ES2280684T3 - Valvula de reciclaje de gases de escape. - Google Patents
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Abstract
Válvula (10) de reciclaje de gases de escape en un conducto de reciclaje de gases de escape con una abertura (14) de válvula, un elemento (20) de válvula que puede moverse entre una posición que cierra la abertura (14) de válvula y una posición que libera la abertura (14) de válvula, y un elemento (24) de conducción de la corriente, en la que, en la posición que libera la abertura (14) de válvula, el elemento (20) de válvula está dispuesto en el conducto de reciclaje de gases de escape y al menos parcialmente, considerado desde el eje central de la corriente, detrás del elemento (24) de conducción de la corriente.
Description
Válvula de reciclaje de gases de escape.
La invención se refiere a una válvula de
reciclaje de gases de escape.
En el sector de los motores de combustión
interna se conoce el realimentar gases de escape al lado del aire
fresco en función del estado operativo para reducir con esto el
consumo de combustible y las emisiones dañinas.
Del documento DE10106608A1 se conoce una válvula
de reciclaje de gases de escape con un elemento giratorio para el
cierre de la válvula, en la que el eje de giro de la válvula está
dispuesto de forma excéntrica respecto al elemento de cierre de la
válvula en un plano que discurre paralelo al elemento de cierre de
la válvula.
Una disposición de este tipo de un eje de giro
de la válvula se obtiene del documento DE3336879A1 para una válvula
que puede utilizarse de cualquier forma. Según este documento, el
asiento de la válvula está configurado en una prolongación anular
de una brida de fijación, en especial, para implementar una
realización con poco espacio muerto de perturbación.
Del documento DE2703687A1 se desprende un
sistema de reciclaje de gases de escape en el que una válvula
plegable está dispuesta en el colector de admisión de tal manera
que puede cerrar o liberar un conducto de reciclaje de gases de
escape que se adentra en el colector de admisión.
El documento DE19549107A1 da a conocer una
disposición similar en la que un conducto de reciclaje de gases de
escape se adentra en el colector de admisión. El conducto de
reciclaje de gases de escape está cerrado axialmente en su extremo
y abierto radialmente en un punto. Un elemento de válvula que rodea
al extremo que se adentra del conducto de reciclaje de gases de
escape presenta también una abertura radial que puede colocarse
alineada con la abertura del conducto de reciclaje de gases de
escape para desbloquear el conducto de reciclaje de gases de
escape.
Finalmente, del documento EP1342907A2 se conoce
un dispositivo de válvula, en el que la válvula se abre y se cierra
girando entre sí discos de control, presentando estos discos de
control aberturas que pueden alinearse entre sí o pueden disponerse
entre las aberturas del otro disco de control en cada caso de manera
que se cierra la válvula.
La invención se basa en el objetivo de crear una
válvula de reciclaje de gases de escape mejorada en el sentido de
que se eviten pérdidas de corriente.
Este objetivo se alcanza mediante la válvula de
reciclaje de gases de escape según la reivindicación 1.
En consecuencia, la válvula de reciclaje de
gases de escape según la invención presenta una abertura de válvula
y un elemento de válvula. El elemento de válvula puede desplazarse
entre una posición que cierra la abertura y una posición que libera
la abertura. Para el elemento de válvula puede concebirse cualquier
forma de realización. Por ejemplo, el elemento de válvula puede ser
un elemento plegable, giratorio o rotatorio. Además, para el
elemento de válvula puede concebirse un elemento en forma de disco
que se desplaza de forma traslatoria para la apertura y el cierre.
Según la invención, está previsto un elemento de conducción de la
corriente. El elemento de válvula está dispuesto en la posición que
libera la abertura de la válvula al menos parcialmente, considerado
desde un eje central de la corriente, detrás del elemento de
conducción de la corriente. El elemento de conducción de la
corriente sirve fundamentalmente para conducir la corriente de gases
de escape de forma apropiada al elemento de válvula, que se
encuentra en la posición de apertura, y conducirla a través de la
abertura de la válvula en la medida de lo posible sin pérdidas de
corriente o, en todo caso, con pérdidas de corriente reducidas. A
este respecto, el elemento de conducción de la corriente está
previsto preferiblemente en el lado "caliente" de la válvula
de reciclaje de gases de escape dado que, desde este lado, la
corriente de gases de escape se encuentra con la válvula y puede
conducirse o guiarse aquí de forma especialmente favorable mediante
el elemento de conducción de la corriente. En este contexto, lado
"caliente" significa que la válvula de reciclaje de gases de
escape según la invención puede estar dispuesta en especial cerca
del colector de escape y/o antes del refrigerador de gases de
escape. Debido a las medidas descritas anteriormente y las que se
describen a continuación, la válvula de reciclaje de gases de
escape según la invención es adecuada para una disposición de este
tipo. Sin embargo, ha de subrayarse que no tiene que estar dispuesta
necesariamente en este lado, sino que también puede estar dispuesta
igual de bien en otras zonas y, especialmente, también puede estar
dispuesta de modo que el elemento de conducción de la corriente se
encuentre aguas arriba del elemento de válvula. Esta disposición
tendría la ventaja, por ejemplo, de que la colocación del elemento
de válvula preferiblemente plegable se encuentra en el lado
obturado y, por tanto, está sometido en una medida reducida a la
suciedad ocasionada por los gases de escape que inciden.
El hecho de que el elemento de válvula esté
dispuesto en la posición que libera la abertura al menos
parcialmente detrás del elemento de conducción de la corriente
acarrea varias ventajas. En primer lugar, respecto a esta relación
de disposición cabe decir que puede observarse considerándola desde
un eje central de la corriente. Expresado de otra manera, se
considera el punto de la corriente en el que el elemento de válvula
se encuentra en el estado abierto. Según la invención, en este
punto de la corriente, es decir, en el sentido de la corriente, en
el punto del elemento de válvula abierto, el elemento de válvula no
puede verse, al menos parcialmente, dado que está "cubierto"
al menos parcialmente por el elemento de conducción de la corriente.
Gracias a esta posición "cubierta" detrás del elemento de
conducción de la corriente se impide que el elemento de válvula
abierto ejerza una gran influencia sobre la corriente. Con esto
pueden reducirse pérdidas de corriente. Además, el elemento de
válvula está apantallado de forma adecuada, lo cual afecta a la
carga térmica. El elemento de conducción de la corriente aísla
térmicamente en cierta medida al elemento de válvula de la corriente
caliente de gases de escape, de manera que gracias a la disposición
según la invención se posibilita una apertura del elemento de
válvula en la dirección del lado "caliente". En esta posición
abierta se impide en concreto una sobrecarga térmica del elemento
de válvula a través de la cobertura por medio del elemento de
conducción de la corriente.
La abertura del elemento de válvula en la
dirección del lado caliente de una válvula de reciclaje de gases de
escape ofrece la ventaja de que la presión que se origina de los
gases de escape presiona al elemento de válvula al estado cerrado.
Por tanto, no tiene que preverse ninguna medida costosa para el
estado cerrado, para garantizar así un cierre de la abertura de la
válvula. Más bien, la presión que se origina de los gases de escape
presiona por sí misma la válvula a la posición cerrada. Puede
garantizarse con medidas relativamente sencillas una apertura del
elemento de válvula contra esta presión que se produce por los
gases. En cualquier caso, abrir la válvula en contra de la presión
incidente de los gases de escape es más fácil que garantizar el
mantenimiento del estado cerrado frente a la presión de los gases.
En relación con la apertura de la válvula de reciclaje de gases de
escape según la invención cabe mencionar que ésta puede realizarse,
por ejemplo, según la solicitud de patente europea presentada por
el solicitante en la Oficina Europea de Patentes el 24 de octubre
de 2003 con número de solicitud 03 024 509 y la solicitud de patente
europea presentada en la Oficina Europea de Patentes el 25 de marzo
de 2003 con el número de solicitud 03 006 733. Además, el elemento
de válvula puede estar configurado en sí mismo, en relación con la
disposición del eje de giro en el caso de una válvula giratoria,
tal como se describe en el documento EP1245820A1. Estas solicitudes
se han hecho en relación con las características mencionadas
respecto al objeto de la presente solicitud. Finalmente, ha de
mencionarse también que, al usar un elemento de conducción de la
corriente en una válvula de reciclaje de gases de escape, sólo se
observa una novedad que desarrolla sus ventajas respecto a las
disposiciones conocidas hasta el momento. A este respecto, ha de
considerarse como objeto de la solicitud también una válvula de
reciclaje de gases de escape con un elemento de conducción de la
corriente, no necesariamente con las otras características
descritas anteriormente, aunque, dado el caso, con una combinación
cualquiera de las características preferidas explicadas
anteriormente o a continuación.
A diferencia del objeto del documento
EP1342907A2, ha de subrayarse que en esta válvula de reciclaje de
gases de escape conocida uno de los discos de control sí está
dispuesto detrás del otro disco de control. Sin embargo, el disco
de control "delantero" es una parte de la válvula y, teniendo
esto en cuenta, presenta aberturas de válvula, de modo que no puede
considerarse como elemento de conducción de la corriente. En
contraposición a esto, el elemento de conducción de la corriente de
la válvula de reciclaje de gases de escape según la invención
presenta una cierta extensión en el sentido de la corriente, de modo
que la corriente se conduce de forma fiable y el elemento de
válvula abierto puede estar dispuesto "detrás" del elemento de
conducción de la corriente, mientras que en el estado cerrado se
mueve delante o junto a éste. Por tanto, este elemento de válvula no
influye en la corriente de forma desventajosa.
En las demás reivindicaciones se describen
variantes preferidas de la válvula de reciclaje de gases de escape
según la invención.
De forma preferida, el elemento de válvula puede
disponerse, en relación con la corriente, de tal manera que la
apertura tiene lugar en contra del sentido de la corriente. Esta
disposición es favorable en el sentido de que no hay que ocuparse,
mediante mecanismos especiales, de que el elemento de válvula
permanezca cerrado contra la presión incidente de los gases. Más
bien, el gas incidente presiona en sí mismo al elemento de válvula
a la posición cerrada. Tal como se ha mencionado, esta disposición
ventajosa se posibilita gracias al elemento de conducción de la
corriente según la invención al proteger al elemento de válvula en
su posición abierta frente a los gases calientes y al poder
aislarse térmicamente, al menos de forma parcial.
Para el elemento de conducción de la corriente
se prefiere actualmente una sección de colector. El colector puede
presentar una sección transversal circular y estar adaptado a la
sección transversal del conducto de reciclaje de gases de escape.
Gracias a un elemento de conducción de la corriente con esta forma
puede conseguirse una conducción especialmente buena de la
corriente. No obstante, también son posibles otras secciones
transversales para el colector. Como ejemplos cabe citar una
sección transversal ovalada, rectangular o poligonal.
Además, se ha mostrado favorable para el
elemento de conducción de la corriente que esté configurado
inclinado en al menos un lado en la sección transversal de la
abertura de válvula o del conducto de reciclaje de gases de escape.
Por ejemplo, una sección de colector puede estar seccionada
inclinada u oblicua en al menos un extremo en relación con el eje
central de la corriente. Con esto puede aprovecharse de forma
favorable la función de cobertura ventajosa anteriormente descrita
del elemento de conducción de la corriente sin obstaculizar los
movimientos necesarios del elemento de válvula.
Para el elemento de válvula se prefiere
actualmente que esté realizado de forma plegable, giratoria o
rotatoria. Con este tipo de movimiento el elemento de válvula puede
llevarse de forma especialmente sencilla a la posición
"protegida" detrás del elemento de conducción de la corriente.
Sin embargo, ha de subrayarse que esta ventaja también puede
conseguirse en caso de un elemento de válvula desplazado de forma
traslatoria.
Para el eje de giro de un elemento de válvula
plegable se ha mostrado favorable que éste esté dispuesto fuera del
plano de la abertura de la válvula. Esto conduce a la ventaja de que
el elemento de válvula sea continuo en su contorno y no esté
interrumpido por partes del eje de giro, de modo que se produce una
obturación especialmente fiable. Además, gracias a la disposición
descrita del eje de giro puede conseguirse de forma más favorable
que el elemento de válvula pueda colocarse en la posición protegida
detrás del elemento de conducción de la corriente.
Esto se favorece gracias a la forma de
realización preferida en la que el eje de giro está previsto de
forma excéntrica en relación con el eje central de la corriente.
Con esto, los movimientos del elemento de válvula pueden ajustarse
en relación con el asiento de la válvula, de modo que se consigue
tanto un cierre fiable de la abertura de la válvula, como también
un desbloqueo suave del elemento de válvula.
Además, se prefiere que el elemento de válvula
esté configurado en gran medida en forma de cono (truncado) o
esfera en el lado dirigido a la abertura de la válvula. Con esto
puede conseguirse una acción conjunta especialmente favorable con
el asiento de la válvula, que limita la abertura de la válvula.
Finalmente, se ha mostrado ventajoso para el
desarrollo de la corriente que en la zona de la válvula de reciclaje
de gases de escape esté previsto un espacio de alojamiento para el
elemento de válvula en su posición abierta, que esté adaptado, en
relación con su forma, a la forma del elemento de válvula en sí
mismo, así como a la forma de su movimiento de la posición cerrada
a la posición abierta. Con esto se obtiene la ventaja de que el
elemento de válvula en su posición abierta se desplaza totalmente
fuera de la corriente, de manera que ésta se ve perjudicada en una
medida extremadamente reducida.
A continuación, se explica de forma detallada
una forma de realización mostrada a título de ejemplo en los
dibujos. Muestran:
la fig. 1 una vista seccionada en perspectiva de
la válvula de reciclaje de gases de escape según la invención en
una posición cerrada;
la fig. 2 una vista seccionada en perspectiva de
la válvula de reciclaje de gases de escape según la invención
durante la apertura del elemento de válvula; y
la fig. 3 una vista seccionada en perspectiva de
la válvula de reciclaje de gases de escape según la invención en la
posición abierta del elemento de válvula.
La válvula 10 de reciclaje de gases de escape
mostrada en la figura 1 está dispuesta en una sección del conducto
de reciclaje de gases de escape y está dotada para este fin de
bridas 12 en sus extremos correspondientes que posibilitan un
montaje en el conducto de reciclaje de gases de escape. La abertura
14 de la válvula es aproximadamente circular y está definida por un
asiento de válvula. Con el asiento de válvula actúa conjuntamente
un elemento 16 de válvula que, coincidiendo con el asiento de
válvula, es aproximadamente circular. En el lado dirigido a la
abertura de la válvula el elemento 16 de válvula está configurado de
forma esférica en el caso mostrado. En el ejemplo de realización
mostrado, el elemento de válvula se compone además de tres partes.
Una primera parte 18 forma un cuerpo básico en el que se coloca un
elemento 20 anular para la acción conjunta con el asiento de
válvula. En el lado dirigido a la abertura de la válvula está
previsto un tercer elemento 22 que completa la configuración
esférica en este lado.
El cuerpo 18 básico está configurado en gran
medida circular en la zona de la abertura de la válvula. En esta
zona están unidas de forma integrada dos secciones que pueden
designarse como brazos, de los cuales sólo puede observarse uno en
la figura 1 debido a la representación en corte, y que se ocupan de
la unión con el eje de giro correspondiente. Dado que en el ejemplo
mostrado el eje de giro es excéntrico tanto fuera del plano de la
abertura de la válvula, como también en relación con el eje central
de la corriente, en el caso mostrado está desplazado hacia abajo,
el eje de giro puede configurarse dividido. La parte delantera del
eje de giro no puede observarse en la figura 1 debido a la
representación seccionada y la parte "trasera" está cubierta,
según la representación de la figura 1, por el elemento 24 de
conducción de la corriente explicado a continuación de forma más
precisa. No obstante, en las otras figuras puede observarse de forma
más precisa la disposición del eje de giro.
El elemento 24 de conducción de la corriente es
una sección de un colector que se introduce desde un lado hacia
dentro en la disposición de válvula mostrada, según la
representación de la figura 1, desde el lado derecho hacia dentro,
y está soportado por una brida 26. En el ejemplo mostrado, el
colector que forma el elemento de conducción de la corriente sólo
está en contacto con el lado interior del conducto de reciclaje de
gases de escape en la zona del extremo derecho. También aquí el
contacto sólo se produce en algunos puntos gracias a la
configuración de nervaduras 28. Este diseño, en especial la
configuración de nervaduras, está previsto especialmente cuando la
válvula de reciclaje de gases de escape se encuentra en el lado
"caliente". Mediante el contacto, que sólo se produce en la
zona de las nervaduras 28, se dificulta la transmisión térmica al
elemento de conducción de la corriente. En otra disposición de la
válvula de reciclaje de gases de escape, por ejemplo, en el lado
"frío", la colocación puede estar dispuesta naturalmente de
otra manera, en especial, puede prescindirse de las nervaduras
28.
El elemento 24 de conducción de la corriente
está seccionado de forma oblicua en el lado dirigido a la abertura
16 de la válvula. Expresado de otra manera, en un lado, según la
figura 1, el lado inferior, es más largo que en (según la figura 1)
el lado superior. Esta configuración sirve para satisfacer la
función de conducción de la corriente, no obstante, sin impedir el
movimiento del elemento 16 de válvula necesario para la apertura.
Esto tiene lugar, tal como puede observarse mejor en las otras
figuras, mediante un giro en el sentido horario. Para la posición
abierta del elemento 16 de válvula está previsto un espacio 30 de
alojamiento que está configurado en gran medida de forma esférica -
cóncava y está adaptado al movimiento y a la forma del elemento de
válvula. En la zona de este espacio 30 de alojamiento puede
observarse, en el contorno de la válvula 10 de reciclaje de gases
de escape mostrada y configurada de forma integrada con ésta, una
zona 32 que puede utilizarse, por ejemplo, para el enfriamiento de
la válvula de reciclaje de gases de escape, así como para la
colocación de los accionamientos, sensores y elementos similares
necesarios.
En la figura 2 se muestra la válvula de
reciclaje de gases de escape mostrada en la figura 1 durante la
apertura del elemento 20 de válvula. Para el asiento 14 de la
válvula puede observarse en la figura 2 que éste está introducido
en el cuerpo básico de la válvula 10 de reciclaje de gases de escape
como elemento independiente y está achaflanado de forma cónica o
esférica en el lado que actúa conjuntamente con el elemento 20 de
válvula. Para el elemento 20 de válvula puede observarse que,
debido a la disposición del eje de giro fuera del plano del
elemento 20 de válvula, éste puede desplazarse en un borde de la
sección mostrada del conducto de reciclaje de gases de escape. En
este caso, el borde 34 del elemento 20 de válvula dirigido en el
sentido del movimiento de giro describe una trayectoria circular
que se reproduce en la forma del espacio 30 de alojamiento. Para el
elemento 24 de conducción de la corriente puede observarse que
posibilita el movimiento descrito del elemento 20 de válvula y no
lo obstaculiza dado que en la zona en la que se mueve el elemento 20
de válvula, debido a la sección inclinada, es más corto en uno de
sus extremos que en el lado opuesto.
En la figura 3 se muestra la posición totalmente
abierta del elemento 20 de válvula y la posición que libera la
abertura de la válvula. El elemento 20 de válvula está colocado en
el espacio 30 de alojamiento y está cubierto en gran medida por el
elemento 24 de conducción de la corriente.
Expresado de otra manera, si se considera el
elemento 20 de válvula desde el punto de la corriente en el que el
elemento 20 de válvula se encuentra en la posición abierta, éste
está oculto en su mayor parte detrás del elemento 24 de conducción
de la corriente. Por tanto, el elemento de válvula abierto casi no
ejerce influencia sobre la corriente. Además, éste puede abrirse en
el lado caliente del conducto de reciclaje de gases de escape y,
desde el punto de vista térmico, está apantallado por el elemento 24
de conducción de la corriente. De forma adecuada, el plano del
elemento 20 de válvula se extiende en gran medida paralelo a la
pared exterior del elemento 24 de conducción de la corriente, de
manera se aprovecha especialmente bien el espacio estructural
disponible.
Claims (9)
1. Válvula (10) de reciclaje de gases de
escape en un conducto de reciclaje de gases de escape con una
abertura (14) de válvula, un elemento (20) de válvula que puede
moverse entre una posición que cierra la abertura (14) de válvula y
una posición que libera la abertura (14) de válvula, y un elemento
(24) de conducción de la corriente, en la que, en la posición que
libera la abertura (14) de válvula, el elemento (20) de válvula está
dispuesto en el conducto de reciclaje de gases de escape y al menos
parcialmente, considerado desde el eje central de la corriente,
detrás del elemento (24) de conducción de la corriente.
2. Válvula de reciclaje de gases de escape
según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento
(20) de válvula puede disponerse, en relación con la corriente, de
tal manera que la apertura del elemento de válvula tiene lugar en
contra del sentido de la corriente.
3. Válvula de reciclaje de gases de escape
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el
elemento (24) de conducción de la corriente es una sección de
colector.
4. Válvula de reciclaje de gases de escape
según al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el elemento (24) de conducción de la
corriente está seccionado de forma oblicua en al menos un extremo
en relación con el eje central de la corriente.
5. Válvula de reciclaje de gases de escape
según al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el elemento (20) de válvula puede
plegarse.
6. Válvula de reciclaje de gases de escape
según la reivindicación 5, caracterizada porque un eje de
giro del elemento (20) de válvula está dispuesto fuera del plano de
la abertura (14) de la válvula.
7. Válvula de reciclaje de gases de escape
según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque un eje de
giro del elemento (20) de válvula está dispuesto de forma
excéntrica en relación con el eje central de la corriente.
8. Válvula de reciclaje de gases de escape
según al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el elemento (20) de válvula está
configurado en forma de cono (truncado) o esfera en el lado dirigido
a la abertura (14) de la válvula.
9. Válvula de reciclaje de gases de escape
según al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque la válvula (10) de reciclaje de gases
de escape presenta un espacio (30) de alojamiento adaptado al
movimiento del elemento (20) de válvula desde la posición de cierre
a la posición de liberación, así como a la posición del elemento
(20) de válvula en la posición de liberación.
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