BR102015021398A2

BR102015021398A2 - montagem de trem de válvulas

Info

Publication number: BR102015021398A2
Application number: BR102015021398A
Authority: BR
Inventors: John Edmund Brune
Original assignee: GT Technologies
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2016-10-04
Also published as: EP2993318A1; US9567881B2; US20160061072A1

Abstract

montagem de trem de válvulas. a presente invenção refere-se ao trem de válvulas para converter a força e o óleo entre uma válvula e um membro intermediá-rio de um motor, incluindo um balancim, um eixo e uma reentrância. o balancim tem uma superfície interna, um coxim para engatar a válvula, um soquete para engatar o membro intermediário, uma porta de soquete definida na superfície e um canal de soquete que se estende a partir da porta de soquete até o soquete. o eixo tem uma superfície de rolamento para sustentar o balancim, um canal separado da superfície de rolamento, uma porta de alimentação na superfície de rolamento e um canal de alimentação que se estende a partir da porta de alimentação até o canal. o balancim gira entre: fechado, com a porta de soquete e a porta de alimentação alinhadas, e aberto, com a porta de soquete separada da porta de alimentação. uma reentrância está disposta na superfície de rolamento adjacente à porta de alimentação e se estende a uma base alinhada à porta de soquete quando o balancim está aberto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MONTAGEM DE TREM DE VÁLVULAS".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[001] o presente pedido reivindica a prioridade e todos os benefícios para o Pedido de Patente Provisório n- U.S. 62/045.276, depositado no dia 3 de setembro de 2014, o qual está incorporado no presente documento a título de referência em sua totalidade. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se, em geral, a sistemas de motor automotivo e, mais especificamente, a uma montagem de trem de válvulas para motores.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[003] Os sistemas de trem de válvulas de motor convencionais conhecidos na técnica tipicamente incluem um ou mais mancais em comunicação rotacional com um virabrequim sustentado em um bloco, uma ou mais válvulas de entrada e de escape sustentadas em uma cabeça de cilindro para regular o fluxo de gases do motor e um ou mais braços de balancim para converter o movimento radial do eixo de carnes no movimento linear das válvulas. Para este fim, os braços de balancim são tipicamente sustentados de modo giratório em um eixo que, por sua vez, é fixado de modo operativo á cabeça de cilindro, permitindo assim que o braço de balancim pivote em torno do eixo em resposta á rotação do eixo de carnes. O braço de balancim tipicamente inclui um coxim para engatar a válvula e um soquete para engatar um membro intermediário em comunicação com o eixo de carnes. Conforme o eixo de carnes gira, o membro intermediário converte o movimento do eixo de carnes para o soquete do braço de balancim que pi-vota o braço de balancim, de modo que o coxim subsequentemente converta a força para a válvula a fim de abri-la. Desse modo, para efe- tuar a rotação em torno do eixo e manter o engate adequado do coxim na válvula e do soquete no membro intermediário, a configuração do braço de balancim pode ser complicada em termos de geometria e a-condicionamento, em particular, em que a aplicação do motor precisa de uma cabeça de cilindro com largura estreita.

[004] Devido ao número de tipos de motor diferentes conhecidos na técnica, a orientação e a configuração dos sistemas de trem de válvulas tipicamente varia com a aplicação do motor. Uma aplicação de motor bem conhecida, a qual é conhecida na técnica, geralmente denominada como um "carne em bloco" ou motor de vareta impulsora "vareta impulsora", utiliza um sistema de trem de válvulas que inclui múltiplos braços de balancim. Conforme é sugerido pela convenção, nessa aplicação, o eixo de carnes é sustentado de modo giratório no bloco de motor e as válvulas são sustentadas acima do eixo de carnes. O membro intermediário é tipicamente uma vareta impulsora que engata o soquete do braço de balancim em uma extremidade e um ajuste de folga hidráulico em comunicação com o eixo de carnes em outra extremidade. Em algumas aplicações, o óleo é convertido ao longo do membro intermediário, como através da vareta impulsora, ao longo de uma trajetória que vai para ou a partir do braço de balancim a fim de lubrificar e garantir a rotação adequada em torno do eixo.

[005] Cada um dos componentes de um sistema de trem de válvulas de motor do tipo descrito acima deve cooperar de maneira eficaz para converter o movimento do eixo de carnes a fim de operar as válvulas. Adicionalmente, cada um dos componentes deve ser projetado não apenas para facilitar desempenho e eficiência aprimorados, mas também a fim de reduzir o custo e a complexidade de fabricação e montagem do sistema de trem de válvulas. Embora as montagens de braço de balancim e os sistemas de trem de válvulas de motor conhecidos na técnica relacionada tenham geralmente bom desempenho para a finalidade almejada, ainda pode-se precisar na técnica de uma montagem de braço de balancim que tenha características operacionais superiores e, ao mesmo tempo, reduza o custo e a complexidade de fabricação dos componentes do sistema, bem como o tamanho de acondicionamento global do motor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] A presente invenção supera as desvantagens na técnica relacionada em uma montagem de trem de válvulas para converter a força entre um membro intermediário em comunicação com um eixo de carnes de um motor de combustão interna e uma válvula sustentada em uma cabeça de cilindro do motor e para converter a lubrificação de uma bomba de óleo do motor para o membro intermediário e para a válvula do motor. A montagem de trem de válvulas inclui pelo menos uma montagem de braço de balancim e pelo menos um eixo alongado. A montagem de braço de balancim tem uma superfície interna substancialmente cilíndrica, um coxim separado da superfície interna para engatar a válvula do motor, um soquete separado do coxim para engatar o membro intermediário do motor, uma porta de soquete definida na superfície interna e um canal de soquete que se estende a partir da porta de soquete até o soquete. O eixo tem uma superfície de rolamento externa para sustentar a superfície interna da montagem de braço de balancim, um canal interno separado da superfície de rolamento externa e em comunicação fluida com a bomba de óleo do motor, uma porta de alimentação definida na superfície de rolamento externa e um canal de alimentação que se estende a partir da porta de alimentação até o canal interno. A montagem de braço de balancim é giratória em torno do eixo entre: uma posição fechada de válvula, em que a porta de soquete da montagem de braço de balancim é substancialmente alinhada á porta de alimentação do eixo e uma posição aberta de válvula, em que a porta de soquete da montagem de braço de balancim é separada da porta de alimentação do eixo. A montagem de trem de válvulas inclui, adicionalmente, uma reentrância disposta na superfície de rolamento externa do eixo adjacente à porta de alimentação, sendo que a reentrância tem um perfil alongado que se estende a partir da porta de alimentação até uma base, em que a base é substancialmente alinhada À porta de soquete da montagem de braço de balancim quando a montagem de braço de balancim gira para a posição aberta de válvula.

[007] A presente invenção também se refere a uma montagem de trem de válvulas para converter a força entre um membro intermediário em comunicação com um eixo de carnes de um motor de combustão interna e uma válvula sustentada em uma cabeça de cilindro do motor e para converter a lubrificação de uma bomba de óleo do motor para o membro intermediário e para a válvula do motor. A montagem de trem de válvulas inclui pelo menos uma montagem de braço de balancim e pelo menos um eixo alongado. A montagem de braço de balancim tem uma superfície interna substancialmente cilíndrica, um coxim separado da superfície interna para engatar a válvula do motor, um soquete separado do coxim para engatar o membro intermediário do motor, uma porta de soquete definida na superfície interna e um canal de soquete que se estende a partir da porta de soquete até o soquete. O eixo tem uma superfície de rolamento externa para sustentar a superfície interna da montagem de braço de balancim, um canal interno separado da superfície de rolamento externa e em comunicação fluida com a bomba de óleo do motor, uma porta de alimentação definida na superfície de rolamento externa e um canal de alimentação que se estende a partir da porta de alimentação até p canal interno. A montagem de braço de balancim é giratória em torno do eixo entre: uma posição fechada de válvula, em que a porta de soquete da montagem de braço de balancim é substancialmente alinhada á porta de alimentação do eixo e uma posição aberta de válvula, em que a porta de soquete da montagem de braço de balancim é separada da porta de alimentação do eixo. A montagem de trem de válvulas inclui, adicionalmente, uma reentrância disposta na superfície interna da montagem de braço de balancim adjacente á porta de soquete, sendo que a reentrância tem um perfil alongado que se estende a partir da porta de soquete até uma base, em que a base é substancialmente alinhada à porta de alimentação do eixo quando a montagem de braço de balancim gira para a posição aberta de válvula.

[008] Deste modo, a presente invenção significativamente reduz a complexidade e o tamanho de acondicionamento da montagem de trem de válvulas e seus componentes associados. Ademais, a presente invenção reduz o custo de fabricação de montagens de trem de válvulas que têm características operacionais superiores, como desempenho de motor aprimorado, controle, lubrificação, eficiência, bem como vibração reduzida, geração e tamanho de acondicionamento. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] Outros objetivos, recursos e vantagens da presente invenção serão prontamente observados, à medida que os mesmos tornam-se mais bem compreendidos após a leitura da descrição subsequente em conexão com o desenho anexo, no qual: [0010] A Figura 1 é uma vista em corte frontal parcial de um motor automotivo que mostra um eixo de carnes encaixado em um bloco e um par de cabeças de cilindro.

[0011] A Figura 2 é uma vista em perspectiva parcial de uma das cabeças de cilindro da Figura 1 que mostra um sistema de trem de válvulas com um par de eixos, válvulas, guias, varetas impulsoras e montagens de braço de balancim, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0012] A Figura 3 é uma vista em perspectiva parcial da válvula, do guia de válvula, da vareta impulsora, do eixo e da montagem de braço de balancim da Figura 2.

[0013] A Figura 4 é uma vista em perspectiva ampliada da montagem de braço de balancim das Figuras 2 e 3 que mostra um membro de tubo e um braço em uma configuração montada, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0014] A Figura 5 é uma vista em perspectiva girada da montagem de braço de balancim das Figuras 2 a 4.

[0015] A Figura 6 é uma vista plana de topo da montagem de braço de balancim das Figuras 2 a 5.

[0016] A Figura 7 é uma vista plana de fundo da montagem de braço de balancim das Figuras 2 a 6.

[0017] Figura 8 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 8-8 da Figura 6.

[0018] A Figura 9 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 9-9 da Figura 7.

[0019] A Figura 10 é uma vista em perspectiva explodida da montagem de braço de balancim da Figura 4 que mostra o membro de tubo e o braço em uma configuração não montada.

[0020] A Figura 11 é uma vista plana de lado direito explodida da montagem de braço de balancim da Figura 10 que mostra o membro de tubo e o braço em uma configuração não montada.

[0021] A Figura 12 é uma vista plana frontal ampliada da montagem de braço de balancim e do eixo da Figura 2 com linhas visíveis escondidas que mostra detalhes adicionais de trajetórias de fluxo de óleo.

[0022] A Figura 13 é uma vista em corte parcial ampliada da cabeça de cilindro e do sistema de trem de válvulas das Figuras 1 e 2 que mostra trajetórias de fluxo de óleo.

[0023] A Figura 14 é uma vista em perspectiva parcial explodida da montagem de braço de balancim e do eixo das Figuras 2 e 12, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0024] A Figura 15A é uma vista em perspectiva parcial de uma modalidade da montagem de braço de balancim mostrada com linhas visíveis escondidas e do eixo da Figura 14 em uma primeira configuração.

[0025] A Figura 15B é uma vista em perspectiva parcial alternativa da montagem de braço de balancim e do eixo da Figura 15A em uma segunda configuração.

[0026] A Figura 16 é uma vista em perspectiva ampliada de outra modalidade da montagem de braço de balancim da Figura 4.

[0027] A Figura 17 é uma vista em perspectiva parcial explodida da montagem de braço de balancim da Figura 16 e de outra modalidade do eixo da Figura 14.

[0028] A Figura 18A é uma vista em perspectiva parcial de uma modalidade da montagem de braço de balancim das Figuras 16 a 17 mostrada com linhas visíveis escondidas e do eixo da Figura 17 em uma primeira configuração.

[0029] A Figura 18B é uma vista em perspectiva parcial alternativa da montagem de braço de balancim e do eixo da Figura 18A em uma segunda configuração.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0030] Referindo-se agora aos desenhos, nos quais os números iguais são usados para assinalar estruturas iguais, uma parte de um motor de combustão interna é ilustrado por 20 na Figura 1. O motor 20 inclui um bloco 22 e uma ou mais cabeças de cilindro 24 encaixadas no bloco 22. Um virabrequim 26 é sustentado de modo giratório no bloco 22, e um único eixo de carnes 28 é sustentado de modo giratório no bloco 22 separado do virabrequim 26. O virabrequim 26 conduz o eixo de carnes 28 através de uma corrente de distribuição ou correia de regulagem (não mostrada, mas geralmente conhecida na técnica). O bloco 22 tipicamente inclui um ou mais cilindros 30 em que um pistão 32 é sustentado e viaja ao longo desse bloco. O pistão 32 é conectado de modo pivotante a uma biela 34 que também é conectada ao virabrequim 26.

[0031] Em operação, a combustão nos cilindros 30 do motor 20 gera torque rotacional que é subsequentemente convertido pelo virabrequim 26 para o eixo de carnes 28 que, por sua vez, coopera com uma montagem de trem de válvulas, geralmente indicada por 36, para controlar o fluxo e sincronização de gases de entrada e gases de escape entre as cabeças de cilindro 24 e os cilindros 30 e o ambiente exterior. Especificamente, o eixo de carnes 28 controla o que é geralmente denominado na técnica como "eventos de válvula", por meio dos quais o eixo de carnes 28 atua de maneira eficaz as válvulas 38 sustentadas na cabeça de cilindro 24 em intervalos de tempo específicos em relação á posição rotacional do virabrequim 26, a fim de efetuar um ciclo termodinâmico completo do motor 20.

[0032] Embora o motor 20 ilustrado na Figura 1 seja um motor de ciclo de Otto configurado em V, de carne em bloco, de válvula á cabeça, atuado por vareta impulsora, de ignição por faísca, aqueles com habilidade comum da técnica irão observar que o motor 20 poderia ter qualquer configuração adequada, com qualquer número adequado de mancais 28 dispostos de qualquer maneira adequada, controlados com uso de qualquer ciclo termodinâmico adequado e com qualquer tipo adequado de trem de válvulas 36, sem que se afaste do escopo da presente invenção. Adicionalmente, embora a montagem de trem de válvulas 36 do motor 20 seja configurada para uso com veículos automotivos de passageiro, aqueles com habilidade comum na técnica irão observar que a presente invenção poderia ser usada em qualquer aplicação adequada sem que se afaste do escopo da presente inven- ção. A título de exemplo não limitante, a presente invenção podería ser usada em conexão com veículos de passageiros ou comerciais, motocicletas, veículos qualquer terreno, equipamento voltado para cuidados com o jardim, caminhões de carga pesada, trens, aviões, navios, veículos de construção e equipamento, veículos militares ou qualquer outra aplicação adequada sem que se afaste do escopo da presente invenção.

[0033] Conforme mostrado na Figura 1, o motor 20 também inclui um sistema de lubrificação 40 usado para converter o óleo de um cár-ter de óleo 42 encaixado no bloco 22 adjacente ao virabrequim 26. Para este fim, o sistema de lubrificação 40 tipicamente inclui uma bomba de óleo mecanicamente acionada 44 encaixada a uma extremidade do virabrequim 26. No entanto, aqueles com habilidade comum na técnica irão observar que a bomba de óleo 44 poderia ser configurada ou a-cionada de outra forma diferente. A bomba de óleo 44 está em comunicação fluida com um tubo de captação 46 disposto no cárter de óleo 42 e converte o óleo do cárter de óleo 42 através do tubo de captação 46 para várias partes do motor 20 que precisam de lubrificação, como o virabrequim 26, o eixo de carnes 28 e a montagem de trem de válvulas 36.

[0034] Conforme mais bem mostrado nas Figuras 1 e 3, o eixo de carnes 28 coopera com a montagem de trem de válvulas 36 a fim de converter o movimento radial do eixo de carnes 28 no movimento linear das válvulas 38 a fim de controlar os eventos de válvula, conforme discutido acima. Mais especificamente, a montagem de trem de válvulas 36 é usada para converter a força entre um ou mais membros intermediários, geralmente indicados por 48 e as válvulas 38. Para este fim, a montagem de trem de válvulas 36 inclui uma montagem de braço de balancim 50 em comunicação com as válvulas 38 e o membro intermediário 48. Adicionalmente, Em uma modalidade, a montagem de trem de válvulas 36 também é usada para converter a lubrificação da bomba de óleo 44 para o membro intermediário 48 e as válvulas 38. Para este fim, a montagem de trem de válvulas 36 também inclui um eixo alongado 52 para sustentar a montagem de braço de balan-cim 50. Tanto a montagem de braço de balancim 50 como o eixo 52 será descrito em maiores detalhes abaixo.

[0035] Conforme observado acima, a montagem de braço 50 é u-sada para converter a força entre o membro intermediário 48 em comunicação com o eixo de carnes 28 e a válvula 38 sustentada na cabeça de cilindro 24. A válvula 38 é sustentada por um guia de válvula 54 fixado de modo operativo à cabeça de cilindro 24. O guia de válvula 54 permite que a válvula 38 viaje em relação á cabeça de cilindro 24 em resposta à rotação do eixo de carnes 28. Para este fim, o eixo de carnes 28 inclui uma pluralidade tipicamente de ressaltos com formato oval 56 que têm um ponto alto 56A e um ponto baixo 56B (consulte a Figura 13). Os ressaltos 56 estão em contato com o membro intermediário 48 que, por sua vez, converte o movimento radial do eixo de carnes 28 para a montagem de braço de balancim 50. A interação dos ressaltos 56 do eixo de carnes 28, do membro intermediário 48 e da montagem de braço de balancim 50 será descrita em maiores detalhes abaixo.

[0036] Conforme mostrado nas Figuras 1 e 13, o membro intermediário 48 pode incluir um ajuste de folga hidráulico 58 bem como uma vareta impulsora 60 (não mostrada em detalhes, mas geralmente conhecida na técnica). Tipicamente, o ajuste de folga hidráulico 58 engata o ressalto 56 do eixo de carnes 28, embora a vareta impulsora 60 esteja disposta e engate tanto o ajuste de folga hidráulico 58 como a montagem de braço de balancim 50. No entanto, aqueles com habilidade comum na técnica irão observar que o membro intermediário 48 poderia ser configurado de qualquer maneira adequada para converter a força entre o eixo de carnes 28 e a montagem de braço de balancim 50, com ou sem a utilização de uma vareta impulsora discreta 60 ou ajuste de folga hidráulico 58, sem que se afaste do escopo da presente invenção. Quando o eixo de carnes 28 gira, de modo que o ponto alto 56A do ressalto 56 engate o ajuste de folga hidráulico 58, a vareta impulsora 60 pressiona contra a montagem de braço de balancim 50 que, por sua vez, empurra a válvula 38 aberta. Desse modo, o perfil com formato oval dos ressaltos 56 do eixo de carnes 28 desloca de maneira eficaz a válvula 38. Conforme será observado a partir da descrição subsequente da montagem de braço de balancim 50, o deslocamento produzido pelo perfil dos ressaltos 56 do eixo de carnes 28 pode ser multiplicado de maneira eficaz a fim de deslocar a válvula 38, adicionalmente, ao longo do guia de válvula 54.

[0037] Após a válvula 38 ter sido aberta em resposta à posição rotacional do ressalto do eixo de carnes 28, a válvula 38 novamente se fecha subsequentemente, seguindo o perfil do ressalto 58. Para este fim, uma mola de compressão 62 é tipicamente disposta ao redor do guia de válvula 54, sustentada na cabeça de cilindro 24 e fixada de modo operativo á válvula 38 (consulte a Figura 1). Desse modo, á medida que a válvula 38 abre, a mola 62 comprime contra a cabeça de cilindro 24 e armazena energia potencial. Conforme o eixo de carnes 28 continua a girar e o ponto alto 56A do ressalto se move no sentido contrário e o ponto baixo 56B engata o ajuste de folga hidráulica 58, a energia potencial armazenada na mola 62 é liberada, fechando assim a válvula 38 em resposta.

[0038] Referindo-se agora ás Figuras 3 a 11, a montagem de braço de balancim 50 inclui um membro de tubo 64 e um braço 66. O membro de tubo 64 tem a primeira e segunda extremidades 68, 70, uma superfície interna substancialmente cilíndrica 72 e uma superfície externa afunilada 74. A superfície interna 72 do membro de tubo 64 é sustentada por uma superfície de rolamento externa 76 do eixo 52 a fim de permitir que a montagem de braço de balancim 50 gire em torno do eixo 52 em operação. Conforme mais bem mostrado na Figura 9, em uma modalidade, a superfície interna 72 do membro de tubo 64 da montagem de braço de balancim 50 tem um diâmetro substancialmente constante entre a primeira extremidade 68 e a segunda extremidade 70 do membro de tubo 64 a fim de definir uma superfície de rolamento substancialmente congruente ao longo do comprimento do membro de tubo 64. No entanto, aqueles com habilidade comum na técnica irão observar que a superfície interna 72 do membro de tubo 64 poderia ter qualquer perfil adequado sem que se afaste do escopo da presente invenção. A título de exemplo não limitante, uma configuração escalonada é concebível.

[0039] O braço 66 da montagem de braço de balancim 50 tem um corpo 78 que se estende entre um coxim 80 e um soquete 82. O coxim 80 é usado para engatar e pressionar a válvula 38 (consulte as Figuras 2 e 3). Para este fim, o coxim 80 tem um perfil contornado configurado para permanecer substancialmente engatado à válvula 38 conforme a montagem de braço de balancim 50 gira em operação. O soquete 82 é usado para engatar o membro intermediário 48 do motor 20 (consulte a Figura 2). O corpo 78 do braço 66 também tem uma cavidade afunilada 84 disposta entre o coxim 80 e o soquete 82 (consulte as Figuras 10 e 11). Em uma modalidade, a cavidade afunilada 84 do braço 66 coopera com a superfície externa afunilada 74 do membro de tubo 64 a fim de definir uma trava 86 para restringir o braço 66 ao membro de tubo 64 em uma posição predeterminada entre a primeira extremidade 68 e a segunda extremidade 70 (consulte as Figuras 8 e 9). O coxim 80, o soquete 82, a cavidade afunilada 84 e a trava 86 serão descritos em maiores detalhes abaixo.

[0040] Conforme mostrado nas Figuras 10 e 11, o membro de tubo 64 e ο braço 66 da montagem de braço de balancim 50 podem ser formados como componentes separados, por meio dos quais a trava 86 se alinha e restringe a montagem de braço de balancim 50 para fixação subsequente. Para este fim e em uma modalidade, a montagem de braço de balancim 50 pode incluir uma junta, indicada geralmente por 88, que coopera com a trava 86 a fim de fixar de modo operativo o braço 66 ao membro de tubo 64 (consulte as Figuras 4 e 5). Será observado que a junta 88 poderia ser formada, definida ou usada de outra forma de várias maneiras diferentes. A título de exemplo não limitante, se o membro de tubo 64 e o braço 66 fossem fabricados a partir de aço e, a junta 88 pudesse ser uma estaca, uma carga de solda ou uma poça de solda, a junta 88 seria formada através de uma operação mecânica, uma operação de soldagem forte ou uma operação de soldagem, respectivamente. Ademais, será observado que o membro de tubo 64 e o braço 66 poderiam ser fabricados a partir de qualquer tipo adequado de material, dos mesmos materiais ou de materiais diferentes ou ligas dos mesmos, sem que se afaste do escopo da presente invenção. Adicionalmente, será observado a partir da descrição de Interação da montagem de braço de balancim 50 e do eixo 52 abaixo que a montagem de trem de válvulas 36 da presente invenção poderia utilizar uma montagem de braço de balancim 50 sem um braço discreto 66, um membro de tubo 64 ou uma trava 86, conforme ilustrado por todas as Figuras, sem que se afaste do escopo da presente invenção.

[0041] Conforme observado acima, a trava 86 da montagem de braço de balancim 50 é definida pela cooperação entre a cavidade a-funilada 84 do braço 66 e a superfície externa afunilada 74 do membro de tubo 64. Para este fim, conforme mais bem mostrado nas Figuras 7 e 9, o corpo 78 do braço 66 tem primeiro e segundo lados opostos 90, 92, em que a cavidade afunilada 84 se estende a partir do primeiro Ia- do 90 até o segundo lado 92. Os lados 90, 92 são geralmente planos e se unem ao coxim 80 e ao soquete 82, em que os lados 90, 92 são separados um do outro em uma distância substancialmente constante que define o corpo 78 do braço 66 com uma espessura substancialmente constante entre o coxim 80 e o soquete 82. No entanto, será observado que os lados 90, 92 poderiam ter qualquer configuração adequada, congruente ao longo do comprimento do braço 66 ou de outra forma, sem que se afaste do escopo da presente invenção.

[0042] Conforme observado acima, dependendo da configuração de motor específica 20, a montagem de trem de válvulas 36 pode incluir geometria e/ou acondicionamento complexo a fim de minimizar o tamanho de acondicionamento global do motor. Desse modo, aqueles com habilidade comum na técnica irão observar que o formato e o tamanho das cabeças de cilindro 24 influenciam diretamente no tamanho, configuração e orientação da montagem de braço de balancim 50. Em particular, a diminuição da largura da cabeça de cilindro 24 é desejável para otimizar o tamanho de acondicionamento do motor 20. Portanto, reduzindo-se a largura da cabeça de cilindro 24, a geometria de montagem de braço de balancim 50 tipicamente torna-se mais complexa. Especificamente, a válvula 38 e o membro intermediário 38 podem não ser igualmente separados do eixo 52 que suporta a montagem de braço de balancim 50. Ademais, a válvula 38 e o membro intermediário 38 podem ser angulados um em relação ao outro ou ao eixo 52 (consulte a Figura 3). Desse modo, a cavidade afunilada 84 do braço 66 não pode ser alinhada perpendicularmente aos lados 90, 92 do braço 66. Como tal, em uma modalidade, um plano longitudinal i-maginário LP é definido entre o primeiro lado 90 e o segundo lado 92 do braço 66 e um eixo geométrico de cavidade BA é definido ao longo da cavidade afunilada 84, por meio da qual o eixo geométrico de cavidade BA corta o plano longitudinal LP em um primeiro ângulo obtuso 94 (consulte a Figura 6). O primeiro ângulo obtuso 94 define um segundo ângulo complementar 96, em que a soma dos ângulos 94, 96 é de 180 graus. Vantajosamente e em uma modalidade, os ângulos 94, 96 são, cada um, inferiores a 135 graus. No entanto, será observado que os ângulos 94, 96 poderiam ter qualquer valor adequado sem que se afaste do escopo da presente invenção. Por questões de clareza e a fim de fornecer referência multidimensional para as relações do plano longitudinal LP e do eixo geométrico de cavidade BA um plano de referência imaginário RP pode ser definido entre o coxim 80 e o so-quete 82 do braço 66, essencialmente, pela vista plana de topo da Figura 6, em que o plano de referência RP corta o plano longitudinal LP perpendicularmente e o eixo geométrico de cavidade BA é substancialmente paralelo ao plano de referência RP.

[0043] Referindo-se agora às Figuras 9 a 11, a cavidade afunilada 84 do braço 66 tem um primeiro perímetro 98 e um segundo perímetro 100, em que o primeiro perímetro 98 é maior que o segundo perímetro 100 a fim de permitir que a superfície externa afunilada 74 do membro de tubo 64 engate a cavidade afunilada 84 e efetue a montagem do braço 66 e do membro de tubo 64. Em uma modalidade, uma proporção entre o primeiro perímetro e o segundo perímetro é inferior a 1,02:1, em que a configuração do braço 66 e do membro de tubo 64 é otimizada a fim de reduzir a dificuldade de fabricação da cavidade afunilada 84 do braço 66 e da superfície externa afunilada 74 do membro de tubo 64, bem como para otimizar a funcionalidade da trava 86, conforme descrito acima. No entanto, será observado que os perímetros 98, 100 poderiam ser configurados de qualquer maneira adequada sem que se afaste do escopo da presente invenção.

[0044] Conforme mais bem mostrado nas Figuras 4 a 6, em uma modalidade, uma primeira área 102 do membro de tubo 64 é definida entre o primeiro lado 90 do corpo 78 do braço 66 e a primeira extremi- dade 68 do membro de tubo 64. De forma semelhante, uma segunda área 104 do membro de tubo 64 é definida entre o segundo lado 92 do corpo 78 do braço 66 e a segunda extremidade 68 do membro de tubo 64. A primeira área 102 é maior que a segunda área 104 a fim de reduzir o comprimento do membro de tubo 64 e a espessura do braço 66, fornecendo engate suficiente entre o membro de tubo 64 e o braço 66, bem como para otimizar a distribuição de estresse e carga ao longo do membro de tubo 64 em operação.

[0045] Em uma modalidade, uma primeira distância 106 é definida ao longo do eixo geométrico de cavidade BA entre a primeira extremidade 68 do membro de tubo 64 e a segunda extremidade 70 do membro de tubo 64. De forma semelhante, uma segunda distância 108 é definida ao longo do eixo geométrico de cavidade BA entre a primeira extremidade 68 do membro de tubo 64 e o coxim 80 do braço 66 (consulte a Figura 6). A segunda distância 108 é maior que a primeira distância 106 a fim de reduzir o comprimento do membro de tubo 64, reduzindo assim o espaço de acondicionamento necessário para a montagem de braço de balancim 50 na cabeça de cilindro 24.

[0046] Conforme observado acima, o soquete 82 do braço 66 da montagem de braço de balancim 50 é usado para engatar o membro intermediário 48 do motor 20. Mais especificamente, o soquete 82 engata uma extremidade de esfera 110 da vareta impulsora 60 (consulte as Figuras 1, 3 e 13) para definir uma conexão pivotante, indicada geralmente por 112, que garante o engate entre o membro intermediário 48 e a montagem de braço de balancim 50 em ângulos respectivos variáveis em operação. Para este fim, o soquete 82 inclui uma superfície de flange superior 114, uma superfície de soquete externa 116, um cubo receptor 118 e um cubo com folga 120 (consulte as Figuras 7 e 8). A superfície de flange superior 114 é separada do primeiro lado 90 e do segundo lado 92 do corpo 78 do braço 66. A superfície de soque- te externa 116 se estende entre e se une à superfície de flange superior 114 e a pelo menos um dentre o primeiro lado 90 e o segundo lado 92 do corpo 78 do braço 66. O cubo receptor 118 é separado da superfície de flange 114 e é usado para engatar o membro intermediário do motor, como a extremidade de esfera 110 da vareta impulsora 60. Desse modo, o cubo receptor 118 do soquete 82 coopera com a extremidade de esfera 110 da vareta impulsora 60 a fim de definir a conexão pivotante 112 descrita acima. O cubo com folga 120, como o nome sugere, contribui para uma faixa aumentada de movimento da conexão pivotante 112 descrita acima. O cubo com folga 120 está disposto entre e se une ao cubo receptor 118 e á superfície de flange superior 114. Será observado que o cubo com folga 120 facilita uma transição suave entre o cubo receptor 118 e a superfície de flange superior 114 a fim de otimizar a distribuição de estresse aplicado que o-corre durante a operação da montagem de trem de válvulas 36 em uma localização de estresse relativamente alto da montagem de braço de balancim 50, enquanto simultaneamente proporciona uma vedação otimizada dentro da cabeça de cilindro 24.

[0047] Em uma modalidade, o soquete 82 do braço 66 inclui, adicionalmente, uma parte de transição 121 que une o corpo 78 do braço 66 a pelo menos uma parte da superfície de flange superior 114 (consulte a Figura 5), dotando o soquete 82 de rigidez adicional. De forma semelhante, em uma modalidade, a superfície de flange superior 114 do soquete 82 é separada do membro de tubo 64 (consulte as Figuras 5 e 7), resultando em uma superfície de flange superior congruente 114 com capacidade de carga aprimorada e concentração de estresse otimizada.

[0048] Referindo-se agora ás Figuras 3 e 12, conforme observado acima, a montagem de trem de válvulas 36 é lubrificada pela bomba de óleo 44 do sistema de lubrificação 40 do motor 20, em que o óleo é tipicamente convertido entre a bomba de óleo 44, a montagem de braço de balancim 50, o membro intermediário 48 e a válvula 38. Mais especificamente, a superfície interna 72 do membro de tubo 64 da montagem de braço de balancim 50 está em comunicação fluida com a bomba de óleo 44 a fim de garantir rotação consistente e suave da montagem de braço de balancim 50 em torno do eixo 52, conforme descrito acima. Para este fim, o eixo 52 inclui um canal interno 122, uma porta de alimentação 124 e um canal de alimentação 126. O canal interno 122 é separado da superfície de rolamento externa 76 e está em comunicação fluida com a bomba de óleo 44 do motor 20, tipicamente através de orifícios de fixação 128 em comunicação fluida com a bomba de óleo 44 que também são usados para fixar o eixo 52 à cabeça de cilindro 24 (consulte as Figuras 13, 14, e 17). A porta de alimentação 124 é definida na superfície de rolamento externa 76 do eixo 52 e 0 canal de alimentação 126 se estende entre a porta de alimentação 124 e o canal interno 122, fornecendo óleo para a superfície interna 72 do membro de tubo 64 da montagem de braço de balancim 50.

[0049] Referindo-se agora às Figuras 8, 9 e 12, conforme observado acima, a montagem de braço de balancim 50 converte o óleo para o membro intermediário 48 através do soquete 82. Para este fim, a montagem de braço de balancim 50 inclui uma porta de soquete 130 definida na superfície interna 72 do membro de tubo 64 e um canal de soquete 132 que se estende a partir da porta de soquete 130 até o soquete 82. Mais especificamente, o canal de soquete 132 se estende a partir da porta de soquete 130 até o cubo receptor 118 do soquete 82. De forma semelhante, em uma modalidade, a montagem de braço de balancim 50 inclui um pulverizador 134 disposto no braço 66 adjacente ao coxim 80. O pulverizador 134 atua como um bocal para direcionar óleo na válvula 38. Para este fim, a montagem de braço de balancim 50 inclui uma porta de pulverização 136 definida na superfície interna 72 do membro de tubo 64 e um canal de pulverização 138 que se estende a partir da porta de pulverização 136 até o pulverizador 134. Conforme mais bem mostrado na Figura 12, a porta de pulverização 136 é separada da porta de soquete 130. De forma semelhante, o canal de soquete 132 é separado do canal de pulverização 138.

[0050] Conforme observado acima, a montagem de trem de válvulas 36 da presente invenção é usada para converter o óleo lubrificante da bomba de óleo 44 para o membro intermediário 48 e para a válvula 38. Aqueles com habilidade comum na técnica irão observar que determinados tipos e motores 20 são configurados, de modo que a montagem de braço de balancim 50 da montagem de trem de válvulas 36 não lubrifique o membro intermediário 48 ou apenas lubrifique a conexão pivotante 112 adjacente à extremidade de esfera 110 da vareta impulsora 60. No entanto, nos motores 20 configurados de modo que o membro intermediário 48 seja lubrificado pela montagem de braço de balancim 50 e, em particular, em que o membro intermediário 48 é definido como uma vareta impulsora 60 e o ajuste de folga hidráulico 58 lubrificado através da vareta impulsora 60, a lubrificação pode ser problemática em operação. A Figura 13 representa essa configuração de fluxo de óleo. Devido ao fato de a porta de soquete 130 da montagem de braço de balancim 50 ser definida em uma localização específica ao longo da superfície interna 72 da montagem de braço de balancim 50 e devido ao fato de a montagem de braço de balancim 50 se mover em operação, o fluxo de óleo para o membro intermediário 48 pode ser interrompido em operação, conduzindo a geração de ruído crescente e desgaste e uma diminuição do desempenho do motor 20. Mais especificamente, a montagem de braço de balancim 50 é giratória em torno do eixo 52 entre uma posição fechada de válvula 140 (consulte as Figuras 15A e 18A) e uma posição aberta de válvula 142 (consulte as Figuras 15B e 18B). Quando a montagem de braço de balancim 50 está na posição fechada de válvula 140, a porta de soquete 130 da montagem de braço de balancim 50 é substancialmente alinhada á porta de alimentação 124 do eixo 52. Quando a montagem de braço de balancim 50 está na posição aberta de válvula 142, a porta de soquete 130 da montagem de braço de balancim 50 é separada da porta de alimentação 124 do eixo 52.

[0051] Referindo-se agora ás Figuras 14-15B, de acordo com uma modalidade da presente invenção, o eixo 52 inclui uma reentrância 144A disposta na superfície de rolamento externa 76 adjacente à porta de alimentação 124. A reentrância 144A tem um perfil alongado que se estende a partir da porta de alimentação 124 até uma base 146A. A base 146A é substancialmente alinhada à porta de soquete 130 da montagem de braço de balancim 50 quando a montagem de braço de balancim 50 gira para a posição aberta de válvula 142, garantindo assim o fluxo de óleo adequado para o membro intermediário 48 durante a operação do motor 20, em particular, enquanto a válvula 38 está a-berta. Em uma modalidade, a base 146A é separada da porta de soquete 130 da montagem de braço de balancim 50 quando a montagem de braço de balancim 50 gira para a posição fechada de válvula 140. No entanto, será observado que a base 146A poderia ser configurada de qualquer maneira adequada suficiente para ser substancialmente alinhada á porta de soquete 130 da montagem de braço de balancim 50 quando a montagem de braço de balancim 50 gira para a posição aberta de válvula 142, sem que se afaste do escopo da presente invenção. Adicionalmente, conforme mais bem mostrado na Figura 14, a base 146A da reentrância 144A é separada do canal interno 122 do eixo 52. No entanto, será observado que a base 146A pode se estender no canal interno 122 sem que se afaste do escopo da presente invenção. Em uma modalidade, a porta de alimentação 124 do eixo 52 inclui uma parte de chanfradura 148A que une o canal de alimentação 126 à reentrância 144A e à superfície de rolamento externa 72.

[0052] Referindo-se agora às Figuras 16 a 18B, em outra modalidade da presente invenção, o eixo 52 e a montagem de braço de ba-lancim 50 são configuradas de modo diferente descritas acima, em que a montagem de braço de balancim 50 inclui uma reentrância 144B disposta na superfície interna 72 adjacente à porta de soquete 130 (compare as Figuras 15A e 15B a Figuras 18A e 18B). A reentrância 144B tem um perfil alongado que se estende a partir da porta de soquete 130 até uma base 146B. A base 146B é substancialmente alinhada à porta de alimentação 124 do eixo 42 quando a montagem de braço de balancim 50 gira para a posição aberta de válvula 142, garantindo assim o fluxo de óleo adequado para o membro intermediário 48 durante a operação do motor 20, em particular, enquanto a válvula 38 está aberta. Em uma modalidade, a base 146B é separada da porta de alimentação 124 do eixo 52 quando a montagem de braço de balancim 50 gira para a posição fechada de válvula 140. No entanto, será observado que a base 146B poderia ser configurada de qualquer maneira adequada suficiente para ser substancialmente alinhada à porta de alimentação 124 do eixo 52 quando a montagem de braço de balancim 50 gira para a posição aberta de válvula 142, sem que se afaste do escopo da presente invenção. Adicionalmente, conforme mais bem mostrado na Figura 16, a base 146B da reentrância 144B é separada da superfície interna 72 da montagem de braço de balancim 50. Em uma modalidade, a porta de alimentação 124 do eixo 52 inclui uma parte de chanfradura 148B que une o canal de alimentação 126 à superfície de rolamento externa 72.

[0053] Desse modo, a montagem de trem de válvulas 36 da presente invenção reduz significativamente a complexidade, o custo e o tamanho de acondicionamento das montagens de braço de balancim 50 e dos componentes associados. Especificamente, será observado que a presente invenção permite que as montagens de braço de ba-lancim 50 convertam o óleo para os membros intermediários 38 durante todos os estágios de operação do motor 20, reduzindo assim o atrito de rotação e a geração de ruído e, ao mesmo tempo, aumentando a eficiência, o desempenho e a resposta do motor 20. Ademais, a presente invenção reduz o custo de fabricação das montagens de trem de válvulas 36 que têm características operacionais superiores, como desempenho aprimorado, vida e longevidade do componente, eficiência, peso, capacidade de carga e estresse e orientação de acondiciona-mento.

[0054] A invenção foi descrita de uma maneira ilustrativa. Deve ser compreendido que a terminologia empregada destina-se a descrever ao invés de limitar a invenção. Várias modificações e variações da invenção são possíveis à luz dos ensinamentos fornecidos acima. Portanto, dentro do escopo das reivindicações anexas, a invenção pode ser praticada além do que foi especificamente descrito.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Montagem de trem de válvulas para converter a força entre um membro intermediário em comunicação com um eixo de carnes de um motor de combustão interna e uma válvula sustentada em uma cabeça de cilindro do motor e para converter a lubrificação de uma bomba de óleo do motor para o membro intermediário e para a válvula do motor, caracterizada pelo fato de que a dita montagem de trem de válvulas compreende: pelo menos uma montagem de braço de balancim que tem uma superfície interna substancialmente cilíndrica, um coxim separado da dita superfície interna para engatar a válvula do motor, um soquete separado do dito coxim para engatar o membro intermediário do motor, uma porta de soquete definida na dita superfície interna e um canal de soquete que se estende a partir da dita porta de soquete até o dito soquete: pelo menos um eixo alongado que tem uma superfície de rolamento externa para sustentar a dita superfície interna da dita montagem de braço de balancim, um canal interno separado da dita superfície de rolamento externa e em comunicação fluida com a bomba de óleo do motor, uma porta de alimentação definida na dita superfície de rolamento externa e um canal de alimentação que se estende a partir da dita porta de alimentação até o dito canal interno; em que a dita montagem de braço de balancim é giratória em torno do dito eixo entre: uma posição fechada de válvula, em que a dita porta de soquete da dita montagem de braço de balancim é substancialmente alinhada à dita porta de alimentação do dito eixo, e uma posição aberta de válvula, em que a dita porta de soquete da dita montagem de braço de balancim é separada a partir da dita porta de alimentação do dito eixo; em que a dita montagem de trem de válvulas inclui adicionalmente uma reentrância disposta na dita superfície de rolamento externa do dito eixo adjacente à dita porta de alimentação, em que a dita reentrância tem um perfil alongado que se estende a partir da dita porta de alimentação até uma base, em que a dita base é substancialmente alinhada à dita porta de soquete da dita montagem de braço de balancim quando a dita montagem de braço de balancim gira para a dita posição aberta de válvula.

2. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita base é separada da dita porta de soquete da dita montagem de braço de balancim quando a dita montagem de braço de balancim gira para a dita posição fechada de válvula.

3. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita base da dita reentrância é separada do dito canal interno do dito eixo.

4. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita porta de alimentação do dito eixo inclui uma parte de chanfradura, em que a dita parte de chanfradura une o dito canal de alimentação á dita reentrância e â dita superfície de rolamento externa.

5. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito eixo é fixado de modo operativo à cabeça de cilindro do motor.

6. Montagem de trem de válvulas, caracterizada por converter a força entre um membro intermediário em comunicação com um eixo de carnes de um motor de combustão interna e uma válvula sustentada em uma cabeça de cilindro do motor e converter a lubrificação de uma bomba de óleo do motor para o membro intermediário e para a válvula do motor, em que a dita montagem de trem de válvulas compreende: pelo menos uma montagem de braço de balancim que tem uma superfície interna substancialmente cilíndrica, um coxim separado da dita superfície interna para engatar a válvula do motor, um soquete separado do dito coxim para engatar o membro intermediário do motor, uma porta de soquete definida na dita superfície interna e um canal de soquete que se estende a partir da dita porta de soquete até o dito soquete: pelo menos um eixo alongado que tem uma superfície de rolamento externa para sustentar a dita superfície interna da dita montagem de braço de balancim, um canal interno separado da dita superfície de rolamento externa e em comunicação fluida com a bomba de óleo do motor, uma porta de alimentação definida na dita superfície de rolamento externa e um canal de alimentação que se estende a partir da dita porta de alimentação até o dito canal interno; em que a dita montagem de braço de balancim é giratória em torno do dito eixo entre: uma posição fechada de válvula, em que a dita porta de soquete da dita montagem de braço de balancim é substancialmente alinhada à dita porta de alimentação do dito eixo, e uma posição aberta de válvula, em que a dita porta de soquete da dita montagem de braço de balancim é separada da dita porta de alimentação do dito eixo; em que a dita montagem de trem de válvulas inclui adicionalmente uma reentrância disposta na dita superfície interna da dita montagem de braço de balancim adjacente à dita porta de soquete, em que a dita reentrância tem um perfil alongado que se estende a partir da dita porta de soquete até uma base, em que a dita base é substancialmente alinhada á dita porta de alimentação do dito eixo quando a dita montagem de braço de balancim gira para a dita posição aberta de válvula.

7. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a dita base é separada da dita porta de alimentação do dito eixo quando a dita montagem de braço de balancim gira para a dita posição fechada de válvula.

8. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a dita base da dita reentrância é separada da dita superfície interna da dita montagem de braço de balancim.

9. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a dita porta de alimentação do dito eixo inclui uma parte de chanfradura, a dita parte de chanfradu-ra une o dito canal de alimentação á dita superfície de rolamento externa.

10. Montagem de trem de válvulas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o dito eixo é fixado de modo operativo á cabeça de cilindro do motor.