CN102197200A - 气门操作组件的控制装置以及控制气门操作组件的关闭运动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于活塞式发动机中的气门操作组件的控制装置，以及一种用于控制该气门操作组件的关闭运动的方法，该控制装置适合位于发动机(1)的凸轮轴(4)的凸轮装置(5)与进气门机构(6)之间，进气门机构布置成开闭与发动机的气缸相关联的进气门(3)。控制装置(7)包括本体部分(8)，其中活塞装置(9)可移动地布置以便使凸轮轴(4)与气门机构(6)形成力传递连接，本体部分(8)和活塞装置(9)一起限定第一腔室(13)，液压介质能够被有选择地供给到第一腔室中以便在进气门(3)的关闭中提供延迟。本体部分(8)设有第一管道(16)以便在引导件(10)的控制下释放第一腔室(13)中的压力，引导件在所述凸轮装置(5)与所述活塞装置(9)之间以可运动的方式布置于本体部分(8)中。引导件(10)包括布置为与第一管道(16)连通的第三腔室(18)以及位于所述第三腔室(18)中的控制活塞(20)，所述控制活塞以可相对于所述引导件(10)运动的方式布置以便控制流过所述第三腔室(18)的压力介质流。

Description

气门操作组件的控制装置以及控制气门操作组件的关闭运动的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序的活塞式发动机中的气门操作组件的控制装置，以及一种根据权利要求6的前序的控制活塞式发动机中的气门操作组件的关闭运动的方法。
背景技术
在四冲程内燃机的操作中有这样的情况，其中在压缩冲程期间气缸不具有足以发生自点火的空气。这种情形尤其可能出现在发动机起动期间和负载变化期间。一种解决方案是需要时提供进气门的延迟关闭以便延长进气门的打开时间。在专利公报WO2008/000899中公布了一个这种可变进气门关闭(VIC)的装置的例子。
当在进气门的关闭阶段使用延迟功能时，气门挺杆件暂时不直接与凸轮轴形成机械力传递连接。然而在后面的阶段该连接重新建立，但是这必须发生地足够慢以确保平稳的操作并且防止有关部件被损坏。因此气门操作组件的操作需要有效且可靠的控制装置，并且其具体地用于提供有效的气门挺杆以及包括在气门操作组件中的其他气门运动件的运动的制动。
本发明的一个目的是提供一种气门操作组件的控制装置以及控制气门操作组件的关闭运动的方法，解决了现有技术中的上述问题。本发明的一个具体目的是进一步提供一种有效、简单且可靠的制动方法与装置以便适于使气门操作组件的关闭阶段与进气门的延迟功能相关联。
发明内容
权利要求1和6以及其它权利要求中所公开的可基本满足本发明的目的。根据本发明的第一个方面，引导件包括第三腔室，第三腔室布置为与第一管道相连通以释放第一腔室中的压力，并且该引导件包括位于所述第三腔室中的控制活塞，所述控制活塞以可相对于引导件运动的方式布置以便控制流过所述第三腔室的压力介质流。
所述引导件设有用于使所述第一管道与所述第三腔室之间相连通的第二管道以及用于释放所述第三腔室中的压力的第三管道。于是所述控制活塞布置为控制所述第三管道的开闭。
如果所述第三管道的直径小于所述第二管道的直径，那么就能实现装置的有效操作。
所述控制活塞布置为在所述第一腔室中的压力释放后部分地从所述引导件延伸出来，以便与所述活塞装置接合，使其停止朝向所述引导件运动。
所述控制活塞的向外延伸运动通过从所述第一腔室进入到所述第三腔室的液压介质而有利的实现。
通过本发明，制动功能发生在包括在气门操作组件的控制装置中的活塞装置的上部和下部以使操作高效且平稳。总是可在用于延迟进气门的关闭的延迟功能也在使用时获得制动功能，并且实际上其独立于发动机的操作速度。由于控制活塞的操作能够通过利用通常用于进气门的延迟功能的液压介质来完成，能够实现不太复杂的构造和可靠的操作。
本发明还进一步限定了根据权利要求6和7的用于控制气门操作组件的关闭运动的方法。
附图说明
下面参照附图，仅通过实施例的方式更加详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了活塞式发动机和其气门机构的概视图；
图2至图6示出了在用于延迟关闭进气门的延迟功能启用的情况下在各个连续操作阶段根据本发明的控制装置的实施方式；以及
图7示出了图2至图6中在某个操作阶段用于延迟关闭进气门的延迟功能停用的实施方式。
具体实施方式
图1以与理解本发明相关的程度示出了活塞式发动机1的示意图。活塞式发动机1中的气缸(未示出)的气体交换在位于气缸盖2上的气体交换阀(即进气门和排气门)的控制下执行。仅示出了进气门3并且通过气门机构6来操作它们，气门机构6通常由布置在发动机的凸轮轴4上的凸轮装置5的凸轮轮廓引导。在每个气门机构6和相应的凸轮机构5之间的力传递连接通过控制装置7来实现。
在图2至图6中更详细地示出了控制装置7。控制装置7包括通常附接到发动机本体的本体部分8。活塞装置9以可运动的方式布置在本体部分8中。活塞装置9的上端布置为与气门机构6(未更近地示出)形成力传递连接。该连接可以以机械方式或以液压方式。活塞装置9的运动由在本体部分8中布置在活塞装置下端的引导件10控制。引导件10与弹簧11接合并且被弹簧朝向滚子12推动，滚子12受凸轮装置5的凸轮轮廓接收引导。这样，当凸轮轴4旋转(在图2至图6中沿逆时针方向)时，滚子12沿凸轮装置5的凸轮轮廓而行，并且凸轮轮廓中的变化经由控制装置7被传递到进气门3以影响进气门3的开闭。
本体部分8和活塞装置9一起限定第一腔室13，在第一腔室中能够有选择地供给液压介质，以对进气门3的关闭提供延迟。供给管道设有截止阀14和止回阀15。通过截止阀14，通向第一腔室13的供给管道可连接或断开，这取决于其目的是否是利用延迟功能使进气门3延迟关闭。由于止回阀15，所述控制装置不会在液压介质源中引起任何脉动。在以润滑油作为液压介质时这很重要。
本体部分8另设有管道16以释放第一腔室13中的压力并且设有第二腔室17，第二腔室包围引导件10、弹簧11以及活塞装置9的下端。
引导件10在其覆层表面中包括凹槽10a并且另设有第三腔室18。管道19使凹槽10a与第三腔室18连接。控制活塞20以可运动的方式布置在第三腔室18中并且所述腔室进一步使管道21和管道22与油池相连接，以便为凸轮轴和其相关部件提供润滑。
该装置的功能如下。在图2中，控制装置7不工作并且滚子12位于凸轮装置5的凸轮轮廓的基圆上。在这个阶段中进气门3关闭(未示出)。在图3中，凸轮装置5逆时针旋转，使得在该图中凸轮装置5的凸轮部分向上挺起滚子12。因此，引导件10和活塞装置9也向上运动，结果相应的进气门3打开。与此同时第一腔室13被通过供给线路14和15供给的液压介质填充。
在图4中，滚子12返回到凸轮装置5的基圆上。因此，引导件10在弹簧11的按压作用下也在图中向下运动，使得引导件10的覆层表面中的凹槽10a运动到分别与第一腔室13和第三腔室18连接的管道16的位置。从而第一腔室13中的压力也被释放以使活塞装置9开始在图中向下运动，因此也使得进气门开始关闭。活塞装置9的运动由腔室13中仍残留的液压介质制动。如图4中所公开的，由于控制活塞20下方的腔室18中的压力同时增加并且作用在控制活塞20的第一端部20a上，控制活塞20被向上推动以使其第二端部20b从引导件10向外延伸。因此腔室18与管道21之间的连接开启。然而，由于管道21的直径比管道19的直径小，控制活塞20保持处于图4中的向外位置。此外，由于引导件10的持续运动，活塞装置9和引导件10之间的接合由此被切断并且引导件10在弹簧11的压力下到达最下位置并且被凸轮装置5的基圆限定。
在图5中活塞装置9进一步向下运动并且与控制活塞20的第二端部20b接合，从而开始在图中向下按压控制活塞20。结果，控制活塞20的第一端部20a开始关闭管道21。由于腔室18中的压力增加，控制活塞20也开始制动活塞装置9的向下运动。最后，如图5中明显可见，管道21完全被控制活塞20关闭，其中完整制动效果由影响控制活塞20的液压压力以及直接作用在活塞装置9上的上腔室13中的液压压力二者实现。由于该结合的制动操作提供了增加的制动面积，因此实现了有效的制动。
在图6中活塞装置9重新运动成与引导件10相接触，可以重新开始循环。
由于进气门的延迟关闭的延迟功能是在一定特殊的情况下利用的选择，图7示出了在发电机正常负载情况下根据本发明的装置的操作。图7中的状态与图4中所公开的一个相对应，但是在这种情况下供给线路14和15关闭。因此，没有液压介质被供给到腔室13中。引导件10与活塞装置9经过整个操作周期均保持直接接触并且由于腔室和管道大部分充满空气控制活塞是不工作的。
很清楚本发明不限于上面所提及与描述的实施例，而是能够在本发明构思的范围内以多种其他不同的实施方式实施。

Claims (7)

1.一种用于活塞式发动机中的气门操作组件的控制装置，该控制装置适于位于该发动机(1)的凸轮轴(4)的凸轮装置(5)与进气门机构(6)之间，所述进气门机构布置成开闭与所述发动机的气缸相关联的进气门(3)，所述控制装置(7)包括本体部分(8)，活塞装置(9)以可运动的方式布置在所述本体部分(8)中以便与所述凸轮轴(4)和所述气门机构(6)形成力传递连接，所述本体部分(8)和所述活塞装置(9)一起限定第一腔室(13)，液压介质能被有选择地供给到该第一腔室中以对所述进气门(3)的关闭提供延迟，所述本体部分(8)还设有第一管道(16)以便在引导件(10)的控制下释放所述第一腔室(13)中的压力，所述引导件在所述凸轮装置(5)与所述活塞装置(9)之间以可运动的方式布置于所述本体部分(8)中，该控制装置的特征在于，所述引导件(10)包括布置为与所述第一管道(16)连通的第三腔室(18)以及位于所述第三腔室(18)中的控制活塞(20)，所述控制活塞以可相对于所述引导件(10)运动的方式布置以便控制流过所述第三腔室(18)的压力介质流。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述引导件(10)设有用于使所述第一管道(16)与所述第三腔室(18)之间相连通的第二管道(19)以及用于释放所述第三腔室(18)中的压力的第三管道(21)，并且所述控制活塞(20)布置为控制所述第三管道(21)的开闭。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第三管道(21)的直径小于所述第二管道(19)的直径。
4.根据上述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制活塞(20)布置为在所述第一腔室(13)中的压力释放后部分地从所述引导件(10)延伸出来，以便与所述活塞装置(9)接合，使其停止朝向所述引导件(10)运动。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制活塞(20)的向外延伸运动通过从所述第一腔室(13)进入到所述第三腔室(18)的所述液压介质来实现。
6.一种通过控制装置(7)控制活塞式发动机中的气门操作组件的关闭运动的方法，该控制装置(7)适于位于该发动机(1)的凸轮轴(4)的凸轮装置(5)与进气门机构(6)之间，该进气门机构布置为开闭与发动机的气缸相关联的进气门(3)，所述控制装置(7)包括本体部分(8)，活塞装置(9)以可运动的方式布置在所述本体部分中以便与所述凸轮轴(4)和所述气门机构(6)形成力传递连接，所述本体部分(8)以及所述活塞装置(9)一起限定第一腔室(13)，液压介质被供给到所述第一腔室中以对所述进气门(3)的关闭提供延迟，所述本体部分(8)还设有第一管道(16)以便在引导件(10)的控制下释放所述第一腔室(13)中的压力，所述引导件在所述凸轮装置(5)与所述活塞装置(9)之间以可运动的方式布置于所述本体部分(8)中，该方法的特征在于，使所述引导件(10)设有第三腔室(18)，该第三腔室布置为与所述第一管道(16)连通以便将液压介质从所述第一腔室(13)引导到所述第三腔室(18)中并使其穿过所述第三腔室(18)，并且能相对于所述引导件(10)运动的控制活塞(20)定位在所述第三腔室(18)中，以便控制所述第三腔室(18)中的压力，从而制动所述气门操作组件的关闭运动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，释放所述第一腔室(13)中的压力的操作被布置为使所述第三腔室(18)中的压力增加，从而使所述控制活塞(20)相对于所述引导件(10)运动而部分地从所述引导件(10)延伸出来，以与所述活塞装置(9)接合，使其停止朝向所述引导件(10)运动。
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