ENFRIADOR DE AIRE DE ADMISIÓN PARA UN MOTOR TÉRMICO TURBOCOMPRIMIDO DE DOS ETAPAS DE SOBREALIMENTACIÓN Y CIRCUITO DE AIRE CORRESPONDIENTE.

Enfriador de aire de admisión para un motor térmico turbocomprimido de dos etapas de sobrealimentación,

caracterizado porque comprende una primera etapa de enfriamiento (24) y una segunda etapa de enfriamiento (26) atravesadas por el aire exterior y/o aire de admisión y agrupadas en una sola carcasa de intercambiador de calor (30) y que comparten un haz de intercambiador de calor (28) común, alojado en la carcasa de intercambiador de calor (30) y atravesado por un líquido de enfriamiento y porque la primera etapa de enfriamiento (24) y la segunda etapa de enfriamiento (26) comprenden, respectivamente, un primer conducto (40) y un segundo conducto (42) separados por un tabique (44) y presentando cada uno una entrada (50; 54) y una salida (52; 56) para el aire de admisión y porque el haz de intercambiador (28) comprende una primera parte (58) y una segunda parte (60) alojadas respectivamente en el primer conducto (40) y el segundo conducto (42).

Enfriador de aire de admisión para un motor térmico turbocomprimido de dos etapas de sobrealimentación y circuito de aire correspondiente La invención se refiere a los equipamientos de los motores térmicos de los vehículos automóviles.

La invención se refiere más particularmente a un enfriador de aire de admisión para un motor térmico trubocomprimido de dos etapas de sobrealimentación, así como un circuito de aire de admisión que incluye tal enfriador.

Para mejorar el rendimiento de los motores térmicos, especialmente de bajo régimen, es conocido el recurso a dos etapas de sobrealimentación que incluyen respectivamente un primer compresor y un segundo compresor. El primer compresor, o compresor corriente arriba, comprime el aire de admisión a baja presión, mientras que el segundo compresor, o compresor corriente abajo, comprime el aire de admisión a alta presión. Las dos etapas de sobrealimentación pueden comprender un turbocompresor asociado a un compresor mecánico o eléctrico, o también dos turbocompresorers de dimensión y relación de compresión diferentes.

El aire de admisión así comprimido, también denominado aire de sobrealimentación, se calienta debido a su compresión y se debe enfriar mediante un intercambiador de calor apropiado, denominado enfriador de aire de sobrealimentación.

En el caso de un motor térmico turbocomprimido de dos etapas de sobrealimentación, el aire calentado por compresión se puede enfriar con un solo intercambiador de calor, o también con dos intercambiadores de calor montados a la salida de cada compresor, cuando estos últimos están montados en serie. Esta arquitectura conocida mejora el rendimiento y protege la rueda de arrastre del segundo compresor cuando la temperatura en salida del primer compresor es demasiado elevada (véase AT 006106U1) .

El recurso a dos intercambiadores de calor, no solamente genera un sobrecoste sino que también penaliza la aerodinámica, y más aun cuando los intercambiadores de calor van generalmente montados en la parte delantera del vehículo.

La invención tiene especialmente por objeto paliar los inconvenientes anteriormente mencionados.

La invención propone a dicho fin un enfriador de aire de admisión del tipo definido anteriormente, que comprende una primera etapa de enfriamiento y una segunda etapa de enfriamiento agrupadas en una sola carcasa de intercambiador de calor y que comparten un haz de intercambiador de calor común, alojado en la carcasa de intercambiador de calor y atravesado por un líquido de enfriamiento.

De este modo, la invención permite agrupar las dos etapas de enfriamiento en el interior de una misma carcasa, a la vez que compartir un mismo haz de intercambiador de calor, estando dicha carcasa atravesada por aire de admisión, circulando el aire de sobrealimentación especialmente en serie.

Esta solución presenta un cierto número de ventajas, especialmente un menor coste, una pérdida de carga reducida en la línea de aire de admisión y un volumen reducido. Asimismo la solución es compatible con un funcionamiento de dos compresores o de un solo compresor.

En una realización preferida, la primera etapa de enfriamiento y la segunda etapa de enfriamiento comprenden respectivamente un primer conducto y un segundo conducto separados por un tabique y presentando cada uno una entrada y una salida para el aire de admisión, comprendiendo el haz de intercambiador de calor una primera parte y una segunda parte alojadas respectivamente en el primer conducto y el segundo conducto.

En una realización, la entrada y la salida del primer conducto están opuesta, respectivamente, a la entrada y a la salida del segundo conducto, de manera que el aire de admisión circula en el mismo en sentidos opuestos, mientras que el haz de intercambiador de calor está dispuesto para que el líquido de enfriamiento circule sucesivamente en la primera parte y la segunda parte del haz de intercambiador de calor.

En otra realización, la entrada y la salida del primer conducto están respectivamente del mismo lado que la entrada y la salida del segundo conducto, de manera que el aire de admisión circule en el mismo sentido, mientras que el haz de intercambiador de calor está dispuesto para que el líquido de enfriamiento circule simultáneamente en la primera parte y la segunda parte del haz de intercambiador de calor.

En todos los casos, es ventajoso que el haz de intercambiador de calor esté dispuesto para que el líquido de enfriamiento circule en sentido opuesto al aire de admisión tanto en la primera parte que en la segunda parte del haz de intercambiador de calor.

Ventajosamente, el haz de intercambiador de calor comprende un apilamiento de placas y separadores ondulados que delimitan láminas de circulación del líquido de enfriamiento, que se alternan con los canales de circulación del aire de admisión.

Para mejorar el intercambio térmico, las láminas de circulación del líquido de enfriamiento, formadas cada una entre dos placas contiguas, delimitan ventajosamente un recorrido de circulación que tiene la forma de al menos una U.

Según otra característica de la invención, se puede formar el tabique anteriormente mencionado por la carcasa y/o el haz.

En una primera variante, el tabique es un tabique fijo.

En una segunda variante, el tabique incluye una parte fija y al menos una parte móvil desplazable entre una primera posición en la cual el primer conducto y el segundo conducto están aislados y una segunda posición en la cual el primer conducto y el segundo conducto comunican.

En una realización, las entradas de aire respectivas del primer conducto y del segundo conducto están dispuestas en extremos opuestos de la carcasa de intercambiador de calor, mientras que el tabique comprende una sola parte móvil situada en uno de los extremos de la carcasa de intercambiador de calor.

En otra realización, las entradas de aire respectivas del primer conducto y del segundo conducto están dispuestas en un mismo extremo de la carcasa de intercambiador de calor, mientras que el tabique comprende dos partes móviles situadas respectivamente en los dos extremos de la carcasa de intercambiador de calor.

La parte móvil es ventajosamente una compuerta pivotante.

En otro aspecto, la invención se refiere a un circuito de aire de admisión para un motor térmico turbocomprimido de dos etapas de sobrealimentación que comprende un compresor corriente arriba, que funciona a baja presión, y un compresor corriente abajo, que funciona a alta presión, comprendiendo este circuito, además, un enfriador de admisión según la invención.

En este caso, la primera etapa de enfriamiento se interpone entre el compresor corriente arriba y el compresor corriente abajo, mientras que la segunda etapa de enfriamiento se conecta en salida del compresor corriente abajo.

En el caso en que el enfriador de aire de admisión está provisto de un tabique con al menos una parte móvil, el circuito puede admitir dos posiciones correspondientes a las posiciones de esta parte móvil.

En la primera posición anteriormente mencionada, el aire de admisión está destinado a pasar sucesivamente por el compresor corriente arriba, la primera etapa de enfriamiento, el compresor corriente abajo, y a continuación la segunda etapa de enfriamiento. En este caso, se utilizan los dos compresores.

En la segunda posición anteriormente mencionada, el aire de admisión está destinado a pasar sucesivamente por el compresor corriente arriba, la primera etapa de enfriamiento y a continuación la segunda etapa de enfriamiento evitando de este modo el compresor corriente abajo.

Dicho de otro modo, se utiliza entonces solamente el compresor corriente arriba.

En la siguiente descripción, realizada solamente a título de ejemplo, se hace referencia a los dibujos anexos en los dos partes del tabique.

1. Enfriador de aire de admisión para un motor térmico turbocomprimido de dos etapas de sobrealimentación, caracterizado porque comprende una primera etapa de enfriamiento (24) y una segunda etapa de enfriamiento

(26) atravesadas por el aire exterior y/o aire de admisión y agrupadas en una sola carcasa de intercambiador de calor (30) y que comparten un haz de intercambiador de calor (28) común, alojado en la carcasa de intercambiador de calor (30) y atravesado por un líquido de enfriamiento y porque la primera etapa de enfriamiento (24) y la segunda etapa de enfriamiento (26) comprenden, respectivamente, un primer conducto (40) y un segundo conducto

(42) separados por un tabique (44) y presentando cada uno una entrada (50; 54) y una salida (52; 56) para el aire de admisión y porque el haz de intercambiador (28) comprende una primera parte (58) y una segunda parte (60) alojadas respectivamente en el primer conducto (40) y el segundo conducto (42) .

2. Enfriador de aire de admisión según la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada (50) y la salida (52) del primer conducto (40) están opuestas respectivamente a la entrada (54) y a la salida (56) del segundo conducto

(42) de manera que el aire de admisión circule en sentidos opuestos, y porque el haz (28) de intercambiador de calor está dispuesto para que el líquido de enfriamiento circule sucesivamente en la primera parte (58) y la segunda parte (60) del haz.

3. Enfriador de aire de admisión según la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada (50) y la salida (52) del primer conducto (40) están respectivamente del mismo lado que la entrada (54) y la salida (56) del segundo conducto (42) de manera que el aire de admisión circule en el mismo en el mismo sentido, y porque el haz (28) de intercambiador de calor está dispuesto para que el líquido de enfriamiento circule simultáneamente en la primera parte (58) y la segunda parte (60) del haz de intercambiador de calor (28) .

4. Enfriador de aire de admisión según una de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque el haz de intercambiador de calor (28) está dispuesto para que el líquido de enfriamiento circule en sentido opuesto al aire de admisión, tanto en la primera parte (58) como en la segunda parte (60) del haz de intercambiador de calor (28)

5. Enfriador de aire de admisión según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el haz (28) de intercambiador de calor comprende un apilamiento de placas (62) y separadores ondulados (64) que delimitan láminas de circulación del líquido de enfriamiento, que se alternan con los canales de circulación del aire de admisión.

6. Enfriador de aire de admisión según la reivindicación 5, caracterizado porque las láminas de circulación del líquido de enfriamiento, formadas cada una entre dos placas (62) contiguas, delimitan un recorrido de circulación que tiene la forma de al menos una U.

7. Enfriador de aire de admisión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el tabique (44) está formado por la carcasa (30) y/o el haz (28) .

8. Enfriador de aire de admisión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tabique (44) es un tabique fijo.

9. Enfriador de aire de admisión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tabique (44) incluye una parte fija (74) y al menos una parte móvil (76) desplazable entre una primera posición en la cual el primer conducto (40) y el segundo conducto (42) están aislados y una segunda posición en la cual el primer conducto (40) y el segundo conducto (42) comunican.

10. Enfriador de aire de admisión según la reivindicación 9, caracterizado porque las entradas de aire respectivas (50; 54) del primer conducto (40) y del segundo conducto (42) están dispuestas en extremos opuestos de la carcasa de intercambiador de calor, y porque el tabique comprende una sola parte móvil (76) situada en uno de los extremos de la carcasa de intercambiador de calor.

11. Enfriador de aire de admisión según la reivindicación 9, caracterizado porque las entradas de aire (50; 54) del primer conducto (40) y del segundo conducto (42) están dispuestas en un mismo extremo de la carcasa de intercambiador de calor, y porque el tabique comprende dos partes móviles (76) situadas respectivamente en los dos extremos de la carcasa de intercambiador de calor.

12. Enfriador de aire de admisión según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la parte móvil (76) es una compuerta giratoria.

13. Circuito de aire de admisión para un motor térmico turbocomprimido de dos etapas de sobrealimentación que comprende un compresor corriente arriba (18) de baja presión y un compresor corriente abajo (22) de alta presión, caracterizado porque comprende, además, un enfriador de admisión (20) según una de las reivindicaciones 1 a 12, cuya primera etapa de enfriamiento (24) está interpuesta entre el compresor corriente arriba y el compresor corriente abajo, mientras que la segunda etapa de enfriamiento (26) está conectada en salida del compresor corriente abajo.

14. Circuito de aire de admisión según la reivindicación 13, en el cual el enfriador de aire de admisión (20) está provisto de un tabique con al menos una parte móvil (76) , como se define en una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque en la primera posición, el aire de admisión está destinado a pasar sucesivamente por el compresor corriente arriba (18) , la primera etapa de enfriamiento (24) , el compresor corriente abajo (22) , y a continuación la segunda etapa de enfriamiento (26) , mientras que, en la segunda posición, el aire de admisión está destinado a pasar sucesivamente por el compresor corriente arriba (18) , la primera etapa de enfriamiento (24) y a continuación la segunda etapa de enfriamiento (26) , evitando el compresor corriente abajo.