BR112015020330B1

BR112015020330B1 - Aparelho e sistema para acionar a primeira e a segunda válvulas do motor

Info

Publication number: BR112015020330B1
Application number: BR112015020330-2A
Authority: BR
Inventors: Gabriel Roberts; Neil Fuchs; Justin Baltrucki
Original assignee: Jacobs Vehicle Systems, Inc.
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2022-04-05
Also published as: WO2014130991A1; CN105264183A; US9068478B2; EP2959122A1; US20140238015A1; KR20150121125A; JP6109345B2; JP2016507701A; KR101642255B1; CN105264183B; EP2959122B1; EP2959122A4; BR112015020330A2

Abstract

ÊMBOLOS MESTRE-ESCRAVO INTEGRADOS PARA ATUAÇÃO DE VÁLVULAS DO MOTOR. A presente invenção refere-se a um aparelho para acionar primeira e se-gunda válvulas do motor que compreende um braço oscilante que recebe o movi-mento das fontes do movimento de atuação da válvula primária e auxiliar em uma extremidade de recepção do movimento do braço oscilante. Um êmbolo mestre residente no furo do êmbolo mestre no braço oscilante é configurado para receber o movimento da fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar. Um êmbolo es-cravo residente em um furo do êmbolo escravo no braço oscilante é configurado para passar o movimento de atuação da válvula auxiliar para a primeira válvula do motor. Um circuito hidráulico é fornecido no braço oscilante conectando o furo do êmbolo mestre e o furo do êmbolo escravo, e uma válvula de retenção é disposta dentro do braço oscilante, configurada para fornecer o fluido hidráulico para o circuito hidráulico. O aparelho pode ser incorporado em um sistema compreendendo um eixo do braço oscilante e as fontes do movimento de atuação da válvula primária e secundária, tal como um motor de combustão interna.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente U.S. Provisório 61/769.171, depositado em 25 de fevereiro de 2013, cujos en sinamentos são incorporados aqui por essa referência.

CAMPO

[002] A revelação atual se refere, de forma geral, a motores de com bustão interna e, em particular, a um aparelho e sistema para acionar válvulas do motor.

FUNDAMENTOS

[003] Motores de combustão interna usam tipicamente um sistema de atuação de válvula mecânico, elétrico ou hidromecânico para acionar as válvu las do motor. Esses sistemas podem incluir uma combinação de eixos de ca- mes, braços oscilantes e hastes de depressão que são acionados pela rotação do eixo de manivelas do motor. Quando o eixo de cames é usado para acionar as válvulas do motor, a regulação da atuação da válvula pode ser fixada pelo tamanho e localização dos lóbulos no eixo de cames.

[004] Para cada rotação de 360 graus do eixo de cames, o motor com pleta um ciclo completo composto de quatro tempos (isto é, expansão, exaus tão, admissão e compressão). Ambas as válvulas de admissão e exaustão po dem estar fechadas e permanecem fechadas, durante a maior parte do curso de expansão em que o êmbolo está se movendo para longe da cabeça do ci lindro (isto é, o volume entre a cabeça do cilindro e a cabeça do êmbolo está aumentando). Durante a operação de força positiva, o combustível é queimado durante o curso de expansão e a força positiva é entregue pelo motor. O curso de expansão termina no ponto do centro morto inferior, em cujo momento o êmbolo inverte a direção e a válvula de exaustão pode ser aberta para um evento de exaustão principal. Um lóbulo no eixo de cames pode ser sincroniza do para abrir a válvula de exaustão para o evento de exaustão principal, à me dida que o êmbolo se move para cima e força os gases de combustão para fora do cilindro.

[005] Eventos adicionais da válvula auxiliar, embora não exigidos, po dem ser desejáveis e são conhecidos por produzir controle de fluxo do gás de exaustão através de um motor de combustão interna, de modo a providenciar a frenagem do motor do veículo. Por exemplo, pode ser desejável acionar as vál vulas de exaustão para frenagem do motor de liberação da compressão (CR), frenagem do motor de sangria, recirculação do gás de exaustão (EGR), recircu- lação do gás do freio (BGR) ou outros eventos de válvula auxiliar. Ainda adicio nalmente, outros movimentos da válvula de força positiva, geralmente classifi cados como evento de atuação de válvula variável (VVA), tais como, mas não limitado à abertura precoce da válvula de admissão (EIVC), fechamento tardio da válvula de admissão (LIVC), abertura precoce da válvula de exaustão (EEVO) podem também ser desejáveis.

[006] Durante a frenagem do motor do tipo de liberação de compres são, as válvulas de exaustão podem ser abertas seletivamente para converter, pelo menos temporariamente, um motor de combustão interna de produção de força para um compressor de ar de absorção de força. À medida que o êmbolo se move para cima durante o seu curso de compressão, os gases que estão presos no cilindro podem ser comprimidos, por meio disso se opondo ao movi mento ascendente do êmbolo. À medida que o êmbolo se aproxima da posição do centro morto superior (TDC), pelo menos uma válvula de exaustão pode ser aberta para liberar os gases comprimidos do cilindro para o tubo de distribuição de exaustão, impedindo que a energia armazenada nos gases comprimidos seja retornada para o motor no curso descendente de expansão subsequente. Ao fazer isso, o motor pode desenvolver uma força retardadora para ajudar a desacelerar o veículo.

[007] Durante a frenagem do motor do tipo de sangria, além de, ou no lugar do evento da válvula de exaustão principal, que ocorre durante o curso de exaustão do êmbolo, a válvula(s) de exaustão pode ser mantida ligeiramente aberta durante os três ciclos restantes do motor (freio de sangria de ciclo com pleto) ou durante uma porção dos três ciclos restantes do motor (freio de san gria de ciclo parcial). A sangria dos gases do cilindro para dentro e para fora do cilindro pode agir para retardar o motor. De forma geral, a abertura inicial da válvula(s) de frenagem (isto é, essas válvulas usadas para realizar a ação de frenagem) em uma operação de frenagem de sangria é antes do TDC de com pressão (isto é, a atuação precoce da válvula) e então o levantamento é manti do constante por um período de tempo. Como tal, um freio do motor do tipo de sangria pode exigir menor força para acionar a válvula(s) devido à atuação pre coce da válvula e gerar menos ruído devido à sangria contínua ao invés da rá pida descarga de um freio do tipo de liberação de compressão.

[008] Sistemas EGR podem permitir que uma porção dos gases de exaustão flua de volta para dentro do cilindro do motor durante a operação de força positiva, tipicamente resultando em uma quantidade reduzida de óxidos de nitrogênio (NOx) criados pelo motor durante as operações de força positiva. Um sistema EGR pode também ser usado para controlar a pressão e a tempe ratura no tubo de distribuição de exaustão e cilindro do motor durante os ciclos de frenagem do motor. Sistemas de EGR internos recircularão os gases de exaustão de volta para dentro do cilindro do motor através de uma válvula(s) de exaustão e/ou uma válvula(s) de admissão.

[009] Sistemas BGR podem permitir que uma porção dos gases de exaustão flua de volta para dentro do cilindro do motor durante a operação de frenagem do motor. A recirculação dos gases de exaustão de volta para dentro do cilindro do motor durante o curso de admissão, por exemplo, pode aumentar a massa dos gases no cilindro que ficam disponíveis para a frenagem de libe ração de compressão. Como resultado, BGR pode aumentar o efeito de frena- gem realizado pelo evento de frenagem.

[010] Freios de motor convencionais tipicamente têm um componente dedicado, tal como um braço oscilante ou alojamento que transfere o movimen to de um came de frenagem dedicado para a válvula de frenagem. Por exem plo, o freio do motor Cummins Engine Co. ISX15L tem um freio de braço osci lante dedicado onde a única finalidade é transferir os movimentos de frenagem do came de frenagem para a válvula de frenagem. Infelizmente, tais sistemas convencionais conhecidos exigem componentes dedicados e espaço extra para instalação.

SUMÁRIO

[011] A revelação atual descreve um aparelho para acionar a primeira e a segunda válvulas do motor associadas com um dado cilindro do motor. Em particular, o aparelho pode compreender um braço oscilante (que pode com preender um braço oscilante de exaustão ou de admissão) que recebe o movi mento de uma fonte de movimento de atuação de válvula primária em uma ex tremidade de recepção do movimento do braço oscilante. Um êmbolo mestre, residente dentro de um furo de êmbolo mestre formado no braço oscilante na extremidade de recepção do movimento, é configurado para receber o movi mento de uma fonte de movimento de atuação da válvula auxiliar. Um êmbolo escravo, residente dentro de um furo do êmbolo escravo formado no braço os cilante em uma extremidade de atuação da válvula do braço oscilante, é confi gurado para produzir o movimento de atuação da válvula auxiliar para a primei- ra válvula do motor. Um circuito hidráulico é fornecido no braço oscilante co nectando o furo do êmbolo mestre e o furo do êmbolo escravo, e uma válvula de retenção é disposta dentro do braço oscilante, configurada para fornecer o fluido hidráulico para o circuito hidráulico. Em várias modalidades, roletes do came/ressaltos ou esferas/soquetes podem ser utilizados para receber o mo vimento das fontes de movimento de ação da válvula primária e auxiliar, que, nesses casos, pode compreender cames ou hastes de depressão, respectiva mente. O furo do êmbolo mestre pode ser formado em uma bossa do êmbolo mestre estendida lateralmente do braço oscilante. Um atuador de válvula pri mária pode ser provido na extremidade de atuação da válvula do braço oscilan te tanto na primeira quanto na segunda válvula do motor. Em uma modalidade, o atuador de válvula primária fica localizado mais no sentido distal ao longo da extremidade de atuação da válvula do que o êmbolo escravo em relação à ex tremidade de recepção do movimento do braço oscilante. O braço oscilante pode ainda compreender um furo do eixo do braço oscilante e um orifício de abastecimento de fluido hidráulico posicionado em uma superfície do furo do eixo do braço oscilante. Uma passagem de abastecimento de fluido hidráulico pode providenciar a comunicação de fluido entre o orifício de abastecimento do fluido hidráulico e a válvula de retenção.

[012] Adicionalmente, as várias modalidades do aparelho podem ser incorporadas em um sistema, tal como um motor de combustão interna, com-preendendo o eixo do braço oscilante, a fonte do movimento de atuação da válvula primária e a fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar. O sis tema pode ainda compreender pelo menos um dispositivo de abastecimento de fluido configurado para fornecer o fluido hidráulico para a válvula de retenção, cujo dispositivo(s) de abastecimento de fluido pode operar sob a direção de um controlador adequado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[013] Os aspectos descritos nessa revelação são apresentados com particularidade nas reivindicações anexas. Esses aspectos se tornarão eviden tes pela consideração da descrição detalhada seguinte, observada em conjunto com os desenhos acompanhantes. Uma ou mais modalidades são agora des critas, por meio de exemplo somente, com referência aos desenhos acompa nhantes em que numerais de referência semelhantes representam elementos semelhantes e nos quais:

[014] A figura 1 é uma vista em perspectiva, direita, inferior de um apa relho de acordo com a revelação atual;

[015] A figura 2 é uma vista lateral direita de um aparelho de acordo com a revelação atual e ainda ilustrando vários componentes de um sistema com o qual o aparelho pode ser utilizado de forma benéfica;

[016] A figura 3 é uma vista superior de um aparelho de acordo com a revelação atual, e ainda ilustrando vários componentes de um sistema com o qual o aparelho pode ser utilizado de forma benéfica;

[017] A figura 4 é uma vista do corte transversal parcial superior de um aparelho de acordo com a revelação atual, e ainda ilustrando vários componen tes de um sistema com o qual o aparelho pode ser utilizado de forma benéfica;

[018] A figura 5 é uma vista do corte transversal parcial, superior, am pliada do aparelho ilustrado na figura 4, particularmente ilustrando aspectos de uma válvula de retenção e válvula de controle;

[019] A figura 6 é uma vista direita do corte transversal parcial de um aparelho de acordo com a revelação atual, particularmente ilustrando aspectos de um conjunto de êmbolo escravo;

[020] A figura 7 é uma vista direita do corte transversal parcial de um aparelho de acordo com a revelação atual, particularmente ilustrando aspectos de um conjunto de êmbolo mestre e

[021] As figuras 8 e 9 ilustram vários projetos de came e movimentos de válvula para operações de eventos de válvula exemplares de acordo com várias modalidades da revelação atual.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS PRESENTES MODALIDADES

[022] Com referência agora às figuras 1 a 3, uma modalidade exemplar de um aparelho 100 de acordo com a revelação atual é ilustrada. Em particular, o aparelho 100 compreende um braço oscilante 102 tendo uma extremidade de recepção de movimento 104 e uma extremidade de atuação de válvula 106. O braço oscilante 102 pode ser configurado como um braço oscilante de exaus tão ou um braço oscilante de admissão como uma questão de escolha de pro jeto. O braço oscilante 102 tem um furo do eixo do braço oscilante 108 formado nele, cujo furo é definido por uma superfície 110 e configurado para receber um eixo do braço oscilante 302 (figura 3). As dimensões do furo do eixo do braço oscilante 108 são escolhidas para permitir que o braço oscilante gire ao redor do eixo do braço oscilante. Um orifício de abastecimento de fluido hidráulico 112 é formado na superfície 110 e é posicionado para receber o fluido, tal co mo óleo do motor, fornecido por um canal de fluido de controle 304 formado no eixo do braço oscilante 302.

[023] A extremidade de recepção do movimento 104 do braço oscilante 102 é configurada para receber movimentos de atuação da válvula de ambas uma fonte do movimento de atuação da válvula primária 414 e uma fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar 416 (figura 4). Na modalidade ilustra da, os movimentos de atuação da válvula são recebidos através de um rolete de cames primário 114 e um rolete de cames auxiliar 116, como seria o caso onde as fontes do movimento de atuação da válvula primária e auxiliar 414, 416 compreendem cames residentes em um eixo de cames suspenso. Como mostrado, os roletes de cames 114, 116 podem ser presos no braço oscilante 102 via eixos do rolete de cames 118. Entretanto, como será verificado por aqueles tendo conhecimento na técnica, os roletes de cames 114, 116 podem ser substituídos, por exemplo, por ressaltos configurados para contatar um ca me suspenso. Em uma alternativa, como no caso onde as fontes do movimento de atuação da válvula primária e auxiliar 414, 416 compreendem hastes de de pressão, os roletes podem ser substituídos por uma realização de esfera ou de soquete. Ainda adicionalmente, pode ser desejável que o êmbolo mestre 120, descrito abaixo, receba diretamente o movimento de uma haste de depressão adequada, sem qualquer ressalto intermediário.

[024] Um aspecto da revelação atual é que o movimento de atuação da válvula auxiliar é recebido diretamente por um êmbolo mestre 120 residente dentro de uma bossa do êmbolo mestre 122 estendida lateralmente do braço oscilante 102. Em uma modalidade, a bossa do êmbolo mestre 122 é configu rada, tal que o êmbolo mestre 120 se alinha com a fonte do movimento de atu ação da válvula auxiliar 416, dessa forma facilitando a transmissão da direção do movimento de atuação da válvula auxiliar. Como mostrado, o êmbolo mestre 120 compreende uma extremidade 124 estendida para fora de um furo do êm bolo mestre 402 (figuras 4 e 7) configurado, no exemplo ilustrado, para suportar o rolete de cames auxiliar 116. Novamente, a extremidade 124 do êmbolo mes tre 120 pode ser configurada para receber o movimento de atuação da válvula auxiliar com base na implementação particular da fonte do movimento de atua ção da válvula auxiliar 416. Como mais bem ilustrado na figura 2, o êmbolo mestre 120 pode compreender um flange 202 tendo uma abertura para receber um parafuso de limite de movimento do êmbolo mestre 204. Por sua vez, o pa rafuso de limite de movimento do êmbolo mestre 204 pode ser montado em uma bossa do parafuso de limite 206 estendida, na modalidade ilustrada, abai- xo da bossa do êmbolo mestre 122. Uma mola de predisposição do êmbolo mestre 208 é fornecida para predispor o êmbolo mestre para dentro do furo do êmbolo mestre 402 quando o circuito hidráulico (mais completamente descrito abaixo) não está carregado, dessa forma impedindo que o êmbolo mestre 120 receba qualquer movimento da fonte do movimento de atuação da válvula auxi liar 416. Como aqueles versados na técnica verificarão, uma variedade de con figurações pode ser utilizada, por meio do que a mola de predisposição 208 pode predispor o êmbolo mestre 120 para dentro do furo do êmbolo mestre 402, sem perda de generalidade. Adicionalmente, o parafuso de limite de mo vimento do êmbolo mestre 204 serve para alinhar, no exemplo ilustrado, o role- te de cames auxiliar 116 com o eixo de carnes. Entretanto, é entendido que a função de limitação do movimento do parafuso de limite de movimento do êm bolo mestre 204 pode ser opcional se o eixo de cames auxiliar é projetado para seguir o evento principal para impedir a extensão excessiva do êmbolo mestre 120.

[025] Como ainda ilustrado nas figuras 1 a 6, o braço oscilante 102 po de compreender um alojamento do êmbolo escravo 126 disposto na extremida de de atuação da válvula 106 do braço oscilante 102. O alojamento do êmbolo escravo 126 tem um furo do êmbolo escravo 606 definido nele que, por sua vez, recebe um êmbolo escravo 604 (figura 6). Como mais bem mostrado na figura 2, o alojamento do êmbolo escravo 126 é configurado, tal que o êmbolo escravo 604 pode contatar diretamente um pino ponte 222 residente em uma ponte da válvula 220, dessa forma permitindo que o êmbolo escravo 604 acio ne uma primeira válvula do motor 230 independentemente de uma segunda válvula do motor 232. Como ainda mostrado na figura 2, uma pequena quanti dade de reforço (por exemplo, menos do que 1 mm) pode ser produzida entre o êmbolo escravo 604 e o pino ponte 222.

[026] Um atuador de válvula primária 128 é também disposto na extre midade de atuação da válvula 106 do braço oscilante 102. Na modalidade ilus trada, o atuador de válvula primária 128 compreende um assim chamado con junto de parafuso de “pata de elefante” (efoot) incluindo uma porca de ajuste de reforço 130. Esses tendo conhecimento na técnica verificarão que o atuador de válvula primária 128 pode ser realizado usando outros mecanismos bem co nhecidos para acoplar os movimentos de atuação da válvula com uma ou mais válvulas do motor. Como ainda ilustrado, o atuador de válvula primária 128 fica localizado de forma mais distal ao longo da extremidade de atuação da válvula 106 do braço oscilante do que o alojamento do êmbolo escravo 126 e, conse quentemente, do êmbolo escravo 604, em relação à extremidade de recepção do movimento 104 do braço oscilante 102. Entretanto, isso não é uma exigên cia, já que o atuador de válvula primária 128 pode ficar equidistante da extre midade de recepção do movimento 104 como o êmbolo escravo 604, ou até mesmo menos distante da extremidade de recepção do movimento 104 do que o êmbolo escravo 604.

[027] Ainda adicionalmente, um alojamento da válvula de controle 132 é fornecido no braço oscilante. Como mais bem mostrado nas figuras 1 e 3, o alojamento da válvula de controle 132 pode ficar alinhado transversalmente em relação a um eixo geométrico longitudinal do braço oscilante 102, embora isso não seja uma exigência. Como descrito em mais detalhes abaixo, o alojamento da válvula de controle 132, na modalidade ilustrada, envolve uma válvula de retenção usada para regular o fluxo do fluido hidráulico para dentro de um cir cuito hidráulico em comunicação de fluido com o furo do êmbolo mestre e o furo do êmbolo escravo.

[028] A figura 2, além de ilustrar o aparelho 100, também ilustra outros componentes do motor que, em combinação com o aparelho 100, podem for- mar um sistema para controlar a atuação das válvulas do motor 230, 232. Em particular, a figura 2 ilustra a fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar 416 realizada como um came 210 montado em um eixo de cames 214. Embora não ilustrado na figura 2, nessa modalidade, a fonte do movimento de atuação da válvula primária 414 também compreenderia um came montado em um eixo de cames. Como mostrado, tal came 210 pode compreender um ou mais lóbu los 212 (somente um mostrado para facilidade de ilustração) estendidos do cír culo de base do came 210. Como conhecido na técnica, os lóbulos 212 podem ser dimensionados, formados e posicionados para instigar qualquer um de vá rios movimentos da válvula projetados para atingir funções desejadas, por exemplo, eventos de exaustão principal, frenagem de liberação da compres são, frenagem de sangria, EGR, BGR ou outros eventos de válvula, tal como os movimentos VVA mencionados acima. É também observado que, na moda lidade ilustrada, o êmbolo mestre 120 é mostrado em uma posição retraída, isto é, a mola de predisposição 208 está predispondo o êmbolo mestre 120 para dentro do furo do êmbolo mestre 402, dessa forma impedindo qualquer transfe rência de movimento entre o came 210 e o êmbolo mestre 120. Aqueles tendo conhecimento na técnica verificarão, entretanto, que ao invés de predispor o êmbolo mestre 120 para dentro para impedir a transferência do movimento, também é possível predispor o êmbolo mestre 120 para fora e para contato contínuo com o 210. Nesse caso, o movimento concedido pelo came 210 no êmbolo mestre 120 sempre será perdido, exceto nesses casos nos quais o cir cuito hidráulico 406 está totalmente carregado, como descrito em mais detalhes abaixo.

[029] Como ainda mostrado na figura 2, o atuador de válvula primária 128 é ilustrada engatando uma ponte de válvula 220. Como conhecido na téc nica, a ponte de válvula 220 permite o movimento de atuação da válvula produ- zido pelo braço oscilante 102 (particularmente, esses movimentos de atuação da válvula recebidos via a fonte do movimento de atuação da válvula primário 414) a ser transmitido para ambas, a primeira e a segunda válvulas do motor 230, 232. Como descrito acima, a ponte de válvula 220 pode compreender um pino ponte 22 que permite a atuação da primeira válvula do motor 230 em vir tude dos movimentos de atuação aplicados na ponte de válvula 220 (que então engata os ressaltos 224 do pino ponte 222) ou diretamente no pino ponte 222, dessa forma permitindo o controle independente da primeira válvula do motor 230. Como será verificado por aqueles tendo conhecimento na técnica, é en tendido que as válvulas do motor 230, 232 podem compreender válvulas de admissão ou exaustão e que a válvula do motor independentemente acionada pelo êmbolo escravo 604 pode compreender uma válvula interna (tal como a primeira válvula do motor 230, como mostrado) ou uma válvula externa (tal co mo a segunda válvula do motor 232).

[030] Com referência agora à figura 3, componentes adicionais do mo tor são mostrados que, em combinação com o aparelho 100, podem formar um sistema para controlar a atuação das válvulas do motor 230, 232. Mais particu larmente, o aparelho 100 é mostrado montado em um eixo do braço oscilante 302. O eixo do braço oscilante pode incluir um canal do fluido de controle 304 formado nele, bem como um canal do fluido de lubrificação 306. Como conhe cido na técnica, o canal do fluido de lubrificação 306 é acoplado em vários orifí cios de saída no eixo do braço oscilante 302 permitindo que um lubrificante adequado, tal como óleo do motor, seja distribuído para o braço oscilante 102 e componentes relacionados. Em uma maneira similar, o canal do fluido de con trole 304 fornece um fluido hidráulico, tal como óleo do motor, para um circuito hidráulico 406 dentro do braço oscilante 102 (via o orifício de abastecimento do fluido hidráulico 112) como descrito em mais detalhes abaixo. Como mostrado, o fluido no canal do fluido de controle 304 pode ser regulado por um ou mais dispositivos de abastecimento de fluido 308 que são controlados, por sua vez, por um controlador 310.

[031] Por exemplo, o dispositivo(s) de abastecimento de fluido 308 po de compreender um solenoide adequado, como conhecido na técnica, que permite seletivamente o fluxo do fluido pressurizado (tipicamente, ao redor de 344,74 kPa (50 psig)) para dentro do canal do fluido de controle 304. O contro lador 310 pode compreender um dispositivo de processamento, tais como um microprocessador, microcontrolador, processador de sinal digital, coprocessa- dor ou semelhantes ou combinações deles capazes de executar instruções ar mazenadas ou arranjos lógicos programáveis ou semelhantes, como personifi cado, por exemplo, em uma unidade de controle do motor (ECU). Como co nhecido na técnica, o controlador 310 pode fornecer sinais elétricos adequados para o dispositivo(s) de abastecimento de fluido 308 para permitir ou restringir seletivamente o fluxo do fluido para dentro do canal do fluido de controle 304. Por exemplo, em uma modalidade, o controlador 310 pode ser acoplado em um dispositivo de entrada do usuário (por exemplo, uma chave, não mostrada) através do qual um usuário pode ter permissão para ativar um modo de opera ção de movimento desejado da válvula auxiliar. A detecção pelo controlador 310 da seleção do dispositivo de entrada do usuário pode então fazer com que o controlador 310 forneça os sinais necessários para o dispositivo(s) de abas tecimento de fluido 308 para permitir o fluxo do fluido no canal do fluido de con-trole 304. Alternativamente, ou adicionalmente, o controlador 310 pode ser acoplado em um ou mais sensores (não mostrados) que fornecem dados usa dos pelo controlador 310 para determinar como controlar o dispositivo(s) de abastecimento de fluido 308.

[032] Adicionalmente, é entendido que a regulação do fluido no canal do fluido de controle 304 pode ser fornecida em um nível global ou local. Isto é, no caso do controle global, um único dispositivo de abastecimento de fluido 308 pode ser fornecido que controla o abastecimento do fluido para um único canal do fluido de controle 304 que fornece, por sua vez, o fluido hidráulico para uma pluralidade de braços oscilantes associados com uma pluralidade de cilindros do motor. Alternativamente, no caso do controle local, um de uma pluralidade de dispositivos de abastecimento de fluido 308, cada um associado com um cilindro diferente, pode controlar o fluxo do fluido para dentro do canal do fluido de controle 304 que fornece, por sua vez, o fluido hidráulico para somente esse braço oscilante correspondendo com o cilindro associado. Embora a aborda gem global seja menos complexa para realizar, a abordagem local permite maior seletividade e controle sobre a operação de cilindros individuais do mo tor. Ainda adicionalmente, uma abordagem intermediária poderia ser utilizada, por meio da qual múltiplos dispositivos de abastecimento de fluido 308 são dis postos, mas cada um associado com e controlando o fluxo do fluido para um grupo de cilindros, ao invés de cilindros individuais.

[033] Com referência agora às figuras 4 a 7, os aspectos hidráulicos in ternos do aparelho 100 são ilustrados mais. Por clareza, é observado que as figuras 4 e 5 ilustram respectivamente um corte transversal parcial superior to mado ao longo do plano de corte IV-IV mostrado na figura 2 e uma vista do cor te transversal parcial superior ampliada do alojamento de controle 132 e com ponentes relacionados. As figuras 6 e 7 ilustram respectivamente vistas do cor te transversal lateral direito parcial tomadas ao longo dos planos de corte VI-VI e VII-VII, respectivamente, mostrados na figura 3. Como mais bem mostrado na figura 6, uma passagem de abastecimento de fluido hidráulico 602 é produzida no braço oscilante 102 entre o orifício de abastecimento do fluido hidráulico 112 e o alojamento da válvula de controle 132. Embora não mostrado, o orifício de abastecimento do fluido hidráulico 112 se alinha com uma saída de fluido no eixo do braço oscilante que, por sua vez, fica em comunicação de fluido com o canal do fluido de controle 304. Como descrito em mais detalhes abaixo, uma válvula de retenção dentro do alojamento da válvula de controle 132 controla o abastecimento do fluido hidráulico (quando presente), recebido da passagem de abastecimento do fluido hidráulico 602, para um circuito hidráulico 406. Na modalidade ilustrada, o circuito hidráulico 406 compreende um primeiro trecho 406a produzindo a comunicação de fluido entre o alojamento da válvula de controle 132 e o furo do êmbolo mestre 402 e um segundo trecho 406b produ zindo a comunicação de fluido entre o alojamento da válvula de controle 132 e o furo do êmbolo escravo 606.

[034] A figura 6 ainda ilustra o êmbolo escravo 604 residente dentro do furo do êmbolo escravo 606. Também é mostrada uma mola do êmbolo escra vo 608 que predispõe o êmbolo escravo 604 para dentro do furo do êmbolo escravo 606. Uma arruela 610 e anel retentor 612 são também fornecidos para reter a mola do êmbolo escravo 608 no furo do êmbolo escravo 606 e para permitir que o êmbolo escravo 604 se estenda para fora do furo 606 quando o circuito hidráulico 406 é carregado, como descrito em mais detalhes abaixo. Em uma modalidade, uma pequena quantidade de reforço (por exemplo, me nos do que 1 mm) pode ser produzida entre o êmbolo escravo 604 e o pino ponte 222 (ver figura 2). Em uma modalidade, a mola do êmbolo escravo 608 é selecionada, tal que o carregamento do circuito hidráulico 406 com fluido hi dráulico de pressão relativamente baixa (como fornecido, por exemplo, de um abastecimento de óleo comum) não fará com que, por si próprio, o êmbolo es-cravo 604 se estenda para fora do furo do êmbolo escravo 606 e, dessa forma, absorva o reforço produzido. Depois que o circuito hidráulico 406 está total mente carregado com o fluido hidráulico, somente as pressões comparativa- mente altas apresentadas pelo êmbolo mestre 120 para o êmbolo escravo 604 via o circuito hidráulico 406 serão suficientes para superar a predisposição apresentada pela mola do êmbolo escravo 608 e dessa forma absorver qual quer reforço produzido.

[035] Como mencionado previamente, uma válvula de retenção é for necida para abastecer o fluido hidráulico para dentro do circuito hidráulico 406. Uma modalidade particular disso é ilustrada na figura 5, na qual uma válvula de retenção, ilustrada por uma esfera da válvula de retenção 502 e mola da válvu la de retenção 504, é mostrada. A esfera da válvula de retenção 502 é predis posta pela mola da válvula de retenção 504 para contato com uma sede da válvula de retenção 506 que, por sua vez, é presa com um anel retentor 508. Como ainda mostrado, a válvula de retenção fica em comunicação de fluido com a passagem de abastecimento do fluido hidráulico 602. Na modalidade ilustrada, a válvula de retenção reside dentro de um êmbolo da válvula de con trole 510 que, por sua vez, é disposto dentro de um furo da válvula de controle 512 formado no alojamento da válvula de controle 132. Como ainda mostrado, uma mola da válvula de controle 520 é também disposta dentro do furo da vál vula de controle 512, por meio disso predispondo o êmbolo da válvula de con trole 510 para uma posição de repouso (isto é, para a esquerda na figura 5). Uma arruela 522 e anel retentor 424 podem ser fornecidos para reter a mola da válvula de controle 520 dentro do furo da válvula de controle 512 e, como des crito abaixo, para produzir um caminho para o fluido hidráulico escapar do alo jamento da válvula de controle 132.

[036] Quando presente, o fluido hidráulico é pressurizado suficiente mente para superar a predisposição da mola da válvula de retenção 504 fazen do a esfera da válvula de retenção 502 deslocar da sede 506, por meio disso permitindo o fluxo do fluido hidráulico para dentro de um furo transversal 514 formado no êmbolo da válvula de controle 510 e depois para dentro de um pri meiro canal anular da circunferência 516 também formado no êmbolo da válvu la de controle 510. Simultaneamente, a presença do fluido hidráulico na passa gem de abastecimento do fluido hidráulico 602 faz com que o êmbolo da válvu la de controle 510 supere a predisposição produzida pela mola da válvula de controle 520, dessa forma permitindo que o êmbolo da válvula de controle 510 desloque (para a direita na figura 5) até que o primeiro canal anular 516 se ali nhe substancialmente com um segundo canal anular da circunferência 518 formado na parede interior definindo o furo da válvula de controle 512. Depois que o primeiro e o segundo canais anulares 516, 518 ficam alinhados, o fluido hidráulico fica livre para fluir para dentro, e por meio disso carregar, o circuito hidráulico 406 que, como mostrado, fica em comunicação de fluido com o se gundo canal anular 518. Como mais bem mostrado nas figuras 6 e 7, o carre gamento do circuito hidráulico 406 com o fluido hidráulico fará com que o fluido hidráulico flua para dentro do furo do êmbolo escravo 606 e o furo do êmbolo mestre 402, dessa forma fazendo o êmbolo mestre 120 se estender para fora do seu furo. Depois que o circuito hidráulico tiver enchido, o gradiente de pres são através da esfera da válvula de retenção 502 igualará, dessa forma permi-tindo que a esfera da válvula de retenção 502 se acomode novamente e subs-tancialmente impedindo o escape do fluido hidráulico do circuito hidráulico 406. Dada a não compressibilidade relativa do fluido hidráulico, o circuito hidráulico carregado 406, em combinação com os furos do êmbolo escravo e mestre não cheios 606, 402, forma essencialmente uma conexão rígida entre o êmbolo mestre 120 e o êmbolo escravo 604, tal que o movimento aplicado no êmbolo mestre 120 (como produzido, por exemplo, pela fonte do movimento de atua ção da válvula auxiliar 416) é transferido para o êmbolo escravo 604.

[037] Quando o abastecimento do fluido hidráulico pressurizado é re- movido da passagem de abastecimento do fluido hidráulico 602, a diminuição na pressão apresentada para o êmbolo da válvula de controle 510 permite que a mola da válvula de controle 520 novamente predisponha o êmbolo da válvula de controle 510 de volta para sua posição de repouso. Por sua vez, isso faz com que a porção de diâmetro reduzido 526 do êmbolo da válvula de controle 510 se alinhe com o segundo canal anular 518, dessa forma permitindo que o fluido hidráulico dentro do circuito hidráulico 406 seja liberado. Em particular, a predisposição produzida no êmbolo escravo 604 e êmbolo mestre 120 pela mo la de predisposição do êmbolo escravo 608 e mola de predisposição do êmbolo mestre 208 respectivas será suficiente para fazer com que pelo menos uma porção do fluido hidráulico agora despressurizado seja expelido dos seus furos respectivos 606, 402 e, consequentemente, do circuito hidráulico 406. Pelo fato de que os êmbolos mestre e escravo 120, 604 então serão retraídos para den tro de seus furos respectivos 402, 606, nenhum movimento será recebido da fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar 416 ou transferido para a primeira válvula do motor 230.

[038] Embora uma válvula de retenção seja usada para manter o circui to hidráulico 406, quando carregado, suficientemente pressurizado, é observa do que a realização particular da válvula de controle ilustrada na figura 5 não é uma exigência para permitir a descarga do fluido hidráulico. Isto é, ao invés de contar com a operação de uma válvula de controle para permitir a liberação do fluido hidráulico, pode ser possível permitir um vazamento suficiente em outro lugar no circuito hidráulico 406 e/ou furos do êmbolo 402, 606 para permitir uma perda mais gradual do fluido hidráulico, dessa forma reduzindo a comple xidade. Entretanto, tal vazamento gradual estende o período de transição entre a descontinuação dos eventos da válvula auxiliar e a retomada de um modo de força positiva. Como ainda uma alternativa, um equilíbrio entre complexidade e tempo de transição pode ser atingido permitindo a saída do fluido hidráulico durante um movimento de evento principal, dessa forma reduzindo o tempo de transição observado sem a complexidade adicional de uma válvula de controle. Adicionalmente, embora uma única mola da válvula de controle 520 seja ilus trada na figura 5, aqueles tendo conhecimento comum na técnica verificarão que uma ou mais molas adicionais podem ser fornecidas para impedir a trans lação excessiva do êmbolo da válvula de controle 510 além do segundo canal anular 518. Embora uma parada rígida possa ser fornecida dentro do furo da válvula de controle 512 para essa finalidade, a presença de uma mola de válvu la de controle secundária pode também propiciar o benefício adicional de amor tecer os picos de pressão que possam ocorrer.

[039] A figura 8 é uma representação gráfica de movimentos exempla res da válvula de exaustão e projeto de came para uso na frenagem do motor CR e ilustrando como os eventos CR e BGR podem ser obtidos através da fon te do movimento de atuação da válvula auxiliar 416 enquanto ainda permitindo movimentos de exaustão do evento principal através da fonte do movimento de atuação da válvula primária 414. Isto é, como mostrado na figura 8, o evento de exaustão principal (grandes curvas centrais) reflete o perfil de levantamento do came primário quando transferido através do rolete de cames primário 114, en quanto que os eventos Cr e BGR (curvas menores em qualquer lado das cur vas centrais maiores) refletem o perfil de levantamento do came auxiliar quan do transferido através do rolete de cames auxiliar 116.

[040] Em uma modalidade, braços oscilantes de exaustão e admissão normais poderiam ser substituídos pelo aparelho 100 revelado aqui. Tal moda lidade pode ser benéfica em uma assim chamada realização de alta densidade de força (HPD), onde uma força de frenagem adicional é desejada. Nesse ca so, um circuito mestre/escravo/hidráulico, como descrito acima, é integrado não somente em um braço oscilante de exaustão, mas também em um braço osci lante de admissão. Nesse caso, é presumido que ambos os braços oscilantes de exaustão e admissão têm, cada um, suas próprias fontes do movimento de atuação de válvula primária e auxiliar, como descrito acima. Dessa forma, co mo no caso onde as fontes do movimento são realizadas como cames, dois lóbulos do came de frenagem são fornecidos na extremidade de recepção do movimento de cada braço oscilante. Nesse caso, os braços oscilantes de ad missão e exaustão são conjuntamente montados em um eixo oscilante comum. Assumindo tal realização, a figura 9 é uma representação gráfica dos movimen tos da válvula e do came, similar à figura 8, durante a operação de um sistema HPD exemplar. Como mostrado na figura 9, essa realização fornece não so mente o evento de exaustão principal (curvas centrais maiores) e os primeiros eventos CR/BGR (curvas menores em qualquer extremidade do gráfico ilustra do), mas também os segundos eventos CR/BGR (curvas menores sobrepondo com as curvas do evento principal).

[041] Como descrito acima, um aparelho de frenagem de motor melho rado e sistema são descritos aqui, dessa forma permitindo que as desvanta gens e os problemas dos dispositivos atualmente disponíveis sejam superados. Isso é obtido através da provisão de êmbolos mestre e escravo integrados, bem como um circuito hidráulico em um braço oscilante único para eliminar a necessidade de um componente dedicado, tal como um oscilador, para produ zir os movimentos necessários da válvula. Uma vantagem particular de tal con figuração é a redução do número de componentes e o acondicionamento mais fácil nas configurações de motor onde o espaço para os componentes dedica dos não está disponível. Por pelo menos essas razões, as técnicas acima des critas representam um avanço sobre os ensinamentos da técnica anterior.

[042] Embora modalidades preferidas particulares tenham sido mostra- das e descritas, aqueles versados na técnica verificarão que mudanças e modi ficações podem ser feitas sem se afastar dos ensinamentos atuais. Portanto, é considerado que quaisquer e todas as modificações, variações ou equivalentes dos ensinamentos acima descritos fiquem dentro do escopo dos princípios bá sicos essenciais revelados acima e reivindicados aqui.

Claims

1. Aparelho (100) para acionar a primeira e a segunda válvulas do mo tor (230, 232) associadas com um cilindro do motor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um braço oscilante (102) configurado para ser disposto em um eixo do braço oscilante (302) e para acionar a primeira e a segunda válvulas do motor e ainda configurado em uma extremidade de recepção do movimento (104) do braço oscilante para receber o movimento de uma fonte do movimento de atu ação de válvula primária (414); um êmbolo mestre (120) disposto em um furo de êmbolo mestre (402) na extremidade de recepção do movimento (104) do braço oscilante e configu rado, em uma extremidade (124) do êmbolo mestre estendida para fora do furo do êmbolo mestre, para receber o movimento de uma fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar (416), um êmbolo escravo (126) disposto em um furo do êmbolo escravo (606) em uma extremidade de atuação da válvula (106) do braço oscilante oposta à extremidade de recepção do movimento do braço oscilante, o êmbolo escravo configurado para produzir o movimento de atuação da válvula auxiliar para somente a primeira (230) das primeira e segunda válvulas do motor, um circuito hidráulico (406) dentro do braço oscilante e uma válvula de retenção (502, 504) disposta no braço oscilante e con-figurada para fornecer o fluido hidráulico para o circuito hidráulico, em que o circuito hidráulico conecta o furo do êmbolo mestre e o furo do êmbolo escravo.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o êmbolo mestre está em uma porção da extremidade de recepção do movimento do braço oscilante separado daquela porção da extremidade de recepção do movimento do braço oscilante configurado para receber movimen to da fonte do movimento de atuação de válvula primária.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o braço oscilante ainda compreende, na extremidade de recepção do movimento do braço oscilante, um rolete de cames ou ressalto (114) confi gurado para receber o movimento da fonte do movimento de atuação da válvu la primária.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o êmbolo mestre compreende, na extremidade do êmbolo mestre estendida para fora do furo do êmbolo mestre, um rolete de cames ou ressalto (116) configurado para receber o movimento da fonte do movimento de atua ção da válvula auxiliar.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o braço oscilante ainda compreende um atuador de válvula primária (128) na extremidade de atuação da válvula do braço oscilante, em que o atua- dor de válvula primária fica localizado mais no sentido distal do que o êmbolo escravo em relação à extremidade de recepção do movimento do braço osci lante.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula de retenção é disposta dentro de uma válvula de controle (132), a válvula de controle disposta dentro de um furo da válvula de controle (512) do braço oscilante e em que o circuito hidráulico conecta o furo do êmbo lo mestre, o furo do êmbolo escravo e o furo da válvula de controle.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o braço oscilante é um braço oscilante de exaustão.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o braço oscilante é um braço oscilante de admissão.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende: uma mola de predisposição (608) configurada para predispor o êmbolo mestre para dentro do furo do êmbolo mestre.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pe lo fato de que ainda compreende: uma mola de predisposição configurada para predispor o êmbolo mes tre para fora do furo do êmbolo mestre.

11. Sistema para acionar a primeira e a segunda válvulas do motor as-sociadas com o cilindro do motor, CARACTERIZADO pelo fato de que com preende: o aparelho definido na reivindicação 1, o eixo do braço oscilante, a fonte do movimento de atuação da válvula primária e a fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pe lo fato de que a fonte do movimento de atuação da válvula primária e a fonte do movimento de atuação da válvula secundária compreendem hastes de depres são, o braço oscilante ainda compreendendo, na extremidade de recepção do movimento do braço oscilante, uma esfera primária ou soquete configurado para receber o movimento da fonte do movimento de atuação da válvula primá ria e o êmbolo mestre compreendendo, na extremidade do êmbolo mestre es tendida para fora do furo do êmbolo mestre, uma esfera auxiliar ou soquete configurado para receber o movimento da fonte do movimento de atuação da válvula auxiliar.