COLECTOR DE ADMISION DE GEOMETRIA VARIABLE PARA UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA.
Un colector de admisión de geometría variable (3) para un motor de combustión interna (1);
comprendiendo el colector de admisión (3):
- al menos una tubería de admisión (9), que conecta el colector de admisión (3) con al menos un cilindro (2) del motor (1) de combustión interna;
- un dispositivo de parcialización (13) para variar la geometría del colector de admisión (3) que comprende al menos un cuerpo de parcialización (15), que se emplaza en el interior de la tubería de admisión (9) y se proporciona con un árbol (16) montado de modo que pueda girar alrededor de un eje (18) de giro; y
- al menos un sensor de posición angular (23) para determinar la posición angular del árbol (16) con respecto al eje (18) de rotación; el colector de admisión (3) se caracteriza por que el sensor de posición angular (23) comprende:
- un imán permanente (24) fijado sobre el árbol (16) y emplazado sobre una parte del interior de la tubería de admisión (9); y
- un lector 25, que se diseña para leer la orientación del imán permanente (24) y se emplaza en el exterior de la tubería de admisión (9) en la proximidad de una pared (19) de la misma tubería de admisión (9) y en la proximidad del imán permanente (24)
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06425556.
Solicitante: MAGNETI MARELLI POWERTRAIN S.P.A..
Nacionalidad solicitante: Italia.
Dirección: VIALE ALDO BORLETTI, 61/63,20011 CORBETTA (MI).
Inventor/es: LANCIONI,FEDERICO, PECORA MICHELE.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 2 de Agosto de 2006.
Fecha Concesión Europea: 14 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F02B31/06 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (plantas de turbinas de gas F02C; plantas de motores de desplazamiento positivo de gas caliente o de productos de combustión F02G). › F02B 31/00 Modificación de los sistemas de admisión para imprimir un movimiento de rotación a la carga en el cilindro (tomas de aire o sistemas de admisión para motores de combustión interna F02M 35/10). › Medios móviles, p. ej. válvulas de mariposa.
- F02D9/10F6E
- F02D9/10H4
Clasificación PCT:
- F02B31/06 F02B 31/00 […] › Medios móviles, p. ej. válvulas de mariposa.
- F02D9/10 F02 […] › F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › F02D 9/00 Control de los motores por estrangulamiento de los conductos de toma de aire o de la mezcla aire-combustible o por estrangulamiento de los conductos de escape. › implicando aletas que pivotan.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Colector de admisión de geometría variable para un motor de combustión interna.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un colector de admisión de geometría variable para un motor de combustión interna.
Técnica anterior
Un motor de combustión interna está provisto de un número de cilindros, cada uno de los cuales se conecta a un colector de admisión mediante al menos una válvula de admisión y a un colector de escape mediante al menos una válvula de escape. El colector de admisión recibe aire limpio (es decir, aire que proviene del ambiente externo) a través de una tubería de suministro provista de una válvula reguladora y se conecta a los cilindros por medio de las respectivas tuberías de admisión, cada una de las cuales termina en una posición que corresponde a al menos una válvula de admisión.
En un motor de combustión interna moderno, el colector de admisión puede ser del tipo de geometría variable; es decir, puede proporcionarse con un dispositivo de parcialización que varíe la sección transversal de las tuberías de admisión en función del régimen del motor (es decir, las rpm. del árbol del motor). A bajas rpm., se reduce la sección para el paso del aire a través de las tuberías de admisión de modo que se generan turbulencias en el flujo de admisión de aire lo que mejora la mezcla entre el aire y el combustible en los cilindros. Gracias a la presencia de estas turbulencias que mejoran la mezcla, se quema todo el combustible inyectado y, de este modo, se reducen las emisiones contaminantes generadas por la combustión. A altas rpm., se maximiza la sección para el paso del aire a través de las tuberías de admisión de modo que se posibilita un llenado completo de los cilindros y, por lo tanto, la generación de la máxima potencia posible.
Por ejemplo, los dispositivos de parcialización del mismo tipo que el descrito anteriormente pueden ser dispositivos por centrifugado o bien dispositivos por turbulencia. Un dispositivo por centrifugado usa para cada tubería de admisión un cuerpo de parcialización que se mueve lejos de y hasta una posición de activación, en la que el cuerpo de parcialización reduce la sección transversal de la tubería de admisión. Un sistema por turbulencia contempla que cada tubería de admisión comprenda dos canales paralelos entre sí y emplazados uno al lado del otro y usa, para cada tubería de admisión, un cuerpo de parcialización que sea movible lejos de y hasta una posición de activación, en la que el cuerpo de parcialización cierra completamente uno de los dos canales de la tubería de admisión.
En los dispositivos de parcialización presentes en el mercado, todos los cuerpos de parcialización se instalan sobre un árbol común a fin de girar juntos lejos de y hasta la posición de activación bajo el empuje de un dispositivo accionador común, que se diseña para controlar de forma simultánea y sincronizada la posición de todos los cuerpos de parcialización. Adicionalmente, en los dispositivos de parcialización presentes en el mercado, se proporciona un sensor de posición, que generalmente se acopla al dispositivo accionador común o al árbol común y que determina la posición de los cuerpos de parcialización determinando, de este modo, la posición angular del árbol común.
Sin embargo, actualmente los sensores de posición conocidos usados en los dispositivos de parcialización disponibles en el mercado son costosos y complejos de instalar. Adicionalmente, como los sensores de posición conocidos detectan la posición angular del árbol común, éstos no detectan directamente la posición real de los cuerpos de parcialización y, por lo tanto, no son capaces de detectar si, a causa de un problema mecánico, uno de los cuerpos de parcialización ya no recibe el movimiento del dispositivo accionador. Finalmente, debido a sus dimensiones, los sensores de posición conocidos son adecuados para acoplarse con el árbol común, pero no son adecuados para acoplarse con un solo cuerpo de parcialización para determinar de forma directa la posición real del propio cuerpo de parcialización. Con respecto a esto, debe apreciarse que el funcionamiento apropiado de un dispositivo de parcialización es necesario para reducir las emisiones contaminantes generadas por la combustión a bajas rpm. Por consiguiente, es necesario un control preciso del funcionamiento apropiado del dispositivo de parcialización para cumplir los requerimientos de la norma de la Comunidad-Europea denominada EURO-4.
El documento WO2006045027A1 describe un método y aparto accionador para la válvula de control del movimiento de carga que utiliza un motor, un árbol del motor, un circuito de control y un sensor para proporcionar un control de bucle cerrado de la posición del árbol del motor dentro del motor; la respuesta del sensor posibilita al circuito de control controlar la posición del árbol del motor y el circuito de control puede también producir datos relacionados con la posición del árbol del motor.
Descripción de la invención
El objetivo de la presente invención es proporcionar un colector de admisión de geometría variable para un motor de combustión interna que estará libre de los inconvenientes descritos anteriormente y, en particular, será ventajosamente fácil y económico de fabricar.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un colector de admisión de geometría variable para un motor de combustión interna de acuerdo con lo que se enumera en las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá a continuación con respecto a las hojas de dibujos anexas, que ilustran algunos ejemplos no limitantes de la misma realización y en las que:
La Figura 1 es una vista esquemática de un motor de combustión interna provisto de un colector de admisión construido de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 es una vista a una escala ampliada y con partes eliminadas por razones de visibilidad del colector de admisión de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista esquemática en perspectiva de un cuerpo de parcialización del colector de admisión de la Figura 1;
La Figura 4 es una vista esquemática de la sección transversal con partes eliminadas por razones de visibilidad de un sensor de posición del colector de admisión de la Figura 1;
La Figura 5 es una vista esquemática de un motor de combustión interna provisto de una realización diferente de un colector de admisión construido de acuerdo con la presente invención; y
La Figura 6 es una vista esquemática en perspectiva de un cuerpo de parcialización del colector de admisión de la Figura 5.
Realizaciones preferidas de la invención
En la Figura 1, el número de referencia 1 designa como un todo a un motor de combustión interna provisto de cuatros cilindros 2 (sólo uno de ellos se ilustra en la Figura 1), cada uno de los cuales se conecta a un colector de admisión 3 mediante al menos una válvula de admisión 4 y a un colector de escape 5 mediante al menos una válvula de escape 6.
El colector de admisión 3 recibe aire limpio (es decir, aire que proviene del ambiente externo) a través de una tubería de suministro 7 regulada por una válvula reguladora 8 y se conecta a los cilindros 2 por medio de las respectivas tuberías de admisión 9 (sólo una de ellas se ilustra en la Figura 1), cada una de las cuales se regula por la correspondiente válvula de admisión 4. De la misma forma, el colector de escape 5 se conecta a los cilindros 2 por medio de las respectivas tuberías de escape 10 (sólo una de ellas se ilustra en la Figura 1), cada una de las cuales se regula por la correspondiente válvula de escape 6. Una tubería de salida 6 se deriva desde el colector de escape 5, que termina con un silenciador (conocido y no ilustrado) para introducir en la atmósfera los gases producidos por la combustión.
De acuerdo con la realización ilustrada, el combustible (por ejemplo, gasolina, diésel, metano, LPG, etc.) se inyecta dentro de cada tubería de admisión 9 por medio de un inyector 12 emplazado en la proximidad de la válvula de admisión 4. De acuerdo con una realización diferente (no ilustrada), los inyectores 12 se disponen a fin de inyectar el combustible de forma directa dentro de los cilindros 2.
El colector de admisión 3 comprende un dispositivo de parcialización 13 de un tipo de centrifugado que varía la sección transversal de las tuberías de admisión 9 en función de las rpm. del motor....
Reivindicaciones:
1. Un colector de admisión de geometría variable (3) para un motor de combustión interna (1); comprendiendo el colector de admisión (3):
- - al menos una tubería de admisión (9), que conecta el colector de admisión (3) con al menos un cilindro (2) del motor (1) de combustión interna;
- - un dispositivo de parcialización (13) para variar la geometría del colector de admisión (3) que comprende al menos un cuerpo de parcialización (15), que se emplaza en el interior de la tubería de admisión (9) y se proporciona con un árbol (16) montado de modo que pueda girar alrededor de un eje (18) de giro; y
- - al menos un sensor de posición angular (23) para determinar la posición angular del árbol (16) con respecto al eje (18) de rotación;
el colector de admisión (3) se caracteriza por que el sensor de posición angular (23) comprende:
- - un imán permanente (24) fijado sobre el árbol (16) y emplazado sobre una parte del interior de la tubería de admisión (9); y
- - un lector 25, que se diseña para leer la orientación del imán permanente (24) y se emplaza en el exterior de la tubería de admisión (9) en la proximidad de una pared (19) de la misma tubería de admisión (9) y en la proximidad del imán permanente (24).
2. El colector de admisión (3) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el árbol (16) tiene una forma cilíndrica y tiene una pared lateral cilíndrica (26) y un par de paredes terminales planas (27) opuestas entre sí; el imán permanente (24) del sensor de posición angular 23 se fija a una pared terminal (27) del árbol (16).
3. El colector de admisión (3) de acuerdo con la reivindicación 1 o con la reivindicación 2, en el que la pared (19) de la tubería de admisión (9) comprende un asiento externo ciego (28), alojado en ella que es el lector (25) del sensor de posición angular (23).
4. El colector de admisión (3) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el lector (25) del sensor de posición angular (23) se atornilla a la pared (19) del la tubería de admisión (9).
5. El colector de admisión (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el lector (25) del sensor de posición angular (23) es de un tipo magneto-resistivo.
6. El colector de admisión (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el imán permanente (24) del sensor de posición angular (23) se incrusta en el árbol (16) y se co-moldea junto con el mismo árbol (16).
7. El colector de admisión (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el dispositivo de parcialización (13) es de un tipo por centrifugado y el cuerpo de parcialización (15) se mueve hacia una posición de activación en la que el mismo cuerpo de parcialización (15) reduce la sección trasversal de la tubería de admisión (9).
8. El colector de admisión (3) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el eje (18) de giro del cuerpo de parcialización (15) se emplaza en el exterior con respecto a la tubería de admisión (9), de tal forma que, en una posición de reposo, el cuerpo de parcialización (15) no produce ninguna reducción sobre la sección para el paso del aire de la tubería de admisión (9).
9. El colector de admisión (3) de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el árbol (16) del cuerpo de parcialización (15) se incrusta en una pared (19) de la tubería de admisión (9).
10. El colector de admisión (3) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la pared (19) de la tubería de admisión (9) tiene un asiento interno (20), que se diseña para alojar el cuerpo de parcialización (15) cuando el mismo cuerpo de parcialización (15) se emplaza en una posición de reposo.
11. El colector de admisión (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la tubería de admisión (9) comprende, en una porción intermedia de la misma, dos canales (29) paralelos entre sí, el dispositivo de parcialización (13) es de un tipo por turbulencia y el cuerpo de parcialización (15) se emplaza dentro de un canal (29) de la tubería de admisión (9) con el fin de desplazarse entre una posición de cierre en la que se cierra completamente el canal (29) y una posición de abertura máxima.
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