可变阀致动器制造技术

本发明专利技术涉及一种可变阀致动器。具体地，提供一种阀致动系统。流体致动器配置为选择性地防止阀移动至特定位置。流体源和该流体致动器流体连通。双向控制阀配置为控制该流体源和该流体致动器之间的流体流动。流体管路连接该双向控制阀和该流体致动器。安全阀与该流体管路流体连通，并且能够在关闭位置和开启位置之间移动，在关闭位置，阻止流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生高压回路，在开启位置，允许流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生低压回路。

【技术实现步骤摘要】

本申请整体涉及一种阀致动系统，更具体地，涉及一种与内燃发动机相关联的阀致动系统。
技术介绍
内燃发动机(诸如例如，柴油、汽油、天然气发动机)的运转可导致产生不想要的排放物。这些排放物(可能包括颗粒物和氮氧化物(NOx))产生于燃料在发动机的燃烧室内燃烧时。发动机活塞的排气冲程推动排出气体，这些气体可能包含来自发动机的这些排放物。若没有减排措施处于适当的位置，那么这些排放物将排出至环境中。现今的研究指向减少在发动机运转期间排向环境的某些排放物的量。期望改进的发动机设计和对于发动机运转的改进控制可使得这些排放物的产生得以减少。已经发现许多不同的手段(诸如例如发动机的气体再循环和后处理)可减少发动机运转期间产生的排放物量。不幸的是，这些减排手段的实施通常会导致发动机的总体效率的下降。其他一些努力集中在改善发动机效率，以补偿因减排系统而导致的效率损失。一种改进发动机效率的手段包括调节发动机阀的致动正时。例如，修改进气阀和排气阀的致动正时以便在典型的狄塞尔循环或奥托循环(称为米勒循环)上进行变型。在“晚进气”类型的米勒循环中，发动机的进气阀在活塞的压缩冲程的一部分期间保持开启。内燃发动机中的发动机阀通常由操作地连接至发动机的曲轴的凸轮布置驱动。曲轴的转动使得凸轮相应转动，从而驱动一个或更
多个凸轮从动件。凸轮从动件的移动导致发动机阀的致动。凸轮的形状决定了阀致动的正时和持续时间。如2001年5月29日授权的Macor等人的美国专利No.6,237,551中所描述的，通过变更凸轮的形状以使得进气阀的致动和活塞的压缩冲程的开始重叠，在这样一种凸轮布置中可实施“晚进气”的米勒循环。然而，晚进气的米勒循环在一定的运转条件下可能是不想要的。例如，运行在晚进气的米勒循环的柴油发动机将会在发动机冷的时候难以启动。这一困难的出现是由于空气燃料混合物加压至一定程度时才可实现柴油燃料的燃烧。晚进气的米勒循环的实施减少了每个燃烧室内的空气量和压缩量。降低了的压缩导致降低的压强，继而导致发动机的降低的温度和空气燃料混合物的较低的最大压强水平。因此，在以晚进气的米勒循环运转的冷发动机中实现燃烧可证明是困难的。如上所述，由凸轮布置驱动的阀系统的驱动正时由驱动凸轮的形状决定。由于凸轮的形状是固定的，这一布置是不可变的且在发动机的运转期间不可改变。也就是说，常规的凸轮驱动阀致动系统不可因发动机的不同运转条件的原因而进行修改。作为另一个例子，美国专利No.7,004,122及No.7,258,088描述了具有控制阀的进气阀致动系统，该控制阀用于控制至流体致动器的流体流动。除该控制阀外，美国专利No.7,004,122及No.7,258,088描述了一种在控制阀和流体致动器之间的平行流体管道的配置。具体地，方向控制阀和止回阀沿着平行流体管道的各个流体管道配置，以产生进一步地对至流体致动器及自流体致动器的流体控制。但是，在阀致动系统中的改进是需要的，例如，为降低大型双燃料柴油和天然气发动机内的压缩比和峰值气缸压强，以允许最大的气体置换，同时符合排放标准。因此，现有技术的这些和其他缺陷由本专利技术来解决。
技术实现思路
在一方面，本专利技术描述了一种阀致动系统，包括能够在阻止流体流动的第一位置和允许流体流动的第二位置之间移动的阀、配置为在第一位置和第二位置之间移动该阀的凸轮组件，其中该凸轮组件机械连接至该阀、以及配置为选择性地防止该阀移动至第一位置并且还配置为选择性地将该阀保持在第一位置和第二位置之间的位置的流体致动器。流体源可和该流体致动器流体连通。双向控制阀可配置为控制该流体源和该流体致动器之间的流体流动。流体管路可连接该双向控制阀和该流体致动器。蓄能器可与该流体管路流体连通，限流孔可设于该蓄能器和该流体管路之间，以限制该蓄能器和该流体管路之间的流体流动。安全阀可与该流体管路流体连通，并能够在关闭位置和开启位置之间移动，在关闭位置，阻止流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生高压回路，在开启位置，允许流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生低压回路，其中该安全阀至少根据该流体管路内的压强于该关闭位置和该开启位置之间被致动，其中该高压回路使得流体得以流动通过该流体管路以致动该流体致动器，以及其中该低压回路使得流体的至少一部分得以从该流体管路排出至外部环境。在另一方面，本专利技术描述了一种控制具有活塞的发动机的方法，该活塞能够移动经过进气冲程，随后经过压缩冲程。该方法可包括在该活塞的进气冲程期间，转动凸轮以在阻止流体流动的第一位置和允许流体流动的第二位置之间移动进气阀，其中该凸轮机械连接至该进气阀，在进气阀自第一位置移动之后，引导流体通过双向控制阀和流体管路至和该进气阀相关联的流体致动器，其中该流体致动器配置为选择性地将该进气阀保持在第一位置和第二位置之间的位置；致动该双向控制阀以选择性地阻止流体自该流体致动器流动通过该流体管路，从而阻止该进气阀移动至第一位置，以及允许流体管路内的压强下降至阈值压强以下，以使得设置为和该流体管路流体连通的安全阀得以开启，以及该流体管路内的流体的至少一部分得以排出至外部环境。在另一方面，本专利技术描述了一种包括发动机缸体的发动机，该发动机缸体限定至少一个气缸以及具有延伸至该至少一个气缸的至少一个进气管路的气缸盖，能够在阻止流体流动穿过该至少一个进气管路的第一位置和允许流体流动穿过该至少一个进气管路的第二位置之间移动的至少一个进气阀，连接至该进气阀以在第一位置和第二位置之间移动该进气阀的凸轮组件，其中该凸轮组件机械连接至该进气阀，配置为选择性地防止该进气阀移动至第一位置并且还配置为选择性地将该进气阀保持在第一位置和第二位置之间的位置的流体致动器，和该流体致动器流体连通的流体源，配置为控制该流体源和该流体致动器之间的流体流动的双向控制阀，连接该双向控制阀和该流体致动器的流体管路，与该流体管路流体连通的蓄能器，设于该蓄能器和该流体管路之间以限制该蓄能器和该流体管路之间的流体流动的限流孔，与该流体管路流体连通、并能够在阻止流体流动经此穿过的关闭位置和允许流体流动经此穿过的开启位置之间移动的安全阀，其中该安全阀至少根据该流体管路内的压强于该关闭位置和该开启位置之间被致动，其中该安全阀的关闭位置使得流体得以流动通过该流体管路以致动该流体致动器，并且其中该安全阀的开启位置使得流体的至少一部分得以从该流体管路排出至外部环境。附图说明图1为根据本专利技术不同方面的内燃发动机的概略横截面图。图2为根据本专利技术不同方面的气缸和阀致动组件的概略横截面图。图3为根据本专利技术不同方面的用于流体致动器的流体供给系统的示意及概略表示。图4为根据本专利技术不同方面的用于流体致动器的安全阀的示例性方面的横截面图。图5为根据本专利技术不同方面的用于流体致动器的蓄能器的示例
性方面的横截面图。图6为根据本专利技术不同方面的流体供给系统的透视图，并示出低压回路。图7为根据本专利技术不同方面的流体供给系统的透视图，并示出高压回路。图8为根据本专利技术不同方面的活跃状态的升程对时间的图形表示。图9为根据本专利技术不同方面的不活跃状态的升程对时间的图形表示。具体实施方式在一方面，可变阀致动器配置为保持阀(例如，气缸进气阀、制动系统阀等等)开启超过阀凸轮设计提供的标准正时。作为一个例子，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀致动系统，包括：阀，所述阀能够在阻止流体流动的第一位置和允许流体流动的第二位置之间移动；凸轮组件，所述凸轮组件配置为在第一位置和第二位置之间移动阀，其中凸轮组件机械连接至阀；流体致动器，所述流体致动器配置为选择性地防止阀移动至第一位置，还配置为选择性地将阀保持在第一位置和第二位置之间的位置；流体源，所述流体源和流体致动器流体连通；双向控制阀，所述双向控制阀配置为控制流体源和流体致动器之间的流体流动；流体管路，所述流体管路连接双向控制阀和流体致动器；蓄能器，所述蓄能器与流体管路流体连通；限流孔，所述限流孔设于蓄能器和流体管路之间，以限制蓄能器和流体管路之间的流体流动；以及安全阀，所述安全阀与流体管路流体连通，并能够在关闭位置和开启位置之间移动，在关闭位置，阻止流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生高压回路，在开启位置，允许流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生低压回路，其中安全阀至少根据流体管路内的压强于关闭位置和开启位置之间被致动，其中高压回路使得流体得以流动通过流体管路以致动流体致动器，以及其中低压回路使得流体的至少一部分得以从流体管路排出至外部环境。

【技术特征摘要】
2015.03.30 US 14/672,9161.一种阀致动系统，包括：阀，所述阀能够在阻止流体流动的第一位置和允许流体流动的第二位置之间移动；凸轮组件，所述凸轮组件配置为在第一位置和第二位置之间移动阀，其中凸轮组件机械连接至阀；流体致动器，所述流体致动器配置为选择性地防止阀移动至第一位置，还配置为选择性地将阀保持在第一位置和第二位置之间的位置；流体源，所述流体源和流体致动器流体连通；双向控制阀，所述双向控制阀配置为控制流体源和流体致动器之间的流体流动；流体管路，所述流体管路连接双向控制阀和流体致动器；蓄能器，所述蓄能器与流体管路流体连通；限流孔，所述限流孔设于蓄能器和流体管路之间，以限制蓄能器和流体管路之间的流体流动；以及安全阀，所述安全阀与流体管路流体连通，并能够在关闭位置和开启位置之间移动，在关闭位置，阻止流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生高压回路，在开启位置，允许流体流动经此穿过以在阀致动系统内产生低压回路，其中安全阀至少根据流体管路内的压强于关闭位置和开启位置之间被致动，其中高压回路使得流体得以流动通过流体管路以致动流体致动器，以及其中低压回路使得流体的至少一部分得以从流体管路排出至外部环境。2.如权利要求1所述的阀致动系统，还包括控制器，所述控制器配置为在开启位置和关闭位置之间致动双向控制阀以控制流体源
\t和流体致动器之间的流体流动。3.如权利要求1所述的阀致动系统，其中双向控制阀通常偏置于开启位置。4.如权利要求1所述的阀致动系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·耶格尔，V·雅各布，K·施雷德，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US