BR112013013364B1 - Dispositivo de comando do fluxo de um fluido refrigerante e caixa de saída de água de um circuito de refrigeração de um motor - Google Patents

Abstract

dispositivo de comando do fluxo de um fluido refrigerante. a presente invenção diz respeito a um dispositivo para controlar o fluxo do fluido de refrigeração de um motor, o qual compreende uma estrutura (3) na qual são projetadas duas câmaras (4, 5) delimitadas por uma divisória (6), comunicando-se as duas câmaras (4, 5) por meio de um conduto (7) e um termostato (13), caracterizado pelo fato de que o dispositivo (1) compreende meios de guia em translação da válvula (8) em relação ao conduto (7) e pelo fato de que a válvula (8) e o termostato (13) são ligados por meios de ligação do tipo ligação plana.

Description

A presente invenção se refere a um sistema de válvula de circuito secundário, principalmente a um sistema de válvula de circuito secundário para um caixa de saída de água ou um coletor de entrada de água equipado com um termostato.

É conhecida a prática de se regular a temperatura do motor de um veículo com a ajuda de um caixa de saída de água ou de um coletor de entrada de água equipados com um termostato. O termostato controla o fluxo do fluido de refrigeração do motor para um radiador. O radiador permite o resfriamento do fluido, principalmente por meio de uma corrente de ar.

Para tal fim, os termostatos existentes são principalmente equipados com uma cápsula na qual se encontra um material como a cera. Em função da temperatura do fluido refrigerante, a cera se dilata ou se contrai. Um êmbolo associado à cápsula é acionado em função da contração ou da dilatação da cera. Quando a cera se dilata, o êmbolo desloca uma válvula principal que permite que o fluido refrigerante circule na direção do radiador. Quando a cera se contrai, a válvula principal é fechada e impede o fluido refrigerante de circular na direção do radiador. Assim, o percurso do êmbolo do termostato é uma função direta da temperatura do fluido refrigerante. A uma temperatura máxima do fluido refrigerante que circula no motor corresponde um percurso nominal do êmbolo.

Uma válvula de desvio (circuito secundário), que equipa os caixas de saída de água, permite, quando a válvula principal está fechada, e quando o fluxo do fluido refrigerante é considerável, se desviar uma parte do fluido refrigerante para um circuito secundário. Tal é principalmente o caso quando o motor ainda está frio. A válvula de desvio é também comandada pelo termostato.

Classicamente, as válvulas de desvio estão integradas ao termostato. A sua abertura e fechamento são comandados pelo deslocamento do êmbolo do termostato. Quando a cera se dilata (motor quente), a válvula de desvio obtura a entrada do circuito secundário.

Durante o funcionamento, quando o motor está frio, a válvula principal está fechada e a válvula de desvio está aberta e quando o motor está quente, a válvula principal está aberta e a válvula de desvio está fechada.

Acontece, em alguns casos raros, que a temperatura do fluido refrigerante excede a temperatura máxima de funcionamento (no caso da parada de motor quente, por exemplo, este continuando a aquecer o fluido refrigerante). Neste caso, o êmbolo do termostato efetua um percurso superior ao seu percurso nominal, com a cera continuando a se dilatar. O trecho adicional do percurso do êmbolo faz com que ele se apoie contra a válvula de desvio, que já está, no entanto, fechada.

Para se evitar que tal fenômeno danifique o sistema, é conhecida a prática de se utilizar uma mola entre a válvula de desvio e o êmbolo do termostato para compensar o trecho adicional do percurso do êmbolo. No entanto, esta solução precisa levar em consideração, durante o dimensionamento do dispositivo, o comprimento do trecho adicional do percurso do êmbolo além do comprimento do seu percurso, o que aumenta o volume do sistema.

Para a solução deste problema, é prática conhecida se recorrer a uma válvula de desvio que penetra em um conduto de desvio durante o percurso adicional do êmbolo. No entanto, esta solução impõe condições rígidas de coaxialidade entre o conduto do desvio por um lado e o termostato por outro.

Além disso, a presente invenção tem por objetivo a resolução de todos os inconvenientes mencionados acima ou parte deles.

Para tal fim, a presente invenção tem por objeto um dispositivo de comando do fluxo de um fluido refrigerante de um motor que compreende uma estrutura na qual são projetadas duas câmaras delimitadas por uma divisória, comunicando-se as duas câmaras por meio de um conduto, uma válvula capaz de penetrar no conduto e um termostato, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende meios de guia em translação da válvula em relação ao conduto e pelo fato de que a válvula e o termostato estão ligados por meios de ligação do tipo ligação plana.

A invenção apresenta assim a vantagem de propor um dispositivo cujo volume é reduzido, pois o trecho adicional do percurso do êmbolo do termostato é compensado pela translação da válvula de desvio no conduto. Além disso, devido à existência de meios de guia da válvula de desvio, uma ligação plana basta para conectar a válvula de desvio ao termostato, de modo que o dispositivo de acordo com a presente invenção dispensa as restrições consideráveis de coaxialidade dos dispositivos existentes. O fato da válvula de desvio estar integrada ao dispositivo, e não ao termostato como é habitual, permite também que se disponha de um dispositivo modular compatível com diferentes termostatos.

É preferível que os meios de guia em translação compreendam nervuras que cooperam com a válvula, de modo que a válvula de desloque ao longo do eixo do conduto.

De acordo com uma outra característica do dispositivo de comando do fluxo de um fluido refrigerante de um motor de acordo com a invenção, os meios de ligação do tipo de ligação plana compreendem uma superfície plana da válvula mantida em contato com o termostato por meios de manutenção em contato.

O vantajoso é que os meios de manutenção de contato compreendam uma mola de compressão que tende a afastar a válvula do conduto.

De acordo com uma outra característica do dispositivo de acordo com a invenção, este compreende uma válvula de retenção capaz de obturar o conduto, sendo a válvula de retenção guiada pelo eixo do conduto pelos meios de translação e tendendo a válvula de retenção a ser mantida em uma posição fechada em que a válvula obtura o conduto pelos meios de manutenção em contato.

A presença de uma válvula de retenção permite principalmente que se regule a pressão a montante e a jusante.

De acordo com uma outra característica do dispositivo de comando do fluxo de um fluido refrigerante de um motor de acordo com a invenção, os meios de manutenção na posição fechada da válvula compreendem uma mola de compressão.

De acordo com uma outra característica do dispositivo de comando do fluxo de um fluido refrigerante de um motor de acordo com a invenção, este compreende meios de drenagem calibrada do fluido refrigerante entre as câmaras.

A vantagem desta característica é a de permitir principalmente se equilibrar a pressão entre as duas câmaras a montante e a jusante.

A invenção tem também por objeto uma caixa de saída de água de um circuito de refrigeração de um motor, caracterizada pelo fato de que ela compreende um dispositivo descrito acima.

Os fins aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem compreendidos depois de se ter lido a descrição dada abaixo de uma modalidade da presente invenção, dada a título de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos apensos em que: - a Figura 1 é uma vista de perfil de um termostato que pertence ao estado da técnica conhecido, - a Figura 2 é uma vista em seção de um dispositivo que comanda o fluxo do fluido refrigerante de um motor de acordo com uma modalidade especial de realização da invenção, estando o termostato na posição fechada. - a Figura 3 é uma vista em seção de um dispositivo de comando do fluxo do fluido refrigerante de um motor de acordo com uma modalidade especial de realização da invenção, estando o termostato na posição aberta. - as Figuras 4 e 5 são vistas esquemáticas ilustrando uma passagem dotada de seções de drenagem de água para a drenagem calibrada do fluido refrigerante percorrendo o dispositivo de acordo com a invenção, - as Figuras 6 e 7 são vistas esquemáticas ilustrando a tolerância de coaxialidade entre o termostato e o conduto. - As Figuras 8, 9, 10 ilustram tipos de escoamento diferentes do fluido de do fluido refrigerante no dispositivo de comando do fluxo do fluido refrigerante de um motor de acordo com a invenção, para diferentes de funcionamento do termostato, - as Figuras 11 e 12 são vistas esquemáticas que ilustram meios de drenagem calibrada entre as câmaras de um dispositivo de acordo com uma modalidade especial de realização da invenção.

As Figuras 2 e 3 representam um dispositivo 1 de comando do fluxo de um fluido refrigerante 2 de um motor que compreende uma estrutura 3. O fluxo refrigerante pode ser água. A estrutura 3 apresenta uma divisória 6 separando duas câmaras 4,5: uma câmara 4 de chegada do fluido refrigerante 2 do motor e uma câmara 5 de retorno a um coletor de água, se o fluido refrigerante for água. A divisória 6 apresenta uma abertura prolongada por um conduto 7 que permite que se faça comunicar as duas câmaras 4,5.

Na modalidade de realização descrita, o dispositivo 1 é uma caixa de saída de água (se o fluido refrigerante 2 for água). A caixa de saída de água é um elemento do circuito de refrigeração que gera a circulação do fluido refrigerante 2 do motor. Dependendo da temperatura do fluido refrigerante 2, a caixa de saída de água orienta o fluido refrigerante 2 para um radiador ou não para manter a temperatura ideal de funcionamento do motor.

O dispositivo 1 compreende, além disso, uma válvula 8. A válvula 8 é uma válvula de desvio (circuito secundário). Uma mola de compressão 9 mantém a válvula 8 a uma distância da entrada do conduto 7. A válvula 8 é capaz de se deslocar em translação ao longo do eixo A do conduto 7. A válvula 8 é também capaz de obturar, pelo menos parcialmente, a entrada do conduto 7 podendo uma das extremidades da válvula 8 penetrar no interior do conduto 7. Nervuras 12 praticadas na parede interior da estrutura 3 permitem se garantir a guia em translação da válvula 8 em relação ao conduto 7. As nervuras 12 se estendem longitudinalmente em uma direção essencialmente paralela ao eixo do conduto 7.

Uma segunda válvula 10 permite obturar a abertura do conduto 7 situada do lado da câmara 5. A válvula 10 é uma válvula de retenção que permite a regulagem da pressão a montante e a jusante no interior do dispositivo 1. Para fazer isso, a válvula 10 é capaz de se deslocar em um eixo essencialmente paralelo ao eixo do conduto 7, guiada por prolongamento 21 que se estendem longitudinalmente na direção do eixo do conduto 7. A válvula 10 tende a ser mantida em posição fechada por uma mola de compressão 11.

O dispositivo 1 integra, além disso, um termostato 13. O termostato 13 compreende principalmente uma válvula 14 capaz de obturar um conduto 15 que leva ao radiador do circuito de refrigeração. O termostato 13 compreende ainda uma haste 16. A haste 16 pode se deslocar ao longo de um eixo essencialmente paralelo ao eixo do conduto 7.

A haste 16 coopera com a válvula 8 para regular o fluxo do fluido refrigerante que atravessa o conduto 7. A haste 16 e a válvula 8 são ligadas por meios de ligação do tipo de ligação plana. Estes meios de ligação plana compreendem a superfície 8a exterior plana da válvula 8 e a extremidade plana 16a da haste 16 mantidas em contato pela mola de compressão 9.

Em decorrência da condução em translação entre a válvula 8 e o conduto 7 e da presença de meios de ligação plana entre o termostato 13 e a válvula 8, é possível se tolerar uma falha de coaxialidade entre a haste 16 do termostato 13 e o conduto 7 que é superior àquela tolerada pelos sistemas existentes. Disso resulta principalmente uma montagem simples. Assim, o dispositivo 1 pode funcionar pesar de uma determinada falha em alinhamento da haste 16 em relação à válvula 8 (ela mesma alinhada com o conduto 7) como se pode ver esquematicamente nas figuras 6 e 7. Na Figura 6 aparece a posição nominal da haste 16 do termostato 13. Na Figura 7 aparecem as posições extremas da haste 16 em relação ao eixo A do conduto 7.

Além disso, no caso de um trecho adicional no percurso da haste 16, a válvula 8 se desloca no interior do conduto 7. Assim, o trecho adicional percorrido pelo êmbolo é compensado pela translação da válvula 8 no interior do conduto 7. O dispositivo 1 propõe uma capacidade muito maior do que os dispositivos nos quais o trecho adicional do percurso do termostato é compensado por uma mola de compressão 24, conforme se pode ver na Figura 1.

Para permitir o equilíbrio da pressão entre as câmaras 4, 5 a montante e a jusante do dispositivo 1, são previstos meios de drenagem calibrada. Estes meios de drenagem calibrada podem ser produzidos por uma diferença de diâmetro entre a divisória 6 ou o conduto 7 e a parte da válvula 8 capaz de penetrar no conduto 7, conforme se pode ver nas Figuras 11 e 12. Eles podem também ser produzidos por um furo (não representado) na válvula 8 ou por uma passagem dotada de seções de drenagem 20, conforme está mostrado esquematicamente nas Figuras 4 e 5. Conforme se pode ver nas Figuras e nas Figuras 8 a 10, o conduto 7 pode compreender um anel 22 dotado de dentes 23 que se estendem em uma direção essencialmente paralela à direção A do conduto 7. Entre cada dente e o consecutivo é delimitado um espaço que permite uma drenagem calibrada do fluido refrigerante 2 e que define uma seção de drenagem 20. O anel 22 pode ser solidário com a divisória 6, com a válvula 10 ou com a válvula 8.

Quando o motor está frio, a válvula 14 do termostato 13 obtura o conduto 15 que leva ao radiador, conforme está representado na Figura 2. O fluido refrigerante 2 circula então através do conduto 7, não obturando a válvula 8 o conduto 7 e estando a válvula 10 aberta. O fluido refrigerante 2 entra então na câmara 5 e no circuito de desvio (circuito secundário).

Quando o motor está quente, a haste 16 se desloca, o que tem por efeito o deslocamento da válvula 14, com a liberação da passagem para o radiador para o fluido refrigerante 2, conforme se pode ver na Figura 3. A pressão exercida sobre a superfície da válvula 10 não é suficiente para que ela saia da sua posição fechada. A válvula 8 de desvio está fechada, somente uma parte do fluido refrigerante 2 atravessa o conduto 7 graças aos meios de drenagem calibrada. Esta drenagem calibrada é representada na Figura 3 por uma flecha fina.

As Figuras 8 a 10 ilustram o funcionamento do dispositivo 1 de comando do fluxo de um fluido refrigerante 2 de um motor no circuito de refrigeração, e o escoamento do fluido refrigerante 2 dentro do dispositivo 1 quando o termostato 13 está fechado (Figura 8), quando o termostato 13 está aberto para um fluxo fraco (Figura 9) e quando o termostato 13 está aberto para um fluxo forte. (Figura 10).

Naturalmente, a invenção não é absolutamente limitada à modalidade descrita acima e ilustrada pelas diferentes Figuras, a modalidade tendo sido dada somente a título de exemplo. São possíveis modificações, especialmente do ponto de vista da constituição dos diversos elementos ou pela substituição de equivalentes técnicos, incidindo estas modificações ou substituições no âmbito da invenção.

Portanto, o dispositivo 1 pode ser também um coletor de água de um circuito de refrigeração de um motor.

Claims (8)

1. Dispositivo (1) de comando do fluxo de um fluido refrigerante (2) de um motor que compreende uma estrutura (3) na qual são projetadas duas câmaras (4, 5) delimitadas por uma divisória (6), comunicando-se as duas câmaras (4, 5) por meio de um conduto (7), uma válvula (8) capaz de penetrar no conduto (7) e um termostato (13), caracterizado pelo fato de que o dispositivo (1) compreende meios de guia em translação da válvula (8) em relação ao conduto (7) e pelo fato de que a válvula (8) e o termostato (13) são ligados por meios de ligação do tipo ligação plana.

2. Dispositivo (1) de comando de fluxo de um fluido refrigerante (2) de um motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de guia em translação compreendem nervuras (12) que cooperam com a válvula (8), de modo que a válvula (8) se desloque ao longo do eixo (A) do conduto (7).

3. Dispositivo (1) de comando do fluxo de um fluido refrigerante (2) de um motor de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os meios de ligação do tipo de ligação plana compreendem uma superfície (8a) plana da válvula (8) mantida em contato com o termostato (13) pelos meios de manutenção em contato.

4. Dispositivo (1) de comando do fluxo de um fluido refrigerante (2) de um motor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os meios de manutenção em contato compreendem uma mola (9) de compressão que tende a afastar a válvula (8) do conduto (7).

5. Dispositivo (1) de comando do fluxo de um fluido refrigerante (2) de um motor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende uma válvula (10) de retenção capaz de obturar o conduto (7), sendo a válvula (10) de retenção guiada ao longo do eixo (A) do conduto (7) pelos meios de translação e tendo a válvula (10) de retenção a tendência de ser mantida em uma posição fechada, na qual a válvula (10) obtura o conduto (7) pelos meios de manutenção em contato.

6. Dispositivo (1) de comando do fluxo de um fluido refrigerante (2) de um motor de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os meios de manutenção na posição fechada da válvula (10) compreendem uma mola (11) de compressão.

7. Dispositivo (1) de comando do fluxo de um fluido refrigerante (2) de um motor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende meios de drenagem calibrada do fluido refrigerante entre as câmaras.

8. Caixa de saída de água de um circuito de refrigeração de um motor, caracterizada pelo fato de que compreende um dispositivo (1) conforme 5 definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

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