Десмодромный кулачковый привод клапана газораспределительного механизма с регулировкой степени открытия клапана

Изобретение относится к двигателестроению. Десмодромный кулачковый привод клапана (10) газораспределительного механизма с регулировкой степени открытия клапана (10) характеризуется открытием и закрытием указанного клапана (10) принудительно от вращательного кулачка (2). Рокер (8) характеризуется десмодромной связью с указанным вращательным кулачком (2) и с указанным клапаном (10) и передачей от указанного вращательного кулачка (2) всей необходимой мощности как для открытия, так и для закрытия указанного клапана (10). Рокер (8) взаимосвязан с опорой (13), характеризуемой возможностью перемещения относительно корпуса (11) во время работы привода, для регулирования степени открытия клапана (10). Технический результат заключается в увеличении КПД, уменьшении износа и увеличении ресурса привода. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к клапанным газораспределительным механизмам (ГРМ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с объемным вытеснением. И может быть использовано в большинстве поршневых ДВС. ГРМ регулирует в ДВС подачу воздушной или топливо-воздушной смеси и выход продуктов сгорания. ГРМ с приводом клапана (клапанов) от распределительного вала имеют преимущество в том, что от одного распределительного вала можно приводить клапаны нескольких цилиндров, что упрощает и удешевляет двигатель. Далее будут использоваться понятия верхневальный ГРМ и нижневальный ГРМ. Верхневальным называется ГРМ, в котором распределительный (вращательный) вал, приводящий клапаны, находится в головке блока двигателя, то есть ближе к клапанам, в отличии от нижневальных ГРМ, в которых распределительный вал находится в блоке цилиндров, ближе к коленчатому валу. При этом верхневальные ГРМ могут устанавливаться на оппозитные двигатели, расположенные на боку. То есть, корень слова «верх» в данном контексте условен, а ключевым, для верхневальных ГРМ является критерий меньшего расстояния от распределительного вала до клапанов, чем расстояние от распределительного вала до коленчатого вала. Верхневальные ГРМ характеризуются, по сравнению с нижневальными, меньшей инерционной массой деталей прерывистого движения, что уменьшает износ, увеличивает ресурс и увеличивает КПД двигателя. Так же верхневальные ГРМ имеют более простую конструкцию в многоцилиндровых двигателях. В некоторых источниках описывается, что нижневальные ГРМ отличаются большей надежностью, так как в них отсутствуют приводящие распределительный вал гибкие элементы.

Десмодромные ГРМ характеризуются тем, что закрытие и открытие клапана происходит принудительно за счет передачи мощности от распределительного вала на клапан без помощи возвратной пружины. В то время как в недесмодромных (обычных, с возвратной пружиной) ГРМ или открытие, или закрытие клапана происходит за счет энергии накопленной в возвратной пружине. Десмодромные приводы используются, в первую очередь, для повышения частоты работы, так как они не ограничены инерцией и быстродействием возвратной пружины и не испытывают паразитных вибраций от возвратной пружины.

Десмодромный ГРМ: предотвращает провисание клапанов и связанное с провисанием столкновение клапанов с поршнями; имеет, при прочих равных условиях, уменьшенный износ, так как движущиеся звенья не испытывают постоянного давления возвратной пружины; имеет уменьшенную длину ножки клапана в ДВС на длину отсутствующей возвратной пружины, что позволяет уменьшить размеры, массу и стоимость  ДВС, а за счет уменьшения инерционной массы элементов прерывистого движения уменьшить износ и увеличить КПД.

С другой стороны, в десмодромных ГРМ затруднена регулировка степени открытия клапана, (в отличии от обычных недесмодромных приводов с возвратной пружиной, в которых регулировка степени открытия клапана широко распространена), что затрудняет в ДВС с десмодромными ГРМ оптимально наполнять цилиндры рабочим газом, что уменьшает КПД, увеличивает потребление топлива, и увеличивает вредные выбросы. Так же десмодромный ГРМ, обычно, сложнее и дороже.

Далее под рокером в описании изобретения и формуле понимается двухплечевой рычаг (коромысло), передающий мощность от вращательного кулачка (приводимого от распределительного вала) на клапан (или клапаны) за счет своего поворота (поворота рокера), при этом рокер может поворачиваться вокруг неподвижной или вокруг малоподвижной оси (скорость смещения оси вращения рокера много меньше скорости перемещения наибыстрейшего конца рокера). К рокеру не относятся другие рычаги в ГРМ, не передающие мощность от вращательного кулачка на клапан, например, служащие для ограничения или направления движения или регулирующие степень открытия клапана.

В описании и в формуле будет использоваться понятие десмодромная связь, в качестве связи, в которой один из элементов связи принудительно приводит второй элемент, как при прямом, так и при обратном движении.

Далее будет использовано понятие двунаправленный гидрокомпенсатор (ДГК) для обозначения гидрокомпенсатора, способного передавать нагрузку как на сжатие, так и на растяжение, как это показано в патенте US4711202.

Известен (US1232352) безрокерный десмодромный кулачковый привод ГРМ, выбранный, как аналог. Недостатками аналога являются: отсутствие регулировки степени открытия клапана, что приводит к неоптимальному заполнению цилиндров, и, как следствие, к уменьшению КПД ДВС; ограниченность мест возможных для расположения кулачка и распределительного вала, (фактически кулачок может быть расположен только над клапаном); сложность и дороговизна, связанные с наличием двух кулачков со сложными различающимися взаимосогласованными профилями; повышенный размер механизма по измерению вдоль клапана, за счет большого кулачка, радиус которого не может быть меньше полного хода клапана; повышенный износ и шум, связанные с отсутствие автоматической компенсации тепловых зазоров.

Известен (US1185516A) двурокерный десмодромный кулачковый привод клапана ГРМ, выбранный как аналог. Характерной особенностью аналога является привод каждого клапана через два рокера, первый рокер передает мощность для открытия клапана, а второй рокер передает мощность для закрытия клапана. Преимуществом аналога является увеличения мест возможного расположения распределительного вала относительно клапанов, и, в частности, возможность привода всех клапанов двигателя от одного вала. Недостатками аналога являются: отсутствие регулировки степени открытия клапана, что приводит к неоптимальному заполнению цилиндров, что приводит к потере КПД ДВС, мощности, увеличению расхода топлива и увеличению вредных выбросов; повышенная сложность и стоимость производства, обусловленные наличием двух рокеров на каждый клапан; повышенная сложность и стоимость технического обслуживания, обусловленная множеством движущихся элементов и деталей (два рокера на каждый клапан), в том числе повышенная сложность регулировки тепловых зазоров, обусловленная необходимостью регулировки зазоров, как для верхнего, так и для нижнего рокеров; повышенный объём конструкции механизма, который увеличивает общий объем и вес ДВС; повышенная шумность и износ, обусловленные отсутствием автоматической компенсации зазоров и большим количеством движущихся деталей.

Известен (US3090368) десмодромный кулачковый привод клапана (ДКПК) ГРМ, выбранный как аналог. Преимуществами аналога являются: однорокерность привода каждого клапана, то есть передача от вращательного кулачка всей необходимой мощности и для открытия, и для закрытия клапана осуществляется через один рокер, что упрощает конструкцию, упрощает обслуживание ввиду уменьшения количества деталей относительно двурокерной конструкции, уменьшает потери мощности на трение, ввиду меньшего количество деталей; повышенный КПД, связанный с тем, что суммарный путь нагруженных областей элементов трущихся с рокером при его движении минимальный и значительно меньший, чем длина хода клапана (что характерно для узлов поворота,  к которым относится рокер). Недостатками аналога являются: отсутствие регулировки степени открытия клапана, что приводит к неоптимальному заполнению цилиндров, что приводит к потере КПД ДВС, мощности, увеличению расхода топлива и увеличению вредных выбросов; повышенная шумность и износ, обусловленные отсутствием автоматической компенсации зазоров.

Известен (US6619250) ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана, выбранный как прототип. Прототип характеризуется наличием диагонально-направляющего механизма, с помощью которого приводимый от кулачка в возвратно-поступательное движение толкатель приводит в движение клапан, причем угол между направлениям движения толкателя и направлением движения клапана близок к 90 градусам.

Преимуществом прототипа является наличие регулировки степени открытия клапана, которая оптимизирует заполнение цилиндров рабочим газом, что приводит к увеличению КПД ДВС, мощности, уменьшает расход топлива и уменьшает вредные выбросы.

Недостатками прототипа являются:

1. пониженный КПД, повышенный износ и пониженный ресурс так как:

1.1 толкатель и клапан проходят под нагрузкой с трением большой суммарный путь относительно друг друга за один цикл, сравнимый с общим путем перемещения клапана;

1.2 на клапан действуют боковые силы от толкателя сравнимые по величине с силой приводящей клапан, что увеличивает трение клапана о направляющие клапана в корпусе.

1.3 повышенная инерционная масса блока регуляции степени открытия клапана, причем указанный блок испытывает высокочастотное прерывистое движение с амплитудой сравнимой с общим путем клапана за один цикл движения.

2. повышенная сложность и дороговизна средства регулировки степени открытия клапана, так как указанное средство должно повернуть на требуемый угол направляющие клапана, установленные на прерывисто движущемся с большой амплитудой элементе.

3. Отсутствие автоматической компенсации зазоров, что приводит к усложнению и удорожанию обслуживания, повышенному износу и повышенной шумности.

Технической задачей изобретения является достижения следующих технических результатов:

увеличение КПД;

уменьшение износа;

увеличение ресурса;

упрощение конструкции;

удешевление производства;

при сохранении преимущества прототипа в наличии регулировки степени открытия клапана.

В конкретных вариантах реализации могут быть достигнуты дополнительные технические результаты: автоматическая компенсация зазоров, которая уменьшает шум, износ, стоимость обслуживания и увеличивает ресурс.

Технические результаты достигаются с помощью ограничительных и отличительных признаков, а именно:

ограничительные признаки - ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана, характеризуемый открытием и закрытием указанного клапана принудительно от вращательного кулачка;

отличительные признаки – рокер характеризуемый: десмодромной связью с указанным вращательным кулачком и с указанным клапаном; и передачей от указанного вращательного кулачка всей необходимой мощности как для открытия, так и для закрытия указанного клапана; взаимосвязан с опорой, характеризуемой возможностью перемещения относительно корпуса во время работы указанного привода, для регулирования степени открытия указанного клапана.

Действительно, указанные признаки обеспечивают достижение указанных технических результатов, а именно:

1. увеличение КПД, уменьшение износа и увеличения ресурса, так как:

1.1 потеря мощности на трение в узле поворота рокера и при относительном движении с трением рокера поперек движения клапана незначительно и много меньше потери мощности в прототипе, так как  полный путь за цикл с трением под нагрузкой в узле поворота рокера и полный путь за цикл относительного движения с трением рокера поперек движения клапана много меньше полного пути клапана, а значит, много меньше полного пути движения с трением толкателя относительно клапана в прототипе, при сравнимой нагрузке;

1.2 боковые силы, действующие на клапан значительно меньше, чем в прототипе, так как направление силы от рокера на клапан практически совпадает с направлением движения клапана, в то же время в прототипе толкатель воздействует на клапан под углом близким к с 90 градусам;

1.3 уменьшает (по сравнению с прототипом) инерционную массу, испытывающую высокочастотное амплитудное прерывистое движение,  так как для регуляции степени открытия клапана достаточно переместить опору относительно корпуса, что является простейшей технической задачей с хорошо известными конструктивными решениями, не требующими от опоры и от средства перемещения опоры участвовать в амплитудном высокочастотном прерывистом движении, в то время, как в прототипе значительная часть средства регуляции степени открытия клапана испытывает амплитудное высокочастотное прерывистое движение;

2. упрощение конструкции и удешевление средства регулировки степени открытия клапана,  так как для указанной регулировки  достаточно сместить опору относительно корпуса, что является простейшей технической задачей, значительно более простой в реализации, чем поворот направляющего элемента клапана на толкателе в прототипе, при том, что указанный направляющий элемент клапана  совершает высокочастотное прерывистое движение с большой длиной хода (вместе с толкателем).

На фиг. 1 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана.

На фиг. 2 изображена кинематическая схема десмодромной связи рокера с кулачком посредством двух соосных роликов.

На фиг. 3 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана, в которой рокер связан с опорой через плоское поворотно-поступательное соединение.

На фиг. 4 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана, в которой рокер связан с опорой через роликовое плоское поворотно-поступательное соединение.

На фиг. 5 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана с установкой рокерно-направляющего элемента на опору через ДГК.

На фиг. 6 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана с установкой направляющего элемента опоры в корпусе через ДГК.

На фиг. 7 изображен шарнир связи рокера с клапаном в ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана со средством предохранения от повреждения клапана поршнем.

На фиг. 8 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана с центральной опорой рокера.

На фиг. 9 изображена принципиальная схема ДГК с дополнительной полостью с маслом (ДГКДП) в составе ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана

На фиг. 10 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана с центральной опорой рокера, связанной с корпусом через ДГКДП.

На фиг. 11 изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана со связью рокера с вращательным кулачком через промежуточный толкатель.

Пример реализации 1 (фиг. 1, 2) ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана. На распределительном валу 1 установлен кулачок 2 (выполняющий роль вращательного кулачка из описания признаков, характеризующих изобретение) с внешней 3 и внутренней 4 поверхностями обкатки. Расстояние между поверхностями обкатки в проекции на плоскость перпендикулярную распределительному валу постоянное. Между указанными поверхностями обкатки вставлены два соосных ролика: ролик 5 и ролик 6; причем ролик 5 касается внешней поверхности обкатки, но не касается внутренней поверхности обкатки, а ролик 6 касается внутренней поверхности обкатки, но не касается внешней поверхности обкатки. Роликовая ось 7 жестко установлена на рокере 8, который через рокерно-клапанный шарнир 9 на одном своем конце связан с клапаном 10, установленном в корпусе 11 ДВС (выполняющим роль корпуса и для ДКПК ГРМ) с возможностью возвратно-поступательного движения. Другой конец рокера установлен в рокерно-направляющем элементе 12 с возможностью прямолинейного возвратно-поступательного движения рокера относительно рокерно-направляющего элемента, причем указанный рокерно-направляющий элемент установлен на опоре 13 через поворотный шарнир опоры 14. Опора установлена на направляющем элементе опоры 15, и имеет паз 16 в который вставлен палец 17 плеча регулировочного вала 18. Направляющий элемент опоры жестко установлен в корпусе. Регулировочный вал, как и распределительный вал, установлены в корпусе с возможностью вращения. Центральные оси: распределительного вала, роликов, рокерно-клапанного шарнира, поворотного шарнира опоры параллельны друг-другу. Таким образом, распределительный вал связан с клапаном через рокер десмодромным образом. Направляющий элемент опоры ориентирован таким образом, что бы при перемещении опоры, закрытый клапан оставался бы закрытым (в данном варианте направление возможного смещения опоры параллельно ориентации рокера в период когда клапан закрыт). Заметим что рокер и опора связаны кинематически эквивалентно плоскому поворотно-поступательному соединению (плоский в том смысле, что при изменении положения в данном соединении, детали двигаются в одной плоскости).

При подаче вращения на распределительный вал кулачок посредством воздействия обкатными поверхностями на ролики приводит в колебания рокер. При увеличении расстояния от роликовой оси до оси вращения распределительного вала, рокер отодвигается от распределительного вала, и клапан открывается. При уменьшении расстояния от роликовой оси до распределительного вала, рокер приближается к оси вращения кулачка, и клапан закрывается. В фазах вращения кулачка, когда роликовая ось не меняет своего расстояния до оси вращения распределительного вала, рокер и клапан удерживаются неподвижно, соответственно в закрытом положении клапана или в открытом положении клапана. Причем при движении рокера он совершает небольшие возвратно поступательные движения относительно рокерно-направляющего элемента. В свою очередь рокерно-направляющий элемент совершает поворотные движения относительно поворотного шарнира опоры.

При повороте регулировочного вала по часовой стрелке, палец регулировочного вала  смещает опору влево, что уменьшает плечо от роликовой оси до поворотного шарнира опоры, и, (так как амплитуда перемещения роликовой оси по радиусу кулачка практически не меняется), увеличивает амплитуду угла поворота рокера, что в свою очередь, приводит к увеличению амплитуды хода клапана. То есть степень открытия клапана увеличивается.

При этом смещение опоры не изменяет условия закрытия клапана, то есть клапан закрывается при той же фазе поворота кулачка, и с той же плотностью. При повороте регулировочного вала против часовой стрелки, палец регулировочного вала смещает опору вправо, что увеличивает плечо от роликовой оси до поворотного шарнира опоры, и, тем самым, уменьшает амплитуду угла поворота рокера, что в свою очередь, приводит к уменьшению степени открытия клапана. Указанный пример реализации позволяет менять степень открытия клапана непрерывно и при работе привода.

В указанном примере реализации продемонстрировано достижение технических результатов:

1. увеличение кпд, уменьшение износа и увеличения ресурса, так как:

1.1 потеря мощности на трение в рокерно-клапанном шарнире и в поворотном шарнире на опоре незначительна, как и во всех поворотных шарнирах ввиду малого полного пути с трением в указанных узлах под нагрузкой за цикл движения, потери мощности на трение в рокерно-направляющем элементе так же минимально ввиду малости относительного пути между рокером и рокерно-направляющим элементом за цикл движения, причем все указанные пути движения с трением под нагрузкой  в сумме много меньше пути относительного движения толкателя и клапана в прототипе, при сравнимой нагрузке.

1.2 боковые силы, действующие на клапан значительно меньше, чем в прототипе, так как направление силы от рокера на клапан практически совпадает с направлением движения клапана, в то же время в прототипе толкатель воздействует на клапан под углом около 90 градусов;

1.3 уменьшена инерционная масса, испытывающая высокочастотное прерывистое движение, так как элементы средства регулировки степени открытия клапана, а именно опора и регулировочный вал не участвуют в высокочастотном прерывистом движении, в то время как в прототипе направляющий элемент клапана и блок регуляции степени открытия клапана испытывают амплитудное высокочастотное прерывистое движение.

2. Упрощение конструкции и удешевление средства регулировки степени открытия клапана,  которая состоит из опоры с пазом  и регулировочного вала с пальцем регулировочного вала, которые установлены в корпусе, в то время как в прототипе необходимо реализовать поворот направляющего элемента клапана, при том, что указанный направляющий элемент клапана совершает, вместе с толкателем, высокочастотное прерывистое движение с большим суммарным ходом сравнимым с ходом клапана.

Для уменьшения трения кинематическая пара рокера и рокерно-направляющего элемента может быть выполнена в виде линейного роликового ползунка (линейный подшипник качения).

Для упрощения конструкции два ролика могут быть заменены на один ролик. В этом случае предпочтительно, выбрать ширину кулачкового паза таким образом, что бы без нагрузки ролик касался двух поверхностей обкатки.

Пример реализации 2 (фиг.  3, 4) ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана, и связью рокера с опорой через плоское поворотно-поступательное соединение. В указанной реализации рокер связан с опорой непосредственно, (без использования рокерно-направляющего элемента), через плоское поворотно-поступательное соединение. На конце рокера, расположенном ближе к опоре выполнен горизонтальный (сквозной или несквозной) паз 19 (закрытый или открытый на торце рокера), в который вставлен цилиндрический палец 20 (или ось, в случае реализации сквозного горизонтального паза рокера) опоры. В этом случае рокер может поворачиваться относительно опоры и смещаться относительно опоры вдоль своего паза. Принцип действия остается прежним, с достижением тех же технических результатов. Указанный способ соединения рокера с опорой сокращает требуемое количество деталей, что упрощает конструкцию.  Связь рокера с пальцем (или осью) опоры может быть выполнена через ролик опоры 21, причем ролик опоры может быть один или несколько, установленных соосно. Такая конструкция уменьшает трение, так как заменяет в описываемом узле трение скольжения на трение качения. В случае установки нескольких роликов горизонтальный паз предпочтительнее выполнить профилированным, так, что бы разные ролики соприкасались к разным стенками горизонтального паза. Например, первый ролик соприкасается с верхней стенкой паза, но не касается нижней стенки паза, а второй ролик соприкасается с нижней стенкой паза, но не касается верхней стенки паза. Может быть добавлен трений ролик, которому, для устойчивости, предпочтительней взаимодействовать с горизонтальным пазом подобно первому ролику.

Пример реализации 3 (фиг. 5) ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана с гидрокомпенсацией зазоров. В указанной реализации поворотный шарнир опоры связан с опорой через ДГК 22 (ДГК выполнен подобно конструкции ДГК в US4711202, но с подводом масла снизу).  ДГК установлен на опоре, в этом случае достигается дополнительный технический результат - обеспечение автоматической компенсации зазоров, что приводит к уменьшению шума, упрощению и удешевлению обслуживания (не нужна ручная регулировка клапанов), уменьшению ударных нагрузок, а значит к уменьшению износа и увеличению ресурса. 

Пример реализации 4. (фиг.6) Другой способ установки ДГК заключается в том, что направляющий элемент опоры выполнены как отдельный элемент 23 и установлен на корпусе через ДГК 24. В этом случае ДГК неподвижен относительно корпуса, что упрощает его установку, обслуживание, подвод масла.

Пример реализации 5 (фиг. 7) Описанные ранее примеры реализации могут быть снабжены средством предохранения от повреждения клапана поршнем. Область рокера, контактирующая с клапаном выполнена в виде упругой горизонтальной двухлепестковой вилки 25, упругость вилки обеспечивает возможность расхождения лепестков вилки относительно друг друга. На каждом лепестке вилки выполнены выступы рокера 26 навстречу друг другу в форме усеченного конуса. Клапан в области сочленения с рокером имеет конуснообразные углубления 27 с каждой из сторон, сопряженные по форме с выступами рокера, и установлен указанными углублениями между выступами рокера. При нештатном соприкосновении клапана с поршнем, поршень воздействует на клапан, в зоне соприкосновения углублений клапана и выступов рокера возникает сила на увеличение расстояния между выступами рокера, которая раздвигает указанные выступы рокера. Выступы рокера выходят из указанных углублений клапана и, в результате, рокер и клапан рассоединяются, что позволяет клапану выдвинуться вверх без повреждения клапана и других элементов привода.

Выступы могут быть установлены на лепестки вилки через подшипники (скольжения или качения).

Пример реализации 6 (фиг. 8) реализации ДКПК  ГРМ с регулировкой степени открытия клапана, отличающийся от примера 1 ДКПК  ГРМ с регулировкой степени открытия клапана тем, что опора выполнена как центральная по отношению к рокеру, а роликовая ось установлена на противоположном конце рокера относительно рокерно-клапанного шарнира. Такая реализация расширяет возможности для установки распределительного вала, и, в частности, позволяет выполнить двигатель с одним распределительным валом на все цилиндры.

В конкретных реализациях изобретения:

к некоторым или ко всем трущимся элементам может быть реализовано средство подачи масла известными в технике способами (для уменьшения износа и увеличения ресурса);

кулачок может быть выполнен вместе с распределительным валом как единое целое (для упрощения и удешевления производства);

на кулачке может быть установлен или выточен бортик для предотвращения выхода соосного ролика/роликов из паза кулачка, образованного внутренней и внешней поверхностями обкатки;

пара соосных роликов может быть установлена по разные стороны от кулачка (для уменьшения поперечного момента силы, действующего на рокер);

каждый из пары соосных роликов может контачить со своим кулачком, причем эти кулачки расположены по разные стороны роликов (для уменьшения поперечного момента силы, действующего на рокер), так как указанные кулачки жестко связаны между собой через распределительный вал, то они могут считаться одним сложным кулачком;

пара соосных роликов может быть заменена на один ролик, который установлен в пазу кулачка (для упрощения и удешевления производства);

пара соосных роликов и роликовая ось могут быть заменены на цилиндрический палец рокера, закрепленный на рокере и установленный в пазу кулачка (для упрощения и удешевления производства);

пара соосных роликов может быть дополнена еще одним соосным роликом или двумя соосными роликами, причем крайние соосные ролики контактируют с внешней поверхностью обкатки кулачка (или с внутренними поверхностями обкатки), но не контактирует с внутренней поверхностью обкатки, а внутренний соосный ролик (ролики) контактируют с внутренней поверхностью обкатки, но не контактируют с внешней поверхностью обкатки (указанная реализация уменьшает крутящий поперечный момент, действующий на роликовую ось), порядок контакта между соосными роликами и поверхностями обкатки  может быть заменен на обратный без изменения технического результата;

направляющие ножки клапана могут быть выполнены как отдельный элемент, вставляемый или вкручиваемый в корпус (что позволяет использовать для направляющих ножки клапана материал более подходящий, чем материал корпуса, например, более жесткий и/или более износостойкий, и/или с меньшим коэффициентом скольжения и т.п.);

во всех или части поворотных шарниров может быть использован подшипник скольжения и/или подшипники качения (для уменьшения трения);

в рокерно-направляющем элементе может быть установлен линейный подшипник качения (для уменьшения трения при движении рокера);

палец регулировочного вала может быть вставлен в кулисный камень, который в свою очередь вставлен в паз опоры (что упрощает систему смазки, уменьшает трение, препятствует образованию зазоров);

привод опоры от регулировочного вала может быть выполнен в виде кинематической пары кулиса-палец, причем кулиса установлена на регулировочном валу, а палец установлен на опоре;

привод опоры от регулировочного вала может быть выполнен в виде кинематической пары, состоящей из шестерни (на регулировочном валу) и зубчатой рейки (на опоре), (что расширяет возможные передаточные отношения указанного привода);

регулировочный вал может приводиться - центробежным регулятором или давлением масла, или регулировочным электродвигателем, управляемым посредством электронного блока управления, или иным известным способом автоматической или принудительной, или смешанной регуляции (расширение арсенала средств исполнения);

смещение опоры с целью регуляции степени открытия клапана может быть реализовано, не регулировочным валом, а другими, известными в технике способами, например гидравлическим, пневматическим и/или электромагнитными приводами (расширение арсенала средств исполнения);

один рокер может приводить несколько клапанов синхронного движения (для упрощения конструкции);

один распределительный вал может приводить все или часть клапанов ДВС (для упрощения конструкции);

один регулировочный вал может регулировать степень открытия всех или части клапанов ДВС (для упрощения конструкции ДВС);

распределительный вал может быть снабжен фазовращателем, который изменяет фазу вращения распределительного вала относительно фазы вращения коленчатого вала, как это известно на текущем уровне техники (для оптимизации наполнения цилиндров горючей смесью, режима сгорания топлива и вывода отработанных газов);

изменение положения опоры с целью изменения отношения рычагов рокера для изменения степени открытия клапана может быть выполнено вращением опоры или комбинацией вращения и линейного перемещения опоры, как это хорошо известно в технике и в геометрии;

ДГК может быть установлен: на ножке клапана или на рокере в качестве переходника между рокером и клапаном, или в качестве переходника между роликовой осью и рокером;

плоские поворотно-поступательные соединения могут быть выполнены в виде кулисной кинематической пары, с кулисным камнем или без него.

Пример реализации 7 (фиг. 9) реализации ДГКДП (с дополнительной полостью масла) в составе ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана и гидрокомпенсацией зазоров: плунжер 28, установлен подвижно в корпусе ДГКДП 29, с образованием первичной полости 30 с маслом и дополнительной полости 31 с маслом. Частично сжатая адаптивная пружина 32 вставлена между корпусом ДГКДП и плунжером. Предохранительный клапан в составе: стакана 33, шарика 34, клапанной пружины 35; установлен на плунжере. Для удобства изготовления корпус ДГКДП выполнен составным (не показано на кинематической схеме). Корпус ДГКДП установлен на опору (например, вкручен за счет внешней резьбы на ДГКДП и внутренней резьбы в посадочном месте ДГКДП в опоре), причем на толкателе плунжера 36 установлен поворотный шарнир опоры. При опускании клапана, на толкатель плунжера действует нагрузка вниз, плунжер сжимает масло в первичной полости (жидкости сжимаются очень плохо но, все-таки сжимаются), давление в первичной полости повышается и препятствует дальнейшему продвижению плунжера вниз, то есть ДГКДП сопротивляется нагрузке на сжатие за счет давления масла в первичной полости. При этом, за счет большего давления в первичной полости,  через микрометрический зазор между боковой внешней стенкой плунжера и внутренней боковой стенкой корпуса ДГКДП, проходит небольшая порция масла из первичной полости в дополнительную полость, тем самым немного уменьшается общая длина ДГКДП. При поднятии клапана, на толкатель плунжера действует нагрузка вверх, плунжер сжимает масло в дополнительной полости, давление в дополнительной полости повышается и препятствует дальнейшему продвижению плунжера вверх, то есть ДГКДП сопротивляется нагрузке на растяжение за счет давления масла в дополнительной полости.

При этом, за счет большего давления в дополнительной полости,  через микрометрический зазор между боковой внешней стенкой плунжера и внутренней боковой стенкой корпуса ДГКДП, проходит небольшая порция масла из дополнительной полости в первичную полость, тем самым немного увеличивается общая длина ДГКДП.

В процессе работы ДВС, клапан нагревается, и его ножка удлиняется. Но за счет адаптивной пружины, в среднем, за рабочий цикл, давление масла в первичной полости выше, чем давление масла в дополнительной полости, что приводит к преимущественному перетоку масла в дополнительную полость из первичной полости. Указанный переток масла уменьшает длину ДГКДП, что компенсирует тепловое линейное расширение клапана. Что позволяет клапану плотно и, по сути, безударно прилегать к клапанному седлу. Что предотвращает прогар, износ и разрушение клапана, уменьшает шум и исключает необходимость ручной регулировки клапана.

При остановке двигателя клапан может оказаться в открытом состоянии, далее при остывании двигателя ножка клапана сократится в длине. Так же под действием адаптивной пружины сократится длина ДГКДП, таким образом, общая длина возможного хода тарелки клапана до клапанного седла может стать меньше, чем длина хода клапана, обусловленная вращением кулачка. В такой ситуации, закрытие клапана при начале вращения распределительного вала вызывает столкновение тарелки клапана с клапанным седлом, давление масла в дополнительной полости резко повысится до уровня превышающего уровень срабатывания предохранительно клапана, который открывается, что приводит к перетоку масла из дополнительной полости в первичную полость, что увеличивает длину ДГКДП до уровня необходимого для штатной работы описываемого привода, то есть с беззазорным прилеганием клапана к клапанному седлу.

В указанном примере реализации достигаются следующие технические результаты

уменьшение габаритов, массы, упрощение и удешевление конструкции ДКПК ГРМ с ДГКДП, так как в конструкции ДГКДП относительно предшествующего варианта ДГК (прототипа из патента US4711202) исключены массивная и габаритная втягивающая пружина прототипа, массивные габаритные элементы крепления втягивающей пружины. Важным обстоятельством является то, что в ДГКДП основная нагрузка на растяжение ложится на сжимаемое масло в дополнительной полости, а не на пружину, в то время как в ДГК втягивающая пружина принимает на себя всю растягивающую нагрузку. При этом масло может передавать нагрузку, имея много меньшую массу, чем пружина. Адаптивная пружина из ДГКДП так же имеет много меньшую массу, чем втягивающая пружина из ДГК прототипа. Также сжимаемое масло в дополнительной полости ДГКДП требует для передачи усилия значительно меньших размеров, чем требуемые размеры для втягивающей пружины и элементов крепления втягивающей пружины, так дополнительная полость образована уже существующими элементам ДГКДП – плунжером и корпусом ДГКДП.

Указанный ДГКДП может быть установлен вместо ДГК из предыдущих примеров реализации, в частности, в примерах реализации 3, 4.

Для увеличения стабильности перетока масла между первичной и дополнительной полостями может быть выполнен микрометрический паз на внешней боковой поверхности плунжера или внутренней боковой поверхности корпуса ДГКДП.

Для дополнительного уменьшения длины корпуса ДГКДП адаптивная пружина может быть выполнена в форме, когда нижние витки могут складываться внутрь верхних витков, что уменьшает минимальную высоту пружины.

В корпус ДГКДП могут быть вставлены кольцевые ограничители хода плунжера.

Плунжер может быть заменен поршнем.

ДГКДП может быть установлен: на ножке клапана или на рокере в качестве переходника между рокером и клапаном; или в качестве переходника между роликовой осью и рокером.

Пример реализации 8 (фиг. 10) реализации ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана с центральной опорой рокера с ДГКДП. Причем ДГКДП выполнен в варианте с автоматическим увеличением своего линейного размера по высоте с целью выбора теплового зазора (в отличии от предыдущих примеров реализации, когда ДГК автоматически уменьшал свой линейный размер). Что достигается установкой частично сжатой адаптивной пружины ДГКДП в первичную полость и установкой предохранительного клапана в дополнительную полость на плунжер. Опционально, ДГКДП может быть снабжен средством внешнего подвода масла, которое состоит из обратного клапана ДГКДП 37 и канала подвода масла 38 в корпусе. Средство внешнего подвода масла восполняет потерю масла в ДГКДП, чем увеличивает ресурс ДГКДП.

Пример 9 (фиг. 11) реализации изображена кинематическая схема ДКПК ГРМ с регулировкой степени открытия клапана со связью рокера с вращательным кулачком через промежуточный толкатель. Рокер связан с вращательным кулачком через промежуточный толкатель 39, установленный в корпусе с возможностью возвратно поступательного движения. Указанная реализация позволяет использовать изобретение для нижневальных ГРМ. Так же указанная реализация может быть снабжена ДГК. В конкретных вариантах реализации, ДГК может быть установлено в том числе на промежуточном толкателе. Промежуточный толкатель может быть связан с вращательным кулачком через промежуточный рокер как это показано в US8033261B1.

Любой из указанных примеров реализации может содержать средства регулирования ДКПК неизменные во время работы ДКПК, в том числе средства регулирования геометрических размеров элементов ДКПК и/или связи между элементами ДКПК, например средства регулирования в виде винта и гайки, как это показано в патенте US8033261B1.

Хотя изобретение было описано применительно к различным вариантам осуществления, следует понимать, что данное изобретение также способно к широкому разнообразию других вариантов осуществления в рамках признаков, описанных в формуле изобретения.

1. Десмодромный кулачковый привод клапана газораспределительного механизма с регулировкой степени открытия клапана, характеризуемый открытием и закрытием указанного клапана принудительно от вращательного кулачка, отличающийся тем, что рокер, характеризуемый десмодромной связью с указанным вращательным кулачком и с указанным клапаном и передачей от указанного вращательного кулачка всей необходимой мощности как для открытия, так и для закрытия указанного клапана, взаимосвязан с опорой, характеризуемой возможностью перемещения относительно корпуса во время работы указанного привода, для регулирования степени открытия указанного клапана.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что на указанный рокер, десмодромно связанный с указанным клапаном, установлены два соосных ролика - первичный ролик и вторичный ролик, причем первичный ролик установлен с контактом с внешней обкатной поверхностью указанного кулачка и с зазором относительно внутренней обкатной поверхности указанного кулачка, а вторичный ролик установлен с контактом с внутренней обкатной поверхностью указанного кулачка и с зазором относительно внешней обкатной поверхности указанного кулачка.

3. Привод по п. 1, отличающийся тем, что указанный рокер связан с указанной опорой через рокерно-направляющий элемент с возможностью поступательного движения указанного рокера относительно указанного рокерно-направляющего элемента, или через плоское поворотно-поступательное соединение, или через роликовое плоское поворотно-поступательное соединение.

4. Привод по п. 1, отличающийся тем, что указанная опора и средство перемещения указанной опоры характеризуются, по сути, неподвижностью опоры относительно корпуса при работе указанного привода с постоянной степенью открытия указанного клапана.

5. Привод по п. 1, отличающийся тем, что выполнение и ориентация указанного направляющего элемента опоры характеризуется неизменностью условий прилегания указанного клапана к клапанному седлу в фазе закрытия указанного клапана при штатных регулировочных перемещениях указанной опоры с целью изменения степени открытия указанного клапана.

6. Привод по п. 1, отличающийся тем, что содержит средство предохранения от повреждения указанного клапана поршнем двигателя.

7. Привод по п. 1, отличающийся тем, что указанный рокер десмодромно связан с указанным вращательным кулачком через промежуточный толкатель.

8. Привод по п. 1, отличающийся тем, что содержит двунаправленный гидрокомпенсатор зазоров (ДГК), который установлен на указанном рокере в качестве связи между указанным рокером и указанным клапаном или в качестве связи между указанным рокером и указанным вращательным кулачком, или на указанной опоре в качестве связи между указанной опорой и указанным рокером, или в корпусе в качестве связи между указанной опорой и указанным корпусом.

9. Привод по п. 8, отличающийся тем, что содержит ДГК с дополнительной полостью с маслом между вытеснительным элементом ДГК и корпусом ДГК и характеризуется возможностью сопротивления нагрузке на растяжение указанного ДГК, по сути, за счет давления сжатого в указанной дополнительной полости масла.