ES2222868T3 - Motor de combustion interna multicilindro refrigerado por liquido con una culata dispuesta de forma soltable en el carter de cilindros-cigueñal. - Google Patents
Motor de combustion interna multicilindro refrigerado por liquido con una culata dispuesta de forma soltable en el carter de cilindros-cigueñal.Info
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Abstract
Motor de combustión interna multicilindro refrigerado por líquido con una culata dispuesta de forma soltable en el cárter de cilindros-cigüeñal, que comprende - respectivas cámaras de refrigerante (4, 5) en el cárter (2) del cigüeñal y en la culata (3), - estando limitada la cámara de refrigerante (4) en la culata (3) por las paredes exteriores de ésta, una placa de fondo (6) del lado del cárter del cigüeñal y una pared de cubierta (7) dispuesta a cierta distancia por encima de ésta, y - estando subdividida por medio de paredes trans versales en secciones (8, 8'', 8'''', 8'''''') asociadas cada una de ellas a una cámara de combustión del lado de los cilindros, en donde - el refrigerante que circula transversalmente por la culata (3) en las secciones (8 a 8'''''') y que baña canales de selección de gas y alojamientos para bujías de encendido y/o boquillas de inyección sale en dirección al cárter de cilindros-cigüeñal (2) a través de perforaciones (9) dispuestas en la placa de fondo (6) en posición contigua a un lado longitudinal de la culata (3), caracterizado porque - el cárter de cilindros-cigüeñal (2) comprende una cámara de refrigerante (5) subdividida en zonas parciales (5'', 5'''') y - un dispositivo (10; 15; 5'', 5'''') montado en el cárter de cilindros-cigüeñal (2) sirve para reconducir el refrigerante que sale de la culata (3) hacia un canal de subida (11) integrado en dicha culata (3), - estando prevista una tubería de ventilación (12) que une las secciones (8 a 8'''''') de esta cámara de refrigerante (4) en puntos altos de la culata (3) y que - desemboca en el canal de subida (11) - que puede unirse con una acometida de tubería exterior (13) - en una zona de un punto geodésico muy alto (14).
Description
Motor de combustión interna multicilindro
refrigerado por líquido con una culata dispuesta de forma soltable
en el cárter de cilindros-cigüeñal.
La invención se refiere, según el preámbulo de la
reivindicación 1, a un motor de combustión interna multicilindros
refrigerado por líquido con una culata dispuesta de forma soltable
en el cárter de cilindros-cigüeñal, que comprende
respectivas cámaras de refrigerante en el cárter del cigüeñal y en
la culata, estando limitada la cámara del refrigerante en la culata
por las paredes exteriores de ésta, una placa de fondo del lado del
cárter del cigüeñal y una pared de cubierta dispuesta en posición
distanciada por encima de ésta, y estando subdividida por medio de
paredes transversales en secciones asociadas cada una de ellas a una
cámara de combustión del lado de los cilindros, en donde el
refrigerante que circula transversalmente por la culata en dichas
secciones y que baña a canales de selección de gas y alojamientos
para bujías de encendido y/o boquillas de inyección sale en
dirección al cárter de cilindros-cigüeñal a través
de perforaciones dispuestas en la placa de fondo en posiciones
contiguas a un lado longitudinal de la culata.
Un motor de combustión interna de esta clase se
muestra y describe en el documento DE 196 08 576 C1, en donde el
flujo transversal turbulento pretendido en la culata es inducido por
el paso de refrigerante desde una zona parcial de una cámara de
refrigerante subdividida del cárter de
cilindros-cigüeñal. No se dice nada sobre una
ventilación especial de la culata recorrida transversalmente por el
flujo.
Se conoce por el documento DE 195 08 985 C1 un
motor de combustión interna refrigerado por líquido con una culata
para un cárter de cilindros-cigüeñal montado en
posición inclinada, estando subdidividida la cámara del refrigerante
de la culata por una cubierta intermedia en secciones superpuestas.
Para la ventilación de esta culata con una subdivisión de la cámara
del refrigerante prevista en la dirección longitudinal del motor se
han previsto unos canales de ventilación que se extienden por todo
la longitud de la culata.
En contraposición al flujo transversal hecho
retornar al cárter de cilindros-cigüeñal en la
culata del documento creador del presente género de objeto, en la
culata conocida según el documento DE-U 86 21 654 el
flujo transversal - forzado a través de paredes transversales - del
refrigerante que entra en la culata desde el cárter de
cilindros-cigüeñal por el lado longitudinal del
motor es evacuado a través de un canal colector previsto en la
culata por el lado de admisión. No se mencionan medidas especiales
para ventilar esta culata. El canal colector de salida del lado de
admisión se opone de manera desventajosa a una disposición inclinada
plana de boquillas de inyección y/o bujías de encendido.
Frente a esto, la culata conocida por el
documento DE 1 214 935 B1 muestra una capacidad de disposición
relativamente libre de boquilla de inyección y/o bujía de encendido
en un lado longitudinal. Esto se consigue en la culata refrigerada
por líquido por el hecho de que el refrigerante impulsado por la
bomba hacia el recinto de refrigerante de la carcasa de
cilindros-cigüeñal entra en la cámara de
refrigerante de esta culata a través de perforaciones de la placa de
fondo de la misma y es evacuado, a través de un tubo de inmersión
instalado separado, hacia una tubería de retorno dispuesta en la
culata por el lado exterior y que va a un radiador. Además, está
prevista en una zona geodésica alta de la culata una ventilación o
una extracción de vapor en el tubo de inmersión.
Frente a esto, se conoce por el documento DE 36
29 671 A1 una culata individual para un tubo cilíndrico de un motor
de combustión interna refrigerado por líquido, en la que el
refrigerante conducido en torno al tubo cilíndrico en un canal de
forma helicoidal se evacua en el extremo del lado de la culata, a
través de un canal de subida integrado constructivamente en la
culata, hacia una tubería colectora que une las culatas
individuales. No se mencionan medidas para la ventilación de las
cámaras de refrigerante.
En la conducción de refrigerante convencional, en
la que previamente a la culata es recorrido por el flujo el cárter
de cilindros-cigüeñal, se produce de manera
desventajosa en la fase de arranque en frío del motor de combustión
interna un tiempo de calentamiento relativamente largo con
consecuencias desventajosas para el consumo y la calidad de los
gases de escape. Para evitar este inconveniente se ha propuesto para
un calentamiento más rápido en la fase de arranque en frío según el
documento DE 29 28 298, por ejemplo, alimentar el refrigerante
impulsado por la bomba exclusivamente a la culata, estando sometido
el cárter de cilindros-cigüeñal unido de manera
conductora del regrigerante a través de perforaciones de la placa
de fondo de la culata a una refrigeración de termosifón, la cual,
sin embargo, no garantiza una refrigeración suficiente a altas
potencias del motor. Este inconveniente se supera con la propuesta
conocida por la publicación de patente japonesa
5-33646, según la cual unas zonas parciales
mutuamente acopladas de los recintos de refrigerante en la culata y
en el cárter de cilindros-cigüeñal son controladas
termostáticamente en función de la temperatura mientras el
refrigerante se encuentra temporalmente estacionario.
La invención se basa en el problema de configurar
en un motor de combustión interna del género expuesto la conducción
del refrigerante, con incorporación de al menos una zona parcial de
una cámara de refrigerante subdividida del cárter de
cilindros-cigüeñal, de modo que, junto con una
ejecución sencilla, se logre una ventilación eficaz de una culata
recorrida transversalmente por el flujo.
Este problema se resuelve con la reivindicación.
La solución según la invención prevé a este efecto que el cárter de
cilindros-cigüeñal comprenda una cámara de
refrigerantes subdividida en zonas parciales y que un dispositivo
montado en el cárter de cilindros-cigüeñal sirva
para retransmitir el refrigerante que sale de la culata a un canal
de subida integrado en la culata, estando prevista una tubería de
ventilación que une en la culata las secciones de esta cámara de
refrigerante en puntos altos y que desemboca en el canal de subida -
que puede unirse con una acometida de tubería exterior - en una zona
de un punto geodésido muy alto.
Con la invención se asegura un perfecto llenado y
ventilación tanto del cárter del cigüeñal como de la culata,
lográndose la ventilación sin una tubería de ventilación adicional
externamente tendida. Además, se consiguen una distribución por
igual del flujo a través de la culata y condiciones de presión
idénticas mientras la calefacción del vehículo se encuentra tanto
conectada como desconectada.
En una primera ejecución de la invención el
dispositivo es un canal colector integrado o formado por separado en
el cárter de cilindros-cigüeñal. El canal colector
del cárter de cilindros-cigüeñal, unido de manera
conductora del refrigerante con el canal de subida integrado en la
culata, da como resultado una ejecución barata sin componentes
adicionales y aumenta de manera ventajosa la absorción del sonido en
la carcasa de cilindros-cigüeñal.
En un canal colector dispuesto, por ejemplo, en
el lado de admisión del cárter de cilindros-cigüeñal
la culata recorrida transversalmente por el flujo puede ser
alimentada desde una zona parcial del lado de salida de una cámara
de refrigerantes subdividida del cárter de
cilindros-cigüeñal y/o puede serlo también, según
otra propuesta de la invención, a través de un canal longitudinal
dispuesta en la culata. En el caso de un canal colector construido a
una profundidad correspondiente, éste puede ser de ejecución
relativamente estrecha, con lo que se obtiene de manera ventajosa
solamente un ensanchamiento mínino de la culata y del cárter de
cilindros-cigüeñal.
Con el canal colector dispuesto según la
invención en el cárter de cilindros-cigüeñal se
suprime un dispositivo de esta clase en la culata situada encima, de
modo que se gana en ésta un espacio de construcción libre importante
para la disposición de boquillas de inyección en un inyector directo
preferido, lo que es de importancia esencial especialmente para
boquillas de inyección directa dispuestas en posiciones planas
inclinadas. Asimismo, con el canal colector dispuesto según la
invención se pueden reducir el calentamiento del aire de aspiración
y, por tanto, la pérdida de llenado. Por último, se obtiene un
cárter de cilindros-cigüeñal apto para fundición a
presión en ejecución barata de cubierta abierta.
En otra ejecución de la invención el canal
colector está unido a través de perforaciones de la pared con una
zona parcial de la cámara de refrigerantes subdividida del cárter de
cilindros-cigüeñal. En un canal colector dispuesto
preferiblemente por el lado de admisión éste se encuentra unido a
través de las perforaciones de la pared con una zona parcial del
lado de admisión de la cámara de refrigerante del cárter del
cigüeñal, con la ventaja de que esta zona parcial es barrida durante
el funcionamiento plena carga del motor de combustión interna. Para
lograr un barrido o bañado adaptado de una zona parcial del lado de
salida de la cámara de refrigerante subdividida, ésta, en el caso de
una alimentación principal por un canal longitudinal de alimentación
dispuesto en la culata, puede estar unida con las secciones de la
cámara de refrigerante en la culata a través de un pequeño número de
perforaciones de diámetro relativamente pequeño.
En otra ejecución de la invención se consigue una
unión reforzada en cuanto al flujo entre esta zona parcial y el
canal colector haciendo que este canal colector esté unido a través
de un lado longitudinal de configuración abierta con una zona
parcial de la cámara de refrigerante subdividida del cárter de
cilindros-cigüeñal.
Por último, en una ejecución especialmente
sencilla de la invención puede servir de dispositivo una zona
parcial de una cámara de refrigerante del cárter de
cilindros-cigüeñal subdividida preferiblemente por
los cilindros.
Todas las ejecuciones anteriormente citadas del
canal colector dispuesto según la invención pueden combinarse
ventajosamente con un canal de subida integrado dispuesto en la
culata al menos en una zona extrema. En una ejecución especialmente
preferida la culata presenta en ambas zonas extremas sendos canales
de subida integrados, con la ventaja de que se logra cada vez una
conexión optimizada de la alimentación del radiador para un montaje
transversal o longitudinal del motor de combustión interna. Se
obtienen así de manera ventajosa conducciones de flujo ampliamente
idénticas en las culatas dispuestas de manera diferente, empleándose
de manera ventajosa una respectiva culata idéntica para ambas clases
de conexión de las tuberías de alimentación del radiador.
Según otra característica de ejecución de la
invención, el canal de subida contiguo al lado frontal delantero del
motor de combustión interna está unido, mediante un canal de
cortocircuito integrado en la culata, con un racor de acometida de
bomba dispuesto en la culata. Por tanto, para una bomba de
refrigerante dispuesta lateralmente en el motor de combustión
interna se evita una tubería de cortocircuito tendida por fuera que
conduzca más allá del lado frontal del motor de combustión interna y
se acorta así eventualmente la longitud de construcción del motor de
combustión interna.
Con la invención se consigue de manera ventajosa
para un motor de combustión interna refrigerado por líquido una
culata unitaria para un motor de combustión interna de montaje
longitudinal y también para un motor de combustión interna de
montaje transversal, asegurándose con la tubería de ventilación
integrada en la culata recorrida transversalmente por el flujo, con
una conexión de punto geodésico muy alto en el canal de subida
integrado para cada una de las posiciones de montaje respectivas
predeterminadas, una ventilación segura durante llenado y una
extracción de vapor segura durante el funcionamiento en caliente del
motor de combustión interna.
Se describe la invención con ayuda de un motor de
combustión interna representado esquemáticamente en el dibujo.
Muestran:
La Figura 1, un motor de combustión interna
mostrado por secciones en representación despiezada, y
la Figura 2, una variante del cárter de
cilindros-cigüeñal según la Figura 1.
Un motor de combustión interna multicilindro 1
refrigerado por líquido está equipado con una culata 3 dispuesta de
forma soltable en el cárter de cilindros-cigüeñal 2,
con respectivas cámaras de refrigerante 4, 5 en el cárter 2 del
cigüeñal y en la culata 3.
La cámara de refrigerante 4 en la culata 3 está
limitada por las paredes exteriores de ésta, una placa de fondo 6
del lado del cárter del cigüeñal y una pared de cubierta 7 dispuesta
a cierta distancia por encima de ésta y se encuentra subdividida por
medio de paredes transversales no mostradas en secciones 8, 8',
8'', 8''' asociadas cada una de ellas a una cámara de combustión del
lado de los cilindros, con lo que el refrigerante que circula
transversalmente por la culata 3 en las secciones 8 a 8''' y que
baña canales de selección de gas no representado y alojamientos para
bujías de encendido y/o boquillas de inyección se descargue en
dirección al cárter de cilindros-cigüeñal 2 a través
de perforaciones 9 dispuestas en la placa de fondo 6 en posición
contigua a un lado longitudinal de la culata 3.
Para mejorar sensiblemente en este motor de
combustión interna 1 la conducción del refrigerante en combinación
con una ventilación eficaz se propone según la invención que el
cárter de cilindros-cigüeñal 2 comprenda una cámara
de refrigerante 5 subdividida en zonas parciales 5', 5'' y que un
dispositivo 10 dispuesto en el cárter de
cilindros-cigüeñal 2 sirva para reconducir el
refrigerante que sale de la culata 3 a un canal de subida 11
integrado en dicha culata 3, estando prevista una tubería de
ventilación 12 que une en la culata 3 las secciones 8 a 8''' de esta
cámara de refrigerante en puntos altos y que desemboca en el canal
de subida 11 - apto para ser unido con una acometida de tubería
exterior 13 - en una zona de un punto geodésico muy alto 14.
En una primera ejecución de la invención el
dispositivo 10 puede ser un canal colector 15 integrado o formado
por separado por en el cárter de cilindros-cigüeñal
2, sin unión con una de las zonas parciales 5', 5'' de la cámara de
refrigerante 5 del cárter de cilindros-cigüeñal
2.
La Figura 1 muestra una ejecución preferida del
canal colector 15, en donde este canal colector 15 previsto
preferiblemente por el lado de admisión en el motor de combustión
interna 1 está unido a través de perforaciones 16 de la pared con
una zona parcial 5' del lado de admisión de la cámara de
refrigerante subdividida 5 del cárter de
cilindros-cigüeñal 2.
Cuando, a plena carga del motor de combustión
interna 1, hay que evacuar una cantidad de calor mayor de una zona
parcial 5' o 5'', el canal colector 15 puede estar unido entonces a
través de un lado longitudinal de configuración abierta con una zona
parcial 5' o 5'' de la cámara de refrigerante subdividida 5 del
cárter de cilindros-cigüeñal 2.
Por último, como dispositivo 10 de reconducción
del refrigerante que sale de la culata 3 puede servir una zona
parcial 5' ó 5'' de una cámara de refrigerante 5 del cárter de
cilindros-cigüeñal 2 subdividida a través de los
cilindros 17, con la ventaja de un coste mínimo.
Como puede apreciarse también en la Figura 1, en
la culata 3 está dispuesto un canal de subida integrado 11 al menos
en una zona extrema 18 ó 18'. Preferiblemente, en ambas zonas
extremas 18 y 18' de la culata 3 están dispuestos sendos canales de
subida integrados 11, con la ventaja de una culata unidad 3 para un
motor de combustión interna 1 de montaje longitudinal o para un
motor de combustión interna 1 de montaje transversal en un vehículo
no representado.
Para evitar una tubería de cortocircuito tendida
en el exterior del motor de combustión de interna 1, el canal de
subida 11 contiguo al lado frontal delantero 19 del motor de
combustión interna 1 está unido mediante un canal de cortocircuito
20 integrado en la culata 3 con un racor de acometida de bomba 21
dispuesto en dicha culata 3.
Para lograr, por un lado, una evacuación de calor
segura y, por otro lado, un calentamiento rápido del motor de
combustión interna después de un arranque en frío, el refrigerante
que circula transversalmente por la culata 3 en las secciones 8 a
8''' de la cámara de refrigerante 4 puede ser alimentado
diametralmente a las perforaciones de salida 9 desde otra zona
parcial 5'' de la cámara de refrigerante subdividida 5 del cárter de
cilindros-cigüeñal 2 y/o desde un canal longitudinal
de alimentación no mostrado dispuesto en la culata 3. Este canal
longitudinal puede estar construido según el documento DE 198 02
060.
En la acometida de tubería exterior 13 del canal
de subida delantero 11 puede estar prevista también una toma para
una alimentación de calefacción del vehículo.
Claims (8)
1. Motor de combustión interna multicilindro
refrigerado por líquido con una culata dispuesta de forma soltable
en el cárter de cilindros-cigüeñal, que
comprende
- respectivas cámaras de refrigerante (4, 5) en
el cárter (2) del cigüeñal y en la culata (3),
- estando limitada la cámara de refrigerante (4)
en la culata (3) por las paredes exteriores de ésta, una placa de
fondo (6) del lado del cárter del cigüeñal y una pared de cubierta
(7) dispuesta a cierta distancia por encima de ésta, y
- estando subdividida por medio de paredes
transversales en secciones (8, 8', 8'', 8''') asociadas cada una de
ellas a una cámara de combustión del lado de los cilindros, en
donde
- el refrigerante que circula transversalmente
por la culata (3) en las secciones (8 a 8''') y que baña canales de
selección de gas y alojamientos para bujías de encendido y/o
boquillas de inyección sale en dirección al cárter de
cilindros-cigüeñal (2) a través de perforaciones (9)
dispuestas en la placa de fondo (6) en posición contigua a un lado
longitudinal de la culata (3),
caracterizado porque
- el cárter de cilindros-cigüeñal
(2) comprende una cámara de refrigerante (5) subdividida en zonas
parciales (5', 5'') y
- un dispositivo (10; 15; 5', 5'') montado en el
cárter de cilindros-cigüeñal (2) sirve para
reconducir el refrigerante que sale de la culata (3) hacia un canal
de subida (11) integrado en dicha culata (3),
- estando prevista una tubería de ventilación
(12) que une las secciones (8 a 8''') de esta cámara de refrigerante
(4) en puntos altos de la culata (3) y que
- desemboca en el canal de subida (11) - que
puede unirse con una acometida de tubería exterior (13) - en una
zona de un punto geodésico muy alto (14).
2. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (10) es
un canal colector (15) integrado o formado por separado en el cárter
de cilindros-cigüeñal (2).
3. Motor de combustión interna según la
reivindicación 2, caracterizado porque el canal colector (15)
está unido a través de perforaciones (16) de la pared con una zona
parcial (5', 5'') de la cámara de refrigerante subdividida (5) del
cárter de cilindros-cigüeñal (2).
4. Motor de combustión interna según la
reivindicación 2, caracterizado porque el canal colector (15)
está unido a través de un lado longitudinal de configuración abierta
con una zona parcial (5', 5'') de la cámara de refrigerante
subdividida (5) del cárter de cilindros-cigüeñal
(2).
5. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, caracterizado porque como dispositivo (10)
sirve una zona parcial (5', 5'') de una cámara de refrigerante (5)
del cárter de cilindros-cigüeñal (2) subdividida por
los cilindros (17).
6. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en la culata
(3) está dispuesto un canal de subida integrado (11) en al menos una
zona extrema (18, 18').
7. Motor de combustión interna según la
reivindicación 6, caracterizado porque
- en ambas zonas extremas (18, 18') de la culata
(3) están dispuestos sendos canales de subida integrados (11),
- estando unido el canal de subida (11) contiguo
al lado frontal delantero (19) del motor de combustión interna (1),
mediante un canal de cortocircuito (20) integrado en la culata (3),
con un racor de acometida de bomba (21) dispuesto en dicha culata
(3).
8. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque
- el refrigerante que circula transversalmente
por la culata (3) en la secciones (8 a 8''') de la cámara de
refrigerante (4) es alimentado diametralmente a las perforaciones de
salida (9) desde otra zona parcial (5'') de la cámara de
refrigerante subdividida (5) del cárter de
cilindros-cigüeñal (2) y/o
- desde un canal longitudinal dispuesto en la
culata (3).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19922342 | 1999-05-14 | ||
| DE19922342A DE19922342A1 (de) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Flüssigkeitsgekühlte, mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit am Zylinder-Kurbelgehäuse lösbar angeordnetem Zylinderkopf |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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