MX2015001798A

MX2015001798A - Enfriador de recirculacion de gases de escape con doble entrada y salida para motores sobrealimentados.

Info

Publication number: MX2015001798A
Application number: MX2015001798A
Authority: MX
Inventors: Freeman Carter Gates; Dennis Vroman
Original assignee: Ford Global Tech Llc
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2015-08-12
Also published as: RU2675943C2; US20150226108A1; RU2015104565A; RU2015104565A3; CN204572261U; MX355806B; DE202015100569U1; US9243547B2

Abstract

Métodos y sistemas se proporcionan para un sistema de recirculación de gases de escape de alta presión (EGR) de un motor de combustión interna de doble turbo en paralelo. El uso de un enfriador de EGR con una única entrada y salida de escape para enfriar el gas de escape recirculado puede aumentar la complejidad y el tamaño del embalaje del motor, junto con la adición de costos innecesarios de una red de conductos adicional para reducir la probabilidad de desequilibrio de impulso de los turbocompresores. Para proporcionar una forma de reducir el tamaño del embalaje sin afectar el rendimiento del motor, un enfriador de EGR con dos entradas y salidas de escape se utiliza para enfriar los flujos de escape que se conducen a partir de dos bancos de cilindros.

Description

ENFRIADOR DE RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE CON DOBLE ENTRADA Y SALIDA PARA MOTORES SOBREALIMENTADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente solicitud se refiere en general al diseño y el metodo de funcionamiento de un enfriador para un sistema de recirculación de gases de escape de un motor de combustión interna sobrealimentado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de motor pueden utilizar la recirculación de gases de escape desde un sistema de escape del motor a un sistema de admisión del motor, proceso denominado de recirculación de gases de escape (EGR, por sus siglas en inglés), para reducir las emisiones reguladas. Por ejemplo, un sistema de motor sobrealimentado puede incluir un sistema de EGR de alta presión (HP) que recircula los gases de escape desde el colector de escape corriente arriba de la turbina del turbocompresor al pasaje de admisión corriente abajo de un compresor del turbocompresor y corriente arriba del colector de admisión. En consecuencia, el gas de escape puede recircularse y combinarse con el aire de admisión fresco desde el compresor del turbocompresor, lo que resulta en una mezcla comprimida de aire de admisión fresco y gas de escape recirculado corriente abajo del compresor. Una válvula de EGR puede controlarse para ajustar la cantidad del flujo de gas de escape recirculado y lograr una dilución deseada del aire de admisión, donde la dilución deseada del aire de admisión se basa en las condiciones de funcionamiento del motor. El gas de escape de HP dirigido a través del sistema de EGR se mide y se ajusta en base a la velocidad y la carga del motor durante el funcionamiento del motor para mantener la estabilidad deseable de combustión del motor mientras se proporcionan beneficios de emisiones y economía de combustible.

Muchos sistemas de motor utilizan dos bancos de cilindros dispuestos en una formación en V, también conocida como un motor en V. Además, en motores en V sobrealimentados, dos turbocompresores pueden utilizarse para comprimir la carga de admisión. Una configuración común es un motor de doble turbocompresor en paralelo, donde un turbocompresor se asigna a un banco de cilindros. Además, los dos tu rbocom preso res funcionan individualmente por lo que la carga comprimida de un turbocompresor no se alimenta en la entrada del segundo turbocompresor. En este tipo de sistema, cada turbocompresor es accionado mediante los gases de escape de los colectores de escape de sus respectivos bancos de cilindros. Si un sistema de EGR de HP se utiliza también con un motor de doble turbocompresor en paralelo, entonces una porción de los gases de escape de ambos bancos de cilindros se dirigen a través de un sistema de EGR. Un problema que surge con la implementación de un sistema de EGR de HP con dos turbocompresores en paralelo es que los sistemas pueden experimentar desequilibrio de impulso de los turbocompresores que es el resultado de conductos desiguales de gas de escape. El desequilibrio de impulso de los turbocompresores puede conducir a un funcionamiento adverso del motor.

En una disposición del sistema de EGR, que se muestra por Gladden y Mineart en el documento de Estados Unidos 8297054, un circuito de EGR está conectado a dos bancos de cilindros dispuestos en una configuración en V. El sistema de motor incluye dos turbocompresores principales que descargan los gases de escape en paralelo a los dispositivos de tratamiento posterior en una realización. El circuito de EGR contiene dos puertos de entrada que están conectados de manera fluida a los dos colectores de escape correspondientes al primer y al segundo banco de cilindros. Además, los dos puertos de entrada están conectados de manera fluida a un enfriador de EGR a través de un pasaje de fluido. Los gases de escape de alta presión a temperaturas elevadas desde los dos colectores de escape se dirigen a través de las entradas dentro del pasaje de fluido que envía los gases de escape a través del enfriador de EGR. Se muestra que el enfriador de EGR tiene un único pasaje de entrada y un único pasáje de salida a través de los cuales fluye el gas de escape.

Sin embargo, los inventores de la presente han identificado los posibles problemas del método del documento de Estados Unidos 8297054. Con el avance de los vehículos más compactos que se esfuerzan por minimizar el peso total mientras que mantienen la potencia y el rendimiento del motor, el embalaje eficiente para el motor se ha tornado cada vez más importante. En muchos sistemas de EGR, la red de conductos y los componentes adicionales necesarios para mantener tubos de igual longitud para evitar el desequilibrio de los turbocompresores son costosos de añadir y difíciles de embalar en el espacio limitado del motor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, en un ejemplo, las cuestiones mencionadas anteriormente pueden abordarse mediante un enfriador de recirculación de gases de escape (EGR) que comprende: un pasaje de refrigerante con una entrada de refrigerante situada en una primera superficie longitudinal del enfriador, acoplada de manera fluida a un circuito de refrigerante externo y una salida de refrigerante situada en una segunda superficie lateral del enfriador, acoplada de manera fluida a un circuito de refrigeración externo, donde la segunda superficie lateral es opuesta y paralela a la primera superficie longitudinal; un primer pasaje de escape con una entrada y una salida situadas en superficies laterales opuestas, donde las superficies laterales están perpendiculares a las primera y segunda superficies longitudinales; y un segundo pasaje de escape de igual longitud que el primer pasaje de escape, donde el segundo pasaje de escape incluye una entrada y una salida situadas en las superficies laterales opuestas, donde la entrada del segundo pasaje de escape se encuentra en la misma superficie que la salida del primer pasaje de escape y la salida del segundo pasaje de escape se encuentra en la misma superficie que la entrada del primer pasaje de escape. De esta manera, el diseño del enfriador de EGR de doble conducto permite tubos de suministro de gas de EGR más cortos de igual longitud y acorta el espacio total de embalaje requerido sin causar desequilibrio de impulso de los turbocompresores o afectar adversamente el rendimiento del motor.

Por ejemplo, cada uno de los colectores de escape puede configurarse con tubos de escape que dirigen los gases de escape hacia sus respectivas turbinas. Corriente arriba de las entradas de las turbinas y corriente abajo de los colectores de escape, dos tubos de suministro (uno para cada banco de cilindros) pueden ramificarse desde las turbinas y conectarse a los laterales opuestos de un enfriador de EGR. Los dos tubos de suministro pueden entrar en el enfriador de EGR y pueden dirigirse a traves del enfriador de EGR en la misma longitud y emerger en laterales opuestos como tubos de descarga. Los tubos de descarga pueden entonces unirse para formar un conducto de escape combinado que conduce desde el enfriador de EGR a una válvula de control que ajusta el flujo de gases de EGR en el pasaje de admisión y el colector de admisión del motor. Mediante el uso del enfriador de EGR de doble entrada/salida, los gases de EGR de ambos bancos de cilindros pueden enfriarse de igual manera y fusionarse con la carga de admisión sin añadir tuberías adicionales.

Además, el enfriador de EGR puede montarse en una porción del motor de tal manera que los tubos de suministro para ambos bancos de cilindros se dirigen simétricamente dentro del enfriador de EGR. El enfriador de EGR puede unirse perpendicularmente al eje del cigüeñal, lo que reduce la distancia de la tubería de suministro que conecta los pasajes de escape al enfriador de EGR. Además, también se puede reducir la longitud del conducto de escape fusionado que conduce desde el enfriador de EGR al pasaje de admisión.

En otro ejemplo, a fin de reducir el espacio de embalaje, se proporciona un método de motor que comprende: dirigir el primer y el segundo gas de escape a través de dos pasajes de escape separados al primer y segundo lateral opuesto de un enfriador de EGR, respectivamente; dirigir los aún separados primer y segundo gases de escape fuera del enfriador de EGR a través del segundo y primer lateral, respectivamente; y fusionar los gases de escape para formar un conducto único de escape fuera del enfriador de EGR. De esta manera, una porción de los pasajes de escape montados en el exterior del enfriador de EGR en los sistemas de motor común antes de la unión puede integrarse dentro del enfriador de EGR propuesto con dos pasajes de escape separados. Por ejemplo, mediante la fusión de los gases de escape para formar un conducto único de escape en el exterior y corriente abajo del enfriador de EGR, es posible crear un sistema de EGR más compacto que puede montarse en el motor.

Se debe comprender que el resumen que antecede se proporciona para introducir de forma simplificada una selección de conceptos que se describen adicionalmente en la descripción detallada. No se pretende que identifique las características clave o esenciales del objeto reivindicado, cuyo alcance se define únicamente mediante las reivindicaciones que siguen a la descripción detallada. Además, el objeto reivindicado no se limita a las implementaciones que resuelven las desventajas mencionadas anteriormente o en cualquier parte de esta descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema de motor de doble turbocompresor que incluye un sistema común de EGR de alta presión.

La FIG. 2 muestra un diagrama esquemático del sistema de motor de doble turbocompresor de la FIG. 1 con un sistema modificado de EGR de alta presión que incluye un enfriador de EGR de doble entrada/salida.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva del enfriador de EGR de doble entrada/salida.

La FIG. 4 es un diagrama esquemático simplificado del sistema de motor de doble turbocompresor de la FIG. 1 que incluye un sistema común de EGR de alta presión.

La FIG. 5 es un diagrama esquemático simplificado del sistema de motor de doble turbocompresor de la FIG.2 con el sistema modificado de EGR de alta presión que incluye el enfriador de EGR de doble entrada/salida.

La FIG. 6 muestra un diagrama de flujo para el funcionamiento general del sistema de EGR de alta presión con el enfriador de EGR de doble entrada/salida.

La FIG. 7 ilustra un ejemplo de montaje del enfriador de EGR de la FIG. 5 en el motor.

La FIG. 8 muestra una vista alternativa del enfriador de EGR y el motor de la FIG. 7.

La FIG. 9 muestra una vista superior del enfriador de EGR y el motor de la FIG.7.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS La siguiente descripción proporciona sistemas y métodos para un sistema de recirculación de gases de escape de alta presión (EGR de HP, por sus siglas en inglés) de un motor de combustión interna de doble turbocompresor en paralelo y, en particular, un enfriador para reducir la temperatura del gas de escape recirculado. Un sistema común de motor se muestra en la FIG. 1 con dos turbocompresores que trabajan en paralelo con los cilindros dispuestos en dos bancos de una manera V-6. El sistema de motor incluye un sistema EGR de HP que utiliza un enfriador de EGR con una única entrada y salida para que los gases de escape pasen a través de un conducto. El mismo sistema de motor de la FIG. 1 se proporciona en la FIG.2 con la excepción de un enfriador modificado de EGR que tiene dos entradas y dos salidas para formar dos pasajes de escape dentro del enfriador. Los dos pasajes de escape están separados corriente arriba de y dentro del enfriador, acoplados de manera fluida a los colectores de escape de los dos bancos de cilindros y se fusionan corriente abajo del enfriador. El enfriador de EGR de conducto modificado o doble se describe con respecto a la FIG. 3. La FIG. 4 ilustra un sistema de motor simplificado para ilustrar mejor la colocación del enfriador de EGR de conducto único común. De manera similar, la FIG. 5 ilustra un sistema de motor simplificado para mostrar la disposición del enfriador de EGR de doble conducto y su red de conductos. El funcionamiento general del sistema de EGR con enfriador de EGR de doble conducto se muestra en el diagrama de flujo de la FIG. 6. Finalmente, la FIG. 7 muestra la forma en que el enfriador de EGR de doble conducto de la FIG. 5 está montado en el motor mientras que las FIG. 8 y 9 muestran vistas alternativas del motor y el enfriador de EGR de la FIG. 7.

En cuanto a la terminología en la siguiente descripción, el enfriador de EGR propuesto puede ser referido indistintamente como el enfriador de doble conducto, de doble entrada/salida o de EGR modificado. Además, un motor de doble turbocompresor en paralelo donde un turbocompresor se asigna a un banco de cilindros puede llamarse también como un sistema de doble turbocompresor ya que se hará referencia solo a sistemas paralelos en la presente. Como se menciona anteriormente, un sistema de recirculación de gases de escape de alta presión lleva una porción de los gases de escape corriente arriba de la turbina, enfría los gases y envía los gases para que se fusionen con (la carga del) el aire de admisión corriente abajo del compresor y corriente arriba del colector de admisión. El gas de escape que ingresa en un enfriador de EGR puede referirse como gas de EGR o simplemente como gas de escape o gases de escape.

La FIG. 1 muestra una representación esquemática de un sistema de motor sobrealimentado 100 a modo de ejemplo que incluye un motor de combustión interna de cilindros múltiples 10 y dos turbocompresores 120 y 130 en una configuración en paralelo, que pueden ser idénticos. Como un ejemplo no limitante, el sistema de motor 100 puede incluirse como parte de un sistema de propulsión para un vehículo de pasajeros. Aunque no se representan en la presente, otras configuraciones de motor pueden utilizarse sin apartarse del alcance de esta descripción.

El sistema de motor 100 puede controlarse al menos parcialmente mediante un controlador 12 y por la entrada de un operador de vehículo 190 a través de un dispositivo de entrada 192. En este ejemplo, el dispositivo de entrada 192 incluye un pedal de acelerador y un sensor de posición de pedal 194 para generar una señal proporcional de la posición del pedal PP. El controlador 12 puede ser una microcomputadora que incluye los siguientes: una unidad de microprocesador, puertos de entrada/salida, un medio de almacenamiento electrónico para programas ejecutables y valores de calibración (p. ej., chip de memoria de solo lectura), memoria de acceso aleatorio, memoria siempre viva y un bus de datos. La memoria de solo lectura del medio de almacenamiento puede programarse con datos legibles por computadora que representan instrucciones no transitorias ejecutables por el microprocesador para realizar las rutinas descritas a continuación, así como otras variantes que se prevén pero no se consignan específicamente. El controlador 12 puede configurarse para recibir información de una pluralidad de sensores 165 y para enviar señales de control a una pluralidad de accionadores 175 (varios ejemplos de los cuales se describen en la presente). Otros accionadores, tal como una variedad de válvulas y válvulas reguladoras adicionales, pueden acoplarse a varios lugares en el sistema de motor 100. El controlador 12 puede recibir datos de entrada de los diversos sensores, procesar los datos de entrada y activar los accionadores en respuesta a los datos de entrada procesados en base a instrucciones o códigos programados en ella correspondientes a una o más rutinas. Una rutina de control a modo de ejemplo que utiliza el controlador 12 se describe en la presente con respecto a la FIG.6.

El sistema de motor 100 puede recibir aire de admisión a traves del pasaje de admisión 140. Como se muestra en la FIG. 1, el pasaje de admisión 140 puede incluir un filtro de aire 156 y una válvula reguladora del sistema de inducción de aire (AIS) 115. La válvula reguladora del AIS 115 puede configurarse para ajustar y controlar la cantidad de flujo EGR de HP. La posición de la válvula reguladora del AIS 115 puede ajustarse mediante el sistema de control a través de un accionador de válvula reguladora 117 acoplado deforma comunicativa al controlador 12.

Al menos una porción del aire de admisión puede dirigirse a un compresor 122 del turbocompresor 120 a través de una primera ramificación del pasaje de admisión 140 como se indica en 142 y al menos una porción del aire de admisión puede dirigirse a un compresor 132 del turbocompresor 130 a través de una segunda ramificación del pasaje de admisión 140 como se indica en 144. De esta manera, el sistema de motor 100 incluye un sistema AIS de baja presión 191 corriente arriba de los compresores 122 y 132 y un sistema AIS de alta presión 193 corriente abajo de los compresores 122 y 132.

La primera porción del total de aire de admisión puede comprimirse a través del compresor 122 donde puede suministrarse al colector de admisión 160 a través del pasaje de aire de admisión 146. Por lo tanto, los pasajes de admisión 142 y 146 forman una primera ramificación del sistema de admisión de aire del motor. De manera similar, una segunda porción del total de aire de admisión puede comprimirse a través del compresor 132 donde puede suministrarse al colector de admisión 160 a través del pasaje de aire de admisión 148. Por lo tanto, los pasajes de admisión 144 y 148 forman una segunda ramificación del sistema de admisión de aire del motor. Como se muestra en la FIG. 1, el aire de admisión de los pasajes de admisión 146 y 148 pueden recombinarse a través de un conducto de admisión común 149 antes de alcanzar el colector de admisión 160, donde el aire de admisión puede proporcionarse al motor. En algunos ejemplos, el colector de admisión 160 puede incluir un sensor de presión del colector de admisión 182 para estimar la presión del colector (MAP) y/o un sensor de temperatura del colector de admisión 183 para estimar la temperatura del aire del colector (MCT), cada uno en comunicación con el controlador 12. En el ejemplo representado, el pasaje de admisión 149 incluye también un enfriador de aire 154 y un regulador 158. La posición de la válvula reguladora 158 puede ajustarse mediante el sistema de control a través de un accionador de válvula reguladora 157 acoplado de forma comunicativa al controlador 12. Como se muestra, la válvula reguladora 158 puede disponerse en el pasaje de admisión 149 corriente abajo del enfriador de aire 154 y puede configurarse para ajustar el flujo de la corriente de gas de admisión que ingresa al motor 10.

Como se muestra en la FIG. 1, una válvula de derivación del compresor (CBV) 152 puede disponerse en el pasaje de CBV 150 y una CBV 155 puede disponerse en el pasaje de CBV 151. En un ejemplo, las CBV 152 y 155 pueden ser CBV neumáticas electrónicas (EPCBV). Las CBV 152 y 155 pueden controlarse para permitir la liberación de presión en el sistema de admisión cuando se impulsa el motor. Un extremo corriente arriba del pasaje de CBV 150 puede acoplarse al pasaje de admisión 144 corriente arriba del compresor 132 y un extremo corriente abajo del pasaje de CBV 150 puede acoplarse al pasaje de admisión 148 corriente abajo del compresor 132. De manera similar, un extremo corriente arriba de un pasaje de CBV 151 puede acoplarse con el pasaje de admisión 142 corriente arriba del compresor 122 y un extremo corriente abajo del pasaje de CBV 151 puede acoplarse con el pasaje de admisión 146 corriente abajo del compresor 122. Según la posición de cada CBV, el aire comprimido por el compresor correspondiente puede recircularse en el pasaje de admisión corriente arriba del compresor (p. ej., el pasaje de admisión 144 para el compresor 132 y el pasaje de admisión 142 para el compresor 122). Por ejemplo, la CBV 152 puede abrirse para recircular el aire comprimido corriente arriba del compresor 132 y/o la CBV 155 puede abrirse para recircular el aire comprimido corriente arriba del compresor 122 para liberar la presión en el sistema de admisión durante condiciones seleccionadas para reducir los efectos de la carga de sobrealimentación del compresor. Las CBV 155 y 152 pueden controlarse ya sea activa o pasivamente mediante el sistema de control.

Como se muestra, un sensor de presión LP de AIS 196 se dispone en una coyuntura de los pasajes de admisión 140, 142 y 144 y un sensor de presión HP de AIS 169 se dispone en el pasaje de admisión 149. Sin embargo, en otras realizaciones previstas, los sensores 196 y 169 pueden disponerse en otros lugares dentro de los LP AIS y HP AIS, respectivamente. Entre otras funciones, las mediciones del sensor de presión LP de AIS 196 y el sensor de presión HP de AIS 169 pueden utilizarse para determinar la relación de presión del compresor, que puede considerarse en una estimación del riesgo de sobrealimentación del compresor.

El motor 10 puede incluir una pluralidad de cilindros 14. En el ejemplo representado, el motor 10 incluye una disposición de seis cilindros ordenados en una configuración en V. De manera específica, los seis cilindros se disponen en dos bancos 13 y 15, donde cada banco incluye tres cilindros. En ejemplos alternativos, el motor 10 puede incluir dos o más cilindros tales como 4, 5, 8, 10 o más cilindros. Estos diversos cilindros pueden dividirse de igual forma y disponerse en configuraciones alternativas, tales como en V, en línea, en caja, etc. Cada cilindro 14 puede configurarse con un inyector de combustible 166. En el ejemplo representado, el inyector de combustible 166 es un inyector directo dentro del cilindro. Sin embargo, en otros ejemplos, el inyector de combustible 166 puede configurarse como un inyector de combustible de puerto.

El aire de admisión suministrado a cada cilindro 14 (en adelante, también referido como cámara de combustión 14) a través del pasaje de admisión común 149 puede utilizarse para la combustión de combustibles y los productos de la combustión pueden entonces agotarse a través de pasajes de escape específicos de los bancos. En el ejemplo representado, un primer banco 13 de cilindros del motor 10 puede agotar los productos de la combustión a través de un pasaje de escape común 17 y un segundo banco 15 de cilindros puede agotar los productos de la combustión a través de un pasaje de escape común 19.

La posición de las válvulas de admisión y de escape de cada cilindro 14 puede regularse a traves de elevadores de accionamiento hidráulico acoplados a las varillas de empuje de la válvula o a través de un mecanismo de conmutación de perfil de leva en el que se utilizan lóbulos de leva. En este ejemplo, al menos las válvulas de admisión de cada cilindro 14 pueden controlarse mediante el accionamiento de levas utilizando un sistema de accionamiento de levas. De manera específica, el sistema de accionamiento de levas 25 de la válvula de admisión puede incluir una o más levas y puede utilizar sincronización o elevación variable de levas para las válvulas de admisión y/o de escape. En realizaciones alternativas, las válvulas de admisión pueden controlarse mediante el accionamiento eléctrico de válvula. De manera similar, las válvulas de escape pueden controlarse mediante sistemas de accionamiento de levas o accionamiento eléctrico de válvula.

Los productos de la combustión que se agotan mediante el motor 10 a través de los pasajes de escape 17 pueden dirigirse a través de la turbina de escape 124 de turbocompresor 120, que a su vez puede proporcionar trabajo mecánico al compresor 122 a través del eje 126 a fin de proporcionar compresión al aire de admisión. De manera alternativa, algunos o todos los gases de escape que fluyen a través del pasaje de escape 17 pueden eludir a la turbina 124 a través del pasaje de derivación 123 de la turbina controlado por válvula de descarga 128. La posición de la válvula de descarga 128 puede controlarse por un accionador (no mostrado) según indique el controlador 12. Como un ejemplo no limitante, el controlador 12 puede ajustar la posición de la válvula de descarga 128 a través de una válvula de solenoide. En este ejemplo particular, la válvula de solenoide puede recibir una diferencia de presión para facilitar el accionamiento de la válvula de descarga 128 a través del accionador a partir de la diferencia en las presiones de aire entre el pasaje de admisión 142 dispuesto corriente arriba del compresor 122 y el pasaje de admisión 149 dispuesto corriente abajo del compresor 122. En otros ejemplos, otros métodos adecuados distintos de una válvula de solenoide pueden utilizarse para el accionamiento de la válvula de descarga 128.

De manera similar, los productos de la combustión que se agotan mediante el motor 10 a través del pasaje de escape 19 pueden dirigirse a través de la turbina de escape 134 del turbocompresor 130, que a su vez puede proporcionar trabajo mecánico al compresor 132 a traves del eje 136 a fin de proporcionar compresión al aire de admisión que fluye a través de la segunda ramificación del sistema de admisión del motor. De manera alternativa, algunos o todos los gases de escape que fluyen a través del pasaje de escape 19 pueden eludir la turbina 134 a través del pasaje de derivación 133 de la turbina controlado por la válvula de descarga 138. La posición de la válvula de descarga 138 puede controlarse mediante un accionador (no mostrado) según indique el controlador 12. Como un ejemplo no limitante, el controlador 12 puede ajustar la posición de la válvula de descarga 138 a través de una válvula de solenoide. En este ejemplo particular, la válvula de solenoide puede recibir una diferencia de presión para facilitar el accionamiento de la válvula de descarga 138 a través del accionador a partir de la diferencia en las presiones de aire entre el pasaje de admisión 144 dispuesto corriente arriba del compresor 132 y el pasaje de admisión 149 dispuesto corriente abajo del compresor 132. En otros ejemplos, otros métodos adecuados distintos de una válvula de solenoide pueden utilizarse para el accionamiento de la válvula de descarga 138.

En algunos ejemplos, las turbinas de escape 124 y 134 pueden configurarse como turbinas de geometría variable, donde el controlador 12 puede ajustar la posición de las aspas del rodete de la turbina (o álabes) para variar el nivel de energía que se obtiene a partir del flujo de los gases de escape y se imparte a su respectivo compresor. De manera alternativa, las turbinas de escape 124 y 134 pueden configurarse como turbinas de geometría variable, donde el controlador 12 puede ajustar la posición de la tobera de turbina para variar el nivel de energía que se obtiene a partir del flujo de los gases de escape y se imparte a su respectivo compresor. Por ejemplo, el sistema de control puede configurarse para variar de manera independiente la posición de los álabes o la tobera de las turbinas de gases de escape 124 y 134 a través de sus respectivos accionadores.

Los productos de la combustión agotados por los cilindros a través del pasaje de escape 19 pueden dirigirse a la atmósfera a través del pasaje de escape 170 corriente abajo de la turbina 134, mientras que los productos de la combustión agotados a través del pasaje de escape 19 pueden dirigirse a la atmósfera a través del pasaje de escape 180 corriente abajo de la turbina de escape 124. Los pasajes de escape 170 y 180 pueden incluir uno o más dispositivos de escape de tratamiento posterior, tal como un catalizador, y uno o más sensores de gases de escape. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, el pasaje de escape 170 puede incluir un dispositivo de control de emisiones 129 dispuesto corriente abajo de la turbina 124 y el pasaje de escape 180 puede incluir un dispositivo de control de emisiones 127 dispuesto corriente abajo de la turbina 134. Los dispositivos de control de emisiones 127 y 129 pueden ser dispositivos de reducción catalítica selectiva (SCR), catalizadores de tres vías (TWC), trampas de NOx, otros diversos dispositivos de control de emisiones, o combinaciones de los mismos. Además, en algunas realizaciones, durante el funcionamiento del motor 10, los dispositivos de control de emisiones 127 y 129 se pueden restablecer periódicamente al operar al menos un cilindro del motor dentro de una relación aire/combustible en particular, por ejemplo.

El sistema de motor 100 incluye además un sistema de EGR de alta presión (HP) común 106. El sistema de EGR de HP 106 dirige una porción deseada de los gases de escape del pasaje de escape 19 al pasaje de admisión 149 y dirige una porción deseada de los gases de escape del pasaje de escape 17 al pasaje de admisión 149. En la realización representada, la EGR se dirige en un pasaje de EGR 195 desde corriente arriba de la turbina 134 a una unión 121. De manera similar, la EGR se dirige en un pasaje de EGR 197 desde corriente arriba de la turbina 124 a una unión 121. Como se muestra en la FIG. 1, la EGR de los pasajes de EGR 195 y 197 puede recombinarse a traves de un pasaje de EGR común 113 antes de llegar al enfriador de EGR 111. Los pasajes de EGR 195 y 197 tienen igual longitud, desde donde se separan de los pasajes 19 y 17 hasta donde se fusionan en la unión 121. La cantidad de EGR proporcionada al pasaje de admisión 149 puede variarse mediante el controlador 12 a través de la válvula de EGR 119 acoplada en el sistema de EGR de HP 106. En la realización a modo de ejemplo mostrada en la FIG. 1, el sistema de EGR de HP 106 incluye un enfriador de EGR 111 situado corriente arriba de la válvula de EGR 119. El enfriador de EGR 111 puede rechazar el calor de los gases de escape recirculados al refrigerante del motor, por ejemplo.

La válvula de EGR 119 puede configurarse para ajustar la cantidad y/o tasa de gases de escape desviada a traves de los pasajes de EGR correspondientes para alcanzar un porcentaje deseado de dilución de EGR de la carga de admisión que ingresa en el motor, donde una carga de admisión con un porcentaje mayor de dilución de EGR incluye una mayor proporción de gases de escape recirculados al aire que una carga de admisión con un porcentaje menor de dilución de EGR. Una vez que el gas de escape recirculado se descarga del enfriador de EGR 111 y pasa a través de la válvula de EGR 119, el gas se dirige a través del pasaje de EGR 114 hasta la unión 116. En la unión 116, el gas de escape recirculado y la carga de admisión se fusionan para que se los envíe de nuevo dentro del colector de admisión 160.

Además de la posición de la válvula de EGR, se apreciará que la posición de la CBV, la posición de la válvula reguladora del AIS y la posición de la válvula de descarga pueden afectar también el porcentaje de dilución de EGR de la carga de admisión. Por ejemplo, puede haber un riesgo de un exceso de dilución del aire de admisión cuando la CBV cambia de estado (p. ej., cambia de cerrada a abierta o de parcialmente cerrada a más abierta). Cuando la CBV está abierta, una mezcla de EGR y aire fresco puede recircularse de vuelta al pasaje de admisión corriente arriba del compresor, lo que puede aumentar el porcentaje de dilución de EGR si la válvula de EGR permanece abierta para añadir más EGR a la carga de admisión corriente arriba del compresor. Por el contrario, mientras que la CBV permanece en una posición fija, ya sea abierta, cerrada o parcialmente abierta, el control de EGR puede no verse afectado. Como otro ejemplo, la posición de la válvula reguladora del AIS puede afectar el flujo de aire fresco en el sistema de admisión; más flujo de aire fresco en el sistema de admisión puede disminuir el porcentaje de dilución de EGR, mientras que menos flujo de aire fresco en el sistema de admisión puede aumentar el porcentaje de dilución de EGR. Como incluso otro ejemplo, la posición de la válvula de descarga puede afectar la contrapresión del escape; si la válvula de EGR no está completamente cerrada, la contrapresión del escape puede afectar el flujo de EGR al sistema de admisión. De esta manera, como se detalla a continuación, la dilución de EGR de la carga de admisión puede controlarse mediante el control de una o más de la posición de la válvula de EGR, la posición de CBV, la posición de la válvula reguladora del AIS, y la posición de válvula de descarga, entre otros parámetros.

El porcentaje de dilución de EGR de la carga de admisión en un momento dado (p. ej., la proporción de los gases quemados al aire en un pasaje de admisión del motor) puede inferirse del resultado de un sensor de oxígeno de admisión 168. En la realización representada, el sensor de oxígeno de admisión se coloca en una coyuntura de los pasajes de admisión 146, 148 y 149 y corriente arriba del enfriador de aire 154. Sin embargo, en otras realizaciones, el sensor 168 puede disponerse corriente abajo del enfriador de aire 154 o en otro lugar a lo largo del pasaje de admisión 149. El sensor de oxígeno de admisión 168 puede ser cualquier sensor adecuado para proporcionar una indicación de la concentración de oxígeno de la carga de admisión, tal como un sensor lineal de oxígeno, sensor de admisión UEGO (oxígeno del gas de escape universal o de amplio rango, por sus siglas en ingles), sensor de oxígeno de dos estados, etc. El controlador 12 puede estimar el porcentaje de dilución del flujo de EGR en base a la retroalimentación del sensor de oxígeno de admisión 168. En algunos ejemplos, el controlador puede ajustar entonces una o más de la válvula de EGR 119, la válvula reguladora del AIS 115, la CBV 152, la CBV 155, la válvula de descarga 138 y la válvula de descarga 128 para lograr un porcentaje deseado de dilución de EGR de la carga de admisión.

El sistema de motor 100 puede incluir varios sensores 165, además de los mencionados anteriormente. Como se muestra en la FIG. 1 , el pasaje de admisión común 149 puede incluir un sensor 172 de presión de admisión de la válvula reguladora (TIP, por sus siglas en inglés) para estimar la presión de admisión de la válvula reguladora (TIP) y/o un sensor 173 de temperatura de admisión de la válvula reguladora (TCT, por sus siglas en inglés) para estimar la temperatura del aire de la válvula reguladora (TCT), cada uno en comunicación con el controlador 12. Además, aunque no se representa en la presente, cada uno de los pasajes de admisión 142 y 144 puede incluir un sensor del flujo másico de aire.

La FIG. 1 muestra un sistema de motor 100 general que funciona con dos turbocompresores en una disposición en paralelo y un sistema de EGR de HP común 106 donde el enfriador de EGR 111 tiene una única entrada y salida, conectadas a los pasajes de EGR 113 y 114, respectivamente. Los inventores de la presente han reconocido que el sistema de EGR de HP común 106 puede ser difícil de embalar de manera eficiente dentro del espacio limitado disponible para los motores dentro de los vehículos compactos modernos. Ya que los pasajes de EGR 195 y 197 tienen longitudes iguales como requisito para evitar el desequilibrio de los turbocompresores, se puede ver en la FIG. 1 que la red de conductos adicional de los pasajes 195, 197, 113 y 114 puede contribuir a adicionales costos y dificultad para montar el sistema de EGR 106 en el motor 10.

Un enfriador modificado de EGR 211 puede observarse en la FIG. 2. Se debe considerar que el sistema de motor 100 es el mismo que la FIG. 1 con la excepción del enfriador de EGR 211. Como tal, el etiquetado de la FIG. 1 y la FIG. 2 sigue siendo el mismo ya que su funcionamiento es identico. Por razones de brevedad, se debe consultar la descripción de la FIG. 1 sobre el funcionamiento del sistema de motor 100. Como se observa en la FIG. 2, el enfriador modificado de EGR 211 contiene dos entradas y dos salidas a través de las cuales pueden fluir los gases de EGR. En lugar de la fusión de los pasajes de EGR 195 y 197 corriente arriba del enfriador de EGR como se obsérva en la FIG. 1 , el sistema de EGR 206 de la FIG.2 fusiona los pasajes corriente abajo del enfriador de EGR 211 en la unión 221. El refrigerante puede ingresar en el enfriador de EGR 211 para disminuir de manera uniforme la temperatura de los gases de escape que pasan a través de los pasajes individuales del enfriador modificado de EGR. De esta manera, según se explica en más detalle a continuación, se reduce el espacio de embalaje del sistema de EGR 206. El enfriador modificado de EGR 211 en adelante se denominará como enfriador de EGR de doble conducto.

En otro ejemplo de las soluciones actuales para los sistemas de EGR con turbocompresores dobles, dos enfriadores de EGR pueden utilizarse con uno conectado al gas de EGR de cada uno de los dos bancos de cilindros. En esta configuración del sistema, que no se muestra, es evidente que el mismo problema de espacio de embalaje está presente debido al mayor volumen por la utilización de dos enfriadores de EGR en lugar de uno. Además, el sistema de dos enfriadores de EGR puede requerir tuberías adicionales con respecto a un sistema de un único enfriador de EGR, debido a la estructura adicional de tuberías necesarias en el lado de la salida del enfriador de EGR que conduce al pasaje de admisión común.

La FIG. 3 muestra una realización del enfriador de EGR de doble conducto 300, similar al enfriador de EGR 211 de la FIG. 2. El enfriador incluye una carcasa 301 que contiene las tuberías para el gas y el refrigerante de EGR. Como puede observarse en la FIG. 3, la carcasa 301 del enfriador es más larga en la dirección longitudinal que en la dirección lateral. Como tales, las superficies 351 y 352 son de longitudes iguales y más largas que las superficies 353 y 354 más cortas e iguales. En la superficie 351 , se coloca la entrada de refrigerante 350 cerca del borde de la carcasa. En la superficie opuesta 352, se coloca la salida de refrigerante 360 cerca del borde opuesto de la carcasa. La entrada 350 y la salida 360 de refrigerante están conectadas a un sistema de refrigerante fuera del enfriador de EGR 300. Se debe considerar que el enfriador de EGR 300 es un enfriador de EGR único unitario contenido dentro de la carcasa 301 y conectado a los pasajes, como se explica a continuación.

El gas de EGR del banco de cilindros izquierdo (o primero) ingresa en la carcasa 301 de enfriador de EGR a través de la entrada 310 de EGR del banco izquierdo. La entrada 310 está situada en la superficie 353 como se observa en la FIG. 3. El gas de EGR del banco de cilindros izquierdo sale de la carcasa 301 en la superficie opuesta 354 a través de la salida 320 de EGR del banco izquierdo. Se muestra que la entrada y la salida no son colineales sino que se desplazan de tal manera que la salida está por encima de la entrada en la dirección lateral.

De manera similar, el gas de EGR del banco de cilindros derecho (o segundo) ingresa en la carcasa 301 a través de la entrada 330 de EGR del banco derecho. La entrada 330 del banco derecho está situada en la superficie 354, con la salida 320 situada encima de la entrada 330 en la dirección lateral. El gas de EGR del banco de cilindros derecho sale de la carcasa 301 en la superficie opuesta 353 a través de la salida 340 de EGR del banco derecho. De manera similar a la entrada y la salida del banco izquierdo, la entrada 330 y la salida 340 del banco derecho no son colineales sino que se desplazan de tal manera que la salida está por encima de la entrada en la dirección lateral.

La salida 320 de EGR del banco izquierdo está conectada a un conducto 380 del banco izquierdo que se dobla y se extiende hacia el centro de la carcasa de refrigeración 301. De manera similar, la salida 340 de EGR del banco derecho está conectada a un conducto 390 del banco derecho que se dobla y se extiende hacia el centro de la carcasa de refrigeración 301 cerca del conducto 380 del banco izquierdo. Los conductos 380 y 390 del banco izquierdo y derecho luego se fusionan en una unión 315 para formar un conducto de escape combinado 370 que conduce desde el enfriador de EGR 300 y se conecta corriente abajo de la válvula de control de EGR (no mostrada). Las direcciones de flujo del gas de escape y el refrigerante se muestran mediante las flechas sin etiquetar en la FIG.3. .

La carcasa 301 del enfriador contiene dos pasajes de escape (no mostrados) que se conectan de manera fluida con las entradas y salidas de EGR 310, 320, 330, 340 que corresponden a los bancos de cilindros izquierdo y derecho, respectivamente. Los dos pasajes de escape (primero y segundo) tienen igual longitud y se mantienen completamente separados dentro de la carcasa 301 del enfriador y solo se fusionan en la unión 315 fuera de la carcasa.

La carcasa 301 del enfriador contiene tambien un tercer pasaje (no mostrado) que conecta de manera fluida la entrada 350 y la salida 360 de refrigerante. El tercer pasaje permanece separado de los dos pasajes de escape tanto dentro como fuera de la carcasa 301. El refrigerante utilizado para disminuir la temperatura de los gases de EGR que fluye a través del enfriador de EGR 300 puede ser un líquido a una temperatura necesaria para eliminar una cantidad deseada de calor de los gases de EGR a fin de lograr un rendimiento predeterminado del motor. El refrigerante disminuye la temperatura de los gases de escape que fluyen a través del primer y segundo pasaje de escape a una temperatura adecuada para reingresar en un colector de admisión de un motor. Además, la red de conductos del pasaje de refrigerante dentro de la carcasa 301 del enfriador de EGR puede disponerse para proporcionar un enfriamiento prácticamente igual a los gases de EGR de tanto los bancos de cilindros izquierdo y derecho.

La tubería de los bancos de cilindros izquierdo y derecho que conecta de forma fluida los colectores de escape de los bancos de cilindros a las entradas 310 y 330 es igual. Además, la tubería de escape de los bancos de cilindros izquierdo y derecho es igual en todo al enfriador de EGR 300. Explícitamente, la tubería desde la entrada 310 de EGR del banco izquierdo hasta la unión 315 tiene igual longitud que la tubería desde la entrada 330 de EGR del banco derecho 330 hasta la unión 315. La tubería de igual longitud es para reducir la probabilidad de desequilibrio de impulso de los turbocompresores. En un sentido más amplio, la distancia entre un punto situado en el colector de escape del banco izquierdo y un punto situado donde el gas de EGR se fusiona con la carga de admisión es igual a la distancia entre un punto equivalente en el colector de escape del banco derecho y el mismo punto de fusión, donde la distancia se mide en la tubería del sistema de EGR.

La FIG. 4 representa un sistema de motor simplificado, similar al sistema de motor 100 de la FIG. 1. El sistema de motor 400 de la FIG. 4 incluye un sistema de EGR con un enfriador de EGR 460 que tiene un pasaje de escape con una entrada y una salida. El aire de admisión 401 se introduce en el primer compresor 425 (del banco de cilindros izquierdo) y se envía a traves del conducto de admisión 403. De manera similar, el aire de admisión 402 se introduce en el segundo compresor 435 (del banco de cilindros derecho) y se envía a través del conducto de admisión 404. El aire de admisión 401 y 402 puede provenir de la misma fuente de aire común corriente arriba de los compresores 425 y 435. Los dos conductos de admisión 403 y 404 se fusionan corriente arriba del enfriador de aire de carga 450, donde el aire de admisión se enfría para enviarse a través de la válvula reguladora 490. El aire de admisión enfriado luego se envía a través del conducto de admisión combinado 405 y dentro del colector de admisión 415 donde se introduce en los cilindros. El motor 410 contiene dos bancos de cilindros, un banco izquierdo 414 y un banco derecho 417. Los gases de escape de cada banco de cilindros se envían dentro de sus respectivos colectores de escape; un colector de escape izquierdo 413 y un colector de escape derecho 412i Los gases de escape del colector de escape izquierdo 413 sé envían a través de un conducto de escape izquierdo 407 y a través de la turbina 420 dentro de un dispositivo de tratamiento posterior 470 para expulsarlo en 471. De manera similar, los gases de escape del colector de escape derecho 412 se envían a traves de un conducto de escape derecho 408 y a través de la turbina 430 dentro de un dispositivo de tratamiento posterior 475 para expulsarlo en 476.

Una porción de los gases de escape de los conductos de escape 407 y 408 se dirige desde las turbinas 420 y 430 a una unión 468, donde los dos flujos de gases de escape se fusionan en un único conducto de entrada 461. El gas de escape fusionado ingresa entonces en el enfriador de EGR 460 donde se enfria y se expulsa dentro del conducto de salida 462 y a través de la válvula de control de EGR 480. El gas de escape recirculado se combina con la carga de admisión enfriada en el conducto de admisión combinado 405, donde la mezcla se envía dentro del colector de admisión 415.

El sistema de motor 400 de la FIG. 5 es sustancialmente el mismo que el sistema de motor 400 de la FIG. 4 con la excepción del sistema de EGR, en particular el enfriador de EGR 560 y la unión 568. Por razones de brevedad, no se proporciona una descripción del sistema de motor 400 de la FIG. 1 y se debe considerar que la numeración de los mismos componentes de la FIG. 4 y 5 es sustancialmente idéntica. El sistema de EGR de la FIG. 5 presenta el enfriador de EGR de doble entrada/salida mostrado en la FIG. 3. El enfriador de EGR doble conducto 560 está montado al lado del motor 410 como una realización a modo de ejemplo. Como en el sistema de la FIG.4, una porción de los gases de escape de los conductos 407 y 408 se dirige desde las turbinas 420 y 430. En lugar de fusionarse fuera del enfriador de EGR, los pasajes de escape separados entran y salen del enfriador de EGR 560 de forma individual y se fusionan corriente abajo del enfriador de EGR en la unión 568. En otras palabras, el primer conducto de escape (izquierdo) 407 conecta el primer colector de escape (izquierdo) 413 con la primera entrada (izquierda) del enfriador de EGR mientras que el segundo conducto de escape 408 conecta el segundo colector de escape (derecho) 412 a la segunda entrada (derecha) del enfriador de EGR. El gas de EGR enfriado se expulsa entonces dentro del conducto de salida 462 y a través de la válvula de control de EGR 480 para mezclarse con la carga de admisión en el conducto de admisión combinado 405. Como puede observarse en la FIG. 5, la disposición de lado a lado de las entradas y las salidas del enfriador de EGR 560 permite que se monte en el extremo del motor 410. Esta disposición también reduce el espacio total de embalaje del sistema de EGR sin afectar su rendimiento.

La FIG. 6 ilustra un diagrama de flujo para el funcionamiento general 600 del sistema de EGR con el diseño de enfriador de EGR de doble conducto. El funcionamiento 600 comienza en 601 mediante la determinación de un número de condiciones de funcionamiento del motor. Las condiciones de funcionamiento del motor pueden incluir, pero no sin limitación, la relación de aire y combustible, las posiciones de las válvulas y la temperatura. El motor se opera entonces en 602 de acuerdo con un conjunto de parámetros deseados del motor y rendimiento del motor, los cuales pueden al menos en parte determinarse mediante el controlador 12 y el operador del vehículo 190 de la FIG. 1. A continuación, en 603, el controlador 12 ajusta la posición de la válvula de control de EGR para aumentar o disminuir la tasa de flujo del gas EGR para alcanzar un porcentaje deseado de dilución de EGR de la carga de admisión según se determine por la condición de funcionamiento deseada del motor. En 604, una vez que se ajusta la válvula de EGR, una porción del gas de escape del banco de cilindros izquierdo corriente arriba de la turbina del banco izquierdo se dirige desde el pasaje de escape dentro de la entrada del banco izquierdo del enfriador de EGR. Al mismo tiempo, en 604, mientras que el gas de escape se está dirigiendo desde el banco de cilindros izquierdo, una porción del gas de escape del banco de cilindros derecho corriente arriba de la turbina del banco derecho se dirige desde el pasaje de escape dentro de la entrada del banco derecho del enfriador de EGR. El direccionamiento de los gases de escape de los bancos de cilindros izquierdo y derecho, tal como se muestra en 604, se produce al mismo tiempo ya que los gases de escape se expulsan continuamente tanto desde el banco de cilindros izquierdo como desde el derecho.

En 605, el gas de EGR se hace pasar a través del enfriador de EGR a través de los dos pasajes de escape, lo que de ese modo disminuye la temperatura del gas de EGR hasta un valor adecuado para el rendimiento deseado del motor. Tras salir del enfriador de EGR, los dos pasajes de escape individuales se funden en 606 para formar un único pasaje de escape combinado que conduce lejos del enfriador de EGR. Finalmente, en 607, tras pasar a través de la válvula de control de EGR corriente abajo del enfriador de EGR, el gas de EGR se dirige nuevamente dentro del pasaje de admisión donde el gas de EGR y la carga de admisión se combinan para dirigirse dentro del colector de admisión.

Con referencia ahora a la FIG. 7, el enfriador de EGR de doble conducto 560 de la FIG. 5 está montado en el extremo del motor 410 en una configuración posible de montaje. Se define un eje longitudinal que se encuentra a lo largo del eje largo del motor 410 y su cigüeñal (no mostrado). Tambien se define una dirección lateral perpendicular que es vertical si el motor está montado en una configuración horizontal. El motor 410 mostrado tiene seis cilindros, donde cada uno incluye una bujía de encendido contenida en las carcasas 710. Se debe considerar la longitud más corta de la tubería que conduce hacia y desde el enfriador de EGR 560. Un pasaje de entrada 731 del banco derecho se muestra en la FIG. 7 que conduce desde el colector de escape derecho 412 al enfriador de EGR 560. El pasaje 731 se dobla y se curva de acuerdo con la curvatura de la parte exterior del motor y el banco de cilindros derecho 417. Tras la fusión de los pasajes de escape en la unión 568, se proporciona una brida 723 que une al enfriador de EGR con el conducto de salida 462, que a su vez conduce a la válvula de control de EGR 480. El colector de admisión 415 también se muestra en la FIG. 7, que dirige la carga de admisión mezclada con el gas de EGR dentro de los bancos de cilindros 414 y 417 del motor. Una porción de un turbocompresor 770 puede observarse también en la FIG. 7. Al montarse en el extremo del motor 410, la tubería que conduce a las entradas de ambos bancos de cilindros es más corta que la tubería similar para un enfriador de EGR de conducto único. Debido a esto, el enfriador de EGR de doble conducto 560 puede optimizar el espacio de embalaje.

La FIG. 8 muestra el mismo enfriador de EGR 560 de la FIG. 7 montado en el motor 410 desde un ángulo diferente. Desde esta vista, el banco de cilindros izquierdo 414 es claramente visible junto con el colector de escape izquierdo 413. El pasaje de entrada 831 del banco izquierdo dirige una porción de los gases de escape del colector de escape izquierdo 413 al enfriador de EGR 560 en un lado opuesto del pasaje de entrada 731 del banco derecho. El pasaje de entrada 831, similar al pasaje 731, también se dobla y se curva alrededor de la periferia del banco de cilindros 414 cuando dirige los gases de escape al enfriador de EGR 560. Los componentes idénticos a los mostrados en la FIG.7 se etiquetan de la misma forma en la FIG.8.

La FIG. 9 muestra un enfriador de EGR 560 de la FIG. 7 montado en el motor 410 desde una vista superior perpendicular a la dirección lateral. Desde esta vista, el banco de cilindros izquierdo 414 y el banco de cilindros derecho 417 son visibles, junto con sus respectivos pasajes de entrada 731 y 831. Se debe considerar que el enfriador de EGR 560 está montado de tal manera que el eje longitudinal del enfriador como se muestra en la FIG. 3 es perpendicular al eje longitudinal del motor 410 en la FIG. 9. Los componentes idénticos a los mostrados en la FIG. 7 se etiquetan de la misma forma en la FIG.9.

A partir de las descripciones anteriores y las figuras asociadas, se proporciona un método de motor que comprende: dirigir los gases de escape de un primer conjunto de cilindros a una entrada de un primer pasaje de escape en una primera superficie lateral de un enfriador de EGR; dirigir los gases de escape de un segundo conjunto de cilindros a una entrada de un segundo pasaje de escape en una segunda superficie lateral del enfriador de EGR, donde la segunda superficie lateral es opuesta a la primera superficie lateral; pasar los gases de escape a través del primer y el segundo pasaje de escape dentro del enfriador de EGR adyacente a un pasaje de refrigerante, donde el pasaje de refrigerante incluye una entrada y una salida de refrigerante situadas en las superficies longitudinales opuestas del enfriador EGR, donde las superficies longitudinales son perpendiculares a las superficies laterales; hacer salir los gases de escape a través de una salida del primer pasaje de escape en la segunda superficie lateral; hacer salir los gases de escape a través de una salida del segundo pasaje de escape en la primera superficie lateral; y fusionar los gases de escape de la primera y segunda entrada de los pasaje de escape para formar un único pasaje de escape combinado fuera del enfriador de EGR.

Mediante el uso del enfriador de EGR de doble conducto de la FIG. 3, tal como se dispone en las FIG. 2, 5 y 7-9, pueden utilizarse tubos de suministro de EGR de igual longitud más cortos lo que acorta el espacio total de embalaje necesario. Además, debido a que la tubería de escape correspondiente a los bancos de cilindros izquierdo y derecho permanece igual, el rendimiento del motor permanecerá sustancialmente sin verse afectado. La compactibilidad del enfriador de EGR de doble conducto y la red de conductos puede reducir el costo global de la instalación de un sistema de EGR de HP en un motor. Además, se reduce el desequilibrio de los turbocompresores. En general, el enfriador de EGR de doble conducto puede ser ventajoso con respecto a los enfriadores de EGR de conducto único actuales.

Se debe considerar que el control y las rutinas de estimación a modo de ejemplo que se incluyen en la presente pueden utilizarse con diversos motores y/o configuraciones del sistema de vehículo. Los metodos de control y las rutinas que se describen en la presente pueden almacenarse como instrucciones ejecutables en la memoria no transitoria. Las rutinas específicas descritas en la presente pueden representar uno o más de cualquier número de estrategias de procesamiento, tales como dirigidas por evento, dirigidas por interrupciones, multitarea, multihilo, y lo similar. Como tales, las diversas acciones, operaciones y/o funciones ilustradas pueden llevarse a cabo en la secuencia ilustrada, en paralelo o, en algunos casos, omitirse. Del mismo modo, no se requiere necesariamente el orden de procesamiento para alcanzar las características y las ventajas de las realizaciones a modo de ejemplo que se describen en la presente, sino que se proporciona para facilitar la ilustración y la descripción. Una o más de las acciones, las operaciones y/o las funciones ilustradas pueden llevarse a cabo repetidamente en función de la estrategia particular que se utilice. Además, las acciones, las operaciones y/o las funciones que se describen pueden representar gráficamente el código a programarse en la memoria no transitoria del medio de almacenamiento legible por computadora en el sistema de control del motor.

Se apreciará que las configuraciones y las rutinas descritas de la presente son de naturaleza ejemplar y que estas realizaciones específicas no deben considerarse en un sentido limitativo, porque son posibles numerosas variaciones. Por ejemplo, la teenología anterior se puede aplicar a motores V-6, 1-4, 1-6, V-12, de 4 opuestos y otros tipos de motores. El objeto de la presente descripción incluye todas las combinaciones y sub-combinaciones novedosas y no obvias de los distintos sistemas y configuraciones, y otras características, funciones y/o propiedades descritas en la presente.

Las siguientes reivindicaciones particularmente señalan ciertas combinaciones y sub-combinaciones consideradas como nuevas y no obvias. Estas reivindicaciones pueden referirse a "un" elemento o "un primer" elemento o su equivalente. Tales reivindicaciones deben entenderse como que incluyen la incorporación de uno o más de tales elementos, sin requerir ni excluir dos o más de tales elementos. Otras combinaciones y sub-combinaciones de las características, las funciones, los elementos y/o las propiedades que se describen pueden reivindicarse a traves de la modificación de las presentes reivindicaciones o mediante la presentación de nuevas reivindicaciones en esta solicitud o una relacionada. Tales reivindicaciones, sean más amplias, más restringidas, iguales o diferentes en alcance a los reivindicaciones originales, también se consideran incluidas dentro del objeto de la presente descripción.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un enfriador de recirculación de gases de escape (EGR) caracterizado porque comprende: un pasaje de refrigerante con una entrada de refrigerante situada en una primera superficie longitudinal del enfriador, acoplado de manera fluida a un circuito de refrigerante externo y una salida de refrigerante situada en una segunda superficie lateral del enfriador, acoplada de manera fluida a un circuito de refrigerante externo, donde la segunda superficie lateral es opuesta y paralela a la primera superficie longitudinal; un primer pasaje de escape con una entrada y una salida situadas en superficies laterales opuestas, donde las superficies laterales son perpendiculares a la primera y la segunda superficies longitudinales; y un segundo pasaje de escape igual en longitud que el primer pasaje de escape, donde el segundo pasaje de escape incluye una entrada y una salida situadas en las superficies laterales opuestas, donde la entrada del segundo pasaje de escape está en la misma superficie que la salida del primer pasaje de escape, y la salida del segundo pasaje de escape está en la misma superficie que la entrada del primer pasaje de escape.

2. El enfriador de EGR de la reivindicación 1, caracterizado porque el enfriador de EGR está montado en un motor y las entradas y las salidas del pasaje de escape del enfriador de EGR son perpendiculares a un cigüeñal del motor.

3. El enfriador de EGR de la reivindicación 1, caracterizado porque el primer y el segundo pasaje de escape se fusionan para formar un pasaje de escape combinado corriente abajo del enfriador de EGR.

4. El enfriador de EGR de la reivindicación 1, caracterizado porque el primer y el segundo pasaje de escape son iguales en longitud desde las entradas hasta una unión de fusión en la cual el primer y el segundo pasaje de escape forman el pasaje de escape combinado.

5.

6. El enfriador de EGR de la reivindicación 4, caracterizado porque el primer y el segundo pasaje de escape mantienen flujos de escape separados a traves del enfriador de EGR y solo combinan los flujos de escape en la unión de fusión.

7. El enfriador de EGR de la reivindicación 1, caracterizado porque el refrigerante disminuye la temperatura de los gases que fluyen a través del primer y el segundo pasaje de escape a una temperatura adecuada para reingresar en un colector de admisión de un motor.

8. El enfriador de EGR de la reivindicación 1, caracterizado porque el pasaje de refrigerante proporciona igual enfriamiento a los gases que fluyen a través del primer y el segundo pasaje de escape.

9. El enfriador de EGR de la reivindicación 1, caracterizado porque el pasaje de refrigerante, el primer pasaje de escape y el segundo pasaje de escape están contenidos en una única carcasa de enfriador.

10. Un método para motores caracterizado porque comprende: dirigir el primer y el segundo gas de escape a través de dos pasajes de escape separados en el primer y el segundo lateral opuesto de un enfriador de EGR, respectivamente; dirigir los aún separados primer y segundo gases de escape fuera del enfriador de EGR a través del segundo y primer lateral, respectivamente; y fusionar los gases de escape para formar un pasaje de escape único fuera del enfriador de EGR.

11. El metodo para motores de la reivindicación 9, caracterizado porque los dos pasajes de escape se mantienen completamente separados dentro del enfriador de EGR desde las entradas a las salidas.

12. El método para motores de la reivindicación 9, caracterizado porque los dos pasajes de escape ingresan y salen del enfriador de EGR en direcciones opuestas.

13. El método para motores de la reivindicación 9, caracterizado porque los dos pasajes de escape tienen igual longitud desde una fuente hasta una unión de fusión en la que los dos pasajes de escape forman el pasaje de escape combinado.

14. El método para motores de la reivindicación 9, caracterizado porque el enfriador de EGR además incluye un pasaje de refrigerante adyacente a los dos pasajes de escape.

15. El método para motores de la reivindicación 13, caracterizado porque el pasaje de refrigerante contiene un refrigerante que disminuye la temperatura de los gases de escape que fluyen a través del primer y el segundo pasaje de escape hasta una temperatura adecuada para reingresar dentro de un colector de admisión de un motor.

16. El método para motores de la reivindicación 14, caracterizado porque el pasaje de refrigerante proporciona igual enfriamiento a los gases de escape que fluyen a través del primer y el segundo pasaje de escape, donde los gases de escape se fusionan corriente abajo del enfriador de EGR, donde el enfriador de EGR es un enfriador de EGR único y unitario.

17. Un sistema de recirculación de gases de escape (EGR) caracterizado porque comprende: dos turbocompresores paralelos; un enfriador de EGR acoplado corriente abajo de dos colectores de escape y corriente arriba de una válvula de control de EGR; un primer pasaje de escape que conecta el primer colector de escape a una primera entrada del enfriador de EGR; un segundo pasaje de escape que conecta el segundo colector de escape a una segunda entrada del enfriador de EGR, donde la segunda entrada se sitúa en una superficie opuesta a la primera entrada; un pasaje de refrigerante dentro del enfriador de EGR con una entrada y una salida situadas en superficies opuestas, donde la entrada y la salida están conectadas de manera fluida con un sistema de enfriamiento externo; dos salidas de gases de escape en el enfriador de EGR situadas en superficies opuestas; y una unión de fusión que conecta dos conductos que se conducen desde las dos salidas de gases de escape, donde la unión de fusión forma un único pasaje de escape combinado que está conectado a la válvula de control de EGR.

18. El sistema de EGR de la reivindicación 16, caracterizado porque los gases de escape fluyen en el primer y el segundo pasaje de escape e ingresan al enfriador de EGR en direcciones opuestas.

19. El sistema de EGR de la reivindicación 16, caracterizado porque los gases de escape fluyen en el primer y el segundo pasaje de escape y salen del enfriador de EGR en direcciones opuestas.

20. El sistema de EGR de la reivindicación 16, caracterizado porque la entrada y la salida de refrigerante están en superficies diferentes del enfriador de EGR que las entradas y las salidas del primer y el segundo pasaje de escape.

21. El sistema de EGR de la reivindicación 16, caracterizado porque el pasaje de refrigerante, el primer pasaje de escape y el segundo pasaje de escape están contenidos en una única carcasa del enfriador.