用于对动态运动的构件进行加速和制动的液压驱动装置制造方法及图纸

为了在用于对内燃机的换气阀(20)和其它活塞式发动机进行加速和制动的液压驱动装置(10)中确保简单的、可靠的且可再生的驱动，在此建议，设有用于提供第一压力p

Hydraulic driving device for acceleration and braking of dynamic moving components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对动态运动的构件进行加速和制动的液压驱动装置
本专利技术涉及一种液压驱动装置，用于对内燃机和其它活塞式发动机的换气控制装置中的动态运动的构件、尤其阀门进行加速和制动。
技术介绍
在内燃机上可变的阀门控制装置作为适合的器件是已知的，既通过转速改进扭矩特征曲线，也改进马达的总效率，并且降低有害物质排放。在文献中已知很多优化可行性。现今已知大量的用于部分可变或完全可变的阀门控制装置的机械的、电气的、气动的和液压的构造可能性，但是阀门控制装置由于其较高的固有能耗或由于较高的技术耗费和由此相关的制造费用大多数情况下仅能逐点地实施。此外，在多个这种系统中不存在完全的可变性，例如打开时间点和打开持续时间或者打开持续时间和打开升程可以相互固定关联，这可能极大地限制改进内燃机或其它活塞式发动机的可能性。尤其液压系统可能由于其较高的能量密度被节省空间地安置(SAE-1996-0581)并且因此当成功地实现较低的能耗和较低的系统耗费以及较高的可靠性时特别适合于在内燃机上的可变的阀门控制装置。现今根据任务情况在内燃机上可以对可变的阀门控制装置分配如下的控制任务：-通过进入阀和排出阀根据需要自由地、即无关地、也选择汽缸地设置打开时间点和关闭时间点、也就是所谓的控制时间。例如通过进入阀的打开持续时间可以控制空气量或混合量。-即使在较低的马达转速下也快速地打开和关闭阀门，即在换气时实现较低的节流损失。-不受到打开持续时间影响地控制或能改变打开升程，在进入阀中例如以新鲜气体量产生希望的紊流，在排出阀中例如升高马达制动作用，并且在进入阀和排出阀中例如使固有能耗或总能量消耗最小化。-为了避免损失并且避免受到较热气体无计划穿流的损伤实现无关的且可靠的关闭，但是也为了避免换气阀相互碰撞或者与活塞发生碰撞。-为了避免换气阀相互碰撞或者与活塞发生碰撞实现可靠的最大升程限制。-在关闭过程中轻柔地安置阀门。-例如为了产生涡流或者关闭汽缸而关闭各个阀门或阀组。尤其用于在内燃机的工作腔室内的换气阀的液压的阀门驱动例如由德国文献1’940’177A很久就已知。当还通过弹簧机构设置阀门的关闭时，液压的阀门驱动作为用于凸轮轴控制地打开换气阀的替换而使用。借助弹簧件使换气阀复位在大多数情况下以螺栓压力弹簧的形式在现今也还是大多数应用的关闭方法，因为这保证了可靠的关闭。该系统的目的是优化换气阀的控制时间并且更剧烈/更快速地打开和关闭阀门，其中，固有能耗的优化大多数情况下还是不明确的。在文献DE1’940’177A中没有规定升程调节，但是考虑到，缓冲机械的升程限制装置上的硬碰撞以及在放置点在换气阀的阀座中由于通过节流截面挤出介质而造成的硬碰撞。为了优化液压阀驱动装置的固有能耗，建议不同的“同步摆动系统”，其中使用了用于蓄能的弹簧件。文献DE3836725A示出具有机械螺旋压力弹簧的解决方案。通常，在这种系统中在两个弹簧之间夹紧的阀体同步地实施围绕中间位置的振动。在终端(保持)位置中存储有弹簧能形式的能量。它在产生运动时转变为动能，以便在另一个终端位置再次以弹簧能的形式暂时存储。在终端位置中必须相应地开始运动构件的固定或拦阻。此外，这种同步的摆动系统是耗费的，因为待驱动的换气阀在开始之前必须置入相应的终端位置。此外，在马达运行时通过气压尤其在排出阀中会部分出现单侧较高的作用力，根据非同步的驱动力要求该作用力。与摩擦相关的能量损失必须通过拦阻装置又被加以补充。在文献WO93/01399A1中示出，在具有如文献DE1’940’177A的简单的单向作用的弹簧复位装置的系统上，可以将固有能耗最小化。在此，由液压驱动装置产生的动能在其为了关闭运动被再次利用之前，以单向复位的弹簧蓄能器的压缩功形式暂时存储。因此，也可以将该原理称为“非对称摆动系统”。在文献WO93/01399A的建议中的缺点例如是，控制的液压阀的伺服运动中的一个分别在运动阶段实施，也就是在换气阀的驱动活塞以高速运动并且较大体积流流过液压阀时实施。为了在这种情况下不会产生的较高的节流损失，控制的阀门必须是非常快的。同样地，例如在换气阀运动的打开点中必须准确地且可靠地开关该控制的阀门，以便可以在整个质量上获取动能并且保持在弹簧中。这种要求却需要非常昂贵的、高速的控制阀门和耗费的控制电子器件。在文献SAE2007-24-008中描述了另外的这种非对称的摆动系统。通过较高的液压运行压力，可以与控制时间无关地调节打开升程。与文献WO93/01399A1相对地，该系统省掉了液压控制阀门在运动过程中的高速的开关过程。但是，控制阀门的伺服运动整体上必须同样精准地与换气阀的运动相结合。当换气阀在复位弹簧上输出换气阀的动能时，用于打开的流动路径必须端点准确地关闭。若控制阀截面关闭过早，则换气阀的运动有损失地被制动，若控制阀截面关闭得过晚，则换气阀已再次通过弹簧被回压，不会保持在希望的位置中，并且随后再次在有损失的情况下在返回运动中被制动。为了极为精确地、时间准确地控制液压控制阀的运动，对主滑动件施加先导阀的准确定义的体积流。先导阀例如通过特定的恒压系统被供给，以便提供用于控制主阀门的定义的体积流。先导体积流通过先导阀开口的封闭或堵塞被偏移，但是这种偏移对于主阀门的速度产生影响，并且由此对于与驱动活塞运动或换气阀运动的时间协调的质量产生影响。文献US4009695A还示出借助旋转滑闸控制阀的液压阀门驱动装置的构造。滑闸轴持续地以凸轮轴转速(根据马达转速)在滑闸套筒内运行；在此在实施例中通过简单的、相对较慢的蜗轮蜗杆传动机构在角度相位中调节相位角，而借助旋转的滑闸轴自动地同步快速的过程。由此，马达在静态的运行点中完全也没有控制介入地运行；仅在更换运行点时显示调节。这种简单的调节机构可以原则上甚至并未设有控制电子器件。可惜在文献US4009695A中不能控制换气阀升程，并且不能看到液压供给能量的再生。
技术实现思路
由此本专利技术所要解决的技术问题在于，提供用于对液压运动的构件进行加速和制动的液压驱动装置，其中，必须避免现有技术的前述的缺点。所述技术问题按照本专利技术通过根据权利要求1的液压驱动装置解决。清楚的是，本专利技术尤其可以应用于内燃机和其它活塞式发动机的换气阀控制装置。但是也根据使用的元件得知，按照本专利技术的驱动装置是完全普遍有利的，即便在其它的应用中也必须进行高动态质量运动。如另外前述的“非对称的摆动系统”，在此所建议的专利技术同样通过简单的、单侧复位的蓄能器或弹簧件并且通过所述的能量转换器工作。在此，控制装置有利地设计为，使得控制阀的快速性、准确性和均匀性的分散对驱动装置的液压损失几乎没有影响，使得驱动装置可以相反由简单的和坚固的元件构成。因此提供用于换气阀或其它高液压运动的质量的真正全可变的液压驱动系统，该液压驱动系统使固有能耗保持最小化，然而可简单且可靠地构造。本专利技术也很好地适用于对旋转滑闸阀门的控制，类似于US4009695A。在此保持获得换气阀的打开和关闭时间点的全可变性，升程控制通过压力等级是可行的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压驱动装置(10)，用于对在内燃机和其它活塞式发动机的换气控制装置中的动态运动的构件、尤其阀门进行加速和制动，其中，所述液压驱动装置包括：/n-内燃机或其它活塞式发动机的至少一个待驱动的构件、尤其阀门、优选一个换气阀(20)或多个通过阀桥可共同操作的换气阀，/n-工作缸(22)，具有驱动活塞(23)的压力作用面(24)，/n-至少一个第一压力储罐(41)，用于提供液压压力介质(30)的第一压力p

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170522 EP 17172231.71.一种液压驱动装置(10)，用于对在内燃机和其它活塞式发动机的换气控制装置中的动态运动的构件、尤其阀门进行加速和制动，其中，所述液压驱动装置包括：
-内燃机或其它活塞式发动机的至少一个待驱动的构件、尤其阀门、优选一个换气阀(20)或多个通过阀桥可共同操作的换气阀，
-工作缸(22)，具有驱动活塞(23)的压力作用面(24)，
-至少一个第一压力储罐(41)，用于提供液压压力介质(30)的第一压力p1，
-至少一个优选设计为弹簧(25)的、作用于所述构件或换气阀(20)的、实施复位的、具有预应力FFv的蓄能器，
-至少一个液压的基础压力储罐(40)，所述基础压力储罐(40)具有比第一压力储罐(41)更低的压力p0，
其特征在于，
在第一液压压力储罐(41)和工作缸(22)之间的第一连接管路(48)中布置有第一阀门(46)的可控开口(49)，所述第一阀门具有至少一个沿流动路径串联连接在第一阀门前方或第一阀门中或第一阀门后方的、优选被弹簧加载的止回阀(47)，所述止回阀允许压力介质(30)朝工作缸(22)的方向流动，但是阻止朝压力储罐(41)的方向回流。


2.按照权利要求1所述的液压驱动装置(10)，其特征在于，在第一液压压力储罐(41)和工作缸(22)之间的第二连接管路(58)中布置有第二阀门(56)的可控开口(59)，所述第二阀门具有至少一个沿流动路径串联连接在第二阀门的可控开口前方或第二阀门中或第二阀门的可控开口后方的、优选被弹簧加载的止回阀(57)，所述止回阀阻止朝工作缸(22)的方向流动，但是允许朝压力储罐(41)的方向回流。


3.按照权利要求2所述的液压驱动装置(10)，其特征在于，所述驱动装置具有至少一个具备压力p2的第二压力储罐(42)，并且所述第二阀门(56)的可控开口(59)与所述第二压力储罐(42)相连，而非与第一压力储罐(41)相连，其中，第二压力储罐的压力(p2)优选处于液压的基础压力储罐的压力p0和第一压力p1之间并且优选较低地选择，使得所述换气阀在关闭过程中能够可靠地回摆到阀座上。


4.按照权利要求1至3之一所述的液压驱动装置(10)，其特征在于，实施复位的蓄能器的预应力FFv是可调节的。


5.按照权利要求1至4之一所述的液压驱动装置(10)，其特征在于，实施复位的弹簧蓄力器设计有渐进式弹簧特性。


6.按照前述权利要求之一所述的液压驱动装置(10)，其特征在于，至少所述第一阀门(46)的可控开口(49)和所述第二阀门(56)的可控开口(59)组合成具有共同的伺服致动器(88)的阀门单元，其中，组合成的阀门单元优选设计为二位三...

【专利技术属性】
技术研发人员：W施耐德，P索尔蒂克，A奥玛诺维克，
申请(专利权)人：瑞士材料试验研究所，沃尔夫冈施耐德工程局，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH