ES2217213T3 - Motor de combustion interna con sistema hidraulico para el accionamiento variable de las valvulas del motor. - Google Patents
Motor de combustion interna con sistema hidraulico para el accionamiento variable de las valvulas del motor.Info
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Abstract
Motor de combustión interna, que comprende: - por lo menos una válvula de admisión (8) y por lo menos una válvula de escape para cada cilindro, estando provista cada válvula de los respectivos medios elásticos (9) que devuelven la válvula a la posición de cierre, para controlar la comunicación entre los respectivos conductos de admisión y de escape (4, 6) y la cámara de combustión; - un eje de levas (11) que acciona las válvulas de admisión y de escape de los cilindros del motor por medio de las correspondientes varillas de empuje (16), estando accionada cada válvula de admisión y cada válvula de escape por una leva (14) de dicho eje de levas; en el que por lo menos una de dichas varillas de empuje (16) controla la respectiva válvula de admisión o de escape, oponiéndose a la acción de dichos medios elásticos de retorno por medio de la interposición de unos medios hidráulicos que comprenden una cámara hidráulica (C) que contiene un fluido a presión; pudiendo conectarse dicha cámara hidráulica que contiene un fluido a presión por medio de una servoválvula (24) a un canal de descarga (26) para desacoplar la válvula de la correspondiente varilla de empuje (16) y produciendo el rápido cierre de la válvula bajo la acción de los respectivos medios elásticos de retorno.
Description
Motor de combustión interna con sistema
hidráulico para el accionamiento variable de las válvulas del
motor.
La presente invención se refiere a motores de
combustión interna del tipo indicado en la parte
pre-caracterizadora de la reivindicación 1. Un motor
de este tipo se da a conocer, por ejemplo, en el documento
US-A 4.765.288.
El objetivo de la presente invención es mejorar
todavía en mayor medida las soluciones previamente propuestas, con
el fin de conseguir que el funcionamiento del sistema de
accionamiento variable de las válvulas del motor sea tan fiable y
eficiente como sea posible.
Para conseguir este objetivo, el objeto de la
invención es un motor de combustión interna que presenta todas las
características previstas en la reivindicación 1.
Gracias a dichas características, la fiabilidad
del sistema ha sido mejorada particularmente en lo que se refiere
al hecho de que el elemento tubular en el interior del cual está
montada la varilla de empuje de forma deslizante puede quedar sujeto
de forma estable en su posición de montaje (por ejemplo, mediante
una espiga de fijación) en cualquier condición de funcionamiento del
motor, en contraste con lo que puede ocurrir en las soluciones
conocidas, en las cuales el elemento tubular en el interior del cual
está montada la varilla de empuje de forma deslizante es un
casquillo independiente atornillado en el correspondiente asiento de
la culata del cilindro y, en consecuencia, está sometido al riesgo
de desenroscarse.
Esta solución es más ventajosa que las soluciones
conocidas, tales como las descritas en los documentos
EP-A-0.803.642 y
EP-A-1.091.097 del mismo
solicitante, las cuales no contemplan medios de referencia de la
posición angular de montaje, estando rodeado el cuerpo tubular por
una camisa cilíndrica para comunicarse con la alimentación de
aceite, de manera que se garantiza el establecimiento de la
comunicación para cualquier posición angular de montaje.
Si se compara con las soluciones conocidas
mencionadas anteriormente, la invención presenta la ventaja de
permitir una reducción sustancial del espacio ocupado por el aceite
a presión, confiriendo de este modo una menor elasticidad al
sistema, con la consiguiente posibilidad de que el motor alcance más
revoluciones, siendo esta última característica especialmente
importante, por ejemplo en el caso del motor de un coche
deportivo.
En la siguiente descripción que hace referencia a
los dibujos adjuntos, se expondrán otras características y ventajas
de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos que se
proporcionan únicamente a título de ejemplo no limitativo, y en los
que:
- la Figura 1 es una vista en sección de la
culata de un motor de combustión interna según la forma de
realización conocida a partir de la solicitud de patente europea nº
EP-A-0 803 642, presentada a nombre
del presente solicitante;
- la Figura 2 es una vista en sección de las
culatas de un motor de ocho cilindros en V con cuatro cilindros por
fila, realizado según la presente invención; y
- la Figura 3 es una vista a una escala ampliada
de un detalle de la Figura 2.
Haciendo referencia a la figura 1, el motor de
combustión interna descrito en la solicitud de patente europea
EP-A-0 803 642 anterior, así como en
la solicitud EP-A-1 091 097
presentadas a nombre del presente solicitante, es un motor de
cilindros múltiples, por ejemplo un motor con un juego de cinco
cilindros en línea que comprende una culata 1.
La culata 1 comprende una cavidad 2 para cada
cilindro, conformada en la superficie de la base 3 de la culata 1,
delimitando dicha cavidad 2 la cámara de combustión en el interior
de la cual acaban dos conductos de admisión 4, 5 y dos conductos de
escape 6. La comunicación de los dos conductos de admisión 4, 5 con
la cámara de combustión 2 está controlada por dos válvulas de
admisión 7 del tipo tradicional de asiento cónico o de seta,
comprendiendo cada una de ellas un vástago 8 montado de forma
deslizante en el cuerpo de la culata 1. Cada válvula 7 vuelve a la
posición de cierre por medio de los resortes 9 colocados entre una
superficie interior de la culata 1 y una copa 10 en el extremo de la
válvula. La apertura de las válvulas de admisión 7 está controlada
de la forma que se describirá a continuación mediante un eje de
levas 11 que está montado de forma deslizante sobre un eje 12 en el
interior de unos soportes de la culata 1 y que comprenden una
pluralidad de levas 14 para el accionamiento de las válvulas.
Cada leva 14 de accionamiento de una válvula de
admisión 7 coopera con el sombrerete 15 de una varilla de empuje 16
montada de forma deslizante a lo largo de un eje 17, la cual en el
caso ilustrado está orientada substancialmente en un ángulo de 90º
respecto al eje de la válvula 7 (la varilla de empuje puede estar
también montada de manera que quede alineada, tal como se pone de
manifiesto en la referencia de la Figura 3), en el interior de un
casquillo 18 soportado por un cuerpo 19 de un subconjunto
pre-montado 20 que incorpora todos los dispositivos
eléctricos e hidráulicos vinculados al funcionamiento de las
válvulas de admisión, según se pone de manifiesto con detalle en lo
que sigue. La varilla de empuje 16 es capaz de transmitir un impulso
al vástago 8 de la válvula 7, de manera que provoque la apertura de
esta última venciendo la acción de unos medios elásticos 9, a través
de un fluido a presión (normalmente aceite proveniente del circuito
de lubricación del motor) contenido en una cámara C y un pistón 21
montado de forma deslizante dentro de un cuerpo cilíndrico
constituido por un casquillo 22, el cual está también soportado por
el cuerpo 19 del subconjunto 20. Por otra parte, según la solución
conocida ilustrada en la Figura 1, la cámara C que contiene fluido a
presión vinculado a cada válvula de admisión 7 puede ser puesta en
comunicación con un canal de descarga 23 a través de una
servoválvula 24. La servoválvula 24, que puede ser de cualquier tipo
conocido adecuado para la función aquí descrita, está controlada por
medios electrónicos de control, designados en su conjunto por 25,
según las señales S que indican parámetros operativos del motor,
tales como la posición del acelerador y la revoluciones del motor.
Cuando la servoválvula 24 se abre, la cámara C se pone en
comunicación con el canal 23, de manera que el fluido a presión
contenido en la cámara C fluye hacia dicho canal consiguiendose el
desacoplamiento de la varilla de empuje 16 de la respectiva válvula
de admisión 7, volviendo después rápidamente dicha válvula de
admisión 7 a la posición de cierre por la acción del resorte de
retorno 9. Por consiguiente, controlando la comunicación entre la
cámara C y el canal de descarga 23 puede variarse el tiempo y la
carrera de apertura de cada una de las válvulas de admisión 7 tal
como se desee.
Los canales de descarga 23 de las diversas
servoválvulas 24 desembocan todos en un solo canal, que es el mismo
canal longitudinal 26 que comunica con uno o más acumuladores de
presión 27, de los cuales sólo puede verse uno en la Figura 1. Todas
las varillas de empuje 16 con los casquillos vinculados 18, los
pistones 21 con los casquillos vinculados 22 y las servoválvulas 24
con los correspondientes canales 23, 26 están soportados y
realizados en el cuerpo 19 del subconjunto
pre-montado 20 mencionado anteriormente, con la
ventaja de la rapidez y la facilidad de montaje del motor.
Las válvulas de escape 80 de cada cilindro están
controladas, en la forma de realización ilustrada en la Figura 1, de
la forma clásica mediante un eje de levas 28 por medio de las
respectivas varillas de empuje 29.
La Figura 2 ilustra, en una escala ampliada, el
cuerpo 19 del subconjunto pre-montado.
La Figura 2 ilustra una versión simplificada de
una válvula de control variable aplicada a un ejemplo de una forma
de realización de un motor según la invención, en el que el eje de
la varilla de empuje 16 está alineado con el eje del pistón 21 para
el accionamiento de la válvula. El ejemplo ilustrado de la invención
se refiere al caso de un motor de ocho cilindros en V con cuatro
cilindros en cada fila. En la Figura 2, las partes comunes con las
de la Figura 1 se indican con los mismos números de referencia. La
rotación de la leva (no ilustrada en la Figura 2) produce un empuje
sobre el sombrerete 15 con el consiguiente descenso de la varilla de
empuje 16 venciendo la acción del resorte 15a. Como consecuencia, el
aceite a presión contenido en la cámara C desplaza al pistón 21 que
acciona el vástago de la válvula. La cámara C puede ser vaciada del
aceite a presión mediante la servoválvula 24.
Como puede apreciarse claramente en la Figura 3,
en el ejemplo de la forma de realización aquí ilustrada el casquillo
22 que guía el pistón 21 que acciona el vástago de la válvula se
prolonga con una pieza separada con una parte tubular 100 que sirve
de guía a la varilla de empuje 16.
Por otra parte, tal como puede apreciarse en la
Figura 3, el cuerpo tubular separado que delimita el casquillo 22
para guiar el pistón 21 y la parte tubular 100 que guía la varilla
de empuje 16 delimita también en su interior la cámara de alta
presión C que se comunica con una tubería 101 para alimentarla de
aceite a presión a través de un orificio radial 102 practicado en el
cuerpo tubular.
Para garantizar que el cuerpo tubular 22/100 esté
montado en la posición angular correcta con el orificio radial 21
situado frente a la tubería 101, el cuerpo tubular presenta una
acanaladura exterior 103 en la cual está encajado un tornillo de
presión 104 roscado al cuerpo de la culata.
El cuerpo tubular 22/100 está provisto de un
reborde anular 105 que está comprimido contra una superficie anular
de contraste de la culata del cilindro, con una arandela 106
intercalada. El reborde 105 se mantiene en su posición por medio de
una tuerca anular 107 que está atornillada en una cavidad cilíndrica
roscada, practicada en la culata del cilindro.
El ejemplo de la forma de realización ilustrada
se refiere al caso de las válvulas de admisión de un motor. Sin
embargo, resulta evidente que la invención puede aplicarse tanto a
las válvulas de admisión como a las válvulas de escape.
Claims (1)
1. Motor de combustión interna, que
comprende:
- por lo menos una válvula de admisión (8) y por
lo menos una válvula de escape para cada cilindro, estando provista
cada válvula de los respectivos medios elásticos (9) que devuelven
la válvula a la posición de cierre, para controlar la comunicación
entre los respectivos conductos de admisión y de escape (4, 6) y la
cámara de combustión;
- un eje de levas (11) que acciona las válvulas
de admisión y de escape de los cilindros del motor por medio de las
correspondientes varillas de empuje (16), estando accionada cada
válvula de admisión y cada válvula de escape por una leva (14) de
dicho eje de levas;
en el que por lo menos una de dichas varillas de
empuje (16) controla la respectiva válvula de admisión o de escape,
oponiéndose a la acción de dichos medios elásticos de retorno por
medio de la interposición de unos medios hidráulicos que comprenden
una cámara hidráulica (C) que contiene un fluido a presión;
pudiendo conectarse dicha cámara hidráulica que
contiene un fluido a presión por medio de una servoválvula (24) a un
canal de descarga (26) para desacoplar la válvula de la
correspondiente varilla de empuje (16) y produciendo el rápido
cierre de la válvula bajo la acción de los respectivos medios
elásticos de retorno (9);
comprendiendo además dichos medios elásticos un
pistón (21) vinculado al vástago de la válvula y montado de forma
deslizante en un casquillo de guía (22), estando dicho pistón
colocado frente a una cámara de volumen variable (34) delimitada por
el pistón en el interior del casquillo de guía (22), estando dicha
cámara de volumen variable (34) en comunicación con la cámara
hidráulica (C) que contiene un fluido a presión por medio de una
abertura en el extremo de dicho casquillo de guía, presentando dicho
pistón un apéndice en el extremo diseñado para ser introducido en
dicho extremo de la abertura durante la compresión al final de la
carrera de cierre de la válvula con el fin de limitar el paso de
comunicación entre dicha cámara de volumen variable y dicha cámara
hidráulica que contiene un fluido a presión, de forma que permita
ralentizar la carrera de la válvula en las proximidades de su
cierre,
en el que dicho pistón (21) que acciona el
vástago (8) de la válvula presenta su eje alineado con el eje de la
respectiva varilla de empuje y en el que dicha varilla de empuje
está montada de forma deslizante en un elemento tubular (100) que
constituye una prolongación integral del casquillo de guía (22) para
guiar el pistón para accionar el vástago (8) de la válvula,
en el que dicho cuerpo tubular que está realizado
de una sola pieza y que delimita tanto el casquillo de guía (22) del
pistón (21) que acciona el vástago de la válvula como el elemento
tubular (100) para que guíe la varilla de empuje, delimita también
en su interior dicha cámara de presión (C) y presenta por lo menos
una abertura radial (102) para poner dicha cámara (C) en
comunicación con un tubo para alimentarla de aceite a presión,
en el que están previstos unos medios de
referencia para la correcta posición angular de dicho cuerpo tubular
(22) con el fin de garantizar que dicha abertura radial de
comunicación esté alineada con la tubería de alimentación del
aceite,
caracterizado porque dichos medios de
referencia comprenden una acanaladura exterior (103) conformada en
el cuerpo tubular (100), el cual está acoplado por medio de un
tornillo de presión (104) atornillado en el cuerpo de la culata del
cilindro.
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