Módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna.

Un módulo integrado de EGR/refrigeración (1) para un motor de CI que incluye un miembro

(5) de interfaz adaptado para ser montado en el motor y que incluye además una válvula (2) de EGR, un enfriador (3) de EGR y una válvula de bypass (4) portados e interconectados por el miembro de interfaz (5), en el que

• el miembro de interfaz (5) incluye una abertura de admisión (12) de refrigerante y una abertura de admisión (13) de gases de EGR, adaptadas para conectarse directamente a bocas de dicho motor al montar dicho módulo (1) en dicho motor,

• la válvula (2) de EGR está situada en el lado caliente del enfriado de EGR y el miembro de interfaz (5) define un alojamiento de dicha válvula (2) de EGR y un circuito de refrigeración (46, 49, 51) para enfriar • dicha válvula (2) de EGR,

• la válvula (2) de EGR está alojada en una cavidad (17) de dicho miembro de interfaz (5) e incluye un obturador (22) y un asiento (27) de válvula dispuesto en dicha cavidad (17) entre una cámara (20) de válvula definida por dicha cavidad (17) y la admisión (13) de gas de EGR,

• dicho circuito de refrigeración (46, 49, 51) incluye una cavidad (46) de enfriamiento dispuesta dentro de dicho miembro de interfaz (5) y que comunica con la abertura (12) de admisión de refrigerante, de manera que la cavidad (46) de enfriamiento recibe todo el caudal del refrigerante que sale del motor, siendo dicha cavidad (46) de enfriamiento adyacente a dicha válvula (2) de EGR,

• dicha válvula (4) de bypass incluye una cámara (31) de válvula de bypass que tiene una boca de entrada (32) conectada a dicha cámara (20) de válvula de EGR por un conducto (21) de salida de válvula de EGR, una primera boca (33) de salida que comunica con un conducto (34) de gas de enfriador y una segunda boca (35) de salida que comunica con un conducto (36) de salida de gas, así como con un conducto (37) de retomo de gas de enfriador; estando dicha cámara (31) de válvula de bypass, dicho conducto (21) de salida de válvula de EGR, dicho conducto (34) de admisión de gas enfriador, dicho conducto (36) de salida de gas y dicho conducto (37) de retorno de gas enfriador provistos dentro de dicho miembro de interfaz (5) y en el que la cavidad de enfriamiento (46) está adaptada para enfriar la cámara (20) de válvula de EGR y la cámara (31) de válvula de bypass.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/063496.

Solicitante: BORGWARNER EMISSIONS SYSTEMS SPAIN, S.L.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CASTAÑO GONZALEZ, CARLOS MANUEL, PEREZ BETANZOS,SALVADOR, FERNANDEZ VILLANUEVA,JUAN LUIS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > REFRIGERACION DE MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; REFRIGERACION... > Refrigeración por líquido (bombeo del aire de enfriamiento... > F01P3/20 (Circuitos de enfriamiento no específicos para una pieza particular de motor o de máquina (F01P 3/22 tiene prioridad))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION... > Aparatos específicos conjugados con los motores... > F02M25/07 (añadiendo gases de escape)

PDF original: ES-2507565_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna.
Ilustración 2 de Módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna.
Ilustración 3 de Módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna.
Ilustración 4 de Módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna.
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Módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna.

Fragmento de la descripción:

Módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un módulo integrado EGR/refrigeración para un motor de combustión interna (Cl). Estado de la técnica

Es bien conocido que se pueden reducir las emisiones de NOx, por la recirculación de los gases de escape (EGR), es decir, recirculando una porción de los gases de escape a la admisión del motor.

Un sistema de EGR incluye cierto número de componentes: un enfriador de EGR, es decir, un intercambiador de calor adaptado para enfriar los gases de escape antes de reintroducirlos en la admisión del motor, una válvula de bypass asociada al enfriador de EGR y adaptada para encaminar selectivamente los gases de EGR a través del enfriador de EGR o para evitar por bypass el enfriador en función de los parámetros de funcionamiento del motor y una válvula de EGR que controla el caudal de EGR.

A fin de reducir el número de componentes que se tienen que ensamblar en el motor y el número de partes asociadas, tales como tubos de conexión y por tanto el costo general del sistema, es bien conocido agrupar tales componentes en unos módulos ensamblados previamente que se pueden montar en el motor como una sola unidad.

El enfriador de EGR usa el refrigerante del motor como fluido de refrigeración, por lo cual el módulo debe ser conectado al sistema de refrigeración del motor; además, la EGR y la válvula de bypass requieren también una refrigeración adecuada debido a la temperatura extremadamente alta de los gases de escape.

Debido a esta interacción necesaria entre los sistemas de EGR y refrigeración y con el objetivo general de reducir los costos de fabricación y montaje, se ha propuesto incluir uno o más componentes del circuito de refrigeración en el módulo de EGR.

Un ejemplo de estos módulos integrados conocidos de EGR/refrigeración multifuncionales se describe en el documento EP-A-1 793 115. Este módulo de la técnica anterior incluye un módulo integrado de EGR/refrigeración para un motor de Cl que incluye un miembro de interfaz adaptado para ser montado en el motor y que incluye además una válvula de EGR, un enfriador de EGR y una válvula de bypass portados e interconectados por el miembro de interfaz, en el que

el miembro de interfaz incluye una abertura de admisión de refrigerante y una abertura de admisión de gases de EGR, adaptadas para conectarse directamente a bocas de dicho motor al montar dicho módulo en dicho motor,

el miembro de interfaz define un alojamiento de dicha válvula de EGR y un circuito de refrigeración para enfriar dicha válvula de EGR,

la válvula de EGR está alojada en una cavidad de dicho miembro de interfaz e incluye un obturador y un asiento de válvula dispuesto en dicha cavidad,

dicho circuito de refrigeración incluye una cavidad de enfriamiento dispuesta dentro de dicho miembro de interfaz y que comunica con la abertura de admisión de refrigerante, siendo dicha cavidad de enfriamiento adyacente a dicha válvula de EGR,

dicha válvula de bypass incluye una cámara de válvula de bypass que está dispuesta dentro de dicho miembro de interfaz; en el que la cavidad de enfriamiento está adaptada para enfriar la cámara de válvula de EGR.

Divulgación de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un módulo integrado de EGR/refrigeración que sea más eficiente y todavía más compacto y menos costoso de fabricar.

Se logra este objeto por un módulo integrado de EGR/refrigeración como el de la reivindicación 1.

Breve enunciado de las figuras

Para una mejor comprensión de la presente invención, se describe a continuación una realización preferida, a título de ejemplo no limitativo y haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la Figura 1 es una vista frontal de un módulo integrado de EGR/refrigeración de acuerdo con la presente invención; la Figura 2 es una vista por detrás del mismo;

la Figura 3 es una vista en perspectiva de un miembro de interfaz del módulo;

la Figura 4 es un corte axial transversal de una válvula de EGR del módulo;

las Figuras 5 y 6 son cortes transversales parciales del módulo, mostrando un circuito de gas en dos configuraciones de funcionamiento diferentes;

la Figura 7 es una vista en perspectiva de un enfriador de EGR del módulo que es parte del módulo integrado de la

invención;

la Figura 8 es una vista de un subconjunto de termostato/tanque de vacío el cual es parte del módulo integrado de la

invención;

la Figura 9 es un corte transversal parcial del módulo, mostrando un circuito de refrigerante y la conexión entre el miembro de Interfaz de la Figura 3 y el subconjunto de la Figura 8;

la Figura 1 es un corte transversal de una realización diferente de un enfriador de EGR; y la Figura 11 es una vista frontal de una brida de conexión del enfriador de EGR de la Figura 1.

Mejor modo para llevar a cabo la invención

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, el número 1 designa en su conjunto un módulo integrado de EGR/refrlgeración según la presente invención (en lo sucesivo "módulo 1").

El módulo 1 incluye una válvula 2 de EGR, un enfriador 3 de EGR, una válvula de bypass 4 que son portados e ¡nterconectados por un miembro 5 de interfaz (en lo sucesivo "miembro 5"), que se encuentra adaptado para ser ensamblado directamente en un motor de Cl (no representado). El módulo 1 incluye también un actuador 6 de válvula de EGR accionado eléctricamente, un actuador 7 de válvula de bypass accionado por vacío, un tanque de vacío 8 para el actuador 7 y una válvula 9 de termostato de refrigerante (figuras 8, 9).

El miembro 5 (figura 3) es convenientemente una pieza fundida por inyección de aleación de aluminio e incluye una pluralidad de conductos internos para los gases de EGR y el refrigerante, como se describirá más delante de una forma más detallada.

El miembro 5 incluye una brida 1 de base sustancialmente plana (figura 2) la cual está adaptada para ser fijada al motor y tiene, con esta finalidad, una serie de taladros periféricos adaptados para recibir unos tornillos de fijación (no representados). La brida 1 está delimitada por una superficie plana 11 que descansa, en la práctica, contra una pared correspondiente del motor; se proporciona convenientemente una junta (no representada) entre el motor y la superficie 11.

El miembro 5 está dotado de una abertura 12 de admisión de refrigerante y de una abertura 13 de admisión de gases de EGR, abriéndose ambas sobre la superficie 11, de manera que comunican con las bocas correspondientes del circuito de refrigerante del motor y respectivamente, el circuito de gases de EGR al ensamblarse en el motor, sin necesidad de tuberías de conexión adicionales.

Como se puede ver también claramente en la Figura 3, el miembro 5 tiene una primera brida 14 lateral para conexión con el enfriador de EGR y una segunda brida 15 lateral para conexión con un subconjunto 16 que incluye un tanque de vacío 8 y una válvula 9 de termostato, como se describe mejor a continuación.

La abertura de admisión de gases de EGR comunica con una cavidad hueca 17 (figura 4), que se extiende a través del miembro 5 y un alojamiento tubular 18 que sobresale integralmente del miembro 5 en el lado opuesto a la brida 1 de base y que encierra un conjunto de control 19 de la válvula 2 de EGR.

Como se puede ver claramente en el corte transversal de la Figura 4, la válvula 2 de EGR no es una válvula convencional insertada con una carcasa propia; antes bien, la carcasa de la válvula 2 de EGR está constituida por el miembro 5, el cual delimita una cámara de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

I.- Un módulo integrado de EGR/refrigeración (1) para un motor de Cl que incluye un miembro (5) de interfaz adaptado para ser montado en el motor y que incluye además una válvula (2) de EGR, un enfriador (3) de EGR y una válvula de bypass (4) portados e ¡nterconectados por el miembro de interfaz (5), en el que

el miembro de interfaz (5) incluye una abertura de admisión (12) de refrigerante y una abertura de admisión (13) de gases de EGR, adaptadas para conectarse directamente a bocas de dicho motor al montar dicho módulo (1) en dicho motor,

la válvula (2) de EGR está situada en el lado caliente del enfriado de EGR y el miembro de interfaz (5)

define un alojamiento de dicha válvula (2) de EGR y un circuito de refrigeración (46, 49, 51) para enfriar

dicha válvula (2) de EGR,

la válvula (2) de EGR está alojada en una cavidad (17) de dicho miembro de interfaz (5) e incluye un

obturador (22) y un asiento (27) de válvula dispuesto en dicha cavidad (17) entre una cámara (2) de

válvula definida por dicha cavidad (17) y la admisión (13) de gas de EGR,

dicho circuito de refrigeración (46, 49, 51) incluye una cavidad (46) de enfriamiento dispuesta dentro de dicho miembro de interfaz (5) y que comunica con la abertura (12) de admisión de refrigerante, de manera que la cavidad (46) de enfriamiento recibe todo el caudal del refrigerante que sale del motor, siendo dicha cavidad (46) de enfriamiento adyacente a dicha válvula (2) de EGR,

dicha válvula (4) de bypass incluye una cámara (31) de válvula de bypass que tiene una boca de entrada (32) conectada a dicha cámara (2) de válvula de EGR por un conducto (21) de salida de válvula de EGR, una primera boca (33) de salida que comunica con un conducto (34) de gas de enfriador y una segunda boca (35) de salida que comunica con un conducto (36) de salida de gas, así como con un conducto (37) de retomo de gas de enfriador; estando dicha cámara (31) de válvula de bypass, dicho conducto (21) de salida de válvula de EGR, dicho conducto (34) de admisión de gas enfriador, dicho conducto (36) de salida de gas y dicho conducto (37) de retorno de gas enfriador provistos dentro de dicho miembro de interfaz (5) y en el que la cavidad de enfriamiento (46) está adaptada para enfriar la cámara (2) de válvula de EGR y la cámara (31) de válvula de bypass.

2 - Módulo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha cavidad (17) de dicho miembro de interfaz (5) forma una cámara (28) de resorte separada de dicha cámara (2) de válvula por un resalto (26) intermedio; incluyendo dicha válvula (2) de EGR un vástago (23) conectado rígidamente a dicho obturador (22) y un resorte (24) situado dentro de dicha cámara (28) de resorte y que actúa entre dicho resalto (26) y un miembro de tope (25) fijado al vástago (23) de manera que desvía dicho obturador (22) contra dicho asiento (27) de válvula.

3.- Módulo según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha cámara de resorte (28) está formada dentro de un alojamiento tubular (18) que sobresale integralmente de dicho miembro de interfaz (5), estando constituida dicha cavidad (17) de dicho miembro de interfaz (5) por una cavidad pasante que se extiende a través de dicho miembro de interfaz (5) y dicho alojamiento tubular (18).

4.- Módulo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho miembro de interfaz (5) incluye un primer conducto (49) que conecta dicha cavidad (46) de enfriamiento a dicho enfriador (3) de EGR y un segundo conducto (51) que conecta dicha cavidad (46) de enfriamiento a una salida (68) de refrigerante.

5.- Módulo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por incluir un subconjunto (16) que incluye un tanque de vacío (8) para un actuador (7) de válvula de bypass accionado por vacío y una válvula termostática (9).

6.- Módulo según las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque dicho subconjunto (16) incluye una tubería (68) de salida de refrigerante formada en una sola pieza con dicho tanque (8) de vacío y que define dicha salida de refrigerante.

7.- Módulo según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho subconjunto (16) incluye una brida (69) de conexión para la conexión con dicho miembro de interfaz (5), siendo portada dicha válvula termostática (9) por dicha brida (69) de conexión e incluyendo un obturador (72) que coopera con una entrada (7) de dicha tubería (68) de salida de refrigerante formada en dicha brida (69) de conexión, extendiéndose dicha válvula termostática (9) dentro de una cámara termostática (52) definida por dicho segundo conducto (51).

8.- Módulo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho enfriador (3) de EGR es un enfriador de doble paso.

9.- Módulo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho enfriador de EGR incluye al menos una salida (65, 66) de refrigerante para conectar con un dispositivo externo.

1.- Módulo según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha salida (65, 66) de refrigerante incluye un acoplamiento rápido.

II.- Módulo según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 1, caracterizado porque dicho enfriador (3) de EGR

incluye un alojamiento exterior (53) que define una cámara (54) de enfriamiento, unas primera y segunda placas cabezales (55, 56) y una pluralidad de tubos internos (57) fijados a dichas placas cabezales (55, 56), definiendo dicho alojamiento exterior (53) integralmente dicha primera placa cabezal (56) y una brida (14) de conexión para conectar con dicha segunda placa cabezal (55), estando interpuesta dicha segunda placa cabezal (55) entre dicha 5 brida de conexión (15) y dicho miembro de interfaz (5).

12.- Módulo según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho enfriador (3) de EGR incluye una brida de respaldo (62) que entra en contacto axialmente con dicha brida (14) de conexión en el lado opuesto a dicha segunda placa cabezal (55).

13.- Módulo según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho alojamiento (53) forma un abombamiento lateral

(15) y porque dicha primera placa cabezal (55) forma un manguito (16) de entrada de refrigerante que está

enfrentado axialmente a dicho abombamiento (15).