BR102012033043A2 - Conjunto estrangulador para comando e/ou regulagem da operação de frenagem de um motor superalimentado - Google Patents
Conjunto estrangulador para comando e/ou regulagem da operação de frenagem de um motor superalimentado Download PDFInfo
- Publication number
- BR102012033043A2 BR102012033043A2 BR102012033043-1A BR102012033043A BR102012033043A2 BR 102012033043 A2 BR102012033043 A2 BR 102012033043A2 BR 102012033043 A BR102012033043 A BR 102012033043A BR 102012033043 A2 BR102012033043 A2 BR 102012033043A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- exhaust gas
- assembly
- turbine
- housing
- throttle assembly
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 claims description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/146—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by throttling the volute inlet of radial machines or engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
- F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
- F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
- F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
- F02D9/06—Exhaust brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
- F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
CONJUNTO ESTRANGULADOR PARA COMANDO E/OU REGULAGEM DA OPERAÇÃO DE FRENAGEM DE UM MOTOR SUPERALIMENTADO. A presente invenção refere-se a uma disposição de um conjunto estrangulador para comando e/ou regulagem da operação de frenagem do motor de um motor de combustão em veículos automotores, carregados ao menos através de um turbo carregador de gás de escape, especialmente um motor de combustão de autoignicão, sendo que ao menos um turbo carregador de gás de escape apresenta ao menos uma turbina de gás de escape de um ou de vários fluxos (1, 15), em cujo alojamento (2; 16) está conformado ao menos um canal de afluxo (2b), no qual está integrado um conjunto estrangulador (8; 17), à montante, bem como em posição vizinha de uma roda livre de turbina (3), integrada em um compartimento receptor - roda livre (7) do alojamento (2; 16). Para o aumento do potencial de frenagem do motor na faixa das rotações inferiores, é proposto que o conjunto estrangulador (8; 17) esteja de tal modo disposto na área do emboque de ao menos um canal de afluxo (2b), dentro do compartimento receptor - roda livre (7) que o conjunto estrangulador (8; 17), na sua posição fechada, fecha essencialmente de forma completa ao menos um canal de afluxo (2b) e, desta forma, a ligação de fluxo na direção do compartimento receptor - roda livre (7).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONJUNTO ESTRANGULADOR PARA COMANDO E/OU REGULAGEM DA OPERA- ÇÃO DE FRENAGEM DE UM MOTOR SUPERALIMENTADO".
A presente invenção refere-se a uma disposição de um conjunto estrangulador para o comando e/ou regulagem da operação de frenagem de um motor de combustão turbo alimentado para veículos automotores, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
Os motores de combustão turbo alimentados, a operação de fre- nagem do motor pode ser aumentada por meio do estrangulamento do sis- tema de gás de escape, por exemplo, através de uma chapeleta como con- junto estrangulador, sendo que o conjunto estrangulador está integrado à montante da turbina de gás de escape. Desta maneira, através por meio de controle do conjunto estrangulador poderá ser aumentado o potencial do compressor, acionado através da turbina de gás de escape, ou seja, a pres- são de carga no sistema de admissão do ar de combustão do motor de combustão, sendo este aumento de forma controlada, a fim de aumentar a passagem de ar (= arrefecimento) e o potencial de frenagem na operação de frenagem do motor. O conjunto estrangulador poderá ser formado por cha- peletas, cursores, cursores giratórios, etc., estando montado, por exemplo, no flange de afluxo do alojamento do turbo carregador de gás de escape.
Além disso, passou a ser conhecido do documento DE 10 228 003 A1 a estrutura de uma turbina, na qual, de uma maneira complexa, dois canais de afluxo, reciprocamente defasados, estão dispostos reciprocamente defasados em uma linha de gás de escape e em um alojamento da turbina. Em um desses canais de afluxo está disposta uma grade condutora com pás condutoras rígidas inamovíveis, e no segundo canal de afluxo está integrada uma grade condutora com pás condutoras reguláveis. Uma ramificação de canal deste tipo com grades condutoras de conformação variada, como pode ser visto, é complexo e, portanto, dispendioso. Constitui um objetivo da invenção indicar uma disposição de um
conjunto estrangulador desta espécie, por meio do qual, com meios constru- tivos simples, pode ser logrado um aumento adicional do potencial de frena- gem na operação da frenagem do motor, especialmente no caso de reduzi- das rotações do motor de combustão,
A solução desta tarefa é realizada com as características da rei- vindicação 1. Modalidades vantajosas e ampliações da invenção são objetos das reivindicações dependentes.
É proposto, de acordo com a invenção, que o conjunto estrangu- Iador para estrangular a corrente de gás de escape esteja de tal modo inte- grado na área do emboque de ao menos um canal de afluxo no comparti- mento receptor - roda livre e o conjunto estrangulador, em sua posição fe- chada, fecham essencialmente de forma completa ao menos um canal de afluxo e, desta forma, a conexão de fluxo para com o compartimento recep- tor da roda livre. Com esta conformação e disposição de acordo com a in- venção do conjunto estrangulador é assegurado de uma forma construtiva simples e também na faixa das rotações mais baixas do motor de combustão sejam viáveis elevadas contrapressões de gás de escape e, de forma corre- lata, uma elevada capacidade de frenagem do motor.
Em uma modalidade particularmente preferida, está também previsto que no alojamento da turbina do gás de escape, para cada fluxo de gás de escape, esteja previsto apenas um único canal de afluxo, o qual de- semboca em um compartimento receptor - roda móvel alocado. Desta ma- neira, por um lado, é lograda uma simplificação essencial na construção, por exemplo, comparado com uma estruturação como está descrito no docu- mento inicialmente mencionado DE 10 228 003 A1 e, por outro lado, é asse- gurado que o aumento da contrapressão e, de forma correlata, maior poten- ciai de frenagem do motor, na faixa das rotações inferiores, é logrado de modo confiável e rápido.
Especialmente para a hipótese de que ao menos um canal de a- fluxo apresente na área de emboque uma seção transversal de canal menor do que na região da admissão da turbina situada à montante, preferencial- mente provida de um flange acoplador, em conexão com a posição do con- junto estrangulador, próxima da roda livre da turbina, poderá, além disso, ser vantajosamente aproveitado o fato de que no caso de uma abertura parcial reduzida do conjunto estrangulador, em virtude da proximidade do conjunto estrangulador da roda livre da turbina e das reduzidas seções transversais do canal, o gás de escape é direcionado com elevada velocidade diretamen- te para a roda da turbina. Desta maneira, a roda da turbina será acionada mais intensamente, a pressão da carga - comparada com outras soluções convencionais - será majorada e com a grande passagem de pressão de ar será logrado um potencial de frenagem do motor majorado.
De modo preferencial também está previsto que o compartimen- to receptor - roda móvel para a conformação da área de emboque do canal de afluxo, bem como para conformar ao menos um segmento de parede do canal de afluxo, apresente um segmento da parede do alojamento espirala- do, direcionado para dentro, para a roda livre da turbina, segmento este que conforma uma espécie de lábio que forma a região terminal do canal de aflu- xo. Desta maneira é criada uma disposição técnica conformada e funcional- mente vantajosa, a qual, sem essenciais alterações de construção, pode ser concretizada no alojamento da turbina de gás de escape.
De modo especialmente preferido é proposto que o conjunto es- trangulador seja conformado em uma construção simples, ao menos como uma chapeleta girável. Na posição fechada, esta chapeleta fecha o canal de fluxo essencialmente de forma completa, e na posição totalmente aberta, libera preferencialmente de forma completa o canal de fluxo, de maneira que esta unidade não ocasiona obstáculos ao fluxo. Para assegurar esta última condição é proposto que a chapeleta girável que constitui o conjunto estran- gulador, na sua posição totalmente aberta, com o seu lado voltado na dire- ção do afluxo e/ou do compartimento receptor - roda livre - esteja embutida essencialmente ligada encostado na superfície com a área limítrofe da pare- de do alojamento, em um recorte do lado da parede do alojamento, de ma- neira que esta unidade, nesta posição, conforma um segmento da parede do alojamento essencialmente transfixante, liso e/ou plano. Além disso, em uma ampliação vantajosa da invenção, através
de um eixo de giro paralelo para com o eixo de giro da turbina, a chapeleta pode ser regulável de maneira simples. Em uma outra modalidade particularmente preferida da presente idéia de invenção, de preferência o conjunto estrangulador esta de tal modo conformado que em ao menos uma posição aberta definida, preferencial- mente a uma posição aberta menor ou maior com relação à posição total- mente aberta, conduz a corrente de gás em formato de um jato para a turbi- na. Desta maneira, consegue-se de modo especial aumentar o potencial da turbina de gás de escape à semelhança de uma carga de choque pelo im- pulso da corrente de gás em rotações menores do motor de combustão.
No caso de rotações maiores, o conjunto estrangulador será a - berto em maior extensão e pela posição do conjunto estrangulador no redu- zido canal, próximo da roda da turbina, a energia da pressão do gás de es- cape poderá ser transformada com grau de eficácia majorado em adicional energia de velocidade para a turbina de gás de escape.
Em outra conformação da invenção, o conjunto estrangulador, no caso de um turbo carregador de gás de escape, com geometria de turbi- na variável e um conjunto condutor disposto ao redor da roda livre da turbi- na, poderá estar montada à montante bem como imediatamente adjacente ao conjunto condutor. O conjunto estrangulador neste caso será preferenci- almente conformado de tal maneira que ao menos em uma posição aberta, especialmente em ao menos ima posição intermediária definida entre uma posição totalmente fechada e totalmente aberta, conduz a corrente de gás de escape para o conjunto condutor. Especialmente, quando em um acio- namento de frenagem de motor definido o conjunto estrangulador e o con- junto condutor estiverem ativados para que seja lograda uma produção de gás definida na turbina de gás de escape, isto constitui outra possibilidade, funcionalmente vantajosa, para o comando, ou seja, regulagem da pressão de carga do lado da admissão, ou seja, da operação de frenagem do motor, adequado às respectivas condições operacionais existentes. Além disso, pela queda da pressão no conjunto estrangulador, uma grade condutora re- gulável e prevista após o estrangulador na direção de fluxo, em virtude da pressão ali existente, poderá ser aliviada, com o que poderá ser aumentada a sua durabilidade, ou seja, podem ser logrados potenciais de frenagem do motor maiores.
Além disso, em um turbo carregador de gás de escape equipado com um chamado conjunto Waste-Gate (conjunto e portal - escape) para reduzir a pressão da carga na linha do ar de carga do motor de combustão, o canal condutor do gás de escape em escoamento poderá se ramificar à montante do conjunto estrangulador do alojamento da turbina. Isto oferece a vantagem de que na operação de frenagem do motor, as pressões do gás de escape, abaixo do conjunto estrangulador, são menores e, portanto, o conjunto Waste-Gate é menos carregado. Basicamente, o conjunto Waste- Gate também poderia se ramificar à montante do conjunto estrangulador, caso a vantagem neste momento acima mencionado não seja desejável ou se condições de construção exigirem.
No caso de uma turbina de gás de escape com dois fluxos, pre- ferencialmente os dois canais de afluxo podem estar previstos com um con- junto estrangulador, conformados de forma especialmente simples sob o ponto de vista construtivo e de técnica de controle, em forma de uma chape- Ieta dupla que controla os dois canais de afluxo em seção transversal.
Finalmente, de uma forma especialmente conveniente, o conjun- to estrangulador e/ou o conjunto condutor da geometria de turbina variável na operação de frenagem do motor, entre outros aspectos, poderia ser con- trolada na dependência da pressão de carga, na linha de pressão de carga no motor de combustão, a fim de aplicar ou regular desta forma um potencial de frenagem de motor adequado aos estados operacionais do motor de combustão (rotações, temperaturas, etc.) e do veículo (velocidade). A tarefa de acordo com a invenção será também solucionada
com turbo carregador de gás de escape de acordo com a reivindicação 14, bem como através de um procedimento de acordo com a reivindicação 15. As vantagens daí resultantes já foram explanadas mais detalhadamente em conexão com a disposição do conjunto estrangulador, de maneira que é feita referência remissiva às indicações específicas já antes feitas.
Em seguida, dois exemplos de execução da invenção serão ex- plicados de forma esquemática e exemplificados. As figuras mostram:
Figura 1 - corte por uma turbina de gás de escape de um turbo carregador de gás de escape para um motor de combustão diesel com uma chapeleta integrada no seu canal de fluxo para uma operação de frenagem de motor e um aparelho condutor integrado ao redor da turbina de gás de escape;
figura 2 - apresentação espacial de um turbo carregador de gás de escape com uma turbina de gás de escape de duas seções, com uma chapeleta dupla integrada nos dois canais de fluxo da turbina de gás de es- cape, destinada à operação de frenagem do motor; e
figura 3 - uma chapeleta dupla de acordo com a figura 2, em a- presentação individual.
A figura 1 apresenta esquematicamente um corte por uma turbi- na de gás de escape 1 e um turbo carregador de gás de escape para um motor de combustão de auto-ignição para veículos automotores. Desde que não seja descrito, o turbo carregador de gás de escape é de construção co- nhecida, possuindo um alojamento de montagem, um alojamento do com- pressor e o alojamento 2 da turbina de gás de escape 1.
No alojamento 2, espiralado da seção transversal, a roda livre da turbina 3, indicada apenas em linhas tracejadas, está disposta em uma árvo- re 4, sendo que a árvore 4 aciona a roda do compressor do turbo carregador do gás de escape, não apresentada.
Ao redor da roda livre da turbina 3 está disposto um conjunto condutor, ou seja, um aparelho condutor 5 com pás condutoras de fluxo 6 reguláveis, que através de um mecanismo de regulagem não mostrado, para controle do potencial de acionamento, ou seja, da capacidade de absorção da roda livre da turbina 3 estão previstas reguláveis e, de modo correspon- dente, também podem atuar como conjunto estrangulador.
O alojamento 2 da turbina de gás de escape apresenta uma en- trada de turbina 2a com um flange acoplador, sendo que nesta admissão ou entrada da turbina se segue um canal de afluxo 2b que desemboca no canal espiralado 7 como compartimento receptor - roda livre do alojamento 2. Na entrada da turbina 2a, de forma conhecida, está acoplado o sistema condu- tor de gás de escape situado à montante, relativo ao motor de combustão.
O gás de escape flui na direção da seta sobre a entrada da tur- bina 2a para o interior do alojamento 2, atravessa - passando pelo canal de afluxo 2a e o canal espiralado 7 - o aparelho condutor 5 e a roda livre da tur- bina 3, para depois fluir em sentido central e aproximadamente em sentido descendente para com o plano do desenho, até o seqüencial sistema condu- tor de gás de escape para a atmosfera.
No canal de afluxo 2b, dividido através de um segmento da pa- rede do alojamento 2c do canal espiralado 7, próximo da roda livre da turbi- na 3, ou seja, do aparelho condutor 5, está disposto um conjunto estrangula- dor na forma de uma chapeleta 8 girável, a qual pode ser reajustada de uma posição fechada, que veda completamente o canal de afluxo 2b (mostrado em linhas cheias) pode passar para uma posição totalmente aberta (indicada por linhas tracejadas).
Na posição totalmente fechada, a chapeleta 8 que na direção do fluxo está alinhada controladamente conforme um ângulo definido, em senti- do oblíquo, ou seja, angular no lado frontal 2d da parede do alojamento 2c, com o que fecha o canal de afluxo 2b, ao passo que na posição totalmente aberta, está girada de tal maneira em um recorte, ou seja, em uma concavi- dade 2e, adequada à chapeleta 8, que a sua superfície voltada na direção do canal espiralado 7 se projeta alinhada para a área de parede limítrofe no canal espiralado 7, onde conforma uma parede de canal essencialmente lisa e plana contínua que não prejudica o fluxo do gás de escape e que auxilia especialmente para evitar turbulências indesejadas no fluxo.
Através de uma árvore 9, integrada no alojamento 2, a chapeleta 8 pode ser regulada com um eixo de giro alinhado, axialmente paralelo para com o eixo de giro da roda livre da turbina 3, sendo que a árvore 9 pode ser ativada através de uma alavanca reguladora 10 e um motor regulador que pode ser sujeito, por exemplo, de forma hidráulica, e um conjunto de coman- do e/ou de regulagem (não mostrado) que controla a operação de frenagem do motor. A chapeleta 8 poderá ser ajustada em posições intermediárias, nas quais forma com a parede do alojamento 2c, ou seja, com o seu lado frontal 2d, um bocal que na direção transversal do curso de passagem atua na seção transversal do fluxo de passagem em forma de um bocal mais ao menos eficaz que direciona o gás de escape diretamente para o aparelho condutor 5 e para a roda livre da turbina 3. Na posição parcialmente aberta apresenta-se um diferencial de pressão considerável na chapeleta. O gás de escape será expandido para uma pressão menor, com o que o aumento vo- lumétrico assim formado aumenta significativamente a velocidade de fluxo do gás de escape e, desta maneira, estará disponível também para a turbina de gás de escape um volume essencialmente maior de energia. Ao mesmo tempo, pela pressão reduzida após a chapeleta, o aparelho condutor, desde que esteja previsto, e também a vedação da árvore serão consideravelmente aliviados.
Na operação de empuxe do motor de combustão, a chapeleta 8
será regulada no veículo e no caso de operação de frenagem do motor ajus- tada, em forma independente, entre outros, pela pressão de carga, entre outros, acionada pela pressão de carga na linha de pressão de carga do mo- tor de combustão, sendo de tal modo transferido para uma posição fechada, ou seja, para uma posição intermediária, que a turbina de gás de escape 1 por um acionamento correspondente do compressor, preserva uma pressão de carga definida, a fim de assegurar desta maneira maior passagem de ar pelo motor de combustão e, de forma correlata, maior potencial de frenagem do motor devido à contrapressão majorada do gás de escape. No caso, as rotações do motor, velocidade do veículo, relações
de pressão e temperatura, etc., podem ser registrados através de técnica de regulagem, sendo considerados por ocasião da ativação ou das regulagens das posições intermediárias das chapeletas 8. Além disso, pode estar inte- grado também o aparelho condutor 5 do turbo carregador de gás de escape 1 com uma geometria variável da turbina, por meio da regulagem dos ângu- los de ataque das pás condutoras 6, sendo integrada a referida regulagem.
O turbo carregador de gás de escape com a turbina de gás de escape 1 descrita apresenta também um conjunto chamado Waste-Gate in- tegrado no alojamento 2 que é constituído, por exemplo, de uma linha de bypass que circunda a roda livre da turbina 3, e uma válvula bypass integra- da e que serve, no caso de exigência de maior potencial do motor de com- bustão, conduzir maiores volumes de gás de escape ao longo da roda livre da turbina 3, a fim de limitar a pressão de carga na linha de pressão de car- ga do lado da admissão ou para evitar rotações excedentes.
No caso, a boca da linha bypass 11 (apenas indicada por traços e pontos) está posicionada à jusante da chapeleta 8. Isto assegura que a alta pressão de gás de escape, presente na operação de frenagem do motor no sistema condutor de gás de escape à montante da chapeleta 8, não pos- sa atuar sobre a válvula bypass do conjunto Waste-Gate; o mesmo aplica-se também para o aparelho condutor 5, o qual também será correspondente- mente menos solicitado. A ativação do conjunto Waste-Gate, na operação de frenagem, também poderá ser usada para a regulagem da pressão de carga e, portanto, para a regulagem do potencial de frenagem.
A figura 2 apresenta em forma espacial um turbo carregador de gás de escape 12 com um compressor 13, um alojamento de montagem 14 e uma turbina de gás de escape 15 de duas seções de fluxo que são de construção não descrita mais detalhadamente.
O alojamento 16 da turbina de gás de escape 15 apresenta, por- tanto, aqui dois canais espiralados, conformados convergentes em paralelo, canais de afluxo, bem como admissões de turbinas flangeadas (semelhante à figura 1) que através de uma parede de alojamento 16a continua formam as duas seções de fluxo do gás de escape, através das quais a roda livre da turbina de conformação correspondente (invisível) pode ser sujeita com gás de escape separadamente ou conjuntamente. As seções transversais das duas correntes de gás de escape podem, de forma conhecida, ser em ordem de dimensões diferentes. Conforme descrito com relação à figura 1, nos dois canais de a -
fluxo do alojamento 16, encontram-se chapeletas 17a, 17b (na figura 2 apre- sentadas na posição aberta), destinadas ao controle de uma operação de frenagem do motor de combustão, podendo ser ativados giráveis através de uma árvore 9, por meio de uma alavanca de reajuste 10.
Como mostrado especialmente na figura 3, as chapeletas 17a, 17b são formadas por uma chapeleta dupla 17 presa na árvore 9, que entre si apresenta uma distância 18 para a parede do alojamento 16a divisora e que, além disso, estão adequadas às formas transversais dos dois canais de afluxo, no alojamento 16 da turbina de gás de escape 15. Porém, basica- mente também é possível conduzir a separação dos fluxos somente até a chapeleta. Nesta hipótese, a parede divisória termina na chapeleta fechada quando esta poderá ser conformada para fluxo único.
A disposição no alojamento 16 e o funcionamento da chapeleta dupla 17 na operação de frenagem do motor, é correspondente à chapeleta individual 8 de acordo com a figura 1 e, portanto, não será novamente expli- cada para evitar repetições. Alternativamente, as chapeletas 17a, 17b também podem estar
dispostas ativáveis separadamente, a fim de criar desta maneira outro grau de liberdade no controle da operação da frenagem do motor, ou seja, do po- tencial de frenagem indesejado, o que, todavia, aumentaria de modo corres- pondente o esforço do controle. A invenção não está restrita aos exemplos de execução descri-
tos. Eventualmente, como conjuntos estranguladores para a operação de frenagem do motor também poderiam ser usados cursores, cursores girató- rios, etc., dispostos de forma correspondente. Listagem de Numerais de Referência
1 Turbina de gás de escape 2 Alojamento 2a Admissão da turbina 2b Canal de afluxo 2c Parede do alojamento 2d Lado frontal 2e Concavidade 3 Roda livre da turbina 4 Árvore 5 Aparelho condutor 6 Pás cond utoras 7 Canal espiralado 8 Chapeleta 9 Árvore 10 Alavanca reguladora 11 Emboque de canal bypass 12 Turbo carregador de gás de escape 13 Compressor 14 Alojamento de montagem 15 Turbina de gás de escape 16 Alojamento 16a Parede de alojamento 17 Chapeleta dupla 17a Chapeleta 17b Chapeleta 18 Distância
Claims (15)
1. Disposição de estrangulador para comando e/ou regulagem da frenagem de um motor de combustão, turbo-alimentado ao menos atra- vés de um turbo carregador de gás de escape, em veículos automotores, especialmente um motor de combustão de autoignição, sendo que ao menos um turbo carregador de gás de escape apresenta uma turbina de gás de es- cape (1, 15) de um ou de vários fluxos, em cujo alojamento (2, 16) está con- formado ao menos um canal de afluxo (2b), no qual está integrado um con- junto estrangulador (8, 17) à montante, bem como vizinho de uma roda livre de turbina (3), integrada em um compartimento receptor - roda livre (7) do alojamento (2, 16), caracterizado pelo fato de que o conjunto estrangulador (8, 17) está de tal modo disposto na área do emboque de ao menos um ca- nal de afluxo (2b) no compartimento receptor - roda livre (7) que o conjunto estrangulador (8, 17), na sua posição fechada, fecha totalmente ao menos um canal de afluxo (2b) e, com isto, a ligação de fluxo para com o comparti- mento receptor da roda livre (7).
2. Disposição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no alojamento (2, 16) da turbina de gás de escape (1, 15), para cada fluxo de gás de escape, está previsto um único canal de afluxo (2b) que desemboca em um compartimento receptor de roda livre (7), aloca- do.
3. Disposição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri- zado pelo fato de que ao menos um canal de afluxo (2b) apresenta na região do emboque uma seção transversal de canal menor do que na região da admissão da turbina (2a), situada à montante e que possui preferencialmen- te um flange acoplador.
4. Disposição, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizada pelo fato de que o compartimento receptor - roda livre (7), para a conformação da área de emboque do canal de afluxo (2b), bem como para a conformação de ao menos um segmento de parede do canal de aflu- xo (2b), apresenta um segmento da parede do alojamento (2c) que está con- formado de modo espiralado para o interior, na direção da roda livre da tur- bina (3).
5. Disposição, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizada pelo fato de que o conjunto estrangulador (8; 17) é con- formado por ao menos uma chapeleta girável.
6. Disposição, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a chapeleta girável que constitui o conjunto estrangulador (8, 17), em sua posição totalmente aberta, com o seu lado voltado na dire- ção do canal de afluxo (2b) e/ou do compartimento receptor - roda livre (2), está integrada essencialmente na superfície, à topo com a região limítrofe da área da parede do alojamento, dentro de um recorte (2e) do lado da parede do alojamento, conformando um segmento de parede de alojamento, essen- cialmente contínuo, liso e/ou plano.
7. Disposição, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracteri- zada pelo fato de que a chapeleta (8, 17) pode ser regulada através de um eixo de giro (9), paralelo em relação ao eixo de giro da roda livre da turbina (3).
8. Disposição, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizada pelo fato de que o conjunto estrangulador (8, 17) está de tal modo conformado que em ao menos uma posição aberta definida conduz a corrente de gás de escape, em formato de jato, na direção da roda livre da turbina (3).
9. Disposição, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizada pelo fato de que o conjunto estrangulador (8; 17), no caso de uma turbina de gás de escape (1, 15) com geometria de turbina variável e com um conjunto condutor (5), disposto ao redor da roda livre da turbina (3), está posicionado à montante, bem como imediatamente adjacente ao conjunto condutor (5) e o conjunto estrangulador (8; 17) está de tal modo conformado que ao menos em uma posição aberta, especialmente ao menos em uma posição intermediária definida entre uma posição totalmente fechada e uma posição totalmente aberta, direciona o fluxo de gás de escape para o conjun- to condutor (5).
10. Disposição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que no caso de uma operação de frenagem de motor definida, o conjunto estrangulador (8, 17) e o conjunto condutor (5), para que seja lo- grada uma passagem de gás definida pela turbina de gás de escape (1, 15), podem ser conjuntamente ativados e reajustados em posições definidas, reciprocamente sincronizadas.
11. Disposição, de acordo com uma das reivindicações prece- dentes, caracterizada pelo fato de que em um turbo carregador de gás de escape com um conjunto de Waste-Gate para a redução da pressão de car- ga, na linha de ar de carga do motor de escape se ramifica um canal (11) de remoção de gás de escape, previsto à jusante do conjunto estrangulador (8,17) do alojamento (2,16).
12. Disposição, de acordo com uma das reivindicações prece- dentes, caracterizada pelo fato de que no caso de uma turbina de gás de escape (15) de dois fluxos, ambos os canais de afluxo (2b) possuem cada qual um conjunto estrangulador (17), sendo que os conjuntos estrangulado- res (17) são formados por uma chapeleta dupla que controla na seção trans- versal, ambos os canais de afluxo (2b).
13. Disposição, de acordo com uma das reivindicações prece- dentes, caracterizada pelo fato de que o conjunto estrangulador (8,17) e/ou no caso de uma geometria variável de turbina, o conjunto condutor (5) na operação de frenagem do motor sejam controlados ao menos na dependên- cia da pressão da carga, em uma linha de pressão de carga do motor de combustão.
14. Turbo carregador de gás de escape para um motor de com- bustão de um veículo automotor, especialmente um automóvel, com uma disposição de um conjunto estrangulador como definida nas reivindicações precedentes.
15. Método para operar uma disposição de um conjunto estran- gulador como definido nas reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o conjunto constitui uma unidade de comando e/ou regulagem, por meio da qual é controlada a posição do conjunto estrangulador (8; 17) e/ou um conjunto condutor (5) de uma geometria de turbina variável, na dependência de parâmetros operacionais de frenagem do motor, definidos.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA1877/2011A AT512332B1 (de) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Anordnung einer drosseleinrichtung zum steuern und/oder regeln des motorbremsbetriebs |
| ATA1877/201 | 2011-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR102012033043A2 true BR102012033043A2 (pt) | 2013-12-17 |
| BR102012033043B1 BR102012033043B1 (pt) | 2021-04-27 |
Family
ID=47018011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR102012033043-1A BR102012033043B1 (pt) | 2011-12-23 | 2012-12-21 | Conjunto estrangulador para comando e/ou regulagem da operação de frenagem de um motor superalimentado |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2607650A3 (pt) |
| CN (1) | CN103174470B (pt) |
| AT (1) | AT512332B1 (pt) |
| BR (1) | BR102012033043B1 (pt) |
| RU (1) | RU2611548C2 (pt) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104595015A (zh) * | 2014-12-07 | 2015-05-06 | 范光鑫 | 涡前流体缩放*** |
| AT516513B1 (de) * | 2014-12-15 | 2016-06-15 | MAN Truck & Bus Österreich AG | Motorbremsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Motorbremsvorrichtung |
| EP3408517B1 (en) * | 2016-01-29 | 2020-01-08 | Volvo Truck Corporation | An internal combustion engine and a method comprising control of the engine to provide a braking torque |
| WO2018065053A1 (en) | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Volvo Truck Corporation | An internal combustion engine and a method for controlling a braking torque of the engine |
| DE102017204185A1 (de) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers |
| CN108620553A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-09 | 遵义中铂硬质合金有限责任公司 | 硬质合金坯料成型模具 |
| EP3857035A1 (en) * | 2018-09-28 | 2021-08-04 | FB Design S.r.l. | Improved turbocharger assembly |
| CN109458278A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种egr***中废气管道的流量调节结构 |
| CN109356711A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-02-19 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种可变排气涡轮 |
| CN112648083A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-13 | 广汽乘用车有限公司 | 一种排气压力调节装置 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT279275B (de) * | 1968-08-07 | 1970-02-25 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Abgasdrossel für Auspuffbremsen an aufgeladenen Verbrennungsmotoren |
| BE755769A (fr) * | 1969-09-04 | 1971-02-15 | Cummins Engine Co Inc | Corps de turbine, notamment pour turbo-compresseur a gaz d'echappement |
| SE7801452L (sv) * | 1977-05-04 | 1978-11-05 | Wallace Murray Corp | Forfarande for drivning av en turbin |
| US4138849A (en) * | 1977-06-06 | 1979-02-13 | Cummins Engine Company, Inc. | Exhaust braking valve |
| JPS5937228A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-02-29 | Nissan Motor Co Ltd | 可変容量型タ−ボ過給機 |
| US4526004A (en) * | 1983-10-25 | 1985-07-02 | Holset Engineering Company Limited | Exhaust brake valve |
| JPS6278434A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | Aisin Seiki Co Ltd | 可変容量ラジアルタ−ビン過給機 |
| DE4008508A1 (de) * | 1989-03-21 | 1990-09-27 | Steyr Daimler Puch Ag | Wenigstens zweiflutige abgasturbine eines abgasturboladers fuer mehrzylindrige hubkolben-brennkraftmaschinen |
| JPH04140425A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-14 | Aisin Seiki Co Ltd | ターボチヤージヤ |
| JP2881518B2 (ja) * | 1991-06-10 | 1999-04-12 | 株式会社いすゞセラミックス研究所 | タービン |
| JP3725287B2 (ja) * | 1996-04-25 | 2005-12-07 | アイシン精機株式会社 | 可変容量ターボチャージャ |
| US7654094B2 (en) * | 2004-03-09 | 2010-02-02 | Hitachi, Ltd. | Radial turbine and method of cooling nozzle of the same |
| DE602004004676T2 (de) * | 2004-12-30 | 2007-11-08 | C.R.F. Società Consortile per Azioni, Orbassano | Vorrichtung zum Erzeugen einer Drehbewegung der Luftströmung zugeführt an eine aufgeladene Brennkraftmaschine |
| US20060230759A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-19 | Semrau H A | Variable geometry turbocharger |
| EP1762716B1 (de) * | 2005-09-07 | 2012-11-21 | BorgWarner, Inc. | Bremsklappe mit Bypass |
| AT502997B1 (de) * | 2005-12-20 | 2013-09-15 | Man Truck & Bus Oesterreich Ag | Vorrichtung zur steigerung der bremsleistung einer mehrzylindrigen brennkraftmaschine eines fahrzeugs während des motorbremsbetriebes |
| JP4807344B2 (ja) * | 2007-10-12 | 2011-11-02 | マツダ株式会社 | 直列４気筒エンジンの過給装置 |
| JP2010101271A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 可変容量タービン |
| DE102009019437A1 (de) * | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Vorrichtung zur Steigerung der Bremsleistung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs während des Motorbremsbetriebes |
| WO2010151391A1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-29 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Brake valve for engine braking |
-
2011
- 2011-12-23 AT ATA1877/2011A patent/AT512332B1/de active
-
2012
- 2012-10-10 EP EP12007017.2A patent/EP2607650A3/de active Pending
- 2012-12-21 RU RU2012155843A patent/RU2611548C2/ru active
- 2012-12-21 CN CN201210561263.0A patent/CN103174470B/zh active Active
- 2012-12-21 BR BR102012033043-1A patent/BR102012033043B1/pt active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012155843A (ru) | 2014-06-27 |
| AT512332A1 (de) | 2013-07-15 |
| CN103174470A (zh) | 2013-06-26 |
| RU2611548C2 (ru) | 2017-02-28 |
| EP2607650A3 (de) | 2018-02-21 |
| AT512332B1 (de) | 2021-01-15 |
| EP2607650A2 (de) | 2013-06-26 |
| BR102012033043B1 (pt) | 2021-04-27 |
| CN103174470B (zh) | 2017-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BR102012033043A2 (pt) | Conjunto estrangulador para comando e/ou regulagem da operação de frenagem de um motor superalimentado | |
| JP2019044777A5 (pt) | ||
| US9874138B2 (en) | Twin scroll turbocharger device with bypass | |
| JP4571072B2 (ja) | ターボ過給された内燃機関エンジンを提供するために空気の流れに旋回運動を与えるためのデバイス | |
| US20060070381A1 (en) | Multi-stage turbocharging system utilizing VTG turbine stage(s) | |
| EP2295769A1 (en) | Exhaust system for engine braking | |
| US10358987B2 (en) | Butterfly bypass valve, and throttle loss recovery system incorporating same | |
| US20100037856A1 (en) | Exhaust system for engine braking | |
| JP5986578B2 (ja) | エグゾーストターボチャージャのタービン | |
| JP2008511796A (ja) | 複数ステージターボチャージングシステムのための効率的バイパスバルブ | |
| KR20080027934A (ko) | 차량 내에서 부분 진공을 형성하기 위한 장치 | |
| SE1050440A1 (sv) | Turbinhus för överladdningsaggregat | |
| CN113107680B (zh) | 带无级可调放气活门的高超声速大内收缩比进气道及控制方法 | |
| CN103850727B (zh) | 涡轮增压器的抽吸密封 | |
| US20130309106A1 (en) | Turbocharger | |
| CN104343528A (zh) | 涡轮增压*** | |
| JP6394621B2 (ja) | エンジンの過給装置 | |
| EP3433477B1 (en) | Reverse offset wastegate valve assembly for improved catalyst light-off performance | |
| US11364990B2 (en) | Variable pitch propeller control system | |
| CN108060975B (zh) | 用于发动机***的废气门 | |
| CN101932807B (zh) | 用于燃烧发动机的排气制动的装置 | |
| EP1482128B1 (en) | Supercharged Internal combustion engine | |
| US10018163B2 (en) | EGR valve assembly | |
| EP2446132A1 (en) | Brake valve for engine braking | |
| JPS6019918A (ja) | タ−ボ過給機の排気タ−ビン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 21/12/2012, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
|
| B25D | Requested change of name of applicant approved |
Owner name: MAN TRUCK AND BUS OESTERREICH GESMBH (AT) |
|
| B25A | Requested transfer of rights approved |
Owner name: MAN TRUCK AND BUS SE (DE) |