ES2273677T3 - Dispositivo de mando electromagnetico de valvulas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de mando de desplazamiento lineal, según su eje, de las válvulas de un motor, comprendiendo unos accionadores en número igual al de las válvulas e independientemente accionados, teniendo cada accionador una paleta (22) de material ferromagnético fijada a una varilla de empuje de válvula desplazable en un cajón del accionador por unos medios electromagnéticos teniendo al menos una bobina montada sobre un circuito ferromagnético y teniendo al menos un resorte de retroceso cuya extremidad está en apoyo contra la varilla, caracterizado porque los circuitos ferromagnéticos de dos accionadores afectados a dos válvulas de mismo tipo de un mismo cilindro están fusionados.

Description

Dispositivo de mando electromagnético de válvulas.

La invención se refiere a los dispositivos de mando de válvulas de desplazamiento lineal según un eje, comprendiendo accionadores en número igual al de las válvulas, teniendo cada accionador una paleta de material ferromagnético fijada a una varilla de empuje de válvula desplazable en un cajón del accionador por unos medios electromagnéticos teniendo al menos una bobina montada sobre un circuito ferromagnético y teniendo al menos un resorte de retroceso una extremidad del cual está en apoyo contra la varilla.

Los dispositivos de este tipo pueden tener dos resortes de retroceso antagonistas (patente US 4 614 170 o solicitud de patente FR 98 12489) o un solo resorte trabajando alternativamente en tracción y en compresión (solicitud de patente FR 98 11670). Los medios electromagnéticos de un accionador pueden comprender dos bobinas cuya excitación tiende a desplazar la paleta en unas direcciones opuestas (DE 197 19 299). Pueden también - y esta solución será generalmente preferible por razones de coste, de reducción de volumen y de reducción del número de uniones eléctricas - utilizar una bobina única cuyo circuito ferromagnético tiene una constitución tal que ofrece, en combinación con la paleta, dos encaminamientos estables de flujo magnético correspondiendo a unos estados de abertura y de cierre de la válvula, respectivamente (solicitud FR 98 12489 y solicitud EP correspondiente).

Tal dispositivo comprende tantos accionadores como válvulas. En un motor de 16 válvulas dispuestas en dos líneas, 8 accionadores deben colocarse juntos. La potencia de un accionador está limitada, de espesor dado, y este espesor mismo está limitado dado que la repartición de los accionadores debe ser la misma que la de las válvulas. En motores de baja cilindrada, la potencia que se puede obtener con unos accionadores individuales puede resultar insuficiente, al menos para las válvulas de escape que son las más exigentes de fuerte carga del motor dado la contra-presión en la cámara de combustión. Por otra parte la necesidad de un conectador de potencia por accionador es costosa y reduce la fiabilidad.

La invención se refiere especialmente a proporcionar un dispositivo de mando de válvulas para motor de dos válvulas del mismo tipo por cilindro de volumen reducido y de fiabilidad aumentada.

La invención propone a tal efecto un dispositivo en el cual los circuitos ferromagnéticos de dos accionadores afectados a dos válvulas del mismo tipo de un mismo cilindro están contenidos en un cajón común y las bobinas de los dos accionadores pueden en consecuencia alimentarse por medios de un mismo conectador de potencia.

Este conectador único puede por lo demás utilizarse para transmitir señales de medida proviniendo de un captador de posición de la paleta hacia el exterior.

Según otro aspecto de la invención, ésta propone un dispositivo en el cual los circuitos ferromagnéticos de dos accionadores afectados a dos válvulas de mismo tipo de un mismo cilindro están fusionados. No solamente esta disposición reduce el volumen y por consiguiente permite incrementar localmente la sección de hierro aprovechando el espacio libre entre dos cilindros pero también permite incrementar la sección de la parte común que beneficia entera al mando de una sola de las válvulas cuando la otra queda en descanso, por ejemplo al arranque de la oscilación de las válvulas.

La invención es particularmente fácil a poner en práctica en el caso de accionadores de una sola bobina para los cuales se puede además colocar unos captadores de la posición axial de la varilla y de la paleta, detectando la posición de un imán fijado a la varilla, en una zona donde el flujo magnético creado por la bobina está siempre muy reducido y no perjudica al funcionamiento gracias a la simetría de los planares de las líneas de fuerza.

Las características arriba así como otras aparecerán mejor a la lectura de la descripción que sigue de un modo particular de realización, dado a título de ejemplo no limitativo. La descripción se refiere a los dibujos que le acompañan:

- la figura 1 es una vista en planta de una fracción de un dispositivo de mando comprendiendo unos accionadores reagrupados por pares en un mismo cajón;

- la figura 2 es una vista en sección de un par de accionadores según un modo particular de realización, según un plano que pasa por los ejes de estos accionadores;

- la figura 3 es una vista en sección de un accionador mono-bobina en sección según un plano ortogonal al de la figura 2 pasando por el eje del accionador.

Será esencialmente cuestión ahora de un dispositivo destinado a un motor comprendiendo dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape por cilindro. Todas las válvulas de un mismo tipo, tales como las válvulas 50 a la figura 1, están dispuestas en línea y la distancia de dos válvulas asociadas a un mismo cilindro es mas corta que la de dos válvulas adyacentes asociadas a dos cilindros diferentes. Los accionadores de válvula son de mando electromagnético y pueden ser de una sola bobina, como el que se describirá más abajo, o de dos bobinas, tal como el descrito en la solicitud de patente FR 9811670 ya mencionada.

El dispositivo mostrado parcialmente a la figura 1 comprende un cajón común 16 de material no magnético, de aleación ligera por ejemplo, reteniendo los circuitos ferromagnéticos 54 de dos accionadores adyacentes afectados a un mismo cilindro sobre la culata del motor. Para esto el cajón está perforado de agujeros 56 para el paso de tornillos de fijación. En el caso de accionadores de dos bobinas, los circuitos ferromagnéticos serán generalmente disjuntos para permitir el mando individual de las dos válvulas.

Las cuatro bobinas de un mismo par (dos por accionador) pueden alimentarse por un conectador único 58 cuya constitución general puede ser sea clásica, sea ventajosamente la descrita en la solicitud de patente francesa del mismo día que la presente solicitud, titulada "conectador de potencia y dispositivo de alimentación de accionadores comprendiendo tales conectadores" de la solicitante, sin embargo doblada. Estos conectadores pueden preverse para transferir igualmente las señales de salida de captadores de posición. Esta disposición exige menos sitio que un montaje individual de los accionadores y reduce a mitad el número de conectadores.

Cuando los accionadores son de una sola bobina, los circuitos de dos accionadores adyacentes pueden fusionarse y tener la constitución mostrada a la figura 2, teniendo por ejemplo cada accionador completo los elementos mostrados a la figura 3. Los planos de simetría verticales de las dos bobinas son más alejados entre ellos que los planos de simetría verticales de las dos paletas para que los flujos generados por cada bobina se molesten recíprocamente lo menos posible. El accionador presenta entonces una paleta 22 de forma prismática, de material ferromagnético, fijada sobre una varilla 24 de accionamiento de la válvula 50.

Dos resortes de retroceso 28a y 28b están previsto para mantener la válvula en reposo en una posición sensiblemente mediana entre la posición de cierre y la posición de gran abertura. Uno de los resortes 28a está comprimido entre un plató fijo 30 fijado a la varilla 24 y una prolongación del cajón 16. El otro resorte 28b está comprimido entre un plató 31 fijado a la cola de válvula y el fondo del pozo de válvula dispuesto en la culata 12.

El circuito ferromagnético fijo común a los dos accionadores presenta una sección recta pasando por el eje de las dos paletas en forma de E con un brazo mediano 60 y dos brazos externos 62. Los brazos laterales tienen una anchura menor que la del brazo mediano que aprovecha la fusión de dos circuitos magnéticos. Sin embargo los brazos externos pueden ser relativamente anchos debido a la distancia entre dos cilindros.

En el modo de realización mostrado a la figura 2, cada paleta 22 presenta unos bordes biselados paralelamente a los polos del circuito magnético asociado. Además la paleta presenta un resalte central en forma de tabique que crea o aumenta una disimetría del circuito magnético y garantiza que el sentido inicial de desplazamiento de la paleta a partir de su posición de reposo será hacia arriba. Además la presencia del resalte reduce la reluctancia inicial del circuito debido a que reduce el entrehierro al reposo, como lo muestran las flechas esquematizando las líneas de flujo magnéticas. Cuando la paleta está pegada sobre el polo superior, como indicado a la izquierda a la figura, el resalte está cortocircuitado y no debilita la fuerza de pegado.

Las corrientes que recorren las dos bobinas llevadas por un mismo circuito ferromagnético son de sentidos opuestos. La corriente que recorre cada bobina puede pilotarse por un calculador no representado recibiendo una señal indicando la posición de la paleta de un captador 24. Puede tratarse en particular de un captador de efecto Hall 64 sensible a un borne magnético llevado por la varilla 24. El trayecto de las líneas de fuerza del flujo magnético es tal que no perturban la medida por un captador colocado en el plano de la figura 3.

Claims (10)

1. Dispositivo de mando de desplazamiento lineal, según su eje, de las válvulas de un motor, comprendiendo unos accionadores en número igual al de las válvulas e independientemente accionados, teniendo cada accionador una paleta (22) de material ferromagnético fijada a una varilla de empuje de válvula desplazable en un cajón del accionador por unos medios electromagnéticos teniendo al menos una bobina montada sobre un circuito ferromagnético y teniendo al menos un resorte de retroceso cuya extremidad está en apoyo contra la varilla, caracterizado porque los circuitos ferromagnéticos de dos accionadores afectados a dos válvulas de mismo tipo de un mismo cilindro están fusionados.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque cada accionador es de una sola bobina (42).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el circuito ferromagnético fijo común a los dos accionadores presenta una sección recta en un plano pasando por el eje de las dos paletas, en forma de E con un brazo mediano (60) y dos brazos externos (62).

4. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque cada paleta (22) presenta unos bordes biselados paralelamente a los polos del circuito magnético asociado.

5. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque cada paleta (22) presenta un resalte central en forma de tabique que crea o aumenta una disimetría del circuito magnético para imponer un sentido inicial de desplazamiento de la paleta a partir de su posición de reposo.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque los planos de simetría verticales de dos bobinas de accionadores adyacentes están más alejados entre ellos que los planes de simetría verticales de las dos paletas.

7. Dispositivo según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque las corrientes que recorren las dos bobinas llevadas por el mismo circuito ferromagnético son de sentidos opuestos.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los circuitos ferromagnéticos de un par de dos accionadores efectuados a dos válvulas del mismo tipo de un mismo cilindro están contenidos en un mismo cajón.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque las bobinas de los dos accionadores están alimentadas mediante un mismo conectador
(58).

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el conectador está igualmente utilizado para transmitir señales de medida proviniendo de un captador de posición de la paleta (64).