ES2333246T3

ES2333246T3 - Valvula de retorno de gases de escape.

Info

Publication number: ES2333246T3
Application number: ES06014036T
Authority: ES
Inventors: Bernhard Klipfel; Christoph Thiery
Original assignee: Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: US7533659B2; KR20080005119A; CN101105161B; PT1876348E; EP1876348B1; US20080029073A1; CN101105161A; KR101387627B1; EP1876348A1; ATE443806T1; DE502006004917D1

Abstract

Válvula de retorno de gases de escape (10) con un accionamiento de giro (12) que lleva un elemento de leva (14) con una curva de leva (16) y mediante el cual se puede accionar un elemento de válvula (20) que puede girar alrededor de un eje de giro (18), caracterizada porque dentro del marco del movimiento de cierre éste se puede desplazar hacia un asiento de válvula (22) en un sentido (A), que es sensiblemente paralelo a una dirección de flujo (A) que pasa a través del asiento de válvula (22), y porque el elemento de válvula (20) va fijado al eje de giro (18) mediante por lo menos una barra de conexión (24), y porque el elemento de válvula (20) presenta por lo menos un orificio (28) que se puede abrir dentro del marco de un movimiento de apertura, antes de que el elemento de válvula (20) se despegue del asiento de válvula (22), y porque la válvula de retorno de gases de escape (10) presenta un elemento de cierre (30), independiente de la barra de conexión (24), para la apertura (28) en el elemento de válvula (20), y porque el elemento de cierre (30) presenta dos arrastradores (44, 46) para el arrastre de la barra de conexión (24) dentro del marco del movimiento de apertura o del movimiento de cierre respectivamente, o el elemento de cierre (30) presenta a lo largo de su perímetro por lo menos un orificio (48) a través del cual se pueden poner en comunicación los dos lados del elemento de válvula (20).

Description

Válvula de retorno de gases de escape.

Aspecto técnico

La invención se refiere a una válvula de retorno de gases de escape (AGR/EGR) según el preámbulo de la reivindicación 1.

En el campo de la técnica de los automóviles y en particular con relación a la mejora de los valores de emisión de un motor de combustión así como para reducir el consumo de carburante es conocido el hecho de prever un retorno de gases de escape a la alimentación de aire fresco del motor de combustión.

Estado de la técnica

Para las válvulas de retorno de gases de escape se conocen diversos modos de accionamiento para abrir y cerrar la válvula. En cuanto al movimiento del elemento de la válvula, es decir para desprender el elemento de válvula de su asiento de válvula y el movimiento inverso para cerrar la válvula existe un principio conocido para desprender el elemento de válvula, por ejemplo un platillo de válvula, de su asiento de válvula mediante un movimiento de traslación. A este respecto se conoce por el documento EP 0 856 657 B1 el hecho de prever un alzador que tiene un accionamiento de giro por medio un accionamiento y que está acoplado de tal manera con un empujador de válvula con posibilidad de movimiento de traslación, que durante un movimiento de giro del alzador el empujador de la válvula realiza un movimiento de traslación, y por ejemplo al abrir se levanta de su asiento de válvula.

Por el documento EP 1 245 820 A1 se conoce otra válvula de retorno de gases de escape. En este caso, mediante un dispositivo de transmisión adecuado, se transmite un movimiento de giro al elemento de válvula, por ejemplo un platillo de válvula abatible, que se mueve girando entre una posición de apertura y una posición de cierre, así como a la inversa.

El documento DE 27 03 687 A1 se refiere a un dispositivo para el control de un retorno de gases de escape en el que hay una trampilla dispuesta en un conducto de aspiración, y que en una posición cerrada cierra un conducto de retorno de gases de escape que penetra en el conducto de aspiración.

Por el documento EP 1 526 272 A1 se deduce una válvula de retorno de gases de escape realizada según el preámbulo de la reivindicación 1, y en el que el elemento de válvula se mueve de tal modo sobre una trayectoria circular que hacia el final del movimiento de cierre se desplaza hacia el asiento de válvula en cierto modo de forma tangencial, es decir en gran medida perpendicular a la dirección de flujo que atraviesa el asiento de válvula.

Exposición de la invención

La invención tiene como objetivo crear una válvula de retorno de gases de escape mejorada para ser empleada en sistemas EGR de baja presión.

Este objetivo se resuelve mediante la válvula de retorno de gases de escape según la reivindicación 1.

De acuerdo con esto, ésta presenta un accionamiento de giro que tiene un elemento de leva con una curva de leva y mediante la cual se puede accionar un elemento de leva que puede girar alrededor de un eje de giro. Con vistas a esta forma de accionamiento se remite a lo dado a conocer en el documento EP 1 526 272 A1. La nueva válvula de retorno de gases de escape se caracteriza porque dentro del marco de un movimiento de cierre, y hacia el final del movimiento de cierre, el elemento de válvula se puede mover hacia un asiento de válvula en un sentido que es en gran medida paralelo a una dirección de flujo que atraviesa el asiento de válvula. Dicho con otras palabras, hacia el final del movimiento de cierre el elemento de válvula no se mueve tangencialmente sobre el asiento de válvula, dicho con otras palabras en gran medida perpendicularmente a la dirección de flujo, sino que a modo de una trampilla se mueve sobre el asiento de válvula en gran medida en dirección paralela a una dirección de flujo que atraviese el asiento de válvula. La trampilla también se puede designar como "válvula de trompeta". Debido a la configuración descrita, tanto el elemento de válvula propiamente dicho como su trayectoria de movimiento se puede realizar de forma sumamente sencilla, asegurando al mismo tiempo un cierre seguro de una conducción de retorno de gases de escape. La válvula de retorno de gases de escape conforme a la invención es especialmente adecuada para los así denominados sistemas de retorno de gases de escape de baja presión en los las diferencias de presión que aparecen son reducidas.

Para la aplicación del elemento de válvula al eje de giro se prevé por lo menos una barra de conexión que también asegura una realización especialmente sencilla.

De acuerdo con la invención el elemento de válvula presenta además por lo menos un orificio que, dentro del marco de un movimiento de apertura, se puede abrir antes de que el elemento de válvula se separe del asiento de válvula. La base de esto consiste en que la válvula de retorno de gases de escape conforme a la invención se emplea preferentemente para sistemas de retorno de gases de escape de baja presión en los que la apertura puede tener lugar venciendo una contra-presión, incluso si ésta tiene lugar "en el sentido del flujo" y por lo tanto es asistido por éste. También cabe imaginar que el elemento de válvula se abra en sentido "contrario" al flujo. También en este caso se puede reducir una diferencia de presión que pudiera dificultar la apertura de la válvula por el hecho de que primeramente se abre en el elemento de válvula un orificio y a continuación tenga lugar el movimiento de apertura. Por último se prevé para la apertura en el elemento de válvula un elemento de cierre independiente de una barra de conexión a la que está unido el elemento de válvula. El elemento de válvula presenta dos arrastradores para el arrastre de la barra de conexión o a lo largo de su comienzo por lo menos un orificio que esté realizado conforme a la reivindicación 1.

Unos perfeccionamientos preferentes de la válvula de retorno de gases de escape conforme a la invención se describen en las restantes reivindicaciones.

De modo ventajoso, el eje de giro alrededor del cual se puede girar el elemento de válvula, puede estar realizado de modo pasante. Esto permite una realización especialmente sencilla del eje de giro. Se sobreentiende que el elemento de válvula también puede estar apoyado por un solo lado.

Si bien el elemento de válvula puede estar previsto fuera de un tramo de tubo cuyo extremo forme el asiento de válvula, se prefiere actualmente prever el asiento de válvula como orificio en un tramo de tubo. Dentro del tramo de tubo se forma un asiento de válvula en el que se puede llevar a asentar el elemento de válvula.

A este respecto se prefiere además que el elemento de válvula esté previsto en el interior del tramo de tubo. Éste puede estar situado especialmente en un borde de tramo de tubo en unas escotaduras adecuadas, para influir lo menos posible en el flujo que atraviesa el tramo de tubo cuando está abierto. El tramo de tubo citado puede ser por ejemplo una conducción de retorno de gases de escape. La válvula conforme a la invención también puede ser parte de un conducto de aspiración, dicho con otras palabras, del tramo de admisión de un motor de combustión en el cual se mezclan con aire fresco los gases de escape que son devueltos.

También ha resultado ventajoso disponer el elemento de válvula de modo móvil y elástico con respecto a la barra de conexión. Esta realización ofrece especialmente ventajas para aquellas formas de realización en las que el elemento de válvula presente un orificio, con vistas a la apertura del orificio con independencia del movimiento de apertura del elemento de válvula.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describe la invención con mayor detalle a título de ejemplo sirviéndose de las formas de realización representadas en los dibujos. Éstos muestran:

Fig. 1 una vista en despiece ordenado en perspectiva de una válvula de retorno de gases de escape en una primera forma de realización;

Fig. 2 una vista en despiece ordenado en perspectiva de la válvula de retorno de gases de escape mostrada en la Fig. 1, en posición cerrada;

Fig. 3 una vista en perspectiva de una válvula de retorno de gases de escape en una segunda forma de realización conforme a la invención; y

Fig. 4 una vista lateral esquemática de una válvula de retorno de gases de escape en una tercera forma de realización conforme a la invención.

Descripción detallada de formas preferentes de realización de la invención

Tal como se puede ver en la Fig. 1, la válvula de retorno de gases de escape 10 lleva un accionamiento de giro 12 con un elemento de leva 14 dotado de una curva de leva 16. En la forma de realización representada, el elemento de leva 14 está dentado por su perímetro exterior, mediante lo cual se le puede impartir un movimiento de giro por medio de un accionamiento 52, por ejemplo un motor eléctrico. El eje del elemento de leva 14 está designado por "32". Tal como se describe detalladamente en el documento EP 1 526 272 A1 tomado como referencia, hay un rodillo 34 que está acoplado con la curva de la leva, y que va apoyado en una palanca 50 situada en el eje de giro 18 del elemento de válvula 20. Tal como se puede ver por la Fig. 1, la curva de la leva se extiende en dirección periférica desde un punto próximo al eje de giro 32 hasta un punto próximo al perímetro exterior del elemento de leva 14 dotado de un dentado. De este modo, un giro del elemento de leva 14 provoca un giro de la palanca 50 y por lo tanto del eje de giro 18 y del elemento de válvula 20. En la forma de realización representada, el elemento de válvula 20 va fijado al eje de giro 18 por medio de una barra de conexión, que se ve mejor en la Fig. 2. La colocación del elemento de válvula 20, que preferentemente está realizado de forma sensiblemente circular, tiene lugar preferentemente en su centro. Tal como se puede ver en la Fig. 1, la barra de conexión 24 (véase la Fig. 2) mediante la cual el elemento de válvula 20 va fijado al eje de giro 18, puede estar enrollado alrededor del eje de giro 18 (zona 50 en la Fig. 1).

En la posición abierta del elemento de válvula 20, representada en la Fig. 1, éste va alojado de modo adecuado en una escotadura 36 del tramo de tubo 26, de modo que no influye negativamente en el flujo que pasa por el tramo de tubo 26. El asiento de válvula 22 se reconoce en el tramo de tubo 26 y puede estar achaflanado en forma cónica.

Dentro del marco del movimiento de cierre, el elemento de válvula 20 se desplaza sobre el asiento de válvula 22 conforme a la representación de la Fig. 1 esencialmente a lo largo de un cuarto de círculo desde la posición abierta representada "en reposo". Al comienzo del movimiento de cierre, el elemento de válvula 20 se desplaza sensiblemente en dirección perpendicular a la dirección de flujo que pasa a través del asiento de válvula 22, que según la representación de la Fig. 1 tiene lugar desde arriba a la derecha hacia abajo a la izquierda, o en sentido opuesto. Hacia el final del movimiento de cierre, el elemento de válvula 20 se desplaza sensiblemente en dirección paralela a esta dirección de flujo. Sin embargo se sobreentiende que el elemento de válvula realiza en conjunto un movimiento de giro, de modo que las direcciones "rectilíneas" citadas se refieren a la tangente al movimiento de giro en el punto respectivo.

Esto se ve adicionalmente en la Fig. 2, donde se ve en posición cerrada la válvula de retorno de gases de escape 10 mostrada en la Fig. 1. Primeramente se observa e la Fig. 2 y mediante una comparación con la Fig. 1 que el elemento de leva 14 se ha movido en el sentido de las agujas del reloj, de modo que también se giró en este sentido la palanca 50 y se llevó el elemento de válvula a la posición de cierre. La barra de conexión mediante la que el elemento de válvula 20 va fijado al eje de giro 18 se ha designado en la Fig. 2 por "24". Tal como se puede ver en las Fig. 1 y 2, el tramo de tubo 26 presenta preferentemente una sección sensiblemente circular.

En la Fig. 3 se muestra en una vista en perspectiva una segunda forma de realización de una válvula de retorno de gases de escape conforme a la invención, cuyos detalles también son aplicables en la forma de realización de las Fig. 1 y 2. La variante de la Fig. 3 se diferencia de la forma de realización de la Fig. 1 y 2 principalmente por el hecho de que la fijación del elemento de válvula 20 en la barra de conexión 24 está realizada en el caso representado por medio de una calota (no representada) y un muelle (no representado). El elemento de válvula va fijado a la barra de conexión 24 mediante un tornillo alojado de forma desplazable en la barra de conexión 24, con una cabeza 42. Mediante la calota el elemento de válvula 20 se puede bascular en cierta medida con respecto a la barra de conexión 24. Para evitar la apertura debido a la presión de los gases de escape en el sentido de flujo A1, se ajusta el muelle de forma adecuada mediante el tornillo. En la forma de realización representada hay un orificio 28 en el elemento de válvula 20, que se puede cerrar por medio de un elemento de cierre independiente 30. Este elemento de cierre 30 presenta un extremo esférico. En el elemento de cierre 30 está previsto además un primer arrastrador 44 para arrastrar la barra de conexión 24 en el curso del movimiento de apertura, así como un segundo arrastrador 46 para arrastrar la barra de conexión 24 dentro del marco del movimiento de cierre. El accionamiento (no representado) tiene lugar por medio del elemento de cierre 30. Este elemento de cierre 30 está en particular accionado y la barra de conexión 24 que descansa en el elemento de cierre 30 es "arrastrada" por los arrastradores 44 y 46 en el sentido respectivo, de modo que se acciona el elemento de válvula 20. Para la barra de conexión 24 está previsto además un muelle de cierre 38.

El sentido de flujo a través del asiento de válvula 22 se ha designado por "A1". Si la válvula de retorno de gases de escape 10 es una válvula de retorno de gases de escape en un sistema de retorno de gases de escape de baja presión, entonces puede haber una presión en el lado opuesto, es decir en el lado derecho según la Fig. 3, a pesar del flujo de gas en el sentido A1 por el lado opuesto, es decir en el lado derecho según la Fig. 3, que obstaculiza el movimiento de apertura del elemento de válvula 20. Esta presión se puede eliminar abriendo dentro del marco del movimiento de apertura primeramente el orificio 28 mediante el movimiento del elemento de cierre 30 hacia la derecha, de modo que se equilibra la diferencia de presión en el elemento de válvula 20, y éste se puede abrir a continuación con menor esfuerzo. A través del orificio independiente 28 en el elemento de válvula 20 se puede efectuar además la regulación de pequeños flujos de retorno de gases de escape. Como alternativa al sentido de flujo A1, el flujo también puede pasar a través de la válvula en el sentido opuesto A2. Aquí se consigue del mismo modo una buena regulación para pequeños caudales de masa gracias al elemento de cierre 30. Además puede tener lugar una disminución de la presión de modo que para el accionamiento de apertura en sentido opuesto al del flujo se puede utilizar un accionamiento "más débil". Estando cerrada la válvula, el sentido de flujo A2 es ventajoso por el hecho de que su fuerza de apriete actúa como refuerzo para mantener lo más reducidos posibles cualesquiera caudales de fuga.

Por último la Fig. 4 muestra una válvula de retorno de gases de escape 10 en otra forma de realización. También en esta forma de realización el elemento de válvula 20 presenta un orificio 28, que en este caso está situado aproximadamente en el centro del elemento de válvula 20. En esta forma de realización la fijación del elemento de válvula 20 en la barra de conexión 24 tiene lugar por medio de un pasador 40 con una cabeza 42, estando previsto en el pasador 40 un elemento de cierre 30 sensiblemente en forma de sombrerete o de U, para el orificio 28. Para este fin, el elemento de cierre 30 presenta a lo largo de su perímetro por lo menos un orificio 48. Éste provoca que cuando se mueve el elemento de cierre 30 hacia la derecha, partiendo de la posición representada en la Fig. 4, los dos lados del elemento de válvula 20 se ponen en comunicación entre sí a través del orificio 48 en el elemento de cierre 30 y del orificio 28 en el elemento de válvula 20, de modo que del mismo modo que se ha descrito para la forma de realización de la Fig. 3 se puede eliminar la diferencia de presión y al mismo tiempo se puede conseguir por medio de estos orificios una buena calidad de regulación para pequeños caudales de masa.

Claims

1. Válvula de retorno de gases de escape (10) con un accionamiento de giro (12) que lleva un elemento de leva (14) con una curva de leva (16) y mediante el cual se puede accionar un elemento de válvula (20) que puede girar alrededor de un eje de giro (18), caracterizada porque dentro del marco del movimiento de cierre éste se puede desplazar hacia un asiento de válvula (22) en un sentido (A), que es sensiblemente paralelo a una dirección de flujo (A) que pasa a través del asiento de válvula (22), y porque

el elemento de válvula (20) va fijado al eje de giro (18) mediante por lo menos una barra de conexión (24), y porque

el elemento de válvula (20) presenta por lo menos un orificio (28) que se puede abrir dentro del marco de un movimiento de apertura, antes de que el elemento de válvula (20) se despegue del asiento de válvula (22), y porque

la válvula de retorno de gases de escape (10) presenta un elemento de cierre (30), independiente de la barra de conexión (24), para la apertura (28) en el elemento de válvula (20),

y porque el elemento de cierre (30) presenta dos arrastradores (44, 46) para el arrastre de la barra de conexión (24) dentro del marco del movimiento de apertura o del movimiento de cierre respectivamente, o el elemento de cierre (30) presenta a lo largo de su perímetro por lo menos un orificio (48) a través del cual se pueden poner en comunicación los dos lados del elemento de válvula (20).

2. Válvula de retorno de gases de escape según la reivindicación 1, caracterizada porque el eje de giro (18) está realizado de tipo pasante.

3. Válvula de retorno de gases de escape según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el asiento de válvula (22) está previsto como un orificio en un tramo de tubo (26).

4. Válvula de retorno de gases de escape según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de válvula (20) está previsto dentro del tramo de tubo (26).

5. Válvula de retorno de gases de escape según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de válvula (20) está dispuesto de modo elástico y móvil con respecto a la barra de conexión (24).