ES2277232T3 - 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. - Google Patents
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. Download PDFInfo
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- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
- F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
- F01L2001/34446—Fluid accumulators for the feeding circuit
Abstract
Motor de combustión interna multicilíndrico que comprende: - por lo menos una válvula de admisión (7) y por lo menos una válvula de escape para cada uno de los cilindros, estando provista cada una de las mismas de unos medios de retorno elásticos (9) respectivos que fuerzan la válvula (7) hacia una posición cerrada, para controlar los conductos de admisión y salida respectivos, - por lo menos un árbol de levas para accionar las válvulas de admisión y de escape (7) de los cilindros del motor por medio de unos taqués (15) respectivos, - en el que por lo menos cada una de las válvulas de admisión (7) presenta un accionamiento variable, siendo accionada por el taqué (15) respectivo, contra la acción de los medios de retorno elásticos (9) mencionados anteriormente, por medio de la interposición de unos medios hidráulicos que incluyen una cámara de fluido presurizado (C) en la que se proyecta un pistón de bombeo (16) conectado al taqué (15) de la válvula de admisión, - pudiendo conectarse dicha cámara de fluido presurizado (C) por medio de una válvula solenoide (24) con un canal de escape, con el fin de desacoplar la válvula de accionamiento variable (7) del taqué (15) respectivo y provocar el cierre rápido de la válvula (7) debido al efecto de los medios de retorno elásticos (9) respectivos.
Description
Motor de combustión interna provisto de válvulas
accionadas de manera variable, estando provista cada una de ellas de
un taqué hidráulico en la parte exterior de la unidad de
accionamiento asociada.
La presente invención se refiere a motores de
combustión interna con múltiples cilindros, del tipo que
comprende:
- -
- por lo menos una válvula de admisión y por lo menos una válvula de escape para cada cilindro, estando cada una de las mismas provista de medios de retorno elásticos respectivos que fuerzan la válvula hacia una posición cerrada, para controlar los conductos de admisión y salida respectivos,
- -
- por lo menos un árbol de levas para accionar las válvulas de admisión y escape de los cilindros del motor por medio de taqués respectivos,
- -
- en los que por lo menos cada válvula de admisión presenta un accionamiento variable, siendo accionada por el taqué respectivo, contra la acción de los medios de retorno elásticos mencionados anteriormente, por medio de la interposición de medios hidráulicos que incluyen una cámara de fluido presurizado, en la que se proyecta un pistón de bombeo conectado al taqué de la válvula de admisión,
- -
- pudiendo dicha cámara de fluido presurizado conectarse por medio de una válvula solenoide con un canal de escape, con el fin de desacoplar la válvula de accionamiento variable del taqué respectivo y de provocar el cierre rápido de la válvula debido al efecto de los medios de retorno elástico respectivos,
- -
- unos medios de control electrónico para controlar cada una de las válvulas solenoides de manera que se varíe el tiempo y el recorrido de abertura de la válvula de accionamiento variable como una función de uno o más parámetros de funcionamiento del motor,
- -
- en el que los medios hidráulicos mencionados anteriormente comprenden asimismo un conjunto de accionamiento para cada válvula de accionamiento variable, que incluye un pistón de accionamiento montado de manera que se pueda deslizar en un cojinete guía,
- -
- estando dicho pistón de accionamiento encarado a una cámara de volumen variable que se comunica con la cámara de fluido presurizado, tanto por unos primeros medios de comunicación, controlados por una válvula de retención que únicamente permite el paso del fluido desde la cámara de fluido presurizado hasta la cámara de volumen variable, como a través de unos segundos medios de comunicación que permiten el paso entre las dos cámaras en ambas direcciones,
- -
- en el que dichos medios hidráulicos comprenden asimismo unos medios de frenado hidráulicos capaces de provocar un estrechamiento de dichos segundos medios de comunicación en la fase de cierre final de la válvula de motor,
- -
- en el que entre el pistón accionador de cada válvula de accionamiento variable y el vástago de la válvula de admisión se interpone un taqué hidráulico auxiliar,
en el que dicho taqué hidráulico auxiliar
comprende:
- -
- un primer cojinete provisto de una pared final en contacto con un extremo del vástago de la válvula de accionamiento variable,
- -
- un segundo cojinete montado de manera que se pueda deslizar en dicho primer cojinete exterior y provisto de un extremo en contacto con un extremo correspondiente de dicho pistón accionador,
- -
- una primera cámara definida entre dicho segundo cojinete y dicho pistón accionador, que se encuentra en comunicación con un paso para suministrar el fluido presurizado a dicha primera cámara,
- -
- una segunda cámara definida entre dicho primer cojinete y dicho segundo cojinete, y
- -
- una válvula de retención que controla un paso en una pared de dicho segundo cojinete para permitir el paso de fluido únicamente desde dicha primera cámara hasta dicha segunda cámara de dicho taqué hidráulico auxiliar.
En la solicitud de patente europea nº 1.344.900
A2 del mismo solicitante, se describe e ilustra un motor del tipo
especificado anteriormente. Se pueden encontrar algunos detalles de
dicho motor en la publicación de patente nº DE 10239750.
En los motores de este tipo, resulta importante
que el movimiento de cierre de cada válvula, determinado por los
medios elásticos asociados a la válvula cuando se descarga la cámara
presurizada del sistema de accionamiento, sea lo más rápido posible,
y después se frene en la fase final de recorrido de la válvula por
los medios de frenado hidráulicos mencionados anteriormente. Este
requisito es especialmente importante cuando se arranca el motor a
una temperatura baja. Sin embargo, existen límites con respecto a la
posibilidad de realizar la fase de cierre de la válvula
sustancialmente instantánea, que derivan específicamente de la masa
de los elementos móviles, de la carga de los medios elásticos que
retornan la válvula a la posición cerrada y de la viscosidad del
fluido (el aceite de lubricación del motor) utilizado en el sistema
hidráulico. Con el fin de incrementar la velocidad de cierre de la
válvula, en particular resultaría ventajoso minimizar el diámetro de
la cámara de volumen variable mencionada anteriormente, que se
define por el pistón de accionamiento de la válvula en el cojinete
guía relacionado, dado que dicha cámara se debe vaciar de aceite
durante el movimiento de retorno del pistón de accionamiento
provocado por el cierre de la válvula. Sin embargo, en las
soluciones conocidas también existe un límite para la posibilidad de
reducir dicho diámetro, dado que el diámetro interior del cojinete
guía del pistón de accionamiento debe resultar suficiente como para
albergar dicho taqué hidráulico auxiliar que está interpuesto entre
el pistón de accionamiento y el vástago de la válvula. Si se utiliza
un taqué de cualquier tipo convencional disponible en el mercado, no
se puede reducir el diámetro de dicho taqué más allá de un cierto
límite.
Para eliminar o por lo menos para reducir dichos
inconvenientes, la presente invención se refiere a un motor del tipo
indicado al inicio de la presente descripción, caracterizado porque
dicho primer cojinete del taqué hidráulico auxiliar se monta en la
parte exterior del cojinete guía del pistón de accionamiento.
Gracias a dicha característica, en el motor
según la presente invención, la dimensión del diámetro interior del
cojinete guía del pistón accionador de la válvula resulta
completamente independiente de la dimensión exterior del taqué
hidráulico auxiliar. Así, se puede, en particular, adoptar un
cojinete guía del pistón accionador que presente un diámetro
interior menor que el diámetro exterior de dicho taqué hidráulico
auxiliar. Por lo tanto, se puede reducir considerablemente el
diámetro de dicha cámara de volumen variable con respecto a las
soluciones conocidas, con la posibilidad consecuente de acelerar de
forma importante el movimiento de cierre de la válvula.
A continuación se describirá la invención
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, provistos únicamente a
título de ejemplo no limitativo, en los que:
- la Figura 1 es una vista en sección de un
motor según la técnica anterior, del tipo descrito, por ejemplo en
la patente europea EP nº 0 803 642 B1 por el mismo solicitante, que
se muestra en el presente documento para ilustrar los principios
fundamentales de un sistema de accionamiento variable de las
válvulas,
- la Figura 2 es una vista en sección a una
escala ampliada de un taqué hidráulico auxiliar asociado con una
válvula de admisión de un motor de un tipo similar al de la Figura
1, tal como ya se había propuesto en la solicitud de patente europea
EP 1 344 900 por el solicitante,
- la Figura 3 es una vista en sección
esquemática de un taqué hidráulico auxiliar en un motor según la
invención,
- la Figura 4 es una vista similar a la de
la Figura 3, que muestra un ejemplo de forma de realización, y
- la Figura 5 muestra un diagrama en el que
se aprecian las ventajas de la invención.
Haciendo referencia a la Figura 1, el motor de
combustión interna descrito en la solicitud de patente europea
anterior EP-A-0 803 642 del mismo
solicitante es un motor multicilíndrico, por ejemplo un motor con
cuatro cilindros en línea, que comprende un cabezal de cilindro 1.
Dicho cabezal 1 comprende, para cada uno de los cilindros, una
cavidad 2 formada en la superficie base 3 del cabezal 1, definiendo
la cámara de combustión, en cuyo interior finalizan dos conductos de
admisión 4, 5 y dos conductos de salida 6. La comunicación de los
dos conductos de admisión 4, 5 con la cámara de combustión 2 se
controla por medio de dos válvulas de admisión 7, del tipo de seta
tradicional, comprendiendo cada una de las mismas un vástago 8
montado de manera que se pueda deslizar en el cuerpo del cabezal 1.
Cada válvula 7 retorna hacia la posición cerrada por medio de
resortes 9 interpuestos entre una superficie interior del cabezal 1
y una copa interior 10 de la válvula. La abertura de las válvulas de
admisión 7 se controla, del modo descrito más adelante, por medio de
un árbol de levas 11 montado de manera que pueda girar alrededor de
un eje 12 en los soportes del cabezal 1, y que comprende una
pluralidad de levas 14 para el accionamiento de las válvulas 7.
Cada una de dichas levas 14 que controla una
válvula de admisión 7 coopera con la arandela 15 de un taqué 16
montado de manera que se pueda deslizar a lo largo de un eje 17 que,
en el caso del ejemplo que se ilustra en el documento mencionado
anteriormente, se dirige sustancialmente a 90º con respecto al eje
de la válvula 7. El taqué 16 está montado de manera que se pueda
deslizar en un cojinete 18 soportado por un cuerpo 19 de un conjunto
premontado 20 que incorpora el todos los dispositivos hidráulicos y
eléctricos asociados con el funcionamiento de la válvula de
admisión, tal como se describe en detalle a continuación. La válvula
de taqué 16 puede forzar un retorno al vástago 8 de la válvula 7, de
manera que provoque la apertura de la misma contra la acción de los
medios elásticos 9, por medio de fluido presurizado (típicamente
aceite del circuito de lubricación del motor) presente en una cámara
de presión C, y un pistón 21 montado de forma que se pueda deslizar
en un cuerpo cilíndrico constituido por un cojinete 22 que también
se soporta en el cuerpo 19 del subgrupo 20. En la solución conocida
que se muestra en la Figura 1, la cámara de fluido presurizado C
asociada a cada válvula de admisión 7 se puede disponer en
comunicación con el canal de escape 23 por medio de una válvula
solenoide 24. Dicha válvula solenoide 24, que puede ser de cualquier
tipo conocido, adecuada a la función ilustrada en el presente
documento, se controla por medios de control electrónicos,
designados esquemáticamente con el número 25, de acuerdo con las
señales S indicadoras de los parámetros de funcionamiento del motor,
como la posición del pedal de aceleración y el número de
revoluciones del motor por minuto. Cuando se abre la válvula
solenoide 24, la cámara C entra en comunicación con el canal 23, de
manera que el fluido presurizado presente en la cámara C fluya en
dicho canal y se obtenga un desacoplamiento de la leva 14 y del
taqué 16 respectivo de la válvula de admisión 7, que rápidamente
retorna a su posición cerrada bajo la acción del resorte de retorno
9. Por lo tanto, controlando la comunicación entre la cámara C y el
canal de escape 23, se puede variar a voluntad el tiempo y el
recorrido de abertura de cada una de las válvulas de admisión 7.
Los canales de escape 23 de las distintas
válvulas solenoide 24 finalizan todos en un mismo canal longitudinal
26 que se comunica con acumuladores de presión 27, de los que
únicamente se puede apreciar uno en la Figura 1. La totalidad de los
taqués 16 con los cojinetes asociados 18, los pistones 21 con los
cojinetes asociados 22, las válvulas solenoide 24 y los canales
respectivos 23, 26 se soportan y forman en el cuerpo mencionado 19
del conjunto premontado 20, lo que consigue una rapidez y facilidad
de montaje del motor.
Las válvulas de escape 70 asociadas a cada uno
de los cilindros se controlan, en la forma de realización que se
ilustra en la Figura 1, de manera convencional, por medio de un
árbol de levas 28 respectivo, taqués 29 respectivos, aunque, en
principio, tanto en el caso del documento anterior mencionado
anteriormente, como en el caso de la presente invención, no se
excluye una aplicación del sistema de accionamiento variable para
dirigir las válvulas de escape.
Haciendo referencia también a la Figura 1, la
cámara de volumen variable definida en el interior del cojinete 22
por el pistón 21 (que se muestra en la Figura 1 en su condición de
volumen mínimo, estando el pistón 21 en su posición final de
recorrido superior) se comunica con la cámara de fluido presurizado
C a través de una abertura 30 obtenida en una pared final del
cojinete 22. A dicha abertura 30 se acopla un saliente final 31 del
pistón 21 de manera que se consiga un frenado hidráulico del
movimiento de la válvula 7 en la fase de cierre, cuando dicha
válvula se encuentre próxima a la posición cerrada, dado que el
aceite presente en la cámara de volumen variable se ve forzado a
fluir en la cámara de fluido presurizado C pasando por el juego
existente entre el saliente final 31 y la pared de la abertura 30
acoplada al mismo. Además de la comunicación constituida por la
abertura 30, la cámara de fluido presurizado C y la cámara de
volumen variable del pistón 21 se comunican entre sí por medio de
pasos internos formados en el cuerpo del pistón 21 y controlados por
una válvula de retención 32 que permite el paso de fluido únicamente
de la cámara presurizada C a la cámara de volumen variable del
pistón 21.
Durante el funcionamiento normal del motor según
la técnica anterior que se ilustra en la Figura 1, cuando la válvula
solenoide 24 excluye la comunicación de la cámara de fluido
presurizado C con el canal de escape 23, el aceite presente en dicha
cámara transmite el movimiento del taqué 16 impartido por la leva 14
al pistón 21 que dirige la abertura de la válvula 7. En la fase
inicial del movimiento de abertura de la válvula, el fluido
procedente de la cámara C alcanza la cámara de volumen variable del
pistón 21 pasando a través de un orificio axial 30 perforado en el
saliente, la válvula de retención 32 y pasos adicionales que
comunican la cavidad interior del pistón 21, que presenta una forma
tubular, con la cámara de volumen variable. Después de un primer
desplazamiento del pistón 21, el saliente 31 sale de la abertura 30,
de manera que el fluido procedente de la cámara C puede pasar
directamente a la cámara de volumen variable a través de la abertura
30, que ahora está libre. En el movimiento inverso de cierre de la
válvula, tal como se ha indicado, durante la fase final el saliente
31 entra en la abertura 30 provocando el frenado hidráulico de la
válvula, para evitar cualquier impacto del cuerpo de la válvula
contra su asiento.
La Figura 2 muestra el dispositivo descrito
anteriormente en la forma modificada que se había propuesto en la
solicitud de patente europea EP 0 1 344 900 anterior del mismo
solicitante.
En la Figura 2, las partes en común con la
Figura 1 se designan con el mismo número de referencia.
Una primera diferencia evidente del dispositivo
de la Figura 2 con respecto al de la Figura 1 es que en el caso de
la Figura 2, el taqué 16, el pistón 21 y el tallo 8 de la válvula
están alineados mutuamente a lo largo de un eje 40. Esta diferencia
no recae dentro del alcance de la invención, debido a que ya se
contempla en la técnica anterior. De forma similar, la invención
también se aplicaría al caso en el que los ejes del taqué 16 y del
vástago 8 fuesen a formar un ángulo entre sí.
De forma similar a la solución de la Figura 1,
el taqué 16, con la arandela 15 respectiva que coopera con la leva
del árbol de levas 11 está montado de manera que se pueda deslizar
en un cojinete 18. En el caso de la Figura 2, el cojinete 18 está
enroscado en un asiento cilíndrico roscado 18a que se obtiene en el
cuerpo metálico 19 del conjunto premontado 20. Se interpone una
junta de estanqueidad 18b entre la pared inferior del cojinete 18 y
la pared inferior del asiento 18a. Un resorte 18c fuerza la arandela
15 en contacto con la leva del árbol de levas 11.
También en el caso de la Figura 2, como en la
Figura 1, el pistón 21 se puede deslizar en un cojinete 22 que se
recibe en una cavidad cilíndrica 51 obtenida en el cuerpo metálico
19, con la interposición de juntas de estanqueidad. El cojinete 22
se mantiene en la condición montada por una tuerca anular roscada
final de la cavidad 51 y que presiona el cuerpo del cojinete 22
contra una superficie de apoyo 35 de la cavidad 51. Entre la tuerca
anular de bloqueo 33 y el resalte 34 se interpone una arandela
Belleville 36 para asegurar una carga axial controlada para
compensar las expansiones térmicas diferenciales entre los
diferentes materiales que constituyen el cuerpo 19 y el cojinete
22.
La principal diferencia en las soluciones de la
técnica anterior que se muestra en la Figura 2 y la que también se
muestra, ya conocida, en la Figura 1 es que en este caso, la válvula
de retención 32 que permite el paso de fluido presurizado de la
cámara C a la cámara del pistón 21 no se soporta en el pistón 21,
sino en un elemento separado 37 que es fijo con respecto al cuerpo
19 y que cierra por su parte superior la cavidad del cojinete 22 en
cuyo interior se monta el pistón 21 de forma que se pueda deslizar.
Además, dicho pistón 21 no presenta la conformación complicada de la
Figura 1, con el saliente final 31, sino que presenta una forma como
un elemento cilíndrico sencillo en forma de copa, con una pared
inferior encarada a la cámara de volumen variable que recibe fluido
presurizado de la cámara C a través de la válvula de retención
32.
El elemento 37 está constituido por una placa
anular que se bloquea en posición entre la superficie de apoyo 35 y
la superficie final del cojinete 22, como resultado del apriete de
la tuerca anular de bloqueo 33. La placa anular presenta una
protección cilíndrica central que sirve como un contenedor para la
válvula de retención 32 y que presenta un orificio central superior
para el paso del fluido. También en el caso de la Figura 2, la
cámara C y la cámara de volumen variable delimitada por el pistón 21
se comunican entre sí, así como a través de la válvula de retención
32, a través de un paso adicional constituido por una cavidad
lateral 38 obtenida en el cuerpo 19, una cavidad periférica 39
definida por un aplanado de la superficie exterior del cojinete 22,
y por una abertura (que no se muestra en la Figura 2) que presenta
un tamaño mayor y un orificio 42 de menor tamaño obtenido
radialmente en la pared del cojinete 22. Estas aberturas presentan
están formadas y dispuestas mutuamente de manera que consigan el
funcionamiento con freno hidráulico en la fase de cierre final de la
válvula, para cuando el pistón 21 haya obstruido la abertura de
mayor tamaño, el orificio 42 estará libre, lo cual intercepta un
paso final periférico 43 definido por una ranura final circular del
pistón 21. Para asegurar que las dos aberturas mencionadas
interceptan correctamente el paso fijo 38, el cojinete 34 se debe
montar en una posición angular precisa, que se asegura por un perno
axial 44. Se prefiere esta solución con respecto a la disposición de
un paso circular en la superficie exterior del cojinete 22, ya que
esto provocaría un incremento en los volúmenes de aceite en juego,
con las consecuentes desventajas en el funcionamiento. También se
proporciona un orificio calibrado 320 en el elemento 37, que pone en
comunicación directamente la cámara anular definida por el paso 43
con la cámara C. Dicho orificio 320 asegura el funcionamiento
correcto a temperatura baja, cuando el fluido (aceite de
lubricación del motor) es muy viscoso.
En funcionamiento, cuando la válvula necesita
abrirse, fluye aceite presurizado, forzado por el taqué 16, desde la
cámara C hasta la cámara del pistón 21 a través de la válvula de
retención 32. Tan pronto como el pistón 21 se ha movido alejándose
de su posición de paro final, el aceite puede fluir directamente en
la cámara de volumen variable a través del paso 38 y las dos
aberturas mencionadas anteriormente (la grande y la pequeña 42),
rodeando la válvula de retención 32. En el movimiento de retorno,
cuando la válvula se encuentra próxima a su posición cerrada, el
pistón 21 intercepta primero la abertura grande y después la
abertura 42 determinando el frenado hidráulico. También se puede
prever un orificio calibrado en la pared del elemento 37 para
reducir el efecto de frenado a temperaturas bajas, cuando la
viscosidad de la pared provocaría un ralentizamiento excesivo en el
movimiento de la válvula.
Tal como resulta evidente, la diferencia
principal con respecto a la solución que se muestra en la Figura 1
es que las operaciones para fabricar el pistón 21 resultan mucho más
sencillas, dado que dicho pistón presenta una forma mucho menos
complicada que la que se contempla en la técnica anterior. La
solución según la invención también permite reducir el volumen de
aceite en la cámara asociada al pistón 21, lo que permite obtener un
movimiento de cierre regular de la válvula, sin uniones hidráulicas,
una reducción en el tiempo de cierre requerido, un funcionamiento
regular del taqué hidráulico, sin bomba, una reducción en la fuerza
de impulso en los resortes de las válvulas del motor y una
reducción en el ruido hidráulico.
Una característica adicional de la solución
según la técnica anterior que se muestra en la Figura 2 es la
provisión de un taqué hidráulico entre el pistón 21 y el vástago 8
de la válvula. El taqué 400 comprende dos cojinetes concéntricos que
se pueden deslizar 401, 402. El cojinete interior 402 define con la
cavidad interior del pistón 21 una cámara 403 que se alimenta con un
fluido presurizado a través de los pasos 405, 406 en el cuerpo 19,
un orificio 407 en el cojinete 22 y pasos 408, 409 en el cojinete
403 y en el pistón 21.
Una válvula de retención 410 controla un
orificio central en una pared central soportada por el cojinete
402.
Con respecto a la presente invención, la Figura
3 muestra una vista en sección esquemática de la pared final del
pistón de accionamiento 21 de una válvula de accionamiento variable
y el cojinete guía relacionado 22, así como el taqué hidráulico
auxiliar 400 asociado con el conjunto de accionamiento constituido
por el pistón 21 y por el cojinete 22. Tal como muestra claramente
la Figura 3, la diferencia principal con respecto a la solución
según la técnica anterior que se ilustra en la Figura 2 es que, en
este caso, el taqué hidráulico auxiliar 400 está situado
completamente en la parte exterior del conjunto de accionamiento de
la válvula de accionamiento variable. Más específicamente, el primer
cojinete 401 del taqué hidráulico auxiliar 400 no está situado en
la parte interior del cojinete guía 22. Gracias a esta
característica, las dimensiones de dicho cojinete guía 22 son
completamente independientes de las dimensiones del taqué hidráulico
auxiliar 400. Esto es una ventaja, ya que, si se va a utilizar un
taqué hidráulico de cualquier tipo convencional disponible en el
mercado, el diámetro exterior de dicho taqué no se puede reducir más
de un cierto límite. Por otra parte, existe la ventaja, tal como se
ha mencionado al inicio de la presente descripción, de la reducción
del diámetro del cojinete guía 22, dado que dicha reducción de
diámetro lleva consigo una reducción en la cantidad de aceite que
debe fluir en la parte exterior de la cámara de volumen variable
definida en el interior del cojinete guía 22 desde el extremo
superior del pistón 21 cuando la válvula del motor se cierra. Por lo
tanto, se puede obtener una reducción sustancial en el tiempo de
cierre de la válvula, con las consecuentes ventajas en términos de
funcionamiento eficiente del motor, con respecto a la solución según
la técnica anterior que se ilustra en la Figura 2.
Haciendo referencia otra vez a la Figura 3, la
cámara interior 403 del taqué hidráulico se alimenta con aceite
procedente del aceite de lubricación del motor, de forma similar a
la que se ilustra en la Figura 2. El aceite procedente de un canal
de alimentación 405 (2) alcanza una cámara circular 406 (3) definida
por un paso periférico exterior del cojinete guía 22. Desde dicha
cámara circular 406 el aceite fluye, a través de un orificio radial
407 obtenido en la pared del cojinete guía 22 en una cámara
periférica 408 definida por un paso circular de la superficie
exterior del pistón 21. Así, el aceite pasa al interior de la cámara
403 a través de un orificio radial 409 obtenido en la pared del
pistón 21. La comunicación entre la cámara 403 definida entre el
pistón 21 y el cojinete 402, y la cámara 411 definida entre los dos
cojinetes 401, 402 se controla por medio de la válvula de retención
410, sometida a la acción del resorte de retorno 412. El
funcionamiento del conjunto de accionamiento 21, 211 y del taqué
hidráulico auxiliar 400 es similar en su totalidad al funcionamiento
descrito anteriormente con referencia a las soluciones de la técnica
anterior.
En el caso de la solución ilustrada en la Figura
3, ambos cojinetes 401, 402 que constituyen el taqué hidráulico
auxiliar 400 están dispuestos en la parte exterior del cojinete guía
22 del pistón de accionamiento 21.
La Figura 4 muestra una variante, similar en su
totalidad, en principio, a la solución de la Figura 3, que difiere
de la misma en que únicamente el cojinete 401 del taqué hidráulico
auxiliar 400 está situado en la parte exterior del cojinete guía 22,
mientras que el cojinete 402 se monta en su interior. Dicho de otro
modo, la solución que se muestra en la Figura 4 difiere de la
solución mostrada únicamente de forma esquemática en la Figura 3 tan
solo en algunos detalles de construcción. La Figura 4 muestra
también parcialmente el extremo superior del vástago 8 de la válvula
con la válvula de retorno respectiva 9 y el elemento final
respectivo 10 para soportar el resorte 9.
La Figura 5 es un diagrama que muestra las
ventajas de la invención. Ilustra el desplazamiento X de la válvula
del motor en la fase de cierre, ya que el ángulo del eje de
accionamiento cambia en tres situaciones diferentes. Los diagramas A
y B hacen referencia al caso en el que, siendo iguales todas las
otras dimensiones, el diámetro interior del cojinete guía 22 del
pistón es respectivamente de 11 mm (Diagrama A) y 9 mm (Diagrama B).
La solución A corresponde sustancialmente a la que se ilustra en la
Figura 2, mientras que la solución B es posible gracias a la
presente invención, debido a la situación del taqué hidráulico
auxiliar 14 en la parte exterior de conjunto de accionamiento de
válvula. Tal como se pone de manifiesto fácilmente, el ángulo de
giro del eje de accionamiento requerido para obtener el cierre
completo de la válvula se reduce sustancialmente en el caso de la
presente invención.
Obviamente, un factor determinante que influye
en la velocidad de cierre de la válvula es la razón entre la zona de
paso estrecha de la válvula solenoide (24, Figura 1) a través de la
cual el aceite presente en la cámara del conjunto de accionamiento
retorna a la zona de presión baja (23, en la Figura 1) y la zona de
la cámara del conjunto de accionamiento, definida por el extremo
superior del pistón 21 en el interior del cojinete guía 22. El
Diagrama C muestra la situación de un accionador ideal, en el que la
razón entre dichas zonas es igual a 1. Obviamente, esta solución no
se puede conseguir en la práctica, pero resulta interesante indicar
que, gracias a la presente invención, se obtiene una velocidad de
cierre de la válvula (Diagrama B) que no es mucho menor que la
solución ideal representada por el Diagrama C.
Obviamente, sin alterar el principio de la
invención, los detalles de construcción y las formas de realización
pueden variar ampliamente con respecto a lo que se ha descrito e
ilustrado meramente a título de ejemplo, en la presente memoria, sin
apartarse por ello del alcance de la presente invención.
Claims (5)
1. Motor de combustión interna
multicilíndrico que comprende:
- -
- por lo menos una válvula de admisión (7) y por lo menos una válvula de escape para cada uno de los cilindros, estando provista cada una de las mismas de unos medios de retorno elásticos (9) respectivos que fuerzan la válvula (7) hacia una posición cerrada, para controlar los conductos de admisión y salida respectivos,
- -
- por lo menos un árbol de levas para accionar las válvulas de admisión y de escape (7) de los cilindros del motor por medio de unos taqués (15) respectivos,
- -
- en el que por lo menos cada una de las válvulas de admisión (7) presenta un accionamiento variable, siendo accionada por el taqué (15) respectivo, contra la acción de los medios de retorno elásticos (9) mencionados anteriormente, por medio de la interposición de unos medios hidráulicos que incluyen una cámara de fluido presurizado (C) en la que se proyecta un pistón de bombeo (16) conectado al taqué (15) de la válvula de admisión,
- -
- pudiendo conectarse dicha cámara de fluido presurizado (C) por medio de una válvula solenoide (24) con un canal de escape, con el fin de desacoplar la válvula de accionamiento variable (7) del taqué (15) respectivo y provocar el cierre rápido de la válvula (7) debido al efecto de los medios de retorno elásticos (9) res- pectivos,
- -
- unos medios de control electrónico (25) para controlar cada válvula solenoide (24) de tal manera que se varíe el tiempo y el recorrido de apertura de la válvula de accionamiento variable como una función de uno o más parámetros de funcionamiento del motor,
- -
- en el que los medios hidráulicos mencionados anteriormente comprenden asimismo un conjunto de accionamiento para cada válvula de accionamiento variable, comprendiendo un pistón de accionamiento (21) montado de manera que se pueda deslizar en un cojinete guía (22),
- -
- estando enfrentado dicho pistón de accionamiento (21) a una cámara de volumen variable que se comunica con la cámara de fluido presurizado (C) tanto a través de primeros medios de comunicación controlados por una válvula de retención (32) que únicamente permite el paso del fluido desde la cámara de fluido presurizado (C) hasta la cámara de volumen variable, y a través de unos segundos medios de comunicación (42) que permiten el paso entre las dos cámaras en ambas direcciones,
- -
- en el que dichos medios hidráulicos comprenden asimismo unos medios de frenado hidráulicos que pueden provocar un estrechamiento de dichos segundos medios de comunicación en la fase final de cierre de la válvula del motor,
- -
- en el que entre el pistón accionador (21) de cada válvula de accionamiento variable y el vástago de la válvula se interpone un taqué hidráulico auxiliar (400),
en el que dicho taqué hidráulico auxiliar (400)
comprende:
- -
- un primer cojinete (401) provisto de una pared final que se encuentra en contacto con un extremo del vástago (8) de la válvula de accionamiento variable,
- -
- un segundo cojinete (402) montado de manera que se pueda deslizar en dicho primer cojinete (401) y provisto de un extremo que se encuentra en contacto con un extremo correspondiente de dicho pistón de accionamiento (21),
- -
- una primera cámara (403) definida entre dicho segundo cojinete (402) y dicho pistón de accionamiento (21), que se encuentra en comunicación con un paso para alimentar el fluido a presión a dicha primera cámara (403),
- -
- una segunda cámara (411) definida entre dicho primer cojinete (401) y dicho segundo cojinete (402), y
- -
- una válvula de retención (410) que controla un paso (413) en una pared de dicho segundo cojinete(402) para permitir el paso de fluido únicamente desde dicha primera cámara (403) hasta dicha segunda cámara (411) de dicho taqué hidráulico auxiliar (400),
caracterizado porque dicho primer
cojinete (401) del taqué hidráulico auxiliar (400) está montado en
la parte exterior del cojinete guía (22) del pistón de accionamiento
(21).
2. Motor según la reivindicación 1,
caracterizado porque el diámetro interior del cojinete guía
(22) es considerablemente menor que el diámetro exterior de dicho
primer cojinete (401) del taqué hidráulico auxiliar (400).
3. Motor según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el segundo cojinete (402) del taqué
hidráulico auxiliar (400) está dispuesto en la parte exterior del
cojinete guía (22).
4. Motor según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el segundo cojinete (402) del taqué
hidráulico auxiliar (400) está dispuesto en la parte interior del
cojinete guía (22) del pistón de accionamiento (21).
5. Motor según la reivindicación 4,
caracterizado porque el pistón de accionamiento (21) presenta
un extremo con un diámetro reducido dispuesto en la parte interior
de dicho segundo cojinete (402) del taqué hidráulico auxiliar
(400).
Applications Claiming Priority (1)
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| EP04425683A EP1635045B1 (en) | 2004-09-14 | 2004-09-14 | Internal combustion engine having valves with variable actuation each provided with a hydraulic tappet at the outside of the associated actuating unit |
Publications (1)
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