[发明专利]液压致动器和气体交换阀布置

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于打开内燃发动机的气体交换阀的液压致动器。本发明还涉及根据另一独立权利要求的气体交换阀布置。

背景技术

在大型内燃发动机中，诸如在船舶或者电厂发动机中，气体交换阀能够被机械或者液压地致动。操作进气阀和排气阀的最常规方式是使用凸轮驱动的阀打开机构，在该机构中，阀通过旋转凸轮的凸角被打开并且通过阀弹簧被关闭。这些种类的布置是可靠的，但也是不灵活的。阀正时难以调节，而且如果需要可变的阀关闭或者打开正时的话，阀机构会变得复杂。在电动液压系统中，阀正时能够易于改变。但是，灵活性的实现常常以降低可靠性为代价。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于打开内燃发动机的气体交换阀的改善的液压致动器。根据本发明的致动器的特定性特征在权利要求1的特征部分给定。本发明的另一目的是提供一种改善的气体交换阀布置。根据本发明的气体交换阀布置的特定性特征在另一独立权利要求的特征部分给定。

根据本发明的液压致动器包括：增压室，该增压室用于增压液压流体；驱动活塞，该驱动活塞布置在增压室中，并且该驱动活塞将增压室分为至少一个输入部分和至少一个输出部分；入口导管，该入口导管用于将增压的液压流体引入增压室的输入部分中以移动驱动活塞；流体出口，该流体出口用于将液压流体从增压室的输出部分供给至气体交换阀；以及出口导管，该出口导管用于将来自增压室的输入部分的液压流体释放。致动器还包括液压阀，所述液压阀具有：第一位置，在该第一位置，允许从入口导管至增压室的输入部分的流动并且防止从输入部分至出口导管的流动；以及第二位置，在该第二位置，防止从入口导管至增压室的输入部分的流动并且允许从输入部分至出口导管的流动。

根据本发明的气体交换阀布置包括：至少一个气体交换阀，该气体交换阀用于打开和关闭气体交换导管和发动机的气缸之间的流体连通，所述气体交换阀包括阀盖和阀杆；接收室；从动活塞，该从动活塞与所述阀杆机械连接并且布置在接收室中；以及由上述限定的液压致动器。

利用根据本发明的液压致动器和气体交换阀布置，能够最小化气体交换阀致动机构中的电动部件的数量。因而致动器和该布置结合了机械阀打开系统的可靠性和电动液压系统的灵活性。因为阀升程由驱动活塞的冲程限制，所以可防止太高的阀升程。

根据本发明的实施方式，致动器包括用于致动液压阀的控制阀。

根据本发明的另一实施方式，驱动活塞将增压室的输出侧分为设置有第一流体出口的第一输出部分和设置有第二流体出口的第二输出部分。每个流体出口均能够用于向至一个气体交换阀供给液压流体。这保证了两个气体交换阀的同时打开。

根据本发明的另一实施方式，驱动活塞的输出部分那一端由实心的柱形部分形成，驱动活塞的输入部分那一端由中空的柱形部分形成，该中空的柱形部分包括位于套筒中的至少一个开口，以允许至所述增压室的所述输入部分中的流入和从所述输出部分的流出。所述开口能够包括：凹槽，该凹槽布置于中空的柱形部分的外周；以及钻孔，该钻孔将凹槽连接至由中空的柱形部分限定的空间。由于所述凹槽，允许在驱动活塞的任何角度位置至所述增压室的所述输入部分中的流入或从所述输出部分的流出。

根据本发明的另一实施方式，该致动器包括这样的装置，该装置用于在驱动活塞的移动开始时和/或结束时对流入增压室的输入部分和/或流出输入部分的流动进行节流。当流入和流出增压室的输入部分的流动被限制时，确保了驱动活塞的平滑的加速和减速。当驱动活塞位于增压室的输入部分那一端和/或输出部分那一端时，能够通过将活塞的开口布置成仅局部对准将增压室的输入部分连接至液压阀的中间导管的端部来实现节流效应。

根据本发明的另一实施方式，入口导管和出口导管设置有用于调整这些导管中的流量的可调节的节流阀。利用可调节的节流阀，能够改变气体交换阀的打开和关闭速度。

根据本发明的另一实施方式，该致动器包括第二驱动活塞，该第二驱动活塞相比第一驱动活塞具有较大的直径和较小的冲程，并且该第二驱动活塞布置在增压室的输入部分中，用于在增压冲程的开始时辅助第一驱动活塞。利用第二驱动活塞，需要的液压压力较低并且能够节能。

根据本发明的另一实施方式，与入口导管流体连通的流体室布置于液压阀的阀轴的一端处，并且布置控制阀以释放来自流体室的压力从而致动液压阀。因而不需要外部的流体供给导管来致动液压阀。