INSTALACION DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA.

Instalación de escape para motores de combustión interna, especialmente motores de vehículos automóviles,

con dos ramales de escape (27, 28) asociados especialmente a sendos grupos de cilindros de un motor, cada uno de ellos con un silenciador (1, 1''), especialmente un silenciador adicional, con una abertura (2, 2'') de entrada de gas de escape, una abertura (3, 3'') de salida de gas de escape, una zona (7, 12) recorrida por el gas de escape y una zona (18, 21, 23) no recorrida por el gas de escape, estando prevista una compuerta (34, 42) de gas de escape en una zona recorrida por gas de uno de los dos ramales de escape (27, 28), mediante la cual se puede cerrar dicho ramal de escape, presentando también los dos ramales de escape (27, 28), aguas arriba de la compuerta (34, 42) de gas de escape, al menos una unión (5, 31, 32, 35, 37) entre ellos que puede ser recorrida por gas y que está abierta al menos cuando se encuentra cerrada la compuerta (34, 42) de gas de escape, y siendo, además, la zona (7, 12) de los silenciadores (1, 1'') recorrida por el gas de escape netamente más pequeña que la zona (18, 21, 23) no recorrida por el gas de escape, caracterizada porque las dos zonas (18, 21, 23) no recorridas por gas están unidas una con otra

Instalación de escape para motores de combustión interna.

La presente invención concierne a una instalación de escape para motores de combustión interna, especialmente motores de vehículos automóviles, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Especialmente en turbomotores es importante que se establezca solamente una pequeña contrapresión por medio del silenciador, ya que, en caso contrario, el turboalimentador no puede trabajar correctamente. Otro problema con los turboalimentadores es que los motores con turboalimentadores resultan ser menos ruidosos en el rango superior de números de revoluciones. Sin embargo, para proporcionarle al conductor una percepción de la velocidad desarrollada es deseable que el ruido de la marcha aumente con la potencia del motor.

Una instalación de escape según el preámbulo de la reivindicación 1 es conocida por el documento DE-A1-197 43 447. Otro estado relevante de la técnica se revela en los documentos EP-A2-1 380 734 y WO-A1-2005033485.

La invención se basa en el problema de indicar una instalación de escape de la clase citada al principio que se pueda utilizar especialmente bien para turbomotores y que haga posible incluso en turbomotores un ruido en la boca que aumente con la potencia.

Este problema se resuelve por medio de una instalación de escape con las características de la reivindicación 1.

Gracias a esta configuración de la instalación de escape no resulta prácticamente ninguna contrapresión. No obstante, debido a la gran zona no recorrida por el gas de escape se puede conseguir una buena amortiguación del sonido en el rango inferior de números de revoluciones. De este modo, se puede garantizar, por un lado, un trabajo óptimo de un turboalimentador y, por otro, se puede lograr un ruido en la boca que aumente con la potencia.

Según la invención, las dos zonas no recorridas por el gas de escape están unidas una con otra, por ejemplo por medio de un tramo tubular. Las dos zonas de recorridas por el gas de escape pueden estar unidas también ventajosamente una con otra a través de sendas derivaciones y al menos un tubo. El tubo puede extenderse aquí preferiblemente a través de las dos zonas no recorridas por gas y puede estar provisto allí de una respectiva perforación, con lo que están unidas entre ellas al mismo tiempo tanto las dos zonas recorridas por gas como las dos zonas no recorridas por gas. En ambos casos, la unión entre las dos zonas no recorridas por gas o entre las dos zonas recorridas por gas puede ser discrecionalmente cerradiza, en particular por medio de una compuerta de gas de escape dispuesta en el tramo tubular. Esta configuración da como resultado posibilidades de sintonización adicionales y puede utilizarse de modo que el ruido en la boca aumente también al aumentar la potencia. A este fin, se cierra la unión preferiblemente a altos números de revoluciones o a plena carga y se la abre a bajos números de revoluciones o a carga parcial.

Mediante la compuerta de gas de escape se puede cerrar a voluntad el ramal de escape correspondiente. A través de la unión con el otro ramal de escape, el gas de escape entra entonces en este otro ramal de escape y, junto con el gas de escape allí existente, circula hasta su abertura de salida de gas de escape. Resulta así una barata posibilidad de variación del comportamiento de amortiguación del sonido de la instalación de escape, mediante la cual se puede crear especialmente una retroinformación de carga deportiva. Estando cerrada la compuerta del gas de escape, resulta una alta amortiguación del sonido, y el segmento colocado entre la unión de los dos ramales de escape y la compuerta de gas de escape está conectado en paralelo al otro ramal de escape. Por el contrario, si se abre la compuerta de gas de escape, se proporciona una menor amortiguación acústica y, en consecuencia, resulta un sonido más deportivo.

Una disposición ventajosa de una compuerta de gas de escape de esta clase está en el tubo final. A consecuencia de la unión entre los dos ramales de escape, se puede suprimir el segundo tubo final que resulta necesario en otros casos al emplear una compuerta de gas de escape en el tubo final. Se reducen así los costes para la instalación de escape.

Se obtiene una reducción adicional de los costes cuando una compuerta de gas de escape de esta clase está prevista solamente en uno de los dos ramales de escape. La instalación de escape necesita entonces un total de solamente esta única compuerta de gas de escape y un tubo final por ramal de escape. Sin embargo, se tiene que, por un lado, estando cerrada la compuerta de gas de escape se puede conseguir un alto grado de confort debido a una fuerte amortiguación acústica y, estando abierta la compuerta de gas de escape se puede conseguir un sonido deportivo gracias a una pequeña contrapresión del gas de escape.

Preferiblemente, la zona del silenciador recorrida por el gas de escape es de aproximadamente 10 a aproximadamente 15% del volumen total. Se han podido lograr así resultados especialmente buenos.

En un motor usual de vehículo automóvil, por ejemplo un motor de seis cilindros, la zona recorrida por el gas de escape puede presentar un volumen de menos de dos litros. Esta zona tan pequeña recorrida por gas es especialmente ventajosa para el fin de utilización citado y no se ha materializado todavía hasta ahora.

Se puede conseguir ventajosamente una reducción adicional de la contrapresión haciendo que la zona recorrida por gas no presente segmentos tubulares curvados. En particular, la zona recorrida por gas está provista de un corto tramo tubular recto. El gas de escape puede recorrer así el silenciador sin casi ningún impedimento.

Según otra ejecución de la invención, el tramo tubular presenta en la zona recorrida por gas del silenciador una perforación y está dispuesto en una cámara de amortiguación, especialmente una cámara de absorción. La cámara de absorción forma un volumen de gas de escape sin flujo que está vinculado a la corriente de gas de escape por medio de la perforación del tramo tubular y que ofrece una amortiguación adicional, especialmente en dominios de frecuencia más altos.

Delante de la zona recorrida por gas puede estar prevista, además, al menos una derivación hacia al menos una zona no recorrida por gas. Gracias a la disposición de la derivación delante de la zona recorrida por gas, la acción de amortiguación de esta zona puede amortiguar eficazmente también ruidos producidos por la derivación.

Preferiblemente, está prevista al menos una cámara resonadora como zona no recorrida por gas. Las cámaras resonadoras pueden sintonizarse a frecuencias determinadas para asegurar, por ejemplo, una buena amortiguación en el rango inferior de números de revoluciones.

Según una ejecución especialmente preferida, dos cámaras resonadoras están conectadas a la corriente de gas de escape a través de una cruceta. Resultan así buenas posibilidades de sintonización a dos dominios de frecuencia diferentes.

Sin embargo, las dos cámaras resonadoras pueden estar unidas también una con otra a través de una pared intermedia perforada. Se puede efectuar entonces una sintonización diferente por medio de, especialmente, dos tramos tubulares de sintonización tendidos dentro de las dos cámaras resonadoras. Tales tramos tubulares de sintonización son ventajosos también en caso de que se empleen dos cámaras resonadoras.

Resulta una ejecución ventajosa cuando una primera cámara de absorción está conectada a la corriente de gas de escape a través de una derivación situada delante del tramo tubular recto corto y una segunda cámara de absorción está conectada a dicha corriente de gas de escape a través de una perforación practicada en el tramo tubular recto corto. Con un coste relativamente pequeño se pueden crear así buenas posibilidades de sintonización.

Se obtiene una constitución compacta del silenciador cuando la zona recorrida por gas y la zona no recorrida por gas están dispuestas en una carcasa común. Con este modo de construcción se pueden establecer también de manera sencilla uniones entre las dos zonas.

Las dos zonas recorridas por gas y las dos zonas no recorridas por gas pueden estar dispuestas en una carcasa común. Esto conduce nuevamente a una constitución compacta. Sin embargo, es posible también prever dos carcasas separadas, estando asociadas especialmente cada vez una zona recorrida por gas y una zona no recorrida por gas a una de las dos carcasas. La constitución...

1. Instalación de escape para motores de combustión interna, especialmente motores de vehículos automóviles, con dos ramales de escape (27, 28) asociados especialmente a sendos grupos de cilindros de un motor, cada uno de ellos con un silenciador (1, 1'), especialmente un silenciador adicional, con una abertura (2, 2') de entrada de gas de escape, una abertura (3, 3') de salida de gas de escape, una zona (7, 12) recorrida por el gas de escape y una zona (18, 21, 23) no recorrida por el gas de escape, estando prevista una compuerta (34, 42) de gas de escape en una zona recorrida por gas de uno de los dos ramales de escape (27, 28), mediante la cual se puede cerrar dicho ramal de escape, presentando también los dos ramales de escape (27, 28), aguas arriba de la compuerta (34, 42) de gas de escape, al menos una unión (5, 31, 32, 35, 37) entre ellos que puede ser recorrida por gas y que está abierta al menos cuando se encuentra cerrada la compuerta (34, 42) de gas de escape, y siendo, además, la zona (7, 12) de los silenciadores (1, 1') recorrida por el gas de escape netamente más pequeña que la zona (18, 21, 23) no recorrida por el gas de escape, caracterizada porque las dos zonas (18, 21, 23) no recorridas por gas están unidas una con otra.

2. Instalación de escape según la reivindicación 1, caracterizada porque la compuerta (34, 42) de gas de escape está dispuesta en el tubo final (33, 41) y porque el ramal de escape correspondiente (27) presenta solamente este tubo final (33, 41).

3. Instalación de escape según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la unión (31, 35, 37) está permanentemente abierta y/o porque la unión (31, 37) está configurada en forma de un tubo pantalón.

4. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la unión está configurada como una perforación practicada en un tabique común entre los dos ramales de escape (27, 28), estando preferiblemente instalado el tubo pantalón (31) en lugar de un silenciador intermedio o estando instalado preferiblemente el tubo pantalón (37) en un silenciador, especialmente un silenciador final.

5. Instalación de gas de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la zona (7, 12) del silenciador recorrida por el gas de escape representa aproximadamente 10 a aproximadamente 15% del volumen total del silenciador.

6. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la zona (7, 12) recorrida por el gas de escape presenta un volumen de menos de 2 litros.

7. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la zona (7, 12) recorrida por gas no presenta segmentos tubulares curvados.

8. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la zona (7, 12) recorrida por gas presenta un corto tramo tubular recto (12), teniendo preferiblemente el tramo tubular recto corto (12) una perforación (20) en la zona del silenciador recorrida por gas y estando dispuesto dicho tramo tubular en una cámara de amortiguación (18), especialmente una cámara de absorción.

9. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque delante del tramo tubular recto corto (12) está prevista al menos una derivación (7, 50) hacia al menos una zona (21, 23) no recorrida por gas, estando preferiblemente conectada una primera cámara de absorción (23) delante del tramo tubular recto corto (12) a través de una derivación (50) y estando preferiblemente conectada una segunda cámara resonadora (18) a la corriente de gas de escape a través de una perforación (20) practicada en el tramo tubular recto corto (12).

10. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos una cámara resonadora (21, 23) está prevista como zona no recorrida por gas.

11. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dos cámaras resonadoras (21, 23) están conectadas a la corriente (I) de gas de escape a través de un tramo tubular en cruz (7).

12. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están previstas dos cámaras resonadoras (21, 23) con una pared intermedia (22) perforada o no perforada.

13. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está prevista al menos una cámara resonadora (21, 23) que está conectada a la corriente de gas de escape a través de un tramo tubular de sintonización (15, 16).

14. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la zona (7, 12) recorrida por gas y la zona (18, 21, 23) no recorrida por gas están dispuestas en una carcasa común (1).

15. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las dos zonas (18, 21, 23) no recorridas por gas están unidas una con otra a través de un tramo tubular (5).

16. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las dos zonas (7, 12) recorridas por gas están unidas una con otra a través de sendas derivaciones (50) y al menos un tumbo (5), extendiéndose el tramo tubular (5) preferiblemente a través de las dos zonas (23, 23') no recorridas por gas y estando provisto allí de una respectiva perforación (49).

17. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unión (5) puede ser cerrada discrecionalmente, en particular por medio de una compuerta (26) de gas de escape dispuesta en el tramo tubular (5), estando la unión (5) preferiblemente cerrada a altos números de revoluciones o a plena carga y abierta a bajos números de revoluciones o a carga parcial.

18. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque todas las zonas (18, 21, 23) están dispuestas en una carcasa común o porque están previstas dos carcasas separadas (1, 1').

19. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se emplea para un turbomotor, estando sintonizadas las cámaras resonadoras (21, 23) preferiblemente a los órdenes superiores del ruido del gas de escape del turbomotor.

20. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque se emplea para un motor Diesel, estando sintonizadas las cámaras resonadoras (21, 23) preferiblemente al pico de ruido en el rango inferior de números de revoluciones del motor Diesel.

21. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se realiza la sintonización de modo que el ruido del gas de escape aumente de manera sustancialmente continua a todo lo largo del rango de números de revoluciones.

22. Instalación de escape según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque no está previsto un silenciador intermedio.