MXPA00004020A - Valvula de administracion de vapores de combustible mejorada - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un conjunto de válvula de administración de vapores de combustible, que comprende:(a) una estructura de alojamiento que define una cavidad de presión de fluido e incluyendo un miembro que responde a la presión operativo en uno de sus lados para definir una cámara de señal de presión de fluido en dicha cavidad y en un lado opuesto a dicho lado para definir una cámara de presión reguladora de flujo en dicha cavidad;(b) dicha estructura de alojamiento incluyendo una compuerta de señal que se comunica con dicha cámara de señal de presión de fluido y una compuerta de entrada de vapores de combustible y compuerta de salida de vapores que se comunican con dicha cámara de presión reguladora de flujo, donde dicho miembro que responde a la presión en movible en respuesta a un diferencial de presión a su través para controlar el flujo entre dicha compuerta de salida de vapores y dicha compuerta de entrada de vapores;(c) dicha estructura de alojamiento incluyendo además una compuerta de ventilación en dicha cámara de señal de presión de fluido;(d) una válvula de ventilación operada eléctricamente (EVR) para controlar el flujo en dicha compuerta de ventilación, dicha válvula de ventilación teniendo una entrada atmosférica, una salida y un miembro de válvula movible al ocurrir energización eléctrica, para controlar el flujo entre dicha entrada y dicha salida de la válvula de ventilación, dicha EVR dispuesta para proveer flujo desde su salida a dicha compuerta de ventilación, donde dicha válvula de ventilación incluye un restrictor de flujo para restringir el flujo a dicha compuerta de ventilación.

Description

VÁLVULA DE ADMINISTRACIÓN DE VAPORES DE COMBUSTIBLE MEJORADA Anteceden-bes de la Invención La presente invención se refiere a válvulas del tipo empleado para controlar la purga de vapores de combustible almacenados en una caja conectada para recibir vapores de un tanque de combustible del vehículo y para introducir el flujo de purga de vapor hacia la entrada del motor del vehículo. Se conocen en la materia tales válvulas y típicamente utilizan una señal de vacío tal como desde el múltiple del motor, para controlar la presión en un lado de un diafragma de potencia empleado para controlar el movimiento de un miembro de válvula u obturador con respecto a un asiento de válvula o compuerta para controlar el flujo de los vapores entre la caja y la entrada del motor. A fin de proveer control eléctrico del flujo de purga de vapor a la entrada del motor donde la operación del motor es controlada mediante inyectores de combustible accionados eléctricamente, se emplea una válvula operada eléctricamente para controlar el sangrado atmosférico a una cámara de señal de vacío en un lado del diafragma de potencia. Sin embargo, las válvulas de administración de vapores del tipo antes mencionado que emplean una señal de control generada por vacío para el diafragma de potencia son afectadas por cambios en el vacío del múltiple del motor. Cuando se cierra el estrangulamiento del motor, desde una condición cargada del motor, se aplica un fuerte vacío del múltiple a través de la salida de la válvula reguladora al lado inferior del diafragma de potencia. El restrictor en la compuerta de señal de vacío ocasiona un retraso en el nivel de vacío correspondiente que está siendo creado sobre el diafragma de potencia en la cámara de señal de vacío; y, por tanto, el diafragma es movido hacia abajo por el diferencial de presión para reducir sustancialmente el flujo de purga de vapores a la entrada del motor. Esta condición es en ocasiones referida como un "derrame", y puede dar como resultado una mezcla de abiertamente pobre de combustible/aire y puede ocasionar paro del motor, particularmente en marcha al vacío del motor. De esta manera, por largo tiempo se ha deseado proveer una manera o medios de proporcionar control mejorado de la purga de la caja de vapores de combustible en un sistema de control de emisiones de motor de vehículo y proporcionar tal control mejorado a un costo relativamente bajo y una válvula fácil de manufacturar y proporcionar control eléctrico de la válvula de purga de una manera que pueda acomodar o compensar cambios en el vacío del múltiple del motor, como se experimenta cuando el estrangulamiento está cerrado durante operación del motor. Compendio de la Invención Es un objetivo de la presente invención el de proveer una válvula de administración de vapores, accionada por una señal de presión de fluido, operada eléctricamente, relativamente de bajo costo y fácil de manufacturar, para controlar el flujo de purga de vapores de combustible desde una caja a una entrada del motor. Es un objetivo adicional de la presente invención el de proporcionar una válvula de administración de vapores accionada por presión de fluido, operada eléctricamente, que sea de bajos costos de manufactura y fácil de ensamblar y que pueda acomodar numerosas, diferentes condiciones de flujo para diferentes aplicaciones del motor sin requerir del re-diseño o retro-equipamiento del conjunto de válvula. Es un objetivo adicional de la presente invención el de proporcionar una válvula de administración de vapores de combus ibie, accionada por presión de fluido, operada eléctricamente, que pueda utilizar una sola válvula de ventilación operada eléctricamente para numerosos, diferentes requerimientos de diversos motores diferentes sin necesidad de modificaciones significativas de la válvula. Es un objetivo adicional de la presente invención el de proporcionar una válvula de ventilación operada por solenoide para controlar el flujo de sangrado atmosférico a la cámara de presión de señal de vacío de una válvula de administración de vapores para controlar el diferencial de presión a través de un diafragma de potencia para mover la válvula de purga de vapores de combustible y controlar el flujo desde la caja a la entrada del motor. La presente invención proporciona una válvula de purga de caja de vapores de combustible que emplea una válvula reguladora operada por un diafragma, accionada por señal de vacío, para controlar el flujo de la caja a una entrada del motor. La válvula de la presente invención tiene el alojamiento del regulador provisto con una compuerta de ventilación en un rebajo o cavidad que tiene una válvula de sangrado atmosférico o ventilación, operada por solenoide (EVR) conectada rápidamente ahí. Se provee un restrictor corriente arriba de la compuerta de ventilación en el alojamiento del regulador y de preferencia en la salida de la EVR para controlar el flujo a la compuerta de ventilación en el alojamiento del regulador y particularmente para impedir o retrasar la pérdida de vacío en la cámara de presión de señal. De manera alternativa, la EVR puede tener el restrictor ubicado en su entrada. El restrictor en la salida de la válvula de ventilación operada por solenoide o EVR puede ser cambiado fácilmente durante la manufactura; y las características de flujo de la válvula de ventilación cambiadas con ello para acomodarse a diferentes aplicaciones del motor. El diseño y la estructura de la válvula reguladora de esta manera pueden ser comunes a muchas aplicaciones diferentes. El arreglo de válvula de la presente invención permite el uso de una válvula reguladora común para montarse en motores con los diferentes requerimientos de flujo de purga por acomodarse, meramente cambiando el tamaño de la compuerta de salida en la válvula de ventilación de solenoide (EVR) que, de preferencia, es conectada rápidamente al alojamiento del regulador. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una sección transversal del conjunto de válvula de la presente invención y muestra, en perfil punteado, las conexiones de sistema al mismo; La figura 2 es una vista agrandada de una porción del conjunto de válvula de la figura 1; La figura 3 es una vista agrandada de una forma de realización alterna de la válvula de ventilación de la invención de la figura 1; y La figura 4 es una gráfica de la velocidad de flujo de purga de vapores graficada como una función del vacío del múltiple del motor para el conjunto de válvula de la figura 1. Descripción Detallada de la Invención Haciendo referencia a la figura 1, el conjunto de válvula de la presente invención es indicado generalmente en 10 e incluye un sub-conjunto de válvula reguladora indicado generalmente en 12 y una válvula de ventilación o sangrado atmosférico, operada eléctricamente, indicada generalmente en 14. El sub-conjunto de válvula reguladora tiene una entrada 16, la cual está adaptada para conexión a una caja de vapores de combustible 18, la cual recibe vapores de combustible de un tanque de combustible 20, como se indica con línea punteada. La salida 22 del sub-conjunto de válvula reguladora es formada en un aditamento conector 24, el cual está adaptado para conexión al múltiple de entrada del motor 26 vía una manguera indicada por medio de línea punteada en la figura 1. El sub-conj nto de válvula reguladora 12 incluye una estructura de alojamiento 28 que define dentro de ella una cámara de señal de vacío 30, la cual tiene una pared de la misma formada por un diafragma que responde a la presión 32. La estructura de alojamiento 28 tiene un conector de vacío 34 que está adaptado para conexión al múltiple 26 vía una manguera indicada por una línea punteada en la figura 1. El conector 34 tiene orificios de restricción 35, 37 en ella para proveer flujo reducido e impidir ahogamiento sónico. El diafragma 32 tiene un inserto o placa de respaldo 34 provisto en su superficie superior; y la placa de vacío tiene una porción de la misma extendiéndose a través del diafragma, la cual porción tiene provista en ella una pipeta resilente 36, la cual es movible con el diafragma 32 con respecto a un asiento de válvula 38 formado en el alojamiento y conectada en compuerta a través de un pasaje 40 al pasaje de salida 22. El diafragma forma un pasaje de válvula reguladora de presión 42 debajo del diafragma y en conjunción co la pared inferior 44 del alojamiento 28; y, si se desea, una placa deflectora 46 ahí formada, teniendo una pluralidad de aperturas que impiden ondas de choque 48, está dispuesta en una cámara 42.

El diafragma 32 y la placa de respaldo 34 son polarizados hacia abajo en una dirección que tiende a instar la pipeta 36 contra el asiento de válvula 38 mediante el extremo inferior de un resorte 50, el extremo superior del cual está registrado en un fiador o retén 52 que registra contra un tornillo de ajuste 54 vinculado roscadamente en una perforación 56 provista en la porción superior del alojamiento 28. El alojamiento 28 del regulador tiene una compuerta de ventilación 58 ubicada en un rebajo o cavidad 60 formado en la porción superior del alojamiento 28. La cavidad 60 tiene ahí formada al menos una lengüeta de cierre 62, como se muestra en la figura 2, la cual tiene un hombro o proyección 64 ahí provisto y que se traba sobre el pezón 76 en el macho 70, de preferencia rotacionalmente o por cierre torcido. A fin de formar la lengüeta de cierre 62, es necesario proveer un relieve o recorte 66 en la parte inferior del rebajo o cavidad 60 para moldear pasadores o correderas durante el moldeo del cuerpo 28. El recorte 66 forma una compuerta de ventilación adicional para la cámara de señal 30, además de la compuerta de ven-ilación 58; de esta manera, es virtualmente imposible proveer una limitación de flujo precisa en la ventilación de la cámara 30 a la atmósfera en la construcción del alojamiento 28. La válvula de ventilación o sangrado operada por solenoide, de preferencia eléctricamente, o EVR 14, tiene un cuerpo 68 que tiene formado en su extremo inferior un macho 70 que tiene ahí formada una hendidura anular 72 en la cual se recibe un anillo de sello anular 74 para sellar entre el macho 70 y el rebajo 60. El macho 70 tiene formado en un lado del mismo un pezón o proyección 76 que es operativo, al insertarse el macho 70 en el rebajo 60, para cerrarse por torcimiento en la proyección 64, con ello reteniendo el cuerpo de válvula 68 en posición en el rebajo 60. El cuerpo 68 de la EVR 14 tiene formado en el extremo del macho 70 un orificio restrictor de flujo 78 que sirve para restringir el flujo de aire de sangrado atmosférico hacia el rebajo 60. El rebajo 60 es sellado por el anillo 72 y de esta manera el orificio 78 restringe todo el flujo de sangrado a través de la compuerta de ventilación 58 y el recorte 66 a la cámara 30. El orificio restrictor de flujo 78 es mostrado en la forma de realización de la figura 2 como formado en un inserto 79, pero puede también formarse integralmente como una pieza con el cuerpo 68 de la EVR 14. La EVR 14 tiene una bobina de carrete 80 con una bobina 82 de material eléctricamente conductor, tal como alambre imantado, enrollado a su alrededor; y la bobina 82 es rodeada por un portador de flujo ferromagnético o bastidor de polo 84. La bobina tiene una pieza tubular de polo ferromagnético 86 dispuesta centralmente en ella. Una armadura movible 88 está dispuesta adyacente al extremo inferior de la pieza de polo 86 y registra contra un miembro de paro no magnético 90 teniendo la forma de un manguito con una pestaña anular formada a su alrededor y dispuesta alrededor de la pieza de polo 86. La armadura 88 de preferencia tiene muescas o recortes periféricos 94 para facilitar el flujo a su alrededor. La bobina 82 tiene sus extremos conectados a terminales eléctricas adecuadas, una de las cuales es mostrada en la figura 2 y denotada por el número de referencia 92, que se extiende hacia afuera hacia un receptáculo 94 formado en el cuerpo 68 de la EVR. Haciendo referencia a la figura 1, la pieza de polo 86 tiene su perforación 87 comunicándose con una cámara 96, la cual está cubierta por un filtro 98 que se comunica con un pleno 100 formado bajo la tapa 102. El pleno 100 se comunica, a través de un espacio libre formado alrededor de la periferia interna de la tapa 102, con la atmósfera, como se indica en la figura 1 por la flecha negra. Haciendo referencia a la figura 2, la placa de armadura es polarizada hacia arriba hacia la pestaña de manguito 91 por un resorte 22. En operación, con un vacío aplicado en la cámara 30, y el rebajo 96 del macho 70, el diferencial de presión sobre la placa de armadura 88 aplica una fuerza neta descendente sobre la placa de armadura, superando la polarización del resorte 104, y efectúa abertura de la perforación 87 para permitir flujo atmosférico desde el pleno 100 y la cámara 96 al pasaje restrictor 78.

La energización de la bobina 82 impone una fuerza electromagnética en una dirección ascendente sobre la placa de armadura 88 y cambia la fuerza de polarización ascendente que comprende la suma de la fuerza electromagnética y la polarización de resorte sobre la armadura 88. La fuerza descendente sobre la armadura 88 comprende el diferencial de presión de la atmósfera sobre la armadura y el vacío en la cámara 96 que actúa sobre el área de la armadura 88 dentro del diámetro de la pestaña 91. Se entenderá que la fuerza neta, es decir la suma vectorial de las fuerzas ascendente y descendente, determina el movimiento de la armadura respecto de la pestaña 91; y, de esta manera, el flujo a través del orificio 78 y el vacío en el rebajo 96 y la cámara 30, que actúa sobre el diafragma 32. Haciendo referencia a la figura 4, se presenta una familia de curvas de flujo para diversos tamaños del orificio restrictor de flujo 78 como una función del vacío del múltiple del motor para dos diferentes niveles de ciclo de trabajo para la señal eléctrica a la bobina 82. La familia superior de curvas en la figura 4 representa un ciclo de trabajo al 40% o tiempo "activo" para la bobina; mientras que la familia inferior de curvas representa un ciclo de trabajo al 35% para la corriente en la bobina 82. En ambos conjuntos de curvas en la figura 4, se observará a partir de la leyenda que la restricción impuesta por el orificio 78 produce un aplanamiento o menor rodamiento de la curva de flujo, con el incremento del vacío del múltiple del motor, en comparación con la curva mas baja representativa de los dispositivos del estado de la técnica. Haciendo referencia a la figura 3, una forma de realización alternativa de la invención es ilustrada generalmente en 110, donde la pieza de polo 86' recibida en la bobina de carrete 80' de la bobina 82' tiene un orificio restrictor 112 formado en el extremo superior de la perforación 87' en la pieza de polo 86'. En la forma de realización 110 de- la figura 3, se entenderá que el oficio en el extremo del macho 70 es de esta manera agrandado para tener un diámetro mayor que el del orificio restrictor 112. La presente invención de esta manera provee una EVR de rápida conexión para una válvula reguladora de purga de vapores de combustible, operada por vacío, con lo cual la EVR tiene un orificio restrictor en la salida de flujo para impedir cambios súbitos en la señal de vacío para el diafragma de potencia en la válvula reguladora. Cambios simples en el orificio restrictor de EVR puede acomodar diferentes requerimientos del motor, sin retro-equipar la válvula reguladora. Aunque la invención ha sido descrita en lo anterior con respecto de las formas de realización ilustradas, se entenderá que la invención es susceptible de modificaciones y variaciones y solo está limitada por las siguientes reivindicaciones.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. Un conjunto de válvula de administración de vapores de combustible, que comprende: (a) una estructura de alojamiento que define una cavidad de presión de fluido e incluyendo un miembro que responde a la presión operativo en uno de sus lados para definir una cámara de señal de presión de fluido en dicha cavidad y en un lado opuesto a dicho lado para definir una cámara de presión reguladora de flujo en dicha cavidad; (b) dicha estructura de alojamiento incluyendo una compuerta de señal que se comunica con dicha cámara de señal de presión de fluido y una compuerta de entrada de vapores de combustible y compuerta de salida de vapores que se comunican con dicha cámara de presión reguladora de flujo, donde dicho miembro que responde a la presión es movible en respuesta a un diferencial de presión a su través para controlar el flujo entre dicha compuerta de salida de vapores y dicha compuerta de entrada de vapores; (c) dicha estructura de alojamiento incluyendo además una compuerta de ventilación en dicha cámara de señal de presión de fluido; (d) una válvula de ventilación operada eléctricamente (EVR) para controlar el flujo en dicha compuerta de ventilación, dicha válvula de ventilación teniendo una entrada atmosférica, una salida y un miembro de válvula movible al ocurrir energiza-ción eléctrica, para controlar el flujo entre dicha entrada y dicha salida de la válvula de ventilación, dicha EVR dispuesta para proveer flujo desde su salida a dicha compuerta de ventilación, donde dicha válvula de ventilación incluye un restrictor de flujo para restringir el flujo a dicha compuerta de ventilación.
2. 2. La válvula definida en la reivindicación 1, donde dicha EVR tiene dicho restrictor de flujo en su salida.
3. 3. El conjunto de válvula definido en la reivindicación 1, donde dicha EVR tiene dicho restrictor de flujo provisto en su entrada.
4. 4. El conjunto de válvula definido en la reivindicación 1, donde dicha estructura de alojamiento incluye un rebajo con dicha compuerta de ventilación en ella; y dicha EVR tiene dicha compuerta de salida dispuesta en dicho rebajo.
5. 5. Un método de hacer una válvula de purga de caja de vapores de combustible, que comprende: (a) formar un sub-conjunto de válvula reguladora que tiene un diafragma que responde a la presión y mover el diafragma en respuesta a una señal de presión en un lado del mismo y controlar el flujo desde un pasaje de entrada de vapores a un pasaje de salida de vapores; (b) formar una cámara de presión de señal en un alojamiento en dicho lado de dicho diafragma y conectar en compuerta dicha cámara para conexión a un múltiple de entrada del motor y formar un rebajo en dicho alojamiento que conecta en compuerta dicho rebajo a la atmósfera; (c) formar un restrictor en la salida de una válvula de sangrado operada eléctricamente y conectar rápidamente y sellar dicha salida en dicho rebajo; y (d) energizar dicha válvula de sangrado y controlar el flujo de sangrado atmosférico a dicha cámara de presión de señal.
6. 6. El método definido en la reivindicación 5, donde dicho paso de formar un rebajo incluye formar una lengüeta susceptible de desviarse resilentemente ahí.
7. 7. El método definido en la reivindicación 5, donde dicho paso de conectar rápidamente incluye cierre por ajuste elástico.