ES2263917T3 - Modulo de liquido para la generacion de presiones de liquido constantes. - Google Patents

Modulo de liquido para la generacion de presiones de liquido constantes.

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Abstract

Módulo de líquido (14) para la generación de presiones constantes de líquido, especialmente módulo de aceite, para la generación de la presión de aceite constante para la refrigeración de un motor de combustión interna, presentando una entrada (19) y una salida (20), - estando unida la entrada (19) a través de un canal de líquido (21) coincidiendo con la salida (20), - estando en el canal de líquido (21) una válvula, caracterizado porque la válvula es una válvula reguladora de presión (22), que está unida a través de un canal ON/OFF (38) y un canal regulador de presión (33) con el canal de líquido (21), están unido el canal ON/OFF (38) en el lado de entrada del flujo con una superficie de la válvula reguladora de presión (32) y el canal de presión (23) por el lado de salida del flujo con la misma superficie de la válvula reguladora de presión (22) y la válvula reguladora de presión (22) - en una primera posición, por debajo de una presión de líquido definida cierra el canal de líquido (21)completamente, y - en una segunda posición, por encima de una presión de líquido definida, abre el canal de líquido (21) parcialmente, pudiéndose ajustar en esta segunda posición de la válvula reguladora de presión (22) todas las posiciones intermedias.

Description

Módulo de líquido para la generación de presiones de líquido constantes
Estado de la técnica
La presente invención se refiere a un módulo de líquido, especialmente un módulo de aceite, para un motor de combustión interna, para la generación de una presión de líquido, según el preámbulo de la reivindicación 1. Además, se refiere la invención a un procedimiento para la generación de presiones de líquido constantes, según la reivindicación 8.
Se conocen módulos de aceite, según el estado de la técnica, que se han previsto para el mando de una presión de aceite en un circuito de aceite para la refrigeración de émbolos de un motor de combustión interna. Para ello se utilizan aceite como refrigerante y se inyecta sobre el émbolo a refrigerar. El chorro de aceite a refrigerar debe incidir siempre en el émbolo en el mismo lugar, previsto en el mismo para la refrigeración, para generar una refrigeración efectiva. Por ello la presión de aceite en esta zona del circuito de aceite debe ser constante. Mediante diversos componentes, por ejemplo, la bomba de aceite, se generan, según el estado de carga, diferentes presiones. Para que el chorro de aceite que incide sobre el émbolo no esté sometido a estas variaciones de presión, se ha dispuesto en el módulo de aceite dos válvulas, que compensan las diferencias de presión. La primera válvula es una válvula ON/OFF y la segunda válvula una válvula de mando. La presión generada por la bomba de aceite se encuentra en esta válvula ON/OFF. Tan pronto como la presión de aceite generada por la bomba de aceite sobrepasa una presión de aceite definida por ejemplo, de, 2,8 bar, abre esta válvula un canal de salida, y deja circular el aceite con toda la presión de aceite a la válvula de mando. En caso de presiones de aceite más reducidas que la presión de aceite definida, permanece cerrada la válvula ON/OFF, ya que en este estado de funcionamiento no se desea una refrigeración de los émbolos. La válvula de mando está dispuesta en el canal de líquido de la válvula ON/OFF y dispone de una zona de émbolo y de una zona de estrangulación. La zona de émbolo esta unida mediante un canal de mando con el canal de líquido. De este modo, existe en la zona del émbolo la misma presión que en la zona de líquido. Si aumenta la presión a una presión de ajuste definida, entonces se eleva en el émbolo, y la zona de estrangulación de la válvula de mando reduce la superficie de la sección transversal del canal de líquido, con lo cual puede fluir menos aceite a través del canal de líquido y, de este modo, se reduce la presión de aceite después de la válvula de mando a la presión de aceite predeterminada.
Es desventajoso en el módulo de aceite conocido los elevados costes para ambas válvulas, así como el montaje costoso de las dos válvulas en el módulo de aceite.
El objetivo de la invención es de este modo la reducción del número de componentes, así como de los costes. Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1.
Ventajas de la invención
La presente invención se refiere a un módulo de líquido, según la reivindicación 1, y a un procedimiento, según la reivindicación 8.
El módulo de líquido, según la invención, se utiliza para la generación de presiones de líquido constantes en sistemas de líquido. Tales módulos de líquido se pueden utilizar, por ejemplo, en conductos de combustible/agua o en circuitos de aceite en los que es necesario presiones constantes, en los cuales la utilización del módulo de líquido en la refrigeración de émbolos de motores de combustión interna representa una aplicación especial. El módulo de líquido presenta una entrada, a través de la cual entra el líquido al módulo de líquido y una salida a través de la cual sale el líquido del módulo de líquido. La entrada esta unida, mediante un canal de líquido, con la salida correspondiente. En el canal de líquido se ha dispuesto una válvula, siendo la válvula una válvula reguladora de presión. En una primera posición, cierra completamente la válvula reguladora de presión el canal de líquido. Esta primera posición la toma la válvula reguladora de presión, si la presión de líquido se encuentra bajo una presión de líquido definida. La presión de líquido definida depende de la presión de líquido necesaria en el sistema de líquido. Puede ser, por ejemplo, en la refrigeración de émbolo 2,8 bar, debiendo ser esta presión constante y refrigerar el émbolo de forma efectiva. Por debajo de la presión de líquido definida debe cerrarse la válvula reguladora de presión, ya que de lo contrario el sistema de líquido no funciona correctamente. En la refrigeración de émbolo, por ejemplo, debería encontrarse el chorro de aceite en el émbolo en un lugar o adecuado para la refrigeración, con lo cual podría tener como consecuencia una elevada pérdida de aceite de refrigeración efectiva o incluso un daño del émbolo. Si la presión de líquido sobrepasa la presión de líquido definida, abre la válvula reguladora de presión en una segunda posición del canal de líquido y permite fluir el líquido, por lo menos parcialmente, a la salida. Esta segunda posición puede tomar cualquier posición intermedia, en la que el líquido puede fluir a través de la válvula reguladora de presión.
La válvula reguladora de presión está unida mediante un canal ON/OFF y un canal regulador de presión con el canal de líquido. El canal ON/OFF está unido a la salida del flujo con la válvula reguladora de presión. En este canal ON/OFF existe en la presión de líquido, mediante la cual entra a la entrada del módulo de líquido. El canal regulador de presión está unido con la válvula reguladora de presión a la salida del flujo. En este canal regulador de presión se encuentra sólo una presión de líquido si la presión de líquido sobrepasa la presión de líquido definida en el canal ON/OFF. La presión de líquido, que se encuentra en el canal regulador de presión, puede alcanzar, como mínimo la presión existente en el canal ON/OFF, siendo la presión de líquido existente en el canal regulador de presión, sin embargo, generalmente menor. En el módulo de líquido, según la invención, la válvula reguladora de presión satisface la función de una válvula ON/OFF y la función de una válvula de mando, con lo cual se reduce el número de los componentes necesarios para el funcionamiento del módulo de líquido. Además, se reduce el coste de montaje ya que sólo se ha de montar una única válvula. En el módulo de líquido se pueden integrar otros componentes, tales como por ejemplo, filtro de líquido, refrigerador de líquido. Los filtros de líquido se pueden disponer antes o después de la válvula reguladora de presión y extraen las impurezas del líquido. Los refrigeradores de líquido se pueden disponer asimismo antes o después de la válvula reguladora de presión, pudiéndose reducir la temperatura de líquido a una temperatura definida. Los filtros de líquido se pueden configurar como cartuchos de recambio, que dispone de una carcasa del filtro que, por ejemplo, se puede atornillar a la carcasa. Son también imaginables configuraciones en los que el módulo de líquido dispone de un volumen en el que se pueden colocar un elemento de filtro.
Según una configuración ventajosa de la invención la válvula reguladora de presión dispone de una zona de émbolo, que está unida con el canal ON/OFF. La zona de émbolo se ha configurado de tal manera que la presión de líquido existente en el canal ON/OFF se eleva de forma fiable, al sobrepasar la presión de líquido definida la zona de émbolo de la válvula reguladora de presión desde su asiento de válvula. Para ello la zona de émbolo puede disponer de diferentes zonas de superficie, que, una tras otra, establecen contacto con el líquido y con la presión de líquido. De este modo la válvula reguladora de presión puede realizar un desplazamiento predefinido en función de la presión de líquido.
Un perfeccionamiento de la invención prevé que la zona del émbolo de la válvula reguladora de presión dispone de un volumen interior, que se pueden unir a través de una abertura con el canal ON/OFF. El paso se ha dispuesto en la pared que limita el volumen anterior, con lo cual el paso puede disponerse en el perímetro o en los lados frontales. A través del paso llega el líquido al interior de la zona del émbolo, con lo cual la presión de líquido en el volumen interior de la zona del émbolo no está sometido a ningún flujo y de este modo no ejerce ningún factor perturbador. De este modo actúa solo la presión de líquido existente en la zona del émbolo, lo que permite una detección exacta de la presión. El volumen anterior de la zona del émbolo puede confirmarse de cualquier manera, habiéndose previsto configuraciones ventajosas cilíndricas o cuadrangulares.
Es ventajoso que la válvula reguladora de presión presente una zona estranguladora, pudiéndose modificar el canal de líquido en una zona parcial de su sección transversal por la zona estranguladora. La zona estranguladora dispone parcialmente de una sección transversal más reducida que el canal que le rodea. Esta sección transversal más reducida puede presentar, por ejemplo, formas cilíndricas, cónicas o cualquier otra. En una zona final, la zona de regulación dispone de un cierre, que puede cerrar completamente el canal que le rodea. Mediante la zona estranguladora se regula la cantidad del paso de líquido, con lo cual también se puede ajustar la presión que sale de la salida.
Otras configuraciones prevén que el volumen interior de las zonas del émbolo se puedan unir mediante un paso con el canal regulador de presión. Este paso puede disponerse en el perímetro, en los lados frontales de la zona del émbolo.
Es ventajoso que el volumen interior de la zona del émbolo esté unido con la zona del émbolo en una primera posición, exclusivamente con el canal ON/OFF y en una segunda posición exclusivamente con el canal regulador de presión. De este modo actúa la presión de líquido del canal ON/OFF o la presión de líquido del canal regulador de presión en la zona del émbolo con lo cual se da una relación de presión definida. Además, se mantiene una separación del canal ON/OFF desde el canal regulador de presión, con lo cual no se puede originar ningún bypass de líquido en la zona de estrangulación.
Otra configuración del módulo de líquido, según la invención, prevé que la zona de estrangulación de la válvula reguladora de presión se conecte a la zona del émbolo y que la válvula reguladora de presión presente una zona del asiento del émbolo, que define una zona final de la válvula reguladora de presión.
Para el procedimiento según la invención, para generar presiones de líquido constantes en un módulo de líquido se ha previsto una válvula reguladora de presión. Con una presión de líquido, que es más reducida que la presión mínima de líquido definida, permanece cerrada la válvula reguladora de presión. Para ello la válvula reguladora de presión está unida a través de un canal ON/OFF con la entrada que procede del conducto líquido. Tan pronto como la presión de líquido entra a través de la entrada al módulo de líquido es mayor que la presión mínima de líquido definida, abre la válvula reguladora de presión por lo menos parcialmente, un orificio de estrangulación, con lo cual por lo menos hasta el líquido puede fluir en la válvula reguladora de presión en dirección a la salida. Para ello penetra el líquido en un canal regulador de presión, que asimismo está unido con la válvula reguladora de presión. En función de la presión de líquido existente en el canal regulador de presión, ajusta la válvula reguladora de presión el caudal de líquido admisible. Con elevadas presiones, abre la válvula reguladora de presión sólo una pequeña sección transversal y con presiones, que se encuentran sólo un poco por encima del presión mínima de líquido, abre la válvula reguladora de presión una sección transversal mayor. De este modo con la válvula reguladora de presión a la salida se encuentra siempre la misma presión de
líquido.
Dibujo
Otros detalles de la invención se describen en el dibujo mediante ejemplos de realización esquemáticos, en los que muestran:
la figura 1, un circuito de aceite esquemático,
la figura 2, un detalle de un módulo de aceite, en sección,
la figura 3, una sección desplazada 90° del módulo según la figura 2, y
la figura 4, un cuerpo de válvula en sección.
Descripción de los ejemplos de realización
En la figura 1 se ha representado esquemáticamente un circuito de aceite. El circuito de aceite, que se ha previsto para la refrigeración del émbolo 10 de un motor de combustión interna 11, presenta una bandeja de aceite 12, una bomba de aceite 13 y un módulo de aceite 14. La bomba de aceite 13 impulsa aceite desde la bandeja de aceite 12 al módulo de aceite 14, pudiendo estar dispuesta la bomba de aceite, por supuesto, también dentro de la bandeja de aceite 12. Debido a diversas influencias, la bomba de aceite 13 impulsa más o menos aceite desde la bandeja de aceite 12, con lo cual la presión de aceite en un conducto de aceite 15 que une la bomba de aceite con el módulo de aceite 14 no es constante. El módulo de aceite 14 regula la presión de aceite y alimenta al émbolo 10 del motor de combustión interna 11 a través del conducto de alimentación 16 aceite con una presión constante, por ejemplo, 2,8 bar. El aceite se inyecta sobre el émbolo 10, para reducir la temperatura del émbolo 10. Después de que el aceite ha enfriado el émbolo 10, sale el aceite del motor de combustión interna 11 y se alimenta a través de un conducto de alimentación 17 a la bandeja de aceite 12 nuevamente. Para ello, se puede conducir el aceite, naturalmente, a través del refrigerador de aceite (no representado) para no calentar el aceite de la bandeja de aceite 12.
En la figura 2 se ha representado un detalle de un módulo de aceite 14 en sección. El módulo de aceite 14 posee un cuerpo 18 que dispone de una entrada 19 y de una salida 20. La entrada 19 esta unida mediante un canal de aceite 21 con la salida 20. Entre la entrada 19 y la salida 20 se ha dispuesto una válvula reguladora de presión 22 en el canal de aceite 21, estando representada la válvula reguladora de presión 22 en la posición ABIERTA. La válvula reguladora de presión 22 está formada por un cuerpo de válvula 27 y un muelle de válvula en espiral 23. El muelle de válvula 23 se comprime con la posición abierta, debido a que el cuerpo de válvula 27 presiona sobre el muelle de la válvula 23. En vez del muelle de la válvula 23 se puede utilizar también otros componentes, tales como, por ejemplo, materiales espumados o elastómeros, que pueden satisfacer también las funciones de muelle de la válvula 23. El muelle de válvula 23 se ha dispuesto en un asiento de muelle 24, con lo cual el asiento de muelle 24 está cerrado con un tapón 25. Además el asiento de muelle 24 dispone de un orificio de ventilación 26 a través del cual puede salir o entrar del asiento de válvula 24 el aire, si el cuerpo de válvula 27 se desplaza. El cuerpo de válvula 27 posee una zona del émbolo 28, una zona de regulación 29 y una zona de cierre 30. La zona del émbolo 28 dispone de un volumen interior cilíndricos 31, que en estado abierto está unido través de un paso 32 a su cara frontal con un canal regulador de presión 33. En la posición cerrada de la válvula reguladora de presión 22 se interrumpe la unión entre el canal reguladora de presión 33 y el volumen interior de la zona del émbolo 28, debido a que la zona del émbolo 28 se apoya en su asiento de émbolo 34 (véase figura 3). La zona de estrangulación 29 está formada, en parte, por el contorno exterior de la zona del émbolo 28. Además, se ha dispuesto en la zona de estrangulación 29 una barra de unión 25, que une la zona del émbolo 28 con la zona de cierre 30. El aceite puede fluir alrededor de la varilla de unión 35, debido a que la sección transversal del canal de aceite 21 es mayor que la sección transversal de la varilla de unión 35. La zona de cierre 30 está sumergida parcialmente con la posición abierta de la válvula reguladora de presión 22 en el asiento de válvula 24 y de esta forma libera al canal de aceite 21. Por razones técnicas de fabricación, se ha previsto el tapón 36, para cerrar el alojamiento en el que está dispuesto una válvula reguladora de presión 22. De este modo, se ha previsto para el asiento de muelle 24 y el alojamiento para la válvula reguladora de presión 22 un único orificio pasante, que se puede producir fácilmente.
El flujo de aceite, que entra en el módulo de aceite a través de la entrada 19, posee una presión de aceite que se encuentra por encima de la presión de aceite mínima definida, por lo que la zona del émbolo 28 se levanta del asiento de émbolo 34 y une el canal regulador de presión 33 con el volumen interior 21 de la zona del entorno 28. La presión de aceite existente en el canal regulador de presión 33 presiona sobre la zona del émbolo 28 y empuja el cuerpo del émbolo 27 contra la fuerza del muelle de la válvula 23 a la posición en la que la zona de estrangulación 29 entra en el canal de aceite 21, de tal manera que a través de la válvula reguladora de presión 22 llega a la salida 20. Con presiones de aceite reducidas, que se encuentran, sin embargo, por encima de la presión de aceite mínima definida, se levanta la zona de cierre 30 desde un orificio de estrangulación 37 dispuesto en el cuerpo 18 y el aceite puede penetrar. De este modo, entra el aceite, entre otros, al canal regulador de presión 33, con lo cual la presión de aceite contenida en el canal regulador de presión 33 llega al volumen interior 31 de la zona del émbolo 28 y regula la posición del cuerpo de la válvula 27. Con presiones muy elevadas, actúa la presión en el canal regulador de presión de tal manera sobre la zona del émbolo 28, que el cuerpo de válvula 27 se comprime contra el muelle de válvula 23. De este modo, se sumerge la zona de cierre 30 ampliamente en el asiento de muelle 24. Además, se guía la zona estranguladora 29 contra el orificio estrangulador 37, con lo cual puede salir una cantidad de aceite reducida a través del orificio estrangulador 37. Debido a que una cantidad de aceite reducida hacia la válvula reguladora de presión 22 tiene como consecuencia una presión de aceite reducida, abre la válvula reguladora de presión 22 el orificio estrangulador 37 nuevamente algo más. De esta manera, se genera por la válvula reguladora de presión 22, una presión constante, en el lado de salida, que se alimenta por la salida 20 a su aplicación.
En la figura 3 se ha representado el módulo de aceite 14 según la figura 2 en una sección desplazada. Los componentes representado en la figura 2 se han dotado de iguales signos de referencia. La entrada 19 y la salida 20 se encuentran antes o después del plano de sección representado. La válvula reguladora de presión 22 se ha representado en su posición cerrada, en la que la zona de cierre 30 el cuerpo de la válvula 27 cierre el orificio de estrangulación 37. El canal de aceite 21, unido con la entrada (no representada), rodea la zona de cierre 30. Entre la zona del émbolo 28 del cuerpo de válvula 27 y el canal de aceite 21 se ha dispuesto un canal ON/OFF 38. En este canal ON/OFF 38 existe la misma presión de aceite que en el canal de aceite 21. La zona del émbolo 38 dispone de aberturas 39 a través de las cuales en aceite del canal ON/OFF 38 puede penetrar en el volumen interior 31 del cuerpo de válvula 27. Si la presión de aceite en el volumen interior seleccionado 31 es mayor que la presión en aceite mínima predefinida, la fuerza de prensado en la zona del entorno 28 es mayor que la contrafuerza del muelle de válvula 23, con lo cual la válvula reguladora de presión 22 se abre. La presión de aceite mínima definida se ajusta mediante la tensión previa y el diseño del muelle de la válvula. Tan pronto como la válvula reguladora de presión 22 abre, se desplaza el cuerpo de válvula 27 axialmente hacia abajo. De este modo, se cierran las aberturas 39, que une el volumen interior seleccionado con el canal ON/OFF 38 y libera el orificio de estrangulación 37 de la zona de cierre 30. El aceite puede fluir ahora en la válvula reguladora de presión 22 (representada por líneas de trazos y puntos). Tan pronto como la presión en el canal de aceite 21 baja por debajo de la presión de aceite definida, cae también la presión de aceite en el canal regulador de presión 33. De éste modo decrece la presión también en el volumen interior 31 y presión a la fuerza de muelle del muelle de válvula 23 al cuerpo del ventilador 27 contra el asiento del émbolo 34. De este modo se cierra nuevamente el paso 32 entre el canal regulador de presión 33 y el volumen interior 31 y los pasos 39, que une el canal ON/OFF 28 con el volumen interior 31.
En la figura 4 se ha representado un cuerpo de válvula 27 en sección. Los componentes correspondientes a las figuras 2 y 3 se han dotado de iguales signos de referencia. Los diversos planos A, B, C deben estar adecuados de tal forma el uno con el otro, que la presión que actúa sobre la correspondiente superficie tiene el defecto exigido. Además, se adapta la posición de los pasos 39 de tal manera al cuerpo 18 que une el canal ON/OFF o el canal regulador de presión con el volumen interior del cuerpo de la válvula.

Claims (8)

1. Módulo de líquido (14) para la generación de presiones constantes de líquido, especialmente módulo de aceite, para la generación de la presión de aceite constante para la refrigeración de un motor de combustión interna, presentando una entrada (19) y una salida (20),
- estando unida la entrada (19) a través de un canal de líquido (21) coincidiendo con la salida (20),
- estando en el canal de líquido (21) una válvula,
caracterizado porque la válvula es una válvula reguladora de presión (22), que está unida a través de un canal ON/OFF (38) y un canal regulador de presión (33) con el canal de líquido (21), están unido el canal ON/OFF (38) en el lado de entrada del flujo con una superficie de la válvula reguladora de presión (32) y el canal de presión (23) por el lado de salida del flujo con la misma superficie de la válvula reguladora de presión (22) y la válvula reguladora de presión (22)
- en una primera posición, por debajo de una presión de líquido definida cierra el canal de líquido (21) completamente, y
- en una segunda posición, por encima de una presión de líquido definida, abre el canal de líquido (21) parcialmente, pudiéndose ajustar en esta segunda posición de la válvula reguladora de presión (22) todas las posiciones intermedias.
2. Módulo de líquido (14), según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula reguladora de presión (22) dispone de una zona del émbolo (28), que está unida con el canal ON/OFF (28).
3. Módulo de líquido (14), según la reivindicación 2, caracterizado porque la zona del émbolo (28) dispone de un volumen interior (31), que se puede unir mediante un abertura (36) con el canal ON/OFF (38).
4. Módulo de líquido (14), según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la válvula reguladora de presión (22) presenta una zona de estrangulación (29), pudiéndose modificar el área de líquido (21) en su sección transversal por la zona de estrangulación (22).
5. Módulo de líquido (14), según la reivindicación 3 o la reivindicación 4 que se basa en la reivindicación 3, caracterizado porque el volumen interior (21) de la zona del émbolo (28) se puede unir a través de un paso (32) con el canal reguladora de presión (33).
6. Módulo de líquido (14) según una de las reivindicaciones basadas la reivindicación 3, caracterizado porque el volumen interior (21) de la zona del émbolo (28) en la primera posición está unida exclusivamente con el canal ON/OFF (38) y una segunda posición exclusivamente, comunicando con el canal regulador de presión (33).
7. Módulo de líquido 14, según por lo por lo menos las verificaciones 4 a 6 referidas a la reivindicación 2, caracterizado porque la zona de estrangulación (29) de la válvula reguladora de presión (22) presentan una zona de asiento del émbolo (34), que define una posición final de la válvula reguladora de presión.
8. Procedimiento para la generación de presiones constantes de líquido en un módulo de líquido (14) según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque
- en un canal de líquido (21) se ha dispuesto una válvula reguladora de presión (22), estando unida la superficie de la válvula reguladora de presión (22) en el lado de llegada de la corriente con un canal ON/OFF y la misma superficie de la válvula reguladora de presión (22) en el lado de salida del flujo con un canal regulador de presión (33),
- la válvula reguladora de presión (22) con las presiones de líquido cierra completamente bajo una presión de líquido definida el canal de líquido (21),
- la válvula reguladora de presión (22) con las presiones de líquido por encima de la presión de líquido definida abre por lo menos parcialmente canal de líquido (21), teniendo lugar la apertura del canal de líquido (21) en función de la presión de líquido que se presente, abriendo la válvula reguladora de presión (22) con las presiones de líquido, que se encuentran sólo poco por encima del la presión de líquido definida, la sección transversal del canal de líquido (21) continúan abriendo y en caso de presiones de líquido, que se encuentran muy por encima de la presión de líquido definida, abre sólo poco las sección transversal del canal de líquido (21).
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