[发明专利]用于可控地操作内燃活塞式发动机的气体交换阀的液压阀装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可控地操作内燃活塞式发动机的气体交换阀的液压阀装置，该装置包括主体部分，该主体部分具有供布置操作活塞的工作空间，该操作活塞至少包括同心的第一活塞部分和第二活塞部分，并且在该主体部分中，第一流体腔被布置成由第一活塞部分和第二活塞部分两者的径向表面限定边界，并且该第一流体腔的容积响应于这些活塞部分相对于主体部分在第一方向上的移动而增大，并且第二流体腔被布置成由第二活塞部分的径向表面限定边界，并且该第二流体腔的容积响应于第二活塞部分相对于主体部分在第一方向上的移动而减小。

背景技术

内燃发动机通常包括多个气体交换阀。这些阀控制通过发动机的燃烧室的气流的进入和排出。典型的发动机针对发动机的每个缸或每个燃烧室将包括至少一个进气阀和至少一个出气阀。各个阀的打开被定时成发生在发动机的操作周期中的预定的凸轮或曲柄轴角处。众所周知的是，控制时间的优势在于，在发动机运转时发动机的气体交换阀是打开的。在例如运转速度较高时以及需要最大运能时，发动机的最大运能可以通过延长阀打开的时间来发挥作用。而且，可用的发动机转矩能够在部分负载和低转数时例如通过为阀选择合适的打开时间而增大。通过在发动机的每一个冲程期间根据其操作模式来调节阀的最佳打开时间，能够减少燃料的消耗和有害排放物。

这种可调节阀的起动可以借助液压阀操作系统来实现。作为这种系统的一个示例，EP140347381B1公开了一种致动组件，该致动组件具有：主体；阀，该阀移动相对于该主体以可滑动的方式布置的活塞；以及第一、第二和第三液压腔，这些液压腔被限定在所述活塞和所述主体之间，其中，所述第一腔和所述第二腔具有响应于相对于所述主体在第一方向上移动的活塞而减小的容积，并且所述第三腔具有响应于相对于所述主体在第一方向上移动的活塞而增大的容积。

US2004055547A1示出了一种液压致动器，其中，以如下方式来设计操作活塞，即：两个有效区域中的至少一个有效区域的区域表面沿着操作活塞的滑动路径而发生改变。特别是，其示出了一种装置，其中，活塞具有多个部分并且具有两个局部活塞，这两个局部活塞具有不同的轴向长度并且它们被同心地插入彼此内部，以便能够相对彼此来移动。因此，借助同心活塞的结合的有效区域，气体交换阀能够在大移位力的作用下迅速地打开，然后该移位力迅速地下降并且在阀的只借助内活塞抬起的剩余部分上保持恒定。

液压致动器为在操作发动机期间控制和调节阀的打开和关闭提供了广泛的可能性。然而，由于液压流体相当高的流速，所以液压气体交换阀致动的挑战在于能量效率。

本发明的目的在于提供一种用于可控地操作内燃活塞式发动机的气体交换阀的液压阀装置，该内燃活塞式发动机提供了灵活的可控性和最小的能量消耗。

发明内容

本发明的目的基本上通过一种用于可控地操作内燃活塞式发动机的气体交换阀的液压阀装置来实现，该液压阀装置包括主体部分，该主体部分具有供布置操作活塞的工作空间，该操作活塞至少包括相对于彼此以可滑动的方式同心地布置的第一和第二活塞部分，并且在所述主体部分中，第一流体腔被布置成由所述第一和第二活塞部分两者的径向表面限定边界，并且该第一流体腔的容积响应于这些活塞部分相对于所述主体部分在第一方向上的移动而增大，并且第二流体腔被布置成由所述第二活塞部分的径向表面限定边界，并且该第二流体腔的容积响应于所述第二活塞部分相对于所述主体部分在第一方向上的移动而减小。本发明的特征在于，所述第二活塞部分相对于所述主体部分在第一方向上的运动被布置成独立于所述第一活塞部分而能够由流体控制系统来控制，该流体控制系统被布置成与所述液压阀装置相连。

这样，可以通过具有最佳流速的液压流体相对于用于在所述第一方向上移动活塞的所需力来完成调节所述装置的工作。

根据本发明一实施方式，所述流体控制系统包括压力线路，该压力线路连接到加压流体源和所述第一流体腔并且设有压力阀，并且每个流体腔都与所述压力线路以可控的方式流体连通，其中每个流体腔的容积都响应于所述活塞部分中的至少一个活塞部分相对于所述主体部分在第一方向上的移动而减小。

根据本发明一实施方式，所述流体控制系统包括流体线路，该流体线路将所述第二流体腔以可控的方式连接至所述流体控制系统的低压部分。

根据本发明一实施方式，第三流体腔被布置成由至少所述第一活塞部分的径向表面限定边界，并且该第三流体腔的容积响应于所述第一活塞部分相对所述主体部分在第一方向上的移动而减小。所述第一流体腔和所述第三流体腔能够选择性地连接到加压液压流体源。