DISPOSICION MECANICA DE DISTRIBUCION DE GAS QUE CAMBIA AUTOMATICAMENTE LA REGULACION DE LAS VALVULAS DE INYECCION DE GAS DE ESCAPE.
Dispositivo de distribución de gas, el cual cambia automáticamente la regulación de las válvulas de admisión y emisión con respecto a la carga,
aplicada al árbol del motor y a la velocidad del árbol, caracterizado porque está configurado como cuatro engranajes helicoidales (19, 20, 25 y 27) acoplados de modo permanente, donde la dirección de la espiral de los dientes de los engranajes (19) y (20) es opuesta a la dirección de la espiral de los dientes de los engranajes (25 y 27), de forma que la fuerza centrífuga del peso (17), que comprime resorte (24) del regulador y que provoca que el buje de deslizamiento (28) se deslice sobre el engranaje (22), induce el desplazamiento axial de los engranajes (19 y 25) con la basculación correspondiente de los engranajes (20 y 27), y de los respectivos árboles de levas (21 y 26), cada uno en direcciones opuestas, induciendo de esta forma una regulación de las válvulas de admisión y emisión más amplia
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W05000006LV.
Solicitante: MOTORCIKLS, SIA.
Nacionalidad solicitante: Letonia.
Dirección: MAZA STACIJAS IELA 4-67,RIGA 1083.
Inventor/es: TREIJS,ARNIS.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 16 de Septiembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F01L1/053 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR. › F01L VÁLVULAS DE FUNCIONAMIENTO CÍCLICO PARA MÁQUINAS O MOTORES. › F01L 1/00 Sistemas de distribución mediante válvulas, p. ej. válvulas que se alzan (válvulas que se alzan y sus asientos en sí F01L 3/00; sistemas de distribución mediante correderas F01L 5/00; con accionamiento no mecánico F01L 9/00; dispositivos para válvulas en el pistón o en el vástago del pistón F01L 11/00; modificaciones del sistema de distribución para permitir la inversión del sentido de marcha, el frenado, el arranque, el cambio de la relación de compresión o cualquier otra operación determinada F01L 13/00). › del tipo de árbol de levas en cabeza.
- F01L1/053B
- F01L1/14 F01L 1/00 […] › Perno móvil; Empujadores.
- F01L1/14D
- F01L1/18 F01L 1/00 […] › Brazos basculantes o palancas.
- F01L1/18B
- F01L1/26 F01L 1/00 […] › caracterizados por dos o varias válvulas accionadas simultáneamente por el mismo órgano de transmisión; peculiares a las máquinas o motores que tienen más de dos válvulas que se alzan por cilindro (con válvulas coaxiales F01L 1/28).
- F01L1/34 F01L 1/00 […] › caracterizados por dispositivos que permiten cambiar el período de una válvula sin que varíe la duración de su apertura.
- F01L1/352 F01L 1/00 […] › utilizando engranajes cónicos o elípticos.
Clasificación PCT:
- F01L1/053 F01L 1/00 […] › del tipo de árbol de levas en cabeza.
- F01L1/18 F01L 1/00 […] › Brazos basculantes o palancas.
- F01L1/34 F01L 1/00 […] › caracterizados por dispositivos que permiten cambiar el período de una válvula sin que varíe la duración de su apertura.
- F02D13/02 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › F02D 13/00 Control de la potencia del motor por variación de las características de funcionamiento de las válvulas de aspiración o de las válvulas de escape, p. ej. reglaje de la duración de admisión o de escape (modificación del control de las válvulas F01L). › durante la marcha del motor.
- F16D3/06 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL. › F16D ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS DE ROTACION (transmisión para transmitir la rotación F16H, p. ej. transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 47/00 ); EMBRAGUES (embragues dinamo-eléctricos H02K 49/00; embragues que utilizan atracción electrostática H02N 13/00 ); FRENOS (sistemas de frenado electrodinámicos para vehículos, en general B60L 7/00; frenos dinamoeléctricos H02K 49/00). › F16D 3/00 Acoplamientos extensibles, es decir, con medios que permiten el movimiento entre partes acopladas durante su accionamiento (acoplamientos desmontables por movimiento axial simplemente F16D 1/10; acoplamientos de deslizamiento F16D 7/00; acoplamientos mediante fluidos F16D 31/00 - F16D 39/00). › especialmente adaptados para permitir un desplazamiento axial.
Fragmento de la descripción:
Disposición mecánica de distribución de gas que cambia automáticamente la regulación de las válvulas de inyección de gas de escape.
Campo técnico
La invención se refiere al campo de la industria de la ingeniería mecánica, más concretamente a la mejora en la configuración del dispositivo de distribución de gas de un motor de combustión interna. En la disposición mecánica propuesta para el motor de combustión interna, la regulación de las válvulas de inyección y de escape de gas se produce de modo automático en relación con la carga aplicada al árbol del motor y a la velocidad del árbol.
Técnica antecedente
La función del mecanismo de regulación de las válvulas de gas está en la inyección sincronizada de la mezcla del combustible - aire o aire en los cilindros del motor y en la extracción de los gases de la combustión desde ellos. La configuración del mecanismo y los parámetros varían dependiendo del número de cilindros, de su volumen o del modo uso del motor. Los motores de vehículos están generalmente equipados con el mecanismo de válvulas, el cual asegura un completo intercambio de los gases a una gran velocidad del motor, cuando el motor está alcanzando la potencia máxima.
Los procesos de inyección y de escape son el resultado de las válvulas coordinadas, del mecanismo de accionamiento y del funcionamiento de los árboles de levas. La eficiencia del mecanismo de regulación de las válvulas de gas se evalúa en el supuesto del motor de múltiples cilindros mediante el coeficiente de admisión y la uniformidad de cada admisión de los cilindros. Para obtener las mejores admisión y emisión de gases de la combustión de los cilindros, tanto las válvulas de admisión como de emisión deben ser abiertas y cerradas antes o después de que el pistón cambie su carrera en los puntos muertos. El ángulo de apertura y cierre de las válvulas se asigna dependiendo del ángulo de rotación del cigüeñal.
Los valores máximos de la carrera del pistón y del área del orificio, así como la regulación de las válvulas no especifican de modo concreto el rendimiento de las válvulas y el funcionamiento del mecanismo de regulación de las válvulas. Un parámetro tal como el de "sección transversal por tiempo", el cual se refiere al área del orificio así como a la duración del paso de flujo, puede ser utilizado con una finalidad de evaluación más completa, cuyos mecanismos conocidos en general de regulación de las válvulas del motor de combustión interna se presentan en la Fig. 1, donde: a, b, c y d - son los mecanismos con árbol de levas y válvulas en la culata; e - mecanismos con válvulas en la culata y árbol de levas por debajo; f - mecanismos con válvulas inferiores. Las posiciones de la Fig. 1 son como sigue: 1 - árbol de levas con levas; 2 - válvula; 3 - resorte; 4, 5, 6 - miembro transversal; 7 - barra de empuje; 8 - empujador cilíndrico.
Es conocido el mecanismo de regulación de las válvulas (Fig. 2a), en el que para cada cilindro hay cuatro válvulas de distribución de gas, de forma que hay un par de árboles de levas en la culata de flujo. Una de las dos está destinada a la apertura y cierre simultáneas durante el tiempo definido de los dos orificios de admisión 9 por medio de dos válvulas 10 situadas en el mismo lado de la cámara de combustión 14. Utilizando el diseño generalmente conocido, colocado con su engranaje accionado en el extremo delantero del árbol de levas, se asegura una apertura y cierre simultáneas rápidas de las válvulas de admisión 10 con el incremento de la velocidad del motor.
Problema técnico que debe ser resuelto
Constituye un objetivo de la presente invención
- - para reducir el límite de velocidad de marcha lenta, dentro del que el motor funcione de manera regular sin vibraciones;
- - para impedir el sobrecalentamiento del motor, típico de los motores de combustión de baja velocidad de 0 a 1200 rpm;
- - para conseguir la potencia máxima del motor no solo a alta velocidad, sino para asegurar la potencia máxima correspondiente para cada condición de regulación de las válvulas;
- - para obtener una mejor mezcla de aire y combustible, asegurando de esta forma una combustión más completa de la mezcla de combustible y aire, ahorrando combustible, y reduciendo también la contaminación atmosférica;
- - para obtener un coeficiente de admisión de los cilindros diferente en correspondencia con la velocidad del motor y la misma presión de compresión final de la mezcla de combustible y aire como que puede obtenerse con un grado automático de cambio de compresión.
Divulgación de la invención
El objetivo fijado se consigue mediante la sustitución del mecanismo de regulación de las válvulas generalmente conocido, por otro, el cual automáticamente modifica la regulación de las válvulas de emisión y admisión en función de la carga aplicada al motor y su velocidad, de forma que:
- - los conductos de admisión 9 y emisión 12, así como las válvulas de admisión 10 y de emisión 11 están todas situadas en la culata de flujo del motor;
- - la transmisión de potencia desde el cigüeñal hasta el engranaje 23 se lleva a cabo por el árbol 15, el engranaje 22 y el buje de deslizamiento 28 del mecanismo con la pieza transversal integrada 18, pero los dientes de los engranajes 19 y 25 tienen una dirección en espiral opuesta;
- - en engranaje 19 acciona el engranaje 20 y el árbol de levas 21, pero el engranaje 25 acciona el engranaje 27 y el árbol de levas 26;
- - los engranajes 19 y 20 tienen una dirección de la espiral opuesta con la dirección de la espiral de los dientes de los engranajes 25 y 27.
La esencia de la invención se describe en los siguientes dibujos:
- la fig. 2b muestra la disposición de conductos/válvulas de admisión 9/10 y emisión 12/11 para un cilindro y las direcciones de flujo de los gases de acuerdo con la invención, para asegurar un reglaje de las válvulas automático;
- las figs. 3a y 3b muestra una disposición de balancines 33 sobre los ejes 32 y 34 así como una disposición de levas de admisión 30 y emisión 31 sobre el árbol de levas y su interacción con las válvulas de admisión 10 y de emisión 11;
- la fig. 4 y la fig. 5 muestran los diagramas cinemáticos del dispositivo propuesto para dos posibles versiones de realización del dispositivo:
- las figs. 6a, b, c, d muestran los cambios de estado normal de fase de admisión y emisión del dispositivo propuesta durante el funcionamiento del motor en relación con la carga del motor y la velocidad: a - marcha en vacío, b - velocidad baja, c - velocidad alta, d - velocidad altísima.
Las siguientes numeraciones se emplean aplicadas a las figuras mencionadas: 9 - conducto de admisión; 10 - conducto de emisión; 11 - válvula de admisión; 12 - válvula de emisión; 13 - abertura de alimentación del combustible o de la chispa eléctrica; 14 - cámara de combustión; 15 - árbol accionado del regulador; 16 - aleta de retención; 17 - peso del regulador; 18 - pieza transversal; 19 - el engranaje con una dirección de la espiral de los dientes integrado en la pieza transversal; 20 - el engranaje que se acopla con el engranaje 19; 21 - árbol de levas del lado izquierdo; 22 - engranaje del árbol accionado del regulador; 23 - engranaje accionado del cigüeñal; 24 - resorte; 25 - el engranaje con la dirección de la espiral de los dientes opuesta al engranaje 19, integrado en la pieza transversal; 26 - árbol de levas del lado derecho; 27 - acoplamiento del engranaje con el engranaje 25; 28 - buje de deslizamiento con los dientes de engranaje internos; 29 - el engranaje integrado en la pieza transversal con dos direcciones de la espiral de los dientes, el cual en la versión de la realización del dispositivo mostrada en la fig. 5 sustituye a los dos engranajes 19 y 25 por las direcciones de la espiral de los dientes opuestas; 30 - el árbol de levas para la apertura y cierre de la válvula de admisión; 31 - la leva del árbol de levas para la apertura y cierre de la válvula de emisión; 32 y 34 - ejes; 33 - balancines fijados sobre el eje.
En el mecanismo de regulación de válvulas propuesto el engranaje 23 del regulador (fig. 4 y fig. 5) es accionado por el cigüeñal. El engranaje 20 y el árbol de levas 21, así...
Reivindicaciones:
1. Dispositivo de distribución de gas, el cual cambia automáticamente la regulación de las válvulas de admisión y emisión con respecto a la carga, aplicada al árbol del motor y a la velocidad del árbol, caracterizado porque está configurado como cuatro engranajes helicoidales (19, 20, 25 y 27) acoplados de modo permanente, donde la dirección de la espiral de los dientes de los engranajes (19) y (20) es opuesta a la dirección de la espiral de los dientes de los engranajes (25 y 27), de forma que la fuerza centrífuga del peso (17), que comprime resorte (24) del regulador y que provoca que el buje de deslizamiento (28) se deslice sobre el engranaje (22), induce el desplazamiento axial de los engranajes (19 y 25) con la basculación correspondiente de los engranajes (20 y 27), y de los respectivos árboles de levas (21 y 26), cada uno en direcciones opuestas, induciendo de esta forma una regulación de las válvulas de admisión y emisión más amplia.
2. Dispositivo de distribución de gas, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el engranaje (19) dirige el engranaje (20) y el árbol de levas (21), pero el engranaje (25) dirige el engranaje (27) y el árbol de levas (26).
3. Dispositivo de distribución de gas, de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la transmisión de potencia desde el cigüeñal al engranaje (23) se lleva a cabo mediante el eje (15) del regulador, el engranaje (22) y el buje de deslizamiento (28) con la pieza transversal integrada (18) y los engranajes (19 y 25) con las direcciones de la espiral de los dientes opuestas.
4. Dispositivo de distribución de gas, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el conducto de admisión (9) y el conducto de emisión (12), así como la válvula de admisión (10) y la válvula de emisión (11) están todos dispuestos en la culata del motor, de forma que cada cilindro tiene cuatro válvulas de distribución de gas, dispuestas de forma transversal las una con relación a las otras: dos válvulas de admisión (10) y dos válvulas de emisión (11) y dos árboles de levas (21 y 26); en consecuencia, las levas de los árboles de levas interfieren directamente con las válvulas de admisión (10) y con las válvulas de emisión (11), en dicha interacción entre las levas de los árboles de leva y los árboles de levas, hay unos colectores, uno de admisión y otro de descarga fijados al conducto de admisión (9) y al conducto de emisión (12) correspondientes a cada lado de la culata de flujo del cilindro.
5. Dispositivo de distribución de gas, el cual cambia automáticamente la regulación de las válvulas de admisión y emisión con respecto a la carga, aplicada al árbol del motor y a la velocidad del árbol, caracterizado porque está configurado como tres engranajes helicoidales (20, 27 y 29) acoplados de modo permanente, donde la dirección de la espiral de los dientes de la parte (19') del engranaje (29) y del engranaje (20) es opuesta a la dirección de la espiral de los dientes de la parte (25') del engranaje (29) y del engranaje (27), de forma que la fuerza centrífuga del peso (17), que comprime el resorte (24) del regulador y que provoca que el buje de deslizamiento (28) se deslice sobre el engranaje (22), induce el desplazamiento axial de la parte (19' y 25') del engranaje con la correspondiente basculación de los engranajes (20 y 27), con respecto a los árboles de levas (21 y 26), cada uno en direcciones opuestas, induciendo de esta manera una regulación de las válvulas de admisión y emisión más amplia.
6. Dispositivo de distribución de gas, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la parte (19') del engranaje dirige el engranaje (20) y el árbol de levas (21), pero la parte (25') del engranaje dirige el engranaje (27) y el árbol de levas (26).
7. Dispositivo de distribución de gas, de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque la transmisión de potencia del cigüeñal al engranaje (23) se lleva a cabo mediante el eje (15) del regulador, el engranaje (22) y el buje de deslizamiento (28) con la pieza transversal integrada (18) y las partes (19' y 25') del engranaje con direcciones de la espiral de los dientes opuestas.
8. Dispositivo de distribución de gas de acuerdo con las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el conducto de admisión (9) y el conducto de emisión (12) y la válvula de admisión (10) y la válvula de emisión (11) están todos dispuestos en la culata del motor, de forma que cada cilindro tiene cuatro válvulas de distribución de gas, dispuestas en sentido transversal unas con respecto a otras: dos válvulas de admisión (10) y dos válvulas de emisión (11) y dos árboles de levas (21 y 26); en consecuencia, las levas de los árboles de levas interfieren directamente con las válvulas de admisión (10) y las válvulas de emisión (11) en dicha interacción entre las levas de los árboles de levas y los árboles de levas hay unos colectores, uno de admisión y otro de descarga, fijados al conducto de admisión (9) y al conducto de emisión (12) correspondientes a cada lado de la culata de flujo del cilindro.
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