BR102014006898B1 - Dispositivo e método para transporte de ar comprimido para equipamentos operados com ar comprimido em veículos motorizados e veículo - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA TRANSPORTE DE AR COMPRIMIDO PARA EQUIPAMENTOS OPERADOS COM AR COMPRIMIDO EM VEÍCULOS MOTORIZADOS E VEÍCULO A invenção diz respeito a um dispositivo para transporte de ar comprimido para equipamentos operados com ar comprimido em veículos motorizados, especialmente de equipamentos de frenagem em veículos comerciais, no qual ar comprimido pode ser extraído por meio de uma válvula controlável a partir da câmara de combustão de pelo menos um cilindro de um motor de combustão interna. Para criação de um dispositivo construtiva e dinamicamente adequado quanto ao fluxo, a válvula (11) é disposta fora da câmara de combustão (7) e conectada à câmara de combustão (7) especialmente por meio de um canal de conexão (10) que desemboca na câmara de combustão (7).

Description

[0001] A presente invenção diz respeito a um dispositivo para fornecer ar comprimido para equipamento operados com ar comprimido em veículos motorizados, especialmente de sistemas de frenagem em veículos comerciais, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A invenção também diz respeito a um veículo de acordo com a reivindicação 16 e a um método de acordo com a reivindicação 17.

[0002] Uma maneira possível de fornecer ar comprimido ao sistema de frenagem de veículos comerciais, por exemplo, consiste em usar o motor de combustão interna diretamente ou adicionalmente como um compressor em estados definidos de operação e de ciclos de operação nos quais sobrepressão usável está presente na câmara de combustão de pelo menos um cilindro. Um aspecto problemático de tal uso, no entanto, é que, caso a pressão deva ser extraída diretamente da câmara de combustão, a troca de gás não pode adversamente afetada e o conceito desejado da configuração da câmara de combustão deve ser preservada.

[0003] Portanto, a tarefa da invenção é propor um dispositivo do tipo genérico, o qual, a despeito de extrair ar comprimido a partir da câmara de combustão de pelo menos um cilindro do motor de combustão interna, não afeta adversamente tal motor estruturalmente ou em termos de dinâmica de gás e que pode ser concebido de maneira construtivamente simples.

[0004] Esse objetivo é alcançado com as características da reivindicação 1. Melhorias vantajosas e configurações da invenção são especificadas nas reivindicações dependentes.

[0005] Propõe-se, de acordo com a invenção, que a válvula através da qual ar comprimido é extraído é disposta fora da câmara de combustão e, em particular, é conectada à câmara de combustão por meio de um canal de conexão que se desemboca dentro da câmara de combustão. A proposta possibilita um arranjo da válvula que é favorável tanto construtivamente e com relação à fabricação, na medida em que a configuração de câmara de combustão do pelo menos um cilindro pode ser mantida praticamente inalterada. A embocadura do canal de conexão pode ser configurada relativamente livre e pode ser posicionada numa superfície de câmara de combustão.

[0006] Em particular, a válvula no cabeçote de cilindro do motor de combustão interna pode ser disposta de maneira afastada ou deslocada da superfície de câmara de combustão ao lado do cabeçote de cilindro e/ou conectada à câmara de combustão por meio do canal de conexão adequadamente por parâmetros técnicos fluidos. O canal de conexão pode ser configurado, para isso, preferencialmente como orifício.

[0007] Além disso, a válvula pode ser orientada essencialmente em paralelo às válvulas de troca de gás do motor de combustão interna, especialmente se as válvulas de troca de gás e a válvula forem dispostas paralelas ao eixo médio de cilindro do pelo menos um cilindro do motor de combustão interna. A partir disso resultam, dentre outras coisas, vantagens construtivas e de técnica de montagem quando da fabricação do cabeçote de cilindro moldado, por exemplo, e de seu processamento mais fácil.

[0008] A válvula é preferencialmente conectada a um canal de fluxo de exaustão, o qual pode receber aplicação de ar comprimido correspondendo ao respectivo posicionamento de válvula, ou seja, é configurado um canal de fluxo de exaustão controlado por válvula.

[0009] Para concretização de uma derivação construtivamente adequada e simples do ar comprimido a ser retirado da câmara de combustão, o canal de fluxo de exaustão controlado por meio da válvula (por exemplo, desviado em cerca de 90°) pode, preferencialmente, desembocar numa superfície lateral do cabeçote de cilindro e lá se conectar a um duto de pressão possuindo uma válvula de retorno.

[0010] Além disso, a válvula pode ser controlada mecânica, e/ou elétrica, e/ou hidráulica e/ou pneumaticamente, numa configuração vantajosa da invenção, por meio de um dispositivo de atuação. O controle, nesse caso, pode ocorrer na dependência de necessidade e/ou independente de estados definidos ou pré-determinados de operação do motor de combustão interna (especialmente com sobrepressão livre de gás na câmara de combustão) e/ou em operação sem combustão e/ou operação com motor travado.

[0011] Num controle concebido mecanicamente, a válvula pode ser temporariamente aberta por meio de um elemento de atuação e por meio de uma árvore de carnes acionada pelo motor de combustão interna. Um elemento de controle controlado, por exemplo, elétrica, hidráulica e/ou pneumaticamente e que mantém a válvula constantemente aberta pode então ser preferencialmente sobreposto ao elemento de atuação.

[0012] O elemento de atuação pode ser, nesse caso, preferencialmente uma alavanca basculante de dois braços acionada por um disco excêntrico, cujos braços correspondendo à válvula e ao disco excêntrico da árvore de carnes podem ser atuados alternadamente por elementos de posicionamento, por exemplo, unidades cilindro-pistão, como elementos de controle. Unidades cilindro-pistão dessa natureza podem ser atuadas hidráulica e/ou pneumaticamente, por exemplo.

[0013] Alternativamente, o dispositivo de atuação para a válvula pode ser uma unidade cilindro-pistão com pelo menos um pistão, o qual atua a válvula pré-tensionada por meio de uma mola de válvula em posição de fechamento na direção de abertura e/ou na direção de fechamento, atua, por exemplo, hidráulica ou pneumaticamente. O pelo menos um pistão pode, alternadamente, dependendo de diferentes estados de operação do motor de combustão interna, ser conectado a fontes de meio de pressão correspondentes e/ou a válvulas de controle.

[0014] De acordo com uma primeira configuração especialmente preferencial, um pistão da unidade cilindro-pistão é conduzido de maneira passível de deslocamento numa camisa de cilindro, em que para ambos os lados do pistão é configurado uma respectiva câmara de pressão. Sobre o lado oposto à válvula do pistão é disposto um dispositivo elástico disposto preferencialmente num espaçador, preferencialmente uma mola de pressão, ainda mais preferencialmente uma mola de pressão helicoidal, a qual se apoia imediata ou não imediatamente na camisa de cilindro e, por outro lado, atua sobre a válvula. Nesse caso, a força de pré-tensão desse dispositivo elástico é configurada de tal maneira, que esta é maior ou mais forte do que a força da mola de válvula que pré-tensiona a válvula para a posição de fechamento. Além disso, a força de pré-tensão desse dispositivo elástico é configurada numa tal forma, que este, quando do ato de compressão temporalmente anterior à combustão do combustível, a partir de uma pressão definida de câmara de combustão, pode ser tirado de sua posição de encaixe, pode ser, em especial, copressionado, e, com isso, a válvula pode ser fechada por meio da mola de válvula. Uma construção dessa natureza pode ser fabricada de forma simples e se mantém sobretudo por uma segurança de funcionalidade bastante alta.

[0015] De acordo com uma configuração especialmente vantajosa, pode ser provido, ainda, que o dispositivo elástico atue sobre a válvula por meio de uma tampa de movimento livre ou por meio de uma tampa de movimento livre juntamente com peça de suporte atribuída ao lado da válvula. A tampa de movimento livre é instalada de maneira passível de deslocamento preferencialmente em uma haste de atuação conectada ao pistão e pode ser acoplada a esta de tal maneira, que, quando da pressurização de um de uma câmara de pistão inferior em relação ao lado de válvula e a um deslocamento resultante do pistão para longe da válvula, a tampa de movimento livre é movida para longe da válvula e, com isso, o dispositivo elástico é tirado do engrenamento operativo, com o que a válvula pode ser fechada como um resultado da força da mola de válvula. No caso de pressurização de uma câmara de pistão superior em relação ao lado de válvula ou no caso de câmaras de pistão inferior e superior despressurizadas, permite-se deslocamento da tampa de movimento livre por meio do dispositivo elástico em relação à haste de atuação, com o que o dispositivo elástico pode pré-tensionar a tampa de movimento livre na direção da válvula e, portanto, pode atuar sobre a válvula, de maneira que esta é aberta contra a força da mola de válvula. No caso de pressurização da câmara de pistão superior, a válvula é aberta permanentemente durante a duração dessa pressurização. No caso de câmara de pistão superior e inferior despressurizadas, por outro lado, a válvula só é aberta tempo bastante até que uma maior pressão definida de câmara de combustão prevaleça no ato de pressurização do motor de combustão interna temporalmente antes da combustão do combustível, pressão aquela que fecha a válvula contra a força do dispositivo elástico.

[0016] Noutra configuração concreta do dispositivo de atuação, a unidade cilindro-pistão pode possuir dois pistões atuados em sentidos opostos. Nesse caso, por exemplo, o um pistão correspondentemente atuado pode manter a válvula constantemente aberta em estados definidos de operação do motor de combustão interna, especialmente em operação sem combustão e/ou operação com motor travado do veículo motorizado, e o outro pistão pode abrir periodicamente a válvula, dependendo de ciclos de operação que podem ser preferencial mente definidos antecipadamente do motor de combustão.

[0017] De acordo com uma configuração especialmente preferencial e concreta para isso, uma câmara de pressão pode ser disposta e configurada de tal maneira entre ambos os pistões, que o pistão inferior, no caso de uma pressurização da câmara de pressão, pode ser deslocado em direção à válvula, podendo ser, de fato, de tal maneira deslocado preferencialmente em direção à válvula, até que o pistão inferior entre em contato com um batente definido. Além disso, sobre o lado oposto à válvula do pistão inferior se apoia um dispositivo elástico, preferencialmente uma mola de pressão, ainda mais preferencialmente uma mola de pressão helicoidal, a qual atua sobre a válvula, em que a força de pré- tensionamento do dispositivo elástico é maior do que a de uma mola de válvula pré-tensionada para a posição de fechamento. A força de pré- tensionamento do dispositivo elástico é, além disso, configurada de tal forma, que o dispositivo elástico pode ser tirado de sua posição de encaixe, em particular, pode ser comprimido durante o ato de compressão do motor de combustão interna temporalmente anterior à combustão do combustível, a partir de uma pressão definida de câmara de combustão e, com isso, a válvula pode ser fechada por meio da mola de válvula. Um dispositivo de atuação alternativo pode ser colocado à disposição também com uma construção dessa natureza, com segurança de funcionalidade ainda maior. Concretamente, ambos os pistões podem, nesse caso, ser admitidos e dispostos de tal forma na unidade cilindro-pistão, que o dispositivo elástico não atua em estado despressurizado e a válvula é fechada por meio da força de pré-tensionamento da mola de válvula.

[0018] As vantagens resultantes em conexão com o veículo e com o método já foram igualmente apreciadas antecipadamente com a contemplação explicativa do dispositivo de acordo com a invenção, de maneira que será feita referência a esse respeito às modalidades anteriormente apresentadas.

[0019] Várias configurações exemplares da invenção são explicadas mais detalhadamente a seguir com base nas figuras esquemáticas anexas, as quais mostram:

[0020] Figura 1 um corte longitudinal através de um cilindro de um motor de combustão interna com um canal de conexão que desemboca em sua câmara de combustão, por meio do qual ar submetido à sobrepressão pode ser transportado por meio de uma válvula controlável para um dispositivo operado com ar comprimido em um veículo comercial, por exemplo;

[0021] Figura 2 um dispositivo de atuação configurado mecânica e hidraulicamente, atuando sobre a válvula, com uma árvore de carnes, uma alavanca basculante e duas unidades cilindro-pistão, as quais estão integradas não alavanca basculante;

[0022] Figura 3 um dispositivo de atuação controlado pneumaticamente para a válvula com uma unidade cilindro-pistão com um pistão, o qual pode ser atuado em ambos os lados, dependendo de estados de operação do motor de combustão interna, e

[0023] Figura 4 um dispositivo de atuação controlável hidraulicamente, alternativo ao da Figura 3, com dois pistões atuando sobre a válvula.

[0024] A Figura 1 mostra de forma basicamente esquemática um corte parcialmente transversal através de um motor de combustão interna 1 configurado, por exemplo, como motor de combustão interna com pistões recíprocos de quatro tempos para, por exemplo, um veículo comercial como veículo motorizado, com um alojamento de manivelas-cilindro 2, um orifício de cilindro 3 disposto naquele, no qual um pistão recíproco 4 é introduzido e é articulado no sentido de uma biela 5 que se projeta para baixo, e com um cabeçote de cilindro 6 assentado de modo estanque ao gás sobre o alojamento de manivelas-cilindro 2. O motor de combustão interna 1 pode ser especialmente um motor a diesel com alta compressão correspondente.

[0025] O alojamento de manivelas-cilindro 2, o pistão recíproco e o cabeçote de cilindro 6 implicam uma câmara de combustão 7, a qual recebe ar de combustão por meio das válvulas de troca de gás 8 (válvulas de admissão e de escape) e de canais correspondentes 9 no cabeçote de cilindro 6 ou é conectada a linhas de gás de exaustão.

[0026] Na câmara de combustão 7 desemboca, ainda, um canal de conexão 10 posicionado junto às válvulas de troca de gás 8, o qual pode ser controlado por meio de uma válvula 11 com um cabeçote de válvula 11a e de um eixo de válvula 11b em corte transversal de fluxo passante e conecta, em estado aberto da válvula, o canal de conexão 10 a um canal de fluxo de exaustão 12, aqui, apenas para exemplo, com um canal de fluxo de exaustão 12 desviado em torno de 90° e que desemboca numa superfície lateral 6a do cabeçote de cilindro 6.

[0027] No canal de fluxo de exaustão 12 é conectada uma linha de pressão não representada com uma válvula de retenção, a qual é conectada, por exemplo, a um reservatório do sistema de freio a ar comprimido do veículo comercial.

[0028] No exemplo de configuração conforme a Figura 1, as válvulas de troca de gás 8 e a válvula introduzida de maneira passível de deslocamento e axial no cabeçote de cilindro 6 são dispostas, apenas a título de exemplo, paralelas em relação ao eixo médio de cilindro e paralelas entre si. A válvula 11 também poderia ser disposta obliquamente ou em torno de até 90° em relação ao eixo médio da válvula de troca de gás 8, deslocada ou inclinada no cabeçote de cilindro 6.

[0029] Por meio da válvula 11, ar comprimido presente na câmara de combustão 7 pode ser derivado e transportado por meio do canal de fluxo de exaustão 12 e da linha de pressão, por exemplo, provida com uma válvula de retenção, até o recipiente do sistema de freio e/ou até outros dispositivos operados com ar comprimido.

[0030] Uma sobrepressão avaliável na câmara de combustão 7 está presente, por exemplo, em operação sem combustão do motor de combustão interna 1 não aquecido ou em operação com motor travado, por exemplo, no caso de uma tampa de gás de exaustão está fechada no sistema de gás de exaustão do motor de combustão interna 1 ou ainda no caso de ciclos de operação definidos do motor de combustão interna 1 (durante o ato de pressurização, temporalmente antes da combustão do combustível).

[0031] O controle da válvula 11 pré-tensionada, por exemplo, por meio de uma mola de válvula 13 no estado fechado (Figura 2) ocorre, por exemplo, por meio de um dispositivo de atuação 14, o qual é controlado mecânica ou hidraulicamente, por exemplo.

[0032] O dispositivo de atuação 14 possui, no caso exemplar da Figura 2, uma alavanca basculante com dois braços, instalada de modo passível de giro no cabeçote de cilindro 6 por meio de um eixo 15, cujo braço 16a é acionado por um disco excêntrico 17 de uma árvore de carnes não apresentada, enquanto o outro braço 16b situado opostamente atua sobre um eixo de válvula 11b da válvula 11. Nota-se que para a função da válvula 11, um curso de válvula relativamente menor, por exemplo, de 1 a 4 mm, preferencialmente de 3 mm, pode ser suficiente.

[0033] No braço 16a da alavanca basculante 16 é integrada uma unidade cilindro-pistão 18, cujo pistão 18a interage com o disco excêntrico 17, conforme explicado adiante, por meio de um tucho 19. Outra unidade cilindro-pistão 20 é disposta no cabeçote de cilindro 6, em que seu pistão 20a, por meio de uma peça de pressão 21 assentada esfericamente, atua sobre o braço 16b oposto da alavanca basculante 16.

[0034] A câmara de pressão da unidade cilindro-pistão 18 é conectada de tal maneira a um fornecimento de óleo por pressão indicado apenas pela seta 22 com uma válvula de controla não representada, que, no caso de pressurização, a alavanca basculante 16 se torna atuante, em que a válvula 11 é aberta periodicamente por meio do disco excêntrico 17 em ciclos de operação definidos do motor de combustão interna. Em estado despressurizado, a alavanca basculante 16 não é operada e a válvula 11 permanece fechada; não ocorre qualquer extração de ar comprimido.

[0035] Por meio da unidade cilindro-pistão 20, a qual é conectada a um fornecimento de óleo com pressão indicada com a seta 23, a válvula 11 pode ser mantida permanentemente aberta, especialmente em caso de operação sem combustão e/ou operação com motor travado com tampa de gás de exaustão fechada através de pressurização correspondente da unidade cilindro-pistão. Nesse estado de operação, o motor de combustão interna não é ativado e atua para o um cilindro 3 ou, eventualmente com vários cilindros, como compressor com transporte de ar comprimido com necessidade correspondente.

[0036] Na Figura 3 é representado um dispositivo de atuação 24 controlado pneumaticamente, por exemplo, alternativo à Figura 2, o qual é formado por uma unidade cilindro-pistão e possui uma camisa de cilindro disposta no cabeçote de cilindro 6, na qual um pistão 24b pode ser introduzido de maneira passível de deslocamento, em que acima e abaixo do pistão 24b é formada uma câmara de pressão 24c, 24d, respectivamente.

[0037] Abaixo da camisa de cilindro 24a é provido um espaçador 25 formado por um componente separado ou configurado numa peça só e/ou de material único com a camisa de cilindro 24a, no qual uma mola de pressão helicoidal 26 é disposta, a qual, por um lado, é apoiada na camisa de cilindro 24a e, por outro lado, atua por meio de uma tampa de movimento livre 27 e de uma peça de suporte 28 sobre o eixo de válvula 11b da válvula 11. A força de pré-tensionamento da mola de pressão helicoidal 26 é mais forte do que a da mola de válvula 13, de maneira que, no estado despressurizado, a válvula 11 é aberta de forma definida. A peça de suporte 28 fica, nesse caso, conforme se pode ver a partir da Figura, em contato com o batente lateralmente ao espaçador, o qual é formado, aqui, por exemplo, por um espaçador de batente 32 (também uma configuração integral de lado de parede, do tipo de um limite de diâmetro ou de anel de batente, é possível). A mola de pressão helicoidal 26 é, além disso, concebida de tal forma, que, durante ato de pressurização, fecha a válvula 11 através da pressão crescente da câmara de combustão, temporalmente antes da combustão do combustível.

[0038] O pistão 24b da unidade cilindro-pistão 24 é adicionalmente acoplado de tal maneira por meio de uma haste de atuação que percorre a camisa de cilindro 24a com um cabeçote 29a à tampa de movimento livre 27, que, partindo da posição aberta mostrada da válvula 11, no caso de uma pressurização controlada pneumaticamente (seta 30), por exemplo, do pistão 24b ao longo da câmara de pressão 24d inferior, a tampa de movimento livre 27 (juntamente com a mola de pressão helicoidal 26) é puxado para cima e, como resultado, a válvula 11 é fechada por meio da então atuante mola de válvula 13.

[0039] Quando em operação sem combustão e/ou operação com motor travado, a câmara de pressão 24c que se encontra acima do pistão 24b é pressurizada, conforme indicado com a seta 31, por exemplo, pneumaticamente por meio de uma válvula de controle não representada, por meio do que o pistão 24b é deslocado para baixo e mantém a válvula 11 permanentemente aberta por meio da haste de atuação 29 com o cabeçote 29a e da peça de suporte 28.

[0040] A função do dispositivo de atuação ou da unidade cilindro- pistão 24 é conforme essencialmente descrito anteriormente, ou seja, é dizer que a válvula 11 é aberta por carga elástica (mola de pressão helicoidal 26) em estado despressurizado e pode ser fechada pela pressão de câmara de combustão, ou que a válvula 11 é aberta permanentemente por pressurização do pistão 24b ao longo da câmara de pressão 24c. A fonte de meio de pressão pneumática e as válvulas de controle necessárias não são representadas.

[0041] A Figura 4 mostra, por fim, outro dispositivo alternativo de atuação ou unidade cilindro-pistão 33, o qual só é descrito o suficiente, visto se diferenciar essencialmente do dispositivo de atuação 24 conforme Figura 3. Partes igualmente funcionais são providas com os mesmos números de referência.

[0042] A unidade cilindro-pistão 33 pode ser controlada hidraulicamente, por exemplo, e possui dois pistões 33b, 33c introduzidos de maneira passível de deslocamento numa camisa de cilindro 33a. O pistão inferior 33c oposto à válvula 11 é configurada como pistão anelar, através do qual percorre a haste de atuação do pistão superior 33b.

[0043] Na posição inicial mostrada na Figura 4 (estado despressurizado), a válvula 11 é fechada com o pré-tensionamento da mola de válvula 13, pois ambos os pistões 33b, 33c são dispostos e/ou dimensionados de tal maneira, que a mola de pressão helicoidal (26) não efetua qualquer ação e, com isso, a mola de válvula 13 atua sozinha, hora mais, hora menos.

[0044] No caso de uma pressurização controlada hidraulicamente da câmara de pressão 33d, por exemplo, entre ambos os pistões 33b, 33c (seta 34), o pistão 33c é guiado o bastante para baixo até que ele entre em contato, aqui, a título de exemplo, com um batente 25a representado ao lado da camisa de cilindro por meio de um limite de diâmetro, enquanto o pistão superior 33b fica em contato com um batente 33e com formato anelar. Nesse caso, a válvula 11 é aberta por meio da molda de pressão helicoidal 26 possuindo uma força de pré-tensionamento maior do que a da mola de válvula 13. A peça de suporte 28 fica em contato com um batente 32a para posicionamento seguro de um curso definido de válvula. Ar comprimido pode ser extraído da câmara de combustão, o bastante até que a pressão de câmara de combustão crescendo durante ato de compressão fechar a válvula contra a força da mola de pressão helicoidal 26.

[0045] Uma abertura constante da válvula 11 é desejada quando a câmara de pressão superior 33f recebe aplicação de pressão (seta 35), em que então por meio do pistão 33b deslocado para baixo e de sua haste de atuação 29 ou de seu cabeçote 29a a peça de suporte 28 recebe aplicação de força e, com isso, a válvula 11 é aberta permanentemente (preferencialmente em operação sem combustão e/ou operação com motor travado). A peça de suporte 28 pode, por sua vez, apoiar-se no batente 32a. A tampa de movimento livre 27 serve, nesse caso, diferentemente da configuração da Figura 3, fundamentalmente à introdução da mola de pressão helicoidal 26 e pode ser conectada fixamente à peça de suporte 28 ou ser componente da peça de suporte 28.

[0046] O controle de pressão descrito a título de exemplo como controle hidráulico de pressão pode ser feito funcionalmente, conforme descrito, por meio de válvula de controle não representadas e por fontes de meio de pressão correspondentes.

[0047] A invenção não está limitada aos exemplos de configuração apresentados. Além de modificações conhecidas pelo versado na técnica, a válvula 11 pode ser parcial ou totalmente operada eletricamente ou ser aberta e fechada. LISTA DAS FIGURAS DE REFERÊNCIA 1 Motor de combustão interna 2 Alojamento de manivelas-cilindro 3 Cilindro 4 Pistão recíproco 5 Biela 6 Cabeçote de cilindro 6a Superfície lateral 7 Câmara de combustão 8 Válvula de troca de gás 9 Canal de escape ou admissão 10 Canal de conexão 11 Válvula 12 a Cabeçote de válvula 11b Eixo de válvula 13 Canal de fluxo de exaustão 14 Mola de válvula 15 Dispositivo de atuação 16 Eixo 17 Alavanca basculante 16a Braço 16b Braço 18 Disco excêntrico 19 Unidade cilindro-pistão 18a Pistão 20 Tucho 21 Unidade cilindro-pistão 20a Pistão 22 Peça de pressão 22,23 Fornecimento de pressão 24 Dispositivo de atuação 24a Camisa de cilindro 24b Pistão 24c Câmara de pressão 24d Câmara de pressão 25 Espaçador 25a Batente 26 Mola de pressão helicoidal 27 Tampa de movimento livre 28 Peça de suporte 29 Haste de atuação 29a Cabeçote 30,31 Fornecimento de pressão 32 Espaçador de batente 32a Batente 33 Dispositivo de atuação 33a Camisa de cilindro 33b Pistão 33c Pistão 33d Câmara de pressão 33e Batente 33f Câmara de pressão 34,35 Fornecimento de pressão

Claims (16)

1. Dispositivo para transporte de ar comprimido para equipamentos operados com ar comprimido em veículos motorizados, especialmente de equipamentos de frenagem em veículos comerciais, no qual ar comprimido pode ser extraído por meio de uma válvula controlável (11) a partir da câmara de combustão (7) de pelo menos um cilindro (3) de um motor de combustão interna (1), em que a válvula (11) é disposta fora da câmara de combustão (7), especialmente sobre um canal de conexão (10) que desemboca na câmara de combustão (7), e conectada à câmara de combustão (7), em que a válvula (11) é controlada por um dispositivo de atuação (24; 33) e em que o dispositivo de atuação (24; 33) para a válvula (11) é uma unidade cilindro-pistão com pelo menos um pistão (24b; 33b; 33c), o qual aplica uma força à válvula (11) pré-tensionada por uma mola de válvula (13) na posição de fechamento em direção de abertura e/ou direção de fechamento, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um pistão (24b; 33b; 33c) pode ser conectado alternadamente, dependendo de diferentes estados de atuação do motor de combustão interna, a pelo menos uma fonte de meio de pressão (30, 32; 34, 35) e/ou a válvulas de controle.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula (11) é disposta no cabeçote de cilindro (6) do motor de combustão interna (1) de maneira afastada da superfície de câmara de combustão ao lado do cabeçote de cilindro e/ou conectada à câmara de combustão (7) por meio do canal de conexão (10).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a válvula (11) é orientada essencialmente em paralelo às válvulas de troca de gás (8) do motor de combustão interna (1).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as válvulas de troca de gás (8) e a válvula (11) são dispostas em paralelo em relação ao eixo médio de cilindro do pelo menos um cilindro (3) do motor de combustão interna (1).

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a válvula (11) é conectada a um canal de fluxo de descarga (12) controlável pela válvula (11), em que é preferencial que o canal de fluxo de descarga (12) controlado pela válvula (11) desemboque numa superfície lateral (6a) do cabeçote de cilindro (6) e seja conectado lá a um duto de pressão possuindo uma válvula de retorno.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a válvula (11) é controlada pelo dispositivo de atuação (14; 24; 33) de forma mecânica, e/ou elétrica, e/ou hidráulica e/ou pneumática.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pistão(24b; 33b, 33c) aplica uma força à válvula (11) na posição de fechamento em direção de abertura e/ou direção de fechamento hidráulica ou pneumática.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um pistão (24b) da unidade cilindro-pistão pode ser guiado de maneira passível de deslocamento em uma camisa de cilindro (24a), em que para ambos os lados do pistão (24b) é configurada uma câmara de pressão (24c, 24d), e pelo fato de que no lado oposto à válvula do pistão (24b) é disposto, preferencialmente num espaçador, um dispositivo elástico (26), preferencialmente uma mola de pressão, o qual se apoia imediata ou não imediatamente na camisa de cilindro (24a) e, por outro lado, atua sobre a válvula (11), em que a força de pré-tensão do dispositivo elástico (26) é concebida de tal forma, que esta é mais forte do que a força da mola de válvula (13) que pré-tensiona a válvula (11) na posição de fechamento, e que o dispositivo elástico (26) pode ser tirado de sua posição de encaixe, em particular, pode ser comprimido durante o ato de compressão anterior à combustão do combustível e acima de uma pressão definida de câmara de combustão, de maneira que a válvula (11) pode ser fechada por meio da mola de válvula (13).

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo elástico (26) atua sobre a válvula (11) por meio de uma tampa de movimento livre (27) ou por meio de uma tampa de movimento livre (27) com peça de suporte (28) ao lado da válvula, em que a tampa de movimento livre (27) é montada de maneira passível de deslocamento sobre uma haste de atuação (29) conectada ao pistão (24b) e pode ser acoplada de tal maneira à haste de atuação (29), que, quando da pressurização de uma câmara de pistão inferior (24d) em relação ao lado de válvula e a um deslocamento resultante do pistão (24b) para longe da válvula (11), a tampa de movimento livre (27) é movida para longe da válvula (11) e, com isso, o dispositivo elástico (26) é tirado do engrenamento operativo, com o que a válvula (11) se fecha como um resultado da força da mola de válvula (13), e pelo fato de que, mediante pressurização de uma câmara de pistão superior (24c) em relação ao lado de válvula ou com as câmaras de pistão inferior e superior (24c, 24d) despressurizadas, permite-se deslocamento da tampa de movimento livre (27) por meio do dispositivo elástico (26) em relação à haste de atuação (29), com o que o dispositivo elástico (26) pré- tensiona a tampa de movimento livre (27) na direção da válvula (11) e, portanto, atua sobre a válvula (11), abrindo-a contra a força da mola de válvula (13).

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade cilindro-pistão (33) possui dois pistões (33b, 33c), os quais podem ser atuados em sentidos contrários, em que é provido, preferencialmente, que o um pistão (33b), em uma pressurização correspondente, mantém a válvula (11) constantemente aberta em estados definidos de operação do motor de combustão interna, especialmente em operação sem combustão e/ou operação com motor travado do veículo motorizado, e o outro pistão (33c) abre periodicamente a válvula em estados definidos de operação do motor de combustão interna (1).

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que uma câmara de pressão (33d) é disposta e configurada de tal forma entre ambos os pistões (33c, 33b), que o pistão inferior (33c), no caso de um pressurização da câmara de pressão (33d), pode ser deslocado em direção à válvula (11), até que o pistão inferior (33c) encoste em um batente (25a), pelo fato de que sobre o lado oposto à válvula do pistão inferior (33c) é apoiado um dispositivo elástico (26), o qual atua sobre a válvula (11), em que a força de pré-tensionamento do dispositivo elástico (26) é maior do aquela de uma das molas de válvula (13) que pré-tensiona a válvula (11) na posição de fechamento e em que a força de pré-tensionamento do dispositivo elástico (26) ainda é configurada de tal maneira, que este pode ser tirado de sua posição de encaixe, em especial, pode ser comprimido durante o ato de compressão do motor de combustão interna temporalmente anterior à combustão do combustível e a partir de uma pressão definida de câmara de combustão, de maneira que a válvula (11) pode ser fechada por meio da mola de válvula (13).

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o pistão inferior (33c) oposto à válvula (11) é atravessado por uma haste de atuação (29) conectada ao pistão superior (33b), em que o pistão inferior (33c) e a haste de atuação (29) podem ser deslocados em relação um ao outro, pelo fato de que ambos os pistões (33b, 33c) podem ser deslocados de tal forma definida quando de uma pressurização da câmara de pressão (33d) que fica entre ambos os pistões (33b, 33c), podendo ser especialmente encostados nos batentes (25a, 33e), que o dispositivo elástico (26) atua sobre a válvula (11), e pelo fato de que o pistão superior (33b) é configurado de tal maneira junto com sua haste de atuação (29), que, durante uma pressurização do pistão superior (33b) em direção à válvula (11), a haste de atuação (29) atua sobre a válvula (11) e abre esta contra a força da mola de válvula (13), abre permanentemente, em especial, durante a pressurização.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que ambos os pistões (33b, 33c) são admitidos e dispostos de tal forma na unidade cilindro-pistão, que o dispositivo elástico (26) não atua no estado sem pressão e a válvula (11) é fechada por meio da força de pré-tensionamento da mola de válvula (13).

14. Veículo, especialmente veículo comercial, caracterizado pelo fato de que é com um dispositivo conforme qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 13.

15. Método para transporte de ar comprimido para equipamentos operados com ar comprimido em veículos motorizados, caracterizado pelo fato de que se dá por meio de um dispositivo conforme qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 13.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a válvula (11) é controlada de tal forma por meio de um dispositivo de atuação (14; 24; 33), que a válvula (11) é mantida constantemente aberta durante operação sem combustão e/ou operação com motor travado do motor de combustão interna e é aberta temporariamente e/ou periodicamente, por outro lado, em outros estados de operação da válvula (11).

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