ES2258993T3 - Mariposa del tipo de cuerpo rotativo para un motor de combustion interna de encendido por chispa. - Google Patents
Mariposa del tipo de cuerpo rotativo para un motor de combustion interna de encendido por chispa.Info
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Abstract
Una válvula de mariposa del tipo de cuerpo rotativo para un motor de combustión interna de encendido por chispa en el que dicha válvula incluye una caja de válvula (21) en cuyo interior se forma un paso de entrada (22a, b; 32a, b), formándose en el medio de dicho paso de admisión (22a, b; 32a, b) una porción de rebaje de cuerpo rotativo (22d) que adopta como su eje una línea que interseca un eje central (22c; 32c) de dicho paso de admisión, y un elemento de válvula (23; 33) en forma de cuerpo rotativo que se encaja rotativamente en dicha porción de rebaje de cuerpo rotativo (22d) de dicha caja de válvula (21), y en dicho elemento de válvula (23; 33) se forma un paso de comunicación (25; 35) que hace que un paso de entrada situado hacia arriba (22a; 32a) y un paso de admisión situado hacia abajo (22b, 32b) intercalando dicha porción de rebaje de cuerpo rotativo (22d) de dicha caja de válvula (21) comuniquen entre sí, donde un área en sección transversal de dicho paso de admisión situado hacia arriba (22a, 32a) se reduce en la dirección hacia abajo en forma de embudo, caracterizada porque en al menos una porción de una superficie de pared de embudo inclinada de dicho paso de entrada situado hacia arriba (22a; 32a) se forma una ranura longitudinal (29; 39a, b), que se extiende paralela a un plano planar incluyendo un eje (22c; 32c) de dicho paso de entrada situado hacia arriba (22a, 32a) y un eje rotativo (24; 34) de dicha válvula y tiene una profundidad (s) no superior a un grosor máximo (t) de una pared de válvula (26b; 36b) de dicho elemento de válvula (23; 33).
Description
Mariposa del tipo de cuerpo rotativo para un
motor de combustión interna de encendido por chispa.
La presente invención se refiere a una válvula
de mariposa del tipo de cuerpo rotativo para un motor de combustión
interna de encendido por chispa, y más en particular a una válvula
de mariposa del tipo de cuerpo rotativo que puede reducir la
resistencia al flujo, según la parte de preámbulo de la
reivindicación 1. Dicha válvula de mariposa del tipo genérico es
conocida por US-A-4 271 096. A
continuación se explican otros antecedentes de la invención.
Como válvulas de mariposa del tipo de cuerpo
rotativo para un motor de combustión interna de encendido por
chispa, se han descrito y se han llevado a la práctica varias
válvulas incluyendo la descrita en la Publicación de Modelo de
Utilidad japonés no examinada número H4-47396.
La figura 12 es una vista frontal (una vista de
flecha según se ve en la dirección de la flecha de una línea
XII-XII de la figura 13) que muestra el estado
plenamente cerrado de una válvula de un ejemplo de dicha válvula de
mariposa de tipo de cuerpo rotativo convencional, la figura 13 es
una vista en sección transversal según se ve en la dirección de la
flecha de una línea XIII-XIII de la figura 12, la
figura 14 es una vista similar en sección transversal que muestra un
estado totalmente abierto de la válvula y la figura 15 es una vista
en sección transversal que muestra un estado semiabierto de la
válvula.
En dichos dibujos, el número 01 indica una caja
de válvula y se forman pasos de admisión 02a, 02b en el interior de
la caja de válvula 01. En el interior de la caja de válvula 01 se ha
formado una porción cilíndrica de rebaje 02d que adopta una línea 04
que interseca un eje central 02c de los pasos de admisión 02a, 02b
como su eje. Un elemento columnar de válvula 03 está encajado en la
porción cilíndrica de rebaje de tal manera que el elemento de
válvula 03 pueda girar alrededor del eje 04. El elemento de válvula
03 está provisto de un paso de comunicación 05 que hace que el paso
de entrada situado hacia arriba 02a y el paso de entrada situado
hacia abajo 02b que intercalan la porción cilíndrica de rebaje 02d
de la caja de válvula 01 comuniquen entre sí.
Porciones de pared 06a, 06b del elemento de
válvula 03 dispuestas fuera del paso de comunicación 05 se acomodan
en la porción cilíndrica de rebaje 02d de la caja de válvula 01
cuando la válvula de mariposa está en el estado totalmente abierto
representado en la figura 14. En la figura 12, el número 07 indica
un paso de flujo al tiempo de la marcha en vacío.
En la válvula de mariposa del tipo de cuerpo
rotativo, dado que no hay obstáculos en el interior del paso de
flujo, el flujo en el estado totalmente abierto es ideal. Sin
embargo, cuando la válvula se abre con un grado de abertura
intermedio como se representa en la figura 15, mientras la porción
de pared 06a, 06b del elemento de válvula 03 dispuesto fuera del
paso de comunicación 05 sobresale al interior del paso de flujo, la
porción cilíndrica de rebaje 02d de la caja de válvula 01 que
acomoda las porciones de pared 06a, 06b dispuestas en el exterior
del paso de comunicación 05 en el estado totalmente abierto de la
válvula se abre al paso de flujo y por lo tanto se generan
torbellinos a, b, c, d de manera que se incrementa la resistencia al
flujo generando así pérdida de presión.
El objeto general de la presente invención es
proporcionar una válvula de mariposa del tipo genérico que genera
menos torbellinos en comparación con la técnica anterior.
Este objeto se logra con una válvula de mariposa
del tipo de cuerpo rotativo para un motor de combustión interna de
encendido por chispa en el que la válvula incluye una caja de
válvula en cuyo interior se ha formado un paso de entrada,
formándose en el medio del paso de entrada una porción de rebaje de
cuerpo rotativo que adopta como su eje una línea que interseca un
eje central del paso de entrada, y un elemento de válvula en forma
de cuerpo rotativo que se encaja rotativamente en la porción de
rebaje de cuerpo rotativo de la caja de válvula, y en el elemento de
válvula se forma un paso de comunicación que hace que un paso de
entrada situado hacia arriba y un paso de admisión situado hacia
abajo intercalando la porción de rebaje de cuerpo rotativo de la
caja de válvula comuniquen entre sí. El paso de entrada situado
hacia arriba reduce su área en sección transversal hacia abajo en
forma de embudo, y en al menos una porción de una superficie de
pared inclinada del paso de entrada situado hacia arriba se forma
una ranura que es paralela a un plano planar incluyendo un eje del
paso de entrada situado hacia arriba y un eje rotativo de la válvula
y tiene una profundidad que no excede de un grosor de una pared de
válvula del elemento de válvula.
Al tiempo de abrir la válvula con el grado de
abertura intermedio, resulta posible hacer pequeños los torbellinos
en el flujo que entra en el paso de comunicación. Por lo tanto, se
puede disminuir la resistencia al flujo al tiempo de abrir la
válvula con el grado de abertura intermedio.
Una realización preferida de la presente
invención proporciona una válvula de mariposa del tipo de cuerpo
rotativo para un motor de combustión interna de encendido por chispa
en la que la válvula incluye una caja de válvula en cuyo interior
se ha formado un paso de entrada, formándose en el medio del paso de
entrada una porción de rebaje de cuerpo rotativo que adopta como su
eje una línea que interseca un eje central del paso de entrada; y
un elemento de válvula en forma de cuerpo rotativo que se encaja
rotativamente en la porción de rebaje de cuerpo rotativo de la caja
de válvula, y en el elemento de válvula se forma un paso de
comunicación que hace que un paso de entrada situado hacia arriba y
un paso de entrada situado hacia abajo intercalando la porción de
rebaje de cuerpo rotativo de la caja de válvula comuniquen entre sí.
Un agujero pasante que se dirige desde el paso de comunicación del
elemento de válvula en una dirección que interseca el eje central
del paso de comunicación y llega solamente a una de las superficies
rotativas externas del elemento de válvula se forma en el elemento
de válvula y el paso de entrada situado hacia arriba reduce su área
en sección transversal hacia abajo en forma de embudo, y en al menos
una porción de una superficie de pared inclinada del paso de entrada
situado hacia arriba se forma una ranura que es paralela a un plano
planar incluyendo un eje del paso de entrada situado hacia arriba y
un eje rotativo de la válvula y tiene una profundidad que no excede
de un grosor de una pared de válvula del elemento de válvula.
Según esta constitución, al tiempo de abrir la
válvula en el estado de abertura intermedia de la válvula, los
torbellinos pueden ser pequeños. Por lo tanto, se puede reducir la
resistencia al flujo.
Las realizaciones preferidas de la invención se
explican a continuación en unión con los dibujos.
La figura 1 es una vista frontal (una vista
según se ve en la dirección de la flecha de una línea
I-I de la figura 2) que muestra el estado
plenamente cerrado de una válvula de mariposa del tipo de cuerpo
rotativo de una primera realización que no pertenece a la
invención, y que no está cubierta por la reivindicación 1.
La figura 2 es una vista en sección transversal
según se ve en la dirección de la flecha de una línea
II-II de la figura 1.
La figura 3 es una vista en sección transversal
que muestra un estado totalmente abierto de la válvula de
mariposa.
La figura 4 es una vista en sección transversal
que muestra un estado semiabierto de la válvula de mariposa.
La figura 5 es una vista en sección transversal
según se ve en la dirección de la flecha de una línea
V-V de la figura 3.
La figura 6 es una vista frontal (una vista como
se ve por una línea VIVI de la figura 7) que muestra el estado
plenamente cerrado de una válvula de mariposa del tipo de cuerpo
rotativo que muestra una realización de la invención.
La figura 7 es una vista en sección transversal
según se ve en la dirección de la flecha de una línea
VII-VII de la figura 6.
La figura 8 es una vista en sección transversal
que muestra un estado totalmente abierto de la válvula de
mariposa.
La figura 9 es una vista en sección transversal
que muestra un estado semiabierto de la válvula de mariposa.
La figura 10 es una vista en sección transversal
según se ve en la dirección de la flecha de una línea
X-X de la figura 8.
La figura 11 es una vista en sección transversal
que muestra el estado del grado de abertura intermedio en otra
realización de la invención.
La figura 12 es una vista frontal (una vista
según se ve en la dirección de la flecha de una línea
XII-XII de la figura 13) que muestra el estado
plenamente cerrado de un ejemplo de una válvula de mariposa del tipo
de cuerpo rotativo convencional.
La figura 13 es una vista en sección transversal
según se ve en la dirección de la flecha de una línea
XII-XIII de la figura 12.
La figura 14 es una vista en sección transversal
que muestra un estado totalmente abierto de la válvula de
mariposa.
La figura 15 es una vista en sección transversal
que muestra un estado semiabierto de la válvula de mariposa.
Realización
1
Las figuras 1 a 5 muestran una primera
realización de una válvula de mariposa del tipo de cuerpo rotativo
por razones ilustrativas. Esta primera realización no es parte de la
presente invención ni está cubierta de ninguna forma por la
reivindicación 1.
En las figuras 1 a 5, el número 11 indica una
caja de válvula, y se forman pasos de admisión 12a, 12b en el
interior de la caja de válvula 11. En el interior de la caja de
válvula 11 se ha formado una porción cilíndrica de rebaje 12d que
adopta como su eje una línea 14 que interseca un eje central 12c de
los pasos de admisión 12a, 12b. Un elemento columnar de válvula 13
está montado en la porción cilíndrica de rebaje de tal manera que el
elemento de válvula 13 pueda girar alrededor del eje 14. El elemento
de válvula 13 está provisto de un paso de comunicación 15 que hace
que el paso de entrada situado hacia arriba 12a y el paso de entrada
situado hacia abajo 12b intercalando la porción cilíndrica de rebaje
12d de la caja de válvula 11 comuniquen entre sí.
Porciones de pared 16a, 16b del elemento de
válvula 13 dispuestas fuera del paso de comunicación 15 se acomodan
en la porción cilíndrica de rebaje 12d de la caja de válvula 11
cuando la válvula de mariposa está en el estado totalmente abierto
representado en la figura 3. En la figura 1, el número 17 indica un
paso de flujo al tiempo de la marcha en vacío.
Aunque la constitución es igual a la
constitución de la técnica anterior que se ha explicado en unión con
las figuras 12 a 15, en la primera realización mostrada en las
figuras 1 a 5, se forma un agujero pasante 18 en el elemento de
válvula 13 de tal manera que el agujero pasante 18 se dirija desde
el paso de comunicación 5 del elemento de válvula 13 en una
dirección que interseca un eje central 15a del paso de comunicación,
pase por una pared 16a de dos paredes de válvula opuestas 16a, 16b,
y llegue a una superficie rotativa exterior del elemento de válvula
13.
Dado que la primera realización explicada tiene
dicha constitución, cuando la válvula se abre con el grado de
abertura intermedio como se representa en la figura 4, debido a un
flujo que entra en el paso de comunicación 15 a través del agujero
pasante 18, los torbellinos a, c pueden ser pequeños. Por
consiguiente, se puede reducir la pérdida de presión cuando la
válvula se abre con el grado de abertura inter-
medio.
medio.
En el estado totalmente abierto de la válvula,
como se representa en la figura 3, aunque se genera el torbellino e
en el interior del agujero pasante 18, este torbellino es pequeño y
por lo tanto la pérdida de presión es sumamente pequeña. Además,
como se representa en la figura 2, no es necesario indicar que el
flujo es cortado por la otra pared de válvula 16b en el estado
totalmente cerrado de la válvula.
Aquí, una dimensión W del agujero pasante 18 en
la dirección paralela al eje 15a del paso de comunicación 15 se
establece a no menos de 1/3 de un diámetro D de los pasos de
admisión 12a, 12b y no más de 2/3 del diámetro D de los pasos de
admisión 12a, 12b. Cuando la dimensión W excede de 2/3 del diámetro
D, el torbellino e en el estado totalmente abierto de la válvula
representado en la figura 3 resulta grande; por lo tanto, la
resistencia al flujo se incrementa, mientras que cuando la dimensión
W es inferior a 1/3, los torbellinos a, b, c al tiempo de abrir la
válvula con el grado intermedio de abertura mostrado en la figura 4
son grandes y por lo tanto se incrementa la pérdida de presión.
Realización
2
En las figuras 6 a 10, el número 21 indica una
caja de válvula y se forman pasos de admisión 22a, 22b en el
interior de la caja de válvula 21. En el interior de la caja de
válvula 21 se ha formado una porción cilíndrica de rebaje 22d que
adopta como su eje una línea 24 que interseca un eje central 22c de
los pasos de admisión 22a 22b. Un elemento columnar de válvula 23
está montado en la porción cilíndrica de rebaje de tal manera que el
elemento de válvula 23 pueda girar alrededor del eje 24. El elemento
de válvula 23 está provisto de un paso de comunicación 25 que hace
que el paso de entrada situado hacia arriba 22a y el paso de entrada
situado hacia abajo 22b intercalando la porción cilíndrica de rebaje
22d de la caja de válvula 21 comuniquen entre sí.
Porciones de pared 26a, 26b del elemento de
válvula 23 dispuestas fuera del paso de comunicación 25 se acomodan
en la porción cilíndrica de rebaje 22d de la caja de válvula 21
cuando la válvula de mariposa está en el estado totalmente abierto
de la válvula representado en la figura 8. En la figura 6 el número
27 indica un paso de flujo al tiempo de la marcha en vacío.
La constitución es igual a la constitución de la
técnica anterior que se ha explicado en unión con las figuras 12 a
15 y la primera realización que se ha explicado con referencia a las
figuras 1 a 5. Sin embargo, en esta realización, como se representa
en la figura 7, el paso de entrada situado hacia arriba 22a tiene su
área en sección transversal reducida hacia abajo en forma de embudo
y una ranura 29 que es paralela a un plano planar incluyendo el eje
central 22c del paso de admisión situado hacia arriba y el eje
rotativo 24 de la válvula se forma en una porción de la superficie
de pared inclinada. La profundidad s de esta ranura 29 se diseña de
manera que no exceda de un grosor t de una pared de válvula 26b del
elemento de
válvula 23.
válvula 23.
Dado que esta realización tiene dicha
constitución, al tiempo de abrir la válvula con el grado de abertura
intermedio, como se representa en la figura 9, el torbellino b en
el flujo que entra en el paso de comunicación 25 puede ser pequeño
de modo que se puede reducir la resistencia al flujo al tiempo de
abrir la válvula con el grado de abertura intermedio. Aunque se
genera un torbellino en el extremo situado hacia abajo de la ranura
29 al tiempo de abrir completamente la válvula como se representa en
la figura 8, este torbellino es pequeño y por lo tanto la pérdida de
presión es sumamente pequeña. Además, dado que la profundidad s de
la ranura 29 no excede del grosor t de la pared de válvula 26b, el
paso de flujo se cierra completamente como se representa en la
figura 7 en el estado totalmente cerrado de la válvula.
Realización
3
A continuación, la figura 11 es una vista en
sección transversal que muestra la válvula en el estado del grado de
abertura intermedio en otra realización de la invención. De la misma
manera que la primera realización, en esta realización se forma un
agujero pasante 38 en el elemento de válvula 33 de tal manera que el
agujero pasante 38 se dirija desde un paso de comunicación 35 de un
elemento de válvula 33 en la dirección que interseca un eje central
35a del paso de comunicación 35, pase por una 36a de dos paredes de
válvula opuestas 36a, 36b y llegue a una superficie rotativa
exterior del elemento de válvula 33. Además, de la misma manera que
en la segunda realización, en dos porciones de la superficie de
pared inclinada formada en un paso de entrada en forma de embudo 32a
se forman ranuras 39a, 39b que son paralelas a un plano planar
incluyendo un eje central 32c de un paso de entrada situado hacia
arriba y un eje rotativo 34 de la válvula y tienen una profundidad
que no excede de un grosor de las paredes de válvula 36a, 36b del
elemento de válvula 33.
Debido a tal constitución, en el estado en que
la válvula se abre con el grado de abertura intermedio, todos los
torbellinos a, b, c pueden ser pequeños. Por lo tanto, se puede
reducir la resistencia al flujo.
En los modos respectivos para llevar a cabo la
invención, se ha explicado un caso en el que la porción cilíndrica
de rebaje se forma en la caja de válvula y el elemento columnar de
válvula está montado en la porción de rebaje. Sin embargo, las
formas de esta porción de rebaje y elemento de válvula no se limitan
específicamente a un cilindro y columna, y varias formas de cuerpo
rotativo, tal como una forma esférica, una forma de cañón, una forma
de cono y análogos, se puede aplicar a la invención según los
efectos y condiciones.
La invención hace pequeños los torbellinos
generados al tiempo de abrir una válvula con el grado de abertura
intermedio en una válvula de mariposa del tipo de cuerpo rotativo de
un motor de combustión interna de encendido por chispa para reducir
la resistencia al flujo.
Claims (2)
1. Una válvula de mariposa del tipo de cuerpo
rotativo para un motor de combustión interna de encendido por
chispa en el que dicha válvula incluye una caja de válvula (21) en
cuyo interior se forma un paso de entrada (22a, b; 32a, b),
formándose en el medio de dicho paso de admisión (22a, b; 32a, b)
una porción de rebaje de cuerpo rotativo (22d) que adopta como su
eje una línea que interseca un eje central (22c; 32c) de dicho paso
de admisión, y un elemento de válvula (23; 33) en forma de cuerpo
rotativo que se encaja rotativamente en dicha porción de rebaje de
cuerpo rotativo (22d) de dicha caja de válvula (21), y en dicho
elemento de válvula (23; 33) se forma un paso de comunicación (25;
35) que hace que un paso de entrada situado hacia arriba (22a; 32a)
y un paso de admisión situado hacia abajo (22b, 32b) intercalando
dicha porción de rebaje de cuerpo rotativo (22d) de dicha caja de
válvula (21) comuniquen entre sí, donde
un área en sección transversal de dicho paso de
admisión situado hacia arriba (22a, 32a) se reduce en la dirección
hacia abajo en forma de embudo,
caracterizada porque en al menos una
porción de una superficie de pared de embudo inclinada de dicho paso
de entrada situado hacia arriba (22a; 32a) se forma una ranura
longitudinal (29; 39a, b), que se extiende paralela a un plano
planar incluyendo un eje (22c; 32c) de dicho paso de entrada situado
hacia arriba (22a, 32a) y un eje rotativo (24; 34) de dicha válvula
y tiene una profundidad (s) no superior a un grosor máximo (t) de
una pared de válvula (26b; 36b) de dicho elemento de válvula (23;
33).
2. Una válvula de mariposa del tipo de cuerpo
rotativo según la reivindicación 1, caracterizada porque un
agujero pasante (38), que se dirige desde dicho paso de comunicación
(35) de dicho elemento de válvula (33) en una dirección que
interseca el eje central (35a) de dicho paso de comunicación (35) y
que llega solamente a una de las superficies rotativas externas de
dicho elemento de válvula (33), se forma en dicho elemento de
válvula (33).
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