РЕГУЛИРУЕМЫЙ КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ, ИМЕЮЩИЙ КОРОМЫСЛО Российский патент 2020 года по МПК F01L1/18 F02D13/02 

Изобретение касается регулируемого клапанного механизма для подъемного клапана, в частности для газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания, который опосредствованно с помощью кулачка через коромысло обладает возможностью периодического движения между закрытым и открытым положением.

Известна регулируемое приведение в движение газораспределительных клапанов двигателя внутреннего сгорания с различными моментами времени открытия и закрытия, а также с различными ходами открытия клапана. Такие регулируемые клапанные механизмы дают предпочтительную возможность целенаправленной адаптации вида кривой зависимости хода клапана от угла кулачка в зависимости от рабочих параметров устройства, оснащенного данным подъемным клапаном, то есть, например, в зависимости от частоты вращения, нагрузки или температуры двигателя внутреннего сгорания.

В частности, известно создание нескольких различных кривых хода для одного подъемного клапана за счет того, что для приведения в действие этого подъемного клапана имеются несколько кулачков, и что режим хода всегда создается контуром только одного кулачка. Для переключения на другой режим хода происходит переключение на контур другого кулачка. Такое клапанное управление ранее известно из DE 42 30 877 A1. При этом на кулачковом валу без возможности вращения, но с возможностью смещения в осевом направлении установлен блок кулачкового вала, имеющий два различных кулачковых контура. Соответственно осевому положению блока кулачков один кулачковый контур через промежуточное звено (передаточный рычаг) находится в активном соединении с подъемным клапаном. Осевое смещение блока кулачков для изменения параметров клапана осуществляется во время фазы основной окружности против действия возвратной пружины посредством нажимного кольца.

Из DE 195 19 048 A1 ранее известен регулируемый клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания, у которого на кулачковом валу тоже непосредственно рядом друг с другом установлены два кулачка, выполненных различно по своему кулачковому контуру. Изменение воздействия кулачка осуществляется путем осевого смещения кулачкового вала с находящимися на нем кулачками.

Кроме того, из DE 195 20 117 C2 известен клапанный механизм двигателя внутреннего сгорания, у которого на кулачковом валу без возможности вращения установлен обладающий возможностью осевого смещения блок кулачков, имеющий по меньшей мере две различные кулачковые рабочие поверхности. Перестановка блока кулачков осуществляется посредством органа перестановки, который проведен внутри кулачкового вала. С помощью расположенного с торцевой стороны на кулачковом валу гидравлического или пневматического узла из поршня и цилиндра двойного действия смещается орган перестановки внутри кулачкового вала. Орган перестановки соединен с поводковым элементом, который пронизывает продолговатое отверстие, расположенное в осевом направлении на кулачковом валу, и оканчивается в проточке блока кулачков.

Недостатком процитированного уровня техники является большая потребность в конструктивном пространстве, которое требуется для перестановки блока кулачков, соответственно, для осевой перестановки кулачкового вала.

Далее, из DE 41 42 197 A1 известна система коромысел для регулируемого клапанного механизма, у которой первое коромысло каждой пары коромысел предназначено для кулачка, имеющего маленький ход кулачка, а второе коромысло - для кулачка, имеющего большой ход кулачка, имеющая также блокировочное устройство для каждой пары коромысел, с помощью которого при подключении задействуется только тот кулачок для двух коромысел, который имеет больший ход кулачка. Недостатком этого известного клапанного механизма является необходимость внешнего пружинного упора для обеспечения возврата второго коромысла в исходное положение. Этот недостаток, а также независимая опора второго коромысла не позволяют, к тому же, осуществлять предварительный монтаж. Также эти два рычага нуждаются в точке захвата, которая приводит к тому, что эти два кулачковых профиля должны быть симметричны друг другу или, соответственно, между точками вершины этих двух кулачков нет относительного углового смещения. Это препятствует возможности регулирования фазового положения ходов клапана.

Задачей изобретения является предоставить усовершенствованный регулируемый клапанный механизм, имеющий коромысло, с помощью которого могут быть устранены недостатки традиционных технологий. В частности, в основе изобретения лежит задача конструктивно компактного и просто монтируемого исполнения такого регулируемого клапанного механизма.

Эти задачи решаются с помощью регулируемого клапанного механизма с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительно варианты осуществления и применения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются подробнее в последующем описании с частичной ссылкой на фигуры.

В соответствии с изобретением предоставляется регулируемый клапанный механизм для подъемного клапана. Подъемный клапан опосредствованно с помощью кулачка кулачкового вала через коромысло обладает возможностью периодического движения между закрытым и открытым положением, в частности против силы возвратной пружины. Подъемный клапан предпочтительно представляет собой газораспределительный клапан двигателя внутреннего сгорания.

По общим аспектам изобретения клапанный механизм включает в себя кулачковый вал, имеющий по меньшей мере один первый кулачок и по меньшей мере один расположенный со смещением в продольном направлении кулачкового вала второй кулачок, при этом указанный по меньшей мере один первый кулачок и указанный по меньшей мере один второй кулачок отличаются по своему кулачковому контуру. Например, кулачковый контур указанного по меньшей мере одного первого кулачка может иметь подъем (возвышение) кулачка, отличающийся от кулачкового контура указанного по меньшей мере одного второго кулачка, и/или отличающееся фазовое положение. Предпочтительно указанный по меньшей мере один второй кулачок имеет больший подъем кулачка (ход кулачка), чем указанный по меньшей мере один первый кулачок.

Кулачковые контуры, каждый с учетом зазора клапана соответственно их исполнению, определяют момент времени открытия и закрытия и/или ход открытия подъемного клапана. Второй кулачок может быть расположен непосредственно рядом с первым кулачком.

Клапанный механизм включает в себя также коромысло, установленное с возможностью поворота вокруг оси коромысла, которое своим плечом, обращенным к кулачковому валу, посредством ролика, в частности нажимного ролика, согласован с первым кулачком, а своим плечом, обращенным к клапану, находится в активном соединении с подъемным клапаном. Одно плечо коромысла служит, таким образом, для приведения в действие подъемного клапана, другое плечо рычага приводится в движение кулачком. Коромысло установлено на оси коромысла предпочтительно средней областью.

Клапанный механизм включает в себя также роликовый рычаг, который своим плечом, обращенным к кулачковому валу, посредством по меньшей мере одного ролика согласован с указанным по меньшей мере одним вторым кулачком, т.е. считывает движение второго/вторых кулачков, а своим другим плечом шарнирно соединен с коромыслом с возможностью поворота вокруг оси коромысла.

Кроме того, клапанный механизм включает в себя переключаемое гидравлическое блокировочное устройство, с помощью которого коромысло и роликовый рычаг могут попеременно жестко блокироваться друг с другом, при этом коромысло и роликовый рычаг следуют движению указанного по меньшей мере одного второго кулачка, или могут разблокироваться друг с другом, при этом коромысло и роликовый рычаг обладают возможностью вращения независимо друг от друга, и оба независимо друг от друга следуют предназначенным каждому из них кулачкам. В разблокированном состоянии второй кулачок не действует, правда, он приводит в действие роликовый рычаг, который, однако, только выполняет качающееся движения без влияния на клапан. В отличие от этого, в заблокированном с помощью блокировочного устройства состоянии коромысло и роликовый рычаг соединены друг с другом без возможности вращения, так что оба обладают возможностью только совместного поворота вокруг оси коромысла.

Особое преимущество предлагаемого изобретением клапанного механизма заключается в компактной конструкции, которая не влияет или по меньшей мере почти не влияет на конструктивное пространство традиционного коромыслового клапанного механизма по высоте и длине. Коромысло становится только шире, однако движется в рамках размеров обычного двухклапанного коромысла. Благодаря тому, что роликовый рычаг крепится с возможностью поворота прямо на коромысле, система коромысла из коромысла и роликового рычага может применяться, уже будучи предварительно смонтированной в виде узла, благодаря чему могут снижаться издержки монтажа. Также изобретение позволяет переоснащать существующий нерегулируемый клапанный механизм, не требуя при этом изменений окружающих конструктивных элементов, за исключением тех, которые требуются непосредственно для реализации возможности регулирования. Другое преимущество заключается, в частности, в том, что нет необходимости в изменениях головки блока цилиндров, в случае если надо заменить традиционный нерегулируемый коромысловый клапанный механизм предлагаемым изобретением регулируемым клапанным механизмом.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления с обеих сторон от первого кулачка, если смотреть в продольном направлении кулачкового вала, предусмотрено по одному второму кулачку, т.е. кулачку, имеющему кулачковый контур, отличающийся от среднего первого кулачка. Соответственно роликовый рычаг выполнен так, что он имеет два плеча, которые распространяются с обеих сторон от плеча коромысла, обращенного к кулачковому валу, и считывают кулачковый контур двух вторых кулачков. Эти два плеча считывают предназначенный для них второй кулачок каждое собственным роликом, напр., нажимным роликом, который обкатывается по второму кулачку. Это двуплечее исполнение роликового рычага позволяет получить предпочтительный силовой поток для передачи движения вторых кулачков в подключенном состоянии гидравлического блокировочного устройства через роликовый рычажная часть на коромысло и через коромысло на подъемный клапан.

По одному из альтернативных вариантов осуществления с обеих сторон от второго кулачка может быть предусмотрено по одному первому кулачку, а плечо коромысла, обращенное к кулачковому валу, может распространяться с обеих сторон от роликового рычага и считывать кулачковый контур этих двух первых кулачков. При этом альтернативном варианте осуществления плечо коромысла, обращенное к кулачковому валу, имеет, таким образом, два плеча, при этом роликовый рычаг расположен между ними. Эти два плеча считывают предназначенный для них первый кулачок каждое собственным роликом, напр., нажимным роликом, который обкатывается по первому кулачку.

По другому предпочтительному варианту осуществления роликовый рычаг соединен с коромыслом посредством шарнира, для крепления роликового рычага на коромысле с возможностью вращения вокруг оси коромысла. Например, коромысло и роликовый рычаг могут иметь по гнезду для шарнирного штифта, которые расположены соосно друг другу и имеют вставленный шарнирный штифт.

Другая предпочтительная возможность реализации изобретения предусматривает, что коромысло и роликовый рычаг притянуты друг с другом посредством по меньшей мере одной возвратной пружины таким образом, что ролики роликового рычага и коромысла соосны друг другу в положении основной окружности. Другими словами, роликовый рычаг постоянно прижимается возвратной пружиной к основному коромыслу, в то время как кулачковый вал находится в положении основной окружности.

Эти возвратные пружины давят при этом предпочтительно на место прилегания к коромыслу или, соответственно, коромысла и на место прилегания к роликовому рычагу или, соответственно, роликового рычага. Благодаря взаимному натяжению возможен легкий предварительный монтаж всего переключаемого коромысла.

Особенно предпочтительно, если две такие возвратные пружины, если смотреть в продольном направлении оси коромысла, расположены с обеих сторон от коромысла.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления переключаемое гидравлическое блокировочное устройство включает в себя гидроприводной переключающий палец, который при подаче предопределенного гидравлического давления может приводиться из первого положения (деблокированное положение) во второе положение (блокированное положение). Во втором положении переключающий палец препятствует относительному движению между коромыслом и роликовым рычагом вокруг оси коромысла, т.е. во втором положении роликовый рычаг не может больше поворачиваться вокруг оси качания независимо от коромысла. В первом положении переключающий палец допускает относительное движение между коромыслом и роликовым рычагом. Во втором положении коромысло и роликовый рычаг гидравлически заблокированы, а в первом положении - нет.

По одному из предпочтительных вариантов этого осуществления в коромысле в проточке направляющей скольжения коромысла расположен направляющий палец, насаженная на направляющий палец пружина пальца и переключающий палец гидравлического блокировочного устройства, который привернут к направляющему пальцу. На переключающий палец через напорную камеру, наполняемую маслом для приведения в действие переключения, может подаваться предопределенное давление масла.

При этом блокировочное устройство по первому варианту может быть выполнено так, чтобы переключающий палец в состоянии отсутствия подачи предопределенного давления удерживался пружиной пальца, действующей в качестве возвратной пружины, и направляющим пальцем в первом положении, а в состоянии подачи предопределенного давления вытеснялся во второе положение, в котором переключающий палец выдается из коромысла в направлении роликового рычага и вдвигается в соосное гнездо направляющей скольжения роликового рычага.

При этом блокировочное устройство по второму варианту может быть также выполнено так, чтобы переключающий палец в состоянии отсутствия подачи предопределенного давления удерживался пружиной пальца во втором положении (блокированное положение), так чтобы роликовый рычаг и коромысло были заблокированы друг с другом без возможности вращения, а в состоянии подачи предопределенного давления вытеснялись во второе положение, в котором переключающий палец убирается в коромысло и разблокирует эти два рычага друг с другом.

Гнездо направляющей скольжения роликового рычага выполнено открытым, так что воздух, сжимаемый при выдвигании переключающего пальца, может улетучиваться и не оказывает сопротивления движению выдвигания переключающего пальца. Это отверстие предусмотрено уже в заготовке роликового рычага, так что дополнительная проточка для удаления воздуха не требуется.

Коромысло на своей нижней стороне, т.е. стороне, обращенной к головке блока цилиндра, может иметь геометрию для осевой фиксации на опорном кронштейне. Например, коромысло может иметь опору для крепления на опорном кронштейне коромысла, на котором расположена ось коромысла, на которую коромысло насажено с возможностью поворота предназначенной для этого проточкой и удерживается посредством осевого фиксатора положения, причем этот осевой фиксатор положения представляет собой направляющее соединение в виде соединения вставляемого элемента с ответным элементом между опорным кронштейном и коромыслом, у которого ориентированный поперек осевого направления вставляемый элемент, напр., в виде кольцевой вертикальной стенки, вставляется с возможностью движения поворота в предназначенный для этого ответный элемент, опираясь в осевом направлении боковой поверхностью.

Другой аспект изобретения касается автомобиля, в частности, автомобиля промышленного назначения, имеющего регулируемый клапанный механизм, который описан в этом документе.

Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения могут любым образом комбинироваться друг с другом. Другие подробности и преимущества изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Показано:

фиг.1: вид в перспективе спереди клапанного механизма по одному из вариантов осуществления изобретения;

фиг.2: вид в перспективе сбоку клапанного механизма по одному из вариантов осуществления изобретения;

фиг.3: вид в перспективе снизу клапанного механизма по одному из вариантов осуществления изобретения;

фиг.4: вид сбоку коромысла по одному из вариантов осуществления изобретения; и

фиг.5: сечение A-A фиг.4.

Одинаковые части снабжены на фигурах одними и теми же ссылочными обозначениями, так что показанные на фигурах разные виды клапанного механизма понятны также сами по себе.

На фиг.1-3 показаны разные виды в перспективе регулируемого клапанного механизма 1 по одному из вариантов осуществления изобретения. Клапанный механизм 1 служит для приведения в действие газораспределительного клапана (не показан) двигателя внутреннего сгорания, который опосредствованно, с помощью кулачка через коромысло обладает возможностью периодического движения между закрытым и открытым положением.

Кулачковый вал 7 имеет средний кулачок 3, в этом документе называемый также первым кулачком, и два расположенных со смещением, если смотреть в продольном направлении кулачкового вала 7, других кулачка 4, 5. Эти кулачки 4, 5 в этом документе также называются соответственно вторыми кулачками. Эти два кулачка 4, 5 расположены с обеих сторон от среднего кулачка и рядом с ним. Средний кулачок 3 и два вторых кулачка 4, 5 выполнены различно по своему кулачковому контуру. Вторые кулачки 4, 5 имеют больший ход кулачка, чем средний кулачок 3.

Кроме того, фазовое положение среднего кулачка 3 может отличаться от вторых кулачков 4, 5. Первый кулачок, в зависимости от применения, может быть также выполнен как нулевой кулачок, так что клапаны оставались закрытыми.

Из этих двух кулачковых контуров в каком-либо состоянии переключения всегда только один отвечает за движение клапанов, что поясняется ниже.

Клапанный механизм включает в себя также систему коромысел, имеющую коромысло 10, установленное с возможностью поворота вокруг оси 2 коромысла, которое своим плечом 11, обращенным к кулачковому валу, согласовано посредством нажимного ролика 13 с первым кулачком 3, чтобы считывать его, а своим плечом 12, обращенным к клапану, находится в активном соединении с указанным по меньшей мере одним подъемным клапаном.

Коромысло 10 закреплено на опорном кронштейне коромысла (не показан), при этом на опорном кронштейне коромысла расположена ось 2 коромысла, на которую коромысло 10 насажено с возможностью поворота предназначенной для этого проточкой и удерживается посредством осевого фиксатора положения.

Осевой фиксатор положения может, например, собственно известным образом реализовываться посредством поверхностей прилегания к боковым поверхностям коромысла. Эти боковые поверхности могут быть, например, получены путем калибровки кузнечной заготовки, соответственно, путем механической обработки. Со стороны опорного кронштейна фиксация может также осуществляться посредством соответственно обработанных поверхностей, а также посредством шайб и стопорных колец. Кроме того, известны осевые фиксаторы положения между коромыслом и осью. Например, для этого некоторая область оси, охваченная проточкой коромысла, имеет кольцевой паз, в котором проходит распорное кольцо, проходящее одновременно своим наружным кольцевым участком в кольцевом пазу коромысла.

В настоящем примере осуществления осевой фиксатор положения выполнен в виде соединения вставного элемента и ответного элемента между опорным кронштейном и коромыслом, у которого ориентированный поперек осевого направления вставляемый элемент 16, напр., в виде кольцевой вертикальной стенки, вставляется с возможностью движения поворота в предназначенный для этого ответный элемент (не изображен), опираясь в осевом направлении боковой поверхностью.

Плечо 12 рычага коромысла 10, обращенное к клапану, выполнено в виде двухклапанного плеча рычага, чтобы одновременно приводить в действие два газораспределительных клапана. Для этого плечо 12 рычага, обращенное к клапану, выполнено в виде вилки. На каждом конце плеча 12 рычага, обращенном к клапану, расположено гнездо 15. Гнездо 15 может использоваться для опоры собственно известного гидравлического элемента для компенсации зазора клапана (не изображен). Вместо гидравлического элемента для компенсации зазора клапана в гнезде 15 может быть также помещен винт «слоновая нога», посредством которого может вручную дополнительно юстироваться зазор клапана.

Гидравлические элементы для компенсации зазора клапана (ГКЗ) в двигателях внутреннего сгорания собственно известны и служат для того, чтобы, в частности, компенсировать изменяющиеся в течение срока эксплуатации размеры длины клапанов смены заряда рабочей смеси так, чтобы в фазе основной окружности кулачка, приводящего в действие клапан, было обеспечено надежное закрытие клапана. При этом, с другой стороны, подъем кулачка должен без потерь передаваться на клапан и таким образом преобразовываться в движение хода клапана. Принцип действия таких гидравлических элементов для компенсации зазора клапана, которые расположены в силовом потоке клапанного управления, в частности двигателя внутреннего сгорания, считается известным.

Для получения регулируемого клапанного механизма клапанный механизм 1 включает в себя также роликовый рычаг 20, который своим плечом 21, обращенным к кулачковому валу, согласован с двумя вторыми кулачками 4, 5, а своим другим плечом шарнирно соединен с коромыслом 10 с возможностью поворота вокруг оси 2 коромысла.

Коромысло 10 посредством шарнирного штифта 25 с возможностью вращения соединено с роликовым рычагом 20. Для этого соединения на коромысле 10 находится гнездо 14 для шарнирного штифта, а также на роликовом рычаге 20 находится гнездо 24 под шарнирный штифт. Соосные друг другу гнезда 14, 24 под шарнирный штифт расположены на верхней стороне коромысла 10, т.е. стороне, обращенной от головки блока цилиндров, а именно, в средней области коромысла 10, образующей цилиндрическую выемку коромысла, в которой помещена ось 2 коромысла.

Плечо 11 рычага коромысла 10, обращенное к кулачковому валу, своим концом ведет нажимной ролик 13, который предназначен для среднего кулачка 3, чтобы считывать средний кулачок 3, соответственно, его вращательное движение.

Роликовый рычаг имеет два распространяющихся в направлении кулачкового вала параллельных плеча 21, которые также распространяются каждое, если смотреть в продольном направлении кулачкового вала, по разные стороны от плеча 11 рычага коромысла 10, обращенного к кулачковому валу.

Каждое из двух плеч 21 тоже ведет концом нажимной ролик 23. Каждый из нажимных роликов 23 предназначен для одного из двух вторых кулачков 4, 5, чтобы считывать их.

Как коромысло 10, так и роликовый рычаг 20 установлены, таким образом, с возможностью вращения относительно оси 2 коромысла и с возможностью поворота относительно оси коромысла независимо друг от друга, по меньшей мере тогда, когда коромысло 10 и роликовый рычаг 20 не заблокированы друг с другом с помощью переключаемого гидравлического блокировочного устройства.

Кроме того, коромысло 10 и роликовый рычаг 20 напряжены друг с другом посредством двух закрепленных с обеих сторон возвратных пружин 6, так что роликовый рычаг 20 постоянно прижимается к коромыслу 10, в то время как кулачковый вал находится в положении основной окружности. При этом под фазой основной окружности, соответственно, фазой основной окружности кулачка следует понимать, в частности, угловую область кулачкового узла, в которой кулачковые контуры всех отдельных кулачков кулачкового узла принимают один общий уровень основной окружности.

Эти возвратные пружины 6 давят на место 17 прилегания коромысла 10 (см. фиг.3) а также в место 27 прилегания роликового рычага 20 (см. фиг.1 или 2). Благодаря взаимному притягиванию возможен предварительный монтаж всей переключаемой системы 10, 20 коромысел.

Регулируемый клапанный механизм 1 включает в себя также переключаемое гидравлическое блокировочное устройство, соответственно, гидравлический переключательный элемент 30, с помощью которого при подключении коромысло 10 и роликовый рычаг 20 жестко блокируются друг с другом и оба следуют движению вторых кулачков 4, 5.

В коромысле 10 находится для этого переключаемое гидравлическое блокировочное устройство 30, конструкция которого поясняется подробнее с помощью фиг.4 и 5.

Переключаемое гидравлическое блокировочное устройство 30 включает в себя направляющий палец 34, на который насажена пружина 33 пальца. Направляющий палец 34 и пружина 33 пальца находятся в проточке 37 направляющей скольжения, которая выбрана в плече 11 рычага коромысла 10, обращенном к кулачковому валу. В проточке 37 направляющей скольжения направляющий палец 34 привернут к переключающему пальцу 31. Пружина 34 пальца устанавливается на упор 32 пружины. Переключающий палец 31 имеет, кроме того, упор 36 нулевой точки. В основном состоянии (отсутствие подачи давления) переключающий палец 31 прижимается пружиной 33 пальца к упору 36 нулевой точки. За переключающим пальцем 31 находится напорная камера 35, которая наполняется маслом для приведения в действие переключения. За счет давления масла в напорной камере 35 переключающий палец 31 с привернутым направляющим пальцем 34 вытесняется, так что пружина 33 пальца сдавливается. При этом направляющий палец 34 упирается в поверхность 38 прилегания, так что в выдвинутом состоянии двух пальцев 31, 34 имеет место определенное конечное положение.

В этом выдвинутом состоянии переключающего пальца 31 этот палец выдается из плеча 11 коромысла в направлении соседнего плеча 21 роликового рычага 10 и вставляется в соосно предусмотренное гнездо направляющей скольжения (не изображено) роликового рычага 10. Благодаря этому переключающий палец 31 в выдвинутом состоянии блокирует коромысло 10 с роликовым рычагом. В этом состоянии коромысло 10 и роликовый рычаг 20 больше не обладают возможностью независимого друг от друга поворота вокруг оси 2 коромысла, а только лишь вместе. В этом заблокированном состоянии коромысло 10 и роликовый рычаг 20 следуют кулачковому контуру вторых кулачков 4, 5, так как эти кулачки имеют больший ход.

Когда давление масла ослабевает, переключающий палец 31 вместе с направляющим пальцем силой упругости пружины 33 пальца снова прижимается к упору 36 нулевой точки, и роликовый рычаг 20 снова отсоединяется от коромысла 10.

Таким образом, коромысло 10 и роликовый рычаг 20 при не подключенном гидравлическом блокировочном устройстве 30 установлены с возможностью вращения вокруг оси 2 коромысла независимо друг от друга, так что вторые кулачки 4, 5 не действуют, т.е. вторые кулачки 4, 5, правда, приводят в действие роликовый рычаг 20, но он, однако, только выполняет качающееся движения без влияния на клапан. В отличие от этого, при подключенном гидравлическом блокировочном устройстве коромысло и роликовый рычаг соединены друг с другом без возможности вращения, так что оба обладают возможностью только совместного поворота вокруг оси 2 коромысла.

Таким образом, путем попеременной подачи гидравлического давления в напорную камеру 35 в желаемый момент времени, напр., в зависимости от рабочих параметров, может осуществляться переключение с первого кулачкового контура среднего кулачка 3 на альтернативный кулачковый контур вторых кулачков 4, 5 и наоборот, чтобы заставлять работать газораспределительные клапаны двигателя внутреннего сгорания регулируемым образом с различными моментами времени открытия и закрытия и/или с различными ходами открытия клапанов.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на определенные примеры осуществления, для специалиста очевидно, что могут выполняться разные изменения и в качестве замены использоваться эквиваленты, без выхода из области изобретения. Дополнительно могут выполняться многие модификации без выхода из соответствующей области. Следовательно, изобретение не должно быть ограничено раскрытыми примерами осуществления, а должно включать в себя все примеры осуществления, которые попадают в область прилагаемых пунктов формулы изобретения. В частности, изобретение претендует также на охрану предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, на которые делалась ссылка.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Клапанный механизм

2 Ось коромысла

3 Первый кулачок, напр., средний кулачок

4, 5 Второй кулачок

6 Возвратная пружина

7 Кулачковый вал

10 Коромысло

11 Плечо рычага, обращенное к кулачковому валу

12 Плечо рычага, обращенное к клапану

13, 23 Нажимной ролик

14, 24 Гнездо под шарнирный штифт

15 Гнездо

16 Вставной элемент, кольцевая вертикальная стенка

17, 27 Место прилегания возвратной пружины

20 Роликовый рычаг

21, 22 Плечо рычага

25 Шарнирный штифт

30 Гидравлическое блокировочное устройство

31 Переключающий палец

32 Упор пружины

33 Пружина пальца

34 Направляющий палец

35 Напорная камера

36 Упор нулевой точки

37 Проточка направляющей скольжения

38 Поверхность прилегания.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Регулируемый клапанный механизм (1) для подъемного клапана включает в себя кулачковый вал (7), имеющий по меньшей мере один первый кулачок (3) и по меньшей мере один расположенный со смещением в продольном направлении кулачкового вала (7) второй кулачок (4), (5). Клапанный механизм (1) включает в себя коромысло (10), роликовый рычаг (20) и переключаемое гидравлическое блокировочное устройство. Первый кулачок (3) и второй кулачок (4), (5) отличаются по своему кулачковому контуру. Коромысло (10) установлено с возможностью поворота вокруг оси (2) коромысла. Коромысло (10) своим обращенным к кулачковому валу плечом (11) посредством ролика (13) согласовано с указанным по меньшей мере одним первом кулачком (3), а своим обращенным к клапану плечом (12) находится в активном соединении с по меньшей мере одним подъемным клапаном. Роликовый рычаг (20), который своим обращенным к кулачковому валу плечом (21) посредством по меньшей мере одного ролика (23) согласован с указанным по меньшей мере одним вторым кулачком (4), (5), а своим другим плечом шарнирно соединен с коромыслом (10) с возможностью поворота вокруг оси (2) коромысла. С помощью переключаемого гидравлического блокировочного устройства коромысло (10) и роликовый рычаг (20) попеременно могут жестко блокироваться друг с другом, при этом коромысло и роликовый рычаг следуют движению указанного по меньшей мере одного второго кулачка (4), (5). С помощью переключаемого гидравлического блокировочного устройства коромысло (10) и роликовый рычаг (20) попеременно могут разблокироваться друг с другом, при этом оба независимо друг от друга следуют за соответственно согласованными кулачками (3),(4), (5). Роликовый рычаг (20) соединен с коромыслом (10) посредством шарнира (14), (24), (25), и/или коромысло (10) и роликовый рычаг (20) имеют по гнезду (14), (24) под шарнирный штифт, которые соосны друг другу и имеют вставленный шарнирный штифт (25). Раскрыт автомобиль, имеющий клапанный механизм. Технический результат заключается в улучшении компактности и в упрощении монтажа клапанного механизма. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Регулируемый клапанный механизм (1) для подъемного клапана, включающий в себя

(a) кулачковый вал (7), имеющий по меньшей мере один первый кулачок (3) и по меньшей мере один расположенный со смещением в продольном направлении кулачкового вала (7) второй кулачок (4, 5), при этом указанный по меньшей мере один первый кулачок (3) и указанный по меньшей мере один второй кулачок (4, 5) выполнены отличающимися по своему кулачковому контуру;

(b) коромысло (10), установленное с возможностью поворота вокруг оси (2) коромысла, которое своим обращенным к кулачковому валу плечом (11) посредством ролика (13) согласовано с указанным по меньшей мере одним первом кулачком (3), а своим обращенным к клапану плечом (12) находится в активном соединении с по меньшей мере одним подъемным клапаном;

(c) роликовый рычаг (20), который своим обращенным к кулачковому валу плечом (21) посредством по меньшей мере одного ролика (23) согласован с указанным по меньшей мере одним вторым кулачком (4, 5), а своим другим плечом шарнирно соединен с коромыслом (10) с возможностью поворота вокруг оси (2) коромысла;

(d) переключаемое гидравлическое блокировочное устройство (30), с помощью которого коромысло (10) и роликовый рычаг (20) попеременно

(d1) могут жестко блокироваться друг с другом, при этом коромысло и роликовый рычаг следуют движению указанного по меньшей мере одного второго кулачка (4, 5), или

(d2) могут разблокироваться друг с другом, при этом оба независимо друг от друга следуют за соответственно согласованными кулачками (3, 4, 5),

отличающийся тем, что

роликовый рычаг (20) соединен с коромыслом (10) посредством шарнира (14, 24, 25); и/или

коромысло (10) и роликовый рычаг (20) имеют по гнезду (14, 24) под шарнирный штифт, которые соосны друг другу и имеют вставленный шарнирный штифт (25).

2. Регулируемый клапанный механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что

(a) с обеих сторон от первого кулачка (3) предусмотрено по одному второму кулачку (4, 5) и роликовый рычаг распространяется с обеих сторон от плеча (11) коромысла, обращенного к кулачковому валу, и считывает кулачковый контур этих двух вторых кулачков (4, 5) или

(b) с обеих сторон от второго кулачка (4, 5) предусмотрено по одному первому кулачку (3), а плечо коромысла (10), обращенное к кулачковому валу, распространяется с обеих сторон от роликового рычага (20) и считывает кулачковый контур этих двух первых кулачков (3).

3. Регулируемый клапанный механизм (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что коромысло (10) и роликовый рычаг (20) напряжены друг с другом посредством по меньшей мере одной возвратной пружины (6) таким образом, что ролики (13; 23) коромысла (10) и роликового рычага (20) соосны друг другу в положении основной окружности.

4. Регулируемый клапанный механизм (1) по п.3, отличающийся тем, что предусмотрены две такие возвратные пружины (6), которые, если смотреть в продольном направлении оси (2) коромысла, расположены по разные стороны от коромысла (10).

5. Регулируемый клапанный механизм (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что переключаемое гидравлическое блокировочное устройство (30) включает в себя гидроприводной переключающий палец (31), который при подаче предопределенного гидравлического давления может приводиться из первого положения во второе положение, причем этот переключающий палец (31) в первом положении допускает относительное движение между коромыслом (10) и роликовым рычагом (20), а во втором положении препятствует относительному движению между коромыслом (10) и роликовым рычагом (20) вокруг оси (2) коромысла.

6. Регулируемый клапанный механизм (1) по п.5, отличающийся тем, что в коромысле (10), в проточке (37) направляющей скольжения коромысла, расположены направляющий палец (34), насаженная на направляющий палец (34) пружина (33) пальца и переключающий палец (31), который привернут к направляющему пальцу (34) и на переключающий палец (31) через напорную камеру (35), наполняемую маслом для приведения в действие переключения, может подаваться предопределенное давление масла, при этом блокировочное устройство (30) выполнено так, что переключающий палец (31) в состоянии отсутствия подачи предопределенного давления пружиной (33) пальца, действующей в качестве возвратной пружины, и направляющим пальцем (34)

(a) удерживается в первом положении и что переключающий палец (31) в состоянии подачи предопределенного давления вытесняется во второе положение, в котором переключающий палец (31) выдается из коромысла (10) в направлении роликового рычага (20) и вдвигается в соосное гнездо направляющей скольжения роликового рычага (20), или

(b) удерживается во втором положении и что переключающий палец (31) в состоянии подачи предопределенного давления вытесняется в первое положение, в котором коромысло (10) вдвигается, так что оно высвобождает соосное гнездо направляющей скольжения роликового рычага (20).

7. Регулируемый клапанный механизм (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что кулачковый контур указанного по меньшей мере одного первого кулачка (3) имеет подъем кулачка, отличающийся от кулачкового контура указанного по меньшей мере одного второго кулачка (4, 5), и/или отличающееся фазовое положение.

8. Регулируемый клапанный механизм (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что коромысло (10) на своем плече (12), обращенном к клапану, имеет гнездо (15), в котором помещен гидравлический элемент для компенсации зазора клапана или винт со «слоновой ногой».

9. Регулируемый клапанный механизм (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся опорой коромысла (10), имеющей опорный кронштейн коромысла, на котором расположена ось коромысла, на которую коромысло насажено с возможностью поворота предназначенной для этого проточкой и удерживается посредством осевого фиксатора положения, причем этот осевой фиксатор положения представляет собой направляющее соединение в виде соединения вставляемого элемента с ответным элементом между опорным кронштейном и коромыслом, у которого ориентированный поперек осевого направления вставляемый элемент (16) вставляется с возможностью движения поворота в предназначенный для этого ответный элемент, опираясь в осевом направлении боковой поверхностью.

10. Автомобиль, в частности автомобиль промышленного назначения, имеющий клапанный механизм (1) по одному из предыдущих пунктов.