SE504117C2 - Ventilmekanism i en förbränningsmotor - Google Patents

Description

15 20 504 117 k) integrerade organ för att åstadkomma radiell förskjutning av kulissen mellan ett första läge, i vilket den andra lyftnockens högsta punkt ligger högst i nivå med kam- elementets gnmdcirkel, och ett andra läge, i vilket den andra lyftnockens högsta punkt ligger ovanför grundcirkeln.

Uppfinningen baserar sig på det faktum att trycket i cylindern under insugningstakten är lågt och att kamelementets andra lyftnock endast behöver övervinna kraften från avgasventilens ventilfiäder, vilket innebär att yttrycket på den andra lyftnocken och avgasventilens ventillyftare inte blir högre än vad som kan tillåtas även när den andra lyftnocken är väsentligt kortare i axialled än ventillyftarens kamföljare.

Uppfinningen beskrivs närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. 1 visar en delvis uppskuren sidovy av en kamaxel med en reglermekanism enligt uppfinningen, fig. 2 ett radiellt snitt genom kamaxeln i fig. 1 och en del av en avgasventillyftare, fig. 3 ett förstorat axialsnitt genom en del av kamaxeln i fig. 1 och fig. 4 ett schema över ett styrsystem för reglermekanismen enligt uppfinningen.

Den i fig. 1 generellt med 1 betecknade kamaxeln är avsedd för en sexcylindrig dieselmotor uppvisar för varje cylinder ett kamelement 2 för cylindems avgasventil- lyftare, ett kamaxelager 3 och ett kamelement 4 för dess insugningsventillyftare. I figuren är alla kamelement 2 för avgasventilema visade med samma vinkelinställning i åskådliggörande syfte. I praktiken är de givetvis vinkelförskjutna motsvarande motoms tändföljd. Kamaxeln 1 är utformad med en central genomgående borrning 5, i vilken sex stycken kilelement 6 - ett för varje kamelement 2 - är axiellt förskjut- bart lagrade. Kilelementen 6 uppvisar en genomgående borrning 6a och är uppträdda på en dragstång 7, vid vars ena ände ett anslag 8 och vid vars andra ände en hydraulkolv 9 är fixerade. Kilelementen 6 är grupperade i två grupper med tre i varje och med ett mellanrum 10 mellan gruppema, i vilket en skruvfjäder 11 är inlagd. 10 15 20 '_-' 30 504 117 Såsom visas mer i detalj i fig. 2 och 3 uppvisar kamelementen 2 för avgasventilema en radiell kanal 12, som mynnar i den axiella bormingen 5 och upptar en i den- samma radiellt förskjutbar kuliss 13, vilken har en plan inre ändyta 14, som har samma lutning som en motstående plan yta 15 på kilelementet 6, vilken plana yta 15 är framställd genom avfasning av kilelementets till bormingen 5 anpassade cirkulära profil. Kanalen 12 och kulissen 13 har kvadratiskt eller rektangulärt tvärsnitt. Kulis- sen 13 har ett bågformigt krökt yttre ändparti 16, som bildar en andra lyftnock på avgasventilens kamelement 2 och vars högsta punkt i det i fig. 3 visade läget ligger i nivå med kamelementets 2 grundcirkel "a". Kulissen 13 är belastad mot detta läge av ett par i en borrning 17 i kulissen upptagna kulor 18, vilka av en mellanliggande fjäder 19 pressas mot lutande väggytor 20 vid den inre änden av kanalen 12. Kulis- sen 12 och följaktligen den andra lyftnocken 16 är vinkelförskjuten relativt kamele- mentets 2 ordinarie lyftnock 21 och ligger närmare bestämt, såsom framgår av fig.2, i fas med insugningsventilkammens 4 lyftnock 22.

Den med dragstången 7 förbundna kolven 9 är belastad åt höger (fig. 1) i sin cylin- der 23 av en fjäder 24, som när den övervinner en motriktad tryckmediekraft på kolven 9, håller dragstången 7 och med denna kilelementen 6 i sitt i fig. 3 visade läge i vilket - såsom ovan nämnts - kulissens lyftnock 16 ligger med sin högsta punkt i nivå med kamelementets 2 grundcirkel "a".

Kamelementet 2 och även dess kamföljare i form av en rulle 25 på en avgasventil- lyftare 26 har större axiell utbredning än kanalen 12 och kulissen 13. I kulissens 13 indragna läge (fig. 3) kan följaktligen kamföljarrullen 25 rulla på kamelementets 2 ytpartier "b" på ömse sidor om kanalen 12 utan att påverkas av lyftnocken 16. I detta läge sker ingen återcirkulation av avgaser.

När trycket i cylinderrummet 23 alstrar en kraft på kolven 9, som överstiger kraften från fiädern 24, förskjuts dragstången 7 åt vänster (fig. 1 och 3) och för med sig kilen 16 en av trycket beroende sträcka, vilket resulterar i att den andra lyftnocken (J: 10 15 20 25 '_ 30 504 117 16 skjuts ut, så att dess högsta punkt hamnar utanför kamelementets 2 grundcirkel "a". I fig. 2 är lyftet markerat med "c" och såsom framgår av ñg. 2 kommer det resulterande öppnandet av avgasventilen under insugningstakten att nå sitt maximum samtidigt som insugningsventilen når sitt maximum. Avgasventilens öppningsgrad vid avgasåterföring beror av kilens 6 läge i förhållande till kulissen 13 och kan varieras steglöst i beroende av olika styrparametrar mellan noll och ett förutbestämt maximum. När trycket i cylindern 23 sjunker och kilen 16 via dragstången 7 återförs av fjädem 24 till utgångsläget, indras kulissen 13 under inverkan av kuloma 18 till sitt overksamma läge. Kilvinkeln mellan kulissen 13 och kilen 6 är så vald att själv- hämning uppnås.

Funktionsbeskrivningen ovan hänför sig till förloppet isolerat till en enda cylinder. I praktiken, vid t ex det sexcylindriga utförandet i fig. 1, kan inte alla kilar flyttas samtidigt, eftersom alltid någon eller några kulisser 13 är belastade av tillhörande kamföljarrulle 25 i förskjutningsögonblicket. Det är av detta skäl som kilarna 6 är grupperade i två grupper med en mellanliggande utjämningsfiäder 10. Vid ökning av trycket i cylindern 23 i syfte att öppna avgasventilema under insugningstakten för- skjus först kilama 6 i gruppen D,E och F så snart dessa är avlastade, varvid utjäm- ningsfjädern 10 komprimeras. När kilarna 6 i gruppen A,B,C avlastas förskjuts dessa av utjämningsfiädern 10, så att även kulissema 13 i denna grupp förs ut till sitt verksamma läge. När kulissema 13 skall dras in för att eliminera avgasåterföringen under insugningstakten, sänks trycket i cylindem 23, varvid kilama 6 i gruppen A,B,C återförs under komprimering av utjämningsfjädem 10. Då kilarna 6 i gruppen D,E,F avlastats förflyttas dessa av utjämningsfiädem till utgångsläget.

Trycket i cylindern 23 bestämmer således kilamas 6 axiella läge i kamaxelborrningen och därigenom även lyftet hos avgasventilema vid avgasåterföringen. Detta tryck regleras av motorns 14 centralstyrenhet 40, i vilken inmatas värden på varvtal, belastning, temperatur m m, såsom antyds med pilarna 41, 42 och 43. Styrenheten 40 styr en reglerventil 44 och är programmerad med olika avgasåtercirkulationsvärden Un 504 117 Un som funktion av motorvarvtal och belastning eller motortemperatur. Erhållet bör-värde på kolven 9 och dragstången 7 jämförs med 'är-värdet från en med drag- stången 7 förbunden induktiv givare 45 och styrenheten 40 ger en av de erhållna värdena beroende signal till reglerventilen 44 att reglera in trycket i cylindern 23 så att dragstången ställs in i ett läge, som ger den önskade avgasåterföringen.

Claims (10)

10 15 20 25 504 117 Patentkrav

1. Ventilmekanism i en förbränningsmotor, innefattande minst en insugningsventil och minst en avgasventil i varje cylinder, minst två på en vipparmsaxel lagrade vipparmar för varje cylinder för manövrering av ventilema, minst en kamaxel med ett kamelement för varje vipparm, vilket kamelement uppvisar en första lyftnock för manövrering av en tillhörande vipparm, samt en reglerrnekanism, medelst vilken avgasventilen är öppningsbar under motoms insugningstakt för att åstadkomma in- sugning av avgaser i cylindern under insugningstakten, kännetecknar! av att regler- mekanismen omfattar en i en radiell kanal (12) i kamelementet (2) för avgasventilen förskjutbart lagrad, i förhållande till den första lyftnocken (21) vinkelförskjuten kuliss (13) med en andra lyftnock (16) samt i kamaxeln (1) integrerade organ (6) för att åstadkomma radiell förskjutning av kulissen mellan ett första läge, i vilket den andra lyftnockend högsta punkt ligger högst i nivå med kamelementets grundcirkel ("a"), och ett andra läge, i vilket den andra lyftnockens högsta punkt ligger ovanför grundcirkeln.

2. Ventilmekanism enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda radiella kanal (12) mynnar i en axiell borrning (5) i kamaxeln (1) och att de i kamaxeln integrerade organen innefattar ett i borrningen axiellt förskjutbart kilelement (6) med en lutande yta (15), mot vilken en radiellt inre yta (14) på kulissen (13) anligger, så att axiell förskjutning av kilelementet resulterar i radiell förskjutning av kulissen.

3. Ventilmekanism enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nämnda radiella kanal (12) har en axiell utbredning, som är mindre än kamelementets (2) axiella utbred- ning.

4. Ventilmekanism enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att kulissens (13) radiellt inre yta (14) är komplementär med kilelementets lutande yta (15) och att lutnings- vinkeln är så vald, att förbindelsen mellan kulissen och kilelementet är självhäm- mande. 10 15 20 _25 504 117

5. Ventilmekanism enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att kulissen (13) och kamaxeln (1) uppvisar samverkande organ (18,19,20), som begränsar kulissens utåtriktade radiella förskjutning och fjäderbelastar kulissen radiellt inåt.

6. Ventilmekanism enligt krav 5, kännetecknad av att nämnda samverkande organ innefattar minst ett så lutande väggparti (20) i kulisskanalen (12), att en i en urtag- ning i kulissen upptagen, mot väggpartiet fjäderbelastad kula (18) alstrar en radiellt inåtriktad kraft på kulissen.

7. Ventilmekanism enligt krav 6, kännetecknad av att kulisskanalen (12) uppvisar två diametralt motsatta lutande väggpartier (20) och kulissen en axiell genomgående passage, som upptar två kulor (28) och en mellanliggande fjäderanordning (19).

8. Ventilmekanism enligt något av kraven 2-7, kännetecknad av att kilelementet (6) är förbundet med en tryckmediepåverkad kolv-cylinderanordning (9,23).

9. Ventilmekanism enligt krav 8, kännetecknad av att kilelementet (6) är fjäderbe- lastat i riktning mot ett läge, i vilket den andra lyftnocken (16) ligger innanför kam- elementets grundcirkel ("a"), och tryckmediebelastat i motsatt riktning och att en styrenhet (40) är anordnad, vilken reglerar medietrycket i beroende av i styrenheten inmatade värden på åtminstone motorvarvtal, belastning och det av en lägesavkän- nare (45) avkända läget hos kilelementet (6).

10. Ventilmekanism enligt krav 8 eller 9 för en flercylindrig motor med ett antal cylindrar i rad, kännetecknad av att varje kil (6) är utformad med en axiell genom- gående kanal (6a), att en gemensam tryckstång (7) som är fiäder- resp tryckmedie- belastad, sträcker sig genom kanalerna i efter varandra följande kilelement och att kilelementen är uppdelade i minst två av en utjämningsfiäder åtskilda grupper (A,B,C resp D,E,F).