MXPA06006911A - Aparato y metodo para liberacion de presion en un freno por compresion de aire. - Google Patents

Abstract

Un freno por compresion de aire tiene un cuerpo con un pasadizo para gases de escape en el mismo; un elemento de valvula esta ubicado de manera movil dentro del pasadizo para el movimiento selectivo entre una posicion abierta, en donde el elemento de valvula abre el pasadizo y los gases de escape son liberados para que se desplacen a traves del pasadizo, y una posicion cerrada, en donde el elemento de valvula bloquea el pasadizo y el paso de los gases de escape a traves del pasadizo; el elemento de valvula tiene una abertura a traves del mismo para permitir un flujo limitado de gases de escape a traves de la abertura cuando la abertura esta abierta; un mecanismo accionador de valvula de escape esta acoplado al elemento de valvula para mover el elemento de valvula entre la posicion abierta y la posicion cerrada; un elemento de cierre esta colocado junto a la abertura; el elemento de cierre tiene una posicion abierta en donde el elemento de cierre esta separado del elemento de valvula y permite un flujo de gases de escape a traves de la abertura y el elemento de cierre tiene una posicion cerrada en donde el elemento de cierre entra en contacto con el elemento de valvula alrededor de la abertura e inhibe un flujo de gases de escape a traves de la abertura; un elemento accionador acopla operativamente el elemento de cierre; hay un mecanismo accionador de liberacion, el mecanismo accionador de liberacion incluye un elemento accionador que acopla operativamente el elemento de cierre; el mecanismo de liberacion lleva al elemento de cierre a un acoplamiento operativo con el elemento de valvula con suficiente fuerza, cuando el elemento de valvula esta cerrado, para mantener el elemento de cierre en la posicion cerrada, cuando los gases de escape estan por debajo de una presion predeterminada.

Description

ocurre debido a que típicamente la restricción se optimiza para generar la máxima presión de retorno permisible a velocidad de motor nominal. Por consiguiente, la restricción es muy pequeña para ser efectiva con las velocidades de flujo de masa menores que se encuentran a velocidades de motor inferiores. Se han desarrollado sistemas para optimizar la potencia de retardo de los frenos por compresión de aire en un rango de velocidades de motor. Un enfoque ha sido ejecutar la liberación de presión como un medio para limitar la máxima presión de escape desarrollada. El frenado del motor concretamente ocurre a velocidades de motor inferiores cuando las presiones de escape son inferiores y el dispositivo de liberación de presión no está activo. El dispositivo de liberación de presión solo opera cuando las velocidades del motor son superiores y la presión de escape es, por consiguiente, superior. Esto significa que la presión de escape se puede incrementar para propósitos de frenado del motor sin que sea excesiva a velocidades de motor altas.

SUMARIO DE LA INVENCION Se provee, de acuerdo con un aspecto de la invención, un freno por compresión de aire que comprende un cuerpo que tiene un pasadizo para gases de escape en el mismo. Un elemento de válvula está ubicado de manera móvil dentro del pasadizo para el movimiento selectivo entre una posición abierta, en donde el elemento de válvula abre el pasadizo y los gases de escape son liberados para que se desplacen a través del pasadizo, y una posición cerrada, en donde el elemento de válvula bloquea el pasadizo y el paso de los gases de escape a través del pasadizo. El elemento de válvula tiene una abertura a través del mismo para permitir un flujo limitado de gases de escape a través de la abertura cuando la abertura está abierta. Un mecanismo accionador de válvula de escape está acoplado al elemento de válvula para mover el elemento de válvula entre la posición abierta y la posición cerrada. Un elemento de cierre está colocado junto a la abertura. El elemento de cierre tiene una posición abierta en donde el elemento de cierre está separado del elemento de válvula y permite un flujo de gases de escape a través de la abertura. El elemento de cierre tiene una posición cerrada en donde el elemento de cierre entra en contacto con el elemento de válvula alrededor de la abertura y evita un flujo de gases de escape a través de la abertura. Existe un mecanismo accionador de liberación, el mecanismo accionador de liberación incluye un elemento accionador que acopla operativamente el elemento de cierre. El mecanismo de liberación lleva al elemento de cierre a un acoplamiento operativo con el elemento de válvula con suficiente fuerza, cuando el elemento de válvula está cerrado, para mantener el elemento de cierre en la posición cerrada, cuando los gases de escape están por debajo de una presión predeterminada . De acuerdo con otro aspecto de la invención, se provee un método para evitar la acumulación de excesiva presión en un freno por compresión de aire para un motor de combustión interna, dicho freno tiene un pasadizo para gases de escape, un elemento de válvula ubicado de manera móvil dentro del pasadizo para el movimiento selectivo entre una posición abierta, en donde el elemento de válvula abre el pasadizo y los gases de escape son liberados para que se desplacen a través del pasadizo, y una posición cerrada, en donde el elemento de válvula bloquea el pasadizo e inhibe el paso de los gases de escape a través del pasadizo. El método incluye proveer una abertura a través del elemento de válvula para permitir un flujo limitado de gases de escape a través de la abertura cuando la abertura está abierta. Un elemento de cierre está colocado junto a la abertura para que el elemento de cierre tenga una posición abierta, en donde el elemento de cierre está separado del elemento de válvula y permite un flujo de gases de escape a través de la abertura. El elemento de cierre tiene una posición cerrada en donde el elemento de cierre contacta el elemento de válvula alrededor de la abertura y evita un flujo de gases de escape a través de la abertura. Se provee un mecanismo accionador de liberación e incluye un elemento accionador que acopla, de manera operativa, el elemento de cierre. El elemento de cierre es puesto en acoplamiento operativo con el elemento de válvula con suficiente fuerza, cuando el elemento de válvula está cerrado, para mantener el elemento de cierre en la posición cerrada cuando los gases de escape están por debajo de una presión predeterminada.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS En las figuras: La figura 1 es una vista transversal en diagrama de un freno por compresión de aire de liberación de presión, de acuerdo con una primera modalidad de la invención, que muestra el elemento de válvula principal cerrado y el elemento de cierre cerrado; La figura 2 es una vista similar a la figura 1, que muestra el elemento de válvula principal cerrado y el elemento de cierre abierto; La figura 3 es una vista similar a la figura 1, que muestra el elemento de válvula principal abierto; La figura 4 es una vista transversal en diagrama de un freno por compresión de aire de liberación de presión, de acuerdo con una segunda modalidad de la invención, que muestra el elemento de válvula principal cerrado y el elemento de cierre cerrado, el mecanismo accionador de liberación tiene una construcción bi-metal; La figura 5 es una vista transversal en diagrama de un freno por compresión de aire de liberación de presión, de acuerdo con una tercera modalidad de la invención, que muestra el elemento de válvula cerrado y el elemento de cierre abierto, el muelle de la válvula de liberación de presión es accionado por un accionador controlado, el freno se muestra en el modo de frenado de motor; La figura 6 es una vista simplificada de la modalidad de la figura 5, que muestra la válvula de liberación de presión en un modo secundario; La figura 7 es una vista en diagrama de un motor que incluye el freno de la figura 1; La figura 8 es una vista similar a la figura 1, que muestra una cuarta modalidad de la invención; La figura 9 es similar a la figura 6, que muestra una quinta modalidad de la invención; t La figura 10 es una vista similar a la figura 9, que muestra una sexta modalidad de la invención; y La figura 11 es una vista similar a la figura 5, y muestra una séptima modalidad de la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Refiriéndose a las figuras -13, el freno por compresión de aire de liberación de presión 10 en este ejemplo incluye una válvula de mariposa 12 que incluye un elemento de válvula 14 que gira alrededor de un eje 16. En otras modalidades se podrían utilizar otros tipos de válvulas. El elemento de válvula 14 se puede reemplazar con otros elementos móviles que se pueden colocar en el sistema de escape del motor. El elemento de válvula 14 se ubica en el cuerpo 13. La figura 7 muestra un motor 100 que incluye un colector de escape 101, un conducto de escape 102 y el freno por compresión de aire 10. El freno por compresión de aire está conectado al colector de escape por medio del conducto de escape. Refiriéndose nuevamente a las figuras 1-3, el cuerpo tiene un pasadizo 20 para los gases de escape descargados por el motor. Cuando está completamente cerrado, como se aprecia en la figura 1, el elemento de válvula en este ejemplo ocupa sustancialmente toda el área del pasadizo y, por consiguiente, bloquea un flujo de gases de escape provenientes del motor. El elemento de válvula puede detener completamente un flujo de gases de escape a través del pasadizo 20, aparte de la abertura 6 descrita a continuación, o puede permitir un pequeño flujo de gases alrededor del elemento de válvula, cuando el elemento de válvula está cerrado. Cuando el elemento de válvula está abierto, como se aprecia en la figura 3, el flujo de escape relativamente no tiene restricciones. Un mecanismo accionador de válvula de escape 15 establece el movimiento del elemento de válvula. En esta modalidad, el mecanismo 15 incluye un pistón 22 montado dentro de un cilindro 23 para reciprocidad entre las posiciones que se muestran en la figura 1 y la figura 3. El movimiento del pistón queda restringido por los topes 21 y 24 en los extremos opuestos del cilindro. Un muelle helicoidal 17, montado entre el pistón y el extremo 30 del cilindro, desvia el pistón hacia el extremo opuesto 32 del cilindro, lo cual representa la posición abierta del elemento de válvula. Una varilla 25 está conectada al pistón y se extiende hacia fuera en dirección al extremo 30 del cilindro. La varilla está conectada de manera giratoria en 19 a una palanca 18, la cual está conectada a un elemento cilindrico 3 que se extiende alrededor del eje 16. El elemento de válvula está conectado al elemento cilindrico de forma que el giro de la palanca 18 por medio del accionador 15 abre o cierra el elemento de válvula. El mecanismo accionador es dirigido para mover el elemento de válvula 14 a la posición abierta o cerrada por medio de una señal electrónica emitida por una unidad de control 80, la cual opera una válvula solenoide 81. Cuando la válvula solenoide 81 está abierta, se provee fluido motriz 82 para que actúe sobre el pistón 22 y asi ocasionar que se cierre el elemento de válvula 14. Cuando la válvula solenoide 81 está cerrada, el fluido motriz 82 es ventilado y se permite la abertura del elemento de válvula 14 a través de la acción del muelle 17. Como se ha analizado hasta ahora, el freno por compresión de aire generalmente es convencional. Sin embargo, este freno por compresión de aire se aparta del tipo convencional ya que tiene una abertura 6 en el elemento de válvula el cual, cuando se abre, permite que los gases de escape fluyan a través del elemento de válvula de la válvula de mariposa. Existe un elemento de cierre 34 configurado para cerrar la abertura 6 cuando se presiona contra el elemento de válvula, como se muestra en la figura 1. El elemento de cierre tiene un número de agujeros de montaje. Esos dos agujeros 36 y 38 se muestran en la figura 1. Una clavija se extiende de manera deslizable a través de cada uno de estos agujeros, incluyendo las clavijas 40 y 42 que se muestran en la figura 1. Típicamente más de dos de esos conjuntos de clavijas y agujeros estarán colocados alrededor del elemento de cierre 34 en relación separada. Cada una de las clavijas tiene una cabeza 46 como se muestra para la clavija 40. El extremo opuesto de cada clavija está rígidamente conectado al elemento de válvula, en este caso por acoplamiento ajustado con un agujero 50 que se extiende a través del elemento de válvula. Por lo tanto, el elemento de cierre 34 es libre de moverse hacia el elemento de válvula o lejos del elemento de válvula por deslizamiento en las clavijas 40 y 42. Hay un mecanismo accionador de liberación 70 que incluye un elemento accionador, en este caso una palanca 8, montada para rotación alrededor de un eje 60 ubicado fuera del conducto de escape. La palanca tiene un brazo 62 que se extiende a través de una ranura ubicada en 64 en el cuerpo 13. El brazo 62 está ajustado con una protuberancia 9, la cual en la posición de la figura 1, está contra el elemento de cierre de forma que sella la abertura 6. La palanca 8 tiene un brazo 65 ubicado dentro de un aloj amiento ' 66. Un muelle helicoidal 11 es desviado entre el alojamiento y el brazo 65 para empujar el brazo 62 y la protuberancia 9 contra el elemento de cierre para sellar la abertura 6. Cuando el elemento de válvula está cerrado, como se aprecia en la figura 2, y aumenta la presión de los gases de escape en el conducto 20, se alcanza una presión por medio de la cual la fuerza de los gases de escape en el elemento de cierre es suficiente para comprimir el muelle 11, a través del brazo 62 y la palanca 8, y ocasiona que el elemento de cierre se mueva lejos del elemento de válvula de la válvula de mariposa. Esto permite que los gases de escape escapen a través de la abertura 6 y, por consiguiente, limita la presión máxima en el conducto de escape . Cuando la válvula de mariposa está abierta, como se aprecia en la figura 3, el elemento de cierre se mueve lejos de la protuberancia 9. Sin embargo, se puede apreciar que el elemento de cierre está montado de manera suelta ya que está libre para deslizarse sobre las clavijas 40 y 42. Esto inhibe el elemento de cierre contra la adherencia al elemento de válvula de la válvula de mariposa en las altas temperaturas que se pueden encontrar en el conducto de escape . Se puede apreciar que el muelle 11 está montado fuera del conducto de escape 25 y, por consiguiente, no está sujeto a las altas temperaturas que se encuentran en el conducto de escape. Por consiguiente, este montaje exterior del muelle provee beneficios sustanciales en comparación con las disposiciones en donde existen muelles dentro del conducto de escape, los cuales pueden ser incapaces de soportar una exposición prolongada a los gases de escape calientes. La exposición a gases de escape calientes puede provocar la pérdida de precarga del muelle, lo cual cambiarla la presión a la que se libera la presión. La ubicación exterior del accionador 70 provee más espacio al accionador y, por lo tanto, más flexibilidad para el diseño del muelle. También, solo el brazo de bajo perfil relativamente 62 y la protuberancia 9 se extienden hacia el flujo del gas de escape cuando el freno por compresión de aire está abierto, como se aprecia en la figura 3, reduciendo asi al mínimo la restricción del fluj o . En la figura 8 se ilustra otra variación de la invención. Aguí, partes similares tienen números similares como en la modalidad de las figuras 1-3, con la designación adicional ".4". En este ejemplo, el elemento de cierre 34.4 está conectado de manera giratoria al brazo 62.4 y no está conectado de manera deslizable al elemento de válvula 14.4. La abertura 6.4 es cerrada por el elemento de cierre 34.4 que está montado directamente sobre el brazo. Los muelles de compresión típicamente tienen la característica de relajación a un nivel de precarga reducido a las temperaturas elevadas que se encuentran en un motor de combustión interna. Con una precarga de muelle reducida, la presión de liberación del freno por compresión de aire se reduce, reduciendo así el rendimiento del freno.

Otra modalidad de la presente invención, que se muestra en la figura 4, resuelve este problema proveyendo una precarga de resorte de accionador variable. Partes similares a las partes de la modalidad de las figuras 1-3 tienen números similares con la adición de ".2". La palanca del accionador 8.2 es de construcción bimetálica, calibrada para proveer una fuerza "F" en la dirección para comprimir el muelle 11.2 una cantidad adicional conforme aumenta la temperatura. Esta cantidad adicional de compresión recupera la fuerza de precarga que se pierde debido a la relajación del muelle. El freno por compresión de aire de liberación de presión se puede operar para calentar un motor frió. En una variación de las modalidades de las figuras 1-3, puede haber un pequeño orificio de purga en la válvula de mariposa para generar la presión de escape para calentar el motor a bajas velocidades de motor, esta presión es menor que la presión que abrirla el elemento de cierre contra la presión del muelle 11. Esto se puede hacer inhibiendo el elemento de cierre contra el cierre completo cuando la palanca 8 actúa sobre el mismo. Alternativamente, se puede perforar un pequeño agujero en el elemento de válvula, por ejemplo, aproximadamente 5 mm, para proveer el calentamiento del motor. Alternativamente, puede haber un espacio anular entre el elemento de válvula y el conducto de escape para proveer suficiente flujo de masa de derivación para calentamiento. Otra forma para proveer la operación de calentamiento del motor con el freno por compresión de aire de liberación de presión es proveer una abertura de dos pasos del elemento de cierre. Esta modalidad se muestra en la figura 5, en donde un accionador actúa sobre muelles anidados para proveer dos precargas de muelle y velocidades de muelle diferentes para diferentes niveles de presión de liberación. En la figura 5, el accionador 90 tiene una armadura 91. Un primer muelle 92, con una precarga de fuerza relativamente alta, es capturado entre la armadura del accionador 91 y la palanca del accionador de válvula de liberación de presión 8.3. Un segundo muelle 93, con una precarga de fuerza relativamente baja, es capturado entre el alojamiento del accionador 66.3 y la palanca del accionador 8.3. El muelle 93, que actúa solo, provee la fuerza para obtener una presión de liberación conveniente para el calentamiento del motor. El muelle 92 y el muelle 93, que actúan juntos, proveen la fuerza para obtener una presión de liberación conveniente para el frenado por compresión de aire del motor. En el modo de frenado, como se muestra en la figura 5, la armadura del accionador 91 se extiende para acoplar el muelle 92 y se provee una precarga de muelle para el frenado del motor. En el modo de calentamiento de motor, como se muestra en la figura 6, la armadura del accionador 91 es retraída para desacoplar el muelle 92 y se provee una precarga de resorte para el calentamiento del motor. En un motor que opera con un freno por compresión de aire activado, la presión de retorno de escape y la magnitud del posterior flotamiento de la válvula de escape se vuelve mayor conforme aumenta la velocidad del motor. La presión de escape puede ser elevada a bajas velocidades de motor, en donde el flotamiento de válvula característico y las velocidades de asentamiento son bajas, para incrementar la potencia de retardo en este rango. Sin embargo, la presión de escape debe quedar limitada a las velocidades de motor superiores, antes de alcanzar el límite para la velocidad de asentamiento de la válvula. Esto se logra con una característica para variar la presión de liberación en el freno por compresión de aire de liberación de presión, como se ilustra en las figuras 5 y 6. Se emplea un accionador secundario 90 para acoplar o desacoplar el elemento de muelle 92, según se requiera. El accionador 90 puede ser operado mecánicamente, por fluido o electromagnético y es dirigido por una señal emitida por la unidad de control 80.3. Los parámetros operativos del motor, por ejemplo, la velocidad del motor, se pueden emplear como entrada para determinar la característica de la señal de control. A continuación se describen con mayor detalle modalidades adicionales para un freno por compresión de aire de liberación de presión variable. Las figuras 5 y 6 muestran el uso de un muelle 92, el cual puede tener una velocidad de muelle constante o una velocidad de muelle variable. La precarga es establecida, de manera variable, por el tiempo de la armadura del accionador 91. Un tiempo más prolongado produce una precarga superior en el muelle 92 y eleva la presión de liberación. Se puede proveer un segundo muelle 93 para la operación de calentamiento del motor, tal como se describió anteriormente. Refiriéndose nuevamente a las figuras 5 y 6, el muelle 92 también se puede utilizar junto con el muelle 93 para proveer un cambio de paso en la presión de liberación. La precarga del resorte 93 puede proveer la primera precarga, como se muestra en la figura 6, para un primer nivel de presión de liberación. El muelle 92 puede ser acoplado, como se muestra en la figura 5, para proveer la precarga total superior para un nivel superior de presión de liberación. Refiriéndose a la figura 9, ésta muestra una modalidad similar a aquella de las figuras 5 y 6, pero utiliza muelles anidados 192a y 192b, cada uno de los cuales se puede acoplar de manera secuencial conforme se extiende la armadura del accionador 191. El acoplamiento de cada muelle representa un incremento gradual en la presión de liberación ya que la precarga de muelle total es asi incrementada. El muelle 193 puede ser provisto para la operación de calentamiento del motor, tal como se describió previamente . En la variación que se muestra en la figura 10, se provee un tope sólido 292 para deshabilitar el accionador de liberación de presión 70.6. Cuando el tope sólido 292 acopla la palanca 8.6, un elemento de cierre 34.6 es sostenido de manera firme contra el elemento de válvula 14.6 para evitar el flujo a través de la abertura 6.6. En este modo, la presión de escape aumentará sin ninguna liberación. El tope sólido 292 se desacopla cuando se desea la liberación de presión, lo cual está regulado por la precarga y la velocidad del muelle 293. La presión de escape también puede ser controlada electrónicamente como en la modalidad que se ilustra en la figura 11. El controlador 80.7 es programado con el algoritmo de control 300. El sensor de presión 383 mide la presión del gas de escape corriente ascendente del elemento de válvula 14.7. Opcionalmente, el sensor de temperatura 385 puede medir la temperatura del gas de escape corriente arriba del elemento de válvula 14.7. En respuesta a la entrada del sensor, la señal de control 388 es generada para operar el accionador 15.7, el cual actúa sobre el elemento de válvula 14.7. La señal de control 387 es generada para operar el accionador 390, el cual actúa sobre la palanca del accionador de liberación de presión 8.7 para a ustar el flujo del gas de escape a través de la abertura 6.7. Valores predeterminados para la presión de escape objetivo, o presión establecida Pset y la temperatura de escape máxima permisible Tmax se almacenan en el procesador de control 80.7 como se muestra en 302. La señal de presión de escape 384 es recibida desde el sensor de presión 383 y es registrada como la presión de escape medida Pexh en el controlador 80.7, como se muestra en 303. Opcionalmente, la señal de la temperatura de escape 386 es recibida desde el sensor de temperatura 385 y es registrada como la temperatura de escape medida Texh en el controlador 80.7, como se muestra en 304. El controlador 80.7- compara la presión de escape medida con el valor almacenado para la presión de escape establecida Pset en 305. Si la presión de escape medida no es igual a Pset en 306, el controlador 80.7 ocasiona que el accionador 390 ajuste la posición de la palanca del accionador 8.7 en 307, permitiendo que el gas de escape salga a través de la abertura 6.7. El controlador 80.7 recibe señales de presión continuas 384 provenientes del sensor de presión 383, como se muestra en 303, y el ajuste de la palanca del accionador 8.7 continúa hasta que la presión de escape medida iguala sustancialmente Pset como se muestra en 306. Cuando la presión de escape medida iguala la presión de escape predeterminada, se mantiene la posición de la palanca del accionador 8.7, manteniendo asi la presión de escape. La temperatura del flujo de escape 1.7 es importante en los sistemas de retardo, particularmente en los casos donde se utiliza tanto el freno por compresión de aire como un freno de liberación de compresión. Dicho sistema puede producir temperaturas de escape muy calientes, particularmente a velocidades de motor elevadas. El daño del motor y el rendimiento deficiente del retardo pueden ser el resultado en caso que las temperaturas de escape excedan un valor máximo permisible. Con el freno por compresión de aire controlado 10.7, el rendimiento de retardo del motor se puede optimizar a temperaturas por debajo de una temperatura máxima permisible Tmax. El controlador 80.7 opcionalmente puede comparar la temperatura de escape medida con el valor almacenado para la temperatura de escape máxima permisible Tmax en 305. Si la temperatura de escape medida es igual a, o excede Tmax en 306, el controlador 80.7 hace que el accionador 390 ajuste la posición de la palanca del accionador 8.7 en 307, permitiendo que el gas de escape salga a través de la abertura 6.7. El controlador 80.7 recibe señales de temperatura continuas 386 provenientes del sensor de temperatura 385, como se muestra en 304, y el ajuste de la palanca del accionador 8.7 continúa hasta que la temperatura de escape medida es menor que Tmax en 306. El freno por compresión de aire controlado 10.7 se puede operar en modo de calentamiento o retardo. El operador del vehículo selecciona el modo deseado en 301 por medio del uso de un interruptor u otro dispositivo de selección conocido en la técnica. Si el operador no realiza la selección del modo, el modo de retardo se puede designar como el modo predeterminado por el controlador 80.7. Si se selecciona el modo de calentamiento, el freno por compresión de aire controlado 10.7 es ajustado a una posición predeterminada por el controlador 80.7 50 en donde la presión de retorno es provista para calentar el motor después de su arranque. La posición predeterminada provee una carga ligera para el calentamiento del motor después del arranque. Este modo de calentamiento continúa hasta que se alcanza un valor de parámetro predeterminado. Este parámetro puede ser la temperatura de escape o la temperatura refrigerante del motor. El freno por compresión de aire que se muestra en las figuras 1-3 también reduce la carga y el desgaste del eje 16 en comparación con un freno por compresión de aire convencional. Cuando el accionador 15 comienza a abrir la válvula de mariposa, conforme se mueve de la posición de la figura 1 hacia la posición de la figura 3, existe una carga grande sobre el eje 16 debido a la alta presión de los gases de escape que actúan contra el elemento de válvula 14. En un freno por compresión de aire convencional, esta carga alta ocasiona una importante fricción y desgaste entre el eje y el cojinete que soporta el eje. Sin embargo, el eje de la modalidad ilustrada solo encuentra esta alta carga para una cantidad de movimiento relativamente pequeña. Una vez que el elemento de cierre se desplaza lejos de la protuberancia 9, los gases de escape quedan en libertad para desplazarse a través de la abertura 6 y, por lo tanto, la presión contra el elemento de válvula se reduce significativamente, para reducir la carga en el eje. Las otras modalidades tienen ventajas similares. Otras modalidades descritas en la presente invención tienen la característica de descargar la presión de escape antes de abrir el elemento de válvula principal 14 durante el apagado. Los requerimientos de fuerza del accionador de válvula principal 15 se ven significativamente reducidos. La modalidad de las figuras 5 y 6 se provee con la abertura de flujo 6.3 y el elemento de cierre 34.3. Cuando el controlador 80.3 recurre a un modo secundario, como en la figura 6, el muelle 92 es desacoplado por el accionador 90 de la palanca del accionador de liberación de presión 8.3. El muelle 93 solo provee una carga ligera para la presión de calentamiento y, por lo tanto, permite que el elemento de cierre 34.3 se abra fácilmente. La presión de retorno elevada desarrollada durante el frenado por compresión de aire se deja caer a través de la abertura 6.3 antes que el accionador 15.3 sea dirigido para abrir el elemento de válvula 14.3. De manera similar, la modalidad en la figura 9 tiene un modo secundario empleado por el controlador 80.5, el cual ocasiona que los muelles 192a y 192b se desacoplen de la palanca del accionador de liberación de presión 8.5. El muelle 193 provee solo una carga ligera para la presión de calentamiento y, por lo tanto, el elemento de cierre 34.5 se abre fácilmente. La presión de retorno elevada desarrollada durante el frenado por compresión de aire se deja caer a través de la abertura 6.5 antes que el accionador de válvula principal sea dirigido para abrir el elemento de válvula 14.5. La modalidad que se muestra en la figura 10 también provee la función de descarga de presión. Para este modo de operación, el tope sólido 292 es desacoplado de la palanca 8.6 para que el elemento de cierre 34.6 quede libre para moverse contra el muelle 293, el cual es provisto con una precarga ligera para que el elemento de cierre 34.6 se abra fácilmente. La presión de retorno elevada desarrollada durante el frenado por compresión de aire se deja caer a través de la abertura 6.6 antes que el accionador de válvula principal sea dirigido para abrir el elemento de válvula 14.6. La modalidad de la figura 11 también es provista con un tope sólido 392, el cual actúa sobre la palanca 8.7 para controlar el movimiento del elemento de cierre. El controlador 80.7 especifica que el tope sólido 392 sea completamente desacoplado de la palanca 8.7 cuando el freno por compresión de aire es deshabilitado en 301 en el algoritmo de control 300. Por lo tanto, el elemento de cierre queda libre para moverse contra el muelle 393, el cual es provisto con una precarga ligera para que el elemento de cierre se abra fácilmente. La presión de retorno elevada desarrollada durante el frenado por compresión de aire se deja caer a través de la abertura 6.7 antes que el accionador de válvula principal 15.7 sea dirigido para abrir el elemento de válvula 14.7. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que muchos de los detalles provistos anteriormente se proporcionan a manera de ejemplo únicamente y que se pueden modificar o eliminar sin apartarse del alcance de la invención

Claims (66)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Un freno por compresión de aire que comprende: un cuerpo que tiene un pasadizo para gases de escape en el mismo; Un elemento de válvula ubicado de manera móvil dentro del pasadizo para un movimiento selectivo entre una posición abierta, en donde el elemento de válvula abre el pasadizo y los gases de escape quedan en libertad para desplazarse a través del pasadizo y una posición cerrada, en donde el elemento de válvula bloquea el pasadizo y el paso de los gases de escape a través del pasadizo, el elemento de válvula tiene una abertura a través del mismo para permitir un flujo limitado de gases de escape a través de la abertura cuando la abertura está abierta; un mecanismo accionador de válvula de escape acoplado al elemento de válvula para mover el elemento de válvula entre la posición abierta y la posición cerrada; un elemento de cierre colocado junto a la abertura, el elemento de cierre tiene una posición abierta, en donde el elemento de cierre está separado del elemento de válvula y permite un flujo de gases de escape a través de la abertura, y el elemento de cierre tiene una posición cerrada, en donde el elemento de cierre contacta el elemento de válvula alrededor de la abertura e inhibe un flujo de gases de escape a través de la abertura; y un mecanismo accionador de liberación, el mecanismo accionador de liberación incluye un elemento accionador que acopla operativamente el elemento de cierre, el mecanismo de liberación pone al elemento de cierre en acoplamiento operativo con el elemento de válvula con suficiente fuerza, cuando el elemento de válvula está cerrado, para mantener el elemento de cierre en la posición cerrada cuando los gases de escape están por debajo de una presión predeterminada.

2. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento accionador está montado, de manera giratoria, y está desviado contra el elemento de cierre.

3. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento accionador está montado, de manera giratoria, en un punto de pivote exterior al pasadizo.

4.- El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento accionador está desviado por un mecanismo de desviación exterior al pasadizo.

5.- El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el mecanismo de desviación incluye un muelle.

6. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el mecanismo de desviación incluye un accionador de fluido.

7. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el mecanismo de desviación incluye un accionador eléctrico.

8. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de cierre está conectado de manera móvil al elemento de válvula.

9. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el elemento accionador está separado del elemento de cierre y contacta el elemento de cierre para desviar el elemento de cierre hacia la posición cerrada.

10. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 8, que además comprende proyecciones alargadas que se extienden desde el elemento de válvula alrededor de la abertura, el elemento de cierre tiene aberturas que reciben de manera deslizable las proyecciones alargadas.

11. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porgue las proyecciones son clavijas.

12. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de cierre está conectado al elemento accionador.

13. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento accionador es selectivamente desviado contra el elemento de cierre por medio de un muelle, un accionador secundario se puede acoplar con el muelle para acoplar selectivamente dicho muelle con el elemento accionador.

14. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 13, que además comprende un controlador para desacoplar dicho muelle del elemento accionador, en donde el acoplamiento o desacoplamiento de dicho muelle provee dos niveles diferentes de liberación de presión .

15. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento accionador incluye un elemento bimetálico fuera del pasadizo para compensar las fluctuaciones de temperatura fuera del pasadizo.

16. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho mecanismo accionador de liberación permite que el elemento de cierre se mueva a la posición abierta cuando los gases de escape están por arriba de la presión predeterminada .

17. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo y el elemento de válvula son componentes de una válvula de mariposa.

18. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento accionador es selectivamente desviado contra el elemento de cierre por medio de un par de muelles anidados, un accionador secundario acopla uno o ambos de dichos muelles con el elemento accionador.

19. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 4, que además comprende un accionador secundario conectado a un elemento que mantiene el elemento de cierre selectivamente en una posición cerrada contra la presión de los gases de escape.

20. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el accionador secundario es controlado electrónicamente.

21. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porgue el accionador secundario es controlado electrónicamente por un controlador de acuerdo con la presión de los gases de escape .

22. - El freno por compresión de aire de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el accionador secundario es controlado electrónicamente por un controlador de acuerdo con la temperatura de los gases de escape.

23. - Un método para evitar la acumulación de excesiva presión en un freno por compresión de aire para un motor de combustión interna, dicho freno tiene un pasadizo para gases de escape, un elemento de válvula ubicado de manera móvil dentro del pasadizo para el movimiento selectivo entre una posición abierta, en donde el elemento de válvula abre el pasadizo y los gases de escape son liberados para que se desplacen a través del pasadizo, y una posición cerrada, en donde el elemento de válvula bloquea el pasadizo e inhibe el paso de los gases de escape a través del pasadizo, el método comprende: proveer una abertura a través del elemento de válvula para permitir un flujo limitado de gases de escape a través de la abertura cuando la abertura está abierta; colocar un elemento de cierre junto a la abertura para que el elemento de cierre tenga una posición abierta, en donde el elemento de cierre está separado del elemento de válvula y permite un flujo de gases de escape a través de la abertura, el elemento de cierre tiene una posición cerrada, en donde el elemento de cierre contacta el elemento de válvula alrededor de la abertura e inhibe un flujo de gases de escape a través de la abertura; proveer un mecanismo accionador de liberación, el mecanismo accionador de liberación incluye un elemento accionador que acopla, de manera operativa, el elemento de cierre; y poner el elemento de cierre en acoplamiento operativo con el elemento de válvula con suficiente fuerza, cuando el elemento de válvula está cerrado, para mantener el elemento de cierre en la posición cerrada cuando los gases de escape están por debajo de una presión predeterminada .

24.- El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el elemento accionador está montado, de manera giratoria, y está desviado contra el elemento de cierre.

25.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el elemento accionador está montado, de manera giratoria, en un punto de pivote exterior al pasadizo.

26.- El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el elemento accionador está desviado por un mecanismo de desviación exterior al pasadizo.

27.- El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el mecanismo de desviación incluye un muelle.

28.- El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el mecanismo de desviación incluye un accionador de fluido.

29.- El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el mecanismo de desviación incluye un accionador eléctrico.

30.- El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el elemento de cierre está conectado de manera móvil al elemento de válvula .

31. - El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el elemento accionador está separado del elemento de cierre y contacta el elemento de cierre para desviar el elemento de cierre hacia la posición cerrada.

32. - El método de conformidad con la reivindicación 31, que además comprende proyecciones alargadas que se extienden desde el elemento de válvula alrededor de la abertura, el elemento de cierre tiene aberturas que reciben de manera deslizable las proyecciones alargadas .

33.- El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque las proyecciones son clavijas.

34. - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el elemento de cierre está conectado al elemento accionador.

35. - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el elemento accionador es selectivamente desviado contra el elemento de cierre por medio de un muelle, un accionador secundario se puede acoplar con el muelle para acoplar selectivamente dicho muelle con el elemento accionador.

36.- El método de conformidad con la reivindicación 35, que además comprende un controlador para desacoplar dicho muelle del elemento accionador, en donde el acoplamiento o desacoplamiento de dicho muelle provee dos niveles diferentes de liberación de presión.

37.- El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el elemento accionador incluye un elemento bimetálico fuera del pasadizo para compensar las fluctuaciones de temperatura fuera del pasadizo.

38. - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque dicho mecanismo accionador de liberación permite que el elemento de cierre se mueva a la posición abierta cuando los gases de escape están por arriba de la presión predeterminada.

39. - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el cuerpo y el elemento de válvula son componentes de una válvula de mariposa .

40.- El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el elemento accionador es selectivamente desviado contra el elemento de cierre por medio de un par de muelles anidados, un accionador secundario se puede acoplar con el muelle para acoplar selectivamente uno o ambos de dichos muelles con el elemento accionador.

41. - El método de conformidad con la reivindicación 23, que además comprende un accionador secundario conectado a un elemento que mantiene el elemento de cierre selectivamente en una posición cerrada contra la presión de los gases de escape.

42. - El método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el accionador secundario es controlado electrónicamente.

43. - El método de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque el accionador secundario es controlado electrónicamente por un controlador de acuerdo con la presión de los gases de escape.

44. - El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque el accionador secundario es controlado electrónicamente por un controlador de acuerdo con la temperatura de los gases de escape.

45. - ün motor de combustión interna que tiene un conducto de escape con un freno por compresión de aire conectado al mismo, el freno por compresión de aire tiene un cuerpo con un pasadizo para gases de escape en el mismo; un elemento de válvula ubicado de manera móvil dentro del pasadizo para el movimiento selectivo entre una posición abierta, en donde el elemento de válvula abre el pasadizo y los gases de escape son liberados para que se desplacen a través del pasadizo, y una posición cerrada, en donde el elemento de válvula bloquea el pasadizo e inhibe el paso de los gases de escape a través del pasadizo, el elemento de válvula tiene una abertura a través del mismo para permitir un flujo limitado de gases de escape a través de la abertura cuando la abertura está abierta; un mecanismo accionador de válvula de escape acoplado al elemento de válvula para mover el elemento de válvula entre la posición abierta y la posición cerrada; un elemento de cierre colocado junto a la abertura; el elemento de cierre tiene una posición abierta, en donde el elemento de cierre está separado del elemento de válvula y permite un flujo de gases de escape a través de la abertura, y el elemento de cierre tiene una posición cerrada en donde el elemento de cierre entra en contacto con el elemento de válvula alrededor de la abertura e inhibe un flujo de gases de escape a través de la abertura; y un mecanismo accionador de liberación, el mecanismo accionador de liberación incluye un elemento accionador que acopla operativamente el elemento de cierre, el mecanismo de liberación lleva al elemento de cierre a un acoplamiento operativo con el elemento de válvula con suficiente fuerza, cuando el elemento de válvula está cerrado, para mantener el elemento de cierre en la posición cerrada, cuando los gases de escape están por debajo de una presión predeterminada.

46.- El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el elemento accionador está montado, de manera giratoria, y está desviado contra el elemento de cierre.

47.- El motor de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque el elemento accionador está montado, de manera giratoria, en un punto de pivote exterior al pasadizo.

48.- El motor de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el elemento accionador está desviado por un mecanismo de desviación exterior al pasadizo.

49. - El motor de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el mecanismo de desviación es un muelle.

50. - El motor de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el mecanismo de desviación es un accionador de fluido.

51. - El motor de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el mecanismo de desviación incluye un accionador eléctrico.

52.- El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el elemento de cierre está conectado de manera móvil al elemento de válvula .

53. - El motor de conformidad . con la reivindicación 52, caracterizado porque el elemento accionador está separado del elemento de cierre y contacta el elemento de cierre para desviar el elemento de cierre hacia la posición cerrada.

54. - El motor de conformidad con la reivindicación 53, que además comprende proyecciones alargadas que se extienden desde el elemento de válvula alrededor de la abertura, el elemento de cierre tiene aberturas que reciben de manera deslizable las proyecciones alargadas .

55.- El motor de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque las proyecciones son clavijas.

56.- El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el elemento de cierre está conectado al elemento accionador.

57. - El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el elemento accionador es selectivamente desviado contra el elemento de cierre por medio de un muelle, un accionador secundario se puede acoplar con el muelle para acoplar selectivamente dicho muelle con el elemento accionador .

58. - El motor de conformidad con la reivindicación 57, que además comprende un controlador para desacoplar dicho muelle del elemento accionador, en donde el acoplamiento o desacoplamiento de dicho muelle provee dos niveles diferentes de liberación de presión.

59. - El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el elemento accionador incluye un elemento bimetálico fuera del pasadizo para compensar las fluctuaciones de temperatura fuera del pasadizo.

60. - El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque dicho mecanismo accionador de liberación permite que el elemento de cierre se mueva a la posición abierta cuando los gases de escape están por arriba de la presión predeterminada.

61. - El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el cuerpo y el elemento de válvula son componentes de una válvula de mariposa.

62. - El motor de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el elemento accionador es selectivamente desviado contra el elemento de cierre por medio de un par de muelles anidados, un accionador secundario se puede acoplar con los muelles para acoplar selectivamente uno o ambos de dichos muelles con el elemento accionador.

63. - El motor de conformidad con la reivindicación 45, que además comprende un accionador secundario conectado a un elemento que mantiene el elemento de cierre selectivamente en una posición cerrada contra la presión de los gases de escape.

64. - El motor de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque el accionador secundario es controlado electrónicamente.

65. - El motor de conformidad con la reivindicación 64, caracterizado porgue el accionador secundario es controlado electrónicamente por un controlador de acuerdo con la presión de los gases de escape.

66. - El motor de conformidad con la reivindicación 65, caracterizado porque el accionador secundario es controlado electrónicamente por un controlador de acuerdo con la temperatura de los gases de escape. RESUMEN DE LA INVENCION Un freno por compresión de aire tiene un cuerpo con un pasadizo para gases de escape en el mismo; un elemento de válvula está ubicado de manera móvil dentro del pasadizo para el movimiento selectivo entre una posición abierta, en donde el elemento de válvula abre el pasadizo y los gases de escape son liberados para que se desplacen a través del pasadizo, y una posición cerrada, en donde el elemento de válvula bloquea el pasadizo y el paso de los gases de escape a través del pasadizo; el elemento de válvula tiene una abertura a través del mismo para permitir un flujo limitado de gases de escape a través de la abertura cuando la abertura está abierta; un mecanismo accionador de válvula de escape está acoplado al elemento de válvula para mover el elemento de válvula entre la posición abierta y. la posición cerrada; un elemento de cierre está colocado junto a la abertura; el elemento de cierre tiene una posición abierta en donde el elemento de cierre está separado del elemento de válvula y permite un flujo de gases de escape a través de la abertura y el elemento de cierre tiene una posición cerrada en donde el elemento de cierre entra en contacto con el elemento de válvula alrededor de la abertura e inhibe un flujo de gases de escape a través de la abertura; un elemento accionador acopla operativamente el elemento de cierre; hay un mecanismo accionador de liberación, el mecanismo accionador de liberación incluye un elemento accionador que acopla operativamente el elemento de cierre; el mecanismo de liberación lleva al elemento de cierre a un acoplamiento operativo con el elemento de válvula con suficiente fuerza, cuando el elemento de válvula está cerrado, para mantener el elemento de cierre en la posición cerrada, cuando los gases de escape están por debajo de una presión predeterminada.