SE464367B - Ventilmekanism foer styrning av en tallriksventil - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 464 367 8503517-8, 8700115-2 och 8700116-0. Med konventionella ventil- mekanismer av ovan angivet slag kan man emellertid inte helt utnyttja de fördelar som dessa system erbjuder, utan man tvingas att göra en kompromiss, som innebär att fördelarna en- dast erhâlles inom en relativt begränsad del av motorns ar- betsområde. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en ventilmekanism, som gör det möjligt att utnyttja de fördelar, som kan uppnås med exempelvis de ovan angivna systemen för styrning av arbetsförloppet i förbränningsmotorer. Detta sker enligt uppfinningen genom att ventilmekanísmen utformas med de särdrag som framgår av den kännetecknande delen av patent- kravet 1.

Fördelaktíga utföringsformer av uppfinningen, vilka förbättrar möjligheterna att utnyttja fördelarna med exempelvis ovan an- givna system, anges i underkraven.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bi- fogade ritningar, på vilka I fig. 1 visar ett vertikalt snitt genom en del av en förbrän- ningsmotor med en ventilmekanism enligt en utförings- form av uppfinningen, fig. 2 visar ett vertikalt snitt genom en del av en ventil- mekanism enligt en andra utföringsform av uppfinningen och fig. 3 visar en del av en ventilmekanism enligt en tredje ut- föringsform av uppfinningen.

Den í fig. 1 visade ventilmekanismen är monterad i en förbrän- ningsmotor, vars huvuddelar är uppbyggda på konventionellt sätt och icke visas närmare på ritningen. Ventílmekanismen är avsedd att styra rörelserna hos en ventil 1, av vilken endast visas en liten del av ventilskaftet. Ventilmekanismen innefat- tar en styraxel 2. som är anordnad att drivas av förbrännings- motorns vevaxel på samma sätt som kamaxeln vid en ventil- mekanism av det slag, som beskrives i det första stycket av 10 15 20 25' 30 35 464 367 beskrivningen. Styraxeln 2 driver på nedan närmare beskrivet sätt en stötstång 3, vars undre ände är kopplad till styraxeln 2 och vars övre ände är kopplad till en vippa 4. vippan 4 är i sin tur anordnad att påverka en lyftarm 5, vilken i sin tur påverkar ventilen 1.

Styraxeln 2 är som framgår av fig. 1 försedd med en vevtapp 6, vilken medelst en kort vevstake 7 är ansluten till en tapp 8 på en styrarm 9, vilken med sin ena ände är svängbart lagrad på en tapp 10, som är fast lagrad i motorn. Styrarmens 9 andra ände är medelst en tapp ll vridbart förbunden med den undre änden av stötstången 3. Vid den undre änden av stötstången 3 i närheten av tappen 11 finns dessutom en längdinställnings- anordning 12, som möjliggör inställning av stötstångens 3 längd för uppnående av korrekt funktion hos ventilmekanismen.

Den övre änden av stötstången 3 är medelst en tapp 13 vridbart förbunden med en första arm 14 på vippan 4. vippan 4 är två- armad och lagrad på en vippaxel 15, vilken är fast anordnad i motorn. vippans andra arm 16 är vid sin fria ände försedd med en på en tapp 17 roterbart lagrad rulle 18. i Lyftarmen 5 är med sin ena ände lagrad på en lyftarmsaxel 19, som är fast anordnad i motorn. Den fria änden av lyftarmen 5 är såsom nämnts ovan anordnad att påverka ventilen 1 då lyft- armen 5 svänges kring lyftarmsaxeln 19.

Lyftarmen 5 är på sin ovansída utformad med en profilerad yta 20, vilken består av tre partier 20a, 20b. 20c med olika krök- ning, såsom beskrivas närmare nedan. Den profilerade ytan 20 är anordnad att samverka med rullen 18 på vippan 4 för åstad- kommande av önskade rörelser hos ventilen 1. Därvid är den profilerade ytans parti 20a konvext och delcylindrískt med sådan krökningsradie, att dess krökningscentrum i huvudsak sammanfaller med vippaxelns 15 axellinje. Detta innebär att lyftarmen 5 då rullen 18 under vippans 4 svängning rör sig över partiet 20a i huvudsak hållas stilla. Till den längst från lyftarmsaxeln 19 belägna änden av partiet 20a ansluter 10 15 20 25 30 35 464 367 sig partiet 20b, vilket har konkav krökning. Detta innebär att då rullen 18 rör sig in över partiet 20b kommer lyftarmen 5 att pressas nedåt och i sin tur pressa ned ventilen l för att öppna densamma. Därvid bestämmer rullens 18 diameter och krök- ningen av ytpartiet 20b hur snabbt och hur mycket ventilen 1 öppnas. Ytpartiet 20b är således krökt i samma riktning som omkretsen av rullen 18, men krökningsradien hos ytpartiet 20b är större än rullens 18 diameter. Till följd av att rullen 18 och ytpartiet 20b är krökta i samma riktning men med olika krökningsradie kan man uppnå mycket större acceleration vid öppningsrörelsen för ventilen 1 än vad som är möjligt med en ventilmekanism av tidigare känt slag, varvid detta sker utan överbelastning av materialet.

Till den närmast lyftarmsaxeln 19 belägna änden av ytpartiet 20a ansluter ett konkavt krökt ytparti 20c. vilket genom sam- verkan med vippans 4 rulle 18 möjliggör att ventilen 1 öppnas ytterligare en gång under varje arbetsförlopp hos motorn. Där- igenom blir det möjligt att på ett enkelt sätt genomföra det förfarande, som beskrives i den svenska patentansökan 8503517-8, vid vilket förfarande motorns utloppsventil öppnas en andra gång under varje arbetsförlopp.

I fig. 2 visas en andra utföringsform av en ventilmekanism enligt uppfinningen. Qärvid användes samma hänvisningsbeteck- ningar för delar som har direkt motsvarighet vid utförings- formen enligt fig. 1, och dessutom är den undre delen av stöt- stången 3 samt den mekanism som driver stötstången 3 utelämnad i fig. 2.

Funktionen hos den i fig. 2 visade mekanismen motsvarar i huvudsak funktionen hos mekanismen enligt fig. 1. vid mekanis- men enligt fig. 2 finns emellertid en ytterligare möjlighet beträffande inställning av det inbördes förhållandet mellan rullen 18 vid den fria änden av vippans 4 andra arm 16 och yt- partierna 20a. 20b och 20c hos den profilerade ytan på lyft- armen 5. Lyftarmsaxeln 19 är nämligen vid denna utföringsform monterad på en platta 21, vilken är svängbar kring vippaxelns 10 15 20 25- 30 35 464 367. 15 axellinje och medelst en låsskruv 22 kan fastlåsas i önskat läge. En inställningsskruv 23 är förbunden med plattan 21 för att möjliggöra inställning av dennas läge. Genom svängning av plattan 21, vilket ger en förskjutning av lyftarmsaxeln 19, åstadkommer man en förskjutning av lyftarmen 5 för förändring av ingreppet mellan rullen 18 på vippan 4 och ytpartierna 20a, 20b och 20c på lyftarmen 5. vid den i fig. 3 visade utföringsformen av ventilmekanismen enligt uppfinningen har de delar, som har direkt motsvarighet i övriga utföringsformer, givits samma hänvisningsbeteck- ningar. vidare har ytterligare detaljer som ingår i motorn utelämnats.

Den huvudsakliga skillnaden mellan utföringsformen enligt fig. 3 och tidigare utföringsformer är att vid utföringsformen en- ligt fig. 3 är lyftarmen 5 utförd i två delar, nämligen en första del Sa, vilken är lagrad på lyftarmsaxeln 19 och är anordnad att påverka ventilen 1, samt en andra del 5b, som är förskjutbart lagrad på den första delen Sa och innefattar den profilerade ytan 20 med ytpartierna 20a. 20b och 20c. Den andra delen 5b av lyftarmen 5 är därvid utformad med en mot den första delen Sa vänd yta 24, vilken är delcylindrisk med sådan radie, att dess krökningscentrum i huvudsak sammanfaller med vippaxelns 15 axellinje. Ytan 24 anligger, såsom framgår av fig. 3, mot klackar 25 på den första delen Sa av lyftarmen 5.

För att möjliggöra förskjutning av den andra delen Sb i för- hållande till den första delen Sa är den andra delen vid sin mot lyftarmsaxeln 19 vända ände försedd med en tapp 26. Lyft- armsaxeln 19 är dessutom utformad med en vevtapp 27, och mel- lan vevtappen 27 och tappen 26 är en vevstake 28 inkopplad. En vridning av lyftarmsaxeln 19 medför att vevstaken 28 under in- verkan av vevtappen 27 förskjuter tappen 26 och därigenom hela den andra delen 5b, varvid förskjutningen av delen Sb sker med anliggning mellan ytan 24 på den andra delen Sb och klackarna 25 på den första delen 5a. En ytterligare styrning av den in- 10 15 20 25 30 35 464 367 bördes rörelsen mellan delarna Sa och Sb erhålles genom an- liggning mellan utsprång 29 och 30 på delarna Sa respektive 5b, varvid de mot varandra anliggande ytorna på utsprången 29 och 30 har sådan krökníng. att deras krökningscentrum ligger i huvudsak på vippaxelns 15 axellinje.

Genom vridning av lyftarmsaxeln 19 med hjälp av lämpliga man- överorgan (icke visade) kan man åstadkomma en förskjutning av den andra delen 5b av lyftarmen 5 även under motorns drift. vilket gör det möjligt att ändra öppnings- och/eller stäng- ningstidpunkten och/eller lyfthöjden hos ventilen 1 under motorns drift. Därigenom blir det möjligt att i full utsträck- ning utnyttja de fördelar, som kan uppnås med de förfaranden som beskrives i de svenska patentansökningarna 8700115-2 och 8700116-0. vid samtliga ovan beskrivna utföringsformer av ventilmekanis- men enligt uppfinningen är det möjligt att genom lämplig dimensionering av de ingående detaljerna välja öppnings- och stängningstidpunkt för ventilen 1 samt dennas lyfthöjd. och det är även möjligt att välja om ventilen 1 skall öppnas en eller två gånger per arbetsförlopp. Med ventilmekanismen en- ligt uppfinningen får man även möjlighet att åstadkomma mycket snabba lyft vid öppning av ventilen utan att yttrycken mellan de samverkande detaljerna blir alltför stora. Till följd av den tvångsmässiga styrningen av vippan 4 vid dess rörelser i båda ríktningarna minskas även massan hos de detaljer. som vid stängning av ventilen 1 skall accelereras med hjälp av en ventílfjäder, jämfört med vad som är fallet vid en ventil- mekanism av tidigare känt slag. Vid ventilmekanismen enligt uppfinningen utgöres dessa detaljer nämligen endast av ventilen 1 samt lyftarmen 5.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel. utan ändringar kan vidtagas inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 464 367 Patentkrav

1. Ventilmekanism för styrning av en tallriksventil (l) i en förbränningsmotor och innefattande en av motorns vevaxel driven styraxel (2) som är anordnad att driva en stötstång (3) för rörelse i huvudsak fram och åter i stötstångens (3) längd- riktning och därvid påverkar stötstången (3) i båda dess rörelseriktningar, varvid stötstângen (3) är kopplad till den ena armen (14) på en kring en vippaxel (15) svängbar, tvåarmad vippa (4). vilken med sin andra arm (16) överför rörelserna till en lyftarm (5), som är anordnad att överföra vippans (4) rörelser till ventilen (1), varvid vippans (4) andra arm (16) är försedd med ett pâverkningsorgan (18) för samverkan med lyftarmen (5). vars ena ände är svängbart lagrad på en lyft- armsaxel (19) och vars andra ände är försedd med ett organ för påverkan av ventilen (l), k ä n n e t e c k n a d av att vippan (4) är anordnad med den första armen (14) i huvudsak vinkelrät mot stötstången (3) och med den andra armen (16) i huvudsak parallell med ventilens (l) längdaxellinje. samt att den med vippans (4) andra arm (16) samverkande ytan (20) av lyftarmen (5) är utformad med ett första delcylindriskt parti (20a), vars krökningscentrum i huvudsak sammanfaller med vipp- axelns (15) axellinje, sä att lyftarmen (5) vid päverknings- organets (18) rörelse över detta första parti hälles 1 huvud- sak stilla, samt ett andra, till det första partiets (20a) ena ände anslutande parti (20b) med annan krökning än det första partiet (20a). så att lyftarmen (5) vid pâverkningsorganets (18) rörelse över detta andra parti svänges för påverkan av ventilen (1). k ä n n e t e c k n a d av eller excenteraxel (2) med

2. Ventilmekanism enligt krav 1. att styraxeln utgöres av en vev- en vevtapp (6) eller excentertapp och att förbindelsen mellan styraxelns (2) vev- eller excentertapp (6) och stötstângen (3) innefattar ett vevstaksliknande organ (7) för överföring av vev- eller excentertappens (6) kretsande rörelse till en i huvudsak fram- och ätergäende rörelse hos stötstången (3). 10 15 20 25 30 35 464 367

3. Ventilmekanism enligt krav 2. k å n n e t e c k n a d av att det vevstaksliknande organet (7) ned sin ena ände är roterbart lagrat på vev- eller excentertappen (6) och med sin andra ände är vridbart lagrat på en tapp (8) på en styrarn (9). vilken med sin ena ände är svängbart lagrad på en fast tapp (10) och med sin andra ände är vridbart förbunden med stötstângens (3) ände.

4. Ventilmekanisn enligt något av krav 1-3. k ä n n e - t e c k n a d av att pâverkningsorganet på vippans (4) andra arm (16) utgöres av en roterbart lagrad rulle (18) för sam- verkan med den profilerade ytan (20) på lyftarnen (5).

5. Ventilmekanisn enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att det andra partiet (20b) av lyftarnens (5) ned rullen (18) samverkande yta (20) är krökt i sanna riktning son rullens (18) onkretsyta men har större krökningsradie än denna.

6. Ventilmekanisn enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a d av att den profilerade ytan (20) på lyftarnen (5) är_ utformad med ett tredje parti (20c), son ansluter till det första partiets (20a) andra ände och har annan krökning än det första partiet. så att lyftarnen (5) vid rullens (18) rörelse över detta tredje parti svänges för påverkan av ventilen (l).

7. Ventilmekanisn enligt något av krav l-6, k ä n n e - t e c k n a d av att lyftarnens (5) profilerade yta (20) är förskjutbar i sin långdriktning längs en krökt bana. vars krökningscentun 1 huvudsak sananfaller ned vippaxelns (15) axellinje.

8. Ventilmekanisn enligt krav 7. k ä n n e t e c k n a d av att hela lyftarnen (5) är förskjutbar genom att lyftarnsaxeln (19) är förskjutbar längs en krökt bana. vars krökningscentrun - 1 huvudsak sammanfaller ned vippaxelns (15) axellinje.

9. Ventilnekanisn enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att lyftarnen (5) är utförd i tvâ delar (Sa, Sb), av vilka den i! 10 464 367 första (Sa) är lagrad på lyftarmsaxeln (19) och uppbär organet för påverkan av ventiien (1). medan den andra delen (5b) är förskjutbart lagrad på den första delen (Sa) och innefattar den profilerade ytan (20).

10. Ventilmekanism enligt krav 9. k ä n n e t e c k n a d av att en vevmekanísm (26-28) är anordnad att styra den andra delens (5b) förskjutningsrörelser. vilken vevmekanlsm innefat- tar en vevtapp (27) på lyftarmsaxeln (19) samt en mellan vev- tappen (27) och den andra delen (5b) inkcpplad vevstake (27) för överföring av vridningsrörelse hos lyftarmsaxeln (19) till förskjutningsrörelse hos den andra delen (Sh).