Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:


Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания
Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания
Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания
Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания
Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания
Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания
Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2513215:

СКАНИА СВ АБ (SE)

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания содержит кулачковый вал (5) с осью (5a) вращения, первый узел (16) с первым средством (9) контактирования, выполненным с возможностью взаимодействия с направляющей поверхностью на кулачковом валу (5). Первый узел (16) выполнен с возможностью поднятия, когда первое средство (9) контактирования входит в контакт с выступающей частью направляющей поверхности (6). Механизм передачи перемещения выполнен с возможностью преобразования подъемного перемещения узла (16) для подъема, по меньшей мере, одного клапана (3) двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит регулирующее устройство (20-22), выполненное с возможностью обеспечения прямолинейных перемещений первого узла (16) и, следовательно, первого средства (9) контактирования в плоскости, которая перпендикулярна оси (5а) вращения кулачкового вала, между, по меньшей мере, первым положением контактирования на направляющей поверхности (6) и вторым положением контактирования на направляющей поверхности (6). Технический результат заключается в изменении времени открытия и/или закрытия клапанов двигателя. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Впускные клапаны и выпускные клапаны двигателей внутреннего сгорания обычно управляются вращающимся кулачковым валом, предусмотренным с кулачками, которые выполняют функцию направляющих поверхностей для кулачкового следящего элемента. Следовательно, кулачковые следящие элементы претерпевают, по существу, вертикальные подъемные перемещения, которые преобразуются, через подходящие компоненты передачи перемещения, в подъемные перемещения впускных клапанов и выпускных клапанов. Открывающие и закрывающие перемещения впускных клапанов и выпускных клапанов происходят, когда поршни в соответствующих цилиндрах двигателя внутреннего сгорания находятся в фиксированных заданных положениях. Фиксированные положения для открывания и закрывания клапанов являются компромиссом, достигнутым для обеспечения хорошей работы двигателя независимо от его нагрузки и скорости. Впускные клапаны и выпускные клапаны, следовательно, не всегда открываются и закрываются в полностью оптимальных точках времени во всех условиях работы двигателя.

Управление, например, временем закрытия впускного клапана может быть преимущественным с нескольких точек зрения. Такое управление позволяет оптимизировать степень заполнения цилиндров на разных скоростях двигателя, что является желаемым, когда двигатель находится под тяжелой нагрузкой. Управление впускным клапаном также позволяет контролировать эффективную степень сжатия. Отсрочка времени закрытия впускного клапана относительно того, которое приводит к оптимальной степени заполнения, приводит к тому, что сжатие начинается позже и, следовательно, происходит во время более короткой пропорции перемещения поршня. Тем не менее, последующее расширение остается неизменным. Результатом является то, что степень расширения превосходит степень сжатия, что в конкретных условиях работы является преимущественным с точки зрения эффективности. Тем не менее, невозможно закрывать впускной клапан позже во всех рабочих условиях. Например, когда двигатель внутреннего сгорания запускается, степень сжатия была бы настолько низкой, что никакого зажигания бы не произошло.

Высокая температура выхлопных газов часто необходима для хорошей работы оборудования для доочистки выхлопных газов. Когда на двигатель внутреннего сгорания прилагается низкая нагрузка, поток воздуха через него будет большим относительно количества подаваемого топлива, приводя к низкой температуре выхлопных газов. Температура выхлопных газов может быть повышена посредством уменьшения количества воздуха, подаваемого в двигатель. Обычно используется дроссельный клапан для уменьшения количества воздуха, подаваемого в двигатель. Тем не менее, использование дроссельного клапана ведет к потерям. Управление временем закрытия впускного клапана является альтернативным способом управления потоком воздуха к двигателю.

Управление временем открытия выпускного клапана может быть использовано для повышения температуры выхлопных газов. Открытие выпускного клапана раньше нормального завершит расширение при более высокой температуре, приводя к повышенной температуре выхлопных газов. В двигателях внутреннего сгорания с наддувом турбина с приводом от выхлопных газов имеет такие размеры, чтобы обеспечивать высокое давление наддува при низкой скорости двигателя. Это значит, что турбина будет совершать обгон при высокой скорости и нагрузке двигателя. Для того чтобы избежать этого, часть потока выхлопных газов обводится в обход турбины через так называемый сбросовый затвор. Необходимость в сбросовом затворе может быть уменьшена посредством отсрочки времени открытия выпускного клапана. Это также увеличило бы эффективность.

В двигателях внутреннего сгорания с наддувом раннее открытие выпускного клапана предоставляет турбине с приводом от выхлопных газов больше энергии и, следовательно, потенциала для более высокого давления наддува. Позднее открытие выпускного клапана предоставляет больше энергии двигателю, который, следовательно, достигает большей эффективности. Следовательно, изменяемые времена открытия выпускного клапана позволяют изменять эффективность и производительность двигателя. Во время переходов также может быть преимущественным открывать выпускные клапаны позже и посредством этого достигать более быстрого увеличения давления воздуха наддува.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание устройства подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания, которое обеспечивает изменяемое время открытия и/или изменяемое время закрытия для клапана, который может быть впускным клапаном или выпускным клапаном.

Эта задача достигается устройствами подъема клапана такого типа, как упомянутые во введении, которые отличаются признаками, обозначенными в отличительной части п. 1 формулы изобретения. В этом случае устройство подъема клапана, таким образом, содержит регулировочное устройство, которое обеспечивает перемещение средства контактирования в плоскости, которая перпендикулярна оси вращения кулачкового вала, в, по меньшей мере, два положения контактирования на направляющей поверхности. Когда кулачковый вал вращается, выступающая часть случае приходит в контакт со средством контактирования в разных вращательных положениях кулачкового вала. Подъем узла и клапана, следовательно, происходит на разных этапах. На этапах, на которых желательно, чтобы клапан открывался раньше, средство контактирования перемещается посредством регулировочного устройства вдоль направляющей поверхности, против направления вращения направляющей поверхности, в новое положение контактирования, в котором выступающая часть раньше приходит в контакт со средством контактирования. Если вместо этого желательно, чтобы клапан закрывался позже, средство контактирования перемещается посредством регулировочного устройства вдоль направляющей поверхности, в таком же направлении, что и направление вращения направляющей поверхности, в новое положение контактирования, в котором выступающая часть позже приходит в контакт со средством контактирования. То, насколько раньше или позже поднимается клапан, может быть выражено как разница угла кулачкового вала относительно исходного угла открытия или угла закрытия. Следовательно, клапан может быть впускным клапаном или выпускным клапаном. В любом случае в конкретных рабочих ситуациях преимущественно изменять время закрытия и/или время открытия.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения устройство подъема клапана содержит второй узел, содержащий второе средство контактирования, выполненное с возможностью контактирования со второй периферийной направляющей поверхностью на кулачковом валу, причем второй узел может испытывать подъем, когда второе средство контактирования приходит в контакт с выступающей частью направляющей поверхности. Таким образом, кулачковый следящий элемент содержит два узла, каждый с его средством контактирования, находящимся в соприкосновении с отдельной направляющей поверхностью. С подходящей конфигурацией этих узлов, один из них может отвечать за открывающие перемещения клапана, а другой за закрывающие перемещения клапана. Первая направляющая поверхность и вторая направляющая поверхность могут иметь идентичный окружной профиль. Направляющие поверхности в этом случае имеют соответствующий периферийный профиль и выступающие части, которые находятся в фазе друг с другом на кулачковом валу. Тем не менее, можно использовать направляющие поверхности, которые не имеют одинаковый профиль и которые имеют выступающие части не в фазе друг с другом на кулачковом валу.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения первый и второй узлы присоединены к механизму передачи перемещения таким образом, что узел, который в это время испытывает повышенный подъем его направляющей поверхности, передает этот подъем клапану. Когда соответствующие средства контактирования этих узлов находятся в соответствующих положениях контактирования на имеющих одинаковый профиль направляющих поверхностях, эти узлы испытывают одновременный подъем. Перемещение средства контактирования первого узла в положение контактирования раньше, чем у второго узла, обеспечивает раннее время открытия клапана. Наоборот, перемещение средства контактирования первого узла в положение контактирования позже, чем у второго узла, обеспечивает позднее время открытия клапана. Один из узлов может быть непосредственно присоединен к механизму передачи энергии, а другой узел может содержать контактную часть, выполненную с возможностью вхождения в зацепление с соприкасающейся частью непосредственно присоединенного узла и подъема непосредственно присоединенного узла, когда другой узел испытывает более высокий подъем его направляющей поверхности, чем непосредственно присоединенный узел. Соприкасающаяся часть другого узла на этом этапе может быть расположена вертикально под соприкасающейся частью узла, который непосредственно присоединен к механизму передачи перемещения. Когда непосредственно присоединенный узел имеет более высокий подъем, он передает подъемное перемещение непосредственно к механизму передачи перемещения. Когда другой узел имеет более высокий подъем, его соприкасающаяся часть приходит в контакт с соприкасающейся частью непосредственно присоединенного узла, таким образом поднимая последний, который сам по себе передает подъемное перемещение к механизму передачи перемещения.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения регулирующее устройство содержит качающийся управляющий шпиндель, который параллелен кулачковому валу и присоединен к первому узлу через шарнирное соединение, которое расположено на радиальном расстоянии от управляющего шпинделя. Когда управляющий шпиндель качается в разные вращательные положения, узел перемещается, через поворотное соединение, в разные положения в плоскости, которая перпендикулярна управляющему шпинделю и кулачковому валу. Средство контактирования узла, таким образом, перемещается в разные положения контактирования на направляющей поверхности в упомянутой плоскости. Управляющий шпиндель может управлять впускными клапанами или выпускными клапанами в одном, нескольких или всех цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Регулирующее устройство может содержать приводное средство, которое поворачивает управляющий шпиндель в разные вращательные положения, и управляющий узел, который управляет приводным узлом на основании информации, касающейся работы двигателя внутреннего сгорания. Управляющий узел может непрерывно получать информацию, касающуюся соответствующих параметров двигателя, и управлять приводным средством так, чтобы управляющий шпиндель непрерывно приводился во вращательные положения, в которых клапан испытывает подъем на желаемых этапах. Управляющий узел может быть компьютерным узлом с программным обеспечением, соответствующим назначению.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения средство контактирования второго узла имеет неподвижное положение контактирования с направляющей поверхностью. В этом случае первое средство контактирования может быть отрегулировано в разные положения контактирования относительно средства контактирования второго узла, когда должно быть отрегулировано время открытия или время закрытия клапана. В качестве альтернативы устройство подъема клапана может содержать второе регулирующее устройство, выполненное с возможностью обеспечения прямолинейных перемещений второго узла и, следовательно, второго средства контактирования в плоскости, которая перпендикулярна оси вращения кулачкового вала, между, по меньшей мере, двумя положениями контактирования на направляющей поверхности. В этом случае средства контактирования обоих узлов могут быть отрегулированы в желаемые положения на их соответствующих направляющих поверхностях. В этом случае можно регулировать как время открытия, так и время закрытия клапана.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения средство контактирования принимает форму роликового средства, выполненного с возможностью качения вдоль направляющей поверхности. Таким образом, становится минимальным трение между направляющими поверхностями и средством контактирования.

В качестве альтернативы, средство контактирования может принимать форму подходящего средства скольжения, которое скользит вдоль направляющих поверхностей. Для того чтобы средство контактирования могло следить за направляющими поверхностями с хорошей точностью, они упираются с упругой силой в направляющие поверхности. Упругая сила может быть обеспечена пружинным средством, которое стремится удерживать клапан в закрытом состоянии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны далее в качестве примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 - устройство подъема клапана согласно изобретению;

фиг. 2 - кулачковый следящий элемент с фиг. 1 в первом состоянии;

фиг. 2 - кулачковый следящий элемент с фиг. 1 во втором состоянии;

Фиг. 4 - вид сбоку второй направляющей поверхности;

Фиг. 5 - вид сбоку первой направляющей поверхности;

фиг. 6 - подъем клапанов как функция угла кулачкового вала; и

фиг. 7 - устройство подъема клапана согласно второму варианту осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 изображена часть цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Цилиндр содержит камеру 1 сгорания, образованную подвижным поршнем 2. Клапан 3 виден в цилиндре. Клапан 3 может быть впускным клапаном для управления подачей воздуха в камеру 1 сгорания или выпускным клапаном для управления извлечением выхлопных газов из камеры 1 сгорания. Цилиндры в этом случае имеют два впускных клапана и два выпускных клапана, несмотря на то, что только один клапан виден на фиг. 1. Каждый из клапанов 3 присоединен к клапанной пружине 4, которая стремится удерживать клапан 3 в закрытом состоянии. Двигатель внутреннего сгорания в этом варианте осуществления предусмотрен с низко расположенным кулачковым валом 5, который выполнен с возможностью вращения со скоростью, связанной со скоростью двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания в качестве альтернативы может быть предусмотрен с одним или более высоко расположенными кулачковыми валами. Кулачковый вал 5 выполнен с возможностью вращения вокруг оси 5а вращения. Кулачковый вал 5 предусмотрен с периферийными направляющими поверхностями 6, 7 (см. фиг. 2). Кулачковый следящий элемент 8 выполнен с возможностью контактирования с направляющими поверхностями 6, 7. Кулачковый следящий элемент 8 содержит первое роликовое средство 9, выполненное с возможностью контактирования с первой направляющей поверхностью 6, и второе роликовое средство 10, выполненное с возможностью контактирования со второй направляющей поверхностью 7.

Толкатель 11, установленный, по существу, вертикально, имеет нижний конец, шарнирно присоединенный к кулачковому следящему элементу 8, и верхний конец, шарнирно присоединенный к компоненту 12, который жестко установлен на коромысле 13. Верхнее шарнирное соединение толкателя 11 содержит сферическое гнездо, присоединенное к сферической части компонента 12. Компонент 12 содержит регулировочный винт и гайку для регулируемого прикрепления компонента 12 к первому концу коромысла 13. Коромысло 13 осуществляет поворотное качание в средней части вокруг сочленения 14. Коромысло 13 имеет у второго конца, на стороне, противоположной сочленению 14, поверхность контактирования, выполненную с возможностью контактирования с клапанной вилкой 15. На фиг. 1 изображена клапанная вилка 15 при виде сбоку. Клапанная вилка 15 выполнена с возможностью передачи управляющих перемещений к двум клапанам 3 в цилиндре 1. Толкатель 11, компонент 12, коромысло 13 и клапанная вилка 15 являются компонентами механизма передачи перемещения, целью которого является преобразование направляющих перемещений от кулачкового следящего элемента 8 в открывающие и закрывающие перемещения клапанов 3.

Кулачковый следящий элемент 8 содержит первый узел 16, который сам по себе содержит первое роликовое средство 9. Первый узел 16 имеет у одного конца шарнирное соединение с двумя выступающими соединительными элементами 19, жестко установленными на вращаемом управляющем шпинделе 20.

Посредством поворота управляющего шпинделя 20 и соединительных элементов 19 можно перемещать первый узел 16 вдоль направляющей поверхности 6 в плоскости, которая перпендикулярна оси 5а вращения кулачкового вала. Управляющий шпиндель 20 поворачивается в желаемое положение вращения посредством схематично изображенного приводного средства 21, приводимого в действие управляющим узлом 22. Приводное средство 21 может быть приведено в действие электрически, пневматически или гидравлически. Управляющий узел 22 может быть компьютерным узлом с соответствующим программным обеспечением. Кулачковый следящий элемент 8 также содержит второй узел 17, присоединенный к толкателю 11. Второй узел 17 содержит второе роликовое средство 10. Первый узел 16 содержит контактную часть с поверхностью 23 контактирования. Второй узел содержит контактную часть в форме соприкасающегося ролика 24, расположенного вертикально над поверхностью 23 контактирования.

Посредством качания управляющего шпинделя 20 и соединительных элементов 19 можно позиционировать первое роликовое средство 9 в разных положениях 9a контактирования на направляющей поверхности 6. На фиг. 2 изображен управляющий шпиндель 20 в первом вращательном положении. На этом этапе соединительные элементы 19 управляющего шпинделя 20 удерживают первый узел 16 в положении, в котором первое роликовое средство 9 соприкасается с первой направляющей поверхностью 6 в положении 9a1 контактирования, расположенном, по существу, прямо над осью 5а вращения кулачкового вала 5. На фиг. 3 изображен управляющий шпиндель 20 во втором вращательном положении. На этом этапе соединительные элементы 19 управляющего шпинделя 20 переместили первый узел 16 в положение, в котором первое роликовое средство 9 соприкасается с первой направляющей поверхностью 6 во втором положении 9a2 контактирования. Второе роликовое средство 10, таким образом, соприкасается со второй направляющей поверхностью 7. Второе роликовое средство 10 расположено так, чтобы всегда иметь контакт со второй направляющей поверхностью 7 в положении 10а контактирования, расположенном, по существу, вертикально над осью 5а вращения кулачкового вала 5. Управляющий шпиндель 20 может управлять впускными клапанами или выпускными клапанами в одном, нескольких или всех цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 4 изображена вторая направляющая поверхность 7 в плоскости, которая перпендикулярна оси 5а вращения кулачкового вала. Второе роликовое средство 10 здесь расположено на второй направляющей поверхности 7 в положении 10а контактирования. Здесь отмечена радиальная ось r0, проходящая от оси 5а вращения к положению 10а контактирования. Направляющая поверхность 7 содержит выступающую часть 7a, которая имеет поверхность, расположенную на большем радиальном расстоянии от оси 5а вращения кулачкового вала, чем остальная направляющая поверхность 7. Выступающая часть 7a содержит исходную часть 7a1, максимальную часть 7amax и конечную часть 7a2. На диаграмме отмечена радиальная ось 7rmax от центра 5а вращения кулачкового вала к максимальной части 7amax. Когда кулачковый вал 5 вращается, радиальная ось 7rmax будет принимать изменяющиеся углы v относительно радиальной оси r0. Мы обозначаем здесь этот угол как угол v кулачкового вала 5.

На фиг. 6 непрерывная кривая 25 представляет подъем d, приданный клапанам 3, как функцию угла v кулачкового вала, определенную выше. Подъем d клапана начинается, когда второе роликовое средство 10 приходит в контакт с исходной частью 7a1. Угол кулачкового вала на этом этапе равен примерно -50°, то есть 310°. Во время продолженного вращательного перемещения кулачкового вал 5, выступающая часть 7a осуществляет увеличение подъема второго роликового средства 10 и, следовательно, клапанов 3. Когда максимальная часть 7amax приходит в контакт с роликовым средством 10, клапаны 3 находятся на высоте максимального подъема. Угол v кулачкового вала 5 на этом этапе равен 0°. Во время продолженного вращения кулачкового вала 5 выступающая часть 7a осуществляет уменьшение подъема второго роликового средства 10. Когда конечная часть 7a2 приходит в контакт с роликовым средством 10, клапаны 3, по существу, закрыты. Угол v кулачкового вала 5 на этом этапе равен примерно 50°.

На фиг. 5 изображена первая направляющая поверхность 6 в плоскости, которая перпендикулярна оси 5а вращения кулачкового вала. Как вторая направляющая поверхность 7, первая направляющая поверхность 6 содержит выступающую часть 6a, которая имеет поверхность, расположенную на большем радиальном расстоянии от оси 5а вращения кулачкового вала, чем остальная направляющая поверхность 6. Выступающая часть 6a содержит исходную часть 6a1, максимальную часть 6amax и конечную часть 6a2. Первое роликовое средство 9, следовательно, выполнено с возможностью перемещения вдоль направляющей поверхности 6 в упомянутой плоскости к разным положениям 9а контактирования с направляющей поверхностью 6. Первое роликовое средство 9 здесь представлено непрерывной линией в первом положении 9a1 контактирования, как на фиг. 2, и штриховой линией во втором положении 9a2 контактирования, как на фиг. 3. Первое положение 9a1 контактирования, таким образом, расположено, по существу, вертикально над осью 5а вращения кулачкового вала. На этой диаграмме отмечена радиальная ось r1, проходящая от оси 5а вращения к положению 9a1 контактирования. Также отмечена радиальная ось 6rmax, проходящая от центра 5а вращения кулачкового вала к максимальной части 6amax.

Когда первое роликовое средство 9 находится в положении, проиллюстрированном непрерывной линией на фиг. 5, оно находится в положении 9a1 контактирования на направляющей поверхности 6, которое соответствует положению 10а контактирования второго роликового средства 10 на направляющей поверхности 7. Первое роликовое средство 9 испытывает в этом положении 9a1 контактирования вертикальное подъемное перемещение, подобное второму роликовому средству 10 во время работы кулачкового вала 5. Подъем первого роликового средства 9 начинается, когда оно приходит в контакт с исходной частью 6a1 выступающей части 6a. Во время продолженного вращательного перемещения кулачкового вала 5 выступающая часть 6a осуществляет увеличение вертикального подъема первого роликового средства 9.

Когда максимальная часть 6amax приходит в контакт с роликовым средством 9, она увеличивает максимальную высоту подъема. Во время продолженного вращательного перемещения кулачкового вала 5 выступающая часть 6a осуществляет уменьшение вертикального подъема первого роликового средства 9. Когда конечная часть 6a2 приходит в контакт с роликовым средством 9, подъем, по существу, заканчивается. Когда первое роликовое средство 9 находится в первом положении 9a1 контактирования, оно, таким образом, осуществляет подъем, который точно соответствует второму роликовому средству 10 на соответствующих углах v кулачкового вала 5. В этом случае два узла 16, 17 кулачкового следящего элемента 8 осуществляют идентичные подъемы. Второй узел 17 передает подъемное перемещение к клапанам 3 через механизм 11-15 передачи перемещения. Поверхность 23 контактирования первого узла 16 соприкасается с соприкасающимся роликом 24 второго узла 17. Здесь как первый узел 16, так и второй узел 17, таким образом, помогают придавать вертикальное перемещение вверх, которое преобразуется в подъемные перемещения клапанов 3.

В ситуациях, в которых он получает информацию, которая означает, что нужно удлинить подъем клапанов 3, управляющий узел 22 приводит в действие приводное средство 21, которое поворачивает управляющий шпиндель 20 во положение вращения, изображенное на фиг.3. Соединительные элементы 19 управляющего шпинделя 20 здесь перемещают первый узел 16 в положение, в котором первое роликовое средство 9 соприкасается с первой направляющей поверхностью 6 в положении 9a2 контактирования. Во время последующего рабочего процесса подъем клапана начинается, когда угол v кулачкового вала 5 равен -50°. На этом этапе второе роликовое средство 10 приходит в зацепление с исходной частью 7a1. Выступающая часть 7a поднимает второе роликовое средство 10 и второй узел 17. Поскольку соприкасающийся ролик 24 второго узла 17 расположен вертикально над поверхностью 23 контактирования первого узла 16, второй узел 17 может осуществлять подъем без влияния на первый узел 16. Первый узел 16 передает его подъемное перемещение к клапанам 3 через механизм 11-15 передачи перемещения. Исходная часть 6a1 первой направляющей поверхности 6 еще не достигла первого роликового средства 9, так как первое роликовое средство 9 переместилось к положению 9a2 контактирования. Только когда кулачковый вал 5 повернется дальше и достигнет угла v, равного примерно -25°, исходная часть 6a1 придет в положение 9a2 контактирования с первым роликовым средством 9. Во время продолженного вращения кулачкового вала 5 выступающая часть 6a осуществляет подъем первого роликового средства 9 и первого узла 16.

Когда кулачковый вал 5 достигает угла v, равного 0°, второе роликовое средство 10 достигло максимальной высоты подъема. Во время дальнейшего вращения кулачкового вала 5 второе роликовое средство 10 и второй узел 17 начинают падать вниз. Через несколько градусов после угла в 0° первое роликовое средство 9, которое в этой ситуации, таким образом, перемещается вверх, достигнет такой же высоты, как второе роликовое средство 10, которое перемещается вниз. На этом этапе поверхность 23 контактирования первого узла приходит в контакт с соприкасающимся роликом 24 второго узла. Поскольку она расположена вертикально под соприкасающимся роликом 24, поверхность 23 контактирования заканчивает перемещение вниз второго узла 17. На этом этапе второе роликовое средство 10 теряет контакт со второй направляющей поверхностью 7. Поверхность 23 контактирования первого узла 16 удерживает второй узел 17 в почти максимально поднятом состоянии до тех пор, пока максимальная часть 6amax не придет в контакт с роликовым средством 9, которое происходит, когда угол v равен примерно 25°. Когда максимальная часть 6amax прошла первое роликовое средство 9, первый узел 16 и второй узел 17 падают вниз. Результатом этого является закрывающее перемещение клапанов 3. Закрывающее перемещение заканчивается, когда конечная часть 6a2 приходит в контакт с первым роликовым средством 9, что происходит, когда угол v равен примерно 75°.

В этом состоянии клапаны 3, таким образом, претерпевают открывающее перемещение, образованное вторым узлом 17, и закрывающее перемещение, образованное первым узлом 16. В это же время клапаны 3 предусмотрены с удлиненным периодом открытия, связанным с угловой разницей Δv между положением 10a контактирования второго роликового средства и положением 9a контактирования первого роликового средства. В этом случае, когда первое роликовое средство 9 находится в положении 9a2 контактирования, угловая разница Δv равна примерно 25°. В пересчете на углы коленчатого вала это будет составлять примерно 50°, поскольку коленчатый вал вращается в два раза быстрее кулачкового вала 5. Прерывистая кривая 26 представляет удлиненный период открытия для клапанов 3, когда первое роликовое средство 9 находится в положении 9a2 контактирования. Тем не менее, можно перемещать первое роликовое средство 9 к одному или более положениям 9a контактирования между положениями 9a1, 9a2 контактирования. Кривые 27, 28 иллюстрируют два примера этого. Можно поворачивать управляющий шпиндель 20 так, чтобы первое роликовое средство 9 могло быть приведено бесступенчато в любые желаемые положения 9a контактирования между положениями 9a1, 9a2 контактирования.

В упомянутом выше варианте осуществления регулируется время закрытия клапанов 3. Время открытия клапанов может быть отрегулировано подобным способом. Самым простым способом для этого является изменение направления вращения кулачкового вала 5. Пунктирная кривая 29 на фиг. 6 представляет пример, в котором клапаны 3 открываются раньше.

На фиг. 7 изображен альтернативный вариант осуществления, в котором два узла 9, 10 кулачкового следящего элемента 8 являются подвижными в плоскости, которая перпендикулярна кулачковому валу 5. Такие же компоненты 19-22 используются здесь для регулировки роликовых средств 9, 10 узлов 16, 17 на разные положения контактирования на соответствующих направляющих поверхностях 6, 7. Таким образом, дополнительное описание того, как это происходит, не приводится. В этом случае могут быть отрегулированы как время открывания, так и время закрывания клапанов 3.

Изобретение ни коим образом не ограничено вариантом осуществления, к которому относится чертеж, и может быть свободно изменено в объеме прилагаемой формулы изобретения.

1. Устройство подъема клапана для двигателя внутреннего сгорания, содержащее кулачковый вал (5) с осью (5a) вращения, первый узел (16) с первым средством (9) контактирования, выполненным с возможностью контактирования с направляющей поверхностью на кулачковом валу (5), причем первый узел (16) выполнен с возможностью поднятия, когда первое средство (9) контактирования приходит в контакт с выступающей частью (6a) направляющей поверхности (6), и механизм передачи перемещения, выполненный с возможностью преобразования подъемного перемещения узла (16) в подъем, по меньшей мере, одного клапана (3) двигателя внутреннего сгорания, отличающееся тем, что оно содержит регулирующее устройство (20-22), выполненное с возможностью обеспечения прямолинейных перемещений первого узла (16) и, следовательно, первого средства (9) контактирования в плоскости, которая перпендикулярна оси (5а) вращения кулачкового вала, между, по меньшей мере, первым положением (9a1) контактирования на направляющей поверхности (6) и вторым положением (9a2) контактирования на направляющей поверхности (6).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит второй узел (17), содержащий второе средство (10) контактирования, выполненное с возможностью контактирования со второй периферийной направляющей поверхностью (7) на кулачковом валу (5), причем второй узел (17) выполнен с возможностью поднятия, когда второе средство контактирования приходит в контакт с выступающей частью (7a) направляющей поверхности (7).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что первая направляющая поверхность (6) и вторая направляющая поверхность (7) имеют идентичный окружной профиль.

4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что первый и второй узлы (16, 17) присоединены к механизму (11-15) передачи перемещения таким образом, что узел (16, 17), который в это время испытывает повышенный подъем его направляющей поверхности (6, 7), передает этот подъем клапану (3).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что один из узлов (17) непосредственно присоединен к механизму (11-15) передачи энергии, а другой узел (16) содержит контактную часть (23), выполненную с возможностью вхождения в зацепление с соприкасающейся частью (24) непосредственно присоединенного узла (17) и подъема последнего, когда другой узел (16) испытывает более высокий подъем его направляющей поверхности (6), чем непосредственно присоединенный узел (17).

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулирующее устройство содержит качающийся управляющий шпиндель (20), который параллелен кулачковому валу и присоединен к первому узлу (16) через шарнирное соединение (18), которое расположено на радиальном расстоянии от управляющего шпинделя (20).

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что регулирующее устройство содержит приводной узел (21), выполненный с возможностью поворота управляющего шпинделя (20) в желаемое положение вращения, и управляющий узел (22), который управляет приводным узлом (21) на основании информации, касающейся работы двигателя внутреннего сгорания.

8. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средство (10) контактирования второго узла (17) имеет неподвижное положение (10a) контактирования с направляющей поверхностью (7).

9. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит второе регулирующее устройство (19-22), выполненное с возможностью обеспечения прямолинейных перемещений второго узла (17) и, следовательно, второго средства (10) контактирования в плоскости, которая перпендикулярна оси (5а) вращения кулачкового вала, между, по меньшей мере, двумя положениями контактирования на направляющей поверхности (7).

10. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средство контактирования принимает форму роликового средства (9, 10), выполненного с возможностью качения вдоль направляющей поверхности (6, 7).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к авиационному двигателестроению. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к одноцилиндровым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания (ДВС) малой мощности, используемым в качестве силовых агрегатов малогабаритной сельскохозяйственной техники и транспортных средств.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам для регулирования выходной мощности двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам для регулирования выходной мощности двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к двигателестроению. .

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство управления газообменом в поршневом двигателе установлено между кулачковым устройством (5) распределительного вала двигателя и впускным клапанным механизмом.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в механизмах газораспределения ДВС. .

Изобретение относится к дизелестроению и распространяется на 2- и 4-тактные дизели. .
Наверх