ES2224798A1

ES2224798A1 - Sistema de eje de levas variables para el acondicionamiento de valvulas en motores.

Info

Publication number: ES2224798A1
Application number: ES200201663A
Authority: ES
Inventors: Jose Maria Costas Canudas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2005-03-01
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: ES2224798B1

Abstract

Sistema de eje de levas variables para el accionamiento de válvulas en motores. Este sistema comprende: un eje principal (1) hueco provisto de unas ventanas (11) para el montaje de unas levas (4), un elemento de transmisión encargado de comunicarle al eje principal (1) un movimiento de giro; un eje interior (2) provisto de unas excéntricas (21) en correspondencia con las levas (4), unos medios de retención de las levas (4), unos medios elásticos que presionan las levas (4) contra las excéntricas (21), unos medios para transmitir al eje interior (2) un movimiento de giro con una velocidad angular determinada, en función del movimiento a obtener de las levas (4).

Description

Sistema de eje de levas variables para el accionamiento de válvulas en motores.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de eje de levas variables para el accionamiento de válvulas en motores; siendo dichos motores de los que funcionan con un combustible sin mezcla de aceite, por ejemplo gasolina sola, y disponen de unas válvulas de admisión y unas válvulas de escape accionables de forma selectiva en función de los tiempos de funcionamiento del motor.

Antecedentes de la invención

Los motores de explosión de cuatro tiempos disponen como es sabido de uno o más cilindros que realizan recorridos o desplazamientos alternativos, coincidiendo los sucesivos recorridos con las fases de admisión, compresión, explosión y escape.

Estos motores disponen por cada cilindro, de al menos una válvula de admisión y de al menos una válvula de escape, que son accionadas por sendos ejes de levas conectados por medio de una correa de transmisión al cigüeñal del motor de forma que las válvulas de admisión se van abriendo a medida que los cilindros realizan un recorrido descendente, correspondiente a la fase de admisión, y que las válvulas de escape se van abriendo a medida que los cilindros realizan un recorrido ascendente, después de haberse producido la explosión del combustible.

Para realizar este accionamiento de las válvulas se utilizan ejes de levas fijas, ya que la apertura y cierre de las válvulas de admisión y de escape siempre se realizan en la forma descrita.

El problema técnico que se plantea es la obtención de un sistema de eje de levas variables para el accionamiento de las válvulas, que permita variar las fases de admisión, compresión, explosión y escape de forma que todas ellas se produzcan, por ejemplo en la mitad de recorrido de los cilindros, trabajando el motor de cuatro tiempos en dos tiempos, es decir realizando la admisión, compresión, explosión y el escape durante un movimiento de descenso y un movimiento de ascenso del cilindro.

Descripción de la invención

Para conseguir el objetivo propuesto se ha ideado el sistema variable para el accionamiento de válvulas en motores, que permite modificar el accionamiento de las válvulas de un motor convencional de cuatro tiempos de forma que trabaje en régimen de dos tiempos.

De acuerdo con la invención, este sistema comprende:

- un eje principal hueco provisto de unas ventanas para el montaje de unas levas desplazables en dirección radial y destinadas a actuar, directa o indirectamente sobre los empujadores que abren y cierran las válvulas correspondientes,

- un elemento de transmisión encargado de comunicarle al eje principal un movimiento de giro;

- un eje interior alojado en el eje principal y provisto de unas excéntricas en correspondencia con las levas montadas sobre el eje principal,

- unos medios de retención destinados a impedir que las levas se liberen del eje principal,

- unos medios elásticos que presionan las levas contra las excéntricas definidas en el eje interior, definiendo dichas levas un movimiento radial determinado las excéntricas mencionadas,

- unos medios para transmitir un movimiento de giro al eje interior con una velocidad angular determinada en función del movimiento a obtener de las levas para conseguir una variación de las fases de admisión, compresión, explosión y escape, en orden a obtener un funcionamiento del motor con combustible sin mezcla de aceite y en régimen de dos tiempos.

De acuerdo con la invención, el elemento de transmisión encargado de comunicarle al eje principal un movimiento de giro está compuesto por una correa o una cadena que relaciona uno de los extremos del eje principal con la salida del cigüeñal, empleando el propio movimiento generado por el motor para accionar el sistema.

Según la invención, las levas presentan en su cara exterior una ranura transversal para el alojamiento de unos medios elásticos encargados de presionarlas contra las excéntricas definidas en el eje interior. El eje interior se encuentra montado en el eje principal por medio de unos elementos antifricción que permiten el giro relativo de los mismos con un rozamiento mínimo.

Para impedir que las levas se liberen del eje principal mientras describen un movimiento en dirección radial por efecto del eje interior, se ha previsto que los medios de retención encargado de impedir dicha liberación, estén compuestos por unos aros de sujeción abiertos, que se encuentran montados sobre unos rebajes anulares definidos en torno al eje principal, en correspondencia con la zona media de las ventanas; estando provistos dichos aros de unos ganchos extremos que se alojan en el extremo posterior de las ventanas, actuando con su zona media sobre el resorte de la leva correspondiente.

Asimismo, y de acuerdo con la invención, los medios elásticos que presionan las levas contra las excéntricas están compuestos por unos resortes alojados en las ranuras transversales de las levas y que actúan con sus extremos contra el fondo de dichas ranuras y contra la zona media de los aros correspondientes. Estos resortes son los encargados de asegurar el contacto permanente de la base de las levas con las excéntricas del eje interior.

Los medios para transmitir un movimiento de giro al eje interior con una velocidad angular determinada, está compuesto por un reductor que relaciona el eje principal con el eje interior, comunicándole el eje principal al eje interior un movimiento de giro cuya velocidad angular es proporcional a la velocidad angular del eje principal.

Mediante la actuación sobre el mencionado reductor el sistema permite avanzar o retrasar la apertura de las válvulas, de admisión o de escape, accionadas por el mismo, modificando el régimen de trabajo del motor, de una forma fácil y sencilla.

Con la disposición del sistema anterior, un motor con uno o más cilindros, provisto de una culata con válvulas de admisión y de escape, que trabajaría habitualmente en régimen de cuatro tiempos, realizando cada uno de dichos tiempos durante el desplazamiento ascendente o descendente del pistón correspondiente, puede trabajar en un régimen de fases variables, de forma que dichos tiempos tengan funciones sensiblemente diferentes, realizándose tres de las fases (explosión, escape y admisión) en el movimiento de descenso del pistón, mientras que la fase restante, de compresión, se realiza durante el movimiento de ascenso del pistón.

Esta característica funcional determina que el motor en cuestión trabaje en régimen de dos tiempos, manteniendo sin embargo las válvulas de admisión y de escape, lo que permite que el motor trabaje con gasolina u otros combustibles sin mezcla de aceite, ya que el engrase de este motor se realiza, al igual que en un motor de cuatro tiempos, con cárter de aceite y bomba de presión.

Este sistema de accionamiento de levas permite modificar los tiempos de las fases de un motor de explosión, reduciéndolos respecto a los de un motor de cuatro tiempos.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

- La figura 1 muestra una vista del sistema variable para el accionamiento de levas en motores, destinado actuar sobre las válvulas, de admisión o de escape, de un motor de cuatro cilindros en línea; habiéndose seccionado una porción del eje principal para permitir la observación del eje interior y una de las poleas del reductor, concretamente la polea asociada al eje principal.

- La figura 2 muestra una sección transversal del eje principal por la zona media de una de las ventanas, pudiendo observarse en la misma una de las levas con los correspondientes medios de retención y de empuje. En esta figura se han representado una de las excéntricas del eje interior, la leva correspondiente y el empujador de una de las válvulas, con trazo lleno y con trazo discontinuo, en dos posiciones diferentes.

- La figura 3 muestra una vista en perspectiva de una de las levas en la que se pueden observar el aro de retención actuando sobre la leva por medio del resorte correspondiente.

Realización preferente de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas, el sistema objeto de la invención comprende un eje principal (1) hueco, en el interior del cual se aloja con interposición de los correspondientes elementos antifricción un eje interior (2)

El eje principal (1) se encuentra relacionado por uno de sus extremos con el cigüeñal (3) por medio de una correa de transmisión (31), recibiendo de aquél un movimiento de giro.

Dicho eje principal presenta exteriormente unas ventanas (11) en las que se encuentran montadas unas levas (4) encargadas de accionar los empujadores (5) de las válvulas correspondientes.

A su vez, el eje interior (2) dispone, enfrentadas con las ventanas (11) unas excéntricas (21) sobre las que se apoyan las levas (4) de forma que al girar el eje interior respecto al eje principal las excéntricas (21) provocan que las levas (4) sobresalgan en mayor o menor medida por las ventanas (11) para accionar los respectivos empujadores (5) de las válvulas correspondientes.

Las levas (4) presentan una ranura transversal (41) en la que se aloja un resorte (42) que actúa con sus extremos contra el fondo de dicha ranura (41) y contra la zona media de un aro de sujeción (6) montado sobre un rebaje anular definido a tal efecto en el eje principal (1), manteniéndose en posición dicho aro de sujeción (6) al encontrarse alojados sus ganchos extremos (61) en el interior del extremo posterior de la ventana (11) correspondiente tal como se observa en las figuras.

Para conseguir un correcto accionamiento de las levas (4), que éstas actúen sobre los empujadores (5) de las válvulas y que el motor pueda trabajar en régimen de dos tiempos, es preciso que el eje interior (2) gire con una determinada velocidad respecto al eje principal (1). Para ello, tal como se observa en la figura 1, ambos ejes se encuentran relacionados por uno de sus extremos mediante un reductor (7) que transmite el movimiento de giro del eje principal (1) al eje interior (2) con una relación de transmisión, girando concretamente en este caso el eje interior (2) a la mitad de velocidad que el eje principal (1).

El reductor comprende una polea (71) solidaria al eje principal y conectada por medio de una correa (72) a una polea doble (73) la cual transmite, a su vez, el movimiento de giro por medio de la correa (74) a una polea (75) solidaria al eje interior (2). Se ha previsto que la polea doble (73) se encuentre montada sobre un tensor excéntrico (76).

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Claims

1. Sistema de eje de levas variables para el accionamiento de válvulas en motores; siendo dichos motores de los que disponen de unas válvulas de admisión y unas válvulas de escape accionables de forma selectiva en función de los tiempos de funcionamiento del motor; caracterizado porque comprende:

- un eje principal (1) hueco provisto de unas ventanas (11) para el montaje de unas levas (4) desplazables en dirección radial y destinadas a actuar sobre los empujadores (5) de las válvulas correspondientes,

- un elemento de transmisión encargado de comunicarle al eje principal (1) un movimiento de giro;

- un eje interior (2) alojado en el eje principal (1) con interposición de elementos antifricción y provisto de unas excéntricas (21) en correspondencia con las levas (4) montadas sobre el eje principal (1),

- unos medios de retención destinados a impedir que las levas (4) se liberen del eje principal (1),

- unos medios elásticos que presionan las levas (4) contra las excéntricas (21) definidas en el eje interior (2), describiendo dichas levas (21) un movimiento radial por la acción de las excéntricas (21) mencionadas,

- unos medios para transmitir al eje interior (2) un movimiento de giro con una velocidad angular determinada.

2. Sistema, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el elemento de transmisión encargado de comunicarle al eje principal (1) un movimiento de giro está compuesto por una correa o una cadena (31) que relaciona uno sus extremos con la salida del cigüeñal (3).

3. Sistema, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las levas (4) presentan en su cara exterior una ranura transversal (41) para el alojamiento unos medios elásticos encargados de presionarlas contra las excéntricas (21) definidas en el eje interior (2).

4. Sistema, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de retención destinados a impedir que las levas (4) se liberen del eje principal (1) están compuestos por unos aros de sujeción (6) abiertos, que se encuentran montados sobre unos rebajes anulares definidos en torno al eje principal (1); estando provistos dichos aros (6) de unos ganchos extremos (61) que se alojan en el extremo posterior de la ventanas (11), actuando dicho aro (6) con su zona intermedia sobre los medios elásticos encargados de presionar la leva (4) contra la excéntrica (21) correspondiente del eje interior (2).

5. Sistema, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios elásticos que presionan las levas (4) contra las excéntricas (21) están compuestos por unos resortes (42) alojados en las ranuras transversales (41) de las levas (4) y que actúan con sus extremos contra el fondo de dichas ranuras (41) y contra la zona intermedia de los aros (6) correspondientes.

6. Sistema, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios para transmitir un movimiento de giro al eje interior (2) con una velocidad angular determinada, está compuesto por un reductor (7) que relaciona el eje principal (1) con el eje interior (2), comunicándole el eje principal (1) al eje interior (2) un movimiento de giro cuya velocidad angular es proporcional a la del eje principal (1).