MX2007004972A

MX2007004972A - Conducto para interconectar un compresor y un radiador intermedio.

Info

Publication number: MX2007004972A
Application number: MX2007004972A
Authority: MX
Inventors: Kok Petrus Cornelis Gerardu De; Christiaan Gerardus Knubben
Original assignee: Daf Trucks Nv
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-01-16
Also published as: EP1849989A1; CA2585952A1; US20070251232A1

Abstract

La invencion se refiere a un conducto para interconectar etapas separadas de un compresor o un compresor y un radiador intermedio de un motor de combustion interna; el conducto comprende un lumen para transportar aire comprimido y por lo menos un canal para un liquido refrigerante, canal el cual rodea al menos parcialmente el lumen y/o se extiende dentro del lumen; el conducto de acuerdo con la presente invencion permite el enfriamiento efectivo de aire comprimido, por ejemplo de 260 degree C a 220 degree C a una caida de presion relativamente baja, incrementando asi la vida de servicio de equipo corriente abajo, en particular de un radiador intermedio corriente abajo.

Description

CONDUCTO PARA INTERCONECTAR UN COMPRESOR Y UN RADIADOR INTERMEDIO MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un conducto para interconectar etapas separadas de un compresor o un compresor y un radiador intermedio de un motor de combustión interna, conducto el cual comprende un lumen para transportar aire comprimido. La invención también se refiere a un motor de combustión interna, en particular un motor diesel para vehículos comerciales, que comprende dicho conducto. Como se explica en la solicitud de patente Europea 1 048 832, los motores sobrealimentados generalmente están provistos con un radiador intermedio dispuesto en el conducto de sobrealimentación y adaptado para enfriar el aire que sale de la unidad turbocargadora antes de que sea admitido en el múltiple de entrada. Por lo general, el radiador intermedio comprende un intercambiador de calor aire-aire, el cual está dispuesto al frente del radiador principal del vehículo y a través del cual pasa el flujo de aire producido por un ventilador asociado con dicho radiador. Para mejorar aún más el enfriamiento, el motor de combustión interna sobrealimentado (1 ) de acuerdo con la solicitud de patente Europea 1 048 832 comprende - además del tubocargador habitual (3), un conducto de sobrealimentación (7) que conecta una salida del turbocargador (3) con un múltiple de entrada del motor (1 ), radiador intermedio (8) en serie con el conducto de sobrealimentación (7) para enriar el aire de sobrealimentación del motor, y un dispositivo de ventilación forzada (14) para enfriar el conducto de sobrealimentación (7) - por lo menos un conducto (18, 19) que tiene una abertura de entrada (20) orientada hacia un ventilador (10) y una abertura de salida (21 ) orientada hacia una porción (16, 17) del conducto de sobrealimentación (7). El documento US 4,236,492 se refiere a un motor de combustión interna que tiene un sobrealimentador y dos o más radiadores intermedios del sobrealimentador o sistemas de enfriamiento que tienen respectivamente diferentes niveles de temperatura. Los radiadores individuales están dispuestos en sucesión en la dirección de flujo, con el aire alimentado disminuyendo en temperatura y el aire de enfriamiento incrementando en temperatura. La modalidad de las figuras 2 y 3 comprende respectivamente dos radiadores intermedios de sobrealimentador enfriados con líquido (11 , 12) y un radiador intermedio de sobrealimentador enfriado con aire (5). Con crecientes relaciones de presión del turbocargador, necesarias para mejorar la eficiencia de motores de combustión interna, también incrementa la temperatura del gas comprimido que sale del compresor o de una etapa del compresor. En la actualidad, las presiones y temperaturas típicas del gas que sale del compresor son por ejemplo de 4 bar y 260 a 290°C (dependiendo de la temperatura ambiente). En tales condiciones, es probable que el gas dañe el equipo corriente abajo, en particular un radiador intermedio corriente abajo. Es un objetivo de la presente invención proveer un conducto mejorado. Para tal efecto, el conducto de acuerdo con la presente invención comprende por lo menos un canal para un líquido de enfriamiento, canal el cual por lo menos rodea parcialmente el lumen para transportar aire comprimido y/o se extiende dentro del lumen y de preferencia a través del lumen. Se prefiere que al menos uno de los canales ondule. Además, se prefiere que el conducto comprenda aletas y/o proyecciones que se extienden dentro del lumen. El conducto, también referido como "conducto de sobrealimentación" o "tubo de sobrealimentación" de acuerdo con la presente invención permite el enfriamiento efectivo de aire comprimido, por ejemplo de 260°C a 220°C a una caída de presión relativamente baja, incrementando así la vida de servicio del equipo corriente abajo, en particular un radiador intermedio corriente abajo. Para incrementar adicionalmente la eficacia del conducto y la libertad de diseño, se prefiere formar el conducto al moldear, en particular al moldear con arena, con espuma perdida o con troquel permanente, un metal preferiblemente aluminio, de manera que las paredes del lumen y el canal o canales, y las aletas y/o proyecciones, si están presentes, formen un conjunto integral.

La invención también se refiere a un motor de combustión interna, en particular un motor diesel para vehículos comerciales, que comprende un compresor, un radiador intermedio, y un conducto de acuerdo con la presente invención que interconecta etapas separadas del compresor y/o una salida del compresor y una entrada del radiador intermedio. A continuación se ilustrará la invención con referencia a los dibujos, los cuales muestran esquemáticamente una modalidad preferida del conducto de la presente. Cabe señalar que los dibujos no están necesariamente a escala y que los detalles, los cuales no se requieren para entender la presente invención, pueden haber sido omitidos. Además, los elementos que son al menos sustancialmente idénticos o que realizan al menos una función sustancialmente idéntica están indicados con el mismo número. Las figuras 1 y 2 son una vista en perspectiva y una vista superior de un tubo de sobrealimentación de acuerdo con la presente invención; las figuras 3 a 5 son vistas transversales (MI-MI; IV-IV; V-V) del tubo de sobrealimentación mostrado en las figuras 1 y 2; y las figuras 6 y 7 son vistas en perspectiva de dos núcleos de arena para definir características internas del tubo de sobrealimentación. Las figuras 1 a 5 muestran un tubo de sobrealimentación de acuerdo con la presente invención para interconectar un compresor, tal como un turbocompresor, y un radiador intermedio de combustión interna, en particular un motor diesel de un vehículo comercial, tal como un camión. El tubo de sobrealimentación 1 comprende un lumen 2 para transportar aire comprimido desde el compresor hacia el radiador intermedio, una pluralidad de canales 3 (figuras 3 a 5) para transformar un líquido refrigerante, por lo general agua, entradas y salidas 4, 5 para aire comprimido y entradas y salidas 6, 7 para el líquido refrigerante. Las entradas y salidas 4, 5 para aire comprimido están provistas con orillas que resaltan radialmente, las cuales facilitan la conexión del tubo de sobrealimentación 1 , por medio de abrazaderas en V (no mostradas) con el compresor y el radiador intermedio. En este ejemplo, el lumen 2 se desvía en la dirección de flujo y la línea central del lumen interno 2 y desde luego el tubo de sobrealimentación completo se encorva gradualmente en dos direcciones. La posición e inclinación de las entradas y salidas 4, 5 para aire comprimido han sido adaptadas a la posición de la salida del compresor respectivamente y a la entrada del radiador intermedio de un motor específico. Como resultado, la caída de presión será relativamente baja y en principio no se requieren tubos o conductos adicionales para interconectar dicho compresor y radiador intermedio a través del tubo de sobrealimentación 1 enfriado con líquido. Además, en este ejemplo, los canales 3 para transportar el líquido refrigerante son tres, un canal ondulante 3A que se extiende a través de - es decir, a través de la mitad y sobre todo el diámetro del - lumen 2 y dos canales 3B que ondulan alrededor del lumen 2 cada uno abarcando de preferencia al menos 150° de la circunferencia del lumen 2. Además, también se prefiere de manera general que los canales se extiendan sobre una parte sustancial, preferiblemente al menos 70% de la longitud del tubo de sobrealimentación. Para mejorar adicionalmente el intercambio térmico, las aletas 8 se extienden en la dirección longitudinal del tubo de sobrealimentación 1 y en la dirección transversal, interconectando la pared interna del lumen 2 y el canal medio 3A. Las figuras 6 y 7 muestran núcleos de arena 10, 11 para moldear el tubo de sobrealimentación 1 en las figuras 1 a 5. El núcleo de arena 10 mostrado en la figura 6 define los canales de enfriamiento y comprende tres secciones ondulantes (en serpentina) 12 que definen los canales 3 para el líquido refrigerante, adaptadores 13, 14 que definen las entradas y salidas (6, 7) comunes para estos canales 3, y marcas de núcleo 15 para asegurar el núcleo de arena 10 dentro de un molde (de arena). El núcleo de arena mostrado en la figura 7 define el lumen para el gas comprimido y comprende una pluralidad de láminas sustancialmente paralelas 16 que definen los espacios entre las aletas 8, una ranura 17 se extiende sustancialmente perpendicular a las láminas 16 para acomodar la sección media 12A del núcleo de arena en la figura 6, y adaptadores 18, 19 que definen las entradas y salidas (4, 5) para el gas comprimido así como para asegurar el núcleo de arena dentro del molde. Durante producción, el núcleo de arena 11 para el lumen, el cual consiste en al menos dos partes, se coloca dentro del núcleo de arena 10 para los canales de enfriamiento y se pega. Posteriormente, los núcleos 10, 11 se colocan en un molde de arena y un metal, preferiblemente aluminio, se vierte en el molde, de una manera conocida por sí misma. Después de que el metal se ha enfriado, el producto semi-terminado es retirado del molde y la arena es retirada del lumen 2 y los canales 3. Finalmente, se sueldan tiras 20 en las aberturas que resultan de las marcas de núcleo 15, volviendo así los canales 3 impermeables a líquido. Cabe señalar que también son posibles otros sistemas de marca de núcleo, tales como sistemas que involucran el uso de tapones ajustados con presión. Además, si no está presente un canal medio (3A), el núcleo (11 ) para el lumen puede consistir en un sola parte (no se requiere encolado). El tubo de sobrealimentación de acuerdo con el presente ejemplo solamente ocupa ligeramente más espacio que un tubo de sobrealimentación existente similar sin enfriamiento y (por lo tanto) se puede ajustar en diseños de motores existentes. El tubo de sobrealimentación se puede conectar, por ejemplo, al sistema refrigerante principal del motor o a un sistema separado. Los experimentos han mostrado que el tubo de sobrealimentación de acuerdo con este ejemplo permite el enfriamiento efectivo de aire comprimido por ejemplo de 260°C a 220°C (a temperatura ambiente relativamente baja) o de 290°C a 230°C (a temperatura ambiente relativamente alta), evitando así daño al radiador intermedio corriente abajo. La invención no está limitada a las modalidades antes descritas, las cuales pueden variar en un número de formas dentro del alcance de las reivindicaciones. Por ejemplo, el conducto de acuerdo con la presente invención puede ser colocado entre etapas separadas de un compresor, es decir, enfriar el aire comprimido de una etapa corriente arriba antes de que ingrese a una etapa corriente abajo.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un conducto 1 para interconectar etapas separadas de un compresor o un compresor y un radiador intermedio de un motor de combustión interna, conducto 1 el cual comprende un lumen 2 para transportar aire comprimido y está caracterizado por al menos un canal 3 para un líquido refrigerante, canal el cual rodea al menos parcialmente el lumen 3B y/o se extiende dentro del lumen 3A.

2.- El conducto 1 de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque al menos un canal 3A para un líquido refrigerante se extiende dentro y preferiblemente a través del lumen 2.

3.- El conducto 1 de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque al menos uno de los canales 3 para un líquido refrigerante se ondula alrededor de al menos parte del interior respectivo del lumen 2.

4.- El conducto 1 de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque comprende aletas 8 y/o proyecciones que se extienden dentro del lumen 2.

5.- El conducto de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque las aletas 8 interconectan la pared interna del lumen 2 y el canal o canales 3 para un líquido refrigerante que se extiende dentro del lumen 2.

6.- El conducto 1 de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque ha sido obtenido al moldear, preferiblemente al moldear con arena, con espuma perdida o con troquel permanente un metal, preferiblemente aluminio, y en donde las paredes del lumen 2 y el canal o canales 3 y las aletas 8 y/o proyecciones si están presentes, forman un conjunto integral.

7.- Un motor de combustión interna, en particular un motor diesel para vehículos comerciales, que comprende un compresor, un radiador intermedio, y un conducto 1 de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que interconectan etapas separadas del compresor y/o una salida del compresor y una entrada del radiador intermedio.

8.- El motor de combustión interna de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el lumen 2 para aire comprimido se desvía hacia el radiador intermedio.