DISPOSITIVO DE ESCAPE QUE COMPRENDE UNA CULATA EQUIPADA DE UN COLECTOR DE ESCAPE INTEGRADO DESACOPLADO TERMICAMENTE.

Dispositivo de escape para motor de combustión interna multicilíndrico de un vehículo automóvil que comprende una culata (10) de dicho motor,

en la cual están situados conductos (12) de escape en los que un primer extremo (14) de cada uno está unido a una cámara (16) de combustión de dicho motor y el segundo extremo (18) desemboca en una cavidad o cámara (20) de un colector (22) de escape integrado en la culata (10), en el cual un conducto (24) de salida está unido exteriormente a un dispositivo de descontaminación de los gases de escape de una tubería de escape del vehículo, del tipo en el que la cavidad o cámara (20) del colector (22) está conformada en un elemento (26) añadido en el interior de la culata (10) y en el que dicho elemento (26) está desacoplado térmicamente de la culata (10) por medio de medios (28) de desacoplamiento térmico,

caracterizado porque los segundos extremos (18) de los conductos (12) de escape desembocan en un orificio (32) de alojamiento conformado en la culata (10) que aloja a un inserto (26) tubular que se añade en el interior de la culata (10) para conformar el elemento (26) añadido, el cual comprende orificios (34) de comunicación con los segundos extremos (18) de los conductos (12) de escape, y el cual comprende el conducto (24) de salida que desemboca en el exterior de la culata (10)

Dispositivo de escape que comprende una culata equipada de un colector de escape integrado desacoplado térmicamente.

El invento se refiere a un dispositivo de escape para un motor de combustión interna multicilíndrico de un vehículo automóvil que comprende una culata de dicho motor, en la cual están situados conductos de escape en los que un primer extremo de cada uno de ellos está unido a una cámara de combustión del citado motor y el segundo extremo desemboca en una cavidad o cámara de un colector de escape integrado en la culata en la que un conducto de salida está unido exteriormente a un dispositivo de descontaminación de los gases de escape de una tubería de escape del vehículo.

Se conocen numerosos ejemplos de dispositivos de este tipo.

Convencionalmente, los dispositivos de escape comprenden conductos de escape conformados en la culata del motor que coinciden con conductos del colector situados enfrente de los conductos de escape. El colector comprende al menos un conducto de salida que está unido a una tubería de escape del vehículo automóvil.

Con el objetivo de disminuir la cantidad de productos contaminantes contenidos en los gases de combustión, es conocido el implantar en la tubería de escape dispositivos de descontaminación, especialmente catalizadores, que permiten convertir los productos contaminantes presentes en los gases de combustión, especialmente los hidrocarburos inquemados HC y los óxidos de nitrógeno NOx.

Ahora bien, se plantea un problema durante las fases de arranque en frío del motor.

En efecto, la eficacia de los dispositivos de descontaminación es muy dependiente de su temperatura de funcionamiento. El alejamiento de estos dispositivos respecto de las cámaras de combustión del motor retarda su aumento de temperatura durante los primeros minutos de funcionamiento del motor y reduce su eficacia precisamente durante estos primeros minutos de funcionamiento del motor, que es cuando se emite la mayor cantidad de contaminan- tes.

Para solucionar este inconveniente, se ha propuesto realizar colectores de escape que estén parcial o totalmente integrados en la culata del motor, lo que permite reducir considerablemente la distancia entre las cámaras de combustión y el dispositivo de descontaminación, el cual está entonces directamente acoplado a la culata a la salida del colector.

En concreto, el documento FR-2.738.289 describe un colector de este tipo, en el cual los conductos de escape de la culata desembocan en una cavidad o cámara, conformada la mitad en el colector y la otra mitad en la culata.

Los documentos AT-B-397.417 y DE-A-3.815.408 describen por su parte un colector conformado de forma integral en la culata y fabricado de fundición junto con ésta.

Sin embargo, estos colectores conocidos del estado del arte plantean numerosos problemas.

En efecto, cuando un colector de este tipo está conformado sólo parcialmente en la culata, la distancia entre las cámaras de combustión y el dispositivo de descontaminación no está reducida al mínimo y debido a eso la eficacia del dispositivo de descontaminación no es total.

Por otro lado, cuando el colector está integrado en la culata, está sometido a esfuerzos de temperaturas elevadas y se encuentra por tanto, como el material de la culata, sometido a una gran dilatación a medida que aumenta su temperatura. Debido a esto, es prácticamente imposible acoplar un colector de este tipo al resto de la tubería de escape si no está provisto de cavidades de refrigeración unidas a las cavidades de circulación de líquido de refrigeración de la culata.

Por una parte este diseño penaliza el rendimiento del motor puesto que es sinónimo de disminución del rendimiento térmico del motor debido a la necesidad de refrigerar el colector y, por otra parte, reduce considerablemente los beneficios del acercamiento del colector a las cámaras de combustión, al no permitir entonces la refrigeración del colector un aumento rápido de su temperatura, apropiado para mejorar la eficacia del dispositivo de descontaminación.

Para solucionar este inconveniente, el invento proporciona un dispositivo del tipo anteriormente descrito que comprende un colector integrado en la culata del motor y provisto de medios de desacoplamiento térmico con respecto a dicha culata.

Con este objetivo, el invento proporciona un colector del tipo descrito anteriormente, caracterizado porque los segundos extremos de los conductos de escape desembocan en un orificio de alojamiento conformado en la culata que aloja a un inserto tubular que se añade en el interior de la culata para formar el elemento añadido, que comprende orificios (34) de comunicación con los segundos extremos de los conductos de escape, y que comprende el conducto de salida que desemboca en el exterior de la culata.

De acuerdo con otras características del invento:

Otras características y ventajas del invento se harán evidentes con la lectura de la siguiente descripción detallada para cuya comprensión se hará referencia al dibujo adjunto, en el cual la figura única es una vista esquemática de una culata para un dispositivo de escape de acuerdo con el invento.

En la figura única se ha representado una culata 10 para un dispositivo de escape realizado de acuerdo con el invento.

De forma conocida, en la culata 10 están situados conductos 12 de escape. Un primer extremo 14 de cada conducto 12 está unido a una cámara 16 de combustión del motor y el segundo extremo 18 de cada conducto 12 desemboca en una cavidad o cámara 20 de un colector 22 de escape integrado en la culata 10. Un conducto 24 de salida del colector 22 está unido exteriormente a un dispositivo (no representado) de descontaminación de los gases de escape de una tubería de escape (no representada) del vehículo. La culata 10 comprende entre cada cámara 16 de combustión cavidades 30 de circulación de un líquido de refrigeración del motor.

De acuerdo con el invento, la cavidad o cámara 20 del colector 22 está conformada en un elemento 26 que se añade en el interior de la culata 10 y dicho elemento 26 está desacoplado térmicamente de la culata 10 por medio de medios 28 de desacoplamiento térmico.

Más en concreto, los segundos extremos 18 de los conductos 12 de escape desembocan en un orificio 32 de alojamiento que está conformado en la culata 10. Este orificio 32 aloja a un inserto 26 tubular que forma el elemento 26 añadido que se añade en el interior de la culata, el cual comprende orificios 34 de comunicación con los segundos extremos 18 de los conductos 12 de escape, y el cual comprende el conducto 24 de salida que desemboca en el exterior de la culata 10.

En la realización el inserto 26 tubular está realizado en acero inoxidable, ya que este material presenta características de dilatación térmica apropiadas para garantizar una estanqueidad satisfactoria cuando está conectado al dispositivo de descontaminación, cualquiera que sea su temperatura. Es conveniente señalar que esta característica no es limitativa del invento, y que para la buena puesta en práctica del invento se podría emplear cualquier otro material que presente características análogas.

En la realización preferente del invento, el inserto 26 tubular se monta sin juego dentro del orificio 32 de alojamiento de la culata 10. El inserto 26 tubular se introduce por ejemplo dentro del orificio 32 según un ajuste con apriete.

Ventajosamente,...

1. Dispositivo de escape para motor de combustión interna multicilíndrico de un vehículo automóvil que comprende una culata (10) de dicho motor, en la cual están situados conductos (12) de escape en los que un primer extremo (14) de cada uno está unido a una cámara (16) de combustión de dicho motor y el segundo extremo (18) desemboca en una cavidad o cámara (20) de un colector (22) de escape integrado en la culata (10), en el cual un conducto (24) de salida está unido exteriormente a un dispositivo de descontaminación de los gases de escape de una tubería de escape del vehículo, del tipo en el que la cavidad o cámara (20) del colector (22) está conformada en un elemento (26) añadido en el interior de la culata (10) y en el que dicho elemento (26) está desacoplado térmicamente de la culata (10) por medio de medios (28) de desacoplamiento térmico,

caracterizado porque los segundos extremos (18) de los conductos (12) de escape desembocan en un orificio (32) de alojamiento conformado en la culata (10) que aloja a un inserto (26) tubular que se añade en el interior de la culata (10) para conformar el elemento (26) añadido, el cual comprende orificios (34) de comunicación con los segundos extremos (18) de los conductos (12) de escape, y el cual comprende el conducto (24) de salida que desemboca en el exterior de la culata (10).

2. Dispositivo de escape de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque el inserto (26) tubular está realizado en acero inoxidable.

3. Dispositivo de escape de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el inserto (26) tubular está montado sin juego dentro del orificio (32) de alojamiento de la culata (10).

4. Dispositivo de escape de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios (28) de desacoplamiento térmico están situados en la culata (10) alrededor del inserto (26) tubular y al menos entre dos conductos (12) de escape consecutivos.

5. Dispositivo de escape de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios (28) de desacoplamiento térmico comprenden al menos una cavidad (28) que está conformada en el material de la culata (10) alrededor del orificio (32) de alojamiento y que desemboca en el citado orificio (32).

6. Dispositivo de escape de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque comprende una cavidad (28) que está situada alrededor del orificio (32) de alojamiento entre cada par de conductos (12) de escape consecutivos, y una cavidad (28) que está situada alrededor del orificio (32) de alojamiento entre un conducto (12) de escape de extremo y una cara (36) exterior de extremo de la culata (10).

7. Dispositivo de escape de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque cada cavidad (28) se realiza durante el moldeo de la culata (10).