Способ выведения воздушных включений из гидравлического контура деактивации клапана двигателя - RU2717202C2
Код документа: RU2717202C2
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится в целом к механизмам привода клапанов двигателя.
Уровень техники/Раскрытие изобретения
В двигателях с отключаемыми цилиндрами может использоваться узел деактивации клапана, содержащий роликовый толкатель, который может переключаться из активированного режима в деактивированный режим. Один из способов активирования и деактивирования клапанного коромысла подразумевает наличие приводимого в действие давлением масла стопорного штифта во внутреннем коромысле роликового толкателя. В первом режиме штифт входит в зацепление с внутренним и внешним коромыслами (застопоренное состояние) для приведения в движение внешнего коромысла, чтобы тем самым привести в движение тарельчатый клапан, управляющий впуском в камеру сгорания топливовоздушной смеси, или выпуском из нее отработавших газов. Во втором режиме внутреннее коромысло расцепляется с внешним коромыслом (расстопоренное состояние), и движение внутреннего коромысла не передается тарельчатому клапану.
Переключения между режимами, как из застопоренного состояния в расстопоренное, так и наоборот, могут быть конструктивно выполнены так, чтобы они происходили только, когда кулачок находится в секторе основной окружности. Например, переключения между режимами могут управляемо происходить только тогда, когда роликовый толкатель входит в зацепление с основной окружностью кулачка. Этим гарантируется, что переключение между режимами будет происходить, когда узел деактивации клапана, в частности стопорный механизм, находится без нагрузки.
Из-за высокой скорости вращения кулачка может быть затруднительным уменьшить время, необходимое для переключения из застопоренного состояния в расстопоренное состояние для того, чтобы выполнить переключение за один период нахождения кулачка в секторе основной окружности. Авторы изобретения выявили, что одной из проблем, которая может возникнуть в роликовом толкателе с приводимым в действие давлением масла стопорным штифтом во время переключения между режимами, является присутствие воздуха внутри контура стопорного штифта, так как воздух является сжимаемым и увеличивает время, требуемое для переключения из застопоренного состояния в расстопоренное и обратно.
Гидравлический контур стопорного штифта переключающего роликового толкателя во время работы в застопоренном состоянии для способствования переключения в расстопоренное состояние может быть гидравлически нагружен. Например, такое нагружение достигается с помощью использования двухрежимного гидрокомпенсатора зазора (ГКЗ), выполненного с возможностью подачи рабочей жидкости в гидравлический контур стопорного штифта под одним из двух различных давлениий: первым, пониженным давлением или вторым, повышенным давлением. Первое и второе давления подаются в гидрокомпенсатор зазора через соответствующие первый и второй порты, а гидрокомпенсатор направляет рабочую жидкость в гидравлический контур стопорного штифта через один порт. Один из примеров такого гидрокомпенсатора зазора продемонстрирован в патенте U.S. 2014/0283776 (Smith et al.). Гидрокомпенсатор зазора может быть включен в состав гидравлического контура деактивации клапана, подающего пониженное гидравлическое давление на первый порт ГКЗ по первой гидравлической галерее всегда, когда двигатель работает, и избирательно подает повышенное гидравлическое давление на второй порт ГКЗ по второй гидравлической галерее, когда требуется расстопоренное состояние. Под повышенным гидравлическим давлением понимают гидравлическое давление, превышающее пороговое давление переключения состояния стопорного механизма в гидравлической камере стопорного штифта. Пониженное гидравлическое давление может быть подано через специальный маслопровод ГКЗ, а повышенное гидравлическое давление может быть избирательно подано за счет подключения специального управляющего масляного клапана двигателя с отключаемыми цилиндрами (УМК ДОЦ). Нагружение переключающей галереи может быть достигнуто за счет перенаправления по меньшей мере части гидравлического давления ГКЗ через гидравлический дроссель, связывающий первую и вторую гидравлические галереи. Таким образом, при обесточенном УМК ДОЦ во второй гидравлической галерее будет присутствовать некоторое гидравлическое давление, которое меньше порогового давления переключения, позволяющее сократить время переключения в расстопоренное состояние при подключении УМК ДОЦ.
Тем не менее авторами настоящего изобретения были выявлены потенциальные недостатки таких систем, в частности, касающиеся проблем воздушных включений в масле. Например, когда двигатель не работает, в гидравлическую галерею повышенного давления может попадать воздух, образующий в ней воздушные карманы. При подключении УМК ДОЦ для деактивации клапана, этот воздух может быть направлен к ГКЗ и/или гидравлическому контуру стопорного штифта вместе с рабочей жидкостью под высоким давлением. Эти воздушные включения могут препятствовать сжатию масла в гидравлическом контуре стопорного штифта, непредсказуемо увеличивая длительность переключения между режимами. Эта увеличенная и/или непредсказуемая длительность переключения между режимами является нежелательной.
Вышеуказанные недостатки могут быть устранены, например, с помощью способа управления механизмом деактивации клапана двигателя, содержащего подачу первого давления масла на переключатель коромысла и переключатель клапана сброса давления по нагружающей галерее и масляной галерее гидрокомпенсатора зазора; избирательную подачу второго давления масла на переключатель коромысла по масляной галерее гидрокомпенсатора зазора, причем второе давление масла больше первого. Таким образом, если нагружающая галерея соединена с масляной галереей гидрокомпенсатора зазора, то воздушные включения внутри масляной галереи гидрокомпенсатора зазора могут быть выведены из гидравлического контура деактивации клапана через нагружающую галерею и клапан сброса давления, что позволяет уменьшить длительность переключения между режимами и повышает предсказуемость длительности переключения между режимами.
В качестве примера параллельно переключающей галерее может располагаться специальная нагружающая галерея, соединенная с галереей высокого давления ГКЗ с помощью перпендикулярного отверстия, просверленного по направлению к нижней части головки блока цилиндров. За счет расположения просверленного отверстия непосредственно выше по потоку от соединения галереи высокого давления ГКЗ и гидрокомпенсаторов зазора воздух из галереи высокого давления может быть выведен до достижения им гидрокомпенсаторов зазора, за счет чего уменьшается время срабатывания деактивации клапана. Специальная нагружающая галерея может получать малое гидравлическое давление от специального гидравлического дросселя, встроенного в дальний конец корпуса управляющего масляного клапана системы изменения фаз кулачкового распределения (УМК ИФКР). За счет встраивания дросселя в кольцевой зазор между наружным диаметром корпуса клапана и внутренним диаметром посадочного отверстия под корпус клапана, при условии малых допусков механической обработки корпуса клапана и посадочного отверстия, в нагружающую галерею может быть подано регулируемое давление. Таким образом, воздух из галереи высокого давления ГКЗ может быть гарантированно выведен.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в упрощенной форме с некоторыми понятиями, подробно раскрытыми ниже. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявляемого предмета изобретения, границы которых определены единственным образом в формуле изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявляемый предмет изобретения не ограничен реализациями, устраняющими какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего документа.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен гидрокомпенсатор зазора, гидравлически связанный с гидравлической камерой стопорного штифта переключающего роликового толкателя.
На фиг. 2А представлена блок-схема гидравлического контура активации и деактивации переключающего роликового толкателя, когда данный контур работает в первом режиме.
На фиг. 2В представлена блок-схема гидравлического контура активации и деактивации переключающего роликового толкателя, когда данный контур работает во втором режиме.
На фиг. 3А показан гидравлический дроссель, встроенный в зазор между корпусом клапана УМК ИФКР и посадочным отверстием клапана УМК ИФКР.
На фиг. 3В показан подробный вид гидравлического дросселя, изображенного на фиг. 3А.
На фиг. 4 гидравлический дроссель, показанный на фиг. 3А и 3В, изображен в гидравлическом контуре деактивации клапана, размещенного в блоке цилиндров двигателя.
На фиг. 5 показан вид управляющего масляного клапана ИФКР и его гидравлическое сообщение с другими галереями внутри гидравлического контура деактивации клапана, размещенного в блоке цилиндров двигателя.
На фиг. 6 показано расположение нагружающей галереи внутри головки блока цилиндров относительно гидрокомпенсаторов зазора и первой и второй галерей ГКЗ.
На фиг. 7 показан пример способа активации и деактивации переключающего роликового толкателя, встроенного в гидравлический контур, согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Последующее описание относится к системам и способам нагружения переключающей галереи гидравлического контура деактивации клапана. На фиг. 1 показана часть гидравлического контура деактивации клапана с детальным изображением гидравлических каналов механизма привода клапана. На фиг. 2А представлена схема настоящего решения проблемы воздушных включений в гидравлическом контуре деактивации клапана, работающем с обесточенным управляющим масляным клапаном ДОЦ. В частности, нагружающая галерея показана в гидравлическом сообщении с переключающей галереей гидравлического контура, тогда нагружающая галерея подает поток рабочей жидкости в переключающую галерею, выполненную с возможностью направления воздушных включений к клапану сброса давления, находящемуся внутри управляющего масляного клапана ДОЦ. На фиг. 2В гидравлический контур, показанный на фиг. 2А, представлен с подключенным управляющим масляным клапаном ДОЦ. При подключенном управляющем масляном клапане ДОЦ поток рабочей жидкости под высоким давлением идет от управляющего масляного клапана ДОЦ к механизмам привода клапана для деактивации механизма привода клапана. На фиг. 3 показан гидравлический дроссель, встроенный между корпусом управляющего масляного клапана ИФКР и посадочным отверстием данного клапана, причем на фиг. 3А изображены конструктивные особенности клапана, а на фиг. 3В изображены конструктивные особенности гидравлического дросселя. На фиг. 4 показано расположение управляющего масляного клапана ИФКР в гидравлическом контуре деактивации клапана. На фиг. 5 и фиг. 6 показаны примеры осуществления показанного на фиг. 2А и фиг. 2В гидравлического контура внутри головки блока цилиндров двигателя, обеспечивающие детальное рассмотрение гидравлического сообщения компонентов и способов построения гидравлического контура внутри существующей аппаратной части, состоящей из головки блока цилиндров, постели распределительного вала и крышки головки блока цилиндров. На фиг. 7 представлен пример способа активации и деактивации переключающего роликового толкателя, встроенного в гидравлический контур согласно настоящему изобретению.
На сопроводительных чертежах, в частности, на фиг. 1 для двигателя внутреннего сгорания 12 изображен один вариант осуществления механизма 10 привода клапана: в виде пальцевого толкателя. Двигатель 12 может содержать головку блока цилиндров 13. На фиг. 1 изображен вид спереди; когда двигатель 12 установлен в моторном отсеке транспортного средства, фиг. 1 представляет собой вид, наблюдаемый спереди транспортного средства. Направление оси, проходящей спереди назад и параллельной осям распределительных валов 34а, b, может в данном документе называться продольным направлением. При этом поверхность 92 является верхней поверхностью головки блока цилиндров, поверхность 94 (представлена не полностью) является нижней поверхностью головки блока цилиндров, поверхность 96 является левой боковой поверхностью головки блока цилиндров, а поверхность 98 является правой боковой поверхностью головки блока цилиндров. В настоящем описании поперечное направление при рассмотрении двигателя 12 относится к оси, лежащей в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью чертежа, а продольное направление относится к горизонтальной оси, перпендикулярной поперечному направлению (то есть перпендикулярной плоскости чертежа). Другими словами, продольное направление относится к горизонтальной оси, вдоль которой может располагаться распределительный вал в постели (не показана), а поперечное направление относится к горизонтальной оси, перпендикулярной продольному направлению.
Как показано для иллюстрируемого примера, двигатель 12 может быть двигателем с верхним расположением распределительного вала, а головка 13 блока цилиндров может содержать впускное или выпускное окно 16. Следует понимать, что в других примерах настоящее изобретение может быть осуществлено в двигателях с конфигурациями распределительных валов, отличных от конфигурации с верхним расположением распределительного вала. Следует также понимать, что, как показано на иллюстрации, двигатель 12 может содержать механизм 10 привода клапана для каждого впускного и выпускного окна цилиндра. Механизмы привода клапанов для каждого впускного окна блока цилиндров могут приводиться в действие множеством кулачков первого общего распределительного вала 34а, а механизмы привода клапанов для каждого выпускного окна блока цилиндров могут приводиться в действие множеством кулачков второго общего распределительного вала 34b. Однако, с целью упрощения изложения, отличительные признаки настоящего изобретения будут раскрыты только для одного из этих окон. Двигатель 12 также включает в себя клапан 18, который может содержать головку 19 и отходящий от нее стержень 20. Двигатель 12 включает в себя пружину 22, расположенную вокруг стержня 20 и выполненную с возможностью смещения головки 19 клапана 18 в закрытое положение. Механизм 10 привода клапана может также содержать пальцевый толкатель (или внешнее коромысло) 24, имеющий подпятник 26, взаимодействующий со стержнем 20 клапана 18. Механизм 10 привода клапана может также содержать роликовый кулачковый толкатель 28 с наружной поверхностью 30, контактирующей с соответствующим кулачком 32 распределительного вала 34.
Двухрежимный гидрокомпенсатор 36 зазора расположен в головке 13 блока цилиндров и имеет закругленный конец 38. Механизм 10 привода клапана может содержать куполообразное гнездо 40, входящее в зацепление с закругленным концом 38 гидрокомпенсатора 36 зазора. Куполообразное гнездо 40 может содержать купол с куполообразной наружной поверхностью и представляет собой в целом сферическое углубление или гнездо для вхождения в зацепление с закругленным концом двухрежимного гидрокомпенсатора 36 зазора. Куполообразное гнездо 40 может также содержать маслопровод, масло из которого омывает закругленный конец гидрокомпенсатора 36 зазора и куполообразную наружную поверхность куполообразного гнезда. Таким образом, куполообразное гнездо 40 может получать рабочую жидкость через двухрежимный гидрокомпенсатор 36 зазора и через маслопровод куполообразного гнезда.
Также можно видеть, что закругленный конец 38 пересекается практически напрямую с гидравлической камерой 56 стопорного штифта, расположенной перед соединяющим элементом 5. Таким образом, рабочая жидкость (например, масло) может быть направлена из головки 38 двухрежимного гидрокомпенсатора зазора напрямую в гидравлическую камеру 56 стопорного штифта. Соединяющий элемент 5 может быть выполнен в виде стопорного штифта, который связывает движение внутреннего коромысла с внешним коромыслом, что подробнее раскрывается ниже. Внешнее и внутренне коромысла могут находиться либо в застопоренном, либо в расстопоренном состоянии, что задается давлением рабочей жидкости, подаваемой ГКЗ 36 в гидравлическую камеру 56 стопорного штифта.
На фиг. 1 показан механизм 10 привода клапана, положение которого может быть изменено в зависимости от смещения кулачка. В иллюстрируемом примере в качестве механизма 10 привода клапана изображен переключающий роликовый толкатель, который здесь и далее может пониматься под механизмом 10 привода клапана; тем не менее, следует понимать, что в других примерах в рамках данного изобретения может быть осуществлен любой другой механизм привода клапанов, получающий рабочую жидкость под давлением от двухрежимного ГКЗ. Переключающий роликовый толкатель (ПРТ) может содержать внешнее коромысло, подсоединенное на конце 9 через поперечный стержень (не показан). Внутреннее коромысло (не показано) может располагаться между плечами внешнего коромысла и может быть шарнирно сочленено с внешним коромыслом в области дальнего конца 7. Шарнирное сочленение может быть реализовано таким образом, что внутреннее коромысло монтируется на оси 33, внешние продольные концы которой посажены в отверстия плеч внешнего коромысла. Внешнее коромысло 24 может содержать пружину мертвого хода (не показана), выполненную, например, в виде торсионной пружины, окружающей ось 33 во внутреннем коромысле. В расстопоренном состоянии, когда внешнее коромысло отсоединено от внутреннего, эта пружина передает подстраивающее движение внешнему коромыслу.
Двухрежимный гидрокомпенсатор 36 зазора может получать некоторое количество рабочей жидкости под первым давлением из галереи 82 ГКЗ на апертуре 52 компенсации зазора. В настоящем документе апертура 52 компенсации зазора также может называться портом компенсации зазора. Апертура 52 компенсации зазора может подавать рабочую жидкость под первым давлением из галереи 82 ГКЗ в первую камеру 53, таким образом давая возможность ГКЗ 36 компенсировать зазор. Галерея 82 ГКЗ может подавать рабочую жидкость под первым давлением непрерывно на всем протяжении работы двигателя.
В застопоренном состоянии пружина внутри гидравлической камеры 56 стопорного штифта смещает соединяющий элемент 5 в положение под плоскостью захвата поперечного стержня внешнего коромысла ПРТ. Таким образом, любое движение внутреннего коромысла будет передано внешнему коромыслу посредством соединяющего элемента 5. Когда механизм 10 привода клапана находится в застопоренном состоянии, переключающая галерея 84 может подавать пониженное давление рабочей жидкости на двухрежимный ГКЗ 36 через переключающую апертуру 54. Переключающая апертура 54 и любые аналогичные порты двухрежимного ГКЗ здесь и далее могут называться также переключающим портом. Пониженное давление рабочей жидкости, подаваемое переключающей галереей 84, направляется ко второй камере 55, гидравлически связанной с гидравлической камерой 56 стопорного штифта переключающего роликового толкателя 10. Пониженное давление рабочей жидкости может обеспечивать некоторое нагружение соединяющего элемента 5 в гидравлическом контуре стопорного штифта, тем самым сокращая время переключения ПРТ между застопоренным и расстопоренным режимами. Следует понимать, что первая камера 53 и вторая камера 55 могут быть гидравлически изолированными, как показано на фиг. 1. В других примерах между первой камерой 53 и второй камерой 55 может присутствовать некоторая степень гидравлической связи.
Для расстопорения коромысел во время нахождения приводного кулачка в секторе основной окружности в гидравлическую камеру 56 стопорного штифта подают рабочую жидкость повышенного давления из головки ГКЗ 36. В частности, как будет ниже рассмотрено при рассмотрении фиг. 2А и 2В, УМК ДОЦ может быть переведен из обесточенного состояния во включенное для того, чтобы подать высокое давление рабочей жидкости на переключающую галерею 84 высокого давления, соединяющую УМК ДОЦ со второй апертурой 54 ГКЗ 36. Аналогичным образом УМК ДОЦ может быть переведен из включенного состояния в обесточенное для прекращения подачи высокого давления рабочей жидкости в переключающую галерею. Высокое давление рабочей жидкости подается в гидравлическую камеру 56 стопорного штифта и может преодолеть смещение пружины соединяющего элемента 5, позволяя последнему выйти из зацепления с поперечным стержнем (из-под плоскости захвата поперечного стержня) внешнего коромысла 24. В результате, движение внутреннего коромысла, создаваемое приводным кулачком 32, не передается внешнему коромыслу 24, поэтому клапан 18 не приводится в действие (то есть, деактивируется).
Раскрытый выше гидравлический контур деактивации клапана может действовать непредсказуемо в условиях, когда воздух попадает в один или несколько из следующих компонентов: переключающая галерея, ГКЗ 36 и ПРТ 10. Например, присутствие воздуха внутри гидравлической камеры 56 стопорного штифта при выполнении деактивации клапана может задержать сжатие масла, что удлинит время между подключением УМК ДОЦ и расстопорением внутреннего и внешнего коромысел ПРТ. Таким образом, присутствие воздуха внутри гидравлического контура деактивации клапана нежелательно, так как оно увеличивает длительность переключения между застопоренным и расстопоренным состояниями механизма привода клапана. Одной из задач настоящего изобретения является предложение такого гидравлического контура деактивации клапана, который бы способствовал выведению воздуха из галерей ГКЗ, тем самым сокращая длительность переключения между режимами механизма деактивации клапана. Такая система схематически изображена в виде гидравлического контура 200 на фиг. 2, а фиг. 3-4 раскрывают пример осуществления такого контура. В гидравлическом контуре кольцевой зазор между управляющим масляным клапаном ИФКР и посадочным отверстием указанного клапана используется в качестве гидравлического дросселя, и данный контур подает рабочую жидкость с пониженным давлением в нагружающую галерею, расположенную вдоль галереи высокого давления ГКЗ, раскрытой выше. Когда УМК ДОЦ обесточен, воздушные включения могут быть выведены из переключающей галереи в процессе того, как масло, выталкивая воздух, вытекает из кольцевого зазора гидравлического дросселя через нагружающую галерею, через перпендикулярно просверленное отверстие в переключающую галерею и к клапану сброса давления, находящемуся внутри УМК ДОЦ. В некоторых примерах воздух могут заставлять двигаться к клапану сброса давления за счет расположения нагружающей галереи строго под клапаном сброса давления, используя тем самым разность плотностей рабочей жидкости и воздуха. Таким образом, нагружающая галерея и переключающая галерея могут поддерживаться под давлением, задаваемым пороговым давлением клапана сброса давления, находящегося внутри УМК ДОЦ. Например, такое пороговое давление может быть в пределе от 0,1 до 0,5 бар.
На фиг. 2А и 2В изображен содержащий УМК 210 ДОЦ гидравлический контур 200 в двух различных режимах. На фиг. 2А гидравлический контур 200 показан с УМК 210 ДОЦ в обесточенном состоянии, а на фиг. 2В гидравлический контур 200 показан с УМК 210 ДОЦ во включенном состоянии. Гидравлический контур 200 подает давление на множество компонентов привода клапана, включая первый набор переключающих роликовых толкателей 232 (ПРТ) и второй набор (непереключающих) роликовых толкателей 262 (РТ), приводящих в движение впускные или выпускные клапаны множества цилиндров (не показаны). В рассматриваемом примере два ПРТ 232 могут избирательно приводить в движение два впускных или выпускных клапана первого цилиндра, а две пары РТ 262 могут приводить в движение две пары впускных или выпускных клапанов на втором и третьем цилиндрах. Таким образом, как проиллюстрировано, рассматриваемый гидравлический контур может предназначаться для двигателя со схемой расположения цилиндров I-3, или для одного блока (ряда) цилиндров двигателя со схемой расположения цилиндров V-6. Тем не менее, следует понимать, что отличительные признаки настоящего изобретения также могут быть включены в двигатели с другими конфигурациями клапанов и цилиндров, например, в двигатели с цилиндрами, имеющими только по одному впускному и выпускному клапану, в двигатели со схемой расположения цилиндров V-4, V-8, I-5, I-4 и т.п.
На фиг. 2А и 2В показаны идентичные компоненты, тем не менее, по меньшей мере часть гидравлических соединений между указанными компонентами могут различаться на разных чертежах в зависимости от того, подключен или обесточен УМК 210 ДОЦ. Кроме того, направление потока масла через несколько ключевых компонентов, в том числе через нагружающую галерею 216, перпендикулярно просверленное отверстие 217 и переключающую галерею 214 на фиг. 2А может быть противоположным направлению на фиг. 2В и наоборот. Поэтому, следует понимать, что относительное расположение по меньшей мере компонентов 214, 216 и 217 (например, выше или ниже по потоку друг от друга) может различаться в зависимости от того, во включенном или обесточенном состоянии находится УМК 210 ДОЦ.
Гидравлический контур 200 содержит первый конец 290 и второй конец 292. Первый конец 290 и второй конец 292 обеспечивают привязку расположения компонентов внутри контура. Например, множество цилиндров с клапанами, приводимыми в движение гидравлическим контуром 200, могут быть так расположены в моторном отсеке, что первый конец 290 будет обращенным вперед концом моторного отсека, а второй конец 292 будет обращенным назад концом моторного отсека. В других примерах первый конец 290 и второй конец 292 могут быть левой и правой стороной моторного отсека, соответственно, или наоборот.
Приведенный в качестве примера гидравлический контур 200 показан с парой переключающих роликовых толкателей 232 и с двумя парами (непереключающих) роликовых толкателей 262. Двухрежимный гидрокомпенсатор 230 зазора предусмотрен для каждого ПРТ 232, а (стандартный) гидрокомпенсатор 260 зазора предусмотрен для каждого РТ 262. Следует понимать, что хотя двухрежимные ГКЗ 230 и стандартные ГКЗ 260 обеспечивают компенсацию зазора для ПРТ 232 и РТ 262, соответственно, двухрежимные ГКЗ 230 дополнительно гидравлически связаны с соответствующими ПРТ 232 для переключения ПРТ 232 между застопоренным и расстопоренным режимами. В роликовых толкателях 262 отсутствует переключающий механизм и, следовательно, ГКЗ 260 для РТ 262 обеспечивают только компенсацию зазора. Следует понимать, что каждый двухрежимный ГКЗ 230 и каждый ГКЗ 260 включает в себя порт 218 компенсации зазора, а двухрежимный ГКЗ 230 также включает в себя переключающий порт 220.
Каждый двухрежимный ГКЗ 230 может содержать канал 231 для подачи рабочей жидкости в гидравлическую камеру стопорного штифта соответствующего ПРТ 232. В качестве примера канал 231 может содержать носик гидрокомпенсатора зазора и гнездо ПРТ, выполненное с возможностью разместить в нем носик ГКЗ, как показано на фиг. 1 и раскрыто выше для закругленного конца 38 и куполообразного гнезда 40. ГКЗ может обеспечивать гидравлическую камеру (например, 56 на фиг. 1) стопорного штифта рабочей жидкостью под первым (пониженным) давлением из переключающей галереи 214, когда УМК 210 ДОЦ находится в обесточенном состоянии, и может обеспечивать гидравлическую камеру стопорного штифта рабочей жидкостью под вторым (повышенным) давлением через переключающую галерею 214, когда УМК 210 ДОЦ находится во включенном состоянии.
В рассматриваемом примере каждая камера сгорания может содержать два впускных клапана. То есть, каждый ПРТ 232 может приводить в движение соответствующие тарельчатые клапаны общего цилиндра ДОЦ (не показан), а две пары РТ 262 могут приводить в движение соответствующие пары тарельчатых клапанов первой и второй камер сгорания (не показаны). Следует понимать, что цилиндр ДОЦ является камерой сгорания, которую можно включать и отключать, например, соответствующим стопорением и расстопорением ПРТ 232, приводящих в движение клапаны цилиндра ДОЦ. Таким образом, цилиндр ДОЦ является отключаемым цилиндром. Следует понимать, что, хотя на фиг. 2А показан двигатель, в котором на каждый блок цилиндров приходится по одному цилиндру ДОЦ, другие примеры гидравлических контуров могут обеспечивать рабочей жидкостью ПРТ множества цилиндров ДОЦ на каждом блоке цилиндров.
Компонентом гидравлического контура 200, общим для фиг. 2А и 2В является масляный насос 202, обеспечивающий маслом управляющий масляный клапан 208 ИФКР (через галереи 204, 206а и 206b), УМК 210 ДОЦ через галерею 203 и специальный маслопровод 298 ГКЗ. Следует понимать, что, хотя на фиг. 2 масляный насос 202 показан в виде одиночного насоса, в других примерах для снабжения вышеупомянутых клапанов 208, 210 маслом под требуемым давлением может быть выполнен более сложный гидравлический контур, содержащий множество насосов и каналов. Следует также понимать, что масляный насос 202 может обеспечивать маслом и другие компоненты двигателя под различными давлениями, и что в настоящем документе раскрыты только компоненты, имеющие отношение к настоящему изобретению.
Специальный маслопровод 298 ГКЗ может получать масло от масляного насоса 202. Первый гидравлический канал 212, в настоящем документе также называемый галереей ГКЗ, начинается от маслопровода 298 ГКЗ и заканчивается на множестве двухрежимных ГКЗ 230 и ГКЗ 260. Таким образом, галерея 212 ГКЗ находится ниже по потоку от маслопровода 298 ГКЗ и выше по потоку от двухрежимных ГКЗ 230 и стандартных ГКЗ 260. В частности, галерея 212 ГКЗ подает масло в порт 218 компенсации зазора каждого двухрежимного ГКЗ 230 и каждого ГКЗ 260. При этом для выполнения функции компенсации зазора галерея 212 ГКЗ подает масло на каждый ГКЗ 260 и каждый двухрежимный ГКЗ 230 под пониженным давлением. В качестве примера пониженное гидравлическое давление внутри галереи 212 ГКЗ может быть в пределах от 0,5 бар до 2,0 бар. Следует понимать, что галерея 212 ГКЗ подает масло в каждый порт 218 компенсации зазора вне зависимости от того, подключен или обесточен УМК 210 ДОЦ. Маслопровод 298 ГКЗ может содержать один или несколько дросселей и масляных насосов и выполнен с возможностью получать масло от масляного насоса и доставлять масло в галерею 212 ГКЗ.
УМК 208 ИФКР может получать масло из первой маслоснабающей галереи 206а и второй масломаслоснабжающей галереи 206b. В описываемом примере каждая из маслоснабжающих галерей снабжается маслом от маслопровода 204 высокого давления ИФКР, и каждая галерея заходит в УМК 208 ИФКР в двух местах за счет разветвления указанного маслопровода. Тем не менее, в других осуществлениях, маслопровод низкого давления (не показан), подающий масло в головку блока цилиндров, может быть выполнен с возможностью снабжения маслом второй маслоснабжающей галереи 206b УМК ИФКР, а маслопровод 204 высокого давления ИФКР может быть также выполнен только в виде маслоснабжающей галереи 206а. В качестве примера гидравлическое давление масла, принимаемого в каждой из маслоснабжающих галерей 206а и 206b, может быть в пределах от 2 до 4 бар. УМК ИФКР может быть выполнен в виде золотникового клапана, содержащего множество проточек, и может быть размещен внутри посадочного отверстия, выполненного с малыми допусками, внутри крышки головки блока цилиндров, что раскрывается ниже при описании фиг. 3А-В. В качестве примера маслоснабжающая галерея 206а может подавать масло напрямую в порт подачи клапана, а маслоснабжающая галерея 206b может подавать масло в кольцевой зазор снаружи УМК ИФКР, между корпусом клапана и посадочным отверстием клапана. Этот кольцевой зазор может действовать как гидравлический дроссель и, когда УМК 210 ДОЦ обесточен, может подавать масло в нагружающую галерею 216 под дросселированным гидравлическим давлением, что подробнее раскрывается ниже. В частности, первая маслоснабжающая галерея 206а может снабжать маслом порт подачи УМК ИФКР, направляющего масло в головку блока цилиндров для подстройки компонентов системы изменения фаз кулачкового распределения. УМК 208 ИФКР содержит масловозвратную галерею 209 для слива отходов в масляный поддон 240 при смене положения. Масляный поддон 240 может снабжать маслом масляный насос 202 по маслопроводу 242.
УМК 210 ДОЦ может быть электромагнитным клапаном, выполненным с возможностью избирательной подачи масла под высоким давлением в порт 220 высокого давления каждого двухрежимного гидрокомпенсатора 230 зазора. Следует понимать, что в настоящем документе порты 220 высокого давления могут также называться переключающими портами. Второй гидравлический канал 214, также называемый в данном документе переключающей галереей, начинается на УМК 210 ДОЦ и заканчивается на множестве переключающих портов 220. Переключающая галерея 214 может подавать первое (пониженное) давление в переключающий порт 220 каждого двухрежимного ГКЗ при обесточенном состоянии УМК ДОЦ, и может подавать второе (повышенное) давление в переключающий порт 220 каждого двухрежимного ГКЗ 230 при подключенном состоянии УМК ДОЦ. На фиг. 2А УМК 210 ДОЦ находится в обесточенном состоянии, на что указывает разомкнутое состояние выключателя 213. В обесточенном состоянии, переключающая галерея 214 получает первое (пониженное) давление через гидравлический дроссель внутри УМК 208 ИФКР, нагружающую галерею 216 и перпендикулярно просверленное отверстие 217, что раскрывается подробнее ниже при описании фиг. 2А. В подключенном состоянии, переключающая галерея 214 получает второе (повышенное) давление посредством замыкания выключателя 213 УМК ДОЦ, что подробнее раскрывается ниже при описании фиг. 2В.
В иллюстрируемом примере УМК 210 ДОЦ показан гидравлически связанным с двумя ПРТ 232 одного цилиндра ДОЦ. Тем не менее, следует понимать, что в других примерах УМК ДОЦ может быть гидравлически связан с ПРТ множества цилиндров ДОЦ общего блока цилиндров, и что каждый цилиндр ДОЦ может содержать одинаковые контуры деактивации клапана. Специальная нагружающая галерея 216 может быть выполнена как отдельно для каждого цилиндра ДОЦ, так и одна для множества цилиндров ДОЦ. Следует понимать, что на каждый цилиндр ДОЦ приходится по одному УМК 210 ДОЦ, т.е. примеры, предусматривающие наличие множества цилиндров ДОЦ, могут содержать множество УМК ДОЦ. В других примерах рассматриваемые здесь гидравлические контуры могут содержать множество цилиндров ДОЦ и один УМК ДОЦ, гидравлически связанный с этим множеством цилиндров ДОЦ. Одиночный УМК ДОЦ может быть выполнен для включения и отключения каждого цилиндра ДОЦ по отдельности, или же он может быть выполнен с возможностью включения и отключения множества цилиндров ДОЦ в одной или нескольких группах цилиндров.
УМК ДОЦ может содержать клапан 244 сброса давления, выполненный с возможностью выпуска воздуха и масла в масляный поддон 240 при обесточенном состоянии УМК ДОЦ и выполненный с возможностью находиться в закрытом состоянии при подключенном состоянии УМК 210 ДОЦ для предотвращения выпуска жидкостей и/или газов в масляный поддон 240. В качестве примера клапан сброса давления может быть выполнен с возможностью сброса давления при пороговом давлении, превышающем давление, подающееся в переключающую галерею при нахождении УМК ДОЦ в обесточенном состоянии.
В некоторых примерах гидравлический дроссель (не показан) может связывать между собой галерею 212 ГКЗ и переключающую галерею 214 выше по потоку от гидрокомпенсатора зазора, и данный дроссель при обесточенном УМК ДОЦ может позволять потоку из галереи 212 ГКЗ под небольшим давлением протекать через переключающую галерею 214. В данном примере, когда УМК ДОЦ подключен, гидравлический дроссель может перепустить часть высокого гидравлического давления из переключающей галереи 214 в галерею 212 ГКЗ. Однако в других примерах УМК 210 ДОЦ может быть выполнен с возможностью подачи во второй гидравлический канал 214 пониженного гидравлического давления, когда клапан обесточен, и может быть выполнен с возможностью подачи во второй гидравлический канал повышенного гидравлического давления, когда клапан подключен.
На фиг. 2А показан пример гидравлического контура 200 деактивации клапана, содержащего УМК 210 ДОЦ, причем указанный контур работает в первом режиме. В частности, на фиг. 2А гидравлический контур 200 показан с обесточенным УМК 210 ДОЦ, так что переключающие роликовые толкатели 232 находятся в застопоренном режиме, то есть приводят в движение соответствующие тарельчатые клапаны (не показаны). Следует понимать, что когда УМК 210 ДОЦ находится в обесточенном состоянии, выключатель 213 разомкнут и УМК 210 ДОЦ не может подавать высокое гидравлическое давление в переключающую галерею 214. В данном примере рабочей жидкостью может быть масло, и любое указанное в этом документе значение давления масла является неограничивающим примером гидравлического давления.
Когда УМК 210 ДОЦ обесточен, кольцевой гидравлический дроссель, встроенный между наружным корпусом УМК 208 ИФКР и посадочным отверстием УМК 208 ИФКР, подает дросселированное давление в нагружающую галерею 216 через маслоснабжающую галерею 206b. В качестве примера давление рабочей жидкости, поступающей в маслоснабжающую галерею 206b, может находиться в диапазоне от 2 до 4 бар, в то время как давление дросселированной рабочей жидкости, подаваемой в нагружающую галерею 216, может находиться в диапазоне от 0,1 до 0,5 бар.
Нагружающая галерея 216 может быть соединена с находящейся ниже по потоку переключающей галереей 214 перпендикулярно просверленным отверстием 217, и может подавать в переключающую галерею 214 первое (пониженное) гидравлическое давление. Следует понимать, что движение рабочей жидкости из нагружающей галереи 216 к переключающей галерее 214 может вызываться перепадом давления на гидравлическом дросселе, встроенном в кольцевой зазор корпуса УМК 208 ИФКР. Например, первое (пониженное) гидравлическое давление, подаваемое в переключающую галерею 214, может быть дросселированным давлением рабочей жидкости, подаваемым в нагружающую галерею 216 через кольцевой гидравлический дроссель УМК 208 ИФКР. Также следует понимать, что гидравлическое сообщение нагружающей галереи 216 с переключающей галереей 214 поддерживает в каждой из галерей 214, 216 общее гидравлическое давление.
Переключающая галерея 214 гидравлически связана с каждым из двухрежимных ГКЗ 230 через переключающие порты 218, содержащиеся в каждом двухрежимном ГКЗ 230. То есть, ввиду того, что переключающие камеры каждого из двухрежимных ГКЗ 230 гидравлически связаны со своим ПРТ 232, каждый ПРТ 232 также может быть гидравлически связан с переключающей галереей 214. Переключающая галерея 214 также гидравлически связана с находящимся ниже по потоку клапаном 244 сброса давления, находящимся внутри УМК 210 ДОЦ. Клапан 244 сброса давления может быть выполнен с возможностью сброса давления в масляный поддон 240 по каналу 211, когда УМК 210 ДОЦ обесточен, а давление внутри переключающей галереи 214 выше порогового давления. Пороговое давление может определяться характеристиками клапана сброса давления. То есть в примере, в котором пороговым давлением является первое (пониженное) гидравлическое давление, подаваемое в переключающую галерею 214 через нагружающую галерею 216, клапан 244 сброса давления может поддерживать в переключающей галерее 244 первое (пониженное) гидравлическое давление.
В некоторых примерах, когда УМК 210 ДОЦ обесточен, воздушные карманы могут присутствовать в переключающей галерее 214, одном или нескольких ГКЗ 230, одном или нескольких ПРТ 232 и/или в различных комбинациях вышеуказанных компонентов. При подаче дросселированного потока рабочей жидкости из нагружающей галереи 216, через переключающую галерею 214 к клапану 244 сброса давления, вместе с дросселированным гидравлическим потоком могут быть захвачены воздушные включения в переключающей галерее 214, двухрежимных ГКЗ 230 или ПРТ 232 и выпущены в масляный поддон 240 через клапан 244 сброса давления. То есть, подавая дросселированный гидравлический поток в переключающую галерею 214 через кольцевой дроссель и нагружающую галерею 216, воздух может быть выведен из гидравлических каналов и камер компонентов деактивации клапана при обесточенном состоянии УМК 210 ДОЦ. При этом можно уменьшить время гидравлического отклика при переключении УМК ДОЦ из обесточенного состояния в подключенное состояние.
Как указывают стрелки на гидравлических каналах на фиг. 2А, поток рабочей жидкости является однонаправленным: рабочая жидкость не имеет возможности течь от двухрежимного ГКЗ 230 вверх по потоку к УМК 210 ДОЦ, и вместо этого любые излишки жидкости могут сливаться в масляный поддон 240 через зазоры (не показаны для более наглядной иллюстрации других отличительных признаков настоящего изобретения). Следует понимать, что все двухрежимные ГКЗ 230 идентичны, и что первый 218 и второй 220 порты каждого двухрежимного ГКЗ идентичны соответствующим первым 218 и вторым 220 портам любого другого двухрежимного ГКЗ. Следует понимать, что под рабочей жидкостью не понимается воздух. Также следует понимать, что хотя на фиг. 2А поток воздуха не показан, воздух может течь от ПРТ 232 к двухрежимному ГКЗ 230, а от двухрежимного ГКЗ 230 к клапану 244 сброса давления по переключающей галерее 214.
Таким образом, при обесточенном состоянии УМК 210 ДОЦ гидравлический контур 200 может содержать УМК 208 ИФКР выше по потоку от нагружающей галереи 216, находящейся выше по потоку от переключающей галереи 214 и гидравлически связанной с переключающей галереей 214 перпендикулярно просверленным отверстием 217, причем переключающая галерея 214 находится выше по потоку от находящегося внутри УМК 210 ДОЦ клапана 244 сброса давления. Потоком рабочей жидкости по нагружающей галерее 216 может управлять перепад давления на кольцевом гидравлическом дросселе, расположенном выше по потоку от нагружающей галереи 216, а давлением рабочей жидкости в нагружающей галерее 216 может управлять клапан 244 сброса давления, расположенный ниже по потоку как от нагружающей галереи 216, так и от перпендикулярно просверленного отверстия 217 и переключающей галереи 214.
Когда УМК 210 ДОЦ обесточен, поток рабочей жидкости по нагружающей галерее 216 начинается от УМК 208 ИФКР и заканчивается в УМК 210 ДОЦ. Следует понимать, что в этом обесточенном состоянии, относительно направления потока жидкости по переключающейся галерее 214, УМК ДОЦ находится ниже по потоку от компонентов деактивации клапана. Аналогично, относительно направления потока жидкости по нагружающей галерее 216, УМК 210 ДОЦ находится ниже по потоку от компонентов деактивации клапана. Следует также понимать, что поток рабочей жидкости по нагружающей галерее 216 идет от первого конца 290 гидравлического контура по направлению ко второму концу 292 гидравлического контура, при этом поток рабочей жидкости в переключающей галерее 214 имеет противоположное направление: от второго конца 292 к первому концу 290.
В некоторых примерах гидравлический контур 200 может содержать несколько перпендикулярно просверленных отверстий 217 и может соединять нагружающую галерею 216 с переключающей галереей 214 в нескольких местах переключающей галереи 214, находящихся непосредственно выше по потоку от того же количества двухрежимных ГКЗ 230. Таким образом, обеспечивая дросселированный гидравлический поток перед каждым гидрокомпенсатором зазора, можно способствовать движению воздушных включений в любом из ГКЗ 230 или ПРТ 232 по направлению к клапану 244 сброса давления. Тем самым можно уменьшить время сжатия масла при переключении УМК 210 ДОЦ из обесточенного в подключенное состояние.
На фиг. 2В показан гидравлический контур 200 с УМК 210 ДОЦ в подключенном состоянии. Когда УМК 210 ДОЦ подключен, выключатель 213 замкнут и УМК 210 ДОЦ может подавать второе давление в переключающую галерею 214. В качестве примера второе гидравлическое давление может находиться в диапазоне от 2 до 4 бар. Следует понимать, что второе гидравлическое давление выше первого давления, подаваемого в переключающую галерею дросселированным потоком из нагружающей галереи 216 в условиях обесточенного УМК ДОЦ. Кроме того, когда УМК 210 ДОЦ подключен, клапан 244 сброса давления закрыт и не сбрасывает давление в масляный поддон 240. Поэтому на фиг. 2В отсутствует присутствующий на фиг. 2А канал 213, и при подключенном состоянии УМК 210 ДОЦ рабочая жидкость течет от УМК 210 ДОЦ, а не к УМК 210 ДОЦ, как это происходит тогда, когда УМК 210 ДОЦ обесточен.
Масло под вторым гидравлическим давлением может течь от УМК 210 ДОЦ к переключающей галерее 214, и может быть подано к переключающим портам 220 каждого из двухрежимных ГКЗ 230. Таким образом, когда УМК 210 ДОЦ подключен, каждый двухрежимный ГКЗ 230 может подавать в соответствующий ПРТ 232 второе давление для того, чтобы сохранять расстопоренное состояние ПРТ 232. Таким образом, подключенное состояние УМК 210 ДОЦ соответствует отключенному состоянию цилиндра ДОЦ.
Поток рабочей жидкости на фиг. 2В таков, что УМК 210 ДОЦ находится выше по потоку и от переключающей галереи 214, и от компонентов 230, 232 деактивации клапанов. Переключающая галерея 214 находится выше по потоку от нагружающей галереи 216, а переключающая галерея 214 соединена с нагружающей галереей 216 перпендикулярно просверленным отверстием 217. То есть, когда УМК 210 ДОЦ находится в подключенном состоянии, давление внутри нагружающей галереи 216 также может соответствовать второму (повышенному) давлению (например, в диапазоне от 2 до 4 бар).
Нагружающая галерея 216 находится выше по потоку и напрямую соединена с кольцевым гидравлическим дросселем, встроенным в корпус клапана УМК 208 ИФКР. Кольцевой дроссель УМК 208 ИФКР обеспечивают некоторым гидравлическим давлением от маслоснабжающей галереи 206b, и это гидравлическое давление может быть, главным образом, схожим со вторым (повышенным) давлением, подаваемым в нагружающую галерею 216 через УМК 210 ДОЦ. То есть, когда УМК 210 ДОЦ подключен, поток из нагружающей галереи 216 через кольцевой дроссель УМК 208 ИФКР в маслоснабжающую галерею 206b уменьшается за счет выравнивания давлений по каждую сторону кольцевого дросселя УМК 208 ИФКР.
Таким образом, показанный на фиг. 2В гидравлический контур 200 содержит поток рабочей жидкости, начинающийся от УМК ДОЦ, текущий вниз по переключающей галерее 214 и далее в некоторое количество двухрежимных ГКЗ 230 и ПРТ 232. Рассматриваемый на фиг. 2В гидравлический контур 200 также включает в себя поток рабочей жидкости, начинающийся от УМК ДОЦ, текущий далее по переключающей галерее 214, и далее в нагружающую галерею 216 через перпендикулярно просверленное отверстие 217, соединяющее переключающую и нагружающую галереи, по направлению ко второму концу 292 гидравлического контура. Некоторое количество рабочей жидкости может течь от первого конца 290 нагружающей галереи 216 через кольцевой гидравлический дроссель, встроенный в корпус клапана УМК 218 ИФКР.
Когда УМК 210 ДОЦ обесточен, поток рабочей жидкости по нагружающей галерее 216 начинается от УМК 208 ИФКР и заканчивается в УМК 210 ДОЦ. Следует понимать, что в этом обесточенном состоянии, рассматривая направление потока жидкости по переключающей галерее 214, УМК 210 ДОЦ находится ниже по потоку от компонентов деактивации клапана. Аналогично, рассматривая направление потока жидкости по нагружающей галерее 216, УМК ДОЦ находится ниже по потоку от компонентов деактивации клапана. Следует также понимать, что поток рабочей жидкости по нагружающей галерее 216 идет от первого конца 290 гидравлического контура по направлению ко второму концу 292 гидравлического контура, при этом, поток рабочей жидкости в переключающей галерее 214 имеет противоположное направление: от второго конца 292 к первому концу 290.
Таким образом, в первом рабочем состоянии гидравлический контур 200 может пассивно поддерживать внутри переключающей галереи 214 и нагружающей галереи 216 первое (пониженное) гидравлическое давление посредством гидравлического дросселя, встроенного в наружный корпус УМК 208 ИФКР, и посредством открытого клапана сброса давления, находящегося внутри УМК ДОЦ. Во втором рабочем состоянии гидравлический контур 200 может активно поддерживать внутри переключающей галереи 214 и нагружающей галереи 216 второе (повышенное) гидравлическое давление посредством включенного УМК ДОЦ с закрытым клапаном сброса давления и выравнивания давлений на разных сторонах кольцевого гидравлического дросселя.
На фиг. 3А в поперечном разрезе показан УМК 300 ИФКР, содержащий гидравлический дроссель 320, встроенный в дальний продольный конец клапана для подачи дросселированного гидравлического потока в нагружающую галерею гидравлического контура деактивации клапана. Подробности гидравлического сообщения УМК 300 ИФКР с остальными элементами гидравлического контура деактивации клапана не рассматриваются на фиг. 3А, но раскрываются при описании фиг. 4 и фиг. 5. Гидравлический дроссель 320 может представлять собой кольцевой зазор между наружным диаметром корпуса клапана и внутренней поверхностью посадочного отверстия 304, что подробно раскрыто выше при описании фиг. 3В. Для каждого распределительного вала, приводящего в действие впускное и выпускное окна блока цилиндров, может быть предусмотрен отдельный УМК ИФКР. Каждый УМК ИФКР может располагаться внутри крышки 15 головки блока цилиндров, расположенной над постелью 14 распределительного вала в непосредственном контакте. Каждый механизм привода клапана приводится в действие кулачком распределительного вала, расположенного между постелью 14 распределительного вала и крышкой 15 головки блока цилиндров, то есть в непосредственной близости от УМК ИФКР. За счет встраивания гидравлического дросселя в УМК ИФКР в непосредственной близости к механизмам привода клапанов сокращается количество просверленных отверстий, дополнительно отлитых изделий и прочих элементов, необходимых для изготовления гидравлического контура деактивации клапана в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, за счет уменьшения количества просверленных отверстий между нагружающей галереей, принимающей дросселированный поток, и переключающей галереей, можно сократить количество воздуха внутри переключающей галереи при сохранении требуемого гидравлического объема и гидравлического потока внутри переключающей галереи. В результате этого при подключении УМК ДОЦ нагружающая галерея и переключающая галереи могут быть быстро заполнены гидравлическим потоком высокого давления.
В данном документе и в описании к настоящей иллюстрации, ближним продольным концом УМК 300 ИФКР считается продольный конец клапана, расположенный рядом с несущей консолью 302, и элемент клапана считается расположенным продольно ближе относительно другого элемента, если первый элемент находится ближе к несущей консоли 302. В качестве примера в несущей консоли 302 может размещаться электрическая шина, подключенная к общей электрической проводке (не показана) для управления УМК ИФКР. Аналогичным образом, дальним продольным концом УМК 300 ИФКР считается наиболее глубокий продольный конец, находящийся в посадочном отверстии 304, и первый элемент клапана считается находящимся продольно дальше относительно второго элемента, если первый элемент находится ближе к дальнему концу клапана.
УМК 300 ИФКР размещен внутри посадочного отверстия 304, выполненного механическим способом внутри крышки 15 головки блока цилиндров. УМК 300 ИФКР может содержать несколько золотников (не показаны), выполненных с возможностью направлять поток масла от впускных окон к выпускным окнам. Золотники могут различаться по осевым и радиальным размерам. В иллюстрируемом примере клапан содержит рабочие порты 307а-с для управления различными параметрами системы изменения фаз кулачкового распределения. Например, рабочий порт 307а может быть портом опережения, рабочий порт 307b может быть портом снабжения клапана, а рабочий порт 307с может быть портом запаздывания. Гидравлический поток может поступать в рабочий порт 307b и направляться находящимся внутри корпуса УМК золотниковым клапаном (не показан), либо к рабочему порту 307а, либо к рабочему порту 307с. УМК 300 ИФКР также включает в себя носик 306 клапана на дальнем конце корпуса клапана. Носик 306 клапана может начинается на дальнем продольном конце рабочего порта 307с и может составлять дальний конец корпуса клапана.
На фиг. 3В показан увеличенный вид носика 306 клапана, размещенного внутри посадочного отверстия 304, в местном разрезе. В некоторых примерах носик 306 клапана может иметь первый, больший наружный диаметр 390 в ближней части своего осевого протяжения, и второй, меньший наружный диаметр 392 в дальней части своего осевого протяжения. Соответственно, посадочное отверстие 304 может быть изготовлено суживающимся на дальнем конце, чтобы в нем размещался меньший наружный диаметр корпуса клапана ИФКР. В частности, посадочное отверстие 304 может быть механически обработано так, чтобы оно имело первый, больший диаметр отверстия в ближней части своего осевого протяжения, и второй, меньший диаметр отверстия в дальней части своего осевого протяжения. В качестве примера первый наружный диаметр 390 может быть выбран так, чтобы обеспечить радиальный зазор между корпусом клапана и первым (большим) диаметром 394 примерно равный 10 микрон, а второй наружный диаметр может быть выбран так, чтобы обеспечить зазор между корпусом клапана и вторым (меньшим) диаметром 396 отверстия примерно равный 75 микрон. Тем самым, дальняя часть носика 306 клапана может плотно размещаться внутри второго диаметра 396 посадочного отверстия 304, в то время как ближняя оставшаяся часть может плотно размещаться внутри первого диаметра 394 посадочного отверстия. Ниже будет показано, что это обеспечивает плотную посадку уплотнительных колец на окружности носика 306 клапана.
На фиг. 3В также показан кольцевой гидравлический дроссель 320. Гидравлический дроссель может содержать два уплотнительных кольца 322а, b, плотно посаженных на окружность носика 306 клапана на его меньшем наружном диаметре 392. Следует понимать, что в примерах, где носик 306 клапана содержит только один наружный диаметр, каждое из уплотнительных колец 322а, b посажено на этот диаметр носика. Уплотнительные кольца 322a, b могут быть идентичными и могут располагаться на противоположных продольных концах одного диаметра носика 306 клапана. В качестве примера уплотнительные кольца могут быть изготовлены из резины. Уплотнительные кольца 322а, b могут располагаться в промежутке между наружным диаметром клапана и соответствующим диаметром посадочного отверстия. Другими словами, каждое из уплотнительных колец 322а и 322b могут занимать собой все радиальное протяжение кольцевого зазора. В качестве примера радиальное протяжение кольцевого зазора может находиться в диапазоне от 50 до 80 микрон, в то время как осевое протяжение кольцевого зазора (исключая осевое протяжение (толщину) уплотнительных колец) может находиться в диапазоне 3-4 миллиметров. УМК ИФКР является компонентом, обязательно изготавливаемым с малыми допусками, необходимыми для создания надежного гидравлического дросселя. Малые допуски могут быть выполнены изначально при механообработке УМК ИФКР, за счет этого производственные расходы на механообработку отдельных компонентов дросселя будут снижены. Например, механообработка отдельного компонента дросселя, удовлетворяющего тем же характеристикам дросселирования потока, что и описанный здесь кольцевой зазор, может содержать механообработку отверстий малой площади, но на большую длину (например, обработка диаметров 0,4-0,5 мм на длине 5-10 мм). Кроме того, в примерах, в которых подаваемое в УМК ИФКР масло фильтруют, можно сократить расходы и преодолеть компоновочные ограничения, связанные с дополнительными фильтрами для подачи масла в гидравлический дроссель.
Расположение уплотнительного кольца 322а на ближнем конце носика 306 клапана может снизить влияние гидравлического давления внутри рабочих портов 307а-с на гидравлическое давление в кольцевом зазоре 324. Аналогичным образом, расположение уплотнительного кольца 322b на дальнем конце кольцевого зазора 324 может уменьшить сообщение между кольцевым зазором 324 и сливным портом 318 (см. фиг. 3А) УМК ИФКР. В предпочтительном варианте осуществления, уменьшение гидравлического сообщения, обеспечиваемое расположением каждого уплотнительного кольца 322а, b, может полностью изолировать гидравлическое давление в кольцевом зазоре от системы изменения фаз кулачкового распределения и слива, соответственно. За счет размещения гидравлического дросселя 320 внутри головки блока цилиндров может быть улучшена гидравлическая изоляция по сравнению с размещением дросселя снаружи блока цилиндров двигателя.
На фиг. 4 показан УМК 300 ИФКР вместе с несколькими гидравлическими галереями в гидравлическом сообщении с контуром деактивации клапана, заявляемым в настоящем изобретении. Корпус гидравлического контура состоит из множества отверстий и канавок в головке 13 блока цилиндров, постели 14 распределительного вала и крышке 15 головки блока цилиндров. При сборке в моторном отсеке транспортного средства, стоящего на плоской поверхности, постель 14 распределительного вала размещают вертикально над головкой 13 блока цилиндров, а крышку 15 головки блока цилиндров размещают вертикально над постелью 14 распределительного вала. Вертикаль 380 указывает направление, перпендикулярное плоскому основанию, на котором размещается транспортное средство при установке блока цилиндров в его моторный отсек, а также обеспечивает общее ориентирование между фиг. 3-6. Любая ось в плоскости, перпендикулярной вертикали 380, должна считаться горизонтальным направлением. Кроме того, в некоторых гидравлических галереях стрелками показано направление потока в них.
УМК 300 ИФКР может принимать рабочую жидкость из снабжающей галереи 332 ИФКР, разветвляющейся на подводящие рабочую жидкость каналы 333а и 333b, соединенные с отдельными входами клапана, как показано на иллюстрации. Снабжающая галерея 332 может быть выполнена в виде первой отлитой канавки в нижней горизонтальной поверхности крышки 15 головки блока цилиндров и второй отлитой канавки в верхней горизонтальной поверхности постели 14 распределительного вала, причем первая отлитая канавка заподлицо совмещена со второй отлитой канавкой на границе раздела между крышкой головки блока цилиндров и постелью распределительного вала. Таким образом, снабжающая галерея 332 проходит горизонтально вдоль боковой плоскости головки блока цилиндров двигателя.
Подводящий канал 333а может подавать рабочую жидкость прямо к рабочему порту 307b для управления различными компонентами ИФКР, в то время как подводящий канал 333b может подавать рабочую жидкость в «секцию ДОЦ» УМК ИФКР через кольцевой зазор 324. Следует понимать, что вход каждого клапана может быть гидравлически изолирован одним или несколькими уплотнительными кольцами, как это было раскрыто выше. Канал 333b может быть ответвлением канала, соединяющего напрямую снабжающую галерею 332 с входом гидравлического дросселя 320 внутри посадочного отверстия УМК 300 ИФКР. Как следует из иллюстрации, канал 333b может проходить в вертикальном направлении и может быть выполнен в виде отверстия в крышке 15 головки блока цилиндров. УМК 300 ИФКР может быть выполнен с возможностью слива излишков рабочей жидкости из портов опережения 307а и запаздывания 307 с через сливной порт 318. Следует отметить, что канал, соединяющий сливной порт 318 с масляным поддоном не показан, так как на фиг. 3А-В он визуально спрятан за крышкой 15 головки блока цилиндров. Также следует отметить, что сливной порт 318 не соединен напрямую с гидравлическим каналом 334.
Канал 333b может подавать рабочую жидкость к гидравлическому дросселю 320 под давлением Р1, например, составляющим от 2 до 4 бар. Канал 333b может быть ответвлением от специального маслопровода ИФКР (например, ответвляться от галереи 332, как показано на фиг. 4), напрямую соединяющим специальную снабжающую галерею с входом гидравлического дросселя. Кроме того, канал 333а может отходить от маслопровода, подающего дросселированную рабочую жидкость к головке блока цилиндров, и в этом случае канал 333а может напрямую соединять гидравлический дроссель головки блока цилиндров с гидравлическим дросселем 320 внутри посадочного отверстия 304 УМК 300 ИФКР.
Кольцевой зазор 324 может принимать рабочую жидкость между уплотнительными кольцами 322а, b под первым давлением Р1, и дросселировать давление рабочей жидкости на выходе до второго давления Р2, меньшего Р1. Гидравлический дроссель 320 может быть выполнен с возможностью направлять рабочую жидкость под давлением Р2 к гидравлическому каналу 334. Таким образом, рабочая жидкость может выходить из гидравлического дросселя по каналу 334 под давлением Р2, меньшим давления Р1, причем, Р2 может составлять, например, от 0,1 до 0,5 бар. Канал 334 может напрямую соединять выход 320 гидравлического дросселя с гидравлическим каналом, находящимся внутри головки 13 блока цилиндров, что будет рассмотрено ниже. Таким образом, гидравлический дроссель, встроенный в дальний конец УМК ИФКР, может подавать точно дросселированный гидравлический поток с регулируемым давлением в нагружающую галерею гидравлического контура деактивации клапана.
На фиг. 5 показаны особенности гидравлического соединения УМК 300 ИФКР с остальной частью контура деактивации клапана. Гидравлический контур содержит некоторое количество отверстий и каналов в головке 13 блока цилиндров, постели 14 распределительного вала и крышке 15 головки блока цилиндров. Компоненты 13-15 могут также называться компонентами блока цилиндров двигателя. При сборке в моторном отсеке транспортного средства, стоящего на плоской поверхности, постель 14 распределительного вала размещают вертикально над головкой 13 блока цилиндров, а крышку 15 головки блока цилиндров размещают вертикально над постелью 14 распределительного вала. Вертикаль 380 указывает направление, перпендикулярное плоскому основанию, на котором размещается транспортное средство при установке блока цилиндров в его моторный отсек, а также обеспечивает общее ориентирование между фиг. 3-6. Любая ось в плоскости, перпендикулярной вертикали 380, должна считаться горизонтальным направлением.
На фиг. 5 показан поперечный разрез блока цилиндров двигателя. В настоящем описании поперечное направление компонентов 13-15 блока цилиндров двигателя относится к горизонтальной оси, лежащей в плоскости, совпадающей с плоскостью чертежа, а продольное направление относится к горизонтальной оси, перпендикулярной поперечному направлению (то есть перпендикулярной плоскости чертежа). Другими словами, продольное направление относится к горизонтальной оси, вдоль которой может располагаться распределительный вал в постели 14 (что видно по цилиндрическому вырезу под УМК 300 ИФКР), а поперечное направление относится к горизонтальной оси, перпендикулярной продольному направлению.
Головка 13 блока цилиндров содержит галерею 342 ГКЗ, включающую в себя поперечную часть 342а и продольную часть 342b. В качестве примера галерея 342 ГКЗ может снабжаться рабочей жидкостью из специального маслопровода (не показан) ГКЗ. Галерея 342 ГКЗ может быть выполнена с возможностью снабжения множества гидрокомпенсаторов зазора (не показаны) рабочей жидкостью под первым (пониженным) давлением всегда, когда работает двигатель. Галерея ГКЗ 342 может быть выполнена в виде отверстия в головке 13 блока цилиндров.
В некоторых примерах гидравлическая галерея головки блока цилиндров может содержать гидравлический дроссель 350, ограничивающий гидравлическое сообщение между галереей 342 ГКЗ и переключающей галереей 344, аналогично включающей в себя поперечную часть 344а и продольную часть 344b и выполненной в виде отверстия в головке блока цилиндров. В частности, гидравлический дроссель 350 может позволять дросселированной рабочей жидкости течь из галереи 342а ГКЗ в переключающую галерею 344а, когда гидравлическое давление внутри переключающей галереи 344 ниже порогового значения (например, когда обесточен УМК 330 ДОЦ, что было раскрыто при описании фиг. 2). Аналогичным образом, гидравлический дроссель 350 может позволять дросселированной рабочей жидкости течь из переключающей галереи 344а в галерею 342а ГКЗ, когда гидравлическое давление внутри переключающей галереи 344а выше порогового значения (например, когда УМК 330 ДОЦ подключен). В качестве примера пороговое давление внутри переключающей галереи может быть давлением, поддерживаемым в галерее 342а ГКЗ специальным маслопроводом ГКЗ (например, из показанного на фиг. 2 маслопровода 298 ГКЗ). В этом примере дросселированная жидкость может течь из галереи ГКЗ в переключающую галерею, когда рабочая жидкость внутри галереи ГКЗ находится под давлением, большим, чем то, под которым рабочая жидкость находится внутри переключающей галереи, и не может течь, когда давление в галерее ГКЗ меньше давления в переключающей галерее. Следует понимать, что рабочая жидкость не потечет из переключающей галереи 344а в галерею 342а ГКЗ, когда гидравлическое давление внутри переключающей галереи 344а будет меньше порогового значения.
С переключающей галереей 344 может быть соединен (точка соединения не показана) УМК 330 ДОЦ, выполненный с возможностью избирательной подачи в переключающую галерею 344 рабочей жидкости под высоким гидравлическим давлением (например, от 2 до 4 бар). УМК 330 ДОЦ может переключаться между подключенным и обесточенным состояниями. УМК 330 ДОЦ может быть выполнен с возможностью подачи рабочей жидкости в переключающую галерею 344 под повышенным гидравлическим давлением в подключенном состоянии, и может быть выполнен с возможностью поддержания пониженного гидравлического давления в обесточенном состоянии. Как было раскрыто выше при описании фиг. 2, рабочая жидкость, подаваемая УМК 330 ДОЦ под высоким гидравлическим давлением, может течь к механизму привода клапана и деактивировать механизм при подключенном состоянии УМК 330 ДОЦ. В качестве примера пониженное гидравлическое давление внутри переключающей галереи 344 может поддерживаться с помощью находящегося внутри УМК ДОЦ клапана сброса давления (не показан), соединенного с переключающей галереей 344 и выполненного с возможностью сбрасывать давление, значение которого превышает значение пониженного давления. Как показано на фиг. 5, за счет расположения УМК 330 ДОЦ (и клапана сброса давления, соответственно) вертикально как над нагружающей, так и переключающей галереей, облегчено вытеснение воздуха к клапану сброса давления, так как плотность воздуха меньше плотности рабочих жидкостей. Как раскрыто выше при описании фиг. 2, когда УМК 330 ДОЦ обесточен, поток рабочей жидкости течет в переключающую галерею 344 из нагружающей галереи (не показана), и давление этого потока может поддерживаться постоянным находящимся внутри УМК 330 ДОЦ клапаном сброса давления, находящимся ниже по потоку от нагружающей галереи.
Кроме того, на фиг. 5 показаны следующие элементы: канал 334, принимающий дросселированную рабочую жидкость от кольцевого гидравлического дросселя 320, как раскрыто выше при описании фиг.4. Канал 334 может проходить вертикально и в некоторых примерах может содержать верхнюю часть и нижнюю часть. Например, верхняя часть может быть вертикальным просверленным отверстием внутри крышки 15 головки блока цилиндров, а нижняя часть может быть вертикальным просверленным отверстием внутри постели 14 распределительного вала, причем верхняя часть заподлицо совмещена с нижней частью на границе раздела между головкой блока цилиндров и постелью распределительного вала, тем самым формируя единый гидравлический канал. Канал 334 может быть одним из множества промежуточных гидравлических каналов, соединяющих гидравлический дроссель 320 с нагружающей галереей, продольный разрез которой показан на настоящем чертеже. Следует отметить, что канал 334 не пересекается с гидравлическим каналом 332, хотя он может опосредованно быть с ним гидравлически связан. А именно, когда УМК ДОЦ обесточен, канал 334 находится ниже по потоку от канала 332 и связан с ним через канал 333b и гидравлический дроссель 320.
Канал 336, находящийся ниже по потоку от канала 334, может быть выполнен с возможностью принимать масло непосредственно из канала 334 и может соединять канал 334 с каналом 338. Канал 336 может быть выполнен в виде отливки вдоль границы раздела между постелью 14 распределительного вала и головкой 13 блока цилиндров. Канал 334 может пересекать канал 336 сверху, а канал 336 может проходить горизонтально вдоль боковой поверхности головки блока цилиндров, направляя рабочую жидкость из канала 334 в нагружающую галерею 346.
Гидравлический канал 338 может быть выполнен в виде вертикального просверленного отверстия в головке 13 блока цилиндров и может быть изолирован от атмосферы нижней горизонтальной поверхностью постели 14 распределительного вала. Соединения гидравлического канала 338 будут подробно рассмотрены ниже при описании фиг. 6. Шаровая заглушка 352 обеспечивает гидравлическую изоляцию переключающей галереи 344 от нагружающей галереи 346 и будет раскрыта подробнее при описании фиг. 6.
На фиг. 6 показан разрез головки 13 блока цилиндров вблизи нагружающей галереи и продольной части переключающей галереи. Как было раскрыто выше при описании фиг. 4 и 5, корпус гидравлического контура состоит из множества отверстий и канавок в головке 13 блока цилиндров, постели 14 распределительного вала и крышке 15 головки блока цилиндров. При сборке в моторном отсеке транспортного средства, стоящего на плоской поверхности, постель 14 распределительного вала размещают вертикально над головкой 13 блока цилиндров, а крышку 15 головки блока цилиндров размещают вертикально над постелью 14 распределительного вала. Вертикаль 380 указывает направление, перпендикулярное плоской поверхности при установке блока цилиндров в моторный отсек стоящего на плоской поверхности транспортного средства, а также обеспечивает общую относительную ориентацию между фиг. 3-6. Любая ось в плоскости, перпендикулярной вертикали 380, должна считаться горизонтальным направлением. Первый конец 370 и второй конец 372 показаны для ориентирования между расположением любых из указанных здесь компонентов, эти концы аналогичны показанным на фиг. 2 первому концу 290 и второму концу 292.
Нагружающая галерея 346 может быть сформирована из продольно просверленного отверстия в головке 13 блока цилиндров и может быть гидравлически связана с переключающей галереей 344 из-за пространственных ограничений в головке 13 блока цилиндров. То есть, для того, чтобы предотвратить соединение напрямую нагружающей галереи 346 и переключающей галереи 344 на первом конце 370, может понадобиться дополнительный компонент, такой как шаровая заглушка 352. Как раскрывается ниже, вертикальное просверленное отверстие 347 может быть выполнено для соединения нагружающей галереи и переключающей галереи около второго конца 372 двигателя.
Гидравлический канал 338 может быть вертикальным просверленным отверстием в головке 13 блока цилиндров и может быть изолирован от атмосферы нижней горизонтальной поверхностью постели 14 распределительного вала. Гидравлический канал 338 находится ниже по потоку от канала 336 и выше по потоку от нагружающей галереи 346. Канал 338 может быть выполнен с возможностью принимать масло непосредственно из канала 336, и может быть выполнен с возможностью подавать рабочую жидкость непосредственно в нагружающую галерею 346. То есть, канал 338 может напрямую соединять канал 336 с нагружающей галереей 346.
Нагружающей галерея 346 проходит вдоль продольного направления блока цилиндров двигателя, причем нагружающая галерея может быть предусмотрена для каждого впускного и выпускного окна блока цилиндров. При этом нагружающая галерея может быть расположена параллельно продольной части 344b переключающей галереи, непосредственно примыкая к ней. Таким образом, длина сверления вертикального просверленного отверстия 347, соединяющего нагружающую галерею с переключающей галереей, может быть укорочена. Когда УМК ДОЦ (не показан) обесточен, рабочая жидкость течет по нагружающей галерее 346 от первого конца 370 ко второму концу 372 под пониженным давлением. И наоборот, когда УМК ДОЦ подключен, рабочая жидкость течет по нагружающей галерее 346 от второго конца 372 к первому концу 370 под повышенным давлением.
В некоторых примерах продольное просверливание нагружающей галереи 346 может непреднамеренно установить гидравлическое сообщение между переключающей галереей 344 и нагружающей галереей в месте, отличном от вертикального просверленного отверстия 347. Например, это непреднамеренное сообщение может соединить нагружающую галерею с переключающей галереей на первом конце 370 переключающей галереи, находящимся непосредственно выше по потоку от продольной части 344b переключающей галереи. Непреднамеренное сообщение на первом конце переключающей галереи может ухудшить способность воздушных включений покидать переключающую галерею 344, что является нежелательным эффектом. Поэтому, для предотвращения любого гидравлического сообщения между нагружающей галереей 346 и переключающей галереей 344 на первом конце 370 двигателя, в месте пересечения вышеуказанных галерей ставят шаровую заглушку 352. Следует понимать, что в других примерах для предотвращения гидравлического сообщения между нагружающей галереей 346 и переключающей галереей 344 на первом конце 370 могут быть применены иные способы. Таким образом, позволяя переключающей галерее сообщаться с нагружающей галереей только через вертикальное просверленное отверстие 347 можно улучшить выведение воздуха из компонентов деактивации клапана.
Вертикальное просверленное отверстие 347 соединяет нагружающую галерею 346 с продольной частью переключающей галереи. Переключающая галерея 344b пересекает переключающие порты 354 (аналогичные переключающим портам 220, показанным на фиг. 2) множества двухрежимных гидрокомпенсаторов зазора (не показаны). Множество гидрокомпенсаторов зазора подают масло к множеству приводимых в действие давлением масла стопорных штифтов, расположенных в гидравлических камерах стопорных штифтов переключающих роликовых толкателей, причем указанные переключающие роликовые толкатели находятся в прямой гидравлической связи с двухрежимными гидрокомпенсаторами зазора. Таким образом, подаваемое в переключающую галерею 344b масло может быть подано на множество приводимых в действие давлением масла стопорных штифтов, расположенных в гидравлических камерах стопорных штифтов переключающих роликовых толкателей, что позволяет включать и отключать цилиндры ДОЦ.
Продольная часть 344b переключающей галереи через вертикальную часть 344 с переключающей галереи гидравлически связана с находящимся внутри УМК ДОЦ клапаном сброса давления. В качестве примера вертикальное просверленное отверстие 347 может пересекать переключающую галерею 344b еще ближе ко второму концу 372 двигателя, чем последний переключающий порт 354. Следует понимать, что когда УМК ДОЦ (не показан) подключен, вертикальное просверленное отверстие 347 будет находиться ниже по потоку от каждого переключающего порта 354, а когда УМК ДОЦ обесточен, вертикальное просверленное отверстие 347 будет находиться выше по потоку от всех переключающих портов 354. Таким образом, рабочая жидкость из нагружающей галереи 346 может быть подана в переключающую галерею 344 по вертикальному просверленному отверстию 347 выше по потоку от любых возможных воздушных карманов внутри переключающей галереи 344 или переключающих портов 354. Таким образом, когда УМК ДОЦ обесточен, все воздушные включения гидравлическим потоком могут быть выведены к находящемуся внутри УМК ДОЦ клапану сброса давления и удалены из переключающей галереи и компонентов деактивации клапана.
Следует понимать, что в некоторых примерах нагружающая галерея 346 может располагаться вертикально ниже продольной части 344b переключающей галереи. При этом воздух будет вытекать из переключающей галереи к находящемуся внутри УМК ДОЦ клапану сброса давления, а не к нагружающей галерее, так как плотность воздуха меньше плотности рабочей жидкости.
Следует отметить, что некоторые отличительные признаки заявляемого изобретения при обесточенном состоянии УМК ДОЦ способствуют вытеснению воздуха из переключающей галереи к находящемуся внутри УМК ДОЦ клапану сброса давления. Например, поддержание перепада давления на кольцевом гидравлическом дросселе заставляет рабочую жидкость течь из нагружающей галереи 346 к продольной переключающей галерее 344b по вертикальному просверленному отверстию 347. Кроме того, соединение нагружающей галереи 346 с продольной переключающей галереей 344b выше по потоку от всех переключающих портов 354 (например, через вертикальное просверленное отверстие 347) создает условия для того, чтобы поток масла к клапану сброса давления удалял воздух из всех двухрежимных ГКЗ, а также воздух, находящийся в самой переключающей галерее. За счет выведения воздуха из переключающей галереи в нагружающую галерею при нахождении коромысел в застопоренном положении может быть сокращено время сжатия масла при переключении коромысел из застопоренного режима в расстопоренный режим с помощью приводимого в действие давлением масла стопорного штифта. За счет просверливания нагружающей галереи вертикально вниз к переключающей галереей и к клапану сброса давления воздух из переключающей галереи будет удаляться еще интенсивней благодаря своей низкой плотности. Следует понимать, что в некоторых примерах гидравлический контур, раскрытый в настоящей заявке, может быть оптимизирован за счет уменьшения объема нагружающей галереи и выпрямления траектории протекания рабочей жидкости в нагружающем контуре, что позволяет снизить влияние нагружающей галереи на переключающую функцию переключающей галереи. За счет уменьшения количества поворотов внутри нагружающего контура, т.е. выпрямления траектории протекания рабочей жидкости, нагружающая и переключающая галерея могут быстро заполняться гидравлическим потоком под высоким давлением при подключении УМК ДОЦ. При снижении влияния нагружающей галереи на переключающую галерею можно уменьшить количество воздушных включений в переключающей галерее при сохранении требуемых величин гидравлического объема и гидравлического потока внутри переключающей галереи.
Таким образом, как непосредственно показано на фиг. 1-6, настоящим изобретением заявляется гидравлический контур для механизма деактивации тарельчатого клапана двигателя, содержащий общее число приводимых в действие давлением масла стопорных штифтов, расположенных внутри общего числа гидравлических камер стопорных штифтов общего числа переключающих роликовых толкателей; множество гидрокомпенсаторов зазора, включая общее число двухрежимных гидрокомпенсаторов зазора; общее число переключающих роликовых толкателей, равное общему числу двухрежимных гидрокомпенсаторов зазора двигателя; первый гидравлический канал, подающий давление масла (например, от 0,5 до 2,0 бар) на множество гидрокомпенсаторов зазора, выполняющих функции компенсации зазора; второй гидравлический канал, параллельный первому гидравлическому каналу, управляющий подачей рабочей жидкости во множество гидравлических камер стопорных штифтов под первым или под вторым давлением, причем второе давление больше первого давления (например, первое давление находится в диапазоне от 0,1 до 0,5 бар, а второе давление находится в диапазоне от 2 и 4 бар); третий гидравлический канал, гидравлически связанный со вторым гидравлическим каналом, способствующий выводу воздушных включений из второго гидравлического канала в картер двигателя тогда, когда рабочая жидкость подается под первым давлением. В некоторых примерах заявляемый в настоящем изобретении гидравлический контур может также содержать общее число двухрежимных гидрокомпенсаторов зазора, гидравлически связывающих общее число гидравлических камер стопорных штифтов со вторым гидравлическим каналом, а также может содержать перпендикулярно просверленное отверстие, гидравлически связывающее второй гидравлический канал с третьим гидравлическим каналом. В некоторых примерах заявляемый в настоящем изобретении гидравлический контур может также содержать первый гидравлический канал, начинающийся на маслопроводе гидрокомпенсатора зазора, и заканчивающийся на множестве портов низкого давления гидрокомпенсатора зазора. В некоторых примерах заявляемый в настоящем изобретении гидравлический контур может также содержать второй гидравлический канал, начинающийся на управляющем масляном клапане ДОЦ и заканчивающийся на множестве портов высокого давления гидрокомпенсатора зазора. В некоторых примерах заявляемый в соответствии с настоящим изобретением гидравлический контур может также содержать третий гидравлический канал, начинающийся на гидравлическом дросселе, размещенном между корпусом управляющего масляного клапана ИФКР и посадочным отверстием управляющего масляного клапана ИФКР, и заканчивается на перпендикулярно просверленном отверстии, при этом второй гидравлический канал начинается на перпендикулярно просверленном отверстии и заканчивается на клапане сброса давления внутри управляющего масляного клапана ДОЦ, и гидравлический дроссель подает первое давление во второй гидравлический канал. Один или более из приведенных выше в качестве примера гидравлических контуров может также содержать клапан сброса давления, выполненный с возможностью сбрасывать давление при пороговом значении, которое достаточно высоко для способствования движению потока через клапан, но достаточно низко для предотвращения самопроизвольного расстопорения стопорного штифта ПРТ. В качестве примера расстопорение стопорного штифта ПРТ может происходить при третьем давлении, отличающемся от первого и второго давлений в переключающей галерее, если пороговое давление клапана сброса давления выше первого давления и ниже третьего давления. В другом примере пороговое давление может быть выше первого давления в переключающей галерее. Кроме того, пороговое давление также может быть равным первому давлению в переключающей галерее.
На фиг. 7 представлен пример алгоритма 700 эксплуатации раскрытого при описании фиг. 2 и подробно проиллюстрированного на фиг. 1, 3-6 гидравлического контура деактивации клапана. В качестве примера двигатель, содержащий заявляемый в настоящем изобретении гидравлический контур деактивации тарельчатого клапана, может также содержать контроллер с хранящимися в долговременной памяти машиночитаемыми инструкциями для выполнения алгоритма 700.
Выполнение алгоритма начинается при включенных цилиндрах ДОЦ и обесточенном УМК ДОЦ (например, 210 на фиг. 2). На этапе 702 в гидрокомпенсатор (например, ГКЗ 230 на фиг. 2) зазора подается пониженное гидравлическое давление по переключающей галерее (например, галерее 214 на фиг. 2). В частности, рабочую жидкость под заранее установленным давлением можно прокачать к кольцевому гидравлическому дросселю, встроенному между корпусом УМК ИФКР и посадочным отверстием УМК ИФКР (например, с помощью масляного насоса 202 на фиг. 2), а кольцевой дроссель может обеспечить нагружающую галерею (например, галерею 216 на фиг. 2) рабочей жидкостью под пониженным давлением. То есть, пониженное гидравлическое давление является дросселированным давлением и подается посредством дросселированного потока рабочей жидкости. Нагружающая галерея может обеспечить переключающую галерею пониженным давлением через перпендикулярно просверленное отверстие (например, перпендикулярно просверленное отверстие 217 на фиг. 2), расположенное на втором конце переключающей галереи. Переключающая галерея может подать рабочую жидкость под пониженным давлением к находящемуся внутри УМК ДОЦ клапану сброса давления (например, клапану 244 сброса давления внутри УМК 210 ДОЦ на фиг. 2). Тем самым, первое (пониженное) давление может быть подано в гидравлическую камеру стопорного штифта механизма деактивации клапана (например, внутри ПРТ 232 на фиг. 2) при обесточенном УМК ДОЦ, а включения воздуха внутри переключающей галереи ГКЗ будут перемещаться к клапану сброса давления вместе с рабочей жидкостью, подаваемой нагружающей галереей под вторым (повышенным) гидравлическим давлением.
На этапе 704 выясняют, удовлетворены ли условия деактивации клапана. Среди условий деактивации клапана может быть условие нагрузки двигателя ниже порогового значения. Если условия деактивации клапана удовлетворены, то алгоритм 700 переходит на этап 706. В противном случае алгоритм 700 переходит на этап 708.
На этапе 706 повышенное гидравлическое давление подается в переключающую галерею ГКЗ. В качестве примера повышенное гидравлическое давление может быть подано путем переключения УМК ДОЦ из обесточенного состояния в подключенное состояние, вследствие чего рабочая жидкость потечет под повышенным гидравлическим давлением от УМК ДОЦ к переключающей галерее ГКЗ. При этом происходит расстопорение внутреннего и внешнего коромысел ПРТ, и тарельчатый клапан деактивируется. Кроме того, за счет того, что на этапе 702 в гидравлическом контуре поддерживается пониженное давление, время между подачей повышенного давления к ГКЗ и расстопорением внутреннего и внешнего коромысел ПРТ может быть сокращено. Следует понимать, что рабочая жидкость под повышенным давлением течет по переключающей галерее ГКЗ в направлении, обратном тому, в котором рабочая жидкость течет под первым (пониженным) гидравлическим давлением, что показано на фиг. 2А и 2В. После этапа 706 выполнение алгоритма 700 завершается.
Таким образом, настоящее изобретение подразумевает способ управления механизмом деактивации клапана, включающий подачу первого давления масла на переключатель коромысла по первой масляной галерее гидрокомпенсатора зазора; избирательную подачу второго давления масла на переключатель коромысла по второй масляной галерее гидрокомпенсатора зазора, причем второе давление масла больше первого; подачу третьего давления масла в первую нагружающую галерею, гидравлически связанную с переключателем коромысла по галереям сброса давления, причем третье давление масла меньше первого и второго, а указанная нагружающая галерея гидравлически не связана с первой и второй галереей гидрокомпенсатора зазора. Способ включает также подачу давления во вторую масляную галерею гидрокомпенсатора зазора через УМК ДОЦ, при этом во вторую масляную галерею гидрокомпенсатора зазора давление подают только при выполнении условий отключения цилиндра. Способ включает также подачу давления в нагружающую галерею от маслопровода высокого давления ИФКР через находящийся внутри УМК ИФКР гидравлический дроссель, при этом нагружающая галерея выводит воздушные включения из гидрокомпенсатора зазора и переключателя коромысла к находящемуся внутри УМК ДОЦ клапану сброса давления. Способ также подразумевает, что коромысло является одним из общего числа первого набора коромысел, приводящих в движение общее число впускных клапанов, а общее число второго набора коромысел гидравлически связано со второй нагружающей галереей.
Техническим результатом создания нагружающей галереи, способствующей выведению воздуха из компонентов деактивации клапана, является уменьшение длительности переключения между застопоренным и расстопоренным состояниями механизма привода клапана. Техническим результатом встраивания гидравлического дросселя в кольцевой зазор между управляющим масляным клапаном ИФКР и его посадочным отверстием является снижение расходов, связанных с изготовлением дросселя с малыми допусками, за счет того, что дроссель включают в состав компонентов двигателя, уже изготовленных с малыми допусками. Еще одним техническим результатом встраивания дросселя в управляющий масляный клапан ИФКР является уменьшение количества просверленных отверстий между дросселем и нагружающей галереей, проходящей продольно вблизи распределительного вала. Еще одним техническим результатом встраивания дросселя в УМК ИФКР является преодоление компоновочных ограничений, связанных с гидравлическими дросселями. Кроме того, еще одним техническим результатом встраивания дросселя в УМК ИФКР является улучшение удобства технического обслуживания дросселя. Техническим результатом того, что в гидравлический дроссель масло подают от специального маслопровода ИФКР, является снижение расходов на фильтры, связанные с гидравлическим дросселем. Техническим результатом вывода нагружающей галереи в находящийся внутри УМК ДОЦ клапан сброса давления является поддержание в нагружающей галерее постоянного пониженного давления.
На фиг. 1-6 показаны примерные конфигурации с относительным расположением различных компонентов. Если таковые элементы показаны непосредственно контактирующими друг с другом, или непосредственно соединенными друг с другом, тогда таковые элементы по меньшей мере в одном примере считаются непосредственно контактирующими или непосредственно соединенными друг с другом. Аналогичным образом, элементы, показанные сближенными или соседствующими по меньшей мере в одном примере могут находиться близко друг к другу или по соседству друг с другом. Например, компоненты, соприкасающиеся сторонами, могут считаться соприкасающимися друг с другом сторонами. 8 другом примере элементы, расположенные раздельно друг от друга так, что между ними находится только пространство и никаких других компонентов, могут считаться таковыми по меньшей мере в одном примере.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, причем описанные действия реализуются исполнением инструкций в системе, включающей в себя разнообразные компоненты аппаратной части двигателя в комбинации с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
Реферат
Изобретение может быть использовано в механизмах привода клапанов двигателя внутреннего сгорания. Способ выведения воздушных включений осуществляется из потока масла, протекающего в гидравлическом контуре деактивации клапана (18) двигателя. Компонентами клапана (18) двигателя являются гидравлический контур деактивации клапана, управляющий масляный клапан двигателя с отключаемыми цилиндрами (УМК ДОЦ), коромысло, переключатель коромысла, клапан сброса давления и переключатель клапана сброса давления. Гидравлический контур деактивации клапана (18) содержит переключающую галерею (84) и масляную галерею (82) гидрокомпенсатора (36) зазора. Гидравлический контур деактивации клапана обеспечивает сообщение давления масла с переключающей галереей (84), масляной галереей (82) гидрокомпенсатора зазора, переключателем коромысла, переключателем клапана сброса давления и УМК ДОЦ. Способ выведения воздушных включений заключается в том, что подают первое давление масла через кольцевой зазор в переключающую галерею (84), когда УМК ДОЦ обесточен, для функционирования кольцевого зазора в качестве гидравлического дросселя для потока масла, протекающего, по меньшей мере, в части гидравлического контура деактивации клапана, когда в него подается первое давление масла. Переключающая галерея (84) выполнена с возможностью приема дросселированного потока масла при первом давлении масла и последующей подачи, по меньшей мере, первого давления масла на переключатель коромысла и на переключатель клапана сброса давления. Подают второе давление масла на переключатель коромысла через масляную галерею (82) гидрокомпенсатора зазора, когда УМК ДОЦ подключен. Второе давление масла больше первого давления масла. Технический результат заключается в предотвращении попадания воздуха в гидравлическую галерею повышенного давления, образующего в ней воздушные карманы в неработающем двигателе. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
