JP2008542631A - Device for transmitting motion in a combustion engine from a rocker arm to a valve, and a combustion engine including such a device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御動作をロッカアームからロッカアームによって制御された燃焼機関弁装置へ伝達するための請求項1の前段部分に記載された装置に関する。また、本発明はそのような装置を含む燃焼機関にも関する。 The invention relates to a device according to the first part of claim 1 for transmitting a control action from a rocker arm to a combustion engine valve device controlled by the rocker arm. The invention also relates to a combustion engine comprising such a device.
従来のピストン式燃焼機関は、いわゆるピストン機関であり、一つ以上のシリンダが設けられている。シリンダ内に導入された燃料と空気の混合物の点火によって発生する圧力の作動のもとに、各シリンダ内には、ピストンがあちこち動くようになされる。4工程形式のピストン機関内では、各シリンダには少なくとも一つの吸気弁が設けられ、吸気弁を介して燃料と空気の混合物がシリンダ内に引き込まれ、かつ、少なくとも一つの排気弁が設けられ、排気弁を介して燃焼ガスがシリンダから取り除かれる。吸気弁および排気弁はばねを利用して力を弁が閉じる位置に加え、回転するカム軸に対する制御カムの作動で各弁は閉位置から開位置まで移動できる。制御カムは普通、いわゆるロッカアームを介して弁を作動するようになされ、ロッカアーム自身がいわゆる玉ピンおよびいわゆる象脚を含む伝動装置を介して弁に連結されているのかも知れない。そのような場合、玉ピンはロッカアームの一端に固定され、象脚のカップ形状部内に旋回可能に収容され、それにより、玉継手を構成する。象脚は底面を有し、底面を介して象脚は弁棒または弁ヨークの支持面に滑動可能に接触する。この形式の伝動装置を設けたロッカアームは、たとえば、US2002/0139337A1の中で言及されている。玉ピンおよび象脚を介して、ロッカアームの旋回作動は弁棒/弁ヨークの直線作動に変更される。ロッカアームおよび弁棒/弁ヨーク間の相互動き中、象脚の底面は支持面上をあちこち短い距離滑るだろう。これら滑り動きによる象脚の底面および支持面での摩耗を減少させるため、象脚の底面と支持面との間に潤滑油を導入するのが有益である。たとえば、US6273042B1およびUS6470843B2に開示されているように、この導入は、たとえば、玉ピンおよび象の脚を貫通して伸びる潤滑剤流路を介して、成し遂げられるだろう。 A conventional piston type combustion engine is a so-called piston engine and is provided with one or more cylinders. Under the action of pressure generated by ignition of a mixture of fuel and air introduced into the cylinder, a piston is moved around in each cylinder. In a four-stage piston engine, each cylinder is provided with at least one intake valve, a mixture of fuel and air is drawn into the cylinder via the intake valve, and at least one exhaust valve is provided, Combustion gas is removed from the cylinder via the exhaust valve. The intake and exhaust valves use springs to apply force to the position where the valve closes, and each valve can move from the closed position to the open position by the operation of the control cam with respect to the rotating camshaft. The control cam is usually adapted to actuate the valve via a so-called rocker arm, and the rocker arm itself may be connected to the valve via a transmission comprising so-called ball pins and so-called elbow legs. In such a case, the ball pin is fixed to one end of the rocker arm and is rotatably accommodated in the cup-shaped portion of the elbow leg, thereby constituting a ball joint. The elbow leg has a bottom surface through which the elephant leg slidably contacts the support surface of the valve stem or the valve yoke. A rocker arm provided with a transmission of this type is mentioned, for example, in US 2002/0139337 A1. Through the ball pin and the elbow leg, the pivoting motion of the rocker arm is changed to the linear motion of the valve stem / valve yoke. During the mutual movement between the rocker arm and the valve stem / valve yoke, the bottom surface of the elbow leg will slide over the support surface for a short distance. In order to reduce wear on the bottom surface and the support surface of the elbow leg due to these sliding movements, it is beneficial to introduce lubricating oil between the bottom surface and the support surface of the elbow leg. For example, as disclosed in US Pat. No. 6,273,042 B1 and US Pat. No. 6,708,843 B2, this introduction may be accomplished via, for example, a lubricant channel extending through the ball pin and elephant leg.
本発明の目的は制御動作をロッカアームからロッカアームで制御される燃焼機関弁装置への伝達のために良好な潤滑特性を有する装置を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a device having good lubrication characteristics for transmitting the control action from a rocker arm to a combustion engine valve device controlled by the rocker arm.
本発明によれば、前記の目的は請求項1で指示される特徴を表わす装置を用いて達成される。 According to the invention, this object is achieved with a device representing the features indicated in claim 1.
本発明に記載される装置は、ロッカアームに固定されようとする第1伝動手段を含み、かつ、該伝動手段と共に玉継手を構成する第2伝動手段を含み、継手は底面を持ち、底面を介して、第2伝動手段が弁装置支持面に、滑動可能に接触しようとする。第1伝動手段は、たとえば、玉ピン形状を取ろうとし、かつ、第2伝動手段は象の脚の形状を取ろうとする。第1および第2伝動手段は相互の接触面を持っており、それにより、接触面間の環状接触線を介して、第1伝動手段および第2伝動手段間の空間の輪郭を線で画き、伝動手段が互いに接触するよう接触面が設計され、第2伝動手段に潤滑剤流路が設けられ、導管部が空間に対面する入口を持ち、かつ、底面に対面する出口を持つ。発明によれば、第2伝動手段の底面に備え付けられた一つまたはそれ以上の凹所が設けられ、かつ、潤滑剤流路の出口に連結されており、それによって、一つまたはそれ以上の凹所が底面の伝達平面に合計面積を有し、該合計面積は、第1伝動手段および第2伝動手段間の空間の輪郭を画く線である環状接触線によって形成された円の面積より大きい。 The apparatus described in the present invention includes first transmission means to be fixed to the rocker arm, and includes second transmission means that constitutes a ball joint together with the transmission means, and the joint has a bottom surface through the bottom surface. Thus, the second transmission means tries to contact the valve device support surface so as to be slidable. For example, the first transmission means tries to take the shape of a ball pin, and the second transmission means tries to take the shape of an elephant leg. The first and second transmission means have mutual contact surfaces, thereby delineating the outline of the space between the first transmission means and the second transmission means via an annular contact line between the contact surfaces; The contact surface is designed so that the transmission means come into contact with each other, the second transmission means is provided with a lubricant flow path, and the conduit portion has an inlet facing the space and an outlet facing the bottom surface. According to the invention, one or more recesses provided in the bottom surface of the second transmission means are provided and connected to the outlet of the lubricant flow path, whereby one or more recesses are provided. The recess has a total area in the transmission plane of the bottom surface, and the total area is larger than the area of the circle formed by the annular contact line that is a line that outlines the space between the first transmission means and the second transmission means. .
底面の凹所や複数の凹所は第2伝動手段を貫通して伸びる潤滑剤流路から潤滑剤を受け取るように設計されている。伝動手段間の空間における潤滑剤圧力は伝動手段の両面に対して作動し、かつ、それによって油圧力を生じさせ両伝動手段を互いに押し離そうと努力する。ロッカアームが負荷から解放され支持面から離れようとする時でさえ、これら油圧力は弁装置の支持面に向けて第2伝動手段を押し付けようと努力するだろう、それによって、第2伝動手段の潤滑剤流路からの潤滑剤の流出を妨げ、ひいては第2伝動手段と支持面との間の滑り面の効果的な潤滑を妨げる。第2伝動手段の底面に、底面に備え付けられ、かつ、潤滑剤流路の出口に連結された一つまたはそれ以上の凹所が設けられることは第2伝動手段を支持面から離すように支持面の延伸面に垂直な方向に押し付けようと努力する油圧力を生み出す。底面の伝達平面内のこの凹所またはこれら複数の凹所の集合面積は、伝動手段間の空間の輪郭を画く線である環状接触線で形成された円の面積より大きいという事実は、最後に挙げた油圧力の方が伝動手段間の空間での潤滑剤圧力による反対方向に働かせた油圧力より大きいことになり、それにより、ロッカアームが負荷から解放された時、第2伝動手段が支持面から浮き上がるのを可能にし、第2伝動手段の底面と支持面との間から潤滑剤の効果的な流出を許容する。かくして発明による解決法は第2伝動手段と弁設備の間の、滑り面の効果的潤滑を保証する単純な方法を提供することである。 The bottom recess and the plurality of recesses are designed to receive lubricant from a lubricant flow path extending through the second transmission means. The lubricant pressure in the space between the transmission means acts on both sides of the transmission means and thereby creates an oil pressure that tries to push the transmission means apart from each other. Even when the rocker arm is released from the load and tries to move away from the support surface, these hydraulic pressures will try to push the second transmission means toward the support surface of the valve device, thereby This prevents the lubricant from flowing out of the lubricant flow path, and thus prevents effective lubrication of the sliding surface between the second transmission means and the support surface. The bottom surface of the second transmission means is provided with one or more recesses provided on the bottom surface and connected to the outlet of the lubricant flow path to support the second transmission means away from the support surface. Creates hydraulic pressure that tries to push in a direction perpendicular to the stretched surface. The fact that the area of this recess or the collection of these recesses in the bottom transmission plane is larger than the area of the circle formed by the annular contact line, the line that outlines the space between the transmission means, The oil pressure listed is greater than the oil pressure exerted in the opposite direction by the lubricant pressure in the space between the transmission means, so that when the rocker arm is released from the load, the second transmission means From the gap between the bottom surface and the support surface of the second transmission means. The solution according to the invention is thus to provide a simple way to ensure effective lubrication of the sliding surface between the second transmission means and the valve installation.
本発明装置の好適形態は、従属請求項、および、以下の説明に記述されている。
本発明は、本発明装置を含む燃焼機関にも関係がある。以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細を説明する。
Preferred embodiments of the inventive device are described in the dependent claims and in the following description.
The invention also relates to a combustion engine comprising the device according to the invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1は、燃焼機関の一部を形成する弁装置1と、この弁装置を制御するために該弁装置に連結されたエンジン部品とを模式的に示す。図示例において、弁装置は二つの弁手段2a、2bを含み、該弁手段は、それぞれの弁棒3a、3bによって共通の弁ヨーク4に連結されている。弁手段2a、2bは、燃焼機関における従来の吸気弁または排気弁の形状になされている。弁手段2a、2bは、一つまたはそれ以上の図示されないばね手段の作動により、図1における上方に向かって閉位置にばね負荷される。弁手段2a、2bは、カム軸と共に回転する制御カム5の作動に伴い、弁ヨーク4によって、図1における下方に向かって閉位置から開位置まで共に動くことができる。制御カム5はスピンドル8によって旋回可能に支持されているロッカアーム7を介して弁ヨーク4を作動するようになされる。スピンドル8の一方側に、ロッカアームはプッシュロッド9によって、その一端部7aで、これまでのやり方で制御カム5につながっている。その一端部7aが制御カムに直接接触するように、代わりのロッカアーム7を配置してもよいかも知れない。その第二端部7bで、スピンドル8の反対側で、ロッカアームは制御動作をロッカアーム7から弁装置1に伝達するようになされた、さらに具体的には、ロッカアームの旋回作動を弁装置の直線作動に変更することで適合させた、装置10を介して、弁ヨーク4に接続される。プッシュロッド9が制御カム5の作動のもとに、図1に示した位置から上方に移動する時、それによって、弁手段2a、2bを閉位置から開位置にばね手段の作動に逆らって移動させるために、図1に示した例は装置10がロッカアーム7の時計回りの旋回作動を弁ヨーク4および弁手段2a、2bの下向きの直線作動に変更する。
FIG. 1 schematically shows a valve device 1 forming part of a combustion engine and engine components connected to the valve device to control the valve device. In the illustrated example, the valve device comprises two valve means 2a, 2b, which are connected to a
装置10はロッカアームの第二端部7bに固定されようとする第1伝動手段11を含み、かつ、第1伝動手段11と共に玉継手を構成するのに適する第2伝動手段12を含む。図1〜図3まで示した例では、第1伝動手段11はその一端部11aをロッカアームの凹所7cに嵌合させ、そしてその反対の第二端部11bを第2伝動手段12に接触させる。第2伝動手段12は底面を持ち底面を介して、第2伝動手段は弁装置1の支持面4aに滑動可能に接触しようとする。図示した例では、支持面は弁ヨーク4上に配置されている。
The
伝動手段11、12は相互の接触面11c、12c(図2参照)を持っており、その接触面間の環状接触線13を介して、第1伝動手段および第2伝動手段間の空間の輪郭を線で画くようなやり方で伝動手段が互いに接触するよう接触面が設計されている。伝動手段11、12は、一方の伝動手段11の凸形接触面11cを、他方の伝動手段12の相当する凹形接触面12cを介して互いに接触する。都合ヨーク、図1〜図5までに示すように、第1伝動手段11が凸形接触面11cを持ち、かつ、第2伝動手段12が凹形接触面12Cを持っている、しかしまた、反対の場合も可能である。
The transmission means 11 and 12 have
図1〜図5までに示すように、都合ヨークの凸形接触面11cは球面であり、かつ、凹形接触面12cは非球面、好ましくも弓形である。その代わりに、凸形接触面は非球面でもよいし、好ましくは弓形であり、かつ、凹形接触面は球面でもよい。
As shown in FIGS. 1 to 5, the convex contact surface 11c of the convenience yoke is a spherical surface, and the
図1〜図5までに示す例では、第1伝動手段11は球形状部11dを持ち、該球形状部は凸形接触面11cを含む。この球形状部11dは第2伝動手段12のカップ形状部12dの中に旋回可能に収容されている。カップ形状部12dは凹形接触面12cを含む。球形状部11dはカップ形状部の上部開口を介してカップ形状部12dに挿入できる。第1伝動手段11はこの例では玉ピン形状を取り、一方第2伝動手段12はいわゆる象脚の形状を取る。
In the example shown in FIGS. 1 to 5, the first transmission means 11 has a spherical portion 11d, and the spherical portion includes a convex contact surface 11c. The spherical portion 11d is accommodated in the cup-
第1伝動手段11には潤滑剤導管部15が設けられており、該導管部は伝動手段11、12の間の空間14に対面し、潤滑剤をその空間に導入するための出口15bを持っている。この潤滑剤導管部15はさらにロッカアームを貫通して伸びる潤滑剤導管部16に連結される入口15aを持っている。ロッカアームの潤滑剤導管部16はたとえば、図1に示すようにロッカアームのスピンドル8を介して潤滑剤、たとえば、潤滑油が供給されるに適するだろう。第1伝動手段の潤滑剤流路15が第1伝動手段の中心を貫通し後者の長手方向に都合ヨーク伸びる。第1伝動手段11の球形状部11dは図1〜図5までに示す例では平べったい下端面を持ち、その中に潤滑剤流路15の出口15bが配置されている。
The first transmission means 11 is provided with a
第2伝動手段12には潤滑剤流路17が設けられており、該導管部は伝動手段間空間に対面する入口17aを持ち、かつ、第2伝動手段の底面12aに対面する出口17bを持っている。この潤滑剤流路17は潤滑剤を伝動手段間の空間14から第2伝動手段の底面12aに運ぼうとするものである。潤滑剤流路17は第2伝動手段の中心を貫通し都合ヨーク伸びている。図1〜図5に示す例では、入口17aはカップ形状部12dの最も深い部分に配置され、一方出口17bは底面12aの中心に配置されている。
The second transmission means 12 is provided with a
第2伝動手段12には底面12aに備え付けられている一つまたはそれ以上の凹所18、18’が設けられており、かつ、第2伝動手段12を貫通して伸びる潤滑剤流路17の出口17bにつながっている。底面12aに備え付けられているとして説明されている凹所が、ここで、意味する事は、以下により詳細に説明されるであろうやり方で、潤滑剤の圧力のために凹所の壁面が圧力面として作動できるように、凹所が底面の一部分によって囲まれていて、その凹所を介して、底面が弁装置1の支持面4aに滑動可能に接触するのを意図していると言う事である。一つまたはそれ以上の凹所18、18’は底面の延伸面内に集合面積A1(図7参照)を持ち、A1は、伝動手段11、12間の空間14の輪郭を画く線である環状接触線13によって形成される円の面積A2より大きい。
The second transmission means 12 is provided with one or
図1〜図4までに示される実施例では、上記形式のただ一つの凹所18が底面12aに配置されている。これらの場合凹所18は底面12aの中心に、かつ、潤滑剤流路17の出口穴17bと同心に配置されている。図1〜図3までに示される実施例には、凹所18は底面に事実上平面の底18aを持つ比較的に浅い凹所の形状を取る。この凹所は都合ヨーク円形で直径d1を持ち、底面の延伸面で見たとき、図7に示すように、円形接触線13によって形成された円の直径d2より大きい。図4に示す実施例において、凹所18は底面内の凹所の形状を取り、切頭円錐の形状を持ち、それは底面12aに向って広がり、かつ、潤滑剤流路17の出口17bにその頂部がつながっている。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, a
図5および6に示す実施例において、上記形式の複数の凹所18’が底面12aに配置されている。この場合各凹所は底面の伸長形状溝18’の形状を取る。各凹所18’は図6に示すように都合ヨーク潤滑剤流路17の出口17bから半径方向に伸び、かつ、たとえば半円形断面形状を取ってもよい。底面12aの複数の凹所18’の場合、それらは底面延伸面において、環状接触線13によって形成される円の面積より大きな面積を一緒に包含すべきである。
In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of recesses 18 'of the above type are disposed on the
図6、図7では、環状接触線13を破線で示している。
6 and 7, the
制御カム5とプッシュロッド9の作動のもとで、図1に示す位置から図3に示す位置までロッカアーム7が旋回すると、ロッカアームの端部7bが、伝動手段11、12を介して、弁ヨーク4を下方に押す。このロッカアームの旋回動が、ロッカアームに締着された第1伝動手段11を強制して第2伝動手段の方向に下向きに押し、かつ、第2伝動手段12に当接する弁ヨーク支持面4aに対して旋回運動させる。その結果、第1伝動手段11の球形部分11dが、第2伝動手段のカップ形部分12dの内側で、図1に示す位置から図3に示す位置まで旋回する。第1伝動手段11が下向きに第2伝動手段の方に押された時、両手段は最初のうちは環状接触線に沿って互いに接触する。第1の伝動手段11と第2伝動手段12との間の印加圧力が増すと、両手段相互の接触面11c,12cに多少の塑性変形が与えられ、それによって、伝動手段間の最初の線接触が、環状帯形状の接触面による相互接触に変化する。この位置で、環状帯の下端が環状接触線13を構成し、この接触線が伝動手段間の空間14の輪郭線を規定する。ロッカアーム7および第1の伝動手段11の旋回動によって、第2伝動手段12が支持面4aに向かって下方に押され、同時に、この支持面に沿って横向きに多少滑動することになる。面積A1とA2の間に差があるため、第2伝動手段の底面12aの凹所18または凹所18’内の潤滑剤の液圧は、伝動手段11、12間の空間14内の潤滑剤の液圧に起因する下向きの液圧よりも大きな上向きの液圧を第2伝動手段が受けると言う結果になる。ロッカアーム7および第1伝動手段11が図3に示す位置から図1に示す位置まで戻り、かつ、それによって負荷から開放される時、そのために、第2伝動手段12は上向きの液圧によって上向きに押されるだろうし、潤滑剤が潤滑剤流路17の出口を介して全底面に沿って流れ得るように第2伝動手段の底面12aが支持面4aから多少浮き上がると云うことになる。したがって、凹所18、18’は、第2伝動手段12と弁装置1と間の相互滑動面での効果的な潤滑を保証する。
When the
発明に記載されている装置は勿論、制御動作をロッカアームから弁手段が僅か一つしか含まれない弁装置への伝達に適し得るものである。そのような場合、支持面は都合ヨーク弁手段に連結されている弁棒に直接配置されている。発明に記載されている装置は制御動作をロッカアームから燃焼機関のために従来技術の燃料噴射弁の形を取る弁装置への伝達にさらに適するだろう。 The device described in the invention can of course be adapted to transfer the control action from the rocker arm to a valve device containing only one valve means. In such a case, the support surface is located directly on the valve stem connected to the convenience yoke valve means. The device described in the invention would be more suitable for transferring the control action from the rocker arm to a valve device in the form of a prior art fuel injection valve for the combustion engine.
発明に記載されている装置は、たとえば、乗用車、トラック、バスのような車両のための、特にピストン形式の燃焼機関の一部を形成しようとする。 The device described in the invention seeks to form part of a combustion engine, in particular of the piston type, for vehicles such as, for example, passenger cars, trucks, buses.
多数の実施例の修正可能性がこの分野の専門家には明瞭であるようなので、添付の請求項で定義された発明の基本概念からそれによって逸脱する必要性はなく、本発明はもちろん上記実施例に決して限定されるものではない。 Since the modifiability of a number of embodiments is apparent to those skilled in the art, there is no need to deviate from the basic concept of the invention as defined in the appended claims, and the invention will of course be It is not limited to examples.
Claims (9)
該装置が、前記ロッカアームに締着される第1伝動手段(11)と、前記第1伝動手段と共に玉継手を構成する第2伝動手段(12)とを含み、
前記第2伝動手段(12)が、底面(12a)を有していて、該底面(12a)を介して前記弁装置の支持面に対して滑動可能に当接するようになされており、
前記第1および第2伝動手段(11、12)が、相互接触面(11c、12c)を有し、該相互接触面間の環状接触線(13)によって、前記第1伝動手段(11)と前記第2伝動手段(12)の間の空間(14)の輪郭線を規定する態様で、前記両伝動手段(11、12)が互いに接触し、
前記第2伝動手段(12)に潤滑剤流路(17)が設けられ、
該潤滑剤流路が、前記空間(14)側を向いた入口(17a)と、前記底面(12a)側を向いた出口(17b)とを有し、
前記第1伝動手段(11)に潤滑剤流路(15)が設けられ、
該潤滑剤流路が、前記第1伝動手段(11)と前記第2伝動手段(12)の間の前記空間(14)側を向いた、該空間内に潤滑剤を導入するための出口(15b)を有する、
前記弁装置に制御動作を伝達する前記装置において、
前記第2伝動手段(12)に一つ以上の凹所(18;18’)が設けられ、該凹所(18;18’)は、前記底面(12a)にあって、潤滑剤用の前記出口(17b)に連なっており、
また、前記一つ以上の凹所(18;18’)は、前記底面の伝達平面に、合計面積(A1)を有し、該合計面積が、前記第1伝動手段と前記第2伝動手段の間の前記空間(14)を規定する前記環状接触線(13)によって作られる円の面積(A2)よりも大きいことを特徴とする、ロッカアームから燃焼機関の弁装置に制御動作を伝達する装置。 It is a device that transmits control action from the rocker arm to the valve device of the combustion engine,
The apparatus includes first transmission means (11) fastened to the rocker arm, and second transmission means (12) constituting a ball joint together with the first transmission means,
The second transmission means (12) has a bottom surface (12a), and is slidably contacted with the support surface of the valve device via the bottom surface (12a).
The first and second transmission means (11, 12) have mutual contact surfaces (11c, 12c), and the first transmission means (11) is connected by an annular contact line (13) between the mutual contact surfaces. In a manner that defines the outline of the space (14) between the second transmission means (12), the two transmission means (11, 12) are in contact with each other,
A lubricant channel (17) is provided in the second transmission means (12),
The lubricant channel has an inlet (17a) facing the space (14) and an outlet (17b) facing the bottom surface (12a);
A lubricant channel (15) is provided in the first transmission means (11),
The outlet for introducing the lubricant into the space, the lubricant channel facing the space (14) between the first transmission means (11) and the second transmission means (12) ( 15b)
In the device for transmitting a control action to the valve device,
The second transmission means (12) is provided with one or more recesses (18; 18 '), the recesses (18; 18') being on the bottom surface (12a) and for the lubricant. It leads to the exit (17b)
The one or more recesses (18; 18 ′) have a total area (A1) on a transmission plane of the bottom surface, and the total area is determined by the first transmission means and the second transmission means. A device for transmitting a control action from a rocker arm to a valve device of a combustion engine, characterized in that it is larger than the area (A2) of a circle formed by the annular contact line (13) defining the space (14) therebetween.
請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載された装置(10)を介して、前記ロッカアームによって制御される弁装置(1)とを含むことを特徴とする燃焼機関。 Rocker arm (7),
Combustion engine comprising a valve device (1) controlled by the rocker arm via a device (10) according to any one of the preceding claims.
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