ES2359659T3 - Válvula de recirculación del gas de escape. - Google Patents

Válvula de recirculación del gas de escape. Download PDF

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Abstract

Válvula de recirculación del gas de escape (10) con un accionamiento (12), al menos un elemento de accionamiento (18) rotativo y al menos un elemento accionado (24) que puede accionarse translacionalmente, comprendiendo el elemento de accionamiento (18) un elemento roscado, caracterizada porque un eje de rotación (A) del elemento de accionamiento (18) está inclinado respecto a un eje de translación del elemento accionado (24), y porque el elemento de accionamiento (18) presenta una superficie con la que está en contacto al menos una porción del elemento accionado (24) y que es ampliamente perpendicular al eje de translación del elemento accionado (24).

Description

Ámbito técnico
La invención se refiere a .una válvula de recirculación del gas de escape.
En el ámbito de los motores de combustión se conoce la recirculación del gas de escape en el lado del aire fresco en función del estado de funcionamiento, para reducir el consumo de carburante y las emisiones de contaminantes.
Estado de la técnica
Del documento EP 1 111 227 A2 se conoce una válvula de recirculación del gas de escape, en la que el movimiento de rotación de un accionamiento se convierte en un movimiento de translación del elemento de válvula. Al menos al inicio del proceso de apertura se le confiere al elemento de válvula un movimiento de rotación.
El documento EP 1 526 271 A1 se refiere a una válvula de recirculación del gas de escape en la que el movimiento de rotación de un accionamiento se convierte en un movimiento de elevación del elemento de válvula, pudiéndose rotar el elemento de válvula durante la apertura con el elemento de accionamiento, no obstante, no se rota obligatoriamente con éste. La conversión del movimiento de rotación en un movimiento de elevación se realiza esencialmente mediante un “tornillo sin fin” accionado con un paso de rosca que engrana con una rueda fija, no obstante, rotativa.
Descripción de la invención
La invención tiene el objetivo de crear una válvula de recirculación del gas de escape que esté mejorada en particular en cuanto a la fiabilidad durante el funcionamiento. La solución de este objetivo se realiza mediante la válvula de recirculación del gas de escape descrita en la reivindicación 1.
Debido a ello ésta presenta un accionamiento, al menos un elemento de accionamiento rotativo y al menos un elemento accionado translacionalmente. A este respecto un eje de rotación del elemento de accionamiento está inclinado respecto a un eje de translación del elemento accionado. El accionamiento de la válvula de recirculación del gas de escape está realizado preferiblemente como accionamiento rotativo, no obstante, no está limitado a ello. El elemento de accionamiento rotativo es un elemento roscado, por ejemplo, un tornillo sin fin con un paso de rosca
o una parte de un paso de rosca. El tornillo sin fin podría designarse en inglés como “worm”. El elemento accionado translacionalmente engrana con el tornillo sin fin, de forma que una rotación del tornillo sin fin conduce a un movimiento translatorio del elemento accionado. El elemento accionado puede ser, por ejemplo, una sección que sobresale del vástago de la válvula, una rueda o un rodillo que sobresale aquí y está engranado con el tornillo sin fin, o un elemento con una contrarrosca.
El eje de rotación del elemento de accionamiento está inclinado según la invención respecto al eje de translación del elemento accionado. En sentido geométrico los dos ejes están ladeados uno respecto a otro. Esto conduce esencialmente a que la transmisión de fuerza entre el elemento de accionamiento y el elemento accionado se realiza en una dirección que no está inclinada respecto a la superficie de contacto del elemento de accionamiento, o al menos de forma no tan amplia como hasta ahora. Habitualmente, si el eje de rotación del elemento de accionamiento y el eje de translación del elemento accionado están en paralelo entre sí, se realiza la transmisión de fuerza del tonillo sin fin al elemento accionado a través de una superficie que está inclinada respecto al eje de translación del elemento accionado. Esto tiene como consecuencia que una fuerza rectilínea aplicada por parte del elemento accionado, por ejemplo, debido a la presión del gas, puede conducir a una rotación del elemento de accionamiento, lo que tiene como consecuencia un desajuste involuntario del elemento de válvula. En la válvula de recirculación del gas de escape según la invención se reduce una inclinación semejante entre el eje de translación del elemento accionado y el eje de rotación del elemento de accionamiento, de forma que son necesarias fuerzas mayores para la rotación del elemento de accionamiento. Para ello en la práctica puede excluirse en gran parte que la válvula se desajuste de forma involuntaria debido a las fuerzas de los gases.
El elemento de accionamiento presenta una superficie con la que está en contacto al menos una porción, por ejemplo, el saliente mencionado o la rueda pequeña descrita, del elemento accionado, y cuya superficie es ampliamente perpendicular respecto al eje de translación del elemento accionado. Mediante esta disposición cualquier tipo de fuerza aplicada por el elemento accionado actúa en el elemento de accionamiento en una dirección ampliamente perpendicular respecto a la superficie, y por consiguiente no puede provocar una rotación involuntaria del mismo.
Variantes ventajosas se describen en las otras reivindicaciones.
Además en la actualidad se prefiere que un emplazamiento, en el que al menos una porción del elemento accionado está en contacto con el elemento de accionamiento, esté al menos ampliamente alineado con un eje de un elemento de válvula movido translacionalmente. De este modo no se aplican fuerzas transversales o fuerzas laterales en la disposición que se compone del elemento de válvula movido translacionalmente y el elemento accionado conectado efectivamente con éste. Esto ofrece ventajas para el funcionamiento duradero de la válvula. No obstante, la orientación descrita de un punto de contacto en el elemento de accionamiento respecto al eje de translación del elemento de válvula puede combinarse de manera ventajosa con la característica descrita arriba, del mismo modo que todas las características indicadas a continuación.
Además, para la válvula de recirculación del gas de escape según la invención se ha revelado como favorable que el elemento de válvula sólo pueda moverse translacionalmente, pero, no pueda rotarse. Así pueden reducirse de forma ventajosa los retardos e impedimentos del movimiento de apertura en el comportamiento de respuesta.
Además, en cuanto a la dirección de apertura del elemento de válvula, en la actualidad se prefiere que discurra contra la presión del gas de escape. Por ello la contrapresión del gas de escape puede utilizarse de forma ventajosa para favorecer el cierre de la válvula, y por consiguiente minimizar la cantidad de escape en el estado cerrado.
Entre el accionamiento y el elemento de accionamiento está previsto preferiblemente un engranaje que está realizado en un solo paso. Mediante una transmisión semejante de un solo paso se mejora el comportamiento de respuesta de la válvula, en particular debido al rozamiento reducido y una inercia de masa menor. Alternativamente el engranaje puede ser también de dos pasos o multipaso, lo que permite la generación de fuerzas mayores.
Además, el elemento de accionamiento está unido preferiblemente al menos indirectamente con un elemento de resorte, por ejemplo, un resorte helicoidal que sólo se gira. Un elemento semejante garantiza de manera ventajosa, en el sentido de un “failsafe” también durante una avería o interrupción en el sistema eléctrico, que cierra la válvula.
Además, para una carcasa de válvula, en la que está dispuesto el elemento de válvula, se ha demostrado como favorable realizar ésta en una pieza, por ejemplo, como carcasa de fundición. De este modo puede reducirse de manera ventajosa el número de las piezas utilizadas.
Finalmente, en la actualidad se prefiere proveer la carcasa de válvula de al menos un canal de refrigeración. De este modo la carcasa de válvula puede refrigerarse en particular en el entorno de un vástago de la válvula, de forma que puede mejorarse en conjunto la durabilidad del vástago de la válvula y dispositivo de guiado y obturación del vástago y por consiguiente de la válvula de recirculación del gas de escape.
Breve descripción de los dibujos
La invención se explica más en detalle a continuación mediante una forma de realización representada a modo de ejemplo en los dibujos. Muestran:
Fig. 1 una vista lateral de la válvula de recirculación del gas de escape según la invención; y
Fig. 2 una vista en sección parcial de la válvula de recirculación del gas de escape según la invención.
Descripción detallada de una forma de realización preferida de la invención
Según puede apreciarse en la fig. 1, la válvula de recirculación del gas de escape según la invención presenta un accionamiento 12 en forma de un motor apropiado. En la forma de realización mostrada, en el árbol del motor está montado un piñón 14 que acciona una rueda dentada 16. Con la rueda dentada 16 está montado el elemento de accionamiento 18 en forma de un tornillo sin fin que, según se describe más exactamente a continuación, acciona el vástago de la válvula 20. En la forma de realización mostrada, según puede apreciarse de forma más exacta en la fig. 2, el tornillo sin fin presenta un eje que está alojado tanto en su extremo superior como también en su extremo inferior. En la forma de realización mostrada, la disposición, que se compone de rueda dentada 16 y tornillo sin fin 18, está conectada con un resorte helicoidal 22, que sólo se rota durante la apertura y cierre de la válvula. En la forma de realización mostrada, la combinación de piñón 14 y rueda dentada 16 representa un engranaje de un solo paso que presenta las ventajas descritas arriba.
La conversión del movimiento de rotación del tornillo 18 en un movimiento de translación del vástago de la válvula 20 se efectúa mediante un elemento accionado 24 que, en la forma de realización mostrada, está realizado como ruedas pequeñas y engrana con el paso de rosca del tornillo sin fin 18. La rueda pequeña 24 está montada de forma giratoria en un estribo 26 que está fijado en el vástago de la válvula 20. El vástago de la válvula 20 está alojado en un buje 28 apropiado que, en la forma de realización mostrada, está previsto en una carcasa de válvula 30 realizada como pieza de fundición en una pieza. Según se desprende adicionalmente de la fig. 2, la carcasa de válvula 30 puede estar realizada de forma que aloja adicionalmente el accionamiento 12 y la disposición que se componen del elemento de accionamiento 18 y el elemento accionado 24. Sólo el engranaje en forma del piñón 14,de la rueda dentada 16 y del resorte helicoidal 22 se encuentran en la zona de una tapa 40. Ésta puede presentar además un enchufe 42 para las conexiones eléctricas. Mediante este enchufe puede realizarse, por ejemplo, una conexión a un control, que puede estar conectado con el aparato de control del motor, para controlar de forma electrónicamente el funcionamiento del motor. Mediante las conexiones de medios refrigerantes 32 debe reconocerse que la carcasa de válvula 30 puede refrigerarse de manera ventajosa para refrigerar también el vástago de la válvula 20 y su alojamiento y obturación.
En el vástago de la válvula 20 está montado un disco de válvula 34 que engrana con un asiento de válvula 36, que está realizado de manera ventajosa comparablemente de canto vivo. De manera ventajosa el elemento de válvula en forma del disco de válvula 34 se encuentra siempre, es decir, en el estado abierto del mismo modo que en el estado cerrado, dentro de la carcasa de válvula 30. En la forma de realización mostrada, la abertura del disco de válvula 36 se realiza contra la presión, según la orientación de la fig. 1 hacia abajo, de forma que ésta favorece el cierre de la válvula. Al mismo tiempo por los motivos siguientes no existe el peligro de que la presión del gas de escape desajuste de forma involuntaria la válvula.
Según puede apreciarse de la fig. 1, el eje de rotación A del tornillo sin fin 18, que actúa como elemento de accionamiento, está inclinado respecto al eje de translación del elemento de accionamiento, con otras palabras respecto al eje del vástago de la válvula 20. Por ello, en la forma de realización mostrada, aquella superficie en la zona del paso de rosca del tornillo sin fin 18 que engrana con la rueda pequeña 24 puede estar dispuesta ampliamente perpendicularmente al eje del vástago de la válvula 20. Si con ello en el vástago de la válvula 20, por ejemplo, debido a la presión del gas de escape actúa una fuerza, ésta actúa ampliamente perpendicularamente a la superficie en la zona del paso de rosca del tornillo sin fin 18, y éste no puede rotar correspondientemente. Por ello puede evitarse de manera ventajosa un desajuste involuntario de la válvula, lo que es relevante en particular en el caso de pequeñas aperturas.
La forma de realización preferida mostrada en las figuras ofrece otra ventaja que se explica mediante la fig. 2. En la fig. 2 en primer lugar la rueda dentada 16 y el resorte helicoidal 22 están representaos en sección por claridad. Además, en la fig. 2 puede apreciarse que el tornillo sin fin 18 casi presenta un paso de rosca completo. Además, de la representación de la fig. 2 se deduce la ventaja adicional de que aquel emplazamiento en el que la rueda pequeña 24 engrana con el paso de rosca del tornillo sin fin 18, está al menos ampliamente alineado con el eje del vástago de la válvula 20. Por ello no se generan fuerzas transversales o laterales, lo que ofrece ventajas para la durabilidad de la válvula. Esta disposición se consigue, según se ha mencionado, por el estribo ampliamente en forma de U que está montado en el extremo superior del vástago de la válvula 20 y aloja de forma rotativa en su otro extremo la rueda pequeña 24.
Según puede apreciarse adicionalmente en la fig. 1, puede estar previsto un dispositivo de guiado 38 fijo que presenta un saliente (que no puede apreciarse en la fig. 1) que se extiende, por ejemplo, en una ranura del estribo 26, de forma que el estribo 26, que se mueve translacionalmente durante la actuación de la válvula junto con el vástago de la válvula 20, está guiado en la dirección del movimiento. En la fig. 1 se muestra también que el dispositivo de guiado 38 puede montarse en una placa 44 en la que puede estar colocado adicionalmente el accionamiento 12 y/o puede estar alojado el eje del tornillo sin fin 18.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Válvula de recirculación del gas de escape (10) con un accionamiento (12), al menos un elemento de accionamiento (18) rotativo y al menos un elemento accionado (24) que puede accionarse translacionalmente, comprendiendo el elemento de accionamiento (18) un elemento roscado, caracterizada porque un eje de rotación
    (A) del elemento de accionamiento (18) está inclinado respecto a un eje de translación del elemento accionado (24), y porque el elemento de accionamiento (18) presenta una superficie con la que está en contacto al menos una porción del elemento accionado (24) y que es ampliamente perpendicular al eje de translación del elemento accionado (24).
  2. 2.-Válvula de recirculación del gas de escape según la reivindicación 1, caracterizada porque un emplazamiento en el que al menos una porción del elemento accionado (24) está en contacto con el elemento de accionamiento (18), está al menos ampliamente alineado con un eje de translación de un elemento de válvula (36) movido translacionalmente.
  3. 3.-Válvula de recirculación del gas de escape según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque un elemento de válvula (36) sólo se mueve translacionalmente y no se rota.
  4. 4.-Válvula de recirculación del gas de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque una dirección de apertura de un elemento de válvula (36) discurre contra la presión del gas de escape.
  5. 5.-Válvula de recirculación del gas de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque ésta presenta una transmisión (14, 16) de un solo paso.
  6. 6.-Válvula de recirculación del gas de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento de accionamiento (18) está conectado con un elemento de resorte (22) que sólo se rota durante la actuación de la válvula.
  7. 7.-Válvula de recirculación del gas de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque ésta presenta una carcasa de válvula (30) integral.
  8. 8.-Válvula de recirculación del gas de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque ésta presenta una carcasa de válvula (30) con al menos un canal de refrigeración.
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