Conjunto modular de gases de escape.

Conjunto modular de gases de escape que comprende una carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación (4,

24), estando la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación (4, 24) provista de una brida de salida (6) estandarizada y con un alojamiento de brida de soporte (7) estandarizada y pudiendo ser aplicables en la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación (4, 24) espirales de turbina (8, 8a, 8b, 28) de diferente tamaño, estando la espiral de turbina (8, 8a, 8b) conectada por medio de una brida de soporte (18, 18a, 18b) con el alojamiento de brida de soporte (7) estandarizado y por medio de una conexión de salida (13, 13a, 13b) con la brida de salida (6) estandarizada, estando el sector de entrada (9) de la espiral de turbina (8, 8a, 8b) ajustado a un sector de salida (10) de un sistema interior de colector (11) estandarizado, de manera que las espirales de turbina (8, 8a, 8b) adaptadas a diferentes potencias de motor son acoplables con el sistema interior de colector (11) por medio de su sector de entrada (9).

Conjunto modular de gases de escape La invención se refiere a un conjunto modular de gases de escape.

La carga de máquinas de combustión interna se produce de manera creciente mediante turbocompresor de sobrealimentación, debido a que de esta manera se pueden conseguir una reducción eficiente del consumo de combustible.

Sobre la base de unos pocos motores básicos es posible realizar mediante el control adaptado de motor la variación o la adaptación a diferentes vehículos. En este caso, para que los turbocompresores de sobrealimentación y, en particular, las carcasas de turbinas de fundición trabajen de manera eficaz, los mismos se ajustan muy precisamente a la curva de potencia del motor respectivo. Debido a que los costes de implementar y adaptar los conceptos de turbocompresor de sobrealimentación en construcción de chapas metálicas, como los que se describen, por ejemplo, en el documento DE 100 22 052 A, el documento DE 103 07 028 B3 o el documento DE 603 12 535 T2, son muy elevados en lo que se refiere a los útiles de conformación y dispositivos, el uso de turbocompresores de sobrealimentación especialmente adaptados en construcción de chapas metálicas sólo se torna económico en modelos con una fabricación en relativa gran escala.

Estas desventajas también existen en colectores fundidos y carcasas de turbocompresor de sobrealimentación debido a que para cada escala de potencia o variante de potencia de motor de un motor de combustión interna, es necesario que los mismos deban ser rediseñados y, asimismo, todas las actividades de validación deben ser realizadas otra vez. En estos casos, siempre se presentan nuevos costes de desarrollo, útiles y dispositivos, porque las diferentes piezas del turbocompresor de sobrealimentación deben ser ajustadas entre si y se deben chequear sus interacciones. Además, también es necesario adaptar la periferia adyacente del motor a las partes variables del turbocompresor de sobrealimentación, lo que significa, por su parte, mayores costes.

Respecto del estado actual de la técnica se debe nombrar el documento DE 100 29 807 C1. Allí se propone que el número de turbinas para la adaptación a los diferentes tipos de motores se mantenga tan reducido tanto como sea posible. Para poder realizar diferentes rendimientos del motor en función del tamaño del motor, las turbinas estándar usadas deben ser sometidas a una modificación adaptada al tipo respectivo, por ejemplo mediante el rectificado del contorno exterior de la rueda de turbina a radios más pequeños. Sin embargo, para poder mantener constante el resquicio entre el contorno de la rueda de turbina y el del manguito de contorno que encierra la rueda de turbina, también el manguito de contorno debe experimentar un ajuste correspondiente. Dichas medidas son relativamente complicadas.

En el documento DE 10 2008 032 492 A1 se propone una carcasa de turbina para un turbocompresor de sobrealimentación de gases de escape de una máquina de combustión interna de concepción modular. Se usan los módulos de carcasa provistos de diferentes rejillas de guía que, de manera sencilla, pueden respetar los diferentes requerimientos de la máquina de combustión interna. Mediante el uso de estas rejillas de guía, la carcasa de turbina y la rueda de turbina a disponer en la misma, contrariamente al estado actual de la técnica, pueden ser mantenidos invariables, al menos en gran parte, en un intervalo de cilindrada amplio, porque ahora el comportamiento de la turbina o el comportamiento de la máquina de combustión interna turbosobrealimentada puede ser optimizada de la manera deseada mediante la selección y montaje de un módulo de carcasa óptimo respectivo.

Partiendo de este estado actual de la técnica, la invención tiene el objetivo de indicar un conjunto modular de gases de escape de coste económico y que puede ser adaptado a las diferentes variantes de realización y potencia de un motor de combustión interna.

El objetivo precedente se consigue mediante un conjunto modular de gases de escape con las características de la reivindicación 1.

Formas de realización ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

El conjunto modular de gases de escape según la invención presenta una carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación en el que se ha previsto una brida estándar de salida y un alojamiento estándar de brida de soporte. En la carcasa de turbocompresor de sobrealimentación se pueden usar espirales de turbina de diferentes tamaños y modelos, estando la espiral de turbina conectada por medio de una brida de soporte con el alojamiento de brida de soporte y por medio de una conexión de salida con la brida de salida de la carcasa de turbocompresor de sobrealimentación.

El sistema interior del colector presenta, asimismo, un sector de conexión estandarizado para un sector de entrada de la espiral de turbina. En este caso, el sector de entrada de la espiral de turbina de diferentes tamaños está siempre ajustado al sector de conexión del sistema interior de colector. Por lo tanto, la espiral de turbina adaptada a las diferentes potencias de motor siempre puede ser conectada con el sistema interior de colector por medio del

sector de entrada.

En una forma de realización preferente, el conjunto modular de gases de escape comprende un colector con una carcasa exterior de colector y un sistema interior de colector, estando la carcasa exterior de colector configurada en una pieza con la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación.

El principio del conjunto modular de gases de escape según la invención consiste en usar para motores de diferentes escalas de potencia componentes estandarizados de la carcasa exterior de colector y de la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación, para lo cual se instala en la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación una espiral de turbina ajustada a la escala de potencia requerida y/o una brida de soporte apropiada. Para ello, los sectores de conexión de los diferentes tamaños constructivos de espiral de turbina y/o brida de soporte están siempre ajustados a las carcasas exteriores de colector normalizadas y carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación y acoplables con los mismos. Por lo tanto, la invención se refiere a un sistema que se basa a manera de módulos en componentes modulares normalizados formados por la carcasa exterior de colector y la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación, siendo dichos componentes modulares combinables con diferentes espirales de turbina.

El sector de salida de la espiral de turbina está acoplado con la conexión de salida, preferentemente por medio de un asiento ligeramente forzado. En este caso, la conexión de salida está realizada preferentemente de tal manera que por fuera abrace la brida de salida en forma radial.

La conexión de salida presenta en el sector de contacto con la espiral de turbina un cuello orientado radialmente hacia dentro, estando el sector extremo del cuello, por su parte, curvado en sentido a la brida de salida. Una superficie del sector extremo curvado orientado radialmente hacia dentro así producida se encuentra conectada plana a la cara exterior del sector de conexión de la espiral de turbina.

Según el tamaño de la espiral de turbina varía la distancia radial y también axial entre una cara exterior de la conexión de salida y una tubuladura de la brida de salida, a la cual está fijada la conexión de salida. El uso de conexiones de salida adaptadas al tamaño de la espiral de turbina permite el acoplamiento entre la brida de salida estandarizada de la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación y la espiral de turbina. La conexión de salida está conectada con el sector de salida de la carcasa exterior de colector, preferentemente en unión material.

En un perfeccionamiento de la invención puede haber prevista, adicionalmente en el sector curvado del cuello en sentido de la brida de salida, una ranura anular para la disposición de un elemento sellador entre el sector de conexión de la espiral de turbina y la conexión de salida.

Otra posibilidad prevé conectar el sector de conexión de la espiral de turbina a la brida de salida por medio de una conexión de salida tubular con diferentes diámetros de extremos. En este caso, la conexión de salida presenta un fuelle de pliegues que compensa una variación de longitud entre el espiral de turbina y la brida de salida.

Como ya se ha comentado, la espiral de turbina está conectada con el alojamiento de brida de soporte estandarizado por medio de una brida de soporte. Para la conexión con el alojamiento de brida de soporte estandarizado de la carcasa exterior... [Seguir leyendo]

1. Conjunto modular de gases de escape que comprende una carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación (4, 24) , estando la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación (4, 24) provista de 5 una brida de salida (6) estandarizada y con un alojamiento de brida de soporte (7) estandarizada y pudiendo ser aplicables en la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación (4, 24) espirales de turbina (8, 8a, 8b, 28) de diferente tamaño, estando la espiral de turbina (8, 8a, 8b) conectada por medio de una brida de soporte (18, 18a, 18b) con el alojamiento de brida de soporte (7) estandarizado y por medio de una conexión de salida (13, 13a, 13b) con la brida de salida (6) estandarizada, estando el sector de entrada (9) de la espiral de turbina (8, 8a, 8b) ajustado a un sector de salida (10) de un sistema interior de colector (11) estandarizado, de manera que las espirales de turbina (8, 8a, 8b) adaptadas a diferentes potencias de motor son acoplables con el sistema interior de colector (11) por medio de su sector de entrada (9) .

2. Conjunto modular de gases de escape según la reivindicación 1, caracterizado por que el conjunto modular de gases de escape presenta un colector (3) con una carcasa exterior de colector (2) y un sistema interior de colector (11) , estando la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación (4) conformado en una pieza con la carcasa exterior de colector (2) .

3. Conjunto modular de gases de escape según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la conexión de salida (13, 13a, 13b) y la espiral de turbina (8, 8a, 8b) están acopladas entre sí por medio de un asiento ligeramente forzado.

4. Conjunto modular de gases de escape según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la brida de soporte (18, 18a, 18b) está en su tamaño ajustada al tamaño de la espiral de turbina (8, 8a, 8b) . 25

5. Conjunto modular de gases de escape según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que las bridas de soporte (18, 18a, 18b) de diferente tamaño presentan en cada caso cuellos (19, 19a, 19b) de anchura (F, F1, F2) diferente, que con diámetro normalizado están en contacto con una cara exterior (17) del alojamiento de brida de soporte (7) .

6. Conjunto modular de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la conexión de salida (13, 13a, 13b) abraza una tubuladura (21) de la brida de salida (6) .

7. Conjunto modular de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la conexión 35 de salida (13, 13a, 13b) presenta un cuello (15, 15a, 15b) orientado radialmente hacia dentro.

8. Conjunto modular de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que un sector extremo del cuello (15, 15a, 15b) está curvado en sentido de la brida de salida (6) .

9. Conjunto modular de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la conexión de salida (13, 13a, 13b) está conectada en unión de material con la brida de salida (6) .

10. Conjunto modular de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la carcasa exterior de colector (2) se compone de uno o más componentes de chapa. 45

11. Conjunto modular de gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que la carcasa exterior de turbocompresor de sobrealimentación con la carcasa exterior de colector puede ser fijada al motor por medio de un adaptador.

12. Conjunto modular de gases de escape según la reivindicación 1, caracterizado por que la carcasa de turbocompresor (24) está fijada a un motor con un colector (26, 32) integrado a la cabeza de cilindro (25) .