Un aparato motor turbo hélice que comprende:

un motor de combustión interna (1),

en particular un motor diesel, que tiene una línea de admisión (2) y unalínea de escape (3);

un primer turbosobrealimentador (5) dispuesto en dicha línea de admisión;

una primera turbina (6) dispuesta en dicha línea de escape adecuada para impulsar dicho primerturbosobrealimentador;

una segunda turbina (7) dispuesta en dicha línea de escape adecuada para suministrar energía mecánica adicho motor;

un segundo sobrealimentador (11) dispuesto sobre dicha línea de admisión adecuado para recibir laenergía mecánica de dicho motor y/o de dicha segunda turbina;

un enlace mecánico (9) entre dicho motor y dicha segunda turbina(7) y segundo sobrealimentador (11);estando el aparato caracterizado por que dicha primera (6) y segunda (7) turbinas se disponen en paralelo endicha línea de escape (2) y por que comprende una válvula (17) para regular el flujo de gas a través de la segundaturbina para regular la energía así suministrada al motor, y/o al segundo sobrealimentador.

Motor turbo hélice sobrealimentado.

5 Campo de la invención

La presente invención se refiere a un aparato de motor turbo hélice sobrealimentado en particular para un vehículo, pero también para otros medios de transporte, tales como un buque.

Estado de la técnica

El turbosobrealimentador de dos etapas se ha propuesto como un medio para lograr una alta eficiencia en motores, particularmente en motores diesel de trabajo pesado, tales como aquellos para vehículos o buques industriales. Dos sobrealimentadores están colocados en serie en la línea de admisión del motor, impulsados por

turbinas colocadas en la línea de escape, que también pueden colocarse en serie, o disponerse de otra manera. El turbosobrealimentador de dos etapas permite que se realice la refrigeración entre las dos etapas de compresión en un intercambiador intermedio específico, lo que aumenta la eficiencia total del motor.

En otros motores, la energía de los gases de escape que se recupera en una turbina se transmite al eje de accionamiento a través de un enlace mecánico entre la turbina y el eje de accionamiento. El enlace mecánico por lo general asegura una relación de velocidad adecuada entre el giro de la turbina y el del motor, siendo dicha relación aproximadamente más de 25, dadas las características de la máquina. Dicho enlace mecánico generalmente comprende un sistema, que puede ser un elemento de acoplamiento viscoso, para reducir las variaciones en la velocidad de giro. La turbina conectada al motor se coloca generalmente aguas abajo con respecto a una turbina

adecuada para accionar un turbosobrealimentador; las turbinas a veces se disponen en paralelo. Estos motores, conocidos como motores turbo hélices, son motores de alto rendimiento, especialmente en términos de eficiencia.

Los motores diesel incluyen, cada vez más, un circuito de recirculación de los gases de escape, por lo general entre un punto aguas arriba con el fin de reducir las emisiones contaminantes, en particular, los óxidos de nitrógeno. En ciertas condiciones, el caudal de los gases de recirculación, regulado por dispositivos específicos, es muy alto. En tales condiciones, el sistema de turbo hélices da como resultado una pérdida de eficiencia y una reducción en la fase de presión disponible para la sobrealimentación, lo que hace difícil mantener una presión de sobrealimentación adecuada. También es inadecuado cuando el motor debe ser utilizado para frenar el motor.

[0005] El documento DE102005003714 describe un aparato de motor turbo hélice, cuyas características se describen en el preámbulo de la reivindicación 1, y se ilustran también en la Figura 2.

Por consiguiente, sería deseable producir un motor turbo hélice con el que se puedan alcanzar altas presiones de sobrealimentación en todas las condiciones, siempre que sea necesario, y que sea capaz de responder rápidamente a dichas solicitudes de presión, manteniendo al mismo tiempo un alto nivel de eficiencia. Además, sería deseable asegurar la eficiencia también durante el frenado del motor. También es deseable no aumentar la complejidad del motor en términos del número de componentes.

Sumario

45 [0007] Los problemas descritos anteriormente se han resuelto de acuerdo con la presente invención mediante un aparato de motor turbo hélice de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con una realización de la invención, el aparato de motor comprende un enlace mecánico entre dicho motor y dicha segunda turbina y segundo sobrealimentador, incluyendo preferiblemente dicho enlace un elemento de acoplamiento hidráulico entre dicho motor y dicha turbina y sobrealimentador. De acuerdo con una realización preferida, los medios de reducción de marchas se proporcionan entre el motor y la segunda turbina y entre el motor y el segundo sobrealimentador.

55 [0009] De acuerdo con una realización de la invención, la primera y segunda turbinas se colocan en paralelo.

Los sobrealimentadores se colocan preferiblemente en serie en la línea de admisión, más preferiblemente el segundo sobrealimentador (el sobrealimentador de baja presión) se coloca aguas arriba con respecto al primero en dicha línea.

La invención se refiere en particular a lo establecido en las reivindicaciones, que se adjuntan.

Lista de dibujos

65 [0012] La presente invención se ilustrará ahora mediante la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas pero no exclusivas, proporcionadas meramente a modo de ejemplo, con la ayuda de los dibujos adjuntos

en los que:

La Figura 1 es una vista esquemática de un aparato de motor de acuerdo con una realización de la presente invención; 5 La Figura 2 es una vista esquemática de un aparato de motor conocido de la técnica anterior;

Descripción detallada de una realización preferida

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un aparato de motor de acuerdo con una realización de la presente invención, respectivamente, en el que la primera y segunda turbinas se colocan en paralelo. Los mismos números de referencia se utilizan para indicar componentes similares. El aparato de motor, por ejemplo un vehículo industrial, de un buque o de otro tipo, comprende el motor de combustión interna 1, que puede ser un motor diesel. El mismo tiene una línea de entrada 2 y una línea de escape 3. Una unidad de turbocompresor 4 comprende un primer turbosobrealimentador 5, impulsado por la primera turbina 6. La primera turbina utiliza la energía de los gases 15 de escape y puede ser de un tipo que se utiliza comúnmente. El dibujo muestra una turbina de doble espiral, del tipo comúnmente utilizado para compensar las ondas de presión que normalmente están presentes en la línea de escape de un motor alternativo. Otros tipos de turbina pueden elegirse, incluidas las turbinas de geometría variable. La segunda turbina 7 se dispone también en la línea de escape 3. De acuerdo con la realización ilustrada en la Figura 1, la misma se coloca en paralelo a la primera turbina, en la técnica anterior como se ilustra en la Figura 2 la misma se coloca en serie, en dicho caso, se dispone aguas abajo con respecto a la primera turbina. La segunda turbina está conectada al eje de accionamiento 8 por medio de un enlace mecánico 9 que puede comprender una serie de unidades de engranajes, unidades de correa o unidades de cualquier otro tipo adecuado, y, accionada por los gases de escape, suministra energía al eje 8. El enlace comprende preferiblemente medios para reducir las variaciones de velocidad, preferiblemente un elemento de acoplamiento hidráulico 10 de un tipo conocido, colocado

entre la segunda turbina y el eje de accionamiento. El enlace asegura una relación de velocidad adecuada entre el motor y la turbina, como es el caso de los motores turbohélices convencionales.

El enlace mecánico 9 conecta también el segundo sobrealimentador 11, dispuesto en la línea de admisión, al motor y a la segunda turbina. El segundo sobrealimentador se coloca preferiblemente aguas arriba con respecto al primer sobrealimentador, y constituye una primera etapa de compresión. Un intercambiador intermedio 12 se puede colocar entre el segundo sobrealimentador y el primer turbosobrealimentador, mientras que un posrefrigerador 13 se puede colocar aguas abajo con respecto al primer turbosobrealimentador, para aumentar la eficiencia y reducir el volumen del aire, como en el caso de los motores turboalimentados de dos etapas. El segundo sobrealimentador puede recibir energía mecánica del motor 1 o también de la segunda turbina 7 a través del enlace 9. De acuerdo con 35 una realización de la invención, el segundo sobrealimentador puede ser un sobrealimentador de desplazamiento positivo, mientras que, de acuerdo con una realización preferida, puede ser un turbosobrealimentador, en particular, un turbosobrealimentador centrífugo, como el primer turbosobrealimentador. El enlace 9 permite que se alcance una relación de velocidad adecuada simplemente y sin ninguna complejidad particular, entre el motor y el sobrealimentador, que de este modo puede accionarse a una velocidad adecuada para un turbosobrealimentador, que es más sencillo y por lo general está menos sometido a desgaste o fallos que un sobrealimentador de desplazamiento positivo. La relación de velocidad con respecto al motor es preferiblemente similar para la segunda turbina y para el segundo sobrealimentador, (en caso... [Seguir leyendo]

1. Un aparato motor turbo hélice que comprende:

un motor de combustión interna (1) , en particular un motor diesel, que tiene una línea de admisión (2) y una línea de escape (3) ; un primer turbosobrealimentador (5) dispuesto en dicha línea de admisión; una primera turbina (6) dispuesta en dicha línea de escape adecuada para impulsar dicho primer turbosobrealimentador; una segunda turbina (7) dispuesta en dicha línea de escape adecuada para suministrar energía mecánica a dicho motor; un segundo sobrealimentador (11) dispuesto sobre dicha línea de admisión adecuado para recibir la energía mecánica de dicho motor y/o de dicha segunda turbina;

un enlace mecánico (9) entre dicho motor y dicha segunda turbina (7) y segundo sobrealimentador (11) ; estando el aparato caracterizado por que dicha primera (6) y segunda (7) turbinas se disponen en paralelo en dicha línea de escape (2) y por que comprende una válvula (17) para regular el flujo de gas a través de la segunda turbina para regular la energía así suministrada al motor, y/o al segundo sobrealimentador.

2. Aparato de motor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una válvula de mariposa (18) aguas abajo con respecto a la primera turbina.

3. Aparato de motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una línea de

derivación ajustable (21) de dicho segundo sobrealimentador. 25

4. Aparato de motor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho enlace incluye un elemento de acoplamiento hidráulico (10) colocado entre dicho motor y dicha segunda turbina y sobrealimentador.

5. Aparato motor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho enlace comprende medios de reducción de marchas entre el motor y la segunda turbina.

6. Aparato motor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho enlace comprende medios de reducción de marchas entre el motor y el segundo sobrealimentador.

7. Aparato motor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho medio de reducción de marchas es un mecanismo epicicloidal y permite la regulación continua de la relación de velocidad de giro.

8. Aparato motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo sobrealimentador es un turbosobrealimentador.

9. Aparato motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una línea (25) para hacer recircular los gases de escape hasta dicho motor.

10. Aparato motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una válvula (23) 45 para regular el caudal a través de dicho segundo sobrealimentador.

11. Aparato motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una válvula (24) para regular el cabeceo de dicho segundo sobrealimentador.

12. Aparato motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo sobrealimentador está dispuesto aguas arriba con respecto al primer sobrealimentador en dicha línea de gas de escape.

13. Aparato motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende uno o más 55 enfriadores (12, 13) , dispuestos apropiadamente en dicha línea de admisión.

14. Aparato motor para un vehículo, en particular un vehículo industrial, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

15. Método de controlar un aparato de motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para su uso como un freno de motor, que comprende la exclusión o desactivación completa o parcial de dicha segunda turbina.

16. Método de controlar un aparato de motor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en 65 particular para su uso con bajas cargas y bajas velocidades, que comprenden la exclusión o desactivación completa

o parcial de dicho segundo sobrealimentador.

17. Vehículo, en particular un vehículo industrial provisto del aparato de motor de acuerdo con la reivindicación 14.