ES2553898T3 - Cárter para módulo de admisión, especialmente para módulo de admisión de motor térmico de vehículo automóvil, y módulo de admisión que comprende tal cárter - Google Patents

Cárter para módulo de admisión, especialmente para módulo de admisión de motor térmico de vehículo automóvil, y módulo de admisión que comprende tal cárter Download PDF

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Abstract

Cárter para módulo de admisión, especialmente para módulo de admisión de motor térmico de vehículo automóvil, siendo el citado cárter (1) apto para acoger un haz de intercambio de calor (3), comprendiendo el citado cárter (1) una primera entrada (20) para gases de admisión, denominada entrada para los gases de admisión que haya que refrigerar, y otra entrada (22) para los citados gases de admisión, denominada entrada para los gases de admisión no refrigerados, comprendiendo el citado cárter (1) una caja de salida (32) y estando configurado para que los gases de admisión que penetran por la entrada (20) para los gases de admisión que haya que refrigerar, atraviesen el haz (3) para desembocar en la citada caja de salida (32), comprendiendo el citado cárter (1) además una entrada (38) para gases de escape recirculados y un conducto de distribución (36) que desemboca en la citada caja de salida (32), en comunicación con la entrada para los gases de admisión no refrigerados (22) y la entrada para los gases de escape recirculados (38) caracterizado por que el conducto de distribución (36) pone en comunicación la citada entrada para los gases no refrigerados (22) y la citada entrada (38) para los gases de escape recirculados con la citada caja de salida (32) de manera que se realiza una llegada común para los gases de admisión no refrigerados y los gases de escape recirculados.

Description

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DESCRIPCION
Carter para modulo de admision, especialmente para modulo de admision de motor termico de vehnculo automovil, y modulo de admision que comprende tal carter
La presente invencion concierne a un carter para modulo de admision, especialmente para modulo de admision de motor termico de vehnculo automovil, y a un modulo de admision que comprende tal carter.
Un modulo de admision es conocido por el documento FR 2 2908 833 A1.
Un motor termico de vehnculo automovil comprende una camara de combustion formada generalmente por una pluralidad de cilindros, en la cual se quema una mezcla de aire y de carburante para generar el trabajo del motor. Los gases admitidos en la camara de combustion, que comprenden el aire, se denominan gases de admision.
En el caso de motores sobrealimentados, es decir alimentados de aire previamente comprimido, estos gases de admision deben ser refrigerados antes de ser introducidos en la camara de combustion. Esta funcion es realizada por un intercambiador de calor, denominado generalmente refrigerador de aire de sobrealimentacion.
En ciertas fases de funcionamiento del motor, es necesario sin embargo evitar la refrigeracion de los gases de admision. Asf, se han propuesto ya circuitos que forman una derivacion y que permiten a los gases de admision no pasar por el intercambiador antes de su introduccion en el motor.
A fin de reducir las emisiones contaminantes, se conoce igualmente introducir en el flujo de gases de admision gases de escape denominados “recirculados”. Se trata de gases de escape tomados aguas abajo de la camara de combustion para ser reencaminados (recirculados) hacia el flujo de gases de admision, aguas arriba de la camara de combustion.
Dicho esto, puede ser deseable aproximar lo mas que se pueda el refrigerador de aire de sobrealimentacion al motor utilizando un colector de reparticion por el cual el refrigerador de aire de sobrealimentacion queda conectado al motor. El refrigerador desemboca en el colector que esta sujeto a la culata del motor y que distribuye los gases de admision en direccion a los cilindros por conductos de admision previstos en la culata. Se habla entonces de modulos de admision.
Han sido propuestos ya numerosos modulos. Sin embargo perdura una necesidad de un modulo que presente una estructura simplificada al tiempo que se mantenga capaz de gestionar los diferentes flujos de gases de admision. Por otra parte, tal modulo debe permitir limitar las perdidas de carga y presentar un volumen reducido.
La invencion propone resolver los problemas antes citados y a tal fin concierne a un carter para modulo de admision, especialmente para modulo de admision de motor termico de vehnculo automovil, siendo el citado carter apto para acoger un haz de intercambio de calor, comprendiendo el citado carter una primera entrada para gases de admision, denominada entrada para los gases de admision que haya que refrigerar, y otra entrada para los citados gases de admision, denominada entrada para los gases de admision no refrigerados, comprendiendo el citado carter una caja de salida y estando configurado para que los gases de admision, que penetran por la entrada para los gases de admision que haya que refrigerar, atraviesen el citado haz para desembocar en la caja de salida.
De acuerdo con la invencion, el citado carter comprende ademas una entrada para gases de escape recirculados y un conducto de distribucion que desemboca en la citada caja de salida, en comunicacion con la entrada para los gases de admision no refrigerados y la entrada para los gases de escape recirculados. Los gases de admision no refrigerados y los gases de escape recirculados penetran asf en la caja de salida del carter por una misma via, a saber el conducto de distribucion. De este modo se puede simplificar la configuracion del carter, en particular de su caja de salida .
De acuerdo con diferentes modos de puesta en practica, tomados conjunta o separadamente:
- el conducto comprende una seccion de reparticion, extendiendose la citada seccion de reparticion enfrente de la caja de salida,
- la caja de salida comprende orificios de salida de los gases de admision y la seccion de reparticion se extiende al menos enfrente de los citados orificios de salida,
- el conducto comprende una seccion de alimentacion que une la citada seccion de reparticion y la entrada para los gases de admision no refrigerados,
- la citada seccion de alimentacion desemboca en la citada seccion de distribucion a nivel de una zona media de esta ultima,
- la entrada para los gases de escape recirculados desemboca en la citada seccion de alimentacion.
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De acuerdo con un aspecto de la invencion, el citado carter comprende una carcasa, apta para acoger el haz de intercambio de calor, y una tapa, que cierra la citada carcasa, estando provista la citada carcasa del citado conducto de distribucion. Al limitar el numero de piezas del carter, se dispone asf de un modulo de admision cuya constitucion esta todav^a simplificada. Previendo una de las entradas de los gases de admision en la carcasa y la otra en la tapa, se facilita ademas su implantacion.
De acuerdo con diferentes modos de puesta en practica de este aspecto de la invencion:
- la carcasa comprende una caja de entrada de los gases de admision que haya que refrigerar que desemboca en el lado de una cara lateral de la citada carcasa, denominada cara de empalme, en la entrada para los gases de admision que haya que refrigerar,
- la entrada para los gases no refrigerados esta situada a nivel de la citada cara de empalme,
- la citada tapa comprende una pared que cierra la citada carcasa y el citado conducto forma una misma pieza con la citada pared,
- el contorno del conducto es apto para ser cerrado, al menos localmente, en particular a nivel de la citada seccion de alimentacion, por una placa terminal del haz del intercambiador, destinada a apoyarse contra la citada pared.
La invencion concierne tambien a un modulo de admision que comprenda un carter tal como el descrito anteriormente y un haz de intercambio de calor situado en el interior del citado carter.
El citado modulo comprende, por ejemplo, una tubena de admision de los gases de escape recirculados, montado en el citado carter.
El citado modulo podra comprender tambien:
- una o unas valvulas dosificadoras del caudal de gases de admision en comunicacion con la entrada para los gases de admision que haya que refrigerar y/o la entrada para los gases de admision no refrigerados, y/o
- una tubena de extension, montada entre el carter y la o las valvulas dosificadoras.
La invencion se comprendera mejor a la luz de la descripcion que sigue que se da solamente a trtulo indicativo y que no tiene por objetivo limitarla, acompanada de los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista en despiece ordenado, en perspectiva, de un ejemplo de modulo de admision de acuerdo con la invencion,
- la figura 2 es una vista desde arriba del modulo de la figura 1,
- la figura 3 es una vista en corte segun la lmea NI-IN de la figura 2,
- la figura 4 es una vista en corte segun la lmea IV-IV de la figura 2,
- la figura 5 es una vista desde abajo de la tapa del modulo de la figura, 1.
Como esta ilustrado en las figuras 1 y 2, la invencion concierne en primer lugar a un carter 1 para modulo de admision, especialmente para modulo de admision de motor termico de vehmulo automovil.
El citado carter 1 esta previsto apto para acoger un haz reintercambio de calor 3. Este comprende, por ejemplo, una carcasa 2, apta para acoger el citado haz 3, y una tapa 4 que cierra la citada carcasa 2.
La carcasa 2 presenta, por ejemplo, una forma sensiblemente paralelepipedica con una pared de fondo 5, y cuatro paredes laterales 6, 7, 8, 9. La pared de fondo 5 esta provista, especialmente, de orificios 10 de salida de los gases de admision. Estos, por ejemplo, estan agrupados en pares, estando destinado cada par a ser conectado a los conductos de admision de la culata del motor que comunican con uno de los cilindros de este ultimo. En cada par, uno de los orificios es de seccion sensiblemente circular y el otro de seccion sensiblemente rectangular.
La citada carcasa 2 podra estar provista de un soporte 100 en el cual estan realizadas tubenas de admision 102 (visibles en las figuras 3 y 4) previstas enfrente de los citados orificios de salida 10 para poner estos ultimos en comunicacion con los conductos de admision de la culata. El citado carter, en particular la citada carcasa 2, esta configurada de modo que pueda ser fijada a la culata del motor, especialmente por intermedio del citado soporte 100.
La carcasa 2 presenta igualmente una abertura 11, situada enfrente de la pared de fondo 5, para la introduccion del haz de intercambio de calor 3. La citada carcasa comprende, por ejemplo, una brida 12 que bordea la citada abertura 11. La citada brida 12 presenta una garganta 13, apta para alojar una junta, no representada, destinada a hacer estanqueidad entre la ciada carcasa 2 y la tapa 4.
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El haz de intercambio de calor 3 permite un intercambio de calor entre un primer fluido, en este caso los gases de admision que haya que refrigerar, con un segundo fluido que podra ser un lfquido de refrigeracion, especialmente un Uquido anticongelante tal como una mezcla de agua y glicol. El segundo fluido proviene, por ejemplo, de un circuito de refrigeracion denominado de baja temperatura del vetnculo.
En el modo de realizacion ilustrado, el haz de intercambio de calor 3 comprende un apilamiento de placas 40 paralelas entre st
Las placas 40 son, por ejemplo, de forma general rectangular con dos lados mayores y dos lados pequenos y estan dispuestas por pares. Las placas 40 podran ser, por ejemplo, placas embutidas.
El espacio dispuesto entre dos placas 40 previstas enfrente de dos pares de placas 40 contiguas permite definir primeros canales 42 para la circulacion del primer fluido, el cual, se recuerda, son en este caso los gases de admision que haya que refrigerar.
En los primeros canales 42 podran estar dispuestos cada vez intercalares ondulados, no visibles. Estos estan soldados a las placas 40 y tienen la funcion de perturbar los gases de admision que haya que refrigerar de manera que los mismos intercambien mas calor con el segundo fluido.
El espaciamiento entre las dos placas 40 que forman un par de placas permite definir un segundo canal 44 (visible en las figuras 3 y 4) para la circulacion del segundo fluido. Dicho de otro modo, el haz de intercambio de calor 3 comprende un apilamiento de placas 40 que delimita primeros canales 42 para la circulacion de un primer fluido y segundos canales 44 para la circulacion de un segundo fluido. Las citadas placas 40 podran estar provistas de bordes levantados 54, a lo largo de los lados de las placas paralelos al flujo de gases de admision que haya que refrigerar en el haz.
El haz 3 de intercambio de calor podra ademas comprender dos placas terminales denominadas respectivamente primera 46 y segunda 48 placas terminales.
Una vez montado el haz de intercambio de calor 3 en el interior de la carcasa 2, la primera placa terminal 46 queda en contacto con la pared de fondo 5 y/o la segunda placa terminal 48 queda en contacto con la tapa 4. Las citadas placas terminales podran comprender tambien bordes abatidos 56, previstos a lo largo de uno de los lados de las citadas placas 40, ortogonal a la direccion del flujo de gases de admision que haya que refrigerar en el haz 3. Los citados bordes abatidos 56 refuerzan la estanqueidad y facilitan el posicionamiento del haz en el interior de la carcasa 2.
El haz 3 comprende tambien, por ejemplo, tubenas 50 y 52 previstas especialmente a nivel de la segunda placa terminal 48. Estas tubenas sirven, en este caso, respectivamente de entrada y de salida para el segundo fluido.
El citado carter 1 comprende ademas una primera entrada 20 para gases de admision, denominada entrada para los gases de admision que haya que refrigerar, y otra entrada 22 para los citados gases de admision, denominada entrada para los gases de admision no refrigerados. El citado carter 1 comprende igualmente una caja de salida 32 (mejor visible en las figuras 3 y 4) y esta configurada para que los gases de admision, que penetren por la entrada 20 para los gases de admision que haya que refrigerar, atraviesen el haz 3 para desembocar en la citada caja de salida 32.
De acuerdo con la invencion, el citado carter 1 comprende ademas una entrada 38 para gases de escape recirculados y un conducto de distribucion 36 que desemboca en la citada caja de salida 32, en comunicacion con la entrada para los gases de admision no refrigerados 22 y la entrada para los gases de escape recirculados 38. Dicho de otro modo, el conducto 36 pone en comunicacion la entrada para los gases no refrigerados 22 y la entrada 38 para los gases de escape recirculados con la caja de salida 32. Se realiza de este modo una llegada comun para los gases de admision no refrigerados y los gases de escape recirculados.
Los gases de admision que haya que refrigerar que hayan atravesado el haz 3 desembocan en la caja de salida 32 por una cara de salida 34 del mismo. La citada caja de salida 32 esta delimitada, por ejemplo, por una parte de la pared de fondo 5, una parte de la pared de empalme 8, una parte de la pared opuesta 6 de la carcasa, la pared lateral opuesta restante 7 y una parte de la tapa 4. Los orificios de salida l0 estan previstos a nivel de la citada caja de salida 32. Dicho de otro modo, la citada caja de salida 32 forma un colector de reparticion de los gases de admision hacia la culata.
El conducto 36 comprende, por ejemplo, una seccion de reparticion 60, extendiendose la citada seccion de reparticion enfrente de la caja de salida 32, por ejemplo enfrente de los citados orificios de salida 10. Este podra comprender tambien una seccion de alimentacion 62 que une la citada seccion de reparticion 60 y la entrada para los gases de admision no refrigerados 22.
La citada seccion de alimentacion 62 desemboca en la citada seccion de distribucion 60, especialmente, a nivel de una zona media de esta ultima, segun la direccion de extension longitudinal.
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La entrada 38 para los gases de escape recirculados esta prevista, por ejemplo, a nivel de la citada seccion de alimentacion 62, especialmente en la proximidad de una brida de empalme 30 de la entrada para los gases de admision no refrigerados.
De acuerdo con un aspecto de la invencion, la citada carcasa 2 esta provista de la primera entrada 20 para los gases de admision y la tapa 4 esta provista del citado conducto 36. Dicho de otro modo, el citado carter 1 esta configurado para que los gases de admision que penetren en la carcasa 2 por la entrada 20 para los gases de admision que haya que refrigerar atraviesen el haz 3 mientras que los gases de admision que penetren por la entrada 22 para los gases de admision no refrigerados, en el lado de la tapa 4, salgan del carter 1 evitando el haz.
La carcasa 2 comprende por ejemplo, una caja de entrada 24 de los gases de admision que haya que refrigerar que desembocan en el lado de una 8 de las caras laterales del intercambiador, denominada cara de empalme, con la entrada 20 para los gases de admision que haya que refrigerar. Esta podra estar provista a este nivel de una brida de empalme 26 que se encuentra sensiblemente en el plano de la pared de empalme 8.
La caja de entrada 24 esta delimitada, por ejemplo, por una 9 de las paredes laterales de la carcasa que presenta una seccion en U. La citada caja de entrada 24 presenta, especialmente, una forma abocinada de seccion que va disminuyendo desde la entrada 20 para los gases que haya que refrigerar hasta la extremidad longitudinal opuesta. Esta desemboca en una cara de entrada 28 del intercambiador.
La entrada 22 para los gases no refrigerados esa situada por ejemplo a nivel de la citada cara de empalme 8.
Como esta ilustrado en la figura 3, la citada tapa 4 comprende una pared que cierra la citada carcasa 2 y el citado conducto 36 forma una misma pieza con la citada pared.
De acuerdo con un aspecto de la invencion, el contorno 64 de la citada seccion de alimentacion 62 del conducto es apto para ser cerrado por la placa terminal 48 del haz del intercambiador, destinada a apoyarse contra la citada pared de la tapa 4.
Como esta ilustrado en la figura 5, la tapa podra igualmente estar provista de orificios 66 para el paso de las tubenas 50, 52 del haz. Esta podra estar provista tambien de orificios 68 para su fijacion a la carcasa 2.
Refiriendose de nuevo a las figuras 1 y 2, se constata que la invencion concierne igualmente a un modulo de admision. Este ultimo comprende un carter 1 y un haz de intercambio de calor 3, tales como los descritos anteriormente.
El modulo podra comprender ademas :
- una valvula dosifcadora 70, 72 del caudal de gases de admision en comunicacion con la entrada para los gases de admision que haya que refrigerar y/o la entrada para los gases de admision no refrigerados, y/o
- una tubena de extension 74 montado entre la caja de entrada 24 y la valvula dosificadora 70 asociada y/o
- una tubena 76 de admision de los gases de escape recirculados, montada en el citado carter, especialmente a nivel de la citada seccion de alimentacion 62.
El haz de intercambio de calor esta realizado, por ejemplo, de aluminio y/o de aleacion de aluminio.
La carcasa y el carter son, por ejemplo, piezas de fundicion, por ejemplo de aluminio y/o aleacion de aluminio. Se podna considerar tambien una carcasa de plastico, incluso una carcasa de plastico y una tapa de aluminio.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Carter para modulo de admision, especialmente para modulo de admision de motor termico de vetnculo automovil, siendo el citado carter (1) apto para acoger un haz de intercambio de calor (3), comprendiendo el citado carter (1) una primera entrada (20) para gases de admision, denominada entrada para los gases de admision que haya que refrigerar, y otra entrada (22) para los citados gases de admision, denominada entrada para los gases de admision no refrigerados, comprendiendo el citado carter (1) una caja de salida (32) y estando configurado para que los gases de admision que penetran por la entrada (20) para los gases de admision que haya que refrigerar, atraviesen el haz
    (3) para desembocar en la citada caja de salida (32), comprendiendo el citado carter (1) ademas una entrada (38) para gases de escape recirculados y un conducto de distribucion (36) que desemboca en la citada caja de salida (32), en comunicacion con la entrada para los gases de admision no refrigerados (22) y la entrada para los gases de escape recirculados (38) caracterizado por que el conducto de distribucion (36) pone en comunicacion la citada entrada para los gases no refrigerados (22) y la citada entrada (38) para los gases de escape recirculados con la citada caja de salida (32) de manera que se realiza una llegada comun para los gases de admision no refrigerados y los gases de escape recirculados.
  2. 2. Carter de acuerdo con la reivindicacion 1, en el cual el conducto (36) comprende una seccion de reparticion (60), extendiendose la citada seccion de reparticion (60) enfrente de la caja de salida (32).
  3. 3. Carter de acuerdo con la reivindicacion 2, en el cual la caja de salida (32) comprende orificios de salida de los gases de admision (10) y la seccion de reparticion (60) se extiende al menos enfrente de los citados orificios de salida (10).
  4. 4. Carter de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el cual el conducto (36) comprende una seccion de alimentacion (62) que une la citada seccion de reparticion (60) y la entrada (22) para los gases de admision no refrigerados.
  5. 5. Carter de acuerdo con la reivindicacion 4, en el cual la seccion de alimentacion (62) desemboca en la citada seccion de distribucion (60) a nivel de la zona media de esta ultima.
  6. 6. Carter de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, en el cual la entrada (38) para los gases de escape recirculados desemboca en la citada seccion de alimentacion (62).
  7. 7. Carter de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una carcasa (2) apta para acoger el haz de intercambio de calor (3), y una tapa (4), que cierra la citada carcasa (2), estando provista la citada carcasa (2) de la entrada (20) para los gases de admision que haya que refrigerar y estando provista la tapa
    (4) del citado conducto de distribucion (36)
  8. 8. Carter de acuerdo con la reivindicacion 7, en el cual la carcasa (2) comprende una caja de entrada (24) de los gases de admision que haya que refrigerar que desemboca en el lado de una cara lateral (8) de la citada carcasa (2) denominada cara de empalme, en la entrada (20) para los gases de admision que haya que refrigerar.
  9. 9. Carter de acuerdo con la reivindicacion 8, en el cual la entrada (22) para los gases no refrigerados esta situada a nivel de la citada cara de empalme (8).
  10. 10. Carter de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el cual la citada tapa (4) comprende una pared que cierra la citada carcasa (2) y el citado conducto (36) forma una misma pieza con la citada pared.
  11. 11. Carter de acuerdo con la reivindicacion 10, en el cual el contorno del conducto (36) es apto para ser cerrado, al menos localmente, por una placa terminal (48) del haz (3) del intercambiador destinada a apoyarse contra la citada pared.
  12. 12. Modulo de admision que comprende un carter (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes y un haz de intercambio de calor (3) situado en el interior del citado carter (1).
  13. 13. Modulo de acuerdo con la reivindicacion 12, que comprende una tubena de admision (76) de los gases de escape recirculados, montado en el citado carter (1).
  14. 14. Modulo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13 que comprende ademas una o unas valvulas (70, 72) dosificadoras del caudal de gases de admision, en comunicacion con la entrada (20) para los gases de admision que haya que refrigerar y/o la entrada (22) para los gases de admision no refrigerados.
  15. 15. Modulo de acuerdo con la reivindicacion 14, que comprende una tubena de extension (74), montada entre el carter (1) y la o las valvulas dosificadoras (70, 72).
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