BR112015007289B1

BR112015007289B1 - Válvula reguladora oca

Info

Publication number: BR112015007289B1
Application number: BR112015007289-5A
Authority: BR
Inventors: Hiroki Onuma; Jin Hasegawa
Original assignee: Nittan Valve Co., Ltd
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2022-02-15
Also published as: KR101674659B1; US20140352803A1; CN104053868A; BR112015007289B8; US9175788B2; BR112015007289A2; BR112015007322A2; BR112015007322B1; EP2789816A1; JP5463439B1; KR101358692B1; KR20150058245A; MX2015001869A; EP2905436A4; MX357066B; JP6072053B2; WO2014054113A1; CN104053868B; CN104685168B; EP2789816A4

Abstract

válvula reguladora oca. para fornecer uma válvula reguladora oca tendo um efeito de redução de calor melhorado. em uma válvula reguladora oca (10) tendo uma cabeça de válvula (14) e uma haste (12) integral com a cabeça de válvula (14), a válvula reguladora oca (10) é formada com uma cavidade interior s que se estende na cabeça de válvula (14) e a haste (12). a cavidade interior s é carregada com um refrigerante (19) e um gás inerte. a cavidade interior s tem uma cavidade interior geralmente em forma de disco s1 e uma cavidade de haste interior s2 formada na haste (12) e conectada à cavidade de cabeça de válvula interior s1 em um ângulo reto. durante um movimento recíproco da válvula (10), um fluxo convectivo vertical de refrigerante (19) ao longo do eixo l da válvula (10) é estabelecido pelo menos na cavidade de cabeça de válvula interior s1, aumentando assim o seu efeito de redução de calor.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção refere-se a uma válvula reguladora oca que tem uma cavidade interior formada em uma cabeça de válvula e em uma haste da válvula, a cavidade interior carregada com um fluido de arrefecimento.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Documentos de Patente 1 e 2 indicados a seguir revelam válvulas reguladoras ocas formadas com uma cavidade interior na cabeça de válvula e a haste da válvula, com o espaço carregado com um refrigerante (tal como sódio metálico, que tem um ponto de fusão de cerca de 98°C) tendo uma condutividade térmica mais elevada do que o material de válvula, em conjunto com um gás interior.

[003] A cavidade interior estende a partir de dentro da cabeça de válvula na haste adaptada para conter uma grande quantidade de refrigerante para propriedade de transferência de calor melhorada da válvula (a propriedade melhorada pelo refrigerante irá ser a seguir referida como efeito de redução de calor).

[004] Um motor é aquecido durante uma operação, e, se a temperatura da câmara de combustão do motor é excessiva, detonação pode ocorrer, o que reduz a eficiência de combustível e, portanto, a potência do motor. A fim de baixar a temperatura da câmara de combustão, foi proposto o uso de um refrigerante carregado em uma cavidade interior formada em uma válvula juntamente com um gás interior de modo a melhorar positivamente o efeito de transferência de calor da válvula.DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR Documento de patenteDocumento de Patente 1: WO20/041337.Documento de Patente 2: JPA Revelado 2011-179328.Documento de Patente 3: GB 131662 A

[005] Em GB 131662 A uma válvula reguladora oca é descrita tendo uma haste integrada em uma extremidade da mesma com uma cabeça de válvula. A válvula é uma cavidade interior se estende da cabeça de válvula para a haste. A cavidade é carregada com um refrigerante.

SUMÁRIO INVENÇÃOObjetos a serem resolvidos pela invenção

[006] Válvulas reguladoras ocas carregadas de refrigerante convencionais tem uma cavidade interior formada na sua cabeça de válvula geralmente em forma de disco (a cavidade a seguir designada como cavidade de cabeça de válvula interior), e uma cavidade interior linear formada na sua haste (a cavidade a seguir referida como uma cavidade de haste interior), e uma região transiente conectando suavemente as duas cavidades interiores (a região a seguir referida como região de interconexão) de modo a permitir fluxo suave do refrigerante liquefeito e um gás carregado a partir de uma cavidade para outra, aumentando assim o efeito de condução de calor.

[007] Os inventores da presente invenção conduziram algumas experiências para verificar o efeito de condução de calor em três tipos diferentes de válvulas, como mostrado na Figura 9: válvula sólida A; válvula B tendo uma cavidade de haste interior carregada com um líquido refrigerante (sódio metálico); e válvula C tendo uma cavidade de cabeça de válvula interior em comunicação com uma cavidade de haste interior carregada com o refrigerante líquido. Os resultados das experiências são mostrados nas Figuras 4 e 5. As válvulas ocas B e C são carregadas com o gás argônio em conjunto com o sódio metálico. A válvula oca B é formada por primeiro carregar uma haste com os refrigerantes e, em seguida, por soldá-la por fricção com uma cabeça de válvula (na posição b1). A válvula reguladora oca C é formada por primeiro carregar os refrigerantes na sua cavidade de cabeça de válvula interior e, em seguida, soldar uma tampa para a extremidade aberta da cavidade.

[008] Nas experiências, cada uma das válvulas A, B, e C é montada sobre um motor de automóvel e submetida a uma operação de aquecimento predeterminada, e uma operação de aceleração máxima subsequente sob uma carga de motor elevada predeterminada por horas predeterminadas. As temperaturas de superfície das válvulas foram medidas em testes de temperatura-dureza.

[009] A Figura 4 mostra as curvas A, B, e C representando as distribuições das temperaturas superficiais T (mais corretamente, a temperatura na profundidade de 0,5 mm a partir da superfície) da válvula correspondente A, B, e C na direção axial. Vê-se na figura que cada uma das temperaturas de superfície aumenta gradualmente no sentido para fora da sua face de assento de válvula e atinge uma temperatura máxima Tmax, e, em seguida, cai gradualmente. A curva (A) pode ser representada aproximadamente por uma curva quadrática tendo um ponto máximo Tmax em uma porção de filete da válvula perto da haste. A distribuição de temperatura de válvula B pode também ser representada aproximadamente por uma curva quadrática, com o ponto da temperatura mais elevada (Tmax) deslocado um pouco afastado do filete na direção da cabeça de válvula, e a curva B tem uma altura geral inferior (temperatura) do que a curva A. A curva C tem o seu ponto máximo de temperatura ainda mais perto da cabeça de válvula, e geralmente tem uma altura inferior do que a curva B.

[0010] Mais particularmente, não há uma diferença apreciável na distribuição de temperatura entre a válvula B e válvula C do lado de fora da face de assento de válvula, mas existe uma diferença notável na distribuição de temperatura entre a válvula B e a válvula C no interior da face de assento de válvula. Além disso, na válvula B, o ponto de temperatura máxima (posição axial exibindo Tmax) está no filete perto da haste, enquanto que na válvula C, o ponto é substancialmente no centro do filete.

[0011] Fazendo referência à Figura 5, são mostradas distribuições de temperatura de superfície radiais nas faces inferiores (ou faces planas) das válvulas A, B, e C. Verifica-se que em qualquer das válvulas A, B, e C, a temperatura T se torna mais alta no centro da extremidade inferior e diminui com a distância a partir do eixo da cabeça de válvula. É particularmente notado que nas válvulas A e B, a temperatura atinge Tmax no centro da extremidade inferior da cabeça de válvula, e que na válvula C uma temperatura mais alta muito mais baixa se espalha ao longo de um determinado intervalo da face inferior em comparação com as válvulas A e B.

[0012] Assim, pode-se dizer que a válvula reguladora oca B carregada com um refrigerante em sua cavidade interior tem melhor efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor) do que a válvula reguladora sólida A, e a válvula reguladora oca C tem melhor efeito de redução de calor do que a válvula B uma vez que a primeira é carregada com mais refrigerante do que a última.

[0013] Para confirmar que a válvula reguladora oca C tem o melhor efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor), uma análise de computador foi conduzida para simular os comportamentos do refrigerante na válvula reguladora oca C durante uma operação de abertura / fechamento da válvula (que faz com que a válvula seja movida para cima e para baixo na direção axial). A simulação revela que o refrigerante move suavemente entre a cavidade de cabeça de válvula interior e pequeno a cavidade de haste interior.

[0014] Estima-se a partir desta simulação que tal melhor efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor) da válvula C é trazido pelo movimento suave do refrigerante liquefeito de uma cavidade para a outra cavidade através de uma região de interconexão suave entre elas.

[0015] Os inventores ainda procuraram uma maneira de aumentar esse efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor).

[0016] Eles notaram que, embora o refrigerante mova suavemente toda a região de interconexão suave entre a cavidade de cabeça de válvula interior e cavidade de haste interior, o refrigerante liquefeito na região superior, média e inferior de cavidade de cabeça de válvula move na direção axial sem ser agitado ou misturado com cada outro.

[0017] O fato do líquido de refrigeração não ser agitado implica que o calor armazenado no refrigerante mais próximo de uma fonte de calor não é transferido para o refrigerante líquido nas regiões média e superior da cavidade de cabeça de válvula, não contribuindo para o efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor).

[0018] Os inventores perceberam que o refrigerante na válvula reguladora oca C pode mover suavemente entre a região de interconexão durante um movimento recíproco da válvula, aumentando assim o seu efeito de redução de calor até um certo grau, como mostrado nas Figuras 4 e 5, e que, no entanto, o máximo possível efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor) não é alcançado, uma vez que a região de interconexão suave da válvula permite o movimento suave do refrigerante e impede que o líquido refrigerante seja agitado no movimento.

[0019] Os inventores chegaram a uma conclusão que o efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor) será muito maior se convecção do refrigerante na região superior, média e inferior da cavidade de cabeça de válvula interior seja estabelecida para agitar o refrigerante líquido.

[0020] Mais particularmente, os inventores conduziram simulações em computador de fluxos de refrigerante carregados em uma cavidade de cabeça de válvula interior e uma cavidade de haste interior conectada, em um ângulo reto em uma extremidade aberta da mesma, com a cavidade de cabeça de válvula interior, em que uma região planar circula a extremidade aberta da cavidade de haste interior forma um degrau anelar em forma de cornija entre as duas cavidades. Confirma-se nas simulações de computador que o refrigerante na cavidade de cabeça de válvula interior circula na mesma por convecção, apresentando um fluxo ao longo do eixo da válvula em associação com os movimentos de válvula durante uma operação de abertura e fechamento da válvula.

[0021] Em ensaios de carga elevada (operação de aceleração máxima) de válvulas reguladoras ocas, uma válvula de teste com a mesma configuração que a utilizada nas simulações de computador acima foi testada da mesma maneira que para as válvulas A, B, e C. Os Testes revelam que a válvula de teste tem um efeito melhor de redução de calor (propriedade de transporte de calor) do que a válvula reguladora convencional C.

[0022] Assim, com base na confirmação empírica descrita acima da válvula reguladora oca, é possível proporcionar uma válvula reguladora oca tendo uma capacidade de redução de calor melhorada, em comparação com as válvulas reguladoras ocas convencionais, por fornecer uma válvula reguladora com uma cavidade de cabeça de válvula interior e uma cavidade de haste interior conectada a ela em um ângulo reto através de uma região plana periférica formada em volta da extremidade aberta da cavidade de haste interior, em virtude do fluxo convectivo do refrigerante estabelecido na cavidade de cabeça de válvula interior.

[0023] É, portanto, um objetivo da presente invenção proporcionar uma válvula reguladora oca com uma potência de redução de calor melhorada, estabelecida com base em simulações de computador e testes de carga anteriores para melhorar as capacidades de redução de calor de válvulas reguladoras ocas da arte anterior.

MEIO PARA ATINGIR O OBJETIVO

[0024] Para atingir o objetivo acima, proporciona- se de acordo com a invenção uma válvula reguladora oca tendo uma haste integral em uma das suas extremidades com uma cabeça de válvula, a válvula tendo uma cavidade interior que estende a partir da cabeça de válvula para a haste e carregada com um refrigerante em conjunto com um gás inerte, tal como recitado na reivindicação 1, a válvula reguladora, caracterizada pelo fato de que:a cabeça de válvula é fornecida na mesma com uma cavidade de cabeça de válvula interior em forma de cone truncado circular tendo uma superfície cônica em paralelo com a periferia exterior afunilada da cabeça de válvula;a haste é fornecida dentro da mesma com uma cavidade de haste interior linear conectada perpendicularmente com uma superfície de extremidade superior do cone truncado circular; eo teto é uma região periférica tendo uma superfície plana em torno de uma extremidade aberta da cavidade de haste linear, a superfície plana sendo perpendicular ao eixo da válvula;pelo que um fluxo convectivo vertical de refrigerante ao longo do eixo da válvula é estabelecido na cavidade de cabeça de válvula interior durante um movimento recíproco da válvula.

[0025] (Função) Quando a válvula está em um movimento para baixo para abrir uma porta de exaustão, o refrigerante é submetido a uma força de inércia para cima como mostrado na Figura 2 (a). Uma vez que a força inercial (para cima) então agindo no refrigerante é maior na região central da cavidade de cabeça de válvula interior do que na região circundante, o refrigerante central é instado a mover para dentro da cavidade de haste interior através da região de interconexão entre a cavidade de cabeça de válvula interior e a cavidade de haste interior. No entanto, uma vez que o passo anelar em forma de cornija é formado na região de interconexão, isto é, a superfície de extremidade superior da cavidade de cabeça de válvula interior (ou a área periférica em volta da extremidade aberta da cavidade de haste) é uma superfície plana perpendicularmente para o eixo da válvula reguladora, o refrigerante não pode fluir suavemente para dentro da cavidade de haste interior como em uma válvula reguladora oca tipo C convencional.

[0026] Com mais detalhe, a força de inércia para cima radialmente para dentro cria fluxos de refrigerante F1 e F2 que fluem ao longo do degrau anelar (ou o teto da cabeça de cavidade de válvula interior) em direção ao centro da região de interconexão como mostrado na Figura 3 (a). Na região de interconexão, dois fluxos radialmente para dentro F2 colidem uns com os outros, e dividem-se em um fluxo para baixo F3 na direção do fundo da cavidade de cabeça de válvula interior e um fluxo F4 para cima na direção da região de cavidade de haste interior S2. Na região de interconexão, o fluxo F3 direcionado para o fundo da cavidade de cabeça de válvula interior é transformado em fluxos radialmente para dentro F1 e F2, que fluem em direção ao teto, ao longo do teto e passado o teto. Por outro lado, o fluxo para cima F4 dirigido para dentro da cavidade de haste interior superior cresce em um fluxo turbulento F5 na região de interconexão, como mostrado na Figura 3 (a).

[0027] Deste modo, o refrigerante líquido circula na cavidade interior da cabeça de válvula por convecção, o que resulta em um fluxo circulatório indicado por uma sequência de setas F1, F2, e F3 e F1, enquanto criando um fluxo turbulento no interior da cavidade de haste interior.

[0028] Quando a válvula está em um movimento para cima para fechar a porta de gás de exaustão, o refrigerante é submetido a uma força de inércia para baixo como mostrado na Figura 2 (b). Uma vez que a força de inércia para baixo atuando no refrigerante na região central da cavidade de cabeça de válvula interior é maior do que a que atua no refrigerante na região periférica, fluxo radialmente para fora F6 de refrigerante é criado ao longo da parte inferior da cavidade de cabeça de válvula interior como mostrado na Figura 3 (b). Ao mesmo tempo, um fluxo turbulento para baixo F7 é criado no interior da cavidade de haste interior, que flui para a cavidade de cabeça de válvula interior através da região de interconexão. Este fluxo F6 fluindo ao longo do fundo da cavidade de cabeça de válvula interior é eventualmente transformado em um fluxo geralmente para cima F8 para o teto da cavidade de cabeça de válvula interior S1 e funde com os fluxos centrais F6 e F7.

[0029] Por outras palavras, um fluxo convectivo de refrigerante tal como indicado por uma sequência de setas F6, F8, e F6 é criado na cavidade de cabeça de válvula interior e é assim um fluxo turbulento no interior da cavidade de haste interior como indicado pela seta F7.

[0030] Desta forma, em associação com os movimentos para cima e para baixo da válvula, um fluxo de refrigerante convectivo que envolve turbulência é criado em toda a cavidade interior como mostrado na Figura 3 (a) - (c), ativamente misturando refrigerante superior, médio e inferior na cavidade interior e melhorando significativamente o efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor) da válvula.

[0031] (Função) Em primeiro lugar, uma vez que a cavidade de cabeça de válvula interior é configurada para ter uma periferia interior afunilada semelhante em forma a da cabeça de válvula, um grande volume de refrigerante pode ser armazenado no seu interior.

[0032] Em segundo lugar, como o teto e a superfície periférica afunilada da cavidade de cabeça de válvula interior fazem um ângulo obtuso entre eles, fluxos radialmente para dentro do refrigerante criados durante uma operação de abertura / fechamento da válvula são suavemente direcionados para a região de interconexão passado o teto como mostrado na Figura 3 (a) pelas setas F1 e F2 e na Figura 3 (b) pela seta F8, estes fluxos por sua vez ativam a convecção do refrigerante na cavidade de cabeça de válvula interior.

[0033] Este tipo de válvula reguladora oca é fabricado em uma sequência de passos, incluindo:um passo de formação de um recesso que corresponde a uma cavidade de cabeça de válvula interior por forjamento utilizando uma matriz;um passo de perfuração de um orifício central que corresponde a uma cavidade de haste interior no fundo do recesso em associação com uma cavidade de haste interior;um passo de carregar uma quantidade de refrigerante no recesso (cavidade de cabeça de válvula interior) da cabeça de válvula; eum passo de soldar uma tampa sobre a extremidade aberta do recesso para envolver o refrigerante em uma atmosfera de gás inerte.

[0034] Uma vez que a cavidade de cabeça de válvula interior assim formada tem uma forma de um cone truncado circular tendo um teto plano, ela tem as seguintes vantagens.

[0035] Em primeiro lugar, uma vez que a face de pressão de uma matriz metálica utilizada no forjamento é plana, é mais fácil preparar uma matriz tendo uma face de pressão plana do que uma matriz que possui uma face curva ou uma face afunilada.

[0036] Em segundo lugar, uma vez que o fundo do recesso é plano, um processo de achatamento do fundo do recesso não é necessário.

[0037] Em terceiro lugar, uma vez que a face de fundo plana do recesso é plana e perpendicular ao mandril, uma broca de perfuração pode ser operada com precisão em alinhamento com o eixo da haste ao perfurar um orifício no fundo.

[0038] Na válvula reguladora oca de acordo com a reivindicação 1 ou 2, a cavidade de cabeça de válvula interior pode ser formada na forma de um cone truncado geralmente circular com seu teto circular deslocado a partir da posição da superfície de extremidade superior do cone truncado circular em direção à haste por uma distância predeterminada, tal como recitado na reivindicação 3.

[0039] (Função) Na configuração da válvula da reivindicação 1 ou 2, uma vez que a cavidade de cabeça de válvula interior tem uma forma de cone truncado circular tendo um teto plano circular, é suficiente para proporcionar uma matriz tendo uma face de pressão plana para forjamento da cabeça de válvula. Por isso, é muito mais fácil preparar tal matriz do que uma matriz convencional para forjar uma face de pressão curva ou cônica.

[0040] No entanto, é difícil formar com precisão tal teto circular (superfície de extremidade superior do cone truncado circular) apenas por forjamento. Além disso, a face de pressão da matriz para formar o teto plano pode ser desgastada rapidamente.

[0041] Em contraste, tal como recitado na reivindicação 3, a cavidade de cabeça de válvula interior pode ser fornecida com um teto deslocado a partir da posição da superfície de extremidade superior do cone truncado circular em direção à haste por uma distância predeterminada. Isto pode ser feito, por exemplo, maquinando uma superfície de fundo semiesférica inicialmente forjada do recesso em uma superfície plana circular perpendicular ao eixo da válvula. Neste caso, a matriz pode ter uma face de pressão arredondada de menos desgaste para formar um teto circular curvo da cavidade de cabeça de válvula interior, após o que um teto circular pode ser facilmente e precisamente formado por usinagem enquanto relaxando exigência de precisão da matriz.

RESULTADOS DA INVENÇÃO

[0042] De acordo com a invenção, o efeito de redução de calor (ou propriedade de transporte de calor) de uma válvula reguladora oca é significativamente melhorado por virtude da convecção de um refrigerante que circula em uma cavidade de cabeça de válvula interior e uma cavidade de haste interior da válvula, o que por sua vez melhora o desempenho do motor.

[0043] É notado que uma grande quantidade de refrigerante pode ser armazenada no interior da cavidade de cabeça de válvula interior, o que ajuda convecção vertical ativa do refrigerante líquido ao longo do eixo vertical da cavidade de cabeça de válvula interior, aumentando assim o efeito de redução de calor (ou propriedade de transporte de calor), e, consequentemente, o desempenho, da válvula.

[0044] Além disso, uma vez que o teto da cavidade de cabeça de válvula interior é plana, não é apenas fácil fornecer uma matriz para formar o teto da cavidade de cabeça de válvula interior, mas também fácil de perfurar uma cavidade de haste interior que abre no centro do teto. Assim, o custo de fabricação de uma válvula reguladora pode ser reduzido.

[0045] O método de acordo com a reivindicação 3 garante um determinado grau de precisão de usinagem na formação de uma cavidade de cabeça de válvula interior, permitindo assim existência de válvulas de assento axial com capacidade de redução de calor homogeneizada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0046] A Figura 1 é uma seção transversal longitudinal de uma válvula reguladora oca de acordo com uma primeira modalidade da invenção. A Figura 2 é um diagrama que ilustra as forças de inércia que atuam sobre o refrigerante nas cavidades interiores da válvula reguladora durante os movimentos recíprocos da mesma. Mais particularmente, a Figura 2 (a) é uma vista de seção transversal da válvula em movimento para baixo (para abrir a válvula), exibindo uma força de inércia que atua no refrigerante, e Figura 2 (b) a válvula em movimento para cima (para fechar a válvula), exibindo uma força de inércia que atua sobre o refrigerante. A Figura 3 mostra, em vista ampliada, o movimento do refrigerante durante um movimento recíproco da válvula reguladora oca. Mais particularmente, a Figura 3 (a) mostra a válvula em movimento para baixo para abrir a porta, e a Figura 3 (b) a válvula em movimento para cima para fechar a porta. A Figura 4 mostra distribuições axiais da temperatura de superfície de válvulas reguladoras ocas. A Figura 5 mostra distribuições radiais de temperaturas de superfície de diferentes válvulas reguladoras ocas medidas nas partes inferiores das válvulas. A Figura 6 mostra passos de fabricação de uma válvula reguladora oca. Mais particularmente, a Figura 6 (a) ilustra um passo de formação de uma cabeça de válvula em uma extremidade de uma haste por forjamento virado (ou por forjamento de extrusão), Figura 6 (b) um passo de furar uma cavidade de haste interior na haste através do fundo (teto) da cavidade de cabeça de válvula interior da cabeça de válvula, a Figura 6 (c) um passo de injetar uma quantidade de refrigerante para dentro da cavidade interior, e a Figura 6 (d) um passo de soldagem de uma tampa sobre a abertura da cavidade de cabeça de válvula interior em uma atmosfera de gás inerte. A Figura 7 mostra em seção transversal longitudinal uma grande porção de uma válvula reguladora oca de acordo com uma segunda modalidade da invenção. A Figura 8 mostra os principais passos de fabricação de uma válvula reguladora oca. Mais particularmente, a Figura 8 (a) mostra um passo de forjamento para formar uma cabeça de válvula em uma extremidade de uma haste, e a Figura 8 (b) um passo de usinagem da extremidade inferior de uma cabeça de válvula rebaixada e de perfurar um orifício na haste de modo a formar uma cavidade de haste interior. A Figura 9 mostra secções transversais longitudinais de uma válvula reguladora sólida convencional e válvulas reguladoras ocas.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[0047] A presente invenção será agora descrita em detalhe a título de exemplo com referência a duas modalidades.

[0048] Com referência às Figuras 1 a 5, é mostrada uma válvula reguladora oca para um motor de combustão interior, de acordo com uma primeira modalidade da invenção.

[0049] Nestas figuras, a referência numérica 10 indica uma válvula reguladora oca feita de um metal de resistência ao calor. A válvula 10 tem uma cabeça de válvula 14 e uma haste reta 12 integrada com a cabeça de válvula através de um filete curvo 13 entre a cabeça de válvula 14 e a haste 12 e com um diâmetro crescente radialmente. Fornecido na periferia da cabeça de válvula 14 é uma face de assento de válvula afunilada 16.

[0050] Em mais detalhe, a válvula reguladora oca 10 tem uma concha 11 (Figura 6) que compreende uma cabeça de válvula 14a formada integralmente em uma extremidade da haste 12. A cabeça de válvula 14a tem um recesso 14b na forma de um cone truncado circular. Uma tampa de forma de disco 18 é soldada para uma extremidade aberta 14c do recesso 14b de modo a formar uma cavidade interior S que estende a partir de dentro da cabeça de válvula na haste. A cavidade interior S é carregada substancialmente metade (cerca de 1/2 - 3/5) de si com um refrigerante 19, tal como sódio metálico, em conjunto com um gás inerte, tal como argônio.

[0051] Como mostrado na Figura 1, uma porta de gás de exaustão 6 é fornecida em uma cabeça de cilindro 2 do motor. A porta 6 estende desde a câmara de combustão 4 do motor. Fornecido em uma região periférica em volta da porta 6 da câmara de combustão 4 é uma inserção de assento de válvula anelar 8 tendo uma face afunilada 8a, em que a face de assento de válvula 16 da válvula 10 pode ser assentada. Fornecido na periferia interior de um orifício de inserção de válvula 3 formado na cabeça de cilindro 2 é um guia de válvula 3 para receber a haste 12 que pode deslizar em contacto com o mesmo. A válvula reguladora oca 10 é impelida por uma mola de válvula 9 para fechar a válvula.

[0052] A cavidade interior S consiste de uma cavidade de cabeça de válvula interior S1 e uma cavidade de haste interior linear S2 formada na haste 12 de tal maneira que a cavidade de haste interior S2 intersecta (comunica com) a cavidade de cabeça de válvula interior S1 a um certo ângulo. Em volta da periferia da extremidade aberta da cavidade de haste interior S1 é um teto plano circular 14b1 (ou a face de fundo plana do recesso em forma de cone truncado circular 14b) perpendicular ao eixo L da válvula 10 (Figura 6).

[0053] É fornecida na cavidade interior uma região P interconectando a cavidade de cabeça de válvula interior S1 e a cavidade de haste interior S2. Esta região de interconexão P tem um passo anelar em forma de cornija horizontal 15 (como pode ser visto a partir da cavidade de cabeça de válvula interior S1) em lugar de uma região de interconexão lisa convencional. A face plana 14b1 do degrau anelar 15 voltada para a cavidade de cabeça de válvula interior S1 é perpendicular ao eixo L da válvula reguladora oca 10. Em outras palavras, o passo anelar em forma de cornija 15 é definido pela área periférica 14b1 ao redor da extremidade aberta da cavidade de haste interior S2 (ou a parte inferior do recesso em forma de cone truncado circular no interior da concha de cabeça de válvula) e a periferia interior da cavidade de haste interior S2.

[0054] Como uma consequência, um fluxo circulatório (convecção) de refrigerante 19 é criado na cavidade de cabeça de válvula interior S1 e um fluxo turbulento na cavidade de haste interior S2 durante a operação de abertura / fechamento da válvula reguladora oca 10, como indicado pelas setas mostradas na Figura 3 (a) - (b), e descrito em mais detalhe mais tarde. Assim, por causa desta convecção e turbulência do refrigerante na cavidade interior S, porção superior, média, e inferior do refrigerante são ativamente misturadas, aumentando substancialmente o efeito de redução de calor (ou propriedade de transporte de calor) da válvula reguladora oca 10.

[0055] Em seguida, comportamentos do refrigerante durante uma operação de abertura / fechamento da válvula reguladora oca 10 serão agora descritos em detalhe com referência às Figuras 2 e 3.

[0056] À medida que a válvula reguladora oca fechada 10 é movida para baixo para abrir a porta como mostrado na Figura 2 (a), o refrigerante 19 na cavidade interior S é atuado por uma força de inércia para cima. Uma vez que a força para cima atuando no refrigerante central 19 na região central da cavidade de cabeça de válvula interior S1 é maior do que a agindo no refrigerante periférico na cavidade de cabeça de válvula interior S1, o refrigerante 19 na cavidade de cabeça de válvula interior S1 tende a fluir para dentro da cavidade de haste interior S2 em toda a região de interconexão P. No entanto, o refrigerante não pode mover para dentro da cavidade de haste interior S2 tão suavemente como em uma válvula convencional por causa do degrau anelar 15 formado na região de interconexão P.

[0057] Por conseguinte, na cavidade de cabeça de válvula interior S1, fluxos radialmente para dentro F1 e F2 do refrigerante 19 são criados ao longo do degrau anelar 15 pela força de inércia para cima, que irá fluir ao longo do teto 14b1 da cavidade de cabeça de válvula interior S1 e correm para o centro da região de interconexão P, como mostrado na Figura 3 (a). Os dois fluxos F2 se dirigindo para a região de interconexão P ao longo do degrau anelar 15 colidem uns com os outros, e se transformam em um fluxo para baixo F3 na direção do fundo da cavidade de cabeça de válvula interior S1 e um fluxo para cima F4 para a cavidade de haste interior S2.

[0058] O fluxo F3 se dirigindo parte o fundo da cavidade de cabeça de válvula interior S1 é redirecionado na região de interconexão P para uma região radialmente para fora da cavidade S1, e, em seguida, redirecionado para o teto da cavidade de cabeça de válvula interior S1, eventualmente fundindo em conjunto nos fluxos em F1 e F2 em direção ao centro da região de interconexão P. Por outro lado, os fluxos para cima F4 e F5 são alterados na região de interconexão P em fluxos turbulentos na cavidade de haste interior S2, como mostrado na Figura 3 (a).

[0059] Desta forma, convenção do refrigerante 19 que passa ao longo do eixo L é criada na cavidade de cabeça de válvula interior S1 como indicado pelas setas F1, F2, F3, e F4, assim como os fluxos turbulentos F4 e F5 na cavidade de haste interior S2.

[0060] Por outro lado, quando a válvula 10 moveu para cima para fechar a porta, o refrigerante 19 nas cavidades interiores S é submetido a uma força de inércia para baixo como mostrado na Figura 2 (b). Neste caso, uma vez que a força de inércia para baixo atuando sobre refrigerante 19 em uma região central da cavidade de cabeça de válvula interior S1 é maior do que a agindo no refrigerante em uma região periférica, o refrigerante 19 na região central desce para o centro do fundo da cavidade, o que vira para fora em parte para ser fluxos radialmente para fora F6 ao longo do fundo como mostrado na Figura 3 (b). Ao mesmo tempo, um fluxo turbulento para baixo F7 é criado na cavidade de haste interior S2. Os fluxos F6 ao longo do fundo da cavidade S1, eventualmente, são redirecionados em direção ao teto da cavidade S1 e, depois fluindo ao longo do teto (F8), fundem- se nos fluxos para baixos F6 e F7 na região de interconexão central P.

[0061] Por outras palavras, fluxos convectivos do refrigerante 19 como indicado pelas setas F6, F8, e F6 são criados na cavidade de cabeça de válvula interior S1, enquanto um fluxo turbulento F7 é criado na haste De cavidade interior S2.

[0062] Deve entender-se que a cavidade de cabeça de válvula interior S1 da presente modalidade tem a forma de um cone truncado circular, com sua superfície cônica interior 14b2 sendo afunilada em substancialmente paralelo com a periferia cônica exterior 14d entre a face de assento de válvula 16 e o filete 13 da cabeça de válvula 14, como visto na Figura 1. Assim, em primeiro lugar, uma grande quantidade de refrigerante 19 pode ser vantajosamente armazenada na cavidade de cabeça de válvula interior S1.

[0063] Em segundo lugar, uma vez que o teto circular (ou a superfície de extremidade superior) 14b1 e a face afunilada (superfície cônica) 14b2 da cavidade de cabeça de válvula interior S1 faz um ângulo obtuso, fluxos convectivos circulatórios lisos e ativos do refrigerante 19 são estabelecidos ao longo do teto, além da face cônica, e em direção à região de interconexão P (envolvendo fluxos radialmente para dentro F1 e F2, e F8) durante a operação de abertura / fechamento da válvula, como mostrado nas Figuras 3 (a) - (b).

[0064] Deste modo, o efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor) da válvula 10 é dramaticamente melhorado pelos fluxos laminar e turbulento ativos de refrigerante em toda a cavidade interior S pelos movimentos de abertura / fechamento da válvula 10, como mostrado na Figura 3 (a) e (b).

[0065] A Figura 4 mostra uma distribuição axial da temperatura de superfície das válvulas reguladoras ocas 10 em comparação com as de uma válvula sólida convencional A, uma válvula reguladora oca B tendo uma haste carregada com um refrigerante, e uma válvula reguladora oca C carregada com um refrigerante na cavidade de cabeça de válvula interior e na cavidade de haste interior. A Figura 5 mostra uma distribuição radial da temperatura de superfície da cabeça de válvula da válvula reguladora oca 10 em comparação com as das válvulas convencionais A, B, e C. Nestas figuras, linhas tracejadas indicam o contorno da válvula.

[0066] Vê-se na Figura 4 que comportamentos gerais de distribuições de temperatura axiais (referidas como distribuições de temperatura características X) da válvula 10 e as válvulas convencionais A, B, e C são substancialmente os mesmos em que suas temperaturas aumentam gradualmente a partir da sua face de assento de válvula 16 (próxima da câmara de combustão) para os pontos de temperatura máxima Tmax, e então diminuem gradualmente. No entanto, na distribuição de temperatura característica X da válvula 10, o ponto de temperatura máxima Tmax é mais perto da cabeça de válvula na distribuição de temperatura característica X da válvula C tendo a melhor propriedade dissipativa (ou redução) de calor entre as três válvulas convencionais. Além disso, a válvula 10 exibe uma temperatura de superfície geralmente inferior e uma temperatura de superfície significativamente inferior na superfície da cabeça de válvula 14 (incluindo a face de assento de válvula 16) do que a válvula convencional C. Assim, manifesta-se uma potência de redução de calor excelente (ou propriedade de transporte de calor) da válvula 10 em comparação com a válvula C.

[0067] É particularmente indicado na válvula 10 que, após a temperatura de superfície atingir a temperatura de pico Tmax, ela diminui quase linearmente em direção à extremidade da haste de válvula, em contraste com a distribuição de temperatura da válvula C que não diminui linearmente depois de atingir a temperatura de pico até que apresenta uma curva convexa.

[0068] Assim, vê-se que as temperaturas de superfície das respectivas válvulas convencionais A, B, e C mudam em uma forma substancial quadrática substancial, em contraste com aquela da válvula 10, em que a temperatura de superfície diminui quase linearmente desde sua temperatura de pico. Este recurso manifesta reforço de transporte de calor ocorrendo a partir da câmara de combustão 4 para o refrigerante na cavidade de cabeça de válvula interior S1 e adicionalmente para a extremidade remota da haste da válvula através da cavidade de haste interior S2 devido à mistura ativa da camada superior, média e inferior do refrigerante 19 no interior da cavidade interior S.

[0069] Foi confirmado nas simulações e em medições reais em uma maior tensão de impacto é aplicada ao ponto X2 do filete curvo 13 (Figura 4) perto da extremidade da haste quando a válvula reguladora oca 10 é assentada na inserção de assento de válvula 8. Por esta razão, a válvula 10 tem a mais baixa temperatura máxima e tem a maior distância ΔX entre o ponto de temperatura máxima e o ponto X2 submetido à tensão máxima de impacto, em comparação com as válvulas A, B, C. Esse recurso pode efetivamente suprimir a deterioração térmica da resistência de válvula.

[0070] Vê-se a partir da Figura 5 que a válvula C tem o melhor desempenho de radiação de calor entre as válvulas convencionais A, B, e C, e que a válvula 10 tem uma temperatura de superfície ainda mais baixa do que a da válvula C, o que por sua vez indica que a válvula 10 tem um excelente efeito de redução de calor (ou propriedade de transporte de calor).

[0071] Verificou-se nas simulações acima mencionadas e experiências reais que uma tensão máxima é imposta na área central da extremidade inferior da cabeça de válvula quando a válvula é assentada na inserção de assento de válvula 8 e exposta a uma pressão de combustão. Na válvula 10, uma vez que a diferença de temperatura ΔT entre a zona central da face de fundo da cabeça de válvula e a periferia da cabeça de válvula é pequena em comparação com as das válvulas A, B, e C, a válvula reguladora oca 10 pode suprimir regressão da resistência de fadiga mais eficazmente do que as válvulas A, B e C.

[0072] Em seguida, remetendo à Figura 6, é mostrado um processo de fabricação de uma válvula reguladora oca 10, de acordo com a invenção.

[0073] Em primeiro lugar, uma concha 11 é formada por forjamento a quente de tal modo que compreende uma cabeça de válvula 14a tendo um recesso em forma de cone truncado circular 14b e uma haste 12 integral com a concha 11 como mostrado na Figura 6 (a). O recesso em forma de cone truncado circular tem um fundo plano 14b1 perpendicular à haste 12 (e ao eixo L da concha 11).

[0074] Este forjamento a quente pode ser um forjamento de extrusão em que uma concha de bloco de liga resistente ao calor 11 é repetitivamente extrudida a partir de diferentes matrizes metálicas, ou um forjamento virado em que uma vara de liga metálica resistente ao calor é primeiro virada por um virador para formar em uma extremidade da mesma uma seção semiesférica, que é então forjada com uma matriz de forjamento para formar uma cabeça de válvula 14a da concha 11. Neste forjamento a quente, um filete curvo 13 é formado entre a cabeça de válvula 14a e a haste 12, e assim é uma face de assento de válvula afunilada 16 na periferia da cabeça de válvula 14a.

[0075] Em seguida, a concha 11 é submetida a tratamentos térmicos (tal como um tratamento de envelhecimento e um tratamento térmico de solução) para aumentar resistências térmicas e mecânicas da cabeça de válvula 14a e da haste 12, conforme necessário. A concha 11 é, em seguida, ajustada com seu recesso 14b orientado para cima como mostrado na Figura 6 (b) e um orifício 14e é perfurado na haste 12 entre a superfície de fundo 14b1 do recesso 14b para formar uma cavidade de haste interior S2.

[0076] No processo de perfuração, o recesso 14b1 da cabeça de válvula 14a é comunicado com o orifício 14e da haste 12 de modo que um passo anelar em forma de cornija 15 é formado em uma região interconectando o rebaixo 14b (que servirá como a cavidade de haste interior S2) e o orifício 14e (que servirá como uma cavidade de cabeça de válvula interior S1) da haste 12.

[0077] Em seguida, remetendo à Figura 6 (c), mostra- se um passo de carregar o orifício 14e da concha 11 com uma quantidade predeterminada de refrigerante solidificado 19 (o passo a seguir referido como processo de carregamento de refrigerante).

[0078] Finalmente, na fase de fechamento da cavidade, uma tampa 18 é soldada (por soldadura por resistência, por exemplo) na extremidade aberta 14c do recesso 14b da concha 11 na atmosfera de argônio, formando assim uma cavidade interior fechada S na válvula reguladora oca 10, como mostrado na Figura 6 (d). A tampa pode ser soldada, alternativamente, por soldadura por feixe de elétrons ou por soldadura por feixe de laser.

[0079] Uma vez que o teto 14b1 da cavidade de cabeça de válvula interior S1 (ou o passo em forma de cornija 15) da válvula 10 tem uma superfície plana perpendicular ao eixo L da válvula 10 e é comunicada com a cavidade de haste interior S2, os efeitos seguintes resultarão.

[0080] Em primeiro lugar, é muito mais fácil fabricar uma matriz metálica tendo uma face de pressão plana adaptada para formar, em forjamento a quente, um recesso em forma de cone truncado circular 14b dentro da cabeça 14a da válvula conforme mostrado na Figura 6 (a), do que outros tipos de matrizes tendo, por exemplo, faces de pressão curvas ou afuniladas.

[0081] Em segundo lugar, uma vez que a face de fundo 14b1 do recesso 14b é plana, usinagem preliminar da superfície de fundo do recesso 14b para proporcionar uma superfície plana não é necessária antes do processo de perfuração.

[0082] Em terceiro lugar, no processo de perfuração mostrado na Figura 6 (b), é possível fazer o orifício 14e precisamente na direção axial da válvula em virtude da face de fundo 14b1 da cabeça de válvula 14a sendo plana e perpendicular ao eixo do fuso da broca.

[0083] As Figuras 7 e 8 mostram uma válvula reguladora oca de acordo com uma segunda modalidade da invenção.

[0084] É recordado que a válvula reguladora oca 10 da primeira modalidade tem uma cavidade de cabeça de válvula interior S1 na forma de um cone truncado circular. No entanto, a cavidade de cabeça de válvula interior S1 da válvula reguladora 10A da segunda modalidade tem uma forma de cone truncado substancial circular.

[0085] Em contraste com a válvula reguladora 10, em que o teto circular da cavidade de cabeça de válvula S1 (que é perpendicular ao eixo L da válvula 10), é a superfície de fundo plana 14b1 do recesso em forma de cone truncado circular 14b, a cavidade de cabeça de válvula interior S1' da válvula reguladora 10A tem seu teto 14b3 (e, portanto, passo anelar em forma de cornija 15) deslocado, de forma perpendicular ao eixo L da válvula 10A, a partir da posição do teto 14b1 da primeira modalidade em direção à haste 12 por uma distância predeterminada H, como mostrado na Figura 7.

[0086] Outras características da segunda modalidade são as mesmas que as da primeira modalidade, de modo que elementos similares ou idênticos são simplesmente referidos pelos mesmos símbolos utilizados nas presentes modalidades e outras descrições da válvula 10A serão omitidas.

[0087] A magnitude da distância de deslocamento H do teto 14b3 da cavidade de cabeça de válvula interior S1' é a distância necessária para achatar a fundo 14b1' do recesso 14b' da cabeça de válvula forjada 14a' por usinagem, e torná- la perpendicular ao eixo L da válvula 10A, como descrito mais tarde.

[0088] Por outras palavras, a cavidade de cabeça de válvula interior S1' formada na cabeça de válvula 14 tem um espaço oco em geralmente forma de disco de altura H, ligado à cavidade de cabeça de válvula interior em forma de cone truncado circular S1. Por conseguinte, o volume da cavidade de cabeça de válvula interior S' da válvula 10A é maior do que a da cavidade interior S da válvula reguladora oca 10 por este volume do espaço oco em forma de disco de altura H.

[0089] Na válvula reguladora oca 10A como na primeira válvula reguladora oca 10, o refrigerante 19 é circulado na cavidade interior inteira S' por convenção e turbulência durante a operação de abertura / fechamento da válvula como mostrado na Figura 3 (a) e (b), assim, ativamente agitando a camada superior, média, e inferior do refrigerante 19 e aumentando significativamente o efeito de redução de calor (propriedade de transporte de calor) da válvula.

[0090] Apesar do processo de fabricação da válvula 10A ser substancialmente a mesma que o da válvula 10, o processo anterior requer um passo adicional de usinagem do teto circular 14b3 da cavidade de cabeça de válvula interior S1 depois de forjamento a quente de uma concha 11 de uma cabeça de válvula 14a' tendo uma cabeça de válvula 14a' integral com a haste 12.

[0091] Mais particularmente, uma concha 11 tendo uma cabeça de válvula 14a' tendo um recesso em forma de cone circular geralmente truncado 14b' e uma haste 12 integral com o mesmo é formada em um passo, como mostrado na Figura 8 (a). O fundo 14b1' do recesso em forma de cone circular geralmente truncado 14b' é forjado por uma matriz que possui uma face de pressão saliente semiesférica. Como resultado, o fundo 14b1' do recesso 14b' é rebaixado semiesférico.

[0092] A concha 11 é, em seguida, submetida a um tratamento térmico para aumentar sua resistência ao calor e resistência mecânica da válvula de cabeça 14a' e a haste 12, como necessário. Em um processo de usinagem mostrado na Figura 8 (b), o fundo 14b1' do recesso 14b' da cabeça de válvula 14a' é cortado por uma predeterminada profundidade H de modo a formar um teto circular 14b3 da cavidade de cabeça de válvula interior S1'. Este corte pode ser feito com uma fresa de extremidade, por exemplo, até a superfície de extremidade superior 14b3 da cavidade de cabeça de válvula interior S1' tornar-se um teto plano circular 14b3 perpendicularmente ao eixo L da válvula 10A.

[0093] Subsequentemente, um orifício é furado na haste 12 para formar a cavidade de haste interior S2 como mostrado na Figura 8 (b). Em seguida, a válvula 10A é completada por carregar sua cavidade interior com um refrigerante e fechar a cavidade interior por soldadura de uma tampa, como mostrado na Figura 6 (c) e (d).

[0094] Como descrito acima, uma vez que, na segunda modalidade, a cavidade de cabeça de válvula interior S1' da válvula 10A é fornecida com o teto circular 14b3 (ou passo anelar em forma de cornija 15) perpendicular ao eixo L da válvula 10A em uma posição deslocada a partir do fundo 14b1 da cavidade de cabeça de válvula interior S1 em direção à haste 12 pela distância predeterminada H, a válvula 10A tem as seguintes vantagens.

[0095] Em primeiro lugar, por meio da configuração da matriz para utilização no passo de forjamento (Figura 8 (a)) para ter uma extremidade saliente semiesférica, a matriz pode ser feita menos desgastante. Em segundo lugar, requisitos de precisão da face de pressão da matriz são facilitados, de modo que a fabricação da matriz é fácil, uma vez que o teto circular 14d3 da cavidade de cabeça de válvula S' é formado por usinagem após o forjamento. Além disso, a precisão do teto circular 14d3 da cavidade de cabeça de válvula interior S' pode ser aumentada.

[0096] Assim, não só uma precisão de usinagem predeterminada na fabricação da cavidade de cabeça de válvula interior S' é garantida, mas também uma uniformidade no efeito de redução de calor da válvula 10A é garantida.BREVE DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS10: e 10: válvulas reguladoras ocas;11: concha (de uma cabeça de válvula integral com uma haste);12: haste;14: cabeça de válvula;14a, 14a': concha de cabeça de válvula;14b e 14b': recessos formados nas extremidades frontais de cabeças de válvula;14b1 e 14b3: tetos circulares de cavidades de cabeça de válvula interiores;14b2: superfície cônica de cavidade de cabeça de válvula em forma de cone truncado circular formada na concha;15: passo anelar em forma de cornija formado no teto da cavidade de cabeça de válvula, em torno de extremidade aberta de cavidade de haste interior;L: eixo de válvula;S e S': cavidades interiores;S1 e S1': cavidades de cabeça de válvula interior em forma de disco;S2: cavidade de haste interior;P: região de interconexão;18: tampa;19: refrigerante.

Claims

1. Válvula reguladora oca (10) tendo uma haste (12) integrada em uma das suas extremidades com a cabeça de válvula (14), a válvula (10) tendo uma cavidade interior (S) que estende a partir da cabeça de válvula (14) para a haste (12) e carregada com um refrigerante (19) em conjunto com um gás inerte,e caracterizada pelo fato de que:a cabeça de válvula (14) é fornecida dentro da mesma com uma cavidade de cabeça de válvula interior em forma de cone truncado circular (S1) tendo uma superfície cônica em paralelo com a periferia exterior afunilada da cabeça de válvula (14);a haste (12) é fornecida dentro da mesma com uma cavidade de haste interior linear (S2) conectada perpendicularmente a uma superfície de extremidade superior (14b1) do cone truncado circular;uma região periférica, em torno de uma extremidade aberta da cavidade de haste interior (S2), da superfície de extremidade superior (14b1) da cavidade de cabeça de válvula interior (S1) tem uma superfície plana perpendicular ao eixo (L) da válvula reguladora,uma quantidade predeterminada de refrigerante é carregada, em conjunto com um gás inerte, no referido espaço oco interior (S) consistindo da cavidade de cabeça de válvula (S1) e da cavidade de haste (S2), em que um fluxo convectivo vertical de refrigerante (19) ao longo do eixo (L) da válvula (10) é estabelecido na cavidade de cabeça de válvula interior (S1) enquanto um fluxo turbulento de refrigerante (19) é estabelecido na cavidade de haste (S2) durante um movimento recíproco da válvula (10).

2. Válvula reguladora oca, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o refrigerante (19) é carregado além do limite da cavidade de cabeça de válvula interior (S1) e da cavidade de haste interior (S2).

3. Válvula reguladora oca, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a cavidade de cabeça de válvula interior (S1) é configurada em uma forma de um cone truncado circular tendo sua superfície de extremidade superior deslocada em direção à haste (12) por uma distância predeterminada (H).

4. Válvula reguladora oca, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a referida válvula reguladora oca é configurada de modo que um ponto de temperatura máxima da mesma durante o uso esteja na ou próximo à cabeça de válvula (14), de modo a criar uma maior distância (Δx) entre o ponto de temperatura máxima e um ponto (X2) da válvula reguladora oca submetida a uma tensão máxima de impacto durante o uso.