ES2263523T3 - Accionador magnetico para el accionamiento de las valvulas de un motor de combustion interna con recuperacion del juego mecanico. - Google Patents

Abstract

Un accionador electromagnético (1) para accionar las válvulas (2) de un motor de combustión interna que comprende un cabezal (4), al menos una cámara de combustión de volumen variable (5), al menos un conducto de conexión (6) adaptado para comunicar la cámara de combustión (5) con la atmósfera, y al menos una válvula (2) adaptada para regular el flujo de fluidos hacia y desde la cámara de combustión (5), estando montada la válvula (2) en el cabezal (4) de manera que puede moverse axialmente entre una posición cerrada en la que cierra el conducto de conexión (6) y una posición de máxima apertura en la que permite que el fluido fluya a través del conducto de conexión (8, 9) con el máximo flujo admisible, estando montado el accionador electromagnético (1) sobre el cabezal (4) para mover, cuando se requiera, la válvula (2), entre su posición cerrada y su posición de máxima apertura, y estando provisto con medios para recuperar el juego mecánico (30) entre la válvula (2) y el accionador (1).

Description

Accionador magnético para el accionamiento de las válvulas de un motor de combustión interna con recuperación del juego mecánico.

La presente invención se refiere a un accionador electromagnético para el accionamiento de las válvulas de un motor de combustión interna.

Como se sabe, actualmente se están ensayando motores de combustión interna en los que las válvulas de admisión y escape que comunican selectivamente la cámara de combustión del motor con el colector de admisión y con el colector de escape del motor, respectivamente, están accionadas por accionadores electromagnéticos mediante una unidad de control electrónica. Esta solución hace posible variar, de una manera precisa, el alzado, el tiempo de apertura y los momentos de apertura y cierre de las válvulas como una función de la velocidad angular del cigüeñal y de otros parámetros operativos del motor, aumentando sustancialmente el rendimiento del motor.

El accionador electromagnético que proporciona actualmente el mejor rendimiento se dispone a lo largo del vástago de la válvula del motor de combustión interna para que pueda moverse axialmente y comprende un marco de soporte rígido con el cabezal del motor de combustión interna, un brazo oscilante de material ferromagnético que tiene un primer tope articulado sobre el marco de soporte para permitir la oscilación alrededor de un eje de rotación perpendicular al eje longitudinal de la válvula, y un segundo tope con forma de leva dispuesto en conexión con el tope superior del vástago de la válvula, y un par de electroimanes dispuestos en lados opuestos de la porción central del brazo oscilante para que sean capaces de atraer, cuando se requiera y alternativamente, haciendo que el brazo oscilante gire alrededor de su eje de rotación.

Cada electroimán normalmente está formado por un núcleo magnético formado por un conjunto de láminas fijadas entre dos placas metálicas laterales que forman parte del marco de soporte y mediante una bobina de material eléctricamente conductor enchavetado sobre el núcleo magnético.

El accionador electromagnético comprende por último dos miembros elásticos, el primero de los cuales está adaptado para mantener la válvula del motor en una posición cerrada y el segundo de los cuales está adaptado para mantener el brazo oscilante en una posición tal que se mantiene esta válvula en la posición de máxima apertura. Los dos miembros elásticos actúan uno en oposición del otro y se dimensionan para colocarse, cuando no se suministra ninguno de los electroimanes, es decir, están en un estado de equilibrio, el brazo oscilante está en una posición de reposo en la que es sustancialmente equidistante respecto a los cabezales polares de los dos electroimanes para mantener la válvula del motor en una posición intermedia entre la posición cerrada y la posición de máxima apertura.

El principal inconveniente del accionador electromagnético descrito anteriormente es que existe un juego mecánico entre el tope con forma de leva del brazo oscilante y el tope superior del vástago de la válvula que varía sustancialmente como función de la temperatura de funcionamiento del accionador, desechando de este manera algunas de las ventajas procedentes del uso de dicho accionador electromagnético. El alzado de la válvula, el tiempo de apertura y los momentos de apertura y cierre de las válvulas en la práctica varían sustancialmente como función del juego mecánico entre el tope con forma de leva del brazo oscilante y el tope superior del vástago de la válvula, reduciendo sustancialmente la precisión de accionamiento que puede obtenerse cuando se usa el accionador electromagnético mencionado anteriormente.

En el accionador electromagnético descrito anteriormente es muy importante también que los conjuntos de láminas de cada electroimán mantengan siempre su posición predeterminada óptima en la que los huecos de aire entre las láminas se reducen al mínimo. Esto es necesario porque el consumo de energía eléctrica por los dos electroimanes debe minimizarse, y en la práctica cuanto mayor sean los huecos de aire del circuito magnético, mayores serán las corrientes magnéticas que tienen que circular en los electroimanes y, por lo tanto, mayor la potencia usada y la potencia disipada por estos electroimanes. La reducción de los huecos de aire al mínimo requiere un ensamblaje muy preciso de los componentes del circuito magnético (sustancialmente los electroimanes y el brazo oscilante) y esta precisión de ensamblaje debe mantenerse con el tiempo durante el funcionamiento normal del accionador y, por lo tanto, cualquier variación respecto a la posición óptima de los conjuntos de láminas (debido a desplazamientos y/o deformaciones de las placas como resultado de tensiones mecánicas) puede suponer fácilmente un aumento general de los huecos de aire.

El objeto de la presente invención es proporcionar un accionador electromagnético para el accionamiento de las válvulas de un motor de combustión interna que hace posible recuperar el juego mecánico y que, al mismo tiempo, hace posible mantener los conjuntos de láminas que forman el núcleo magnético de cada electroimán en la posición óptima predeterminada mencionada anteriormente.

Un accionador electromagnético para el accionamiento de las válvulas de un motor de combustión interna que comprende un cabezal, al menos una cámara de combustión de volumen variable, al menos un conducto de conexión adaptado para comunicar la cámara de combustión con la atmósfera y al menos una válvula adaptada para regular el paso de fluidos hacia y desde la cámara de combustión, estando montada la válvula en el cabezal de manera que puede moverse axialmente entre una posición cerrada en la que cierra el conducto de conexión y una posición de máxima apertura en la que se permite que los fluidos pasen a través del conducto de conducción con el flujo admisible máximo, estando montado el accionador electromagnético sobre el cabezal para mover la válvula, cuando se requiera, entre su posición cerrada y su posición de máxima apertura y comprendiendo un medio para recuperar el juego mecánico existente entre la válvula y el accionador, se conoce a partir del documento DE-A-19 628 860.

Un accionador electromagnético de acuerdo con la invención se define en la reivindicación 1.

La presente invención se describirá ahora haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que muestra una realización no limitante del mismo y en la que:

la Figura 1 es una vista frontal, con las piezas en sección transversal y otras piezas que se han retirado para aclarar, de un motor de combustión interna provisto con un accionador electromagnético para el accionamiento de las válvulas de admisión y/o escape;

la Figura 2 es una vista lateral, con las piezas en sección transversal y otras piezas retiradas para aclarar, del accionador electromagnético de la Figura 1;

la Figura 3 muestra una primera variante del accionador electromagnético de la Figura 1;

la Figura 4 muestra un accionador electromagnético de acuerdo con la presente invención;

la Figura 5 es una vista lateral, con las piezas en sección transversal y otras piezas retiradas para aclarar, del accionador electromagnético de la Figura 4;

la Figura 6 es una vista en perspectiva de un componente del accionador electromagnético de las Figuras 4 y 5.

En las Figuras 1 y 2 un accionador electromagnético adaptado para desplazar, cuando se requiera, al menos una válvula de admisión o de escape 2 de un motor de combustión interna, que normalmente comprende una base 3, uno o más pistones (no mostrados) montados de una manera axialmente deslizante dentro de cavidades cilíndricas respectivas obtenidas en el cuerpo de la base 3 y un cabezal 4 dispuesto en el vértice de la base 3 para cerrar las cavidades cilíndricas mencionadas anteriormente, se muestra de manera general en 1.

Dentro de la cavidad cilíndrica respectiva, cada pistón limita, junto con el cabezal 4, con una cámara de combustión de volumen variable 5, mientras que el cabezal 4 está provisto, para cada cámara de combustión 5, con al menos un conducto de admisión y al menos un conducto de escape adaptado para conectar la cámara de combustión 5 respectivamente con el colector de admisión y el colector de escape del motor que son ambos del tipo conocido y que por lo tanto no se muestran.

En la Figura 1, el motor de combustión interna está provisto finalmente con un grupo de válvulas de admisión y escape 2 que están adaptadas respectivamente para regular el flujo de aire hacia la cámara de combustión 5 mediante el conducto de admisión y el flujo de salida de los gases quemados de la cámara de combustión 5 mediante el conducto de escape.

En este caso, el motor de combustión interna tiene, en la entrada de cada conducto, sea un conducto de admisión o de escape, una válvula de asiento cónico 2 respectiva de tipo conocido que se monta sobre el cabezal 4 del motor deslizándose su vástago 2a axialmente a través del cuerpo del cabezal 4 y su cabezal 2b que se mueve axialmente en la entrada del conducto, de manera que puede moverse entre una posición cerrada en la que el cabezal 2b de la válvula 2 evita que los gases fluyan a través del conducto de admisión o escape hacia y desde la cámara de combustión 5 y una posición de máxima apertura en la que el cabezal 2b de la válvula 2 permite que los gases pasen a través del conducto de admisión o escape hacia y desde la cámara de combustión 5 con el flujo máximo admisible.

La Figura 1 en particular muestra una porción del cabezal 4 en la localización de una cámara de combustión 5, estando relacionada la sección de tope del conducto de admisión con esta cámara de combustión 5 y la válvula de admisión 2 adaptada para regular el paso de aire a través de este conducto de admisión indicado posteriormente en este documento con el número de referencia 6.

En las Figuras 1 y 2, el accionador electromagnético 1 comprende un marco de soporte 10 articulado sobre el cabezal 4 del motor de combustión interna como se describirá con detalle a continuación, un brazo oscilante 11 de material ferromagnético que tiene un primer tope 11a articulado sobre el marco de soporte 10 de manera que puede oscilar alrededor de un eje de rotación A perpendicular al eje longitudinal L de la válvula 2, y un segundo tope 11b dispuesto directamente apoyado sobre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2 y un par de electroimanes 12 dispuestos uno sobre el otro en lados opuestos de la porción central del brazo oscilante 11 para permitir que atraiga, cuando se requiera y alternativamente, el brazo oscilante 11 provocando que gire alrededor del eje de rotación A. De acuerdo con una realización preferida, el brazo oscilante 11, o al menos una parte del mismo, está formada por un conjunto de láminas de material ferromagnético para reducir las pérdidas resultantes de corrientes parasitarias.

En la realización mostrada, el marco de soporte 10 está formado por un par de placas paralelas 13 enfrentadas entre sí que se extienden a lo largo del vástago 2a de la válvula 2 para moverse axialmente paralelas al eje longitudinal L de la válvula 2 y están articuladas sobre el cabezal 4 del motor de manera que pueden oscilar alrededor de un eje de rotación B preferiblemente, aunque no necesariamente, paralelo al eje de rotación A del brazo oscilante 11.

Por su parte, el brazo oscilante 11 está dispuesto entre las placas 13 que forman el marco de soporte 10 y está formado por una placa central 14 de material ferromagnético situado en el espacio entre los cabezales polares de los dos electroimanes 12, mediante un miembro tubular cilíndrico 15 rígido con un borde lateral de la placa central 14 y finalmente mediante un saliente 16 que se extiende de una manera sobresaliente desde la placa central 14 en el lado opuesto al miembro tubular cilíndrico 15. Haciendo referencia particular a las Figuras 1 y 2 el miembro tubular cilíndrico 15 que se extiende coaxialmente respecto al eje de rotación A, está montado para rotar sobre las placas 13 que forman el marco de soporte 10 mediante la interposición de rodamientos de tipo conocido, y define el tope 11a del brazo oscilante 11 mientras que el saliente 16 que tiene forma de leva y está dispuesto directamente apoyado sobre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2, define el tope 11b del brazo oscilante 11.

Los dos electroimanes 12 están dispuestos ambos entre las placas 13 del marco 10 y cada uno, en la realización mostrada, comprende un núcleo magnético con forma de U 17 asegurado al marco de soporte 10 de manera que sus dos cabezales polares están dirigidos hacia la placa central 14, y una bobina 18 de material eléctricamente conductor enchavetado sobre este núcleo magnético 17.

Debe tenerse en cuenta que el núcleo magnético 17, para reducir las pérdidas por histéresis, está formado por un conjunto de láminas de material ferromagnético que se mantiene unido mediante tornillos de cierre 19 montados para pasar a través de las placas 13.

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, el accionador electromagnético 1 comprende adicionalmente dos miembros elásticos, uno de los cuales está adaptado para mantener la válvula 2 en la posición cerrada y el otro de los cuales está adaptado para mantener el brazo oscilante 11 apoyado sobre uno de los electroimanes 12, y en particular sobre el electroimán 12 contra el que el brazo oscilante 11 normalmente entraría en contacto para colocar la válvula 2 en la posición de máxima apertura.

En este caso, el primer miembro elástico del accionador electromagnético 1, que lleva el número de referencia 20 debajo, está formado por un resorte helicoidal enchavetado sobre el vástago 2a de la válvula 2 de manera que tenga su primer tope apoyado sobre el cabezal 4 del motor y su segundo tope apoyado sobre una pestaña de apoyo 21 asegurada al vástago 2a de la válvula 2. El segundo miembro elástico del accionador electromagnético 1, que lleva el número de referencia 22 debajo, está formado sin embargo, en la realización mostrada, mediante una barra de torsión insertada parcialmente dentro del miembro tubular cilíndrico 15 para que tenga un primer tope 22a angularmente rígido con el miembro cilíndrico tubular 15 y un segundo tope 22b rígido con una de las placas 13 del marco de soporte 10 mediante un miembro de cierre y ajuste 23 proporcionado sobre el mismo.

Debe tenerse en cuenta que los dos miembros elásticos, es decir el resorte helicoidal 20 y la barra de torsión 22, actúan uno en oposición del otro y que sus constantes elásticas se seleccionan para que se coloquen, cuando no suministra ninguno de los electroimanes 12, es decir están en estado de equilibrio, el brazo oscilante 11 en una posición de reposo en la que es sustancialmente equidistante respecto a los cabezales polares de los dos electroimanes 12 para mantener la válvula 2 del motor en una posición intermedia entre la posición cerrada y la posición de máxima apertura.

Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, el accionador electromagnético 1 comprende finalmente un dispositivo 24 para orientar el marco adaptado para hacer girar, cuando sea necesario el marco 10, es decir las dos placas 13, alrededor del eje de rotación de B de manera que sea capaz de recuperar el juego mecánico entre el tope 11b del brazo oscilante 11, es decir el saliente con forma de leva 16 y el tope superior del vástago 2a de la válvula 2.

En este caso, el accionador electromagnético 1 comprende uno o más cilindros hidráulicos 24 accionados mediante aceite comprimido, que se adaptan para provocar, cuando se requiera, que el marco 10 gire alrededor del eje de rotación B de manera que se varía la posición del accionador electromagnético 1 con respecto al cabezal 4 y la válvula 2 para mantener el juego mecánico entre el tope 11b del brazo oscilante 11 es decir, el saliente con forma de leva 16 y el tope superior del vástago 2a de la válvula 2 a un valor predeterminado.

En la realización mostrada, el accionado electromagnético 1 está provisto en particular con dos cilindros hidráulicos 24 accionados mediante aceite comprimido que circula en el circuito de lubricación del motor, adaptado cada uno de los cuales para variar la posición de una placa respectiva 13 del marco 10 con respecto al cabezal 4.

Cada cilindro hidráulico 24 está dispuesto en la práctica a lo largo del gozne que conecta la placa correspondiente 13 del cabezal 4, con un primer tope apoyado sobre el cabezal 4 del motor y con un segundo tope apoyado sobre el borde lateral de la placa 13, para ajustar la posición de la placa 13 variando su longitud axial. En la realización mostrada, cada cilindro hidráulico 24 está formado por dos rodillos 25a y 25b de material metálico acoplado telescópicamente para definir una cámara de volumen variable 26 adaptada para llenarse con aceite comprimido mediante una válvula de una vía 27 dispuesta en la base del rodillo interno 25b.

En la Figura 1, los cilindros hidráulicos 24 están dispuestos sobre el cabezal 4 del motor con el rodillo externo 25a que tiene su base en contacto con la placa 13 y el rodillo interno 25b alojado al revés dentro de un asiento 28 obtenido sobre la superficie del cabezal 4. Este asiento 28 está conectado al circuito de lubricación del motor de manera que puede llenarse con aceite comprimido que circula en este circuito de lubricación.

Cuando la presión del aceite del motor dentro del asiento 28 sobrepasa un valor predeterminado, la válvula de una vía 27 en la base del cilindro interno 25b permite que el aceite comprimido fluya hacia la cámara de volumen variable 26, provocando la expansión progresiva de la misma y el distanciamiento consecuente de los dos rodillos 25a y 25b entre sí. El aceite comprimido de la cámara de volumen variable 26 emerge, sin embargo, por extracción en la localización del acoplamiento entre los dos rodillos 25a y 25b.

De acuerdo con la variante mostrada en las Figuras 4, 5 y 6, el marco 10 está articulado sobre un miembro de soporte 29 que a su vez está asegurado al cabezal 4 del motor.

Con mayor detalle, las placas 13 que forman el marco 10 están articuladas sobre el miembro de soporte 29 para que puedan oscilar alrededor de un eje de rotación B' paralelo al eje de rotación A del brazo oscilante 11, en este caso bajo el empuje de un único accionador hidráulico 30 que actúa directamente sobre la placa 13 que lleva el miembro de cierre y ajuste 23 de la barra de torsión 22. Este accionador hidráulico 30 forma obviamente el nuevo dispositivo para orientar el marco.

Haciendo referencia a las Figuras 2 y 3, el accionador hidráulico 30 es un accionador hidráulico de tipo conocido, en particular un cilindro hidráulico, que está accionado por aceite comprimido (por ejemplo el aceite que circula en el circuito de lubricación del motor) y que comprende dos miembros cilíndricos 36 y 37 acoplados telescópicamente entre sí.

El miembro cilíndrico 36 está asegurado (de una manera conocida, que por lo tanto no se muestra) al cabezal 4, mientras que el miembro cilíndrico 37 está apoyado sobre un soporte 38 dispuesto sobre el borde lateral de la placa 13.

Cuando al accionador hidráulico 30 se le suministra aceite comprimido (mediante una válvula sin retorno) el miembro cilíndrico 37 tiende a expandirse axialmente respecto al miembro cilíndrico 36 con una fuerza predeterminada dependiendo de la presión del aceite; si la presión del aceite se mantiene constante la forma de expansión del miembro cilíndrico 36 permanece constante también independientemente de la posición relativa entre los dos miembros cilíndricos 36 y 37.

Durante el funcionamiento, el accionador hidráulico 30 está adaptado para ejercer una fuerza constante F sobre la placa 13 del marco de soporte 10, tendiendo dicha fuerza a provocar que el marco 10 gire alrededor del eje de rotación B' para impulsar el saliente 16 contra la parte superior del vástago 2a de manera que sea capaz de recuperar el juego mecánico entre el tope 11b del brazo oscilante 11, es decir el saliente con forma de leva 16, y el tope superior del vástago 2a.

En otras palabras, la posición angular del marco de soporte 10 alrededor del eje de rotación B' se ajusta automáticamente mediante el accionador hidráulico 30 como una función de las variaciones de altura del tope superior del vástago 2a de manera que el saliente con forma de leva 16 del brazo oscilante 11 permanece siempre apoyado sobre el tope superior del vástago 2a con la fuerza F. La fuerza ejercida por el saliente 16 del tope superior del vástago 2a de la válvula 2 es igual a F en condiciones estáticas y obviamente varía en condiciones dinámicas.

En esta variante, la protección 24 comprende adicionalmente una porción de tope hemisférico adaptado para encajarse en un asiento 32 hemisférico correspondiente obtenido sobre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2.

Haciendo referencias a la Figura 6, debería observarse adicionalmente que en esta variante la zona de conexión entre la barra de torsión 22 y el miembro tubular cilíndrico 15 del brazo oscilante 11, es decir el tope 22a de la barra de torsión 22 está dispuesto sustancialmente alineado con el saliente 16 para disponerse en una posición de distancia mínima con respecto a ese saliente 16. De esta manera, las tensiones mecánicas a las que está sometida la placa central 14 del brazo oscilante 11 se reducen al mínimo cuando las fuerzas aplicadas al saliente 16 tienen una derivación sustancialmente cero con respecto a la zona de conexión y no producen por lo tanto pares de torsión sobre la placa central 14.

De acuerdo con la variante mostrada en la Figura 3, el tope 11b del brazo oscilante 11, es decir el saliente con forma de leva 16 está dispuesto apoyado sobre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2 mediante la interposición de un miembro mecánico adaptado para minimizar la tensión de torsión a la que el vástago 2a de la válvula 2 está sometido durante el funcionamiento.

Este miembro mecánico en este caso comprende una biela 40 interpuesta entre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2 y el tope 11b del brazo oscilante 11 y una junta elástica 41 adaptada para mantener esta biela 40 rígida con el vástago 2a de la válvula 2. La biela 40 está formada por una varilla 40 dimensionada para soportar y transferir cargas de compresión que se prolongan coaxialmente con el vástago 2a de la válvula 2 y tiene un primer tope 40a apoyado sobre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2, y un segundo tope 40b apoyado sobre el tope 11b del brazo oscilante 11, mientras que la junta elástica 41 se sitúa en la localización del tope superior del vástago 2a de la válvula 2, y está adaptado para mantener la varilla 40 coaxialmente con el vástago 2a de la válvula 2, con su tope 40a siempre sobre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2, permitiendo de esta manera pequeñas oscilaciones de esta varilla 40.

Como la biela 40 está conectada al vástago 2a de la válvula 2 mediante la junta elástica 41, las tensiones mecánicas perpendiculares al vástago 2a de la válvula 2 producidas por la fricción del tope 11b del brazo oscilante 11 sobre el tope 40b de la biela 40, producen exclusivamente oscilaciones de la biela 40 que están amortiguadas y no se transmiten al vástago 2a de la válvula 2.

Debe tenerse en cuenta que, en la realización mostrada, el tope 40a de la biela 40 tiene una forma hemisférica para no impedir las oscilaciones de la biela 40 sobre el tope superior del vástago 2a de la válvula 2. La varilla 40 puede estar formada además en dos piezas que se atornillan juntas de manera que la longitud axial de la varilla 40 puede ajustarse para regular el juego mecánico.

De acuerdo con una variante adicional que no se muestra, el accionador electromagnético 1 no comprende el resorte helicoidal 20 adaptado para mantener la válvula 2 en la posición cerrada, el tope superior del vástago 2a de la válvula 2 está articulado sobre el tope 11b del brazo oscilante 11 y finalmente la barra de torsión 22 está adaptada para mantener la válvula 2 en la posición intermedia entre la posición cerrada y la posición de máxima apertura.

El funcionamiento del accionador electromagnético 1 puede deducirse fácilmente a partir de la descripción e ilustración anteriores: suministrando los dos electroimanes 12 alternativamente es posible mover axialmente la válvula 2 entre la posición de máxima apertura, en la que el brazo oscilante 11 está apoyado sobre el electroimán 12 detrás del cabezal 6, y la posición cerrada, en la que el brazo oscilante 11 está apoyado sobre el electroimán superior 12. Observando el dispositivo 24 para orientar el marco, es decir los cilindros hidráulicos 24, el suministro de aceite a una presión mayor que la presión de calibrado de la válvula de una vía 27 provoca que el marco de soporte 10 del brazo oscilante 11 gire alrededor del eje de rotación B, para recuperar el juego mecánico entre el tope 11b del brazo oscilante 11 y el tope superior del vástago 2a de la válvula 2.

Se aplican consideraciones similares en el caso en el que el dispositivo para orientar el marco esté formado mediante un único accionador hidráulico 30: el suministro de aceite comprimido provoca que el marco de soporte 10 gire alrededor del eje de rotación B', para recuperar el juego mecánico entre el tope 11b del brazo oscilante 11 y el tope superior del vástago 2a de la válvula 2.

Se entenderá que, dado el tamaño del juego mecánico en cuestión, la máxima rotación conferida mediante los cilindros hidráulicos 24 o mediante el accionador hidráulico 30 al marco 10 es normalmente menor de un grado. Los cilindros hidráulicos 24 y el accionador hidráulico 30 están provistos, además con un tope de carga para limitar la posible oscilación del marco 10 alrededor del eje de rotación B o B' a un intervalo predeterminado.

Las ventajas resultantes del uso del accionador electromagnético 1 descrito e ilustrado anteriormente son evidentes: usando el dispositivo 24 para orientar el marco es posible recuperar el juego mecánico entre el tope 11b del brazo oscilante 11 y el tope superior del vástago 2a de la válvula 2 para maximizar el rendimiento de los accionadores electromagnéticos para el accionamiento de las válvulas.

Es importante tener en cuenta además, que la variante mostrada en las Figuras 4, 5 y 6, la transmisión de la fuerza F entre el accionador hidráulico 30 y el tope 11b del brazo oscilante 11 tiene lugar sin cargar de ninguna manera los núcleos magnéticos 17 de los electroimanes 12, cuando el miembro de cierre y ajuste 23 de la barra de torsión 22 y el soporte 38 sobre el que están dispuestos los cojinetes del accionador hidráulico 30 sobre la misma placa 13 del marco 9. De esta manera, la fuerza F se transmite desde el accionador hidráulico 30 al soporte 38, y después a la placa 13, al miembro de cierre y ajuste 23, y a la barra de torsión 22 que lo suministra al brazo oscilante 11 desde donde alcanza el saliente 16.

Esta solución de construcción es particularmente ventajosa pues hace posible reducir a un mínimo las tensiones mecánicas presentes en los núcleos magnéticos 17 y evitando de esta manera que las placas de los núcleos magnéticos 17 estén sometidas a desplazamientos o deformaciones con respecto a su posición óptima.

Estos desplazamientos y deformaciones, como se ha descrito anteriormente, implican un aumento global en los huecos de aire con el aumento consecuente, que puede ser relativamente también muy alto, de las corrientes magnéticas que circulan en los dos electroimanes 12, que a su vez se reflejan mediante un aumento de la potencia eléctrica absorbida.

Durante el funcionamiento, las fuerzas aplicadas al saliente 16 durante su interacción repetitiva con el vástago 2a de la válvula 2 se transmiten a la barra de torsión 22 en la localización de la zona de conexión entre la barra de torsión 22 y el miembro tubular cilíndrico 15 del brazo oscilante 11.

La transmisión de estas fuerzas tiene lugar mediante la placa central 14 del brazo oscilante 11; como se muestra en la Figura 6, la zona de conexión entre la barra de torsión 22 y el miembro tubular cilíndrico del brazo oscilante 11 está dispuesto sustancialmente alineado con el saliente 16 para localizarse en una posición de distancia mínima con respecto a este saliente 16. De esta manera, las tensiones mecánicas a las que está sometida la placa central del brazo oscilante 11 se reducen al mínimo cuando las fuerzas aplicadas al saliente 16 tienen una derivación sustancialmente cero con respecto a la zona de conexión y no producen por lo tanto pares de torsión sobre la placa central 14. Esta solución de construcción es particularmente ventajosa, cuando la placa central 14 del brazo oscilante 11 puede realizarse a partir de un conjunto de láminas respectivo que, si se somete a tensiones mecánicas relativamente altas, puede deformarse con un aumento general resultante de los huecos de aire.

Se entenderá que pueden realizarse modificaciones y variaciones del accionador electromagnético 1 ilustrado y descrito anteriormente sin alejarse del alcance de la presente invención, definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

1. Un accionador electromagnético (1) para accionar las válvulas (2) de un motor de combustión interna que comprende un cabezal (4), al menos una cámara de combustión de volumen variable (5), al menos un conducto de conexión (6) adaptado para comunicar la cámara de combustión (5) con la atmósfera, y al menos una válvula (2) adaptada para regular el flujo de fluidos hacia y desde la cámara de combustión (5), estando montada la válvula (2) en el cabezal (4) de manera que puede moverse axialmente entre una posición cerrada en la que cierra el conducto de conexión (6) y una posición de máxima apertura en la que permite que el fluido fluya a través del conducto de conexión (8, 9) con el máximo flujo admisible,

estando montado el accionador electromagnético (1) sobre el cabezal (4) para mover, cuando se requiera, la válvula (2), entre su posición cerrada y su posición de máxima apertura, y estando provisto con medios para recuperar el juego mecánico (30) entre la válvula (2) y el accionador (1);

comprendiendo el accionador electromagnético (1) un marco (10) que está conectado con el cabezal (4) del motor para permitir que oscile alrededor de un primer eje de rotación (B, B') sustancialmente perpendicular al eje de movimiento (L) de la válvula (2) y comprendiendo el medio para recuperar el juego mecánico (30) un dispositivo para ajustar la posición del marco (10) con respecto al cabezal (4) que está adaptado para hacer girar, cuando se requiera, el marco (10) alrededor del primer eje de rotación (B') para mantener el juego mecánico en un valor predeterminado;

comprendiendo también el accionador electromagnético (1) un brazo oscilante (11) que tiene un primer tope (11a) articulado sobre el marco (10) de manera que sea posible hacerlo oscilar alrededor de un segundo eje de rotación (A) paralelo al primer eje de rotación (B) y un segundo tope (11b) conectado a la válvula (2), y un par de electroimanes (12) adaptados para provocar que el brazo oscilante (11) gire, cuando se requiera, para desplazar axialmente la válvula (2) entre la posición cerrada y la posición de máxima apertura;

comprendiendo también el accionador electromagnético (1) un primer miembro elástico (20) adaptado para mantener la válvula (2) en la posición cerrada, y el segundo tope (11a) del brazo oscilante (11) estando dispuesto apoyado sobre la válvula (2) para permitir que se transmitan solo un empuje axial contrario al del primer miembro elástico (20);

comprendiendo también el accionador electromagnético (1) un segundo miembro elástico (22) adaptado para mantener el brazo oscilante (11) apoyado sobre la válvula (2) para mantener dicha válvula (2) en la posición de máxima apertura, ejerciendo sobre esta válvula (2) un empuje axial contrario al del primer miembro elástico (20),

estando caracterizado el accionador electromagnético (1) porque el segundo miembro elástico (22) está conectado a un miembro de soporte (13) del marco (10) y el dispositivo para ajustar la posición del marco (30) actúa sólo sobre este miembro de soporte (13).

2. Un accionador electromagnético de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo para ajustar la posición del marco (30) con respecto al cabezal (4) comprende un cilindro hidráulico (30) interpuesto entre el marco 10 del accionador hidráulico (1) y el cabezal (4) del motor de combustión interna.

3. Un accionador electromagnético de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el primer (20) y el segundo miembro elástico (22) están adaptados para mantener en un estado de equilibrio, la válvula (2) en una posición intermedia entre la posición cerrada y la posición de máxima apertura.

4. Un accionador electromagnético de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el segundo miembro elástico (22) actúa directamente sobre el brazo oscilante (11).

5. Un accionador electromagnético de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los dos electroimanes (12) están asegurados al marco (10) en lados opuestos del brazo oscilante (11).

6. Un accionador electromagnético de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo miembro elástico (22) está formado por una barra de torsión (22) que tiene un primer tope conectado al brazo oscilante (11) y un segundo tope conectado al miembro de apoyo (13).

7. Un accionador electromagnético de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el marco (10) comprende dos placas finales (13) dispuestas en paralelo y enfrentadas entre sí, cada una de las cuales está conectada al cabezal (4) del motor para poder oscilar alrededor del primer eje de rotación (B, B'), el segundo miembro elástico (22) está conectado a una de las placas finales (13) y el dispositivo para ajustar la posición del marco (24; 30) está adaptado para actuar solo sobre la placa final (13) a la que está conectado el segundo miembro elástico (22).

8. Un accionador electromagnético de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque el brazo oscilante (11) comprende un saliente (16) dispuesto apoyado sobre la válvula (2), estando conectado el brazo oscilante (11) a la barra de torsión (22) en una zona dispuesta sustancialmente a una distancia mínima con respecto a este saliente (16).

9. Un accionador electromagnético de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo tope (11a) del brazo oscilante (11) está dispuesto directamente apoyado sobre la válvula (2) del motor de combustión interna.

10. Un accionador electromagnético de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende una biela (40) interpuesta entre el segundo tope (11a) del brazo oscilante (11) y la válvula (2) del motor de combustión interna, y una junta elástica (41) adaptada para mantener la biela (40) rígida con la válvula (2) del motor de combustión interna.

11. Un accionador electromagnético de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizado porque la válvula (2) del motor de combustión interna es una válvula de asiento cónico montada con su vástago (2a) que se desliza axialmente a través del cabezal (6) del motor de combustión interna, estando adaptado el accionador electromagnético (1) para actuar sobre el vástago (2a) de esta válvula de asiento cónico 2.

12. Un accionador electromagnético de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el marco (10) está articulado directamente sobre el cabezal (4) del motor.

13. Un accionador electromagnético de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el marco (10) está articulado sobre un miembro de soporte (29) a su vez rígido con el cabezal (4) del motor.