ES2245495T3 - Sistema de control para valvulas de admision y de escape de motores de combustion interna. - Google Patents
Sistema de control para valvulas de admision y de escape de motores de combustion interna.Info
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Abstract
El controlador de válvula de admisión/escape de motor de combustión interna tiene elemento(s) piezoeléctricos que acciona el elemento o elementos de la válvula, controlando el flujo de admisión/escape de un medio a presión para el pistón de controla. El controlador de la válvula tiene al menos un elemento de control con el que la válvula de admisión/escape se abre y se cierra. Al menos un elemento piezoeléctrico (1) acciona al menos un elemento de la válvula (3) que controla el flujo de admisión y escape de un medio a presión para al menos un pistón de control (15) que es desplazado por el medio a presión venciendo una fuerza contraria a la apertura de la válvula.
Description
Sistema de control para válvulas de admisión y de
escape de motores de combustión interna.
La invención se refiere a un sistema de control
para válvulas de admisión y de escape de motores de combustión
interna, según el preámbulo de la reivindicación 1.
En los motores de combustión interna usuales el
control de los movimientos de carrera de las válvulas de admisión y
de escape se realiza mediante un árbol de levas accionado por el eje
de cigüeñal con una relación de revoluciones de 2:1. La curva de
carrera de la válvula es proporcional, para todo el margen del campo
característico, al recorrido de leva y por ello es invariable. El
punto de cierre de la válvula de admisión no está ajustado de forma
óptica, a causa de la diferente velocidad de flujo en el tubo de
aspiración. El punto de admisión o apertura no puede igualmente
ajustarse de forma óptica. Los valores para el mejor llenado posible
de la cámara de combustión a altas revoluciones y el contenido de
gases de escape de los cilindros a bajas revoluciones y en marcha en
vacío están enfrentados diametralmente entre sí. El punto de
apertura o el inicio del escape se elige por eso casi siempre de tal
modo, que se minimicen las pérdidas de desplazamiento hacia fuera y
el gas sea capaz de rendir al máximo.
Para evitar los acuerdos antes citados, que son
siempre compromisos, se han desarrollado sistemas de control para
válvulas para poder influir en y modificar tiempos de control,
recorridos de carrera de las válvulas de admisión y escape en
dependencia del número de revoluciones del motor, de la carga y
otros factores de influencia. De este modo puede influirse en o
modificarse el recorrido de la carrera de válvula mediante
variaciones de la posición de fase, de la carrera de la válvula o de
la duración de la apertura de la válvula. Tales medidas pueden
aplicarse individualmente o en combinación, para reducir por un lado
el consumo de combustible y las emisiones en el motor Otto y, por
otro lado, mejorar el desarrollo del par de giro y aumentar la
potencia máxima. Otra ventaja se obtiene de la posibilidad de
influir en el volumen de aire aspirado mediante la modificación de
la sección transversal de la apertura de la válvula y, de este modo,
hacer posible sin compuerta de estrangulación un control de carga
sin estrangulación.
En el caso de la técnica con varias válvulas
puede llevarse a cabo un modo de conexión tal, que la carga aspirada
sólo fluya a través de una válvula de admisión y con ello se influya
en su cantidad. Una desconexión de los cilindros mediante la
influencia en las válvulas de admisión y escape puede materializarse
igualmente, en donde los cilindros en los que se está produciendo la
combustión pueden trabajar en el mejor margen de rendimiento,
mediante la supresión de inyecciones y aire de combustión. Con una
electrónica de motor moderna puede cambiar cíclicamente
(selectivamente) la desconexión de los cilindros, para evitar el
enfriamiento de la pared del cilin-
dro.
dro.
Las posibilidades antes citadas para influir en y
modificar parámetros se reúnen bajo el término "sistema de control
variable para válvulas". De forma correspondiente a la clase de
accionamiento de las válvulas se distingue entre sistemas accionados
directa e indirectamente.
En el caso de los sistemas accionados
indirectamente se conocen dos soluciones, precisamente el uso de un
árbol de levas variable o de un elemento intermedio variable. En el
caso de los sistemas accionados directamente se conocen
fundamentalmente tres posibilidades, en las que el accionamiento de
la válvula se realiza hidráulica, neumática o eléctricamente. En
estos casos puede prescindirse de un árbol de levas.
En el sistema hidráulico se almacena la energía
de forma similar a en el llamado Common Rail System y se alimenta
mediante rápidas válvulas magnéticas o servo a las superficies del
émbolo de ajuste o se evacua desde las mismas, con las que se
accionan a su vez las válvulas de admisión y escape. Tales sistemas
se conocen para aplicarse a motores diesel que funcionan
lentamente.
En el caso de un sistema de control para válvulas
conocido de la clase genérica (Abstracts JP-A
60-113008) se abren las válvulas de admisión/escape
siempre con la misma carrera a través de dos válvulas magnéticas.
Con una de las válvulas magnéticas se controla la alimentación del
medio de presión desde el depósito al émbolo de ajuste, con el que
se abre la válvula de admisión/escape. La otra válvula magnética
cierra la tubería del depósito. Si se quiere cerrar de nuevo la
válvula de admisión/escape, con una de las válvulas magnéticas se
cierra la tubería de impulsión y se abre la otra válvula magnética.
El medio de presión situado delante del émbolo de ajuste puede
llegar después, a través de la válvula magnética abierta, a la
tubería del depósito. Las válvulas magnéticas deben mantenerse
siempre bajo corriente, para que la válvula de admisión/escape no
pase a la posición de apertura, en la que el émbolo situado en la
cámara de combustión podría dañar la válvula de admisión/escape.
La invención se ha impuesto la misión de
configurar un sistema de control para válvulas de esta clase de
forma que sea posible, evitando una compleja válvula servo, un
accionamiento sencillo y fiable a elevadas frecuencias de
conmutación, de tal modo que el sistema de control para válvulas
también pueda aplicarse a motores de combustión interna con altas
revoluciones.
Esta misión es resuelta conforme a la invención,
en el caso del sistema de control para válvulas genérico, con las
particularidades características de la reivindicación 1.
En el caso de el sistema de control para válvulas
conforme a la invención se utilizan como elementos de ajuste
actuadores piezoeléctricos. Con éstos se accionan elementos de
válvula con poca masa, que controlan la alimentación y la descarga
del medio de presión hacia y desde el émbolo de ajuste, mediante
cuya carrera se abren y cierran las válvulas de admisión y de escape
del motor de combustión interna. Los actuadores piezoeléctricos
transforman las tensiones eléctricas directamente en recorridos y
fuerzas. La transformación de la magnitud eléctrica de entrada en
una magnitud mecánica de salida se realiza de forma extremadamente
rápida. Carreras de ajuste de por ejemplo 40 \mum (0,04 mm) pueden
realizarse en un tiempo de ajuste de 50 \mus (0,000005 s). El
desmontaje del recorrido de ajuste es posible, con una activación
eléctrica adecuada, dentro de un margen de los nanómetros (0,0001
mm). Las fuerzas de ajuste se consiguen en el margen de los
kilonewton, es decir, se trata de elementos de ajuste con una
rigidez mecánica muy elevada. Debido a que los dos piezoelementos
actúan de abridor y cerrador, puede conseguirse fácilmente una
carrera variable de la válvula de admisión/escape.
Por medio de esto se impide que, en el caso de
una posible caída de corriente, la válvula de admisión/escape pasa a
la posición de apertura.
En el margen dinámico alto es una premisa
fundamental, por un lado, la disponibilidad de intensificadores de
potencia adecuados, para sincronizar el recorrido de activación y la
reacción de las válvulas de admisión y escape. Por otro lado es
necesario dimensionar la sección transversal de circulación en la
válvula de asiento con el tamaño adecuado. Esto se produce, en el
caso de una configuración ventajosa del sistema de control para
válvulas conforme a la invención, mediante el aumento de la carrera
hasta un valor para el que el recorrido de ajuste disponible del
convertidor piezoeléctrico no es suficiente. Por eso se utilizan
aumentadores del recorrido de ajuste que funcionan ventajosamente
según el principio de palanca y que pueden aumentar el recorrido de
ajuste útil del elemento de válvula, por ejemplo, hasta el factor ü
= 10.
En el caso del sistema de control para válvulas
conforme a la invención pueden determinarse de forma ventajosa, a la
medida de la gestión del motor, los puntos de apertura y cierre para
las válvulas de admisión/escape conforme a la duración de los
tiempos de apertura.
De las otras reivindicaciones, de la descripción
y de los dibujos se deducen otras particularidades de la
invención.
La invención se explica con más detalle con base
en algunos ejemplos de ejecución representados en los dibujos. Aquí
muestran
las figs. 1 a 3, en cada caso en representación
esquemática, diferentes formas de ejecución de sistemas de control
para válvulas conforme a la invención, que funcionan con carrera
variable,
la fig. 4 una vista en planta sobre un sistema de
control para válvulas conforme a la invención con principio activo
de forma correspondiente a la fig. 1, pero con transmisión por
palanca adicional,
la fig. 5 un corte a lo largo de la línea
V-V en la fig. 4,
la fig. 6 un corte a lo largo de la línea
VI-VI en la fig. 4,
las figs. 7 y 8, en cada caso en representación
aumentada, una parte del sistema de control para válvulas conforme a
la fig. 5,
las figs. 9 a 12 diferentes diagramas que
muestran la posibilidad de variación de la carrera de válvula, de la
duración de apertura, de la posición de fase y de la combinación de
estos parámetros.
Con base en las figs. 1 a 3 se describen
diferentes formas de ejecución de sistemas de control para válvulas
en sus modos de funcionamiento. Las figs. 4 a 12 muestran después
configuraciones concretas de tales sistemas de control para válvulas
y curvas características correspondientes.
Los sistemas de control para válvulas descritos a
continuación posibilitan elevadas frecuencias de control, de tal
modo que estos sistemas de control para válvulas también pueden
usarse en motores de combustión interna a altas revoluciones.
Las figs. 1 y 4 a 12 muestran una forma de
ejecución, en la que puede modificarse la carrera de una válvula de
admisión/escape 30. El sistema de control para válvulas tiene dos
piezolementos 1, 1a, con los que pueden accionarse dos empujadores
2, 2a, para desplazar dos elementos de válvula 3, 3a de dos válvulas
de asiento 9, 9a. Los dos elementos de válvula 3, 3a está sometidos
en cada caso a la fuerza de al menos un muelle de compresión 6, 6a.
En una cámara de válvula 4a de la válvula de asiento 9a desemboca
una tubería de impulsión 7. En el caso del piezoelemento 1a sin
corriente la tubería de impulsión 7 está separada, a través del
elemento de válvula 3a cerrado, de una tubería de alimentación 10
para medio hidráulico que desemboca en una cámara de presión 14, que
está prevista en una caja de válvula 5 y en la que se encuentra un
émbolo de ajuste 15, una de cuyas superficies frontales 16 puede
recibir el medio hidráulico.
Desde la tubería de alimentación 10 se deriva una
tubería de unión 63, que desemboca en una cámara de válvula 4 de la
válvula de asiento 9. En el caso del piezoelemento 1 sin circulación
la cámara de válvula 4 está unida a una tubería de depósito 12.
En el lado opuesto a la cámara de presión 14 se
encuentra una cámara de cilindro 17, que está unida a la atmósfera a
través de al menos una abertura 18. En la cámara de cilindro 17
penetra un empujador 19, que coopera con un empujador de taza 20.
Está sometido a la fuerza de al menos un muelle de compresión 21,
que carga a través de un vástago de válvula 22 el empujador de taza
20 y, con ello, el empujador 19 en forma de perno en dirección al
émbolo de ajuste 15. Con el empujador de taza 20 hace contacto el
vástago de válvula 22 que está dotado, en el extremo libre, de un
plato de válvula 23. Con éste se abre y cierra una abertura de
admisión o escape 24 de una cámara de combustión 25 de un motor de
combustión interna 26 de un vehículo de motor.
En la posición representada en la fig. 1 los
piezoelementos 1, 1a no tienen corriente, de tal modo que las
válvulas de admisión/escape 30 están cerradas. Si se quiere que la
válvula de admisión/escape 30 ejecute la carrera de apertura máxima
(carrera normal o sobre-carrera), los dos
piezoelementos 1, 1a reciben corriente. Por medio de esto se
desplazan los dos empujadores 2, 2a. Con el empujador 2 se mueve el
elemento de válvula 3 en contra de la fuerza del muelle 6 hasta su
posición de cierre, en la que cierra la tubería de depósito 12. Con
el empujador 2a se mueve el elemento de válvula 3a hasta una
posición de apertura, de tal modo que el medio hidráulico puede
fluir a través de la tubería de impulsión 7 y la cámara de válvula
4a hasta la tubería de alimentación 10. El medio hidráulico llega
por medio de esto hasta la cámara de presión 14 y desplaza hacia
abajo el émbolo de ajuste 15. A través del empujador 19 y del
empujador de taza 20 se desplaza el vástago de válvula 22 en contra
de la fuerza del muelle de compresión 21 y, de este modo, se abre la
válvula de admisión/escape 30. El émbolo de ajuste 15 se desplaza
hasta que hace contacto con el fondo 29 de la cámara de cilindro 17.
De este modo, la carrera del émbolo de ajuste 17 y con ello de la
válvula 30 se corresponde con la carrera normal, además de con una
sobre-carrera.
Si lo exige la gestión del motor, el émbolo de
ajuste 15 y con ello también la válvula 30 puede graduarse
exclusivamente en la carrera normal o cualquier otra carrera. Para
esto los dos piezoelementos 1, 1a reciben corriente y el
piezoelemento 1a se queda sin corriente tras un tiempo que determina
la carrera, de tal manera que el elemento de válvula 3a se mueve
hasta su posición de cierre mediante la fuerza del muelle de
compresión 6a. Por medio de esto se separa la tubería de impulsión 7
de la tubería de alimentación 10. Al mismo tiempo el piezoelemento 1
queda sin corriente y, por medio de esto, se cierra la válvula 3 y
se encierra el volumen en la cámara de presión 14. El ahora menor
volumen de líquido del medio hidráulico que afluye en la cámara de
presión en comparación con el proceso precedente determina de este
modo la carrera del émbolo de ajuste 15 y, de este modo, también la
carrera de la válvula de admisión/escape 30, ya que el piezoelemento
1 sigue recibiendo corriente y por medio de esto permanece cerrada
la tubería 63 hasta el depósito 12. El volumen de líquido situado en
la cámara de presión 14 permanece por medio de esto confinado
(encerrado); la válvula 30 está menor abierta, de tal modo que llega
una cantidad correspondientemente menor de mezcla de
combustible-aire a la cámara de combustión del motor
de combustión interna.
Si se quiere cerrar la válvula de admisión/escape
30 se conecta el piezoelemento 1 sin corriente. El muelle de
compresión 6 eleva el elemento de válvula 3 desde su asiento de
válvula 66, con lo que el medio hidráulico situado en la cámara de
presión 14 puede desplazarse hasta la tubería de depósito 12 a
través de la tubería de alimentación 10 y la cámara de válvula 4
abierta.
Como muestran las figs. 7 y 8, el elemento de
válvula 3 y el muelle de compresión 6 están situados en un casquillo
64, que se introduce a presión en una cámara de instalación 65 de la
caja de válvula 5. El asiento de válvula 66 previsto para el
elemento de válvula 3 está previsto en una pieza de inserción 43. El
muelle de compresión 6 sujeta el elemento de válvula 3 con el
piezoelemento 1 sin corriente en la posición de apertura, que se ha
representado en la fig. 8. La pieza de inserción 43 se asegura
axialmente mediante el extremo 67 rebordeado del casquillo 64. Un
taladro axial 68 central de la pieza de inserción 43 está cerrado
mediante un elemento de cierre 69, con preferencia una esfera.
El elemento de válvula 3a está alojado igualmente
en un casquillo 70 (fig. 7), cuyo elemento inferior 71 está
rebordeado. El elemento de válvula 3a se presiona hacia arriba
mediante el muelle de compresión 6a hacia un asiento de válvula 72,
que atraviesa axialmente el empujador 2a y de este modo genera una
superficie anular 81 necesaria para la circulación.
Las dos válvulas de asiento 9, 9a están situadas
a ambos lados del émbolo de ajuste 15 y en paralelo a su eje. Por
medio de esto la caja de válvula 5 sólo tiene una reducida altura
axial.
La cámara de cilindro 17, como muestra la fig. 5,
está unida a la atmósfera a través de la tubería de ventilación 18,
de tal modo que el émbolo de ajuste 15 puede desplazarse con
fiabilidad para abrir la válvula de admisión/escape 30.
Para abrir la válvula de admisión/escape 30 los
dos piezoelementos 1, 1a reciben corriente. La magnitud de la
carrera del émbolo de ajuste 15 y, de este modo, la válvula de
admisión/escape 30 depende de después de qué tiempo a partir del
inicio de apertura el piezoelemento 1a ya no recibe corriente y, con
ello, ya no puede afluir ningún medio hidráulico a la cámara de
presión 14. En dependencia del tiempo durante el cual el
piezoelemento 1a recibe corriente, puede controlarse de este modo
sin escalas la carrera de la válvula de admisión/escape 30.
Para el movimiento de cierre de la válvula de
admisión/escape 30 puede estar prevista una amortiguación. Para esto
las dos superficies frontales 16, 28 del émbolo de ajuste 15 están
dotadas de una sección transversal de estrangulación que es, por
ejemplo, una depresión que discurre diametralmente con sección
transversal triangular. Las secciones transversales de
estrangulación cooperan con aristas de control cuando se desplaza el
émbolo de ajuste 15. Al pasar sobre la respectiva arista de control
se crea, como consecuencia de la sección transversal de circulación
que se reduce constantemente para el medio hidráulico, una presión
en el medio que actúa en contra del movimiento del émbolo de ajuste
15 y, de este modo, produce la amortiguación de la reducción de
velocidad.
En el caso de los ejemplos de ejecución descritos
puede modificarse, al contrario que en un control por árbol de
levas, la posición de fase con relación a la apertura y al cierre de
las válvulas de admisión/escape 30. Esto es posible por medio de que
los piezoelementos asociados a las válvulas de admisión/escape 30
reciben o no corriente en el momento deseado. En el caso del ejemplo
de ejecución según las figs. 1 y 4 a 8 puede variarse en la forma
descrita, adicionalmente, también la magnitud de la carrera de
apertura de la válvula de admisión/escape 30.
La fig. 9 muestra curvas características de la
posibilidad, descrita con base en el ejemplo de ejecución según las
figs. 1 y 5 a 8, de variar la carrera de apertura de la válvula de
admisión/escape 30.
La fig. 10 muestra, con base en curvas
características, que puede modificarse en la forma descrita la
duración de apertura de la válvula de admisión/escape 30. De las
curvas características de la fig. 11 se deduce que, adicionalmente,
también puede ajustarse en la forma descrita la posición de fase. La
fig. 12 muestra por último curvas características para el ejemplo de
ejecución según las figs. 1 y 4 a 8, en las que se utilizan las tres
posibilidades de ajuste conforme a las figs. 9 a 11. Con ello pueden
modificarse la carrera de válvula, la duración de apertura y la
posición de fase. Este ejemplo de ejecución representa un control
totalmente variable de las válvulas de admisión/escape 30.
Los empujadores 2, 2a pueden accionarse
directamente mediante los piezoelementos 1, 1a, como se ha
representado esquemáticamente en la fig. 1. Sin embargo, también es
posible prever entre el empujador 2, 2a y el piezoelemento 1, 1a, en
cada caso una palanca de transmisión 59, 59a, para aumentar la
carrera de apertura y cierre del elemento de válvula 3, 3a con la
piezo-carrera preajustada. En el caso del ejemplo de
ejecución representado esquemáticamente según la fig. 2, las
palancas de transmisión 59, 59a son palancas de un brazo. A la
distancia 60 del eje de basculamiento 61, 61a de las palancas 59,
59a engrana en las mismas el empujador 58, 58a. En el extremo libre
de las palancas 59, 59a, que se encuentra a una distancia 62 del
respectivo eje de basculamiento 61, 61a, engrana el empujador 2, 2a.
Los empujadores 2, 58 y 2a, 58a están situados en lados de la
palanca 59, 59a opuestos entre sí. A través de la relación mutua
entre las distancias 60 y 62 puede determinarse la relación de
multiplicación.
En el caso de la forma de ejecución según la fig.
3 las palancas 33, 33a son palancas de dos brazos, que presentan
brazos de palanca 86, 87 de diferente longitud. En el brazo de
palanca 87 más corto engranan los empujadores 58, 58a de los
piezoelementos 1, 1a. En el mismo extremo de las palancas 33, 33a
engranan en los extremos libres de los brazos de palanca 86 más
largos los empujadores 2, 2a. A través de la relación mutua entre la
longitud de los brazos de palanca puede establecerse igualmente la
relación de multiplicación.
Debido a que en la forma de ejecución según la
fig. 3 los dos empujadores 2, 58; 2a, 58a están dispuestos en el
mismo lado de las palancas 33, 33a, se obtiene una menor altura
constructiva 73. Las palancas 33, 33a de dos brazos están, como se
explica en detalle con base en la forma de ejecución según las figs.
4 a 8, alternadas espacialmente una con respecto a la otra, de tal
modo que la caja de válvula 5 sólo presenta unas dimensiones
correspondientemente reducidas.
En el caso de la forma de ejecución según la fig.
2, la altura constructiva es mayor que en el ejemplo de ejecución
según la fig. 3, ya que los piezoelementos 1, 1a con sus empujadores
58, 58a se asientan sobre un lado de las palancas 59, 59a y los
empujadores 2, 2a con las válvulas 9, 9a en el otro lado. En la fig.
2 se designa con 74 la altura constructiva de los piezoelementos 1,
1a con los empujadores 58, 58a y con 75 la altura constructiva de
las válvulas de asiento 9, 9a con los empujadores 2, 2a y las
palancas basculantes 59, 59a. Puede verse que la altura constructiva
total 74, 75 es aproximadamente el doble de grande que la altura
total 73 en el caso del ejemplo de ejecución según la fig. 3.
En el caso de la forma de ejecución según las
figs. 1 y 4 a 8, las dos palancas 33, 33a con dos brazos están
situadas en la cámara de caja 34, que se cierra mediante una tapa de
caja 76. Las dos palancas 33, 33a están dispuestas alternadas entre
sí y están situadas, en cada caso con un ángulo agudo, con relación
a un plano central longitudinal 77 de la caja de válvula 5. Según se
mira en vista lateral, las dos palancas 33, 33a están situadas de
forma solapada entre ellas y con una distancia reducida una tras
otra. Los ejes de basculamiento 36, 36a están situados mutuamente en
paralelo. En el extremo libre del brazo de palanca más corto
engranan los empujadores 58, 58a de los dos piezoelementos 1, 1a. En
los extremos libres de los brazos de palanca más largos están
situados los empujadores 2, 2a, con los que se accionan en la forma
descrita los elementos de válvula 3,
3a.
3a.
Los dos piezoelementos 1, 1a están situados en
cámaras de caja 78, 79 separadas (fig. 6). En la región entre las
dos cámaras de caja 78, 79 se encuentra la cámara de cilindro 17 con
el émbolo 15. Mediante la relación entre la longitud de los brazos
de palanca de la respectiva palanca 33, 33a se determina la relación
de multiplicación. De este modo puede transformarse muy fácilmente
el reducido recorrido de movimiento del empujador 58, 58a por el
lado piezoeléctrico en el recorrido de graduación necesario del
empujador 2, 2a, para desplazar eficazmente el respectivo elemento
de válvula 3, 3a con la carrera requerida hasta la posición
correspondiente de apertura y
cierre.
cierre.
Claims (24)
1. Sistema de control para válvulas de admisión y
de escape (30) de motores de combustión interna, con elementos de
ajuste (1, 1a) con los que se abre y cierra la válvula de
admisión/escape (30) y con los que se acciona en cada caso un
elemento de válvula (3, 3a), que controlan la alimentación y la
descarga de un medio de presión hacia y desde al menos un émbolo de
ajuste (15), que puede desplazarse por efecto del medio de presión
para abrir y cerrar la válvula de admisión/escape (30), en donde uno
de los elementos de válvula (3a) une, en una posición, una tubería
de impulsión (7) a una cámara de presión (14) delante del émbolo de
ajuste (15) y el otro elemento de válvula (3), en una posición,
cierra una tubería de depósito (12), en donde la válvula de
admisión/escape (30) puede desplazarse a su posición de cierre
mediante una fuerza independiente del sometimiento a presión del
émbolo de ajuste (15), en donde uno de los elementos de válvula (3a)
se desplaza a su posición que cierra la tubería de impulsión (7) y
el medio de presión situado en la cámara de presión (14), delante
del émbolo de ajuste (15), se desplaza hasta una tubería de depósito
(12), caracterizado porque los elementos de ajuste (1, 1a)
son piezoelementos, porque los dos elementos de válvula (3, 3a)
funcionan en contrasentido y controlan la afluencia a una tubería de
alimentación común (10) para el medio de presión que desemboca en la
cámara de presión (14), porque los dos piezoelementos (1, 1a) pueden
accionarse con independencia entre sí para ajustar la carrera de la
válvula de admisión/escape (30), y porque uno de los piezoelementos
(1) actúa como cerrador para la tubería de depósito y el otro
piezoelemento (1a) como abridor para la tubería de impulsión.
2. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 1, caracterizado porque los dos elementos de
válvula (3, 3a) forman parte de válvulas de asiento (9, 9a), que
controlan la afluencia del medio de presión desde la tubería de
impulsión (7) al émbolo de ajuste (15).
3. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 2, caracterizado porque las dos válvulas de
asiento (9, 9a) están conectadas a la tubería de alimentación común
(10).
4. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque en el caso de
piezoelementos (1, 1a) sin corriente una de las válvulas de asiento
(9) está abierta y el otro elemento de asiento (9a) está
cerrado.
5. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el émbolo de
ajuste (15) coopera a través de un empujador (19) con un vástago de
válvula (22) de la válvula de admisión/escape (30), que coopera
ventajosamente con el empujador (19) a través de un empujador de
taza (20).
6. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los dos
piezoelementos (1, 1a) cooperan con el elemento de válvula (3, 3a) a
través en cada caso de un empujador (2, 2a).
7. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el elemento
de válvula (3) de la válvula de asiento (9) abierta puede
desplazarse mediante el empujador (2) de uno de los piezoelementos
(1), cuando éste tiene corriente, a su posición de cierre en la que
la tubería de alimentación (10) está separada de la tubería de
depósito (12).
8. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el elemento
de válvula (3a) de la válvula de asiento (9a) cerrada puede
desplazarse mediante el empujador (2a) del otro piezoelemento (1a),
cuando éste tiene corriente, a su posición de apertura en la que la
tubería de impulsión (7) está unida a la tubería de alimentación
(10) que desemboca en la cámara de presión (14).
9. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque, cuando los
dos piezoelementos (1, 1a) tienen corriente durante suficiente
tiempo, el émbolo de ajuste (15) y con ello la válvula de
admisión/escape (30) accionada ejecutan su carrera máxima y allí
pueden mantenerse.
10. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque para
mantener el émbolo de ajuste (15) en la posición de apertura máxima,
se cierran las dos válvulas de asiento (9, 9a).
11. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque para
mantener el émbolo de ajuste (15) en la posición de apertura máxima,
se cierra una de las válvulas de asiento (9) y se abre la otra
válvula de asiento (9a).
12. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque, en el caso
de que los dos piezoelementos (1, 1a) tengan corriente durante un
menor periodo de tiempo, el émbolo de ajuste (15) ejecuta una
carrera menor en comparación con la carrera máxima.
13. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 12, caracterizado porque para mantener el
émbolo de ajuste (15), en el caso de una menor carrera de apertura,
se cierran las dos válvulas de asiento (9, 9a).
14. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los dos
piezoelementos (1, 1a) cooperan a través de en cada caso un
multiplicador (33, 33a), con preferencia una palanca de dos brazos,
con el empujador (2, 2a).
15. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 14, caracterizado porque los dos
multiplicadores (33, 33a), según se mira en la dirección de su eje
de basculamiento (36, 36a), están dispuestos de forma que se solapan
uno con el otro.
16. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque los dos
multiplicadores (33, 33a) están situados en serie.
17. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque los dos
multiplicadores (33, 33a) están situados mutuamente en paralelo y,
con preferencia, con un ángulo agudo con respecto a un plano central
longitudinal (77) de una caja de válvula (5).
18. Sistema de control para válvulas según la
reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque el elemento de
válvula (3, 3a) fabricado ventajosamente con una esfera presenta una
pieza de asiento (83), de la que sobresale un suplemento (84) de
menor sección transversal.
19. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 18, caracterizado porque el muelle de
compresión (6, 6a) se enchufa sobre el suplemento (84) del elemento
de válvula (3, 3a), que se ensancha ventajosamente en forma cónica
desde la pieza de asiento (83).
20. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque en la transición
entre el suplemento (84) y la pieza de asiento (83), la diferencia
de diámetro se corresponde con el doble del grosor de alambre del
muelle de compresión (6, 6a).
21. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 18 a 20, caracterizado porque en el
extremo libre del suplemento (84) está prevista una pieza de asiento
adicional (85), configurada con preferencia en forma de esfera
parcial o cónicamente.
22. Sistema de control para válvulas según la
reivindicación 21, caracterizado porque la pieza de asiento
adicional (85) tiene un menor diámetro de asiento que la otra pieza
de asiento (83).
23. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 14 a 22, caracterizado porque los dos
empujadores (2, 2a) están situados en el mismo lado de los dos
multiplicadores (33, 33a).
24. Sistema de control para válvulas según una de
las reivindicaciones 14 a 23, caracterizado porque los dos
multiplicadores (33, 33a) están dispuestos alternados espacialmente
uno con respecto a otro.
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Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10049698A1 (de) * | 2000-10-07 | 2002-04-11 | Hydraulik Ring Gmbh | Schalteinrichtung zum Schalten von Ein/Auslaßventilen für Verbrennungskraftmaschinen |
SE522163C2 (sv) * | 2002-05-30 | 2004-01-20 | Cargine Engineering Ab | Metod och anordning för tryckpulsgenerering |
SE522165C2 (sv) * | 2002-05-30 | 2004-01-20 | Cargine Engineering Ab | Metod och anordning för generering av tryckpulser |
US6883474B2 (en) * | 2003-04-02 | 2005-04-26 | General Motors Corporation | Electrohydraulic engine valve actuator assembly |
US6959673B2 (en) | 2003-04-02 | 2005-11-01 | General Motors Corporation | Engine valve actuator assembly with dual automatic regulation |
US6886510B2 (en) | 2003-04-02 | 2005-05-03 | General Motors Corporation | Engine valve actuator assembly with dual hydraulic feedback |
US6837196B2 (en) * | 2003-04-02 | 2005-01-04 | General Motors Corporation | Engine valve actuator assembly with automatic regulation |
US7108200B2 (en) * | 2003-05-30 | 2006-09-19 | Sturman Industries, Inc. | Fuel injectors and methods of fuel injection |
US7182068B1 (en) | 2003-07-17 | 2007-02-27 | Sturman Industries, Inc. | Combustion cell adapted for an internal combustion engine |
US6935287B2 (en) * | 2003-09-30 | 2005-08-30 | Caterpillar Inc | System and method for actuating an engine valve |
US7341028B2 (en) | 2004-03-15 | 2008-03-11 | Sturman Industries, Inc. | Hydraulic valve actuation systems and methods to provide multiple lifts for one or more engine air valves |
US7387095B2 (en) * | 2004-04-08 | 2008-06-17 | Sturman Industries, Inc. | Hydraulic valve actuation systems and methods to provide variable lift for one or more engine air valves |
ES2277232T3 (es) * | 2004-09-14 | 2007-07-01 | C.R.F. Societa Consortile Per Azioni | Motor de combustion interna provisto de valvulas accionadas de manera variable, estando provista cada una de ellas de un taque hidraulico en la parte exterior de la unidad de accionamiento asociada. |
CN101076655B (zh) * | 2004-10-14 | 2010-06-30 | 雅各布斯车辆系统公司 | 用于内燃机中可变气门致动的系统和方法 |
US7866286B2 (en) * | 2006-09-13 | 2011-01-11 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method for valve seating control for an electro-hydraulic engine valve |
CN102278248B (zh) * | 2007-05-09 | 2013-08-28 | 斯德曼数字系统公司 | 具有主动针控制器的多级增强型喷射器的喷射方法 |
US20100012745A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Sturman Digital Systems, Llc | Fuel Injectors with Intensified Fuel Storage and Methods of Operating an Engine Therewith |
US7712449B1 (en) * | 2009-05-06 | 2010-05-11 | Jacobs Vehicle Systems, Inc. | Lost motion variable valve actuation system for engine braking and early exhaust opening |
DK177410B1 (en) * | 2010-02-24 | 2013-04-02 | Man Diesel & Turbo Deutschland | Valve actuation system for a large two stroke diesel engine |
US8602002B2 (en) | 2010-08-05 | 2013-12-10 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for controlling engine knock using electro-hydraulic valve actuation |
US8839750B2 (en) | 2010-10-22 | 2014-09-23 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for controlling hydraulic pressure in electro-hydraulic valve actuation systems |
WO2012057761A1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Controlling variable valve actuation system |
DE102011013606A1 (de) * | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulisches Betätigungsmodul |
US8781713B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-07-15 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for controlling a valve of a cylinder in an engine based on fuel delivery to the cylinder |
US9169787B2 (en) | 2012-05-22 | 2015-10-27 | GM Global Technology Operations LLC | Valve control systems and methods for cylinder deactivation and activation transitions |
US9567928B2 (en) | 2012-08-07 | 2017-02-14 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for controlling a variable valve actuation system to reduce delay associated with reactivating a cylinder |
US9181890B2 (en) | 2012-11-19 | 2015-11-10 | Sturman Digital Systems, Llc | Methods of operation of fuel injectors with intensified fuel storage |
CN105804827A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-07-27 | 哈尔滨工程大学 | 压电控制增压式配气系统 |
CN105781658A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-07-20 | 哈尔滨工程大学 | 压电液压驱动式配气系统 |
CN107869368A (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 浙江师范大学 | 一种压电驱动的液压式无凸轮轴气门驱动机构 |
CN107882608B (zh) * | 2017-10-30 | 2019-10-11 | 许仙福 | 一种柴油机气门校准装置及其校准方法 |
DE102017223500A1 (de) | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine |
DE102021114302A1 (de) | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Vermes Microdispensing GmbH | Dosiersystem |
CN114542544B (zh) * | 2022-01-18 | 2022-11-04 | 靖江市闻达机械有限公司 | 一种具有侧向调节自锁机构的液压杆 |
US20240263573A1 (en) * | 2023-02-04 | 2024-08-08 | ARA4 Consulting LLC | Hydraulic Valve Actuation System with Controlled Valve Seating Velocity and Method Therefor |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH503892A (de) * | 1969-08-30 | 1971-02-28 | Bosch Gmbh Robert | Steuerung von Ein- und Auslassventilen von Brennkraftmaschinen durch Flüssigkeit |
DK162277A (da) * | 1976-04-16 | 1977-10-17 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Anordning til styring af en forbrendingsmotors ventilfunktioner |
GB2122257B (en) * | 1982-06-04 | 1986-04-16 | Paul Julian Moloney | Valve operating mechanism for internal combustion and like-valved engines |
JPS60113008A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-19 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 内燃機関の油圧作動動弁装置 |
US4593658A (en) * | 1984-05-01 | 1986-06-10 | Moloney Paul J | Valve operating mechanism for internal combustion and like-valved engines |
JPH0612058B2 (ja) * | 1984-12-27 | 1994-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 可変バルブタイミング・リフト装置 |
US4724801A (en) * | 1987-01-15 | 1988-02-16 | Olin Corporation | Hydraulic valve-operating system for internal combustion engines |
US5152260A (en) * | 1991-04-04 | 1992-10-06 | North American Philips Corporation | Highly efficient pneumatically powered hydraulically latched actuator |
US5127375A (en) * | 1991-04-04 | 1992-07-07 | Ford Motor Company | Hydraulic valve control system for internal combustion engines |
US5806474A (en) * | 1996-02-28 | 1998-09-15 | Paul; Marius A. | Self injection system |
US5615646A (en) * | 1996-04-22 | 1997-04-01 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for holding a cylinder valve closed during combustion |
-
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