MXPA02007144A - Valvula de tren para motor de tres valvulas de leva gemela. - Google Patents

Abstract

Un tren de valvula para un motor de levas gemelas que tiene tres valvulas por cilindro, incluyendo un par de valvulas de toma de lado por lado y una valvula de escape unica sobre un lado de escape opuesto de la camara de combustion. Los arboles de levas duales en un motor de tipo V separadamente impulsan las levas de toma y de escape a traves de un brazo oscilador de toma de arbol dual unico y un brazo oscilador de escape unico por cilindro, que proporcionan un flujo de aire de lumbrera de entrada mejorado para mejorar la salida especifica en comparacion a un motor de valvula de entrada unica. La valvula de escape unica proporciona un desempeno convertidor catalitico mejorado debido a la perdida de calor de escape mas baja que en los motores de cuatro valvulas para la misma capacidad de salida. Los trenes de valvulas de escape y de toma proporcionan una accion coplanar de las varillas de empuje, de los brazos osciladores y de los ejes de vastago de valvula, dando un tren de valvula eficiente y simplificado con una camara de combustion de flujo alto. Estan descritas las caracteristicas y ventajas adicionales.

Description

VÁLVULA DE TREN PARA MOTOR DE TRES VÁLVULAS DE LEVA GEMELA Campo Técnico La invención se relaciona con una cámara d combustión del motor y con los arreglos de la válvula de tren y más particularmente, con los arreglos de la válvula de tren par un motor de tres válvulas de la leva gemela.

Antecedentes de la Invención Es conocido en el medio de los motores el .provee cámaras de combustión del motor con una o más válvulas d " admisión y de una o más válvulas de evacuación, cada arregl teniendo varias ventajas y desventajas. Los arreglos par válvulas duales son generalmente proveídos para motores en dond se prefiere la simplicidad o la economía de fabricación. Lo arreglos dß tres o cuatro válvulas son con frecuencia proveído en donde lá intención es el proveer mayor fuerza de salida d caballos para el mismo tamaño de desplazamiento del motor d cilindros. Los motores de cuatro válvulas son comúnment prpveidos con árboles de levas duales en lo alto.

La Patente de los Estados Unidos de Améri 5,560,329 otorgada el 1° de octubre de 1996, al cesionario de presente invención provee un arreglo de una cámara de combusti de dos válvulas en un motor de tipo en V que tiene árboles d levas duales en bloque, uno de los cuales activa las válvulas d admisión del motor y el otro activa las válvulas de evacuación. Ambos árboles de levas son impulsados por el cigüeñal del motor. Se proporciona un dispositivo de poner en fase la leva par variar el ángulo de poner en fase uno de los árboles de leva con respecto al otro árbol de levas y al cigüeñal. Este arregl permite variables tiempos de las válvulas de admisión o d evacuación para poder proporcionar un desempeño mejorado de motor a varias velocidades y cargas. ün tren de válvul accionado por la varilla de empuje permite a la leva ponerse e fase con un solo enfasador de leva actuando sobre uno de lo árboles de leva en oposición a múltiples enfasadores de lev requeridos para lograr el mismo propósito en lo alto de un moto de árbol de levas dual con múltiples bancos de cilindros.

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN La presente invención provee un tren de válvula u poco similar a aquel descrito en la patente previament mencionada combinada con un arreglo de cámara de combustión d tres válvulas. La cámara de combustión tiene un par de válvula de admisión de lado a lado sobre un lado de admisión de u cilindro y una sola válvula de evacuación sobre un lado opuest de evacuación de la cámara de combustión o cilindro. El arregl del árbol de levas dual en un motor de tipo en V o multi banco proporciona las mismas ventajas que _el arreglo hace en l patente antes mencionada. Sin embargo, el uso de válvulas d admisión duales con una sola válvula de evacuación proporcion un flujo de aire de lumbrera de toma muy mejorado para mejora la salida especifica comparada con un motor de una sola válvul de admisión, mientras que la retención de una sola válvula d evacuación proporciona un mejor desempeño del convertido catalítico debido a una menor pérdida de calor de evacuación e los motores de cuatro válvulas de la misma capacidad de salida El uso de una sola válvula de evacuación también proporciona un mejor colocación de un cilindro inyector directo con un objetiv de inyección mejorado sobre otra válvula superior y diseños d motor de cuatro válvulas para emisiones mejoradas y economía d combustible.

El tren de válvula simplificado aún proporciona l capacidad de ajuste de pestaña hidráulica para cada válvula e el esquema y la impulsión de los dos árboles de leva proporciona las ventajas del enfase de leva para uno o ambo árboles de levas con uno o dos enfasadores de leva respectivamente. La válvula evacuación única puede se convencionalmente activada por una varilla de empuje a un lad del cilindro, permitiendo un arreglo coplanar de la válvula d evacuación y de la varilla de empuje con un brazo oscilado actuando en el mismo plano y la cabeza de la válvula colocada nivel con la superficie de la cámara de combustión que rodea e asiento de la válvula.

Estas y otras características y ventajas de l invención serán más completamente entendidas de la siguient descripción de ciertas incorporaciones específicas de l invención tomadas junto con los dibujos que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista fragmentada en secció transversal mostrando un motor de tipo en V que tiene un ren d válvula de conformidad con la invención; La Figura 2 es una vista del plano inferior de un cámara de combustión de un cilindro del motor visto desde l cara inferior de la cabeza del cilindro; y La Figura 3 es una vista similar a la de la Figur 2 pero mostrando una incorporación alterna en la cual el tren d válvula de evacuación es coplanar con la línea central lateral el plano lateral del cilindro.

DESCRIPCIÓN DE LA INCORPORACIÓN PREFERIDA Con referencia primero a la Figura 1 de la figuras en detalle, el numero 10 generalmente indica un motor d combustión interna del tipo en V que tiene un bloque de cilindr 12 definiendo un par de bancos de cilindros 14, solo uno de lo cuales está mostrado. Cada banco de cilindros 14 normalment incluye una pluralidad de cilindros espaciados longitudinalment 16, cada cilindro lleva un pistón reciprocante conectado con u cigüeñal, ninguno de los cuales está mostrado.

Cada banco de cilindros lleva una cabeza d cilindro 18 que define una cámara de combustión 20 que cierr los extremos de los cilindros 16. Un vista inferior de la sol cámara de combustión ilustrada 20 es mostrada en la Figura 2 Cada banco de cilindros define un plano longitudinal 22 el cua pasa a través de los ejes centrales alineados de los cilindro de ese banco. Cada cilindro también define un plano lateral 2 que cruza el plano longitudinal en el eje central de cada uno d los cilindros.

Cada cabeza de cilindro define un par de lumbrera de admisión espaciadas longitudinalmente 26 para cada cilindro las lumbreras conectan un múltiple de toma asociado 28 con lo asientos de válvula 30 formados junto a la superficie interna 3 de la cámara de combustión 20. Las cabezas de cilindro ademá definen lumbreras simples de evacuación 34 para cada cilindr conectando los asientos de válvula de evacuación 36 con lo múltiples de evacuación externamente montados 38.

Las lumbreras de toma 26 son controladas por la válvulas de toma duales 40 que tienen cabezas 42 asentadas sobre los asientos de válvula 30 y preferiblemente espaciadas longitudinalmente e igualmente sobre lados opuestos de los planos laterales 26 de sus respectivos cilindros. Los vastago de válvula 44, conectados con las cabezas 42, preferentement se extienden a lo largo de los ejes paralelos de válvula 46, d canto con respecto al eje del cilindro 24 pero extendiéndos paralelos al plano lateral 26 del cilindro.

De forma similar, cada cilindro tiene una sol válvula de evacuación 48 controlando su lumbrera respectiva d evacuación 34 e incluyendo una cabeza de válvula de evacuació 50 asentada sobre su asiento de válvula 36 y un vastago d válvula 52 extendiéndose sobre un eje de canto 54. El eje 5 forma un compuesto de ángulo relativo a la superficie de l cabeza del cilindro inferior 56 y así descansa en un plano qu no es paralelo con cualquiera de los planos longitudinal transversal a través de su respectivo cilindro. Esto es causad por la colocación de la válvula de evacuación 48 sobre el lad externo del cilindro y longitudinalmente desplazado a un lad del plano lateral 24, mientras que la superficie interior de l cabeza de la válvula de evacuación 50 se localiza generalmente nivel con la superficie adjunta de la cámara de combustión.

Con esta colocación de la válvula de evacuación el espacio longitudinalmente opuesto a la válvula de evacuació puede ser usado para montar una bujía 60, y, si se desea, un inyector de combustible de inyección directa 62. Los arreglos alternos opcionales para la válvula de evacuación y las bujías serán descritos subsecuentemente.

Con referencia a la Figura 1, las válvulas d admisión y de evacuación 40, 48 del motor son activadas por u tren de válvula que incluye árboles de levas de admisión y d evacuación 64, y 66 separados, respectivamente. Los árboles d levas son giratoriamente cargados en el bloque del motor 12 y s extienden longitudinalmente en él. Ambos árboles de levas so impulsados por cadena o por otro medio convencional de impulsió del cigüeñal del motor, no mostrado. Como se ilustra, el árbo de levas de evacuación 66 está ubicado sobre el árbol de leva de admisión 64, ambos están alineados sobre un plano central 6 del bloque del motor 12. Los árboles de levas son montados en l "V" o el valle del motor entre los bancos de cilindros 12.

El árbol de levas de admisión 64 incluye las leva de admisión 70 que activan los seguidores reciprocantes 72. Lo seguidores impulsan unas varillas de empuje 74, cada un conectando con un solo brazo oscilador 76 que tiene los brazo de salida duales 78, cada uno cargando un regulador de pestañ hidráulica 80. Si se desea, pueden proporcionarse lo reguladores de contragolpe mecánicos en vez del tipo hidráulico Los reguladores de contragolpe 80 son colocados para engancha los extremos de los vastagos de las válvulas de admisión 44 com para abrir las válvulas cuando el brazo mecedor es activado po el seguidor de leva 72 y la varilla de empuje 74 del cilindr respectivo. Preferentemente, la varilla de empuje sola 74 e alineada con el seguidor de leva sobre el plano lateral 24 de cilindro y los brazos duales 76 y los reguladores de contragolp 80 son alineados con los vastagos de válvula 44 en planos qu pasan a través de los respectivos ejes de válvula 46. S proporcionan los resortes de válvula convencionales 82 par regresar las válvulas a sus posiciones asentadas cuando lo seguidores de levas viajan hacia abajo del lado posterior de l leva 70.

De manera similar, el árbol de levas de evacuació 66 es provisto con levas de evacuación 84 que activan lo seguidores de levas de evacuación 86. Los seguidores 86 activa las varillas de empuje 88 que a su vez pivotean los brazo osciladores de evacuación 90 sobre ejes achaflanados 92. Lo brazos osciladores 90 directamente enganchan los tallos 52 d las válvulas de evacuación respectivas 48 para abrir la válvulas por activación por las respectivas levas de evacuació 70. Los resortes de válvula 94 de nuevo proveen el cierre de la válvulas de evacuación cuando los seguidores 72 se mueven haci abajo cerrando el lado de las levas de evacuación 70. Par ajustar el contragolpe en la válvula de tren de la válvula sol de evacuación para cada cilindro, los seguidores de levas d evacuación 86 son provistos con reguladores de contragolp hidráulicos internos, no mostrados, que operan de maner conocida. Si se desea, los reguladores de contragolpe pueden su vez ser montados sobre los brazos osciladores y pueden se proporcionados los reguladores mecánicos, si se desea.

En la operación del motor, los tiempos de la válvulas de admisión y de evacuación son controlado separadamente por un árbol de levas individual de admisión y d evacuación. En consecuencia, cualquiera o ambos de los árbole de levas pueden ser provistos con dispositivos enfasadores d levas que son operables para variar la rotación de la fase de respectivo árbol de levas con relación al cigüeñal. De est forma, las levas de admisión pueden variarse sobre su tiempo d abierto y cerrado con relación a las levas de evacuación viceversa.

El arreglo particular de tres válvulas de cilindro, mostrado en las Figuras 1 y 2, proporciona un númer de ventajas específicas. Por un lado, los brazos mecedore asimétricos no son requeridos. Además, el arreglo de válvula d evacuación desplegado con compuestos angulares de válvula sobr el lado de evacuación permite para una mayor válvula d evacuación por un tamaño de orificio dado de lo que es posibl con válvulas de evacuación duales. El empacado de la válvul desplegada permite una ubicación mejorada de bujías en e espacio longitudinalmente opuesto de la válvula sobre el exterior del cilindro (lado de evacuación) . El arreglo también permite una orientación del inyector de combustible vertical o casi vertical para sistemas directos de inyección de combustible. Adicionalmente, la geometría de camisa de agua que rodea la válvula de evacuación provee un mayor y óptimo fluido de enfriador en torno al asiento de la válvula.

En el caso de un motor de tres válvulas de una leva enfasado, la configuración de válvula superior con una sol válvula de evacuación descrita permite por el caso de un válvula de más larga duración que una configuración no puesta e fase. Este evento mayor permite la operación con menor alzado d válvula para un nivel dado de desempeño de la lumbrera d evacuación, lo que reduce la tensión de la válvula de tren permite un aumento de la velocidad de operación de la válvula d tren que puede aumentar una energía de salida específica. Adicionalmente, el arreglo de las tres válvulas ampliament simplifico el tren de válvula para el motor y el desplazamient de la válvula de evacuación permite el arreglo de la varilla d empuje de evacuación y los ejes del vastago de la válvula en u plano común en el cual el brazo oscilador 90 pivotea sobre e eje normal al plano de la válvula de evacuación y de la varill de empuje. Nótese, sin embargo, que el seguidor de la leva d evacuación 86 tiene un eje que descansa normal al árbol de leva de evacuación 66. Por lo tanto, el seguidor de rodillo 86 e girado con relación al plano de la válvula de evacuación para girar sobre un eje paralelo a aquel del árbol de levas d evacuación. Así, el arreglo coplanar del eje de la válvula d evacuación 54, la varilla de empuje 88, y el brazo oscilador d evacuación 90 son mantenidos sin requerir achaflanar el seguido de leva de evacuación con relación al árbol de levas. Par lograr esto, el seguidor de leva 86 es localizado a un lado de cilindro y la varilla de empuje 88 se extiende longitudinalment al exterior de las varillas de empuje de las válvulas d admisión duales.

Con referencia a la Figura 3, se muestra uno d los numerosos arreglos alternativos posibles para el motor d tres válvulas que tiene una válvula de tren de conformidad co la invención. En la figura 3, en donde los números iguale indican partes iguales, la posición de las válvulas de admisió 40 es mantenida pero la localización de la válvula de evacuació 48 es cambiada de tal manera que la válvula esté centrada sobr el plano transversal 24 del cilindro con el eje de la válvula 5 descansando en el plano 24. Mientras que ese arreglo e práctico, puede requerir algunas modificaciones del tren d válvula mismo. Por ejemplo, seguidores de leva separados par las válvulas de admisión pueden usarse de tal manera que u seguidor de leva de evacuación centrado 86, una varilla d empuje 88, un brazo oscilador 90, y el eje de válvula d evacuación 54 todos descansan en el plano lateral 24 a travé del eje del cilindro. Otros arreglos para la activación de l válvula también pueden ser proveídos. Con tal arreglo, podrí ser posible el proveer bujías duales, una a cada lado de l válvula de evacuación como se muestra. Sin embargo, puede qu tenga que recurrirse a un punto de entrada de lado para e inyector directo de combustible más convencional. Sin embargo, las ventajas de una mayor válvula de evacuación y la posició generalmente a nivel de la cabeza de válvula en el cilindro so ventajas que pueden permanecer en el arreglo modificado de tre válvulas con sus beneficios acompañantes. Claro que, podría se posible alternativamente el operar un motor con una sola bují si se desea, dependiendo del arreglo de la cámara de combustió sobre el lado del pistón del cilindro.

Mientras que la invención ha sido descrita co referencia a ciertas incorporaciones preferentes, deber entenderse que numerosos cambios pueden hacerse dentro de alcance y espíritu de los conceptos de la invención descritos En consecuencia, se intenta que la invención no sea limitada las incorporaciones descritas, sino que tendrá el alcanc completo permitido por el lenguaje de las siguiente reivindicaciones .

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un motor de combustión interna que incluye u banco de cilindro que define un plano longitudinal en donde e cilindro tiene un eje en dicho plano y una cámara de combustió de volumen variable en un extremo cerrado del cilindro, válvula superiores de entrada y de escape operables para regular e flujo de fluido a través de dicho extremo cerrado del cilindro, un primer árbol de levas de escape y un segundo árbol de leva de toma que se extiende en una relación paralela longitudinal e un lado de dicho plano longitudinal en un lado de toma de cilindro, en donde dicho motor comprende: válvulas de toma duales alineada longitudinalmente sobre el lado de toma del cilindro conectadas operativamente con el árbol de levas de toma para un actuación simultánea de las válvulas de toma sobre eje paralelos; y una válvula de escape única sobre un lado d escape del cilindro lateralmente opuesta desde el lado de toma la válvula conectada operativamente con el árbol de eje de leva de escape para una actuación separada de la válvula de escap sobre un eje sesgado.

2. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 1 caracterizado porque la válvula de escape incluye un cabeza que puede asentarse sobre el extremo cerrado del cilindr y que se acciona sobre un eje sesgado con respecto al eje d cilindro de manera que la cabeza de válvula cuando esta asentad esta generalmente a nivel con la superficie de la cámara d combustión que rodea la cabeza de válvula.

3. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 2 caracterizado porque la válvula de escape est descentrada en la cámara de combustión a un lado del plano d cilindro lateral a través del eje de cilindro, y el eje d válvula de escape está sesgado a un ángulo compuesto co respecto al eje de cilindro.

4. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 1 caracterizado porque las válvulas de toma dual so abiertas por un brazo oscilador de toma accionado por un varilla de empuje de toma única desde una leva única del árbo de levas de toma.

5. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 4 caracterizado porque el brazo oscilador de toma e pivoteable sobre un eje paralelo con el árbol de levas de toma la varilla de empuje de toma yace en un plano normal al del ej de levas de toma .

6. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 4 caracterizado porque las válvulas de toma está longitudinalmente espaciadas y separadas sobre los lado opuestos de un plano de cilindro lateral a través del eje d cilindro e incluyendo la varilla de empuje de toma.

7. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 4 caracterizado porque el brazo oscilador de toma llev los ajustadores de trailla duales para ajustar separadamente l trailla de las válvulas de toma duales.

8. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 1 caracterizado porque la válvula de escape es abiert por un brazo oscilador de escape accionado por una varilla d empuje de escape, el brazo oscilador de escape siendo pivoteabl en un segundo plano formado por la varilla de empuje de escape el eje de válvula de escape, la varilla de empuje de escap estando generalmente normal al eje del árbol de levas de escape

9. Un motor tal y como se reivindica en l cláusula 8 caracterizado porque incluye un seguidor de lev conectado entre la varilla de empuje y una leva de escape sobr el árbol de levas de escape, y un ajustador de trailla en e seguidor de leva para ajustar la trailla de la válvula d escape.