Válvula de tres vías.

Válvula de tres vías con dos obturadores (5, 6) respectivamente dispuestos en dos de las tres vías

(2, 3) de la válvula (1), comprendiendo dicha válvula unos medios (7-11) de mando únicos para los dos obturadores (5, 6) y unos medios (12, 13, 15, 50) de accionamiento primero y segundo dispuestos para ser mandados por los medios (7- 11) de mando únicos y accionar, cada uno, uno de los dos obturadores (5, 6) de una a otra de una posición primera y segunda, estando configurados dichos medios (7, 11) de mando y (12, 13, 15, 50) de accionamiento para permitir que los dos obturadores, en un modo nominal de funcionamiento, alcancen simultáneamente su posición segunda respectiva, caracterizada porque dicha válvula comprende un tope (31) de desplazamiento máximo para uno al menos de dichos medios (12, 15, 50) de accionamiento, estando configurado dicho tope (31) para bloquear dichos medios (12, 15, 50) de accionamiento cuando el obturador (5) que corresponde está en su posición segunda, comprendiendo dicha válvula además unos medios para detectar una trayectoria de dicho otro obturador (6) más allá de su posición segunda.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12305934.

Solicitante: VALEO SYSTEMES DE CONTROLE MOTEUR.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 14 avenue des Béguines 95800 Cergy Saint Christophe FRANCIA.

Inventor/es: ADENOT,Sébastien, HODEBOURG,GRÉGORY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > F16K37/00 (Medios especiales en las válvulas o en otros dispositivos de obturación para indicar o registrar su funcionamiento o para permitir dar la alarma)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Válvulas o llaves de vías múltiples, p. ej. mezcladores;... > F16K11/14 (accionado por un único órgano de control, p. ej. una llave (cuyo taco gira en otro F16K 11/12))

PDF original: ES-2457523_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Válvula de tres vías El campo de la presente invención es el del automóvil y, más particularmente, el de los equipos para la alimentación del motor.

Un motor térmico de vehículo automóvil comprende una cámara de combustión, generalmente formada por una pluralidad de cilindros, en la que se quema una mezcla de carburante y de aire para generar el trabajo del motor. El aire puede ser comprimido o no, según que el motor comprenda o no un turbocompresor. En caso de un motor con turbocompresor, el aire, comprimido por el compresor, es admitido en el motor en el que se quema con el carburante y después es evacuado por las canalizaciones de escape. Los gases de escape accionan una turbina, solidaria del compresor y que forma con él el turbocompresor.

El aire de admisión puede por otro lado ser mezclado con gases de escape; se habla de gases de escape recirculados y de una circulación de los gases a lo largo de un bucle llamado bucle EGR (de exhaust gas recirculation o recirculación de los gases de escape) . Los gases admitidos en la cámara de combustión se denominan entonces gases de admisión. Se obtiene de este modo una disminución de las emisiones contaminantes, en particular de las emisiones de óxido de nitrógeno.

La recirculación de los gases de escape puede ser llamada “de baja presión”, cuando se hace en gases de escape tomados después de la turbina y reintroducidos después del compresor, o “de alta presión”, cuando se hace con gases tomados antes de la turbina e introducidos después del compresor. A título de ejemplo, la recirculación de baja presión se utiliza principalmente, en un motor de gasolina, para disminuir el consumo de carburante y obtener un mejor rendimiento de motor.

Los gases por tanto se llevan por diversas canalizaciones y el control de su circulación se hace gracias a unas válvulas, que autorizan, inhiben o regulan sus movimientos en estas canalizaciones. En el caso de un bucle EGR, ya han sido propuestas unas válvulas llamadas “de tres vías”. Tal válvula puede ser dispuesta aguas arriba del compresor del turbocompresor, es decir, en la canalización de admisión de la mezcla, en la que regula la cantidad de aire que circula en dicha canalización y la cantidad de gases de escape admitida en esta. Se dice entonces que la válvula es dispuesta del lado frio del motor ya que está colocada en la línea de admisión más que en la línea de escape.

Para una válvula de tres vías dispuesta del lado frío, pueden ser considerados varios modos operatorios de la válvula, y por lo tanto del motor. El motor puede no recibir más que el aire fresco, sin gases de escape recirculados. El motor puede también recibir aire fresco mezclado con una parte de los gases de escape, siendo entonces la diferencia de presión entre el escape y la admisión del motor suficiente para asegurar la recirculación de los gases de escape. Cuando la diferencia de presión no es suficiente para la recirculación de los gases de escape y para asegurar la buena tasa EGR, se puede crear una contrapresión por estrechamiento de la vía de escape aguas abajo del bucle EGR, para así forzar una parte de los gases de escape hacia la vía de admisión del motor. Esta solución, por su complejidad, no es muy satisfactoria no obstante y es preferible utilizar el bucle EGR de la siguiente forma.

El caudal de aire fresco en la vía de llegada del aire de la válvula EGR siendo máximo, se abre progresivamente la vía de los gases EGR en la válvula y, antes de que el caudal de los gases EGR en la válvula aumente más, se cierra progresivamente la vía de llegada del aire fresco para continuar haciendo crecer el caudal de los gases EGR, siguiendo una curva monótona creciente.

Una solicitud de patente ha sido depositada por el solicitante, con el número WO 2009/106727, que describe una válvula de tres vías con dos tapas en la que las dos tapas están dispuestas en las dos vías de entrada de la válvula y se accionan con un desfase temporal por un mismo medio de accionamiento.

Esta configuración no prevé más que un solo sensor para conocer la posición de las tapas, que se coloca en el mando de la tapa de los gases recirculados (vía de los gases o vía EGR) . Se deduce que un fallo en la vía de mando de la tapa de admisión de aire (vía Aire) no es detectado.

Una primera solución para resolver este problema sería colocar un sensor segundo en la vía de aire. Esta solución no es satisfactoria no obstante en razón del coste y del volumen de los componentes suplementarios que implica.

La presente invención tiene por objeto remediar estos inconvenientes proponiendo una válvula de tres vías adaptada para que un defecto en una de las vías, Aire o EGR, pueda ser detectado con ayuda de un solo sensor.

A este efecto, la invención tiene por objeto una válvula de tres vías con dos obturadores respectivamente dispuestos en dos de las tres vías de la válvula, comprendiendo dicha válvula unos medios de mando únicos para los dos obturadores y unos medios de accionamiento primero y segundo, dispuestos para ser accionados por los medios de mando únicos y accionar, cada uno, uno de los dos obturadores de una a otra de una posición primera y segunda, estando configurados dichos medios de mando y de accionamiento para permitir a los dos obturadores, en un modo nominal de funcionamiento, alcanzar simultáneamente su posición segunda respectiva.

Según la invención, dicha válvula comprende un tope de desplazamiento máximo para uno al menos de dichos medios de accionamiento, estando configurado dicho tope para bloquear dicho medio de accionamiento cuando el obturador correspondiente está en su posición segunda, comprendiendo dicha válvula además medios para detectar una trayectoria de dicho otro obturador más allá de su posición segunda.

Así, según la invención, se verifica la integridad de las cadenas cinemáticas en el conjunto de las vías, esto con ayuda de medios de detección previstos solamente en una de ellas. Los medios de detección permiten diagnosticar no solamente un fallo en la vía equipada sino también en la otra vía. En efecto, si el obturador montado en la vía equipada con los medios de detección sobrepasa la posición prescrita, es que el medio de accionamiento del obturador montado en la otra vía no ha alcanzado su posición de tope y que hay un fallo en la cinemática correspondiente.

En el ejemplo de aplicación evocado más arriba, los medios de detección permiten de este modo reparar un rebasamiento de la posición de total apertura por la tapa de los gases y por lo tanto un fallo en la cinemática de la cadena Aire, sin sensor suplementario.

Según diferentes modos de realización que podrán ser tomados juntos o separadamente:

- dichos medios para detectar una trayectoria del otro obturador más allá de su trayectoria nominal comprenden un medio de medición de la posición de dicho otro obturador,

- dicho tope de desplazamiento máximo está previsto para bloquear dicho medio de accionamiento segundo y dichos medios para detectar una trayectoria del otro obturador más allá de su trayectoria nominal comprenden un tope del medio de accionamiento primero, configurado para ser posicionado más allá de la posición que tiene dicho medio de accionamiento primero durante el medio de accionamiento segundo está en su tope en modo de funcionamiento nominal,

- dichos medios para detectar una trayectoria del otro obturador más allá de su trayectoria nominal comprenden además un tope de fin de trayectoria, previsto en dicho medio de accionamiento primero y un detector de contacto entre dichos topes de fin de trayectoria y dicho medio de accionamiento primero,

- dichos obturadores... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Válvula de tres vías con dos obturadores (5, 6) respectivamente dispuestos en dos de las tres vías (2, 3) de la válvula (1) , comprendiendo dicha válvula unos medios (7-11) de mando únicos para los dos obturadores (5, 6) y unos medios (12, 13, 15, 50) de accionamiento primero y segundo dispuestos para ser mandados por los medios (711) de mando únicos y accionar, cada uno, uno de los dos obturadores (5, 6) de una a otra de una posición primera y segunda, estando configurados dichos medios (7, 11) de mando y (12, 13, 15, 50) de accionamiento para permitir que los dos obturadores, en un modo nominal de funcionamiento, alcancen simultáneamente su posición segunda respectiva, caracterizada porque dicha válvula comprende un tope (31) de desplazamiento máximo para uno al menos de dichos medios (12, 15, 50) de accionamiento, estando configurado dicho tope (31) para bloquear dichos medios (12, 15, 50) de accionamiento cuando el obturador (5) que corresponde está en su posición segunda, comprendiendo dicha válvula además unos medios para detectar una trayectoria de dicho otro obturador (6) más allá de su posición segunda.

2. Válvula de tres vías según la reivindicación 1, en la que dichos medios para detectar una trayectoria del otro obturador (6) más allá de su trayectoria nominal comprenden un medio de medición de la posición de dicho otro obturador (6) .

3. Válvula según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que dicho tope (31) de desplazamiento máximo está previsto para bloquear dicho medio (12, 15, 50) de accionamiento segundo y dichos medios para detectar una trayectoria del otro obturador más allá de su trayectoria nominal comprenden un tope (33) del medio (13) de accionamiento primero, configurado para estar posicionado más allá de la posición que tiene dicho medio (13) de accionamiento primero cuando el medio (12, 15, 50) de accionamiento segundo está sobre su tope (31) en modo de funcionamiento nominal.

4. Válvula según la reivindicación 3, en la que dichos medios para detectar una trayectoria del otro obturador más allá de su trayectoria nominal comprenden además un tope (63) de fin de trayectoria, previsto en dicho medio (13) de accionamiento primero, y un detector de contacto entre dichos topes (63) de fin de trayectoria y (33) de dicho medio (13) de accionamiento primero.

5. Válvula de tres vías según una de las reivindicaciones 3 ó 4, en la que dichos obturadores (5, 6) son tapas, dichos medios (7-11) de mando y (12, 13, 15, 50) de accionamiento están configurados para accionar dichas tapas en pivotamiento, y los medios de accionamiento primero y segundo comprenden sectores de coronas dentadas (12, 13) .

6. Válvula de tres vías según la reivindicación 5, en la que dicho tope (33) del medio de accionamiento primero está dispuesto en frente de una de las caras (63) que forman extremo del sector (13) de coronas dentadas correspondiente.

7. Válvula de tres vías según una de las reivindicaciones 5 ó 6, en la que el medio de accionamiento segundo comprende además un dedo (15) que circula en una muesca (17) formada en el sector de corona dentada (12) del medio de accionamiento segundo, siendo el tope (31) asociado a dicho medio de accionamiento segundo solidario al cuerpo de la válvula (1) y estando posicionado en frente de dicho dedo (15) .

8. Válvula de tres vías según una de las reivindicaciones 5 ó 6, en la que el medio de accionamiento segundo comprende además una rueda (50) de pilotaje, unida en rotación a la tapa primera y libre en rotación en relación con dicho sector de corona dentada (12) , siendo capaz dicha rueda (50) de pilotaje de ser accionada por dicho sector de corona dentada (12) , cuando dicha tapa primera pasa de su posición primera a su posición segunda.

9. Válvula de tres vías según la reivindicación 8, en la que dicha rueda (50) de pilotaje comprende un tope (55) de diagnóstico configurado para hacer tope contra el tope (31) de desplazamiento máximo (31) cuando el obturador segundo (5) está en su posición segunda.

10. Válvula de tres vías según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dichas posiciones primera y segunda son posiciones de apertura y cierre de una de las vías (2, 3) .

11. Válvula de tres vías según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dichos medios (7-11) de mando y (12, 13, 15, 50) de accionamiento están configurados para accionar dichos obturadores (5, 6) con un desfase temporal de manera que, a la vez que se continúa desplazando el obturador primero (6) de su posición primera hacia su posición segunda a través del medio (13) de accionamiento primero para abrir, respectivamente cerrar, la vía correspondiente (3) , se comienza a desplazar el obturador segundo (5) de su posición primera hacia su posición segunda a través del medio (12, 15, 50) de accionamiento segundo, para cerrar, respectivamente abrir, la vía (2) correspondiente.

12. Válvula de tres vías según la reivindicación 11, en la que dicho medio (15) de accionamiento segundo es retornado por un muelle de retorno de su posición segunda hacia su posición primera.

13. Válvula de tres vías según una de las reivindicaciones precedentes, en la que los obturadores (5, 6) están dispuestos en sus dos vías (2, 3) de entrada, siendo entonces la válvula una válvula de bucle EGR para lado frío, unida al colector de admisión de un motor de combustión interna de un vehículo automóvil.

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14. Procedimiento de prueba de la integridad de la cadena cinemática de una válvula (1) de tres vías según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una etapa de puesta en movimiento de dicho medio (13) de accionamiento primero por dichos medios (7-11) de mando únicos, desde la posición primera del obturador

asociado (6) en dirección a la posición segunda de dicho obturador, seguida de una etapa de medición de la 10 posición extrema alcanzada por dicha tapa.