УСТРОЙСТВО СО СКОЛЬЗЯЩИМИ КУЛАЧКАМИ ДЛЯ ПОПЕРЕМЕННОГО ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ КЛАПАНОВ ДЛЯ ГАЗООБМЕНА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Устройство относится к устройству со скользящими кулачками для попеременного приведения в действие клапанов для газообмена в двигателе внутреннего сгорания, содержащему распределительный вал, который содержит области зацепления с внешним зубчатым венцов, при этом области зацепления входят в зацепление соответственно с внутренним зубчатым венцом держателя кулачков.
Устройства со скользящими кулачками указанного типа хорошо известны из уровня техники. Например, в DE 102008035935 A1 раскрыто устройство со скользящими кулачками, которое содержит распределительный вал с областями зацепления, причем на этом распределительном валу выполнены соответственно держатели кулачков с двумя кулачками, которые входят в зацепление с соответствующим клапаном для газообмена. Для осуществления перемещения соответствующих держателей кулачков предусмотрены исполнительные устройства, которые посредством поводков и пазов, выполненных на держателях кулачков, делают возможным смещение держателей кулачков в осевом направлении. В автомобильной отрасли оптимизация в отношении пространства для установки и массы всегда является вопросом большой важности, в частности в отношении оснований для повышения коэффициента полезного действия двигателя. В отношении этих оснований попытки, осуществляемые для оптимизации систем распределительного вала, направлены, в частности, на оптимизацию и усовершенствование материалов. Тем не менее, не было обнаружено, что существующие устройства со скользящими кулачками в значительной степени нуждаются в усовершенствовании, в частности, в отношении отрицательных эффектов момента инерции опор кулачков.
Следовательно, задачей полезной модели является предоставление устройства со скользящими кулачками, которое обладает улучшенными динамическими характеристиками, выгодного с точки зрения стоимости и монтажа.
Указанная цель достигается за счет того, что отношение радиуса R2 основной окружности держателя кулачков к радиусу R1 окружности вершин зубчатого венца распределительного вала удовлетворяет следующему критерию: R2/R1 < 1,55. За счет этого инерционная характеристика устройства со скользящими кулачками может быть значительно улучшена. Кроме того, исполнительным устройствам необходимо меньше мощности для смещения соответствующего держателя кулачков, что также предоставляет возможность для уменьшения конструктивного пространства и снижения стоимости в отношении исполнительных устройств. Кроме того, распределительный вал, который должен по возможности изготавливаться относительно большого диаметра, так как должны соблюдаться предварительно определенные расстояния к клапанам для газообмена в головке цилиндра, не оказывает отрицательного влияния на общие рабочие характеристики устройства со скользящими кулачками в соответствии с полезной моделью. Особенно предпочтительным оказалось отношение R2 к R1, находящееся в диапазоне от 1,2 до 1,55.
Полезная модель будет объяснена более подробно ниже на основании чертежей, где:
на Фиг.1 показан вид сверху устройства со скользящими кулачками для части V-образного шестицилиндрового двигателя,
на Фиг.2 показан вид в разрезе устройства со скользящими кулачками в области держателя кулачков в соответствии с уровнем техники, и
на Фиг.3 показан вид в разрезе устройства со скользящими кулачками в соответствии с полезной моделью в области держателя кулачков.
На Фиг.1 показан вид сверху устройства 2 со скользящими кулачками для одного ряда V-образного шестицилиндрового двигателя, три цилиндра 4 которого представлены здесь. Области 10 зацепления, которые имеют наружный зубчатый венец 12 (в данном случае см. Фиг.2 и 3) и которые зацепляются соответственно с внутренним зубчатым венцом 14 держателя 16 кулачков, выполнены между опорами 8 на распределительном валу 6. В настоящем примерном варианте осуществления держатель кулачков выполнен для двух клапанов для впуска газа (подробно не представлены) и при этом содержит пазы 18, которые взаимодействуют с поводками 20 исполнительного устройства 22, так что соответствующие держатели 16 кулачков способны к перемещению в осевом направлении на распределительном валу 6. Каждый держатель 16 кулачков также содержит кулачковую пару 24, 26 с кулачками 28, 30, которые могут быть соответственно введены в зацепление с соответствующим им клапаном для газообмена и, следовательно, вызывать различные характеристики подъема клапана для газообмена. Для полноты описания следует также подчеркнуть, что элемент, обозначенный ссылочными позициями 32, является зубчатым колесом для приведения в действие распределительного вала 6.
На Фиг.2 показан вид в разрезе устройства 2 со скользящими кулачками в соответствии с уровнем техники. Здесь может быть отчетливо виден распределительный вал 6, на котором расположен держатель 16 кулачков с кулачком 30. Распределительный вал содержит внешний зубчатый венец 12, который входит в зацепление с внутренним зубчатым венцом 14 держателя 16 кулачков. Ссылочной позицией 34 обозначена окружность вершин зубчатого венца. В случае устройства со скользящими кулачками в соответствии с уровнем техники отношение R2 (радиус основной окружности) к R1 (радиус окружности вершин зубчатого вала) составляет обычно в любом случае > 1,5 и, в частности, от 1,6 до 1,8. Необходимо понимать, что R1 обозначает радиус от центральной точки распределительного вала 6 к окружности вершин внешнего зубчатого венца 12, а R2 обозначает радиус от центральной точки распределительного вала 6 к основной окружности держателя 16 кулачков.
На Фиг.3 показано отношение R2 к R1 в случае устройства 2 со скользящими кулачками в соответствии с полезной моделью. Здесь отношение в случае соответствующего радиуса R2 основной окружности составляет < 1,55, а в примерном варианте осуществления 1,33. Несмотря на то, что распределительный вал обладает относительно большим весом, что обусловлено увеличенным диаметром, устройство 2 со скользящими кулачками в целом обладает значительно улучшенными динамическими характеристиками, при этом удалось добиться существенного снижения веса благодаря модифицированным держателям 16 кулачков. Следует понимать, что там, где это позволяет обусловленная конструктивным пространством и особенностями двигателя ситуация, очевидно, что распределительный вал 6 может также быть выполненным меньшего диаметра, при этом возможна даже большая оптимизация в отношении массы при сохранении неизменным отношения R2 к R1.