Устройство управления клапанами механизма газораспределения
Изобретение относится к двигателестроению. Устройство управления клапанами механизма газораспределения ДВС имеет функционально связанные с каждым клапаном механизма газораспределения гидравлические исполнительные механизмы, каждый из которых имеет по одному воздействующему на клапан механизма газораспределения управляющему поршню и по две ограниченные этим управляющим поршнем рабочие полости, среди которых первая рабочая полость, создаваемое в которой давление обеспечивает перемещение клапана механизма газораспределения в направлении закрытия, постоянно заполнена находящейся под давлением рабочей жидкостью, а вторая рабочая полость, создаваемое в которой давление обеспечивает перемещение клапана механизма газораспределения в направлении открытия, выполнена с возможностью попеременного создания в ней давления рабочей жидкости и сброса из нее давления рабочей жидкости с помощью первого и второго управляющих клапанов, снабженных электроприводом. Предусмотрена возможность подачи общего электрического управляющего сигнала на объединенные предпочтительно в единый клапанный блок вторые управляющие клапаны для пары исполнительных механизмов, управляющих срабатыванием двух клапанов механизма газораспределения, используемых в качестве впускных или выпускных клапанов одного из цилиндров ДВС. Изобретение позволяет снизить затраты на изготовление устройства. 9 з.п. ф-лы. 7 ил.
Уровень техники
Настоящее изобретение относится к устройству управления клапанами механизма газораспределения, предусмотренными для цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС), согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
В известном устройстве такого типа (DE 19826047 А1) первая рабочая полость каждого исполнительного механизма, поршень которого, управляющий перемещениями клапана механизма газораспределения, выполнен за одно целое с толкателем соответствующего клапана механизма газораспределения, постоянно соединен с источником высокого давления, а вторая его рабочая полость, во-первых, соединена с первым управляющим клапаном с электроприводом, который (клапан) попеременно перекрывает или открывает соединение с подводящей линией, идущей к источнику высокого давления, и, во-вторых, соединена со вторым управляющим клапаном с электроприводом, который (клапан) попеременно открывает или перекрывает соединение с разгрузочной линией. Такие управляющие клапаны с электроприводом выполнены в виде двухлинейных двухпозиционных электромагнитных распределителей (электромагнитных 2/2-распределителей) с пружинным возвратом в исходное положение. При обесточенных управляющих клапанах первая рабочая полость по-прежнему остается под высоким давлением, тогда как вторая рабочая полость отсоединена от источника высокого давления и соединена с разгрузочной линией. При этом клапан механизма газораспределения закрыт. Для открытия этого клапана механизма газораспределения на приводы обоих управляющих клапанов подается электрический ток. При переключении этих управляющих клапанов в другое положение вторая рабочая полость исполнительного механизма, во-первых, отсоединяется вторым управляющим клапаном от разгрузочной линии и, во-вторых, соединяется первым управляющим клапаном с подводящей линией, идущей к источнику высокого давления. В результате клапан механизма газораспределения открывается, при этом величина и скорость перемещения этого клапана на ходе открытия зависят от параметров или характеристики электрического управляющего сигнала, подаваемого на электропривод первого управляющего клапана. Затем для удержания клапана механизма газораспределения в открытом на определенную величину положении первый управляющий клапан обесточивают, в результате чего он переключается в положение, в котором он перекрывает соединение между подводящей линией и второй рабочей полостью исполнительного механизма. Таким путем с помощью электрического блока управления, формирующего соответствующие управляющие сигналы, можно регулировать величину открытия клапана механизма газораспределения, устанавливая его во все возможные положения. Для управления одним клапаном механизма газораспределения необходимы два управляющих клапана с электроприводом, которые управляют созданием и сбросом гидравлического давления, прикладываемого к рабочему органу функционально связанного с этими управляющими клапанами исполнительного механизма.
Преимущества изобретения
Преимущество предлагаемого в изобретении устройства управления клапанами механизма газораспределения с отличительными признаками п.1 формулы изобретения состоит в том, что объединенное управление обоими вторыми управляющими клапанами пары исполнительных механизмов с целью совместного закрытия обоих клапанов механизма газораспределения, используемых в качестве впускных или выпускных клапанов одного из цилиндров ДВС, позволяет сократить затраты на вычисления, связанные с формированием управляющих сигналов, подаваемых на управляющие клапаны, и уменьшить в блоке управления на один количество сигнальных выходов, с которых на управляющие клапаны выдаются управляющие сигналы, с относящимся к нему выходным или усилительным каскадом. Сохранение же раздельного управления первыми управляющими клапанами позволяет и далее независимо управлять открытием каждого из впускных или выпускных клапанов, задавая отдельно для каждого из них величину перемещения на ходе открытия и обеспечивая их срабатывание с определенным смещением во времени.
Предпочтительные варианты выполнения устройства управления клапанами механизма газораспределения, представленного в п.1 формулы изобретения, приведены в зависимых пунктах формулы.
Согласно одному из таких предпочтительных вариантов осуществления изобретения оба вторых управляющих клапана для пары исполнительных механизмов конструктивно выполнены в виде единого клапанного блока с общим электрическим управляющим входом. Благодаря этому удается на один сократить количество отдельных управляющих клапанов, используемых для пары исполнительных механизмов, а к управляющему входу клапанного блока от блока управления требуется подвести только одну сигнальную линию.
В простейшем случае согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения клапанный блок выполнен в виде электромагнитного 2/2-распределителя, имеющего возможность переключения в одно из двух возможных положений и два управляемых подсоединения, к одному из которых присоединена разгрузочная линия, а к другому присоединено по одной соединительной линии, идущих от одной из вторых рабочих полостей пары исполнительных механизмов. В этом случае во избежание при различных величинах хода клапанов механизма газораспределения притока рабочей жидкости от исполнительного механизма, управляющего перемещением открытого на большую величину клапана механизма газораспределения, к исполнительному механизму, управляющему перемещением открытого на меньшую величину клапана механизма газораспределения, в каждой из соединительных линий необходимо установить по обратному клапану, которые в нормальном положении пропускают поток рабочей жидкости в сторону электромагнитного 2/2-распределителя. Если один и тот же клапан механизма газораспределения всегда открывается раньше или на большую величину, то обратный клапан вполне достаточно предусмотреть только в исполнительном механизме, относящемся к другому клапану механизма газораспределения, открывающемуся на меньшую величину или в более поздний момент времени. Следует также отметить, что при задании параметров управляющего сигнала следует проводить различия между режимом, в котором срабатывает только один клапан механизма газораспределения, и режимом, в котором срабатывают два клапана механизма газораспределения, т.е. требуется закрывать только один либо оба клапана механизма газораспределения, поскольку от этих условий зависит скорость закрытия клапанов механизма газораспределения. В режиме, в котором срабатывает только один клапан механизма газораспределения, более быстрый сброс давления рабочей жидкости в исполнительном механизме обеспечивает и более быстрое перемещение такого клапана механизма газораспределения в направлении закрытия.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения клапанный блок выполнен в виде электромагнитного 3/2-распределителя, имеющего возможность переключения в одно из двух возможных положений и три управляемых подсоединения, среди которых к первому подсоединению присоединена разгрузочная линия, а оба других подсоединения, одновременно подключаемых к первому подсоединению, соединены каждое с одной из вторых рабочих полостей пары исполнительных механизмов. В этом случае можно отказаться от установки обратных клапанов в соединительных линиях между клапанным блоком и обоими исполнительными механизмами, если проходное сечение того подсоединения, которое образует выход клапанного блока и к которому присоединена разгрузочная линия, подобрано таким образом, чтобы в открытом состоянии электромагнитного 3/2-распределителя исключить перемещение рабочей жидкости обратным потоком из одного из двух остальных подсоединений в другое из двух остальных подсоединений. Очевидно, что и в этом варианте при задании параметров управляющих сигналов следует проводить различия между режимом, в котором срабатывает только один клапан механизма газораспределения, и режимом, в котором срабатывают два клапана механизма газораспределения.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления изобретения клапанный блок выполнен в виде электромагнитного 4/2-распределителя, имеющего возможность переключения в одно из двух возможных положений и четыре управляемых подсоединения, среди которых к первому и второму подсоединениям присоединено по одной разгрузочной линии, а третье подсоединение, подключаемое к первому подсоединению, и четвертое подсоединение, подключаемое ко второму подсоединению, соединены каждый с одной из вторых рабочих полостей пары исполнительных механизмов. К первому и второму подсоединениям распределителя предпочтительно присоединять раздельные разгрузочные линии, ведущие к резервуару для рабочей жидкости. При таком исполнении клапанного блока клапаны механизма газораспределения перемещаются в направлении закрытия всегда с одинаковой скоростью вне зависимости от того, открыт только один или открыты оба клапана механизма газораспределения. В результате значительно упрощаются вычисления, связанные с формированием управляющих сигналов.
Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления изобретения клапанный блок выполнен в виде электромагнитного 4/3-распределителя, имеющего возможность переключения в одно из трех возможных положений и четыре управляемых подсоединения, среди которых к двум подсоединениям присоединено по разгрузочной линии, а два других подсоединения соединены каждое с одной из рабочих полостей пары исполнительных механизмов. При этом подобный электромагнитный 4/3-распределитель выполнен таким образом, что в одном из его возможных положений он соединяет каждую из обеих вторых рабочих полостей с соответствующей разгрузочной линией, во втором положении он запирает обе вторые рабочие полости, а в третьем положении он запирает одну из обеих вторых рабочих полостей и соединяет другую с разгрузочной линией.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения клапанный блок выполнен в виде электромагнитного 4/4-распределителя, имеющего возможность переключения в одно из четырех возможных положений и четыре управляемых подсоединения, среди которых к двум подсоединениям присоединено по разгрузочной линии, а два других подсоединения соединены каждое с одной из вторых рабочих полостей пары исполнительных механизмов. При этом подобный электромагнитный 4/4-распределитель выполнен таким образом, что в одном из его возможных положений он соединяет вторые рабочие полости пары исполнительных механизмов с разгрузочными линиями, в другом положении он запирает обе вторые рабочие полости, а в двух остальных положениях он попеременно соединяет одну из обеих вторых рабочих полостей с разгрузочной линией и запирает другую из обеих вторых рабочих полостей. Тем самым оба последних варианта выполнения клапанного блока позволяют расширить функциональные возможности предлагаемого в изобретении устройства управления, поскольку в этом случае помимо совместного закрытия клапанов механизма газораспределения можно обеспечить также последовательное закрытие обоих клапанов механизма газораспределения с определенным смещением во времени.
Чертежи
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - схематичное изображение устройства управления двумя клапанами механизма газораспределения, которыми оснащен цилиндр ДВС,
на фиг.2 - схематичное изображение клапана механизма газораспределения, которым (клапаном) оснащен цилиндр ДВС,
на фиг.3-5 - схематичные изображения несколько модифицированного устройства управления двумя клапанами механизма газораспределения, которыми оснащен цилиндр ДВС, согласно трем другим вариантам осуществления изобретения,
на фиг.6 и 7 - соответственно два других варианта выполнения клапанного блока, используемого в устройстве, показанном на фиг.5.
Описание вариантов осуществления изобретения
Схематично показанное на фиг.1 устройство предназначено для управления двумя клапанами механизма газораспределения, предусмотренными для одного из цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС), который (цилиндр) обычно оснащен двумя впускными и двумя выпускными клапанами. При этом оба клапана 10 механизма газораспределения являются впускными или выпускными клапанами цилиндра. На фиг.1 показана система управления лишь обоими впускными клапанами цилиндра. По такой же схеме осуществляется и управление обоими выпускными клапанами цилиндра. В четырехцилиндровом ДВС, механизм газораспределения которого оснащен в общей сложности шестнадцатью клапанами, имеется восемь впускных и восемь выпускных клапанов, управление которыми, т.е. управление открытием и закрытием которых, в соответствии с порядком работы цилиндров осуществляется единым электронным блоком 30 управления. У четырехцилиндрового ДВС, механизм газораспределения которого оснащен двенадцатью клапанами, предусмотрено два впускных и один выпускной клапан на каждый из четырех отдельных цилиндров. В последующем описании в качестве примера рассмотрено управление двумя впускными клапанами цилиндра. При этом все сказанное ниже соответственно справедливо и в отношении управления остальными клапанами механизма газораспределения.
В предлагаемом в изобретении устройстве для каждого клапана механизма газораспределения предусмотрен исполнительный механизм (позиционер) 11, который имеет перемещаемый в рабочем или силовом цилиндре 12 в осевом направлении установочный или управляющий поршень 13, управляющий перемещением клапана механизма газораспределения. Этот управляющий поршень 13 разделяет рабочий цилиндр 12 на две ограниченные им гидравлические рабочие полости 121 и 122 и жестко соединен с толкателем 14 клапана 10 механизма газораспределения. На фиг.2 исполнительный механизм 11 схематично изображен в увеличенном масштабе вместе с функционально связанным с ним клапаном 10 механизма газораспределения. На дальнем от управляющего поршня 13 конце толкатель 14 имеет тарельчатую уплотняющую поверхность 15 клапана, которая во взаимодействии с выполненной в корпусе 16 цилиндра ДВС опорной поверхностью 17 седла клапана управляет открытием и закрытием ведущего в цилиндр отверстия и регулирует его проходное сечение. Рабочий цилиндр 12 оснащен в общей сложности тремя гидравлическими подсоединениями, из которых одно гидравлическое подсоединение 121а сообщается с первой рабочей полостью 121, а два других гидравлических подсоединения 122а и 122b сообщаются со второй рабочей полостью 122 рабочего цилиндра 12.
Помимо этого устройство управления клапанами механизма газораспределения имеет систему 22 подачи давления, которая состоит из резервуара 18 с рабочей жидкостью, насоса 19 высокого давления, обратного клапана 20 и гидравлического аккумулятора 21, предназначенного для гашения колебаний или пульсаций давления и аккумулирования энергии рабочей жидкости. Отвод 221, отходящий от системы 22 подачи давления на участке между обратным клапаном 20 и гидравлическим аккумулятором 21, линией 23 соединен с гидравлическими подсоединениями 121а обоих исполнительных механизмов 11, управляющих перемещениями клапанов механизма газораспределения, и тем самым в первых рабочих полостях 121 рабочих цилиндров исполнительных механизмов 11 постоянно преобладает создаваемое системой 22 подачей давления в ее отводе 221 примерно постоянное гидравлическое давление, которое путем регулирования можно устанавливать на различные заданные значения.
Вторые рабочие полости 122 рабочих цилиндров 12 их гидравлическими подсоединениями 122а и 122b, во-первых, могут соединяться через соответствующие первые имеющие электропривод управляющие клапаны 24 и 26 с отводом 221, отходящим от системы 22 подачи давления, и, во-вторых, могут соединяться через соответствующие гидравлические соединительные линии 35 и 36 и соответствующие вторые имеющие электропривод управляющие клапаны 25 и 27 с соответствующими разгрузочными линиями 28 и 29, которые в свою очередь сообщаются с резервуаром 18 с рабочей жидкостью. Все управляющие клапаны 24-27 выполнены в виде управляющих или переключающих клапанов, а именно, в виде двухлинейных двухпозиционных электромагнитных распределителей (2/2-распределителей) с пружинным возвратом в исходное положение. Однако в качестве таких управляющих клапанов можно использовать также клапаны пропорционального регулирования. Электрические управляющие входы этих управляющих клапанов электрическими сигнальными линиями 31, 32, 33, 34 соединены с электронным блоком 30 управления, при этом электрические сигнальные линии 31 и 32 отходят к обоим первым управляющим клапанам 24, 26 от отдельных сигнальных выходов 301, 303 с отдельными выходными каскадами электронного блока 30 управления, тогда как две другие электрические сигнальные линии 32 и 34, ведущие к обоим вторым управляющим клапанам 25, 27, отходят от общего сигнального выхода 302 с единым выходным или усилительным каскадом.
Каждый из исполнительных механизмов 11 выполнен вместе с функционально связанными с одним из них первым и вторым управляющими клапанами 24 и 25, соответственно вместе с функционально связанными с другим из них первым и вторым управляющими клапанами 26 и 27 в соответствующем едином корпусе 37, 38, каждый из которых обозначен на фиг.1 прерывистой линией. С целью обеспечить возможность совместного управления обоими вторыми управляющими клапанами 25 и 27, каждый из которых расположен в соответсвующем корпусе 37, 38 относящегося к нему исполнительного механизма, через сигнальный выход 302 электронного блока 30 управления выходной каскад этого блока управления должен иметь соответствующие параметры.
Ниже рассмотрен принцип работы устройства управления обоими впускными клапанами, соответственно клапанами 10 механизма газораспределения.
В показанном на фиг.1 начальном или исходном положении все управляющие клапаны 24-27, соответственно их приводы, обесточены, при этом первые управляющие клапаны 24 и 26 находятся в закрытом положении и каждый из них тем самым перекрывает соединение между второй рабочей полостью 122 рабочего цилиндра соответствующего исполнительного механизма 11 и отходящим от системы 22 подачи давления отводом, тогда как вторые управляющие клапаны 25 и 27 находятся в открытом положении и каждый из них тем самым соединяет вторую рабочую полость 122 с соответствующей разгрузочной линией 28, 29. Под действием создаваемого в гидравлической системе давления, которое преобладает и в первой рабочей полости 121 рабочего цилиндра каждого из исполнительных механизмов 11, показанный на фиг.2 управляющий поршень 13 перемещается вверх до упора уплотняющей поверхности 15 клапана 10 в опорную поверхность 17 седла, выполненную в корпусе 16 цилиндра ДВС. При этом управляющий поршень 13 занимает внутри рабочего цилиндра 12 исполнительного механизма 11 показанное на фиг.1 положение, в котором клапаны 10 закрыты.
Для открытия обоих клапанов 10 механизма газораспределения электронным блоком 30 управления формируется управляющий сигнал на переключение вторых управляющих клапанов 25, 27, который после усиления в выходном каскаде выдается через сигнальный выход 302 и на электрический управляющий вход второго управляющего клапана 25, и на электрический управляющий вход второго управляющего клапана 27. По этому управляющему сигналу вторые управляющие клапаны 25, 27 одновременно переводятся в их закрытое положение, в котором они перекрывают соединение между второй рабочей полостью 122 и соответствующей разгрузочной линией 28, 29. В определенный момент времени электронным блоком 30 управления через его сигнальный выход 301 выдается усиленный управляющий сигнал на электрический управляющий вход первого управляющего клапана 24. По этому управляющему сигналу управляющий клапан 24 переключается в другое положение, в котором он открывает соединение между второй рабочей полостью 122 и отводом 221, отходящим от системы 22 подачи давления, в результате чего и во второй рабочей полости 122 рабочего цилиндра исполнительного механизма 11 устанавливается давление, преобладающее в гидравлической системе. Поскольку площадь той поверхности управляющего поршня 13, которая ограничивает первую рабочую полость 121, меньше площади другой его поверхности, которая ограничивает вторую рабочую полость 122, к этому управляющему поршню 13 прикладывается перестановочное усилие, под действием которого управляющий поршень 13 начинает перемещаться вниз в плоскости чертежа по фиг.1 и 2, и в результате клапан 10 механизма газораспределения открывается. Величина перемещения клапана 10 на ходе его открытия зависит от продолжительности и скорости установки первого управляющего клапана 24, соответственно 26, в открытое состояние. После перемещения клапана 10 на ходе его открытия на требуемую величину подача тока на первый управляющий клапан 24 прекращается, который в результате вновь устанавливается в закрытое положение. При этом давление во второй рабочей полости 122 сохраняется на прежнем уровне, и поэтому клапан 10 остается неподвижным в достигнутом им на ходе открытия положении.
Одновременно либо с некоторой временной задержкой, что определяется конкретными требованиями, электронным блоком 30 управления формируется также управляющий сигнал для первого управляющего клапана 26, выдаваемый на его электрический управляющий вход через сигнальный выход 303. По такому управляющему сигналу этот управляющий клапан аналогичным образом переключается в его рабочее положение, в результате чего управляющий поршень 13 начинает перемещаться, открывая другой клапан 10 механизма газораспределения. При этом величина, на которую этот другой клапан 10 перемещается на ходе открытия, может равняться величине перемещения, совершаемого на ходе открытия первым клапаном 10 механизма газораспределения, или отличаться от нее. После перемещения второго клапана 10 на ходе его открытия на требуемую величину подача управляющего сигнала с сигнального выхода 303 электронного блока 30 управления прекращается, в результате чего первый управляющий клапан 26 вновь возвращается в закрытое положение и отсоединяет от остальной гидравлической системы вторую рабочую полость 122, давление в которой, однако, сохраняется на прежнем уровне.
Для закрытия обоих клапанов 10 механизма газораспределения, что происходит в один и тот же момент времени, прекращается подача управляющего сигнала на сигнальный выход 302 электронного блока 30 управления, в результате чего оба вторых управляющих клапана 25, 27 под действием возвратного усилия, создаваемого их возвратными пружинами, вновь устанавливаются в исходное положение, в котором они соединяют соответствующие вторые рабочие полости 122 рабочих цилиндров обоих исполнительных механизмов 11 с одной из соответствующих разгрузочных линий 28, 29. При этом давление во вторых рабочих полостях 122 падает, и управляющие поршни 13 под действием создаваемого в гидравлической системе давления, которое преобладает и в каждой из первых рабочих полостей 121 обоих исполнительных механизмов 11, перемещаются в их рабочих цилиндрах 12 вверх в плоскости чертежа по фиг.1 и 2 до полного закрытия обоих клапанов 10 механизма газораспределения.
Показанные на фиг.3-5 несколько модифицированные варианты выполнения устройства управления парой одинаковых клапанов механизма газораспределения, например парой впускных или выпускных клапанов, предусмотренных для одного из цилиндров ДВС, отличаются от рассмотренного выше со ссылкой на фиг.1 варианта выполнения устройства управления тем, что оба вторых управляющих клапана 25, 27, управляющих парой исполнительных механизмов 11, объединены в показанных на фиг.3-5 вариантах в единый клапанный блок 40, а сама эта пара исполнительных механизмов вместе с клапанным блоком 40 и обоими управляющими клапанами 24, 26, каждый из которых относится к одному из исполнительных механизмов 11, размещены в общем корпусе 39. В зависимости от конкретного исполнения клапанного блока 40 в устройстве управления к резервуару 18 с рабочей жидкостью проходит лишь одна общая разгрузочная линия 28, как это имеет место в показанных на фиг.3 и 4 вариантах, либо, как и в показанном на фиг.1 варианте, две отдельных разгрузочных линии 28, 29, как это имеет место в показанном на фиг.5 варианте. В остальном показанные на фиг.3-5 варианты выполнения устройства управления не отличаются от показанного на фиг.1 варианта его выполнения, и поэтому на всех этих чертежах одинаковые конструктивные элементы обозначены одинаковыми позициями.
В показанном на фиг.3 устройстве управления клапанный блок 40 выполнен в виде электромагнитного 2/2-распределителя 41 с пружинным возвратом в исходное положение. Этот распределитель может переключаться в одно из двух возможных положений и имеет два управляемых подсоединения 411 и 412, из которых подсоединение 411 присоединено к разгрузочной линии 28. К другому подсоединению 412 присоединены обе соединительные линии 35 и 36, идущие от вторых рабочих полостей 122 пары исполнительных механизмов 11 к клапанному блоку 40. В каждой соединительной линии 35, 36 предусмотрено по обратному клапану 42, 43, которые в нормальном положении пропускают поток рабочей жидкости в сторону электромагнитного 2/2-распределителя. Эти обратные клапаны 42, 43 при различных величинах хода открытия клапанов 10 механизма газораспределения препятствуют притоку рабочей жидкости от исполнительного механизма 11, управляющему перемещением открытого на большую величину клапана 10 механизма газораспределения, к исполнительному механизму 11, управляющего перемещением открытого на меньшую величину клапана 10 механизма газораспределения. Если один из клапанов 10 механизма газораспределения всегда открывается раньше или на большую величину, то в относящемся к этому клапану исполнительном механизме 11 можно отказаться от установки обратного клапана 42, соответственно 43, в соединительной линии 35, соответственно 36, ведущей к разгрузочной линии 28, что, однако, в определенной степени ограничивает функциональные возможности всей системы.
Показанное на фиг.4 устройство управления отличается от показанного на фиг.3 лишь иным исполнением клапанного блока 40. В этом случае клапанный блок 40 выполнен в виде электромагнитного 3/2-распределителя 44, который может переключаться в одно из двух возможных положений и имеет три управляемых подсоединения 441, 442 и 443, из которых к первому подсоединению 441 присоединена разгрузочная линия 28, а каждое из двух других подсоединении 442 и 443, одновременно подключаемых к первому подсоединению 441, соединено соответствующей соединительной линией 35 и 36 с соответствующей второй рабочей полостью 122 рабочего цилиндра каждого из обоих исполнительных механизмов 11. Проходное сечение подсоединения 441, которое образует выход клапанного блока и к которому присоединена разгрузочная линия 28, подобрано таким образом, чтобы в открытом состоянии электромагнитного 3/2-распределителя 44 исключить перемещение рабочей жидкости обратным потоком из одного подсоединения 442 в другое подсоединение 443 или наоборот.Очевидно, что в закрытом состоянии электромагнитного 3/2-распределителя 44 подсоединения 442 и 443 не сообщаются между собой. В этом варианте можно отказаться от применения обратных клапанов, которые в показанном на фиг.3 варианте устанавливаются в соединительных линиях 35, 36.
В показанном на фиг.5 варианте выполнения устройства управления клапанами механизма газораспределения клапанный блок 40 выполнен в виде электромагнитного 4/2-распределителя 45, который может переключаться в одно из двух возможных положений и имеет четыре управляемых подсоединения 451-454, среди которых к первому подсоединению 451 присоединена разгрузочная линия 28, ко второму подсоединению 452 присоединена разгрузочная линия 29, к третьему подсоединению 453, подключаемому к первому подсоединению 451, присоединена соединительная линия 35, а к четвертому подсоединению 454, подключаемому ко второму подсоединению 452, присоединена соединительная линия 36. В этом варианте каждая из обеих соединительных линий 35, 36 также проходит к одной из вторых рабочих полостей 122 рабочих цилиндров пары исполнительных механизмов 11.
При таком исполнении клапанного блока 40 клапаны 10 механизма газораспределения в отличие от показанных на фиг.3 и 4 вариантов выполнения клапанных блоков 40 перемещаются в направлении закрытия всегда с одинаковой скоростью вне зависимости от того, открыт только один или открыты оба клапана 10 механизма газораспределения. В показанных же на фиг.3 и 4 вариантах выполнения клапанного блока 40 следует проводить различия между режимом, в котором срабатывает только один клапан механизма газораспределения, и режимом, в котором срабатывают два клапана механизма газораспределения, поскольку скорость закрытия клапанов 10 механизма газораспределения зависит от того, открыт ли только один такой клапан 10 механизма газораспределения или открыты оба клапана 10 механизма газораспределения. При необходимости обеспечить установку обоих клапанов механизма газораспределения в закрытое состояние в один и тот же момент времени в обоих режимах, в одном из которых срабатывает один такой клапан, а в другом срабатывают оба клапана, требуется соответствующим образом задать характеристики управляющих сигналов, выдаваемых через сигнальный выход 302 электронного блока 30 управления.
Расширить функциональные возможности показанного на фиг.5 устройства управления можно, если выполнить клапанный блок 40 в виде электромагнитного 4/3-распределителя 46 или электромагнитного 4/4-распределителя 47. Такие электромагнитный 4/3-распределитель 46 и электромагнитный 4/4-распределитель 47 схематично показаны на фиг.6 и 7 соответственно. Электромагнитный 4/3-распределитель 46 может переключаться в одно из трех возможных положений и имеет четыре управляемых подсоединения 461-464, а электромагнитный 4/4-распределитель 47 может переключаться в одно из четырех возможных положений и имеет четыре управляемых подсоединения 471-474. В отличие от показанного на фиг.5 электромагнитного 4/2-распределителя 45 электромагнитный 4/3-распределитель 46 может переключаться в дополнительное положение, в котором он соединяет идущую от второй рабочей полости 122 рабочего цилиндра одного из исполнительных механизмов 11 соединительную линию 35 с разгрузочной линией 28 и перекрывает соединительную линию 36, идущую от второй рабочей полости 122 рабочего цилиндра другого исполнительного механизма 11. Благодаря этому становится возможным не только совместно устанавливать оба клапана 10 механизма газораспределения в закрытое состояние в один и тот же момент времени аналогично тому, как это имеет место в показанных на фиг.3 и 4 вариантах выполнения клапанного блока 40, но и управлять открытием и закрытием одного из клапанов 10 механизма газораспределения с некоторым смещением во времени относительно другого клапана.
Показанный на фиг.7 электромагнитный 4/4-распределитель 47 может дополнительно по сравнению с показанным на фиг.6 электромагнитным 4/3-распределителем 46 переключаться в четвертое положение, в котором он соединяет идущую от второй рабочей полости 122 рабочего цилиндра одного из исполнительных механизмов 11 соединительную линию 36 с разгрузочной линией 29 и перекрывает соединительную линию 35, идущую от второй рабочей полости 122 рабочего цилиндра другого исполнительного механизма 11. Тем самым становится возможным по выбору управлять открытием и закрытием одного или другого клапана 10 механизма газораспределения с определенным смещением во времени относительно другого клапана 10 механизма газораспределения.
Настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления, на примере которых оно рассмотрено. Так, в частности, вместо предусмотренных в различных вариантах осуществления изобретения многолинейных многопозиционных электромагнитных распределителей 25, 27, 41, 44, 45, 47, которые в обесточенном состоянии находятся в открытом состоянии, можно также использовать распределители, которые в обесточенном состоянии находятся в закрытом состоянии.
1. Устройство управления клапанами механизма газораспределения, предусмотренными для цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС), имеющее функционально связанные с каждым клапаном (10) механизма газораспределения гидравлические исполнительные механизмы (11), каждый из которых имеет по одному воздействующему на клапан (10) механизма газораспределения управляющему поршню (13) и по две ограниченные этим управляющим поршнем (13) рабочие полости (121, 122), среди которых первая рабочая полость (121), создаваемое в которой давление обеспечивает перемещение клапана (10) механизма газораспределения в направлении закрытия, постоянно заполнена находящейся под давлением рабочей жидкостью, а вторая рабочая полость (122), создаваемое в которой давление обеспечивает перемещение клапана (10) механизма газораспределения в направлении открытия, выполнена с возможностью создания в ней давления рабочей жидкости и сброса из нее давления рабочей жидкости с помощью первого и второго управляющих клапанов (24 и 25, соответственно 26 и 27) с электроприводом, отличающееся тем, что предусмотрена возможность подачи общего электрического управляющего сигнала на вторые управляющие клапаны (25, 27) для пары исполнительных механизмов (11), управляющих срабатыванием двух клапанов (10) механизма газораспределения, используемых в качестве впускных или выпускных клапанов одного из цилиндров ДВС.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрические управляющие входы обоих вторых управляющих клапанов (25, 27) подсоединены к одному и тому же сигнальному выходу (302) электронного блока (30) управления.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, оба вторых управляющих клапана (25, 27), которые функционально связаны с одной парой исполнительных механизмов, выполнены в виде единого клапанного блока (40) с одним общим электрическим управляющим входом.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клапанный блок (40) выполнен в виде электромагнитного четырехлинейного двухпозиционного распределителя (4/2-распределителя) (45), имеющего возможность переключения в одно из двух возможных положений, и четыре управляемых подсоединения (451-454), среди которых к первому и второму подсоединениям (451, 452) присоединено по одной разгрузочной линии (28, 29), а третье подсоединение (453), подключаемое к первому подсоединению (451), и четвертое подсоединение (454), подключаемое ко второму подсоединению (452), соединены каждый с одной из вторых рабочих полостей (122) пары исполнительных механизмов.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клапанный блок (40) выполнен в виде электромагнитного 3/2-распределителя (44), имеющего возможность переключения в одно из двух возможных положений и три управляемых подсоединения (441-443), среди которых к первому подсоединению (441) присоединена разгрузочная линия (28), а оба других подсоединения (442, 443), одновременно подключаемых к первому подсоединению (441), соединены каждое с одной из вторых рабочих полостей (122) пары исполнительных механизмов.
6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клапанный блок (40) выполнен в виде электромагнитного 2/2-распределителя (41), имеющего возможность переключения в одно из двух возможных положений и два управляемых подсоединения (411, 412), среди которых к одному подсоединению (411) присоединена разгрузочная линия (28), а к другому подсоединению (412) присоединено по соединительной линии (35, 36), идущих от одной из вторых рабочих полостей (122) пары исполнительных механизмов, и по меньшей мере в одной из этих соединительных линий (35, 36) установлен обратный клапан (42, 43), который в нормальном положении пропускает поток рабочей жидкости в сторону электромагнитного 2/2-распределителя (41).
7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клапанный блок (40) выполнен в виде электромагнитного 4/3-распределителя (46), имеющего возможность переключения в одно из трех возможных положений, и четыре управляемых подсоединения (461-464), среди которых к двум подсоединениям (461, 462) присоединено по разгрузочной линии (28, 29), а два других подсоединения (463, 464) соединены каждое с одной из рабочих полостей (122) пары исполнительных механизмов, при этом указанный электромагнитный 4/3-распределитель (46) выполнен таким образом, что в одном из его возможных положений он соединяет каждую из обеих вторых рабочих полостей (122) с соответствующей разгрузочной линией (28, 29), во втором положении он запирает обе вторые рабочие полости (122), а в третьем положении он запирает одну из обеих вторых рабочих полостей (122) и соединяет другую с разгрузочной линией (28).
8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клапанный блок (40) выполнен в виде электромагнитного 4/4-распределителя (47), имеющего возможность переключения в одно из четырех возможных положений, и четыре управляемых подсоединения (471-474), среди которых к двум подсоединениям (471, 472) присоединено по разгрузочной линии (28, 29), а два других подсоединения (473, 474) соединены каждое с одной из вторых рабочих полостей (122) пары исполнительных механизмов, при этом указанный электромагнитный 4/4-распределитель (47) выполнен таким образом, что в одном из его возможных положений он соединяет вторые рабочие полости (122) пары исполнительных механизмов с разгрузочными линиями (28, 29), в другом положении он запирает обе вторые рабочие полости (122), а в двух остальных положениях он попеременно соединяет одну из обеих вторых рабочих полостей (122) с разгрузочной линией (28, соответственно 29) и запирает другую из обеих вторых рабочих полостей (122).
9. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каждый исполнительный механизм (11) с функционально связанными с ним первыми и вторыми управляющими клапанами (24, 25, соответственно 26, 27), которые предпочтительно выполнены в виде электромагнитных 2/2-распределителей, выполнены в едином корпусе (37, соответственно 38).
10. Устройство по любому из пп.3-8, отличающееся тем, что оба исполнительных механизма (11) одной их пары и функционально связанные с ними управляющие клапаны (24, 26, 40) выполнены в едином корпусе (39).
