PT1526271E - Válvula de recirculação de gases de escape. - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "VÁLVULA DE RECIRCULAÇÃO DE GASES DE ESCAPE"

Enquadramento técnico A invenção refere-se a uma válvula de recirculação de gases de escape de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1.

No domínio da técnica dos veículos automóveis, nomeadamente no contexto da melhoria dos valores de emissão de um motor de combustão interna, bem como para baixar o consumo de combustível é já conhecido um método que consiste em prever a recirculação dos gases de escape para dentro da alimentação de ar fresco do motor de combustão interna.

Estado actual da técnica

Pelo documento DE 19603592 Cl ficou a ser conhecida uma válvula de recirculação de gases de escape na qual mediante um dispositivo cursor, que comporta uma pista curvilínea, o movimento giratório de um electroíman giratório é convertido de maneira forçada num movimento cursor do prato de válvula. Para esse efeito a haste de válvula é guiada na direcção axial, pelo que não consegue rodar. O documento US 4646705 descreve uma válvula de recirculação de gases de escape na qual um elemento de válvula em forma de 1 disco está fixado num fuso numa posição excêntrica, de modo que, a par de um movimento cursor necessário para obter a abertura da válvula, se efectua de maneira forçada um movimento giratório que é utilizado para soltar impurezas por raspagem.

Uma válvula de recirculação de gases de escape de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1 ficou a ser conhecida pelo documento EP 1111227 A2, estando neste caso previsto que um elemento de válvula seja no início do movimento de abertura não só levantado mas também rodado. Em virtude disso torna-se igualmente possível soltar impurezas e aderências no âmbito do movimento de abertura.

Descrição da invenção A invenção tem o objectivo de criar uma válvula de recirculação de gases de escape melhorada, que funciona também de maneira fiável na presença de uma acumulação apreciável de impurezas.

Este objectivo atinge-se pela adopção de uma válvula de recirculação de gases de escape com as caracteristicas descritas na reivindicação 1.

De acordo com aquela reivindicação a presente válvula comporta um accionamento rotativo e um mecanismo de conversão do movimento rotativo num movimento cursor. Um elemento de accionamento pode ser posto a girar por meio de um accionamento rotativo e constitui uma parte do mecanismo de conversão do movimento rotativo no movimento cursor. Além disso o elemento de accionamento, que, como já se referiu, pode ser accionado de 2 modo a girar por acção do accionamento rotativo, pode subir e descer em consequência da rotação do mecanismo de conversão do movimento rotativo no movimento cursor. No essencial o elemento de accionamento providencia a subida e a descida do elemento de válvula para em consequência disso fazer abrir e fechar a mesma válvula. Para esse efeito o elemento de accionamento é um elemento de válvula, em relação ao qual se trata por exemplo de uma haste de válvula com um prato de válvula fixado na mesma, que estão ligados entre si de tal maneira que um levantamento e um abaixamento do elemento de accionamento ou, dito de maneira genérica, um movimento de translação, são transmitidos ao elemento de válvula.

De acordo com a invenção o elemento de accionamento está no entanto ligado em termos de rotação com o elemento de válvula pelo menos na direcção de abertura. Esta ligação por rotação pode ser indirecta ou directa. Dito por outras palavras, o elemento de válvula pode rodar durante a abertura em conjunto com o elemento de accionamento, não sendo no entanto arrastado por rotação de maneira forçada durante essa abertura. Aqui reside a diferença e a vantagem decisiva em relação aos arranjos até à data conhecidos, nos quais se efectuava sempre de maneira forçada um movimento giratório do elemento de válvula em conjunto com o seu movimento cursor. A medida preconizada pela invenção oferece a vantagem de a abertura da válvula se tornar também possível nos casos em que uma colagem persistente ou uma acumulação de impurezas prende o elemento de válvula na sua posição (angular). Nas válvulas de recirculação de gases de escape até agora conhecidas e de início descritas esta situação ocorria no caso de a rotação do elemento de válvula, prevista de maneira forçada, provocar um bloqueio do elemento de válvula, do elemento de accionamento e em consequência disso de todo o 3 accionamento, sempre que a acumulação de impurezas impedia o movimento giratório. Dito por outras palavras, a válvula não conseguia ser aberta num caso do género referido, o que representa uma falha de funcionamento indesejável.

Na válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção o elemento de accionamento pode rodar pelo menos na direcção de abertura em relação ao elemento de válvula que ficou preso (por exemplo em consequência de aderência) . Por esse motivo a rotação do elemento de accionamento não é impedida mesmo que o elemento de válvula esteja preso, sendo esse movimento giratório convertido por acção do mecanismo de conversão do movimento rotativo no movimento cursor num movimento de elevação, de modo que a válvula pode ser aberta sem falhas. Globalmente torna-se assim possível assegurar um funcionamento isento de falhas. Na válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção a fricção que actua entre o elemento de accionamento e o elemento de válvula pode ser utilizada para efectuar um ajuste no sentido de definir a força que provoca um movimento giratório do elemento de válvula e ainda definir a partir de que valor limiar se pretende admitir um movimento giratório entre o elemento de accionamento e o elemento de válvula, para assim evitar um bloqueio da válvula. Desde que entre os elementos atrás referidos actue um determinado grau de fricção, torna-se possível soltar aderências ou acumulações de impurezas que requeiram menos força do que a provocada pela fricção atrás descrita, e isto pelo facto de o elemento de válvula ser arrastado à rotação pelo elemento de accionamento, o que permite soltar eventuais aderências. Caso se verifique no entanto que estas aderências são mais fortes do que a ligação por atrito entre os elementos já referidos, verifica-se um movimento giratório do elemento de accionamento em relação 4 ao elemento de válvula, de modo que também neste caso não ocorre nenhum bloqueio, podendo a válvula ser aberta em consequência do movimento giratório do mecanismo de accionamento. Neste contexto deverá também referir-se que habitualmente o elemento de accionamento pode rodar de maneira perfeitamente livre em relação ao elemento de válvula, à excepção do já descrito efeito de fricção, não sendo intercaladas quaisquer molas ou elementos similares entre aqueles elementos. Deverá no entanto ser referido que, como se torna visível nas figuras, um colar de elemento de válvula alargado pode ser inserido no elemento de accionamento na zona de um recesso conformado no mesmo. Para fixar o elemento de válvula provido do seu colar alargado, pode intercalar-se entre o elemento de fixação e o colar por exemplo uma mola de prato, que só serve no entanto para obter uma fixação axial. Esta mola não actua no entanto entre o elemento de válvula e o elemento de accionamento, de modo que também nesta variante acabada de referir se dispõe de uma ligação que permite um movimento giratório livre, exceptuando a já referida fricção. Esta medida, isto é, a possibilidade de haver um movimento totalmente livre entre o elemento de válvula e o elemento de accionamento está nomeadamente prevista para a modificação em que o elemento de accionamento não constitui uma parte integrante do mecanismo de conversão do movimento rotativo no movimento cursor. Uma forma de realização deste género pode ser encarada apesar do atrás exposto em relação ao assunto e constituirá nomeadamente uma válvula provida de uma ligação que permite um movimento giratório totalmente livre entre o elemento de válvula e o elemento de accionamento, pelo que deverá também ser considerada objecto do presente registo.

Com vista à possibilidade atrás descrita de conseguir pelo ajuste de determinadas condições de fricção entre o elemento de 5 accionamento e o elemento de válvula uma característica bem definida no sentido de obter a libertação de impurezas, deverá referir-se que a ligação à rotação de acordo com a invenção entre o elemento de accionamento e o elemento de válvula, quer a mesma seja indirecta ou directa, poder também estar prevista numa válvula de recirculação de gases de escape que comporta um accionamento por translação, por exemplo mediante um solenoide em vez de um accionamento por rotação. Numa válvula de recirculação de gases de escape desse género pode estar igualmente previsto um movimento giratório do elemento de válvula para soltar aderências durante o movimento de abertura. Este movimento giratório pode ser obtido mediante um mecanismo de conversão do movimento rotativo no movimento cursor, mecanismo esse que converte o movimento de accionamento por translação pelo menos num ligeiro movimento giratório do elemento de válvula. Dito por outras palavras, o elemento de accionamento é neste caso rodado em consequência do movimento de translação. Para também neste caso evitar um bloqueio, pode estar prevista uma ligação à rotação entre o elemento de accionamento e o elemento de válvula para que não esteja previsto de maneira forçada um movimento giratório para soltar impurezas, podendo em vez disso a válvula ser também aberta no caso de a acumulação de impurezas bloquear um movimento giratório, sendo essa abertura então provocada pelo movimento de translação.

Aperfeiçoamentos preferidos da válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção encontram-se descritos nas reivindicações dependentes.

Para obter um apoio giratório entre o elemento de accionamento e o elemento de válvula, verificou-se ser vantajoso 6 utilizar um casquilho de apoio. Um elemento deste género permite concretizar a fricção atrás descrita. Torna-se nomeadamente possível, pela escolha adequada das condições de ajuste entre os elementos atrás referidos e/ou pela escolha apropriada dos materiais, concretizar a característica pretendida no que se refere à transmissão da força de fricção.

Se bem que durante o fecho da válvula pode estar previsto de maneira forçada um arrasto à rotação do elemento de válvula por acção do elemento de accionamento, dá-se preferência a que o elemento de accionamento possa girar em relação ao elemento de válvula em todas as direcções, isto é, também na direcção de fecho.

Para realizar o mecanismo de conversão do movimento rotativo no movimento cursor, dá-se preferência a uma pista em espiral na qual assenta pelo menos um rolete fixado de maneira estacionária e apoiado de modo a poder girar. Dito por outras palavras, está previsto no elemento de accionamento, neste caso preferido, por exemplo um rasgo com a forma de uma linha bastante curta em espiral. Quando o elemento de accionamento começa a rodar o flanco do rasgo apoia-se no rolete encaixado no rasgo e provoca em virtude do movimento giratório do elemento de accionamento um movimento de translação do mesmo, o que pode ser aproveitado para abrir e fechar a válvula.

Se bem que em princípio se possam imaginar quaisquer formas de construção apropriadas para o elemento de válvula, pretende-se actualmente de um modo preferido, em relação à válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção, que o elemento de válvula seja uma haste de válvula na qual se encontra fixado um prato de válvula. De um modo preferido a 7 haste de válvula é giratória, estando no entanto fixada de maneira estacionária na direcção axial no elemento de accionamento para assim se poderem obter as vantagens acima descritas. É no entanto também de igual modo pensável que a haste de válvula, que no presente caso é parte integrante do mecanismo de conversão do movimento giratório no movimento cursor, esteja em todas as circunstâncias rigidamente ligada com o elemento de accionamento, podendo o prato de válvula executar um movimento giratório em relação à haste de válvula. Também deste modo se torna possível conseguir a abertura da válvula mediante um movimento cursor, mesmo que o prato de válvula esteja colado à sua sede de válvula, situação essa que no caso de estar previsto um movimento giratório forçado do prato de válvula teria como consequência um bloqueio dessa válvula.

Especiais vantagens no que se refere à montagem da válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção obtêm-se sempre que o elemento de accionamento tiver uma configuração bipartida.

Breve descrição dos desenhos A invenção será de seguida descrita mais em pormenor, meramente a título de exemplo, mediante formas de realização representadas nos desenhos. Mostra-se na:

Fig. 1 uma representação em corte da válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção; e

Fig. 2 uma vista em perspectiva e parcialmente em corte da válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção.

Descrição de uma forma de realização preferida da invenção A válvula 10 de recirculação de gases de escape que a fig. 1 mostra apresenta antes de mais na sua parte superior algumas peças de invólucro, bem como ligações para os sensores de retransmissão de posição e elementos similares existentes. Para os efeitos da presente invenção a descrição pode concentrar-se no modo como se efectua a actuação em consequência de uma rotação da roda dentada 12. Deverá referir-se que no que respeita ao accionamento rotativo previsto se poderá imaginar a utilização de um qualquer accionamento, como por exemplo um motor de binário elevado ou um motor de corrente continua. Só é importante que se torne possível accionar por rotação um assim chamado elemento de accionamento. No exemplo apresentado tal propósito realiza-se por intermédio da referida roda dentada 12 que está ligada por meio de dois pinos 46 de arrasto, dos quais na figura só um é visível, com o elemento 14 de accionamento que no essencial tem a forma de um casquilho. Numa parte superior do elemento 14 de accionamento está antes de mais prevista uma mola 48 que tem a configuração de uma mola de torção e que confere uma tensão prévia ao elemento de accionamento na sua posição fechada, de modo que se torna possível haver de maneira fiável um fecho da válvula quando o accionamento falhar. No que se refere a esta mola trata-se de uma mola espiral ou de uma chamada mola de relojoeiro que durante a abertura da válvula é deformada de tal maneira que fica a exercer uma força giratória na direcção de fecho. A periferia exterior do elemento 14 de 9 accionamento tem configurada uma pista de deslizamento com a forma de um rasgo 16, pista essa que constitui uma secção de uma linha em espiral. Sobre esta pista 16 em espiral assenta no exemplo que se mostra um rolete 18. 0 rolete 18 está ligado a um eixo 20 que é fixo em relação ao corpo 22, podendo esse rolete girar no entanto em torno do eixo 20.

Como se reconhece sem problemas, uma rotação do elemento 14 de accionamento no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, visto pelo lado de cima e partindo da situação representada na fig. 1, faz com que o rolete 18 role sobre o flanco superior 24 do rasgo, sendo o elemento 14 de accionamento, devido à configuração em forma de espiral da pista sobre a qual o rolete 18 desliza, movido para o lado de cima, o que tem como consequência a abertura da válvula, para o que o prato 26 de válvula se separa da sede 28 de válvula. Este movimento é assegurado nomeadamente pelo facto de na furação interior do elemento 14 de accionamento estar previsto um recesso 30 e na haste 32 de válvula um ressalto 34. No exemplo que se mostra encontra-se ainda situada entre a haste 32 de válvula e o elemento 14 de accionamento um bucim 36 de apoio que durante o levantamento do elemento 14 de accionamento e em particular do seu recesso 30 transmite a força à haste 32 de válvula e em particular ao seu ressalto 34. Durante o fecho a operação efectua-se na direcção inversa. Pela rotação do elemento 14 de accionamento e pelo rolamento do rolete 18 dentro da pista em forma de espiral, conformada na periferia exterior do elemento 14 de accionamento, esse elemento 14 de accionamento é premido para o lado de baixo. Pela ligação fixa na direcção axial da haste 32 de válvula com o elemento de accionamento este é igualmente premido para o lado de baixo, de modo que o prato 10 26 de válvula fica de novo a assentar na sede 28 de válvula, pelo que a válvula é fechada.

De acordo com a invenção o elemento de válvula, que no caso apresentado é a haste 32 de válvula, está apoiado de modo a poder rodar em relação ao elemento 14 de accionamento. Esta operação efectua-se no exemplo que se mostra mediante o casquilho 36 de apoio. Partindo do estado em que a válvula está fechada, tal como se mostra na fig. 1, o elemento 14 de accionamento pode portanto rodar em relação ao elemento 32 de válvula, que porventura se encontra preso devido a fenómenos de colagem. Uma vez que este movimento giratório também é possível quando o elemento de válvula estiver preso, o mecanismo de conversão do movimento giratório num movimento cursor, sob a forma de uma pista 16 em espiral e de um rolete 18, pode actuar para levantar o elemento 14 de accionamento e deste modo provocar a abertura da válvula. Deste modo é possível realizar uma abertura isenta de falhas e globalmente um funcionamento também isento de falhas. Deverá referir-se ainda em complemento que numa secção inferior da haste 32 de válvula esta está apoiada de modo a poder rodar e a poder deslocar-se dentro de casquilhos 38 de apoio apropriados, que estão fixados no corpo 22. Neste particular pode além disso, de maneira vantajosa, estar prevista uma vedação da haste.

Na fig. 2 a válvula 10 de recirculação de gases de escape de acordo com a invenção encontra-se em complemento representada numa vista em perspectiva, sendo mostrados outros componentes, como por exemplo um motor 40 que imprime um movimento giratório. A rotação do motor é transmitida por diversas rodas dentadas 42 a uma roda dentada 12 que está posicionada de uma maneira um pouco diferente da da forma de realização da fig. 1, sendo a 11 força transmitida a partir dessa roda ao elemento 14 de accionamento. Na fig. 2 reconhece-se além disso que o elemento 14 de accionamento pode ter, por motivos ligados ao seu fabrico, uma configuração bipartida. Esta configuração é nomeadamente realizada, como se mostra a título de exemplo, nos casos em que a forma bipartida do elemento 14 de accionamento provoca também uma forma bipartida da pista 16 em espiral, de modo que esta, dito por outras palavras, é formada por uma combinação das duas partes do elemento de accionamento. Para finalizar deverá referir-se que uma mola 44 de torção pode assegurar que a válvula esteja sujeita na posição de fecho a uma tensão prévia, de modo que mesmo em caso de haver uma falha na área do accionamento rotativo 40 continua a ser providenciado um fecho seguro da válvula.

Lisboa, 18 de Junho de 2007 12

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Válvula (10) de recirculação de gases de escape com: um accionamento rotativo (40), um mecanismo (14, 18) de conversão do movimento rotativo num movimento cursor, um elemento (14) de accionamento mediante o qual o accionamento rotativo (40) pode ser accionado por rotação e que constitui uma parte integrante do mecanismo (14, 18) de conversão do movimento rotativo no movimento cursor e que devido a esse mecanismo pode executar um movimento de translação em consequência daquela rotação e um elemento (32, 26) de válvula, caracterizada por o elemento (14) de accionamento estar ligado ao elemento (32) de válvula de modo a permitir uma livre rotação pelo menos na direcção de abertura, se exceptuarmos a fricção.
2. 2. Válvula de recirculação de gases de escape de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por entre o elemento (14) de accionamento e o elemento (32) de válvula estar previsto um casquilho (36) de apoio.
3. 3. Válvula de recirculação de gases de escape de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por o elemento (14) de 1 accionamento poder rodar em relação ao elemento (32) de válvula também na direcção de fecho.
4. 4. Válvula de recirculação de gases de escape de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o mecanismo (14, 18) de conversão do movimento rotativo no movimento cursor comportar uma pista (16) em espiral na qual está encaixado pelo menos um rolete (18) fixado de maneira estacionária, mas podendo girar sobre si próprio.
5. 5. Válvula de recirculação de gases de escape de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o elemento de válvula ser uma haste (32) de válvula na qual está fixado um prato (26) de válvula.
6. 6. Válvula de recirculação de gases de escape de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o elemento (14) de accionamento ter uma configuração bipartida. Lisboa, 18 de Junho de 2007 2