BR112013032371B1

BR112013032371B1 - cilindro de controle para um freio motor com meios para produção de uma resiliência

Info

Publication number: BR112013032371B1
Application number: BR112013032371-0A
Authority: BR
Inventors: Andras VOITH; Janos Toth; Attila Mihályi; Kornel KANTOR
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2021-04-20
Also published as: EP2721274A1; CN103620189A; DE102011106629A1; CN103620189B; RU2597738C2; EP2721274B1; WO2012172056A1; RU2014101356A

Abstract

CILINDRO DE CONTROLE PARA UM FREIO MOTOR COM MEIOS PARA PRODUÇÃO DE UMA RESILIÊNCIA. A presente invenção refere-se a um cilindro de controle (12) para um freio motor para produção de uma função de retardamento mediante estrangulamento do fluxo de gás de descarga do lado de saída de um turbo carregador (2) de um motor de veículo (1), compreendendo um alojamento (130 cilíndrico para disposição de um pistão (14) com uma haste de pistão (15) para uma subdivisão do alojamento (13) em uma câmara de mola (16) para disposição de uma mola de reposição (17) para a haste de pistão (21), e uma câmara de pressão (18) para produção de uma força de ativação pelo pistão (14) por ar comprimido, cooperando o pistão (14) com meios para produção de uma resiliência, sendo que os meios para produção da resiliência dentro do alojamento (13) são executados como distanciadores elásticos entre (pistão (14) e haste de pistão (15).

Description

[0001] A invenção refere-se a um cilindro de controle para um freio motor para produção de uma função de retardamento por estrangulamento do fluxo do gás de descarga do lado de saída de um turbo carregador em um motor de combustível, compreendendo um alojamento cilíndrico para disposição de um pistão com haste de pistão, que subdivide o alojamento cilíndrico em uma câmara elástica para colocação de uma mola de recuperação para a haste de pistão e uma câmara de pressão para produção de uma força de ativação para o pistão por ar comprimido, sendo que o pistão coopera com meio para produção de uma resiliência.

[0002] Cilindros pneumáticos desse tipo são usados, por exemplo, na técnica de veículos utilitários, para ativar válvulas dispostas no lado de saída de um turbo carregador de motores diesel. O cilindro de controle para o freio motor produz uma força de fechamento e abertura linear para uma alavanca de ativação da válvula, que fica inserida no conduto de saída de gás de descarga do turbo carregador. O cilindro de controle do freio motor produz a força de fechamento para a válvula por ar comprimido, que é disponibilizado pelo veículo. A mola de recuperação e o refluxo de gás de descarga definem a força de abertura para a válvula.

Antecedentes da invenção

[0003] A publicação JP 08261021 A descreve um cilindro de controle para um freio motor, que é configurado como cilindro pneumático de ação simples do tipo descrito anteriormente. Na operação de aquecimento, em que um comutador de aquecimento está ligado, ar comprimido regulado por meio de regulagem de pressão para o nível de pressão mais baixo é introduzido no cilindro de controle do freio motor, para mover o pistão situado internamente apenas contra a mola de pressão interna e Pará-lo ali, onde um cursor é colocado em contato com uma área de suporte de mola. Nessa posição, a válvula de freio motor conectada está fechada, de modo que apenas uma parte do gás de descarga pode passar por ela.

[0004] Quando o veículo, de outro lado, está em operação normal e o freio motor é ativado, o pistão do cilindro de controle do freio motor se move contra primeiras e segundas molas de pressão devido a ar comprimido regulado a um alto nível de pressão e para em uma posição, em que um dispositivo protetor entra em contato com o cursor, para fechar completamente a válvula de freio motor conectada.

[0005] Conforme um padrão da técnica em geral conhecido, no fluxo de força entre a haste do pistão do cilindro de controle e uma alavanca ativando a válvula do freio motor é inserido um elemento intermediário com uma mola protendida e um meio de resiliência axial.

[0006] O elemento intermediário possibilita uma reabertura limitada de uma válvula de estrangulamento da válvula de freio motor por uma resiliência limitada em trajeto com pressão indesejavelmente alta na tubuladura de escape. Mas esse elemento intermediário adicional requerem um espaço de montagem correspondentemente grande e um elevado dispêndio em peças e montagem.

[0007] Constitui, portanto, objetivo da presente invenção prover meios para produção de uma resiliência entre a haste de pistão do cilindro de controle e a válvula de freio motor, que consistem em poucas peças individuais e são de construção de pequeno porte.

Breve Descrição da Invenção

[0008] O objetivo é alcançado, a partir de um cilindro de controle conforme o preâmbulo da reivindicação 1, em combinação com suas características.

[0009] As seguintes revindicações dependentes reproduzem outras configurações vantajosas da invenção.

[00010] A invenção inclui ensinamento técnico no sentido de que meios especiais para produção da resiliência são dispostos dentro do alojamento cilíndrico do cilindro de controle.

[00011] Os meios conforme a invenção para produção da resiliência podem ser obtidos, segundo formas de execução distintas - a seguir detalhadamente descritas -, sendo que em princípio a função do elemento intermediário anteriormente mencionado dentro do cilindro de controle é realizada na medida em que ocorre um movimento relativo da haste de pistão e do pistão entre si e entre ambos os componentes estão formados distanciadores elásticos de distinta natureza. Os distanciadores elásticos são de tal maneira dimensionados que o movimento relativo entre haste de pistão e pistão só resulta com pressão indesejavelmente alta, isto é, com força de ajuste da válvula de estrangulamento demasiado elevada. Esse movimento relativo entre haste de pistão e pistão permite uma reabertura limitada em trajeto da válvula de estrangulamento, com o que a pressão na tubuladura de escape é em tal medida reduzida que o efeito de freio motor ainda permanece suficiente, mas a pressão reduzida não mais pode levar a danos do motor.

[00012] Segundo uma primeira forma de execução preferida, os meios para produção da resiliência compreendem uma mola protendida disposta dentro do alojamento cilíndrico, que de um lado atua na haste do pistão e, de outro lado, no pistão. A mola pode, então, ser executada como uma mola de pressão de aço elástico, que está acoplada por uma placa disposta na haste de pistão no lado da haste de pistão. De outro lado, a mola pode encostar coaxialmente no pistão no lado frontal.

[00013] Segundo uma medida aperfeiçoadora dessa forma de execução se propõe que o trajeto elástico da mola seja ajustável por um parafuso de ajuste atuando sobre a mesma. Além disso, a haste de pistão deve ser guiada longitudinalmente deslocável com relação ao pistão, por exemplo, encaixada no lado extremo em um correspondente recesso coaxial do pistão.

[00014] Segundo outra forma de execução, os meios para produção da resiliência compreendem uma mola de ar comprimido disposta dentro do alojamento cilíndrico, que atua de um lado na haste de pistão e, de outro lado, no pistão. Essa mola de ar comprimento pode, por exemplo, consistir em uma câmara de trabalho cilíndrica integrada no pistão, que coopera com um pistão nela disposto, em que está instalada a haste de pistão.

[00015] Segundo uma medida aperfeiçoadora dessa forma de execução se propõe que a câmara de trabalho cilíndrica seja ventilável por uma válvula de limitação de pressão para manter em uma faixa de tolerância constante a força de reabertura de uma válvula de estrangulamento prevista para frenagem do motor em todas as pressões de ativação reais.

[00016] Além disso, a câmara de trabalho cilíndrica pode também ser unida por uma válvula de escape com o meio ambiente, para limitar a pressão na câmara de trabalho em um valor máximo.

[00017] O cilindro de controle conforme a invenção deve ser protegido contra contaminação de um lado da câmara de mola, para garantir uma longa vida útil especialmente da técnica de válvula descrita anteriormente. Nesse particular, a haste de pistão pode ser vedada com relação à tampa de cilindro do alojamento cilíndrico, conforme outra medida aperfeiçoadora da invenção, com uma vedação, sendo que na tampa do cilindro está disposta uma válvula de recuperação conduzindo para fora, para descarregar pressão excedente da câmara de mola para o meio ambiente. Além disso, no pistão pode ser integrada uma válvula de reenchimento, que fica disposta entre a câmara de mola e a câmara de pressão. A válvula de reenchimento impede uma pressão baixa na câmara de mola, com o que, inclusive, resultaria um efeito de aspiração para impurezas de fora.

[00018] Outras medidas aperfeiçoadoras da invenção serão apresentadas detalhadamente a seguir em conjunto com a descrição de formas de execução preferidas com base nas Figuras. Mostram: Figura 1 - uma representação esquemática de uma disposição de turbo carregador de um motor de veículo automotor com instalação de freio de escape, Figura 2 - uma vista em perspectiva de meios de estrangulamento da instalação de freio motor do turbo carregador segundo Figura 1, Figura 3a a Figura 3c - uma primeira forma de execução dos meios para produção da resiliência dentro de um cilindro de controle com distintas posições da haste de pistão, Figura 4 - outra forma de execução dos meios para produção da resiliência dentro de um cilindro de controle, Figura 5 - uma terceira forma de execução dos meios para produção da resiliência dentro de um cilindro de controle, Figura 6 - uma modificação do exemplo de execução conforme Figura 5 relativamente à técnica de válvula, que coopera com os meios para produção da resiliência, e Figura 7 - outra modificação do exemplo de execução conforme Figura 5 relativamente à técnica de válvula, que coopera com os meios para produção da resiliência.

[00019] As referências nos desenhos bem como seu significado são indicados na lista de referências. Em princípio, componentes iguais são providos das mesmas referências nas Figuras.

Descrição detalhada das formas de execução preferidas

[00020] Conforme Figura 1, um motor de veículo 1 é equipado com um turbocarregador 2. O turbo carregador compreende uma parte de turbina 3, que está unida mecanicamente com uma parte de compressor 4 por um eixo de acionamento 5 intermediário. O gás de descarga do motor de veículo 1 é conduzido por um conduto de gás de descarga 6 para a parte de turbina 3 do turbocarregador 2 por uma entrada 7. O fluxo de gás de descarga provoca uma rotação do eixo de acionamento 5 para acionar a parte de compressor 4. A parte de compressor 4 aspira por uma entrada de ar 8 ar fresco da atmosfera, para disponibilizar o mesmo por um tubo de entrada no lado de entrada de ar ao motor de veículo 1.

[00021] Adicionalmente, na região de uma saída de gás de descarga 10 do turbo carregador 2 estão dispostos meios de freio motor, que compreende uma válvula de freio de gás de descarga 11, que é executada à maneira de uma válvula de charneira. A válvula de freio de gás de descarga 11 é ativada por um cilindro de controle 12 do freio motor, para produzir uma função de retardamento por estrangulamento do fluxo de gás de descarga do lado de descarga do turbo carregador 2 na região da saída de gás de descarga 10.

[00022] Com relação à Figura 2, a válvula de freio motor 11 na saída de gás de descarga 10 está unida por uma alavanca para conversão do movimento linear do cilindro de controle 12 do freio motor em um movimento de rotação para ativação da válvula de freio motor 11. Para tanto, o cilindro de controle 12 do freio motor está disposto pivotável em um quadro de suporte, que fica disposto em uma extremidade do cilindro de controle 12 do freio motor.

[00023] Conforme a Figura 3a, o cilindro de controle 12 compreende um alojamento 13 cilíndrico para disposição de um pistão 14 com haste de pistão 15 dele partindo. O pistão 14 subdivide o alojamento 13 em uma câmara de mola 16 para disposição de uma mola de reposição 17 para a haste de pistão 15 e uma câmara de pressão 18 para produção de uma força de ativação pelo pistão 14 por ar comprimido.

[00024] Quando a câmara de pressão 18 é ativada a pressão pela conexão 19 exterior, o pistão 14 se move a partir da posição básica representada juntamente com a haste de pistão 15 deslocável até ao curso pleno, como representado na Figura 3b. A posição relativa da haste de pistão 15 do pistão 14 é determinada por um alojamento de mola 20, pela placa 21 fixada na haste de pistão 15 e por uma mola 22 protendida.

[00025] Quando ocorre uma pressão indesejavelmente alta na tubuladura de escape - não representada em detalhe -, a válvula de estrangulamento da válvula de freio motor aí disposta é ativada por pressão com um torque em direção de abertura e a haste de pistão 15 é carregada com uma força axial de reposição elevada. Quando essa força axial é maior do que a força da mola 22 protendida, a haste de pistão 15 é tão pressionada de volta contra a mola 22 que a placa 21 bate em um ressalto do pistão 14. Assim é produzida a posição conforme Figura 3c, em que a haste de pistão 15 fica completamente recuada. O trajeto recuado depende das massas de peças e não é ajustável. A mola 22 é protendida em correspondência à máxima força de fechamento permitida da válvula de estrangulamento ou à máxima pressão permitida na tubuladura de escape.

[00026] Segundo a Figura 4, o trajeto de mola do meio para produção da resiliência é ajustável por um parafuso de ajuste 23. O parafuso de ajuste 23 é aparafusado do lado frontal da haste de pistão 15. A cabeça do parafuso de ajuste 23 forma um batente extremo com um ressalto executado dentro de um recesso coaxial. O parafuso de ajuste deve ser ajustado durante a montagem do cilindro de controle 13 e ser seguro com cola ou semelhante. A abertura de montagem requerida pelo aparafusamento do parafuso de ajuste 23 no pistão é fechada com uma placa de vedação 24.

[00027] Na outra forma de execução representada na Figura 5, os meios para produção da resiliência dispostos entre pistão 14 e haste de pistão 15 compreendem uma mola de ar comprimido, que consiste em um pistão 25 fixado no lado extremo da haste de pistão 15 e uma câmara de trabalho 26 cilíndrica executada ao lado do pistão 14 do cilindro de controle 12’. A câmara de trabalho 26 está em comunicação pneumática com a câmara de pressão 18 do cilindro de controle 12’ por uma abertura 27 de uma placa 28 inserida firmemente no pistão 14. Sobre as áreas de trabalho do pistão 14 bem como do pistão 25 interior atua assim a mesma pressão que se encontra dentro da câmara de pressão 18. O diâmetro do pistão 14 deve ser de tal maneira dimensionado que a força assim exercida quando da ativação a pressão seja maior do que a força de mola da mola de reposição 17 e da força de ativação da válvula de estrangulamento - aqui não representada em detalhe - da válvula de freio motor. O diâmetro do pistão 25 interior deve ser de tal maneira dimensionado que a força exercida devido à ativação a pressão seja igual à força de reabertura da válvula de estrangulamento da válvula de freio motor.

[00028] Para manter a força de reposição da haste de êmbolo 15 em valor quase constante, a pressão de ativação do pistão de controle 12’ deve ser mantida dentro de estreitos limites. Como a pressão de ativação entre pressão de ligação e pressão de desligamento da instalação de suprimento de ar pode variar, até mesmo cair até uma pressão de segurança em caso especial, é vantajoso que a pressão de ativação fique abaixo da faixa de pressão operacional.

[00029] Segundo a Figura 6, essa pressão de ativação é garantida por uma válvula de limitação de pressão 29. Pela válvula de limitação de pressão 29 pode então também ser obtido um efeito de freio de retardamento suficiente quando a pressão operacional é relativamente baixa. A válvula de limitação de pressão 29 serve à ventilação da câmara de trabalho 26 cilíndrica da mola de ar comprimido e fica disposta no pistão 14 do cilindro de controle 12’. A válvula de limitação de pressão 29 é de tal maneira ajustada que na câmara de trabalho 26 é garantida uma pressão de ativação, que fique abaixo das reais pressões de ativação. Além disso, a câmara de trabalho 26 cilíndrica está unida com o meio ambiente por uma válvula de escape 30 integrada no pistão 25, para limitar a pressão na câmara de trabalho 26 em um valor máximo. A válvula de escape 30 representa por exemplo, uma válvula de reposição com uma elevada pressão de abertura, para liberar a pressão excedente da câmara de trabalho 26 da mola de ar na câmara de mola 16. Nesse caso, o diâmetro da câmara de trabalho 26 deve ser de tal maneira dimensionado que não seja ultrapassada a desejável força de reabertura da válvula de estrangulamento quando da pressão de abertura da válvula de descarga 30.

[00030] Com relação à Figura 7, a haste de pistão 15 é vedada para com uma tampa de cilindro 31 do alojamento 13 cilíndrico com uma vedação 32. Na tampa de cilindro 31 está disposta uma válvula de retenção 33 guiando para fora, para descarregar pressão excedente da câmara de mola para o meio ambiente. Com isso, a câmara de mola 16 é protegida contra poluição de fora.

[00031] No pistão 14 está ainda integrada uma válvula de reenchimento 34, que fica disposta entre a câmara de mola 16 e a câmara de pressão 18. Pela válvula de reenchimento 34 a câmara de trabalho 18 é então unida com a câmara de mola 16 apenas quando a diferença de pressão se situa aquém de um limite - por exemplo,1,6 bar.

[00032] A válvula de reenchimento 34 pode ser executada ao lado do corpo de válvula como componente elastomérico. A válvula de reenchimento 34 impede que sujeira seja aspirada de fora para dentro da câmara de mola 16, pois quando do movimento de retorno do pistão 14 o volume da câmara de mola é maior, o que leva a uma baixa pressão aquém da pressão atmosférica na câmara de mola 16. A baixa pressão impede o movimento de retorno do pistão 14 e provoca um efeito de aspiração, com o que sujeira pode ser aspirada de fora. Pela compensação de pressão produzida pela válvula de reenchimento 34 não mais é de se recear isso.Lista de números de referências 1 motor de veículo 2 turbo carregador 3 parte de turbina 4 parte de compressor 5 eixo de acionamento 6 conduto de gás de descarga 7 entrada de gás de descarga 8 entrada de ar 9 tubo de entrada 10 saída de gás de descarga 11 válvula de freio motor 12 cilindro de controle 13 alojamento 14 pistão 15 haste de pistão 16 câmara de mola 17 mola de reposição 18 câmara de pressão 19 conexão 20 alojamento de mola 21 placa 22 mola 23 parafuso de ajuste 24 placa de vedação 25 pistão 26 câmara de trabalho 27 abertura 28 placa 29 válvula de limitação de pressão 30 válvula de escape 31 tampa de cilindro 32 vedação 33 válvula de retenção 34 válvula de reenchimento

Claims

1. Cilindro de controle (12) para um freio motor para produção de uma função de retardamento mediante estrangulamento do fluxo de gás de descarga do lado de saída de um turbo carregador (2) de um motor de veículo (1), compreendendo um alojamento (13) cilíndrico para disposição de um pistão (14) com uma haste de pistão (15) para uma subdivisão do alojamento (13) em - uma câmara de mola (16) para disposição de uma mola de reposição (17) para a haste de pistão (21), e - uma câmara de pressão (18) para produção de uma força de ativação pelo pistão (14) por ar comprimido, sendo que - o pistão (14) coopera com meios para produção de uma resiliência, em que a haste de pistão (15) é guiada longitudinalmente deslocável relativamente ao pistão (14), caracterizado pelo fato de que os meios para produção da resiliência compreendem uma mola protendida disposta dentro do alojamento (13) cilíndrico, que atua de um lado na haste de pistão (15) e de outro lado no pistão (14).

2. Cilindro de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mola (22) executada como mola de pressão está acoplada à haste de pistão (15) por uma placa (21) disposta na haste de pistão (15).

3. Cilindro de controle de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a câmara de trabalho cilíndrica (26) é ventilável por uma válvula de limitação de pressão (29), para manter em uma faixa de tolerância constante a força de reabertura de uma válvula de estrangulamento (11) prevista para frenagem do motor em todas as pressões de ativação reais.

4. Cilindro de controle de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a câmara de trabalho (26) cilíndrica é unida por uma válvula de escape (30) com o meio ambiente, para limitar a pressão na câmara de trabalho (26) em um valor máximo.

5. Cilindro de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a haste de pistão (15) é vedada com relação à tampa de cilindro (31) do alojamento (17) cilíndrico com uma vedação (32), sendo que na tampa de cilindro (31) está disposta uma válvula de retenção (33) conduzindo para fora, para descarregar pressão excedente da câmara de mola (16) para o meio ambiente.

6. Cilindro de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma válvula de reenchimento (34) está integrada no pistão (14), a qual fica disposta entre a câmara de mola (16) e a câmara de pressão (18).