Система кулачков с регулируемым положением Российский патент 2022 года по МПК F01L13/00 F01L1/47 

Изобретение относится к системе кулачков с регулируемым положением для двигателя внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания с клапанным газораспределением включают один или группу управляемых впускных и выпускных клапанов на каждый цилиндр. Регулируемые клапанные механизмы газораспределения обеспечивают гибкое управление клапанами, предполагающее изменение времени открытия, закрытия и/или хода клапана. Это позволяет адаптировать работу двигателя, например, к специфической нагрузке.

Регулируемый клапанный привод может быть выполнен в виде системы кулачков с регулируемым положением. Система кулачков с регулируемым положением может включать в себя группу оснований для кулачков с группами кулачков. Основания для кулачков установлены на распределительном валу с возможностью смещения по оси, но без возможности вращения. Смещение по оси может осуществляться с помощью исполнительных элементов. Передаточное устройство, к примеру, коромысло, в зависимости от осевого положения основания создает кинематическую связь между одним из группы кулачков основания и по меньшей мере одним клапаном механизма газораспределения. Для изменения кривой хода по меньшей мере одного клапана механизма газораспределения основание для кулачков может быть смещено по оси, так что в зацепление с передаточным устройством входит другой кулачок. Пример системы кулачков с регулируемым положением раскрыт в WO 2004/083611 A1.

Из EP 0 798 451 A1 также известен клапанный привод с системой кулачков с регулируемым положением. Для перемещения кулачка с тремя расположенными рядом друг с другом профилями предусмотрен приводной элемент. В действие приводной элемент может приводиться пневматически.

Недостатком известных систем кулачков с регулируемым положением зачастую является трудоемкое управление исполнительными устройствами для перемещения оснований для кулачков или кулачков с несколькими профилями.

В DE 10 2010 025 099 A1 раскрыт регулируемый распределительный вал с по меньшей мере одним валом и по меньшей мере одним пакетом кулачков, включающим по меньшей мере два разных кулачка и/или профиля. Пакет кулачков выполнен с возможностью смещения по оси на валу. Внутри вала предусмотрен регулирующий элемент, выполненный с возможностью по меньшей мере осевого смещения относительно продольной оси вала. Регулирующий элемент механически соединен с пакетом кулачков через контактный элемент. Например, с регулирующим элементом могут быть механически соединены по меньшей мере два пакета кулачков.

В основе данного изобретения лежит задача предусмотреть альтернативную или улучшенную систему кулачков с регулируемым положением, не имеющую недостатков известных согласно современному уровню развития технологий систем, в частности, упрощенное управление такой системы.

Поставленная задача решается созданием системы кулачков с регулируемым положением по независимому пункту формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.

Система кулачков с регулируемым положением предназначена для двигателя внутреннего сгорания. Система кулачков с регулируемым положением включает распределительный вал и группу оснований для кулачков, каждое из которых имеет по меньшей мере два кулачка. Группы оснований для кулачков установлены на распределительном валу без возможности вращения и с возможностью смещения по оси. Система кулачков с регулируемым положением включает группу управляемых рабочей средой исполнительных устройств, каждое из которых установлено для смещения одного основания для кулачков из группы оснований по оси. Система кулачков с регулируемым положением включает устройство подачи рабочей среды связанное текучей средой вверх по потоку к группе исполнительных устройств для приведения в действие группы исполнительных устройств. По меньшей мере два исполнительных устройства из группы исполнительных устройств связаны текучей средой для одновременного приведения в действие.

Связь текучей средой между по меньшей мере двумя исполнительными устройствами позволяет одновременно приводить в действие два исполнительных устройства путем подачи рабочей среды. Это позволяет значительно уменьшить трудоемкость управления, так как не нужно приводить в действие каждое исполнительное устройство отдельно в определенный момент. Вместо этого приводится в действие, например, только один клапан, связанный текучей средой вверх по потоку относительно исполнительных устройств, в результате чего приводятся в действие исполнительные устройства.

В частности, по меньшей мере два кулачка оснований могут быть разными.

Предпочтительно предусмотреть дополнительно группу передаточных устройств, например, качающихся рычагов или коромысел, которые в зависимости от осевого положения соответствующего основания обеспечивают кинематическую связь первого или второго кулачков соответствующего основания с по меньшей мере одним клапаном механизма газораспределения. Клапанами механизма газораспределения могут быть, например, впускные или выпускные клапаны. Передаточные устройства могут, в частности, включать копир, например, поворотный ролик, для воспроизведения профиля кулачка.

Предпочтительно, чтобы исполнительные устройства были выполнены одинаково.

Например, подвижные элементы исполнительных устройств могут входить в зацепление с рабочими участками оснований для кулачков для смещения оснований по оси.

К примеру, исполнительные устройства могут включать подвижные элементы, выполненные с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно продольной оси распределительного вала или в осевом направлении относительно продольной оси распределительного вала для смещения по оси соответствующего основания для кулачков.

В одном из примеров осуществления изобретения по меньшей мере два исполнительных устройства связанные текучей средой с помощью группового распределительного клапана устройства подачи рабочей среды. В частности, рабочая среда может одновременно подаваться к по меньшей мере к двум связанным текучей средой исполнительным устройствам путем открытия группового распределительного клапана. Например, групповой распределительный клапан может быть связан текучей средой и предусмотрен вниз по потоку от компрессора или насоса и вверх по потоку от по меньшей мере двух исполнительных устройств.

Также возможно дополнительно предусмотреть между групповым распределительным клапаном и исполнительными элементами исполнительных устройств связанные текучей средой клапаны для соответствующих исполнительных элементов. Это, в свою очередь, позволит при необходимости реализовать управление системой кулачков с регулируемым положением по отдельным исполнительным элементам.

В предпочтительном примере осуществления изобретения предусмотрено несколько групп исполнительных устройств, каждая из которых включает в себя по меньшей мере два связанных текучей средой исполнительных устройства из группы исполнительных устройств. Объединение исполнительных устройств в группы позволяет управлять группами исполнительных устройств, что избавляет от необходимости управлять каждым исполнительным устройством отдельно.

В дополнительном варианте осуществления изобретения каждая из групп исполнительных устройств из нескольких исполнительных устройств содержит вниз по потоку от соответствующего группового распределительного клапана устройства подачи рабочей среды, выполненных с возможностью одновременной подачи рабочей среды к по меньшей мере двум связанным текучей средой исполнительным устройствам соответствующей группы исполнительных устройств посредствам соответствующего группового распределительного клапана.

Например, может содержаться первый исполнительный элемент первого исполнительного устройства и первый исполнительный элемент второго исполнительного устройства и необязательно – первый исполнительный элемент третьего исполнительного устройства в первой группе исполнительных устройств. Дополнительно может содержаться второй исполнительный элемент первого исполнительного устройства и второй исполнительный элемент второго исполнительного устройства и необязательно – второй исполнительный элемент третьего исполнительного устройства во второй группе исполнительных устройств. Далее может быть предусмотрен первый исполнительный элемент четвертого исполнительного устройства, первый исполнительный элемент пятого исполнительного устройства и необязательно – первый исполнительный элемент шестого исполнительного устройства в третьей группе исполнительных устройств. Кроме того, может содержаться второй исполнительный элемент четвертого исполнительного устройства, второй исполнительный элемент пятого исполнительного устройства и необязательно – второй исполнительный элемент шестого исполнительного устройства в четвертой группе исполнительных устройств.

Предпочтительно, чтобы могли быть предусмотрены первый групповой распределительный клапан, связанный текучей средой вверх по потоку относительно первой группы исполнительных устройств, второй групповой распределительный клапан, связанный текучей средой вверх по потоку относительно второго исполнительного устройства, третий групповой распределительный клапан, связанный текучей средой вверх по потоку относительно третьей группы исполнительных устройств и/или четвертый групповой распределительный клапан, связанный текучей средой вверх по потоку относительно четвертой группы исполнительных устройств.

В другом примере осуществления изобретения групповые распределительные клапаны расположены параллельно друг другу.

В наиболее предпочтительном примере осуществления изобретения первый исполнительный элемент первого исполнительного устройства связанный текучей средой с первым исполнительным элементом второго исполнительного устройства. В качестве альтернативы или дополнительно второй исполнительный элемент первого исполнительного устройства связанный текучей средой со вторым исполнительным элементом второго исполнительного устройства. Связи позволяют одновременно приводить в действие первые и вторые исполнительные элементы.

В одном из вариантов осуществления изобретения каждое из группы исполнительных устройств включает первый исполнительный элемент, выполненный с возможностью перемещения соответствующего основания для кулачков в первом направлении и второй исполнительный элемент, выполненный с возможностью перемещения соответствующего основания для кулачков во втором направлении, противоположном первому. Первое и второе направления могут, в частности, продолжаться параллельно продольной оси распределительного вала.

В частности, соответствующие первые исполнительные элементы могут быть по меньшей мере частично связаны между собой текучей средой и/или соответствующие первые исполнительные элементы могут быть по меньшей мере частично связаны между собой текучей средой.

В другом варианте осуществления изобретения группа исполнительных устройств приводится в действие гидравлически или пневматически. Исполнительные устройства могут быть, например, подключены к уже имеющейся гидравлической или пневматической системе транспортного средства.

В одном из примеров осуществления изобретения система кулачков с регулируемым положением дополнительно включает в себя датчик положения, выполненные с возможностью определения положения поворота распределительного вала, датчик двигателя внутреннего сгорания, выполненный с возможностью регистрации рабочих параметров двигателя внутреннего сгорания и/или пользовательский интерфейс для ввода данных пользователем. Система кулачков с регулируемым положением дополнительно включает блок управления, предназначенный для управления устройством подачи рабочей среды к группам исполнительных устройств на основании полученных данных о положении поворота, рабочих параметрах и/или введенных пользователем значений. Использование положения поворота распределительного вала обеспечивает приведение в действие исполнительных устройств так, что, например, подвижные элементы исполнительных устройств полностью входят в зацепление до смещения соответствующего основания для кулачков. Перемещение основания для кулачков может быть инициировано, например, по полученным рабочим параметрам, к примеру, по нагрузке на двигатель внутреннего сгорания или по введенным пользователем данным.

Термин «блок управления» относится к электронным устройствам, которые в зависимости от конструкции могут выполнять функции управления и/или регулирования.

В другом примере осуществления изобретения блок управления выполнен с возможностью избирательного приведения в действие групповых распределительных клапанов на основании полученных данных о положении поворота, рабочих параметрах и/или введенных пользователем значений.

В одном из вариантов осуществления изобретения исполнительные элементы группы исполнительных устройств включают в каждом случае камеру для управляющей среды и задвигаемый и выдвигаемый элемент, в частности, штифт, кинематически связанный с камерой для управляющей среды. В результате подачи рабочей среды в камеру для управляющей среды задвигаемый и выдвигаемый элемент выдвигается для перемещения соответствующего основания для кулачков. Тем самым, может быть реализован конструктивно простой исполнительный элемент, управляемый рабочей средой.

В дополнительном варианте осуществления изобретения рабочей средой является сжимаемый газ, в частности, воздух и заполненная сжимаемым газом камера действует при задвигании задвигаемого и выдвигаемого элемента как пневматическая пружина. Это может предотвратить удары и, тем самым, преждевременный износ исполнительного элемента. Эффект пневматической пружины создается за счет сжатия и выпуска сжимаемого газа.

В другом варианте осуществления изобретения задвигаемый и выдвигаемый элемент входит в зацепление с рабочим участком основания для кулачков для смещения основания для кулачков. Управляющая среда подается в камеру (в частности, в результате соответствующего открытия соответствующего группового распределительного клапана) так, что задвигаемый и выдвигаемый элемент соприкасается с поверхностью наружного диаметра основания для кулачков, прежде чем задвигаемый и выдвигаемый элемент входит в зацепление с рабочим участком. Иными словами, управляемые рабочей средой исполнительные устройства позволяют подвижным элементам проходить по рабочим участкам без кулачков, прежде чем подвижные элементы в итоге войдут в зацепление с рабочими участками. Это значительно снижает трудоемкость управления исполнительным устройством, так как увеличивается временной промежуток для приведения в действие исполнительных устройств.

В одном из вариантов осуществления изобретения на задвигаемый и выдвигаемый элемент в задвинутом состоянии воздействует предварительное усилие упругого элемента. Это позволяет возвращать задвигаемый и выдвигаемый элемент в исходное положение.

В другом варианте осуществления изобретения камера для управляющей среды в задвинутом состоянии задвигаемого и выдвигаемого элемента выполнена в форме кольцевой камеры. Это позволяет обеспечивать малую зону контакта между донной поверхностью камеры для управляющей среды и задвигаемым и выдвигаемым элементом. В частности, управляющая среда может напрямую воздействовать на задвигаемый и выдвигаемый элемент и/или между донной поверхностью и задвигаемым и выдвигаемым элементом присутствует малая сила адгезии.

Например, задвигаемый и выдвигаемый элемент может включать в себя цапфу, продолжающуюся в направлении к донной поверхности камеры для управляющей среды. В качестве альтернативы или дополнительно донная поверхность камеры для управляющей среды может дополнительно включать цапфу, продолжающуюся в направлении к задвигаемому и выдвигаемому элементу.

В другом варианте осуществления изобретения камера для управляющей среды герметизируется относительно окружающего пространства исполнительного устройства уплотнением, в частности, кольцом круглого сечения. Это позволяет предотвратить проникновение масляного тумана в камеру для управляющей среды.

Изобретение также относится к транспортному средству, в частности, к транспортному средству хозяйственного назначения (например, микроавтобусу или грузовому автомобилю) с системой кулачков с регулируемым положением согласно приведенному здесь описанию. Предпочтительно, чтобы устройство подачи рабочей среды включало емкость для сжатого воздуха транспортного средства и/или чтобы устройство подачи рабочей среды было интегрировано в пневматическую систему транспортного средства.

Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:

Фиг. 1 Вид в перспективе примерного регулируемого клапанного привода;

Фиг. 2 Вид распределительного вала в продольном разрезе;

Фиг. 3 Схематический вид в разрезе примерного исполнительного элемента;

Фиг. 4 Другой схематический вид в разрезе примерного исполнительного элемента;

Фиг. 5 Другой схематический вид в разрезе примерного исполнительного элемента; и

Фиг. 6 Схематическое изображение системы кулачков с регулируемым положением.

Изображенные на фигурах варианты осуществления изобретения совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления либо, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений.

На фиг. 1 показан регулируемый клапанный привод 10. Регулируемый клапанный привод 10 может являться частью транспортного средства, в частности, транспортного средства хозяйственного назначения, с двигателем внутреннего сгорания. Транспортным средством хозяйственного назначения может быть, к примеру, грузовой автомобиль или микроавтобус.

Регулируемый клапанный привод 10 включает в себя один распределительный вал 12 и одно основание 14 для кулачков. Дополнительно регулируемый клапанный привод 10 включает в себя передаточное устройство 16, а также первый и второй клапаны 20 и 22 механизма газораспределения. Кроме того, регулируемый клапанный привод 10 включает в себя первый исполнительный элемент 24 и второй исполнительный элемент 26. Первый исполнительный элемент 24 и второй исполнительный элемент 26 образуют исполнительное устройство 27. В других вариантах осуществления изобретения исполнительное устройство может включать в себя, например, только один исполнительный элемент или группу исполнительных элементов, предусмотренных в одном общем корпусе.

Основание 14 для кулачков, распределительный вал 12, а также исполнительное устройство 27 образуют систему 11 кулачков с регулируемым положением. Система 11 кулачков с регулируемым положением включает в себя группу оснований 14 для кулачков и исполнительных устройств для группы цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Далее представлен пример конструкции системы кулачков с регулируемым положением для одного основания 14 для кулачков и одного исполнительного устройства 27 для одного цилиндра двигателя внутреннего сгорания, как показано на фиг. 1 и 2.

Распределительный вал 12 может представлять собой впускной распределительный вал, выпускной распределительный вал или распределительный вал смешанного типа, который приводит в действие как впускные, так и выпускные клапаны. Распределительный вал 12 может быть частью системы газораспределения с двумя распределительными валами (не изображено детально), которая дополнительно включает в себя другой распределительный вал (не изображен). Распределительный вал 12 является верхним распределительным валом. В других формах исполнения распределительный вал 12 также может быть нижним распределительным валом.

На распределительном валу 12 без возможности вращения расположено основание 14 для кулачков. Основание 14 для кулачков дополнительно имеет возможность осевого смещения вдоль продольной оси распределительного вала 12. Основание 14 для кулачков может смещаться по оси между первым упором 28 и вторым упором 30.

Основание 14 для кулачков имеет два кулачка 32 и 34, которые расположены со смещением друг относительно друга в продольном направлении на основании 14 и на распределительном валу 12. Первый кулачок 32 и второй кулачок 34 располагаются в средней части основания 14 для кулачков. Первый кулачок 32 и второй кулачок 34 примыкают друг к другу. Первый кулачок 32 и второй кулачок 34 выполнены по-разному, так что они могут формировать разные кривые хода клапанов 20, 22 механизма газораспределения. Первый кулачок 32 может быть, к примеру, тормозным кулачком для выпускного клапана, а второй кулачок 34 может быть обычным кулачком. В других вариантах осуществления изобретения основания для кулачков могут включать в себя другое количество кулачков, могут иметь другое расположение кулачков и/или кулачки могут иметь другие профили.

К тому же, основание 14 для кулачков включает первый участок 38 без кулачков и второй участок 40 без кулачков. Первый участок 38 без кулачков и второй участок 40 без кулачков расположены на противоположных концах основания 14 для кулачков. На первом участке 38 без кулачков в форме спирали вокруг продольной оси основания 14 для кулачков проходит первый рабочий участок (кулиса переключения) 42. На втором участке 40 без кулачков в форме спирали вокруг продольной оси основания 14 для кулачков проходит второй рабочий участок (кулиса переключения) 44.

Для перемещения основания 14 для кулачков между упорами 28 и 30 исполнительные элементы 24 и 26 с выдвижными элементами (на фиг. 1 и 2 подробно не изображены) могут избирательно входить в зацепление с рабочими участками 42, 44. Исполнительные элементы 24, 26 могут быть одинаковыми. В частности, первый исполнительный элемент 24 может избирательно входить в зацепление с первым рабочим участком 42 для смещения основания 14 для кулачков из первого осевого положения во второе осевое положение. В первом осевом положении основание 14 для кулачков прилегает ко второму упору 30. Во втором осевом положении основание 14 для кулачков прилегает к первому упору 28. На фиг. 1 основание 14 для кулачков изображено в первом осевом положении. Второй исполнительный элемент 26, в свою очередь, может избирательно входить в зацепление со вторым рабочим участком 44. При этом основание 14 для кулачков перемещается из второго осевого положения в первое осевое положение.

Процесс смещения инициируется за счет неподвижного крепления выдвинутой части соответствующего исполнительного элемента 24, 26 относительно осевого направления распределительного вала 12. В результате подвижное основание 14 для кулачков перемещается вдоль распределительного вала 12 благодаря спиральной форме рабочих участков 42, 44, когда выдвинутая часть входит в зацепление с соответствующим рабочим участком 42, 44. В конце процесса смещения подвижная часть соответствующего исполнительного элемента 24, 26 направляется в противоположную от соответствующего рабочего участка 42, 44 сторону выхода и, тем самым, задвигается. Подвижная часть соответствующего исполнительного элемента 24, 26 выходит из зацепления с соответствующим рабочим участком 42, 44.

Передаточное устройство 16 устанавливает кинематическую связь между основанием 14 для кулачков и клапанами 20, 22 механизма газораспределения. Клапаны 20, 22 механизма газораспределения приводятся в действие (открываются), когда первый кулачок 32 или второй кулачок 34 нажимают на передаточное устройство 16 и двигает его вниз.

Если основание 14 для кулачков находится в первом осевом положении, то передаточное устройство 16 устанавливает кинематическую связь между первым кулачком 32 и клапанами 20, 22 механизма газораспределения. Иными словами, передаточное устройство 16 в первом осевом положении основания 14 для кулачков не находится в кинематической связи между вторым кулачком 34 и клапанами 20, 22 механизма газораспределения. Клапаны 20, 22 механизма газораспределения приводятся в действие контуром первого кулачка 32. Во втором осевом положении основания 14 для кулачков передаточное устройство 16 находится в кинематической связи между вторым кулачком 34 и клапанами 20, 22 механизма газораспределения, которые приводятся в действие контуром второго кулачка 34.

В показанной форме исполнения передаточное устройство 16 имеет вид качающегося рычага. В других формах исполнения передаточное устройство 16 может иметь вид коромысла или толкателя. В некоторых формах исполнения передаточное устройство 16 может иметь разные формы рабочего органа толкателя, например, форму вращающегося ролика.

На фиг. 2 изображен стопор 46. Стопор 46 включает упругий элемент 48 и фиксирующий элемент 50. Упругий элемент 48 находится в глухом отверстии в распределительном валу 12. Упругий элемент 48 прижимает фиксирующий элемент 50 к основанию 14 для кулачков. По внутренней поверхности окружности основания 14 для кулачков расположены первое и второе углубления 52 и 54. Для фиксации основания 14 для кулачков фиксирующий элемент 50 вдавливается, например, в первое углубление 52, когда основание 14 для кулачков находится в первом осевом положении. Во втором осевом положении основания 14 для кулачков фиксирующий элемент 50 вдавливается во второе углубление 54.

На фиг. 3–5 пример исполнительного элемента 24 изображен более подробно. На фиг. 3 показан исполнительный элемент 24 в исходном положении (в задвинутом состоянии). На фиг. 4 показан исполнительный элемент 24 при выполнении рабочего хода (в выдвинутом состоянии). На фиг. 5 показан исполнительный элемент 24 при возврате в исходное положение (при задвигании).

Исполнительный элемент 24 приводится в действие рабочей средой. В частности, исполнительный элемент 24 представляет собой элемент с пневматическим или гидравлическим приводом. Предпочтительно, чтобы исполнительный элемент 24 приводился в действие пневматически, так как это может быть выгодным в плане нечувствительности к температуре и достижимой скорости.

Исполнительный элемент 24 включает в себя подвижный штифт (поршень) 56, упругий элемент 58, камеру 60 для управляющей среды и канал 62 для подачи управляющей среды.

Через канал 62 управляющая среда, например, воздух или рабочая жидкость, может подаваться в камеру 60 для управляющей среды. Подача управляющей среды в камеру 60 приводит к выдвиганию штифта 56 из камеры 60. Выдвинутый штифт 56 может входить в зацепление с рабочим участком 42 для смещения основания 14 для кулачков по оси.

Штифт 56 и камера 60 для управляющей среды могут быть выполнены так, что камера 60 со штифтом в задвинутом состоянии образует кольцевую камеру. Например, штифт 56 может включать в себя цапфу, как показано на фиг. 3–5. Кольцевая форма камеры создает условия, в которых управляющая среда воздействует на штифт 56 уже в начале процесса приведения в действие. Тем самым, за счет подачи управляющей среды в камеру 60 смещение штифта 56 может начинаться напрямую. Из-за небольшого размера зоны контакта между штифтом 56 и донной поверхностью камеры 60 для начала перемещения штифта 56 приходится преодолевать лишь небольшие силы адгезии.

Приведение в действие исполнительного элемента 24 за счет воздействия рабочей среды позволяет штифту 56 проходить через участок 38 без кулачков (см. фиг. 1) до зацепления с рабочим участком 42 (см. фиг. 1). При этом поверхность наружного диаметра участка 38 без кулачков соприкасается со штифтом 56 и препятствует дальнейшему выдвиганию штифта 56. Как только начинается рабочий участок 42, штифт 56 может входить с этим участком 42 в зацепление. Благодаря этому может быть значительно снижена трудоемкость управления исполнительным элементом 24 по сравнению с системами, требующими точного по времени выдвигания и вхождения в зацепление штифта исполнительного элемента. Это может быть характерно, например, для исполнительных элементов с электромагнитным приводом.

В конце процесса перемещения основания 14 наклонная часть рабочего участка 42 надавливает на штифт 56 в направлении камеры 60 для управляющей среды. Поскольку в качестве управляющей среды используется сжимаемая среда, при задвигании штифта 56 происходит ее сжатие и вытеснение. Тем самым, находящаяся внутри камеры 60 рабочая среда в процессе задвигания штифта 56 действует как пневматическая пружина. Упругий элемент 58 приводит к полному возврату штифта 56 в исходное положение (в задвинутое состояние).

Для предотвращения проникновения, например, масляного тумана в камеру 60 может быть предусмотрено уплотнение 64, например, уплотнительное кольцо. Дополнительно камера 60 для управляющей среды может включать в себя вентиляционный канал (не изображен).

Далее на примере фиг. 6 описывается, как применение управляемых рабочей средой исполнительных устройств может упростить управление системой 11 кулачков с регулируемым положением. В частности, группы исполнительных устройств могут быть приведены в действие одновременно, что позволит отказаться от трудоемкого электроселективного управления. Это может значительно снизить трудоемкость управления.

Система 11 кулачков с регулируемым положением включает в себя первое исполнительное устройство 27, второе исполнительное устройство 127, третье исполнительное устройство 227, четвертое исполнительное устройство 327, пятое исполнительное устройство 427 и шестое исполнительное устройство 527. Исполнительные устройства со второго по шестое 127, 227, 327, 427, 527 могут быть выполнены как исполнительное устройство 27. В частности, каждое из исполнительных устройств со второго по шестое 127, 227, 327, 427, 527 могут включать в себя по два исполнительных элемента 124, 126; 224, 226; 324; 326; 424, 426 и 524, 526 для перемещения соответствующего основания для кулачков (не изображено). Исполнительные элементы 26, 124, 126, 224, 226, 324, 326, 424, 426, 524 и 526 могут быть выполнены так, как описанный исполнительный элемент 24, изображенный на фиг. 3–5.

Вверх по потоку относительно управляемых рабочей средой исполнительных устройств 27, 127, 227, 327, 427, 527 предусмотрено устройство 66 подачи рабочей среды, связанное с ними текучей средой. Устройство 66 подачи рабочей среды выполнено, например, в виде пневматического устройства. Устройство 66 подачи рабочей среды включает в себя компрессор 68, напорный резервуар 70 и четыре групповых распределительных клапана 72, 74, 76 и 78.

Компрессор 68 подает рабочую среду в напорный резервуар 70, где она накапливается. Например, компрессор 68 может подавать в напорный резервуар 70 воздух. Напорным резервуаром 70 может быть емкость для сжатого воздуха транспортного средства хозяйственного назначения, снабжающая, например, другие пневматические устройства транспортного средства сжатым воздухом. Уровень давления может быть, например, в диапазоне 8–12 бар.

Компрессором 68 и четырьмя групповыми распределительными клапанами 72, 74, 76 и 78 управляет блок 80 управления. Блок 80 управления соединен с датчиком 82 положения, датчиком 84 двигателя внутреннего сгорания и пользовательским интерфейсом 86. Датчик 82 положения регистрирует положение распределительного вала 12 (см. фиг. 1). Датчик 84 двигателя внутреннего сгорания регистрирует по меньшей мере один рабочий параметр двигателя внутреннего сгорания, например, параметр, отражающий нагрузку на двигатель. Пользовательский интерфейс 86 позволяет пользователю вводить данные в блок 80 управления. Блок 80 управляет работой компрессора 68 и групповыми распределительными клапанами 72, 74, 46 и 78 на основании сигналов, полученных от датчика 82 положения, датчика 84 двигателя внутреннего сгорания и пользовательского интерфейса 86.

Групповые распределительные клапаны 72, 74, 76 и 78 предусмотрены вниз по потоку относительно компрессора 68 и напорного резервуара 70. Первый групповой распределительный клапан 72 предусмотрен вверх по потоку относительно исполнительных элементов 24, 124, 224 и связанный с ними текучей средой. Второй групповой распределительный клапан 74 предусмотрен вверх по потоку относительно исполнительных элементов 26, 126, 226 и связанный с ними текучей средой. Третий групповой распределительный клапан 76 предусмотрен вверх по потоку относительно исполнительных элементов 324, 424, 524 и связанный с ними текучей средой. Четвертый групповой распределительный клапан 78 предусмотрен вверх по потоку относительно исполнительных элементов 326, 426, 526 и связанный с ними текучей средой. Тем самым, групповые распределительные клапаны 72, 74, 76 и 78 частично связывают исполнительные устройства 27, 127, 227, 327, 427 и 527. Таким образом, например, для приведения в действие исполнительных элементов 24, 124, 224 блок 80 управления должен открыть только первый групповой распределительный клапан 72

В данном варианте осуществления изобретения исполнительные элементы 24, 26, 124, 126, 224, 226, 324, 326, 424 и 426 разделены групповыми распределительными клапанами 72, 74, 76 и 78 на четыре группы для их совместного приведения в действие. В пределах одной группы исполнительные элементы связаны текучей средой. В других вариантах осуществления изобретения может быть предусмотрено больше или меньше групп с, соответственно, большим или меньшим количеством исполнительных элементов для снижения трудоемкости управления системой кулачков с регулируемым положением.

Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы. В частности, признаки из зависимых пунктов формулы изобретения изначально описываются также независимо от признаков, касающихся наличия и конфигурации устройства подачи рабочей среды и связи текучей средой по меньшей мере двух исполнительных устройств по независимому пункту 1 формулы изобретения.

Список номеров позиций

10 - Регулируемый клапанный привод

11 - Система кулачков с регулируемым положением

12 - Распределительный вал

14 - Основание для кулачков

16 - Передаточное устройство (качающийся рычаг)

20 - Первый клапан механизма газораспределения

22 - Второй клапан механизма газораспределения

24 - Первый исполнительный элемент

26 - Второй исполнительный элемент

27 - Первое исполнительное устройство

28 - Первый упор

30 - Второй упор

32 - Первый кулачок

34 - Второй кулачок

38 - Первый участок без кулачков

40 - Второй участок без кулачков

42 - Первый рабочий участок

44 - Второй рабочий участок

46 - Стопор

48 - Упругий элемент

50 - Фиксирующий элемент

52 - Первое углубление

54 - Второе углубление

56 - Штифт (задвигаемый и выдвигаемый элемент)

58 - Упругий элемент

60 - Камера для управляющей среды

62 - Канал для подачи управляющей среды

64 - Уплотнение

66 - Устройство подачи рабочей среды

68 - Компрессор

70 - Напорный резервуар (емкость для сжатого воздуха)

72 - Первый групповой распределительный клапан

74 - Второй групповой распределительный клапан

76 - Третий групповой распределительный клапан

78 - Четвертый групповой распределительный клапан

80 - Блок управления

82 - Датчик положения

84 - Датчик двигателя внутреннего сгорания

86 - Пользовательский интерфейс

124 - Первый исполнительный элемент

126 - Второй исполнительный элемент

127 - Второе исполнительное устройство

224 - Первый исполнительный элемент

226 - Второй исполнительный элемент

227 - Третье исполнительное устройство

324 - Первый исполнительный элемент

326 - Второй исполнительный элемент

327 - Четвертое исполнительное устройство

424 - Первый исполнительный элемент

426 - Второй исполнительный элемент

427 - Пятое исполнительное устройство

524 - Первый исполнительный элемент

526 - Второй исполнительный элемент

527 - Шестое исполнительное устройство

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложена система (11) кулачков с регулируемым положением для двигателя внутреннего сгорания. Система (11) кулачков с регулируемым положением включает в себя распределительный вал (12) и группу оснований (14) для кулачков с по меньшей мере двумя кулачками (32, 34) каждое, причем группы оснований (14) установлены на распределительном валу (12) без возможности вращения, но с возможностью смещения по оси. Система (11) кулачков с регулируемым положением включает группу управляемых рабочей средой исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527), каждое из которых предназначено для смещения по оси одного основания (14) для кулачков из группы оснований (14). Система (11) кулачков с регулируемым положением включает устройство (66) подачи рабочей среды, связанное текучей средой вверх по потоку с группами исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) для приведения в действие группы исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527). По меньшей мере два исполнительных устройства из группы исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) связаны между собой текучей средой для одновременного приведения в действие. Технический результат - возможность одновременно приводить в действие два исполнительных устройства путем подачи рабочей среды, уменьшение трудоемкости управления регулируемым клапанным приводом. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система (11) кулачков с регулируемым положением для двигателя внутреннего сгорания, включающая

распределительный вал (12);

группу оснований (14) для кулачков с по меньшей мере двумя кулачками (32, 34) каждое, причем группа оснований (14) установлена на распределительном валу (12) без возможности вращения, но с возможностью смещения по оси;

группу исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527), управляемых рабочей средой, каждое из которых установлено для смещения одного основания (14) по оси для кулачков из группы оснований (14); и

устройство (66) подачи рабочей среды, связанное текучей средой вверх по потоку с группам исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) для приведения в действие группы исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527), причем:

по меньшей мере два исполнительных устройства из группы исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) связаны между собой текучей средой для одновременного приведения в действие.

2. Система (11) кулачков с регулируемым положением по п. 1, в которой

по меньшей мере два исполнительных устройства связаны друг с другом текучей средой с помощью одного группового распределительного клапана (72, 74, 76, 78) устройства (66) подачи рабочей среды и, в частности, посредством открытия группового распределительного клапана (72, 74, 76, 78), выполненного с возможностью подачи рабочей среды к исполнительным устройствам (27, 127), связанным текучей средой.

3. Система (11) кулачков с регулируемым положением по п. 1 или 2, которая содержит группы исполнительных устройств, каждая из которых включает по меньшей мере два исполнительных устройства, связанных текучей средой, из группы исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527).

4. Система (11) кулачков с регулируемым положением по п. 3, в которой каждая из групп исполнительных устройств расположена вниз по потоку от соответствующего группового распределительного клапана (72, 74, 76, 78) устройства (66) подачи рабочей среды с возможностью одновременной подачи рабочей среды к по меньшей мере двум исполнительным устройствам, связанным текучей средой, соответствующей группы исполнительных устройств посредством открытия соответствующего группового распределительного клапана (72, 74, 76, 78).

5. Система (11) кулачков с регулируемым положением по п. 4, в которой групповые распределительные клапаны (72, 74, 76, 78) расположены параллельно друг другу.

6. Система (11) кулачков с регулируемым положением по одному из предыдущих пунктов, в которой

первый исполнительный элемент (24) первого исполнительного устройства (27) связан с первым исполнительным элементом (124) второго исполнительного устройства (127) текучей средой и/или

второй исполнительный элемент (26) первого исполнительного устройства (27) связан со вторым исполнительным элементом (216) второго исполнительного устройства (127) текучей средой.

7. Система (11) кулачков с регулируемым положением по одному из предыдущих пунктов, в которой каждое из группы исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) содержит первый исполнительный элемент (24, 124, 224, 324, 424, 524) для смещения соответствующего основания (14) для кулачков в одном направлении и второй исполнительный элемент (26, 126, 226, 326, 426, 526) для смещения соответствующего основания (14) для кулачков в другом направлении, противоположном первому.

8. Система (11) кулачков с регулируемым положением по одному из предыдущих пунктов, в которой группа исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) приводится в действие гидравлически или пневматически.

9. Система (11) кулачков с регулируемым положением по одному из предыдущих пунктов, дополнительно включающая

датчик (82) положения, выполненный с возможностью определения положения поворота распределительного вала (12), датчик двигателя внутреннего сгорания (84), выполненный с возможностью регистрации рабочих параметров двигателя внутреннего сгорания, и/или пользовательский интерфейс (86) для ввода данных пользователем и

блок управления (80) для управления устройством (66) подачи рабочей среды к группе исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) на основании полученных данных о положении поворота, рабочих параметрах и/или введенных пользователем значений.

10. Система (11) кулачков с регулируемым положением по п. 9, в которой блок управления (80) выполнен с возможностью избирательного приведения в действие групповых распределительных клапанов (72, 74, 76, 78) на основании полученных данных о положении поворота, рабочих параметрах и/или введенных пользователем значений.

11. Система (11) кулачков с регулируемым положением по одному из предыдущих пунктов, в которой каждый исполнительный элемент группы исполнительных устройств (27, 127, 227, 327, 427, 527) содержит камеру (60) для управляющей среды и задвигаемый и выдвигаемый элемент (56), в частности штифт, кинематически связанный с камерой (60) для управляющей среды, причем задвигаемый и выдвигаемый элемент (56) выдвигается под действием подаваемой в камеру (60) среды для перемещения соответствующего основания (14) для кулачков.

12. Система (11) кулачков с регулируемым положением по п. 11, в которой рабочей средой является сжимаемый газ, в частности воздух, и в которой заполненная сжимаемым газом камера (60) действует при задвигании задвигаемого и выдвигаемого элемента (56) как пневматическая пружина.

13. Система (11) кулачков с регулируемым положением по п. 11 или 12, в которой для смещения основания (14) для кулачков задвигаемый и выдвигаемый элемент (56) входит в зацепление с рабочим участком (42, 44) основания (14) для кулачков; и

управляющая среда подается в камеру (60) так, что задвигаемый и выдвигаемый элемент (56) соприкасается с поверхностью наружного диаметра основания (14) для кулачков, прежде чем задвигаемый и выдвигаемый элемент (56) входит в зацепление с рабочим участком (42, 44).

14. Система (11) кулачков с регулируемым положением по одному из пп. 11–13, в которой

задвигаемый и выдвигаемый элемент (56) возвращается в задвинутое положение посредством предварительного напряжения упругого элемента (58); и/или

камера (60) для управляющей среды в задвинутом состоянии задвигаемого и выдвигаемого элемента (56) имеет форму кольцевой камеры; и/или

камера (60) для управляющей среды герметизируется относительно окружающего пространства исполнительного устройства (27) уплотнением (64), в частности кольцом круглого сечения.

15. Транспортное средство, в частности транспортное средство хозяйственного назначения, с системой (11) кулачков с регулируемым положением по одному из предыдущих пунктов, в котором устройство (66) подачи рабочей среды включает емкость (70) транспортного средства для сжатого воздуха.