HU214064B

HU214064B - Variable valve-control for internal combustion engines

Info

Publication number: HU214064B
Application number: HU9501504A
Authority: HU
Inventors: Csaba Gyimesi
Original assignee: Csaba Gyimesi
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1997-12-29
Also published as: AU5842696A; WO1996037688A1; HUT75918A; HU9501504D0

Abstract

(57) KIVONAT A találmány a belső égésű mőtőrők őptimális vezérlését megvalósítórendszer, amely el van látva a főtengelyről (1) hajtőtt külön nyitóvezérműtengellyel (5), külön záró vezérmű engellyel (6), szeleprögzítőegységgel (15), szelephézag-kiegyenlítő egységgel (25), szabályzóegységgel (14), ami lehetővé teszi a belső égésű mőtőr mindenkőrifőrdűlatszámának megfelelő a főtengely ez (1) viszőnyítőtt őptimálisvezérlési szögek előállítását. A hengerfejben (8) elhelyeezettvezérműtengelyek (5, 6) a tengelye (16) körül elfőrgathatóancsapágyazőtt szelepmőzgató kart (9) közre őgják és segítségével aszabályzó egység (14) által meghatárőzőtt főtengelyhez (1)viszőnyítőtt szöghelyzetben mőzgatják (nyitják és zárják) a szelepet(23). A szelep (2, 3) hőltpőnti helyzetében, am kőr egyikvezérműtengely (5,6) sem mőzgatja a szeleprögzítő egység (15) rögzítia szelepet (23). A vezérműtengelyek (5, 6) főtengelyhez (1)viszőnyítőtt relatív szöghelyzetét külön-külön, a hajtáslán baiktatőtt és kívülről működtetett szabályzó egységgel (14) biztősítjűk. ŕ(57) EXHAUST The invention is a system for implementing the optimum control of internal combustion guards, which is provided with a separate opening control shaft (5) driven from the crankshaft (1), a separate closing timing engagement (6), a valve attachment unit (15), a valve gap compensation unit (25) , with a control unit (14), which allows the crankshaft to produce (1) the opaque ophthalmic control angles corresponding to the number of exhaust fumes of the internal combustion screen. The camshafts (5, 6) positioned in the cylinder head (8) are provided with an actuator arm (9), which is provided with a vane-shaped valve actuator (9) around the shaft (16), and is annealed (opened and closed) in the angled position (23) by the throttle (14) as defined by the regulating unit (14). ). When the valve (2, 3) is in the heat recovery position, one of the actuator axes (5.6) does not burn the valve (23) of the valve mounting unit (15). The relative angular position of the crankshafts (5, 6) on the crankshaft (1) is secured separately by means of a control unit (14) inserted into the drive shaft and operated externally. ŕ

Description

A találmány szerinti variálható szelepvezérlés azt a célt szolgálja, hogy kielégítse azt a belső égésű motorok működésével kapcsolatban felmerülő igényt, hogy az aktuális fordulatszámhoz tartozó főtengelyhez viszonyított vezérlési szögeket a mindenkori optimális érték közelében biztosítsa, melynek eredménye a kisebb fogyasztás, kisebb károsanyag-kibocsátás, magasabb hatásfok, egyenletesebb nyomatékeloszlás és teljesítményleadás.The variable valve control of the present invention is designed to meet the need for internal combustion engine operation to provide control angles relative to the actual rpm of the crankshaft at near-optimal value, resulting in lower fuel consumption, lower emissions, higher emissions. efficiency, smoother torque distribution and power output.

Ez a rendszer tartalmaz szabályzó egységet, amelynek segítségével meghajtható és fokozatmentesen beállítható az adott vezérműtengelynek a főtengelyhez viszonyított helyzete, tartalmaz a hengerfejben elhelyezett szívó- és kipufogó szelepeket, a főtengellyel hajtókapcsolatban levő külön nyitó és záró vezérmütengelyeket, szeleprögzítő egységeket melyeknek segítségével a vezérműtengely által meghatározott fázisban elmozdítja, nyitja, vagy záqa a szelepeket, és a szeleplöket végén rögzíti annak helyzetét. A találmány szerinti rendszer előnyösen alkalmazható belső égésű motorok vezérléséhez.This system includes a control unit for driving and infinitely adjusting the position of a given camshaft relative to the crankshaft, includes intake and exhaust valves in the cylinder head, separate open and close camshafts in the drive crankshaft, move, open or tumble the valves and lock the valve stroke at its end. The system according to the invention is advantageously used for controlling internal combustion engines.

Az eddig ismert variálható szelepvezérlő rendszerek között találhattunk mechanikus és hidraulikus megoldásokat is. A 180498 lajstromszámú német szabadalom kielégíti a feladattal szemben támasztott követelményeket, de a szerkezet meglehetősen sok és finoman megmunkált alkatrészből áll. A 4,844,022, 4,854,273, 4,889,086 lajstromszámú USA szabadalmak mechanikus szelepvezérlések, melyek már egyszerűbb kialakításúak, viszont ezek a megoldások csak két állapotú vezérlést tudnak megvalósítani, egyik sem variálható fokozatmentesen, a különböző fordulatszámok által megkövetelt szelepnyitási, és -zárási időpontok nem változtathatók általuk tág határok között. A 0596860 EPO szabadalom mechanikus működésű vezérlés, amely biztosítani tudj a a nyitási időpont és a nyitási időtartam fokozatmentes állíthatóságát, de a vezérműtengely nagyon összetett, bonyolult, költséges megmunkálást kíván.Variable valve control systems known to date have included mechanical and hydraulic solutions. The German patent number 180498 satisfies the requirements of the task, but the structure consists of quite a few and finely crafted parts. U.S. Patents 4,844,022, 4,854,273, 4,889,086 are mechanical valve controls that are simpler in design, but these solutions can provide only two-state control, none of which can be infinitely varied by the number of valve opening and closing times required by different speeds. . EPO Patent 0596860 is a mechanical control that can provide infinitely adjustable opening times and opening times, but the camshaft requires very complex, costly machining.

Az összes megoldás jellemzője, hogy a szelepek zárását rugók segítségével oldják meg. Ezért nem alkalmazhatók túl meredek emelkedésű vezérműbütykök, ami a nyitási keresztmetszet csökkenését eredményezi. A tehetetlenségi erők a fordulatszám emelkedésével rohamosan nőnek, ami a beépített rugókat különlegesen nehéz követelmények elé állítja.All solutions are characterized by the use of springs to close the valves. Therefore, cams that are too steeply inclined cannot be used, resulting in a reduction in the opening cross section. Inertial forces increase rapidly with increasing rpm, which makes the built-in springs particularly demanding.

A találmánnyal célom a vezérlési idők változásait realizálni úgy, hogy a vezérlési paraméterek az üzemidő alatt állandóak maradjanak, a motor leállítása után pedig újra reprodukálhatóak legyenek. A megoldandó feladat ennek megfelelően a bevezetőben leírt variálható vezérlések olyan továbbfejlesztése, hogy ezáltal az említett hiányok kiküszöbölhetők legyenek, a szelepek nyitásának, zárásának időpontja (ezzel a nyitási időtartam) egymástól függetlenül változtatható legyen viszonylag egyszerű szerkezettel, kisszámú alkatrész segítségével, melyek nem igényelnek az eddigi gyakorlattól különböző megmunkálási technológiát.The object of the invention is to realize changes in control times such that the control parameters remain constant during operation and can be reproduced after the engine is stopped. Accordingly, the problem to be solved is to further develop the variable controls described in the introduction so that these deficiencies can be eliminated, the opening and closing times of the valves (thus the opening time) can be independently altered by a relatively simple structure, using a small number of components. non-practice machining technology.

A találmány szerinti variálható szelepvezérlés a következő felismeréseken alapul:The variable valve control of the present invention is based on the following insights:

- A szelepek mozgatásával kapcsolatos tennivalókat szét lehet tagolni: szelep nyitásra, szelep zárásra és a szelep mindkét végállásában történő rögzítésére. Ha ezen műveletek végrehajtását külön-külön, egymástól függetlenül más-más gépelemekre bízzuk, akkor lehetőségünk nyílik a paraméterek működés közbeni változtatására. A kényszervezérlésü szelepmozgató egység esetében a nyitó vezérműtengely emeli, de egyben szabatosan pozícionálja is a szelepmozgató kart, melynek hatására a szelep nyit. A záró vezérműtengely a szelepmozgató kart visszafordítja az alaphelyzetbe, miközben pozícionálja azt és amelynek hatására a szelep zár. A szeleprögzítő egység a szelep mindkét végállásában (amikor a vezérműtengelyek nem mozgatják a szelepemelö kart) rögzíti a szelepemelő kart és ezzel a szelepeket.- The tasks involved in moving the valves can be divided into: valve opening, valve closing and locking at both end positions. If you entrust these operations separately to different machine elements, you will have the opportunity to change the parameters during operation. In the case of a forced-actuator valve actuator, the opening camshaft raises but also positions the actuator lever accurately, causing the valve to open. The closing camshaft rotates the actuator lever to its home position while positioning it, causing the valve to close. The valve retaining unit secures the valve lift lever and thereby the valves at both end positions of the valve (when the camshafts do not move the valve lift arm).

- Ha egy négycsuklós (vagy több csuklós) mechanizmus csuklópontjaira fogaskerekeket csapágyazunk, melyek állandó kapcsolatban vannak egymással, amellett hogy a hajtást át tudja vinni a hajtó kerékről a hajtott kerékre, egy beavatkozó egység segítségével a hajtó-, vagy hajtott kerék kerülete mentén legördíthető az egyik közlőkerék, ezáltal a rendszeren belüli fogaskerekek egymáshoz viszonyított szöghelyzete tág határok között fokozatmentesen változtatható.- If we mount gears on the pivot points of a four-pivot (or more pivot) mechanism that are in constant contact with one another, in addition to being able to transfer the drive from the drive wheel to the driven wheel, an actuating unit the gearwheel, thereby enabling infinitely variable angular positioning of the internal gears within the system.

- Amennyiben az előbbi két felismerésből következő rendszereket összekapcsoljuk, olyan vezérléshez jutunk, amelyben a szabályzó egység segítségével meg tudjuk változtatni a vezérműtengelyeknek a főtengelyhez viszonyított szöghelyzetét. A nyitó, illetve záró vezérmütengelyek egymástól független állásban foroghatnak, nyithatják, illetve zárhatják a szelepet a szelepmozgató kar segítségével. A szeleplöketek végén, mivel a szelepmozgató kar helyzetét egyik vezérműtengely sem rögzíti, a szelepmozgató kart és ezáltal a szelepet rögzítjük a szeleprögzítő egység segítségével.- By combining the systems resulting from the above two sensors, we obtain a control in which the control unit can change the angular position of the camshafts relative to the crankshaft. Opening and closing camshafts can rotate, open or close the valve independently of each other using the actuator lever. At the end of the valve strokes, since the position of the actuator lever is not locked by any of the camshafts, the actuator lever and thereby the valve are secured by the valve retainer assembly.

A találmányt egy kiviteli példa kapcsán raj zok alapján ismertetem közelebbről. A mellékelt rajzokon azThe invention will now be described in more detail with reference to the drawings. The attached drawings show

1. ábra a találmány szerinti variálható szelepvezérlés belső égésű motorokhoz, aFig. 1 shows a variable valve actuator according to the invention for internal combustion engines, a

2. ábra a szabályzó egység mechanikus működtetésű kivitele, aFigure 2 is a mechanically actuated design of the control unit, a

3. ábra a szabályzó egység elektronikus működtetésű kivitele, aFig. 3 is an electronically controlled version of the control unit, a

4., 4a. ábrák a szelepmozgató, szeleprögzítő és szelephézag kiegyenlítő egység, az4, 4a. Figures 4A to 5A are actuator, valve retainer, and valve clearance compensation units, FIG

5. ábra az állítószerkezet, aFigure 5 illustrates the actuator, a

6a-e. ábrák szeleprögzítő egység, a6a-e. Figs

7a-c. ábrák a szelepmozgató kar, a7a-c. figures of actuator lever,

8. ábra a csak emelőbütyökkel ellátott vezérműtengely, aFig. 8 is a camshaft with lifting cams only, a

9a-b. ábrák különleges támasztási módok, a9a-b. Figures special support modes, a

10. ábra a vezérlési diagram lehetséges kiviteli alakjai.Figure 10 is a possible embodiment of a control diagram.

Amint az 1. ábrán látható, a találmány szerinti variálható szelepvezérlés egyik lehetséges kiviteli alakjában az 1 főtengely a 14 szabályzó egység 18 állítószerkezetének 19 első kerekével, a 19 első-, a 21, 22 közlő- és a 20 utolsó kerekei a 23 csatoló rudak által egymással és a 20 utolsó kereke a hozzá tartozó, a 7 égésteret lezáró 8 hengerfejben csapágyazott vezérműtengellyel van állandó hajtott kapcsolatban. A 19 első kerékhez tartozó 23 csatoló rúdhoz van kötve a kívülről működtetett 17 beavatkozó egység.As shown in Figure 1, in one embodiment of the variable valve actuator of the invention, the crankshaft 1 with the first wheel 19 of the control unit 14 adjusting mechanism 18, the first wheels 19, 21, 22 and the last wheels 19 are connected by coupling rods 23. and the last wheel 20 is in constant drive engagement with the associated camshaft 8 mounted in the cylinder head 8 which closes the combustion chamber 7. An externally actuated actuator 17 is connected to the coupling rod 23 for the first wheel 19.

HU 214 064 ΒHU 214 064 Β

A 17 beavatkozó egység működésének hatására a 23 csatoló rúd körív mentén elmozdul, a 19 első keréken az egyik 21 közlőkerék legördül, ezáltal létrehozza a 18 állító szerkezeten belül és ezzel együtt a saját vezérműtengelyén a 19 első fogaskerékhez és az 1 főtengelyhez viszonyított relatív szögelfordulást. Ezzel lehetővé válik, hogy a motor működése közben a kívánt értéknek megfelelően változtathassuk az 5, 6 vezérmütengelyéknek az 1 főtengelyhez viszonyított helyzetét.As a result of actuation of the actuator 17, the coupling rod 23 moves along a circular arc, one of the drive wheels 21 rolls down the first wheel 19, thereby creating relative angular rotation relative to the first gear 19 and crankshaft 1 within the actuator 18. This makes it possible to change the position of the camshafts 5, 6 with respect to the crankshaft 1 during engine operation to the desired value.

A 2. ábrán a 14 szabályzó egység mechanikusan működtetett változata látható. Az 1 főtengellyel a 45 röpsúlyos vezérlőegység hajtott kapcsolatban, a 45 vezérlőegységgel az 52 vonórúd, a 46 fogasléc, a 47 fogasív és a ráerősített 48 vezérlőtárcsa, az 51 nyomórúd és a 23 csatoló rúd működtető kapcsolatban van.Figure 2 shows a mechanically actuated version of the control unit 14. The flywheel control unit 45 is driven in engagement with the crankshaft 1, and the control unit 45 is operatively connected to the drawbar 52, the rack 46, the toothed ridge 47 and the mounted control dial 48, the push rod 51 and the coupling rod 23.

A motor fordulatszámának változásakor a 45 vezérlőegység az 52 vonórúdon keresztül elmozdítja a 46 fogaslécet. Ennek következményeként a 47 fogasív a ráékelt 48 vezérlőtárcsával elfordul. Ezt az elmozdulást az 50 görgő közvetítésével a 49 rugó ellenében az nyomórúd, valamint a hozzákapcsolt 23 csatoló rúd követi, ezért a 24 tengely körül a 18 állítóegység 19 első kerekén a 21 közlőkereket legördíti, így létrejön az 1 főtengelyhez viszonyított relatív szögelfordulás. A 14 szabályzó egység ezzel lehetővé teszi a vezérműtengelyek az 1 főtengelyhez viszonyított relatív szöghelyzetének megváltoztatását.As the engine speed changes, the control unit 45 moves the rack 46 through the drawbar 52. As a result, the rack 47 rotates with its engaging control dial 48. This displacement is followed by the roller 50 against the spring 49 against the spring 49 and the coupling bar 23 coupled therewith, thereby rotating the drive wheel 21 on the first wheel 19 of the actuator 18 to produce a relative angular rotation relative to the crankshaft. The control unit 14 thus enables the relative angular position of the camshafts relative to the crankshaft 1 to be changed.

A 3. ábra a 14 szabályzó egység 17 beavatkozó egységének elektronikus úton történő működtetését mutatja. A rendszerben 53 elektronikus érzékelők egy 54 központi vezérlőegységhez vannak csatlakoztatva. Az 54 központi vezérlőegység egy 55 léptetőmotort vezérel, ami működtető kapcsolatban van az 56 áttételen és az 57 csigahajtáson keresztül a 18 állítószerkezettel.Figure 3 shows the actuation of the actuator 17 of the control unit 14 by electronic means. In the system, electronic sensors 53 are connected to a central control unit 54. The central control unit 54 controls a stepper motor 55 which is operatively connected to the actuator 18 via the transmission 56 and the worm gear 57.

Az 53 érzékelők adatait (fordulatszám, nyomaték, adagolás, szívónyomást stb.) az 54 vezérlőegység dolgozza fel, majd ha változást érzékel a motor működésében, kiadja a jelet az 55 léptetőmotomak, ami egy 56 lassító áttételen keresztül elfordítja az 57 csigát. Az 57 csiga működtető kapcsolatban van a 23 csatoló rúdon kialakított csigakerékkel, ezért a 24 tengely körül elfordítja azt. Ezzel a 19 első keréken legördül a 21 közlőkerék és így létrejön a 18 állítószerkezeten belül és az 5, vezérműtengelyen az 1 főtengelyhez viszonyított relatív szögelfordulás.The sensor data (speed, torque, metering, suction pressure, etc.) is processed by the control unit 54 and, if it detects a change in engine operation, outputs the stepper motors 55 which rotates the worm 57 through a deceleration gear 56. The worm 57 is actuated in engagement with the worm wheel formed on the coupling rod 23 and therefore rotates it around the axis 24. In this way, the drive wheel 21 is rolled down on the first wheel 19, thus creating a relative angular rotation relative to the crankshaft 1 within the actuator 18 and the camshaft 5.

A 4. ábrán a szelepet működtető mechanizmus látható és a 8 hengerfejben elhelyezett elemek kapcsolódását mutatjameg. Az 5,6 vezérmütengely, a 9 szelepmozgató kar, a 15 szeleprögzítő egység, a 25 szelephézag-kiegyenlítő egység és a 2 vagy 3 szelepek egymással együttműködő kapcsolatban vannak. A „T” alakú 9 szelepmozgató kar a 16 tengelye körül elforgathatóan, az 5 nyitó, illetve 6 záró vezérmütengely között van csapágyazva. A 9 szelepmozgató kar egy 25 szelephézag kiegyenlítő egység közbeiktatásával kapcsolódik a 2 vagy 3 szelephez.Figure 4 illustrates the valve actuating mechanism and shows the engagement of the elements located in the cylinder head 8. The camshaft 5,6, the actuator lever 9, the valve retainer 15, the valve clearance compensator 25, and the valves 2 or 3 are in cooperative relationship. The "T" shaped actuator lever 9 is pivotally mounted about its axis 16, between the open camshafts 5 and 6, respectively. The actuator lever 9 engages the valve 2 or 3 by intervening a valve clearance compensator 25.

Az 5, 6 vezérmütengelyek tartalmazzák a 10, 12 emelő és 11, 13 támasztó bütyköket is. A 15 szeleprögzítő egység a 9 szelepmozgató kar szárának 35 csatlakozó részéhez kapcsolódik, 33 rugó előfeszítésü 34 rögzítőelemének 31 végződése domború. Az 5,6 vezérmütengelyek a 14 szabályzó egység közvetítésével hajtott kapcsolatban vannak az 1 főtengellyel. A 4a. ábra „A” nézetén látható, hogy az 5 nyitó vezérműtengelyen 10, 11 és a 6 záró vezérműtengelyen a 12, 13 vezérműbütykök külön síkban fekszenek. A 9 szelepmozgató karon található a 10 emelő bütyökkel és a 11 támasztó bütyökkel kapcsolódó 62, 63 felület.The camshafts 5, 6 also include lifting cams 10, 12 and support cams 11, 13. The valve retaining assembly 15 engages the coupling portion 35 of the valve actuator arm shaft, and the spring 31 biasing retaining member 34 has a convex end 31. The camshafts 5,6 are in communication with the crankshaft 1 driven by the control unit 14. 4a. Fig. A is a view showing that the cams 12, 13 on the opening camshaft 5 are disposed in a separate plane on the closing camshaft 10, 11 and 6. The actuator lever 9 has a surface 62,63 associated with the cam 10 and the cam 11.

A mechanizmus a következőképp működik: az 5 nyitó és a 6 záró vezérmütengely az 1 főtengelyről a 14 szabályzó egység közbeiktatásával hajtva a motor fordulatszámának megfelelő szöghelyzetben forog. Az 5 nyitó vezérmütengely 10 emelő bütyke a 9 szelepmozgató kar 62 emelő felületén keresztül elfordítja a 9 szelepmozgató kart, ezzel együtt a 25 szelephézag-kiegyenlítő egységen keresztül kitéríti a 2 vagy 3 szelepet. Közben a 11 támasztó bütyök pozícionálja a 9 szelepmozgató kart a 63 támasztó felületen és mindaddig, amíg a 10 emelőbütyök a teljes szeleplöketet nem teljesítette, nem engedi a 10 emelő bütyöktől eltávolodni. A 9 szelepmozgató kar 35 rögzítőfelülete eközben a 33 rugó ellenében benyomja a 15 szeleprögzítő egység 34 rögzítőelemét. A szeleplöket végén az 5 nyitó vezérmütengely 10 emelőbütyke és 11 támasztóbütyke eltávolodik a 9 szelepmozgató kartól, de a 15 szeleprögzítő egység biztosítja a 33 rugó és a 34 rögzítőelem segítségével annak pozícióját mindaddig, amíg mozgató erő újra nem hat rá. Amikor a 6 záró vezérmütengely 12 emelőbütyke a 62 emelőfelületen a saját 14 szabályzó egysége által meghatározott 1 főtengelyhez viszonyított relatív szöghelyzetben elkezdi zárni a 25 szelephézag-kiegyenlítő egység közvetítésével a 2 vagy 3 szelepet, akkor a 13 támasztóbütyök a 63 támasztófelületen pozícionálja a 9 szelepmozgató kart. A zárási ciklus végén a rögzítést újra a 15 szeleprögzítő egység biztosítja és egyúttal a 2, 3, szelepet a 60 szelepülékre szorítja a megfelelő zárás érdekében. A 25 szelephézag-kiegyenlítő egység a 9 szelepmozgató karral van működtető kapcsolatban és össze van építve valamelyik 2, 3 szeleppel. A 61 ház tartalmazza az 58 nyomóelemet és az 59 rugót. A 25 szelephézag-kiegyenlítő házhoz kapcsolódik a 9 szelepmozgató kar, amelynél az 59 rugó és az 58 nyomóelem segítségével tudjuk biztosítani a 2, 3 szelepek hézagmentes kapcsolódást. Az említett szelepmozgató mechanizmus lehetővé teszi hogy a vezérlési szögeket, a szelep nyitási, zárási időpontját, ezzel a nyitvatartási időt tág határok között fokozatmentesen változtatni tudjuk.The mechanism operates as follows: the opening cams 5 and 6 are driven from the crankshaft 1 by rotating the control unit 14 in an angular position corresponding to the engine speed. The lifting cam 10 of the open camshaft 5 pivots the actuator lever 9 through the lifting surface 62 of the actuator lever 9, thereby deflecting the valves 2 or 3 through the valve clearance compensator 25. Meanwhile, the support cam 11 positions the actuator lever 9 on the support surface 63 and, until the lever cam 10 has completed the full valve stroke, does not allow it to move away from the lever cam 10. Meanwhile, the mounting surface 35 of the actuator lever 9 presses against the spring 33 the fastener 34 of the valve mounting assembly 15. At the end of the valve stroke, the lifting cam 10 and support cam 11 of the open camshaft 5 move away from the actuator lever 9, but the valve retaining assembly 15 secures its position by means of the spring 33 and 34 until the actuating force is again applied. When the camshaft lifting cam 12 on the lifting surface 62 begins to close valve 2 or 3 at a relative angular position relative to the crankshaft 1 as defined by its own control unit 14, the support cam 13 will position the lever 9 on the support surface 9. At the end of the closing cycle, the retaining is secured by the valve retaining assembly 15 and at the same time clamping the valves 2, 3 to the valve seat 60 for proper closing. The valve clearance compensation unit 25 is operatively connected to the valve actuator lever 9 and is connected to one of the valves 2, 3. Housing 61 includes pressure member 58 and spring 59. The valve actuator lever 9 is connected to the valve clearance compensator housing 25, whereby the valves 2, 3 are provided with a spring 59 and a pressure member 58 to ensure a gap-free connection. The aforementioned valve actuator mechanism allows infinitely variable control angles, valve opening and closing times, and thus opening hours.

Az 5. ábra a 18 állítószerkezet egyik lehetséges kiviteli alakját mutatja meg. Itt a 24 csuklópontokon kívül még a középső 23 csatoló rúdon is található egy 22 közlőkerék. A 19,21, 22,20 kerekek a 23 csatoló rudak által hajtott kapcsolatban vannak egymással. A 14 szabályzó egység a 19 első fogaskerék 24 tengelyére csapágyazott 23 csatoló rúdhoz van kötve.Figure 5 shows one embodiment of the actuator 18. Here, in addition to the pivot points 24, there is also a transmission wheel 22 on the central coupling rod 23. The wheels 19,21, 22,20 are in engagement with one another driven by the coupling bars 23. The control unit 14 is connected to a coupling rod 23 mounted on the shaft 24 of the first gear 19.

Ha a 24 tengely körül a 14 szabályzó szerkezet a 23 csatoló rudat elfordítja, akkor al9 első kerék körül legördül a 21 közlőkerék. Tekintve, hogy a 19 első kerék az 1 főtengelyhez viszonyítva nem mozdult el, a 21 közlőkerék viszont a 19 első keréken legördült, megváltozott a rendszeren belüli összes kerék egymáshoz viszo3When the control mechanism 14 rotates the coupling rod 23 around the axis 24, the transmission wheel 21 rolls around the first wheel al9. Given that the front wheel 19 has not moved relative to the crankshaft 1, the transmission wheel 21 has rolled over the front wheel 19 and all wheels within the system have changed relative to each other.

HU 214 064 Β nyitott helyzete, így a 20 utolsó kerék (amelyikhez a vezérmütengely van kapcsolva) helyzete is. A hozzákapcsolt vezérműtengely szöghelyzetét ilyen módon megváltoztatva tudjuk elérni azt a kitűzött célt, hogy a nyitási és zárási szögeket egymástól függetlenül változtatni tudjuk.EN 214 064 Β open position, including the position of the last 20 wheels (to which the camshaft is coupled). By altering the angular position of the associated camshaft in this way, it is possible to achieve the stated purpose of independently changing the opening and closing angles.

A 6. ábrán a 8 hengerfejbe épített 15 szeleprögzítő egységek különböző kiviteli formáit találjuk. Feladata, hogy a 2, 3 szelep végállásaiban szabatosan rögzítse annak helyzetét és a 2,3 szelep zárt állapotában biztosítsa a megfelelő zárási erőt a 60 szelepülék és a szeleptányér között. A zárási erőt az alkalmazott rugók és az alkatrészek geometriája befolyásolja.Figure 6 shows various embodiments of valve mounting units 15 mounted in the cylinder head 8. Its function is to accurately fix its position in the end positions of the valve 2, 3 and to provide a suitable closing force between the valve seat 60 and the valve disc when the valve is closed. The closing force is influenced by the geometry of the springs and components used.

A 6.a ábra a legegyszerűbb megoldást mutatja. A 9 szelepmozgató karon kialakított 35 rögzítőfelület a 33 rugó előfeszítésű 31 domború végződésű 34 rögzítőelemmel van működtető kapcsolatban.Figure 6a shows the simplest solution. The mounting surface 35 formed on the valve actuation lever 9 is actuated in engagement with the spring-loaded biasing fastening element 31.

A 9 szelepmozgató kar köríven elmozduló 35 rögzítőfelülete a 33 rugóerő ellenében először benyomja a 34 rögzítőelemet, majd továbbfordulva visszaengedi azt. ekkor viszont a 34 rögzítőelem (mivel a 9 szelepmozgató karra nem hat semmilyen erő) alakjánál és a rugó adata szorítóerőnél fogva nem engedi a 9 szelepmozgató kart elmozdulni egészen a következő emelési ciklusig, amikor a kényszerkapcsolat újra legyőzi a rugóerőt.The circularly displaceable mounting surface 35 of the actuator lever 9 first presses the mounting member 34 against the spring force 33 and then releases it. however, due to the shape of the fastener 34 (since the actuator lever 9 does not exert any force) and the spring pressure, the actuator lever 9 does not allow the actuator lever 9 to move until the next lifting cycle when the spring force is again overcome.

6.b ábra a 15 szeleprögzítő egység kisebb súrlódást eredményező megoldása, ahol a 33 rugó előfeszítésű 36 rögzítőelem 32 gördülő elem közbeiktatásával kapcsolódik 9 szelepmozgató karon kialakított 35 rögzítőfelülethez.Fig. 6b shows a solution for valve friction assembly 15 that results in reduced friction, wherein the spring prestressed retaining member 36 engages a retaining surface 35 formed by a valve actuating lever 9 via an intermediate rolling element 32.

Ezzel a megoldással csökkenthető az alkatrészek súrlódása, kopása, csökken a működtetés szükséges erőszükséglet.This solution reduces component friction and wear, and reduces the amount of power required to operate.

A 6.c ábrán a kisebb súrlódás és a biztosabb zárás érdekében a 9 szelepmozgató kar 37 csapszegek és elfordíthatóan csapágyazott 39 kar segítségével van összekötve a 38 rögzítőelemmel.In Fig. 6c, the valve actuation lever 9 is connected to the fastener 38 by means of pins 37 and pivotally mounted pins 39 for reduced friction and more secure closing.

Az ilyen módon összekapcsolt elemeknek nem csak a súrlódási erők csökkentésében van szerepe, hanem biztonságosabb zárás érdekében is. ugyanis nem csak a rugalmas elemre van bízva a szeleprögzítés. A 9 szelepmozgató karral összekapcsolt 38 rögzítőelem kényszerkapcsolat hatására tér vissza eredeti helyzetébe, így a 33 rugónak gyakorlatilag csak a már lelassított 9 szelepmozgató kar rögzítése a feladata, nem kell a 38 rögzítőelemet mozgatnia.The elements so connected not only play a role in reducing frictional forces, but also in providing a safer closure. since the valve element is not solely left to the flexible element. The locking member 38 coupled to the actuating lever 9 returns to its original position by a forced engagement, so that the spring 33 has only the function of securing the already actuated actuating lever 9 and does not have to move the securing member 38.

A 6.d ábra a szeleprögzítés hidraulikus alternatívája. Itt a 9 szelepmozgató kar szintén 37 csapszeges és 39 kar közvetítésével kapcsolódik, de a 40 rögzítőelem ebben az esetben hidraulikus dugattyú. A 64 munkatérbe és a munkatérből 41 visszacsapó szelepeken keresztül áramlik a 65 munkaközeg, ami akár a motor saját kenési rendszeréből is származhat.Figure 6d is a hydraulic alternative to valve mounting. Here, the actuating lever 9 is also engaged by means of pins 37 and 39, but the fastener 40 is in this case a hydraulic piston. The working fluid 65 flows into the working space 64 and from the working space via non-return valves 41, which may even come from the engine's own lubrication system.

A működés a következő: a 9 szelepmozgató kar köríven elfordulva benyomja a 40 hidraulikus dugattyút, A 65 munkaközeg ajobb oldali 41 visszacsapó szelepen keresztül a 64 munkateret elhagyja. A 9 szelepmozgató kar továbbfordul a véghelyzete felé, magával húzza a 40 dugattyút. Ekkor a bal oldali 41 visszacsapó szelepen keresztül újra 65 olaj kerül a 64 munkatérbe.The operation is as follows: the actuator lever 9 pivots the hydraulic piston 40 in a circular rotation, the working fluid 65 leaves the working space 64 via the right-side check valve 41. The actuator lever 9 rotates toward its end position and pulls the plunger 40 with it. Then, through the left-hand check valve 41, oil 65 again enters the working space 64.

A 6.e ábra a 2, 3 szelephez közvetlenül, vagy közvetve egy, a szelepszárhoz rögzített 42 hüvely segítségével összekapcsolt szeleprögzítési módot mutat. A 33 rugó előfeszítésű 31 domború végződésű 34 rögzítőeleme a 2,3 szelep, vagy az arra szerelt hüvely hornyaiba kapaszkodik.Fig. 6e shows a method of valve mounting coupled directly or indirectly to the valve 2, 3 by means of a sleeve 42 fixed to the valve stem. The spring-loaded biasing end 31 of the spring 33 engages the grooves of the valve 2,3 or the sleeve mounted thereon.

Ennek a szeleprögzítési módnak az az előnye, hogy pontosabb a 2, 3 szelep megvezetése, a szeleprögzítés közvetlenül a szelepszáron történik.The advantage of this valve mounting method is that it is more accurate to guide the valve 2, 3, the valve mounting is performed directly on the valve stem.

A 7. ábrán a 9 szelepmozgató karok különböző konstrukciós megoldásait láthatjuk.Figure 7 shows various embodiments of valve actuation arms 9.

A 7.0 ábra a legolcsóbb és legegyszerűbb kivitelt ábrázolja. A 5 vezérműtengely 10,11 emelő- és támasztóbütykeihez a 9 szelepmozgató kar 62, 63 emelő- és támasztófelületei csatlakoznak.Figure 7.0 shows the cheapest and simplest embodiment. The lifting and supporting cams 10,11 of the camshaft 5 are connected to the lifting and supporting surfaces 62, 63 of the valve actuating lever 9.

Ez a szelepmozgatási mód kis helyigényű, viszonylag egyszerűen és gyorsan el lehet készíteni az alkatrészeket, amelyek nem igényelnek semmiféle különleges megmunkálási technológiát. Meghibásodás, kopás, vagy anyaghiba miatti cseréjük egyszerű.This method of valve actuation is small in space, and it is relatively easy and quick to produce parts that do not require any special machining technology. They are easy to replace due to failure, wear or material failure.

A 7. b ábrán az 5 vezérműtengelyhez a 9 szelepmozgató kar 32 gördülő elemeken keresztül kapcsolódik.In Fig. 7b, the actuator lever 9 is connected to the camshaft 5 via rolling elements 32.

Ezáltal nem csak kisebb súrlódási és kopási értékek adódnak, hanem az egész rendszer pontossága növelhető általa.This not only results in lower friction and wear values, but also increases the accuracy of the entire system.

A 7.c ábra a 9 szelepmozgató kar különleges megoldású változata. Az 5 vezérmütengely 29 rugózó elemekkel van kapcsolatban. A 67 állítócsavar segítségével (melyet a lelazulás ellen 68 ellenanyával kell biztosítanunk) be tudjuk állítani kopott alkatrészek esetében a hézagot a 29 rugózó elem és az 5 vezérműtengely között. A 66 rugó az elemeket a mozgatóbütykök felületén tartj a, ami az alkatrészek dinamikus terhelését csökkenti.Figure 7c is a specific embodiment of the actuator lever 9. The camshaft 5 engages with spring elements 29. By means of the adjusting screw 67 (which must be secured with a lock nut 68 to prevent loosening), the gap between the spring element 29 and the camshaft 5 can be adjusted for worn parts. The spring 66 holds the elements on the surface of the actuators, which reduces the dynamic loading of the components.

A 8. ábra egy olyan szelepvezérlést mutat, amelynél a 5 nyitó és/vagy 6 záró vezérmütengely a 10 és/vagy 12 emelő bütykön keresztül a 9 szelepmozgató karhoz annak csak a 62 emelő felületén csatlakozik. Ebben az esetben nem a vezérműtengely tartalmazza a támasztás! lehetőséget. Mivel a 2,3 szelepek igen nagy sebességgel mozognak, ezért valamilyen egyéb módon meg kell oldani a 2, 3 szelepeknek biztonságos lassítását a 60 szelepfészekbe történő zárásakor.Fig. 8 shows a valve control in which the opening and / or closing camshaft 5 is connected to the actuator lever 9 via the lifting cams 10 and / or 12 only on the lifting surface 62 thereof. In this case, the camshaft is not included in the support! opportunity. Because the valves 2,3 move at very high speeds, some other way must be found to safely slow down the valves 2, 3 when closing the valve seat 60.

A 9.a ábra azt mutatja, amikor egy szelepmozgatás fúnkciót (nyitás, vagy zárás) úgy oldunk meg, hogy a szelep emeléséhez és a 2,3 szelep támasztásához különkülön 26, 27 vezérműtengelyt használunk.Figure 9a shows when a valve movement function (opening or closing) is solved by separately using the camshafts 26, 27 to raise the valve and to support the valve 2.3.

A9.b ábra azt mutatja, amikor a 2, 3 szelep emelését a 5 nyitó vezérműtengellyel a támasztását pedig egy hidraulikus ellenállással (18) oldjuk meg. A 5 vezérműtengelyen található 10 emelőbütyök által kitérített 9 szelepmozgató karhoz 37 csapszegek és egy 39 összekötő kar segítségével 40 hidraulikus dugattyút kapcsolunk, amely a 8 hengerfejben levő fúratába csatlakozik. A 64 munkavégző folyadék itt is származhat a motor saját kenési rendszeréből. A 64 folyadék áramlását 41 visszacsapó szelepekkel 69 fojtással szabályozzuk.Fig. A9b shows when the lifting of the valve 2, 3 by the open camshaft 5 is supported by a hydraulic resistor (18). The actuator lever 9 deflected by the cam 10 on the camshaft 5 is connected by means of pins 37 and a connecting arm 39 to a hydraulic piston 40 which is connected to a bore in the cylinder head 8. Here, the 64 working fluid can come from the engine's own lubrication system. Flow of liquid 64 is controlled by throttle 69 by non-return valves 41.

A 10. ábrán a variálható szelep vezérlés h szeleplöket /1 főtengely-ómega szöghelyzet diagramját láthatjuk. Leolvasható, hogy az 1 főtengely által mozgatott dugattyú holtpontjaihoz képest szabadon tudom változtatniFigure 10 is a diagram of the variable valve control h valve strokes / crankshaft omega position. It is readable that I can freely change the dead center of the piston moved by the crankshaft 1

HU 214 064 Β a vezérlési szögeket. A 70 alsó holtpont és a 71 felső holtpont között van a motor (I) kipufogási üteme. A 71 felső holtpont és a következő 72 alsó holtpont között történik a szívás (II). A vastag vonal a hagyományos szelepvezérlés működését, a vékony vonal a találmány szerinti szelepvezérlés működését szemlélteti. A folyamatos vonal a szelepek zárását, a szaggatott vonal a szelepek nyitását mutatja. A nyitások és zárások állíthatóságát az ábrán 73 és 74 nyilak jelzik. Belátható, hogy egyszerre zárás és nyitás nem történhet, a két művelet közötti időszakot (ha van) az ábrán 75 és 76 vízszintes szakaszok jelzik.EN 214 064 Β the control angles. Between the lower dead center 70 and the upper dead center 71 is the exhaust rate of the engine (I). Suction takes place between the upper dead center 71 and the next lower dead center 72 (II). The thick line illustrates the operation of conventional valve control and the thin line illustrates the operation of the valve control of the present invention. The solid line shows the valves closing, the dashed line shows the valves opening. The adjustability of openings and closures is indicated by arrows 73 and 74 in the figure. It will be appreciated that closing and opening cannot occur at the same time, the intervals between the two operations (if any) are indicated by horizontal sections 75 and 76 in the figure.

A találmány szerinti variálható szelepvezérlés legfőbb előnye, hogy általa megvalósítható a belső égésű motorok fordulatszámtól független optimális vezérlése, javul a töltési hatásfok, nő a motor hatásfoka, csökken az üzemanyag-fogyasztás, csökken a károsanyag-kibocsátás, j avul a motor rugalmassága, kedvezően változnak a motor jelleggörbéi, teljesítménye, nyomatéka.The main advantage of the variable valve control according to the invention is that it provides optimum control of the internal combustion engines regardless of the speed, improves the charging efficiency, increases the engine efficiency, reduces the fuel consumption, reduces the emission of the engine, and the engine flexibility engine characteristics, power, torque.

A szerkezet nem tartalmaz különlegesen bonyolult módon megmunkálandó alkatrészeket, a jelenleg is alkalmazott technológiával megoldható gyártása, típusalkatrészekből összeállítható.The structure does not contain any parts that need to be machined in a very complicated way, it can be manufactured with the current technology and can be assembled from standard parts.

Működése folyamán minimális a meghibásodás veszélye.The risk of failure during operation is minimal.

A meglevő konstrukciókhoz problémamentesen illeszthető, mivel az egyéb kapcsolódó részegységek működésébe nem kell beavatkozni, ezért akár utólag is felszerelhető az ezzel a módszerrel készített hengerfej a hozzá csatlakozó egységekkel.It can be easily fitted to existing constructions, since there is no need to interfere with the operation of other related components, and therefore the cylinder head made with this method can be retrofitted with the attachment units.

Claims

PATENT CLAIMS

Variable valve control for controlling the intake and / or exhaust valve or valves of an internal combustion engine comprising a crankshaft (1), a camshaft (5,6,26,27) associated with the crankshaft, a cylinder head (8) closing the combustion chamber (7). having pivotally guided valves (2, 3) in the bore of the cylinder head (8) and pivotally mounted about its shaft (16) between the camshaft (5, 6, 26,27) and the shafts of each valve (2, 3) a valve actuating lever (9) operatively engaged with the camshaft cam (10, 12-11, 13) and actuated by the arms of each valve (2, 3), and the crankshaft (1) and the camshafts (5); At least one of 6,26,27) comprises a drive unit (14) for adjusting relative angular position of the drive chain, and separately for at least one of the suction (2) and exhaust valves (3) valve opening control (5) and separate valve closing control camshaft (6), and at least one lifting cam (10, 12) on the valve (2, 3) on the valve opening control camshaft (5) and the valve closing control camshaft (6). characterized in that only one of these lifting cams (10,12) is actuated in engagement with the valve actuation lever (9) at a time, and the corresponding valve (2, 3) is provided with a valve retaining unit (15) to hold it in its closed or open position associated with.

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the control unit (14) is provided with an actuator (17) and an actuator (18) and the inlet side of the actuator (18) is driven from the crankshaft (1). side is connected to the camshaft (5, 6, 26, 27) to be adjusted and the externally actuated actuator (17) is engaged.

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the adjusting device (18) of the control unit (14) has a front wheel (19) with a crankshaft (1), a rear wheel (20) with a camshaft (5,6,26), 27) is driven by means of two drive wheels (21), coupling rods (23), axles (24), the front wheel (19), the rear wheel (20) and the drive wheels (21) through their axles (24). the coupling rods (23) being in constant drive engagement with each other, the coupling rods (23) being pivotally mounted about the axes (24) and the actuator (17) being connected to a coupling rod (23).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the adjusting device (18) of its control unit (14), in addition to the wheels (19,20,21) mounted on the pivot points (24), has at least one intermediate bearing frame (22) on the coupling rod (23). ).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to Claim 1, characterized in that the opening (5) and / or closing (6) camshaft is provided with at least one support cam (11 and / or) adjacent to the lifting cam (10 and / or 12). 13).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the valve opening and / or closing task has two camshafts (5,26 and / or 6, 27) per task, wherein one of the camshafts (5 and / or 6) contains the lifting cams (10 and / or 12) and the other camshaft (26 and / or 27) separately include the support cams (43 and / or 44).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the support has a hydraulic resistor (28).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that on the valve actuating lever (9) the contact surfaces (30) are connected to the camshaft (5,6,26,27) by means of spring elements (29).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the valve actuating lever (9) is connected to the camshaft (5, 6, 26,27) and / or the valve retainer (15) by a sliding surface (62, 63, 35).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the valve actuating lever (9) engages the camshaft (5,6,26,27) and / or the valve retaining assembly (15) by means of a rolling element (32).

Priority: May 23, 1995

HU 214 064 Β

Variable valve control according to Claim 1, characterized in that its valve mounting unit (15) is connected to a mounting surface (35) formed by a spring-loaded, convex-end (31) fastening element (34) on the actuator lever (9).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to Claim 1, characterized in that in the valve mounting unit (15) the spring (33) biasing fastener (38) is connected to the valve actuating lever (9) by means of a pivotally mounted bearing (39).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to claim 1, characterized in that the valve mounting unit (15) comprises a hydraulic working piston (40) which is connected to the valve actuating lever (9) by intervening a pivotally mounted arm (39) with pins (37) and secures the actuator lever (9) by means of non-return valves (41).

Priority: May 23, 1995

Variable valve control according to Claim 1, characterized in that in the valve mounting unit (15) the spring (33) is a prestressed, convex end (31) fastener (34) to the groove formed on the valve stem (2, 3) or the sleeve ( 42) connected.

Priority: November 25, 1996

Variable valve control according to claim 1, characterized in that there is a valve clearance compensating unit (25) between the valve actuation lever (9) and the valve stem (2, 3).