УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНИМ ВЫПУСКНЫМ КЛАПАНОМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С КЛАПАННЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ Российский патент 2017 года по МПК F01L1/24 F01L13/06 F02D13/04 

Настоящее изобретение касается устройства для управления по меньшей мере одним выпускным клапаном двигателя внутреннего сгорания с клапанным распределением для автомобилей согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Например, из US 2010/319657 A1 известно повышение тормозного действия двигателя внутреннего сгорания в тяговом режиме за счет того, что на обратный подпор выхлопных газов посредством подпорной заслонки в выхлопном тракте накладывается декомпрессионное действие (EVB или соответственно Exhaust valve brake, торможение двигателем), при котором по меньшей мере один выпускной клапан на каждый цилиндр двигателя внутреннего сгорания в режиме торможения удерживается открытым в промежуточном положении. Это происходит в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания посредством гидравлически приводимого в действие узла из поршня и цилиндра с силовым замыканием между ведущим кулачком кулачкового вала и передающим нагрузку на выпускной клапан элементом управления или соответственно коромыслом. Кроме того, в элементе управления расположен второй узел из поршня и цилиндра, который выполнен в виде уже известного гидравлического элемента (HVA) компенсации клапанного зазора.

Задачей изобретения является усовершенствование такого рода устройства конструктивно простыми средствами таким образом, чтобы как в обычном режиме, так и в режиме торможения двигателем или соответственно EVB мог получаться функционально надежный и безотказный клапанный механизм.

Решить эту задачу удается с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования и варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

В соответствии с изобретением предлагается, чтобы между ведущим кулачком клапанного механизма и указанным по меньшей мере одним выпускным клапаном было предусмотрено по меньшей мере одно средство, которое создает усилие, направленное противоположно следящему действию HVA, однако меньшее по сравнению с ним. Было обнаружено, что у такого рода клапанного механизма, содержащего два интегрированных, гидравлически действующих узла из поршня и цилиндра, в частности, в режиме EVB наложение динамических движений может привести к сложным и неопределенным процессам движения, которые не обеспечивают желаемое отсутствие зазора в клапанном механизме и в результате этого могут негативно влиять на работу EVB. Вышеназванное отсутствие зазора означает, что в клапанном механизме обеспечивается определенный зазор в определенных пределах, который, например, может быть равен нулю или приблизительно равен нулю и при этом представлять собой идеальное отсутствие зазора. Путем предлагаемой относительно простой меры это негативное влияние может неожиданным образом устраняться, причем в динамическом процессе движения повышенная на элементе управления инерция массы вызывает положительное влияние на работу EVB. В обычном режиме двигателя внутреннего сгорания противоположно направленное меньшее усилие не может негативно влиять на работу EVB.

Под находящимся в клапанном механизме средством, в частности, следует понимать средство, которое непосредственно или опосредствованно оказывает влияние на движение клапанного механизма и/или по меньшей мере временно вступает во взаимодействие с клапанным механизмом.

Другим положительным эффектом направленного противоположно следящему действию HVA или соответственно противодействующего средства является то, что при этом при деформации под нагрузкой HVA или соответственно средства HVA весь участок деформации под нагрузкой в режиме со сжиганием топлива уменьшается. С этим уменьшенным ходом деформации под нагрузкой уменьшается движение, благодаря чему, в свою очередь, сокращаются потери трения.

Направленное противоположно следящему действию HVA, однако меньшее усилие указанного по меньшей мере одного средства должно пониматься как усилие в одном месте, например в месте этого средства, и получается, в частности, из сравнения усилий, усилия указанного по меньшей мере одного средства с результирующим, в частности, вследствие эффектов рычага, усилием HVA в месте указанного по меньшей мере одного средства.

Средство, создающее меньшее по сравнению со следящим действием HVA противоположно направленное усилие, может особенно предпочтительно представлять собой по меньшей мере один магнит, например постоянный магнит или электромагнит, и/или по меньшей мере один пружинный элемент, например пружину кручения, и/или по меньшей мере один элемент, обладающий упругостью резины, например стяжную ленту, который или которая может или соответственно могут быть выполнена(ы) конструктивно и технологически просто и установлена(ы) по удобной технологии монтажа. Средство, создающее меньшее по сравнению со следящим действием HVA противоположно направленное усилие, может быть предназначено, например, для элемента управления и/или клапанного моста между элементом управления и выпускным клапаном (клапанами), и/или для соединительной чашки между элементом управления и клапанным мостом, и/или для предусмотренной для клапанного моста неподвижной контропоры клапанного механизма, в частности, может быть расположено там так, чтобы оно требуемым образом взаимодействовало с соседним конструктивным элементом или соответственно воздействовало на него.

Такого рода средство может представлять собой как постоянно действующий элемент предварительного натяжения, так и временно действующий элемент предварительного натяжения. Например, в связи с временно действующим элементом предварительного натяжения могло бы быть предусмотрено, чтобы это средство, например, действовало в зависимости от частоты вращения ограниченно во времени. Это могло бы, например, осуществляться посредством электромагнита, который тогда включается в определенные моменты времени.

В связи с выполнением средства в виде магнита может быть также предусмотрено, чтобы здесь использовались не только силы притяжения магнита, но и альтернативно или при необходимости также дополнительно использовалась сила отталкивания нескольких магнитов, что в каждом отдельном случае зависит от конкретного локального расположения магнитов. Например, при использовании силы отталкивания нескольких, в частности двух, магнитов они могут быть расположены в месте контакта элемента управления и клапанного моста, благодаря чему эти магниты противодействуют не только второму узлу из поршня и цилиндра, но и собственному весу или соответственно инерции массы элемента управления, предпочтительно выполненного в виде коромысла. Разумеется, могут также применяться притягивающие друг друга магниты, которые в каждом случае предусмотрены друг для друга на соседних или взаимодействующих конструктивных элементах.

Такого рода магнит может быть в принципе изготовлен из любого пригодного материала или соответственно вещества. Особым преимуществом обладает изготовление магнита из вещества неодима. Такого рода неодимовый магнит обладает тем преимуществом, что его магнитные свойства могут активироваться только после изготовления или соответственно монтажа, так что, например, скопление стружки на магнитах во время изготовления или соответственно монтажа может с успехом предотвращаться.

Дополнительно к средству, создающему меньшее противоположно направленное усилие и предпочтительно образованному магнитом, может быть предусмотрено расположение в близкой к нему области магнита протекторной защиты, на котором, в частности, могут собираться металлические загрязнения, такие как, например, металлическая пыль и т.д., так чтобы эти загрязнения не собирались на самом средстве или в близкой к нему области. Это может также альтернативно или дополнительно реализовываться или осуществляться за счет соответствующей геометрии поверхности, например подобного резервуару сборного приемного желоба и т.д.

Элемент управления может представлять собой двуплечее коромысло, на рычаге которого, действующем на выпускной клапан, расположен первый узел из поршня и цилиндра, а на рычаге которого, взаимодействующем с кулачком кулачкового вала, непосредственно или опосредствованно расположен HVA. Коромысло может быть при этом выполнено цельным или составным, в частности, из двух частей, содержащим набегающий на кулачок кулачкового вала кулачковый рычаг и действующий на выпускной клапан рычаг управления, при этом HVA с создающим противоположно направленное усилие средством предпочтительно включен между кулачковым рычагом и рычагом управления. При этом удается получить целенаправленно ограниченную связь этих двух обладающих массой конструктивных элементов в режиме EVB без ухудшения функции компенсации зазора HVA.

Кроме того, в клапанном механизме на каждый цилиндр двигателя внутреннего сгорания могут быть предусмотрены несколько, в частности два, выпускных клапана, которые посредством клапанного моста совместно приводятся в действие элементом управления или соответственно коромыслом, при этом первый узел из поршня и цилиндра расположен в клапаном мосту и, например, действует на только один выпускной клапан с целью обеспечения работы EVB.

Кроме того, первый узел из поршня и цилиндра и HVA вместе могут снабжаться гидравлическим маслом с помощью циркуляционной системы масляной смазки под давлением двигателя внутреннего сгорания, при этом в трубопроводе подачи к первому узлу из поршня и цилиндра расположен обратный клапан, и камера сжатия первого узла из поршня и цилиндра имеет также управляемый в закрытом состоянии указанного по меньшей мере одного выпускного клапана посредством неподвижной контропоры спускной трубопровод, и при этом узел из поршня и цилиндра и клапанная пружина выпускного клапана подобраны так, что в режиме торможения двигателем при соответственно закрытой выхлопной заслонке в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания выпускной клапан остается определенным образом открытым. При этом указанное по меньшей мере одно создающее противоположно направленное усилие средство эффективно обеспечивает, чтобы клапанный мост и контропора в динамическом процессе движения в функции EVB целенаправленно взаимодействовали так, чтобы узел из поршня и цилиндра или соответственно его камера сжатия надежно снабжалась смазочным маслом.

Соответственно этому указанное по меньшей мере одно средство, создающее действующее на HVA противоположно направленное усилие, в одном из дополнительных или альтернативных вариантов осуществления изобретения может быть также расположено на клапанном мосту и/или на рычаге управления коромысла, и при этом применяться, действуя между клапанным мостом и элементом управления, и/или на клапанном мосту, и/или на неподвижной контропоре, и при этом действуя между клапанным мостом и контропорой. Оба варианта в отдельности, а также комбинация двух вариантов служат для того, чтобы надежно поддерживать описанную работу EVB.

По другому особенно предпочтительному варианту осуществления контропора и/или клапанный мост может быть снабжен узлом из поршня и цилиндра (третий узел из поршня и цилиндра). Этот третий узел из поршня и цилиндра служит для «подстройки» контактного соединения контропора-клапанный мост, в частности контакта смыкания контропоры и клапанного моста, при реакции на надлежащее компенсирующее движение элемента HVA с целью компенсации износа клапанного механизма. Например, тарелка клапана может в течение срока службы двигателя «зарываться» в седло клапана, из-за чего закрытое положение (исходное положение) клапана и соответственно этому штока этого клапана повышено. Если контропора и/или клапанный мост не имел бы или, соответственно, не имели бы для этого возможность компенсации, это приводило бы к нежелательным напряжениям (силам давления) между клапанным мостом и контропорой или соответственно между контропорой, клапанным мостом и штоком клапана. Благодаря предусмотренному узлу из поршня и цилиндра в контропоре и/или в клапанном мосту могут компенсироваться «изменения исходного положения» вообще. Кроме того, благодаря этому альтернативно или дополнительно может также обеспечиваться функционально надежное перекрытие находящегося в клапанном мосту спускного канала контропорой, в частности, во время прохождения основной окружности кулачка.

Некоторые примеры осуществления изобретения поясняются подробнее ниже с дополнительными деталями. На схематичном чертеже показано:

фиг. 1: частичное поперечное сечение головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с линейным движением поршня с клапанным распределением для автомобилей, снабженной двумя выпускными клапанами на каждый цилиндр, привод которых осуществляется посредством состоящего из двух частей коромысла и клапанного моста с помощью кулачка кулачкового вала двигателя внутреннего сгорания, при этом в клапанный механизм интегрированы узел из поршня и цилиндра для обеспечения работы EVB и узел из поршня и цилиндра в качестве элемента HVA;

фиг. 2: частичное изображение состоящего из двух частей коромысла в соответствии с фиг. 1 с интегрированным HVA и с альтернативными средствами для создания усилия, направленного противоположно следящему действию HVA;

фиг. 3: график кривых открытия выпускных клапанов и впускных клапанов двигателя внутреннего сгорания по углу поворота коленчатого вала 720 градусов двигателя внутреннего сгорания при режиме торможения или соответственно работе EVB с изображением, в частности функции компенсации HVA, без применения указанных на фиг. 2 средств;

фиг. 4: тот же график при переходе от режима торможения или соответственно режима EVB к обычному режиму со сжиганием топлива двигателя внутреннего сгорания;

фиг. 5: график в соответствии с фиг. 3 и 4 с режимом EVB двигателя внутреннего сгорания и изображением модифицированной функции компенсации HVA с помощью средства, создающего противоположно направленное усилие;

фиг. 6: расположение третьего узла из поршня и цилиндра в контропоре в первой фазе срока службы двигателя внутреннего сгорания; и

фиг. 7: расположение в соответствии с фиг. 6 во второй фазе срока службы двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1, только насколько это необходимо для понимания настоящего изобретения, изображена головка 1 блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с линейным движением поршней с клапанным распределением, в частности четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с линейным движением поршней (дизельный двигатель), в которой наряду с невидимыми впускными клапанами установлены с возможностью перемещения два выпускных клапана 2, 3 (видны только штоки клапанов). Клапанные пружины, известным образом удерживающие клапаны 2, 3 закрытыми, на этом чертеже не изображены.

Действующий на выпускные клапаны 2, 3 клапанный механизм состоит из ведущего кулачка 4 кулачкового вала двигателя 1 внутреннего сгорания, коромысла 6, опертого с возможностью поворота на неподвижной оси 5 коромысла, и клапанного моста 7, который распространяется над этими двумя выпускными клапанами 2, 3.

Функционально двуплечее коромысло 6 здесь в качестве примера выполнено из двух частей и содержит кулачковый рычаг 6a и действующий на клапанный мост 7 рычаг 6b управления, которые выступают в обе стороны от опоры на оси 5 коромысла.

Кулачковый рычаг 6a коромысла 6 посредством отдельной поворотной оси 8 оперт с возможностью поворота на рычаг 6b управления и поддерживает опертый на ось 9 с возможностью вращения ролик 10, который набегает на кулачок 4 для привода коромысла 6.

Между кулачковым рычагом 6a и рычагом 6b управления, находясь вне поворотной оси 8, расположен гидравлический элемент 11 компенсации клапанного зазора, который ниже еще будет поясняться подробнее в связи с фиг. 2.

Рычаг 6b управления коромысла 6 через регулировочный винт 12 (с контргайкой) и через сферически опертую на него соединительную чашку 13 передает нагрузку на клапанный мост 7 в месте, расположенном между двумя выпускными клапанами 2, 3.

Кроме того, над клапанным мостом 7 предусмотрена неподвижная контропора 14, функция которой еще будет поясняться.

Внутри клапанного моста 7 расположен узел 15 из поршня и цилиндра, содержащий установленный с возможностью ограниченного смещения в камере 16 сжатия поршень 17, который действует на выпускной клапан 2. Камера 16 сжатия через канал 18 подачи, снабженный интегрированным обратным клапанным элементом, например шаровым обратным клапаном 19, и через не изображенные в деталях обозначенные в целом поз.20 каналы подачи в соединительной чашке 13, регулировочном винте 12, в коромысле 6 и, наконец, через ось 5 коромысла подключена к циркуляционной системе масляной смазки под давлением двигателя внутреннего сгорания. Разумеется, что в коромысле 6 предусмотрены также другие каналы 20 для смазки подвижных частей клапанного механизма (сравни также фиг. 2).

В клапанном мосту 7, кроме того, предусмотрен спускной канал 21 определенного сечения, который впадает в камеру 16 сжатия узла 15 из поршня и цилиндра и управление которым осуществляется посредством неподвижной контропоры 14, как еще излагается ниже.

На фиг. 2 показан в увеличенном изображении схематично участок коромысла 6, имеющего кулачковый рычаг 6a и частично рычаг 6b управления, в который также интегрирован выполненный в виде узла из поршня и цилиндра HVA 11.

Для этого в рычаге 6b управления выполнена подключенная к каналу 20 подачи камера 22 сжатия, в которой установлен с возможностью перемещения первый поршень 23, действующий посредством толкателя 24 на кулачковый рычаг 6a.

В поршне 23 установлен с возможностью перемещения второй поршень 25, ограничивающий вторую камеру 25 сжатия, в которой расположен обратный клапанный элемент, в частности шаровой обратный клапан 27. Кроме того, предусмотрено отверстие 20a для выпуска воздуха.

Посредством HVA 11 может известным образом устраняться, например, возникающий вследствие износа клапанный зазор в передаточной цепи между кулачком 4 и выпускными клапанами 2, 3 или соответственно клапанным мостом 7, при этом толкатель 24 соответственно выдвигается и вдвигается, и расстояние s (фиг. 1) между кулачковым рычагом 6a и рычагом 6b управления коромысла 6 соответственно изменяется.

При обычном режиме двигателя внутреннего сгорания без торможения двигателем оба выпускных клапана 2, 3 через коромысло 6 и клапанный мост 7 при прохождении кулачка открываются и при достижении основной окружности кулачка снова закрываются. Через спускное отверстие 21, свободное при прохождении кулачка, из камеры 16 сжатия может вытекать масло, которое, однако, сразу снова заменяется при прохождении основной окружности через каналы 20 подачи и обратный клапан 19.

Это динамическое равновесие изменяется в случае торможения двигателем, при котором выхлопная заслонка в выхлопном тракте двигателя внутреннего сгорания закрывается и при этом на обращенную от камеры сгорания сторону выпускных клапанов действует значительный обратный подпор выхлопных газов или соответственно давление выхлопных газов, которое при соответствующем подборе клапанной пружины выпускного клапана и расчете узла 15 из поршня и цилиндра держит выпускной клапан 2 открытым в промежуточном положении. При этом должно обеспечиваться, чтобы управляющее воздействие между клапанным мостом 7 (спускной канал 21 и контропорой 14 не нарушалось возникающим при известных условиях слишком большим клапанным зазором.

Для этого между кулачком 4 и выпускными клапанами 2, 3 предусмотрено по меньшей мере одно средство, которое создает в клапанном механизме усилие, направленное противоположно следящему действию HVA.

Это средство в соответствии с фиг. 1 и 2 образовано по меньшей мере одним постоянным магнитом 28 (изображен заштрихованным), который вставлен в кулачковый рычаг 6a и создает магнитную силу (силу притяжения), действующую на соседний участок рычага 6b управления и/или на поршень 23 или соответственно толкатель 24. Эта сила должна быть меньше, чем создаваемый HVA 11 следящий момент, чтобы не оказывать негативного влияния на обычный режим двигателя внутреннего сгорания со сжиганием топлива или соответственно обычную подстройку клапанного зазора.

Этот постоянный магнит 28 или при необходимости дополнительный постоянный магнит 28a (фиг. 1) мог бы также быть предусмотрен в контропоре 14, сила притяжения которой направлена на клапанный мост 7, чтобы таким образом противодействовать подъему клапанного моста 7 от контропоры 14 при прохождении основной окружности кулачкового рычага 6a при торможении двигателем.

Вместо или при необходимости также дополнительно к установке в контропоре 14 постоянный магнит 28a мог бы также быть предусмотрен в соединительной чашке 13 или, кинематически обращенным образом, в клапанном мосту 7.

На фиг. 2 изображены другие альтернативные средства для создания усилия, направленного противоположно следящему действию HVA 11, которые при необходимости также могут применяться комбинированно.

Так, вокруг оси 8 поворота между кулачковым рычагом 6a и рычагом 6b управления может быть расположена пружина 29 кручения, имеющая два радиально отходящих плеча 29a пружины, причем эти плечи 29a пружины отходящими под прямым углом концами 29b вставляются в выемки или соответственно отверстия (без ссылочного обозначения) рычагов 6a, 6b и создают небольшой предварительный натяг, действующий на рычаги 6a, 6b против направления слежения HVA.

В другом дополнительном или альтернативном варианте осуществления между кулачковым рычагом 6a и рычагом 6b управления может быть предусмотрен элемент, обладающий упругостью пружины и/или резины, здесь в качестве примера стяжная лента 30, которая определенным образом предварительно стягивает два рычага 6a, 6b друг с другом. Стяжная лента могла бы быть, например, закреплена на свободных торцевых сторонах кулачкового рычага 6a и рычага 6b управления будучи застегнута в соответствующих гнездах или иным образом.

Работа средства 28, и/или 28a, и/или 29, и/или 30, противодействующего с меньшим усилием следящему действию HVA 11, показана на графиках в соответствии с фиг. 3-5, которые изображают ход клапана или соответственно кривые открытия 31, 32 выпускного клапана 2 и впускного клапана по углу (KW) поворота коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания 720 градусов. Причем график в соответствии с фиг. 3 и 4 соответствует работе без применения создающих противоположно направленное усилие средств 28, 29 и/или 30, в то время как график фиг. 5 описывает ее при наличии средств 28, 29 и/или 30.

На фиг. 3 показано сначала рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания с торможением двигателем или соответственно работой EVB. Начиная от линии 0 соответственно закрытых впускных клапанов и выпускных клапанов 2, 3, выпускной клапан 2 (кривая 31) открыт в промежуточном положении (участок 31a кривой). При прохождении кулачкового участка кулачка 4 выпускные клапаны 2, 3, как показано на чертеже на участке 31b кривой, прибл. при 180 градусах KW открываются, а прибл. при 330 градусах KW снова закрываются. Вследствие действующего противодавления выхлопных газов и после наполнения камеры 16 сжатия в узле 15 из поршня и цилиндра (участок 31c кривой) выпускной клапан 2 снова открывается в промежуточном положении (участок 31d кривой) для компрессионного торможения.

Изображенная на чертеже выше относительно линейная кривая 33 описывает измеренное положение толкателя 24 HVA 11 во время этого рабочего цикла и без средства 28, 29, или 30, создающего противоположно направленное усилие.

Кривая 33 показывает минимальное погружение 33a толкателя 24 под нагрузкой открытия клапана при 31b и, в частности, подстройку (стрелки 38) толкателя 24 после закрытия выпускных клапанов 2, 3 в области 33b. Эта подстройка является результатом неопределенных процессов движения при открытии выпускного клапана 2, управляемого обратным подпором выхлопных газов, и может нарушать надежную работу EVB.

На фиг. 4 показано рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания в переходе от режима торможения в режим со сжиганием топлива, при этом выпускной клапан 2 в области 31a (рабочий такт) еще открыт в промежуточном положении. После прохождения кулачковой области кулачка 4 с соответствующим открытием выпускных клапанов 2, 3 (участок 31b кривой) вследствие отсутствия обратного подпора выхлопных газов при теперь уже открытой выхлопной заслонке в выхлопном тракте двигателя внутреннего сгорания оба выпускных клапана 2, 3 снова закрываются обычно при 0 (участок 31c кривой). Впускные клапаны с кривой 32 открытия открываются и закрываются в области KW от 330 градусов до 540 градусов обычным образом.

Находящаяся выше кривая 33 толкателя 24 HVA снова показывает погружение при 33a и необходимую подстройку при участке 33b кривой, находящемся над участком 31c кривой.

График в соответствии с фиг. 5 показывает описанный клапанный механизм, снабженный средствами 28, 29 или 30, противодействующими следящему действию HVA 11 с меньшим усилием при режиме торможения двигателем. Линии 34 ограничивают при этом область, равную KW прибл. 120 градусов - 420 градусов, в которой эти средства 28, 29, 30 вследствие существенно более высоких управляющих усилий кулачкового механизма (вне основной окружности кулачка) не действуют.

Значащее отличие от описанных выше графиков заключается в том, что в динамических процессах движения на протяжении рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания и, в частности, при переходе от закрытого положения выпускного клапана 2 в его промежуточное положение в клапанном механизме больше не возникает мешающий клапанный зазор и тем самым в соответствии с кривой 33 не происходит следящее движение (стрелки 38 фиг. 3 и 4 и участок 33b). Функция EVB торможения двигателем благодаря этому надежно стабилизирована, пока действует обратный подпор выхлопных газов.

На фиг. 6 и 7 изображено расположение третьего узла 35 из поршня и цилиндра в контропоре 14, причем обе фигуры схематично изображают положение клапанного моста 7 относительно контропоры 14 в двух различных фазах износа/фазах срока службы двигателя внутреннего сгорания. В течение цикла срока службы клапанного механизма могут происходить изменения зазора или, соответственно, изменения расстояний до соседних конструктивных элементов клапанного механизма. Благодаря HVA 11 по меньшей мере в рабочем состоянии двигателя внутреннего сгорания (по меньшей мере после создания рабочего давления масла) должен обеспечиваться определенный зазор или относительное расположение отдельных конструктивных элементов клапанного механизма практически без зазора. Но, кроме того, существенным является также функционально надежное перекрытие спускного канала 21 контропорой 14 во время прохождения основной окружности кулачка 4. Так как HVA 11 осуществляет подстройку с целью компенсации износа, положение клапанного моста 7 во время прохождения основной окружности кулачка может изменяться, что на фиг. 6 и 7 схематично изображено различным положением высоты клапанного моста 7 относительно контропоры 14. Но даже в этом случае должно быть обеспечено вышеупомянутое перекрытие спускного канала 21. В варианте осуществления в соответствии с фиг. 6 и 7 это достигается с помощью третьего узла 35 из поршня и цилиндра. Посредством расположенного в контропоре 14 средства предварительного натяга (например, как изображено, пружины 36, альтернативно или дополнительно элемент предварительного натяга может быть также выполнен в виде эластомера или в виде отталкивающихся друг от друга магнитов), которое предварительно натягивает поршень 39 в направлении перекрытого положения спускного канала 21 в клапанном мосту 7, несмотря на измененное положение клапанного моста 7, всегда достигается надежное перекрытие или соответственно закрытие спускного канала 21. Как для HVA 11, так и для третьего узла 35 из поршня и цилиндра заводом-изготовителем, то есть в состоянии нового, неиспользованного, двигателя, должны предусматриваться резервы для выдвигания и вдвигания. При этом учитывается любое изменение клапанного механизма.

Кроме того, в контропоре 14 и клапанном мосту 7 в каждом случае может быть расположен постоянный магнит 37, 38. Эти два постоянных магнита 37, 38 притягиваются друг к другу, благодаря чему через клапанный мост 7 и соединительную чашку 13 создается усилие, направленное противоположно следящему действию HVA 11.

Альтернативно или дополнительно к изображенному варианту осуществления третий узел 35 из поршня и цилиндра может быть также расположен в клапанном мосту 7.

Кроме того, из фиг. 6 и 7 можно видеть, что магниты предпочтительно могут быть расположены в отдельной области конструктивных элементов, например рядом с другими элементами, такими как изображенный третий узел 35 из поршня и цилиндра.

Изобретение не ограничено описанными примерами осуществления. Так, вместо состоящего из двух частей коромысла 6 может быть, например, также предусмотрено цельное коромысло или качающийся рычаг с роликовым контактом с кулачком 4 или без него.

Средства для создания усилия, направленного противоположно следящему действию HVA 11, могут быть выполнены иначе, чем изображено, однако с одинаковой функцией.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Головка блока цилиндров

2 Выпускной клапан

3 Выпускной клапан

4 Кулачок

5 Ось коромысла

6 Коромысло

6a Кулачковый рычаг

6b Рычаг управления

7 Клапанный мост

8 Поворотная ось

9 Ось

10 Ролик

11 Гидравлический элемент компенсации клапанного зазора (HVA)

12 Регулировочный винт

13 Соединительная чашка

14 Контропора

15 Узел из поршня и цилиндра

16 Камера сжатия

17 Поршень

18 Канал подачи

19 Шаровой обратный клапан

20 Каналы подачи

20a Отверстие для выпуска воздуха

21 Спускной канал

22 Камера сжатия

23 Поршень

24 Толкатель

25 Поршень

26 Камера сжатия

27 Обратный клапан

28 Постоянный магнит

28a Постоянный магнит

29 Пружина кручения

29a Плечи пружины

29b Концы пружины

30 Стяжная лента

31 Кривая открытия выпускного клапана

32 Кривая открытия впускного клапана

33 Кривая подстройки HVA

34 Граничные линии

35 Узел из поршня и цилиндра

36 Пружина

37 Постоянный магнит

38 Постоянный магнит

39 Поршень

Изобретение может быть использовано в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Устройство для управления по меньшей мере одним выпускным клапаном (2), (3) двигателя внутреннего сгорания с клапанным распределением для автомобилей снабжено элементом управления, привод которого осуществляется кулачковым валом. Между кулачком (4) кулачкового вала и выпускным клапаном (2), (3) предусмотрен первый узел (15) из поршня и цилиндра. Гидравлически приводимый в действие узел (15) из поршня и цилиндра предназначен для того, чтобы выпускной клапан (2), (3) при режиме торможения двигателем с обратным подпором выхлопных газов мог удерживаться в незакрытом промежуточном положении. Предусмотрен второй узел (11) из поршня и цилиндра, который выполнен в виде гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора. Между кулачком (4) и выпускным клапаном (2), (3) предусмотрено по меньшей мере одно находящееся в клапанном механизме средство (28), (28а), которое создает усилие, направленное противоположно следящему действию гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора, однако меньшее по сравнению с ним. Раскрыты способ управления выпускным клапаном и транспортное средство. Технический результат заключается в повышении надежности работы клапанного механизма. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для управления по меньшей мере одним выпускным клапаном двигателя внутреннего сгорания с клапанным распределением для автомобилей, снабженное элементом управления, привод которого осуществляется кулачковым валом, причем между кулачком (4) кулачкового вала и по меньшей мере одним выпускным клапаном (2) предусмотрен первый узел (15) из поршня и цилиндра, предпочтительно гидравлически приводимый в действие узел (15) из поршня и цилиндра, посредством которого по меньшей мере один выпускной клапан (2) при режиме торможения двигателем с обратным подпором выхлопных газов может удерживаться в незакрытом промежуточном положении, и при этом предусмотрен второй узел (11) из поршня и цилиндра, который выполнен в виде гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора, отличающееся тем, что между кулачком (4) и указанным по меньшей мере одним выпускным клапаном (2) предусмотрено по меньшей мере одно находящееся в клапанном механизме средство (28, 28а, 29, 30, 37, 38), которое создает усилие, направленное противоположно следящему действию гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора, однако меньшее по сравнению с ним.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что меньшее по сравнению со следящим действием гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора усилие создается по меньшей мере одним магнитом (28, 28а, 37, 38), предпочтительно по меньшей мере одним магнитом (28, 28а, 37, 38), создающим силу притяжения, действующую на соседний конструктивный элемент или на расположенный в соседнем конструктивном элементе магнит.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что магнит (28, 28а, 37, 38) представляет собой постоянный магнит или электромагнит, в частности электромагнит, временно активируемый в зависимости от определенных и/или заданных параметров двигателя внутреннего сгорания.

4. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что меньшее по сравнению со следящим действием гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора усилие создается по меньшей мере одним пружинным элементом (29), предпочтительно по меньшей мере одним пружинным элементом (29), расположенным на элементе (6) управления.

5. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что меньшее по сравнению со следящим действием гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора усилие создается по меньшей мере одним элементом (30), обладающим упругостью резины, предпочтительно по меньшей мере одним элементом (30), обладающим упругостью резины, включенным в элемент (6) управления.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что меньшее по сравнению со следящим действием гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора усилие создается по меньшей мере одним элементом (30), обладающим упругостью резины, предпочтительно по меньшей мере одним элементом (30), обладающим упругостью резины, включенным в элемент (6) управления.

7. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что в определенной близкой области к создающему меньшее, противоположно направленное усилие средству, которое предпочтительно образовано по меньшей мере одним магнитом, предусмотрен по меньшей мере один магнит протекторной защиты и/или подобное резервуару сборное приемное устройство, в частности приемный желоб.

8. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что предусмотренное между кулачком (4) и указанным по меньшей мере одним выпускным клапаном (2) по меньшей мере одно средство (28, 29, 30), которое создает направленное противоположно следящему действию гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора, однако меньшее по сравнению с ним усилие, предназначено для элемента (6) управления и/или клапанного моста (7) между элементом (6) управления и выпускными клапанами (2), и/или для соединительной чашки (13) между элементом (6) управления и клапанным мостом (7), и/или для предназначенной для клапанного моста (7) неподвижной контропоры (14) клапанного механизма, предпочтительно расположено там, более всего предпочтительно расположено там и взаимодействует с соседним конструктивным элементом.

9. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что элемент управления представляет собой двуплечее коромысло (6), на рычаге (6b) которого, действующем на выпускной клапан (2), расположен первый узел (15) из поршня и цилиндра, а на рычаге (6а) которого, взаимодействующем с кулачком (4) кулачкового вала, непосредственно или опосредствованно расположен гидравлический элемент (11) компенсации клапанного зазора.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что элемент (6) управления выполнен из двух частей, содержит набегающий на кулачок (4) кулачкового вала кулачковый рычаг (6а) и действующий на указанный по меньшей мере один выпускной клапан (2) рычаг (6b) управления, при этом гидравлический элемент (11) компенсации клапанного зазора, снабженный создающим противоположно направленное усилие средством (28, 29, 30), включен между кулачковым рычагом (6а) и рычагом (6b) управления.

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что элемент (6) управления выполнен из двух частей, содержит набегающий на кулачок (4) кулачкового вала кулачковый рычаг (6а) и действующий на указанный по меньшей мере один выпускной клапан (2) рычаг (6b) управления, при этом гидравлический элемент (11) компенсации клапанного зазора, снабженный создающим противоположно направленное усилие средством (28, 29, 30), включен между кулачковым рычагом (6а) и рычагом (6b) управления.

12. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что указанное по меньшей мере одно средство (28, 29, 30), создающее действующее на гидравлический элемент (11) компенсации клапанного зазора противоположно направленное усилие, расположено на клапанном мосту (7) и/или на рычаге (6b) управления коромысла (6) и действует между клапанным мостом (7) и рычагом (6b) управления.

13. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что указанное по меньшей мере одно средство (28, 29, 30), создающее действующее на гидравлический элемент (11) компенсации клапанного зазора противоположно направленное усилие, применено на клапанном мосту (7) и/или на неподвижной контропоре (14) и действует между клапанным мостом (7) и контропорой (14).

14. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что в клапанном механизме предусмотрены несколько, в частности два, выпускных клапанов (2, 3) на каждый цилиндр двигателя внутреннего сгорания, которые посредством клапанного моста (7) совместно приводятся в действие элементом (6) управления, при этом первый узел (15) из поршня и цилиндра расположен в клапанном мосту (7) и действует по меньшей мере на одну часть выпускных клапанов (2), в частности только на один выпускной клапан (2).

15. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что первый узел (15) из поршня и цилиндра и гидравлический элемент (11) компенсации клапанного зазора вместе снабжаются гидравлическим маслом с помощью циркуляционной системы масляной смазки под давлением двигателя внутреннего сгорания,

причем в трубопроводе (18) подачи к первому узлу (15) из поршня и цилиндра расположен обратный клапан (19),

причем камера сжатия (16) первого узла (15) из поршня и цилиндра в закрытом состоянии указанного по меньшей мере одного выпускного клапана (2, 3) имеет управляемый посредством неподвижной контропоры (14) спускной трубопровод (21), и

причем первый узел (15) из поршня и цилиндра и клапанная пружина выпускного клапана (2) подобраны так, что в режиме торможения двигателем при соответственно закрытой выхлопной заслонке в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания выпускной клапан (2) остается определенным образом открытым.

16. Устройство по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что расположенный между элементом (6) управления и выпускным клапаном (2) клапанный мост (7) и/или предусмотренная для клапанного моста (7) контропора (14) снабжены узлом (35) из поршня и цилиндра, посредством которого может регулироваться и/или создаваться контактное соединение между контропорой (14) и клапанным мостом (7), в частности, вследствие изменения длины клапанного моста (7) относительно контропоры (14), обусловленного гидравлическим элементом компенсации клапанного зазора и/или обусловленного износом, в частности контактное соединение между контропорой (14) и клапанным мостом (7) для перекрытия находящегося в клапанном мосту спускного трубопровода (21) контропорой (14) во время прохождения основной окружности кулачка.

17. Способ управления по меньшей мере одним выпускным клапаном двигателя внутреннего сгорания с клапанным распределением, в частности, посредством устройства по одному из пп. 1-16.

18. Транспортное средство, в частности автомобиль промышленного назначения, снабженный устройством по одному из пп. 1-16.