EP0584575B1 - Moteur à combustion interne ayant un mécanisme pour changer les modes opératoires. - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- FR-A-23 75 447 which can be regarded as the closest prior art, it is known to switch the exhaust valves of an internal combustion engine hydraulically from the motor to the braking mode or vice versa.
- the exhaust cams of a camshaft work together with master pistons, which, with the interposition of control lines, are connected to slave pistons which actuate the exhaust valves.
- the slave pistons are designed with different diameters, the pistons of smaller diameter being acted upon in engine operation and those having a larger diameter being acted upon in braking operation. Switching from motor to braking, for example, is carried out by a slide switch that connects the master pistons to the larger slave pistons and opens the outlet valve a gap.
- the invention has for its object to provide an internal combustion engine with a device for switching from one mode to another mode, for example from four-stroke engine operation to two-stroke braking operation.
- the master piston and slave piston are connected in the shortest possible way using the circular slide.
- the four control bores of the rotary slide valve make it possible to switch from motor to brake operation solely through its axial displacement.
- the master and slave pistons are connected in the shortest possible way by means of hydraulic linkages, which means that the valve lifts can be kept exactly.
- the control valves can also influence the movement of the slave pistons.
- control valve 3 A further development of the control valve is given by claim 3.
- the electronics allow the hydraulic connection of the master and slave pistons to be interrupted if the master piston is currently on the base circle of one of the cams, thereby preventing a valve that has just been opened from crashing or an opening shock occurring on the rising cam flank.
- the ball valve of the control valve acts as a check valve for replenishing leakage losses.
- a particular advantage can be seen in the fact that switching from one operating mode to another operating mode can be accomplished simply by varying the elevations of the camshaft and / or the transmission ratio of the camshaft to a crankshaft of the internal combustion engine from 2: 1 to 1: 1 or vice versa, without further changes to the mechanism according to the invention itself being necessary.
- the starting mode is, for example, operated in four-stroke engine operation and then switched to two-stroke braking operation.
- a first inlet and a first outlet cam 16, 17 of the camshaft 3 actuates the first and third master pistons 5, 7. Since all four master pistons are identical, only the first master piston 5 has been shown in more detail for explanation.
- the first master piston 5 is connected via the first control bore 12 in the circular slide 11 to the first slave piston 9, which actuates the inlet valve (not shown) via the first push rod 1.
- the third master piston 7 is connected via the third control bore 13 to the second slave piston 10, which actuates the exhaust valve, also not shown, via the second push rod 2.
- the second and fourth master pistons 6, 8 are connected to an escape piston 22 shown in FIG. 2 via a circumferential groove 20 arranged in the circular slide 11 and a compensating bore 21.
- the compensating bore 21 in cooperation with the evasive piston 22, the amount of liquid delivered by the master piston 6, 8 can be stored.
- the circular slide 11 can be held in the motor operation position by a spring 22a.
- the oil supply to the system is via the compensating bore 21 and the groove 24d ensured.
- the groove 24d (FIG. 2) connects the control bores 24a and 24b to the compensating bore 21 via a ball valve 24c.
- the switchover to the two-stroke braking mode is carried out by shifting the rotary valve 11 by means of hydraulic pressure up to the stop 23.
- the rotary valve 11 designed as a piston is moved by hydraulic fluid which is supplied via a control bore 24.
- the second master piston 6 is connected to the slave piston 9 via the second control bore 14 and the fourth master piston 8 is connected to the second slave piston 10 via the fourth control bore 15.
- the slave pistons 9, 10 can be connected to an oil supply (not shown) via the control bores 24a, 24b, the ball valves 24c, the groove 24d and the compensating bore 21.
- the pilot bores 24a, 24b can be controlled by control valves 25 (FIG. 2). Before reversing the rotary valve 11, the control bores 24a, 24b are opened by the solenoid valves 25 and only when the master piston, which communicates hydraulically with a slave piston, is seated on a base circle of its associated cam.
- Figure 2 shows a section through the master and slave pistons the mechanism for reversing.
- the camshaft 3 - for example with the first inlet cam 16 - drives the first master piston 5, which is designed as a roller tappet.
- the hydraulic pressure on the first slave piston 9 and the first push rod 1 propagate onto the inlet valve, not shown.
- the ball valve 24c is first lifted from its seat by means of the control valve 25 and the control bore 24a is opened, in a phase in which the roller tappet of the master piston is on the base circle of the first inlet cam 16 is located.
- the hydraulic fluid is then conveyed through the control bore 24a, the ball valve 24c opened by the control valve 25 and the groove 24d into the compensating bore 21 of the oil supply system.
- the slave pistons 9 and 10 could be equipped with hydraulic end position damping 26.
- control valve 25 is readily possible with electronics which recognize the phase position of the camshaft 3 and the intake cam 16 via an OT marker. The same naturally applies to the other master pistons 6 to 8.
- the master pistons which are not connected to the two slave pistons 9, 10, convey via the compensating bore 21 into a space in the evasive piston 22, which is loaded by spring force and can follow the liquid volume conveyed elastically.
- Figure 3 shows an advantageous control of the intake and exhaust valves in two-stroke braking operation, as proposed in DE-PS 39 00 739.
- the exhaust valve opens shortly after intake UT, so that exhaust gas flows back out of the exhaust pipe and increases the pressure before compression, thus raising the overall pressure level and increasing the braking performance.
- any conceivable operating mode can be set solely by varying the intake and exhaust cams (16 to 19) and by changing the transmission ratio between camshaft 3 and the driving crankshaft, without the mechanism for switching having to be changed.
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Claims (12)
- Moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de commutation d'un mode de fonctionnement à un autre, dans lequel :- chaque cylindre dispose d'au moins une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement qui peut être actionnée par une première came (17) d'un arbre à cames (3), indirectement par l'intermédiaire d'une tringlerie hydraulique comportant un piston maître (7) et d'un piston recepteur (10),- la tringlerie hydraulique comprend un dispositif de commande constitué d'un tiroir cylindrique circulaire (11) mobile axialement et percé d'alésage de commande établissant ou rompant la communication entre le troisième piston maître (7) prévu pour actionner la soupape d'échappement, et le piston récepteur (10), le tiroir (11) pouvant être commuté par l'action d'un fluide hydraulique sous pression, caractérisé en ce que :- l'arbre à cames (3) porte, en plus de la première came d'échappement (17), une seconde came d'échappement (19), et de même une première et une seconde came d'admission (16, 18) pour actionner le quatrième, le premier et le second piston maître (8, 5, 6),- la tringlerie hydraulique est rassemblées sous la forme d'une unité compacte, à l'intérieur de laquelle une gorge périphérique (20) du tiroir (11) est reliée à un piston d'évitement (22) par l'intermédiaire d'un alésage d'équilibrage (21),- la gorge (20) relie au choix, à l'alésage d'équilibrage, les pistons maître non actifs, soit 6 et 8, soit 5 et 7, le tiroir (11) étant maintenu en position de repos par un ressort (22a),
- Moteur à explosion selon la revendication 1, caractérisé en ce que :- le tiroir (11) est percé de quatre alésages de commande (12 à 15),- le tiroir étant en position de repos et le moteur fonctionnant en moteur, le premier et le troisième piston maître (5, 7) sont reliés par un premier et un troisième alésage de commande (12, 13) au premier piston récepteur (9) de la soupape d'admission et au second piston récepteur (10) de la soupape d'échappement, un deuxième et un quatrième piston maître (6, 8) étant reliés, par une gorge périphérique (20) du tiroir (11), à un alésage d'équilibrage (21),- après commutation du tiroir (11) sur le fonctionnement en frein, le deuxième et le quatrième piston maître (6, 8) sont reliés par un deuxième et un quatrième alésage de commande (14, 15) au premier et au troisième piston récepteur (9, 10), tandis que le premier et le troisième piston maître (5, 7) est relié par la gorge périphérique (20) à l'alésage d'équilibrage (21),- chacun des pistons récepteurs (9, 10) est en liaison avec une alimentation en fluide hydraulique, par un alésage (24a, 24b), des soupapes à bille (24a) asservies à des soupapes de commande (25), une rainure (24d) et l'alésage d'équilibrage (21),- le tiroir (11), en forme de piston, peut être déplacé contre l'action d'un ressort par l'action d'un fluide sous pression amené par un alésage (24), pour venir en position de freinage, une butée (23) limitant son déplacement axial.
- Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les soupapes de commande (25) peuvent être commandés par une électronique, de manière à ne s'ouvrir que lorsque les pistons maître (5, 7 ou 6,8)) et le tiroir (11) sont au contact du cercle de base des cames (16, 17 et 18, 19), les soupapes à bille (24c) jouant le rôle d'anti-retour pour compenser les pertes dues aux fuites.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à quatre temps, tandis que la came (18) porte deux saillies et la came (19) quatre saillies correspondant à un fonctionnement en frein à deux temps, l'arbres à cames (3) tournant à la moitié de la vitesse de vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à quatre temps, tandis que la came (18), porte une saillie et la came (19) deux saillies correspondant à un fonctionnement en frein à quatre temps, l'arbre à cames (3) tournant à moitié de la vitesse du vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à deux temps, tandis que la came (18) porte une saillie et la came (19) deux saillies correspondant à un fonctionnement en frein à deux temps, l'arbre à cames (3) tournant à la vitesse du vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à quatre temps, tandis que la came (18) porte deux saillies et la came (19) deux saillies correspondant à un fonctionnement en frein à deux temps, la soupape d'échappement s'ouvrant au point mort bas et se fermant au point mort haut, l'arbre à cames (3) tournant à la moitié de la vitesse du vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à quatre temps, tandis que la came (18) porte une saillie et la came (19) une saillie correspondant à un fonctionnement en frein à quatre temps, la soupape d'échappement s'ouvrant au point mort bas et se fermant au point mort haut et l'arbre à cames (3) tournant à moitié de la vitesse du vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à deux temps, tandis que les cames (18 et 19) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en frein à deux temps, la soupape d'échappement s'ouvrant au point mort bas et se fermant au point mort haut et l'arbre à cames tournant à la vitesse du vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant au fonctionnement en moteur à quatre temps, tandis que les cames (18 et 19) portent chacune deux saillies correspondant à un fonctionnement en frein à deux temps, l'arbre à cames (3) tournant à la moitié de la vitesse du vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à deux temps tandis que les cames (18 et 19) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à deux temps avec des courses à soupapes modifiées, l'arbre à cames tournant à la moitié de la vitesse du vilebrequin.
- Moteur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cames (16 et 17) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à quatre temps tandis que les cames (18 et 19) portent chacune une saillie correspondant à un fonctionnement en moteur à quatre temps avec des courses à soupapes modifiées, l'arbre à cames (3) tournant à la moitié de la vitesse du vilebrequin.
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