ES2243583T3 - Valvula de recirculacion de los gases de escape con placa de regulacion de la presion montada de forma pivotante. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de realimentación de los gases de escape para realimentar gases de escape a una acometida de gas de motores, en particular de motores de automóvil, con una acometida de gases de escape (2), una acometida de gas fresco (14) y un canal de salida (16) que desemboca en la acometida de gas, donde por lo menos la acometida de gases de escape (2) y la acometida de gas fresco (14) están comunicadas entre sí a través de un órgano de mando (4) para la dosificación de los gases de escape, y donde por el lado del órgano de mando (4) orientado hacia la acometida de gas fresco (14) está dispuesta una placa de presión (8; 30; 50; 70), caracterizado porque la placa de presión se compone de una placa base (32; 52; 72; 82) con zonas de paso de gas (10; 40; 62) y por lo menos una placa giratoria (34; 54; 74) dispuesta giratoria o basculante en la placa base, y donde una fuerza de tensión previa o fuerza de sujeción, en particular, en forma de la fuerza de un muelle (90), actúa entre la placa basey la placa giratoria para cubrir las zonas de paso de gas, para mantener adosada la placa giratoria contra la placa base para cubrir las zonas de paso de gas.

Description

Válvula de recirculación de los gases de escape con placa de regulación de la presión montada de forma pivotante.

La invención se refiere a un dispositivo de realimentación de los gases de escape, tal como se describe en la reivindicación 1.

Los motores de gasolina y los motores diesel, especialmente los que van instalados en automóviles, se suelen dotar generalmente de dispositivos de realimentación de los gases de escape, en particular de válvulas de realimentación de los gases de escape (válvulas AGR). Por medio de éstas se mezclan parcialmente los gases de escape con el gas fresco aspirado, con el fin de reducir las emisiones de No_{x}, así como mejorar el consumo de carburante y reducir la formación de ruidos.

Estos dispositivos de realimentación de gases de escape comprenden órganos dosificadores u órganos de mando mediante los cuales se puede ajustar el caudal de los gases de escape realimentados en función del punto de trabajo. Una realimentación de gases de escape demasiado escasa no alcanzaría los efectos deseados y una realimentación excesiva daría lugar, en los motores de gasolina a alteraciones en el funcionamiento o a un aumento indeseable de las emisiones de HC o incluso de CO y en los motores diesel daría lugar a un aumento indeseable de emisiones de par-
tículas.

Este tipo de órganos de mando son por lo general válvulas que pueden cerrar totalmente, que se ajustan por medio de una membrana de depresión o un servomotor o un imán proporcional que actúa oponiéndose a un muelle y que a su vez son accionados por medio de una válvula cíclica o un relé desde el equipo de mando de un motor. Las informaciones utilizadas para ello en el equipo de mando son por lo general las correspondientes a la carga y a las revoluciones del motor y las correspondientes al caudal de aire aspirado. Para mejorar la forma de trabajo se aplica también el retroaviso de la carrera de apertura por medio de un sistema de medición del desplazamiento.

Los dispositivos de realimentación de los gases de escape están situados entre las presiones variables en el sistema de gases de escape y las presiones variables en el sistema de aspiración del motor, debiéndose estas variaciones de presiones por una parte a las variaciones del punto de trabajo y estando determinadas, por otra parte, por la salida pulsante de los gases de escape y la aspiración pulsante del gas fresco.

Estas variaciones de presión representan de por sí un problema para la función dosificadora del dispositivo de realimentación de los gases de escape en los motores de aspiración y resultan especialmente graves en los motores sobrealimentados. Por la patente WO 98/54460 se conoce un dispositivo de realimentación de los gases de escape con compensación de la presión, donde entre otras cosas, el caudal de gases de escape mezclado o dosificado es en gran medida independiente de las variaciones de presión que actúan sobre el dispositivo de realimentación de los gases de escape. Además de las distintas alimentaciones de gas, el dispositivo de realimentación de gases de escape conocido presenta entre otros un órgano de mando para dosificar los gases de escape en la acometida de gas fresco, así como una placa de presión orientada hacia la acometida de gas fresco. En la placa de presión están previstos unos orificios circulares realizados como válvulas de lengüeta, cuyas lengüetas cierran los orificios en el caso de diferencias de presión reducidas por encima de la placa de presión. En cuanto la presión encima de la placa de presión es mayor que la presión por el lado del gas fresco, las lengüetas se apartan de los orificios para una determinada diferencia de presión, permitiendo el paso de gases de escape a través de los orificios.

Debido a los requisitos especiales que han de cumplirse en la realimentación de los gases de escape de un motor de automóvil, en particular de un motor diesel, donde importa mucho una dosificación muy precisa, el dispositivo de realimentación de gases de escape conocido resulta mejorable. Esto afecta especialmente a los caudales de realimentación de gases de escape pequeños, ya que precisamente en el caso de estos caudales pequeños importa mucho una dosificación exacta, mientras que para caudales mayores de realimentación de gases de escape se puede aceptar una desviación porcentual mayor con respecto al valor deseado.

El objetivo de la invención es el de facilitar un dispositivo de realimentación de gases de escape en el que exista, incluso para caudales pequeños de realimentación de gases de escape, una varianza lo mayor posible del dispositivo de ajuste que acciona al órgano de mando, para conseguir un incremento lento del caudal de realimentación de gases de escape al comienzo de la acometida de gases de escape.

Este objetivo se resuelve mediante un dispositivo de realimentación de gases de escape que presenta las características indicadas en la reivindicación 1.

El dispositivo de realimentación de gases de escape objeto de la invención, para realimentar gases de escape a una acometida de gas de motores, en particular, de motores de automóvil, comprende una acometida de gases de escape, una acometida de gas fresco y un canal de salida que desemboca en la acometida de gas, donde por lo menos la acometida de gases de escape y la acometida de gas fresco están comunicadas entre sí a través de un órgano de dosificación o de mando y donde por el lado del órgano de mando orientado hacia la acometida de gas fresco está dispuesta una placa de presión, consistiendo la placa de presión en una placa base con una zona de placas de gas y por lo menos una placa giratoria dispuesta giratoria o basculante en la placa base y donde entre la placa base y la placa giratoria actúa una tensión previa, en particular, en forma de la fuerza de un muelle, para mantener la placa giratoria adosada a la placa base para cubrir las zonas de paso de gas o para llevarla hasta que asiente.

Si el órgano de mando, que puede estar formado especialmente por una válvula o válvula principal, se encuentra en una posición parcial o totalmente abierta, pueden fluir gases de escape desde el lado de los gases de escape del dispositivo de realimentación de los gases de escape en sentido hacia el lado del gas fresco. La placa de presión está dispuesta de tal manera en el flujo de gas o de gases de escape, en el dispositivo de realimentación de los gases de escape, que forma una resistencia al flujo de gases de escape que la rodea o atraviesa y así da lugar, durante el paso de los gases de escape, desde el lado de los gases de escape en sentido hacia el lado del gas fresco, a una retención parcial o a un aumento de presión del flujo de gases de escape. En este caso, la presión del gas en un recinto entre el órgano de mando y la placa de presión es por lo tanto mayor que en un recinto dispuesto por el lado del gas fresco respecto a la placa de presión. La diferencia entre estas presiones de gas, que actúan sobre la placa de presión por el lado del gas fresco y por el lado de los gases de escape, da lugar a una fuerza que actúa sobre la placa de presión. Esta fuerza que actúa sobre la placa de presión se utilizará para influir o controlar la posición o sección de paso abierta del órgano de mando, de manera que, por ejemplo, se reduce la sección libre de los orificios del órgano de mando cuando aumenta la fuerza que actúa sobre la placa de presión en el sentido del lado del gas fresco o en sentido de cierre del órgano de mando. Por lo tanto, la placa de presión puede estar realizada de tal manera que un aumento del gradiente de presión entre el lado de los gases de escape y el lado del gas fresco del dispositivo de realimentación de los gases de escape dé lugar a una disminución predeterminada de la sección de orificios abierta del órgano de mando y la disminución de este gradiente de presión dé lugar a un aumento predeterminado de la sección de orificios libre del órgano de mando.

La realización especial de la placa de presión se ocupa además de que al comienzo de la alimentación de gases de escape en la acometida de gas fresco no se produzca un aumento brusco del caudal de realimentación de los gases de escape. De esta manera se consigue que la variación de pequeños caudales de realimentación de gases de escape, por ejemplo, si se utiliza un electroimán o un imán proporcional para el dispositivo de ajuste del órgano de mando, se pueda ajustar mediante una variación lo mayor posible en la corriente del imán.

Si en un sistema de coordenadas se presenta en la abcisa, por ejemplo, la corriente del imán y en la ordenada el caudal de realimentación de gases de escape, la curva de caudal resultante se irá elevando lentamente sobre el eje de abcisas, presentando por lo tanto en la zona inicial una pendiente muy escasa. En consecuencia, existe la posibilidad de satisfacer con el dispositivo de realización de gases de escape, propuesto de acuerdo con la invención, los altos requisitos para la realización de gases de escape en la gama de los caudales pequeños de realimentación de gases de escape, lo cual hasta ahora no había sido posible. Estando cerrado el dispositivo de realimentación de gases de escape, la placa giratoria tapa las zonas de paso de gas previstas en la placa base, para dejar pasar una cantidad lo más reducida posible de gases de escape a través de o a lo largo de la placa base, con lo cual la diferencia de presión en la placa base ya aumenta notablemente incluso para caudales pequeños de gases de escape y con ello también aumenta la corriente en el electroimán o imán proporcional empleado, por ejemplo. De forma conocida, la placa de presión, estando cerrado el dispositivo de realimentación de gases de escape no se encuentra completamente adosada sellando la pared del dispositivo de realimentación de gases de escape, sino que deja un pequeño intersticio anular a través del cual pueden pasar los gases de escape. Cuando la diferencia de presión en la placa de presión alcanza un determinado valor, la placa giratoria se desplaza alejándose de la placa base y venciendo la fuerza de tensión previa, con lo cual puede pasar un flujo adicional de gases de escape a través de las zonas de paso de gas de la placa base.

De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, la placa de presión puede tener una configuración circular o elíptica, lo que resulta ventajoso en cuanto a su fabricación, así como a la realización de la pared del tramo del dispositivo de realimentación de gases de escape en el cual va conducida la placa de presión.

Las zonas de paso de gas de la placa base están realizadas convenientemente como orificios de paso de gas, rodeados de partes de la placa base y/o zonas libres. Según la configuración de la placa giratoria, que está unida a la placa base, esto representa una realización conveniente de la placa base con vistas al flujo de gases de escape deseado, que de esta manera se puede optimizar.

El eje de giro entre la placa base y la placa giratoria está realizado convenientemente en el eje de simetría, por ejemplo, cuando la placa de presión tiene una configuración circular. En el caso de otras configuraciones distintas de la placa base puede ser también ventajoso, con vistas al flujo de gases de escape, que el eje de giro quede excéntrico en la placa base. Para optimizar aún más el flujo de gases de escape se tiene la posibilidad, en una forma de realización preferida, de realizar unos orificios de paso de gas adicionales en la placa giratoria, realizándose la disposición de tal manera que cuando la placa giratoria está adosada a la placa base los orificios de paso de gas adicionales y las zonas de paso de gas de la placa base estén decalados entre sí.

La placa giratoria puede consistir ventajosamente en dos clapetas semicirculares, realizadas de forma que se puedan desplazar alejándose en la misma dirección de la placa base venciendo la fuerza de tensión previa, con el fin de impedir que en el flujo de los gases de escape se encuentren zonas de la placa giratoria que obstaculicen el flujo.

Para mantener lo más reducido posible el intersticio anular que se forma entre la zona exterior de la placa de presión y la pared, en el interior del dispositivo de realimentación de gases de escape, resulta ventajoso, en una forma de realización preferida, que las zonas libres del borde de las clapetas se extiendan, al estar adosadas sobre la placa base, hasta la zona del borde libre de la placa base o hasta la pared del dispositivo de realimentación de los gases de escape.

La tensión previa o fuerza de sujeción entre la placa giratoria y la placa base se realiza convenientemente por medio de uno o varios muelles, en particular muelles de torsión dispuestos entre las placas antes citadas. El empleo de muelles de torsión permite ajustar exactamente la constante de muelle deseada, sin tener que realizar para ello unas construcciones complicadas y de gran coste.

Para mantener lo más reducido posible el flujo de gases de escape, especialmente durante el movimiento de apertura inicial del dispositivo de realimentación de gases de escape, es conveniente realizar y disponer la placa de presión de tal manera que los gases de escape fluyan esencialmente a través de las zonas u orificios de paso de gas así como a través de eventuales orificios de paso de gas adicionales, en la placa de presión o en la placa base y en la placa giratoria.

También es ventajoso para el flujo de los gases de escape, en una forma de realización preferida, si la placa de presión deja pasar los gases de escape únicamente a través de un intersticio estrecho entre la placa de presión y la pared, cuando los caudales de gases de escape son reducidos, pero que al aumentar la diferencia de presión, las zonas u orificios de paso de gas y los eventuales orificios de paso de gas adicionales existentes queden libres, al separar la placa giratoria de la placa base venciendo la fuerza de tensión previa o fuerza de sujeción. Asimismo al girar la placa giratoria queda libre entre su correspondiente zona del borde y la pared del dispositivo de realimentación de gases de escape una separación o intersticio que va aumentando de tamaño a medida que aumenta el movimiento de giro, con la consecuencia de un mayor flujo de gases de escape.

Entre la placa base y la placa giratoria pueden estar dispuestos ventajosamente unos distanciadores, que cuando está adosada la placa giratoria a la placa base dejen una ligera posición de apertura entre éstas y por lo tanto, también una separación mayor o intersticio entre la correspondiente zona del borde de la placa giratoria y la pared del dispositivo de realimentación de los gases de escape.

La invención se describe a continuación con mayor detalle, a título de ejemplo, mediante unas formas de realización preferidas. Las figuras muestran:

Figura 1 una representación esquemática en sección de un dispositivo de realimentación de gases de escape conforme a la invención;

Figura 2 una primera forma de realización de una placa de presión del dispositivo de realimentación de gases de escape, vista en sección y en planta;

Figura 3 una segunda forma de realización de una placa de presión del dispositivo de realimentación de gases de escape, vista en sección y en planta;

Figura 4 una tercera forma de realización de una placa de presión del dispositivo de realimentación de gases de escape, vista en sección y en planta;

Figura 5 una vista en perspectiva de una placa base según una cuarta forma de realización de una placa de presión, y

Figura 6 una vista en perspectiva de una placa base según la figura 5, con una placa giratoria dispuesta sobre la placa base, en forma de dos clapetas.

La figura 1 muestra esquemáticamente una sección de un dispositivo de realimentación de gases de escape. Los gases de escape se conducen al dispositivo de realimentación de gases de escape a través de un canal de gases de escape o una acometida de gases de escape 2, uno de cuyos lados desemboca en el flujo principal de gases de escape del motor. La acometida de gases de escape 2 está comunicada con una cámara 6 a través de un órgano de mando, para la dosificación de los gases de escape, en forma de una válvula o válvula principal 4, que se compone de un platillo de válvula y de un asiento de válvula. Por el lado del gas fresco, la cámara 6 está cerrada parcialmente por una placa de presión 8, que representa una resistencia al flujo del gas o de los gases de escape. En la placa de presión 8 están realizados unos orificios de paso de gas 10 a través de los cuales pueden fluir los gases de escape, siendo también posible un flujo de gases de escape entre la zona del borde exterior de la placa de presión 8 y la pared 12 del canal en el cual está situada la placa de presión 8. El flujo de gases de escape realimentado que fluye a través del orificio de paso de gas 10 o por el borde exterior de la placa de presión 8 está comunicado con una acometida de gas fresco 14, no representada con mayor detalle y un canal de salida 16, que sigue conduciendo los gases frescos mezclados con los gases de escape.

La válvula principal 4 está realizada como un émbolo de compensación y por su perímetro está adosado a una pared o pared lateral y se apoya en un muelle de cierre principal 18. La cámara del émbolo formado de esta manera puede estar comunicada con la cámara 6, a través de una conducción de compensación que no está representada, de tal manera que se puedan equilibrar rápidamente las presiones de gas en la cámara del émbolo y en la cámara 6.

El émbolo de compensación y el platillo de válvula de la válvula principal 4, así como la placa de presión 8 están unidos entre sí precisamente en este orden por medio de un vástago de válvula 20. El lado del vástago de válvula 20 opuesto a la válvula principal 4 está situado en un dispositivo de ajuste, por ejemplo, en forma de un electroimán o imán proporcional 22, a través del cual se puede controlar o regular la válvula principal 4.

La presión del gas en la zona de embocadura del flujo de gases de escape realimentado al gas fresco es p_{3} en las condiciones de trabajo; en la cámara 6, entre el platillo de la válvula principal 4 y la placa de presión 8 reina una presión de gas p_{3}' y en la acometida de gases de escape 2 hay una presión de gas p_{5}. En todos los puntos de trabajo de un motor de aspiración, relevantes para la realimentación de los gases de escape, rige p_{5} > p_{3}. En determinadas circunstancias, en el caso de una sobrealimentación del motor mecánica o por medio de un turbocompresor puede aparecer un gradiente de barrido positivo, es decir, inverso,
p_{5} < p_{3}.

Estando abierta la válvula principal 4 se produce, debido a la resistencia al flujo causada por la placa de presión 8, un aumento de la presión de gas p_{3}' en la cámara 6, con respecto a la presión de gas p_{3} en la zona de embocadura. Rige por lo tanto p_{5} > p_{3}' > p_{3}.

Al abrir la válvula de realimentación de los gases de escape o la válvula principal 4, los gases de escape fluirán por lo general en el sentido deseado, es decir, desde la acometida de gases de escape 2 en dirección al canal de salida 16. El caudal de gases de escape que pasa depende esencialmente de la sección de apertura de la válvula principal 4 y del gradiente de presión del gas a través de la válvula principal 4, es decir, de la diferencia de presión p_{5} - p_{3}'.

Para que sea mínima la influencia de este gradiente de presión o esta diferencia de presión p_{5} - p_{3} o p_{5} - p_{3}' sobre el caudal de gases de escape que pasan, sirve la placa de presión 8. Mediante una elección adecuada de la forma y del diámetro de la placa de presión 8 y una configuración del paso de gas desde la cámara 6 al canal de salida 16, entre la pared 12 y el perímetro exterior de la placa de presión 8 y/o a través de la placa de presión 8, se puede conseguir que al aumentar o disminuir el gradiente de presión p_{5} - p_{3} se reduzca o aumente la sección de apertura libre de la válvula principal 4, es decir, la sección de apertura entre el platillo de la válvula y el asiento de la válvula, precisamente en una magnitud tal que el caudal de gases de escape realimentado que pasa no varíe debido a las oscilaciones de presión anteriores o a variaciones en la diferencia de presión y presente un valor determinable o predeterminado, o de manera que la proporción de gases de escape en el canal de salida 16 se mantenga constante y presente un valor determinable o predeterminado. Por lo tanto, el caudal de gases de escape realimentado es esencialmente independiente de las oscilaciones o variaciones de la presión de gas, del lado del gas fresco y del lado de los gases de escape (p_{5} y p_{3}) en el dispositivo de realimentación de gases de escape, es decir, independiente de las variaciones de diferencia de presión del gas o del gradiente de presión p_{5} - p_{3}.

Para que la cantidad de gases de escape realimentada que pase sea en gran medida independiente del gradiente de presión p_{5} - p_{3}, mediante la configuración de la placa de presión 8 y del paso de gas en ésta, es conveniente compensar la contribución de fuerza a la fuerza que actúa en el vástago de la válvula 20 debido al gradiente de presión p_{5} - p_{3}' para que esta contribución de fuerza no de lugar a una apertura o cierre indeseable de la válvula principal 4, lo cual dificultaría el control o regulación deseado del caudal de gases de escape mediante la placa de presión 8.

El accionamiento de la válvula principal 4 del dispositivo de realimentación de gases de escape se logra preferentemente de modo esencial mediante el electroimán proporcional 22, a través del vástago de válvula 20, donde en él imán proporcional 22 la fuerza depende únicamente de la corriente del solenoide y no de la posición del inducido. Esta disposición ofrece la ventaja de que puede reaccionar rápidamente y permite ajustar con gran exactitud la carrera de la válvula o una apertura de la válvula principal 4. Pero también existe la posibilidad de efectuar otros sistemas de accionamiento de la válvula principal 4, por ejemplo, sistemas mecánicos, neumáticos, hidráulicos y por motor eléctrico.

Las placas de presión que se describen a continuación con más detalle en las figuras 2 a 6 se pueden prever ventajosamente en el dispositivo de realimentación de gases descrito con relación a la figura 1, para optimizar el flujo de gases de escape que fluye a lo largo de la placa de presión o que fluye a través de los orificios de paso de gas, especialmente en el caso de caudales de realimentación de gases de escape reducidos, para lo cual se conduce al flujo de gas fresco, durante el movimiento de apertura inicial de la válvula principal 4, únicamente un caudal pequeño de realimentación de gases de escape, para que no aumente bruscamente. Las correspondientes posibilidades de realización de la placa de presión se describen a continuación con mayor detalle a título de ejemplo.

La figura 2 muestra en sección y en planta una primera forma de realización de una placa de presión 30, que se compone de una placa base 32 y una placa giratoria 34. La placa de presión 30 va guiada en el dispositivo de realimentación de gases de escape por medio de un vástago de válvula 36, estando la placa base 32 unida firmemente al vástago de válvula 36 y, por lo tanto, solamente puede realizar un movimiento junto con el vástago de válvula 36. Las zonas exteriores del borde de la placa base 32 se extienden hasta la pared 38 del canal en el cual va guiada la placa de presión 30 y pueden dejar un intersticio anular entre la placa base 32 y la pared 38. Para permitir el flujo de gases de escape a través de la placa base 32, ésta está dotada de orificios de paso de gas 40. Por la representación en sección se ve que la placa base 32 no está realizada como placa continua en un plano sino que en la zona en la que el vástago de la válvula 38 atraviesa la placa de presión 30 está dispuesta decalada en dos niveles.

Mediante esta configuración especial de la placa de presión 30 se tiene la posibilidad de realizar la placa giratoria 34, de una sola pieza y que en este ejemplo de realización no presenta ningún orificio de paso, como placa de una sola pieza que discurre en un plano. La placa giratoria 34 está realizada en la zona del vástago de válvula 36, giratoria con respecto a ésta, de tal manera que el eje longitudinal del vástago de la válvula 32 representa el punto de giro de la placa giratoria 34. En la vista en planta se puede reconocer la configuración elíptica de la placa de presión 30 y de la placa giratoria 34 así como la disposición excéntrica del vástago de la válvula 34 en el canal de la válvula, con lo cual la placa de presión 30 y la placa giratoria 34 se componen respectivamente, de una sección parcial semicircular, que se continúa en una sección parcial elíptica. En la vista en planta, la zona representada a la derecha junto al vástago de la válvula, se muestra omitiendo la parte semicircular de la placa giratoria 34, que en esta zona está dispuesta encima de la placa de presión 30. Por lo tanto se reconoce la configuración del orificio de paso de gas 40, que se representa como un recorte arriñonado de la placa base 32.

Para evitar el giro de la placa giratoria 34, cuyo movimiento de giro tiene lugar, visto en sección, en sentido contrario a las agujas del reloj, alrededor del eje de giro dispuesto excéntrico, en el caso de presiones de gas de escape reducidas o ausentes, se dispone un resorte 42 debajo de la parte mayor de la placa giratoria 34, es decir, de la zona que representa una parte de una elipse. El resorte 42 asienta con su extremo libre contra la cara inferior de la placa giratoria 34 y está situado con su otro extremo fijo en la zona del vástago de la válvula 36, ejerciendo por lo tanto una fuerza elástica que impide el posible movimiento de giro de la placa giratoria 34. A partir de una determinada diferencia de presión entre las presiones que reinan por encima y por debajo de la placa de presión 30, la placa giratoria 34 puede girar en el sentido de las agujas del reloj venciendo la fuerza del resorte 42, permitiendo de este modo el paso de gas a través de los orificios de paso de gas 40 de la placa base 32, en cuyo caso el flujo de gas fluye en dirección a la acometida de gas fresco a lo largo del borde exterior libre de la placa giratoria 34, al no haber orificios en la placa giratoria 34. En otra forma de realización, el eje de giro de la placa base 34 y, por lo tanto, también la posición del vástago de la válvula 36 pueden estar situados en el eje de simetría, de manera que las respectivas zonas parciales de la placa base 32 y de la placa giratoria 34 situadas junto al vástago de la válvula 36 se pueden realizar como piezas idénticas en lo que se refiere a su configuración exterior.

Igual que en las siguientes formas de realización de la placa de presión, los orificios de paso de gas dispuestos en la placa base y/o en la placa giratoria están configurados, respectivamente, de tal manera que en la posición no girada de la placa giratoria están cubiertos los orificios de paso de gas, con lo cual solamente se puede obtener un flujo de gas importante después del giro de la placa giratoria. Este mayor flujo de gas se ve favorecido además por el hecho de que al girar la placa giratoria las zonas del borde que están orientadas transversalmente con respecto al eje de giro se alejan de la pared del canal de la válvula, con lo cual queda libre un intersticio que se va haciendo cada vez mayor entre la pared del canal de la válvula y la respectiva zona del borde de la placa giratoria y, por lo tanto, se forma una sección de paso de gas que se va haciendo cada vez mayor.

En la figura 3 vuelve a estar representada otra configuración o alternativa de una placa de presión 50, en sección y en planta. También en este caso la placa de presión 50 se compone de una placa base 52 y de una placa giratoria 54 unida con ésta. La configuración de la placa base 52 y de la placa giratoria 54 es circular, tal como se puede ver en la vista en planta, estando situado el vástago de la válvula 56 en el punto central de la placa de presión 50. El eje de giro de la placa giratoria 54 vuelve a estar situado en el eje longitudinal del vástago de la válvula 56. Se obtiene por lo tanto una placa giratoria con simetría de rotación, que al igual que en la figura 2 está realizada en una sola pieza, pero que en la figura 3 gira alejándose en el sentido de las agujas del reloj respecto a la placa base 52 dispuesta fija en el vástago de la válvula 56. En la figura 3 no está representada una estructura de resorte que mantenga la placa giratoria 54 adosada a la placa base 52 cuando no está girada. Igual que en la figura 2, la placa base 52 y la placa giratoria 54 vuelven a estar realizadas de tal manera que se extienden con sus zonas de borde libres hasta la pared 58. Igual que en la figura 2, la placa base 53 no se encuentra en la figura 3 en un plano, sino que con respecto a las zonas situadas a los lados del vástago de la válvula 56 está realizada en dos niveles, para posibilitar la colocación de la placa giratoria 54, que es continua y discurre en un solo plano. Por la representación en sección se ve que la placa giratoria 54 presenta en el dibujo, en la zona del hueco semicircular izquierdo, unos orificios de paso de gas adicionales 60, que cuando la placa giratoria 54 está adosada a la placa base 52 no quedan alineados con los orificios de paso de gas 62 de la placa base, es decir, que están decalados entre sí, de manera que al estar adosada la placa giratoria 54 contra la placa base 52, el paso de gas solamente puede tener lugar, en la posición no girada, en la zona del perímetro exterior de la placa base 52 y de la placa giratoria 54.

En la vista en planta, sobre la placa base 52 según la figura 3, se observa en la parte derecha, es decir, a la derecha junto al vástago de la válvula 56 o a la derecha junto al eje de rotación para la placa giratoria 54, el orificio de paso de gas 62 de la placa base 52. A la izquierda de ésta se ve el orificio de paso de gas adicional 60 de la placa giratoria 54. Tan pronto como la diferencia de presión entre la cara superior de la placa de presión 50, con respecto a la cara inferior de la misma, rebasa un determinado valor, se desvía la placa giratoria 54 alrededor de su eje de giro en el sentido de las agujas del reloj, venciendo la fuerza del muelle, dejando así libre un flujo de gases de escape por un lado a través de los orificios adicionales 60 y a continuación a través de los orificios de paso de gas 62 de la placa base y, por otra parte, resulta posible un mayor paso a través del orificio de paso de gas 62 de la placa base 52, donde este flujo de gas pasa a la zona del gas fresco, por el lado derecho, únicamente a través del intersticio anular en el borde libre de la placa giratoria 54, que se va haciendo mayor.

La figura 4 muestra otra alternativa de una placa de presión 70, que nuevamente se compone de una placa base 72 y de una placa giratoria 74. En este caso, la placa giratoria 74 está configurada igual que la placa giratoria 54 de la figura 3, es decir, como una placa giratoria continua que se extiende en un plano, que en planta tiene una forma circular y que a uno de los lados presenta también junto al vástago de la bóveda 76 o al lado de su eje de giro unos orificios de paso de gas adicionales 80. En esta forma de realización alternativa, la placa base está realizada únicamente como placa parcial unilateral que se extiende desde el vástago de la válvula 76, cuyo borde libre no se extiende hasta la pared 78 sino que deja libre un área de paso de gas relativamente grande. Por la vista en planta de la figura 4 se puede ver la configuración del orificio adicional que aparece como un orificio en forma de U o de forma arriñonada. La placa de presión 70 está realizada únicamente en la zona del orificio de paso de gas adicional 80 y puede presentar esencialmente la misma configuración, sólo que un poco mayor, que la configuración del orificio de paso de gas 80, ya que en esta forma de realización únicamente es preciso que la placa base 72 tape el orificio de paso de gas 80 cuando asienta contra la placa giratoria 74. Tampoco está representada la estructura de resorte dispuesta entre la placa base 72 y la placa giratoria 74, que se ocupa del asiento de la placa giratoria 74 contra la placa base 72 cuando la diferencia de presión es pequeña. También en la placa de presión 70 se produce una desviación venciendo la fuerza del muelle, cuando la diferencia de presión es correspondientemente alta, lo cual en este caso sucede en el sentido de las agujas del reloj, con lo cual el orificio de paso de gas adicional 80 de la placa giratoria 74 se aleja de la placa base 72, permitiendo de este modo un caudal de gases de escape adicional. Igual que en las formas de realización anteriores, el giro de la placa giratoria 74 deja libre un intersticio anular mayor entre la zona del borde exterior de la placa giratoria 74 y la pared 78, lo que también permite un mayor caudal de gases de escape.

La figura 5 muestra en una vista en perspectiva la placa base 82 de la placa de presión 8 del dispositivo de realimentación de gases de escape de la figura 1. La placa base 82 presenta en el centro una tubuladura de guía 84 para el vástago de la válvula 20, en cuyo caso el vástago de la válvula 20 atraviesa la tubuladura de guía 84. La placa base 82 va dispuesta fija en el vástago de la válvula 20. Contiguo a la tubuladura de guiado 84 hay un puente central 86, que en su cara superior presenta dos puentes de sujeción 88, cada uno de los cuales está dotado de dos alojamientos exteriores libres que sirven como puntos de sujeción para la colocación de un resorte o muelle de torsión 90, tal como se puede ver en la figura 6. Los extremos libres del puente central 86 presentan, respectivamente, un agujero ciego 92, en los cuales se pueden encajar unas espigas, no representadas, para la colocación de una placa giratoria en forma de dos clapetas 98 (figura 6). A ambos lados del puente central 86 siguen respectivamente dos zonas parciales semicirculares idénticas 94, cuyas zonas del borde libre se extienden en la dirección de la pared 12, para formar el intersticio anular entre la placa de presión 8 y la pared 12. Las zonas parciales 94 no son continuas sino que presentan zonas de paso de gas en forma de un orificio de paso de gas 10. La extensión longitudinal del puente central 86, visto en dirección transversal a la tubuladura de guiado 84, no se extiende hasta el borde exterior del círculo formado por las zonas parciales semicirculares 94, de manera que en la zona situada a continuación de las zonas parciales semicirculares 94 se forman en el puente central 86 unas zonas retranqueadas, que sirven para la colocación del mecanismo de giro de las clapetas 98, tal como está representado en la figura 6. Por la cara superior de la placa base 82 o de sus zonas parciales 94, orientada hacia las clapetas 94, se han previsto unas elevaciones o distanciadores 96 en forma de caballete, que se extienden hacia arriba en sentido hacia el extremo libre de la tubuladura de guiado 84, y que por así decirlo asientan sobre las zonas parciales 94 que se representan como anillos semicirculares. En consecuencia, las clapetas 98 no llegan a asentar en toda la superficie de las zonas parciales 122, tal como se puede ver en la figura 6, sino únicamente en la zona de los extremos libres de los distanciadores 96. En conjunto, la placa base 82 está realizada simétrica con respecto al eje longitudinal del puente central 86 o al eje central de los agujeros ciegos 92.

En la figura 6 está representada en una vista en perspectiva, la placa de presión completa 8, es decir, la placa base 82 junto con la placa giratoria dispuesta en ésta, en forma de dos clapetas 98 individuales, independientes entre sí, de forma semicircular. Para permitir el giro de las dos clapetas 98, es decir su separación de la placa base 82, las zonas exteriores del borde de las clapetas 98 situadas en la zona del puente central presentan unas articulaciones 100 a modo de bisagras. Cada una de las clapetas tiene una pareja de tales articulaciones 100, que presentan un orificio pasante 102. En estado montado, las clapetas 98 están realizadas de tal manera que los orificios de paso 102 de las articulaciones contiguas quedan alineados entre sí. Visto en la dirección del eje longitudinal del puente central 86 se encuentran, por lo tanto, en las zonas del borde exterior de las dos clapetas 98, respectivamente, una pareja de tales articulaciones 100 con orificios de paso alineados 102, y que a su vez están alineados con el agujero ciego 92 de la placa base 82. De esta manera se puede crear para cada pareja de articulaciones 100 una unión giratoria, al haber unas espigas, no representadas, que atraviesan los dos orificios pasantes 102 de las dos articulaciones 100 y penetran en los agujeros ciegos 92. De este modo se tiene la posibilidad de que cada una de las clapetas 98 se pueda separar de la placa base 83, de forma independiente entre sí, y concretamente hacia arriba, según la figura 6.

Para que las clapetas 98 lleguen a asentar contra la placa base 82, sobre la cara superior de las clapetas 98, opuesta a la placa base 82, está dispuesto el resorte o muelle de torsión 90. La configuración del muelle de torsión 90 tiene aproximadamente forma de W y en su tramo central presenta un sector en forma de u, cuyos brazos encajan de tal manera en los alojamientos de los puentes de sujeción 88 que quedan situados en posición segura, es decir, que no se pueden separar de los puentes de sujeción 88. Los dos extremos libres del muelle de torsión 90 están doblados hacia arriba, alejándose en dirección hacia el extremo libre de la tubuladura de guiado 84, y en esta zona encajan en unas sujeciones de muelle 104 dispuestas sobre la cara superior de las clapetas 98, encajando en ellas con una tensión previa. El muelle de torsión 90 realizado en forma de grapa aprieta por lo tanto sobre las clapetas 98, en sentido hacia la placa base 82, con lo cual las clapetas 98 llegan a asentar sobre los distanciadores 96 de la placa base 82 y se mantienen allí bajo tensión previa. La tensión del muelle se obtiene por la torsión de los dos tramos en forma de u del muelle de torsión 90 dispuestos en la zona del puente central. Eligiendo adecuadamente el material y el grosor de las zonas en forma de u del muelle de torsión 90 se puede preseleccionar de manera sencilla la constante de muelle que se desee.

Cuando la diferencia entre la presión de gas p_{3}' entre la válvula principal 4 y la placa de tensión 8, así como de la presión de gas p_{3} que está presente debajo de la placa de presión, en la zona de la embocadura del flujo de gases de escape realimentado al canal de salida 18, es suficientemente grande, las clapetas 98 pueden moverse separándose de la placa base 82 venciendo la fuerza del muelle de torsión 90, dejando así libres los orificios de paso de gas 10 que en la situación inicial estaban tapados, formándose un intersticio anular mayor entre las zonas exteriores del borde de las clapetas 98 y la pared 12 (véase también la figura 1). Pero incluso antes de que las clapetas 98 giren y se separen se obtiene ya un reducido flujo de gases de escape en la zona del borde o en el intersticio anular de la placa de presión 8, ya que las zonas libres del borde de las clapetas 98 y las zonas libres del borde de la placa base 82 no asientan de forma estanca contra la pared 12. Además y debido a los distanciadores 96, las clapetas 98 están orientadas, respectivamente, inclinadas con respecto a la placa base 82, con lo cual resulta en la zona libre del borde de las clapetas 98 y mirando hacia la pared 12, un intersticio anular algo mayor, a través del cual puede pasar un flujo de gases de escape, que por la ligera posición abierta de las clapetas 98 con relación a la placa base 82 permite un flujo de gas en estado no girado de las clapetas 98 también adicionalmente a través de los orificios de paso de gas 10 de la placa base 82.

Lista de referencias

2

Acometida de gases de escape

4

Válvula principal

6

Cámara

8

Placa de presión

10

Orificio de paso de gas

12

Pared

14

Acometida de gas fresco

16

Canal de salida

18

Resorte principal de cierre

20

Vástago de la válvula

22

Imán proporcional

30

Placa de presión

32

Placa base

34

Placa giratoria

36

Vástago de la válvula

38

Pared

40

Orificio de paso de gas

42

Resorte

50

Placa de presión

52

Placa base

54

Placa giratoria

56

Vástago de la válvula

58

Pared

60

Orificio adicional para el paso de gas

62

Orificio de paso de gas

70

Placa de presión

72

Placa base

74

Placa giratoria

76

Vástago de la válvula

78

Pared

80

Orificio adicional para el paso de gas

82

Placa base

84

Tubuladura de guiado

86

Puente central

88

Puente de sujeción

90

Muelle de torsión

92

Agujero ciego

94

Zona parcial

96

Distanciador

98

Clapeta

100

Articulación

102

Orificio pasante

104

Sujeción del resorte

Claims (12)

1. Dispositivo de realimentación de los gases de escape para realimentar gases de escape a una acometida de gas de motores, en particular de motores de automóvil, con una acometida de gases de escape (2), una acometida de gas fresco (14) y un canal de salida (16) que desemboca en la acometida de gas, donde por lo menos la acometida de gases de escape (2) y la acometida de gas fresco (14) están comunicadas entre sí a través de un órgano de mando (4) para la dosificación de los gases de escape, y donde por el lado del órgano de mando (4) orientado hacia la acometida de gas fresco (14) está dispuesta una placa de presión (8; 30; 50; 70), caracterizado porque la placa de presión se compone de una placa base (32; 52; 72; 82) con zonas de paso de gas (10; 40; 62) y por lo menos una placa giratoria (34; 54; 74) dispuesta giratoria o basculante en la placa base, y donde una fuerza de tensión previa o fuerza de sujeción, en particular, en forma de la fuerza de un muelle (90), actúa entre la placa base y la placa giratoria para cubrir las zonas de paso de gas, para mantener adosada la placa giratoria contra la placa base para cubrir las zonas de paso de gas.

2. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según la reivindicación 1, presentando la placa de presión una configuración circular (8; 50; 70) o elíptica (30).

3. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según la reivindicación 1 ó 2, donde las zonas de paso de gas de la placa base están realizadas como orificios de paso de gas (10; 40; 62) rodeados por partes de la placa base y/o zonas dejadas libres.

4. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, donde el eje de giro entre la placa base y la placa giratoria está configurado en el eje de simetría de la placa de presión, o excéntrico con respecto a éste.

5. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, donde en la placa giratoria están realizados orificios adicionales de paso de gas (60, 80), que en la posición adosada de la placa giratoria sobre la placa base están dispuestos decalados con respecto a las zonas de paso de gas (10; 40; 62) de la placa base.

6. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, donde la placa giratoria se compone de dos clapetas (98) esencialmente semicirculares, que están realizadas para que puedan separarse en el mismo sentido respecto a la placa base (82), venciendo la fuerza de tensión previa (90).

7. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según la reivindicación 6, donde las zonas libres del borde de las clapetas (98), estando adosadas contra la placa base (82), se extienden hasta la zona libre del borde de la placa base o hasta la pared (12) del dispositivo de realimentación de los gases de
escape.

8. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, donde hay uno o varios resortes, en particular muelles de torsión (90), dispuestos entre la placa base (82) y la placa giratoria (98).

9. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, donde la placa de presión (8; 30; 50) está configurada y dispuesta de tal manera que los gases de escape fluyen esencialmente a través de las zonas u orificios de paso de gas (10; 40; 62; 60; 80) en la placa de presión.

10. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, donde en el caso de caudales de gases de escape reducidos, la placa de presión (8; 30; 50; 70) deja pasar los gases de escape únicamente a través de un estrecho intersticio entre la placa de presión y la pared del dispositivo de realimentación de los gases de escape, pero donde al aumentar la diferencia de presión, quedan libres las zonas u orificios de paso de gas (10; 40; 62) al separarse la placa giratoria de la placa base y de la pared del dispositivo de realimentación de los gases de escape.

11. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 10, donde entre la placa base (82) y la placa giratoria está dispuesto por lo menos un distanciador (96).

12. Dispositivo de realimentación de los gases de escape según una de las reivindicaciones 1 a 11, donde el órgano de mando (4) se puede accionar mediante un dispositivo de ajuste mecánico, neumático, hidráulico, magnético o eléctrico, en particular un electroimán o un imán proporcional (22).