ITTO960032A1 - Valvola per il ricircolo di gas di scarico. - Google Patents

Abstract

Una valvola per riciclo di gas di scarico comprende un alloggiamento che costituisce una parte di un percorso dei gas di scarico per ricevere gas di scarico da un tubo di scarico di un motore a combustione interna, l'alloggiamento accogliendo un meccanismo valvolare per controllare quantità di flusso dei gas di scarico passanti attraverso di esso, un cilindro fisso disposto nell'alloggiamento, un complesso di cilindro mobile costituito da almeno un cilindro mobile disposto nel cilindro fisso, un pistone disposto amovibilmente nel complesso del cilindro mobile per controllare un'apertura del meccanismo valvolare, ed un meccanismo di applicazione di pressione per applicare rispettivamente pressione al cilindro mobile e al pistone in modo da spostarli attraverso rispettive corse predeterminate. La valvola di ricircolazione dei gas di scarico è atta a controllare la sua apertura ad uno di una pluralità di livelli di apertura spostando il cilindro mobile ed il pistone attraverso le rispettive corse predeterminate mediante l'applicazione della pressione d'aria tramite il meccanismo di applicazione di pressione in modo da fornire una apertura richiesta in maniera affidabile.

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

«VALVOLA PER RICIRCOLO DI GAS DI SCARICO»

La presente invenzione riguarda una valvola per ricircolo di gas di scarico per l'impiego in un sistema di ricircolazione di gas di scarico in un motore a combustione interna per veicoli o simili.

In generale, al fine di ridurre la quantità di ossidi di azoto (NOx) inclusi in gas di scarico da un motore a combustione interna disposto in una automobile o simili, è stata impiegato un sistema di controllo di ricircolazione dei gas di scarico per alimentare una parte dei gas di scarico nuovamente nell'ingresso del motore a combustione interna in modo da bruciare nuovamente tale parte dei gas di scarico.

Facendo ora riferimento alla Fig. 16, essa illustra un sistema per il ricircolo o di ricircolazione dei gas di scarico includente una vaivola di ricircolazione dei gas di scarico della tecnica nota indicata in modo abbreviato come valvola EGR. In tale figura, in numero di riferimento 1 indica un motore a combustione interna, 2 indica una camera di combustione disposta nel motore a combustione interna 1, 3 indica un tubo di scarico collegato con la camera di combustione 2 per far sì che i gas di scarico abbiano a passare attraverso di esso, 4 indica un refrigeratore di ricircolazione dei gas di scarico o refrigeratore EGR collegato con il tubo di scarico 3 per aspirare una parte dei gas di scarico dalla camera di combustione 2 in modo da raffreddarli, 5 indica una valvola di ricircolazione dei gas di scarico (o valvola EGR) collegata con il refrigeratore EGR 4 per ricevere il gas di scarico raffreddato mediante il refrigeratore EGR 4 e per regolare la quantità del gas di scarico da ricircolare nel tubo di ingresso (non rappresentato nella figura) del motore a combustione interna 1, il numero 10 indica una elettrovalvola o valvola a solenoide, a cui è applicato un segnale di intermittenza, in cui la transizione tra il suo stato on o attivo e il suo stato off o disattivo, ha luogo dieci volte al secondo, avendo un ciclo di intermittenza conforme ad carico del motore, per alimentare aria compressa ad una pressione conforme al ciclo di intermittenza alla valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico, e 11 indica una valvola di riduzione della pressione per ridurre la pressione dell'aria compressa da un compressore montato in un'automobile o simili ad una pressione predeterminata e per alimentare l'aria alla pressione predeterminata alla elettrovalvola 10.

La valvola EGR 5 è dotata di una valvola di controllo 6 e di una camera di pressione 9, separata da un altro spazio nella valvola EGR mediante una camera di sigillatura 7 e una fascia elastica 8. Aria ad una pressione positiva è applicata alla camera in pressione 9 da un compressore (non rappresentato nella figura) montato nell'automobile tramite la valvola 11 di riduzione di pressione e l'elettrovalvola 10 che controlla la pressione dell'aria compressa passante attraverso la valvola 11 di riduzione della pressione in risposta al segnale di intermittenza. La valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico è costruita in maniera tale da variare l'apertura della valvola di controllo 6 di essa in conformità con la pressione dell'aria alimentata mediante l'elettrovalvola 10 al fine di controllare la quantità dei gas di scarico da far ricircolare. I gas di scarico fatti ricircolare sotto il controllo della valvola EGR 5 sono alimentati nel tubo di ingresso (non rappresentato nella figura) del motore a combustione interna 1 e sono quindi miscelati con aria aspirata nel motore, con il risultato che la temperatura nella camera di combustione 2 del motore a combustione interna 1 diminuisce e quindi la quantità di ossidi di azoto inclusi nei gas di scarico si riduce.

I gas di scarico sono mantenuti ad alta temperatura appena dopo che essi sono stati scaricati fuori dal tubo di scarico 3, benché la loro temperatura diminuisca entro il periodo di tempo in cui essi raggiungono la valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico poiché essi sono raffreddati mediante il refrigeratore EGR 4. Conseguentemente, la quantità di calore trasferita dai gas di scarico alla valvola EGR 5 è ridotta e quindi il grado di invecchiamento dell'elemento di tenuta 7 e della fascia elastica 8 dovuto al calore è anch'esso ridotto.

Facendo ora riferimento alla Fig. 7, essa illustra una vista in sezione trasversale rappresentante la struttura della summenzionata valvola EGR 5 della tecnica nota. In tale figura, il numero di riferimento 12 indica un alloggiamento avente un percorso 15 dei gas di scarico disposto in esso e un ingresso 12a dell'aria, il numero 13 indica un ingresso dei gas di scarico del percorso 15 per ricevere i gas di scarico scaricati fuori dal tubo di scarico 3 del motore a combustione interna 1, il numero 14 indica un'uscita dei gas di scarico del percorso 15 per alimentare i gas di scarico nel tubo di ingresso (non rappresentato nella figura) del motore a combustione interna 1, e 16 indica una sede valvolare sagomata a ciambella disposta nel percorso 13 dei gas di scarico all'interno dell'alloggiamento 12. La valvola di controllo 6 può pervenire in contatto con la sede valvolare 16. Inoltre, il numero di riferimento 17 indica un elemento scorrevole montato nell'alloggiamento 12 e impegnato scorrevolmente con la valvola di controllo 16 che può scorrere verso l'alto e verso il basso, 17a indica un supporto cilindrico disposto al di sotto dell'elemento scorrevole 17 montato nell'alloggiamento 12, e posizionato nella porzione superiore del percorso 15 dei gas di scarico per impedire a carbonio o simili incluso nei gas di scarico di entrare nella valvola EGR 5, 17b indica un filtro di fibre metalliche previsto nel supporto 17a per rimuovere carbonio o simili aderito all'elemento scorrevole della valvola di controllo 6 per impedire al carbonio o simili incluso nei gas di scarico di entrare nella valvola EGR 5.

Il numero di riferimento 18 indica una piastra di pressione sagomata a disco, la cui porzione centrale è fissata alla estremità superiore della valvola di controllo 6 con un dado 18a, 19 indica una molla compressa per spingere la piastra di pressione 18 in una direzione verso l'alto, 20 indica un cilindro fissato all'alloggiamento 12 con bulloni 20a, e 22 indica un pistone atto a scorrere entro il cilindro 20. L'elemento di sigillatura o tenuta 7 per sigillare e formare la camera in pressione 9 e la fascia elastica 8 per garantire che il pistone 22 abbia a scorrere in modo stabile entro il cilindro 20, sono posizionati nello spazio tra il cilindro 20 ed il pistone 22. Una luce 21 di applicazione di pressione per alimentare aria di controllo ad una pressione predeterminata nella camera in pressione 9 è fissata al cilindro 20.

Nella valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico della tecnica nota avente la struttura menzionata precedentemente, il pistone 22 è spinto verso il basso in modo tale che il suo movimento dipende dalla pressione dell'aria di controllo alimentata nella camera in pressione 9 attraverso la luce 21 di applicazione della pressione, e la valvola di controllo 6 è aperta in modo tale che la sua apertura dipende dal movimento del pistone, con il risultato che il gas di scarico scaricato fuori dal tubo di scarico 3 del motore a combustione interna 1 entra nel percorso 15 dei gas di scarico mediante l'ingresso 13 del percorso e raggiunge l'ingresso del motore attraverso l'uscita 14 del percorso. Quindi, il gas di scarico è miscelato con una miscela di combustibile e aria ed è quindi alimentato nella camera di combustione 2 del motore a combustione interna 1 per la post-combustione dei gas di scarico. Così, la quantità di ossidi di azoto (NOx) che sono un componente tossico inclusi nei gas di scarico è ridotta.

Aria da un compressore per l'impiego in una automobile è mantenuta ad un'alta pressione; la sua pressione è tipicamente compresa tra 5 kg/cm e 9 kg/cm2. Perciò, quando l'aria compressa dal compressore è applicata direttamente alla elettrovalvola 10 e in cui la commutazione tra gli stati on e off è ripetuta dieci volte al secondo, è difficile controllare l'apertura della valvola di controllo 6 della valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico entro un intervallo di livelli di aperture fini o livelli di aperture intermedie. Perciò, dopo che la pressione dell'aria compressa è stata ridotta ad una pressione predeterminata mediante la valvola 11 di riduzione della pressione, essa è alimentata alla elettrovalvola 10.

Nella valvola di ricircolazione dei gas di scarico della tecnica nota avente la struttura summenzionata, l'operazione di controllo del-1 'apertura intermedia viene eseguita con controllo del ciclo di intermittenza di un segnale applicato alla elettrovalvola 10, benché la pressione dell'aria alimentata alla camera in pressione 9 mediante l'elettrovalvola 10 vari poiché la pressione dell'aria passante attraverso la valvola 11 di riduzione della pressione varia con una variazione nella pressione dell'aria compressa dal compressore come una sorgente d'aria. Perciò, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico della tecnica nota risente dell'inconveniente che la ricircolazione dei gas di scarico non può essere eseguita efficacemente a causa di variazioni nella apertura della valvola di controllo 6 entro un intervallo o gamma di livelli di apertura fini, ad esempio nella gamma di livelli di apertura dal 40% al 20%, o entro una gamma di livelli di apertura medi, che devono essere controllati con elevata precisione dal punto di vista della riduzione dei Nox nel motore a combustione interna e dell'aumento del percorso dei gas.

Un altro inconveniente è costituito dal fatto che è difficile mantenere in modo stabile l'apertura della valvola di controllo 6 ad un livello di apertura fine poiché la pressione dell'aria alimentata alla camera in pressione 9 dalla elettrovalvola 10 deve essere limitata nel controllare l'apertura della valvola di controllo ad un valore entro una gamma o intervallo di livelli di apertura medi, e la durata della valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico viene notevolmente ridotta, poiché le collisioni tra la valvola di controllo 6, la cui apertura è mantenuta ad un piccolo livello di apertura, e la sede valvolare 16 si ripetono.

Perciò, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire una valvola di ricircolazione dei gas di scarico, la cui apertura rimanga invariata indipendentemente dalla variazione della pressione dell'aria alimentata ad essa e dalla variazione nella pressione dei gas di scarico alimentati in essa, e che perciò possa funzionare con elevato grado di affidabilità.

Secondo un primo aspetto della presente invenzione, è fornita una valvola per il ricircolo o di ricircolazione dei gas di scarico comprendente: un alloggiamento che costituisce una parte di un percorso dei gas di scarico per ricevere gas di scarico da un tubo di scarico di un motore a combustione interna, l'alloggiamento accogliendo un meccanismo valvolare per controllare la quantità di flusso dei gas di scarico passanti attraverso di esso; un cilindro fisso disposto nell'alloggiamento; un complesso di cilindro mobile costituito da almeno un cilindro mobile disposto nel cilindro fisso; un pistone disposto amovibilmente nel complesso di cilindro mobile per controllare l'apertura del meccanismo valvolare; e un meccanismo di applicazione di pressione per applicare rispettivamente pressione al cilindro mobile e al pistone così da spostarli attraverso corse predeterminate rispettive.

Nel funzionamento, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico avente la struttura menzionata precedentemente è in grado di controllare la sua apertura ad uno di una pluralità di livelli di apertura spostando il cilindro mobile ed il pistone attraverso le corse predeterminate rispettive mediante l'applicazione della pressione dell'aria mediante il meccanismo di applicazione della pressione, così da fornire in modo affidabile un'apertura richiesta. Inoltre, accorciando le corse predeterminate dei componenti mobili, è fornita una valvola di ricircolazione di gas di scarico insensibile a variazioni di pressione dell'aria alimentata dal meccanismo di applicazione di pressione.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il complesso del cilindro mobile comprende almeno il primo cilindro mobile ed un secondo cilindro mobile disposto nel rimo cilindro mobile. Inoltre, il pistone è posizionato nel secondo cilindro mobile. La valvola di ricircolazione di gas di scarico avente la pluralità di cilindri mobili può fornire una richiesta pluralità di livelli di apertura .

Preferibilmente, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico comprende inoltre una prima camera in pressione circondata da almeno il cilindro fisso e dal cilindro mobile ed una seconda camera in pressione circondata da almeno il cilindro mobile e dal pistone. Inoltre, il meccanismo di applicazione di pressione può applicare pressione a ciascuna tra la prima e seconda camere in pressione. La pressione applicata alla prima camera in pressione sposta il cilindro mobile e la pressione applicata alla seconda camera sposta il pistone. Inoltre, quando la pressione è applicata alla seconda camera, il cilindro mobile ed il pistone si muovono in sensi opposti. Perciò, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico può fornire livelli di apertura fini. Alternativamente, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico comprende inoltre una prima camera in pressione circondata da almeno il cilindro fisso e dal primo cilindro mobile, una seconda camera in pressione circondata da almeno il primo e secondo cilindri mobili, ed una terza camera in pressione circondata da almeno il secondo cilindro mobile e dal pistone. Inoltre, il meccanismo di applicazione di pressione può applicare pressione a ciascuna della prima, seconda e terza camera in pressione.

Preferibilmente, le corse predeterminate del complesso del cilindro mobile e del pistone sono mutuamente diverse. Inoltre, quando il complesso del cilindro mobile o dei cilindri mobili comprende una pluralità di cilindri mobili, corse predeterminate della pluralità di cilindri mobili sono mutuamente diverse. Perciò, combinazioni variabili delle corse predeterminate possono fornire controllo dell'apertura della valvola in corrispondenza di una pluralità di livelli di apertura.

Preferibilmente, la corsa predeterminata di quel cilindro mobile avente la superficie più grande a cui pressione è applicata mediante il meccanismo di applicazione della pressione è quella più corta. Perciò, la pressione applicata al cilindro mobile avente la corsa predeterminata più corta, che è impiegato per la regolazione fine dell'apertura della valvola, è quella massima. Il meccanismo valvolare non risente di vibrazioni nemmeno se ondulazioni nella pressione dei gas di scarico sono applicate al meccanismo valvolare poiché la forza per ritenere il meccanismo valvolare è elevata e quindi non ha luogo alcuna collisione tra l'elemento valvolare e l'elemento a sede valvolare nel meccanismo valvolare .

Preferibilmente, almeno un componente tra il complesso del cilindro mobile ed il pistone ha due superfici opposte a ciascuna delle quali è applicata pressione. In aggiunta, la pressione applicata a ciascuna delle due superfici opposte è controllata individualmente. Perciò, il componente mobile può spostarsi rapidamente nell'uno o l'altro senso. L'impatto di un urto fisico generato dopo un movimento del componente può essere ridotto.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, porzioni, impegnabili l 'una con l'altra, del meccanismo valvolare e del pistone hanno sagoma generalmente sferica o sagoma generalmente conica. Perciò, anche se la direzione in cui l'elemento valvolare del meccanismo valvolare è orientato è diversa da quella in cui è orientato il pistone, a causa di una variazione nella pressione dell'aria alimentata dal meccanismo di applicazione della pressione e a causa di una variazione della portata dei gas di scarico, le porzioni impegnabili dell'elemento valvolare e del pistone adattano la differenza tra le direzioni.

Preferibilmente, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico comprende inoltre una porzione di contatto che si attesta su un cilindro mobile del complesso di cilindri mobili per limitare l'intervallo di movimento del cilindro mobile alla corsa predeterminata. Dopo che il cilindro mobile si è spostato attraverso la corsa predeterminata, esso è ritenuto in modo affidabile mediante la porzione di contatto.

Preferibilmente, è prevista una camera a pressione più bassa, a cui la pressione può essere applicata o che può essere sigillata, posizionata al di sotto del cilindro fisso nell'alloggiamento. Movimenti del cilindro mobile o del pistone possono essere controllati controllando la pressione dell'aria nella camera a pressione più bassa.

Conformemente ad un secondo aspetto della presente invenzione, è fornita una valvola di ricircolazione dei gas di scarico comprendente: un alloggiamento che costituisce una parte di un percorso dei gas di scarico per ricevere gas di scarico da un tubo di scarico di un motore a combustione interna, l'alloggiamento accogliendo un meccanismo valvolare per controllare la quantità di flusso dei gas di scarico passanti attraverso di esso; un cilindro montato sull'alloggiamento; un primo pistone disposto amovibilmente nel cilindro per controllare un'apertura del meccanismo valvolare; un secondo pistone disposto amovibilmente nel cilindro ed impegnabile con il primo pistone, il secondo pistone essendo atto a scorrere nel cilindro attraverso una corsa predeterminata rispetto al primo pistone; e un meccanismo di applicazione di pressione per applicare rispettivamente pressione a ciascuno tra il primo e secondo pistoni in modo da spostarli attraverso corse predeterminate rispettive.

Nel funzionamento, la pressione dell'aria alimentata dal meccanismo di applicazione della pressione sposta il primo e secondo pistoni attraverso le corse predeterminate rispettive, controllando così l'apertura della valvola ad uno di una pluralità di livelli di apertura. Così, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico fornisce in modo affidabile una desiderata apertura della valvola.

Preferibilmente, le corse predeterminate del primo e secondo pistoni sono diverse l'una dall 'altra.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la corsa predeterminata di quel pistone avente la superficie più grande a cui pressione è applicata mediante il meccanismo di applicazione della pressione è quella più corta.

Preferibilmente, almeno uno tra il primo e secondo pistoni ha due superfici opposte a ciascuna delle quali è applicata pressione. .In aggiunta, la pressione applicata a ciascuna delle due superfici opposte è controllata individualmente .

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, porzioni, impegnabili l'una con l'altra, del meccanismo valvolare e del primo pistone hanno sagoma generalmente sferica o hanno sagoma generalmente conica.

Preferibilmente, la valvola di ricircolazione di gas di scarico comprende inoltre una porzione di contatto che si attesta sul secondo pistone per limitare l'intervallo di movimento del secondo pistone alla corsa predeterminata.

Può essere prevista una camera a pressione più bassa, a cui pressione può essere applicata, o che può essere sigillata, posizionata al di sotto del cilindro nell'alloggiamento.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione delle forme di realizzazione preferite dell'invenzione, illustrate nei disegni acclusi .

Nei disegni:

la Fig. 1 è una vista in sezione trasversale di una valvola per ricircolo o di ricircolazione di gas di scarico, che è chiusa, secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione ;

la Fig. 2 è una vista in sezione trasversale della valvola di ricircolazione dei gas di scarico in cui un primo cilindro mobile è spostato verso il basso, secondo la prima forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 3 è una vista in sezione trasversale della valvola di ricircolazione dei gas di scarico, in cui sia il primo cilindro mobile che un secondo cilindro mobile sono spostati verso il basso, secondo la prima forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 4 è una vista in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico, che è chiusa, conforme ad una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 5 è una vista in sezione trasversale della valvola di ricircolazione dei gas di scarico, in cui un primo pistone è spinto verso il basso a causa del movimento verso il basso di un secondo pistone, conforme alla seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 6 è una vista in sezione trasversale della valvola di ricircolazione dei gas di scarico, in cui il primo pistone è spinto verso il basso ed il secondo pistone è spinto verso l'alto, conforme alla seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 7 è una vista in sezione trasversale della valvola di ricircolazione dei gas di scarico, in cui entrambi il primo e secondo pistoni sono spinti verso il basso a causa della pressione applicata alle rispettive camere in pressione, conformemente alla seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 8 è una vista in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico secondo una terza forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 9 è una vista in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico, che è chiusa, secondo una quarta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 10 è una vista in sezione trasversale della valvola di ricircolazione dei gas di scarico, in cui un primo pistone avente un secondo pistone disposto in esso è spinto verso il basso, secondo la quarta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 11 è una vista in sezione trasversale della valvola di ricircolazione dei gas di scarico, in cui il primo pistone è spinto verso il basso ed un secondo pistone è spinto verso l'alto, secondo la quarta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 12 è una vista in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico in cui entrambi il primo e secondo pistoni sono spinti verso il basso, secondo la quarta forma di realizzazione della presente invenzione ;

la Fig. 13 è un grafico illustrante una relazione tra la pressione di un compressore e la corsa di una valvola di controllo nella valvola di ricircolazione dei gas di scarico secondo la quarta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 14 è una vista parzialmente in sezione trasversale illustrante un esempio di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico secondo una quinta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 15 è una vista parzialmente in sezione trasversale illustrante una variante della valvola di ricircolazione dei gas di scarico secondo la quinta forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 16 è uno schema a blocchi illustrante un sistema di ricircolazione di gas di scarico della tecnica nota, e

la Fig. 17 è una vista in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico della tecnica nota.

Facendo quindi riferimento alle figure dei disegni in cui i medesimi caratteri di riferimento impiegati nella figura della valvola di ricircolazione dei gas di scarico della tecnica nota indicano elementi identici o uguali, saranno ora descritte alcune forme di realizzazione alternative. Nelle successive forme di realizzazione preferite, la descrizione relativa ai medesimi elementi di quelli della valvola della tecnica nota sarà tralasciata.

Facendo ora riferimento alle Fig. 1, 2 e 3, esse illustrano una vista in sezione di una valvola di ricircolazione di gas di scarico secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. La Fig. 1 illustra lo stato di chiusura della valvola di ricircolazione dei gas di scarico. La Fig. 2 illustra uno stato della valvola di ricircolazione dei gas di scarico per il quale un primo cilindro mobile è stato spostato. La Fig. 3 illustra uno stato in cui un secondo cilindro mobile è stato spostato, come pure essendo stato spostato il primo cilindro mobile. In queste figure, il numero di riferimento 23 indica un cilindro cilindrico fissato con viti all'alloggiamento 12, e 24 indica il primo cilindro mobile cilindrico disposto amovibilmente nel cilindro 23. Un elemento a flangia 24a formato in corrispondenza della estremità inferiore del primo cilindro mobile 24 è impegnato in una porzi•one di grande di«ametro 23a del cilindro 23. Quando la valvola di controllo 6 è chiusa, vi è uno spazio tra l'elemento a flangia 24a e la superficie superiore 12a dell'alloggiamento 12, com'è rappresentato in Fig. 1. Perciò, il rimo cilindro mobile 24 può scorrere entro un intervallo di movimento A, cioè attraverso la corsa predeterminata del primo cilindro mobile 24.

Inoltre, il numero di riferimento 26 indica un secondo cilindro cilindrico mobile disposto amovibilmente all'interno del primo cilindro mobile 24. L'intervallo di movimento del secondo cilindro mobile 26 è limitato da una prima asta 25 disposta nel primo cilindro mobile 24 e da un elemento a flangia 24b e quindi il secondo cilindro mobile 26 può scorrere entro l'intervallo di movimento B rappresentato in Fig. 1, cioè attraverso la corsa predeterminata del secondo cilindro mobile 26. Il numero di riferimento 28 indica un pistone cilindrico disposto amovibilmente all'interno del secondo cilindro mobile 26. L'intervallo di movimento del pistone 28 è limitato da una seconda asta o biella 27 disposta nella porzione superiore del secondo cilindro mobile 26 e da un elemento a flangia 26a formata in corrispondenza della estremità inferiore del secondo cilindro mobile 26 e quindi il pistone 28 può scorrere entro l'intervallo di movimento C, cioè attraverso la corsa predeterminata del pistone 28. Al fine di consentire varie escursioni della valvola di controllo 6 mediante combinazioni delle corse A, B, e C, le corse A, B, e C sono determinate in modo da essere mutuamente diverse, come sarà spiegato successivamente .

Il numero di riferimento 29 indica una prima luce di applicazione della pressione che collega la camera in pressione 9a circondata da almeno il cilindro 23 e il primo cilindro mobile 24 con una valvola 29a, il numero 30 indica una seconda luce di applicazione di pressione che collega una camera in pressione 9b circondata da almeno il primo e secondo cilindri mobili 24 e 26 con una valvola 30a mediante un foro penetrante di piccolo diametro 24c nel primo cilindro mobile 24, e 31 indica una terza luce di applicazione di pressione che collega una camera in pressione 9c circondata da almeno il secondo cilindro mobile 26 ed il pistone 28 con una valvola 3la mediante un foro di piccolo diametro 24d penetrante nel primo cilindro mobile 24 e un foro 26b di piccolo diametro penetrante nel secondo cilindro mobile 26. Ciascuna delle valvole 29a, 30a, e 31a è atta a ricevere aria dalla sorgente di pressione 33 nell'automobile. Inoltre, il numero di riferimento 32 indica una quarta luce di applicazione di pressione che collega una camera sigillata 9d come la camera a pressione più bassa formata tra le estremità inferiori dei cilindri mobili 24 e 26 ed il pistone 28 e l'alloggiamento 12 con una valvola 32a. La valvola 32a è pure atta a ricevere aria dalla sorgente di pressione 33 nell'automobile.

Ciascuna delle valvole 29a, 30a, e 31a è atta ad operare o in un primo modo in cui ciascuna valvola collega quella corrispondente delle camera in pressione 9a, 9b e 9c con l'atmosfera o in un secondo modo in cui ciascuna valvola collega quella corrispondente delle camere in pressione 9a, 9b e 9c con la sorgente di pressione al fine di alimentare aria ad una pressione positiva a quella corrispondente delle camere in pressione. La valvola 32a è atta ad operare in uno qualsiasi di un primo modo in cui essa collega la camera sigillata 9d con l'atmosfera, un secondo modo in cui la valvola collega la camera sigillata 9d con la sorgente di pressione al fine di alimentare aria ad una pressione positiva alla camera sigillata, ed un terzo modo in cui la valvola è chiusa.

La Fig. 1 illustra uno stato della EGR avente la struttura summenzionata, in cui tutte le valvole 29a, 30a, 31a e 32a collegano ciascuna la corrispondente luce di applicazione della pressione all'atmosfera. In questo stato, la valvola di controllo 6 è spinta in una direzione verso l'alto nella figura mediante la pressione della molla 19 e, perciò, l'elemento valvolare costituito dalla sede valvolare 16 e dalla valvola di controllo 6 è chiuso mentre il pistone 28 è spinto verso l'alto. Conseguentemente, il pistone 28 spinge il secondo cilindro mobile 26 verso l'alto mediante la seconda asta o biella 27 ed il secondo cilindro mobile 26 spinge il primo cilindro mobile 24 tramite la prima asta o biella 25. La Fig. 2 mostra uno stato della valvola EGR in cui solamente la valvola 29a è passata nel secondo modo, cioè il modo di applicazione della pressione, mentre le altre valvole rimangono nei loro modi rappresentati in Fig. 1. La pressione dell'aria applicata alla camera in pressione 9a spinge il primo cilindro mobile 24 verso il basso finché il cilindro 24 perviene in contatto con la faccia di estremità superiore 12a dell'alloggiamento 12; il primo cilindro mobile 24 è spinto verso il basso secondo la corsa A. Conseguentemente, il primo cilindro mobile 24 spinge la valvola di controllo 6 verso il basso attraverso la corsa A mediante la prima asta 25, il secondo cilindro mobile 26, la seconda asta 27, ed il pistone 28, e quindi l'elemento valvolare è aperto. La Fig. 3 illustra uno stato della valvola EGR in cui la valvola 30a è passata nel secondo modo, cioè il modo di applicazione della pressione, come pure la valvola 29a, mentre le altre valvole rimangono nei loro modi rappresentati in Fig. 1. Quando la pressione d'aria è applicata alla camera in pressione 9b, come pure alla camera in pressione 9a, il secondo cilindro mobile 26 è spinto verso il basso attraverso la corsa B e quindi il secondo cilindro mobile 26 spinge ulteriormente la valvola di controllo 6 verso il basso attraverso la corsa B mediante la seconda asta o biella 27 ed il pistone 28. Conseguentemente, il movimento della valvola di controllo 6 raggiunge la somma delle corse di (A+B), e l'apertura della valvola EGR nello stato di Fig. 3 è maggiore di quella nello stato di Fig. 2.

Inoltre, quando la valvola 3la passa nel secondo modo, cioè il modo di applicazione della pressione, e passano pure in questo modo le valvole 29a e 30a, il pistone 28 è anch'esso spostato. Conseguentemente, lo spostamento della valvola di controllo 6 raggiunge la somma delle corse, ossia (A+B+C), e la valvola EGR aprentesi passa al valore massimo corrispondente allo spostamento (A+B+C).

Se una diseguaglianza A<B<C ed una relazione (A+B) ≠ C sono stabilite tra le corse A, B, e C, com'è rappresentato nelle Fig. 1, 2 e 3, allora otto livelli di apertura corrispondenti a combinazioni delle corse, cioè O, A, B, C, A+B, A+C, B+C, e A+B+C, tra lo stato completamente aperto, in cui la valvola EGR è completamente aperta, e lo stato chiuso, in cui la valvola EGR è completamente chiusa, possono essere impostate per la valvola EGR. Perciò, solamente controllando la pressione dell'aria in ciascuna delle camere in pressione 9a, 9b, e 9c è possibile fornire gli otto livelli di apertura con elevata precisione indipendentemente dalla pressione dell'aria nella sorgente di pressione 33 e indipendentemente da variazioni nella pressione.

La valvola 32a collega la corrispondente luce 32 di applicazione della pressione con l'atmosfera in condizioni normali. La valvola 32a passa nel modo chiuso in cui essa è chiusa solamente quando almeno uno dei cilindri mobili e pistone è spostato nella direzione verso il basso. Nel modo chiuso, il volume della camera sigillata 9d è ridotto a causa del movimento del componente mobile e quindi la pressione dell'aria nella camera aumenta, il primo cilindro mobile 24 avente l'area di ricezione di pressione massima mantenendo la valvola di controllo 6 in posizione quando l'apertura della valvola EGR è quella minima, ossia il primo cilindro mobile 24 è spostato attraverso la corsa A, la forza di mantenimento della valvola di controllo 6 raggiungendo il massimo. Perciò, la valvola di controllo 6 non vibra nemmeno se ondulazioni nella pressione dei gas di scarico sono applicate alla valvola di controllo 6 poiché la forza per ritenere o mantenere la valvola di controllo 6 è elevata, e quindi non si verificano collisioni tra la valvola di controllo 6 e la sede valvolare 16.

Come è stato precedentemente spiegato, la valvola EGR di questa forma di realizzazione fornisce gli otto livelli di apertura. Il numero di livelli di apertura può essere alterato aumentando o diminuendo il numero dei componenti mobili includenti i cilindri mobili ed un pistone. Se il numero dei componenti mobili è N, allora il numero di livelli di apertura è uguale al quadrato di N. Un aumento nel numero di livelli di apertura può fornire controllo più fine della apertura della valvola EGR che si approssima a controllo continuo della apertura della valvola EGR.

In questa prima forma di realizzazione, le valvole 29a, 30a e 3la hanno i due modi. Alternativamente, le valvole sono adattate per operare in ciascuno dei tre modi ivi compreso il modo chiuso.

Come si è menzionato precedentemente, la valvola EGR secondo la prima forma di realizzazione comprende i cilindri mobili disposti nel cilindro fisso, ed il pistone disposto nel cilindro mobile più interno posizionato nel cilindro fisso. Inoltre, questi componenti mobili possono essere spostati rispettivamente attraverso le corse predeterminate diverse mediante pressione e possono essere ritenuti in posizione. Perciò, durante l'intervallo in cui i componenti mobili sono ritenuti in posizione, l'apertura della valvola EGR non è alterata nemmeno se la pressione dell'aria applicata a ciascuna delle camere in pressione varia. Così, la presente invenzione rende possibile controllare la posizione della valvola di controllo con elevata precisione, e fornire controllo multi-livelli della apertura che non è inferiore a controllo continuo dell'apertura. Particolarmente, anche se la valvola EGR è aperta con un livello di apertura fine, il che è di estrema importanza con la valvola EGR, nessuna vibrazione ha luogo a causa di ondulazioni nella pressione del gas di scarico. Così, la presente invenzione può fornire alla valvola EGR di alte prestazioni un elevato grado di affidabilità. Inoltre, poiché le velocità dei componenti mobili possono essere controllate, il verificarsi di rumore di impatti e di ritardo di tempo per il controllo può essere impedito.

Sarà ora quindi descritta una seconda forma di realizzazione della presente invenzione. Le Fig. da 4 a 7 illustrano viste in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico conforme alla seconda forma di realizzazione della presente invenzione. L'apertura della valvola di controllo 6 aumenta nell'ordine delle Fig. 4, 5, 6 e 7. I medesimi elementi di quelli della prima forma di realizzazione sono indicati mediante i medesimi numeri di riferimento, e la descrizione relativa a tali elementi sarà in seguito omessa. In queste figure, il numero di riferimento 101 indica un primo pistone che può pervenire in contatto con la porzione superiore della valvola di controllo 6, il numero 102 indica un secondo pistone che può essere impegnato con il primo pistone 101, ed una testa cilindri che sarà illustrata successivamente e che può essere collegata scorrevolmente con il primo pistone 101, il numero 103 indica una seconda molla posizionata sulla faccia superiore del secondo pistone, 104 indica un cilindro fisso in cui sono disposti scorrevolmente il primo e secondo pistoni 101 e 102, 105 indica la testa del cilindro fissata all'elemento a flangia superiore del cilindro 104 tramite bulloni di fissaggio 133, 106a indica una prima camera in pressione circondata da almeno il primo pistone 101, secondo pistone 102, e cilindro 104, e 106b indica una seconda camera in pressione circondata da almeno il secondo pistone 102, dal cilindro 104 e dalla testa 105 del cilindro. Il primo e secondo pistoni 101 e 102 sono dotati del numero richiesto di elementi di sigillatura o tenuta 7, ciascuno per sigillare ciascuna delle camere in pressione e delle fasce elastiche 8 ciascuna per fornire movimenti di scorrimento dolci o regolari dei pistoni rispettivi .

Inoltre, il primo pistone 101 è dotato di un gancio di collegamento 10la che è impegnatile con il secondo pistone, ed il secondo pistone è dotato di un elemento di arresto 102a che è formato in corrispondenza della porzione inferiore di esso e che è impegnatile con il gancio di collegamento 101a. Il secondo pistone 102 è dotato di un gancio di collegamento 102t che è formato in corrispondenza della porzione superiore di esso è che impegnatile con la testa 105 del cilindro, e la testa 105 del cilindro è dotata di un elemento di arresto 105a che è formato in corrispondenza della porzione inferiore di essa e che è impegnatile con il gancio di collegamento 102b del secondo pistone 102. Il carattere di riferimento D indica la distanza massima tra l'elemento di arresto 105a formato in corrispondenza della porzione inferiore della testa 105 del cilindro e il gancio di collegamento formato in corrispondenza della porzione superiore del secondo pistone 102. Il carattere di riferimento E indica la distanza massima tra l'elemento di arresto 102c formato in corrispondenza della porzione superiore del secondo pistone 102 e l'elemento di arresto 105a formato in corrispondenza della porzione inferiore della testa del cilindro. Il carattere di riferimento F indica la distanza massima tra il gancio di collegamento 101a formato in corrispondenza della porzione superiore del primo pistone 101 e l'elemento di arresto 102a formato in corrispondenza della porzione inferiore del secondo pistone 102.

Inoltre, il numero di riferimento 107 indica una prima luce di applicazione di pressione collegata con la prima camera in pressione 106a per alimentare aria ad una pressione nella prima camera, 108 indica una seconda luce di applicazione di pressione collegata con la seconda camera in pressione 106b per alimentare aria ad una certa pressione nella seconda camera, 105b indica una porzione di piccolo diametro della testa 105 del cilindro avente un foro penetrante attraverso il quale la seconda luce 108 di applicazione di pressione posta in comunicazione con la seconda camera in pressione 106b, e 101b indica una porzione di piccolo diametro del primo pistone 101 avente un foro penetrante attraverso il quale la prima luce 107 di applicazione di pressione è posta in comunicazione con la prima camera in pressione 106a.

Il numero di riferimento 109 indica una pompa disposta come una sorgente di aria compressa per l'azionamento della valvola di ricircolazione dei gas di scarico. Un compressore a pressione positiva montato in una automobile con la valvola EGR può servire in qualità di questa pompa. Inoltre, i numeri di riferimento 110 e 111 indicano elettrovalvole rispettivamente collegate con la prima e seconda luci 107 e 108 di applicazione di pressione per controllare in modo on-off rispettivamente l'applicazione di pressione alla prima e seconda camere in pressione 106a e 106b.

La prima e seconda luci 107 e 108 di applicazione di pressione hanno fori filettati, e percorsi di pressione collegati con le elettrovalvole 111 e 110 sono rispettivamente avvitati nei fori filettati delle luci di applicazione di pressione al fine di sigillare le rispettive camere in pressione.

Successivamente, la descrizione sarà rivolta al funzionamento della valvola di ricircolazione dei gas di scarico avente la struttura summenzionata. Com'è mostrato in Fig. 4, quando aria ad una pressione positiva non è applicata a entrambe la prima e seconda camere in pressione 106a e 106b, la valvola di controllo 6 della controllo di ricircolazione dei gas di scarico è chiusa e quindi il percorso 13 dei gas di scarico è interrotto.

La Fig. 5 illustra una condizione della valvola EGR in cui l'elettrovalvola 111 è allo stato on e l'elettrovalvola 110 è allo stato off. Quando aria ad una pressione positiva viene applicata a solamente la seconda camera in pressione 106b, la pressione nella seconda camera in pressione 106b supera la forza elastica della prima molla 19. Conseguentemente, il secondo pistone 102 spinge il primo pistone 101 e la valvola di controllo 6 verso il basso e quindi la valvola di controllo 6 si apre. Dopo di ciò, il gancio di collegamento 102b in corrispondenza della porzione superiore del secondo pistone 102 si impegna con il gancio di collegamento 105a della testa 105 del cilindro, e il secondo pistone 102 è arrestato. Perciò, l'apertura della valvola di controllo 6 è limitata ad un livello di apertura corrispondente alla distanza D.

La Fig. 6 mostra uno stato della valvola EGR in cui l'elettrovalvola 110 è on e l'elettrovalvola 111 è off. Aria ad una pressione positiva è applicata solamente alla prima camera in pressione 106a e la seconda camera in pressione 106b è posta in comunicazione con l'atmosfera. In questo caso, la pressione dell'aria nella prima camera in pressione 106a supera la forza elastica della seconda molla 103 . Conseguentemente, il secondo pistone si sposta in una direzione verso l'alto nella figura e perviene in contatto con l'elemento di arresto 105a della testa 105 del cilindro ed è quindi arrestato.

Inoltre, poiché la pressione dell'aria nella prima camera in pressione 106a è superiore alla forza elastica della prima molla 19, il primo pistone si sposta in una direzione verso il basso nella figura e perviene in contatto con l'elemento di arresto 102a del secondo pistone 102. Così, la valvola di controllo 6 è spostata verso il basso attraverso la differenza (F-E) tra le escursioni del primo e secondo pistoni 101 e 102. Da ultimo, la valvola di controllo 6 è aperta.

La Fig. 7 mostra uno stato della valvola EGR in cui entrambe le elettrovalvole 110 e 111 si trovano nello stato on. Aria ad una pressione positiva è applicata a entrambe la prima e seconda camere in pressione 106a e 106b. In questo caso, poiché la pressione dell'aria al di sopra del secondo pistone 102 è equilibrata con quella dell'aria al di sotto del secondo pistone 102, il secondo pistone è spinto verso il basso a causa della forza elastica della seconda molla 103. Simultaneamente, il primo pistone 101 è spostato nella direzione verso il basso nella figura a causa della differenza tra la pressione dell'aria nella prima camera in pressione 196a e la pressione atmosferica, poiché la camera 106d sotto il primo pistone 101 è posta in comunicazione con l'atmosfera attraverso una luce 100 nell'alloggiamento 12. Dopo che il gancio di collegamento 101a del primo pistone 101 è pervenuto in contatto con l'elemento di arresto 102a in corrispondenza della porzione inferiore del secondo pistone 102 e il gancio di collegamento 102b in corrispondenza della porzione superiore del secondo pistone 102 è pervenuta in contatto con l'elemento di arresto 105a in corrispondenza della porzione inferiore della testa 105 del cilindro, il primo e secondo pistoni sono arrestati. Conseguentemente, la valvola di controllo 6 è spostata verso il basso per l'escursione o corsa (D+F) ed è completamente aperta.

Come si è menzionato precedentemente, solamente la forza elastica della seconda molla 103 contribuisce alla forza verso il basso esercitata sul secondo pistone 102 nel caso precedente rappresentato in Fig. 7. Anche se la resistenza al movimento di scorrimento del secondo pistone 102, che è provocata dall'elemento di sigillatura 7 e dalla fascia elastica 8, è superiore alla forza verso il basso, il secondo pistone 102 può essere spinto forzatamente verso il basso a causa della forza verso il basso esercitata sul primo pistone 101 poiché il secondo pistone 102 è impegnato con il primo pistone 101. In altre parole, anche se la forza elastica della seconda molla 103 è relativamente piccola e la resistenza al movimento di scorrimento del secondo pistone è aumentata a causa della dilatazione termica dell'elemento di sigillatura 7 o della fascia elastica 8 o simile, il secondo pistone 102 può essere spostato ad una certa posizione in modo affidabile e la valvola di controllo 6 può essere aperta. Vi è uno spazio, attraverso il quale può esser fatta passare aria, tra la fascia elastica 8 ed il cilindro 104. Le camere in pressione sono sigillate mediante gli elementi di sigillatura o tenuta 7.

Come è stato precedentemente spiegato, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico della seconda forma di realizzazione fornisce un controllo a due livelli della sua apertura in un intervallo di livelli di apertura fini, il che è di estrema importanza dal punto di vista delle funzioni del sistema di ricircolazione dei gas di scarico. Uno dei due livelli di apertura può essere controllato spostando i due pistoni in sensi opposti. La valvola di ricircolazione dei gas di scarico di questa forma di realizzazione rende possibile fornire controllo a quattro posizioni, includenti le due posizioni della valvola di controllo che corrispondono al suo intervallo di aperture fini, utilizzando la differenza relativa tra le distanze percorse dai due pistoni, cioè la differenza tra le corse dei due pistoni. Così, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico può fornire controllo di apertura a quattro livelli compresa piena apertura e piena chiusura per la valvola di controllo e, in particolare, può attuare facilmente controllo delle due posizioni della valvola di controllo nell'intervallo dei livelli di apertura fini spostando i due pistoni in sensi opposti.

Inoltre, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico può fornire livelli di apertura precisi per la valvola di controllo indipendentemente da una variazione nella pressione dell'aria alimentata dalla sorgente di pressione e da una variazione nella pressione dei gas di scarico. Così, controllo di ricircolazione dei gas di scarico può essere realizzato con elevata precisione ed elevata affidabilità.

Successivamente, la descrizione sarà diretta ad una terza forma di realizzazione della presente invenzione. La Fig. 8 illustra una vista in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione dei gas di scarico secondo la terza forma- di realizzazione. Nella figura, i medesimi elementi di quelli della seconda forma di realizzazione sono indicati dai medesimi numeri di riferimento, e la descrizione relativa a tali elementi sarà in seguito omessa. Secondo la terza forma di realizzazione, il diametro del primo pistone 101 è diverso da quello del secondo pistone 102. Inoltre, il movimento in una direzione verso il basso del secondo pistone 102 è limitato dal contatto tra la porzione a spallamento 202b di esso e la porzione a gradino 204a del cilindro fisso 104, ed il movimento in una direzione verso l'alto del secondo pistone 102 è limitato dal contatto tra la testa 105 del cilindro fissata al cilindro 104 e la faccia superiore 102c del secondo pistone.

Inoltre, il primo pistone 101 è dotato di una porzione a cavità 201b formata all'interno del pistone stesso, facilitando così il controllo della pressione dell'aria nella camera in pressione 106a. In aggiunta, il diametro del secondo pistone 102 è superiore a quello del secondo pistone conforme alla summenzionata seconda forma di realizzazione. Perciò, quando l'elettrovalvola 111 è commutata per applicare aria ad una pressione positiva alla camera in pressione 106b e quindi il secondo pistone 102 si trova in contatto con la porzione a gradino 204a del cilindro 104, ossia quando la valvola di controllo 6 è aperta la livello di apertura minimo, la pressione esercitata sul secondo pistone 202 è superiore a quella della seconda forma di realizzazione. In tal modo, vibrazione o simili della valvola di controllo 6 possono essere impedite più efficacemente.

Inoltre, diversamente dalla seconda forma di realizzazione, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico non richiede l'elemento di arresto 105a, come è mostrato in Fig. 4, in corrispondenza della porzione inferiore della testa del cilindro. Perciò, la sagoma della testa 105 del cilindro può essere semplificata e quindi lo stampaggio della testa del cilindro e l'assemblaggio della valvola EGR sono realizzati facilmente .

Facendo ora riferimento alle Fig. da 9 a 12, esse illustrano viste in sezione trasversale di una valvola di ricircolazione di gas di scarico secondo una quarta forma di realizzazione della presente invenzione. In queste figure, i medesimi elementi di quelli della prima forma di realizzazione sono indicati mediante i medesimi numeri di riferimento, e la descrizione di questi elementi sarà in seguito tralasciata. Il numero di riferimento 301 indica un primo pistone, 302 indica un secondo pistone accogliente il primo pistone 301 che può scorrere in esso e avente una porzione di collegamento impegnabile con il primo pistone 301, 304 indica un cilindro accogliente il secondo pistone 302 che può scorrere in esso, e 303 indica una seconda molla disposta tra il secondo pistone 302 ed il cilindro 304.

Inoltre, il numero di riferimento 301a indica un gancio di collegamento disposto in corrispondenza della porzione superiore del primo pistone 301, e 302a indica un elemento di arresto sporgente dalla porzione superiore del secondo pistone 302 in una direzione verso il basso. L'elemento di arresto 302a può pervenire in contatto con il gancio di collegamento 301a in corrispondenza della parte di estremità di esso in modo da limitare gli spostamenti del primo e secondo pistoni. Il numero di riferimento 302b indica la faccia superiore del secondo pistone 302, che può attestarsi sul cilindro 304 in modo da limitare lo spostamento del secondo pistone 302 stesso, e 302c indica la faccia inferiore del secondo pistone 302, che può attestarsi sull'elemento di arresto 12a dell'alloggiamento 12 in modo da limitare lo spostamento del secondo pistone 302 stesso.

La Fig. 11 illustra una condizione della valvola EGR in cui l'elettrovalvola 110 è nello stato on e l'elettrovalvola 111 è nello stato off. Aria ad una pressione positiva applicata solamente alla prima camera in pressione 306a e, simultaneamente, la seconda camera in pressione 306b è posta in comunicazione con l'atmosfera. In questo caso, quando la forza verso l'alto esercitata sul secondo pistone 302 che è provocata dalla differenza di pressione tra la prima e seconda camere in pressione 306a e 306b supera la forza elastica della seconda molla 303, il secondo pistone 302 è spinto verso l'alto. Quindi, il secondo pistone 302 perviene in contatto con la testa 305 del cilindro ed è arrestato. Inoltre, quando la forza verso il basso esercitata sul primo pistone 301 che è provocata da un aumento nella pressione nella prima camera in pressione 306a supera la forza elastica della prima molla 10, il primo pistone 301 è spinto verso il basso. Quindi, il gancio di collegamento 3Ola del primo pistone perviene in contatto con l'elemento di arresto 302a del secondo pistone 302 e perciò il primo pistone 301 è arrestato. Conseguentemente, la valvola di controllo 6 è spostata verso il basso secondo la differenza (N-M) delle corse del primo e secondo pistoni 301 e 302 ed è aperta.

La Fig. 12 illustra uno stato della valvola EGR in cui entrambe le elettrovalvole 110 e 111 sono nello stato on. Aria ad una pressione positiva è applicata a entrambe la prima e seconda camere 306a e 306b. In questo caso, il secondo pistone 302 è spinto verso il basso a causa solamente della resilienza della seconda molla 303 poiché la pressione esercitata sulla faccia superiore del secondo pistone 302 è uguale a quella esercitata sulla faccia inferiore del secondo pistone 302. Inoltre, poiché la forza verso il basso, che è provocata dalla differenza di pressione tra la prima camera in pressione 306a e lo spazio inferiore al di sotto del primo pistone posto in comunicazione con l'atmosfera attraverso la luce 100 nell'alloggiamento 12 e che è maggiore della forza elastica della prima molla 19, è esercita sul primo pistone, il primo pistone 301 è spinto verso il basso. Quindi, il gancio di collegamento 301a del primo pistone 301 perviene in contatto con l'elemento di arresto 302a in corrispondenza della porzione inferiore del secondo pistone 302 e perciò il primo pistone 301 è arrestato. Conseguentemente, la valvola di controllo 6 è spostata verso il basso attraverso la corsa (L+M) e la valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico è completamente aperta .

Facendo ora riferimento alla Fig. 13, essa illustra un grafico della corsa della valvola di controllo, che corrisponde alla apertura della valvola di controllo, nella valvola di ricircolazione dei gas di scarico secondo la quarta forma di realizzazione. La linea piena (1)in Fig. 13 illustra uno stato della valvola EGR in cui aria ad una pressione positiva è applicata a solamente la seconda luce 308 di applicazione della pressione e la sua corsa è limitata alla distanza L. La linea tratteggiata (2 in Fig. 13 illustra uno stato della valvola EGR in cui aria ad una pressione positiva è applicata solamente alla prima luce 307 di applicazione della pressione e la sua corsa è limitata alla distanza (N-M) . La linea tratteggiata (3 in Fig. 13 illustra uno stato della valvola EGR in cui aria ad una pressione positiva è applicata a entrambe la prima e seconda luci 307 e 308 di applicazione della pressione e la sua corsa è limitata alla distanza (L+N). Com'è mostrato nella figura, se la pressione del compressore (o la pressione dell'aria alimentata dal compressione nell'automobile) è entro l'intervallo Q indicato dalle linee oblique, allora la valvola EGR può operare in modo affidabile indipendentemente da variazioni nella pressione del compressore.

Ad esempio, per fornire la corsa massima di 15 mm per la valvola di controllo 6 e regolare la valvola di controllo ad un livello di apertura fine come il 10% o il 20% dell'apertura massima, le distanze L, M, e N sono impostate per risultare di 1,5 mm, 10,5 mm e 13,5 mm, rispettivamente .

Così, l'apertura della valvola di controllo 6 della valvola 5 di ricircolazione dei gas di scarico può essere controllata in modo affidabile ad uno di quattro livelli di apertura, ad esempio 0%, 10%, 20%, e 100% dell'apertura massima, e può essere mantenuta con precisione indipendentemente da una variazione nella pressione della sorgente di pressione e da una variazione della pressione del gas di scarico, con il risultato che la quantità di gas di scarico fatti ricircolare può essere controllata con elevata precisione.

Come si è precedentemente menzionato, secondo la quarta forma di realizzazione della presente invenzione, è previsto il primo pistone disposto scorrevolmente nel secondo pistone ed il secondo pistone, impegnabile con il primo pistone, accogliente il primo pistone che può scorrere entro un intervallo predeterminato, i pistoni racchiudendo parzialmente la prima e seconda camere in pressione. Così, la valvola di ricircoLazione dei gas di scarico può fornire controllo di apertura a quattro livelli per la valvola di controllo sfruttando la differenza delle direzioni o sensi di spostamento dei pistoni. Così, le due posizioni della valvola di controllo nell'intervallo di livelli di apertura fini possono essere controllate con precisione. Inoltre, le dimensioni fisiche della valvola di ricircolazione dei gas di scarico possono essere ridotte .

Successivamente, la descrizione sarà rivolta ad una quinta forma di realizzazione della presente invenzione. Le Fig. 15 e 16 sono viste in sezione trasversale parzialmente ingrandite della parte superiore della valvola di controllo 6 e della parte inferiore del primo pistone 101 di una valvola di ricircolazione di gas di scarico secondo la quinta forma di realizzazione della presente invenzione. I medesimi elementi di quelli della seconda forma di realizzazione sono indicati dai medesimi numeri di riferimento, e la descrizione relativa a tali elementi sarà in seguito tralasciata.

Nel caso in cui le superfici di contatto della valvola di controllo 6 e del primo pistone 101 sono piatte, com'è mostrato in Fig. 4 della seconda forma di realizzazione, ad esempio, l'asse della valvola di controllo 6 tende ad essere spostato via dall'asse del primo pistone 101 a causa di un carico squilibrato o simili provocato da una inclinazione della prima molla 19 se la valvola EGR non ha alcun meccanismo per posizionare la parte di estremità della valvola di controllo 6 al primo pistone 101. Quando la valvola di controllo 6 scorre con l'asse di essa inclinato rispetto all'elemento scorrevole 17, questo movimento non solo impedisce alla valvola di controllo 6 stessa di scorrere dolcemente attraverso l'elemento scorrevole 17, ma provoca pure una prematura usura dell'elemento scorrevole 17. D'altro canto, un forte vincolo delle porzioni di contatto della valvola di controllo 6 e del primo pistone 101 esercita una cattiva influenza sul complesso della valvola EGR e pertanto non è adatto per la produzione in massa.

Perciò, la valvola di ricircolazione dei gas di scarico richiede un meccanismo per determinare automaticamente la posizione in cui sia la valvola di controllo 6 che il primo pistone 101 si attestano mutuamente nell 'assemblare la valvola EGR stessa, e per far sì che sia la vaivola di controllo 6 che il primo pistone 101 abbiano a contattarsi mutuamente con una libertà rispetto alle inclinazioni di entrambi.

Nelle Fig. 14 e 15, il numero di riferimento 6 indica una valvola di controllo, e 6a indica una porzione convessa generalmente di sagoma sferica formata in corrispondenza di una estremità della valvola di valvola 6. Inoltre, 101 indica un primo pistone che può attestarsi sulla porzione di estremità della valvola di controllo 6 e lOld indica una porzione concava generalmente di sagoma sferica del primo pistone. Quando la valvola di controllo 6 è spostata verso il basso, la porzione convessa 101a e la porzione concava 6a sono impegnate l'una con l'altra. Sia la valvola di controllo 6 che il primo pistone 101 si attestano l'una sull'altro in modo girevole. Perciò, anche se un qualsiasi loro asse è inclinato, la posizione ove entrambi si attestano mutuamente rimane invariata e le porzioni convessa e concava adattano o compensano l'inclinazione dell'asse. Così, un aumento nel carico squilibrato sulla molla può essere impedito, consentendo così alla valvola di controllo 6 e al primo pistone 101 di scorrere dolcemente. Particolarmente, poiché l'inclinazione dell'asse della valvola di controllo 6 rispetto al componente mobile posizionato al di sopra della valvola di controllo è aumentata nel caso in cui aria ad una pressione positiva è alimentata alla camera in pressione 9d posizionata al di sotto dei componenti mobili, ad esempio, nella prima forma di realizzazione, così la struttura secondo la quinta forma di realizzazione risulta estremamente utile per risolvere il problema menzionato precedentemente .

La Fig. 15 illustra una variante delle porzioni convessa e concava secondo la quinta forma di realizzazione della presente invenzione. Le porzioni convessa e concava, impegnabili l'una con l'altra, della valvola di controllo 6 e del primo pistone 101 hanno sagoma generalmente conica. Nella figura, il numero di riferimento 112 indica un elemento di contatto inserito o pressato nella prima porzione 101. Quando il primo pistone 101 è fatto di un materiale relativamente flessibile come alluminio o simili, allo scopo, ad esempio, di ridurre il peso, e le aree di contatto delle porzioni di contatto non possono essere aumentate in grado considerevole, l'elemento di contatto 112, la cui durezza superficiale è aumentata tramite tempra, trattamento superficiale o simili, può impedire malfunzioni come deformazione, usura e simili dell'elemento di contatto.

Come si è precedentemente menzionato, secondo la quinta forma di realizzazione della presente invenzione, le porzioni di contatto della valvola di controllo e del primo pistone sono mutuamente girevolmente impegnate. Perciò, la resistenza ai movimenti di scorrimento di entrambi non è influenzata, cioè non viene aumentata, e scostamento della porzione di contatto della valvola di controllo dalla posizione normale può essere impedito, anche se l'asse della valvola di controllo è inclinato rispetto all'asse del primo pistone. In tal modo, la durata della valvola di ricircolazione dei gas di scarico viene migliorata.

Si deve notare che, nella seconda, terza e quarta forma di realizzazione, aria ad una pressione positiva può essere applicata alla camera in pressione 9d, come nella prima forma di realizzazione .

Come è stato precedentemente spiegato, la presente invenzione fornisce il vantaggio seguente. La presente invenzione fornisce una valvola di ricircolazione dei gas di scarico, l'apertura valvolare della quale rimane invariata anche se la pressione dell'aria applicata ad essa è variata o anche se si verificano ondulazioni della pressione dei gas di scarico, e che è in grado di operare in modo affidabile e stabile.

Molte forme di realizzazione largamente diverse della presente invenzione possono essere costruite senza allontanarsi dallo spirito e ambito protettivo della presente invenzione. Si deve tener presente che l'invenzione non è limitata alle forme di realizzazione specifiche descritte nella descrizione, tranne per quanto definito nelle rivendicazioni accluse.

Claims (22)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola per il ricircolo di gas di scarico comprendente: un alloggiamento che costituisce una parte di un percorso dei gas di scarico per ricevere gas di scarico da un tubo di scarico di un motore a combustione interna, detto alloggiamento accogliendo mezzi valvolari per controllare la quantità di flusso dei gas di scarico passanti attraverso di esso; un cilindro fisso disposto in detto alloggiamento; un complesso di cilindro mobile costituito da almeno un cilindro mobile disposto in detto cilindro fisso; un pistone disposto amovibilmente in detto complesso di cilindro mobile per controllare un'apertura di detti mezzi valvolari; e mezzi di applicazione di pressione per applicare rispettivamente pressione a detto cilindro mobile e a detto pistone in modo da spostarli attraverso corse predeterminate rispettive.
2. 2. Valvola di ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui detto complesso di cilindro mobile comprende almeno detto primo cilindro mobile ed un secondo cilindro mobile disposto in detto primo cilindro mobile, e in cui detto pistone è posizionato in detto secondo cilindro mobile.
3. 3. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui detta valvola per ricircolo di gas di scarico comprende inoltre una prima camera in pressione circondata da almeno detto cilindro fisso e detto cilindro mobile ed una seconda camera in pressione circondata da almeno detto cilindro mobile e detto pistone, e in cui detti mezzi di applicazione di pressione sono atti ad applicare pressione a ciascuna di dette prima e seconda camere in pressione.
4. 4. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 2, in cui detta valvola per il ricircolo di gas di scarico comprende inoltre una prima camera in pressione circondata da almeno detto cilindro fisso e detto primo cilindro mobile, una seconda camera in pressione circondata da almeno detti primo e secondo cilindri mobili, ed una terza camera in pressione circondata da almeno detto secondo cilindro mobile e detto pistone, e in cui detti mezzi di applicazione di pressione sono atti ad applicare pressione a ciascuna di dette prima, seconda e terza camere in pressione.
5. 5. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui le corse predeterminate di detto complesso di cilindro mobile e detto pistone sono mutuamente diverse, e in cui quando detto complesso di cilindro mobile comprende una pluralità di cilindri mobili, corse predeterminate di detta pluralità di cilindri mobili sono mutuamente diverse.
6. 6. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui la corsa predeterminata di detto un cilindro mobile avente la superficie più grande a cui pressione è applicata mediante detti mezzi di applicazione della pressione è quella più corta.
7. 7. Valvola per ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui almeno un componente tra detto complesso di cilindro mobile e detto pistone ha due superfici opposte a ciascuna delle quali è applicata pressione, e in cui la pressione applicata a ciascuna delle due superfici opposte è controllata individualmente.
8. 8. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui porzioni, impegnabili mutuamente, di detti mezzi valvolari di detto pistone hanno sagoma generalmente sferica e sagoma generalmente conica.
9. 9. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui detta valvola per il ricircolo di gas di scarico comprende inoltre una porzione di contatto che si attesta su detto un cilindro mobile di detto complesso di cilindro mobile per limitare l'intervallo di movimento di detto cilindro mobile alla corsa predeterminata.
10. 10. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui è prevista una camera a pressione più bassa, o a cui può essere applicata pressione o che può essere sigillata, posizionata al di sotto di detto cilindro fisso in detto alloggiamento.
11. 11. Valvola per il ricircolo di gas di scarico comprendente: un alloggiamento che costituisce una parte di un percorso per i gas di scarico per ricevere gas di scarico da un tubo di scarico di un motore a combustione interna, detto alloggiamento accogliendo mezzi valvolari per controllare la quantità di flusso dei gas di scarico passanti attraverso di esso; un cilindro montato su detto alloggiamento; un pistone disposto amovibilmente in detto cilindro per controllare l'apertura di detti mezzi valvolari; un secondo pistone disposto amovibilmente in detto cilindro ed impegnabile con detto primo pistone, detto secondo pistone essendo atto a scorrere per una corsa predeterminata rispetto a detto primo pistone; e mezzi di applicazione di pressione per applicare rispettivamente pressione a detti primo e secondo pistoni in modo da spostarli per corse predeterminate rispettive.
12. 12. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 11, in cui le corse predeterminate di detti primo e secondo pistoni sono mutuamente diverse.
13. 13. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 11, in cui la corsa predeterminata di detto un pistone avente la superficie più grande a cui pressione è applicata mediante detti mezzi di applicazione della pressione è quella più corta.
14. 14. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 11, in cui almeno uno di detti primo e secondo pistoni ha due superfici opposte a ciascuna delle quali è applicata pressione, e in cui la pressione applicata a ciascuna delle due superfici opposte è controllata individualmente.
15. 15. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 11 in cui porzioni, impegnabili fra loro, di detti mezzi valvolari e di detto primo pistone hanno sagoma generalmente sferica o sagoma generalmente conica.
16. 16. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 11, in cui detta valvola per il ricircolo di gas di scarico comprende inoltre una porzione di contatto che si attesta su detto secondo pistone per limitare l'intervallo di movimento di detto secondo pistone alla corsa predeterminata.
17. 17. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 11, in cui è prevista una camera a pressione più bassa, o a cui può essere applicata pressione o che può essere sigillata, posizionata al di sotto di detto cilindro in detto alloggiamento.
18. 18. Valvola per il ricircolo di gas di scarico, secondo la rivendicazione 12, in cui la corsa predeterminata di detto un pistone avente la superficie più grande a cui pressione è applicata mediante detti mezzi di applicazione della pressione è quella più corta.
19. 19. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 12, in cui almeno uno di detti primo e secondo pistoni ha due superfici opposte a ciascuna delle quali è applicata pressione, e in cui la pressione applicata a ciascuna delle due superfici opposte è controllata individualmente.
20. 20. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 12, in cui porzioni, impegnatili l'una con l'altra, di detti mezzi valvolari e di detto primo pistone hanno sagoma generalmente sferica e sagoma generalmente conica.
21. 21. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 12, in cui detta valvola per il ricircolo di gas di scarico comprende inoltre una porzione di contatto che si attesta su detto secondo pistone per limitare un intervallo di movimento di detto secondo pistone alla corsa predeterminata.
22. 22. Valvola per il ricircolo di gas di scarico secondo la rivendicazione 12, in cui è prevista una camera a pressione più bassa, o a cui può essere applicata pressione o che può essere sigillata, posizionata al di sotto di detto cilindro in detto alloggiamento.