REPARTIDOR DE AIRE DE ALIMENTACIÓN PARA MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Repartidor de aire (10, 10') para un motor de combustión interna que tiene al menos una pluralidad de cilindros en línea (15,

16, 17, 18) con dos conductos de admisión por cilindro, teniendo dicho repartidor un cuerpo principal tubular (24) sensiblemente cilíndrico provisto de canales de unión laterales (45, 46, 65, 66) para la alimentación de los cilindros y cuyas bifurcaciones (37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44) con el cuerpo principal tubular desembocan sensiblemente de forma alineada en una generatriz GA de dicho cuerpo principal tubular, estando el cuerpo principal tubular (24) prolongado aguas arriba de dichas bifurcaciones con un codo (30) sensiblemente a 180º que se abre en un orificio de entrada de aire (32), estando dicho codo inclinado con respecto al plano diametral P3 de dicho cuerpo principal que incorpora la generatriz GA de alineación de las bifurcaciones, caracterizado porque tiene un resalto entrante (70) dispuesto en el cuerpo tubular (24) opuesto a las bifurcaciones (37, 38, 40, 41) de los canales de unión (45, 46, 65, 66) de los cilindros distribuidos primero (15) y segundo (16) y que tiene una zona cuspidal (72) entre las bifurcaciones de los cilindros distribuidos primero y segundo

El presente invento se refiere a un repartidor del aire admitido en los cilindros de un motor de combustión interna, especialmente para vehículos automóviles, bien entendido que el término “aire” debe ser tomado en un sentido amplio y especialmente para cubrir cualquier mezcla de admisión gaseosa, sobre todo las mezclas aire/carburante. 5

De una forma general, la repartición del aire admitido en los cilindros de un motor de combustión interna se realiza buscando eliminar o reducir sensiblemente cualquier desequilibrio en la alimentación de cada uno de los cilindros, tanto a nivel de un mismo cilindro en caso de una pluralidad de conductos de alimentación como a nivel de la repartición entre los cilindros. En particular en los motores con dos conductos de admisión por cilindro de tipo diesel para los que la aerodinámica de los gases de admisión 10 es crítica se han observado bajas del “swirl” en ciertos cilindros, sobre todo en el segundo cilindro distribuido, que tendrían como causa las características geométricas del repartidor (pudiendo definirse el “swirl” como un torbellino axial en el cilindro). Es así, en particular para los repartidores de aire acodados a 180º, especialmente cuando, por razones de dimensiones y de compacidad de los motores destinados a ser montados en el compartimento del motor de un vehículo automóvil, el codo está inclinado con 15 respecto a un plano de referencia diametral al cuerpo tubular y que pasa por la recta de alineación de las bifurcaciones de los canales de las uniones de los conductos de alimentación de los cilindros.

El invento tiene como objeto un repartidor de alimentación mejorada al nivel del segundo cilindro distribuido habiendo tenido en cuenta las características geométricas del repartidor y sobre todo resolver los inconvenientes antes descritos. 20

Se conoce, sobre todo por la publicación JP2003074357 y por la publicación JP09317578, un repartidor de aire para un motor de combustión interna del tipo de dos válvulas de admisión por cilindro con entrada de aire axial en el extremo y en el que las curvaturas de los canales de unión están adaptadas para uniformizar el “swirl” entre los cilindros. Se conoce, igualmente por la publicación JP63208616, un repartidor de aire para un motor de combustión interna de cuatro cilindros en línea, con 25 una válvula de admisión por cilindro, con entrada central lateral entre el segundo y el tercer cilindro y en el que la entrada del canal de unión del tercer cilindro tiene una guía de aire para dar a las líneas de corriente aguas arriba de la culata el mismo radio de curvatura y en el mismo sentido que en el segundo cilindro. Se conoce, igualmente por la publicación JP113509963, un repartidor de aire sin canales de unión para un motor de combustión interna de tres cilindros en línea del tipo de una válvula de admisión y 30 en el que están dispuestas proyecciones de adaptación de perfil constante entre los cilindros primero y segundo distribuidos y entre los cilindros segundo y tercero distribuidos. Se observará que las soluciones propuestas en las tres publicaciones japonesas para equilibrar el “swirl” entre los cilindros no se refieren más que a repartidores de aire de estructuras particulares completamente distintas de los repartidores de aire acodados y para los que las perturbaciones aerodinámicas internas ligadas a o inducidas por estos 35 repartidores no existen.

El invento propone un repartidor de aire para un motor de combustión interna que tiene al menos una pluralidad de cilindros en línea con dos conductos de admisión por cilindro, teniendo dicho repartidor un cuerpo principal tubular sensiblemente cilíndrico provisto de canales de unión laterales para la alimentación de los cilindros y cuyas bifurcaciones con el cuerpo principal tubular desembocan 40 sensiblemente de forma alineada en una generatriz de dicho cuerpo principal tubular, estando el cuerpo principal prolongado aguas arriba de dichas bifurcaciones con un codo sensiblemente a 180º que se abre en un orificio de entrada de aire, estando dicho codo inclinado con respecto al plano diametral de dicho cuerpo principal que incorpora la generatriz de alineación de las bifurcaciones, caracterizado porque tiene un resalto entrante dispuesto en el cuerpo tubular opuesto a las bifurcaciones de los canales de unión de 45 los cilindros distribuidos primero y segundo y que tiene una zona cuspidal entre las bifurcaciones de los cilindros primero y segundo distribuidos.

Como irá apareciendo en la descripción, tal disposición permite reequilibrar los caudales entre los dos canales de unión del segundo cilindro distribuido.

Según un modelo de realización preferido, el repartidor está adaptado para ser montado 50 paralelamente a la cara de admisión correspondiente a la culata de dicho motor con los canales de unión dispuestos enfrente de los conductos de admisión de la culata y que corresponden a los cilindros respectivos, y paralelamente a la alineación de los cilindros, de forma que dicho plano diametral sea normal a dicha cara de admisión de la culata. Tal disposición permite mejorar la compacidad del motor equipado con el repartidor. 55

Según una primera variante del repartidor según el invento la zona cuspidal está dispuesta justo aguas abajo de la bifurcación aguas abajo del primer cilindro distribuido. Ventajosamente el resalto tiene un perfil convergente/divergente en el sentido de la circulación del aire en el cuerpo tubular a una parte y a otra de la zona cuspidal, especialmente un perfil convergente/divergente que se extiende sensiblemente de aguas abajo de la bifurcación aguas arriba del primer cilindro distribuido a aguas arriba de la 5 bifurcación aguas abajo del segundo cilindro distribuido.

Según otra variante del invento el resalto tiene una extensión sensiblemente perpendicular a la dirección de la circulación de aire en el cuerpo tubular.

Según otra variante más del invento el repartidor tiene aguas arriba y cerca de las bifurcaciones de los conductos del primer cilindro distribuido y en el lado de la inclinación del codo una rampa de 10 estrangulamiento parcial de la sección de circulación de aire del cuerpo principal. Ventajosamente la rampa se presenta en forma de un trampolín asimétrico cuyas caras aguas arriba y aguas abajo tienen respectivamente una pendiente débil y una pendiente fuerte, estando dicha rampa inclinada lateralmente con respecto a dicho plano diametral.

Tal disposición al nivel del primer cilindro distribuido, por una parte interviene en la aerodinámica 15 interna del repartidor y permite recuperar niveles de “swirl” sensiblemente iguales en los diferentes cilindros del motor con una subida de nuevo del “swirl” en el primer cilindro distribuido y volver a equilibrar los caudales entre los dos canales de unión del mismo primer cilindro distribuido. Se advertirá con interés que no existe interacción negativa entre las disposiciones aerodinámicas de los cilindros distribuidos segundo y primero susceptible de disminuir la eficacia de una y otra de las disposiciones. En particular, la 20 eficacia obtenida por el repartidor de aire por la sola presencia de la disposición aerodinámica al nivel del segundo cilindro distribuido no está apenas alterada por la introducción aguas arriba de la disposición aerodinámica al nivel del primer cilindro distribuido. De este modo ha sido posible verificar que un repartidor con codo inclinado según el invento que combina las dos disposiciones aerodinámicas al nivel de los cilindros distribuidos primero y segundo no provoca más que una muy débil dispersión del “swirl” de 25 un cilindro a otro.

Según otra variante más del invento el repartidor tiene sensiblemente frente a la salida del codo y aguas arriba con respecto a dicha rampa un segundo resalto entrante en la extensión sensiblemente perpendicular a la dirección de la circulación de aire en el cuerpo tubular. Ventajosamente el segundo resalto tiene un perfil convergente/divergente en el sentido de la circulación de aire en el cuerpo tubular. 30 Tal segundo resalto o relieve permite mejorar la permeabilidad global del repartidor y en particular en el primer puesto distribuido, habiendo observado que la permeabilidad de una tubería corresponde a su capacidad de dejar pasar un caudal de aire para una pérdida de energía dada. Aquí todavía la introducción del segundo resalto en combinación con las dos disposiciones aerodinámicas mejora más las prestaciones especialmente en el caudal del repartidor de aire según el invento. 35

1. Repartidor de aire (10, 10') para un motor de combustión interna que tiene al menos una pluralidad de cilindros en línea (15, 16, 17, 18) con dos conductos de admisión por cilindro, teniendo dicho repartidor un cuerpo principal tubular (24) sensiblemente cilíndrico provisto de canales de unión laterales (45, 46, 65, 66) para la alimentación de los cilindros y cuyas bifurcaciones (37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44) 5 con el cuerpo principal tubular desembocan sensiblemente de forma alineada en una generatriz GA de dicho cuerpo principal tubular, estando el cuerpo principal tubular (24) prolongado aguas arriba de dichas bifurcaciones con un codo (30) sensiblemente a 180º que se abre en un orificio de entrada de aire (32), estando dicho codo inclinado con respecto al plano diametral P3 de dicho cuerpo principal que incorpora la generatriz GA de alineación de las bifurcaciones, caracterizado porque tiene un resalto entrante (70) 10 dispuesto en el cuerpo tubular (24) opuesto a las bifurcaciones (37, 38, 40, 41) de los canales de unión (45, 46, 65, 66) de los cilindros distribuidos primero (15) y segundo (16) y que tiene una zona cuspidal (72) entre las bifurcaciones de los cilindros distribuidos primero y segundo.

2. Repartidor de aire (10, 10') según la reivindicación 1, caracterizado porque la zona cuspidal (72) está dispuesta justo aguas abajo de la bifurcación (38) del primer cilindro distribuido (15). 15

3. Repartidor de aire (10, 10') según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicho resalto (70) tiene un perfil convergente/divergente (71, 73) en el sentido de la circulación de aire en el cuerpo tubular (24) a una parte y a otra de la zona cuspidal (72).

4. Repartidor de aire (10, 10') según una de las reivindicaciones 2 y 3 tomadas en combinación, caracterizado porque el perfil convergente/divergente (71, 73) se extiende sensiblemente de aguas abajo 20 de la bifurcación aguas arriba (37) del primer cilindro distribuido (15) a aguas arriba de la bifurcación aguas abajo (40) del segundo cilindro distribuido (16).

5. Repartidor de aire (10, 10') según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho resalto (70) tiene una extensión sensiblemente perpendicular a la dirección de la circulación de aire en el cuerpo tubular (24). 25

6. Repartidor de aire (10') según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque tiene aguas arriba y en la proximidad de las bifurcaciones (37, 38) unos canales de unión (45, 46) del primer cilindro distribuido (15) y en el lado de inclinación del codo una rampa de estrangulamiento parcial (48) de la sección de circulación de aire del cuerpo principal tubular (24).

7. Repartidor de aire (10') según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha rampa (48) tiene 30 la forma de un trampolín asimétrico cuyas caras aguas arriba (50) y aguas abajo (52) tienen respectivamente una pendiente débil y una pendiente fuerte, estando dicha rampa inclinada lateralmente con respecto a dicho plano diametral P3.

8. Repartidor de aire (10') según una de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque tiene sensiblemente en la salida del codo enfrente y aguas arriba de dicha rampa (48) un segundo resalto 35 entrante (60) con una extensión sensiblemente perpendicular a la dirección de la circulación de aire en el cuerpo tubular (24).

9. Repartidor de aire (10') según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho segundo resalto (60) tiene un perfil convergente/divergente en el sentido de circulación de aire en el cuerpo tubular (24).

10. Repartidor de aire (10, 10') según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el 40 cuerpo tubular (24) en la parte lineal tiene una sección recta (34) sensiblemente rectangular con ángulos redondeados, de los que un pequeño lado (36) del codo corresponde al lateral del cuerpo tubular opuesto al codo (30) y que lleva dichas bifurcaciones (37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44) de los canales de unión (45, 46, 65, 66).

11. Repartidor de aire (10, 10') según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque 45 está adaptado para ser montado paralelamente a la cara de admisión (12) correspondiente de la culata de dicho motor con los canales de unión (37, 38, 39, 40) dispuestos enfrente de los conductos de admisión (45, 46, 65, 66) de la culata que corresponden a los cilindros respectivos y paralelamente a la alineación de los cilindros de forma que dicho plano diametral P3 sea normal a dicha cara de admisión de la culata (12). 50

12. Motor de combustión interna, especialmente para un vehículo automóvil, que tiene al menos un repartidor de aire según una de las reivindicaciones 1 a 10 montado en una cara de admisión de la culata de dicho motor.

13. Motor de combustión interna de tipo diesel, especialmente para un vehículo automóvil, que tiene al menos un repartidor de aire según una de las reivindicaciones 1 a 10 montado en una cara de 5 admisión de la culata de dicho motor.