致动装置及其操作方法制造方法及图纸

一种旋转电磁致动器(2)包括用于向其转子(4)施加扭矩的偏置组件(30)。这种致动器可以用于操作内燃发动机的提升气门。所述偏置组件可在第一构型和第二构型之间移动，其中所述偏置组件在其第二构型中比在其第一构型中存储更大量的势能。所述设备包括闩锁机构(50)，其用于选择性地将所述偏置组件闩锁在其第二构型中。

Actuator and its operation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】致动装置及其操作方法
本专利技术涉及一种包括电磁致动器的致动装置。致动器具有相对于定子可旋转的转子且致动器包括用于向转子施加扭矩的偏置组件。这样的致动装置可以用于操作例如内燃发动机的提升气门。
技术介绍
WO2004/097184描述了一种可以用于打开和关闭内燃发动机的气门的旋转电磁致动器。在一个示例中，弹性悬臂弹簧臂与随转子旋转的偏心表面的外周接触。臂在转子旋转的一部分上变形，并且从而存储势能，该势能随后用于将转子加速通过其旋转的后续部分。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有电磁致动器的致动装置，所述电磁致动器包括：定子；转子，其可相对于所述定子在所述转子的旋转范围内旋转；以及偏置组件，其用于在所述转子的所述旋转范围的至少一部分上向所述转子施加扭矩，其中所述偏置组件可在第一构型和第二构型之间移动，其中所述偏置组件在其第二构型中比在其第一构型中存储更大量的势能，并且所述装置包括：闩锁机构，其用于选择性地将所述偏置组件闩锁在其第二构型中。在一些操作条件下，可能期望的是所述偏置组件存储势能，并且然后在所述转子的同一操作循环期间将该能量释放回到所述转子(通过在所述转子上施加减速扭矩，并且然后施加加速扭矩)。如果所述转子被操作成在旋转范围内来回振荡，那么操作循环可以被认为是由一次振荡组成的，也就是说，在一个方向上旋转(在完全旋转的一部分上)并且然后在相反的方向上旋转以达到其初始取向。可替换地，如果所述转子被操作成旋转整圈，那么操作循环可以被认为是所述转子的完全旋转。在其它操作条件下，可能优选的是防止所述偏置组件向所述转子施加扭矩。根据本专利技术，所述偏置组件被选择性地闩锁于其第二构型，其中势能被存储在所述偏置组件中。以这种方式，所述偏置组件可以保持处于其“经充能的”构型，使得所存储的能量在需要时可释放回到所述转子。这避免了在偏置组件存储和释放能量的操作暂停的时间段后，需要等待所述偏置组件被再次充以势能。所述装置可以包括控制器，所述控制器可操作来控制所述闩锁机构以在所述转子振荡期间将所述偏置组件闩锁在其第二构型中，并且在所述振荡之后将所述偏置组件从其第二构型中释放。此外、或者可替换地，控制器或所述控制器可以可操作来控制所述闩锁机构以在所述转子完全旋转期间将所述偏置组件闩锁在其第二构型中，并且在所述完全旋转之后将所述偏置组件从其第二构型中释放。因此，在所述转子的振荡或旋转的第一次循环期间存储在所述偏置组件中的能量可以在下一循环期间释放，或者在跟在一个或多个中间循环后的随后的循环期间释放，在这些中间循环期间能量被存储在所述偏置组件中。以这种方式，能量可以被存储在所述偏置组件中，准备好在需要时和当需要时释放，而不需要等待所述转子旋转通过其旋转的在此期间能量被加载到所述偏置组件中的部分。在其第一构型中，所述偏置组件可以不存储或基本不存储势能。当所述偏置组件从其第二构型移动到所述第一构型时，由所述偏置组件存储的势能经由所述偏置组件对所述转子施加扭矩而传递到转子。所述偏置组件可以例如机械地、液压地或气动地实施。优选地，所述偏置组件是机械组件，并且包括弹性机械部件。这个部件可以用于将势能存储为应变能并且用于产生由所述偏置组件施加在所述转子上的偏置力。应当理解的是，所述偏置组件的所述弹性机械部件可以采取诸如弹簧或弹性材料块的各种形式。在优选示例中，所述转子限定凸轮表面且所述偏置组件包括与所述凸轮表面接合的凸轮从动件，并且由所述偏置组件存储的所述势能的大小取决于所述凸轮从动件被所述凸轮表面的所位移的大小。更具体地，当所述偏置组件处于其第二构型时，由所述偏置组件存储的所述势能的大小可以取决于所述凸轮从动件从其在所述偏置组件处于其第一构型时的位置被所述凸轮表面所位移的大小。所述闩锁机构可以包括闩锁构件，所述闩锁构件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述闩锁构件将所述偏置组件固位在其第二构型中，在所述第二位置，所述闩锁构件不妨碍所述偏置组件在其第一构型和第二构型之间移动。所述闩锁机构可以被布置成选择性地向所述闩锁构件施加将所述闩锁构件朝向其第一位置推动的弹性偏置力。因此，如果所述闩锁构件不能立即朝向其第一位置移动并进入其第一位置，则当所述闩锁构件随后能够这样做时，所述弹性偏置力起作用来将所述闩锁构件朝向其第一位置移动且进入其中。所述闩锁构件可以与所述偏置组件的所述凸轮从动件相互作用，使得当所述闩锁构件处于其第一位置时，其限制所述凸轮从动件的移动。以这种方式，所述偏置组件的所述凸轮从动件可以被所述闩锁机构闩锁，以便将所述偏置组件保持在所述组件将机械势能存储在其中的构型中。在优选构型中，所述凸轮从动件被安装为用于绕枢轴旋转，所述凸轮从动件包括相对于所述枢轴径向延伸的成型部分，并且当所述闩锁构件处于其第一位置时，其防止所述成型部分绕所述枢轴在至少一个方向上旋转。可以与所述致动装置组合提供另一电磁致动器，其中所述闩锁构件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述闩锁构件将两个致动器的所述偏置组件固位在其第二构型中，在所述第二位置，所述闩锁构件不妨碍所述偏置组件在其第一构型和第二构型之间移动。因此，如果两个致动器正在执行相同的操作，则单个闩锁构件可以用于同时闩锁两个致动器的所述偏置组件。在这样的构型中，每个致动器的所述偏置组件可以包括凸轮从动件，其中所述凸轮从动件被安装为用于绕共用枢轴旋转。每个凸轮从动件可以包括相对于所述枢轴径向延伸的成型部分，并且当所述闩锁构件处于其第一位置时，其防止每个成型部分绕所述枢轴在至少一个方向上旋转。本专利技术还提供了一种内燃发动机，所述内燃发动机包括具有至少一个气门的至少一个气缸和如本文描述的致动装置，其中其致动器被布置成致动所述至少一个气门。在这个实施方式中，所述偏置组件可以被用来在一个打开和关闭气门循环内存储能量并向所述致动器的所述转子释放能量，或者在一个气门循环期间存储能量并且然后保留这个能量，直到在随后的气门循环期间需要释放这个能量。本专利技术进一步提供一种操作电磁致动器的方法，所述电磁致动器包括：定子；转子，其可相对于所述定子在所述转子的旋转范围内旋转；以及偏置组件，其用于在所述转子的所述旋转范围的至少一部分上向所述转子施加扭矩，其中所述偏置组件可在第一构型和第二构型之间移动，其中所述偏置组件在其第二构型中比在其第一构型中存储更大量的机械势能，所述方法包括选择性地将所述偏置组件闩锁在其第二构型的步骤。所述偏置组件可以在所述转子的振荡期间被闩锁在其第二构型中，并且然后保持在该构型中，直到其在随后的振荡中被所述闩锁组件从该构型中释放。类似地，所述偏置组件可以在所述转子的完全旋转期间闩锁在其第二构型中，并且然后保持在该构型中，直到其在随后的完全旋转中被所述闩锁组件从该构型释放。例如，当所述致动器被布置成致动内燃发动机中的气缸的气门时，所述偏置组件可以在所述气门的第一打开和关闭循环期间被闩锁在其第二构型中，并且在所述气门的第二后续打开和关闭循环期间从其第二构型释放。附图说明现在将通过示例参考附图来描述本专利技术的实施例，其中：图1是一对旋转电磁致动器的透视前视图；并且图2至图4是包括根据本专利技术实施例的共用闩锁机构的处于相继的操作阶段的一对致动器的零件的前视图。具体实施方式为了给图2至图4中示出的特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电磁致动器的致动装置，所述电磁致动器包括：定子；转子，其可相对于所述定子在所述转子的旋转范围内旋转；以及偏置组件，其用于在所述转子的所述旋转范围的至少一部分上向所述转子施加扭矩，其中所述偏置组件可在第一构型和第二构型之间移动，其中所述偏置组件在其第二构型中比在其第一构型中存储更大量的势能，并且所述装置包括：闩锁机构，其用于选择性地将所述偏置组件闩锁在其第二构型中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.06 GB 1616984.91.一种具有电磁致动器的致动装置，所述电磁致动器包括：定子；转子，其可相对于所述定子在所述转子的旋转范围内旋转；以及偏置组件，其用于在所述转子的所述旋转范围的至少一部分上向所述转子施加扭矩，其中所述偏置组件可在第一构型和第二构型之间移动，其中所述偏置组件在其第二构型中比在其第一构型中存储更大量的势能，并且所述装置包括：闩锁机构，其用于选择性地将所述偏置组件闩锁在其第二构型中。2.如权利要求1所述的装置，其中所述装置包括控制器，所述控制器可操作来控制所述闩锁机构以在所述转子振荡期间将所述偏置组件闩锁在其第二构型中，并且在所述振荡之后将所述偏置组件从其第二构型中释放。3.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述装置包括控制器，所述控制器可操作来控制所述闩锁机构以在所述转子完全旋转期间将所述偏置组件闩锁在其第二构型中，并且在所述完全旋转之后将所述偏置组件从其第二构型中释放。4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述偏置组件包括弹性机械部件。5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述转子限定凸轮表面且所述偏置组件包括与所述凸轮表面接合的凸轮从动件，并且由所述偏置组件存储的所述势能的大小取决于所述凸轮从动件被所述凸轮表面的所位移的大小。6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述闩锁机构包括闩锁构件，所述闩锁构件可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述闩锁构件将所述偏置组件固位在其第二构型中，在所述第二位置，所述闩锁构件不妨碍所述偏置组件在其第一构型和第二构型之间移动。7.如权利要求6所述的装置，其中所述闩锁机构被布置成选择性地向所述闩锁构件施加将所述闩锁构件朝向其第一位置推动的弹性偏置力。8.如权利要求6或权利要求7所述的装置，当从属于权利要求5时，其中当所述闩锁构件处于其第一位置时，所述闩锁构件限制所述凸轮从动件的运动。9.如权利要求8所述的装置，其中所述凸轮从动件被安装为用于绕枢轴旋转，所述凸轮从动件包括远离所述枢轴径向向外延伸的成型部分，并且当所述闩锁构件处于其第一位置时，其与所述成型部分接合、并且防止所述成型部分绕所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·斯通，
申请(专利权)人：卡姆肯汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB