Устройство для регулировки зазора в клапанах и способ управления устройством для регулировки зазора в клапанах для двигателя внутреннего сгорания
Изобретение может быть использовано в устройствах для регулировки зазора в клапанах двигателей внутреннего сгорания, в частности бензиновых или дизельных двигателей. Устройство для регулировки зазора в клапанах содержит внутренний элемент (10), расположенный по меньшей мере по некоторому участку длины внутри направляющего канала (12) наружного элемента (14) и выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющего канала (12) с целью компенсации зазора клапана (16) двигателя внутреннего сгорания. Камера (18) давления гидравлически соединена с резервуаром (20) для приема гидравлической жидкости. Камера (18) и резервуар (20) присоединены к внутреннему элементу (10) и между ними расположен одноходовой клапан. Имеются элемент компенсации зазора, при помощи которого внутренний элемент (10) нагружается регулирующим усилием относительно наружного элемента (14), и подводящее устройство (28), которое гидравлически соединено с блокирующей камерой (30) и при помощи которого к блокирующей камере (30) может подаваться гидравлическая жидкость для воздействия на внутренний элемент (10) блокирующим усилием, противоположным регулирующему усилию. Подводящее устройство (28) включает в себя тактовый генератор (38), а блокирующее усилие может изменяться в зависимости от рабочего такта тактового генератора (38). Раскрыт способ управления устройством для регулировки зазора в клапанах. Технический результат заключается в обеспечении надежного и гибкого повышения давления для воздействия на внутренний элемент. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к устройству для регулировки зазора в клапанах, описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения, и к способу управления таким устройством.
Такого типа устройство для регулировки зазора в клапанах известно, например, из DE 102006031706 А1. Это устройство содержит внутренний элемент, расположенный по меньшей мере по некоторому участку длины внутри направляющего канала наружного элемента и выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющего канала для компенсации зазора клапана двигателя внутреннего сгорания. Устройство для регулировки зазора в клапанах содержит также камеру давления и гидравлически соединенный с ней резервуар для приема гидравлической жидкости, при этом камера давления и резервуар присоединены к внутреннему элементу. В соединении между камерой давления и резервуаром расположен одноходовой клапан, чтобы можно было установить направление протекания гидравлической жидкости между обеими камерами. Устройство для регулировки зазора в клапанах содержит также элемент компенсации зазора, при помощи которого внутренний элемент нагружается регулирующим усилием относительно наружного элемента, а также подводящее устройство, которое гидравлически соединено с блокировочной камерой и при помощи которого в блокировочную камеру может подаваться гидравлическая жидкость для воздействия на внутренний элемент блокирующим усилием, противоположным регулирующему усилию. Таким образом, при помощи подводящего устройства при необходимости можно тормозить или блокировать регулировочное движение внутреннего элемента.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для регулировки зазора в клапанах и способа управления таким устройством, которые обеспечивают возможность надежного и гибкого блокирования регулирующей функции внутреннего элемента.
Согласно изобретению, эта задача решена посредством устройства для регулировки зазора в клапанах, описанного в п.1 формулы изобретения, а также посредством способа управления таким устройством для регулировки зазора в клапанах, описанного в п.7 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения с рациональными и нетривиальными усовершенствованиями изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения, при этом предпочтительные варианты выполнения устройства для регулировки зазора следует рассматривать как предпочтительные варианты выполнения способа, и наоборот.
Согласно изобретению, в устройстве для регулировки зазора в клапанах, которое обеспечивает возможность надежного и гибкого блокирования регулирующей функции внутреннего элемента, подводящее устройство включает тактовый генератор, а блокирующее усилие может изменяться в зависимости от рабочего такта тактового генератора. Другими словами, устройство для регулировки зазора в клапанах согласно изобретению обеспечивает возможность синхронизированной подачи гидравлической жидкости в блокировочную камеру и, таким образом, обеспечивает надежное и гибкое повышение давления с целью воздействия на внутренний элемент блокирующим усилием, противоположным регулирующему усилию. Благодаря этому при определенных рабочих режимах двигателя внутреннего сгорания, например в режиме торможения двигателем, клапан, в котором производится регулировка зазора указанным устройством, может открываться в результате противодавления отработавших газов без компенсации устройством образующегося при этом зазора путем дополнительного перемещения внутреннего элемента. Таким образом предотвращается то, что клапан остается открытым в течение длительного времени, что могло бы оказать сильное отрицательное влияние на газообмен двигателя внутреннего сгорания. В итоге, с помощью тактового генератора подводящего устройства можно периодически, в зависимости от ситуации, управлять количеством гидравлической жидкости, подводимой в блокировочную камеру, и избежать нежелательной регулировки внутреннего элемента.
Согласно одному целесообразному варианту осуществления изобретения, рабочий такт тактового генератора согласован с рабочим тактом соответствующего клапану цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Благодаря этому нежелательную регулировку внутреннего элемента можно предотвратить особенно эффективным и гибким образом, так как можно оптимально учесть рабочий режим двигателя внутреннего сгорания или цилиндра.
Согласно другому целесообразному варианту осуществления изобретения, подводящее устройство содержит камеру давления для приема гидравлической жидкости, которая имеет регулируемый объем для изменения блокирующего усилия. Такая камера давления позволяет предоставлять гидравлическую жидкость в количестве, которое требуется для создания блокирующего усилия разной величины. Кроме того, путем изменения объема камеры давления можно очень просто регулировать гидравлическое давление в блокировочной камере, требующееся для создания желательного блокирующего усилия.
Тактовый генератор предпочтительно содержит кулачковый вал, при помощи которого может нагружаться камера давления подводящего устройства и ее объем может изменяться в соответствии с контуром кулачка кулачкового вала. Это дает возможность конструктивно просто и надежно осуществлять синхронизированное изменение объема камеры давления и, таким образом, создаваемое блокирующее усилие в зависимости от желательного времени управления блокировочной камерой. В качестве тактового генератора может применяться уже имеющийся кулачковый вал двигателя внутреннего сгорания, например распределительный вал выпускных клапанов. Альтернативно или дополнительно может быть предусмотрено, что имеющийся кулачковый вал снабжен дополнительным кулачком или дополнительным контуром кулачка, без необходимости иметь кулачковый вал подводящего устройства.
Следующие преимущества достигаются благодаря тому, что подводящее устройство гидравлически соединено с моторной тормозной системой, приводимой в действие гидравлически, в частности с декомпрессионной тормозной системой. В этом случае для изменения блокирующего усилия можно выгодно использовать также гидравлическую жидкость, которая приводит в действие моторную тормозную систему. Для этого, например, блокировочная камера может быть соединена с внутренним каналом для жидкости этой тормозной системы, например так называемого моторного тормоза Jake-Brake. Периодическое повышение давления тормозной системы соответствует желательным периодам времени управления блокировочной камерой, так что исключается нежелательная регулировка внутреннего элемента в зависимости от кривой подъема клапана.
Согласно следующему варианту осуществления изобретения, целесообразно, чтобы наружный элемент имел разгрузочное отверстие для удаления гидравлической жидкости из блокировочной камеры. Это позволяет избежать возникновения слишком больших давлений гидравлической жидкости и, таким образом, повреждения устройства для регулировки зазора в клапанах.
Следующий аспект изобретения относится к способу управления устройством для регулировки зазора в клапанах согласно одному из указанных выше вариантов осуществления изобретения. Согласно этому способу, в блокировочную камеру при помощи подводящего устройства подают гидравлическую жидкость для воздействия на внутренний элемент блокирующим усилием, которое противоположно регулирующему усилию и изменяется в зависимости от рабочего такта тактового генератора подводящего устройства. Таким образом обеспечивается возможность синхронизированной и гибко приспосабливаемой к рабочему режиму двигателя внутреннего сгорания подачи гидравлической жидкости в блокировочную камеру, в результате чего может быть надежно заблокирована нежелательная регулировка внутреннего элемента. Другие преимущества вытекают из предшествующего описания.
Рабочий такт тактового генератора предпочтительно согласован с рабочим тактом цилиндра двигателя внутреннего сгорания, к которому относится клапан. Это позволяет особенно просто предотвратить регулировку внутреннего элемента при рабочих режимах двигателя внутреннего сгорания, при которых клапан открывается в результате противодавления отработавших газов, но обеспечить возможность регулировки внутреннего элемента и, тем самым, гидравлической компенсации зазора в режимах, когда ход клапана не производится.
Согласно следующему целесообразному варианту осуществления изобретения, блокирующее усилие в течение рабочего такта цилиндра, в котором ход клапана не производится, устанавливают меньше регулирующего усилия и/или в течение рабочего такта цилиндра, в котором ход клапана производится, оно устанавливается равным и/или большим, чем регулирующее усилие. Таким путем исключается нежелательная регулировка внутреннего элемента и длительного открытия клапана не происходит.
Дальнейшие особенности и преимущества изобретения будут понятны из представленного ниже описания варианта его осуществления, а также из чертежа, на котором схематично изображен разрез устройства для регулировки зазора в клапанах в соответствии с этим вариантом.
На чертеже схематично показан разрез устройства для регулировки зазора в клапанах, согласно одному варианту осуществления изобретения. Это устройство содержит внутренний элемент 10, расположенный внутри направляющего канала 12 наружного элемента 14 и выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющего канала 12 с целью компенсации зазора клапана 16 двигателя внутреннего сгорания (не показан). Кроме того, устройство для регулировки зазора в клапанах содержит камеру 18 давления и соединенный с ней резервуар 20, при этом в гидравлическом соединении расположен одноходовой клапан 22, определяющий направление протекания гидравлической жидкости. В резервуаре 20 расположен элемент 24 компенсации зазора, выполненный в виде пружины, при помощи которого внутренний элемент 10 может нагружаться регулирующим усилием относительно наружного элемента 14. Благодаря регулирующему усилию внутренний элемент 10, имеющий сферический конец, установленный в гнезде 26, перемещается для компенсации зазора по стрелке la навстречу клапану 16, функционально соединенному с гнездом 26. При этом одноходовой клапан 22 открывается и гидравлическая жидкость может вытекать из камеры 18 давления в резервуар 20. В определенных рабочих режимах двигателя внутреннего сгорания, например в режиме моторного торможения, клапан 16 может открываться возникающим противодавлением отработавших газов, что может привести к нежелательной регулировке внутреннего элемента 10, в результате которой клапан 16 остается длительное время открытым и в других рабочих режимах. Чтобы этого избежать, устройство для регулировки зазора в клапанах дополнительно содержит подводящее устройство 28, которое гидравлически соединено с блокировочной камерой 30 и при помощи которого в блокировочную камеру 30 может подаваться гидравлическая жидкость для воздействия на внутренний элемент 10 блокирующим усилием, противоположным регулирующему усилию. С этой целью подводящее устройство 28 имеет камеру 32 давления для приема гидравлической жидкости. Камера 32 давления через трубопровод 34 гидравлически соединена с блокировочной камерой 30. Камера 32 давления содержит подвижный поршень 36, при помощи которого можно регулировать ее объем. Благодаря этому в зависимости от ситуации можно гибко регулировать давление гидравлической жидкости в блокировочной камере 30 и тем самым величину блокирующего усилия, противоположного регулирующему усилию. Чтобы можно было целенаправленно и точно регулировать блокирующее усилие, подводящее устройство содержит тактовый генератор 38, при помощи которого блокирующее усилие можно изменять в зависимости от рабочего такта тактового генератора 38. Тактовый генератор 38 содержит кулачковый вал 40, который может нагружать поршень 36 для изменения объема камеры 32 давления и, таким образом, для изменения величины блокирующего усилия. С этой целью кулачковый вал 40 имеет кулачок 42, контактирующий своим контуром 44 с поршнем 36. Таким образом создается кривая изменения давления, зависящая от частоты вращения кулачкового вала 40, так что в определенных рабочих режимах двигателя внутреннего сгорания предотвращается выдвигание внутреннего элемента 10, но в рабочих режимах без хода клапана 16 обеспечивается возможность регулировки внутреннего элемента 10 и, таким образом, возможность автоматической компенсации зазора. Другими словами, регулировка внутреннего элемента 10 всегда возможна тогда, когда создаваемое блокирующее усилие меньше, чем регулирующее усилие элемента 24 компенсации зазора. И наоборот, регулировка внутреннего элемента 10 по стрелке la предотвращается, если блокирующее усилие устанавливается равным или предпочтительно большим, чем регулирующее усилие. Альтернативно или дополнительно вместо синхронизированного управления при помощи изображенного подводящего устройства 28 может быть предусмотрено гидравлическое соединение блокировочной камеры 30 с каналом для жидкости моторной тормозной системы (не показана) двигателя внутреннего сгорания, например так называемого моторного тормоза Jake-Brake. Периодическое синхронизированное повышение давления подводящего устройства 28, выполненного в этом случае как часть моторной тормозной системы, также выгодно согласовано с желательными периодами времени управления блокировочной камерой 30.
1. Устройство для регулировки зазора в клапанах для двигателя внутреннего сгорания, в частности для бензинового или дизельного двигателя, содержащее внутренний элемент (10), расположенный по меньшей мере по некоторому участку длины внутри направляющего канала (12) наружного элемента (14) и установленный с возможностью перемещения вдоль направляющего канала (12) для компенсации зазора соответствующего клапана (16) двигателя внутреннего сгорания; камеру (18) давления и гидравлически соединенный с ней резервуар (20) для приема гидравлической жидкости, которые присоединены к внутреннему элементу (10) и между которыми расположен одноходовой клапан (22); элемент (24) компенсации зазора, при помощи которого внутренний элемент (10) нагружен регулирующим усилием относительно наружного элемента (14); и подводящее устройство (28), которое гидравлически соединено с блокировочной камерой (30) и при помощи которого к блокировочной камере (30) может подаваться гидравлическая жидкость для воздействия на внутренний элемент (10) блокирующим усилием, противоположным регулирующему усилию, отличающееся тем, что подводящее устройство (28) содержит тактовый генератор (38), а блокирующее усилие может изменяться в зависимости от рабочего такта тактового генератора (38).
2. Устройство для регулировки зазора в клапанах по п.1, отличающееся тем, что рабочий такт тактового генератора (38) согласован с рабочим тактом цилиндра двигателя внутреннего сгорания, в котором установлен клапан (16).
3. Устройство для регулировки зазора в клапанах по п.1 или 2, отличающееся тем, что подводящее устройство (28) содержит камеру (32) давления для приема гидравлической жидкости, имеющую регулируемый объем для изменения блокирующего усилия.
4. Устройство для регулировки зазора в клапанах по п.3, отличающееся тем, что тактовый генератор (38) включает кулачковый вал (40), при помощи которого может нагружаться камера (32) давления подводящего устройства (28) и ее объем может изменяться в соответствии с контуром (44) кулачка кулачкового вала (40).
5. Устройство для регулировки зазора в клапанах по одному из пп.1, 2, 4, отличающееся тем, что подводящее устройство (28) выполнено с возможностью гидравлического соединения с моторной тормозной системой, приводимой в действие гидравлически, в частности с декомпрессионной тормозной системой.
6. Устройство для регулировки зазора в клапанах по п.3, отличающееся тем, что подводящее устройство (28) выполнено с возможностью гидравлического соединения с моторной тормозной системой, приводимой в действие гидравлически, в частности с декомпрессионной тормозной системой.
7. Устройство для регулировки зазора в клапанах по одному из пп.1, 2, 4, 6, отличающееся тем, что наружный элемент (14) имеет разгрузочное отверстие (46) для удаления гидравлической жидкости из блокировочной камеры (30).
8. Устройство для регулировки зазора в клапанах по п.3, отличающееся тем, что наружный элемент (14) имеет разгрузочное отверстие (46) для удаления гидравлической жидкости из блокировочной камеры (30).
9. Устройство для регулировки зазора в клапанах по п.5, отличающееся тем, что наружный элемент (14) имеет разгрузочное отверстие (46) для удаления гидравлической жидкости из блокировочной камеры (30).
10. Способ управления устройством для регулировки зазора в клапанах по одному из пп.1-9, в котором при помощи подводящего устройства (28) в блокировочную камеру (30) подают гидравлическую жидкость для воздействия на внутренний элемент (10) блокирующим усилием, противоположным регулирующему усилию, при этом блокирующее усилие изменяют в зависимости от рабочего такта тактового генератора (38) подводящего устройства (28).
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что рабочий такт тактового генератора (38) согласуют с рабочим тактом цилиндра двигателя внутреннего сгорания, в котором установлен клапан (16).
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в течение рабочего такта цилиндра, в котором ход клапана (16) не производится, блокирующее усилие устанавливают меньше регулирующего усилия и/или в течение рабочего такта цилиндра, в котором производится ход клапана (16), блокирующее усилие устанавливают равным и/или большим, чем регулирующее усилие.
