BR102012020970A2

BR102012020970A2 - Válvula de três sentidos com batente de topo na via aérea

Info

Publication number: BR102012020970A2
Application number: BRBR102012020970-5A
Authority: BR
Inventors: Gregory Hodebourg; Sebastien Adenot
Original assignee: Valeo Sys Controle Moteur Sas
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-07-15
Also published as: EP2562450A1; JP2013050211A; CN103032212B; FR2979409B1; CN103032212A; ES2457523T3; JP6125774B2; US9534698B2; PL2562450T3; KR20130023112A; FR2979409A1; EP2562450B1; US20130047967A1

Abstract

VÁLVULA DE TRÊS SENTIDOS COM BATENTE DE TOPO NA VIA AÉREA. Trata-se de uma válvula de três sentidos com duas abas que compreende meios de controle simples (9) para as duas abas e meios de atuação (12, 13, 50) dispostos para acionar, de maneira articulada, uma das duas abas, de uma para a outra de suas posições aberta e fechada de uma das vias, com um deslocamento de fase temporal, caracterizada pelo fato de que compreende batentes para deslocamento máximo para cada um dos ditos meios de atuação, em que o batente (31) do segundo meio de atuação (12, 50) é correspondente a uma posião completamente fechada de sua aba e o batente do primeiro meio de atuação (13) é posicionado além da posição do dito primeiro meio de atuação quando o segundo meio de atuação (12, 50) está em seu batente (31), em que as cadeias cinemáticas que ligam os primeiro e segundo meios de atuação aos meios de controle simple operam nominalmente.

Description

“VÁLVULA DE TRÊS SENTIDOS COM BATENTE DE TOPO NA VIA AÉREA”

O campo da presente invenção é de veículos motorizados e, mais particularmente, dos equipamentos para alimentar o motor.

Um motor alimentado por calor de um veículo motorizado compreende uma câmara 5 de combustão, geralmente formada por uma pluralidade de cilindros, em que uma mistura de combustível e ar é queimada para gerar o trabalho do motor. O ar pode ser comprimido ou não, dependendo de se o motor inclui ou não um turbocompressor. No caso de um motor com turbocompressor, o ar, comprimido pelo compressor, é capturado no motor onde é queimado com o combustível e, então, evacuado através dos dutos de exaustão. Os gases 10 de exaustão acionam uma turbina, fixada ao compressor e formam com isso o turbocompressor.

O ar de admissão também pode ser misturado com gases de exaustão; isso introduz o conceito de gases de exaustão recirculados e de circulação dos gases ao longo de um denominado circuito de EGR (recirculação de gás exaustão). Os gases capturados na 15 câmara de combustão são, então, chamados de gases de admissão. Uma redução das emissões de poluentes, em particular, das emissões de óxido de nitrogênio, é, dessa forma, obtida.

A recirculação dos gases de exaustão pode ser chamada de “baixa pressão” quando é aplicada aos gases de exaustão afunilados após a turbina e reintroduzida antes do 20 compressor, ou “alta pressão” quando é aplicada com é gases afunilados antes da turbina e reintroduzida após o compressor. Como um exemplo, a recirculação de baixa pressão é principalmente usada, em um motor movido a petróleo, para reduzir o consumo de combustível e obter uma melhor eficiência do motor.

Os gases são, portanto, conduzidos por vários dutos e sua circulação é controlada 25 com o uso de válvulas, que permitem, inibem ou regulem seus movimentos nesses dutos. No caso de um circuito de EGR1 uma denominada válvula de “três sentidos” já foi proposta. Tal válvula pode ser disposta a montante do compressor do turbocompressor, ou seja, no duto de admissão de mistura, onde regula a quantidade de ar que circula no dito duto e a quantidade de gás de exaustão capturado no último. As válvulas estão, então, dispostas no 30 lado frio do motor, por que é colocado na linha de admissão em vez de na linha de exaustão.

Para uma válvula de três sentidos disposta no lado frio, inúmeros modos operacionais da válvula e, portanto, do motor, podem ser abrangidos. O motor pode receber somente ar fresco, com nenhum gás de exaustão recirculado. O motor também pode 35 receber ar fresco misturado com uma porção dos gases de exaustão, em que a diferença de pressão entre a exaustão e a admissão do motor é, então, suficiente para assegurar a recirculação dos gases de exaustão. Quando a diferença de pressão não é suficiente para a recirculação dos gases de exaustão e para assegurar a taxa de EGR correta, uma retropressão pode ser criada através do entupimento da via de exaustão a jusante do circuito de EGR, a fim de, por meio disso, forçar uma porção dos gases de exaustão em direção à via de admissão do motor. Essa solução, por sua complexidade, não é, entretanto, muito satisfatória, e é preferencial usar o circuito de EGR da seguinte forma.

Com a taxa de fluxo de ar fresco na via de entrada de ar da válvula de EGR no

___________máximo, a via para os gases de EGR é progressivamente aberta na válvula e, antes de a

taxa de fluxo dos gases de EGR na válvula parar de aumentar, a via de entrada de ar fresco é progressivamente fechada para continuar a fazer com que a taxa de fluxo dos gases de EGR aumente, após curva monotônica crescente.

Foi depositado um pedido de patente pelo depositante, sob o número W02009/106727, que descreve uma válvula de três sentidos com duas abas em que as duas abas são dispostas nas duas vias de entrada da válvula e são atuadas com um desvio temporal por uma e os mesmos meios de atuação.

Essa configuração fornece somente um único sensor para saber a posição das abas,

que é colocado no controle da aba para os gases recirculados (via para gases ou via EGR). Portanto, acontece que uma falha na via de controle da aba de admissão de ar (via aérea) não é detectada.

Uma primeira solução para resolver esse problema seria colocar um segundo sensor na via aérea. Essa solução não é, entretanto, satisfatória por causa do custo e do volume dos componentes adicionais que isso envolve.

O objetivo da presente invenção consiste em remediar essas desvantagens através da proposta de uma válvula de três sentidos projetada de modo que um defeito em uma das vias, ar ou EGR, possa ser detectado com o uso de um único sensor.

Em suma, o assunto da invenção é uma válvula de três sentidos com duas portas

respectivamente dispostas em duas das três vias da válvula, em que a dita válvula compreende meios de controle simples para as duas portas e primeiro e segundo meios de atuação dispostos para serem controlados pelos meios de controle simples e para acionar uma das duas portas de uma para a outra de uma primeira e uma segunda posição, em que 30 os ditos meios de controle e atuação são configurados para ativar as duas portas, em um modo de operação nominal, para alcançar simultaneamente suas respectivas segundas posições.

De acordo com a invenção, a dita válvula inclui um batente para deslocamento máximo para pelo menos um dos ditos meios de atuação, em que o dito batente é configurado para bloquear os ditos meios de atuação quando a porta correspondente está em sua segunda posição, em que a dita válvula também compreende meio para detectar um percurso da dita outra porta além de seu segunda posição. Dessa forma, de acordo com a invenção, a integridade das cadeias cinemáticas é verificada em todas as vias, e isso é feito com o uso de meios de detecção fornecidos em somente uma das mesmas. Os meios de detecção tornam possível diagnosticar um defeito na via equipada, mas também na outra via. Isso se deve ao fato de que, se a porta 5 encaixada na via equipada com os meios de detecção exceder a posição prescrita, isso significa que os meios de atuação da porta encaixada na outra via não alcançaram sua __________________posição de batente e que há um defeito na cadeia cinemática correspondente._______

Na aplicação exemplificativa descrita acima, os meios de detecção tornam possível, dessa forma, identificar um excesso da posição completamente aberta pela aba para os gases e, portanto, uma falha nas cadeias cinemáticas da cadeia de ar, com nenhum sensor adicional.

De acordo com diferentes modalidades que podem ser adotas juntas ou separadamente:

- o dito meio para detectar um percurso da outra porta além de seu percurso nominal compreende um meio para medir a posição da dita outra porta,

- o dito batente para deslocamento máximo é projetado para bloquear o dito segundo meio de atuação e o dito meio para detectar um percurso da outra porta além de seu percurso nominal compreendem um batente para o primeiro meio de atuação, configurado para ser posicionado além da posição do dito primeiro meio de atuação quando o segundo

meio de atuação está em seu batente em modo de operação nominal,

- o dito meio para detectar um percurso da outra porta além de seu percurso nominal também pode compreender um batente de final de percurso, fornecido no dito primeiro meios de atuação e um detector de contato entre o dito batente de final de percurso e o batente do dito primeiro meio de atuação,

- as ditas portas são abas, os ditos meios de controle e atuação são configurados

para acionar as ditas abas de modo articulado e o primeiro e o segundo meios de atuação incluem segmentos em anel com coroa dentada,

- o dito batente do primeiro meio de atuação é disposto voltado para uma das faces que formam a extremidade do segmento em anel com coroa dentada correspondente.

De acordo com uma implantação exemplificativa, o segundo meio de atuação

também compreende uma Iingueta que circula em um sulco formado no segmento em anel com coroa dentada do segundo meio de atuação, em que o batente associado ao dito segundo meio de atuação é fixado ao corpo da válvula e posicionado voltado para a dita lingueta.

De acordo com uma variante, o segundo meio de atuação também inclui uma roda

de controle, ligada em rotação à primeira aba e livre em rotação em relação ao dito segmento em anel com coroa dentada, em que a dita roda de controle é capaz de ser acionada pelo dito segmento em anel com coroa dentada quando a dita primeira aba troca de sua primeira posição para sua segunda posição. A dita roda de controle inclui, por exemplo, um batente diagnóstico configurado para estar nivelado com o batente para deslocamento máximo quando a segunda porta está em sua segunda posição.

De acordo com um aspecto da invenção, as ditas primeira e segunda posições são

posições abertas e fechadas de uma das vias.

_______________________________De acordo com um outro aspecto da invenção, os ditos meios de controle e atuação

são configurados para acionar as ditas portas com um deslocamento de fase temporal de modo que, enquanto continua a deslocar a primeira porta de sua primeira posição para sua 10 segunda posição através do primeiro meio de atuação para abrir, respectivamente fechar, a via correspondente, a segunda porta começa a se deslocar de sua primeira posição para sua segunda posição através do segundo meio de atuação, para fechar, respectivamente abrir, a via correspondente.

De acordo com um outro aspecto da invenção, o dito segundo meio de atuação é retornado por uma mola de retorno de sua segunda posição para sua primeira posição.

De acordo com um outro aspecto da invenção, as portas são dispostas em suas duas vias de entrada, em que a válvula é, então, uma válvula de circuito EGR para o lado frio, ligada à tubulação de admissão de um motor de combustão interna de um veículo motorizado.

A invenção também se refere a um método para testar a integridade da cadeia

cinemática de uma válvula de três sentidos conforme descrito acima, em que o dito método compreende uma etapa para ajustar o dito primeiro meio de atuação em movimento através dos ditos meios de controle simples, da primeira posição da porta associada em direção à segunda posição da dita porta, seguida por uma etapa para medir a posição extrema alcançada pela dita aba.

A invenção será mais bem compreendida e outros objetivos, detalhes, recursos e vantagens da mesma se tornarão mais claramente evidentes a partir da seguinte descrição explicativa detalhada de uma modalidade da invenção tendo como um exemplo puramente ilustrativo e não limitante, em referência aos desenhos esquemáticos anexos.

Nesses desenhos:

- A Figura 1 é uma vista esquemática de um circuito de EGR instalado em um motor com turbocompressor, de acordo com a técnica anterior;

- As Figuras 2a a 2d são vistas esquemáticas que mostram, genericamente, a operação da válvula de três sentidos de um circuito de EGR, com as diferentes posições

adotadas por suas abas;

- As Figuras 3 a 5 mostram os dispositivos de controle para as duas abas de uma primeira modalidade de uma válvula de três sentidos de acordo com a invenção, nas posições correspondentes aos casos representados respectivamente nas Figuras 2a, 2b e 2d;

- A Figura 6 é um diagrama esquemático que mostra a válvula de três sentidos das Figuras 3 a 5, em operação normal, na posição correspondente à Figura 2a;

-A Figura 7 é um diagrama esquemático que mostra a válvula de três sentidos

precedente, em operação normal, na posição correspondente à Figura 2d,

________________________________- A Figura 8 é um diagrama esquemático que mostra a válvula de três sentidos

precedente, na posição correspondente à Figura 2d, no caso de uma quebra que ocorre no acionamento da via aérea,

-A Figura 9 é um diagrama esquemático que mostra a válvula de três sentidos

precedente, em uma posição preenchida após uma quebra da mola de retorno da aba da via aérea, e

- A Figura 10 é uma vista em perspectiva parcial de uma segunda implantação de uma válvula de três sentidos de acordo com a invenção.

Referindo-se à Figura 1, isso mostra um motor de combustão interna 21 de um

veículo motorizado, fornecido com um circuito de recirculação de gás exaustão (EGR), que compreende uma tubulação de admissão 23 para o motor para receber ar e gases de exaustão de um compressor 26 de um turbocompressor 24, uma tubulação de exaustão 22 para os gases de combustão, uma turbina 25 de turbocompressor 24 e o circuito de EGR 20 28, com um cooler 29 e a válvula de três sentidos de baixa pressão 1 que é disposta a montante do compressor 26 do turbocompressor 24. Essa válvula de três sentidos é ligada ao compressor por sua saída e tem duas entradas para receber ar fresco (via aérea) e os gases de exaustão resfriados (via de EGR ou via de gás), em uma mistura cuja pressão é aumentada pelo compressor 26.

As Figuras 2a a 2d representam esquematicamente a válvula de três sentidos 1, com

sua entrada de ar 2, sua entrada de gás de exaustão recirculada 3 e uma saída para a mistura de ar e gás 4. A válvula 1 é, no presente contexto, uma válvula com duas abas, uma aba 5 na via de entrada de ar 2 e uma aba 6 na via de entrada de gás 3. A operação da válvula, quando se refere à ativação do circuito de EGR, é da seguinte forma: no início, a 30 aba de ar 5 está em uma posição angular (0o) permite uma taxa de fluxo de ar máxima na via 2 e a aba de entrada de gás 6 está em uma posição angular (90°) que bloqueia a via 3. Essa situação é a única em que o motor está operando, por exemplo, quando parado e em ponto morto.

A ativação do circuito é refletida em um início de articulação da aba de entrada de gás 6, sem a aba de ar 5 se articular, abrindo, dessa forma, progressivamente uma via 3 para os gases de EGR de exaustão (Figura 2a). Com a aba de ar 5 ainda permanecendo na mesma posição aberta máxima da entrada de ar 2, a aba de gás 6 continua a articular para abrir consideravelmente a via de gás 3 (Figura 2b). Em uma certa posição angular da aba de gás 6, aqui 35°, ou seja, após uma rotação de 55°, a taxa de fluxo dos gases de EGR na via 3 para todas as intenções e propósitos para de aumentar e, quanto continua a articular a aba de gás 6, a aba de ar 5 começa, então, a se articular para fechara a via de entrada de 5 ar 2 e, dessa forma, forçar o motor para sugar mais gás de EGR (Figura 2c). Essa fase pode continuar para uma posição extrema na qual a aba de gás 6 alcança a posição aberta máxima angular (0o) da via de entrada de gás 3 e em que a aba de ar está na posição angular (90°) que bloqueia a via de entrada de ar 2 (Figura 2d).

Uma cadeia cinemática que permite a implantação de uma válvula de três sentidos 1 de acordo com a invenção, que opera de acordo com o principio definido acima, será descrita gora em referência às Figuras 3 a 5.

A cadeia cinemática da válvula de três sentidos 1 compreende um sistema de engrenagem que se estende, aqui, entre um motor de corrente direta 7 e dois eixos 51, 61 que acionam, em rotação, respectivamente a aba de ar 5 e a aba de gás 6. Os dois eixos 51, 61 se estendem paralelos um ao outro. O eixo 14 do motor elétrico 7 tem um pinhão 8 fixado nisso que aciona uma roda dentada intermediária 9 que tem dentes periféricos 10 e dentes centrais 11. Os dentes periféricos 10 da roda intermediária se entrelaçam com um anel de coroa dentada 12 que aciona a aba de ar 5 in rotação. O anel de coroa dentada 12 é livre em rotação em relação ao eixo geométrico 51 da aba 5. O acionamento dessa aba 5 em rotação pelo anel de coroa 12 é obtido através de uma lingueta de acionamento 15 que é rotativamente fixada ao eixo geométrico 51 da aba 5. Essa lingueta 15 é disposta repousando sobre um batente ajustável, ou batente aéreo de fundo 16, que é fixado ao corpo da válvula (não representada). O anel de coroa 12 inclui um sulco angular 17 projetado para permitir a rotação livre do anel de coroa 12 sobre um segmento angular definido, sem acionar a lingueta 15 e, portanto, sem acionar a aba 5. Quando o anel de coroa 12 é acionado em rotação além desse segmento angular, em uma direção ou na outra, que uma primeira borda do sulco 17, que forma um batente de acionamento 30, então, aciona a lingueta 15. Conforme será explicado em maiores detalhes abaixo, a borda oposta do sulco 17 do anel de coroa 12 também forma um batente, chamado de batente de retorno 34.

Os dentes centrais 11 da roda intermediária 9 se entrelaçam com um anel de coroa dentada 13 que aciona a aba de gás 6 em rotação. O anel de coroa dentada 13 é fixado em rotação ao eixo geométrico 61 da aba 6. Isso se estende circularmente somente sobre um segmento angular, cujas extremidades possuem faces radiais adequadas para cooperar 35 com partes fixadas ao corpo da válvula, que forma batentes para o deslocamento circular do anel de coroa dentada 13, conforme será explicado posteriormente. Em modo normal, sob a ação do motor 7, a aba 6 é, portanto, acionada em rotação diretamente pela rotação do anel de coroa 13, enquanto a aba 5 é acionada em rotação somente quando o anel de coroa 12 está acionando a lingueta 15 em rotação.

No exemplo considerado, o motor elétrico 7, através de seu pinhão 8 quando é acionado em rotação na direção em sentido anti-horário, aciona a roda intermediária 9 em rotação na direção em sentido horário. Em sua volta, a roda 9, através de seus dentes 10,

11, aciona, na direção em sentido anti-horário, os dois anéis decoroa dentada 12, 13 que são, portanto, acionados em rotação pela mesma roda intermediária 9, mas através de dois conjuntos de dentes diferentes 10, 11. Como um exemplo, a razão de entrelaçamento entre o eixo 14 do motor elétrico 7 e a aba de gás 6 é aqui aproximadamente 16, enquanto que a razão entre o eixo 14 e a aba de ar 5 quando a mesma é acionada é aproximadamente 7.

O mecanismo para deslocamento de fase do fechamento da aba de ar 5 será descrito agora, em relação às Figuras 3, 4 e 5 que mostra os anéis e rodas de coroa dentada em diferentes etapas na rotação do pinhão 8.

A partir da Figura 3 para a Figura 4, os anéis de coroa 12 e 13 são acionados na

direção em sentido anti-horário com a finalidade de fazer com que a aba de gás 6 se abra, enquanto que a aba de ar 5 permanece imóvel em, virtude do sulco angular 17. Na posição da Figura 4, a borda desse sulco 17 que forma o batente de acionamento 30, entra em contato com a lingueta 15. A rotação do anel de coroa 12 continua, então, em direção à 20 posição representada na Figura 5, a lingueta 15 (e consequentemente a aba 5), então, é acionada em rotação pelo batente de acionamento 30. A aba de ar 5 se fecha, portanto, com um deslocamento de fase temporal em relação à aba de gás 6, em virtude da presença do sulco 17.

As Figuras 3 a 5 também representam inúmeros batentes associados aos anéis de coroa dentada 12 e 13. Na via aérea, há um batente aéreo de topo 31, fixado ao corpo da válvula 1, que corresponde à posição extrema que a lingueta 15 alcança quando a aba de ar está na posição completamente fechada. A lingueta 15, em operação normal, é dessa forma deslocada, em uma direção sob a ação do batente de acionamento 30 e na outra direção sob a ação de uma mola de retorno (não representada), entre o batente aéreo de fundo 16 e o batente aéreo de topo 31. Esse deslocamento corresponde a uma rotação da aba de ar 5 entre a posição completamente aberta e a posição completamente fechada. Será também observado na Figura 3 que o anel de coroa dentada 12 que aciona a aba de ar e o batente de retorno 34 não entram em contato com a lingueta de acionamento 15, que é retornado contra o batente aéreo de fundo 16, quando a válvula de três sentidos está na configuração da Figura 2a (aba de ar aberta e aba de gás fechada). A cadeia cinemática das rodas e anéis de coroa dentada é tal que deixa um vão entre o batente de retorno 34 e o batente aéreo de fundo que é maior que a espessura da lingueta de acionamento 15. A utilidade desse vão será descrita posteriormente, em relação à Figura 9.

Em paralelo, existem, na via de EGR, dois batentes, um batente de gás de fundo 32 e um batente de gás de topo 33 associados às posições extremas que podem ser consideradas, respectivamente, pelas primeira 62 e segunda 63 extremidades do anel de coroa dentada 13 que aciona a aba de gás 6.

A função dos batentes acima será mais bem exDlicada. em relação às Fiauras 6 a 9 que são representativas da operação de uma válvula de três sentidos de acordo com a invenção. Nessas Figuras, os dentes centrais 11 e os dentes periféricos 10 da roda dentada 10 intermediária 9 foram combinados a fim de simplificar o desenho. A Figura 6 corresponde a uma operação da válvula 1 em modo normal, na configuração da Figura 2a, ou seja, a aba de ar 5 completamente aberta e a aba de gás 6 completamente fechada. A Figura 7 corresponde a uma operação da válvula 1 em modo normal, na configuração da Figura 2d, ou seja, a aba de ar 5 completamente fechada e a aba de gás 6 completamente aberta. 15 Como para a Figura 8, isso representa um primeiro modo operacional defeituoso, em que a aba de ar 5 não é mais acionada, a lingueta 15 não alcança o batente aéreo de topo 31 e em que a aba de gás 6 vai além da posição completamente aberta, a segunda extremidade 63 de seu anel de coroa dentada 13, então, chega no batente contra o batente de gás de topo 33. Finalmente, a Figura 9 representa um segundo modo operacional defeituoso, em 20 que a aba de ar 5 não é mais retornada para a posição completamente aberta, em que a mola de retorno é considerada como quebrada ou ainda um ponto rígido na cadeia cinemática da via aérea impede o retorno da lingueta 15 simplesmente sob a força exercida por essa mola.

A operação da invenção é descrita, primeiramente no modo normal em referência às Figuras 6 e 7, então, no modo defeituoso correspondente à Figura 8.

A Figura 6 representa a situação dos elementos da válvula 1 na configuração da Figura 2a, ou seja, antes da introdução de gases recirculados. A roda dentada intermediária

9 traz a primeira extremidade 62 do anel de coroa 13 que aciona a aba de gás para estar nivelado com o batente de gás de fundo 32, que corresponde à posição completamente 30 fechada para a aba de gás 6. Em paralelo, o anel de coroa dentada 12 que aciona a aba de ar está em uma posição de tal modo que seu batente de acionamento 30 seja separado da lingueta de acionamento 15; em que a última suporta o batente ajustável 16, sob a ação da mola de retorno que tende ao retorno da aba de ar 5 para sua posição completamente aberta. Seu batente de retorno 34, embora o anel de coroa dentada 12 esteja em uma de 35 suas posições angulares extremas, não esteja em contato com a lingueta de acionamento 15. A ativação da recirculação dos gases é refletida em uma rotação da roda dentada intermediária 9. Por outro lado, essa rotação faz com que o anel de coroa dentada 13 da aba de gás gire e mova sua primeira extremidade 62 na direção contrária ao batente de gás de fundo 32 para trazer sua segunda extremidade 32 mais próximo ao batente de gás de 5 topo 33, mas alcançar isso; por outro lado, isso faz com que a roda dentada 12 da aba de ar gire de modo que isso, inicialmente, se aproxime do batente de acionamento 32 da lingueta

15, então, em um segundo estágio, acione o último em rotação até que isso suporte^ o batente aéreo de topo 31. A situação da válvula 1 é, então, uma representada na Figura 7, que corresponde ao caso da Figura 2d, com a aba de ar 5 completamente fechada e a aba de gás 6 completamente aberta.

Pode ser visto na Figura 7 que a rotação da roda dentada intermediária 9 é bloqueada através do suporte da lingueta 15 contra o batente aéreo de topo 31 e que isso não pode continuar sua rotação. Nessa situação, a invenção fornece a cadeia cinemática das rodas dentadas para ser de tal modo que a segunda extremidade 63 do anel de coroa 15 dentada 13 não entre em contato com o batente de gás de topo 33, mas que um vão permanece entre os mesmos. Esse vão não é projetado para ser cancelado, desde que a válvula esteja em seu modo de operação normal.

A Figura 8 representa a operação da válvula 1 no primeiro caso mencionado de um defeito, ou seja, de uma quebra dos dentes nas cadeias cinemáticas, de um problema de 20 aperto ou de uma quebra da lingueta de acionamento 15. Não há mais, então, uma ligação de um a um entre os entrelaçamentos dos anéis de coroa dentada 12 e 13. Pro causa da quebra no acionamento da lingueta 15 através da roda dentada intermediária 9, a última não entra em contato com o batente contra o batente aéreo de topo, ou se houver, isso não oferece qualquer resistência a uma continuação da rotação da roda intermediária 9. 25 Portanto, a última aciona o anel de coroa dentada 13 que aciona a aba de gás além da posição completamente aberta da aba de gás 6 e sua segunda extremidade 63 golpeia o batente de gás de topo 33.

Um sensor que capta a posição da aba de gás 6, colocada em algum lugar na via de EGR, se na aba 6, seu eixo geométrico 61 ou o anel de coroa dentada 13, será capaz de

detectar essa rotação adicional do anel de coroa dentada e disparar um alerta de falha de via aérea.

Um método para diagnosticar a operação correta da via aérea pode também ser colocado em prática, em virtude de uma válvula de três sentidos configurada de acordo com a invenção.

Isso consiste em iniciar uma rotação da roda dentada intermediária 9 de modo que o

anel de coroa dentada 13 que aciona a aba de gás execute um percurso completo, da posição em que sua primeira extremidade 62 está no batente de gás de fundo 32 e em que a aba de gás 6 está na posição completamente fechada, para a posição completamente aberta dessa aba. No caso em que a via aérea é saudável, a rotação da roda dentada 9 será parada mediante o contato da lingueta de acionamento 15 com o batente aéreo de topo

31 e o sensor irá detectar uma posição da aba de gás 6 correspondente à posição 5 completamente aberta. De outro modo, a lingueta não será acionada e não irá fornecer bloqueio para a roda da roda intermediária 9; a última irá acionar o anel de coroa dentada 13 que irá além da posição completamente aberta da válvula de gás 6 e será parada somente por sua segunda extremidade 63 sobre o batente de gás de topo 33. Por essa rotação excessiva, o sensor que capta a posição da aba de gás irá detectar, então, a falha que 10 ocorreu na via aérea. Tal método de diagnóstico é aplicado, por exemplo, cada vez que o veículo é iniciado e qualquer falha será sinalizada para o motorista por uma indicação no painel.

Um outro meio para detectar uma falha da via aérea pode ser criada através da instalação de um detector de contato entre a segunda extremidade 63 do anel de coroa dentada 13 e o batente de gás de topo 33.

A Figura 9 representa a posição que é dada para a válvula 1 no segundo caso de defeito mencionado, em que a lingueta 15 não é mais retornada contra o batente aéreo de fundo 16. Tal caso pode, por exemplo, ocorrer após uma quebra da mola de retorno ou ainda a ocorrência na cadeia de controle, de um ponto rígido que a força exercida pela mola de retorno não superar.

Nesse caso, a atuação do motor elétrico 7 para retornar para a posição correspondente à Figura 2a irá resultar em uma rotação do anel de coroa dentada 12 que aciona a aba de ar 5 na direção em sentido horário e o retorno da extremidade de seu sulco que forma o batente de retorno 34 em direção ao batente aéreo de fundo 16. Com isso feito, 25 esse batente de retorno aciona a lingueta 15 em direção ao batente aéreo de fundo 16, a partir do ponto em que isso é bloqueado, e traz a aba de ar 5 para uma posição próxima à sua posição completamente aberta. Em outras palavras, é feito uso do torque desenvolvido pelo motor elétrico 7 para mitigar a falha da mola. O motor de veículo pode, portanto, continuar a funcionar apesar da falha observada na operação da válvula de três sentidos.

Um vão é, entretanto, deixado entre a lingueta 15 e o batente aéreo de fundo 16 de

modo que, em operação normal, o batente de retorno 34 não interfira, por exemplo, sob a ação de vibrações, com o posicionamento da lingueta de acionamento 15.

A Figura 10 ilustra uma modalidade variante do meio para atuar a via aérea. Na última, há o segmento em anel com coroa dentada 12, representado transparentemente, e a mola de retorno, cujas voltas 100 são parcialmente visíveis, acompanhadas por uma roda de controle 50. A última é ligada em rotação à aba de ar, não representada, e livre em rotação em relação ao segmento em anel com coroa dentada 12. A dita roda de controle 50 é capaz de ser acionada pelo dito segmento em anel com coroa dentada 12, quando a dita aba de ar troca de sua posição completamente aberta para sua posição completamente fechada, e pela mola de retorno, quando a dita aba de ar é atuada em modo de retorno e sempre com um deslocamento de fase temporal em relação à aba de gás 6, não representada nessa Figura.

Para isso, o dito segmento em anel com coroa dentada 12 compreende um batente de acionamento 53, capaz de cooperar com um batente de acionamento 54 da roda de controle 50, quando a dita aba de ar 5 troca de sua posição completamente aberta para sua posição completamente fechada. Mais especificamente, conforme ilustrado na Figura 10, o 10 dito segmento em anel com coroa dentada 12 é configurado de modo que seu batente de acionamento 53 seja angularmente deslocado para trás a partir do batente de acionamento 54 da roda de controle 50 em uma primeira fase de rotação do dito segmento em anel com coroa dentada 12, correspondente à troca da válvula da configuração da Figura 2a para aquela da Figura 2b. Os dois batentes de acionamento 53, 54, então, entrem em contato e, 15 em uma segunda fase de rotação do segmento em anel com coroa dentada 12, o último aciona o anel de coroa de controle 50. Em outras palavras, nessa segunda fase, a aba de ar é acionada pelo motor da válvula de sua posição completamente aberta para sua posição completamente fechada.

Na direção de rotação reversa, em modo normal, a mola aciona a roda de controle 20 50 que pressiona o batente de acionamento 54 da dita roda de controle contra o batente aéreo de fundo 16 na posição completamente aberta da aba de ar, conforme é ilustrado na Figura 10. O batente aéreo de fundo 16 é aqui feito do mesmo material que o corpo da válvula. O batente de acionamento 54 tem uma extensão radial para cooperar com o batente aéreo de fundo 16.

O batente aéreo de topo 31 que torna possível lidar com o primeiro caso de defeito

mencionado, ou seja, a quebra dos dentes das cadeias cinemáticas, pode também ser visto nessa Figura. O dito batente aéreo de topo 31 é aqui feito do mesmo material que o corpo de válvula. Para o mesmo propósito, a roda de controle 50 é fornecida com um batente diagnóstico 55 e a dita roda de controle 50 e o dito corpo de válvula são configurados de 30 modo que o dito batente aéreo de topo 31 e o dito batente diagnóstico 55 entrem em contato no dito primeiro caso de defeito.

A fim de evitar a interferência entre os batentes, o dito batente diagnóstico 55 é situado, por exemplo, na face da roda de controle 50 oposta àquela fornecida com o batente de acionamento 54 e/ou na periferia da dita roda de controle 50.

Para lidar com o segundo caso de defeito, o dito segmento em anel com coroa

dentada 12 compreende aqui um batente de retorno 71, capaz de cooperar com um batente de retorno 52 da roda de controle 50 no caso de uma falha do dito meio de retorno. Como na modalidade precedente, os ditos batentes de retorno 71, 52 possuem um desvio angular quando a aba de ar 5 está em sua posição completamente aberta, conforme ilustrado na Figura 10.

O dito batente de retorno 52 da roda de controle 50 é colocada aqui na extensão angular do batente de acionamento 54 da dita roda de controle e/ou na mesma face da dito roda como a última. Os ditos batentes de retorno 52 e acionamento 54 da roda de controle podem ser suportados no outro com o uso de um espaçador 56.

A invenção fora descritas com uma válvula de três sentidos usada no contexto de um circuito de EGR, com abertura progressiva da via de EGR seguida de um fechamento, com 10 um desvio temporal, da via aérea. Isso pode perfeitamente ser bem implantado em qualquer tipo de válvula de três sentidos. Em particular, isso será capaz de ser usado em uma válvula de três sentidos, usado em uma outra aplicação, notavelmente com diferentes direções para a abertura e o fechamento das abas.

Claims

1. Válvula de três sentidos com duas portas (5, 6) respectivamente disposta em duas das três vias (2, 3) da válvula (1), em que a dita válvula compreende meios de controle simples (7-11) para as duas portas (5, 6) e primeiro e segundo meios de atuação (12, 13, 15, 50) dispostos para serem controlados pelo meios de controle simples (7-11) e acionar drive uma das duas portas (5, 6) de uma para a outra de uma primeira e uma segunda posição, em os ditos meios de controle (7-11) e atuação (12, 13, 15, 50) são configurados para ativar as duas portas, em um modo de operação nominal, para alcançar simultaneamente suas respectivas segundas posições, caracterizada pelo fato de que a dita válvula inclui um batente para deslocamento máximo (31) para pelo menos um dos ditos meios de atuação (12, 15, 50), em que o dito batente (31) é configurado para bloquear os ditos meios de atuação (12, 15, 50) quando a porta correspondente (5) está em sua segunda posição, em que a dita válvula também compreende um meio para detectar um percurso da dita outra porta (6) além de sua segunda posição.

2. Válvula de três sentidos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito meio para detectar um percurso da outra porta (6) além de seu percurso nominal compreende um meio para medir uma posição da dita outra porta (6).

3. Válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que o dito batente para deslocamento máximo (31) é projetado para bloquear o dito segundo meio de atuação (12, 15, 50) e o dito meio para detectar um percurso da outra porta além de seu percurso nominal compreendem um batente (33) para o primeiro meio de atuação (13), configurado para ser posicionado além da posição do dito primeiro meios de atuação (13) quando o segundo meio de atuação (12, 15, 50) está em seu batente (31) em modo de operação nominal.

4. Válvula, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito meio para detectar um percurso da outra porta além de seu percurso nominal também compreende um batente de final de percurso (63), fornecido no dito primeiro meio de atuação (13) e um detector de contato entre o dito batente de final de percurso (63) e o batente (33) do dito primeiro meio de atuação (13).

5. Válvula de três sentidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 e 4, caracterizada pelo fato de que as ditas portas (5, 6) são abas, os ditos meios de controle (7-11) e atuação (12, 13, 15, 50) são configurados para acionar as ditas abas de modo articulado e o primeiro e o segundo meios de atuação incluem segmentos em anel com coroa dentada (12, 13).

6. Válvula de três sentidos, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o dito batente (33) do primeiro meio de atuação é disposto voltado para uma das faces (63) que formam a extremidade do segmento em anel com coroa dentada correspondente (13).

7. Válvula de três sentidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 e 6, caracterizada pelo fato de que o segundo meio de atuação também compreende uma Iingueta (15) que circula em um sulco (17) formado no segmento em anel com coroa dentada (12) do segundo meio de atuação, em que o batente (31) associado ao dito segundo meios de atuação é fixado ao corpo da válvula (1) e posicionado voltado para a dita Iingueta (15).

8. Válvula de três sentidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 e 6, caracterizada pelo fato de que o segundo meio de atuação também inclui uma roda de controle (50), ligada em rotação à primeira aba e livre em rotação em relação ao dito segmento em anel com coroa dentada (12), em que a dita roda de controle (50) é capaz de ser acionada pelo dito segmento em anel com coroa dentada (12) quando a dita primeira aba troca de sua primeira posição para sua segunda posição.

9. Válvula de três sentidos, de acordo com a reivindicação 8. caracterizada pelo fato de que a dita roda de controle (50) inclui um batente diagnóstico (55) configurado para estar nivelado com o batente para deslocamento máximo (31) quando a segunda porta (5) está em sua segunda posição.

10. Válvula de três sentidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a dita primeira e segunda posições são abertas e as posições fechadas de uma das vias (2, 3).

11. Válvula de três sentidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de controle (7-11) e atuação (12, 13, 15, 50) são configurados para acionar as ditas portas (5, 6) com um deslocamento de fase temporal de modo que, enquanto continua a deslocar a primeira porta (6) de sua primeira posição para sua segunda posição através do primeiro meio de atuação (13) para abrir, respectivamente fechar, a via correspondente (3), a segunda porta (5) começa a se deslocar de sua primeira posição para sua segunda posição através do segundo meio de atuação (12, 15, 50), para fechar, respectivamente abrir, a via correspondente (2).

12. Válvula de três sentidos, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o dito segundo meio de atuação (15) é retornado por uma mola de retorno de sua segunda posição para sua primeira posição.

13. Válvula de três sentidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as portas (5, 6) são dispostas em suas duas vias de entrada (2, 3), em que a válvula, então, é uma válvula de circuito EGR para o lado frio, ligada à tubulação de admissão de um motor de combustão interna de um veículo motorizado.

14. Método para testar a integridade da cadeia cinemática de uma válvula de três sentidos (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa para ajustar o dito primeiro meio de atuação (13) em movimento através do dito meio de controle simples (7-11), a partir da primeira posição da porta associada (6) em direção à segunda posição da dita porta, seguida por uma etapa para medir a posição extrema alcançada pela dita aba.