SE512116C2 - Avgasventilmekanism i en förbränningsmotor - Google Patents

Description

i. ...n »th-tum i 10 15 20 25 30 512 116 Gemensamt för de bägge kända avgasventilmekanismerna är att de utnyttjar en ventilspelsupptagande anordning i form av en hydraulkolv i ett cylinderrum i ena änden av vipparmen. Kolven har en tryckyta, som trycker mot änden av avgasven- tilens ventilspindel. Detta betyder att reaktionskraften till den på avgasventilspindeln verkande öppningskraften fortplantas genom hela ventilsystemet och att i synnerhet yttrycken mellan kamelementet och en mot detta anliggande kamrulle kan bli relativt höga, när ventilen utnyttjas som dekompressionsventil och sålunda skall öppna mot ett högt kompressionstryck.

Genom US-A-4 706 624 är en dekompressionsbroms känd, vid vilken den avgas- ventil som skall öppnas styrs av vipparmen till en annan avgasventil och dessutom av en vipparm till en insugningsventil.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en avgasventilmekanism, vid vilken kamaxeln används på konventionellt sätt för att endast öppna avgasventilen vid motorns ordinarie utblåstakt, medan i övrigt kamaxelns rotation i bromsdrift endast utnyttjas för att styra de ventilorgan, som i sin tur styr de kraftpåverkade organen.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att att ventilorganen i hydraulkretsen har av vipparmen till den avgasventil som skall öppnas styrda manöverorgan, som vid vipparmens vipprörelse i avgasventilens öppningsriktning öppnar en förbindelse mellan en tryckmediekälla och en arbetskammare hos de kraftpåverkande organen för att aktivera dessa att öppna avgasventilen och som vid vipparrnens vipprörelse i motsatt riktning stänger nämnda förbindelse och öppnar en förbindelse för dränering av arbetskammaren och stängning av avgasventilen.

Vid en föredragen utföringsform av ventilmekanismen enligt uppfinningen är de kraftpåverkade organen bildade av en hydraulisk kolv-cylinderanordning, som har en kolvstång, vilken sträcker sig genom en borming i vipparmen, vilken borming 10 15 20 25 30 512 116 mynnar i en tryckyta, som ligger mitt emot en ändyta på en med avgasventilen för- bunden ventilspindel, och att kolv-cylinderanordningens cylinder är fixerad mot en stationär del av motorn ovanför vipparmen.

Den principiella skillnaden mellan de i inledningen beskrivna kända ventilmekanis- mema och utförandet enligt uppfinningen är att cylindern till den kolv, som öppnar avgasventilen vid en annan arbetstakt än utblåstakten, är belägen i en stationär del av motorn och inte i vipparmsänden, men att kolvens kolvstång i bromsdrift liksom tidigare trycker mot avgasventilens spindelände. Förutom den fördelen hos ventil- mekanismen enligt uppfinningen att inga extra krafter fortplantas till rnekanismens olika komponenter i bromsdrift, uppnås en ytterligare väsentlig fördel, nämligen att avgasventilens lyftkurva i motordrift inte behöver påverkas när en konventionell ventilmekanism i en motor byts mot en avgasventilmekanism enligt föreliggande uppfinning. Lyftkurvorna i motordrift och bromsdrift kan sålunda vara identiska.

Uppñnningen beskrivs närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. 1 visar en schematisk sídovy av en utföringsform av en avgasventilmekanism enligt uppfinningen, fig. 2 visar avgasventilens lyftkurva i motordrift och ñg. 3 visar avgasventilens lyftkurva i bromsdrift.

I ñg. 1 betecknar 1 en avgasventil i en inte närmare visad cylinder i en förbrän- ningsmotor. Ventilen 1 har en i en ventilstyming 2 förskjutban lagrad spindel 3 och är belastad mot stängt läge av en ventilfiäder 4. Spindelns 3 yttre ände uppvisar en tallrik 5 med en uppåtvänd yta 6 belägen mitt emot en tryckyta 7 på en vipparrn 8, vilken är vippbart lagrad på en vipparmsaxel 9. Vid en ände av vipparmen 8 är en speljusterskruv 10 med en kula 11 upptagen i en gängad borrning. Motom, för vilken den visade ventilmekanismen är avsedd, är en stötstångsmotor och vipparmen 8 bibringas vipprörelse av ett kamelement 12 på en i motorblocket lagrad kamaxel 13 via en ventillyftare 14 med en kamföljarrulle 15 och en stötstång 16. 10 15 20 25 30 512 116 I en stationär del av motorn, t ex i en brygga 20 på ovansidan av motorns topplock, är en cylinder 21 med en kolv 22 samt en ventil 23 fast monterade. Ventilen 23 har _ två på en spindel 24 fixerade ventilkäglor 25, 26, vilka kan bringas till tätande anliggning mot säten 27 resp 28 kring ett inlopp 29 från en tryckoljekälla resp ett utlopp 30 till motoms oljesystem på sugsidan. Ventilens 23 kammare 31 står i för- bindelse med cylinderns 21 cylinderrum 32 via en kanal 32a. Ventilspindeln 24 sträcker sig in i en cylinder 33, som är fast förbunden med vipparmen 8, och är vid sin ytterände fast förbunden med ett kolvelement 34, vilket är upptaget med visst litet spel i cylinderns 33 cylinderrum 35, som via en kanal 36 i spindeln 24 står i förbindelse med ventilinloppet 29. Cylinderrummet 35 har aningen större tvärsnitts- area än inloppet 29 och utloppet 30.

Kolven 22 är förbunden med en kolvstång 37, som sträcker sig in i en borrning 38 i vipparmen, vilken mynnar centralt i vipparmens 8 tryckyta 7. Kolven 22 är belastad av en fjäder 39 till det i fig. 1 visade läget, i vilket dess yttre ändyta 40 ligger innanför tryckytan 7, när kamföljaren 15 ligger på kamelementets 12 cirkulära kam- kurveparti mellan den ordinarie lyftnocken 12a och en s k uppladdningsnock 12b, efter vilken följer en s k dekompressionsnock 12c. Mellan spindeltallrikens 5 uppåt- vända yta 6 och vipparmens tryckyta 7 råder i detta läge ett ventilspel "s", som mot- svarar höjden på nockama 12b och 12c.

Som alternativ till en kolvstång 37, som sträcker sig genom en borrning 38 i vipp- armen 8 kan en kolvstång (inte visad) med två skänklar utnyttjas, mellan vilka vipp- armen 8 sträcker sig, varvid borrningen 38 utgår.

Vid normal motordrift råder inget övertryck i oljan i tillförselledningen till inloppet 29 och avgasventilens 1 öppnings- och stängningsrörelse följer den i fig. 2 med "agv" betecknade lyftkurvan orsakad av den ordinarie lyftnocken 12a, under det att vipparmens 8 vipprörelse följer kurvan "va", orsakad av de extra nockama 12b och 12c, vars maximala lyft sålunda motsvarar ventilspelet "s". I motordrift är cylinder- 10 15 20 25 512 116 rummet 35 tömt på olja, så att vipprörelsen sker utan att påverkas nämnvärt av ventilen 23.

Vid övergång till bromsdrift sker en omkoppling medelst inte visade organ, varvid ett mycket högt oljetryck, t ex i storleksordningen 100 bar, byggs upp i ledningen till ventilens 23 inlopp 29 och i cylinderrummet 35 på ömse sidor om kolvelementet 34.

På grund av att cylinderrummet 35 har något större tvärsnittsarea än inloppet 29 hålls ventilkägloma kvar i det visade läget tills - utgående från kamelementets 12 läge i fig. 1 - uppladdningsnocken 12b passerar kamföljaren 15. Ätföljande vipp- rörelse hos vipparmen medför genom trögheten hos oljan i den oljefyllda kammaren 35 att ventilspindeln 24 först dras med av vipparmens 8 nedåtgående rörelse, så att den övre ventilkäglan 25 öppnar inloppet 29, medan den nedre käglan stänger ut- loppet 30, varvid cylinderrummet 32 sätts under tryck. Kolven 22 trycks nedåt och dess kolvstångsände träffar spindeltallriken 5 så att gasventilen hastigt öppnas. Under vipparmens 8 uppåtgående vipprörelse förflyttas ventilspindeln i omvänd riktning, så att inloppet 29 stängs och utloppet 30 öppnas, vilket leder till dränering av cylinder- rummet 32 och återställning av kolven 22 till det visade läget, varvid avgasventilen 1 stängs. I fig. 3 visas avgasventilens lyftkruva "agv" och vipparmens 8 vipprörelse- kurva "va" under bromsdrift. Den av cylindem 33 och kolven 34 bildade dämpan- ordningen medger att vipparmen 8 under det ordinarie ventillyftet kan fortsätta sin vipprörelse nedåt utan hinder av ventilspindeln 24 genom att olja kan strömma från cylinderrummet 35 ovanför kolven 34 till rummet under kolven, när ventilen bottnat.

Vid vändpunkten, dvs efter toppen på lyftkurvan medför trögheten i dämpanord- ningen att ventilen 23 omedelbart omkastas, så att cylindem 21 dräneras och kolv- stången 37 dras in till det i fig. 1 visade läget. Följden av detta blir att avgasven- tilens lyftkurva "agv" under den ordinarie utblåstakten vid bromsdrift är exakt den- samma som vid motordrift.

Claims (7)

10 25 512116 6 P ans 9504210-7 Patentkrav 1997-01-24

1. Avgasventilmekanism i en förbränningsmotor, innefattande minst en avgasventil i varje cylinder, en på en vipparmsaxel lagrad vipparm för varje cylinder för manöv- rering av avgasventilen, en kamaxel med ett kamelement för varje vipparm, vilket kamelement samverkar med organ, som vid kamaxelns rotation bibringar vipparmen vipprörelse, samt en hydraulkrets med i förhållande till kamaxelns rotationsrörelse styrda ventilorgan och kraftpåverkande organ, som är påverkbara att öppna avgas- ventilen vid en annan arbetstakt hos motorn än utblåstakten, varvid de kraftpåverkade organen (21,22) är så anordnade, att reaktionskraften till de kraftpâverkade organens kraft i avgasventilens (1) öppningsriktning tas upp av element (20) utanför ventil- mekanismen, kännetecknad av att ventilorganen (23) i hydraulkretsen har av vipp- armen (8) till den avgasventil som skall öppnas styrda manöverorgan (24,33,34), som vid vipparmens (8) vipprörelse i avgasventilens öppningsriktning öppnar en för- bindelse (29) mellan en tryckmediekälla och en arbetskammare (32) hos de kraftpå- verkande organen (21,22) för att aktivera dessa att öppna avgasventilen och som vid vipparmens vipprörelse i motsatt riktning stänger nämnda förbindelse och öppnar en förbindelse (30) för dränering av arbetskammaren och stängning av avgasventilen.

2. Ventilmekanism enligt krav 1, kännetecknad av att de kraftpåverkade organen är bildade av en hydraulisk kolv-cylinderanordning (21,22), som har en kolvstång (37), vilken sträcker sig genom en borrning (38) i vipparmen (8), vilken borrning mynnar i en tryckyta (7), som ligger mitt emot en ändyta (6) på en med avgasventilen för- bunden ventilspindel (3), och att kolv-cylinderanordningens cylinder (21) är fixerad mot en stationär del (20) av motorn ovanför vipparmen (8).

3. Ventilmekanism enligt krav 1, kännetecknad av att de kraftpåverkade organen är bildade av en hydraulisk kolv-cylinderanordning (2122), som har en kolvstång med två skänklar, mellan vilka vipparmen sträcker sig, att vipparmen (8) mellan skänk- lama uppvisar en tryckyta, som ligger mitt emot en ändyta (6) på en med avgas- Un 10 20 ventilen förbunden ventilspindel (3), och att kolv-cylinderanordningens cylinder (21) är fixerad mot en stationär del (20) av motorn ovanför vipparmen (8).

4. Ventilmekanism enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att kolv-cylinderanord- ningen (21,22) är enkelverkande och att dess kolv (22) är belastad av en fiäder (39) mot ett läge, i vilket en yttre ände (40) av kolvstången (37) ligger innanför vípp- i armens tryck§ta (7).

5. Ventilmekanism enligt något av kraven 1-4, kännetecknar! av att kamelementet (12) förutom en lyftnock (12a), som öppnar avgasventilen (1) under motorns ordinarie utblâstakt, har minst en ytterligare lyftnock (12b,l2c), vars lyfthöjd mot- svarar motorns ventilspel (s).

6. Ventilmekanism enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att ventilorganens (23) med vipparmen (7) samverkande manöverorgan innefattar en hydraulisk dämp- anordning (3354).

7. Ventilmekanism enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att de med kam- elementet (12) samverkande organen innefattar en kamföljare (15), en ventillyftare (14) och en mellan ventillyftaren och vipparmen anordnad stötstång (16).