BR112021010567A2 - Sistema de atuação de válvula compreendendo dois braços oscilantes e um mecanismo de colapso - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE ATUAÇÃO DE VÁLVULA COMPREENDENDO DOIS BRAÇOS OSCILANTES E UM MECANISMO DE COLAPSO. Um sistema de atuação de válvula para atuar pelo menos uma válvula de motor compreende um primeiro meio braço oscilante configurado para receber movimentos de atuação de válvula principal de uma fonte de movimento de atuação de válvula principal e um segundo braço oscilante configurado para atuar pelo menos uma válvula de motor. Um mecanismo de colapso também é fornecido e configurado em relação ao primeiro meio braço oscilante e ao segundo braço oscilante, em um primeiro estado de mecanismo de colapso, para transmitir movimentos de atuação de válvula principal do primeiro meio braço oscilante para o segundo braço oscilante e, em um segundo estado de mecanismo de colapso, para evitar transporte de movimentos de atuação de válvula principal do primeiro meio braço oscilante para o segundo braço oscilante. O mecanismo de colapso pode ser disposto no primeiro meio braço oscilante ou no segundo braço oscilante, onde o braço oscilante não incluindo o mecanismo de colapso é fornecido com uma superfície de contato de mecanismo de colapso.

Description

“SISTEMA DE ATUAÇÃO DE VÁLVULA COMPREENDENDO DOIS BRAÇOS OSCILANTES E UM MECANISMO DE COLAPSO” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente US Provisório copendente Nº de série 62/776.935 intitulado “VALVE ACTUATION

SYSTEM COMPRISING TWO ROCKER ARMS AND A COLLAPSING MECHANISM” e depositado em 7 de dezembro de 2018, cujos ensinamentos são incorporados neste documento por este por referência. O presente pedido também se refere ao pedido copendente intitulado “VALVE ACTUATION SYSTEM COMPRISING AT LEAST TWO ROCKER ARMS AND A ONE-WAY COUPLING MECHANISM” tendo número de arquivo de procurador JVSPP090US, depositado na mesma data deste.

CAMPO

[002] A presente divulgação se refere geralmente a sistemas de atuação de válvula em motores de combustão interna e, em particular, a um sistema de atuação de válvula com base em dois braços oscilantes e um mecanismo de colapso.

ANTECEDENTES

[003] Sistemas de atuação de válvula para uso em motores de combustão interna são bem conhecidos na técnica. Alguns sistemas de atuação de válvula são capazes de fornecer os chamados movimentos de atuação de válvula auxiliares, isto é, movimentos de atuação de válvula diferentes de ou em adição aos movimentos de atuação de válvula usados para operar um motor em um modo de produção de energia positivo através da combustão de combustível (frequentemente referidos como movimentos de atuação de válvula principais). Tais movimentos de atuação de válvula auxiliares incluem, mas não estão limitados a, freio de motor de liberação de compressão no qual cilindros de um motor são operados em um estado sem combustível para agir essencialmente como compressores de ar, desse modo proporcionando energia de retardo de veículo através do trem de acionamento do veículo. O chamado freio de motor de liberação de compressão de alta densidade de potência (HPD) fornece dois eventos de liberação de compressão para cada ciclo do motor, o que fornece elevada potência de retardo em comparação com sistemas de liberação de compressão da técnica anterior, onde apenas um único evento de liberação de compressão é fornecido para cada ciclo do motor. Em tais sistemas HPD, é necessário permitir que os movimentos de atuação de válvula principais sejam “perdidos” (não transmitidos para as válvulas do motor) em favor dos movimentos de atuação de válvula auxiliares que implementam a frenagem do motor HPD.

[004] Para facilitar perda dos movimentos de evento principais, sistemas de atuação de válvula HPD são conhecidos por incorporarem um mecanismo de colapso em uma ponte de válvula, conforme descrito, por exemplo, na Patente US

8.936.006 e/ou na Publicação de Pedido de Patente US 2014/0245992. Nesses sistemas da técnica anterior, o mecanismo de colapso compreende um mecanismo de travamento controlado hidraulicamente que, em um estado travado mecanicamente, permite que movimentos de atuação de válvula sejam transmitidos através da ponte de válvula e, em um estado destravado mecanicamente, faz com que o mecanismo de colapso absorva quaisquer movimentos de atuação da válvula aplicados, desse modo evitando seu transporte através da ponte de válvula.

[005] Além disso, a fim de melhorar eficiência de combustível e reduzir emissão do tubo de escape, dentre outros benefícios, a chamada desativação de cilindro (CDA) é uma característica desejável em muitos motores de combustão interna. Também podem ser utilizadas pontes de válvula em colapso para este fim.

[006] No entanto, em alguns casos, um mecanismo de colapso implantado em uma ponte de válvula não é viável (por exemplo, devido à falta de espaço suficiente ou uso de uma ponte de válvula guiada que não pode acomodar um mecanismo de colapso) ou uma ponte de válvula não é desejada. Consequentemente, sistemas de atuação de válvula que facilitam o fornecimento de CDA e/ou atuação de válvula auxiliar, tal como freio de motor convencional ou HPD, representariam um avanço bem-vindo da técnica.

SUMÁRIO

[007] As deficiências acima mencionadas de soluções da técnica anterior são tratadas através do fornecimento de um sistema para atuar pelo menos uma válvula de motor compreendendo um primeiro meio braço oscilante configurado para receber movimentos de atuação de válvula principais de uma fonte de movimento de atuação de válvula principal e um segundo braço oscilante configurado para atuar a pelo menos uma válvula de motor. Um mecanismo de colapso também é fornecido e configurado em relação ao primeiro meio braço oscilante e ao segundo braço oscilante, em um primeiro estado de mecanismo de colapso, para transmitir movimentos de atuação de válvula principal do primeiro meio braço oscilante para o segundo braço oscilante e, em um segundo estado de mecanismo de colapso, para evitar transporte de movimentos de atuação de válvula principal do primeiro meio braço oscilante para o segundo braço oscilante. O mecanismo de colapso pode ser disposto no primeiro meio braço oscilante ou no segundo braço oscilante, onde o braço oscilante não incluindo o mecanismo de colapso é fornecido com uma superfície de contato de mecanismo de colapso e, em uma modalidade adicional, o mecanismo de colapso pode compreender um mecanismo de travamento hidraulicamente controlado. O primeiro meio braço oscilante pode compreender uma superfície de contato de elemento resiliente configurada para engatar cooperativamente com um elemento resiliente para desviar o primeiro meio braço oscilante para contato com a fonte de movimento de atuação de válvula principal. Qualquer do primeiro meio braço oscilante ou do segundo braço oscilante pode compreender um ajustador de chicote hidráulico. Neste caso, um limitador de deslocamento também pode ser fornecido para limitar uma força de desvio aplicada pelo mecanismo de colapso no ajustador de chicote hidráulico.

[008] Em uma modalidade, o segundo braço oscilante é um segundo meio braço oscilante. Nessa modalidade, o sistema pode compreender ainda um elemento resiliente, disposto entre o primeiro meio braço oscilante e o segundo braço oscilante para desviar o primeiro meio braço oscilante para contato com a fonte de movimento de atuação de válvula principal.

[009] Em outra modalidade, o segundo braço oscilante é configurado adicionalmente para receber movimentos de atuação de válvula auxiliar de uma fonte de movimento de atuação de válvula auxiliar. Nessa modalidade, o segundo braço oscilante pode compreender um atuador controlado hidraulicamente configurado em relação ao segundo braço oscilante e a pelo menos uma válvula de motor, em um primeiro estado de atuador, para transmitir movimentos de atuação de válvula auxiliar do segundo braço oscilante para a pelo menos uma válvula de motor e, em um segundo estado de atuador, para evitar transporte dos movimentos de atuação de válvula auxiliar do segundo braço oscilante para a pelo menos uma válvula de motor. Além dessa modalidade, a fonte de movimento de atuação de válvula principal pode compreender um came tendo pelo menos uma rampa de fechamento de círculo de sub-base configurada para controlar velocidade de fechamento da pelo menos uma válvula de motor quando o mecanismo de colapso está operando no primeiro estado de mecanismo de colapso e o o atuador está operando no primeiro estado de atuador. Além disso, a fonte de movimento de atuação de válvula principal pode compreender um came tendo pelo menos um círculo de sub-base configurado para permitir extensão do atuador controlado hidraulicamente enquanto o mecanismo de colapso está no primeiro estado de mecanismo de colapso, de modo que o segundo braço oscilante transmita simultaneamente os movimentos de atuação de válvula principal e os movimentos de atuação de válvula auxiliar. Um sistema de acordo com essa modalidade pode compreender ainda um sistema de controle configurado para fazer a transição do atuador controlado hidraulicamente do segundo estado de atuador para o primeiro estado de atuador antes de fazer a transição do mecanismo de colapso do primeiro estado de mecanismo de colapso para o segundo estado de mecanismo de colapso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[010] As características descritas nesta divulgação são estabelecidas com particularidade nas reivindicações anexas. Esses recursos e vantagens de atendimento se tornarão aparentes a partir da consideração da seguinte descrição detalhada, tomada em conjunto com os desenhos anexos. Uma ou mais modalidades são agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, em que números de referência semelhantes representam elementos semelhantes e nos quais:

[011] FIG. 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de atuação de válvula de acordo com uma primeira modalidade da presente divulgação;

[012] FIGs. 2-4 são respectivas vistas isométrica de topo, isométrica de fundo e em seção transversal lateral de um exemplo de um sistema de atuação de válvula de acordo com a modalidade da FIG. 1;

[013] FIG. 5 é uma ilustração esquemática de um sistema de atuação de válvula de acordo com uma segunda modalidade da presente divulgação;

[014] FIG. 6 é uma vista isométrica superior direita de um exemplo de um sistema de atuação de válvula de acordo com a modalidade da FIG. 5;

[015] FIG. 7 é uma vista superior de um exemplo de um sistema de atuação de válvula de acordo com a modalidade da FIG. 5; e

[016] FIG. 8 é uma vista isométrica superior esquerda de um exemplo de um sistema de atuação de válvula de acordo com a modalidade da FIG. 5; e

[017] FIG. 9 é uma vista lateral em seção transversal direita tomada ao longo da linha de seção IX-IX na FIG. 6 de um exemplo de um sistema de atuação de válvula de acordo com a modalidade da FIG. 5; e

[018] FIG. 10 é uma vista lateral em seção transversal esquerda tomada ao longo da linha de seção X-X na FIG. 6 de um exemplo de um sistema de atuação de válvula de acordo com a modalidade da FIG. 5; e

[019] FIG. 11 ilustra movimentos de válvula de escape para uma fonte de movimento de atuação de válvula principal de acordo com a presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS PRESENTES MODALIDADES

[020] FIG. 1 ilustra esquematicamente um sistema de atuação de válvula 101 compreendendo um primeiro braço oscilante 104 e um segundo braço oscilante 106 que podem ser seletivamente acoplados juntos, de modo que movimentos de atuação de válvula fornecidos por uma fonte de movimento de atuação de válvula principal 102 sejam transmitidos para uma ou mais válvulas de motor 108 (associadas a um cilindro 109 de um motor de combustão interna 100) via o primeiro e segundo braços oscilantes 104, 106. Alternativamente, o primeiro e o segundo braços oscilantes 104, 106 podem ser seletivamente desacoplados um do outro, de modo que os movimentos de atuação de válvula aplicados ao primeiro braço oscilante 104 não sejam transmitidos para o segundo braço oscilante 106, isto é, os movimentos de atuação de válvula sejam perdidos. Como conhecido na técnica, as válvulas de motor 108 podem compreender válvulas de admissão, válvulas de escape ou válvulas auxiliares e, em uma modalidade, sistemas de atuação de válvulas separados 101 podem ser fornecidos separadamente para diferentes tipos de válvula de motor associados a um único cilindro, por exemplo, um caso de um sistema de atuação de válvula 101 para válvulas de admissão de um cilindro e outro caso de um sistema de atuação de válvula 101 para válvulas de escape desse mesmo cilindro.

[021] Conforme usado neste documento, o termo "acoplado" se refere à comunicação suficiente entre componentes, de modo que pelo menos uma porção dos movimentos de atuação de válvula aplicados a um dos componentes seja transportada para o outro componente, sem necessariamente exigir uma conexão fixa ou bidirecional, e o termo "desacoplado" se refere a uma falta ou comunicação insuficiente entre componentes, de modo que movimentos de atuação de válvula não sejam transmitidos via esses componentes. Assim, por exemplo, componentes que simplesmente contatam uns com os outros podem ser acoplados na medida em que o transporte de movimentos de atuação de válvulas de um componente para outro seja alcançado. Alternativamente, componentes que contatam uns com os outros, mas que não resultam em transmissão de movimentos de atuação de válvula de um componente para outro (como no caso, por exemplo, de um mecanismo de travamento destravado como descrito neste documento) são desacoplados. Como ainda outra alternativa, desacoplamento pode resultar do estabelecimento de uma quantidade suficiente de folga ou espaço de amarração entre dois componentes de modo que todos os movimentos de atuação de válvula aplicados a um dos componentes sejam perdidos antes da transmissão para o outro componente. No entanto, o estabelecimento de um espaço de amarração entre dois componentes que ainda resulta na transmissão de alguns, mas não todos, os movimentos de atuação de válvula aplicados ainda são considerados como um acoplamento entre esses componentes.

[022] Independentemente, acoplamento/desacoplamento do primeiro e do segundo braços oscilantes 104, 106 pode ser obtido pelo uso do mecanismo de colapso 110, 112 implantado dentro de cada um do primeiro ou do segundo braço oscilante 104, 106, conforme ilustrado. Observem que, apesar de ilustrar configurações alternativas do mecanismo de colapso 110, 112 na FIG. 1, apenas um único mecanismo de colapso é fornecido no sistema 101. Em uma modalidade atualmente preferida, o mecanismo de colapso 110 é implantado dentro do primeiro braço oscilante 104. O mecanismo de colapso 110, 112 pode compreender um mecanismo de travamento atuado hidraulicamente do tipo descrito na Patente US

9.790.824, cujos ensinamentos são incorporados neste documento por esta referência (exemplos dos quais são ilustrados abaixo com referência às FIGs. 4 e 10). Alternativamente, em vez de depender de um mecanismo de travamento mecânico, o mecanismo de colapso poderia ser implementado usando uma válvula de controle, como conhecido na técnica, para criar um volume aprisionado de fluido hidráulico que faz com que um pistão ou componente semelhante seja rigidamente mantido em uma posição estendida, mas que de outra forma retrai quando o volume aprisionado de fluido hidráulico é liberado. Além disso, aqueles versados na técnica apreciarão que o mecanismo de colapso não precisa ser restrito a dispositivos atuados hidraulicamente, mas, em vez disso, pode ser implementado pneumaticamente ou eletromagneticamente.

[023] Independentemente de como ele é implementado, o mecanismo de colapso 110, 112 pode ser mantido em um primeiro estado de mecanismo de colapso no qual o primeiro e o segundo braços oscilantes 104, 106 são acoplados, ou em um segundo estado de mecanismo de colapso no qual o primeiro e o segundo braços oscilantes 104, 106 estão desacoplados. Como todos os movimentos de atuação da válvula são perdidos quando o mecanismo de colapso 110, 112 é operado no segundo estado de mecanismo de colapso, o cilindro 109 pode ser mantido em um estado desativado, isto é, incapaz de produzir energia positiva.

[024] Conforme mostrado adicionalmente na FIG. 1, um sistema de controle 114 é fornecido para controlar transição do mecanismo de acoplamento 110, 112 do primeiro estado do mecanismo de colapso para o segundo estado do mecanismo de colapso e vice-versa. Por exemplo, onde o mecanismo de colapso 110, 112 compreende um mecanismo de travamento controlado hidraulicamente, o sistema de controle 114 pode compreender uma unidade de controle de motor (ECU) adequada, como conhecido na técnica, em comunicação com um ou mais solenoides de alta velocidade, também como conhecido na técnica. Neste caso, a ECU pode controlar um solenoide de alta velocidade para fornecer fluido hidráulico ou para restringir fluxo de fluido hidráulico para o mecanismo de colapso 110, 112, desse modo controlando o estado de operação do mecanismo de colapso. Na medida em que um dado motor 100 pode compreender múltiplos sistemas de atuação de válvula 101 (correspondendo a tipos de válvula separados em um único cilindro e/ou através de múltiplos cilindros no motor), a ECU pode comunicar para este propósito com um único solenoide que controla fluido hidráulico fluido para uma pluralidade de sistema de atuação de válvula 101, ou múltiplos solenoides que controlam cada um sistemas de atuação de válvula individuais 101 ou subgrupos de sistemas de atuação de válvula 101.

[025] Um exemplo de um sistema de atuação de válvula de acordo com o sistema 101 ilustrado na FIG. 1 é ainda ilustrado em relação às FIGs. 2-4. Como mostrado, nesta modalidade, o primeiro e o segundo braços oscilantes 204, 206 compreendem, cada um, um meio braço oscilante disposto de forma rotativa em um eixo oscilante (não mostrado). No caso do primeiro braço oscilante 204, o meio braço oscilante compreende um seguidor adequado 302 (um seguidor de rolo é ilustrado na FIG. 4) configurado para receber movimentos de atuação de válvula de uma fonte de movimento de atuação de válvula na forma de cames residindo em um eixo de cames (não mostrado), como conhecido na técnica. Como mais bem mostrado na FIG. 3, o segundo braço oscilante 206 é em forma de U e compreende dois braços 304, 306, cada um tendo uma abertura de eixo oscilante 216 (apenas uma mostrada) para receber um eixo oscilante. Os braços 304, 306 são unidos juntos em suas extremidades distais (em relação às suas respectivas aberturas de eixo de braço oscilante) por um elemento transversal 308 de modo que os braços

304, 306 sejam forçados a mover em uníssono. Como mostrado, os braços 304, 306 do segundo braço oscilante 206 são espaçados um do outro para fornecer espaço suficiente para o primeiro braço oscilante 204 encaixar entre os mesmos. Uma porção 204a do primeiro braço oscilante 204 define uma abertura de eixo oscilante semelhante (não mostrada). O segundo braço oscilante 206 compreende uma saliência de contato 218 que fornece, como mais bem mostrado na FIG. 4, uma superfície de contato de mecanismo de colapso 404, a operação da qual é descrita em mais detalhes abaixo. Da mesma forma, um par de saliências de válvula de motor 210, 212 é fornecido no segundo braço oscilante 206, cujas saliências 210, 212 são configuradas para alinharem com um par de válvulas de motor (não mostrado). Articulações 211, 213 podem se estender para baixo a partir das saliências de válvula de motor correspondentes 210, 212 para contato com as válvulas de motor. Em uma modalidade, cada uma das saliências de válvula 210, 212 pode compreender um ajustador de chicote hidráulico, como conhecido na técnica. Nesse caso, o segundo braço oscilante 206 incluirá passagens hidráulicas para fornecer um abastecimento contínuo de fluido hidráulico para os ajustadores de chicote hidráulico.

[026] Como mais bem mostrado na FIG. 4, o primeiro braço oscilante 204 compreende um mecanismo de colapso 402 disposto dentro de um furo 401 formado no primeiro braço oscilante 204, cujo mecanismo de colapso 402 estabelece contato com a superfície de contato do mecanismo de colapso 404. Em particular, o mecanismo de colapso 402 ilustrado na FIG. 4 é um mecanismo de travamento atuado hidraulicamente compreendendo um alojamento 410 disposto no furo 401. O alojamento 410 é retido fixamente no furo de alojamento 401, por exemplo, por meio de um engate roscado, encaixe de interferência encaixe deslizante com um anel de retenção entre o alojamento 410 e o furo de alojamento 401. Embora o alojamento 410 seja fornecido na modalidade ilustrada, entende-se que as característica do alojamento 410 descritas neste documento podem ser fornecidas diretamente no corpo do terceiro braço oscilante 700. Independentemente, por sua vez, o alojamento 410 compreende um furo 411 tendo um êmbolo externo 412 disposto de forma deslizante no mesmo. Uma extremidade do êmbolo externo 412 se estendendo para fora do furo 401 é terminada por uma tampa 422 tendo uma esfera 422 e articulação 424, que coletivamente estabelecem contato com a superfície de contato do mecanismo de colapso 404, como mostrado. O êmbolo externo 412 também tem um furo 413 com um êmbolo interno 414 disposto de forma deslizante no mesmo. Na modalidade ilustrada, uma mola de travamento 420 desvia o êmbolo interno 414 para o furo de êmbolo externo 413. Contanto que a força de desvio fornecida pela mola de travamento 420 seja sem oposição, o êmbolo interno 414 é desviado para o furo do êmbolo externo 413, fazendo com que os elementos de travamento 416 se estendam através de aberturas formadas nas paredes laterais do êmbolo externo 412. Como mostrado adicionalmente, o alojamento 410 tem um recesso externo 418 formado em uma parede interna do mesmo. Quando os elementos de travamento 416 são estendidos e alinhados com o recesso externo 418, o êmbolo externo 412 é mecanicamente impedido de deslizar dentro do furo de alojamento 411, isto é, é travado em relação ao alojamento 410, de modo que o êmbolo externo 412 seja mantido em uma posição estendida, independentemente de quaisquer movimentos de atuação de válvula aplicados ao primeiro braço oscilante 204. Consequentemente, quaisquer movimentos de atuação de válvula aplicados ao primeiro braço oscilante 204 são transmitidos através do mecanismo de colapso 402 e da superfície de contato de mecanismo de colapso 404 para o segundo braço oscilante 206, isto é, o mecanismo de colapso é operado no primeiro estado de mecanismo de colapso.

[027] O alojamento 410 também compreende um canal anular 430 formado em uma superfície de parede lateral externa do mesmo e aberturas radiais 432 se estendendo através da parede lateral do mesmo que pode receber fluido hidráulico de passagens (não mostradas) formadas no primeiro braço oscilante 204. O fluido hidráulico assim fornecido pode ainda ser encaminhado para o furo do êmbolo externo 413 (via aberturas no êmbolo externo 413 não mostradas) de modo que a pressão aplicada pelo fluido hidráulico neutralize o desvio fornecido fornecida pela mola de travamento 420 e ainda faça o êmbolo interno 414 deslizar para fora do furo de êmbolo externo 413. Ao fazê-lo, uma porção de diâmetro reduzido do êmbolo interno 414 alinha com os elementos de travamento 416, desse modo permitindo que os elementos de travamento 416 retraiam e desengatem do recesso externo

418. Neste estado, o êmbolo externo 412 é deixado deslizar mais para o furo de alojamento 411, isto é, ele está destravado. Consequentemente, quaisquer movimentos de atuação de válvula aplicados ao primeiro braço oscilante 204 não são transmitidos através do mecanismo de colapso 402 para o segundo braço oscilante 206 na medida em que tais movimentos simplesmente fazem com que o êmbolo externo 412 alterne dentro do furo de alojamento 410, isto é, o mecanismo de colapso é operado no segundo estado de mecanismo de colapso.

[028] Conforme observado acima, ajustadores de chicotes hidráulicos podem ser fornecidos nos sistemas descritos neste documento. Em uma modalidade, um limitador de deslocamento pode ser fornecido para limitar um desvio aplicado pelo mecanismo de colapso 402, quando no segundo estado de mecanismo de colapso (isto é, destravado), no(s) ajustador(es) de chicote hidráulico. Um exemplo do uso de um ajustador de chicote hidráulico e limitador de deslocamento é descrito em mais detalhes abaixo em relação à FIG. 10. No entanto, entende-se que os princípios aqui descritos podem ser igualmente aplicados a qualquer uma das modalidades aqui descritas.

[029] Como mostrado adicionalmente nas FIGS. 2-4, um elemento resiliente 214 (tal como uma mola de compressão, como mostrado) pode ser fornecido entre o primeiro e o segundo braços oscilantes 204, 206. Como mais bem mostrado na FIG. 4, o elemento resiliente 214 está disposto em torno do êmbolo externo 412, da tampa 422, da esfera 422 e da articulação 424 e ainda encosta no primeiro braço oscilante 204 em uma extremidade e o segundo braço oscilante 206 em sua outra extremidade. Nessa modalidade, a extremidade do elemento resiliente 214 encosta no segundo braço oscilante 206 na superfície de contato de mecanismo de colapso 404, embora aqueles versados na técnica apreciarão que isso não é um requisito. Assim configurado, o elemento resiliente 214 desvia o primeiro braço oscilante 204 para longe do segundo braço oscilante 206 e para contato com a fonte de movimento.

[030] Mais uma vez, é notado que a implantação do mecanismo de colapso 402 e da superfície de contato do mecanismo de colapso 404 correspondente pode ser revertida da configuração ilustrada nas FIGs. 2-4, isto é, o mecanismo de colapso 402 pode ser fornecido no segundo braço oscilante 206 e a superfície de contato de mecanismo de colapso 404 fornecida no primeiro braço oscilante 204.

[031] Com referência agora à segunda modalidade ilustrada esquematicamente na FIG. 5, um sistema 501 compreende um primeiro braço oscilante 504 e um segundo braço oscilante 506. Neste caso, o primeiro braço oscilante 504 é mais uma vez um meio braço oscilante configurado para receber movimentos de atuação de válvula de uma fonte de movimento de atuação de válvula principal 502. Conforme usado neste documento, o descritor "principal" se refere a movimentos de atuação de válvula que são usados durante um estado de geração de energia positiva da operação do motor. Por outro lado, o segundo braço oscilante 506 é configurado para receber movimentos de atuação de válvula de uma fonte de movimento de atuação de válvula auxiliar 520 e é ainda configurado para transmitir movimentos de atuação de válvula principal e/ou auxiliar para uma ou mais válvulas de motor 108. Conforme usado neste documento, o descritor "auxiliar" se refere a movimentos de atuação de válvula que são usados durante um estado de operação de motor que é adicional ou no lugar de geração de energia positiva, por exemplo, para vários tipos de frenagem de motor, fechamento tardio de válvula de admissão (LIVC), abertura antecipada de válvula de escape (EEVO), etc. Como no caso da primeira modalidade ilustrada na FIG. 1, um mecanismo de colapso 510, 512 do tipo descrito acima é fornecido em qualquer do primeiro braço oscilante 504 ou do segundo braço oscilante 506 (sendo preferido, nesta modalidade, implantar o mecanismo de colapso 512 no segundo braço oscilante 506). Além disso, nesta segunda modalidade, o segundo braço oscilante 506 é opcionalmente fornecido com um atuador 524, por exemplo, um atuador hidraulicamente ativado que pode ser controlado seletivamente para se estender para fora ou retrair para dentro do segundo braço oscilante 506. Como no caso da FIG. 1, o mecanismo de colapso 510, 512 pode ser controlado para acoplar/desacoplar os braços oscilantes principal e segundo 504, 506, isto é, para operar no primeiro e no segundo estados de mecanismo de colapso, conforme descrito acima, usando um sistema de controle

114. O atuador 524 pode da mesma forma ser controlado pelo sistema de controle 114 para transferir movimentos de atuação de válvula recebidos da fonte de movimento de atuação de válvula auxiliar 520 para as válvulas 108 ou para evitar transmissão de tais movimentos (isto é, perdê-los).

[032] Através da operação seletiva do mecanismo de colapso 510, 512 e do atuador 524, o sistema ilustrado na FIG. 5 pode ser usado para suportar uma série de modos de operação de motor diferentes Em um primeiro estado, onde tanto o mecanismo de colapso 510, 512 quanto o atuador 524 não estão ativados (ou não estão em um estado "ligado"), movimentos de atuação de válvula nem da fonte de movimento principal 502 nem da fonte de movimento auxiliar 520 serão transportado para a(s) válvula(s) de motor 108, desse modo desativando efetivamente o cilindro correspondente 109. Em um segundo estado, onde o mecanismo de colapso 510,

512 é ativado, mas o atuador 524 não é ativado, apenas movimentos de atuação de válvula da fonte de movimento principal 502 são transmitidos para a(s) válvula(s) 108 como seria o caso durante operação de potência positiva típica. Em um terceiro estado, onde o mecanismo de colapso 510, 512 não é ativado, mas o atuador 524 é ativado, apenas movimentos de atuação da válvula da fonte de movimento auxiliar 520 são transmitidos para a(s) válvula(s) 108 como seria o caso, por exemplo, durante operação de frenagem de motor HPD ou um evento de atuação de válvula principal de elevação inferior para fechamento antecipado ou tardio de evento principal. Em um quarto estado, onde o mecanismo de colapso 510, 512 é ativado e o atuador 524 é ativado, movimentos de atuação de válvula tanto da fonte de movimento principal 502 quanto da fonte de movimento auxiliar 520 são transmitidos para a(s) válvula(s) 108, como seria o caso, por exemplo, em frenagem de motor de liberação de compressão convencional (não-HPD), LIVC ou EEVO. Adicionalmente, este quarto estado de operação também pode ser desejável durante transição entre os estados de operação de motor, por exemplo, entre operação de potência positiva e operação de frenagem de motor (ou outra operação auxiliar) e vice-versa, conforme ainda descrito abaixo.

[033] Um exemplo de uma modalidade de acordo com o sistema 501 da FIG. 5 é ilustrado com referência adicional às FIGs. 6 a 10. Como mostrado, o sistema compreende um primeiro braço oscilante 604 e um segundo braço oscilante 606 configurados para montagem rotativa em um eixo oscilante (não mostrado) por meio de aberturas de eixo oscilante 804, 612 formadas no mesmo. O primeiro braço oscilante 604 é um meio braço oscilante e compreende um seguidor de rolo 803 (FIGs. 8 e 10) que recebe movimentos de atuação de válvula de uma fonte de movimento de atuação de válvula de evento principal (por exemplo, um came; não mostrado). O primeiro braço oscilante 604 compreende ainda uma superfície de contato ajustável 608 e uma sede de mola de desvio 610, como mais bem mostrado nas FIGs. 8 e 10. Conforme mostrado adicionalmente na FIG. 10, a superfície de contato ajustável 608 (ou superfície de contato de mecanismo de colapso) compreende uma articulação montada em um parafuso 1002 e fixada com uma porca de travamento 1004. O parafuso 1002, bem como um parafuso de ajuste de chicote manual como conhecido na técnica, pode ser girado de modo a ajustar a distância em que a superfície de contato ajustável 608 se estendendo para longe do primeiro braço oscilante 604. A sede de mola de desvio 610 é configurada para receber um elemento resiliente (não mostrado) que aplica uma força de desvio ao primeiro braço oscilante 604, desse modo impelindo o primeiro braço oscilante 604 para contato com a fonte de movimento de atuação de válvula principal. Na modalidade ilustrada, este elemento resiliente contata adicionalmente uma superfície fixa (não mostrada). No entanto, entende-se que um elemento resiliente semelhante a esse representado nas FIGs. 2 a 4, isto é, disposto entre o primeiro e o segundo braços oscilantes 604, 606, podem ser igualmente empregados.

[034] O segundo braço oscilante 606 tem uma extremidade de recepção de movimento 702 tendo um seguidor de rolo 704 montado na mesma para receber movimentos de atuação de válvula de uma fonte de movimento de atuação de válvula auxiliar (por exemplo, um came; não mostrado). O braço oscilante auxiliar ou de frenagem 606 também tem uma extremidade de transmissão de movimento 706 configurada para contatar uma ou mais válvulas de motor (frequentemente através de uma ponte de válvula como conhecido na técnica).

[035] Como mais bem mostrado nas FIGS. 7, 8 e 10, o segundo braço oscilante 606 também inclui dois componentes atuados hidraulicamente: um mecanismo de colapso 616 e um atuador 802. Na modalidade ilustrada, o mecanismo de colapso 616 reside em uma saliência do mecanismo de colapso 614 se estendendo lateralmente para longe do segundo braço oscilante 606 em direção ao primeiro braço oscilante 604. Adicionalmente, o atuador 802 reside em uma saliência de atuador 804 formada na extremidade de transmissão de movimento 706 do segundo braço oscilante 606. Em uma modalidade na qual o mecanismo de colapso 616 e o atuador 802 são atuados hidraulicamente, fluido hidráulico pode ser fornecido ao mecanismo de colapso 616 e ao atuador 802 via passagens hidráulicas (não mostradas) formadas no segundo braço oscilante 606 e um eixo oscilante de acordo com técnicas conhecidas.

[036] Como mais bem mostrado na FIG. 9, o atuador 802 reside em um furo 902 formado na saliência de atuador 804 e compreende um pistão de atuador 904 disposto de forma deslizante no furo de atuador 902. Como mostrado, um conjunto de ajuste de chicote manual 908 é fornecido no furo 902 e o pistão do atuador 904 é desviado para o furo 902 por uma mola de desvio de atuador 906 interposta entre o conjunto de ajuste de chicote 908 e o pistão de atuador 904. Adicionalmente, uma válvula de controle 618 é fornecida no segundo braço oscilante 606. Como conhecido na técnica, fluido hidráulico pode ser encaminhado para o furo de atuador 902 via a válvula de controle 618 e passagens hidráulicas (não mostradas) no segundo braço oscilante 606. Quando pressão hidráulica é aplicada ao furo 902 via a válvula de controle 618, o pistão de atuador 906 se estende do furo 902 e é rigidamente mantido nesta posição estendida (isto é, um primeiro estado de atuador) em virtude de um volume travado de fluido hidráulico fornecido por uma válvula de controle 618, como conhecido na técnica. Por outro lado, a ausência de pressão hidráulica aplicada à válvula de controle 618 (e, consequentemente, ao furo 902) libera o fluido hidráulico travado, desse modo permitindo que o pistão de atuador 904 deslize livremente dentro do furo 902 (isto é, um segundo estado de atuador).

[037] Como mais bem ilustrado na FIG. 10, o mecanismo de colapso 616 pode compreender um mecanismo de travamento atuado hidraulicamente substancialmente semelhante ao tipo descrito acima (em relação à FIG. 4), onde o mecanismo de colapso 616 compreende um ou mais elementos de travamento 416 que podem ser controlados pela operação de um êmbolo interno 414 para travar um êmbolo externo 412 no lugar, por exemplo, em uma posição estendida, em relação a um alojamento 410, de modo que o mecanismo de colapso contate rigidamente a superfície de contato ajustável 608 do primeiro braço oscilante 604. Por outro lado, como antes, os elementos de travamento 416 podem ser retraídos de modo que o êmbolo externo 412 possa deslizar livremente dentro do furo de alojamento, embora ainda contatando a superfície de contato ajustável 608 em virtude de desvio fornecido por, neste caso, um mola de desvio de êmbolo externo 1006.

[038] Em uma modalidade, o mecanismo de colapso 616, quando mantido em um estado travado, tal como durante operação de potência positiva do motor, permite que o segundo braço oscilante 606 receba movimentos do primeiro braço oscilante 604 em virtude de contato entre o mecanismo de colapso 616 e a superfície de contato ajustável 608. Em contraste, quando mantido em um estado destravado, tal como durante operação auxiliar ou de frenagem de motor do motor, o mecanismo de colapso 616 absorve quaisquer movimentos de atuação de válvula fornecidos pelo primeiro braço oscilante 604, desse modo evitando que tais movimentos sejam passados para o segundo braço oscilante 606 e para as válvulas de motor.

[039] FIG. 10 ilustra ainda o uso de um ajustador de chicote hidráulico opcional 1008 e limitador de deslocamento 1010 para assegurar operação adequada do ajustador de chicote hidráulico 1008 em cooperação com o mecanismo de colapso 616. Neste exemplo, o ajustador de chicote hidráulico 1008 está disposto no primeiro braço oscilante 604, onde o parafuso 1002 está disposto. Neste caso, o parafuso 1002 não seria necessário para ajuste de chicote, dada a presença do ajustador de chicote hidráulico 1008. Quando operado no segundo estado de mecanismo de colapso (isto é, destravado), o desvio fornecido pela mola de desvio de êmbolo externo 1006 impelioria continuamente o êmbolo externo 412 contra o ajustador de chicote hidráulico 1008, o que eventualmente faria com que o ajustador de chicote hidráulico 1008 colapsasse totalmente. A fim de evitar que isso ocorra, o que ainda permite que o êmbolo externo 412 absorva movimentos de atuação da válvula quando o mecanismo de colapso está no segundo estado de mecanismo de colapso, um limitador de deslocamento 1010 pode ser fornecido para assegurar que o êmbolo externo 412 não esteja livre para fornecer continuamente uma contraforça contra o ajustador de chicote hidráulico 1008. Assim, no exemplo ilustrado, o êmbolo externo 412 é equipado com o limitador de deslocamento ilustrado 1010, como mostrado. Quando o êmbolo externo 412 é capaz de reciprocar livremente, seu deslocamento para fora do furo de alojamento (isto é, para a esquerda na ilustração da FIG. 10) é limitado pelo limitador de deslocamento 1010, que inclui um conjunto de arruela/porca configurado para encostar em uma superfície externa do segundo braço oscilante 606. Dessa forma, a mola de desvio de êmbolo externo 1006 é impedida de causar um colapso do ajustador de chicote hidráulico 1008, o que anularia sua finalidade. Além disso, quando o mecanismo de colapso está no primeiro estado de mecanismo de colapso (isto é, travado), a distância máxima de deslocamento do êmbolo externo 412 é selecionada de modo que os elementos de travamento 416 sejam posicionados com espaço de chicote em cada um dos lados dos mesmos dentro do recesso de alojamento. Desta maneira, qualquer carga de atrito nos elementos de travamento 416 com as paredes laterais do recesso de alojamento é minimizada ou eliminada inteiramente, desse modo facilitando retração dos elementos de travamento 416 quando o mecanismo de colapso 616 é comutado para o segundo estado de mecanismo de colapso.

[040] Além disso, durante operação de potência positiva do motor, o atuador 802 é mantido no segundo estado de atuador de modo que o espaço de chicote seja permitido desenvolver entre o seguidor de rolo 704 do segundo braço oscilante 606 e a fonte de movimento de atuação de válvula auxiliar, desse modo evitando que quaisquer movimentos de atuação de válvula auxiliar sejam passados para as válvulas de motor. Por outro lado, durante operação auxiliar do motor, o atuador 802 é mantido no primeiro estado de atuador, desse modo assumindo o chicote entre o seguidor de rolo 704 e a fonte de movimento de atuação de válvula auxiliar de modo que movimentos de atuação de válvula auxiliar sejam passados através do segundo braço oscilante 606 para as válvulas de motor (embora os movimentos de evento principal possam ser perdidos simultaneamente ou não, conforme o caso, via o mecanismo de colapso 616, como descrito acima).

[041] Um aspecto do sistema ilustrado nas FIGs. 6 a 10 é o potencial para contrafluxo de admissão se desenvolver durante transições entre operação de potência positiva e operação de frenagem de motor (ou outra operação auxiliar) do motor e vice-versa. Por exemplo, durante ligação de frenagem de motor (isto é, uma transição de geração de energia positiva para operação de frenagem de motor), é possível que o mecanismo de colapso 616 mude para seu destravado ou colapsado declarado antes que o atuador 802 tenha sido totalmente estendido, o que significa que movimentos de atuação de válvula de evento são perdidos antes que movimentos de atuação de válvula de frenagem de motor possam ser aplicados às válvulas de motor com o resultado adicional de que as válvulas de escape não são abertas durante este tempo. Essa incapacidade de abrir as válvulas de escape durante a transição leva a um braço oscilante de admissão abrindo contra pressões de cilindro mais altas. Essas altas pressões podem, então, contrafluir para um coletor de admissão e de volta para uma roda de compressor de um turboalimentador, o que leva a uma surto de turbo potencialmente indesejável.

[042] Uma abordagem para evitar o problema acima mencionado com transição entre operação de potência positiva e operação de frenagem de motor é sequenciar controle do atuador 802 e do mecanismo de colapso 616. Assim, em uma modalidade, o atuador 802 e o mecanismo de colapso 616 são controlados (via um sistema de controle 114, conforme ilustrado na FIG. 5), de modo que o atuador 802 seja transicionado do segundo estado de atuador (isto é, não transportando movimentos de atuação de válvula auxiliar) para o primeiro estado de atuação (isto é, transportando movimentos de atuação de válvula auxiliar) antes de transicionar o mecanismo de colapso 616 do primeiro estado de mecanismo de colapso (isto é, transportando movimentos de atuação de válvula principal) para o segundo estado de mecanismo de colapso (isto é, transportando movimentos de atuação de válvula principal). Desta forma, ambos os movimentos de atuação de válvula principal e auxiliar são transmitidos para as válvulas de motor durante a transição, enquanto o atuador 802 está no primeiro estado de atuador e o mecanismo de colapso 616 está no primeiro estado de mecanismo de colapso. Depois disso, o mecanismo de colapso 616 é controlado para operar no segundo estado de mecanismo de colapso, desse modo fazendo com que os movimentos de atuação de válvula principal sejam perdidos.

[043] Durante operação de energia positiva, eventos principais 1102 do tipo ilustrado na FIG. 11 (curva tracejada inferior) incluem as chamadas rampas 1102a-b em um nível de círculo de base de um came que controla velocidade (particularmente velocidade de assentamento) das válvulas de motor no início e no final do evento de válvula principal 1102. Por outro lado, como descrito acima, é desejável retardar desativação do mecanismo de colapso 616 (isto é, desse modo fazendo com que ele absorva movimentos em vez de transmiti-los) a fim de fornecer tempo suficiente para ativação completa do atuador 802 (isto é, para permitir que ele se estenda totalmente) ao fazer a transição da geração de energia positiva para frenagem de motor. No entanto, durante tais transições, pelo menos uma porção de um perfil de elevação de válvula como a curva tracejada superior 1104 ilustrada na FIG. 8 pode ser apresentada às válvulas de motor em virtude do fato de que tanto o mecanismo de colapso quanto o atuador podem estar estendidos (isto é, estados de transporte de movimento) por um período de tempo. A fim de evitar velocidades de válvula descontroladas, rampas adicionais 1104a-b são fornecidas em um nível de círculo de sub-base antes de uma rampa inicial 1102a e subsequente a uma rampa final 1102b, como mostrado. Dessa forma, velocidades de abertura e fechamento da(s) válvula(s) de motor são asseguradas a prosseguir de uma maneira controlada durante transições do mecanismo de colapso e do atuador, conforme descrito acima. Adicionalmente, o círculo de sub-base fornecido pode ser configurado para permitir operação simultânea do mecanismo de colapso no primeiro estado de mecanismo de colapso e o atuador no primeiro estado de atuador, isto é, ambos totalmente estendidos.

[044] Embora modalidades preferidas particulares tenham sido mostradas e descritas, aqueles versados na técnica apreciarão que mudanças e modificações podem ser feitas sem se afastar dos presentes ensinamentos. É, portanto, contemplado que todas e quaisquer modificações, variações ou equivalentes dos ensinamentos acima descritos caem dentro do escopo dos princípios básicos subjacentes divulgados acima e reivindicados neste documento. Por exemplo, embora uma implementação particular do mecanismo de colapso seja descrita acima, entende-se que outros tipos de mecanismos de colapso podem ser empregados. Além disso, as modalidades das FIGs. 5 a 10 todas ilustram o atuador 802 sendo disposto na extremidade de transmissão de movimento 706 do segundo braço oscilante 606. No entanto, isso não é um requisito e o atuador pode ser implementado na forma de um seguidor atuado, por exemplo, um seguidor de rolo implantado em um pistão que pode ser estendido e retraído de maneira semelhante. Além disso, em cada uma das modalidades descritas acima, os braços oscilantes são configurados para serem articulados em torno de um eixo oscilante fixo. No entanto, entende-se que os dois braços oscilantes podem ser configurados para girar em relação um ao outro. Por exemplo, uma articulação pode ser fornecida em um primeiro dos braços oscilantes de modo que o segundo braço oscilante seja fixado e articulável em torno da articulação fornecida pelo primeiro braço oscilante e de modo que o mecanismo de colapso ainda seja capaz de absorver movimentos de atuação de válvula como descrito acima.

Claims (16)

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para atuar pelo menos uma válvula de motor associada a um cilindro de um motor de combustão interna, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um primeiro meio braço oscilante configurado para receber movimentos de atuação de válvula principal de uma fonte de movimento de atuação de válvula principal; um segundo braço oscilante configurado para atuar a pelo menos uma válvula de motor; e um mecanismo de colapso configurado em relação ao primeiro meio braço oscilante e ao segundo braço oscilante, em um primeiro estado de mecanismo de colapso, para transmitir movimentos de atuação de válvula principal do primeiro meio braço oscilante para o segundo braço oscilante e, em um segundo estado de mecanismo de colapso, para evitar transporte de movimentos de atuação de válvula principal do primeiro meio braço oscilante para o segundo braço oscilante.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um sistema de controle configurado para fazer a transição do mecanismo de colapso do primeiro estado de mecanismo de colapso para o segundo estado de mecanismo de colapso e vice-versa.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de colapso está disposto no primeiro meio braço oscilante.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo braço oscilante compreende uma superfície de contato de mecanismo de colapso.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de colapso está disposto no segundo braço oscilante.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de colapso compreende um mecanismo de travamento controlado hidraulicamente.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro meio braço oscilante compreende uma superfície de contato de elemento resiliente configurada para engatar cooperativamente com um elemento resiliente para desviar o primeiro meio braço oscilante para contato com a fonte de movimento de atuação de válvula principal.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro meio braço oscilante ou o segundo braço oscilante compreende um ajustador de chicote hidráulico.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um limitador de deslocamento configurado para limitar uma força de desvio aplicada pelo mecanismo de colapso no ajustador de chicote hidráulico.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo braço oscilante é um segundo meio braço oscilante.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um elemento resiliente disposto entre o primeiro meio braço oscilante e o segundo braço oscilante para desviar o primeiro meio braço oscilante para contato com a fonte de movimento de atuação de válvula principal.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo braço oscilante é configurado para receber movimentos de atuação de válvula auxiliar de uma fonte de movimento de atuação de válvula auxiliar.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo braço oscilante compreende um atuador controlado hidraulicamente configurado em relação ao segundo braço oscilante e a pelo menos uma válvula de motor, em um primeiro estado de atuador, para transmitir movimentos de atuação de válvula auxiliar do segundo braço oscilante para a pelo menos uma válvula de motor e, em um segundo estado de atuador, para evitar transporte dos movimentos de atuação de válvula auxiliar do segundo braço oscilante para a pelo menos uma válvula de motor.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a fonte de movimento de atuação de válvula principal compreende um came tendo pelo menos uma rampa de fechamento de círculo de sub-base configurada para controlar velocidade de fechamento da pelo menos uma válvula de motor quando o mecanismo de colapso está operando no primeiro estado de mecanismo de colapso e o o atuador está operando no primeiro estado de atuador.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a fonte de movimento de atuação de válvula principal compreende um came tendo pelo menos um círculo de sub-base configurado para permitir extensão do atuador controlado hidraulicamente enquanto o mecanismo de colapso está no primeiro estado de mecanismo de colapso, de modo que o segundo braço oscilante transmita simultaneamente os movimentos de atuação de válvula principal e os movimentos de atuação de válvula auxiliar.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um sistema de controle configurado para fazer a transição do atuador controlado hidraulicamente do segundo estado de atuador para o primeiro estado de atuador antes de fazer a transição do mecanismo de colapso do primeiro estado de mecanismo de colapso para o segundo estado de mecanismo de colapso.