ES2358675T3

ES2358675T3 - Sistema de recirculación de gases de escape.

Info

Publication number: ES2358675T3
Application number: ES05006990T
Authority: ES
Inventors: Dirk Schliesche
Original assignee: Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: ATE494472T1; EP1707790B1; DE502005010797D1; EP1707790A1

Abstract

Sistema de recirculación de gases de escape con una válvula de recirculación de gases de escape, que presenta un elemento de válvula (10) único con el que puede cerrarse un conducto de recirculación de gases de escape, y con una válvula de bypass (12) separada de ésta con la que puede cerrarse un conducto de refrigeración (14) y/o un conducto de bypass (16), estando la válvula de recirculación de gases de escape (10) y la válvula de bypass (12) dispuestas en una carcasa de válvulas (18) común, caracterizado porque la válvula de recirculación de gases de escape (10) y la válvula de bypass (12) pueden pivotarse o bascularse, y la válvula de bypass (12) se encuentra junto a por lo menos un brazo (20) con el que la válvula de recirculación de gases de escape (10) está unida a su eje de pivotación (24).

Description

Ámbito técnico

La invención se refiere a un sistema de recirculación de gases de escape.

En el ámbito de los motores de combustión se conoce, en función del estado de funcionamiento, la recirculación de los gases de escape en el lado del aire fresco para reducir con ello el consumo de combustible y las emisiones de contaminantes. En este contexto el gas de escape puede conducirse además, en función del estado de funcionamiento, por lo menos parcialmente a través de un refrigerador de gases de escape para ajustar la temperatura del gas de escape recirculado.

Estado de la técnica

Del documento DE 699 12 335 T2 se conoce un dispositivo intercambiador de calor para gases de escape, en el que mediante una válvula de mariposa puede ajustarse la proporción del gas de escape conducido a través del refrigerador de gases de escape. No obstante, el conducto de recirculación de gases de escape no puede cerrarse completamente.

El documento EP 1 273 786 A2 se refiere a un dispositivo de conmutación para la recirculación de gases de escape en un motor de combustión interna, con el que el gas de escape puede conducirse de un conducto de gases de escape opcionalmente a un refrigerador de gases de escape y a un conducto de bypass. En este caso mediante un órgano adicional de regulación puede cambiarse en conjunto el tamaño de la abertura de paso. No obstante, el elemento de conmutación y el órgano de regulación dispuesto en éste deben ser fabricados de forma comparablemente costosa para poder asegurar la estanqueidad necesaria.

Del documento DE 10 2004 010 117 A1 se conoce un sistema de recirculación de gases de escape según el preámbulo de la reivindicación 1, que presenta además una válvula de recirculación de gases de escape pivotable.

Exposición de la invención

La invención tiene el objetivo de crear un sistema de recirculación de gases de escape eficiente y que debe fabricarse y ser construido de forma sencilla.

La solución de este objetivo se realiza gracias al sistema de recirculación de gases de escape según la reivindicación

1.

Debido a ello el sistema de recirculación de gases de escape presenta como núcleo un elemento de regulación, el cual permite al mismo tiempo y de forma independiente entre sí la regulación de cantidad y de temperatura del gas de escape recirculado. Este elemento de regulación consta por un lado de una válvula de recirculación de gases de escape, que está provista de un elemento de válvula único con la que puede cerrarse el conducto de recirculación de gases de escape. Por consiguiente, a diferencia del estado de la técnica mencionado arriba, un conducto de recirculación de gases de escape puede cerrarse completamente con la ayuda de un elemento de válvula único o puede regularse la cantidad del gas de escape recirculado como tal mediante un elemento de válvula único. Dado que esto puede realizarse con un elemento de válvula, la configuración de está válvula de recirculación de gases de escape se vuelve especialmente sencilla. Es decir, sólo se debe configurar “obturable” de manera apropiada la superficie de apoyo de una única pieza móvil, es decir, del elemento de válvula, En cambio en el estado de la técnica existe la desventaja de que las superficies entre dos componentes móviles deben configurarse de forma suficientemente estanca.

Por otro lado, separada de la válvula de recirculación de gases de escape, está prevista una válvula de bypass con la que puede cerrarse un conducto de refrigeración y/o un conducto de bypass. En el sistema de recirculación de gases de escape según la invención está presente por consiguiente básicamente una segunda válvula, es decir, la válvula de bypass. No obstante, ésta está separada de la válvula de recirculación de gases de escape con la que puede cerrarse como tal el conducto de recirculación de gases de escape. Con otras palabras, estas dos válvulas no cooperan. Más bien la válvula de recirculación de gases de escape cierra sólo el conducto de recirculación de gases de escape y regula, según se ha mencionado, la cantidad de gas de escape recirculado como tal. La válvula de bypass se ocupa de la regulación de la temperatura deseada de los gases de escape, mientras que con la válvula de bypass puede cerrarse un conducto de refrigeración que conduce a través del refrigerador de gases de escape y/o puede cerrarse un conducto de bypass. Además, pueden concebirse posiciones intermedias cualesquiera, de forma que puede concebirse una mezcla deseada entre gas de escape enfriado y gas de escape, que ha pasado por el refrigerador a través del conducto de bypass.

Según la invención la válvula de recirculación de gases de escape y la válvula de bypass están dispuestas no obstante en una carcasa de válvulas común. Dado que para las dos válvulas se puede utilizar una carcasa única común, se produce una clara ventaja en lo referente a costes. La carcasa puede estar configurada así, por ejemplo, como pieza de fundición, y gracias a la utilización de una carcasa única común sólo es necesaria una única pieza de fundición. Por la integración en una carcasa común es posible además una reducción del espacio constructivo. Adicionalmente se producen ventajas dado que los tubos de conexión, juntas de estanqueidad y bridas, que son necesarios en el caso de varias carcasas de válvula, pueden reducirse de manera económicamente ventajosa. Por consiguiente puede crearse de forma y manera económica un sistema de recirculación de gases de escape, en el que de manera deseada pueden regularse de forma independiente entre sí, tanto la cantidad del gas de escape recirculado como tal, como también su temperatura.

La disposición según la invención de la válvula de recirculación de gases de escape y válvula de bypass es apropiada tanto para refrigeradores atravesados de forma ampliamente rectilínea, como también en forma de U. Una forma de realización con un refrigerador atravesado de forma rectilínea se describe a continuación como forma de realización preferida con referencia a los dibujos. No obstante, en este punto debe mencionarse para una forma de realización con el refrigerador atravesado en forma de U, que un refrigerador de este tipo puede estar dispuesto, por motivos de disponibilidad del espacio constructivo, por ejemplo, “colgando” entre los dos brazos, con otras palabras, los bloques de cilíndricos de un motor en V. En un caso semejante, la válvula de bypass que puede estar configurada como válvula de mariposa puede indicar en la dirección de aquel conducto a través del que se suministra el gas de escape caliente. Según la posición de la válvula de bypass, el gas de escape caliente fluye, por ejemplo, desviado por la válvula de bypass, a través del refrigerador, o en el caso de una posición de la válvula de bypass en la cual no se desvía el flujo de gases de escape al refrigerador, llega esencialmente de forma completa y no refrigerada al conducto de recirculación de gases de escape. En este caso, al inicio del conducto de recirculación de gases de escape puede estar dispuesta una válvula de recirculación de gases de escape. En una realización semejante debe indicarse que el conducto de bypass puede estar fuertemente acortado, y en particular puede estar formado sólo por el recorrido del flujo que se define por la carcasa de válvulas común de la válvula de bypass y válvula de recirculación de gases de escape. En un caso semejante, el sistema de recirculación de gases de escape también hace posible una estructura sencilla y permite además la regulación simultánea e independiente de la cantidad y la temperatura del gas de escape recirculado.

La válvula de recirculación de gases de escape y la válvula de bypass están configuradas de forma pivotable o basculante. Por ello de manera especialmente sencilla puede realizarse la combinación de las dos válvulas en una única carcasa de válvulas.

En las otras reivindicaciones se encuentran variantes preferidas.

Básicamente hay diferentes posibilidades para la disposición de las dos válvulas independientes, la válvula de recirculación de gases de escape y la válvula de bypass. No obstante, ha resultado como ventajoso disponer de forma desplazada una respecto a otra la válvula de recirculación de gases de escape y la válvula de bypass en la dirección del flujo. En este caso la válvula de bypass puede estar dispuesta en particular aguas arriba de la válvula de recirculación de gases de escape. Por consiguiente el gas de escape recirculado fluye en primer lugar, según la regulación de la válvula de bypass, a través del conducto de refrigeración y/o de bypass, se mezcla al confluir desde los dos conductos donde se encuentra habitualmente la válvula de bypass, para formar un gas de escape a recircular con la temperatura deseada, y atraviesa a continuación la válvula de recirculación de gases de escape con la que se regula la cantidad del gas de escape recirculado.

En este sentido ofrece ventajas especiales para un modo constructivo compacto, que los ejes de pivotación o de basculamiento presenten un punto central de eje o de árbol común. Con otras palabras, los dos ejes se alinean entre sí de forma que la necesidad de espacio es en conjunto especialmente pequeña.

En este caso puede conseguirse un alojamiento eficiente y seguro de las dos válvulas, porque el eje de basculamiento de la válvula de bypass está montado en el eje de pivotación de la válvula de recirculación de gases de escape. Naturalmente también puede concebirse la configuración inversa, es decir, un alojamiento del eje de pivotación de la válvula de recirculación de gases de escape en el eje de basculamiento de la válvula de bypass.

Para la combinación ahorradora de espacio de las dos válvulas entre sí, en una carcasa de válvulas común, se ha demostrado como favorable una configuración en la que la válvula de recirculación de gases de escape está unida con su eje de pivotación a través de por lo menos un brazo, y la válvula de bypass se sitúa junto a por lo menos un brazo semejante. La válvula de bypass puede pivotarse por consiguiente de forma y manera que economiza mucho espacio junto al brazo descrito. En particular actualmente se prefiere una configuración, en la que la válvula de recirculación de gases de escape está unida con su eje de pivotación a través de dos brazos, y la válvula de bypass puede pivotarse entre los dos brazos. Por ello pueden realizarse en el espacio más estrecho las dos funciones de válvula deseada.

Para la integración de las dos válvulas, de la válvula de recirculación de gases de escape y de la válvula de bypass, en una única carcasa de válvulas, se ha demostrado como favorable que la carcasa de válvulas forme un ángulo entre una dirección del conducto de refrigeración y/o de bypass y una dirección del conducto de recirculación de gases de escape. Este ángulo es preferiblemente de aproximadamente 90º. En un refrigerador atravesado de forma rectilínea, el ángulo puede existir entre el conducto de recirculación de gases de escape y tanto el conducto de refrigeración como también el conducto de bypass. En la forma de realización descrita arriba con un refrigerador atravesado en forma de U, el ángulo existe preferiblemente entre el conducto de recirculación de gases de escape y sólo el conducto de refrigeración, mientras que el conducto de bypass (fuertemente acortado), que discurre a través de la carcasa de válvulas, puede alinearse con el conducto de recirculación de gases de escape conectado con él.

De forma ventajosa la carcasa de válvulas común puede presentar además por lo menos una entalladura en la que el elemento de válvula de la válvula de recirculación de gases de escape está alojado al menos parcialmente por lo menos en la posición completamente abierta. Esto proporciona de manera ventajosa una perturbación lo menor posible del flujo en la carcasa de válvulas.

Breve descripción de los dibujos

La invención se explica más en detalle a continuación mediante una forma de realización representada a modo de ejemplo en los dibujos. Muestran:

Fig. 1 en una representación en sección en perspectiva una parte del sistema de recirculación de gases de escape según la invención;

Fig. 2 una representación en sección lateral de la parte mostrada en la fig. 1 del sistema de recirculación de gases de escape con otra posición de las dos válvulas; y

Fig. 3 en una representación en perspectiva otra vista en sección de la parte mostrada en las fig. 1 y 2.

Descripción detallada de una forma de realización preferida de la invención

En la fig. 1 en una representación en perspectiva se muestra una parte de este sistema de recirculación de gases de escape según la invención, que contiene en particular una carcasa de válvulas 18 común de la válvula de recirculación de gases de escape y de la válvula de bypass. En la forma de realización dividida las dos válvulas están dispuestas aguas arriba de un refrigerador (no representado). En la sección representada puede reconocerse sólo el final de un conducto de refrigeración 14, que discurre a través de un refrigerador de gases de escape en la sección no representada, de forma que se enfría el gas de escape recirculado. Para poder ajustar y regular la temperatura del gas de escape recirculado, está previsto adicionalmente al conducto de refrigeración 14 un conducto de bypass 16. En la zona de las dos válvulas, de la válvula de recirculación de gases de escape con el elemento de válvula 10 y de la válvula de bypass 12, se mezclan los dos flujos de gases de escape que fluyen cada vez en la dirección A a través del conducto de refrigeración 14 o el conducto de bypass 16, para formar una corriente de gases de escape común con la temperatura deseada. La temperatura puede ajustarse en particular porque como válvula de bypass está prevista en el ejemplo de realización mostrado una tapa de bypass 12, que en la forma de realización mostrada puede cerrar el conducto de refrigeración 14 o el conducto de bypass, o en posiciones intermedias apropiadas puede ajustar la resistencia de flujo en el extremo de uno de los dos conductos, de forma que de uno de los dos conductos se ajusta un flujo parcial reducido de manera deseada.

En la fig. 1 se muestra aquella posición de la tapa de bypass 12 en la que el conducto de refrigeración 14 está cerrado. Se remite ya en este punto a la fig. 2, en la que se muestra aquella posición de la tapa de bypass 12 en la que el conducto de bypass 16 esta cerrado. Mediante posiciones apropiadas entre estos dos extremos puede ajustarse cada vez uno de los dos flujos parciales, de forma que una cantidad reducida del gas de escape enfriado o no enfriado llega al conducto de recirculación de gases de escape.

La tapa de bypass está montada, según se explica a continuación todavía de forma más exacta en referencia a la fig. 3, sobre un eje de basculamiento 22 y mediante un accionamiento apropiado (no representado) que se encuentra fuera de la carcasa de válvula 18, puede ajustarse a la posición angular deseada. La posibilidad del ajuste es válida de la misma manera e independe del ajuste de la tapa de bypass 12 para el elemento de válvula 10 de la válvula de recirculación de gases de escape. Éste está unido en la forma de realización mostrada dentro de la única carcasa de válvulas 18 común sobre dos brazos 20 en su eje de pivotación 24, según se desprende más claramente de la fig. 3. En la forma de realización representada, la tapa de bypass 12 puede pivotarse por lo tanto entre los brazos 20 de la válvula de recirculación de gases de escape. La válvula de recirculación de gases de escape con el elemento de válvula 10 puede apoyarse en su asiento de válvula 26, de forma que el conducto de recirculación de gases de escape (no representado) se cierra completamente, de tal manera que con otras palabras no se recircula el gas de escape. Mediante las posiciones intermedias cualesquiera, según se muestra en la fig. 1, con otras palabras, entre la posición completamente cerrada, que está en contacto con el asiento de válvula 26 y la posición completamente abierta, mostrada en la fig. 2, puede ajustarse la cantidad del gas de escape recirculado. Según se menciona, mediante la tapa de bypass 12 puede realizarse de forma independiente de ello la regulación de la temperatura del gas recirculado. Del elemento de válvula 10 de la válvula de recirculación de gases de escape debe decirse que éste puede estar configurado, por ejemplo, según el documento EP 03 029 491 de la solicitante, así como todos los documentos aquí referidos. En particular la revelación de la solicitud mencionada y los documentos allí referidos se convierte en el objeto de la presente solicitud en lo referente a la configuración de la válvula de recirculación de gases de escape.

De la forma de realización mostrada debe mencionarse todavía que la carcasa de válvulas 18 común está configurada de manera que aquí está dispuesta por lo menos una sección final tanto del conducto de refrigeración 14, como también del conducto de bypass 16. Adicionalmente la carcasa de válvulas 18 forma, entre el conducto de refrigeración 14 o el conducto de bypass 16 y el conducto de recirculación de gases de escape que se conecta con el asiento de válvula 26, una curvatura o un acodamiento de aproximadamente 90º, por lo que la única carcasa de válvulas 18 común puede realizarse de forma especialmente sencilla para las dos válvulas 10, 12. En el ejemplo mostrado el asiento de válvula 26 de la válvula de recirculación de gases de escape se emplea como componente por separado en la carcasa de válvulas 18. Además es de mencionar que el conducto de refrigeración 14 puede estar configurado por lo menos parcialmente “alrededor del conducto de bypass 16”. Por ejemplo, las secciones del conducto de refrigeración pueden extenderse en la zona “detrás” del conducto de bypass 16, zona que esté cubierta en la vista en la fig. 1 por el conducto de bypass 16.

En la fig. 2 puede apreciarse la carcasa de válvulas 18 en sección como en la fig. 1 en una vista lateral. De ello se deduce otra vez claramente que los ejes 22, 24 de la válvula de recirculación de gases de escape y de la tapa de bypass 12 se alinean entre sí y presentan un punto central común de los ejes. Para la válvula de recirculación de gases de escape con el elemento de válvulas 10 se produce una disposición de su eje de pivotación 24 de forma excéntrica respecto al asiento de válvula 26. Además, el elemento de válvula 10 como tal no sólo es excéntrico respecto a su eje de pivotación 24 por la conexión mediante el brazo 20, sino además también en una dirección perpendicular a ella, es decir, en una dirección hacia la derecha según la representación de la fig. 2. En la fig. 2 se muestra además una posición de las dos válvulas en la que la tapa de bypass 12 cierra completamente el conducto de bypass 16, de forma que se recircula exclusivamente gas de escape enfriado, que fluye a través del conducto de refrigeración 14. Además, el elemento de válvula 10 de la válvula de recirculación de gases de escape está completamente abierto, de forma que resulta la recirculación máxima de gas de escape. En este caso el elemento de válvula 10 está alojado al menos ampliamente en la entalladura 28 de la carcasa de válvulas 18, de forma que el flujo se ve influenciado de forma proporcionalmente insignificante en la carcasa de válvulas.

De la fig. 3 se deducen detalles del alojamiento del eje de basculamiento 22 de la tapa de bypass 12, así como el eje de pivotación 24 del elemento de válvula 10. En el ejemplo de realización mostrado, tanto el eje de basculamiento 22 como también el eje de pivotación 24 están montados en la pared de la carcasa de válvulas. En la vista de la fig. 3 el eje de basculamiento 22 está montado en la pared izquierda, y el eje de pivotación 24 en la pared derecha. Además, el eje de basculamiento 22 está montado como sigue en el eje de pivotación 24. El eje de pivotación 24 alcanza sólo hasta uno de los dos brazos 20, con el que el elemento de válvula 10 está unido al eje de pivotación 24 (según la representación de fig. 3 hasta el brazo derecho). En el extremo del eje de pivotación 24 en la zona de este brazo está configurado un orificio o entalladura 30, en la que está montado el eje de basculamiento 22. Para ello el eje de basculamiento 22 presenta un perno 32 saliente que se introduce en la entalladura 30. En la zona entre los dos brazos 20 está unida la tapa de bypass 12 con el eje de tapa

22. En el ejemplo mostrado aquel brazo 20 (el izquierdo) que está alejado del extremo del eje de pivotación 24 está montado en una sección del eje de basculamiento 22. Mediante el alojamiento descrito es posible una pivotación o basculamiento de las dos válvulas 10, 12 de forma independiente entre sí. Durante una pivotación del elemento de válvula 10 se gira el eje de pivotación 24, inclusive los dos brazos 20 alrededor del eje de basculamiento 22. Si el eje de basculamiento 22 se rota, éste se gira en el ejemplo mostrado en el “ojal” del brazo 20 izquierdo y, con el perno 32 en la entalladura 30 del eje de pivotación

24. En este caso se pivota la tapa de bypass 12 entre los dos brazos 20. Los accionamientos (no representados) tanto del eje de basculamiento 22, como también del eje de pivotación 24 se encuentran fuera de la carcasa de válvulas y pueden accionarse de forma independiente entre sí. En la fig. 3 puede reconocerse finalmente una brida 24, mediante la que la carcasa de válvulas 18 puede conectarse con un conducto de recirculación de gases de escape (no mostrado), por ejemplo, mediante elementos de fijación como tornillos, que se conducen a través de la abertura 36 representada a modo de ejemplo.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Sistema de recirculación de gases de escape con una válvula de recirculación de gases de escape, que presenta un elemento de válvula (10) único con el que puede cerrarse un conducto de recirculación de gases de escape, y con una válvula de bypass (12) separada de ésta con la que puede cerrarse un conducto de refrigeración (14) y/o un conducto de bypass (16), estando la válvula de recirculación de gases de escape (10) y la válvula de bypass (12) dispuestas en una

5 carcasa de válvulas (18) común, caracterizado porque la válvula de recirculación de gases de escape (10) y la válvula de bypass (12) pueden pivotarse o bascularse, y la válvula de bypass (12) se encuentra junto a por lo menos un brazo (20) con el que la válvula de recirculación de gases de escape (10) está unida a su eje de pivotación (24).
2.- Sistema de recirculación de gases de escape según la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de recirculación de gases de escape (10) y la válvula de bypass (12) están dispuestas de forma desplazada en la dirección del 10 flujo (A).
3.- Sistema de recirculación de gases de escape según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los ejes de pivotación (24) o de basculamiento (22) presentan un punto central de eje común.
4.- Sistema de recirculación de gases de escape según la reivindicación 3, caracterizado porque el eje de basculamiento (22) de la válvula de bypass (12) está montado en el eje de pivotación (24) de la válvula de recirculación de 15 gases de escape (10).
5.- Sistema de recirculación de gases de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están previstos dos brazos (20) con los que la válvula de recirculación de gases de escape (10) está unida a su eje de pivotación (24), y la válvula de bypass (12) puede pivotarse entre los dos brazos (20).
6.- Sistema de recirculación de gases de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado 20 porque la carcasa de válvulas (18) forma un ángulo de preferiblemente aproximadamente 90º entre la dirección del conducto de refrigeración (14) y/o del conducto de bypass (16) y el conducto de recirculación de gases de escape.
7.- Sistema de recirculación de gases de escape según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la carcasa de válvulas (18) presenta una entalladura (28) en la que está alojado al menos parcialmente el elemento de válvula (10) de la válvula de recirculación de gases de escape en el estado abierto.