ES2217209T3

ES2217209T3 - VALVE DRIVE FOR AN INTERNAL COMBUSTION MOTOR.

Info

Publication number: ES2217209T3
Application number: ES02002529T
Authority: ES
Inventors: Stephan Laiminger
Original assignee: GE Jenbacher GmbH and Co OHG
Current assignee: Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2004-11-01
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: EP1234957A2; EP1234957A3; EP1234957B1; DE50200316D1; ATE263309T1

Abstract

The method and apparatus are for continuously controlling a quantity of air drawn into an internal combustion engine by varying operating characteristics of an intake valve. A control unit uses a valve lift included in a range wherein the quantity of air is determined only by a valve lift and a working angle of the intake valve in a very low load operating range containing during idling. In contrast, in operating ranges, except the very low load operating range, the control unit uses a valve lift included in a range wherein the quantity of air is determined by the valve lift and the working angle of the intake valve, and a phase of a central angle of the working angle of the intake valve.

Description

Accionamiento de válvula para un motor de combustión interna.Valve drive for a motor internal combustion.

La invención se refiere a un accionamiento de válvula para un motor de combustión interna, con un elemento de leva accionado y una válvula que puede ser abierta por la región de leva del elemento de leva giratorio en contra de un muelle de cierre, la cual presenta un mecanismo de compensación de juego hidráulico con una línea de alimentación dotada de una válvula de retención y una línea de evacuación para un medio de transmisión de presión, en donde la línea de evacuación está cerrada por medio de un elemento de bloqueo impulsado por muelle en la región de leva del elemento de leva (1) y abierta en la región del círculo de base.The invention relates to a drive of valve for an internal combustion engine, with a cam element actuated and a valve that can be opened by the cam region of the rotating cam member against a closing spring, the which features a hydraulic play compensation mechanism with a feed line with a check valve and a evacuation line for a pressure transmission medium, in where the evacuation line is closed by means of an element spring-loaded locking in the cam region of the element of cam (1) and open in the region of the base circle.

Se conocen accionamientos de válvula mecánicos con mecanismos de compensación de juego hidráulicos en gran número y en diferentes ejecuciones. Sirven para ajustar la válvula en el asiento de válvula, de tal manera que también esté realmente cerrada de forma impecable dentro de la región del círculo de base del elemento de leva. La adaptación se obtiene con ello mediante la altura del medio de transmisión de presión, en especial aceite, en la cámara de presión, que puede ajustarse modificando la afluencia. La línea de evacuación presenta una mayor resistencia a la circulación, por ejemplo a causa de una sección transversal reducida, un elemento de estrangulación o similar, para evitar una descarga rápida. Debido a que una compensación de juego de válvula de este tipo tiene el inconveniente de que el medio sale de la cámara de presión incluso durante la apertura de la válvula, es decir, durante la impulsión mediante la región de leva del elemento de leva a través de la línea de evacuación, en el documento DE 41 24 184 A se ha propuesto un accionamiento de válvula de la clase citada al comienzo, que contiene un empujador tipo cubeta. En la cubeta se ha dispuesto un manguito interior desplazable, y en el espacio intermedio entre la cubeta y el manguito interior encaja un manguito intermedio dispuesto de forma ajustable en la cabeza de cilindro, en donde aberturas de paso en los manguitos están abiertas o cerradas dependiendo de la posición del elemento de leva. De este modo se impide la salida del medio de transmisión de presión durante la apertura de válvula, y no puede comprimirse el elemento de compensación de juego. Las aberturas de paso no se liberan hasta la transición a la región del círculo de base, de tal forma que se ajusta el juego de válvula.Mechanical valve drives are known with hydraulic game compensation mechanisms in large numbers and in different executions. They are used to adjust the valve in the valve seat, so that it is also really closed impeccably within the region of the base circle of the cam element The adaptation is obtained with this through height of the pressure transmission medium, especially oil, in the pressure chamber, which can be adjusted by modifying the influx. The evacuation line has a greater resistance to circulation, for example because of a cross section reduced, a strangulation element or similar, to avoid a fast download. Because a valve clearance compensation of this type has the disadvantage that the medium leaves the pressure chamber even during valve opening, it is that is, during the drive through the cam region of the element of cam through the evacuation line, in document DE 41 24 184 A valve drive of the aforementioned class has been proposed At the beginning, it contains a bucket-type pusher. In the bucket it has arranged a movable inner sleeve, and in space intermediate between the cuvette and the inner sleeve fits a sleeve intermediate set adjustable in the cylinder head, in where passage openings in the sleeves are open or closed depending on the position of the cam element. In this way prevents the exit of the pressure transmission medium during the valve opening, and the element of game compensation. The passage openings are not released until the transition to the region of the base circle, so that it Adjust the valve clearance.

La invención se ha impuesto ahora la misión de simplificar la conexión del elemento de bloqueo, y para ello propone que la región del círculo de base del elemento de leva esté dotada de un espacio libre, en el que pueda entrar el elemento de bloqueo o una pieza de sujeción asociada al mismo.The invention has now imposed the mission of simplify the connection of the blocking element, and for this purpose it proposes that the region of the base circle of the cam element is provided of a free space, in which the blocking element or a clamp associated with it.

A partir de la transición desde la región de leva a la región del círculo de base se abre el espacio libre del elemento de leva y el elemento de bloqueo puede desplazarse bajo la acción de un muelle, de tal manera que se libera la línea de evacuación del elemento de transmisión de presión. El elemento de bloqueo puede estar dispuesto en la cámara de presión del mecanismo de compensación de juego hidráulico, en donde puede estar situado de forma desplazable en el eje de válvula y puede encajar, con un segundo extremo, directamente en el espacio libre del elemento de leva. Sin embargo, el elemento de bloqueo está dispuesto con preferencia lateralmente junto al mecanismo de compensación de juego sobre la pieza de sujeción, estando asociado a la pieza de sujeción un muelle de compresión que presiona la pieza de sujeción en la depresión del elemento de leva.From the transition from the cam region to the region of the base circle the free space of the cam element and the locking element can move under the action of a spring, in such a way that the line of evacuation of the pressure transmission element. The element of lock can be arranged in the pressure chamber of the mechanism of hydraulic play compensation, where it can be located from movable shape on the valve shaft and can fit, with a second end, directly in the free space of the element of cam. However, the blocking element is arranged with lateral preference next to the game compensation mechanism on the clamping piece, being associated with the clamping piece a compression spring that presses the clamp on the Depression of the cam element.

La pieza de sujeción del elemento de bloqueo está dispuesta de forma desplazable sobre el mecanismo de compensación de juego, y el muelle de compresión está previsto entre el mecanismo de compensación de juego y la pieza de sujeción.The clamping element of the locking element is arranged displaceably on the compensation mechanism of game, and the compression spring is provided between the mechanism of game compensation and clamping piece.

En otra ejecución se ha previsto que la pieza de sujeción sobresalga axialmente por ambos lados del mecanismo de compensación de juego y presente topes limitadores para el recorrido de desplazamiento del mecanismo de compensación de juego. La fuerza del muelle de compresión es con preferencia bastante menor que la del muelle de cierre de la válvula.In another embodiment, the piece of clamping protrudes axially on both sides of the mechanism game compensation and present limit stops for travel of displacement of the game compensation mechanism. The force of the compression spring is preferably quite smaller than the of the valve closing spring.

Para impedir una descarga demasiado rápida del medio de transmisión de presión con la válvula de bloqueo abierta, la válvula de bloqueo y un elemento de estrangulamiento están dispuestos con preferencia en serie en la línea de evacuación.To prevent too fast downloading of the Pressure transmission medium with the valve open, the blocking valve and a throttling element are preferably arranged in series on the evacuation line.

A continuación se describe con más detalle la invención con base en las figuras del dibujo adjunto, sin estar limitado al mismo.The following describes in more detail the invention based on the figures of the attached drawing, without being limited to it.

Aquí muestran:Here they show:

la fig. 1 una representación esquemática de un accionamiento de válvula al inicio de la fase de apertura,fig. 1 a schematic representation of a valve actuation at the beginning of the opening phase,

la fig. 2 una representación esquemática del accionamiento de válvula con apertura de válvula máxima,fig. 2 a schematic representation of valve actuation with maximum valve opening,

la fig. 3 una representación esquemática del accionamiento de válvula al final de la fase de apertura, yfig. 3 a schematic representation of valve actuation at the end of the opening phase, and

la fig. 4 una representación esquemática del accionamiento de válvula en la posición de cierre.fig. 4 a schematic representation of valve actuation in the closed position.

Un accionamiento de válvula para una válvula de entrada o salida 13 de un motor de combustión interna presenta un árbol de levas accionado, sobre el que está dispuesto al menos un elemento de leva 1 que abre la válvula 13 en contra de un muelle de válvula 14. El elemento de leva 1 presenta una región de leva y una región del círculo de base, en la que se ha previsto un espacio libre 2 más profundo con relación al círculo básico 3. Entre el elemento de leva 1 y la válvula 13 está previsto un mecanismo de compensación de juego hidráulico que comprende un émbolo 10 que actúa sobre el empujador de la válvula 13, un cilindro de ajuste 18 de tipo cubeta en el que encaja de forma desplazable el émbolo 10, y una cámara de presión 14 entre el émbolo 10 y el fondo del cilindro de ajuste 18. La cámara de presión 14 puede llenarse a través de una línea de alimentación 17 y una válvula de retención 16 con un medio de transmisión de presión, en especial aceite, y puede vaciarse a través de una línea de evacuación 6, en la que se han dispuesto consecutivamente una válvula de bloqueo 9 y un elemento de estrangulamiento 7. Sobre el cilindro de ajuste 18 está dispuesta de forma desplazable una pieza de sujeción 19, que sobresale axialmente por ambos lados del cilindro de ajuste 18 y presenta en el recorrido de desplazamiento del cilindro de ajuste 18 topes limitadores 5, 11 sobresalientes. La pieza de sujeción 19 está dotada además de un fondo, con el que hace contacto el elemento de leva 1. Entre el cilindro de ajuste 18 y la pieza de sujeción 19 está previsto un muelle de compresión 4, que presiona la pieza de sujeción 19 contra el elemento de leva 1.A valve drive for a valve input or output 13 of an internal combustion engine has a driven camshaft, on which at least one cam element 1 that opens valve 13 against a spring of valve 14. The cam element 1 has a cam region and a region of the base circle, in which a space is planned Free 2 deeper in relation to the basic circle 3. Enter the cam element 1 and the valve 13 is provided a mechanism of hydraulic play compensation comprising a plunger 10 that acts on the valve pusher 13, an adjustment cylinder 18 of the cuvette type in which the piston 10 displaceably fits, and a pressure chamber 14 between the piston 10 and the bottom of the cylinder of adjustment 18. The pressure chamber 14 can be filled through a feed line 17 and a check valve 16 with a means of pressure transmission, especially oil, and can be emptied to through an evacuation line 6, in which they have been arranged consecutively a blocking valve 9 and an element of throttling 7. On the adjusting cylinder 18 is arranged movable form a clamping piece 19, which protrudes axially on both sides of the adjusting cylinder 18 and presents in the path of displacement of the adjusting cylinder 18 limit stops 5, 11 outstanding. The clamping piece 19 is also provided with a bottom, with which the cam element 1 contacts. Enter the adjusting cylinder 18 and clamping piece 19 is provided a compression spring 4, which presses the clamping piece 19 against the cam element 1.

Por el lado de la línea de evacuación 6 está unido un elemento de bloqueo 8 a la pieza de sujeción 19, de tal manera que en el caso de un desplazamiento de la pieza de sujeción 19 es arrastrado el elemento de bloqueo 8, y abre o cierra la válvula de bloqueo 9.On the side of the evacuation line 6 is attached a locking element 8 to the clamping piece 19, of such so that in the case of a movement of the clamping piece 19 the blocking element 8 is dragged, and opens or closes the blocking valve 9.

El funcionamiento del accionamiento de válvula es ahora el siguiente: al principio de la fase de apertura de la válvula 13 el elemento de leva 1 presenta la posición mostrada en la fig. 1, en la que el segmento periférico situado sobre el contorno del círculo básico 3, entre el espacio libre 2 y la región de leva, está situado sobre la pieza de sujeción 19. Cuando el elemento de leva 1 gira en el sentido de la flecha hasta la posición mostrada en la fig. 2, la pieza de sujeción 19 es desplazada hacia abajo. El cilindro de ajuste 18 hace contacto con el tope 5 de la pieza de sujeción, y también es desplazado. La válvula de retención 16 bloquea la línea de alimentación 17, y el elemento de bloqueo 8 bloquea la línea de evacuación 6, de tal manera que no pueda salirse el medio de transmisión de presión encerrado en la cámara de presión 14. El impulso mediante el elemento de leva 1 se transmite de este modo directamente al émbolo 10 que hace contacto con el empujador de válvula. La válvula 13 se eleva desde el asiento de válvula 12 y abre la región de entrada y salida. Durante el giro ulterior hacia la posición de la fig. 3 permanecen invariables las posiciones relativas de todas las piezas entre sí, de tal manera que la válvula 13 es desplazada de nuevo de vuelta hacia el asiento de válvula 12 mediante el muelle de válvula 15. La línea de evacuación 6 permanece bloqueada, y el volumen de la cámara de presión 14 permanece invariable. Debido a que también el cilindro de ajuste 18 hace contacto con el tope 5, la pieza de sujeción 19 sigue el contorno que retrocede de la región de leva hasta el círculo básico 3.The operation of the valve drive is now the following: at the beginning of the opening phase of the valve 13 the cam element 1 has the position shown in the fig. 1, in which the peripheral segment located on the contour of the basic circle 3, between the free space 2 and the cam region, is located on the clamping piece 19. When the element of cam 1 rotates in the direction of the arrow to the position shown in fig. 2, the clamping piece 19 is displaced downwards. He adjusting cylinder 18 makes contact with the stop 5 of the workpiece clamping, and is also displaced. Check valve 16 block the power line 17, and the blocking element 8 block the evacuation line 6, so that it cannot get out the pressure transmission medium enclosed in the pressure chamber 14. The pulse via cam element 1 is transmitted from this mode directly to the plunger 10 which makes contact with the pusher of valve. The valve 13 rises from the valve seat 12 and Open the input and output region. During the subsequent turn towards the position of fig. 3 positions remain unchanged relative of all parts to each other, such that the valve 13 is moved back to the valve seat 12 via valve spring 15. Evacuation line 6 remains locked, and the pressure chamber volume 14 remains invariable. Because also the adjusting cylinder 18 does contact with the stop 5, the clamping piece 19 follows the contour which goes back from the cam region to the basic circle 3.

Sobre todo influencias térmicas pueden conducir a que la válvula 13 no haya entrado correctamente en el asiento de válvula y permanezca una rendija reducida. Para evitar esto, el volumen de la cámara de presión 4 debe reducirse, de tal modo que el émbolo 10 puede introducirse más profundamente en el cilindro de ajuste 18. Durante el ulterior giro del elemento de leva 1 hasta la posición conforme a la fig. 4 se activa, con la configuración de una llamada carrera negativa, el espacio libre 2 en la región del círculo de base en la que puede entrar la pieza de sujeción 19. De este modo se libera otro segmento de recorrido, por el que en primer lugar se desplaza todo el elemento de compensación de juego bajo la acción del muelle de válvula 15, hasta que la válvula 13 está totalmente cerrada. Para conseguir la reducción de volumen necesaria en la cámara de presión 14, el muelle de compresión 4 asume el desplazamiento ulterior de la pieza de sujeción 19, y el elemento de bloqueo 8 se extrae de la pieza de sujeción 9, al menos esquemáticamente, de tal modo que se abre la línea de evacuación 6. El medio de transmisión de presión sobrante puede desaguar desde la cámara de presión 14, frenado por el elemento de estrangulamiento 7. Un tope inferior 15 del elemento de sujeción 19 limita la acción del muelle de compresión 4, es decir, el cilindro de ajuste 18 sólo puede desplazarse hasta hacer contacto con el tope 11, con lo que se impide una reducción excesiva del volumen de la cámara de presión a pesar de la válvula de bloqueo 9 abierta.Especially thermal influences can lead to that the valve 13 has not entered correctly in the seat of valve and remain a reduced slit. To avoid this, the pressure chamber volume 4 should be reduced, so that the piston 10 can be introduced deeper into the cylinder adjustment 18. During the subsequent rotation of cam element 1 until the position according to fig. 4 is activated, with the configuration of a called negative run, free space 2 in the region of base circle into which the clamping piece 19. can enter this way another segment of route is released, by which first place moves the entire game compensation element under the action of the valve spring 15, until the valve 13 is fully enclosed To achieve the necessary volume reduction in the pressure chamber 14, the compression spring 4 assumes the further displacement of the clamping piece 19, and the element of lock 8 is removed from the clamping piece 9, at least schematically, such that the evacuation line 6 is opened. The excess pressure transmission medium can drain from the pressure chamber 14, braked by the throttle element 7. A lower stop 15 of the clamping element 19 limits the action of the compression spring 4, that is, adjusting cylinder 18 only it can move until it makes contact with the stop 11, so that prevents excessive reduction of the pressure chamber volume to Weighing the blocking valve 9 open.

Siempre que la cámara de presión 14 contenga demasiado poco medio, éste sale circulando a través de la línea de alimentación 17 y de la válvula de retención 16, en donde el elemento de estrangulamiento 7 interrumpe al mismo tiempo la descarga rápida.Provided that pressure chamber 14 contains too little medium, this one circulates through the line of feed 17 and check valve 16, where the throttling element 7 interrupts at the same time the fast download.

Durante el giro ulterior hasta la posición de la fig. 1, ya que el muelle de compresión 4 es más débil que el muelle de válvula 15, se mueven en primer lugar la pieza de sujeción 19 y el elemento de bloqueo 8, hasta que el elemento de sujeción 19 está situado sobre el cilindro de ajuste 18, en donde se cierra la válvula de bloqueo 9. La apertura de la válvula 13 se produce de este modo de nuevo como se ha descrito, en donde se impide un hundimiento del mecanismo de compensación de juego de válvula a causa de la línea de evacuación 6 bloqueada.During the subsequent turn to the position of the fig. 1, since the compression spring 4 is weaker than the spring of valve 15, the clamping piece 19 is moved first and the blocking element 8, until the clamping element 19 is located on the adjusting cylinder 18, where the blocking valve 9. The opening of the valve 13 is produced by this mode again as described, where a sinking of the valve clearance compensation mechanism a cause of evacuation line 6 blocked.

Claims

1. Valve drive for an internal combustion engine, with a driven cam element (1) and a valve (13) that can be opened by the cam region of the rotating cam member against a closing spring (15 ), which features a hydraulic play compensation mechanism with a feed line (17) equipped with a check valve (16) and an evacuation line (6) for a pressure transmission means, where the line of evacuation (6) is closed by means of a spring-loaded locking element (8) in the cam region of the cam element (1) and open in the region of the base circle, characterized in that the region of the base circle of the cam element (1) is provided with a free space (2), into which a clamping piece (19) of the blocking element (8) can enter, and because the clamping part (9) of the blocking element ( 8) it is disposed displaceably on the compensation mechanism of play, where a compression spring (4) is provided between the game compensation mechanism and the clamping piece (19).

2. Valve drive according to claim 1, characterized in that the clamping piece (19) protrudes axially on both sides of the game compensation mechanism and has limiting stops (5, 11) for the travel path of the game compensation mechanism .

3. Valve actuation according to claim 1 or 2, characterized in that the blocking element (8) is arranged laterally next to the game compensation mechanism on the clamping piece (19), the compression spring (4) being associated with the clamping piece (19).

4. Valve actuation according to one of claims 1 to 3, characterized in that the blocking element (8) and a throttling element (7) are arranged in series in the evacuation line (6).