ES2317982T3 - ELECTROMAGNETIC DRIVE DEVICE WITH AN ELECTROIMAN FOR INTERNAL COMBUSTION MOTOR VALVE. - Google Patents

Abstract

The electromagnetic driver has a body with a feed coil (3) and a magnetic plate (16) connected to the valve (18) drive unit (17). The drive unit has a spring return (20,21). There is a permanent magnet (6) in the electromagnet body with a field perpendicular to the feed coil field.

Description

Dispositivo de accionamiento electromagnético con un electroimán para válvula de motor de combustión interna.Electromagnetic drive device With an electromagnet for internal combustion engine valve.

La presente invención está relacionada con los dispositivos de accionamiento de válvulas de motores de combustión interna.The present invention is related to combustion engine valve actuation devices internal

Un dispositivo de accionamiento de válvula del tipo antes mencionado comprende generalmente dos electroimanes entre los cuales es dejado un entrehierro.A valve drive device of the type mentioned above generally comprises two electromagnets among which an air gap is left.

En el entrehierro es montada una paleta magnética unida a la válvula a accionar, que puede ser desplazada por los electroimanes en contra de los resortes de almacenamiento de energía.A paddle is mounted on the air gap magnetic attached to the valve to be operated, which can be displaced by electromagnets against the storage springs of Energy.

El arreglo constituido de esta manera forma un oscilador armónico en el cual el almacenamiento de la energía necesaria para una conmutación rápida es asegurado por los resortes y el cambio de posición es controlado con la ayuda de los electroimanes.The arrangement constituted in this way forms a harmonic oscillator in which energy storage necessary for rapid switching is ensured by springs and the change of position is controlled with the help of electromagnets

Este sistema es simple en apariencia, pero presenta limitaciones técnicas.This system is simple in appearance, but It has technical limitations.

El control de la posición de la válvula es asegurado por medio de las dos bobinas de los electroimanes por aplicación de corriente que genera un campo magnético que produce una fuerza F.The control of the valve position is secured by means of the two coils of the electromagnets by current application that generates a magnetic field that produces a force F.

En la fase de saturación, esta fuerza es constante y no controlable por la corriente.In the saturation phase, this force is constant and not controllable by the current.

Fuera de la saturación, esta fuerza es proporcional al cuadrado de la corriente inyectada en las bobinas e inversamente proporcional al cuadrado del entrehierro.Out of saturation, this force is proportional to the square of the current injected into the coils e inversely proportional to the square of the air gap.

Esta doble no linealidad hace muy difícil el control de la válvula por los electroimanes.This double nonlinearity makes it very difficult to Valve control by electromagnets.

En efecto, a gran distancia, es decir a una distancia igual a 3 a 4 mm, la fuerza aplicada a la paleta es muy débil, lo que disminuye la franja de utilización y plantea un problema en lo concerniente a la inicialización del dispositivo de accionamiento.Indeed, at a great distance, that is to say a distance equal to 3 to 4 mm, the force applied to the pallet is very weak, which decreases the usage range and raises a problem regarding the initialization of the device drive

A la distancia intermedia comprendida entre 1 y 3 mm, la fuerza resulta difícilmente controlable por la corriente debido a la dependencia cuadrática antes mencionada.At the intermediate distance between 1 and 3 mm, the force is hardly controllable by the current due to the aforementioned quadratic dependence.

A poca distancia, cuando la válvula se aproxima a su asiento por ejemplo, la fuerza aumenta muy rápidamente, prácticamente sin control posible por la corriente. Se produce un efecto de aceleración responsable del ruido de impacto. Este fenómeno es completamente comparable al portazo producido por el electroimán de una puerta de armario.Within walking distance, when the valve approaches to your seat for example, the force increases very quickly, virtually no control possible by the current. There is a Acceleration effect responsible for impact noise. This phenomenon is completely comparable to the slam produced by the electromagnet of a closet door.

La fuerza ejercida sobre la paleta es siempre positiva debido a su proporcionalidad al cuadrado de la corriente de alimentación de las bobinas.The force exerted on the paddle is always positive due to its proportionality to the square of the current of Coil feeding.

Por consiguiente, no se puede ralentizar la válvula si se constata una velocidad demasiado significativa.Therefore, you cannot slow down the valve if a speed is found too significant.

A este problema relativo a la fuerza se añade la presencia significativa de corrientes de Foucault, que atenúan y retrasan el efecto de las bobinas.To this problem related to force is added the significant presence of Foucault currents, which attenuate and delay the effect of the coils.

A fin de remediar estos inconvenientes, se estaba obligado hasta el presente, a hacer más complejo el dispositivo de control de las válvulas, con la ayuda de sensores muy óptimos de posición de la válvula, de una electrónica de control precisa y rápida, de una estrategia de programación informática sofisticada y tener que recurrir eventualmente a un amortiguador mecánico.In order to remedy these inconveniences, He was obliged until now to make the complex more complex. valve control device, with the help of sensors very optimal valve position, of an electronics of precise and fast control of a programming strategy sophisticated computing and eventually having to resort to a mechanical shock absorber

Pese a estos incrementos de la complejidad de los medios de mando y control, los óptimos resultados esperados en término de velocidad de impacto corren el riesgo de ser insuficientes lo que obliga a poner en práctica medios suplementarios de aislamiento acústico.Despite these increases in the complexity of the command and control means, the best expected results in impact speed term run the risk of being insufficient which forces to implement means supplementary sound insulation.

En la admisión, el dispositivo de accionamiento debe ser capaz de aportar la energía necesaria para la conmutación. Se trata de compensar las pérdidas por fricción que se elevan a 0,2 J aproximadamente para una trayectoria o levantamiento de 8 mm de la válvula, y por consiguiente de la paleta de los electroimanes.On admission, the drive device It must be able to provide the energy needed for switching. It is about compensating friction losses that rise to 0.2 J approximately for a path or lift of 8 mm of the valve, and consequently of the vane of the electromagnets

La energía aportada por un electroimán sobre el conjunto de la trayectoria antes mencionada, es igual a la integral de la fuerza.The energy provided by an electromagnet on the set of the aforementioned trajectory, is equal to the integral of the strength.

Esta energía es relativamente débil debido al fuerte decrecimiento de la fuerza por los grandes valores del entrehierro.This energy is relatively weak due to the strong decrease in strength due to the great values of air gap.

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Por ejemplo, a una velocidad de rotación del motor de 6000 rpm, en un ciclo de dos tiempos, que optimizaría la utilización del dispositivo de accionamiento, la potencia útil sería de 20 W, lo que resulta pequeña en relación con su masa, del orden de 1 kg y su gran volumen.For example, at a rotation speed of 6000 rpm engine, in a two-stroke cycle, that would optimize the use of the drive device, the useful power would be 20 W, which is small in relation to its mass, of the order 1 kg and its large volume.

Para un motor térmico de 500 cm^{3}, con cilindrado unitario, pueden satisfacerse tales dimensiones aunque las mismas siguen siendo un hándicap.For a 500 cm3 thermal engine, with unit displacement, such dimensions can be satisfied although They are still a handicap.

En cambio, estas dimensiones no son compatibles con cilindradas unitarias más pequeñas.Instead, these dimensions are not compatible. with smaller unit displacements.

En el escape, la energía a suministrar es del orden de 1,4 J para luchar contra la presión en la cámara del cilindro durante la apertura de la válvula.In the exhaust, the energy to be supplied is 1.4 J order to fight the pressure in the chamber of the cylinder during valve opening.

Se ha constado durante los ensayos que los dispositivos de accionamiento actuales son insuficientes en el escape y no permiten hacer funcionar el motor a plena carga.It has been found during the trials that Current drive devices are insufficient in the exhaust and do not allow the engine to run at full load.

En conclusión, el dispositivo de accionamiento actual tiene una potencia de volumen pequeña que limita su utilización para accionar las válvulas de admisión de los motores con cilindrada unitaria superior o igual a 500 cm^{3}.In conclusion, the drive device current has a small volume power that limits its use to operate the engine intake valves with unit displacement greater than or equal to 500 cm3.

El rendimiento de un dispositivo de accionamiento constituye la relación entre la energía mecánica restituida (útil) y la energía eléctrica consumida. Este es del orden de 30%, las pérdidas son debidas principalmente a las corrientes inducidas y a las pérdidas por efecto Joule.The performance of a device drive constitutes the relationship between mechanical energy restored (useful) and the electrical energy consumed. This is from 30% order, losses are mainly due to Induced currents and losses due to Joule effect.

Un giro del motor tiene una duración de 60 min a 1000 rpm, mientras que una transición de la válvula dura aproximadamente 3,5 min. Se aprecia bien que a bajo régimen, el sistema está estadísticamente muy frecuente en una posición estable, ya sea abierta, ya sea cerrada.An engine turn lasts 60 min at 1000 rpm while a valve transition lasts approximately 3.5 min. It is well appreciated that at a low rate, the system is statistically very frequent in one position stable, whether open, closed.

Para mantener la válvula en la posición abierta o cerrada, se aplica una corriente en la bobina del lado en cuestión, a fin de luchar contra la fuerza del resorte que tiende a llevar la válvula a una posición intermedia.To keep the valve in the open position or closed, a current is applied to the coil on the side in issue, in order to fight against the force of the spring that tends to bring the valve to an intermediate position.

El dispositivo de accionamiento se presta bien para este funcionamiento, puesto que la fuerza producida por el electroimán resulta naturalmente elevada para un entrehierro nulo.The drive device lends itself well for this operation, since the force produced by the electromagnet is naturally high for an air gap null.

Sin embargo, el consumo de corriente eléctrica pesa mucho en el cálculo del consumo del vehículo que se hace a un régimen medio de 1600 rpm aproximadamente, representativo de la utilización real de los vehículos que contienen mucha conducción urbana con débil régimen del motor.However, the consumption of electric current It weighs heavily on the calculation of the vehicle consumption made at a average speed of approximately 1600 rpm, representative of the actual use of vehicles that contain a lot of driving urban with weak engine regime.

A modo de ejemplo, 100 W eléctricos necesitan aproximadamente 200 W para el motor térmico, o sea aproximadamente 1,5% del consumo de carburante por ciclo.As an example, 100 W electric need approximately 200 W for the thermal motor, that is approximately 1.5% of fuel consumption per cycle.

Ahora bien, el consumo de mantenimiento podría ser teóricamente nulo puesto que no produce ningún trabajo.Now, maintenance consumption could be theoretically null since it does not produce any work.

En conclusión, el consumo del dispositivo de accionamiento actual es elevado y puede ser reducido.In conclusion, the device consumption of Current drive is high and can be reduced.

Los dispositivos de accionamiento actuales presentan una altura relativamente significativa debido al apilamiento de los resortes, de dos electroimanes y de un plato de accionamiento o paleta.The current drive devices they have a relatively significant height due to stacking springs, two electromagnets and a plate of drive or vane.

En estacionamiento, sobre los motores de los vehículos actuales, hay siempre un cilindro de compresión.In parking, on the engines of the Current vehicles, there is always a compression cylinder.

El motor asegura de esta manera un freno para el parqueo complementario que algunos usuarios explotan como freno adicional al freno de mano, en particular en las pendientes.The motor thus ensures a brake for the complementary parking that some users exploit as a brake additional to the handbrake, particularly on the slopes.

Cuando se utilizan los dispositivos de accionamiento electromagnético, las válvulas están en posición de equilibrio en el medio, de manera que todas las cámaras del motor están a presión atmosférica y ya no es posible el frenado complementario.When devices are used electromagnetic drive, the valves are in the position of balance in the middle, so that all engine chambers are at atmospheric pressure and braking is no longer possible complementary.

Finalmente, el dispositivo de accionamiento en sí mismo es relativamente barato debido a su simplicidad, pero la electrónica de accionamiento asociada así como el sensor de posición de la válvula, son complejos y por consiguiente caros.Finally, the drive device in itself is relatively cheap due to its simplicity, but the associated drive electronics as well as the position sensor of the valve, they are complex and therefore expensive.

La invención apunta a remediar los inconvenientes de los dispositivos de accionamiento electromagnético de las válvulas clásicas al crear un dispositivo de accionamiento, que aunque sea de un costo relativamente poco elevado, presenta resultados mejorados en el conjunto de los dominios evocados anteriormente.The invention aims to remedy the drawbacks of electromagnetic drive devices of the classic valves when creating a drive device, that although it is relatively inexpensive, it presents improved results in the set of domains evoked previously.

La misma tiene por consiguiente por objeto un dispositivo de accionamiento electromagnético de válvula de motor de combustión interna que comprende al menos un electroimán que comprende un cuerpo, al menos una bobina de alimentación, una paleta magnética unida a un órgano de impulso de la válvula en contra de la acción de al menos un resorte de almacenamiento de energía de conmutación de dicha válvula, caracterizado porque en el cuerpo magnético del electroimán está interpuesto un imán permanente cuyo campo es perpendicular al campo engendrado en dicho cuerpo por dicha al menos una bobina de alimentación.It therefore has as its object a electromagnetic motor valve actuator internal combustion comprising at least one electromagnet that it comprises a body, at least one feed coil, a magnetic vane attached to a valve impulse organ in against the action of at least one storage spring of switching energy of said valve, characterized in that in the electromagnet magnetic body is interposed a permanent magnet whose field is perpendicular to the field generated in said body by said at least one feed coil.

De acuerdo con otras características:According to other features:

- el cuerpo magnético de dicho electroimán comprende dos piezas polares entre las cuales está dispuesto dicho imán permanente, cada pieza polar comprendiendo transversalmente a la dirección de polarización del imán, una pata corta y una pata larga, las patas corta y larga de una pieza polar definiendo los entrehierros respectivos con las patas larga y corta de la otra pieza polar, dicha armazón estando montada de forma que pueda desplazarse en dichos entrehierros;- the magnetic body of said electromagnet it comprises two polar pieces between which said is arranged permanent magnet, each pole piece transversely comprising the direction of polarization of the magnet, a short leg and a leg long, short and long legs of a polar piece defining the respective air gaps with the long and short legs of the other pole piece, said frame being mounted so that it can move in these air gaps;

- las patas corta y larga de cada pieza polar están en forma de L, las extremidades libres de las patas corta y larga de una pieza polar definen dichos entrehierros con las extremidades libres de las patas larga y corta de la otra pieza polar;- the short and long legs of each polar piece They are L-shaped, free limbs of short legs and long of a polar piece define said air gaps with the free limbs of the long and short legs of the other piece polar;

- las extremidades libres de las patas de las piezas polares son paralelas entre sí;- the free extremities of the legs of the Polar pieces are parallel to each other;

- dichas piezas polares son de ferrita, o de material a base de polvo de hierro aglomerado, o de cualquier otro material ferromagnético;- said polar pieces are made of ferrite, or powder-based material of agglomerated iron, or any other ferromagnetic material;

- el imán permanente está dispuesto entre las partes centrales de las piezas polares y el dispositivo de accionamiento comprende una bobina de alimentación enrollada alrededor de dichas partes centrales de las piezas polares y del imán;- the permanent magnet is arranged between central parts of the polar pieces and the device drive comprises a coiled feed coil around said central parts of the polar pieces and the magnet;

- el imán permanente está dispuesto entre las partes centrales de dichas piezas polares y el dispositivo de accionamiento comprende dos bobinas de alimentación portadas cada una por una pata de una pieza polar correspondiente, las patas de las dos piezas polares estando situadas del mismo lado de dicha paleta.- the permanent magnet is arranged between central parts of said polar parts and the device of drive comprises two coiled power coils each one by one leg of a corresponding polar piece, the legs of the two polar pieces being located on the same side of said palette.

La invención será mejor comprendida con la ayuda de la descripción que sigue, dada únicamente a modo de ejemplo y hecha con referencia a los dibujos anexados, en los cuales:The invention will be better understood with the help of the description that follows, given by way of example only and made with reference to the attached drawings, in which:

- la Fig. 1 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo de accionamiento electromagnético de válvula de acuerdo con la invención en posición de válvula abierta;- Fig. 1 is a schematic view in perspective of an electromagnetic drive device of valve according to the invention in valve position open

- la Fig. 2 es una vista análoga a la de la figura 1 que muestra el dispositivo de accionamiento en posición de válvula cerrada; y- Fig. 2 is a view similar to that of the Figure 1 showing the drive device in the position of closed valve; Y

- la Fig. 3 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo de accionamiento electromagnético de válvula de acuerdo con otro modo de realización de la invención.- Fig. 3 is a schematic view in perspective of an electromagnetic drive device of valve according to another embodiment of the invention.

El dispositivo de accionamiento electromagnético de válvula representado en la figura 1 comprende un electroimán 1 que comprende un cuerpo de material magnético 2 que porta una bobina de alimentación 3.The electromagnetic drive device Valve shown in Figure 1 comprises an electromagnet 1 comprising a body of magnetic material 2 carrying a coil power 3.

El cuerpo 2 comprende esencialmente dos piezas polares 4, 5 entre las cuales está dispuesto un imán permanente 6 cuya dirección de polarización indicada por la flecha 7 es perpendicular a la dirección del campo magnético engendrado por la bobina de alimentación 3.The body 2 essentially comprises two pieces polar 4, 5 among which a permanent magnet 6 is arranged whose polarization direction indicated by arrow 7 is perpendicular to the direction of the magnetic field generated by the power coil 3.

Cada una de las piezas polares 4, 5 realizada ventajosamente en ferrita, o en material a base de polvo de hierro aglomerado comprende una parte central 8, 9 alrededor de la cual pasan las espiras de la bobina de alimentación 3 que rodea igualmente el imán permanente 6.Each of the polar pieces 4, 5 made advantageously in ferrite, or in iron powder based material chipboard comprises a central part 8, 9 around which the turns of the feeding coil 3 that surrounds pass also the permanent magnet 6.

A partir de las extremidades de las partes centrales 8 y 9 se extienden patas 10, 11, 12 y 13 perpendiculares a dichas partes centrales 8, 9 y al imán permanente 6.From the extremities of the parts central 8 and 9 extend legs 10, 11, 12 and 13 perpendicular to said central parts 8, 9 and the permanent magnet 6.

Una pata 10, 12 de cada pieza polar 4, 5 es una pata corta y una pata 11, 13 de cada pieza polar es una pata larga.A leg 10, 12 of each polar piece 4, 5 is a short leg and one leg 11, 13 of each polar piece is a leg long

La pata corta 10 de la pieza polar 4 y la pata larga 13 de la pieza polar 5, se extienden a partir de las extremidades de las zonas centrales 8 y 9 situadas una junto a la otra.The short leg 10 of the polar piece 4 and the leg long 13 of the polar piece 5, extend from the extremities of central zones 8 and 9 located next to the other.

La pata larga 11 de la pieza polar 4 y la pata corta 12 de la pieza polar 5 se extienden a partir de las otras extremidades de las zonas centrales 8 y 9 situadas una junto a la otra.The long leg 11 of the polar piece 4 and the leg short 12 of the polar piece 5 extend from the other extremities of central zones 8 and 9 located next to the other.

Cada una de las patas 10 a 13 de las piezas polares 4, 5 comprende una extremidad respectiva 10a a 13a perpendicular a la pata correspondiente, de manera que cada una de estas patas tenga una forma en L.Each of the legs 10 to 13 of the pieces polar 4, 5 comprises a respective limb 10a to 13a perpendicular to the corresponding leg, so that each of These legs have an L shape.

Las patas cortas 10 y 12 forman con las patas largas 11, 13 respectivas, entrehierros 14, 15 cuyo valor corresponde al levantamiento de una válvula a accionar.Short legs 10 and 12 form with the legs long 11, 13 respective, air gaps 14, 15 whose value corresponds to the lifting of a valve to actuate.

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En estos entrehierros está montada de forma que pueda desplazarse en traslación, una paleta magnética o plato 16 a la cual está unida una varilla de accionamiento 17 de una válvula 18.In these air gaps it is mounted so that can move in translation, a magnetic paddle or plate 16 to which is attached a drive rod 17 of a valve 18.

La varilla de accionamiento 17 y la cola 19 de la válvula 18 están rodeadas por dos resortes de retorno 20, 21 cuyas extremidades situadas una junto a la otra, se apoyan en una pieza 22 de conexión de la varilla de accionamiento 17 y de la cola 19 de la válvula 18.The drive rod 17 and the tail 19 of the valve 18 is surrounded by two return springs 20, 21 whose limbs located next to each other, rely on a connecting piece 22 of the drive rod 17 and the tail 19 of the valve 18.

La cabeza 23 de la válvula 18 coopera con un asiento de válvula no representada de una culata de motor 24.The head 23 of the valve 18 cooperates with a valve seat not shown from a engine head 24.

Las patas cortas 10 y 12 de las piezas polares 4 y 5 definen con el plato 16, un circuito magnético alto. Las patas largas 11 y 13 forman con el plato magnético 16, un circuito magnético bajo.Short legs 10 and 12 of the polar pieces 4 and 5 define with plate 16, a high magnetic circuit. Legs long 11 and 13 form with the magnetic plate 16, a circuit magnetic low.

Entre el plato magnético 16 y las patas de las piezas polares 4 y 5 que definen entre ellas los entrehierros 14 y 15, el plato 16 y las patas corta y larga definen a su vez, entrehierros e1, e2 cuya suma es igual al levantamiento L de la válvula, este levantamiento siendo igual a la diferencia entre el entrehierro 14, 15 entre cada pata corta y cada pata larga respectiva de las piezas polares 4 y 5 y el espesor del plato 16.Between the magnetic plate 16 and the legs of the polar pieces 4 and 5 defining between them the air gaps 14 and 15, the plate 16 and the short and long legs define in turn, air gaps e1, e2 whose sum is equal to survey L of the valve, this survey being equal to the difference between the air gap 14, 15 between each short leg and each long leg respective of the polar pieces 4 and 5 and the plate thickness 16.

Con vistas a la explicación que aparece a continuación, se adoptarán las siguientes anotaciones:With a view to the explanation that appears at Then, the following annotations will be adopted:

- Bih: inducción magnética creada por la bobina de alimentación 3 en el entrehierro e1 entre el circuito magnético alto definido por las patas cortas 10, 12 de las piezas polares 4 y 5 y la paleta 16;- Bih: magnetic induction created by the coil supply 3 in the air gap e1 between the magnetic circuit high defined by the short legs 10, 12 of the polar pieces 4 and 5 and palette 16;

- Bib: inducción magnética creada por la bobina de alimentación 3 en el entrehierro e2 entre el circuito magnético bajo definido por las patas largas 11, 13 de las piezas polares 4 y 5 y la paleta 16.- Bib: magnetic induction created by the coil supply 3 in the air gap e2 between the magnetic circuit bass defined by the long legs 11, 13 of the polar pieces 4 and 5 and palette 16.

Cuando el imán 6 resulta suficientemente largo en el sentido de su imantación, el flujo de la bobina pasa sucesivamente a la pata 12, el entrehierro e1, la paleta 16, el entrehierro e2 y vuelve a subir a la pata 13. El mismo pasa también a la pata 11, el entrehierro e2, la paleta 16, el entrehierro e1 y vuelve a subirlo a la pata 10. En este caso
Bih = Bib = Bi.When the magnet 6 is sufficiently long in the direction of its magnetization, the coil flow passes successively to the leg 12, the air gap e1, the vane 16, the air gap e2 and rises again to the leg 13. It also passes to leg 11, the air gap e2, the vane 16, the air gap e1 and back up to leg 10. In this case
Bih = Bib = Bi.

Cuando el imán 6 es más corto, lo que corresponde al caso real, la circulación del flujo de la bobina pasa también entre las partes 4 y 5 del circuito magnético, y más precisamente entre las dos partes centrales 8 y 9, que constituyen un circuito paralelo al de los entrehierros. Este circuito paralelo resulta particularmente interesante con un pequeño entrehierro porque permite aumentar la eficiencia de la bobina cuando el entrehierro es muy reducido (paleta en posición alta o baja).When magnet 6 is shorter, what corresponds to the real case, the flow of the coil flow passes  also between parts 4 and 5 of the magnetic circuit, and more precisely between the two central parts 8 and 9, which constitute a circuit parallel to the air gap. This parallel circuit It is particularly interesting with a small air gap because it allows to increase the efficiency of the coil when the Air gap is very small (paddle in high or low position).

- Ba: inducción magnética creada por el imán permanente 6.- Ba: magnetic induction created by the magnet permanent 6.

Durante la fase de apertura, la fuerza total ejercida sobre el plato 16 está dirigida hacia la parte inferior. Esta es dada por la relación:During the opening phase, the total force exerted on the plate 16 is directed towards the bottom. This is given by the relationship:

1one

S siendo la superficie equivalente de atracción de la paleta.S being the equivalent surface of attraction of the palette.

La aplicación de una corriente negativa a la bobina de alimentación 3 permite aumentar la fuerza, es decir la fase de atracción en apertura.The application of a negative current to the feed coil 3 allows to increase the force, that is the opening phase of attraction.

La aplicación de una corriente nula permite mantener el plato magnético 16 y por consiguiente la válvula 18 en posición sin consumo de corriente eléctrica.The application of a null current allows keep the magnetic plate 16 and therefore the valve 18 in position without electric current consumption.

La aplicación de una corriente positiva superior o igual a Ba/2 permite anular e incluso invertir la fuerza total aplicada sobre el plato y en particular en fase de partida.The application of a higher positive current or equal to Ba / 2 allows to cancel and even reverse the total force applied on the plate and in particular in the starting phase.

En fase de cierre de la válvula, la fuerza total F ejercida sobre el plato está dirigida hacia la parte alta es dada por la relación:In the closing phase of the valve, the total force F exerted on the plate is directed towards the top is given for the relationship:

22

La aplicación de una corriente positiva permite aumentar la fuerza para realizar la fase de atracción en el cierre.The application of a positive current allows increase the strength to perform the phase of attraction in the closing.

La aplicación de una corriente nula permite mantener la válvula en posición sin consumo de energía eléctrica.The application of a null current allows keep the valve in position without power consumption electric

La aplicación de una corriente negativa inferior o igual a - Ba/2 permite anular e incluso invertir la fuerza total en fase de partida.The application of a lower negative current or equal to - Ba / 2 allows to cancel and even reverse the total force in the starting phase

La válvula estando cerrada, la misma es mantenida cerrada por la fuerza única del imán permanente 6.The valve being closed, it is held closed by the unique force of the permanent magnet 6.

Se aplica una corriente negativa a la bobina 3.A negative current is applied to the coil 3.

El plato 16 se despega y es empujada por el resorte inferior 21 que le aporta velocidad y comprime el resorte superior 20.Plate 16 takes off and is pushed by the lower spring 21 that gives speed and compresses the spring top 20.

El plato describe una trayectoria de tipo sinusoidal típica de un sistema armónico en oscilación libre.The plate describes a type trajectory Sinusoidal typical of a harmonic system in free oscillation.

El mantenimiento de la corriente negativa durante toda la trayectoria del plato 16 permite compensar la energía perdida por fricción. La válvula 18 llega entonces en posición abierta representada en la figura 1 con una velocidad muy débil.The maintenance of the negative current during the entire trajectory of the plate 16 it allows to compensate the energy lost by friction. Valve 18 then arrives at open position represented in figure 1 with a very high speed weak.

Se puede luego anular la corriente en la bobina, el plato 16 siendo mantenido por la fuerza del imán permanente 6.You can then cancel the current in the coil, the plate 16 being maintained by the force of the permanent magnet 6.

Cuando la válvula está abierta, se aplica el mismo proceso esta vez con una corriente positiva.When the valve is open, the Same process this time with a positive current.

En la figura 3, se ha representado en perspectiva una variante del dispositivo de accionamiento electromagnético de válvula de acuerdo con la invención.In figure 3, it has been represented in perspective a variant of the drive device electromagnetic valve according to the invention.

La construcción de este dispositivo de accionamiento es semejante a la del dispositivo de accionamiento representado en la figura 1.The construction of this device drive is similar to the drive device represented in figure 1.

Los mismos elementos de los dispositivos de accionamiento de las figuras 1 y 3 son designados por los mismos números de referencia.The same elements of the devices of actuation of figures 1 and 3 are designated by them reference numbers

El dispositivo de accionamiento de la figura 3 difiere del de la figura 1 en que este comprende dos bobinas de alimentación 30, 31 enrolladas cada una alrededor de una pata de una pieza polar 4, 5.The drive device of figure 3 differs from that in figure 1 in that it comprises two coils of feeding 30, 31 each rolled around a leg of a Polar piece 4, 5.

En el presente ejemplo, las bobinas de alimentación 30, 31 son enrolladas alrededor de las patas cortas respectivas 10, 12 de las piezas polares 4, 5.In the present example, the coils of feed 30, 31 are wrapped around short legs respective 10, 12 of the polar pieces 4, 5.

Dichas patas cortas 10, 12 están situadas del mismo lado de la paleta magnética 16.Said short legs 10, 12 are located of the same side of magnetic paddle 16.

Las bobinas 30, 31 son alimentadas de manera que se engendre un flujo en la misma dirección que el flujo engendrado por la bobina 3 del dispositivo de accionamiento de la figura 1 que estas reemplazan.The coils 30, 31 are fed so that a flow is generated in the same direction as the generated flow by the coil 3 of the drive device of figure 1 which These replace.

Los sentidos de enrollado de las dos bobinas 30, 31 así como las corrientes de alimentación de estas bobinas son tales que los efectos de los campos engendrados por las mismas se adicionan.The winding directions of the two coils 30, 31 as well as the supply currents of these coils are such that the effects of the fields generated by them are add.

Así, el funcionamiento del dispositivo de accionamiento con dos bobinas de la figura 3 es en todos los sentidos semejante al del dispositivo de accionamiento de la figura 1.Thus, the operation of the device drive with two coils of figure 3 is in all senses similar to the actuation device of the figure one.

Se aprecia por consiguiente que gracias al arreglo que acaba de ser descrito, es posible dirigir los desplazamientos de una válvula con la ayuda de un dispositivo de accionamiento electromagnético con una precisión considerablemente incrementada en relación con la que puede ser obtenida con los dispositivos de accionamiento electromagnético clásicos.It is therefore appreciated that thanks to the arrangement that has just been described, it is possible to direct the displacements of a valve with the help of a device electromagnetic drive with considerably precision increased in relation to what can be obtained with Classic electromagnetic drive devices.

Claims (7)

1. Dispositivo de accionamiento electromagnético de válvula de motor de combustión interna que comprende al menos un electroimán que comprende un cuerpo, al menos una bobina de alimentación (3; 30, 31), una paleta magnética (16) unida a un órgano (17) de impulso de la válvula (18) en contra de la acción de al menos un resorte (20, 21) de almacenamiento de energía de conmutación de dicha válvula, caracterizado porque en el cuerpo magnético de electroimán es interpuesto un imán permanente (6) cuyo campo es perpendicular al campo engendrado en dicho cuerpo por dicha al menos una bobina de alimentación (3; 30, 31).1. Electromagnetic actuation device of internal combustion engine valve comprising at least one electromagnet comprising a body, at least one supply coil (3; 30, 31), a magnetic vane (16) attached to an organ (17 ) of impulse of the valve (18) against the action of at least one spring (20, 21) of storage of switching energy of said valve, characterized in that a permanent magnet (6) is interposed in the electromagnet magnetic body whose field is perpendicular to the field generated in said body by said at least one feed coil (3; 30, 31). 2. Dispositivo de accionamiento electromagnético de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo magnético (2) de dicho electroimán comprende dos piezas polares (4, 5) entre las cuales está dispuesto dicho imán permanente (6), cada pieza polar comprendiendo transversalmente a la dirección de polarización del imán (6), una pata corta (10, 12) y una pata larga (11, 13), las patas corta y larga (10, 11) de una pieza polar (4) definiendo entrehierros respectivos (14, 15) con las patas larga y corta (13, 12) de la otra pieza polar (5), dicha paleta (16) estando montada de manera que pueda desplazarse en dichos entrehierros.2. Electromagnetic drive device according to claim 1, characterized in that the magnetic body (2) of said electromagnet comprises two polar pieces (4, 5) between which said permanent magnet (6) is disposed, each pole piece comprising transversely to the direction of polarization of the magnet (6), a short leg (10, 12) and a long leg (11, 13), the short and long legs (10, 11) of a pole piece (4) defining respective air gaps ( 14, 15) with the long and short legs (13, 12) of the other pole piece (5), said vane (16) being mounted so that it can move in said air gaps. 3. Dispositivo de accionamiento electromagnético de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las patas corta y larga (10, 12, 11, 13) de cada pieza polar son en forma de L, las extremidades libres (10a, 11a) de las patas corta y larga (10, 11) de una pieza polar (4) definiendo dichos entrehierros (14, 15) con las extremidades libres (13a, 12a) de las patas larga y corta (13, 12) de la otra pieza polar (5).3. Electromagnetic drive device according to claim 2, characterized in that the short and long legs (10, 12, 11, 13) of each pole piece are L-shaped, the free ends (10a, 11a) of the legs short and long (10, 11) of a polar piece (4) defining said air gaps (14, 15) with the free ends (13a, 12a) of the long and short legs (13, 12) of the other polar piece (5 ). 4. Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque las extremidades libres (10a, 11a, 12a, 13a) de las patas de las piezas polares (4, 5) son paralelas entre sí.4. Drive device according to one of claims 2 and 3, characterized in that the free ends (10a, 11a, 12a, 13a) of the legs of the polar pieces (4, 5) are parallel to each other. 5. Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque dichas piezas polares (4, 5) son de ferrita o de material a base de polvo de hierro aglomerado.5. Drive device according to one of claims 2 to 4, characterized in that said polar parts (4, 5) are made of ferrite or of a powder-based material of agglomerated iron. 6. Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el imán permanente (6) está dispuesto entre las partes centrales (8, 9) de las piezas polares (4, 5) y porque comprende una bobina de alimentación (3) enrollada alrededor de dichas partes centrales (8, 9) de las piezas polares (4, 5) y del imán (6).6. Drive device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the permanent magnet (6) is disposed between the central parts (8, 9) of the polar pieces (4, 5) and that it comprises a coil of feed (3) wrapped around said central parts (8, 9) of the polar pieces (4, 5) and the magnet (6). 7. Dispositivo de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el imán permanente (6) está dispuesto entre las partes centrales (8, 9) de dichas piezas polares (4, 5) y porque comprende dos bobinas de alimentación (30, 31) portadas cada una por una pata (10, 12) de una pieza polar (4, 5) correspondiente, las patas (10, 12) de las dos piezas polares (4, 5) estando situadas del mismo lado de dicha paleta (16).7. Drive device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the permanent magnet (6) is disposed between the central parts (8, 9) of said polar parts (4, 5) and in that it comprises two coils of feeding (30, 31) each carried by a leg (10, 12) of a corresponding polar piece (4, 5), the legs (10, 12) of the two polar pieces (4, 5) being located on the same side of said palette (16).