BRPI0801841B1

BRPI0801841B1 - gaxeta para uma válvula em um motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0801841B1
Application number: BRPI0801841-3A
Authority: BR
Inventors: Claudio Zoppi
Original assignee: Corcos Industriale Di Freudenberg & Cosso S.R.L., Societa' In Accomandita Semplice
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2008-01-02
Publication date: 2021-01-26
Also published as: US7654537B2; BRPI0801841A2; MX2007016559A; EP1939414B1; CA2615331C; CA2615331A1; US20080157480A1; EP1939414A1; US7862048B2; US20100084821A1; BRPI0801841B8

Abstract

GAXETA PARA UMA VÁLVULA EM UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA. Gaxeta para uma válvula em um motor de combustão interna é proporcionada com um elemento de suporte que tem uma configuração tubular de acordo com um eixo e coaxialmente montado na válvula. Um elemento elasticamente é interposto entre o elemento de suporte e a válvula, O elemento de suporte inclui uma primeira porção alongada de acordo com o eixo acima mencionado e uma segunda porção que se estende da primeira porção em uma direção transversal ao eixo, pelo menos parcialmente alojada no espaço anular do elemento elasticamente deformável e tendo sua extremidade mais externa radialmente conectada à própria primeira porção. O elemento de suporte compreende uma terceira porção que se estende da extremidade mais externa radialmente da segunda porção e dobrada na própria segunda porção de modo a gerar, na área de dobra, uma borda arredondada que coopera com o espaço anular do elemento elasticamente deformável.

Description

Referência cruzada a pedidos relacionados

Este pedido reivindica o benefício da Patente Européia EP 06425889.0, depositado em 29 de dezembro de 2006, a divulgação do qual é aqui incorporada por referencia.

Campo

A presente divulgação diz respeito a uma gaxeta de uma válvula em um motor de combustão interna.

Antecedentes e sumário

As declarações nesta secção apenas fornecem informação antecedente relacionadas com a presente divulgação e não podem constituir anterioridade.

São conhecidos motores de combustão interna para 15 veículos automotores compreendendo uma cabeça que suporta um ou mais cilindros, dentro do qual o ciclo de trabalho é realizado, e que são colocados em comunicação com as respectivas câmaras de combustão do motor em si. Sobre a cabeça acima mencionada, existem outros assentos 20 apropriados obtidos destinados a permitir que a câmara de combustão comunique-se com os dutos adaptados para fornecer uma mistura de combustível não queimado e ar para a referida câmara ("dutos de secção"), bem como a descarga de gases queimados da referida câmara de combustão ("dutos de descarga").

Os fluxos de e para cada câmara de combustão são controlados por válvulas adequadas que operam nos referidos assentos. Especificamente, cada válvula geralmente inclui um elemento de guia fixado dentro de uma cavidade da cabeça do motor e uma haste deslocável de forma deslizável em direções opostas dentro de um local transpassante definido pelo elemento de guia e suportando, em uma extremidade, uma seção de entupimento para fechar a conexão entre a sucção relativa ou duto de descarga e a câmara de combustão correspondente.

A extremidade oposta da haste da válvula protubera axialmente em relação ao elemento de guia e é adaptado para 15 receber forças de acionamento de um dispositivo de controle relativo.

Sobre as válvulas do tipo descrito acima, existem normalmente montadas gaxetas de selo para o óleo lubrificante normalmente circulando nos motores. Tais gaxetas, em uma das formas mais comumente conhecidas, compreende um apoio ou elemento de reforço com uma configuração substancialmente tubular, geralmente feita de um materiais metálicos e um elemento feito de material elastomérico interposto entre o elemento de apoio e a válvula.

Especificamente, o elemento elastomérico tipicamente inclui uma primeira porção adaptada para cooperar por meio da sua superfície interna com a superfície externa da porção superior do elemento de guia e uma segunda parte adaptada a cooperar diretamente com a haste da válvula.

As gaxetas do tipo descrito acima são amplamente utilizadas em todos os motores de combustão interna para controlar a quantidade de óleo lubrificante que flui da área de distribuição para as câmaras de combustão. Um fluxo excessivo de óleo lubrificante provoca uma deterioração da eficiência do motor e uma queda no desempenho do conversor catalítico do veículo automotor, bem como um evidente excesso de consumo de óleo em si. Por outro lado, um fluxo insuficiente determina um aumento do desgaste e do ruído das válvulas, juntamente com a ocorrência de picos de temperatura local. Estes fenômenos podem determinar uma lesão prematura das válvulas após a apreensão da haste das válvulas em si dentro do elemento de guia.

As gaxetas conhecidas permitem a construção de um selo de tipo estático por meio da primeira porção do material elastomérico operando no elemento de guia da válvula relativa, bem como a construção de um selo do tipo dinâmico por meio da segunda porção do elemento elastomérico que coopera com a haste. Especificamente, o selo estático deve garantir um certo grau de compressão radial no elemento de guia a fim de evitar o sufocamento do óleo lubrificante para as câmaras de combustão e ao mesmo tempo manter a própria gaxeta em posição, enquanto o selo dinâmico é projetado para permitir o fluxo de óleo mínimo exigido para a lubrificação do acoplamento entre a haste e elemento de guia.

O elemento de suporte inclui uma primeira porção substancialmente cilíndrica e uma segunda porção discóide anular, que se estende de uma extremidade axial da primeira porção para a válvula em uma direção transversal em relação ao eixo da própria primeira porção; tal segunda porção é parcialmente afogada no elemento elastomérico.

O depositante notou que, na sua utilização, os estresses cíclicos, que o elemento elastomérico é submetido, podem determinar, em sua invólucro anular a segunda porção do elemento de suporte, uma concentração dos estresses com a possível fratura de fadiga do próprio elemento elastomérico.

A presente divulgação fornece uma gaxeta de uma válvula em um motor de combustão interno, o que supera as desvantagens relacionadas com as gaxetas conhecidas e o tipo acima especificado em uma maneira simples e com eficácia de custo.

A presente divulgação refere-se a uma gaxeta para uma válvula em um motor de combustão interna, compreendendo: um elemento de suporte que tem uma configuração tubular de acordo com um eixo e coaxialmente montado na referida válvula; um elemento de suporte que compreende uma primeira porção que é alongada de acordo com o referido eixo e uma segunda porção que se estende da primeira porção em uma direção transversal ao eixo, pelo menos parcialmente alojada no espaço anular do elemento elasticamente deformável e tendo sua extremidade mais externa radialmente conectada à própria primeira porção; em que o referido elemento de suporte compreende uma terceira porção que se estende da extremidade mais externa radialmente da referida segunda porção e dobrada na própria segunda porção de modo a gerar, na área de dobra, uma borá arredondada que coopera com o espaço anular do elemento elasticamente deformável.

Outras áreas de aplicabilidade tornar-se-ão aparentes a partir da descrição fornecida aqui. Deve ser entendido que a descrição e exemplos específicos são destinados para fins de ilustração e só não se destinam a limitar o âmbito da presente comunicação.

Desenhos

Os desenhos descritos neste documento servem apenas de 5 ilustração e não têm a intenção de limitar o âmbito da presente descrição, de qualquer forma.

A figura 1 é uma vista em seção transversal de um motor de combustão interna dotado de uma gaxeta para uma válvula construída de acordo com os princípios da presente 10 divulgação.

A figura 2 é uma vista de seção transversal axial em uma escala aumentada da válvula e gaxeta da figura 1.

Descrição

A seguinte descrição é apenas exemplificativa em 15 natureza e não é destinada a limitar a presente divulgação, aplicação ou usos. Deve ser entendido que por todos os desenhos, algarismos de referência correspondentes indicam partes e características correspondentes ou semelhantes.

Com referência à figura 1, número 1 indica, como um 20 todo, uma gaxeta de acordo com a presente divulgação para uma válvula 2, em um motor de combustão interna 3, intrinsecamente conhecido e apenas mostrado na medida do necessário para o entendimento da presente divulgação.

Em mais detalhes, na figura 1, o motor 3 é mostrado no que se refere a uma porção de uma cabeça 4 que se estende simetricamente em relação a um eixo A e apenas uma metade mostrada.

A referida porção da cabeça 4 define uma câmara de combustão 5 (mostrada apenas parcialmente), em que um gás combustível é oxidado na presença de ar comburente, a fim de converter a energia química contida no gás combustível para energia de pressão, e um cilindro 6 (também só parcialmente mostrado) tendo um eixo A que é ligado fluidicamente ã câmara de combustão 5 e adaptado para converter a referida energia de pressão para energia mecânica.

Além disso, a parte da cabeça 4 aloja uma montagem de fornecimento 7 adaptada para fornecer uma mistura que inclui o gás combustível e do ar comburente dentro da câmara de combustão 5, e uma montagem de descarga (intrinsecamente conhecida e não mostrada) adaptado para descarregar os gás queimado e o ar da câmara de combustão em si para o ambiente externo ao motor 3.

Em mais detalhes, o cilindro 6 compreende uma camisa 8 e um pistão 9, que é deslizável sob a ação de pressão do combustível dentro da própria camisa 8 de acordo com um movimento alternativo dirigido ao longo do eixo A e é t .. ... operativamente conectado (de um modo que não é mostrado) a uma movimentador para converter energia de pressão em energia mecânica.

A câmara de combustão 5 é axialmente delimitada por 5 uma parede de extremidade 10 e está aberta, em uma parte axialmente oposta com relação à parede de extremidade 10, para o cilindro 6.

A parede de extremidade 10 da câmara de combustão 5 exibe um par de aberturas transpassantes circulares 10 (apenas uma das quais é apresentado e é indicado pelo numeral 11) , posicionado simetricamente em relação ao eixo A. Mais especificamente, a abertura indicada por 11 é adaptada para permitir o trânsito da mistura que compreende o gás 15 combustível e o ar comburente proveniente da montagem de abastecimento 7 dentro da câmara de combustão 5, a abertura, que não é mostrada, é adaptada para permitir o trânsito de gás queimado e ar a partir da câmara de combustão 5 para a montagem de descarga (que também não é 2 0 mostrada) .

A montagem de abastecimento 7 e a montagem de descarga são bastante similares e se estendem mutuamente simétricas em relação ao eixo A; por razões de simplicidade, a presente descrição só dizem respeito à montagem de abastecimento 7, sendo entendido que considerações semelhantes às estabelecidas para a montagem de abastecimento 7 são aplicável à montagem de descarga.

Em detalhes, a montagem de abastecimento 7 compreende um duto de abastecimento 12, que se estende da abertura 11 em direção a um reservatório (não mostrado) de gás combustível do motor 1, e colabora com uma válvula 2 adaptada a empenhar-se, de acordo com leis de tempo pré-determinadas, a abertura 11, de modo a ajustar o fluxo de gás combustível e ar comburente a partir do duto de abastecimento 12 em si para a câmara de combustão 5.

A válvula 2, mostrada em detalhes na figura 2, está alojada em um assento 13, que é obtido na cabeça 6 e 15 normalmente contém óleo lubrificante.

Mais precisamente, o assento 13 estende-se simetricamente em relação a um eixo B, transversalmente em relação ao eixo A, e resulta aberto em um segmento de terminal do mesmo 14, que é axial para o duto de 20 abastecimento 12.

A válvula 2 inclui um elemento de guia tubular 15, que ajustado por interferência dentro da porção terminal 14 do assento 13, e uma haste deslizável deslocável 16 em direções opostas ao longo do eixo B dentro do elemento de guia 15.

Sobre a superfície exterior circunferencial da extremidade do elemento de guia oposto ao duto de fornecimento 12, uma gaxeta relativa 1, de acordo com a divulgação é coaxialmente montada em torno tanto do elemento de guia 15 e da haste 16.

Em mais detalhes, a haste 16 protrubera em partes opostas do elemento guia 15 e respectivamente inclui, nas 10 suas extremidades axiais opostas, uma seção de entupimento 17, destinada ao acoplamento vedado por fluido da abertura 11, e uma seção 18 adaptada para receber uma força de acionamento por meio de um mecanismo de controle 19, que neste caso é mostrado para ser do tipo carne.

A válvula 2 compreende uma mola 20, neste caso, a ser mostrada do tipo helicoidal, que colabora nas suas extremidades axial reciprocamente opostas com a secção 18 e com uma parede de delimitação do assento 13 faceando em direção à seção de entupimento 17, a mola 20 é adaptada 20 para gerar uma força elástica de retorno na haste 16 de tal forma que seja sempre mantida em contato com o mecanismo de controle 19, em sua seção 18.

Com especial referência à figura 2, a gaxeta 1 mostra uma configuração substancialmente tubular de acordo com um eixo coincidente, em condições de montagem, com o eixo B.

Mais precisamente, a gaxeta 1 inclui ' um elemento elastomérico em formato anular 21, e um elemento de suporte 22, que é fixado coaxialmente no elemento elastomérico 21 em si para pressionar o último, em uma direção radial com relação ao eixo 6, sobre o elemento de guia 15 e sobre a haste 16. Na prática, o elemento elastomérico 21 é interposto entre o elemento de suporte 22 e a válvula 2.

O elemento elastomérico 21 define movimentação ao longo do eixo B em direção à câmara de combustão 5, primeiro um selo do tipo dinâmico adaptado para permitir a passagem de um fluxo de óleo mínimo exigido para a lubrificação do acoplamento entre a haste 16 e o elemento de guia 15, e depois um selo tipo estático para impedir que o fluxo de óleo em direção ã câmara de combustão 5.

Em mais detalhes, o elemento elastomérico 21 é delimitado por duas seções discóide 23, 24 com uma extremidade axial, que são opostas entre si, por uma superfície circunferencial interna 25 parcialmente adaptada para cooperar com a haste 16 e parcialmente com o elemento de guia 15 para obter os referidos selos, e uma superfície circunferencial externa 26 adaptada para acoplar com o elemento de suporte 22 e com um colar elástico anular 27, a fim de pressionar a superfície circunferencial interna 25 5 sobre a haste 16 e no elemento de guia 15.

A seção 23, em condições de montagem, enfrenta o mecanismo de controle 19 e a haste 16 passa por este, a seção 24, em condições de montagem, enfrenta em direção à câmara de combustão 5, e tanto a haste 16 quanto o elemento 10 de guia 15 passam através dele.

A superfície circunferencial interna 25 do elemento elastomérico 21 compreende, em posição adjacente à secção 23, uma seção 28 tendo um diâmetro mínimo, adaptado para ser radialmente pressionado pelo colar elástico 27 contra a 15 haste 16 para definir uma linha de selo de tipo dinâmico circunferencial, que permite a saída de um fluxo de óleo mínimo em virtude do acoplamento deslizante com a haste 16 em si.

A superfície circunferencial interna 25 do elemento 20 elastomérico 21 compreende ainda, em posição adjacente à seção 24, uma porção substancialmente cilíndrica 29, adaptada para ser radialmente pressionada pelo elemento de apoio 22 contra o elemento de guia 15, a fim de definir uma área de selo de tipo estático cilíndrico.

A superfície circunferencial externa 26 do elemento elastomérico 21 define, perto da seção 28, um entalhe 30, a função do qual se tornará clara aqui a seguir; o entalhe 30 subdivide a superfície circunferencial externa 26 em uma 5 porção de alojamento 31 do colar elástico 27, estendendo para a seção 23, e em uma porção alongada 32 que se estende em direção à seção 24 e adaptada para acoplar, j untamente com o entalhe 30 em si, com o elemento de suporte 22.

Com especial referência à figura 2, o elemento de 10 suporte 22 compreende uma primeira porção 33, substancialmente cilíndrica e alongada, de acordo com o eixo B, e uma segunda parte discóide anular 34, que se estende a partir de extremidade axial da porção 33 em direção à válvula 2 em uma direção transversal, neste caso 15 ortogonal, com respeito ao eixo 6.

A porção 33 pode exibir um segmento intermédio 35 tendo tamanho radial aumentado em direção à porção 34, de forma a reduzir o tamanho do elemento elastomérico 21.

Mais precisamente, a parte 33 é adaptada para cooperar com a porção 32 da superfície circunferencial externa 26 do elemento elastomérico 21, e compreende um segmento 36 e um segmento 37, tendo tamanho radial maior do que o segmento 36, que define extremidades axiais opostas da porção 33 em si.

Os segmentos 36 e 37 exibem uma configuração cilíndrica e são ambos ligados ao segmento intermédio 35, 5 que exibe uma configuração frusto-cônica.

No caso mostrado, o segmento 36 e o segmento 37 mostram maiores extensões com relação ao segmento intermediário 35 na direção na direção do eixo B.

O segmento 36 exibe ainda uma extremidade axial livre 10 38, que é dobrada em direção ao eixo B, de modo a manter axialmente o elemento elastomérico 21.

O segmento 37 exibe, na parte oposta ao segmento intermediário 35, uma extremidade axial ligada à extremidade mais externa radialmente da porção 34.

Vantajosamente, o elemento de suporte 22 inclui uma porção 4 0 que se estende da extremidade mais interna radialmente da porção 34 e dobrada na porção 34 em si, de modo a gerar, na área de dobra, uma ponta arredondada 41 que coopera com o entalhe 30 do elemento elastomérico 21.

No caso demonstrado, a porção 40 é dobrado por 180° na porção 34.

Conforme mostrado na figura 2, a parte 40 compreende uma fração 42, que é fixada no âmbito do entalhe 36, juntamente com a porção 34, e uma fração 43, radialmente mais externa com relação à fração 42, que está livre do lado que faceia em direção à seção 23, de modo a ser capaz de receber uma ação com uma componente paralela ao eixo B para facilitar a montagem da gaxeta 1 sobre o elemento de 5 guia 15 da válvula relativa 2.

Deve ser finalmente notado que a porção 40, na parte oposta da válvula relativa 2, protubera-se com relação à porção 34 em uma direção transversal ao eixo B.

A partir de um ensaio para as características da gaxeta 1 feito de acordo com os princípios da presente divulgação, o as vantagens que esta permite obter são claras.

Especificamente, a presença na porção 34 do elemento 15 de apoio 22, que é afogados no elemento elastomérico 21 de uma porção 40 adicional dobrada na própria porção 34, de modo a formar uma ponta arredondada 41 permitindo obter um aumento no raio de curvatura do perfil do entalhe 30, que abriga as porções 34 e 4 0 do elemento de suporte 2 2 com 20 respeito às soluções conhecidas; desta maneira, é possível reduzir a acumulação de tensão dentro do elemento elastomérico 21 quando o estresse externo é o mesmo.

Ê finalmente claro que modificações e variantes que não fujam do escopo de proteção, conforme definido pelas reivindicações podem ser feitas com a gaxeta 1 aqui descrita e mostrada.

Claims

1. Gaxeta (1) para uma válvula (2) de um motor de combustão interna (3), compreendendo: - um elemento de suporte (22) tendo uma configuração tubular de acordo com um eixo (B) e montado coaxialmente na referida válvula (2); e - um elemento elasticamente deformável (21) interposto entre o referido elemento de suporte (22) e a referida válvula (2); o referido elemento de suporte (22) compreendendo uma primeira porção (33), que é alongada de acordo com o referido eixo (B), e um segunda porção anular (34), estendendo-se da referida primeira porção (33) em uma direção transversal ao referido eixo (B), pelo menos parcialmente alojada em um espaço anular (30) do referido elemento elasticamente deformável (21) e tendo seu radialmente mais externo extremidade conectada à primeira porção (33); o referido elemento de suporte (22) compreendendo uma terceira porção anular (40) que se estende a partir da extremidade radialmente mais interna da referida segunda porção (34), caracterizada pelo fato de que o referido elemento de suporte está dobrado sobre a própria segunda porção (34) de modo a gerar, na área de dobragem, uma borda arredondada (41) cooperando com o referido espaço anular (30) do referido elemento elasticamente deformável (21) e para aumentar o raio de curvatura do perfil do referido espaço anular (30) que recebe as referidas segunda e terceira porções (34, 40).

2. Gaxeta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a referida terceira porção (40) está dobrada em 180° na referida segunda porção (34).

3. Gaxeta, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a referida terceira porção (40) compreender uma primeira fração (42) fixada dentro do dito espaço anular (30) do referido elemento elasticamente deformável (21) e uma segunda fração (43) , radialmente mais externo em relação à referida primeira fração (42) e livre em relação ao próprio elemento elasticamente deformável (21), de modo a poder receber uma ação com um componente paralelo ao referido eixo (B) para facilitar a montagem da referida gaxeta (1) na referida válvula (2).

4. Gaxeta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a referida primeira porção (33) do referido elemento de suporte (22) compreender pelo menos um segmento (35) com tamanho radial aumentando em direção à referida segunda porção (34), de modo que reduzir o tamanho do referido elemento elasticamente deformável (21).

5. Gaxeta, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a referida primeira porção (33) compreender um primeiro e um segundo segmentos de extremidade axial (36, 37), estendendo-se paralelamente ao referido eixo (B) e conectados um ao outro por meio do referido segmento (35) com tamanho radial aumentado.

6. Gaxeta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o referido elemento de suporte (22) exibir uma extremidade axial (38) oposta à referida terceira porção (40) e dobrada em direção ao referido eixo (B) para reter axialmente o referido elemento elasticamente deformável (21).