氣體交換閥裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分的用于活塞式發(fā)動機的氣體交換閥裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代壓縮點火活塞式發(fā)動機通常設置有增壓器，通常是渦輪增壓器。渦輪增壓器裝置是特別有利的，因為它們利用發(fā)動機廢氣的能量。因此可以提高發(fā)動機的輸出和效率。為了使從渦輪增壓柴油發(fā)動機的排放最小化，進氣閥的正時需要使得在活塞下死點之前提前關閉，而增壓壓力相應上升，以獲得足夠量的空氣進入氣缸。然而，由于渦輪增壓器的壓縮機由廢氣渦輪驅動，因此渦輪增壓器在低發(fā)動機負載下往往是低效率的。使用可變進氣閥關閉正時(VIC)可以優(yōu)化發(fā)動機的運行。凸輪輪廓可以被設計為進氣閥提前關閉，并且當需要時，關閉正時可被延遲。尤其是在低負載下延遲的關閉正時是有益的，因為通過提前進氣閥關閉正時進氣量可能很小?？勺冞M氣閥關閉正時以及可變排氣閥關閉正時在其他情況下也是有益的。
[0003]WO 2011/135162A1公開了一種用于活塞式發(fā)動機的氣體交換閥的控制裝置。該裝置設置有電控閥，其可以用于控制液壓流體從設置在凸輪軸和氣體交換閥之間的腔室的流出。氣體交換閥的關閉延遲可以因此被調整。然而，為了實現(xiàn)氣體交換閥的不同關閉速度，需要電控閥的精確致動正時?？商娲?，該裝置需要設置有單獨的節(jié)流裝置。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于活塞式發(fā)動機的改進的氣體交換閥裝置。根據(jù)本發(fā)明裝置的特征特性在權利要求1的特征部分給出。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的裝置包括:凸輪軸；力傳遞裝置，該力傳遞裝置用于將所述凸輪軸的旋轉運動轉化為線性運動，并且至少在氣體交換閥的打開方向上將該線性運動傳遞到所述氣體交換閥；流體腔室；活塞裝置，該活塞裝置設置在所述流體腔室中并且與所述氣體交換閥以力傳遞的方式連接；供給通道，該供給通道用于在所述氣體交換閥的打開移動期間將液壓流體引入到所述流體腔室中；以及控制閥，該控制閥用于限制從所述流體腔室的流出以延遲或減緩所述氣體交換閥的關閉移動，所述控制閥具有至少一個進入口、至少一個排出口、和閥部件，所述閥部件用于打開和關閉在所述進入口和所述排出口之間的流動連通。所述閥部件具有至少第一位置、第二位置、和第三位置，在該第一位置中允許最大流動經(jīng)過所述控制閥，在該第二位置中與所述第一位置相比、經(jīng)過所述控制閥的流動被節(jié)流，在該第三位置中阻止經(jīng)過所述控制閥的流動。
[0006]通過根據(jù)本發(fā)明的裝置，可以通過單個控制閥容易地設置不同的關閉延遲和關閉速度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述控制閥被液壓致動。所述控制閥可以包括用于在不同位置之間移動閥部件的一個或多個活塞。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述控制閥包括用于在所述第一位置和所述第二位置之間移動所述閥部件的第一活塞，和用于將所述閥部件移動到所述第三位置的第二活塞。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，所述控制閥包括止動表面，當所述控制閥被切換到所述第二位置時，所述第一活塞靠置在所述止動表面上。所述止動表面的位置可以調整。通過可調整所述止動表面，可以選擇不同氣體交換閥關閉速度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，該裝置設置有至少兩個排放通道，并且所述控制閥的進入口連接到其中一個排放通道。兩個或多個排放通道可以是連接到流體腔室的單個排放通道的分支，或是直接連接到所述流體腔室的單獨的通道。通過這種布置，不需要從用于允許所述氣體交換閥關閉的第三位置移動所述控制閥的閥部件。不設置所述控制閥的排放通道可以包括，例如，限制從流體腔室的流出的節(jié)流閥。當控制閥在所述第三位置時，僅有其中一個所述排放通道被用于排空所述流體腔室并且所述氣體交換閥關閉得更加緩慢。
【附圖說明】
[0010]以下參考附圖更加詳實地說明本發(fā)明的實施方式，其中
[0011]圖1示出了活塞式發(fā)動機和氣體交換閥裝置的示意圖，
[0012]圖2示出了在氣體交換閥關閉階段用于氣體交換閥的控制裝置，
[0013]圖3示出了當使用關閉延遲功能時的控制裝置，
[0014]圖4示出了可以用于圖2和3的控制裝置中的控制閥，
[0015]圖5示出了圖4的控制閥在第二位置，
[0016]圖6示出了圖4的控制閥在第三位置，以及
[0017]圖7示出了用于致動控制閥的液壓回路。
【具體實施方式】
[0018]圖1表示目前為止涉及本發(fā)明的理解的活塞式發(fā)動機I的簡化示意圖。發(fā)動機是大型內燃發(fā)動機，例如船舶的主發(fā)動機或輔助發(fā)動機，或在發(fā)電廠用于發(fā)電的發(fā)動機?；钊桨l(fā)動機I中氣缸(未示出)的氣體交換在位于缸蓋2內的氣體交換閥3的控制下進行。氣體交換閥3通過閥機構6操作，并且由發(fā)動機的凸輪軸4驅動，并且由凸輪輪廓4.1引導。凸輪軸4的旋轉運動通過力傳遞裝置被轉化為線性運動并且傳遞到氣體交換閥3。在圖1的實施方式中，力傳遞裝置包括搖臂6.1和推桿6.2。然而，很多其他種類的力傳遞裝置也是可以的。例如，凸輪軸4可以設置在氣體交換閥3上方。凸輪軸4和氣體交換閥3之間部分的力傳遞裝置也可以是液壓的。在凸輪軸4和氣體交換閥3之間有控制裝置5，用于提供在氣體交換閥3的關閉中的延遲?？刂蒲b置5的一部分也形成力傳遞裝置的一部分。
[0019]控制裝置5的示例在圖2和圖3中更詳細的示出，圖2示出了它處于非工作狀態(tài)，從而與此相關的氣體交換閥3 (未示出)是關閉的。圖3示出了這樣的情況，其中凸輪軸4的凸輪輪廓4.1已經(jīng)啟動了控制裝置5的活塞裝置53的升程，并且氣體交換閥3也開始打開。每個發(fā)動機I的氣缸都可以設置有兩個或更多個進氣閥和排氣閥，并且控制裝置5可以被用于操作一個氣缸的所有進氣閥或排氣閥?？刂蒲b置5包括通常連接到發(fā)動機體的本體部51。本體部51設置有流體腔室52，在流體腔室52中設置活塞裝置53?；钊b置53可沿流體腔室52的縱軸方向移動。流體腔室52的凸輪軸端設置有包括圓筒開口 55的端壁54?；钊b置53包括第一部分53.1和第二部分53.2，第一部分53.1的直徑對應于流體腔室52的直徑，第二部分53.2的直徑對應于端壁54中開口 55的直徑?；钊b置53的第二部分53.2在本體部51中延伸穿過開口 55進入位于流體腔室52的端壁54的另一側上的腔室。端壁54在活塞裝置53縱軸方向上厚度的尺寸被定為使得作為用于活塞裝置53的第二部分53.2的引導元件操作。流體腔室52的端壁54與活塞裝置53的第一部分53.1和流體腔室52的圓筒壁一起限定了腔室空間59，當活塞裝置53在氣體交換閥3的打開方向上移動、即遠離凸輪軸4時，腔室空間59的體積增加。
[0020]流體腔室52的端壁54的另一側上設置有導向部分56以及彈簧57。導向部分56設置有輥58，其在凸輪軸4轉動的同時沿著凸輪輪廓4.1移動。彈簧57在導向部分56和端壁54之間適用于朝向凸輪軸4按壓導向部分56并且保持輥58接觸凸輪軸4的凸輪輪廓4.1o流體腔室52設置有用于液壓介質的連接，包括供給通道58.1和排出通道58.2，兩者都通向腔室空間59。兩個通道58.1,58.2靠近流體腔室52的端壁54設置，以允許流入和流出腔室空間59，即使當活塞裝置53在流體腔室52的凸輪軸端時也如此。供給通道58.1連接液壓介質源7，液壓介質源7在發(fā)動機中也可以是正常的強制潤滑系統(tǒng)。液壓泵24從液壓介質源7供給液壓介質。供給通道58.1設置有截止閥11和單向閥9。借助截止閥11，根據(jù)目的是否是使用根據(jù)本發(fā)明的用于延遲氣體交換閥關閉的控制裝置，供給通道58.1可以連接到腔室空間59或從腔室空間59斷開。由于單向閥9，控制裝置不會導致在液壓介質源中的任何脈動。當潤滑油被用作液壓介質時，這是特別重要的。排出通道58.2被分為第一排出通道58.2a和第二排出通道58.2b。第一和第二排出通道58.2a,58.2b兩者，即排出通道58.2的兩個分支與用于液壓介質的回流系統(tǒng)8連接，其最簡單地可以設置為通向發(fā)動機I的內部空間，從而用作液壓介質的潤滑油被允許向下流動到發(fā)動機I的油底殼。第二排出通道58.2b設置有閥裝置10用于防止在第二排出通道58.2b中的流動或允許在特定速率下流動。取代單一排出通道58.2的分支，第一和第二排出通道58.2a,58.2b也可以直接連接到流體腔室52。第一排出通道58.2a設置有節(jié)流閥60，用于對從腔室空間59的流出進行節(jié)流。
[0021]在圖3的情況中，液壓介質(例如潤滑油)從液壓介質源7經(jīng)過單向閥9供給到腔室空間59中，液壓介質的量隨著活塞裝置53在氣體交換閥3打開方向上的移動而增加。隨后，由凸輪輪廓4.1的形狀確定氣體交換閥3打開，而同時腔室空間59填充液壓介質。因此，閥3的打開階段通過全部機械力