del consumo de combustible.
El objeto de la presente invención también es un sistema de recirculación de gases de escape, de acuerdo con la reivindicación 1.
También es un objeto de la presente invención una turbina de doble voluta en la que ambas volutas son del tipo geometría variable y pueden accionarse independientemente una de otra. Otro objeto de la presente invención es un método para controlar el esquema mencionado anteriormente.
Otro objeto de la presente invención es un motor de combustión interna y un vehículo que implementa el sistema mencionado anteriormente.
Las reivindicaciones son una parte integral de la presente descripción.
Breve descripción de las figuras
Otros fines y ventajas de la presente invención quedarán claros a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida (y de sus realizaciones alternativas) y de los dibujos adjuntos a la misma, que son meramente ilustrativos y no limitantes, en los que:
la figura 1 muestra un esquema general de un sistema de recirculación de gases de escape de acuerdo con la presente invención;
las figuras 2 y 3 muestran realizaciones alternativas preferidas de un componente del esquema mostrado en la figura 1;
la figura 4 muestra un diagrama de bloques de un esquema de control del sistema de acuerdo con las figuras anteriores.
En las figuras, los mismos números y letras de referencia identifican los mismos elementos o componentes.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención
Con referencia a la figura 1, un motor de combustión interna E comprende un colector de admisión 4 y un par de colectores de escape 5 y 5', cada uno de los mismos conectado a la mitad del número de cilindros del motor E. Los dos colectores de escape son distintos y están separados uno de otro.
Cada uno de los dos colectores de escape está conectado a una de las dos volutas 10, 11 de la turbina 6. Solo uno de estos comprende también una rama 54 para la recirculación de gases de escape EGR. En particular, dicha rama 54 conecta el colector de escape 5 al colector de admisión 4.
La turbina 6 es del tipo doble voluta, en la que se alojan los distribuidores de geometría variable respectivos.
En particular, la voluta de EGR 10 está conectada con el colector de escape 5, mientras que la otra voluta 11 está conectada con el colector de escape 5'.
La salida de la turbina 6 está conectada al sistema de postratamiento de gases de escape ATS.
La turbina puede accionar el sobrealimentador 2 en rotación por medio de una conexión mecánica fija o por medio de un generador eléctrico que alimenta un motor eléctrico, el cual, a su vez, acciona el sobrealimentador 2.
Se aspira aire fresco por el sobrealimentador 2 a través de una caja de filtro de aire 1 y se enfría por medio de un enfriador 3 antes de entrar en el colector de admisión 4. Por lo tanto, la entrada del sobrealimentador está conectada a la caja de filtro 1 y su salida está conectada al colector de admisión 4 por medio de un enfriador 3.
De acuerdo con la realización alternativa mostrada en la figura 1, también la rama de recirculación 54 comprende, preferentemente, desde el escape hasta la admisión, su propio enfriador 9, denominado enfriador de EGR, y una válvula de retención 12 y un sensor que mide la masa de gas recirculado 13.
Posiblemente, de acuerdo con una configuración no mostrada en las figuras, la rama 54 puede conectarse al colector de admisión corriente arriba del enfriador 3. En tal caso, el enfriador de EGR 9 puede estar ausente.
De acuerdo con una realización alternativa preferida de la presente invención, la turbina 6 comprende dos volutas que tienen las mismas dimensiones, adecuadas para permitir el funcionamiento del motor E sin ninguna recirculación de gases de escape y sin disipar el trabajo de bombeo inútil para los cilindros conectados al colector de escape 5, cuando la recirculación de gases de escape no es necesaria. En otras palabras, la voluta de EGR 10 está dimensionada y puede controlarse de manera que, al menos en una condición de funcionamiento, en general a un número de revoluciones mayor o igual que el par máximo, no genere suficiente contrapresión para la recirculación de gases de escape. En otras palabras, la presión en el colector de admisión es mayor que la presión en el colector de escape. Esto significa que la sección estática de efusión de la voluta de EGR está dimensionada como si el motor no tuviera EGR. Tras recibir una entrada de la unidad de control de motor E, se determina el porcentaje de EGR necesario para el accionamiento de la estrategia de combustión óptima, que puede ser del tipo conocido per se, por ejemplo, por medio de una tabla de consulta o mediante un control de retroalimentación.
Basándose en la contrapresión necesaria, se identifica la sección de efusión equivalente de los gases de escape a través de la voluta de EGR. Por ejemplo, se varía la geometría de la voluta de EGR.
Un aumento de la contrapresión en la rama de EGR corresponde a una disminución del caudal de gas "residual" que cruza la voluta de la turbina de EGR, pero la velocidad de dicho gas residual se acelera contra el impulsor de la turbina, liberando su energía cinética en el impulsor de la turbina.
La energía cinética Ecin_Egr transferida a la turbina desde dicho caudal residual que cruza la voluta de EGR varía en relación con el punto de funcionamiento del motor y con la masa del gas recirculado M_Egr, por lo tanto Ecin_Egr = f (M_Egr, BMEP, RPM), donde BMEP corresponde a la presión efectiva del medio de frenado conocido y RPM corresponde a las revoluciones por minuto del motor.
De acuerdo con la presente invención, la energía cinética Ecin transferida en conjunto al impulsor de la turbina 6 se hace independiente de dicho caudal residual M_Egr y de su contenido de energía respectivo. Esto se obtiene regulando independientemente la segunda voluta. Por lo tanto, la velocidad de rotación del turbosobrealimentador se regula solo en función de la sobrepresión que el sobrealimentador necesita para la admisión, es decir, de la energía Ecomp que es necesaria para el sobrealimentador 2, haciendo que dicha sobrepresión sea independiente de la masa del gas recirculado. Dicha regulación, en particular, permite evitar que se alcance la velocidad límite nominal del turbosobrealimentador. En otras palabras, Ecin = f (Ecomp).
Cuando el caudal de EGR es alto, es evidente que la contribución de la energía cinética ofrecida por la turbina de la voluta de EGR disminuye, pero se compensa con la segunda voluta.
Por lo tanto, cada voluta, de acuerdo con la presente invención, puede transmitir más del 50 % de la energía cinética Ecomp que es necesaria para activar el conjunto de turbosobrealimentador, cuando los distribuidores respectivos se regulan en la sección de efusión mínima. Esto también es ventajoso para mejorar la progresión de la aceleración del turbosobrealimentador a baja velocidad, con un tiempo de aceleración reducido del vehículo. De acuerdo con la presente invención, a alta velocidad, es decir, a una velocidad que supera las revoluciones por minuto del par motor máximo, los dos distribuidores se regulan de manera compensatoria, es decir, sin superar los límites del diseño del turbosobrealimentador.
También cabe señalar que, de acuerdo con una realización alternativa preferida de la invención, a lo largo de la conexión entre el colector de escape 5 y la entrada de la voluta de EGR 10, no hay presentes otras válvulas de regulación o elementos de estrangulamiento.
La voluta 11 compensa el trabajo de la voluta 10, proporcionando:
- en algunas condiciones, una energía más alta a la turbina que a la voluta 10, ya que esta última se regula en función del caudal de EGR,
- en otras condiciones, proporcionando menos energía a la turbina 6 que a la voluta 10, para evitar que el sobrealimentador alcance su velocidad de fuga.
Por ejemplo, en la condición en la que la turbina 6 está conectada mecánicamente con el sobrealimentador 2, la sección de efusión equivalente de la voluta 10 define una velocidad de rotación del turbosobrealimentador. Cuando la velocidad de rotación del sobrealimentador supera un umbral predeterminado, la voluta 11 se controla de manera que abre sus paletas o su pared (ampliando su sección de efusión) compensando el aumento de energía transferida a la turbina cruzando la voluta 10.
Por el contrario, cuando la turbina está conectada a un generador, entonces la voluta puede regularse para proporcionar la energía necesaria para recargar las baterías del vehículo. De acuerdo con otra realización alternativa preferida de la invención, una válvula de regulación precisa 8 y/o una válvula de retención 12 pueden estar presentes en la rama de EGR 54. Dicha válvula 8, representada con el fin de completar el esquema de la figura 1, puede
proporcionarse opcionalmente como un elemento de regulación adicional cuando el motor se usa en una misión que comprende condiciones transitorias frecuentes y rápidas.
En particular, la contrapresión puede ser tan baja que la válvula de regulación precisa 8 y/o la válvula de retención 12 eviten que el aire fresco eluda el motor E y llegue directamente al escape por medio de la rama de EGR 54. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se describen a continuación realizaciones alternativas preferidas de la turbina de doble voluta que también son objeto de la presente invención. Con referencia a la figura 2, se muestra una turbina de doble voluta, siendo ambas volutas del tipo geometría variable con paletas oscilantes.
En la figura, que muestra una sección de acuerdo con el eje del impulsor 62, es posible observar las volutas 106 y 116 con sus palas oscilantes respectivas 80 y 81 controladas por los elementos de control respectivos 70 y 71. Tales elementos de control son totalmente independientes uno de otro.
Los anillos de soporte 63 son adecuados para definir, junto con las propias paletas, las direcciones de efusión que convergen en el impulsor.
El movimiento de las paletas con respecto a un eje de rotación respectivo, mostrado con una línea discontinua, determina las posiciones intermedias entre la apertura total y el cierre de las paletas. El cierre no significa un cierre completo, sino una sección de efusión más pequeña. Dicha tecnología se conoce per se en las turbinas de una sola voluta. Se sabe que en las turbinas de doble voluta se usa una sola serie de paletas oscilantes, de manera que intercepten el flujo que sale de ambas volutas. Por supuesto, esto no permite regular la contribución de la voluta de manera recíprocamente independiente.
Con referencia a la figura 3, se muestra una turbina de doble voluta 6 de acuerdo con la presente invención, que implementa la denominada tecnología de manguito deslizante en ambas volutas. En otras palabras, cada voluta tiene sus propios medios respectivos para regular la geometría interna. Las unas son independientes de las otras. De acuerdo con dicha solución, la regulación de efusión se realiza por medio de los elementos deslizantes de acuerdo con las flechas de doble cabeza, es decir, paralelas al eje de impulsor 62, para abrir completamente la entrada anular de los gases de escape. También en este caso, pueden controlarse individualmente los elementos deslizantes. También la denominada tecnología de manguito deslizante se conoce per se en las turbinas de una sola voluta. La aplicación de un solo manguito deslizante que intercepta simultáneamente el flujo de dos volutas también se conoce en la técnica, con los límites descritos anteriormente.
A continuación, se describe un método para controlar la turbina. De acuerdo con un primer aspecto, a baja velocidad, es decir, a una velocidad inferior a las revoluciones por minuto del par máximo, ambos distribuidores de las dos volutas se cierran para obtener la máxima progresión del turbosobrealimentador 6, 2.
Ventajosamente, dicha condición transitoria aumenta mucho la contrapresión, lo que facilita la recirculación de gases de escape. Es precisamente en las condiciones transitorias cuando aumentan las emisiones, por lo que dicha contrapresión que facilita la recirculación de gases de escape es especialmente ventajosa.
Por el contrario, a una velocidad estacionaria del turbosobrealimentador, la voluta de EGR se regula en función del caudal de EGR necesario, mientras que la otra voluta 11 se regula de manera complementaria a la voluta 10 con el fin de proporcionar a la turbina 6 la energía Ecomp necesaria para el sobrealimentador.
El método se describe con referencia a los diagramas de bloques funcionales de la figura 4, estando cada bloque destinado a corresponderse con las funciones lógicas ejecutadas por el aparato que las realiza:
- etapa 30: cálculo de un caudal de gases de escape a recircular y de una presión de refuerzo del motor (E); - etapa 31: regulación de la primera voluta (10) para realizar una contrapresión tal que garantice la recirculación de dicho caudal de gases de escape dada dicha presión de refuerzo;
- etapa 32: cálculo de la cantidad de energía proporcionada por dicha primera voluta (10) a un impulsor de la turbina (6),
- etapa 33: cálculo de la cantidad de energía restante a proporcionar a dicho impulsor, en función de dicha presión de refuerzo;
- etapa 34: regulación de la segunda voluta (11) con el fin de transferir dicha cantidad restante al impulsor de la turbina (6).
Cuando la cantidad de EGR a recircular es insignificante o igual a cero, la voluta de EGR 10 puede regularse con el fin de que esté tan abierta/cerrada como la segunda voluta 11. Si está presente una válvula de regulación precisa 8, puede garantizarse dicha regulación idéntica a cualquier velocidad. Por el contrario, si dicha válvula de regulación precisa no está presente, entonces la voluta de EGR 10 puede regularse para que esté tan abierta/cerrada como la segunda voluta 11 hasta que la contrapresión sea tal que provoque la recirculación de gases de escape. Una vez que se ha superado dicho umbral, las regulaciones de cierre adicionales son hasta la segunda voluta.
Ventajosamente, el hecho de que no haya trabajo de bombeo cuando la recirculación de gases de escape no es necesaria, de acuerdo con las pruebas realizadas, permite obtener una mejora del rendimiento general del motor de aproximadamente el 3-5 %, con un ahorro de combustible indudable.
La presente invención puede realizarse ventajosamente por medio de un programa informático, que comprende un medio de código de programa que realiza una o más etapas de dicho método, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador. Por esta razón, se pretende que el alcance de la presente patente también cubra dicho programa informático y los medios legibles por ordenador que comprenden un mensaje grabado, comprendiendo dichos medios legibles por ordenador el medio de código de programa para realizar una o más etapas de dicho método, cuando tal programa se ejecuta en un ordenador.
Será evidente para los expertos en la materia que otras realizaciones alternativas y equivalentes de la invención pueden concebirse y llevarse a la práctica sin alejarse del alcance de la invención.
A partir de la descripción expuesta anteriormente, es posible que los expertos en la materia materialicen la invención sin necesidad de describir detalles de construcción adicionales. Los elementos y las características descritos en las diferentes realizaciones preferidas pueden combinarse sin alejarse del alcance de la presente solicitud.
Claims (20)
1. Sistema de recirculación de gases de escape en un motor sobrealimentado, comprendiendo el motor (E)
- un número predeterminado de cilindros,
- un colector de admisión (4) y
- un par de colectores de escape (5, 5'), distintos y separados entre sí, cada uno de los mismos conectado a la mitad de los cilindros del motor (E), estando solo uno (5) de dicho par de colectores de escape conectado al colector de admisión (4) para realizar una recirculación de gases de escape (EGR) de acuerdo con las condiciones de funcionamiento predeterminadas del motor (E),
- una turbina (6) de doble voluta (10, 11), en la que una primera voluta (10) tiene una entrada respectiva conectada con dicho primer colector de escape (5) y una segunda voluta (11) tiene una entrada respectiva conectada con dicho segundo colector de escape (5'),
caracterizado por que cada una de las volutas es del tipo geometría variable y una de las volutas (10) tiene unos medios para regular la geometría que son independientes de los medios para regular la geometría de la otra voluta (11), y por que comprende unos medios para controlar la geometría de las volutas (10, 11) configurados para - regular (i) la primera voluta (10) en función de una masa de gases de escape a recircular (EGR),
- regular (ii) la segunda voluta (11) en función de la energía total (Ecomp) a proporcionar a la turbina (6).
2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha primera voluta (10) y dicha segunda voluta (11) tienen unas secciones estáticas de efusión respectivas que son iguales entre sí.
3. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que dichas volutas son constructivamente idénticas entre sí.
4. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha regulación se realiza en condiciones estacionarias de un conjunto de turbosobrealimentador (6, 2) que comprende dicha turbina (6) y un sobrealimentador (2) para sobrealimentar el motor (E) accionado por la turbina (2).
5. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, en el que dichos medios para controlar la geometría de las volutas (10, 11) están configurados para regular por igual dichas geometrías, en condiciones transitorias del turbosobrealimentador (6, 2) que comprende dicha turbina (6) y un sobrealimentador (2) para sobrealimentar el motor (E) accionado por dicha turbina.
6. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que dichas regulaciones (i, ii) se realizan con el fin de evitar que el turbosobrealimentador (6, 2) o el turbogenerador alcancen una velocidad de fuga.
7. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha regulación se realiza en condiciones estacionarias de un conjunto de turbogenerador (6, 2) que comprende dicha turbina (6) conectada axialmente a un generador eléctrico que alimenta las baterías del vehículo.
8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha energía total está en función de la energía a transferir al generador eléctrico.
9. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha conexión entre dicho primer colector de escape (5) y dicho colector de admisión (4) comprende:
- una válvula de regulación precisa de la EGR (8) y/o
- una válvula de retención (12) y/o
- un enfriador de EGR (9).
10. Método para hacer recircular los gases de escape en un motor (E) sobrealimentado por medio de un conjunto de turbina-sobrealimentador (6, 2) con una turbina (6) de doble voluta (10, 11),
en el que el motor tiene un par de colectores de escape (5, 5'), distintos y separados entre sí, cada uno de los mismos conectado a la mitad de los cilindros del motor (E), estando solo uno (5) de dicho par de colectores de escape conectado al colector de admisión (4) para realizar una recirculación de gases de escape (EGR) de acuerdo con las condiciones de funcionamiento predeterminadas del motor (E), en el que la turbina tiene una primera voluta con una entrada respectiva conectada con dicho primer colector de escape (5) y una segunda voluta (11) con una entrada respectiva conectada con dicho segundo colector de escape (5'),
comprendiendo el método la etapa de disponer ambas volutas (10, 11) de manera que cada una de las mismas tenga una geometría variable, teniendo una voluta (10) unos medios para regular la geometría que son independientes de los medios para regular la geometría de la otra voluta (11), comprendiendo el método las siguientes etapas:
- una primera regulación (i) de la primera voluta (10) en función de una masa de gases de escape a recircular, - una segunda regulación (ii) de la otra segunda voluta (11) en función de la energía total (Ecomp) a proporcionar a la turbina (6).
11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende la etapa de dimensionar una sección estática de efusión correspondiente de la primera voluta (10), colaborando en la recirculación de gases de escape, como si el motor (E) no estuviera provisto de EGR.
12. Método de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11, que comprende la etapa de dimensionar las secciones estáticas de efusión de las volutas (10, 11) de la misma manera.
13. Método de control de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dichas etapas se realizan en condiciones estacionarias de un conjunto de turbosobrealimentador que comprende dicha turbina (6) y un sobrealimentador (2) accionado por dicha turbina o en condiciones estacionarias de un conjunto de turbogenerador que comprende dicha turbina (6) y un generador accionado por dicha turbina para recargar las baterías del vehículo.
14. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 o 13, en el que dichas regulaciones (i, ii) se realizan con el fin de evitar que el conjunto de turbosobrealimentador (6, 2) o el turbogenerador alcancen una velocidad de fuga.
15. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 10 a 14, que comprende las siguientes etapas:
-(30) cálculo de un caudal de gases de escape a recircular y de una presión de refuerzo del motor (E);
-(31) regulación de la primera voluta (10) para realizar una contrapresión tal que garantice la recirculación de dicho caudal de gases de escape dada dicha presión de refuerzo;
-(32): cálculo de la cantidad de energía proporcionada por dicha primera voluta (10) a un impulsor de la turbina (6),
-(33): cálculo de la cantidad de energía restante a proporcionar a dicho impulsor, en función de dicha presión de refuerzo;
-(34): regulación de la segunda voluta (11) con el fin de transferir dicha cantidad restante al impulsor de la turbina (6).
16. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 15, en el que cuando una válvula de regulación precisa (8) está presente en un tubo de recirculación de EGR (54), se realiza la misma regulación entre las geometrías de las volutas (10, 11) también en cualquier condición de velocidad del turbosobrealimentador o del turbogenerador, con el cierre/regulación simultáneo de la válvula de regulación precisa (8).
17. Método de control de un sistema de recirculación de gases de escape de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo el método la etapa de controlar la geometría de las volutas (10, 11) de la misma manera, en condiciones transitorias del turbosobrealimentador (6, 2) que comprende dicha turbina (6) y un sobrealimentador (2) que sobrealimenta el motor de combustión interna (E) accionado por dicha turbina o en condiciones transitorias de un turbogenerador que comprende dicha turbina (6) y un generador eléctrico que alimenta las baterías del vehículo accionadas por dicha turbina.
18. Método de control de un sistema de recirculación de gases de escape de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que cuando un tubo de recirculación de EGR no tiene una válvula de regulación precisa, la geometría de la primera voluta (10) se regula al abrir/cerrar como la geometría de la segunda voluta (11) hasta que sea necesaria una recirculación de gases de escape.
19. Programa informático que comprende un medio de código de programa adaptado para realizar todas las etapas de las reivindicaciones 10 a 18, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.
20. Medio legible por ordenador que comprende un programa grabado, comprendiendo dicho medio legible por ordenador un medio de código de programa adaptado para realizar todas las etapas de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 18, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.
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