再生阀液压致动器制造技术

再生阀液压致动器(1)包括：高压蓄压器(5)，其通过高压进料液压泵(2)进料；致动器(6)，其限定致动器液压室(7)且用于——借助渐进式杠杆臂比率杠杆(27)——致动具有阀回位装置(12)的阀(8)；阀挺杆液压阀(13)，其位于所述高压蓄压器(5)和所述致动器液压室(7)之间；挺杆止回阀(15)，其将低压蓄压器(4)连接到所述致动器液压室(7)；阀闭合液压阀(17)，其位于所述室(7)与闭合和再生液压马达(20)之间，所述再生液压马达(20)回收先前投入用于打开所述阀(8)的能量。

Regeneration valve hydraulic actuator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】再生阀液压致动器
本专利技术涉及一种再生阀液压致动器，其主要意在用于往复式内燃机。
技术介绍
自内燃机诞生之初，就有许多装置被设计用来致动最广泛使用的内燃机的进气和排气阀的打开和闭合，也就是那些采用博德罗恰斯(BeaudeRochas)、奥托(Otto)或狄塞尔(Diesel)循环的内燃机。然而，由于其可靠性、坚固性、简单性和适中的单位成本，凸轮轴已被视为几乎在全球范围内生产的几乎所有四冲程发动机都配备的通用阀致动器。尽管如此，所述凸轮轴所包含的凸轮具有通过设计固定的轮廓，使得所述凸轮致动的阀升程规律无法自由变化。迈向更大灵活性的第一步是在往复式内燃机的凸轮轴和曲轴之间插入一个移相器，所述移相器允许进气阀或排气阀或它们两者的打开——相对于曲轴的角度位置——提前或延迟。所述移相器用作被称为VVT(其表示“可变阀正时”)的策略的一部分。第二步骤包括使阀的打开时间和/或升程高度可变，此策略更为人所知的是缩写VVA(其表示“可变阀致动”)。就此而言，一些装置已经或正在以各种品牌和/或各种商品名称销售。具有至少两个可选凸轮轮廓的离散可变阀挺杆和通常基于单个凸轮和无级调速变速器的连续可变挺杆之间存在区别。离散可变挺杆包含例如的装置、的“Variocam”装置、的“Valvelift”和的装置。连续变化阀挺杆装置包含由开发的基于变速比杠杆的装置和的装置，后者提供凸轮和阀推杆之间的液压传动，同时液压流体储罐回油电磁阀使得所述阀的升程能够在一定程度上被截断。为了进一步提高往复式内燃机的阀的打开、闭合和提升控制的灵活性，设想了许多装置，这些装置纯粹只是用大体上可变速的装置取代凸轮轴及其轮廓不变的凸轮。这些不具有凸轮的装置被称为“无凸轮”装置。所述“无凸轮”装置的目标是在物理和几何允许的范围内，获得各种各样的阀打开、提升和闭合的规律。已经生产出来许多“无凸轮”装置，其中大部分都在原型阶段停滞不前。例如，的“电磁无凸轮”装置、的装置、美国公司与合作开发的水电装置或公司的“主动阀机构(AVTTM)”装置。各种装置在设计阶段停滞不前，而且即使有，也只能部分实现。就此而言，请注意，属于本申请人的专利描述了液压机械或电动液压“无凸轮”装置。这些装置中的第一种在FR2842867号中公布，并且描述了活塞发动机的阀液压致动器，而第二种装置在FR2980516号中公布，并且公开了一种往复式凸轮电动液压阀致动器目前，尚未批量生产用于机动车的“无凸轮”型装置。这是因为，与“无凸轮”装置相比，基于至少一个凸轮的阀致动器具有更大的竞争力和更小的冒险性，并且具有更有利的成本效益比。此外，许多“无凸轮”装置的能量平衡归根结底是很普通的，因为投入用于加速阀和压缩回位弹簧的能量没有全部回收，或者只是太少，或者液压、电磁或机械“无凸轮”致动器的能效不足。例如，专利技术人MichaelM.Schechter的美国专利5,410,994没有回收投入用于打开阀的液压能量，以至于专利技术人甚至在所述专利的文本中指明，向阀输送液压流体的流速是决定系统能耗的主要因素。除了导致高能耗外，阀动能或阀回位弹簧压缩能的无法回收——无论所述弹簧的性质如何——意味着所述阀的极大不稳定性，所述阀与液压流体一起形成一个质量弹簧系统，如果未回收的能量不能以热的形式完全耗散，那么该质量弹簧系统会受到高激励。这就是为什么许多“无凸轮”装置不精确，导致经受寄生运动的阀的提升不稳定并使阀保持打开。这尤其导致了必须阻尼所述阀的移动以使其更精确，而阻尼的本质是以热的形式耗散能量，这对效率不利。还要注意，当阀到达支座附近时，大多数“无凸轮”装置在阀闭合过程中很难使阀充分减速。这种减速对于限制所述阀和所述支座之间的冲击力来说是必要的，从而使所述支座具有正常的使用寿命，并且防止出现过度的声发射。这种被称为“软着陆”的减速策略自然是由凸轮实现的，在现有技术中，凸轮的轮廓以本领域中众所周知的“安静斜坡(rampofsilence)”终止，并且确保在良好的效率条件下恢复阀的动能。另外应注意，在这方面，美国专利5,410,994不像专利技术人ZhengLou的美国专利2008/0251041A1那样包含用于在支座附近使阀减速的任何凸轮或任何机械装置。因此，这种装置必然会导致不可接受的声发射、对阀座的锤击以及损害配备有这种装置的内燃机总效率的能量消耗。因此，到目前为止，考虑到现有技术水平和技术，借助“无凸轮”型阀致动器实现内燃机能效最大化的技术、经济和工业努力是不合理的，因为基于一个或多个凸轮轴的更简单和更稳健的方法可以实现理论上所述发动机可接受的大部分效率增益，而无需借助“无凸轮”技术。换句话说，为了实现机动车的批量生产，“无凸轮”型阀致动器的制造单位成本、可靠性和总体尺寸必须至少与凸轮型致动器相当，甚至更具竞争力。但是，如果出于功能原因无法使用凸轮型致动器，那么可以使用“无凸轮”阀致动器。对于属于本申请人且以FR3032236号公布的法国专利所涉及的凸轮轴内燃机来说尤其如此。事实上，所述发动机的进气计量阀必须在极其短的时间——大约几百微秒——内提升，这使得凸轮型致动器在任何情况下都不能保证所述阀在所需条件下打开。所述阀的闭合同样如此。因此，根据专利号FR3032236，传统的致动器无法打开发动机的计量阀，除非所述发动机仅以非常低的速度转动，如果这种以非常低的速度转动的致动器用于机动车或重型货车领域，则不可能如此。此外，根据FR3032236的传递-膨胀(transfer-expansion)和再生型发动机的特定架构，特别是所述发动机的双动式膨胀汽缸的汽缸盖的特定架构，仅难以与凸轮轴兼容。事实上，如2015年9月14日的法国专利申请第1558585号所描述，所述膨胀汽缸的汽缸筒、下部汽缸盖和上部汽缸盖组成的总成适于悬挂在空心柱上，所述申请也属于本申请人。考虑到一方面空心柱搁置在球承连接上，另一方面所述总成处于高温下，因此不可能将任何类型的凸轮轴的带或链传动机构固定到所述总成包括的下部汽缸盖和/或上部汽缸盖上。因此，根据专利号FR3032236的建议，应提供准备安装在所述汽缸盖中的筒，所述筒尤其包含计量阀致动器和计量阀本身，所述筒只通过足够柔性的电缆和/或管线相互连接和/或连接到向所述致动器进给的能量源。在往复式活塞压缩机和发动机的应用领域中，根据一个特定实施例，本专利技术产生一种再生阀液压致动器，所述再生阀液压致动器：·极其快速，以至于实现几百微秒的阀打开时间和接近一毫秒的打开持续时间，因此特别解决了以FR3032236号公布的法国专利中所描述的传递-膨胀和再生型发动机的功能要求；·精确并且几乎没有引起它致动的阀的寄生移动，即使所述阀几乎不存在阻尼；·适用于配备任何现有技术的活塞压缩机或任何往复式内燃机，尤其是可以安装在以FR3032236号公布的法国专利中所描述的传递-膨胀和再生型发动机上，因为有可能制造准备好针对每个阀独立安装的独立筒，所述筒相对于所述发动机的取向是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于往复式活塞压缩机或发动机(100)的再生阀液压致动器(1)，所述往复式活塞压缩机或发动机(100)包括至少一个活塞(101)，所述活塞(101)连接到传动构件(102)以在通过压缩机或发动机汽缸盖(104)闭合的汽缸(103)中往复运动，所述活塞(101)、所述汽缸(103)和所述汽缸盖(104)形成压缩或燃烧室(105)，至少一个进气管线(106)和至少一个排气或排出管线(107)通向所述压缩或燃烧室(105)，所述两个管线(106，107)中的一个或两个通过管线孔(10)连接到所述室(105)，当阀(8)搁置在阀座(11)上时所述阀(8)能够堵住所述管线孔(10)，特征在于其包括：/n至少一个高压液压进料泵(2)，其能够准许来自低压蓄压器(4)或流体储罐(46)的液压流体(3)通过低压进料管线(47)进入以通过高压进料管线(48)将所述流体(3)排出到高压蓄压器(5)；/n至少一个致动器(6)，其包括通过致动器汽缸盖(49)封盖的致动器汽缸(25)，所述汽缸(25)直接或间接地附接到所述压缩机或发动机汽缸盖(104)，而所述汽缸(25)和所述致动器汽缸盖(49)与致动器活塞(26)一起形成致动器液压室(7)，所述活塞(26)通过传动构件(9)机械地连接到所述阀(8)，所述构件(9)使得在所述致动器液压室(7)经受由所述液压流体(3)施加的压力的情况下，所述致动器活塞(26)倾向于远离所述阀座(11)移动所述阀(8)，所述阀(8)与所述阀座(11)配合；/n至少一个阀回位装置(12)，其在所述阀(8)上施加与所述致动器(6)能够产生的力相对的力，因此所述装置(12)倾向于将所述阀(8)返回到与所述阀座(11)接触，所述阀(8)与所述阀座(11)配合；/n至少一个阀挺杆液压阀(13)，其能够打开或闭合将所述高压蓄压器(5)连接到所述致动器液压室(7)的高压挺杆管线(14)；/n至少一个挺杆止回阀(15)，其位于将所述低压蓄压器(4)或所述流体储罐(46)连接到所述致动器液压室(7)的惯性挺杆管线(16)，所述止回阀(15)允许所述液压流体(3)——通过所述管线(16)——从所述低压蓄压器(4)或所述流体储罐(46)流动到所述致动器液压室(7)，而不是在相反方向上流动；/n至少一个阀闭合液压阀(17)，其能够打开或闭合将所述致动器液压室(7)与闭合和再生液压马达(20)包含的流体入口(19)连接的闭合和再生管线(18)，所述马达(20)还包含的流体出口(21)通过液压马达低压回位管线(22)与所述低压蓄压器(4)或所述流体储罐(46)连接；/n至少一个渐进式杠杆臂比率杠杆(27)，其构成所述传动构件(9)的全部或部分，所述杠杆(27)暴露所述致动器活塞(26)能够直接或间接地施加驱动或抵抗力的所述致动器的至少一个力作用点(28)、所述阀能够直接或间接地施加驱动或抵抗力的所述阀(8)的至少一个力作用点(29)以及直接或间接地向所述压缩机或发动机汽缸盖(104)施加力的所述汽缸盖上的至少一个反作用力作用点(30)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171002 FR 17592061.用于往复式活塞压缩机或发动机(100)的再生阀液压致动器(1)，所述往复式活塞压缩机或发动机(100)包括至少一个活塞(101)，所述活塞(101)连接到传动构件(102)以在通过压缩机或发动机汽缸盖(104)闭合的汽缸(103)中往复运动，所述活塞(101)、所述汽缸(103)和所述汽缸盖(104)形成压缩或燃烧室(105)，至少一个进气管线(106)和至少一个排气或排出管线(107)通向所述压缩或燃烧室(105)，所述两个管线(106，107)中的一个或两个通过管线孔(10)连接到所述室(105)，当阀(8)搁置在阀座(11)上时所述阀(8)能够堵住所述管线孔(10)，特征在于其包括：
至少一个高压液压进料泵(2)，其能够准许来自低压蓄压器(4)或流体储罐(46)的液压流体(3)通过低压进料管线(47)进入以通过高压进料管线(48)将所述流体(3)排出到高压蓄压器(5)；
至少一个致动器(6)，其包括通过致动器汽缸盖(49)封盖的致动器汽缸(25)，所述汽缸(25)直接或间接地附接到所述压缩机或发动机汽缸盖(104)，而所述汽缸(25)和所述致动器汽缸盖(49)与致动器活塞(26)一起形成致动器液压室(7)，所述活塞(26)通过传动构件(9)机械地连接到所述阀(8)，所述构件(9)使得在所述致动器液压室(7)经受由所述液压流体(3)施加的压力的情况下，所述致动器活塞(26)倾向于远离所述阀座(11)移动所述阀(8)，所述阀(8)与所述阀座(11)配合；
至少一个阀回位装置(12)，其在所述阀(8)上施加与所述致动器(6)能够产生的力相对的力，因此所述装置(12)倾向于将所述阀(8)返回到与所述阀座(11)接触，所述阀(8)与所述阀座(11)配合；
至少一个阀挺杆液压阀(13)，其能够打开或闭合将所述高压蓄压器(5)连接到所述致动器液压室(7)的高压挺杆管线(14)；
至少一个挺杆止回阀(15)，其位于将所述低压蓄压器(4)或所述流体储罐(46)连接到所述致动器液压室(7)的惯性挺杆管线(16)，所述止回阀(15)允许所述液压流体(3)——通过所述管线(16)——从所述低压蓄压器(4)或所述流体储罐(46)流动到所述致动器液压室(7)，而不是在相反方向上流动；
至少一个阀闭合液压阀(17)，其能够打开或闭合将所述致动器液压室(7)与闭合和再生液压马达(20)包含的流体入口(19)连接的闭合和再生管线(18)，所述马达(20)还包含的流体出口(21)通过液压马达低压回位管线(22)与所述低压蓄压器(4)或所述流体储罐(46)连接；
至少一个渐进式杠杆臂比率杠杆(27)，其构成所述传动构件(9)的全部或部分，所述杠杆(27)暴露所述致动器活塞(26)能够直接或间接地施加驱动或抵抗力的所述致动器的至少一个力作用点(28)、所述阀能够直接或间接地施加驱动或抵抗力的所述阀(8)的至少一个力作用点(29)以及直接或间接地向所述压缩机或发动机汽缸盖(104)施加力的所述汽缸盖上的至少一个反作用力作用点(30)。


2.根据权利要求1所述的再生阀液压致动器，其特征在于，用于移动作用点(31)的构件在所述阀(8)的打开行程期间沿着所述渐进式杠杆臂比率杠杆(27)移动所述致动器的所述力作用点(28)和/或所述阀的所述力作用点(29)和/或所述汽缸盖上的所述反作用力作用点(30)。


3.根据权利要求2所述的再生阀液压致动器，其特征在于，所述致动器的所述力作用点(28)和/或所述阀的所述力作用点(29)和/或所述汽缸盖上的所述反作用力作用点(30)分别直接或间接地与和它们配合的所述致动器活塞(26)和/或所述阀(8)和/或所述压缩机或发动机汽缸盖(104)一起形成至少一个枢转连接(34)或至少一个滚动-滑动连接(35)，所述至少一个滚动-滑动连接(35)构成用于移动所述作用点(31)的所述构件。


4.根据权利要求3所述的再生阀液压致动器，其特征在于，所述滚动-滑动连接(35)由至少一个杠杆接触轨(36)组成，所述杠杆接触轨(36)在所述致动器的所述力作用点(28)和/或所述阀的所述力作用点(29)和/或所述汽缸盖上的所述反作用力作用点(30)的水平处设置在所述渐进式杠杆臂比率杠杆(27)上，所述轨(36)与分别在所述致动器活塞(26)和/或所述阀(8)和/或所述压缩机或发动机汽缸盖(104)上直接或间接地形成的杠杆反应表面(37)配合，所述活塞(36)和/或所述表面(37)具有弯曲接触轮廓(38)，在所述弯曲接触轮廓(38)上建立所述轨(36)和所述表面(37)之间的接触。


5.根据权利要求1所述的再生阀液压致动器，其特征在于，所述阀回位装置(12)由阀回位致动器(39)组成，所述阀回位致动器(39)包括通过回位致动器汽缸盖(50)封盖的回位致动器汽缸(40)，所述汽缸(40)直接或间接地附接到压缩机或发动机的汽缸盖(104)上，而所述汽缸(40)和所述回位致动器汽缸盖(50)与回位致动器活塞(41)一起形成回位致动器液压室(42)，所述活塞(41)通过回位传动构件(43)机械地连接到所述阀(8)。


6.根据权利要求5所述的再生阀液压致动器，其特征在于，所述回位致动器液压室(42)通过回位压力管线(44)连接到所述高压蓄压器(5)。


7.根据权利要求1所述的再生阀液压致动器，其特征在于，所述低压蓄压器(4)所含的所述液压流体(3)的水平和压力通过压力进给低压液压泵(45)维持在某一值范围内，所述压力进给低压液压泵(45)能够通过低压压力进给管线(60)将所述流体(3)从所述流体储罐(46)传递到所述蓄压器(4)。


8.根据权利要求1所述的再生阀液压致动器，其特征在于，具有或不具有配合的所述阀座(11)的至少所述阀(8)、所述致动器(6)、所述传动构件(9)、所述阀回位装置(12)、所述挺杆止回阀(15)、所述阀挺杆液压阀(13)和所述阀闭合液压阀(17)一起容纳在暴露至少一个液压连接器(53)的致动器筒(52)中。


9.根据权利要求1所述的再生阀液压致动器，其特征在于，所述阀挺杆液压阀(13)和/或所述阀闭合液压阀(17)由管状阀(130)组成，所述管状阀(130)包括阻塞管(131)，所述阻塞管(131)能够通过管致动器(137)进行纵向平移移动，所述管(131)以液密方式容纳在阻塞管孔(181)中并且终止于管密封轴承表面(135)，所述管密封轴承表面(135)能够搁置在管支座(136)上以与其一起形成液密接触的连续管线，或者维持与所述支座(136)相隔某一距离，以允许所述液压流体(3)从管内体积(133)传递到管外收集器-分配器(134)或者从管外收集器-分配器(134)传递到管内体积(133)。


10.根据权利要求9所述的再生阀液压致动器，其特征在于，所述管致动器(137)是液压放大压电致动器(139)，所述液压放大压电致动器(139)包括在经受电场时机械变形的陶瓷元件堆叠(140)，所述堆叠(140)的端部连接到大直径的致动器发送器活塞(141)，所述大直径的致动器发送器活塞(141)——与致动器发送器汽缸(142)一起——形成与至少一个致动器接收器...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·拉比，
申请(专利权)人：V·拉比，
类型：发明
国别省市：法国;FR