Устройство управления клапаном для двигателя внутреннего сгорания

Устройство управления клапаном для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству управления клапаном для двигателя внутреннего сгорания, и, в частности, относится к устройству управления клапаном для управления операциями открытия и закрытия клапана двигателя в двигателе внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания обычно бывают снабжены тарельчатыми клапанами для регулирования подачи питающего газа и выпуска отработавшего газа из цилиндров двигателя. В частности, один или более впускных клапанов регулируют подачу питающего газа в определенный цилиндр, и один или более выпускных клапанов регулируют выпуск отработавшего газа из того же цилиндра. Открытие и закрытие этих клапанов или управление открытием или закрытием этих клапанов осуществляется через коромысла. В частности, впускной и выпускной клапаны обычно поддерживаются в закрытом положении с помощью механизма смещения, такого как обычные клапанные пружины, а открываются в направлении противодействия силам упругости пружин с помощью поворотного коромысла, сообщающего прямолинейное движение впускному и выпускному клапанам.

В одной конструкции коромысла работают в качестве толкателей кулачков и передают движение кулачка, закрепленного на вращающемся кулачковом валу, на клапан. Кулачок может иметь определенный кулачковый профиль, предназначенный для открытия клапана таким образом, чтобы клапан следовал требуемой последовательности открытия и закрытия клапана. Обычно один кулачок, имеющий один кулачковый профиль, управляет одним или более клапанами. Усовершенствование этой обычной конструкции позволяет использовать два или более коромысел, обегающих два или более кулачковых профилей для определенного клапана или комплекта клапанов. В этой усовершенствованной конструкции коромысла для определенного клапана или комплекта клапанов обегают различные кулачковые профили, имеющие определенные оптимизированные рабочие характеристики. Например, кулачок, соответствующий определенному коромыслу, может иметь профиль, предназначенный для оптимизации характеристики двигателя в состоянии низких оборотов или, в другом варианте, в состоянии высоких оборотов. Кулачковый профиль может быть также предназначен для работы двигателя в режиме большой мощности или высокой топливной эффективности. Многие системы коромысел, такие как упомянутые выше, используются для повышения удельной мощности (кВт/л) двигателя, которое также предусматривает вырабатывание той же самой мощности двигателем меньших размеров. Описание одного такого типичного устройства управления клапаном приводится в переданном в общее пользование патенте США №4887563, специально включенном в данное описание путем ссылки.

Вариант этой технологии предусматривает практическую деактивацию движения клапана (то есть открытия и закрытия), которая может быть целесообразной при уменьшении числа активных цилиндров во время работы двигателя. Деактивация цилиндров широко используется для временного уменьшения числа работающих цилиндров в многоцилиндровом двигателе внутреннего сгорания с целью повышения общей эффективности двигателя, в частности, на небольших нагрузках. Такая конструкция может включать в себя два коромысла, соединенных с определенным клапаном или комплектом клапанов. При этом одно коромысло может быть соединено с определенным клапаном или комплектом клапанов, а другое коромысло может быть соединено с требуемым кулачковым профилем. Соединение и разъединение коромысел одного с другим может осуществляться с помощью синхронизирующего штифта, имеющего продольную ось, параллельную оси вращения коромысел. Такая конструкция позволяет активировать клапан или комплект клапанов и отслеживать кулачковый профиль или деактивировать клапан или комплект клапанов и не отслеживать кулачковый профиль. Вталкивание и выталкивание таких синхронизирующих штифтов в пары коромысел и из этих пар коромысел обеспечивается под действием давления масла, подаваемого при изменении каналов подвода масла. При этом синхронизирующие штифты могут занимать только два положения - первое положение при низком давлении масла и второе положение при высоком давлении масла.

Число коромысел, соединяющихся с определенным клапаном или комплектом клапанов, число коромысел, которые могут быть соединены одно с другим с помощью синхронизирующих штифтов, и/или число синхронизирующих штифтов, используемых для соединения с определенным клапаном или комплектом клапанов, в некоторых случаях ограничивается. В частности, эти ограничения могут быть обусловлены соображениями размера, веса и/или стоимости. Конкурирующие соображения в конструкции двигателя включают в себя уменьшение размеров двигателя для увеличения экономии топлива и повышение отдачи от двигателя. Кроме того, стремление к использованию трех или более диаграмм подъема клапанов в двигателе для одного или более клапанов двигателя определенного цилиндра приводит к возникновению множества проблем, вызывающих потенциальное снижение производительности двигателя. Например, для того, чтобы обеспечить возможность быстрого выбора подходящей диаграммы подъема клапанов, при работе двигателя на высоких оборотах все коромысла должны быть соединены одно с другим. При этом инерционная масса такой системы коромысел становится нежелательно большой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному аспекту изобретения предлагается устройство управления клапаном для двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающее управление операциями открытия и закрытия клапана двигателя. В частности, в соответствии с этим аспектом устройство управления клапаном включает в себя центральное коромысло, первое соседнее коромысло и второе соседнее коромысло. Центральное коромысло поддерживается с возможностью поворота на оси коромысел. Поворотное движение центрального коромысла сообщает прямолинейное движение клапану двигателя для открытия и закрытие клапана двигателя. Первое соседнее коромысло поддерживается с возможностью поворота на оси коромысел с первой стороны центрального коромысла. Второе соседнее коромысло поддерживается с возможностью поворота на оси коромысел со второй противоположной стороны центрального коромысла.

Синхронно с вращением двигателя во вращение приводится множество кулачков. Множество кулачков включает в себя первый кулачок, предназначенный для обеспечения поворота первого соседнего коромысла вокруг оси коромысел в соответствии с первым кулачковым профилем первого кулачка, и второй кулачок, предназначенный для обеспечения поворота второго соседнего коромысла вокруг оси коромысел в соответствии со вторым кулачковым профилем второго кулачка. Устройство управления клапаном дополнительно включает в себя двойной синхронизирующий штифт для избирательной синхронизации поворотного движения центрального коромысла, по меньшей мере, с одним из: первым соседним коромыслом и вторым соседним коромыслом. Двойной синхронизирующий штифт имеет первое состояние, при котором поворотное движение первого соседнего коромысла, которое соответствует первому кулачку, передается на центральное коромысло, второе состояние, при котором поворотное движение второго соседнего коромысла, которое соответствует второму кулачку, передается на центральное коромысло, и третье состояние, при котором поворотное движение не передается ни от первого соседнего коромысла, ни от второго соседнего коромысла.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается устройство управления клапаном для двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающее управление операциями открытия и закрытия клапана двигателя. В этом устройстве центральное коромысло поддерживается с возможностью поворота для сообщения прямолинейного движения, по меньшей мере, одному первому клапану двигателя. При этом движение центрального коромысла определяется кулачком, имеющим кулачковую поверхность. Первое коромысло поддерживается с возможностью поворота с примыканием к первой стороне упомянутого центрального коромысла для сообщения прямолинейного движения, по меньшей мере, одному второму клапану двигателя. При этом движение первого коромысла определяется кулачком, имеющим кулачковую поверхность. Второе коромысло поддерживается с возможностью поворота с примыканием ко второй противоположной стороне центрального коромысла для сообщения прямолинейного движения, по меньшей мере, одному третьему клапану двигателя. При этом движение второго коромысла определяется кулачком, имеющим кулачковую поверхность.

Согласно еще одному другому аспекту изобретения предлагается устройство управления клапаном для двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающее управление операциями открытия и закрытия клапана двигателя. В этом устройстве центральное коромысло поддерживается с возможностью поворота для сообщения прямолинейного движения, по меньшей мере, одному клапану двигателя. Первое коромысло поддерживается с возможностью поворота с примыканием к первой стороне центрального коромысла для сообщения прямолинейного движения, по меньшей мере, одному клапану двигателя. Второе коромысло поддерживается с возможностью поворота с примыканием ко второй противоположной стороне центрального коромысла для сообщения прямолинейного движения упомянутому, по меньшей мере, одному клапану двигателя.

Согласно еще одному другому аспекту изобретения предлагается способ синхронизации коромысел клапана двигателя в двигателе внутреннего сгорания. В способе предлагается обеспечение сообщения прямолинейного движения клапану двигателя с помощью центрального коромысла, по бокам которого располагаются два соседних коромысла. Клапан двигателя совершает движение в соответствии с поворотным движением центрального коромысла. Поворотное движение от одного из соседних коромысел избирательно передается на центральное коромысло через синхронизирующий штифт. И поворотное движение от другого из соседних коромысел избирательно передается на центральное коромысло через синхронизирующий штифт.

Согласно дополнительному аспекту изобретения предлагается система привода трехходового клапана, обеспечивающая возможность работы одного или более клапанов цилиндра двигателя в трех режимах работы. В качестве примера эти режимы могут включать в себя нормальный режим, являющийся оптимальным для запуска двигателя и работы двигателя при ускорении на низких оборотах; режим высокой отдачи, являющийся оптимальным для получения максимальной отдачи от двигателя; и режим деактивации, при котором один или более цилиндров двигателя деактивируют в результате практического закрытия соответствующих клапанов для экономии топлива.

Согласно еще одному дополнительному аспекту изобретения предлагается синхронизирующий, который может занимать три положения. Синхронизирующий штифт может включать в себя два или более элементов штифта, обеспечивающих возможность избирательного изменения осевой длины синхронизирующего штифта. Варьирование длины синхронизирующего штифта используется для избирательного соединения соседних коромысел одного с другим для синхронного движения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вид спереди в частичном разрезе, иллюстрирующий устройство управления клапаном для управления операциями открытия и закрытие клапана двигателя.

фиг.2 - частичный вид сверху исполнительного устройства клапана, представленного на фиг.1, иллюстрирующий коромысла и соответствующие кулачки для клапана двигателя.

Фиг.3 - схематический вид исполнительного устройства клапана, подобного представленному на фиг.1 и 2, иллюстрирующий двойной синхронизирующий штифт для избирательной синхронизации поворотного движения коромысел.

Фиг.4А, 4В и 4С - схематические виды сечения синхронизирующего штифта, представленного на фиг.3, в различных рабочих состояниях.

Фиг.5А, 5В и 5С - схематические общие виды синхронизирующего штифта, представленного на фиг.3, в различных рабочих состояниях.

Фиг.6 - типичная таблица кулачков, представляющая различные комбинации кулачков для коромысел.

Фиг.7 - общий вид одного элемента штифта в составе синхронизирующего штифта согласно варианту осуществления, альтернативному по отношению к представленному на фиг.3.

Фиг.8А, 8В и 8С - схематичные общие виды, иллюстрирующие синхронизирующий штифт согласно альтернативному варианту осуществления в различных рабочих положениях.

Фиг.9А, 9В и 9С - схематичные общие виды, иллюстрирующие синхронизирующий штифт согласно другому альтернативному варианту осуществления в различных рабочих положениях.

Фиг.10А, 10В и 10С - схематичные общие виды, иллюстрирующие синхронизирующий штифт согласно еще одному другому варианту осуществления в различных рабочих положениях.

Фиг.11 - схематический вид синхронизирующего штифта согласно еще одному другому альтернативному варианту осуществления.

Фиг.12 - схематический вид исполнительного устройства клапана согласно альтернативному варианту осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее описание приводится со ссылками на чертежи, приведенные исключительно в целях иллюстрации одного или более типичных вариантов осуществления, а не в целях ограничения объема изобретения. Фиг.1 и 2 иллюстрируют устройство 10 синхронизации управления клапаном для двигателя внутреннего сгорания для управления операциями открытия и закрытие клапана 12 двигателя. Как лучше всего показано на фиг.2, устройство 10 управления, именуемое в данном документе также как система привода клапана, включает в себя центральное коромысло 14, поддерживаемое с возможностью поворота на оси 16 коромысел для сообщения прямолинейного движения клапану 12 двигателя. То есть поворотное движение центрального коромысла 14 сообщает прямолинейное движение клапану 12 двигателя для открытия и закрытия этого клапана. Первое соседнее коромысло 18 поддерживается с возможностью поворота с примыканием к первой стороне 14а центрального коромысла 14, а второе соседнее коромысло 20 поддерживается с возможностью поворота на оси 16 коромысел с примыканием к противоположной стороне 14b центрального коромысла 14.

Устройство 10 дополнительно включает в себя кулачковый вал 22, размещенный с возможностью вращения над корпусом двигателя. Кулачковый вал 22 может вращаться синхронно с вращением двигателя со скоростью, составляющей одну половину от скорости вращения двигателя. Кулачковый вал 22 закреплен с возможностью вращения в положении над осью 16 коромысел. На кулачковом валу 22 может быть закреплено множество кулачков (например, кулачки 24, 26, 28) для привода в синхронное вращение с вращением двигателя за счет вращения кулачкового вала 22. В иллюстрированном варианте осуществления множество кулачков включает в себя первый кулачок 24 предназначенный для обеспечения поворота первого соседнего коромысла 18 вокруг оси 16 коромысел в соответствии с первым кулачковым профилем первого кулачка 24, и второй кулачок 26, предназначенный для обеспечения поворота второго соседнего коромысла 20 вокруг оси 16 коромысел в соответствии со вторым кулачковым профилем второго кулачка 26. По выбору может быть и третий кулачок 28, предназначенный для обеспечения поворота центрального коромысла 14 вокруг оси 16 коромысел в соответствии с третьим кулачковым профилем третьего кулачка 28.

Кулачковый вал 22 приводится во вращение с помощью двигателя для обеспечения вращения кулачков 24, 26, 28 синхронно с двигателем. Контакт между соответствующими кулачками 24, 26, 28 и коромыслами 14, 18, 20, совмещенными с соответствующими кулачками по оси, обеспечивает преобразование вращательного движения кулачкового вала 22 в поворотное движение коромысел 14, 18, 20 вокруг оси 16 коромысел. Таким образом, коромысла 14, 18, 20 поддерживаются с возможностью поворота как толкатели кулачков на оси 16 коромысел параллельно кулачковому валу 22 и избирательно приводятся в движение с помощью соответствующих кулачков 24, 26, 28. При этом движение первого соседнего коромысла 18 определяется первым кулачком 24, имеющим первый кулачковый профиль, а движение второго соседнего коромысла 20 определяется вторым кулачком 26, имеющим второй кулачковый профиль. В случае наличия третьего кулачка 28 движение центрального коромысла 14 обычно определяется третьим кулачком, имеющим третий кулачковый профиль.

В варианте осуществления, иллюстрированном на фиг.1 и 2, открытие и закрытие клапана 12 двигателя осуществляется непосредственно с помощью центрального коромысла 14, совмещенного по оси с третьим кулачком 28. При этом первое соседнее коромысло 18 совмещено по оси с первым кулачком 24, а второе соседнее коромысло 20 совмещено по оси со вторым кулачком 26. Как известно и понятно специалистам в данной области техники, коромысла 14, 18, 20, причем каждое, могут быть снабжены соответствующими толкателями кулачка (например, толкателем 14 с кулачка на фиг.1), поддерживаемыми с обеспечением скользящего контакта соответственно с кулачками 24, 26, 28. Центральное коромысло 14 выступает в положение над клапаном 12 двигателя. Как показано, через дистальный конец центрального коромысла 14 может проходить регулировочный винт 30, который может контактировать с верхним концом клапана 12 двигателя. На верхнем конце клапана 12 двигателя может быть установлен стопор 32. Клапан 12 обычно подпружинен в направлении закрытия (то есть в направлении вверх на фиг.1) с помощью пружины 34 клапана, размещенной между стопором 32 и частью корпуса двигателя (не показано). Перемещение клапана 12 в открытое положение осуществляется с помощью центрального коромысло 14, обеспечивающего привод клапана 12 в направлении открытия (то есть в направлении вниз на фиг.1) и преодоления силы упругости пружины 34 клапана. Как известно и понятно специалистам в данной области техники, для подпружинивания коромысел 14, 18, 20 или поддержания этих коромысел в состоянии скользящего контакта с соответствующими кулачками 24, 26, 28 могут быть использованы специальные приспособления для подъема (не показано), и/или скользящий контакт с кулачками 24, 26, 28 может обеспечиваться роликами 36 (фиг.3) на коромыслах 14, 18, 20.

В варианте осуществления, иллюстрированном на фиг.1-3, как указано выше, дистальный конец центрального коромысла 14 сообщает прямолинейное движение клапану 12 двигателя для открытия этого клапана. В этом иллюстрированном варианте осуществления показан только один клапан 12 двигателя, привод которого в движение обеспечивается центральным коромыслом 14, однако очевидно, что центральное коромысло 14 может обеспечивать привод в движение любого числа клапанов 12 двигателя. Например, дистальный конец центрального коромысла 14 может иметь Y-образную форму с парой разнесенных ножек для обеспечения привода в движение двух клапанов двигателя.

Как дополнительно показано на фиг.3, устройство 10 управления клапаном дополнительно включает в себя двойной синхронизирующий штифт 38 в сборе, включающий в себя двойной синхронизирующий штифт 40 для избирательной синхронизации поворотного движения центрального коромысла 14, по меньшей мере, с одним из: первым соседним коромыслом 18 и вторым соседним коромыслом 20 (то есть для избирательной передачи поворотного движения одного или обоих из первого и второго соседних коромысел 18, 20 на центральное коромысло 14). Как описывается более подробно ниже, двойной синхронизирующий штифт 38 в сборе, включающий в себя двойной синхронизирующий штифт 40, располагается в отверстии 42, проходящем через центральное коромысло 14 и, по меньшей мере, частично через каждое из: первое и второе коромысла 18, 20. Двойной синхронизирующий штифт 38 в сборе и двойной синхронизирующий штифт 40, которые могут в качестве альтернативы именоваться избирательной соединительной муфтой, имеют первое состояние, при котором поворотное движение первого соседнего коромысла 18, которое соответствует первому кулачку 24, передается на центральное коромысло 14. В этом первом состоянии синхронизирующий штифт 38 в сборе соединяет первое соседнее коромысло 18 и центральное коромысло 14 одно с другим для передачи поворотного движения первого коромысла 18 на центральное коромысло 14. Кроме того, двойной синхронизирующий штифт 38 в сборе и двойной синхронизирующий штифт 40 имеют второе состояние, при котором поворотное движение второго соседнего коромысла 29, которое соответствует второму кулачку 26, передается на центральное коромысло 14 с помощью синхронизирующего штифта 38 в сборе, соединяющего второе соседнее коромысло 20 и центральное коромысло 14 одно с другим, для передачи поворотного движения от второго соседнего коромысла 20 на центральное коромысло 14. По выбору двойной синхронизирующий штифт 38 в сборе и двойной синхронизирующий штифт 40 могут иметь и третье состояние, при котором поворотное движение не передается ни от первого соседнего коромысла 18, ни от второго соседнего коромысла 20.

Синхронизирующий штифт 40 согласно иллюстрированному варианту осуществления имеет регулируемую осевую длину для избирательного соединения или обеспечения возможности соединения между первым соседним коромыслом 18 и центральным коромыслом 14, а также для избирательного соединения или обеспечения возможности соединения между вторым соседним коромыслом 20 и центральным коромыслом 14. В частности синхронизирующий штифт 40 размещен с возможностью перемещения в отверстии 42 в коромыслах 14, 18, 20 для избирательного соединения центрального коромысла 14 или с первым соседним коромыслом 18 или со вторым соседним коромыслом 20. Отверстие 42 имеет ось 44 ориентированную, в общем, параллельно оси 16 коромысел (и кулачковому валу 22), и за счет перемещения синхронизирующего штифта 40 внутри отверстия 42 вдоль ось 44 осуществляется избирательное соединение центрального коромысла 14 или с первым соседним коромыслом 18 для обеспечения синхронизированного поворотного движения вместе с этим коромыслом или со вторым соседним коромыслом 20 для обеспечения синхронизированного поворотного движения вместе с этим коромыслом.

В варианте осуществления, иллюстрированном на фиг.3, двойной синхронизирующий штифт 40, который может также именоваться как синхронизирующий штифт привода клапана, размещен между первыми и вторыми вспомогательными штифтами 50, 52 (то есть двойной синхронизирующий штифт 38 в сборе, представленный на фиг.3, включает в себя двойной синхронизирующий штифт 40 и вспомогательные штифты 50, 52). В частности, как показано на фиг.4А-4С и 5А-5С, первый вспомогательный штифт 50 размещен в границах первого участка отверстия 42, проходящего через первое соседнее коромысло 18. Второй вспомогательный штифт 52 размещен в границах второго участка 56 отверстия 42, проходящего через второе соседнее коромысло 20. Первый вспомогательный штифт 50 располагается с возможностью перемещения между рабочим положением или положением соединения (фиг.4А и 5А), при котором этот первый вспомогательный штифт 50 размещается на первом участке 54 и третьем участке 58 отверстия 42, проходящего через центральное коромысло 14, для синхронизации движения первого соседнего коромысла 18 и центрального коромысла 14 одного с другим, и нерабочим положением (фиг.4В, 4С, 5В и 5С), при котором первый вспомогательный штифт размещается на первом участке 54, но за границами третьего участка 58. Точно так же второй вспомогательный штифт 52 располагается с возможностью перемещения между рабочим положением или положением соединения (фиг.4В и 5В), при котором этот второй вспомогательный штифт 52 размещается на втором участке 56 и третьем участке 58 для синхронизации движения второго соседнего коромысла 20 и центрального коромысла 14 одного с другим, и нерабочим положением (фиг.4А, 4С, 5А и 5С), при котором второй вспомогательный штифт 52 размещается на втором участке 56, но за границами третьего участка 58.

Двойной синхронизирующий штифт 40 размещен на третьем участке 58 отверстия 42, проходящего через центральное коромысло 14 согласно иллюстрированному варианту осуществления. Осевая длина двойного синхронизирующего штифта 40 совпадает с осевой длиной третьего участка 58 (фиг.4С и 5С), когда двойной синхронизирующий штифт 40 находится в третьем состоянии для предотвращения выступания первого и второго вспомогательных штифтов 50, 52 на третий участок 58 с первого и второго участков 54, 56. А когда двойной синхронизирующий штифт 40 находится в первом состоянии (фиг.4А и 5А) для обеспечения выступания первого вспомогательного штифта 50 на третий участок 58 (и соединения коромысел 14, 18 одного с другим) и когда двойной синхронизирующий штифт 40 находится во втором состоянии (фиг.4В и 5В) для обеспечения выступания второго вспомогательного штифта 52 на третий участок 58 (и соединения коромысел 18, 20 одного с другим), осевая длина двойного синхронизирующего штифта 40 меньше осевой длины третьего участка 58 (фиг.4А, 5А и 4В, 5В).

Сжатое гидравлическое масло из источника 60 гидравлического масла (показано схематически) обеспечивает избирательное перемещение первого вспомогательного штифта 50, второго вспомогательного штифта 52 и двойного синхронизирующего штифта 40 для перевода двойного синхронизирующего штифта 38 в сборе и двойного синхронизирующего штифта 40 в одно из: первое, второе и третье состояния. В частности, гидравлическое масло из источника 60 гидравлического масла подается по схематически показанному каналу 62 подвода масла на первый участок 54 первого соседнего коромысла 18 между первым вспомогательным штифтом 50 и торцевой поверхностью 64 первого соседнего коромысла 18, задающей границы этого первого участка 54, для обеспечения перемещения первого вспомогательного штифта 50 на третий участок 58 и, таким образом, перевода двойного синхронизирующего штифта 38 в сборе и двойного синхронизирующего штифта 40 в первое состояние согласно фиг.4А. Источник 60 гидравлического масла подает гидравлическое масло по схематически показанному каналу 66 подвода масла на второй участок 56 второго соседнего коромысла 20 между вторым вспомогательным штифтом 52 и торцевой поверхностью 68 второго соседнего коромысла 20, задающей границы этого второго участка 56, для обеспечения перемещения второго вспомогательного штифта 52 на третий участок 58 и, таким образом, перевода двойного синхронизирующего штифта 38 в сборе и двойного синхронизирующего штифта 40 во второе состояние согласно фиг.4В.

Двойной синхронизирующий штифт 40 согласно иллюстрированному варианту осуществления включает в себя первый элемент 80 двойного штифта, примыкающий к первому вспомогательному штифту 50, и второй элемент 82 двойного штифта, примыкающий ко второму вспомогательному штифту 52. Как первый, так и второй элементы 80, 82 двойного штифта размещены с возможностью перемещения в границах отверстия 42, проходящего через коромысла 14, 18, 20, таким образом, что оба элемента 80, 82 двойного штифта размещены с возможностью перемещения по оси одного относительно другого. Первый и второй элементы 80, 82 двойного штифта - каждый - имеют соответствующие внешние торцевые поверхности 80а, 82а, обращенные к соответствующим торцам 64, 68 отверстия, а также внутренние торцевые поверхности 80b, 82b, обращенные одна к другой. Первый и второй элементы 80, 82 двойного штифта приводятся в контакт один с другим, когда гидравлическое масло подается на первый участок 54 для обеспечения перемещения первого вспомогательного штифта 50 на третий участок 58 и когда гидравлическое масло подается на второй участок 56 для обеспечения перемещения второго вспомогательного штифта 52 на третий участок 58. Источник 60 гидравлического масла может подавать гидравлическое масло на третий участок 58 через канал 84 подвода масла и, в частности, между первым и вторым элементами 80, 82 двойного штифта для обеспечения отделения первого и второго элементов 80, 82 двойного штифта одного от другого для увеличения осевой длины двойного синхронизирующего штифта 40 и перевода двойного синхронизирующего штифта 38 в сборе и двойного синхронизирующего штифта 40 в третье состояние (фиг.4С). В частности, гидравлическое масло, подаваемое через канал 84 подвода масла, направляется между внутренними торцевыми поверхностями 80b, 82b первого и второго элементов 80, 82 двойного штифта для перемещения этих первого и второго элементов двойного штифта по оси в направлении их отделения одного от другого.

Таким образом, первый и второй элементы 80, 82 двойного штифта приводятся в контакт один с другим, когда синхронизирующий штифт 40 находится в любом из: первом и втором состояниях (фиг.4А, 5А и 4В, 5В), и отделяются один от другого, когда синхронизирующий штифт 40 находится в третьем состоянии (фиг.4С, 5С), для предотвращения передачи поворотного движения от любого из: первого и второго соседних коромысел 18, 20 на центральное коромысло 14. Как показано, канал 84 подвода масла может, в частности, направлять гидравлическое масло из источника 60 гидравлического масла в кольцевую канавку 86, выполненную в центральном коромысле 14 вокруг третьего участка 58. В предпочтительном варианте изобретения кольцевая канавка 86 позволяет устранить или уменьшить возможность возникновения заусенцев, отрицательно влияющих на внешнюю окружную поверхность двойного синхронизирующего штифта 40, которые могут возникать, например, при соединении канала подвода масла, такого как канал 84, с третьим участком 58 между первым и вторым элементами 80, 82 двойного штифта через отверстия для прохода масла.

В иллюстрированном варианте осуществления первый и второй элементы 80, 82 двойного штифта имеют конструкцию, выполненную в виде ключевидной детали и гнезда. В частности, элемент 80 штифта включает в себя ключевидную деталь 184, размещаемую в гнезде 186, образованном элементом 82 штифта. Сцепление между ключевидной деталью 184 и гнездом 186 позволяет направлять движение элементов 80, 82 штифта одного относительно другого по оси. Как показано, размещение ключевидной детали 184 в гнезде 186 обеспечивает неподвижность или блокировку первого и второго элементов 80, 82 двойного штифта одного относительно другого в направлении радиуса. Кроме того, такая конструкция позволяет предотвратить возникновение осевого зазора между дистальным концом 184а ключевидной детали 184 первого элемента 80 двойного штифта и внутренней торцевой поверхностью 82b второго элемента 82 двойного штифта, когда двойной штифт 40 находится в раздвинутом состоянии согласно фиг.4С.

Как в деталях показано на фиг.4А-С и 5С, канал подвода масла может быть предназначен для распределения гидравлического масла в границах третьего участка 58. В иллюстрированном варианте осуществления канал подвода масла образован канавками или бороздками 186а, сформированными в ключевидной детали 184 элемента 82 штифта, и вогнутой выточкой 186b, сформированной во внутренней поверхности 186 с элемента 82 штифта (то есть, как лучше всего показано на фиг.5С, поверхностью в основании гнезда 186). При такой конструкции канал 186а, 186b подвода масла образует зазор вокруг ключевидной детали 184, существующий даже тогда, когда ключевидная деталь 184 полностью размещается в гнезде 186. Одной из причин образования зазора является ограничение положения дистального конца 184а по оси внутренней поверхностью 186с. При этом в иллюстрированном варианте осуществления показан канал подвода масла, сформированный только в элементе 82 штифта, однако очевидно, что канал подвода масла может быть сформирован и только в элементе 80 штифта или в обоих элементах 80, 82 штифта.

Устройство 10 управления клапаном, описанное в данном документе, позволяет использовать большое число механизмов двигателя. В частности, устройство 10 управления клапаном, имеющее три коромысла 14, 18, 20 для управления одним или более клапанами 12 двигателя, может быть выполнено с возможностью управления клапаном 12 двигателя с обеспечением различных диаграмм открытия и закрытия, основанных на профилях кулачков 24, 26, 28, соответствующих коромыслам 14, 18, 20. В частности, как дополнительно показано на фиг.6, в случае первого механизма или типа 110 двигателя первое соседнее коромысло 18 используется в качестве коромысла для низких оборотов, второе соседнее коромысло 20 используется в качестве коромысла для высоких оборотов, а среднее или центральное коромысло 14 - в качестве заблокированного или деактивированного. При этом механизме 110 двигателя первый кулачковый профиль первого кулачка 24, который соответствует первому соседнему коромыслу 18, выполнен с возможностью оптимизации характеристики двигателя при работе двигателя, по меньшей мере, в одном из: в режиме запуска и режиме низких оборотов. Точно так же второй кулачковый профиль второго кулачка 26, который соответствует второму соседнему коромыслу 20, выполнен с возможностью оптимизации характеристики двигателя при работе двигателя в режиме высоких оборотов. Центральное коромысло 14 может не иметь кулачка (например, кулачка 28), закрепленного на кулачковом вале 22. Вместо этого центральное коромысло 14 может оставаться деактивированным.

В случае первого механизма 110 двигателя первое состояние, при котором поворотное движение соседнего коромысла 18 передается на центральное коромысло 14, позволяет осуществлять привод клапана 12 двигателя с отслеживанием кулачкового профиля первого кулачка 24, соответствующего первому соседнему коромыслу 18, для низких оборотов. Второе состояние, при котором поворотное движение второго соседнего коромысла 20 передается на центральное коромысло 14, обеспечивает отслеживание центральным коромыслом 14 кулачкового профиля второго кулачка 26, совмещенного со вторым соседним коромыслом 20. Третье состояние, при котором поворотное движение на центральное коромысло 14 не передается ни от первого соседнего коромысла 18, ни от второго соседнего коромысла 20, может быть состоянием деактивации, при котором вращение кулачкового вала 22 не преобразуется в поворотное движение центрального коромысла 14, так что клапану 12 двигателя не сообщается никакого прямолинейного движения. При такой конструкции первое и второе состояния позволяют обеспечивать синхронизацию клапана по времени для различных областей значений оборотов с учетом предъявляемых требований.

В случае альтернативного второго механизма или типа 112 двигателя первое соседнее коромысло 18 является коромыслом для позднего закрытия, центральное коромысло 14 является коромыслом для низких оборотов, а второе соседнее коромысло 20 - коромыслом для высоких оборотов. Таким образом, в случае механизма 112 двигателя второй кулачок 26 имеет кулачковый профиль для высоких оборотов, обеспечивающий поворотное движение второго соседнего коромысла 20, третий кулачок 28 имеет кулачковый профиль для низких оборотов, обеспечивающий поворотное движение центрального коромысла 14, а первый кулачок 24 - кулачковый профиль для позднего закрытия, обеспечивающий сообщение первому соседнему коромыслу 18 движения, за счет которого происходит позднее закрытие. В случае механизма 112 двигателя, когда ни одно из коромысел 18, 20 не соединяется с помощью синхронизирующего штифта 40 с центральным коромыслом 14, центральное коромысло 14 отслеживает кулачковый профиль третьего кулачка 28 для низких оборотов. Когда второе соседнее коромысло 20 соединяется с помощью синхронизирующего штифта 40 с центральным коромыслом 14, это центральное коромысло 14 и, таким образом, клапан 12 двигателя отслеживают кулачковый профиль второго кулачка 26 для высоких оборотов. Когда первое соседнее коромысло 18 соединяется с помощью синхронизирующего штифта 40 с центральным коромыслом 14, это центральное коромысло 14 и, таким образом, клапан 12 двигателя отслеживают как кулачковый профиль третьего кулачка 28 для низких оборотов, так и кулачковый профиль первого кулачка 24 для позднего закрытия. В этом примере очевидно, что в случае механизма 112 двигателя центральное коромысло 14 и клапан 12 двигателя могут отслеживать кулачковые профили комбинированного типа, совмещающие в себе кулачковый профиль третьего кулачка 28 для низких оборотов и кулачковый профиль первого кулачка 24 для позднего закрытия.

В еще одном примере в случае третьего механизма или типа 114 двигателя первое соседнее коромысло 18 используется в качестве коромысла низких оборотов, центральное коромысло 14 используется в качестве коромысла