MXPA01006945A - Medios para un motor de combustion que tiene un sobrealimentador. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un arreglo que se relaciona con motores de combustion interna que incluyen un sobrealiementador (6) y un enfriador intermedio (13) montado en una carcasa (4). El enfriador intermedio incluye elementos tubulares (14, 15) a traves de los cuales fluye un refrigerante para el enfriamiento de aire de combustion comprimido por el sobrealimentador. Los arreglos convencionales de este tipo ocupan una cantidad significativa de espacio, el cual es dificil encontrar en un espacio de motor tipicamente saturado, y tambien produce un calentamiento indeseable del espacio del motor. Se ha logrado una mejora significativa con estos respectos por medio de la presente invencion, la cual se caracteriza porque los elementos tubulares (14, 15) se alojan en una envolvente cilindrica (16, 17) la cual incluye ranuras que se extienden longitudinalmente (20, 21) y las cuales forman una division en la carcasa la cual se rompe por dichas ranuras (20, 21) a traves de las cuales se pretende que pase el aire de combustion comprimido al interior y el exterior de los espacios entre los elementos tubulares (14, 15) y la envolvente.

Description

MEDIOS PARA UN MOTOR DE COMBUSTIÓN QUE TIENE UN SOBREALIMENTADOR ANTECEDENTES DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un arreglo relativo a un motor de combustión interna que incluye una sobrealimentador para "la compresión del aire de .combustión suministrado al motor y a un enfriador para enfriar el aire de combustión comprimido por medio de un intercambiador de calor a través del cual fluye un refrigerante, siendo dicho arreglo del tipo definido en el preámbulo de la Reivindicación 1. La compresión del aire de combustión, normalmente designado como aire de alimentación, produce un calentamiento indeseable del aire. Por lo tanto es común dejar que el aire de alimentación pase a través de un enfriador intermedio en su paso hacia el motor. Es difícil encontrar espacio en el espacio del motor normalmente bien llenado para acomodar un enfriador intermedio y, además, el enfriador debe asegurarse en el espacio del motor con ayuda de sujetadores resistentes, lo cual también aplica al mismo sobrealimentador presente. También se requieren mangueras y sujetadores que interconecten el sobrealimentador y el enfriador intermedio. Adicionalmente, es necesario que haya suficiente espacio disponible para permitir las conexiones REF: 129445 en dichas partes que serán inspeccionadas y a las que se les dará servicio. El objeto de la presente invención es proporcionar una solución simple que esté bien adaptada para superar estos problemas. Este objetivo se logra de conformidad con la invención con un arreglo que tiene las configuraciones características establecidas en la reivindicación 1 . Se ha proveído de un enfriador intermedio extremadamente compacto y efectivo que puede asegurarse fácilmente al motor colocando los medios de enfriamiento, el enfriador intermedio, en una carcasa que tenga puertos de salida inmediatamente conectados con los puertos de entrada del motor y diseñando los medios de enfriamiento en la forma descrita y localizando dichos medios opuestos a al menos la mayor parte de las aberturas de salida, de tal forma que los medios de enfriamiento serán contactados por el aire de alimentación que sale a través de las aberturas de salida a lo largo de toda su longitud. En la modalidad definida en la en la Reivindicación 2, la carcasa que forma la cámara de distribución está construida de manera estable con una cubierta con capacidad para abrirse que permite que el intercambiador de calor sea retirado de la carcasa para propósitos de inspección y de limpieza y posteriormente colocado nuevamente en la carcasa. Tal como se describe en la reivindicación 5, en este caso particular, el cual incluye una envolvente integrada con la carcasa y que acomoda dicho intercambiador de calor, es posible usar la carcasa como medio de soporte del sobrealimentador cuando sea necesario, aplicándose en otros casos dicho uso como soporte. La carcasa es suficientemente fuerte para este propósito y también conduce el aire de alimentación caliente de la salida del sobrealimentador directamente al intercambiador de calor de los medios de enfriamiento y de ahí a los cilindros sin calentar ninguna conexión de manguera intermedia. Una modalidad preferida del arreglo tiene las configuraciones características establecidas en la Reivindicación 3, mediante la cual se logra el enfriamiento uniforme del aire de alimentación a los varios cilindros.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Ahora la invención será descrita con mayor detalle con referencia a varias modalidades de arreglos inventivos y también con referencia a los dibujos esquemáticos acompañantes, en los cuales La Figura 1 ilustra en perspectiva un motor de combustión interna equipado con un sobrealimentador y un medio de enfriamiento, mostrado parcialmente en corte; la Figura 2 es una vista lateral de un sobrealimentador y una carcasa de medio de enfriamiento mostrado en forma seccionada; la Figura 3 es una vista seccionada tomada sobre la linea III-III en la Figura 2; la Figura 4 es una vista seccionada tomada sobre la linea IV-IV en la Figura 2; la Figura 5 es una vista observada contra las aberturas de salida de la carcasa en la Figura 3; la Figura 6 en una vista de la sección longitudinal a través de un extremo del intercambiador de calor mostrado en la Figura 1; la Figura 7 es una vista de un extremo del intercambiador de calor mostrado en la Figura 6; y la Figura 8 es una vista longitudinal seccionada a través del intercambiador de calor de las Figuras 6 y 7 con la envolvente circundante, y que muestra miembros de la cubierta que cierran los extremos de dicha envolvente. .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 ilustra el contorno de un motor de combustión interna de cuatro cilindros en linea que tiene cuatro puertos de entrada 2 conectados a las aberturas 3 en una carcasa 4 la cual forma una cámara de distribución 5 para el aire de combustión comprimido que sale de un sobrealimentador 6. El sobrealimentador comunica con la cámara de distribución 5 a través de una abertura 7 en las paredes mutuamente opuestas de la carcasa 4 y el sobrealimentador 6. En el caso ilustrado, el sobrealimentador 6 incluye un compresor de rotor helicoidal el cual incluye dos rotores, uno de los cuales está adaptado para ser impulsado por medio de una polea 8 la cual está conectada al eje cigüeñal del motor y el cual impulsa una polea 10 conectada a dicho rotor vía una banda dentada 9. El sobrealimentador tiene conectado a un purificador de airé (no mostrado) un puerto de entrada 12 que incluye un medio de válvula de regulación 11. Aunque no se muestra, el sobrealimentador .6 está firmemente atornillado a un lado del motor y la carcasa 4 está atornillada firmemente en el lado superior del sobrealimentador y también está conectado con los cuatro, puertos de entrada o puertos de inducción 2. La carcasa 4 aloja un medio de enfriamiento 13 el cual incluye dos tubos intercambiadores de calor mutuamente en paralelo conectados y en serie 14, 15 que se extienden frente a las aberturas 3 a los puertos de entrada 2 como se observa en la dirección del flujo del aire de combustión, e incluyen finas laminillas transversales externas entre los flujos de combustión comprimidos al ser guiados por la envolvente 16, 17 rodeando los tubos y provistas con ranuras que se extienden axialmente 20, 21. El refrigerante fluye axialmente a través del tubo 15 en una dirección y a través del tubo 16 en la dirección opuesta vía los extremos cortos de tubo de entrada y salida 18, 19 conectados mediante mangueras (no mostradas) a un enfriador separador el cual es enfriado por medio del torbellino generado. Las Figuras 2-8 ilustran el mismo sobrealimentador y medio de enfriamiento, el enfriador intermedio, como los descritos anteriormente aunque la modalidad ilustrada está adaptada para el suministro del aire de alimentación enfriado a un motor de combustión interna que tiene cinco cilindros. Como podrá observarse de la Figura 2, la carcasa 4 y el sobrealimentador 6 unido a ésta está montado como una unidad sencilla sobre el motor (no mostrado), en virtud de haber empujado las aberturas 3 en la carcasa 4 sobre los puertos de entrada 2 del motor, y posteriormente apretando el sobrealimentador 6 contra el motor con la ayuda de aletas de sujeción 22 y tornillos sujetadores 23, con la banda dentada 9 montada en sus respectivas poleas 8 y 10. Tal como podrá ser evidente de la Figura 2, el aire de alimentación que sale del sobrealimentador 6 se presiona a través de la abertura 7 dentro de los puertos de inducción 2 del motor, vía la cámara de distribución 5. Ahí el aire de alimentación debe pasar el medio de enfriamiento 13 mostrado en la Figura 1 y representado en las Figuras 2 y 3 mediante la envolvente 16, 17 provista de dichas ranuras axiales 20, 21, en las cuales se pueden insertar los tubos intercambiadores de calor 14, 15 (mostrados en detalle en la Figura 6, 7 y 8) provistos con dichas aletas de enfriamiento externas. La envolvente 16, 17 puede cerrarse por un lado por medio de dos miembros de cubierta 24, 25 provistos con extremos cortos de tubo 18, 19, y por el otro lado por medio de un miembro de cubierta 26 que forma un pasaje de sobre flujo para el liquido refrigerante introducido a través del extremo corto de tubo 18, y además a través de los pasajes finos que se extienden axialmente 27 en la pared del tubo 14 y nuevamente de regreso a través de los pasajes finos que se extienden axialmente 28 en la pared del tubo 15 y de ahí hacia fuera a través del extremo corto de tubo 19. Como se mencionó anteriormente, los tubos 14, 15 están provistos externamente con finas aletas de enfriamiento periféricas 29. Como podrá observarse de la Figura 8, una junta tórica está montada en cada extremo de los tubos 14, 15, entre las aletas de enfriamiento más externas 29 y sus respectivos miembros de cubierta 24, 25, 26 de tal forma que el refrigerante puede dirigirse a los pasajes 27, 28 y evitar el contacto con las aletas de enfriamiento 29.

El miembro de enfriamiento presente 13 comprende los tubos intercambiadores de calor 14, 15 ilustrados en las Figuras 1 y 6-8, con los cuales el aire de alimentación fluye entre las laminillas 29 de dichos tubos en su dirección transversal, siendo enfriados dichos tubos por medio del liquido refrigerante que fluye en un circuito cerrado formado por los pasajes 27, 28 y el enfriador K y las conexiones de mangueras (no mostradas) conectadas entre en enfriador y los extremos cortos de tubo 18, 19. El aire de alimentación es guiado en contacto intimo con las laminillas 29 a través de las envolventes de tubo 16, 17 que por medio de las ranuras 20, 21, dirigen el flujo de aire de alimentación directamente a la mayor parte de las aberturas de entrada 3 e indirectamente a las dos aberturas más externas 3, como se ilustra en las Figuras 3-5 cuando se encuentre necesario por razones de espacio. Sin embargo el aire se distribuiré uniformemente a todas las aberturas de salida 3. Usando dos tubos intercambiadores de calor en serie 14, 15, la distribución de la temperatura del aire de alimentación enfriado es también uniforme con respecto a todas las aberturas de salida 3. Deberá entenderse que el arreglo inventivo puede usarse también en combinación con los motores de combustión interna tipo V, en cuyo caso se puede colocar el sobrealimentador con el enfriador intermedio las hileras de los cilindros con las aberturas de salida 3 confrontando en direcciones opuestas . Deberá entenderse también que la invención no se restringe a sus modalidades ilustradas y descritas y que pueden hacerse modificaciones dentro del alcance de la invención definida en las Reivindicaciones acompañantes. Por ejemplo, pueden usarse otros tipos de intercambiadores de calor alargados. Además, también son concebibles otros tipos de sobrealimentadores, por ejemplo sobrealimentadores que son movidos por los gases de escape del motor, aun cuando tales soluciones son menos benéficas que las soluciones ilustradas en este documento. Se asume que el refrigerante es agua, opcionalmente con la adición de glicol. En ciertas condiciones de operación, por ejemplo en el caso de altas temperaturas ambientales, el equipo del enfriador intermedio puede ser insuficiente. Se ha encontrado que un aumento en la temperatura del aire de entrada de solamente algunos grados puede tener serios desventajas inesperadas con respecto a la operación del motor. El enfriamiento ampliado puede ser muy significativo con este respecto, y consecuentemente puede ser apropiado utilizar para este fin un refrigerante usado típicamente en plantas de enfriamiento, preferentemente un refrigerante usado en una planta de aire acondicionado.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES
2. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones. 1. Un arreglo que se relaciona con un motor de combustión interna que incluye un sobrealimentador para la compresión de aire de combustión suministrado a dicho motor, y un medio de enfriamiento para enfriar el aire de combustión comprimido por medio de un intercambiador de calor que incluye elementos tubulares a través de los cuales fluye un refrigerante y que son contactados externamente por el aire de combustión comprimido, en donde se conectan puertos de inducción cilindricos directamente a aberturas cilindricas asignadas a puertos de inducción respectivos, en donde dichas aberturas de salida están formadas en una carcasa que comunica con el sobrealimentador y que forma una cámara de distribución para el aire de combustión comprimido y en donde los elementos tubulares en dicho intercambiador de calor están montados en el frente de al menos la mayor parte de las aberturas de salida, en donde el aire de combustión comprimido fluye transversalmente a las aberturas de salida, caracterizado porque los elementos tubulares del intercambiador de calor están alojados en una envolvente cilindrica que incluye ranuras que se extienden longitudinalmente y que forma integralmente con dicha carcasa una pared de división que solamente se rompe por las ranuras a través de las cuales se pretende que pase el aire de combustión comprimido a los espacios entre los elementos tubulares y la envolvente y fuera a través de dichos espacios en una dirección hacia las aberturas de salida en dicha carcasa. 2. Un arreglo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa está provista al menos en un extremo del medio de enfriamiento con una abertura que se extiende a través de la pared de dicha carcasa, pretendiéndose que dicha abertura permita que dichos elementos tubulares se inserten dentro de la envolvente, y en donde dicha abertura puede cerrarse con un miembro de cubierta que incluye una entrada de refrigerante y una salida de refrigerante.
3. 3. Un arreglo de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el intercambiador de calor incluye dos tubos conectados en serie mutuamente paralelos a través de los cuales fluye el refrigerante.
4. 4. Un arreglo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque los elementos tubulares de dicho intercambiador de calor incluye laminillas transversales externas que se extienden radialmente hacia fuera hacia la envolvente circundante.
5. 5. Un arreglo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la carcasa que forma dicha cámara de distribución tiene una pared que incluye una abertura de entrada para el aire de combustión comprimido, en donde la envolvente del sobrealimentador está colocado contra dicha pared con una abertura de salida de aire de combustión comprimido que coincide con la abertura de entrada de la carcasa.