BR102012031927A2 - VALVE CONTROL DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE COMANDO DE VÁLVULAS PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA. A presente invenção refere-se a um dispositivo de comando de válvulas para um motor de combustão interna. O dispositivo de comando de válvulas apresenta uma árvore de cames básicas (1) bem como um primeiro elemento excêntrico (6), instalado, rotativamente fixo e axialmente deslizante, sobre a árvore de cames básica, assim como um segundo elemento excêntrico (11) instalado rotativamente fixo e axialmente deslizante sobre a árvore de cames básica (1). O dispositivo de comando de válvulas apresenta ainda uma unidade sendora (7). O primeiro elemento excêntrico (6) compreende, além disso, uma primeira roda do codificador (9) e o segundo elemento excêntrico (11) uma segunda roda do codificador (10). Na árvore de cames básica (1) está instalada uma terceira roda do codificador (8), fixa rotativa e axialmente.VALVE CONTROL DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE. The present invention relates to a valve control device for an internal combustion engine. The valve control device has a basic camshaft (1) as well as a first eccentric element (6), installed, rotatingly fixed and axially sliding, on the basic camshaft, as well as a second eccentric element (11) installed. rotatingly fixed and axially sliding over the basic camshaft (1). The valve control device also has a sending unit (7). The first eccentric element (6) further comprises a first encoder wheel (9) and the second eccentric element (11) a second encoder wheel (10). On the basic camshaft (1), a third encoder wheel (8) is installed, fixed rotationally and axially.
Description
“DISPOSITIVO DE COMANDO DE VÁLVULAS PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA”“VALVE CONTROL DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE”
A presente invenção refere-se a um dispositivo de comandos de válvulas para um motor de combustão interna.The present invention relates to a valve control device for an internal combustion engine.
São já conhecidos dispositivos de comando de válvulas para um motor de combustão interna, com pelo menos um primeiro elemento excêntrico e um segundo elemento excêntrico, os quais são axialmente deslizáveis por intermédio de uma corrediça deslizante e em que está previsto para isso o fornecimento de um acionador de válvulas e de uma unidade sensora, a qual está prevista para determinar uma posição giratória e/ou uma posição de fase de pelo menos um dos elementos excêntricos.Valve control devices are already known for an internal combustion engine having at least one first eccentric element and a second eccentric element which are axially slidable by means of a sliding slide and in which provision is made for this to be provided. valve actuator and a sensing unit which is provided for determining a rotary position and / or a phase position of at least one of the eccentric elements.
A DE 10 2008 036 462 A1 descreve um dispositivo de comando de válvulas com um dispositivo sensor para a determinação de uma posição da árvore de cames. O dispositivo sensor compreende uma roda do codificador, a qual se encontra instalada numa secção da corrediça. O dispositivo sensor regista uma posição da árvore de cames, quando há uma rotação da árvore de cames.DE 10 2008 036 462 A1 describes a valve control device with a sensing device for determining a camshaft position. The sensing device comprises an encoder wheel which is installed in a section of the slide. The sensing device records a camshaft position when there is a camshaft rotation.
A DE 10 2009 014 517 A1 descreve um comando de válvulas para um motor de combustão interna, no qual está previsto um sistema de disco excêntrico com uma roda do codificador, em que a roda do codificador apresenta dois localizadores. A roda do codificador atua em colaboração com um sensor de posição fixamente montado na cabeça do cilindro. Um diâmetro exterior de segmentos angulares da roda do codificador é selecionado de tal modo que esta se movimenta ao longo das superfícies periféricas da roda do codificador ou dos segmentos angulares, com uma folga relativamente a uma extremidade frontal do sensor, de maneira que o sensor possa detetar as transições bruscas entre os elementos angulares e as lacunas entre eles, por meio dos quais são codificados os tempos de abertura e de fecho das válvulas angularmente separados, através dos excêntricos de cada par de excêntricos.DE 10 2009 014 517 A1 discloses a valve control for an internal combustion engine, wherein an eccentric disc system with an encoder wheel is provided, wherein the encoder wheel has two locators. The encoder wheel acts in collaboration with a position sensor fixedly mounted to the cylinder head. An outer diameter of encoder wheel angular segments is selected such that it travels along the peripheral surfaces of the encoder wheel or angular segments with a clearance relative to a front end of the sensor so that the sensor can detecting the abrupt transitions between the angular elements and the gaps between them by which the opening and closing times of the angularly separated valves are encoded by the cams of each cam pair.
A DE 10 2008 049 103 A1 descreve um dispositivo de comando de válvulas com um sistema de disco excêntrico, no qual está previsto um dispositivo de determinação da posição com duas rodas de codificação. O dispositivo de determinação da posição apresenta quatro elementos sensores, em que cada dois elementos sensores são executados como segmentos de rodas sensoras. Os primeiro e terceiro elementos sensores estão acoplados a um primeiro elemento excêntrico e os segundo e quarto elementos sensores estão acoplados a um segundo elemento excêntrico. Os elementos sensores apresentam, cada um deles, uma posição de comutação de deteção de comutação e uma posição de comutação neutra. Na posição de deteção o respetivo elemento sensor fica colocado numa zona de deteção do dispositivo de determinação da posição. Para isso está previsto que o dispositivo de determinação da posição detete o elemento sensor sem contato. Para tal é induzido no dispositivo de determinação da posição, por meio dos elementos sensores, um sinal, em que um desenvolvimento do sinal depende de uma estrutura da topografia dos elementos sensores. As topografias dos diferentes elementos sensores são aqui diferentes umas das outras.DE 10 2008 049 103 A1 describes a valve control device with an eccentric disc system in which a position determination device with two coding wheels is provided. The position determining device has four sensing elements, where each two sensing elements are executed as sensing wheel segments. The first and third sensor elements are coupled to a first eccentric element and the second and fourth sensor elements are coupled to a second eccentric element. The sensing elements each have a switching detection switching position and a neutral switching position. In the sensing position the respective sensing element is placed in a sensing zone of the position determining device. For this purpose it is provided that the position determining device detects the sensor element without contact. For this purpose, a signal is induced in the position determination device by means of the sensing elements, in which a signal development depends on a structure of the sensing elements topography. The topographies of the different sensing elements are here different from each other.
Objeto da presente invenção é prover um dispositivo de comando de válvulas aperfeiçoado para um motor de combustão interna, o qual permite detetar múltiplas características quantitativas.The object of the present invention is to provide an improved valve control device for an internal combustion engine which allows to detect multiple quantitative characteristics.
O objeto é atingido por meio das características das reivindicações independentes. Formas de realização preferidas da invenção constituem o objeto das reivindicações subordinados. A invenção refere-se, portanto, a um dispositivo de comando das válvulas de um motor de combustão interna. O dispositivo de comando das válvulas apresenta uma árvore de cames básica, com um primeiro elemento excêntrico, rotativamente fixo e axialmente deslizante, instalado na árvore de cames básica, assim como um segundo elemento excêntrico, rotativamente fixo e axialmente deslizante instalado na árvore de cames básica e uma unidade sensora. O primeiro elemento excêntrico apresenta ainda uma primeira roda do codificador e o segundo elemento excêntrico uma segunda roda do codificador. Na árvore de cames básica encontra-se, além disso, instalada uma terceira roda do codificador, rotativa e axialmente fixa. Por meio da provisão de uma roda de codificador em cada um dos elementos excêntricos pode, com um deslize axial dos elementos excêntricos, dar-se também um deslize axial das rodas de codificação previstas nos elementos excêntricos.The object is achieved through the characteristics of the independent claims. Preferred embodiments of the invention are the subject matter of the subordinate claims. The invention therefore relates to a valve control device of an internal combustion engine. The valve control device has a basic camshaft with a first eccentric, rotatably fixed and axially sliding element installed in the basic camshaft, as well as a second eccentric element, rotatably fixed and axially sliding installed in the basic camshaft and a sensing unit. The first cam element further has a first encoder wheel and the second cam element a second encoder wheel. In the basic camshaft there is also a third axially fixed rotary encoder wheel. By providing an encoder wheel in each of the eccentric elements, with an axial slide of the eccentric elements, an axial slide of the coding wheels provided for in the eccentric elements can also occur.
De preferência, cada uma das primeira e segunda rodas de codificação apresenta, numa periferia, um certo número de patilhas e a terceira roda do codificador, numa periferia, uma multiplicidade de dentes. Através da colocação giratoriamente fixa da terceira roda do codificador, axialmente fixa na árvore de cames básica, a posição de cada uma das patilhas das primeira e segunda rodas de codificação, bem como dos dentes da terceira roda do codificador, são as mesmas numa rotação da árvore de cames.Preferably, each of the first and second coding wheels has at a periphery a number of tabs and the third coder wheel at a periphery has a plurality of teeth. By rotatably locating the third encoder wheel axially fixed in the basic camshaft, the position of each of the tabs of the first and second coding wheels, as well as the teeth of the third encoder wheel, are the same in one rotation of the Camshaft.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, é previsto que a primeira e a segunda rodas de codificação sejam de tal modo deslizantes axialmente, que as patilhas e os intervalos entre os dentes da terceira roda do codificador se possam encaixar mutuamente. Devido à capacidade de deslocação axial de cada um dos elementos excêntricos, bem como das rodas de codificação instaladas nos elementos excêntricos, em relação à roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica, pode assim ser determinada, por meio de uma unidade sensora respetiva, uma posição axiai de cada um dos elementos excêntricos.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first and second coding wheels are so axially slidable that the tabs and gaps between the teeth of the third coding wheel can mutually engage. Due to the axial displacement capability of each of the eccentric elements, as well as the coding wheels installed on the eccentric elements, relative to the axially encoded encoder wheel in the basic camshaft, it can thus be determined by means of a respective sensing unit , an axial position of each of the eccentric elements.
Vantajosamente, está previsto que o número de patilhas da primeira roda do codificador e o número de patilhas da segunda roda do codificador sejam diferentes. Com um deslize axial do primeiro elemento excêntrico e com ele, da primeira roda do codificador instalada no primeiro elemento excêntrico, na direção da roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica, de modo que a patilha ou patilhas da primeira roda do codificador sejam inseridas nos intervalos entre os dentes da tereceira roda do codificador, consegue-se assim o preenchimento de um número predeterminado de intervalos entre os dentes da roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica. Se, pelo contrário, se der um deslize axial do segundo elemento excêntrico e com isso da segunda roda do codificador, instalada no segundo elemento excêntrico, na direção da roda do codificador instalada axialmente fixa na árvore de cames básica, de modo que a patilha ou as patilhas da segunda roda do codificador sejam inseridas nos espaços entre os dentes da roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica, resulta então disso também o preenchimento de um número predeterminado de intervalos entre os dentes da roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica. O número de intervalos entre os dentes preenchidos na roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica é diferente com a inserção da primeira roda do codificador, com a inserção da segunda roda do codificador, com a inserção de ambas as rodas de codificação, bem como com a não inserção de cada uma de ambas as rodas de codificação. Devido ao número variável de intervalos assim preenchidos entre os dentes da roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica, pode portanto ser determinada uma posição axial de cada um dos elementos excêntricos.Advantageously, it is provided that the number of tabs of the first encoder wheel and the number of tabs of the second encoder wheel are different. By an axial slide of the first eccentric element and with it from the first encoder wheel installed on the first eccentric element towards the encoder wheel axially fixed to the basic camshaft so that the tab or tabs of the first encoder wheel are inserted into the gaps between the teeth of the third encoder wheel, a predetermined number of gaps can be filled in between the teeth of the axially fixed encoder wheel in the basic camshaft. If, on the other hand, an axial slide of the second eccentric element and thereby of the second encoder wheel, installed on the second eccentric element, in the direction of the axially installed encoder wheel fixed to the basic camshaft, such that the tab or the tabs of the second encoder wheel are inserted into the spaces between the teeth of the axially fixed encoder wheel in the basic camshaft, this also results in a predetermined number of gaps between the teeth of the axially fixed encoder wheel in the camshaft. Basic cams. The number of gaps between the teeth filled in the axially fixed encoder wheel in the basic camshaft is different with the insertion of the first encoder wheel, with the insertion of the second encoder wheel, with the insertion of both coding wheels as well. as with not inserting each of both coding wheels. Due to the variable number of gaps thus filled between the teeth of the axially fixed encoder wheel in the basic camshaft, an axial position of each of the eccentric elements can therefore be determined.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da invenção está previsto que as distâncias entre cada um dos dentes da terceira roda do codificador sejam irregulares. Isso permite uma determinação da posição radial da árvore de cames básica, independentemente da posição axial de cada um dos elementos excêntricos, devido às diferentes distâncias entre dentes ou à largura dos intervalos entre dentes da terceira roda do codificador.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the distances between each of the teeth of the third wheel of the encoder are irregular. This allows a determination of the radial position of the basic camshaft, regardless of the axial position of each of the eccentric elements, due to the different tooth distances or the width of the tooth gaps of the third encoder wheel.
A unidade sensora é, de preferência, adequada para determinar uma posição axial de cada um dos elementos excêntricos e uma posição radial da árvore de cames básica. Para a determinação dessas diferentes características quantitativas apenas é necessário um sensor.The sensor unit is preferably suitable for determining an axial position of each of the eccentric elements and a radial position of the basic camshaft. To determine these different quantitative characteristics only one sensor is required.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, está previsto que a unidade sensora seja adequada para determinar a posição axial de cada um dos elementos excêntricos e a posição radial da árvore de cames básica, por meio da determinação de um número e de uma largura dos intervalos entre os dentes da terceira roda do codificador.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the sensor unit is suitable for determining the axial position of each of the eccentric elements and the radial position of the basic camshaft by determining a number and width of the gaps between the teeth of the third wheel of the encoder.
Vantajosamente está ainda previsto que a unidade sensora esteja colocada na posição central, sobre a terceira roda do codificador. Devido à capacidade de deslize axial da roda do codificador do primeiro elemento excêntrico, bem como da roda do codificador do segundo elemento excêntrico, em ligação com a provisão da terceira roda do codificador axialmente fixa na árvore de cames básica, pode dar-se a disposição da unidade sensora na posição central, sobre a terceira roda do codificador, de modo que não seja preciso proporcionar uma capacidade de deslize axial da unidade sensora ou uma multiplicidade de unidades sensoras. De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, está previsto que a unidade sensora esteja fixada na cabeça de um cilindro do motor de combustão interna. Está ainda previsto que a unidade sensora possa executar uma avaliação sem contato.It is further advantageously provided that the sensor unit is placed in the central position on the third wheel of the encoder. Due to the axial sliding capability of the first eccentric element encoder wheel as well as the second eccentric element encoder wheel in connection with the provision of the third axially fixed encoder wheel in the basic camshaft, of the sensor unit in the central position on the third wheel of the encoder so that it is not necessary to provide a sensor unit axial sliding capability or a plurality of sensor units. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the sensor unit is fixed to the head of an internal combustion engine cylinder. It is further envisaged that the sensing unit may perform a non-contact evaluation.
Exemplos de formas de realização da invenção estão representados nos desenhos e são descritos em mais pormenor na descrição que se segue.Examples of embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail in the following description.
Aqueles ilustram:Those illustrate:
Na Fig. 1 uma vista em perspectiva de um exemplo de forma de realização do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção;Fig. 1 is a perspective view of an example embodiment of the valve control device according to the invention;
Na Fig. 2 uma vista explodida do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a Fig.1;Fig. 2 an exploded view of the valve control device according to Fig. 1;
Na Fig. 3 uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção, numa primeira posição de comutação;Fig. 3 is a side view of the valve control device according to the invention in a first switching position;
Na Fig. 4 uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção, numa segunda posição de comutação;Fig. 4 is a side view of the valve control device according to the invention in a second switching position;
Na Fig. 5 uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção, numa terceira posição de comutação; eFig. 5 is a side view of the valve control device according to the invention in a third switching position; and
Na Fig. 6 uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção, numa quarta posição de comutação.In Fig. 6 a side view of the valve control device according to the invention in a fourth switching position.
Nas Figuras, os mesmos números de referência indicam componentes iguais ou com iguais funções.In the Figures, the same reference numerals indicate the same or equal function components.
Um dispositivo de comando de válvulas para um motor de combustão interna de acordo com a Figura 1 apresenta uma árvore de cames básica 1, com um acionador da árvore de cames e estrias no seu diâmetro externo. Na árvore de cames básica 1 estão colocados, uma primeira corrediça ou elemento excêntrico 6, uma segunda corrediça ou elemento excêntrico 11, bem como uma roda do codificador 8, os quais apresentam estrias no seu diâmetro interno. O dispositivo de comando de válvulas apresenta ainda um sensor 7 para a determinação de uma multiplicidade de características quantitativas assim como uma multiplicidade de acionadores 2, 3, 4, 5 para o deslize axial de cada um dos elementos excêntricos 6, 11.A valve control device for an internal combustion engine according to Figure 1 has a basic camshaft 1, with a camshaft driver and splines at its outer diameter. In the basic camshaft 1 there is provided a first slide or eccentric element 6, a second slide or eccentric element 11, as well as an encoder wheel 8 which have splines on their internal diameter. The valve control device further has a sensor 7 for determining a plurality of quantitative characteristics as well as a plurality of actuators 2, 3, 4, 5 for axial sliding of each of the eccentric elements 6, 11.
O primeiro elemento excêntrico 6 apresenta dois pares de excêntricos, uma corrediça para o deslizamento axial do elemento excêntrico 6 e uma roda do codificador 9. Os dois pares de excêntricos do primeiro elemento excêntrico 6 estão perto de uma extremidade terminal próxima do acionador da árvore de cames. A corrediça para o deslizamento axial do primeiro elemento excêntrico 6 está instalada numa zona intermédia e a roda do codificador 9 está colocada numa extremidade distante do primeiro elemento excêntrico 6. A roda do codificador 9 apresenta, num seu perímetro, uma patilha ou dente, o qual se projeta na direção radial a partir do primeiro elemento excêntrico 6.The first cam element 6 has two pairs of cams, a slide for axial sliding of the cam element 6 and an encoder wheel 9. The two cam pairs of the first cam element 6 are near a terminal end near the spindle driver. cams. The slide for axial sliding of the first eccentric element 6 is located in an intermediate zone and the encoder wheel 9 is located at a distant end of the first eccentric element 6. The encoder wheel 9 has a tab or tooth at its perimeter, which projects in the radial direction from the first eccentric element 6.
A roda do codificador 8 da árvore de cames básica está instalada próximo da roda do codificador 9 do primeiro elemento excêntrico 6, encontrando-se a roda do codificador 8 da árvore de cames básica instalada de forma axialmente fixa.The encoder wheel 8 of the basic camshaft is installed close to the encoder wheel 9 of the first cam element 6, the encoder wheel 8 of the basic camshaft being axially fixed.
A roda do codificador 8 apresenta um denteado com nove intervalos entre dentes, em que cada um dos dentes se encontra instalado a distâncias irregulares e é de diferentes dimensões relativamente aos outros.The encoder wheel 8 has a nine-toothed jagged toothing, each tooth being installed at irregular distances and of different dimensions relative to the others.
O segundo elemento excêntrico 11 apresenta uma roda do codificador 10, uma corrediça para o deslize axial do segundo elemento excêntrico 11, bem como dois pares de excêntricos. A segunda roda do codificador 10 encontra-se colocada numa extremidade próxima, vizinha da roda do codificador 8 da árvore de cames básica, estando a corrediça para o deslize axial do segundo elemento excêntrico 11 colocada numa zona intermédia do segundo elemento excêntrico 11 e estando os dois pares de excêntricos colocados numa extremidade afastada do segundo elemento excêntrico 11. A roda do codificador 10 apresenta, numa periferia, três patilhas ou dentes, os quais se projetam na direção axial do segundo elemento excêntrico 11.The second cam element 11 has an encoder wheel 10, a slide for axial sliding of the second cam element 11, as well as two pairs of cams. The second wheel of encoder 10 is located at a proximal end, adjacent to the encoder wheel 8 of the basic camshaft, the slide for axial sliding of the second eccentric element 11 being located in an intermediate region of the second eccentric element 11 and two pairs of cams placed at a remote end of the second cam element 11. The encoder wheel 10 has, at a periphery, three tabs or teeth which project in the axial direction of the second cam element 11.
O sensor 7, para a detecção de uma pluralidade de quantidades características, está fixado na cabeça de um cilindro do motor de combustão interna, bem como na posição central, por cima da roda do codificador 8 da árvore de cames básica e está previsto para uma avaliação sem contato.The sensor 7, for detecting a plurality of characteristic quantities, is fixed to the head of an internal combustion engine cylinder as well as in the central position above the encoder wheel 8 of the basic camshaft and is provided for a contactless evaluation.
Os acionadores 2, 3, do primeiro elemento excêntrico 6 e os acionadores 4, 5 do segundo elemento excêntrico 11, estão, cada um deles, colocados verticalmente por cima da corrediça de cada um dos elementos excêntricos. Os acionadores 2, 3,The actuators 2, 3 of the first eccentric element 6 and the actuators 4, 5 of the second eccentric element 11 are each positioned vertically above the slide of each of the eccentric elements. The triggers 2, 3,
4, 5 são, cada um deles, acionados eletricamente e apresentam cada um deles um elemento deslocador extensível. Para fazer deslizar os elementos excêntricos, a corrediça de comutação de cada um deles apresenta uma calha da corrediça. A calha da corrediça é executada como uma cavidade em forma de ranhura e é diretamente praticada nos elementos excêntricos. A calha da corrediça é executada em forma de S. A fim de fazer deslizar os elementos excêntricos, é, para cada posição da calha da corrediça, expandido um dos dois deslocadores extensíveis, que engata na calha da corrediça. Por intermédio do formato em S da calha da corrediça atua, com um movimento rotativo dos elementos excêntricos 6, 11, uma força axial, que se exerce sobre os elmentos excêntricos 6, 11, por meio da qual os elementos excêntricos 6,11 são empurrados.4, 5 are each electrically driven and each has an extensible displacement element. To slide the eccentric elements, the switching slide of each of them has a slide rail. The slide rail runs as a slot-shaped cavity and is directly practiced on the eccentric elements. The slide rail is S-shaped. In order to slide the eccentric elements, for each position of the slide rail, one of the two extendable displacers which engages the slide rail is expanded. By means of the S-shape of the slide rail a rotational movement of the eccentric elements 6, 11 causes an axial force to be exerted on the eccentric elements 6, 11, whereby the eccentric elements 6,11 are pushed. .
A Figura 2 mostra uma representação explodida do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a Figura 1. A árvore de cames básica 1 com o acionador da árvore de cames apresenta estrias no seu diâmetro externo. O primeiro elemento excêntrico 6, a roda do codificador 8 da árvore de cames básica 1, bem como o segundo elemento excêntrico 11, apresentam estrias no seu diâmetro interno e estão colocados na árvore de cames básica 1. A roda do codificador 8 da árvore de cames básica fica, neste caso, instalada axialmente fixa depois da montagem. Os elementos excêntricos 6, 11 instalados na árvore de cames básica 1 apresentam, cada um deles, dois pares de excêntricos por cada cilindro 1-4 (não representados). Os pares de excêntricos possuem para isso pelo menos dois perfis de excêntricos diferentes, os quais podem diferenciar-se no contorno ou no curso. Nos elementos excêntricos 6, 11 estão fixadas rodas do codificador 9, 10, cujos dentes podem encaixar-se nos intervalos entre os dentes da roda do codificador 8 da árvore de cames básica. As peças corrediças 6, 11 podem deslizar axialmente na árvore de cames básica 1, ao longo das estrias, mas no entanto não podem rodar em relação â árvore de cames principal 1. O sensor 7, destinado ao reconhecimento dos intervalos entre os dentes das rodas do codificador, está colocado numa posição central, sobre a roda do codificador 8 da árvore de cames básica.Figure 2 shows an exploded representation of the camshaft according to Figure 1. The basic camshaft 1 with the camshaft driver has splines on its outside diameter. The first eccentric element 6, the basic camshaft encoder wheel 8, as well as the second eccentric element 11, have splines on their inner diameter and are located in the basic camshaft 1. The encoder wheel 8 of the basic camshaft Basic camshaft is in this case installed axially fixed after mounting. The cam elements 6, 11 installed on the basic camshaft 1 each have two pairs of cams per cylinder 1-4 (not shown). For this purpose, the cam pairs have at least two different cam profiles, which may differ in contour or stroke. In the eccentric elements 6, 11, encoder wheels 9, 10 are fixed, whose teeth may fit in the gaps between the teeth of the encoder wheel 8 of the basic camshaft. The sliding parts 6, 11 may slide axially on the basic camshaft 1 along the splines, but may not rotate relative to the main camshaft 1. The sensor 7, intended for recognizing the gaps between the wheel teeth of the encoder is placed in a central position on the encoder wheel 8 of the basic camshaft.
A Figura 3 mostra uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção, numa primeira posição de comutação. Durante o funcionamento do motor, a árvore de cames, constituída pela árvore de cames básica e pelos elementos excêntricos 6, 11 nela instalados, roda a metade da velocidade da cambota. Os elementos excêntricos 6, 11 são mostrados na Figura 3 numa posição de comutação de partida ou primeira posição de comutação e são mantidos em posição por um mecanismo de retenção. Na primeira posição de comutação, os cilindros 1-4 não se encontram ligados. A roda do codificador 9 do primeiro elemento excêntrico 6 está engrenada na roda do codificador 8 da árvore de cames básica, enquanto que a roda do codificador 10 do segundo elemento excêntrico se encontra desengrenada da roda do codificador 8. Devido a isso, e por a primeira roda do codificador 9 do primeiro elemento excêntrico 6 apresentar um dente, é preenchido um dos intervalos entre os dentes da roda do codificador 8 da árvore de cames básica. O sensor 7 instalado por cima da roda do codificador 8 da árvore de cames básica, reconhece assim oito intervalos entre os dentes da roda do codificador 8 da árvore de cames básica. Pode assim ser determinado que o dispositivo de comando de válvulas se encontra numa primeira posição de comutação.Figure 3 shows a side view of the valve control device according to the invention in a first switching position. During engine operation, the camshaft, consisting of the basic camshaft and the eccentric elements 6, 11 installed therein, rotates at half the crankshaft speed. The eccentric elements 6, 11 are shown in Figure 3 in a start switching position or first switching position and are held in position by a retaining mechanism. In the first switching position, cylinders 1-4 are not connected. The encoder wheel 9 of the first cam element 6 is engaged with the encoder wheel 8 of the basic camshaft, while the encoder wheel 10 of the second cam element is disengaged from the encoder wheel 8. Because of this, first wheel of encoder 9 of first eccentric element 6 has a tooth, one of the gaps between the teeth of the encoder wheel 8 of the basic camshaft is filled. The sensor 7 installed above the encoder wheel 8 of the basic camshaft thus recognizes eight gaps between the teeth of the encoder wheel 8 of the basic camshaft. It can thus be determined that the valve control device is in a first switching position.
A Figura 4 mostra uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas numa segunda posição de comutação. Na segunda posição de comutação do dispositivo de comando de válvulas, os cilindros 1 e 2 estão ligados, não estando, em contrapartida, ligados os cilindros 3 e 4. O elemento excêntrico 11, para os cilindros 1 e 2, é para isso empurrado de uma primeira para uma segunda posição de comutação. O acionamento dos elementos excêntricos é efetuado por meio de acionadores elétricos (não representados), os quais se encontram fixados de modo a não rodar relativamente à árvore de excêntricos. Os acionadores encontram-se, por exemplo, fixados nas cabeças dos cilindros. Em alternativa, os acionadores podem também ser fixados nas pontes dos rolamentos ou na tampa das válvulas. A comutação para os cilindros 1 e 2, de uma posição de comutação do elemento excêntrico 11, para uma segunda posição de comutação do elemento excêntrico 11, dá-se por meio de um pino do acionador, saliente e que se projeta para o interior da corrediça do elemento excêntrico 11, a qual se encontra fixamente unida ao elemento excêntrico 11. A corrediça transforma o movimento rotativo da árvore de excêntricos, num movimento axial do elemento excêntrico 11. Devido a isso, porque a segunda posição de comutação do dispositivo de comando de válvulas, bem como da roda do codificador 9 do primeiro elemento excêntrico 6 e o da roda do codificador 10 do segundo elemento excêntrico 11, estão engrenadas na roda do codificador 8 da árvore de cames básica, para o que a primeira roda do codificador 9 apresenta um dente e a segunda roda do codificador 10 apresenta três dentes, o sensor 7 reconhece cinco intervalos entre dentes da roda do codificador 8 da árvore de cames básica. Desse modo pode ser determinada a segunda posição de comutação do dispositivo de comando de válvulas.Figure 4 shows a side view of the valve control device in a second switching position. In the second switching position of the valve control device, the cylinders 1 and 2 are connected, and in contrast the cylinders 3 and 4 are not connected. The eccentric element 11 for the cylinders 1 and 2 is pushed accordingly. a first for a second switching position. The actuation of the eccentric elements is effected by means of electric actuators (not shown), which are fixed so as not to rotate relative to the camshaft. The actuators are, for example, attached to the cylinder heads. Alternatively, the actuators may also be attached to the bearing bridges or to the valve cover. Switching for cylinders 1 and 2 from a switching position of the eccentric element 11 to a second switching position of the eccentric element 11 is by means of a protruding pin that protrudes into the cylinder. eccentric element slide 11, which is fixedly connected to the eccentric element 11. The slide transforms the rotary movement of the camshaft into an axial movement of the eccentric element 11. Because of this, because the second switching position of the control device as well as the encoder wheel 9 of the first eccentric element 6 and that of the encoder wheel 10 of the second eccentric element 11 are engaged with the encoder wheel 8 of the basic camshaft, for which the first encoder wheel 9 has one tooth and the second wheel of encoder 10 has three teeth, sensor 7 recognizes five gaps between the camshaft encoder 8 wheel basic. In this way the second switching position of the valve control device can be determined.
A Figura 5 mostra uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção numa terceira posição de comutação. Na terceira posição de comutação os cilindros 1-4 ficam ligados, bem como os elementos excêntricos 6,11, na sua posição terminal. Para isso o primeiro elemento excêntrico 6 é empurrado de tal modo na direção axial, que a roda do codificador 9 do primeiro elemento excêntrico 6 é forçada para fora do encaixe com a roda do codificador 8 da árvore de cames básica. A roda do codificador 10 do segundo elemento excêntrico 11, a qual apresenta três dentes, encontra-se, como anteriormente, engrenada na roda do codificador 8 da árvore de cames básica. O sensor 7 reconhece por isso seis intervalos entre os dentes da roda do codificador 8 da árvore de cames básica. É assim determinada a terceira posição de comutação do dispositivo de comando de válvulas.Figure 5 shows a side view of the valve control device according to the invention in a third switching position. In the third switching position the cylinders 1-4 are connected as well as the eccentric elements 6,11 in their terminal position. For this purpose the first cam element 6 is pushed in such an axial direction that the encoder wheel 9 of the first cam element 6 is forced out of engagement with the encoder wheel 8 of the basic camshaft. The encoder wheel 10 of the second eccentric element 11, which has three teeth, is, as before, engaged with the encoder wheel 8 of the basic camshaft. Sensor 7 therefore recognizes six gaps between the teeth of the encoder wheel 8 of the basic camshaft. This determines the third switching position of the valve control device.
A Figura 6 mostra uma vista lateral do dispositivo de comando de válvulas de acordo com a invenção numa quarta posição de comutação. Na quarta posição de comutação, os cilindros 1 e 2 não se encontram ligados, estando em contrapartida ligados os cilindros 3 e 4. O elemento excêntrico 11, para os cilindros 1 e 2, é por isso empurrado, da segunda posição de comutação para a primeira posição de comutação do elemento excêntrico 11. De acordo com a comutação para a primeira posição do elemento excêntrico 11, a roda do codificador 10 do segundo elemento excêntrico 11 desengata da roda do codificador 8 da árvore de cames básica. Devido ao fato de, de acordo com a quarta posição de comutação do dispositivo de comando de válvulas, tanto a roda do codificador 9 do primeiro elemento excêntricoFigure 6 shows a side view of the valve control device according to the invention in a fourth switching position. In the fourth switching position, cylinders 1 and 2 are not connected, but cylinders 3 and 4 are in turn connected. The eccentric element 11 for cylinders 1 and 2 is therefore pushed from the second switching position to the cylinder. first switching position of the eccentric element 11. According to the switching to the first position of the eccentric element 11, the encoder wheel 10 of the second eccentric element 11 disengages from the encoder wheel 8 of the basic camshaft. Due to the fact that according to the fourth position of switching of the camshaft, both the encoder wheel 9 of the first eccentric element
6, como a roda do codificador 10 do segundo elemento excêntrico 11 se encontram engrenadas com a roda do codificador 8 da árvore de cames básica, o sensor 7 reconhece nove intervalos entre dentes. Desse modo pode ser determinada a quarta posição de comutação do dispositivo de comando de válvulas.6, as the encoder wheel 10 of the second eccentric element 11 is engaged with the encoder wheel 8 of the basic camshaft, sensor 7 recognizes nine tooth gaps. In this way the fourth switching position of the valve control device can be determined.
O regresso do cilindro à posição de partida dá-se de acordo com o esquema acima descrito. O formato das rodas do codificador 8, 9, 10 torna possível trazer as rodas do codificador 9, 10 dos elementos excêntricos a contato, por intermédio da roda do codificador 8 da árvore de cames básica, de modo que o número de intervalos entre os dentes e/ou a largura dos intervalos entre os dentes podem ser variados. O número de dentes, de intervalos entre dentes e a geometria dos dentes estão representados a título de exemplo.The cylinder is returned to the starting position according to the above scheme. The shape of the encoder wheels 8, 9, 10 makes it possible to bring the encoder wheels 9, 10 of the cam members through the encoder wheel 8 of the basic camshaft, so that the number of gaps between the teeth and / or the width of the gaps between the teeth may be varied. The number of teeth, tooth gaps, and tooth geometry are shown by way of example.
Outras combinações de dentes e de intervalos entre dentes, em diferentes conformações geométricas, por exemplo na largura dos dentes e na profundidade ou formato dos mesmos, são também de considerar. Por meio das combinações possíveis das rodas do codificador obtem-se um número diferente de intervalos entre dentes e de posições dos dentes. Estes são detectados pelo sensor 7 e são avaliados pelo controlo do motor. Por meio disso é garantido que a posição axial dos elementos excêntricos 6, 11 e a posição radial da árvore de excêntricos seja fiavelmente reconhecida. Com o dispositivo de comando de válvulas para um motor de combustão interna de acordo com a presente invenção é ainda possível, por exemplo, uma desejada paragem de um motor para uma função de paragem e arranque, de modo que possa ser executado um arranque rápido do motor. Para além disso é possível, por meio do sensor 7 saber também, além da posição radial da árvore de cames, a posição dos elementos excêntricos 6, 11, isto é, para saber a posição dos elementos excêntricos 6, 11 não são necessários mais quaisquer sensores.Other combinations of teeth and tooth gaps in different geometrical conformations, for example tooth width and tooth depth or shape, are also to be considered. The possible combinations of encoder wheels give a different number of tooth gaps and tooth positions. These are detected by sensor 7 and are evaluated by motor control. Hereby it is ensured that the axial position of the cam elements 6, 11 and the radial position of the camshaft is reliably recognized. With the valve control device for an internal combustion engine according to the present invention it is further possible, for example, for a desired engine stop for a stop and start function so that a quick start of the engine can be performed. motor. Furthermore, it is possible by means of the sensor 7 to know, in addition to the radial position of the camshaft, the position of the eccentric elements 6, 11, that is, to know the position of the eccentric elements 6, 11 no further information is required. sensors.
Lista de ReferênciasReference List
1 Árvore de cames básica 2 Acionador 3 Acionador 4 Acionador Acionador 6 Primeiro elemento excêntrico 7 Sensor 8 Roda do codificador da árvore de cames básica 9 Roda do codificador do primeiro elemento excêntrico Roda do codificador do segundo elemento excêntrico 11 Segundo elemento excêntrico.1 Basic camshaft 2 Trigger 3 Trigger 4 Trigger Trigger 6 First eccentric element 7 Sensor 8 Basic camshaft encoder wheel 9 First eccentric element encoder wheel Second eccentric element encoder wheel 11 Second eccentric element.
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