Control de válvula mecánico variable de un motor de combustión interna con una palanca basculante u oscilante para el ajuste de una carrera de válvula y de un tiempo de apertura y cierre de al menos una válvula de admisión y/o escape (201),

con un árbol de levas (202) que presenta un contorno de levas, en el que el contorno de levas presenta un contorno parcial para la apertura y un contorno parcial para el cierre de la válvula de admisión y/o escape (201), con un mecanismo de transmisión, que presenta una palanca intermedia (210) con una curva de trabajo (211), una corredera (206) para la guía de la palanca intermedia (210), una superficie de contacto (209) de la palanca intermedia, que se apoya en un árbol de control (208) que presenta un contorno excéntrico, activando una palanca basculante (215) accionada mediante el árbol de levas (202) a través del mecanismo de transmisión la válvula de admisión y/o escape (201), caracterizado porque la palanca intermedia (210) está unida mediante un eje (205) con un rodillo de árbol de levas (207) de tal manera, que un rodillo de corredera (204) colocado de forma giratoria sobre el eje (205) se mueve accionado a través del árbol de levas (202) mediante el rodillo de árbol de levas (207) y del eje (205) en la corredera (206), apoyándose la superficie de contacto (209) en la palanca intermedia (210) en el árbol de control (208) y siendo móvil mediante la curva de trabajo (211) de la palanca basculante u oscilante (215), por medio de la que se abre y/o se puede cerrar la válvula de intercambio de gases (201), estando previsto un desfase de fase entre el árbol de levas (202) que gira con igual número de revoluciones y el árbol de control (208) de manera que en el control de válvulas variable para carreras de válvulas diferentes el momento de apertura de válvula o el momento de cierre de válvula es el mismo para las carreras de válvulas diferentes y estando previsto en el árbol de levas (202) y/o en el árbol de control (208) un graduador de fase para la graduación de la posición de fase de las elevaciones de válvula de la válvula de intercambio de gases (201)

La invención se refiere a un control de válvulas mecánico variable de un motor de combustión interna para la regulación del tiempo operativo, tiempo de apertura y/o de la carrera de válvulas de intercambio de gases, válvulas de admisión y de escape así como del control de válvulas de combustible de un motor de combustión interna, particularmente de motores con accionamientos de palanca basculante.

Se conocen motores de combustión interna con el árbol de levas situado encima, en los que una leva impulsada por un árbol de control activa directamente una palanca basculante, que abre y cierra una válvula de intercambio de gases directamente o a través de otras unidades de transmisión. Con ello sin embargo habitualmente no se varía progresivamente ni el tiempo operativo ni la carrera de válvula o la duración de apertura de válvula. Si tales controles de carrera de válvula variables mecánicos tienen sólo un árbol de control, sobre el que están previstas simultáneamente las levas para las elevaciones de admisión y escape de las válvulas, no puede controlarse el momento de apertura o cierre de la válvula de admisión independientemente del momento de apertura o cierre de la válvula de escape. De un modo conocido se emplea para el desfase de los momentos de apertura entre las válvulas de admisión y escape un graduador de fase, en el que se prevén las geometrías de leva para la carrera de válvulas de admisión y escape sobre distintos árboles de levas. Para la graduación de fase se desplaza entonces el árbol de levas de admisión con respecto al árbol de levas de escape.

Por el documento DE 103 14 683 A1 se conoce un control de carrera de válvula variable para un motor de combustión interna con árbol de levas situado debajo, en el que la carrera de válvula de una o más válvulas de admisión y/o escape puede ajustarse dependiendo de la carga y del número de revoluciones, de modo que simultáneamente con la carrera de válvula se ajusta también el tiempo de apertura de las válvulas. Por los documentos DE 100 41 466 A1 y DE 43 30 913 A1 se conocen además accionamientos de válvula para controlar los tiempos operativos de admisión y escape de válvulas de intercambio de gases y del control de aspiración del carburante de un motor de combustión interna. Sin embargo, en ambos sistemas debe hacerse un gran esfuerzo para mantener constante el juego de válvula en una medida determinada. Además de esto se conocen numerosos accionamientos de válvula variables, que pueden graduar progresivamente con aproximación tanto la carrera de válvula como el tiempo de apertura de la válvula. Todos los accionamientos de válvula variables indicados utilizan al menos una unidad de transmisión graduable de modo variable, para transmitir la carrera de leva mediante esta unidad de transmisión a una unidad de activación de válvula, que genera la carrera de válvula. Todos estos sistemas están en situación de generar una alta variabilidad de la carrera de válvula. La mayoría de estos accionamientos de válvula sin embargo están llevados a cabo para árboles de levas situados encima. En el documento DE 101 40 635 A1 y en el documento EP1387050 A1 se describe un dispositivo de carrera de válvula para la graduación de carrera variable independiente de las válvulas de intercambio de gases de un motor de combustión interna, en el que la característica de la carrera de válvula se forma mediante la geometría de la vía de corredera mediante el contorno de la regleta de ajuste y mediante una curva de trabajo de la palanca basculante, de modo que con este dispositivo de carrera de válvula se activan las dos válvulas de admisión de un motor de 4 válvulas con distintas curvas de carrera. Por los documentos DE 1 751 690 y DE 2 256 091 se conocen conjuntos de control de válvula que pueden modificar la carrera de válvula de una válvula dependiendo de la carga y del número de revoluciones para motores de combustión interna con árbol de levas situado debajo. Sin embargo, ambos se basan en contactos deslizantes y tienen por ello problemas con el rozamiento y por ello con la potencia perdida.

En los accionamientos de válvula variables mecánicos conocidos con árbol de levas situado debajo o palancas basculantes, es desfavorable que estos accionamientos de válvula empleen una palanca suplementaria, que transmite el movimiento de la biela a la unidad intermedia, que es responsable de la variabilidad de las curvas de carrera de válvula. De este modo se dan para la misma funcionalidad más componentes y zonas de articulación o de contacto. Por ello se da además una mayor problemática de tolerancia así como de rigidez. Además, el número de componentes y zonas de articulación o de contacto repercute negativamente sobre los costes del sistema. Un desfase en el tiempo operativo o un desfase de fase de la carrera de válvula máxima no están previstos en estos sistemas. En los sistemas conocidos indicados en el presente documento no pueden modificarse ni la carrera de válvula, ni el tiempo de apertura de válvula ni el tiempo operativo o la posición de fase del máximo de carrera, aunque los sistemas indicados pueden satisfacer algunas de las demandas planteadas al accionamiento de válvula variable mecánicamente. Sin embargo, no hay ningún sistema que pueda graduar tanto el tiempo de apertura y la carrera como la extensión de las válvulas. Además, en estos sistemas no está previsto que para un motor con sólo un árbol de levas se puedan graduar por separado los parámetros de carrera de válvula para las válvulas de admisión y escape.

Por tanto, la presente invención se basa en el objetivo de crear un accionamiento de válvula para un motor de combustión interna con preferentemente palancas basculantes con carrera de válvula totalmente variable y tiempo de apertura y cierre variable, con el que se consiga un mecanismo de transmisión compacto entre el árbol de control y las válvulas de admisión y escape, se reduzca el número de componentes necesarios del mecanismo de transmisión y adicionalmente se consiga un accionamiento de válvula mecánico completamente variable, con una variabilidad ampliada del accionamiento de válvula, particularmente para motores con accionamientos de palanca basculante.

Este objetivo se resuelve mediante las características contenidas en la parte significativa de la reivindicación 1, al estar unida una palanca intermedia mediante un eje con un rodillo de árbol de control de modo tal, que un rodillo de corredera colocado sobre el eje de forma giratoria a través de un rodillo del árbol de levas y a través del eje se mueve accionado mediante el árbol de levas en una corredera, apoyándose una superficie de contacto en la palanca intermedia, preferentemente reforzada mediante un muelle, sobre un árbol de control, y moviendo una curva de trabajo una palanca basculante u oscilante, por medio de la que se abren y/o cierran las válvulas de intercambio de gases. Al menos en uno de los árboles de levas o de control está instalado un graduador de fase, de manera que un desfase de fase entre el árbol de levas que gira con idéntico número de revoluciones y el árbol de control está previsto de modo que en el control de válvula variable para diferentes carreras de válvula el momento de apertura de válvula o el momento de cierre de válvula es el mismo para las distintas carreras de válvula. El árbol de levas puede presentar respecto al árbol de control el mismo sentido de giro o un sentido de giro contrario.

Las ventajas esenciales de la presente invención consisten en la forma compacta del mecanismo de transmisión, que está dispuesto entre el accionamiento del árbol de control y la activación de válvula, particularmente en motores de combustión interna con palancas basculantes u oscilantes. Las tolerancias del sistema del mecanismo de transmisión pueden mejorarse ostensiblemente frente a los accionamientos de válvula conocidos a partir del estado de la técnica. Una gran ventaja adicional del control de válvula mecánico variable de acuerdo con la invención consiste en que tanto la carrera de válvula como el tiempo de apertura de válvula y también la posición de fase del máximo de carrera pueden modificarse con sólo una graduación.

También es ventajoso que las palancas, que están instaladas directamente sobre las válvulas de intercambio de gases, puedan estar configuradas como palancas basculantes u oscilantes. La vía de la corredera puede formarse mediante un arco circular alrededor del punto medio de un rodillo de palanca y/o una primera zona de la curva de trabajo mediante un arco circular alrededor del punto medio del rodillo de corredera. En un motor de combustión... [Seguir leyendo]

1. Control de válvula mecánico variable de un motor de combustión interna con una palanca basculante u oscilante para el ajuste de una carrera de válvula y de un tiempo de apertura y cierre de al menos una válvula de admisión y/o escape (201), con un árbol de levas (202) que presenta un contorno de levas, en el que el contorno de levas presenta un contorno parcial para la apertura y un contorno parcial para el cierre de la válvula de admisión y/o escape (201), con un mecanismo de transmisión, que presenta una palanca intermedia (210) con una curva de trabajo (211), una corredera (206) para la guía de la palanca intermedia (210), una superficie de contacto (209) de la palanca intermedia, que se apoya en un árbol de control (208) que presenta un contorno excéntrico, activando una palanca basculante (215) accionada mediante el árbol de levas (202) a través del mecanismo de transmisión la válvula de admisión y/o escape (201),

caracterizado porque

la palanca intermedia (210) está unida mediante un eje (205) con un rodillo de árbol de levas (207) de tal manera, que un rodillo de corredera (204) colocado de forma giratoria sobre el eje (205) se mueve accionado a través del árbol de levas (202) mediante el rodillo de árbol de levas (207) y del eje (205) en la corredera (206), apoyándose la superficie de contacto (209) en la palanca intermedia (210) en el árbol de control (208) y siendo móvil mediante la curva de trabajo (211) de la palanca basculante u oscilante (215), por medio de la que se abre y/o se puede cerrar la válvula de intercambio de gases (201), estando previsto un desfase de fase entre el árbol de levas (202) que gira con igual número de revoluciones y el árbol de control (208) de manera que en el control de válvulas variable para carreras de válvulas diferentes el momento de apertura de válvula o el momento de cierre de válvula es el mismo para las carreras de válvulas diferentes y estando previsto en el árbol de levas (202) y/o en el árbol de control (208) un graduador de fase para la graduación de la posición de fase de las elevaciones de válvula de la válvula de intercambio de gases (201).

2. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

el árbol de levas (202) presenta el mismo sentido de giro que el árbol de control (208).

3. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

el árbol de levas (202) presenta un sentido de giro opuesto al árbol de control (208).

4. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado porque

la vía de la corredera (206) se forma mediante un arco circular alrededor de un punto medio de un rodillo de palanca (13) y/o una primera zona de la curva de trabajo (211) mediante un arco circular alrededor de un punto medio del rodillo de corredera (204).

5. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque

en un motor de combustión interna con al menos dos válvulas de admisión y/o escape, las correspondientes palancas intermedias (210) y/o las palancas basculantes u oscilantes (215) presentan distintas geometrías para la activación de la válvula y están colocadas sobre un eje (205) común.

6. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque

en un motor de combustión interna con al menos dos válvulas de admisión y/o escape, las correspondientes palancas intermedias (210) y/o las palancas basculantes u oscilantes (215) presentan distintas geometrías para la activación de la válvula y están colocadas sobre ejes (205) diferentes.

7. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizado porque

un graduador de fase no está previsto directamente en el árbol de levas (202) o en el árbol de control (208), sino que está dispuesto preferentemente en un mecanismo entre el árbol de levas (202) y el árbol de control (208).

8. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizado porque

para la obtención de una variabilidad más alta de las elevaciones de válvula está previsto un graduador de fase adicional en el árbol de levas (202) o en el árbol de control (208) o en el mecanismo intermedio (210).

9. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8,

caracterizado porque

dependiendo de la posición de fase del árbol de levas (202) o del árbol de control (208) entre sí, los momentos de apertura de válvula o los momentos de cierre de válvula se ajustan de manera diferente.

10. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9,

caracterizado porque

el árbol de levas (202) respecto al árbol de control (208) o el árbol de control (208) respecto al árbol de levas (202)

o ambos a la vez pueden verse afectados por un desplazamiento de fase.

11. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10,

caracterizado porque

para la compensación del juego de válvula entre la válvula y los componentes de accionamiento de la válvula está previsto un elemento de compensación del juego de válvula (216) mecánico o un mecanismo de compensación del juego de válvula hidráulico.

12. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11,

caracterizado porque

mediante un acoplamiento, preferentemente un puente de válvulas, la palanca basculante u oscilante (215) activa dos válvulas de intercambio de gases (201) al mismo tiempo.

13. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12,

caracterizado porque

la superficie de contacto (209) de la palanca intermedia (210) es parte integrante de un rodillo colocado en la palanca intermedia (210) de forma giratoria.

14. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13,

caracterizado porque

para posiciones geométricas determinadas de los componentes del mecanismo de transmisión la carrera cero de una válvula de intercambio de gases (201) es graduable y con ello está cerrada al menos una válvula de intercambio de gases (201) por cilindro.

15. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14,

caracterizado porque

la graduación de las válvulas de escape se realiza separadamente y de forma diferente respecto a la graduación de las válvulas de admisión.

16. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15,

caracterizado porque

el árbol de levas (202) presenta al menos una elevación secundaria (217) en el diámetro base del contorno de levas, mediante la que por cada giro del árbol de levas se realiza una segunda apertura y cierre de la válvula de admisión y/o escape.

17. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 16,

caracterizado porque

como recurso para la adicional e independiente apertura y cierre de carrera de válvula en cada giro del árbol de levas está previsto un segundo sistema de activación para una carrera secundaria, realizándose mediante el segundo sistema de activación la apertura de válvula de las válvulas de intercambio de gases (201) de modo variable e independientemente de la apertura de una carrera primaria.

18. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17,

caracterizado porque,

10 para el ajuste de la palanca intermedia (210) o de la palanca basculante u oscilante (215) están previstos recursos para el ajuste de precisión en los ejes (212, 213, 205) así como de la corredera (206).

19. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18,

caracterizado porque

las geometrías de la activación del accionamiento de válvula de las palancas intermedias (210), las palancas basculantes u oscilantes (215), los contornos de levas del árbol de levas (202) y/o las excéntricas en el árbol de control (208) están configuradas de tal modo, que se pueden ajustar carreras de válvula diferentes en válvulas contiguas.

20. Control de válvula mecánico variable de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19,

caracterizado porque la palanca intermedia (210) está pretensada mediante al menos un muelle.