控制至少一阀门的可变控制装置，例如用于往复式发动机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及控制至少一阀门(2)的控制装置，控制装置包括主体(8)，主体包括不可变形的腔室(9)，腔室通过至少四个直线形的汽缸(10，11，12，13)与外界惟一地联通，所述至少四个直线形的汽缸分别地通过以下活塞封闭：通过打开凸轮(C1)作动的打开活塞(P1)、通过封闭凸轮(C2)作动的封闭活塞(P2)、用于启用或不启用控制装置的往复式活塞(Pa)、和机械地连接到阀门(2)的活塞(Ps)。根据本发明专利技术的控制装置允许在运行时和通过调整在打开凸轮(C1)和封闭凸轮(C2)之间的角度相移来调节阀门(2)的升程、阀门(2)打开的角度持续时间，和在需要时在整个的循环持续时间上完全停用阀门(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制至少一阀门的可变控制装置
本专利技术一般性地涉及控制至少一阀门的控制装置，例如用于往复式发动机，和更为特别地涉及控制至少一阀门的可变控制装置，所述至少一阀门由至少两个凸轮作动，所述至少两个凸轮由同步的和一个相对于另一个角度地相移的轴体负持。本专利技术特别是应用于往复式发动机在运行时的可变阀动分配，往复式发动机的汽缸盖承载同轴的两个凸轮轴，两个凸轮轴通过例如液压式的移相器连接。
技术介绍
阀动分配通常指发动机的阀门打开和封闭的序列全部。知晓的是，往复式发动机的性能非常取决于曲柄轴的角位置，在所述角位置，阀门在发动机循环中打开和封闭，以及知晓的是，最优的阀动分配线图随运行条件变化，和特别地随工况和载荷变化。这种阀动分配影响有效的压缩和膨胀率(米勒循环)、可能的再循环的燃烧气体的数量、在排气时的可用能量、容积效率、机械摩擦等。从而期望的是，在发动机运行期间能够独立地改变曲柄轴的角位置，在角位置执行进气阀和排气阀的打开和封闭。此外，进气阀的升程在很大程度上决定在燃烧室中的涡旋水平，可以有利地通过在进气阀的阀座处而非在布置在集气管上游的蝶阀处对进气流进行节流，对受控点火发动机的功率进行调节。最后，可以有利地通过在发动机的某些运行阶段中，使其进气阀和/或排气阀保持封闭，使发动机的某些汽缸停用。在阀门通过凸轮轴作动的情形中，所述阀门通过回复弹簧经过振荡或滑动机构紧压在转动凸轮上，转动凸轮的廓形限定所述阀门的往复式平移运动的运动学。为了避免撞击，在连接凸轮和阀门的机械传动链的元件之间的接触不应被中断，和阀门应在阀座上以几乎为零的速度落置。现今使用的大部分可变装置利用被机械地或液压地变形的单一凸轮的廓形产生阀门的运动。已知的用于机械地变化阀门的持续时间和升程的装置(如尤其是作为BMW的专利EP1039103的对象的“Valvetronic”装置)的复杂性要求较大的机加工精度，这使得这些装置相对昂贵。电－液压式装置(如尤其在C.R.F.的专利EP0803642和EP1344900中描述的“Uniair”装置)具有这样的弊端：使回复弹簧中蓄积的全部或部分能量损耗以及在很大程度上取决于润滑油的黏度。其它装置利用通常由同轴的两轴体负持的可相移的两个凸轮的廓形产生阀门的运动，其中之一保证阀门的打开而另一保证阀门的封闭。本申请人的专利申请WO02/48510教导液压地混合可相移的两个凸轮的廓形，以对打开持续时间进行调制，具有的弊端是：具有阀门升程的最小阈值，阻止由阀门控制的孔口的渗透性的逐渐减小直到阀门完全封闭。
技术实现思路
本专利技术基于相同原理和旨在利用连接同步的两个凸轮轴的单一转动移相器，提供与最好的已知装置相同的功能性。本专利技术的主要目的从而在于能够在运行时调节至少一阀门的打开的角度持续时间以及其升程直到阀门完全封闭，通过液压流体的节流，不损耗在装置的回复部件中蓄积的能量。为此，本专利技术提出控制至少一阀门的一种控制装置，例如用于往复式发动机，阀门被赋以直线形平移往复运动，直线形平移往复运动用于打开或封闭配有密封阀座的孔口，所述阀门包括向封闭位置弹性回复的弹性回复部件，控制装置包括主体，主体包括不可变形的腔室，腔室通过分别地通过四个活塞封闭的至少四个直线形的汽缸与外界惟一地联通，所述的四个活塞在远离腔室内部的下止点和接近腔室内部的上止点之间是可往复运动的，其特征在于，所述的四个活塞是：机械地连接到阀门并与阀门的弹性回复部件对抗的活塞；通过被第一轴体带动转动的打开凸轮作动的打开活塞；通过由第二轴体带动转动的封闭凸轮作动的封闭活塞，第二轴体与第一轴体同步转动和在运行时可相对于第一轴体岔开的一可调节角度；在限定下止点的第一固定挡块和限定上止点的第二固定挡块之间进行移动的往复式活塞，往复式活塞通过弹性部件向上止点回复；由所述四个活塞界定的腔室的部分通过当阀门置位于其阀座上时、打开活塞和封闭活塞位于它们的下止点时以及往复式活塞位于其上止点时所限定的基本不可压缩的一恒定基准容积的液压流体填充；打开活塞、封闭活塞和往复式活塞具有公共的汽缸工作容量和在它们的下止点与上止点之间移动相同容积的流体；并且，往复式活塞的和阀门的弹性回复部件是这样的：移动往复式活塞直到其下止点所需的流体压力小于用以打开阀门所需的压力。在根据本专利技术的装置中，对应阀门的一次打开－封闭的作业循环在同步轴体的一次完整转动上执行，同步轴体带动阀门的打开凸轮和封闭凸轮。循环在装置的限定腔室中存在的液压流体的基准容积的息止构型中开始和结束。在息止构型中，阀门通过弹性部件被回复到其阀座上，阀门的活塞Ps位于其上止点，往复式活塞Pa通过对应的弹性部件被回复到第二挡块上和位于其上止点，以及打开活塞P1和封闭活塞P2位于它们的下止点，下止点通过打开凸轮C1和封闭凸轮C2的基圆来限定。在轴体的转动中，打开活塞P1和封闭活塞P2的行程仅仅取决于根据凸轮各自的廓形的凸轮C1和C2的角位置。带动凸轮的曲柄轴从而可控制由活塞P1和P2在腔室中压送的正或负瞬时流体流量，和因此对腔室进行供给的总瞬时流量等于由P1和P2压送的瞬时流量的代数和。在开始循环时活塞P1和P2同时处于它们的下止点，从循环开始由活塞P1和P2在腔室中压送的总容积在整个循环持续时间中在任何时刻处于零与活塞P1、P2和Pa的公共汽缸工作容量的两倍之间。在腔室中存在的液压流体的基准容积保持恒定，由活塞P1和P2从它们的下止点压送的总流量应由在循环开始时处于它们上止点的活塞Pa和Ps吸收。考虑到对它们的各个回复部件的整治，所压送的总流量惟一地由往复式活塞Pa吸收，而所述流量仍小于前述的公共汽缸工作容量。自该往复式活塞到达在其下止点的第一挡块时，活塞Ps从而仅仅能够吸收超出所述公共汽缸工作容量的所压送的流量，过剩的部分不再通过往复式活塞Pa吸收。阀门的活塞Ps从而仅能够吸收在零和所述公共汽缸工作容量之间的容积。可以观察到，往复式活塞Pa从其上止点到其下止点的移动相位组成预先于阀门的各种移动的装置启用相位。为了对阀动分配进行改变，设置移相器所允许的最大相移角度，以例如在运行时使第二轴体相对于第一轴体前进，打开凸轮和封闭凸轮每个包括一基圆弧和唯一的凸角，凸角的廓形通过上升坡道、随后的第二圆弧、再随后的下降坡道组成，上升坡道允许将对应的活塞从其下止点移动到其上止点，第二圆弧与基圆弧同心并且直径比基圆弧的直径大，允许使打开活塞和封闭活塞在它们的上止点保持不动，下降坡道允许将打开活塞和封闭活塞再带向它们的下止点，打开凸轮的基圆弧的角开度至少等于封闭凸轮的上升坡道的角开度加上最大相移角度，封闭凸轮的基圆弧的角开度至少等于打开凸轮的下降坡道的角开度加上最大相移角度。根据本专利技术的一特征，在整个相移范围上，第一轴体和第二轴体的相对角度调整是这样的：在往复式活塞在封闭凸轮的上升坡道的作用下达到其上止点之后，打开活塞在打开凸轮的上升坡道的作用下离开其下止点；在打开活塞在打开凸轮的下降坡道的作用下离开其上止点之前，封闭活塞在封闭凸轮的下降坡道的作用下达到其下止点。在这些条件中，从息止位置开始，封闭凸轮C2的上升坡道通过将封闭活塞P2从其下止点移动到其上止点而开始进行作业循环，从而在腔室中压送流体的公共汽缸工作容量，以无震动地将往复式活塞Pa从其上止点推动到其下止本文档来自技高网...

【技术保护点】
控制至少一阀门(2)的控制装置，例如用于往复式发动机，阀门被赋以直线形平移往复运动，直线形平移往复运动用于打开或封闭配有密封阀座(4)的孔口，所述阀门(2)包括向封闭位置弹性回复的弹性回复部件(5)，控制装置包括主体(8)，主体包括不可变形的腔室(9)，腔室通过分别地由四个活塞(P1，P2，Pa，Ps)封闭的至少四个直线形的汽缸(10，11，12，13)与外界惟一地联通，所述的四个活塞在远离腔室(9)内部的下止点和接近腔室(9)内部的上止点之间是可往复运动的，其特征在于，所述的四个活塞是：机械地连接到阀门(2)并与阀门的弹性回复部件(5)对抗的活塞(Ps)；通过被第一轴体带动转动的打开凸轮(C1)作动的打开活塞(P1)；通过由第二轴体带动转动的封闭凸轮(C2)作动的封闭活塞(P2)，第二轴体与第一轴体同步转动和在运行时能相对于第一轴体岔开一可调节角度；在限定下止点的第一固定挡块(17)和限定上止点的第二固定挡块(16)之间进行移动的往复式活塞(Pa)，往复式活塞(Pa)通过弹性回复部件(18)向上止点回复；由所述的四个活塞(P1，P2，Pa，Ps)界定的腔室(9)的部分通过当阀门(2)置位于其阀座(4)上时、打开活塞(P1)和封闭活塞(P2)位于它们的下止点时以及往复式活塞(Pa)位于其上止点时所限定的基本不可压缩的一恒定基准容积的液压流体填充；打开活塞(P1)、封闭活塞(P2)和往复式活塞(Pa)具有公共的汽缸工作容量和在它们的下止点与上止点之间移动相同容积的流体；并且，往复式活塞(Pa)的和阀门(2)的弹性回复部件(18，5)是这样的：移动往复式活塞(Pa)直到其下止点所需的流体压力小于用以打开阀门(2)所需的压力。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.02 FR 1250963;2012.02.02 US 61/594,0691.控制至少一阀门(2)的控制装置，阀门被赋以直线形平移往复运动，直线形平移往复运动用于打开或封闭配有密封阀座(4)的孔口，所述阀门(2)包括向封闭位置弹性回复的弹性回复部件(5)，控制装置包括主体(8)，主体包括不可变形的腔室(9)，腔室通过分别地由四个活塞(P1，P2，Pa，Ps)封闭的至少四个直线形的汽缸(10，11，12，13)与外界惟一地联通，所述的四个活塞在远离腔室(9)内部的下止点和接近腔室(9)内部的上止点之间是可往复运动的，其特征在于，所述的四个活塞是：机械地连接到阀门(2)并与阀门的弹性回复部件(5)对抗的活塞(Ps)；通过被第一轴体带动转动的打开凸轮(C1)作动的打开活塞(P1)；通过由第二轴体带动转动的封闭凸轮(C2)作动的封闭活塞(P2)，第二轴体与第一轴体同步转动和在运行时能相对于第一轴体岔开一可调节角度；在限定下止点的第一固定挡块(17)和限定上止点的第二固定挡块(16)之间进行移动的往复式活塞(Pa)，往复式活塞(Pa)通过弹性回复部件(18)向上止点回复；由所述的四个活塞(P1，P2，Pa，Ps)界定的腔室(9)的部分通过当阀门(2)置位于其阀座(4)上时、打开活塞(P1)和封闭活塞(P2)位于它们的下止点时以及往复式活塞(Pa)位于其上止点时所限定的基本不可压缩的一恒定基准容积的液压流体填充；打开活塞(P1)、封闭活塞(P2)和往复式活塞(Pa)具有公共的汽缸工作容量和在它们的下止点与上止点之间移动相同容积的流体；并且，往复式活塞(Pa)的和阀门(2)的弹性回复部件(18，5)是这样的：移动往复式活塞(Pa)直到其下止点所需的流体压力小于用以打开阀门(2)所需的压力。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，在运行时第二轴体能相对于第一轴体被前进直到最大相移角度，打开凸轮(C1)和封闭凸轮(C2)每个包括一基圆弧(C11，C21)和唯一的凸角，凸角的廓形由上升坡道(C12，C22)、随后的第二圆弧(C13，C23)、再随后的下降坡道(C14，C24)组成，上升坡道允许将对应的活塞(P1，P2)从其下止点移动到其上止点，第二圆弧与基圆弧(C11，C21)同心并且直径比基圆弧的直径大，允许使打开活塞(P1)和封闭活塞(P2)在它们的上止点保持不动，下降坡道允许将打开活塞(P1)和封闭活塞(P2)再带向它们的下止点，打开凸轮(C1)的基圆弧(C11)的角开度(α11)至少等于封闭凸轮(C2)的上升坡道(C22)的角开度(α22)加上最大相移角度，封闭凸轮(C2)的基圆弧(C21)的角开度(α21)至少等于打开凸轮(C1)的下降坡道(C14)的角开度(α14)加上最大相移角度。3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，在整个相移范围上，第一轴体和第二轴体的相对角度调整是这样的：在往复式活塞(Pa)在封闭凸轮(C2)的上升坡道(C22)的作用下达到其上止点之后，打开活塞(P1)在打开凸轮(C1)的上升坡道(C12)的作用下离开其下止点；在打开活塞(P1)在打开凸轮(C1)的下降坡道(C14)的作用下离开其上止点之前，封闭活塞(P2)在封闭凸轮(C2)的下降坡道(C24)的作用下达到其下止点。4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，第一轴体和第二轴体的相对角度调整被限定以使得，对于在第一轴体和第二轴体之间的对应于阀门的最大打开持续时间的零相移角度，在打开活塞(P1)达到其上止点之后，封闭活塞(P2)离开其上止点，以产生初始相移范围，对于初始相移范围，阀门(2)在其打开相位和封闭相位之间以最大升程停留一定时间。5.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，第一轴体和第二轴体的相对角度调整被限定以使得，对于在第一轴体和第二轴体之间的零相移角度，在打开活塞(P1)达到其上止点之前，封闭活塞(P2)离开其上止点。6.根据权利要求2到5中任一项所述的控制装置，其特征在于，封闭凸轮(C2)相对于打开凸轮(C1)的最大相移角度足以使得：在打开活塞(P1)离开其下止点之前，封闭活塞(P2)离开其上止点，和在阀门打开阶段的任何时刻，由封闭活塞(P2)从其上止点开始抽吸的流体容积大于由打开活塞(P1)从其下止点开始压送的流体容积，以使所压送的总流量仍小于或等于公共的汽缸工作容量，阀门(2)在整个循环持续时间中保持是封闭的，以及往复式活塞(Pa)离开和接合其下止点，以将腔室的容积保持在其基准值。7.根据权利要求1到5中任一项所述的控制装置，其特征在于，通过改变第二轴体的相移角度和保持第一轴体固定，或相反地改变第一轴体的相移角度和保持第二轴体固定，或甚至同时地改变每个轴体相对于带动所述第一轴体和第二轴体的曲柄轴的相移角度，对阀门(...

【专利技术属性】
技术研发人员：让·弗雷德里克·梅尔基奥尔，
申请(专利权)人：让·弗雷德里克·梅尔基奥尔，
类型：发明
国别省市：法国;FR