SISTEMA PARA GENERAR AIRE COMPRIMIDO Y PROCEDIMIENTO PARA GESTIONAR GENERACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO EN UN AUTOMOVIL.

Sistema para generar aire comprimido en un automóvil que tiene un conversor de energía (4),

un compresor secundario (2) y un calderín (1). El conversor de energía (4) tiene un eje de entrada (21) conectado a un elemento de un sistema de suspensión (20) y un eje de salida (22). El conversor de energía (4) transforma un movimiento oscilatorio del elemento del sistema de suspensión (20) en un movimiento rotativo en un solo sentido en el eje de salida (22). El compresor secundario (2) accionado por el eje de salida (22) comprime aire proveniente de una entrada de aire atmosférico (18) y obtiene aire comprimido en una salida de aire comprimido (19). El calderín (1) almacena aire comprimido proveniente de la salida de aire comprimido (19) del compresor secundario (2).

Sistema para generar aire comprimido y procedimiento para gestionar generación de aire comprimido en un automóvil

Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de la automoción y más en concreto, en el de los sistemas para generar aire comprimido y procedimientos para gestionar la generación de aire comprimido.

Antecedentes de la invención US 2004/0144581 muestra un sistema para sobrealimentar el motor de combustión interna de un vehículo a partir de la energía cinética del sistema de suspensión del vehículo con un modo de realización que difiere claramente de la presente invención. US 2004/0144581 tiene una carcasa cilíndrica de una bomba hidráulica con unos puntos de fijación al chasis y otros puntos al subchasis que soporta las ruedas. La bomba hidráulica desplaza un fluido hidráulico que mueve una turbina hidráulica que a su vez, y mediante un engranaje multiplicador de la velocidad de giro mueve un compresor de aire que, aspirado a través de un filtro es impulsado a una presión superior a la atmosférica para alimentar un motor por un conducto.

ES 2199090 muestra un sistema que utiliza la energía de vibración que absorben los elementos de amortiguación de un vehículo para sobrealimentar el motor de combustión interna del vehículo. US 2004/0144581 está diseñado para ser el único sistema de sobrealimentación del vehículo y ES 2199090 para complementar en régimen de bajas revoluciones a un turbocompresor estándar. ES 2199090 consta de varios amortiguadores modificados para comprimir directamente aire que es enviado a través de un sistema de conductos a un calderín central que a su vez alimenta al colector de admisión. Mediante válvulas antiretorno se impide la circulación del aire en sentido contrario, tanto desde el calderín hacia los amortiguadores como desde el colector de admisión. Se trata por tanto de un sistema puramente neumático a diferencia de US 2004/0144581 que es hidráulico-nemático. En ES 2199090 el aire comprimido en los amortiguadores es directamente utilizado para sobrealimentar el motor.

Descripción de la invención La invención se refiere a un sistema para generar aire comprimido y un procedimiento para gestionar generación de aire comprimido en un automóvil como los definidos en las reivindicaciones. La invención permite generar aire comprimido a partir de las vibraciones del sistema de amortiguación sin necesidad de introducir complejos sistemas hidráulicos intermedios como precisa US 2004/0144581. Asimismo, la presente invención permite generar aire comprimido a partir de las vibraciones del sistema de amortiguación sin necesidad de modificar los amortiguadores del sistema de amortiguación como precisa ES 2199090.

Para ello, la invención define un sistema para generar aire comprimido en un automóvil que comprende:

1a) un conversor de energía:

1a1) que tiene un eje de entrada conectado a un elemento de un sistema de suspensión;

1a2) que tiene un eje de salida;

1a3) configurado para transformar un movimiento oscilatorio del elemento del sistema de suspensión en un movimiento rotativo en un solo sentido en el eje de salida;

1b) un compresor secundario:

1b1) accionado por el eje de salida;

1b3) configurado para comprimir aire proveniente de una primera entrada de aire atmosférico y obtener aire comprimido en una salida de aire comprimido;

1c) medios de almacenamiento configurados para almacenar aire comprimido proveniente de la salida de aire comprimido del compresor secundario.

Los vehículos ruedan sobre un piso que no es perfectamente plano, provocando vibraciones que hacen oscilar las ruedas del mismo respecto al chasis. La gran parte de la energía provocada por estas vibraciones es absorbida por el muelle y el amortiguador de la suspensión sin aprovecharse. La invención permite aprovechar dicha energía. El resto de la energía de estas vibraciones se absorbe por la amortiguación del neumático y del silentblock.

El movimiento oscilante esencialmente vertical de las ruedas es convertido en una rotación en sentidos alternativos en el eje de unión entre el bastidor del vehículo y el subchasis que soporta las ruedas. Mediante una rueda dentada solidaria al subchasis y otra solidaria al chasis se transmite este giro a un compresor de aire. El aire comprimido pasa a medios de almacenamiento y posteriormente se usa como aire de alimentación del motor.

Este sistema tiene un efecto análogo a una sobrealimentación mediante un turbocompresor o un compresor accionado mecánicamente, solucionando el problema de este tipo de sobrealimentaciones en regímenes bajos del motor. Optimiza, por tanto, el rendimiento de los motores de combustión interna.

En función de la presión en los medios de almacenamiento, el sistema puede funcionar en distintos modos:

Funcionamiento en régimen normal: las vibraciones hacen que el compresor gire, mandando aire a alta presión a los medios de almacenamiento. Posteriormente el aire a presión se usa como aire de alimentación del motor, aumentando sus prestaciones.

Funcionamiento con mucha energía de vibración: En caso de que la presión en los medios de almacenamiento alcance un valor predeterminado, parte del aire se puede mandar a la alimentación del motor y otra parte puede usarse para mover una turbina-compresor. Esta turbina puede arrastrar un motor-alternador eléctrico que puede servir para cargar baterías (la principal o alguna auxiliar) del vehículo. El motor-alternador va acoplado con el motor de explosión mediante un embrague magnético. cuando hay poca presión en los medios de almacenamiento, el motor principal mueve el motor-alternador.

Funcionamiento con poca energía de vibración: En caso de baja presión en los medios de almacenamiento, el motor-alternador puede funcionar como motor, tomando energía eléctrica de las baterías y moviendo la turbinacompresor. En este caso, la turbina-compresor puede alimentar de aire a presión a los medios de almacenamiento para inyectarlo a la alimentación del motor.

Breve descripción de los dibujos A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

La Figura 1 muestra un esquema del sistema de la invención. Los conductos rellenos de puntos representan conductos de aire a presión, las líneas de trazos representan líneas de datos y las líneas punteadas representan líneas eléctricas.

La Figura 2 es un detalle de la Figura 1.

La Figura 3 muestra un diagrama de flujo del procedimiento de la invención.

En las figuras anteriormente citadas se identifican una serie de referencias que corresponden a los elementos indicados a continuación, sin que ello suponga carácter limitativo alguno:

1. Compresor secundario

2. Tuberías aire comprimido desde ruedas

3. Calderín principal

4. Conversor energía

5. Turbina-compresor

6. Motor-alternador

7. Batería

8. Motor térmico

9. Válvula seguridad

10. Electroválvula de dos micros en calderín

11. Centralita

12. Aspiración motor térmico/combustión interna

13. Mariposa

14. Válvula unidireccional de entrada aire al calderín

15. Válvula unidireccional de salida aire del calderín

16. Válvula tarada de entrada aire al calderín

17. Válvula tarada de salida aire del calderín

18. Entrada de aire atmosférico

19. Salida de aire comprimido

20. Sistema de suspensión

21. Entrada conversor

22. Eje de salida

23. Rueda

24. Conexión reversible

25. Eje de accionamiento

26. Colector de admisión

27. Aspiración de un motor térmico

28. Cilindros 12a. Aspiración de un turbocompresor 12b. Aspiración de un compresor de accionamiento mecánico 12c. Aspiración de un motor atmosférico

52. Segunda entrada de aire atmosférico 140. Entrada de aire comprimido 150. Salida de aire comprimido Descripción detallada de un modo de realización Una realización de la invención se refiere a un sistema para generar aire comprimido en un automóvil que comprende: 1a) un conversor de energía (4) :

1a1) que tiene un eje de entrada (21) conectado a un elemento de un sistema de suspensión (20) ;

1a2) que tiene un eje de salida (22) ;

1a3) configurado para transformar un movimiento oscilatorio del elemento del sistema de suspensión (20) en un movimiento rotativo en un solo sentido en el eje de salida...

1. Sistema para generar aire comprimido en un automóvil caracterizado por que comprende:

1a) un conversor de energía (4) :

1a1) que tiene un eje de entrada (21) conectado a un elemento de un sistema de suspensión (20) ;

1a2) que tiene un eje de salida (22) ;

1a3) configurado para transformar un movimiento oscilatorio del elemento del sistema de suspensión (20) en un movimiento rotativo en un solo sentido en el eje de salida (22) ; 1b) un compresor secundario (2) :

1b1) accionado por el eje de salida (22) ;

1b3) configurado para comprimir aire proveniente de una primera entrada de aire atmosférico (18) y obtener aire comprimido en una salida de aire comprimido (19) ; 1c) medios de almacenamiento (1) configurados para almacenar aire comprimido proveniente de la salida de aire comprimido (19) del compresor secundario (2) .

2. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado por que comprende: 2a) una pluralidad de tuberías (3) : 2a1) conectadas entre la salida de aire comprimido (19) de un compresor secundario (2) y una entrada de aire comprimido (140) de los medios de almacenamiento (1) ;

2a2) configuradas para transportar aire comprimido desde la salida de aire comprimido (19) de un compresor secundario (2) a una entrada de aire comprimido (140) de los medios de almacenamiento (1) .

3. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-2 caracterizado por que:

3a) los medios de almacenamiento (1) comprenden una salida de aire comprimido almacenado (150) a un sistema de admisión de un motor del automóvil para proporcionar aire comprimido almacenado al sistema de admisión.

4. El sistema de la reivindicación 3 caracterizado por que la salida de aire comprimido almacenado (150) está conectada a un punto seleccionado entre: 4a) una aspiración de un turbocompresor (12a) ;

4b) una aspiración de un compresor de accionamiento mecánico (12b) ; 4c) una aspiración de un motor atmosférico (12c) .

5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-4 caracterizado por que comprende: 5a) una turbina-compresor (5) : 5a1) conectada a los medios de almacenamiento (1) a través de una conexión reversible (24) ; 5b) un motor-alternador (6) :

5b1) conectado a un eje de accionamiento (25) de la turbina-compresor (5) ; donde: 5a) la turbina-compresor (5) está configurada para:

5a2) comprimir aire proveniente de una segunda entrada de aire atmosférico (52) y obtener aire comprimido en la conexión reversible (24) siendo accionada por el eje de accionamiento (25) ; 5a3) expandir aire comprimido almacenado proveniente de la conexión reversible (24) obteniendo una energía mecánica en el eje de accionamiento (25) ; 5b) el motor-alternador (6) está configurado para: 5b2) accionar el eje de accionamiento (25) para que aire proveniente de una segunda entrada de aire atmosférico (52) sea comprimido en la turbina-compresor (5) ; 5b3) generar energía eléctrica a partir de la energía mecánica proveniente del eje de accionamiento (25) .

6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-5 caracterizado por que comprende: 6a) una electroválvula (10) para abrir/cerrar conexiones de los medios de almacenamiento (1) ; 6b) una centralita (11) para controlar un funcionamiento de la electroválvula (10) .

7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-6 caracterizado por que los medios de almacenamiento (1) comprenden:

7a) una válvula seguridad (9) configurada para evitar una sobrepresión en los medios de almacenamiento (1) .

8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1-7 caracterizado por que comprende un conversor de energía (4) y un compresor secundario (2) en cada rueda (23) .

9. Procedimiento para gestionar generación de aire comprimido en un automóvil mediante un sistema de cualquiera de las reivindicaciones 3-8 caracterizado por que comprende: 9a) determinar una presión máxima admisible, PMA, de medios de almacenamiento (1) ; 9b) medir una presión, P, de medios de almacenamiento (1) ; 9c) si 30% PMA< P < 80% PMA:

9c1) abrir una conexión entre una salida de aire comprimido almacenado (150) y un sistema de admisión de un motor del automóvil.

10. El procedimiento de la reivindicación 9 caracterizado por que comprende:

10a) si P < 30% PMA:

10a1) seleccionar modo motor para un funcionamiento de un motor-alternador (6) ;

10a2) seleccionar modo compresor para un funcionamiento de una turbina-compresor (5) ;

10a3) alimentar con energía eléctrica el motor-alternador (6) en modo motor, obteniendo una energía mecánica en el eje de accionamiento (25) ; 10a4) comprimir en la turbina-compresor (5) en modo compresor, aire proveniente de una segunda entrada de aire atmosférico (52) obteniendo aire comprimido en la conexión reversible (24) ; 10b) si 30% PMA< P < 80% PMA: 10b1) abrir una conexión entre una salida de aire comprimido almacenado (150) y un sistema de admisión de un motor del automóvil; 10c) si 80% PMA < P: 10c1) abrir una conexión entre una salida de aire comprimido almacenado (150) y un sistema de admisión de un motor del automóvil; 10c2) seleccionar modo alternador para un funcionamiento de un motor-alternador (6) ; 10c3) seleccionar modo turbina para un funcionamiento de una turbina-compresor (5) ; 10c4) expandir en la turbina-compresor (5) en modo turbina, aire comprimido almacenado proveniente de la conexión reversible (24) , obteniendo una energía mecánica en el eje de accionamiento (25) ; 10c5) generar en el motor-alternador (6) en modo alternador, energía eléctrica a partir de la energía mecánica proveniente del eje de accionamiento (25) .