ES2248185T3 - Conjunto para proporcionar un sistema de freno motor a un motor de combustion interna, en especial de un vehiculo industrial, y un motor de combustion interna dotado de este conjunto. - Google Patents
Conjunto para proporcionar un sistema de freno motor a un motor de combustion interna, en especial de un vehiculo industrial, y un motor de combustion interna dotado de este conjunto.Info
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Abstract
Conjunto (39) para disponer de un sistema de freno motor para un motor de combustión interna (1), en particular para un vehículo industrial, cuyo motor comprende una pluralidad de cilindros, una culata (2) del motor provista, para cada uno de dichos cilindros, con por lo menos una válvula de escape (3) y, para cada una de dichas válvulas de escape (3), con la correspondiente leva de control con un perfil que comprende, por lo menos, una sección que puede ser accionada de forma selectiva variando el juego de la válvula, comprendiendo para cada cilindro, un cuerpo de soporte (40) adaptado para ser conectado a la culata (2), por lo menos, un husillo de soporte (50) del balancín soportado por el cuerpo de soporte, un casquillo excéntrico (52), un balancín (18) adaptado para estar intercalado entre una válvula de escape (3) y una leva de control y que puede estar acoplado al husillo de soporte del balancín (50) por medio del casquillo excéntrico (52) para poder girar sobre un eje (57) y medios de un servomotor (60, 62) adaptados para hacer girar el casquillo excéntrico (52) con respecto al cuerpo de soporte (40) sobre el husillo de soporte del balancín (50) para desplazar el eje de rotación de los balancines (18) y variar el juego de la válvula entre estos balancines (18) y las válvulas de escape (3), caracterizado porque los medios del servomotor (60, 62) comprenden una palanca radial (60) rígida con respecto al casquillo excéntrico (52) y un servomotor (62) sujeto a dicho cuerpo de soporte y que comprende un elemento móvil (64) que puede estar acoplado a la palanca (60).
Description
Conjunto para proporcionar un sistema de freno
motor a un motor de combustión interna, en especial de un vehículo
industrial, y un motor de combustión interna dotado de este
conjunto.
La presente invención se refiere a un conjunto
para proporcionar un sistema de freno motor a un motor de combustión
interna, en particular a un motor de combustión interna del tipo
Diesel de un vehículo industrial, y que comprende un eje de levas de
distribución y, para cada cilindro del motor, un balancín para
controlar el acenso de las válvulas de escape de este cilindro.
A partir de la Memoria de la Patente US nº
5.335.636 se conoce la forma de controlar los balancines asociados
al escape mediante levas que tienen secciones con un perfil que
puede accionar las levas de forma selectiva variando el juego de la
válvula y, en particular, una primera sección de acenso nulo (es
decir, definida por una parte del círculo base de la leva), que
corresponde substancialmente a la mayor parte de la fase de admisión
del cilindro correspondiente, una segunda sección con un pequeño
acenso constante que abarca una amplitud angular correspondiente a
la parte final de la fase de admisión y a las fases de compresión y
expansión, y una tercera sección con un lóbulo convexo, que
corresponde substancialmente a la fase de escape y que define una
ley de acenso de una válvula de escape del tipo convencional.
Estos motores ya conocidos, están dotados de un
dispositivo de freno motor que comprende para cada balancín asociado
al escape, un casquillo excéntrico intercalado entre el balancín y
la correspondiente espiga de soporte conectada directamente a la
culata del cilindro del motor. En particular, el casquillo tiene
una superficie exterior cilíndrica sobre la cual está montado el
balancín de una forma oscilante, y un orificio axial excéntrico en
el que está encajada la espiga de soporte. El dispositivo de freno
motor comprende además, para cada cilindro, un servomotor hidráulico
accionado directamente desde la culata del motor y controlado por
una unidad electrónica de control con el fin de hacer girar el
casquillo excéntrico sobre el eje de la espiga de soporte durante
las fases de actuación del freno motor. Siguiendo esta rotación, el
eje de oscilación del balancín se desplaza, reduciendo el juego
actual entre este balancín y las válvulas de escape
correspondientes, de manera que se produce un acenso de la válvula
de escape que no es nulo y que está definido por la segunda sección
de las levas durante la parte final de la fase de admisión y de las
fases de compresión y de expansión, con el fin de disipar la
energía de compresión generada en el interior del cilindro
correspondiente. La patente US nº 5.655.499 da a conocer un
dispositivo de este tipo en el que el servomotor está fijado a la
culata.
En los motores de combustión interna conocidos,
el dispositivo de freno motor del tipo anteriormente descrito está
integrado en la culata del motor, condicionando con ello
substancialmente su diseño y su fabricación; el dispositivo de
freno motor está por consiguiente destinado a un tipo particular de
motor y tiene que ser completamente rediseñado de vez en cuando.
Además, la utilización del freno motor en los motores existentes
que no disponen del mismo es totalmente imposible sin un rediseño
completo de la culata.
El objetivo de la presente invención es facilitar
un conjunto para proporcionar un sistema de freno motor, en
particular para un vehículo industrial, que hace posible resolver
de una manera sencilla y económica los problemas antes
mencionados.
La presente invención se refiere por consiguiente
a un conjunto para proporcionar un sistema de freno motor a un
motor de combustión interna, en particular a un vehículo industrial,
según la reivindicación 1.
La presente invención se refiere también a un
motor de combustión interna, en particular de un vehículo
industrial.
Por consiguiente, la invención se refiere a un
motor de combustión interna, en particular de un vehículo
industrial, según la reivindicación 6.
A continuación, se describirá la invención
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que muestran una forma
de realización no limitativa de la misma, y en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva y
explosionada de una forma de realización preferida del conjunto para
proporcionar un sistema de freno motor a un motor de combustión
interna de la presente invención.
La Figura 2 es similar a la Figura 1 y muestra
una variante del conjunto de la Figura 1;
La Figura 3 muestra parcialmente en una sección
transversal, un detalle del conjunto de las Figuras 1 y 2;
Las Figuras 4 y 5 muestran respectivamente, en
una vista en planta, el conjunto de las Figuras 1 y 2.
En la Figura 1, un motor de combustión interna de
un vehículo industrial, de forma ventajosa de tipo Diesel
sobrealimentado, se muestra en conjunto con 1 y no está mostrado en
detalle y tiene una estructura que es conocida de por sí;
comprendiendo una pluralidad de cilindros y una culata 2 (Figura 3),
provista para cada cilindro con dos válvulas de escape 3 y dos
válvulas de admisión 3a (mostradas en
parte).
parte).
En los dibujos que se acompañan, se muestran las
partes de las válvulas 3, 3a de un único cilindro; se comprenderá
que las válvulas de los demás cilindros y las partes
correspondientes del motor 1 son totalmente análogas a las
ilustradas y/o descritas más adelante.
Cada válvula 3, 3a puede deslizarse axialmente en
una guía tubular fija correspondiente (no representada), y está
adaptada para cerrar la correspondiente abertura de escape o de
admisión (no representada) practicada en la culata 2 del cilindro.
Las aberturas de escape se comunican con un colector (no
representado) adecuado para transportar los gases de escape desde
todas las aberturas de escape asociadas con los cilindros.
Las válvulas 3, 3a se mantienen en posición
cerrada de una forma conocida mediante los respectivos resortes (no
representados); las primeras son controladas por un balancín 18 y
las últimas por un balancín 18a por medio de los respectivos
travesaños representados por 19 y 19a.
Cada uno de los balancines 18, 18a comprende dos
brazos opuestos 27 y 28. En uno de los extremos, el brazo 28 soporta
un elemento 29 adecuado para colaborar con el correspondiente
travesaño 19, 19a, mientras que un extremo del brazo 27 está
conectado de una manera regulable (Figura 3) a un elemento 30 que
está acoplado a un eje de levas de la distribución (no representado)
del motor 1 por medio de la correspondiente varilla de llamada
31.
En particular, cada elemento 29 comprende una
cabeza con un extremo hemisférico 32 que queda frente al travesaño
correspondiente 19, 19a y está adaptada para colaborar con el
correspondiente asiento hemisférico 33 de este travesaño 19, 19a.
Debe tenerse en cuenta que la expresión "juego de la válvula"
utilizada en esta descripción indica la pequeña carrera en vacío que
el elemento de contacto del balancín, en este caso la cabeza 32,
tiene que recorrer hasta entrar en contacto con el correspondiente
elemento de empuje de las válvulas 3, en este caso el asiento 33
del travesaño 19 desde una posición de ascenso nulo de la leva
correspondiente (o cuando se especifica, desde otra posición).
Las levas (no representadas) del eje de
distribución adaptado para controlar las válvulas de escape 3,
tienen un perfil modificado de un tipo conocido que comprende
secciones que pueden ser accionadas de forma selectiva variando el
juego de la válvula. En particular, el perfil de estas levas está
formado substancialmente por una primera sección de acenso nulo (es
decir, definido por una parte del círculo base de la leva),
correspondiente substancialmente a la mayor parte de la fase de
admisión del cilindro correspondiente, una segunda sección de un
acenso pequeño y constante, que abarca una amplitud angular
correspondiente a la parte final de la fase de admisión y a las
fases de compresión y de expansión, y una tercera sección de un
lóbulo correspondiente substancialmente a la fase de escape y que
define una ley de acenso de las válvulas 3 del tipo
convencional.
convencional.
Los balancines 18, 18a forman parte de un
conjunto 39 adaptado para proporcionar un sistema de freno motor del
motor 1 asociado al perfil descrito anteriormente. En los dibujos
adjuntos se muestran las partes del conjunto 39 relativas a las
válvulas 3 de un cilindro único y se tendrá en cuenta que las
partes correspondientes a los demás cilindros son completamente
análogas.
En las Figuras 1, 3 y 5, el conjunto 39 comprende
un cuerpo de conexión 40 separado de la culata 2, dispuesto haciendo
tope sobre una superficie 41 de la culata 2, y conectado de forma
rígida a la culata 2, en particular por medio de un par de
tornillos paralelos 42, 43. El cuerpo 40 comprende una base 44
dispuesta haciendo tope contra la culata del cilindro 2 y
comprendiendo dos partes adyacentes 45 y 46, de las cuales la parte
45 está acoplada mediante el tornillo 42 y soporta de forma rígida
una horquilla 47 que se prolonga de manera que sobresale con el fin
de soportar el balancín 18.
En particular, la horquilla 47 soporta un husillo
de soporte del balancín, formado por una espiga 50 que se extiende a
lo largo de un eje 51 entre los brazos de la horquilla 47 y a la
cual está conectado un casquillo excéntrico 52. El casquillo 52
tiene una superficie interior cilíndrica acoplada a la espiga 50 de
manera que puede girar sobre el eje 51, y una superficie exterior
cilíndrica 55 sobre la cual está enclavada una parte intermedia 56
del balancín 18 con el fin de permitir que el balancín gire sobre un
eje 57 paralelo y excéntrico con respecto al eje 51.
El casquillo 52 soporta de forma rígida, por uno
de los extremos del eje, una palanca radial 60 accionada por un
servomotor 62 con el fin de hacer girar el casquillo 52 sobre el
eje 51 con respecto al cuerpo 40 y desplazar el eje 57 de giro del
balancín 18. El servomotor 62 comprende un cilindro 63 conectado
rígidamente al brazo de la horquilla 47, por ejemplo, mediante
tornillos (no representados), y un vástago 64 que sobresale del
cilindro 63 y que puede deslizarse con respecto a este cilindro 63.
El vástago 64 está conectado por un extremo a la palanca 60
mediante una espiga 65 que es paralela al eje 51 y se acopla a una
ranura radial practicada en un extremo de esta palanca 60.
Sin embargo, la parte 46 soporta de forma rígida
un elemento substancialmente prismático 70, al cual está sujeto
mediante el tornillo 43 un husillo de soporte del balancín formado
por una espiga 71. El balancín 18a comprende una parte hueca
intermedia 73 que aloja parcialmente el elemento 70 y está
articulada sobre la espiga 71 para poder girar sobre un eje 75
paralelo a los ejes 51 y 57.
Las Figuras 2 y 5 muestra una variante del
conjunto 39, en la que el cuerpo 40 no comprende ni la parte 46 ni
el elemento 70, y está sujeto a la culata 2 del cilindro únicamente
mediante el tornillo 42, mientras que el balancín 18a (no
representado) asociado a las válvulas de admisión está montado de
forma oscilante sobre una espiga soportada directamente por la
culata 2 del cilindro de una forma conocida (no representada).
Durante el funcionamiento normal del motor 1, el
juego de la válvula de las válvulas 3 es igual al valor óptimo de la
regulación cuando la segunda sección de la leva correspondiente
está activada, mientras que existe un juego substancialmente mayor
cuando está activada la primera sección correspondiente al círculo
base de la leva.
Cuando se acciona el freno motor del vehículo,
desciende el eje 57 de giro del balancín 18, haciendo girar el
casquillo 52 para disminuir el juego de la válvula de las válvulas
3 de una forma casi completa, es decir, para conseguir un juego
residual igual al valor óptimo de la regulación cuando está activada
la primera sección de la leva de distribución correspondiente al
círculo de base. En esta situación, durante la parte final de la
fase de admisión y durante las fases de compresión y de expansión,
las válvulas 3 permanecen abiertas en una magnitud correspondiente
al acenso de la segunda sección del perfil de las levas, disipando
la energía de compresión generada en el cilindro aspirándola hacia
el colector de
escape.
escape.
Durante el montaje del motor 1, el conjunto 39
proporciona un sistema de freno motor que no depende del tipo
específico de la culata 2 del cilindro.
Por una parte, la base 44 puede conectarse
fácilmente a una culata 2 prácticamente de cualquier tipo y con una
estructura con una superficie de soporte 41 y, por otro lado, el
servomotor 62 está separado de la culata 2, en contraste con las
soluciones conocidas en las que está incorporado a la culata 2 del
cilindro. Dicho de otra forma, la existencia del sistema de freno
motor descrita mediante el conjunto 29 no condiciona de forma
substancial el diseño y la fabricación de la culata 2 y por
consiguiente el sistema tal como se ha descrito puede ser aplicado
a motores de diferentes tipos, tanto nuevos como ya disponibles, que
no la contengan.
Por todo lo mencionado anteriormente se
comprenderá que pueden realizarse modificaciones y variaciones que
no se aparten del ámbito de protección de la presente invención al
conjunto 39.
En particular, el servomotor 62 podría estar
conectado rígidamente a la culata 2 en vez de al cuerpo 40, y un
servomotor único podría disponerse para todos los balancines 18, y/o
las espigas 50 y 71 podrían estar fabricadas de una sola pieza y
prolongadas a lo largo del mismo eje.
Claims (10)
1. Conjunto (39) para disponer de un sistema de
freno motor para un motor de combustión interna (1), en particular
para un vehículo industrial, cuyo motor comprende una pluralidad de
cilindros, una culata (2) del motor provista, para cada uno de
dichos cilindros, con por lo menos una válvula de escape (3) y, para
cada una de dichas válvulas de escape (3), con la correspondiente
leva de control con un perfil que comprende, por lo menos, una
sección que puede ser accionada de forma selectiva variando el juego
de la válvula, comprendiendo para cada cilindro, un cuerpo de
soporte (40) adaptado para ser conectado a la culata (2), por lo
menos, un husillo de soporte (50) del balancín soportado por el
cuerpo de soporte, un casquillo excéntrico (52), un balancín (18)
adaptado para estar intercalado entre una válvula de escape (3) y
una leva de control y que puede estar acoplado al husillo de
soporte del balancín (50) por medio del casquillo excéntrico (52)
para poder girar sobre un eje (57) y medios de un servomotor (60,
62) adaptados para hacer girar el casquillo excéntrico (52) con
respecto al cuerpo de soporte (40) sobre el husillo de soporte del
balancín (50) para desplazar el eje de rotación de los balancines
(18) y variar el juego de la válvula entre estos balancines (18) y
las válvulas de escape (3), caracterizado porque los medios
del servomotor (60, 62) comprenden una palanca radial (60) rígida
con respecto al casquillo excéntrico (52) y un servomotor (62)
sujeto a dicho cuerpo de soporte y que comprende un elemento móvil
(64) que puede estar acoplado a la palanca (60).
2. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque el servomotor (62) comprende un cuerpo
fijo (63) que puede estar acoplado al cuerpo de soporte (40).
3. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo
de soporte (40) comprende una base del soporte (44) adaptada para
ser conectada a la culata (2) y una horquilla (47) rígida con
respecto a la base (44) para soportar, por lo menos, el
correspondiente husillo de soporte (50) del balancín.
4. Conjunto según la reivindicación 3,
caracterizado porque el cuerpo de soporte (40) comprende una
parte (70) rígida con respecto a la base (44) para soportar un
balancín (18a) que controla por lo menos una válvula de admisión
(3a).
5. Conjunto según las reivindicaciones 3 ó 4,
caracterizado porque comprende por lo menos, un tornillo (43)
para sujetar la base (44) a la culata (2) y para sujetar un husillo
de soporte (71) del balancín al cuerpo de soporte (40).
6. Motor de combustión interna (1), en
particular de un vehículo industrial, que comprende una pluralidad
de cilindros, una culata (2) del cilindro provista, para cada uno
de dichos cilindros, con por lo menos de una válvula de escape (3)
y, para cada una de dichas válvulas de escape (3), con la
correspondiente leva de control con un perfil que comprende por lo
menos una sección que puede ser accionada de forma selectiva
variando el juego de la válvula, y, para cada cilindro, un
casquillo excéntrico (52) y un balancín (18) interpuesto entre la
válvula de escape (3) y la leva de control y acoplado a los husillos
de soporte (50) del balancín mediante el casquillo excéntrico (52)
para poder girar sobre el eje correspondiente (57) y unos medios de
un servomotor (60, 62) adaptados para hacer girar el casquillo
excéntrico (52) con respecto a la culata (2) sobre el husillo de
soporte del balancín (50) para desplazar el eje de rotación (57) de
los balancines (18) y variar así el juego de la válvula entre dichos
balancines (18) y las válvulas de escape (3), comprendiendo además
un cuerpo de soporte (40) para los husillos de soporte (50) del
balancín acoplado a la culata del cilindro (2),
caracterizado porque los medios del servomotor (60, 62)
comprenden una palanca radial (60) rígida con respecto al casquillo
excéntrico (52) y un servomotor (62) sujeto a dicho cuerpo de
soporte y que comprende un elemento móvil (64) que puede estar
acoplado a la palanca (60).
7. Motor según la reivindicación 6,
caracterizado porque el servomotor (62) comprende un cuerpo
fijo (63) que puede estar acoplado al cuerpo de soporte (40).
8. Motor según cualquiera de las reivindicaciones
6 a 7, caracterizado porque el cuerpo de soporte (39)
comprende una base del soporte (44) conectada a la culata (2) y una
horquilla (47) rígida respecto a esta base (44) para soportar por
lo menos el correspondiente husillo de soporte (50) del
balancín.
9. Motor según la reivindicación 8,
caracterizado porque el cuerpo de soporte (39) comprende una
parte (70) rígida respecto a la base (44) que soporta un balancín
(18a) que controla por lo menos una válvula de admisión (3a).
10. Motor según las reivindicaciones 8 ó 9,
caracterizado porque comprende por lo menos, un tornillo
(43) para sujetar la base (44) a la culata (2) y para sujetar un
husillo de soporte del balancín (71) al cuerpo de soporte (40).
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