BR102016027678B1

BR102016027678B1 - Comando variável de válvula e veículo a motor

Info

Publication number: BR102016027678B1
Application number: BR102016027678-0A
Authority: BR
Inventors: Hai-Son Pham
Original assignee: Man Truck & Bus Ag
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2023-01-31
Also published as: US10436079B2; US20170152769A1; RU2016145412A3; CN107035452A; RU2016145412A; EP3173593B1; CN107035452B; BR102016027678A2; EP3173593A1; DE102015015264A1; RU2724811C2

Abstract

COMANDO VARIÁVEL DE VÁLVULA E VEÍCULO A MOTOR A invenção refere-se a um acionamento variável de válvula para uma válvula de alívio, em particular para uma válvula de troca de carga de um motor de combustão interna, que é periodicamente móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta indiretamente por um came por meio de um balancim. O comando variável de válvula (1) compreende um arranjo variável de balancim para a atuação da válvula de alívio, tendo um balancim de transmissão (10) e um balancim de válvula (20), os quais são mancalizados de maneira a serem pivotáveis em diferentes eixos de balancim (13, 23), os quais são, cada um deles, paralelos à linha central do eixo de cames. O balancim de válvula (20), em uma primeira extremidade (21), fica em contato operativo com a válvula de alívio e, em uma segunda extremidade (22), tem uma roldana (26). O balancim de transmissão (10), em uma primeira extremidade (11), fica em contato direto com um came (2) do eixo de cames (3) e, em uma segunda extremidade (12), fica conectado operativamente, por meio de uma superfície de contorno (16; 516), à roldana (26) do balancim de válvula (20), de tal maneira que um movimento oscilatório do balancim de transmissão (10) gera um movimento oscilatório correspondente do balancim de válvula (...).

Description

DESCRIÇÃO

[0001] A invenção refere-se a um comando variável de válvula para uma válvula de alívio, em particular para uma válvula de troca de carga de um motor de combustão interna, que é periodicamente móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta indiretamente por um came por meio de um balancim.

[0002] É conhecido por válvulas de troca de gás de um motor de combustão interna a ser operado de forma variável com tempos de abertura e fechamento diferentes e com aberturas de válvula de alívio diferentes. Tais comandos variáveis de válvula proporcionam a vantajosa possibilidade de adaptação orientada do perfil da curva de levantamento de válvula contra o ângulo de came como uma função de parâmetros operacionais do dispositivo que é equipado com a respectiva válvula de alívio, ou seja, por exemplo, como uma função da velocidade de rotação, carga ou temperatura de um motor de combustão interna.

[0003] Em particular, é conhecido por múltiplas curvas de alívio diferentes para que uma válvula de alívio seja gerada devido a múltiplos cames sendo providos para a atuação de tal válvula de alívio, e devido ao fato de que, em cada caso, o contorno de somente um came age no perfil de alívio. A fim de comutar para outro perfil de alívio, uma variação é feita para o contorno de outro came. Tal controle de válvula já é conhecido de DE 42 30 877 A1. Aqui, um bloco de eixo de cames com dois contornos de came diferentes é disposto sobre um eixo de cames de forma conjunta rotacionalmente, mas de forma axialmente deslocável. Em conformidade com a posição axial do bloco de cames, um contorno de came é conectado de forma operacional à válvula de alívio, por meio de um membro intermediário (balancim de transmissão). O deslocamento axial do bloco de came para mudar os parâmetros de válvula ocorre durante a fase de círculo de base por meio de um contador de anel de pressão para a ação de uma mola de restauração.

[0004] DE 195 19 048 A1 já divulgou um comando variável de válvula para um motor de combustão interna, em que é do mesmo modo o caso que dois cames que tem projeto diferente em termos de seu contorno de came são arranjados diretamente junto um ao outro no eixo de cames. A mudança no contato direto do came ocorre através de um deslocamento axial do eixo de cames com os cames que estão situados no mesmo.

[0005] Além disso, DE 195 20 117 C2 já divulgou um comando de válvulas de um motor de combustão interna, no caso do qual um bloco de came axialmente deslocável com pelo menos duas faixas de came arranjadas rotacionalmente de forma conjunta no eixo de came. O ajuste do bloco de came ocorre por meio de um membro de ajuste que é guiado no interior do eixo de cames. O membro de ajuste é deslocado no interior do eixo de cames por meio de uma unidade de pistão/cilindro hidráulico de atuação dupla ou pneumático, a qual é disposta na lateral do eixo de cames. O membro de ajuste é conectado a uma parte do comando que se estende através de um orifício alongado arranjado no eixo de cames e que emite em um furo do bloco de came.

[0006] Uma desvantagem do estado da técnica citado é que tempos diferentes da abertura e de fechamento e diferentes aberturas de válvula de alívio não podem ser ajustados na maneira continuamente variável. Uma desvantagem adicional é que, com ditas abordagens conhecidas, não é possível que um comando de válvula existente sem variabilidade seja convertido em um comando de válvula com variabilidade sem a necessidade de que sejam feitas alterações em componentes periféricos além daquelas diretamente necessárias para realizar a variabilidade.

[0007] Portanto, é um objetivo da invenção prover um comando variável de válvula melhorado com um balancim, por meio do qual as desvantagens de técnicas convencionais possam ser evitadas. É o objetivo da invenção, em particular, prover um comando de variável válvula que permite uma variação contínua dos tempos de abertura e fechamento da válvula e das aberturas de alívio da válvula.

[0008] Tais objetivos são atingidos por meio de um comando variável de válvula com os recursos das reivindicações independentes. Modalidades vantajosas e usos da invenção vão se tornar evidentes a partir das reivindicações dependentes e serão discutidos mais detalhadamente na descrição a seguir com referência parcial às figuras.

[0009] De acordo com a invenção, é provido um comando variável de válvula para uma válvula de escape. A válvula de alívio pode ser móvel entre uma posição fechada e uma aberta, em particular, contrária à força de uma mola de restauração, indiretamente por meio de um came de um eixo de cames. A válvula de alívio é preferencialmente uma válvula de troca de cargas de um motor de combustão interna.

[0010] De acordo com aspectos gerais da invenção, o comando válvula compreende um arranjo de balancim trocável para a atuação da válvula de alívio. Entende-se como arranjo de balancim trocável um arranjo de balancim que, por meio de um dispositivo de variação ou dispositivo atuador, pode ser variado em termos de suas características de transmissão, no que diz respeito à transmissão do movimento do came para a válvula de alívio, de tal forma que um tempo de abertura e/ou fechamento de válvula e/ou uma magnitude do levantamento de abertura de válvula pode ser variada.

[0011] O arranjo de balancim compreende um primeiro balancim, doravante referido como balancim de transmissão e um segundo balancim, doravante referido como balancim de válvula, que são montados de forma pivotável em diferentes eixos de balancim que são, cada um, paralelos ao eixo de cames. Aqui, O balancim de válvula, em uma primeira extremidade, está em contato operativo com a válvula de alívio, e em uma segunda extremidade, tem uma roldana, em particular uma roldana de pressão. O balancim de transmissão é atribuído, em uma primeira extremidade, a um came do eixo de cames, ou seja, entra em contato direto com o came a fim de apanhar o movimento do came. o balancim de transmissão executa um movimento oscilatório em conformidade com o movimento de came. Em uma segunda extremidade, o balancim de transmissão é operativamente conectado por meio de uma superfície de contorno, em particular uma superfície de contorno que define o levantamento da válvula, à roldana do balancim de válvula, de tal forma que um movimento oscilatório do balancim de transmissão gera um correspondente movimento oscilatório do balancim de válvula, no caso do qual a roldana do balancim de válvula rola na superfície de contorno. Como resultado do movimento oscilatório do balancim de transmissão, a roldana do balancim, assim, rola na superfície de contorno, e o movimento oscilatório resultante do balancim de válvula dá origem a um levantamento de válvula correspondente. Neste contexto, o balancim de transmissão e a alavanca de válvula são conectados em série.

[0012] A superfície de contorno é uma superfície do balancim de transmissão, em que a roldana do balancim de válvula rola para frente e para trás durante a transmissão do movimento do came à válvula de alívio e, desta forma, transmite ou acopla o movimento do balancim de transmissão ao balancim de válvula. O perfil de levantamento de válvula pode ser definido por meio do projeto do formato de superfície de superfície de contorno, por exemplo, do gradiente em um sentido de rolagem.

[0013] O comando variável de válvula compreende também um dispositivo atuador para a variação do arranjo de balancim, por meio de tal dispositivo atuador a superfície de contorno pode ser girada sobre o eixo do balancim do balancim de transmissão, a fim de gerar um deslocamento de uma região de rolagem da roldana do balancim de válvula na superfície de contorno. O dispositivo atuador é, preferencialmente, projetado para gerar uma rotação da superfície de contorno, ou daquela parte do balancim de transmissão que compreende a superfície de contorno, em relação ao balancim da válvula. Desta forma, aquela região da superfície de contorno que é apanhada pela roldana do balancim de válvula e, assim, também o levantamento de válvula resultante e/ou os tempos de abertura e/ou fechamento de válvula, são variados.

[0014] Uma vantagem do comando variável de válvula, de acordo com a invenção é que a construção do balancim e eixo de cames pode permanecer inalterada - em relação a um comando de válvulas convencional, não variável. Uma vantagem adicional é que comando variável de válvula realiza a atuação da válvula com poucas massas em movimento, porque o balancim de válvula balança para cima e para baixo da maneira convencional, o balancim de transmissão da mesma forma balança para cima e para baixo e o eixo de cames gira da maneira convencional. Além disso, o comando variável de válvula torna possível perceber uma solução altamente robusta para controle totalmente variável, em particular para o setor de motores de veículo utilitário e motores industriais.

[0015] Em uma modalidade preferencial, a superfície de contorno tem uma primeira região de rolagem que não gera levantamento de válvula quando a roldana do balancim de válvula rola sobre a primeira região de rolagem. A primeira região de rolagem, em particular, forma um contorno base de círculo e será doravante também referida como região de círculo de base. Os pontos de rolagem na região de círculo de base preferencialmente têm um afastamento radial constante à linha central do eixo do balancim do balancim de transmissão.

[0016] Nesta modalidade preferencial, a superfície de contorno, além disso, tem uma segunda região de rolagem que é adjunta com a primeira região de rolagem e que tem um contorno de inclinação. Um contorno de inclinação define um levantamento da válvula de tal forma que o levantamento da válvula torna-se maior, quanto mais a roldana do balancim de válvula rola na segunda região de rolagem, prosseguindo a partir da primeira região de rolagem. Um contorno de inclinação é, portanto, para ser entendido em particular como uma região que, em uma direção do movimento da roldana, tem um crescente afastamento radial à linha central do eixo do balancim do balancim de transmissão. Na direção oposta do movimento da roldana, o afastamento radial para a segunda região de rolagem consequentemente diminui.

[0017] A região de rolagem é para ser entendida como uma região da superfície de contorno em que a roldana do balancim de válvula pode rolar durante um movimento oscilatório do balancim de transmissão. A extensão para a qual a roldana realmente rola em uma determinada região de rolagem durante um movimento oscilatório é dependente da posição rotacional, definida pelo dispositivo atuador, da superfície de contorno.

[0018] Em uma variante vantajosa da dita modalidade, a superfície de contorno tem uma terceira região de rolagem, que é adjunta à segunda região de rolagem. A terceira região de rolagem, preferencialmente, gera uma posição de válvula com um levantamento de válvula constante predeterminado, por exemplo, uma posição de válvula com levantamento de válvula de máximo, quando a roldana do balancim de válvula rola na terceira região de rolagem. Os pontos de rolagem na terceira região de rolagem provavelmente têm um afastamento radial constante à linha central do eixo do balancim do balancim de transmissão. O afastamento radial da terceira região de rolagem é, no entanto, maior do que a primeira região de rolagem.

[0019] A região da superfície de contorno rolada pela roldana do balancim sempre permanece constante em termos de magnitude angular. Como resultado da rotação da superfície de contorno em relação ao balancim da válvula através do dispositivo atuador, no entanto, essa região da superfície de contorno que é na verdade apanhada, ou seja, rolada pela roldana pode ser deslocada. Por exemplo, se a superfície de contorno é girada em relação ao balancim de válvula através do dispositivo atuador de modo que o balancim rola por uma distância menor, na primeira região e, em vez disso, por uma distância maior na segunda região, o levantamento da válvula é aumentado. O levantamento da válvula e/ou tempos de abertura e fechamento de válvula que resultam da rolagem do balancim de válvula na superfície de contorno podem ser definidos por meio de configuração conveniente das dimensões e/ou gradientes e/ou perfis de gradiente das regiões de rolagem. Dependendo da configuração ou variação da região de rolagem, a válvula de levantamento pode por exemplo ser mantida totalmente fechada, por exemplo, se a roldana do balancim de válvula rola para trás e para frente, exclusivamente sobre a primeira região de rolagem. Além disso, é possível realizar a operação de válvula na qual a válvula de alívio é brevemente mantida aberta em levantamento máximo de válvula. Isto pode ser conseguido, por exemplo, se a superfície de contorno é, por meio de dispositivo atuador, fixa em uma posição de rotação em que o movimento de rolagem da roldana do balancim de válvula também pelo menos parcialmente abrange a terceira região. Durante o movimento de rolagem na terceira região, a válvula de alívio é brevemente mantida aberta em levantamento de válvula máximo.

[0020] Em uma variante adicionalmente vantajosa desta modalidade, a superfície de contorno tem uma quarta região de rolagem, que é adjunta à terceira região de rolagem e que, por sua vez, forma um contorno de inclinação, e uma quinta região, que é adjunta à quarta região de rolagem. Os pontos de rolagem na quinta região de rolagem têm um afastamento radial constante à linha central do eixo do balancim do balancim de transmissão. O afastamento radial da região de rolagem é maior que o afastamento radial da terceira região de rolagem e maior que o afastamento radial da primeira região de rolagem. Nesta variante de projeto com cinco regiões de rolagem, a terceira região forma uma posição intermédia em que, brevemente, ou seja, quando a roldana rola na terceira região, a válvula de alívio é mantida aberta em uma posição aberta, com uma magnitude de levantamento constante, que é menor do que a magnitude de levantamento máxima.

[0021] Em uma modalidade preferencial, o balancim de transmissão compreende uma primeira alavanca, que está em contato direto com o came do eixo de cames, e uma segunda alavanca, tendo a superfície de contorno que está em conexão operativa com a roldana do balancim de válvula. A primeira alavanca e a segunda alavanca são acopladas uma à outra em termos de movimento, em particular de tal forma que um movimento oscilatório da primeira alavanca gerado pelo came conduz a um correspondente movimento oscilatório, com a mesma magnitude angular, da segunda alavanca em torno do eixo de balancim do balancim de transmissão. Além disso, por meio de dispositivo atuador, uma posição rotacional da segunda alavanca em relação à primeira alavanca pode ser variada para variar uma região de rolagem da roldana do balancim de válvula na superfície de contorno. Na posição rotacional que pode ser definida por meio do dispositivo atuador, a primeira alavanca e a segunda alavanca são então acopladas uma à outra em termos de movimento novamente, de forma que, quando causado para fazê-lo pelo came, são pivotadas para trás e para frente em conjunto em torno do eixo do eixo do balancim. Nesta maneira, é possível que seja provido um mecanismo de transmissão ajustável robusto para a transmissão variável do movimento de came ao balancim de válvula.

[0022] É particularmente vantajoso se o dispositivo atuador for projetado variar uma posição rotacional da segunda alavanca em relação à primeira alavanca de maneira contínua. Como alternativa, o dispositivo atuador pode ser projetado para variar uma posição rotacional da segunda alavanca em relação à primeira alavanca em duas ou mais posições predeterminadas, de forma que a variação é possível entre duas ou mais regiões de rolagem diferentes na superfície de contorno, e, portanto, levantamento da válvula.

[0023] Uma opção vantajosa da realização, de acordo com a invenção, provê que o dispositivo atuador é projetado como uma unidade hidráulica de variação. Por exemplo, o dispositivo atuador pode ter um pino de variação hidraulicamente atuável e/ou atuado, que, em sua primeira extremidade, é fixado à primeira alavanca e, em uma segunda extremidade, é fixado à segunda alavanca do balancim de transmissão, em que uma modalidade do pino de variação varia uma posição rotacional da segunda alavanca em relação à primeira alavanca.

[0024] Alternativamente, o dispositivo atuador pode ser projetado como um dispositivo atuador elétrico e/ou mecânico, por exemplo, para a atuação elétrica e/ou mecânica do pino de variação.

[0025] Além disso, a primeira alavanca e a segunda alavanca podem ser acopladas uma à outra por meio de um condutor. O condutor pode, além disso, formar um receptáculo para o pino de variação e, portanto, realizar uma dupla função.

[0026] Em uma modalidade adicional, o balancim de transmissão pode ser pré-tensionado por meio de uma mola de restauração, de modo que o balancim de transmissão é empurrado contra o eixo de cames. Isto torna possível para o movimento de came que seja apanhado de maneira confiável. Por exemplo, a primeira alavanca do balancim de transmissão pode ser pré-tensionada por meio de uma mola de restauração, de modo que o balancim de transmissão é empurrado contra o eixo de cames.

[0027] No contexto da invenção, também é possível que o balancim de válvula, em sua extremidade do lado de válvula, para ter um receptáculo em que é admitido um elemento hidráulico de compensação de folga de válvula ou um parafuso com uma configuração de pata de elefante.

[0028] O balancim pode, adicionalmente, no seu lado inferior, ou seja, no lado que está virado para o cabeçote de cilindro, tem uma geometria para fixação axial a um bloco de rolamento. Por exemplo, o balancim pode ter um arranjo de rolamento para fixação a um bloco de rolamento de balancim, no qual o eixo do balancim é disposto, e sobre tal eixo do balancim o balancim se encontra, através de um orifício associado, montado de forma pivotável e mantido por meio de um meio de fixação posicional axial, em que o meio de fixação posicional axial é uma conexão guia de ligação, como uma conexão de elemento de contato direto - elemento homólogo, entre o bloco de rolamento e o balancim, no caso de que um elemento de contato direto, orientado de forma transversal em relação à direção axial, por exemplo, na forma de um ressalto anelar, entra em contato direto com um elemento homólogo associado com suporte de flanco axial de forma pivotável.

[0029] Um aspecto adicional da invenção diz respeito a um veículo automotor, em particular, um veículo comercial, com um comando variável de válvula, como descrito neste documento.

[0030] As modalidades e aspectos preferenciais, descritos acima, da invenção podem ser combinados entre si conforme desejado. Detalhes e vantagens adicionais da invenção serão descritos abaixo, tendo como referência as figuras anexas, nas quais:

[0031] Figura 1 mostra uma vista lateral de um comando de válvula, de acordo com uma modalidade da invenção;

[0032] Figura 2 mostra uma vista lateral em perspectiva de um comando de válvula, de acordo com uma modalidade da invenção;

[0033] Figura 3 mostra uma vista em detalhe do acoplamento entre balancim de válvula e balancim de transmissão de acordo com uma modalidade da invenção;

[0034] Figura 4 mostra uma vista lateral de uma segunda alavanca do balancim de transmissão, de acordo com uma modalidade da invenção;

[0035] Figura 5 mostra uma vista lateral de uma segunda alavanca do balancim de transmissão, de acordo com uma modalidade adicional da invenção;

[0036] Figura 6 mostra uma ilustração de várias curvas de levantamento configuráveis da válvula de alívio;

[0037] Figura 7 mostra uma ilustração em perspectiva do balancim de transmissão em um primeiro estado de variação, de acordo com uma modalidade da invenção; e

[0038] Figura 8 mostra o balancim de transmissão da Figura 7, em um segundo estado de variação.

[0039] Peças idênticas são denotadas pelas mesmas designações de referência nas figuras, de modo que as várias vistas do comando de válvula mostradas nas figuras podem ser entendidas também a partir disso.

[0040] Figuras 1 e 2 mostram uma vista lateral e uma vista em perspectiva lateral, respectivamente, de um comando variável de válvula 1, de acordo com uma modalidade da invenção. O comando de válvula 1 serve para a atuação de válvula de troca de cargas (não mostrada) de um motor de combustão interna, tais válvulas de troca de cargas são periodicamente móveis entre uma posição fechada e uma posição aberta de um eixo de cames 3 indiretamente por meio de um came 2.

[0041] O comando de válvula 1 compreende um arranjo de balancim trocável para a atuação da válvula de alívio. O arranjo de balancim compreende um primeiro balancim (balancim de válvula) 20, que é montado a fim de ser pivotável em torno de um eixo de balancim 23 e um segundo balancim (balancim de transmissão) 10, que é montado de modo a ser pivotável em torno de um eixo de balancim 13 adicional. Os dois eixos de balancim 13, 23 são espacialmente separados, mas são ambos paralelos à linha central do eixo do balancim 3.

[0042] O balancim de válvula 20 é, em uma extremidade de lateral da válvula 21, ou seja, por meio de seu braço de alavanca de lateral de válvula 21, em contato operativo com duas válvulas de alívio (não mostradas). O braço de alavanca de lateral de válvula 21 do balancim de válvula 20 é, para este propósito, projetado como um braço de alavanca de duas válvulas para propósito de atuação de duas válvulas de troca de carga simultaneamente. Para este efeito, o braço de alavanca de lateral de válvula 21 é de formato bifurcado, como pode ser visto na Figura 2. Como também pode ser visto na Figura 2, dois tais arranjos de balancim de válvula 10, 20 são dispostos um atrás do outro em uma direção axial do eixo de cames para efeitos de atuação de quatro válvulas de alívio. Um receptáculo 24 é disposto em cada extremidade de válvula lateral do braço de alavanca 21. O receptáculo 24 pode ser utilizado para a montagem de um elemento hidráulico de compensação de folga de válvula 25, tal como é conhecido por si. Em vez de um elemento hidráulico de compensação de folga de válvula, também é possível, com a usinagem correspondente, que seja admitido no receptáculo 24 um parafuso com uma configuração de pata de elefante, por meio do qual uma folga de válvula pode ser reajustada manualmente.

[0043] Elementos de compensação de movimento de válvula hidráulica em motores de combustão interna são conhecidos por si e servem, em particular, para compensar as dimensões de comprimento das válvulas de troca de carga que mudam ao longo da vida útil, de tal forma que o fechamento de válvula confiável é assegurado na fase de círculo de base do came que atua a válvula. Aqui, a elevação de came deve, por outro lado, ser transmitida para a válvula e, deste modo, ser convertida em um movimento de elevação de válvula, sem perdas. Presume-se que modo de operação de tais elementos de compensação de movimento de válvula hidráulica, os quais são dispostos no fluxo de força de um controle de válvula, em particular, de um motor de combustão interna, seja conhecido.

[0044] O balancim de válvula 20 é mantido em um bloco de rolamento de balancim (não mostrado), em que o eixo do balancim 23 é arranjado no bloco de rolamento do balancim, sobre tal eixo do balancim 20 o balancim de válvula é, por meio de um furo associado, montado de forma pivotável e mantido por de um meio de fixação posicional axial. Na presente modalidade exemplar, o meio de fixação posicional axial é projetado como uma conexão de elemento de contato direto-elemento homólogo entre o bloco de rolamento e o balancim, caso no qual um elemento de contato direto, orientado de forma transversal em relação à direção axial, por exemplo, na forma de um ressalto em formato de anel 16, entra em contato direto de forma pivotável em um elemento homólogo associado (não ilustrado) com suporte de flanco axial. O meio de fixação posicional axial, no entanto, também pode ser realizado, em uma forma conhecida por si, por meio de superfícies de apoio nos flancos do balancim. Ditos flancos podem ser criados, por exemplo, por calibração da peça bruta forjada ou usinagem mecânica. Do lado do bloco de rolamento, a fixação pode igualmente ser realizada por meio de superfícies correspondentemente usinadas, através de discos e anéis de fixação. Além disso, meios de fixação posicionais axiais entre um balancim e o eixo são conhecidos. Por exemplo, para este propósito, uma região do eixo que é cercada pelo furo do balancim tem um sulco em forma de anel, no qual corre um anel de retenção, que corre simultaneamente por meio de sua seção em forma de anel exterior em um sulco em forma de anel do balancim.

[0045] Em sua extremidade oposta 22 em relação ao eixo do balancim 23, ou seja, no braço de alavanca de lateral de eixo de cames 22, uma roldana 26 é arranjada na extremidade distal do braço de alavanca 22.

[0046] O balancim de transmissão 10 está em contato direto, em uma extremidade lateral de eixo de cames 11, com o came 2 do eixo de cames 3. Para este propósito, uma roldana 18, por exemplo, uma roldana de pressão, é organizada na extremidade lateral de eixo de cames 11, tal roldana rola no came 2 do eixo de cames 3 e apanha assim o movimento do came. O balancim de transmissão 10 é, além disso, na outra extremidade 12 em relação ao eixo do balancim 13, operativamente conectado por meio de uma superfície que define elevação, referida como superfície de contorno 16, à roldana 26 do balancim de válvula 20, ou seja a roldana 26 do balancim de válvula 20 rola na superfície de contorno 16 durante um movimento oscilatório do balancim de transmissão 10 gerado pelo movimento de came, por meio do qual um correspondente movimento oscilatório do balancim de válvula 20 é gerado. O balancim de transmissão 10, por meio de seu movimento oscilatório, transmite o movimento do came para o balancim de válvula 20, que por sua vez, por meio de seu movimento oscilatório correspondentemente resultante, gera o levantamento da válvula. Neste contexto, o balancim de transmissão 10 e o balancim de válvula 20 são conectados em série. O eixo de cames 3 e o balancim de válvula 20 podem, para esse efeito, ser projetados de uma maneira conhecida por si e são acoplados um ao outro em termos de movimento por meio do balancim de transmissão 10 arranjada no meio.

[0047] A superfície de contorno 16, sobre a qual a roldana do balancim de válvula 26 é suportada, serve como uma região de rolagem em que a roldana do balancim de válvula 26 rola para frente e para trás durante a transmissão do movimento oscilatório do balancim de transmissão 10 para o balancim de válvula 20. O levantamento característico da válvula de alívio pode, portanto, ser predefinido e também variado, por meio do design de tal superfície de contorno 16, que serve como superfície de rolagem.

[0048] Figura 3 mostra uma vista em detalhe do acoplamento entre balancim de válvula 20 e balancim de transmissão 10 na superfície de contorno 16. Nesta modalidade exemplar, a superfície de contorno 16 tem três regiões diferentes 16a, 16b e 16c, que pode servir como região de rolagem para a roldana 26.

[0049] A primeira região de rolagem 16a forma o contorno base de círculo, ou seja, o balancim de válvula 20 não gera levantamento da válvula quando a roldana 26 rola na referida região. O afastamento dos pontos na primeira superfície de rolagem 16a para a linha central do eixo do balancim 13, ou seja, o afastamento radial R1, é constante. A superfície de contorno 16, além disso, compreende uma segunda região de rolagem 16b que é diretamente adjunta com a primeira região de rolagem 16a e que tem um contorno de inclinação. Na segunda região de rolagem, o afastamento radial dos pontos de rolagem aumenta a partir de um valor R1 para um valor R2. Assim, se a roldana 26 rola sobre a segunda região 16b procedendo da primeira região 16a, o balancim de válvula 20 balança mais, quanto mais a roldana 26 rola sobre a segunda região de rolagem 16b. Consequentemente, o levantamento de válvula que é gerado é maior, quanto mais a roldana 26 do balancim de válvula 20 rola na segunda região de rolagem 16b, prosseguindo a partir da primeira região de rolagem 16a.

[0050] A segunda região de rolagem 16b é adjunta por uma terceira região de rolagem 16c, que tem um afastamento radial constante R2 e que gera uma posição de válvula com levantamento de válvula máximo, se a roldana 26 do balancim de válvula 20 rola na terceira região de rolagem 16c.

[0051] O comando variável de válvula 1, além disso, compreende um dispositivo atuador 30 para a variação do arranjo de balancim 10, 20, por meio de tal dispositivo atuador a superfície de contorno 16 pode ser girada em torno do eixo de balancim 13 do balancim de transmissão 10, a fim de gerar um deslocamento de uma região de rolagem da roldana 26 do balancim de válvula 20 na superfície de contorno 16. Desta forma, aquela região da superfície de contorno 16 que é rolada, ou seja, apanhada pela roldana do balancim de válvula é variada, assim como a elevação de válvula resultante e/ou os tempos de abertura e/ou fechamento de válvula.

[0052] Para essa finalidade, a modalidade do balancim de transmissão 10 mostrado na Figura 1, compreende uma primeira alavanca 14, doravante também referida como alavanca de segmento de came, que está em contato direto, por meio de uma roldana 18, com o came 2 do eixo de cames 3. O balancim de transmissão 10, além disso, inclui uma segunda alavanca 15, doravante referida como alavanca de contorno, que tem a superfície de contorno 16 que é operativamente conectada à roldana 26 do balancim de transmissão 20.

[0053] A alavanca de segmento de came 14 e a alavanca de contorno 15 são acopladas uma à outra em termos de movimento, em particular de tal forma que um movimento oscilatório da alavanca de segmento de came 14 gerado pelo came 2 conduz a um correspondente movimento oscilatório da alavanca de contorno 15 em torno do eixo de balancim 13 do balancim de transmissão 10. Por meio de um dispositivo atuador 30, porém, uma posição rotacional da alavanca de contorno 15 em relação à alavanca de segmento de came 14 pode ser variada, a fim de variar uma região de rolagem da roldana 26 do balancim de válvula 20 na superfície de contorno. Em cada uma das diferentes posições rotacionais configuráveis, a alavanca de segmento de came 14 e alavanca de contorno 15 são então novamente acopladas em termos de movimento, no que se refere a um movimento pivotante (movimento oscilatório) sobre o eixo do balancim 13.

[0054] As diferentes regiões de rolagem configuráveis são ilustradas na Figura 4. Figura 4 mostra uma vista lateral da alavanca de contorno 15 do balancim de transmissão 10, de acordo com uma modalidade da invenção;

[0055] Por exemplo, o dispositivo atuador, que é discutido em mais detalhes abaixo com base nas Figuras 7 e 8, pode ser projetado para definir para diferentes posições rotacionais da alavanca de contorno 15 em relação à alavanca de segmento de came 14, resultando em duas regiões de rolagem a1 e a2 para a roldana 26 do balancim de válvula 10.

[0056] Em uma primeira posição rotacional definida, durante um movimento oscilatório do balancim de transmissão 10 ou da alavanca de contorno 15 gerado pelo came 2, a roldana 26 rola para frente e para trás sobre a primeira região de rolagem a1, que abrange quase toda a primeira região de rolagem 16a e uma primeira sub-região da segunda região de rolagem 16b. Por outro lado, em uma segunda posição rotacional definida, durante um movimento oscilatório do balancim de transmissão 10 ou da alavanca de contorno 15 gerado pelo came 2, a roldana 26 rola para frente e para trás na segunda região de rolagem a2, que abrange quase toda a segunda região de rolagem 16b e uma sub-região da terceira região de rolagem 16c.

[0057] Se o comando de válvula 1 é variado da região de rolagem a1 para a região de rolagem a2, o levantamento de válvula que pode ser gerado pelo eixo de cames 3 é aumentado. Como pode ser visto na Figura 4, o afastamento radial na região de extremidade direita da região a2 equivale ainda ao afastamento radial na primeira região de rolagem 16a, de forma que, neste local, uma posição fechada das válvulas de alívio é gerada.

[0058] O dispositivo atuador pode ser projetado de modo que pode configurar uma posição rotacional da segunda alavanca em relação à primeira alavanca em duas posições predeterminadas, de forma que a variação é possível entre duas regiões de rolagem diferentes, predeterminadas, na superfície de contorno 16, e, portanto, levantamentos da válvula. Como alternativa, o dispositivo atuador também pode ser projetado de modo que mais de duas posições rotacionais pré- determinadas podem ser definidas, ou a posição rotacional é continuamente variável dentro de limites predefinidos. No último variante, o levantamento da válvula pode ser variado de maneira contínua.

[0059] Figura 5 mostra uma vista lateral da alavanca de contorno 515 do balancim de transmissão 10, de acordo com uma modalidade da invenção; Nesta modalidade, a alavanca de contorno tem uma superfície de contorno 516 com cinco regiões de rolagem diferentes 16a - 16e. A primeira região de rolagem 16a novamente forma um contorno base de círculo com afastamento radial R1 constante à linha central do eixo 13. A segunda região de rolagem 16b adjunta, por sua vez, forma um contorno de inclinação com um crescente afastamento radial, tal espaçamento radial aumentado para o valor R2 na extremidade da segunda região de rolagem. A terceira região de rolagem contígua 16c então por sua vez, forma uma região com um afastamento radial constante R2. Tal terceira região de rolagem 16c é então adjunta, no sentido de rolagem, por uma quarta região de rolagem 16d, que por sua vez, forma um contorno de inclinação. Na extremidade da quarta região de rolagem 16d, o afastamento radial aumentou até o valor R3. A quarta região é então adjunta com uma quinta região de rolagem 16e, que por sua vez tem um afastamento radial constante. Os pontos de rolagem na quinta região de rolagem 16e têm um afastamento radial constante à linha central do eixo do balancim do balancim de transmissão. O afastamento radial R3 da quinta região de rolagem 16e é maior que o afastamento radial R2 da terceira região de rolagem 16c e maior que o afastamento radial R1 da primeira região de rolagem 16a. Nesta variante de projeto com cinco regiões de rolagem, a terceira região 16c forma uma posição intermédia, em que a válvula de alívio é, brevemente, ou seja quando a roldana 26 rola na terceira região 16c, mantida aberta em uma posição aberta com uma altura de levantamento constante, que é menor do que a altura máxima de levantamento.

[0060] Figura 6 ilustra diferentes curvas de levantamento que podem ser definidas por meio do comando de válvula. O ângulo de rotação α do eixo de cames 3 é plotado na abscissa. O levantamento da válvula d é plotado na ordenada. As curvas 61 a 64 mostram quatro diferentes perfis de levantamento da válvula configuráveis, como função do ângulo de rotação do eixo de cames. Cada uma das quatro curvas 61 a 64 corresponde a uma determinada posição rotacional, definida por meio do dispositivo atuador, da segunda alavanca 15 em relação à primeira alavanca 14 do balancim de transmissão 10. Aqui, a curva 61 corresponde a uma posição rotacional definida que gera o maior levantamento de válvula e os tempos de fechamento de válvula mais curtos, considerando que, em contrapartida, a curva 65 gera o menor levantamento da válvula e os maiores tempos de fechamento de válvula.

[0061] Figuras 7 e 8 ilustram o modo de operação do dispositivo atuador hidráulico. Aqui, Figura 7 é uma ilustração em perspectiva da construção de duas partes do balancim de transmissão 10 em um primeiro estado de variação.

[0062] Já foi discutido acima que o balancim de transmissão 10 tem uma construção de duas partes. Aqui, o balancim de transmissão 10 tem uma primeira alavanca (alavanca de segmento de came) 14, que está em contato direto com o came 2 do eixo de cames 3 e uma segunda alavanca (alavanca de contorno) 15, que tem a superfície de contorno 16 que é operativamente conectada à roldana 26 do balancim de válvula 20.

[0063] A alavanca de segmento de came 14 e a alavanca de contorno 15 são acopladas uma à outra em termos de movimento, por meio do empurrador 32, que faz pressão contra a superfície de apoio 19, de tal forma que um movimento oscilatório da alavanca de segmento de came 14 gerado pelo came 2 conduz a um correspondente movimento oscilatório da alavanca de contorno 15 em torno do eixo de balancim 13 do balancim de transmissão 10. Dito movimento de acoplamento da alavanca de segmento de came 14 e alavanca de contorno 15 também pode ser realizado, não por meio do comando que é mostrado, mas através de outras conexões positivamente de bloqueio ou hidráulicas, por exemplo por meio de um conjunto interno de protuberâncias, um princípio de motor pivotante, etc. e pode ser fixada em um local diferente daquele indicado.

[0064] Por meio de um dispositivo atuador hidráulico 30, porém, uma posição rotacional da alavanca de contorno 15 em relação à alavanca de segmento de came 14 pode ser variada, a fim de variar uma região de rolagem da roldana 26 do balancim de válvula 20 na superfície de contorno 16.

[0065] Para este propósito, o dispositivo atuador hidráulico 30 compreende um pino atuado hidraulicamente 31, também referido neste documento como pino de variação 31, que é fixado por meio de uma extremidade à alavanca de segmento de came 14 e que é arranjado por meio de outra extremidade na alavanca de contorno 15.

[0066] Como pode ser visto nas Figuras 7 e 8, a alavanca de segmento de came 14 tem, para este efeito, um receptáculo de pino 33 para segurar o pino de variação 31, em tal receptáculo de pino é arranjada uma câmara de pressão (não mostrada) que pode ser carregada com um líquido hidráulico. As linhas hidráulicas para o fornecimento para a câmara de pressão e as linhas de controle do dispositivo atuador 30 não são ilustradas. A outra extremidade do pino de variação é realizada em um receptáculo na alavanca de contorno 15, em que o receptáculo simultaneamente forma o empurrador 32.

[0067] Após a ativação do dispositivo atuador, a câmara de pressão está carregada com líquido hidráulico, sendo que o pino de variação 31 é movido do estado retraído, mostrado na Figura 7 no estado implantado, mostrado na Figura 8.

[0068] Como resultado do movimento de extensão do pino de variação, 31, a alavanca de contorno 15 gira no sentido horário em uma posição de rotação diferente em relação a alavanca de segmento de came 14. Como resultado, a superfície de contorno 16 da mesma forma gira no sentido horário. Assim, a região de rolagem para a roldana 26 do balancim de válvula 20 muda. Dependendo do design do dispositivo atuador 30, posições de implantação diferentes do pino de comutação, 31 e, portanto, diferentes posições rotacionais, podem ser definidas controlando o nível de pressão na câmara de pressão.

[0069] A alavanca de segmento de came 15 é pré-tensionada através de uma mola de restauração 17 através de um ponto de apoio de mola de restauração 17a, de modo que todo o balancim de transmissão 10 é forçado contra o eixo de came 3 pela força da mola de restauração.

[0070] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a certas modalidades exemplares específicas, é aparente a uma pessoa versada na técnica em que emendas variadas podem ser realizadas e que equivalentes podem ser usados como substitutos sem desviar do escopo da invenção. Além disso, inúmeras modificações podem ser feitas sem se afastar do escopo associado. Consequentemente, a invenção não deve ser limitada pelas modalidades exemplares divulgadas, mas se destina a incluir todas as modalidades ilustrativas que recaírem no escopo das reivindicações de patente em anexo. Em particular, a invenção também reivindica proteção para o assunto e os recursos das reivindicações dependentes, independentemente das reivindicações as quais se referem. Lista dos números de referência 1 Comando variável de válvula 2 Came 3 Eixo de cames 10 Balancim de transmissão 11 Primeira extremidade 12 Segunda extremidade 13 Eixo de balancim do balancim de transmissão 14 Primeira alavanca ou alavanca de segmento de came 15 , 515 Segunda alavanca ou alavanca de contorno 16 , 516 Superfície de contorno 16a, 16b, 16c, 16d, 16e Regiões de rolagem 17 Mola de restauração 17a Ponto de apoio para a mola de restauração 18 Roldana 19 Superfície de apoio 20 balancim de válvula 21 Primeira extremidade ou braço de alavanca de lateral de válvula 22 Segunda extremidade ou braço de alavanca de lateral de eixo de cames 23 Eixo do balancim do balancim de válvula 24 Receptáculo 25 Elemento hidráulico de compensação de folga de válvula 26 Roldana 27 Ressalto em formato de anel 30 Dispositivo atuador 31 Pino hidráulico de variação 32 Empurrador 33 Receptáculo 61 - 65 Curva de perfil de levantamento da válvula a1 Primeira região de rolagem a2 Segunda região de rolagem R1, R2, R3 Afastamento radial da região de rolagem à linha central do eixo do balancim

Claims

1. Comando variável de válvula (1) para uma válvula de alívio, particularmente para uma válvula de troca de carga de um motor de combustão interna, caracterizado pelo fato de que é periodicamente móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta indiretamente por meio de um came de um eixo de cames, compreendendo um arranjo variável de balancim para a atuação da válvula de alívio, tendo um balancim de transmissão (10) e um balancim de válvula (20), os quais são mancalizados de maneira a serem pivotáveis em diferentes eixos de balancim (13, 23), os quais são, cada um, paralelos à linha central do eixo de cames, em que o balancim de válvula (20), em uma primeira extremidade (21), fica em contato operativo com a válvula de alívio e, em uma segunda extremidade (22), tem uma roldana (26), em que o balancim de transmissão (10), em uma primeira extremidade (11), fica em contato direto com um came (2) do eixo de cames (3) e, em uma segunda extremidade (12), fica conectado operativamente, por meio de uma superfície de contorno (16; 516), à roldana (26) do balancim de válvula (20), de tal maneira que um movimento oscilatório do balancim da transmissão (10) gera um movimento oscilatório do balancim de válvula (20), durante o qual a roldana (26) do balancim da válvula (20) rola na superfície de contorno (16); e um dispositivo atuador (30) para a variação do arranjo de balancim, por meio do qual a superfície de contorno (16, 516) pode ser girada em torno do eixo de balancim (13) do balancim de transmissão (10) a fim de gerar um deslocamento de uma região de rolagem (a1, a2) da roldana (26) do balancim de válvula (20) na superfície de contorno (16; 516).

2. Comando variável de válvula (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de contorno (16) a tem uma primeira região de rolagem (16a) que forma, particularmente, um contorno base de círculo que não gera nenhum levantamento de válvula quando a roldana (26) do balancim de válvula (20) rola no contorno base de círculo, e b tem uma segunda região de rolagem (16b) adjunta à primeira região de rolagem (16a) e que tem um contorno de inclinação.

3. Comando variável de válvula, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a superfície de contorno (16) tem uma terceira região de rolagem (16c), adjunta à segunda região de rolagem (16b) e que gera uma posição da válvula com levantamento máximo de válvula quando a roldana (26) do balancim de válvula (20) rola na terceira região de rolagem (16c).

4. Comando variável de válvula (1), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o balancim de transmissão (10) tem uma primeira alavanca (14), a qual fica em contato direto com o came (2) do eixo de cames (3), e uma segunda alavanca (15; 515), tendo a superfície de contorno (16; 516) que fica operativamente conectada à roldana (26) do balancim de válvula (20), em que a primeira alavanca (14) e a segunda alavanca (15; 515) são acopladas uma à outra, de modo que um movimento oscilatório da primeira alavanca (14) gerado pelo came (2) conduz a um movimento oscilatório correspondente da segunda alavanca (15; 515) em torno do eixo de balancim (13) do balancim de transmissão (10), em que, por meio do dispositivo atuador (30), uma posição rotacional da segunda alavanca (15; 515) em relação à primeira alavanca (14) pode ser variada para variar uma região de rolagem da roldana (26) do balancim de válvula (20) na superfície de contorno (16; 516).

5. Comando variável de válvula, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que (a) o dispositivo atuador é projetado para variar a posição rotacional da segunda alavanca em relação à primeira alavanca de maneira continuamente variável; ou (b) que o dispositivo atuador é projetado para variar uma posição rotacional da segunda alavanca em relação à primeira alavanca em duas posições predeterminadas, de modo que a variação é possível entre dois levantamentos de válvula diferentes.

6. Comando variável de válvula, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que (a) o dispositivo atuador (30) é projetado como uma unidade hidráulica de variação; e/ou (b) o dispositivo atuador (30) têm um pino de variação hidraulicamente atuado (31) que, em uma extremidade, é fixado à primeira alavanca (14) e, em outra extremidade, é fixado à segunda alavanca (15), em que um movimento de extensão do pino de variação (31) varia uma posição rotacional da segunda alavanca (15) em relação à primeira alavanca (14).

7. Comando variável de válvula, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo atuador é projetado como um dispositivo atuador elétrico ou mecânico.

8. Comando variável de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que a primeira alavanca (14) e a segunda alavanca (15) são acopladas uma à outra por meio de um empurrador (32).

9. Comando variável de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o balancim de transmissão (10) é pré-tensionado por uma mola de restauração (17) de modo que o balancim de transmissão (10) é empurrado de encontro ao eixo de cames (3).

10. Comando variável de válvula (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 9, caracterizado pelo fato de que a primeira alavanca (14) do balancim de transmissão (10) é pré-carregada por mio de uma mola de restauração (17) de modo que o balancim de transmissão (10) é empurrado de encontro ao eixo de cames (3).

11. Comando variável de válvula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 10, caracterizado pelo fato de que a superfície de contorno (516) tem uma quarta região de rolagem (16D) adjunta à terceira região de rolagem (16 c) e que forma um contorno de inclinação e uma quinta região de rolagem (16e) adjunta à quarta região de rolagem (16D), em que a quinta região de rolagem (16e) tem um afastamento radial constante (R3) em relação à linha central do eixo do balancim (13) do balancim de transmissão (10), tal afastamento sendo maior do que o afastamento radial (R2) da terceira região de rolagem (16c) e do que o afastamento radial (R1) da primeira região de rolagem (16a).

12. Comando variável de válvula (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o balancim de válvula (20), em sua extremidade de válvula lateral (21), tem um receptáculo (24) no qual um elemento hidráulico de compensação de folga de válvula (25) é admitido ou um parafuso com uma configuração de pata de elefante.

13. Veículo a motor, em particular veículo comercial, caracterizado pelo fato de ter um comando variável de válvula (1) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.