RO131452B1 - Regulator de arbore cu came - Google Patents

Description

RO 131452 Β1

Invenția se referă la un regulator de arbore cu came pentru ajustarea automată, în funcție de turație, a unei relații de faze între un arbore cotit și un arbore cu came al unui motor cu ardere internă, cuprinzând o roată de antrenare conectabilă antirotativ, cel puțin indirect printr-un mijloc de tracțiune, cu arborele cotit, roată care este conectată printr-un mecanism de reglare mecanic cu arborele cu came, cu posibilitate de rotire față de acesta, în care mecanismul de reglare mecanic prezintă mai multe elemente de greutate, care sunt pretensionate de câte un element de arc și care, la o turație limită, sunt deviabile radial spre exterior datorită unei forțe centrifuge ce acționează asupra lor, pentru a modifica relația de faze între arborele cotit și arborele cu came.

în motoarele cu ardere internă moderne sunt utilizate regulatoare de arbore cu came pentru stabilirea variabilă a timpilor de distribuție ai supapelor cu două căi de gaz, pentru a putea ajusta variabil relația de faze între arborele cotit și arborele cu came într-un interval de unghiuri definit, între o poziție maximă de avans și o poziție întârziată maximă. Regulatorul de arbore cu came este integrat într-o linie de antrenare, prin care momentul de rotație al arborelui cotit este transmis la arborele cu came. Această linie de antrenare poate fi realizată de exemplu ca o transmisie cu curea, cu lanț sau cu roți dințate. De regulă, regulatorul de arbore cu came este conectat antirotativ cu un arbore cu came.

în documentul US 2079009 A este prezentat un regulator de arbore cu came pentru ajustarea automată, în funcție de turație, a unei relații de faze între un arbore cotit și un arbore cu came ai unui motor cu ardere internă. Acesta cuprinde o roată de antrenare conectabilă antirotativ, printr-un mijloc de tracțiune, cu arborele cotit, roată care este conectată printr-un mecanism de reglare mecanic, cu arborele cu came, cu posibilitate de rotire față de acesta. Mecanismul de reglare mecanic prezintă mai multe elemente de greutate, care sunt pretensionate de câte un element de arc. La atingerea unei turații limită, elementele de greutate sunt deviate radial spre exterior, datorită unei forțe centrifuge ce acționează asupra lor. Pentru aceasta, elementele de greutate prezintă respectiv un braț de pârghie, care are o gaură alungită, în care este dispus un știft conectat indirect cu arborele cu came. Astfel, dislocarea elementelor de greutate face arborele cu came să se deplaseze în sens contrar sensului de rotație al roții de antrenare.

Documentul US 6289860 B1 se referă la un mecanism 5 pentru controlul relației de fază între un arbore cotit și un arbore cu came al unui motor cu ardere internă prevăzut cu un inel exterior 22 care este conectabil la arborele cotit 18 pentru a primi cuplul de rotație de la acesta și un butuc interior 26 care poate fi conectat la arborele cu came 16 pentru transmiterea cuplului din inelul exterior 22. Mecanismul folosește cel puțin un element de pârghie 28 alungit, sensibil la centrifugă, care este conectat pivotant la elementul de inel pentru mișcarea pivotantă în raport cu aceasta între pozițiile radial spre interior și pozițiile radial spre exterior. Fiecare element de pârghie 28 este conectat la butuc, astfel încât mișcarea elementului de pârghie, între pozițiile radiale către interior și spre exterior, efctuează o deplasare de rotație a butucului în raport cu elementul inel exterior în jurul axei de rotație care modifică relația de fază între arborele cotit și arborele cu came. Mecanismul mai este prevăzut cu niște arcuri 94 aranjate în așa fel încât să fie interpuse între elementul inelar exterior 22 și elementele de pârghie 28 pentru polarizarea elementelor de pârghie din poziția radială spre exteriorîn poziția radială spre interior, în opoziție cu forțele centrifugale generate de rotația butucului în jurul axei de rotație.

Obiectivul prezentei invenții constă în optimizarea unui regulator de arbore cu came comandat automat, în funcție de turație, în așa manieră încât atât montarea, cât și fiabilitatea și robustețea sunt îmbunătățite. în plus, regulatorul de arbore cu came conform invenției trebuie să poată fi montat și ulterior pe un arbore cu came.

RO 131452 Β1

Mecanismul de reglare mecanic, conform invenției, elimină dezavantajele cunoscute 1 prin aceea că prezintă un prim element conectat antirotativ cel puțin indirect cu roata de antrenare și un al doilea element conectat antirotativ cel puțin indirect cu arborele cu came, 3 în care radial între cele două elemente sunt dispuse mai multe roți planetare care, pentru realizarea unei rotații relative între roata de antrenare și arborele cu came, se angrenează 5 respectiv cu o danturare de pe primul și cel de-al doilea element. Cu alte cuvinte, mecanismul de reglare mecanic permite, prin roțile planetare respective, o rotire relativă precisă între 7 arborele cu came și roata de antrenare. Pentru aceasta, roțile dințate se angrenează radial între danturarea respectivă de pe primul element și danturarea respectivă de pe al doilea 9 element. O rotație relativă între primul și cel de-al doilea element conduce astfel la un decalaj de fază între arborele cu came și arborele cotit, în particular, mecanismul de reglare mecanic 11 prezintă trei roți planetare identice.

în mod avantajos, primul element este realizat în formă de butuc și este conectat 13 antirotativ cu roata de antrenare printr-o placă de butuc dispusă cel puțin frontal pe roata de antrenare. în consecință, primul element prezintă o formă de cilindru gol, caz în care 15 danturările respective sunt realizate într-o zonă limitată axial pe suprafața perimetrală internă. în particular, în mod uniform pe circumferința internă a primului element sunt 17 realizate trei zone danturate identice. în contrast, placa de butuc cuprinde o gaură centrală și un umăr extins axial. în particular, placa de butuc este conectată antirotativ cu roata de 19 antrenare, de preferință prin trei elemente de șurub extinse axial.

în plus, este de preferat ca al doilea element să fie realizat în formă de flanșă și să 21 fie fixat printr-un element de șurub centrat, la arborele cu came, pe față. în mod avantajos, mecanismul de reglare mecanic poate fi astfel montat ulterior pe arborele cu came. O por- 23 țiune ce se desfășoară axial a celui de-al doilea element vine în contact cel puțin parțial radial cu arborele cu came și este montată, pe față, cu un singur element de șurub extins 25 axial, centrat, la arborele cu came. Ca urmare, cel deal doilea element este conectat antirotativ cu arborele cu came. 27 în special, roata de antrenare se poziționează cel puțin radial la placa de butuc, caz în care, radial, între placa de butuc și cel de-al doilea element este dispus un element de 29 lagăr pentru susținerea rotativă a plăcii de butuc. Cu alte cuvinte, roata de antrenare este dispusă la capăt pe placa de butuc și vine în contact radial cu umărul extins axial al plăcii de 31 butuc. în plus, placa de butuc se reazemă prin elementul de lagăr de cel de-al doilea element, caz în care elementul de lagăr este realizat ca un rulment cu bile. Elementul de 33 lagăr permite o rotire relativă cu frecare redusă între roata de antrenare și arborele cu came.

Conform unei forme preferate de realizare, elementul de arc este realizat ca arc spiral 35 și este prins respectiv de primul și de al doilea element. în mod avantajos, una din extremitățile arcului spiral este prinsă, pe față, de primul element, caz în care cealaltă extremitate 37 a arcului spiral este prinsă, pe față, de cel de-al doilea element. în particular, sunt prinse între primul și al doilea element trei elemente de arc identice. 39

Conform unei alte forme preferate de realizare, elementul de greutate respectiv este montat, cu posibilitate de rotire între un prim știft radial interior respectiv și un știft secund 41 radial exterior respectiv, pe un bolț respectiv. Știfturile și bolțurile respective sunt dispuse, la capăt, în găuri prevăzute în acest scop în placa de butuc. Știfturile prime limitează poziția 43 elementelor de greutate sub turația limită. Dacă elementele de greutate vin în contact cu știfturile prime, nu există nici o defazare între arborele cu came și arborele cotit. Ca urmare, 45 regulatorul de arbore cu came nu este activ. în contrast, știfturile secunde limitează poziția elementelor de greutate peste turația limită la o deviere maximă a elementelor de greutate, 47 astfel la o defazare maximă între arborele cu came și arborele cotit. Bolțul este prevăzut pentru susținerea rotativă a elementului de greutate respectiv și a roții planetare respective. 49

RO 131452 Β1

Invenția aplică învățătura tehnică cum că, radial între elementul de greutate și primul element, este dispus axial pe placa de butuc un element de suport. Elementul de suport este realizat cilindric și se poziționează, la capăt, într-o gaură prevăzută pentru aceasta la placa de butuc.

în plus, primul element prezintă de preferință rampe îndreptate radial spre interior, caz în care câte o rampă cooperează cu câte un element de suport. La o deviere a elementelor de greutate radial spre exterior, elementul de greutate se reazemă respectiv pe elementul de suport și apasă primul element prin rampa respectivă în direcție tangențială, pentru a realiza rotirea relativă între primul element și al doilea element. Cu alte cuvinte, elementul de greutate se rotește cel puțin parțial în jurul elementului de suport.

în mod avantajos, turația limită este 3000 rot/min. în funcție de numărul elementelor de arc și constanta elastică a acestora, turația limită poate fi selectată însă mai mică sau mai mare. Turația limită se referă la turația motorului cu ardere internă.

în plus, relația de faze între arborele cotit și arborele cu came este cel puțin 35° însă maxim 45°. Deosebit de preferat, relația de faze între arborele cotit și arborele cu came este 40°. La o relație de faze între arborele cotit și arborele cu came de 40°, motorul cu ardere internă lucrează extrem de eficient de la o turație de 3000 rot/min. Consumul de carburant și emisia de poluanți sunt reduse, caz în care simultan sunt sporite randamentul și cuplul motorului cu ardere internă.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invențiri în legătură și cu figurile care reprezintă:

- fig. 1, reprezentare schematică explodată, pentru ilustrarea alcătuirii unui regulator de arbore cu came conform invenției;

- fig. 2, reprezentare în secțiune longitudinală, schematică, pentru ilustrarea alcătuirii regulatorului de arbore cu came conform fig.1;

- fig. 3a, o primă reprezentare în secțiune transversală, schematică, pentru ilustrarea alcătuirii regulatorului de arbore cu came conform fig. 1, într-un interval de turații sub turația limită;

- fig. 3b, o a doua reprezentare în secțiune transversală, schematică, pentru ilustrarea alcătuirii regulatorului de arbore cu came conform fig.3a, într-un interval de turații sub turația limită;

- fig. 4a, o primă reprezentare în secțiune transversală, schematică, pentru ilustrarea alcătuirii regulatorului de arbore cu came conform fig. 1, într-un interval de turații peste turația limită;

- fig. 4b, o a doua reprezentare în secțiune transversală, schematică, pentru ilustrarea alcătuirii regulatorului de arbore cu came conform fig.4a, într-un interval de turații peste turația limită.

Fig.1 arată un regulator de arbore cu came pentru ajustarea automată, în funcție de turație, a unei relații de faze între un arbore cotit 1 - reprezentat aici doar simplificat - și un arbore cu came 2 al unui motor cu ardere internă - nereprezentat în cazul de față. Regulatorul de arbore cu came cuprinde o roată de antrenare 4 conectabilă antirotativ indirect, printr-un mijloc de tracțiune 3 - ilustrat aici doar simplificat - cu arborele cotit 1, roată care este conectată cu posibilitate de rotire, printr-un mecanism de reglare mecanic 5, cu arborele cu came 2.

Mecanismul de reglare mecanic 5 cuprinde un prim element 8 conectat antirotativ cu roata de antrenare 4 și un al doilea element 9 conectat antirotativ cu arborele cu came 2. în acest context, primul element 8 este realizat în formă de butuc și este conectat antirotativ cu roata de antrenare 4, printr-o placă de butuc 13 dispusă la partea de capăt pe roata de antrenare. Roata de antrenare 4 este poziționată și radial la placa de butuc 13, caz în care,

RO 131452 Β1 radial între placa de butuc 13 și cel de-al doilea element 9, este dispus un element de lagăr 1 15 pentru susținerea rotativă a plăcii de butuc 13. în contrast, al doilea element 9 este realizat în formă de flanșă și este fixat, printr-un element de șurub centrat 14, la capăt, pe 3 arborele cu came 2.

în continuare, mecanismul de reglare mecanic 5 cuprinde trei roți planetare 10a-10c 5 realizate identic, care sunt dispuse radial între cele două elemente 8, 9 și, pentru realizarea unei rotiri relative între cele două elemente 8, 9 și astfel pentru realizarea unui decalaj de 7 faze între arborele cotit 1 și arborele cu came 2, se angrenează cu câte o danturare 11 a-11 c, 12a-12c cu primul și al doilea element 8, 9. Mai mult decât atât, trei elemente de greutate 9 6a-6c sunt montate la câte un bolț 18a-18c, cu posibilitate de rotire între câte un prim știft radial interior 16a-16c și câte un știft secund radial exterior 17a-17c. Elementele de greutate 11 sunt pretensionate de câte un element de arc 7a-7c. Elementul de arc respectiv 7a-7c este realizat ca arc spiral și este prins de primul și al doilea element 8, 9, la capăt. Radial, între 13 fiecare element de greutate 6a-6c și primul element 8 este dispus, axial pe placa de butuc 13, câte un element de suport 19a-19c. 15

Conform fig. 2, mecanismul de reglare mecanic 5 este dispus și conectat antirotativ, prin elementul de șurub 14, la arborele cu came 2, la capăt. Mecanismul de reglare mecanic 17 5 este extrem de compact construit și în mod avantajos poate fi montat ulterior pe arborele cu came 2. Montajul mecanismului de reglare mecanic 5 are loc după cum urmează: La 19 roata de antrenare 4 este montată, pe o față, placa de butuc 13, care este conectată antirotativ cu niște elemente de șurub - neilustrate aici. Știftul prim 16a-16c și știftul secund 21 17a-17c, în cazul de față se vede doar câte unul 16b, 17c în loc de trei știfturi, datorită reprezentării în secțiune longitudinală, sunt montate, pe o față, împreună cu elementele de 23 suport respective 19a-19c - caz în care tot datorită reprezentării în secțiune longitudinală doar un singur element de suport 19b se vede în loc de trei - în găuri prevăzute în acest scop 25 la placa de butuc 13. în plus, elementele de greutate 6a-6c - caz în care tot datorită reprezentării în secțiune longitudinală doar două elemente de greutate 6b, 6c se văd în loc de trei 27 - sunt montate împreună cu roțile planetare 10a-10c și elementele de siguranță axiale 21 a-21 c - caz în care tot datorită reprezentării în secțiune longitudinală doar o singură roată 29 planetară 10b și un singur element de siguranță 21b se văd în loc de trei - pe bolțurile 18a-18c - caz în care tot datorită reprezentării în secțiune longitudinală doar un singur bolț 31 18b și un singur element de siguranță 21b se văd în loc de trei. Bolțurile 18a-18c sunt primite, la capăt, în găuri prevăzute pentru aceasta la placa de butuc 13. Primul element 8 33 este montat aliniat pe roțile planetare 10a-10c și elementele de suport 19a-19c. în plus, al doilea element 9 este montat aliniat pe roțile planetare 10a-10c împreună cu elementul de 35 lagăr 15 dispus acolo. în final, elementele de arc 7a-7c - caz în care tot datorită reprezentării în secțiune longitudinală doar două elemente de arc 7a, 7c se văd în loc de trei - sunt prinse 37 de primul și al doilea element, pe față.

Conform fig. 3a, elementul de greutate 6a-6c este lăgăruit pe un bolț 18a-18c, cu 39 posibilitate de rotire între un știft prim 16a-16c și un știft secund 17a-17c. în acest context, știfturile prime 16a-16c delimitează poziția elementelor de greutate sub turația limită. 41 Elementele de greutate 6a-6c vor veni în contact cu știfturile prime 16a-16c, astfel că nu va exista nici un decalaj de faze între arborele cu came 2 și roata de antrenare 4. Primul ele- 43 ment8 prezintă rampele 20a-20c îndreptate radial spre interior, care cooperează cu elementele de suport 19a-19c, pentru a realiza rotația relativă între primul și al doilea element 8, 9. 45

RO 131452 Β1

Conform fig. 3b, elementele de arc 7a-7c sunt pretensionate între primul și al doilea element 8, 9. Al doilea element 9 prezintă trei aripi 23a-23c extinse radial care sunt ghidate în canelurile 22a-22c prevăzute în acest scop pe primul element 8.

Conform fig. 4a, știfturile secunde 17a-17c delimitează poziția elementelor de greutate 6a-6c peste turația limită la o deviere maximă a elementelor de greutate 6a-6c. Ca urmare între roata de antrenare 4 și arborele cu came 2 există un decalaj de faze maxim.

Conform fig.4b, elementele de arc 7a-7c sunt deviate între primul și al doilea element 8, 9, caz în care pretensionarea elementelor de arc 7a-7c este maximă.

Lista semnelor de referință:

- 1, arbore cotit;

- 2, arbore cu came;

- 3, mijloc de tracțiune;

- 4, roata de antrenare;

- 5, mecanism de reglare;

- 6a-6c, element de greutate;

- 7a-7c, element de arc;

- 8, primul element;

- 9, al doilea element;

- 10a-10c, roată planetară;

- 11a-11c, danturare;

- 12a-12c, danturare;

- 13, placă de butuc;

- 14, element tip șurub;

- 15, element de lagăr;

- 16a-16c, prim știft;

- 17a-17c, știft secund;

- 18a-18c, bolț;

- 19a-19c, element de suport;

- 20a-20c, rampă;

- 21a-21c, element de siguranță;

- 22a-22c canelură;

- 23a-23c, aripă.

Claims (10)

1. RO 131452 Β1

   Revendicări 1

   1. Regulator de arbore cu came pentru ajustarea automată, în funcție de turație, a 3 unei relații de faze între un arbore cotit (1) și un arbore cu came (2) ai unui motor cu ardere internă, cuprinzând o roată de antrenare (4) conectabilă antirotativ, cel puțin indirect printr-un 5 mijloc de tracțiune (3), cu arborele cotit (1), roată care este conectată printr-un mecanism de reglare mecanic (5), cu posibilitate de rotire, cu arborele cu came (2), în care mecanismul 7 de reglare mecanic (5) prezintă mai multe elemente de greutate (6a, 6b), care sunt pretensionate respectiv de câte un element de arc (7a, 7b) și care, la o turație limită, sunt 9 deviabile radial spre exterior datorită unei forțe centrifuge ce acționează asupra lor, pentru a modifica relația de faze între arborele cotit (1) și arborele cu came (2), caracterizat prin 11 aceea că mecanismul de reglare mecanic (5) prezintă un prim element (8) conectat antirotativ cel puțin indirect cu roata de antrenare (4) și un al doilea element (9) conectat anti- 13 rotativ cel puțin indirect cu arborele cu came (2), în care radial între cele două elemente (8, 9) sunt dispuse mai multe roți planetare (1 Oa, 10b) care, pentru realizarea unei rotații relative 15 între roata de antrenare (4) și arborele cu came (2), angrenează cu câte o porțiune danturată (11a, 11b, 12a, 12b) de pe primul și cel de-al doilea element (8, 9). 17
2. 2. Regulator de arbore cu came conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul element (8) este realizat în formă de butuc și este conectat antirotativ cu roata de 19 antrenare (4) printr-o placă de butuc (13) dispusă cel puțin pe roata de antrenare (4), pe față.
3. 3. Regulator de arbore cu came conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că 21 cel de-al doilea element (9) este realizat în formă de flanșă și este fixat, printr-un element tip șurub centrat (14), la arborele cu came (2), pe față. 23
4. 4. Regulator de arbore cu came conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că roata de antrenare (4) vine în contact cel puțin radial cu placa de butuc (13), în care radial 25 între placa de butuc (13) și cel de-al doilea element (9) este dispus un element de lagăr (15) pentru susținerea rotativă a plăcii de butuc (13). 27
5. 5. Regulator de arbore cu came conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că elementul de arc (7a, 7b) este realizat ca arc spiral și este prins de primul și al doilea 29 element (8, 9).
6. 6. Regulator de arbore cu came conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că 31 elementul de greutate (6a, 6b) este montat cu posibilitate de rotire între un prim știft (16a, 16b) și un al doilea știft (17a, 17b), pe un bolț (18a, 18b). 33
7. 7. Regulator de arbore cu came conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că, radial între elementul de greutate (6a, 6b) și primul element (8), este dispus axial pe placa 35 de butuc (13) un element de suport (19a, 19b).
8. 8. Regulator de arbore cu came conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că 37 primul element (8) prezintă rampe (20a, 20b) orientate radial spre interior, astfel încât rampele (20a, 20b) cooperează cu elementul de suport (19a, 19b). 39
9. 9. Regulator de arbore cu came conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că turația limită este de 3000 rot/min. 41
10. 10. Regulator de arbore cu came conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că relația de faze maximă între arborele cotit (1) și arborele cu came (2) este cel puțin 35°, și 43 maxim 45°.