ES2199121T3 - Calado de distribucion variable de las valvulas con un dispositivo de bloqueo para un desfasador de arbol de levas de un motor de combustion interna. - Google Patents
Calado de distribucion variable de las valvulas con un dispositivo de bloqueo para un desfasador de arbol de levas de un motor de combustion interna.Info
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Abstract
Un sistema de sincronización variable de árbol de levas, que comprende: un árbol de levas giratorio (36); una paleta (20) que tiene al menos un lóbulo (22, 24 o 26) fijado al árbol de levas para rotación con él, no siendo oscilable dicha paleta con respecto al árbol de levas; una carcasa anular (28) que rodea la paleta y que tiene al menos un receso (30, 32 ó 34), teniendo al menos un receso una extensión circunferencial mayor que la extensión circunferencial de al menos un lóbulo y recibiendo al menos un lóbulo, siendo giratoria dicha carcasa anular con dicho árbol de levas y dicha paleta y siendo oscilable con respecto a dicho árbol de levas y dicha paleta; medios accionados con presión de aceite del motor (56, 58, 68) para provocar el movimiento circunferencial relativo entre dicha carcasa y dicha paleta; y medios de bloqueo reactivos a la presión del aceite del motor para prevenir el movimiento circunferencial relativo entre dicha carcasa y dicha paleta; caracterizado porque dicha carcasa anular comprende una primera serie de dientes (76), y dichos medios de bloqueo comprenden una placa de bloqueo anular (50) que tiene una segunda serie de dientes anulares (74), donde en una primera posición de dicha placa de bloqueo (50) con respecto a dicha carcasa anulares (28), dicha segunda serie anular de dientes (74) se acopla con dicha primera serie anular de dientes (76) en un extremo de una pluralidad de posiciones circunferenciales relativas de dicha carcasa (28) y dicha paleta, acoplándose cada diente de dicha primera serie anular con un receso entre los dientes vecinos de la segunda serie anular y estando acoplado cada receso de dicha segunda serie anular por un diente de dicha primera serie anular, previniendo de este modo el movimiento circunferencial relativo entre dicha carcasa (28) y dicha paleta (20), y en una segunda posición de dicha placa de bloqueo (5) con respecto a dicha carcasa anular, dicha segunda serie anular de dientes (74) es desacoplada de dicha primera serie anular de dientes para permitir el movimiento circunferencial relativo entre dicha carcasa anular y dicha paleta (20); y porque están previstos medios elásticos (52) que desvían dicha placa de bloqueo anular hasta dicha primera posición durante periodos de presión baja del aceite del motor.
Description
Calado de distribución variable de las válvulas
con un dispositivo de bloqueo para un desfasador de árbol de levas
de un motor de combustión interna.
Esta invención se refiere a un sistema de
sincronización variable de válvulas para un motor de combustión
interna. Más particularmente, esta invención se refiere a un
sistema de sincronización variable de válvulas hidráulicas
accionado por impulsos de par del tipo precedente con capacidades
de bloqueo para bloquear los componentes del sistema en una
condición fija de funcionamiento durante los intervalos de presión
hidráulica baja, tal como durante el arranque del motor.
El documento
US-A-5.107.804 que es asignado al
cesionario de esta solicitud, describe el sistema de sincronización
de válvula o de árbol de levas hidráulico accionado con impulsos de
par de árbol de levas para un motor de combustión interna en el que
el fluido hidráulico que acciona el sistema de desviación de fase
del árbol de levas es aceite del motor. Un sistema de este tipo
tiene muchas ventajas de funcionamiento sobre otros tipos conocidos
de sistemas de sincronización de válvula o árboles de levas, por
ejemplo, en las líneas de tiempo de respuesta a cambios en las
condiciones de funcionamiento del motor. No obstante, tales
sistemas tienden a ser ruidosos, o inestables de otro modo durante
periodos de presión baja del aceite de motor, que con pueden
producirse durante el arranque el motor y pueden producirse
ocasionalmente durante otros tipos de condiciones de
funcionamiento. Durante estos periodos de tiempo, es importante ser
capaz de bloquear de otro modo los componentes relativamente
móviles del sistema en posiciones fijas unos respecto a otros, y
esto para la provisión de una solución mejorada de los
requerimientos de bloqueo del sistema de un sistema de
sincronización variable de válvulas al que se refiere la invención
y de sistemas adecuados para el control del funcionamiento de un
sistema de este tipo.
El documento
US-A-2.861.557 describe también un
sistema de sincronización variable de árbol de levas hidráulico,
aunque un sistema de este tipo es accionado únicamente por presión
de aceite del motor.
Esta referencia muestra que es deseable bloquear
los componentes variables de otro modo del sistema en posiciones
fijas unas con respecto a otras durante condiciones de
funcionamiento de baja velocidad pero muestra solamente un sistema
en el que pueda alcanzarse solamente un conjunto individual de las
posiciones fijas.
El documento EP 0924392 A2 describe un sistema de
sincronización de árbol de levas de tipo paleta en el que los
lóbulos de un miembro de paleta se colocan en compartimentos de la
rueda del componente para producir cámaras de presión, en la que la
presión hidráulica es ajustable para variar las porciones angulares
relativas entre el miembro de paleta y la rueda de compartimiento
y, por tanto, variar la sincronización entre un árbol de levas y un
árbol de cigüeñal al que son conectadas respectivas. Con el fin de
fijar el miembro de paleta y la rueda componente contra la rotación
no deseada durante los periodos de presión baja de aceite del
motor, está previsto un pistón anular que está desviado por un
muelle en acoplamiento por fricción con una cara extrema común de
la rueda del compartimiento y el miembro de paleta para bloquearlos
con fricción contra el movimiento anular relativo, estando en
movimiento dicho pistón contra la carga con muelle por la presión
dentro de dichas cámaras de presión para liberar dichas piezas para
movimiento relativo.
El documento DE 197 55 495 describe una
disposición adicional en la que está previsto un pistón de bloqueo
que tiene extensiones axiales desviadas 180º. Durante periodos de
baja presión de accionamiento, estas extensiones axiales se acoplan
en recesos configurados complementarios, que son desviados de otro
modo 180º formados en una superficie extrema de una parte de la
carcasa para bloquear dicha parte de la carcasa contra la rotación
relativa a un elemento de ajuste.
De acuerdo con la presente invención está
previsto un sistema de sincronización variable de árbol de levas
que comprende: un árbol de levas giratorio; una paleta que tiene
al menos un lóbulo fijado al árbol de levas para rotación con él,
no siendo oscilable dicha paleta con respecto al árbol de levas;
una carcasa anular que tiene la paleta y que tiene al menos un
receso, teniendo al menos un receso una extensión circunferencial
mayor que la extensión circunferencial de al menos un lóbulo y
recibiendo al menos un lóbulo, siendo giratoria dicha carcasa
anular con dicho árbol de levas y dicha paleta y siendo oscilable
con respecto a dicho árbol de levas y dicha paleta; medios
accionados por presión de aceite del motor para provocar el
movimiento circunferencial relativo entre dicha carcasa y dicha
paleta; y medios de bloqueo reactivos a la presión de aceite del
motor para prevenir el movimiento circunferencial relativo entre
dicha carcasa y dicha paleta; caracterizado porque dicha carcasa
anular comprende una primera serie anular de dientes; y dichos
medios de bloqueo comprenden una placa de bloqueo anular que tiene
una segunda serie anular de dientes, donde en una primera posición
de dicha placa de bloqueo con respecto a dicha carcasa anular,
dicha segunda serie anular de dientes se acopla con dicha primera
serie anular de dientes en una de la pluralidad de posiciones
circunferenciales relativas de dicha carcasa y dicha paleta,
acoplándose cada diente de dicha primera serie anular con un receso
entre los dientes vecinos de la segunda serie anular de dientes y
estando acoplado cada receso de dicha segunda serie anular por un
diente de dicha primera serie anular, previniendo así el movimiento
circunferencial relativo entre dicha carcasa y dicha paleta; y en
una segunda posición de dicha placa de bloqueo con respecto a dicha
carcasa anular, dicha segunda serie anular dientes está desacoplada
de dicha primera serie anular de dientes para permitir el
movimiento circunferencial relativo entre dicha carcasa anular y
dicha paleta; y porque están previstos dichos medios elásticos que
desvían dicha placa de bloqueo anular a dicha primera posición
durante periodos de baja presión de aceite del motor.
Un sistema de sincronización variable de árbol
levas de acuerdo con la presente invención, tiene la ventaja de que
la paleta y la carcasa están bloqueadas en posiciones fijas una
con respecto a otra por o una placa de bloqueo que es desviada con
muelle, contra los efectos de la presión del aceite del motor para
prevenir el movimiento entre la paleta y la carcasa, excepto cuando
la presión de aceite del motor excede un valor predeterminado, y el
bloqueo puede producirse en una u otra de una multitud de
posiciones de la paleta y la carcasa una con respecto a la otra. Se
contempla también que la invención puede adaptarse a un sistema de
sincronización variable de árbol de levas híbrido accionado tanto
sobre la presión del aceite del motor, como la presión del aceite
que resulta de los impulsos del par del árbol de levas, tal como
en el documento US-A-5.657.725 y a
un sistema activado con presión de aceite del motor, tal como éste
del documento mencionado anteriormente
US-A-2.861.557.
Un sistema VCT hidráulico activado con impulsos
del par del árbol de levas, o un sistema híbrido que se acciona
tanto sobre la presión del aceite del motor como la presión del
aceite generada por los impulsos del par del árbol de levas, puede
bloquearse en el sitio por el dispositivo de bloqueo de la presente
invención, que conduce, el mismo, a un control
conexión-desconexión de varios modos, dependiendo de
las necesidades o deseos del usuario. En primer lugar, un
solenoide puede emplearse para controlar la aplicación de la
presión de aceite del motor contra el lugar de bloqueo para
prevenir el desbloqueo de la paleta y la carcasa a menos que y
hasta que se desactive el solenoide, incluso cuando la presión de
aceite del motor exceda el valor predeterminado. Esto permitirá que
las posiciones relativas de la paleta y la carcasa cambien de una
posición bloqueada dada hasta una posición bloqueada diferente
incluso cuando la presión de aceite del motor exceda el valor
predeterminado. De manera alternativa, la presión del aceite del
motor puede aplicarse directamente contra la placa de bloqueo, sin
ningún intento por aislar de forma selectiva la placa de bloqueo de
los efectos de la presión de aceite del motor, de manera que el
sistema de sincronización del motor estará siempre operativo
durante los periodos de presión alta de aceite del motor.
El sistema de sincronización variable de
válvula/sincronización variable de árbol de levas de la presente
invención puede ser controlado también durante la operación o bien
por un sistema de circuito abierto o un sistema de circuito
cerrado, dependiendo, de nuevo, de las necesidades o deseos del
usuario. En un sistema de control de circuito abierto, existen
solamente dos posiciones de control, o bien una posición donde la
paleta se mueve a una velocidad fija para avance completo o a una
posición donde la paleta se mueve en la velocidad fija para retraso
completo, sin ningún esfuerzo para modular la velocidad del
movimiento de la paleta hasta su posición de retraso completo o de
avance completo, como puede ser el caso, o para interrumpir el
movimiento de la paleta en cualquier posición entre tales
posiciones de avance completo y retraso completo. Por otro lado, en
un sistema de control circuito cerrado, la posición de la paleta
con respecto a la carcasa es supervisada y el sistema es bloqueado
en una u otra de la multitud de posibles posiciones relativas de la
paleta y la carcasa entre las posiciones de avance completo y
retraso completo.
Por consiguiente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un sistema mejorado de sincronización
variable de válvulas o sincronización variable de árbol de levas,
hidráulico accionado con impulsos de par del tipo de paleta. Más
particularmente, un objeto de la presente invención es proporcionar
un sistema de sincronización variable de válvulas o de
sincronización variable de árbol de levas del carácter precedente
con un dispositivo mejorado para bloqueo de una posición de una
paleta con respecto a una posición de una carcasa en el que la
paleta está normalmente libre para moverse, donde las condiciones
de funcionamiento del motor hagan deseable prevenir el movimiento
relativo entre la paleta y la carcasa.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar los sistemas de control mejorados para controlar el
funcionamiento de una sincronización variable de válvulas o sistema
de sincronización variable de árbol de levas del carácter
precedente.
Con el fin de que la invención pueda entenderse
bien, se describirá a continuación una forma de realización de la
misma dada a modo de ejemplo haciendo referencia a los dibujos que
se acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista esquemática de un equipo
hidráulico del dispositivo de sincronización variable de válvulas
de acuerdo con la forma de realización preferida e ilustra una
condición donde la posición del árbol de levas no está cambiando,
sino que es libre para cambiar, es decir, está desbloqueada.
La figura 2 es una vista en alzado fragmentaria
de los componentes del sistema de sincronización variable de
válvulas de la presente invención en la posición de tales
componentes que es ilustrada en la figura 1.
La figura 3 es una vista esquemática del equipo
hidráulico de la disposición de sincronización de la válvula de
acuerdo con la presente invención durante la desviación del sistema
de sincronización variable de válvulas hasta su posición de
avance.
La figura 4 es una vista, similar a la figura 2,
de los componentes del sistema en la condición de la figura 3 de la
operación del sistema.
La figura 5 es una vista similar a las figuras 1
y 3 ilustrando el sistema en su condición bloqueada en la que sus
elementos están manteniendo sus posiciones relativas.
La figura 6 es una vista similar a las figuras 2
y 4, en la condición de la figura 5 de la operación del sistema de
sincronización variable de válvulas de la presente invención.
La figura 7 es una vista similar a las figuras 1,
3 y 5 que ilustra el sistema durante el movimiento de los
componentes del mismos hasta la posición de retraso.
La figura 8 es una vista similar a las figuras 2,
4 y 6, de los componentes del sistema durante la condición de la
figura 7 del sistema.
La figura 9 es una vista en perspectiva de un
árbol de levas que tiene un sistema de sincronización variable de
válvulas de acuerdo con la presente invención.
La figura 10 es una vista esquemática de un
sistema de control de circuito cerrado para controlar la operación
de los componentes del sistema de sincronización de valor variable
de las figuras 1-9; y
La figura 11 es una vista similar a la figura 10
de un sistema de control de circuito abierto para controlar la
operación de los componentes de las figuras
\hbox{1-9}.
Como se muestra en las figuras 1, 3, 5 y 7, una
paleta 20 del sistema de sincronización variable de válvulas de
acuerdo con la forma de realización preferida de la presente
invención está provista con una pluralidad de lóbulos que se
proyectan hacia fuera radialmente, mostrado como tres lóbulos (3)
de este tipo 22, 24, 26. Una carcasa anular 28 rodea la paleta 20,
y la carcasa 28 tiene recesos 30, 32, 34, que reciben los lóbulos
22, 24, 26, respectivamente. La paleta 20 es montada en chaveta o
fijada de otro modo a un árbol de levas 36 de un motor de
combustión interna para poder girar con el árbol de levas 36, pero
no oscilar con respecto al árbol de levas 36. La carcasa 28 está
provista con dientes de rueda dentada 38 sobre su exterior. El
conjunto que incluye el árbol de levas 36, con la paleta 20 y la
carcasa 28, es provocado a girar por el par aplicado a la carcasa
28 por una cadena sin fin (no mostrada) que acopla los dientes de
rueda dentada 38, y se imparte movimiento a la cadena sin fin por
un árbol de cigüeñal giratorio (no mostrado) u otro árbol de levas
giratorio (tampoco mostrado). No obstante, la carcasa 28, que gira
en el árbol de levas 36, como se explica, es oscilable con respecto
al árbol de levas 36 para cambiar la fase del árbol de levas 36 con
respecto al árbol de cigüeñal, o a otro árbol de levas. A este
respecto, la extensión circunferencial de cada uno de los recesos
30, 32, 34, es mayor que la extensión circunferencial de cada uno
de los lóbulos 22, 24, 26, que es recibido dentro para permitir así
el movimiento circunferencial relativo limitado entre la carcasa
28 y la paleta 20.
El aceite de motor presurizado desde una galería
de aceite principal del motor, no mostrada, fluye dentro de los
recesos 30, 32, 34 a través de un paso 40 en un cojinete de árbol
de levas 42 y fluye hasta una válvula de control de flujo de tres
pasos de conexión/desconexión mostrado esquemáticamente, cuya
operación es controlada por una unidad de control electrónica del
motor 46. Cuando la válvula de conexión/desconexión 44 está
conectada, como se muestra en las figuras 1, 3 y 7, el aceite fluye
a través de la válvula 44 y un paso 48 en el árbol de levas 36
contra una placa de bloqueo 50 para empujar la placa de bloqueo 50
contra la fuerza de un muelle de retorno 52, hasta una posición
donde la placa de bloqueo 50 no bloquea la carcasa 28 a una
posición dada con respecto a la paleta 20, por la estructura que se
describirá de aquí en adelante más detalladamente. En la figura 5,
por otro lado, la válvula de conexión/desconexión está desconectada
y por tanto no fluirá aceite del motor dentro del paso 48, donde
después el muelle de retorno 52 retornará a la placa de bloqueo 50
hasta su posición desbloqueada.
El aceite del motor presurizado procedente del
paso 40 fluye también, en todo momento, a través de la válvula de
control de flujo 44 en una válvula de control de presión lineal de
tres pasos 54, que está en comunicación fluida a través de un paso
56 en el árbol de levas 36 con un extremo de un carrete deslizante
58 en una válvula de control de carrete 60. La posición del carrete
58 dentro de la válvula de control del carrete 60 es ajustable a lo
largo del eje central longitudinal del carrete 58, y los muelles
62, 64 actúan sobre los extremos opuestos del carrete 58 para
empujarlo hacia delante o hacia atrás dependiendo de las
condiciones de funcionamiento deseadas de la paleta 20 y la carcasa
28 una respecto a la otra. A este respecto, en la posición de la
figura 1 del carrete 58, está en su posición centrada o
"nula", con fuerzas sobre sus extremos opuestos en equilibrio,
de forma que el aceite procedente de un paso 66 fluye a través del
extremo del carrete 58 que es accionada por un muelle 64, para
fluir a través de una porción de diámetro reducido 60a de la
válvula de control del carrete 60 dentro de la línea de entrada 68
hasta la carcasa 28, desde la que fluye en los recesos 30, 32, 34
sobre los lados opuestos de los lóbulos 22, 24, 26,
respectivamente, si ambas válvulas de control 70, 72 están abiertas
para fluir, cuya condición se ilustra en la figura 1. En la
condición ilustrada en la figura 1, con ambas válvulas de control
70, 72 abiertas, no existirá movimiento relativo entre la paleta
20 y la carcasa 28, incluso en la posición desbloqueada de la placa
de bloqueo 50. En cualquier caso, las válvulas de control 70, 72
sirven para prevenir el flujo inverso desde los recesos 30, 32, 34
a través de la línea de entrada 68 cuando la presión en los recesos
30, 32, 34 sobre uno u otro de los lados de los lóbulos 22, 24, 26,
respectivamente, excede la presión en la línea de entrada 68, como
lo hará durante parte de la rotación del árbol de levas 36 debido a
los impulsos del par en el árbol de levas 36, como se explicará en
la patente 804 mencionada
\hbox{anteriormente}.
Como se muestra en las figuras 2, 4, 6 y 8, la
placa de bloqueo 50 está en forma de un miembro anular que está
colocado coaxial con respecto al eje central longitudinal del árbol
de levas 36, y la placa de bloqueo 50 está provista con una serie
anular de dientes de bloqueo 74 que está colocada para acoplarse a
una serie anular de dientes de bloqueo 76 sobre la carcasa 28
cuando la placa de bloqueo 50 se mueve a lo largo del eje central
longitudinal del árbol de levas 36 desde la posición mostrada en
las figuras 2 y 4, hasta la posición mostrada en la figura 6. Como
se explica hasta ahora en conexión con las figuras 1, 3, 5 y 7, la
placa de bloqueo 50 está desviada hacia su posición de la figura 6
por un muelle 52, que soporta contra una superficie radial de un
miembro anular deslizable 78 al que se fija la placa de bloqueo 50,
y el miembro anular 78 es empujado hasta su posición de las figuras
2, 4 y 8 por la presión hidráulica en la línea 48, que soporta
contra una superficie radial del miembro anular 78 que está opuesta
a la superficie activada por el muelle 52.
Puesto que la placa de bloqueo 50 es incapaz de
movimiento circunferencial relativo del árbol de levas 36, mientras
que la carcasa 28 es capaz de movimiento circunferencial relativo
al árbol de levas 36, como se explica hasta ahora, la placa de
bloqueo 50 es capaz de bloquear la carcasa en una posición
circunferencial fija con respecto al árbol de levas 36 en una
multitud de posiciones circunferenciales relativas entre ellas,
cuando la presión hidráulica en el paso 48 cae por debajo del valor
necesario para solucionar el efecto del muelle 52.
Como se muestra en conexión con el receso 30 en
las figuras 2, 4, 6 y 8, la carcasa 28 está abierta en ambos de
sus extremos y es cerrada por placas anulares espaciadas, separadas
80, 82. El conjunto que incluye la placa de bloqueo 50, las placas
80, 82, la carcasa 28, y la paleta 20 está fijado a una pestaña
anular 84 del árbol de levas 36 por una pluralidad de pernos 86,
cada uno de los cuales pasa a través de uno u otro de los lóbulos
22, 24, 26 de la paleta 20. A este respecto, la placa de bloqueo 50
es deslizable con respecto a una cabeza 86a de cada perno 86, como
puede verse comparando las posiciones relativas de la placa de
bloqueo 50 y el perno 86 en las figuras 2 y 4, hacia sus posiciones
relativas en la figura 6.
Como se muestra en la figura 10, para controlar
el funcionamiento del dispositivo de sincronización de la válvula
variable de las figuras 1-9, de acuerdo con un
sistema de circuito cerrado, un punto de ajuste 96 desde el
controlador del motor 46 se dirige hacia una unión de adición 92 y
es añadido con la retroalimentación de la señal de fase desde una
fuente 94 y se convierte en una señal de error de fase (el punto de
ajuste debe estar en aumentos de grados de 0 a 60 grados). La señal
de error se dirige hacia un controlador PID 97 con controles
separados para cada uno y se convierte en una señal de salida. La
señal de salida se dirige hacia un conmutador 98 que conmuta entre
la señal de error de salida y valor cero actual (el valor cero
actual es utilizado cuando el vct está en la posición bloqueada).
La desviación "nula" desde una fuente 100 es sumada con la
señal de error y es fijada a un valor mínimo y máximo en un bloque
de saturación. La desviación nula es el porcentaje de tensión DC
que es necesario para mantener la válvula de dirección en su
posición nula. La señal de error se dirige entonces hacia un
circuito excitador de solenoide 104 y el circuito excitador de
solenoide 104 controla la presión hasta el regulador de fases de
las figuras 1-9. Cuando el regulador de fases de
las figuras 1-9 se mueve hasta una nueva posición,
un cuadro de medición de fase 106 mide este cambio y proporciona
una señal de salida. Esta señal vuelve hasta la unión de suma del
punto de ajuste 92. La señal de medición de fase es alterada por un
ajuste de ganancia y desviación desde una fuente 106, según sea
necesario.
Se conecta el bloqueo cuando la señal de error
está por encima o por debajo de los valores preajustados (+/- 5
grados de cigüeñal en este caso). Existe un valor del regulador de
fases 108 para retrasar la conexión del bloqueo si es necesario. La
señal se dirige entonces hasta un circuito excitador de solenoide
110 y después el circuito excitador de solenoide 110 conecta el
aceite al pistón de bloqueo.
Una vez que la señal de error de fase está dentro
de 5 grados del punto de ajuste, se activa el retraso del bloqueo.
Se utiliza un gancho de ajuste/reajuste 112 para asegurar que la
placa de bloqueo 50 está controlada adecuadamente. La señal fuera
del gancho de ajuste/reajuste 112 se dirige hacia el circuito
excitador de solenoide 110 y activa el solenoide 44.
Como se muestra en la figura 11, para controlar
el funcionamiento del dispositivo de sincronización variable de la
válvula de las figuras 1-9, de acuerdo con un
sistema de circuito abierto, un punto de ajuste desde el
controlador 46 del motor se dirige a través de una unión de adición
114 y se añade con la retroalimentación de la señal de fase desde
una fuente 120 y es la señal de error de fase (el punto de ajuste
debe estar en incrementos de 10 grados de cigüeñal desde 0 a 60
grados). Si la señal de error es mayor de 5 grados de cigüeñal
desde el punto de ajuste, se desconectará un circuito excitador de
solenoide direccional 116. Si la señal de error es menor de cinco
grados de cigüeñal desde el punto de ajuste, el circuito excitador
de solenoide direccional 116 se desconectará. Una señal de conexión
hacia una válvula direccional 120 provocará que el regulador de
fases de las figuras 1-9 se mueva hacia la
dirección de avance a una velocidad fija. Al mismo tiempo, un
solenoide de bloqueo 118 está conectado y la placa de bloqueo 50
está desbloqueada. Si la señal de error es mayor de 5 grados de
cigüeñal desde el punto de ajuste 90, se desconectará la válvula de
dirección 120. Una señal de desconexión hacia la válvula de
dirección 120 provocará que el regulador de fases de las figuras
1-9 se mueva hacia la dirección de retraso a una
velocidad fija. Una vez que la señal de error se aproxima al punto
de ajuste, la placa de bloqueo 50 puede ser reacoplada y el
regulador de fases estará bloqueado en posición. La derivada de la
velocidad de desviación es tomada por el dispositivo 122, de forma
que podría determinarse el tiempo necesario para reacoplar el
bloqueo (la temperatura y presión del aceite afectan a la velocidad
de desviación). En la figura 11, los límites de reacoplamiento de
la placa de bloqueo 50 están basados en la derivada en lugar del
tiempo de reacoplamiento.
El sistema de control de la figura 11 colaborará
con un regulador de fases de respuesta más lenta tal como un
regulador de fase de lengüeta helicoidal o del tipo de paleta que
tiene velocidades de actuación de carrera completa de alrededor de
0,5 segundos. La respuesta de bloqueo debe ser alrededor de 10
veces más rápida que la respuesta del regulador de fases. El
dispositivo de bloqueo de las figuras 1-9 tiene una
respuesta de alrededor de 0,05 segundos. Este control colaborará
también con un regulador de fases de "fuerza bruta" en lugar
de una unidad "auto-activada" de las figuras
1-9, puesto que su respuesta está alrededor de 0,130
segundos. Otra ventaja de los sistemas de las figuras
1-9, 10 y 11 es que tanto los solenoides de bloqueo
como de desviación pueden ser solenoides de conexión/desconexión
económicos en lugar de solenoides del tipo proporcional más
costosos.
Claims (12)
1. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas, que comprende:
un árbol de levas giratorio (36);
una paleta (20) que tiene al menos un lóbulo (22,
24 ó 26) fijado al árbol de levas para rotación con él, no siendo
oscilable dicha paleta con respecto al árbol de levas;
una carcasa anular (28) que rodea la paleta y que
tiene al menos un receso (30, 32 ó 34), teniendo al menos un receso
una extensión circunferencial mayor que la extensión
circunferencial de al menos un lóbulo y recibiendo al menos un
lóbulo, siendo giratoria dicha carcasa anular con dicho árbol de
levas y dicha paleta y siendo oscilable con respecto a dicho árbol
de levas y dicha paleta;
medios accionados con presión de aceite del motor
(56, 58, 68) para provocar el movimiento circunferencial relativo
entre dicha carcasa y dicha
\hbox{paleta; y} medios de bloqueo reactivos a la presión del
aceite del motor para prevenir el movimiento circunferencial
relativo entre dicha carcasa y dicha paleta;
caracterizado porque dicha carcasa anular
comprende una primera serie de dientes (76), y dichos medios de
bloqueo comprenden una placa de bloqueo anular (50) que tiene una
segunda serie de dientes anulares (74), donde en una primera
posición de dicha placa de bloqueo (50) con respecto a dicha
carcasa anulares (28), dicha segunda serie anular de dientes (74)
se acopla con dicha primera serie anular de dientes (76) en un
extremo de una pluralidad de posiciones circunferenciales relativas
de dicha carcasa (28) y dicha paleta, acoplándose cada diente de
dicha primera serie anular con un receso entre los dientes vecinos
de la segunda serie anular y estando acoplado cada receso de dicha
segunda serie anular por un diente de dicha primera serie anular,
previniendo de este modo el movimiento circunferencial relativo
entre dicha carcasa (28) y dicha paleta (20), y en una segunda
posición de dicha placa de bloqueo (5) con respecto a dicha carcasa
anular, dicha segunda serie anular de dientes (74) es desacoplada
de dicha primera serie anular de dientes para permitir el
movimiento circunferencial relativo entre dicha carcasa anular y
dicha paleta (20);
y porque están previstos medios elásticos (52)
que desvían dicha placa de bloqueo anular hasta dicha primera
posición durante periodos de presión baja del aceite del motor.
2. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con la reivindicación 1, donde dichos medios
accionados con la presión del aceite del motor comprenden medios
reactivos con los impulsos del par en dicho árbol de levas.
3. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2,
donde dicha placa de bloqueo anular está colocada coaxialmente con
respecto a un eje central longitudinal de dicho árbol de levas y
está en movimiento a lo largo del eje central longitudinal de dicho
árbol de levas entre dicha primera posición y dicha segunda
posición.
4. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, donde dicha placa de bloqueo anular tiene una pestaña
que se extiende radialmente (78) y donde dichos medios elásticos se
acoplan a una superficie que se extiende radialmente de dicha
pestaña que se extiende radialmente.
5. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con la reivindicación 4, donde dichos medios
de bloqueo comprenden adicionalmente:
un paso (48) que se extiende a través de dicho
árbol de levas para proporcionar un suministro de aceite del motor
a dichos medios de bloqueo, actuando el suministro del aceite del
motor contra una superficie que se extiende radialmente opuesta de
dicha pestaña que se extiende radialmente de dichos medios de
bloqueo anular para actuar contra una fuerza impuesta sobre dicha
placa de bloqueo anular por dichos medios elásticos por
desviación.
6. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende
adicionalmente:
una válvula de control remoto de
conexión/desconexión (44) para controlar el flujo del aceite del
motor en dicho paso (48) que se extiende a través de dicho árbol de
levas.
7. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende
adicionalmente:
una unidad de control electrónica del motor (46)
para controlar el funcionamiento de dicha válvula de control de
flujo de conexión/desconexión para controlar si dicha válvula de
control funciona en un modo de conexión o en un modo de
desconexión.
8. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7,
donde dicha carcasa anular está abierta en sus extremos opuestos
espaciados, y que comprende adicionalmente:
primera y segunda placas que se extienden
radialmente separadas (80, 82) que cierran los extremos opuestos,
respectivamente, de dicha carcasa anular; y
donde dichos medios elásticos son atrapados entre
una (82) de dicha primera y segunda placas que se extienden
radialmente y dicha pestaña que se extiende radialmente de dicha
placa de bloqueo anular.
9. Un sistema de sincronización variable de árbol
de levas de acuerdo con la reivindicación 8, donde dicho árbol de
levas tiene una pestaña que se extiende radialmente (84), y
comprende adicionalmente:
al menos un perno (86) que se extiende a través
de dicha placa de bloqueo anular, extendiéndose cada una de dichas
placas que se extienden radialmente y al menos un lóbulo dentro de
dicha pestaña que se extiende radialmente de dicho árbol de levas
para fijar dichas placas que se extienden radialmente y dicha
paleta a dicho árbol de levas.
10. Un sistema de sincronización variable de
árbol de levas de acuerdo con la reivindicación 9, donde dicha
placa de bloqueo anular se puede mover axialmente con respecto al
menos a un perno.
11. Un sistema de sincronización variable de
árbol de levas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, que comprende adicionalmente:
medios de control de circuito cerrado para
controlar el funcionamiento de dichos medios de bloqueo.
12. Un sistema de sincronización variable de
árbol de levas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1
a 10, que comprende adicionalmente:
medios de control de circuito abierto para
controlar el funcionamiento de dichos medios de bloqueo.
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