CN104685170A - 阀促动机构和配备有此阀促动机构的机动车辆 - Google Patents

Abstract

此阀促动机构(S)包括摇臂(9)，该摇臂(9)适于经由激活活塞(95)来打开气缸阀，该激活活塞(95)可在摇臂(9)的活塞室(101)内在活塞室(101)内的流体压力升高的作用下从禁用发动机运行功能的第一位置移动到执行所述发动机运行功能的第二位置，摇臂(9)包括受控的闭塞阀(97)，其中，该闭塞阀(97)在其打开状态和其闭塞状态之间的控制是通过活塞室(101)内的流体压力在闭塞阀(97)的暴露于活塞室(101)内的流体压力下的阀构件(97A)上施加的力(FP)的作用而执行的。

Description

阀促动机构和配备有此阀促动机构的机动车辆

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆上的内燃机的阀促动机构。本发明还涉及一种配备有此阀促动机构的机动车辆，例如卡车。

背景技术

机动车辆例如卡车经常依赖于发动机制动系统进行减速，以便例如降低摩擦制动块的磨损并防止摩擦制动器的过热，尤其在下坡时。已知的是，通过在两个不同的阶段中发动机的气缸内存在的气体的量上的作用来执行发动机制动。在第一阶段中，当活塞靠近下死点时，将排气喷射到气缸的室内，以在活塞向其高的高水平移动时减慢所述活塞。这通过略微打开连接到排气歧管的至少一个阀来实现，同时防止排气从排气管中排出，因此所述排气处在比大气压力高的某一压力下。在第二阶段中，当活塞处于或靠近其上死点位置时被活塞压缩的气体从气缸的室内排出，以防止活塞在压缩气体的体积膨胀的作用下加速。这通过略微打开阀以将气体从气缸中排出来实现。在大多数情况下，为发动机制动功能而打开的阀(或多个阀)是主排气阀。这样的发动机制动系统在文献WO-A-9009514中描述。

为了执行这些发动机制动阀移动，也称为发动机制动阀升起，发动机对于每个气缸包括作用在阀上的摇臂，以打开和关闭该阀。摇臂受到旋转的凸轮的作用，所述凸轮具有至少一个升起部分以导致该阀的升起(打开)。如果阀也是排气阀或进气阀，则相应的凸轮将包括主阀升起部分和一个或多个辅助阀升起部分，也称为主阀升起突出部和辅助阀升起突出部。当需要发动机制动时，摇臂的凸轮从动件表面与使得摇臂移动的凸轮轴的凸轮紧密接触地移动，使得当凸轮从动件与辅助阀升起部分相互作用时获得阀的制动移动。在发动机的正常运行情况中，阀不应执行这些移动并且摇臂的辊保持为略微远离凸轮，使得凸轮从动件不与辅助阀升起部分相互作用。辊和凸轮之间的距离或间隙保证仅凸轮上的专用于主排气情况的较大的主升起部分导致排气阀打开，而非专用于发动机制动功能的一个或多个较小的辅助升起部分导致排气阀打开。当需要发动机制动时，通过移动摇臂的激活活塞以使得辊和凸轮之间紧密接触来抑制此间隙，使得凸轮上的专用于发动机制动的升起部分也导致阀打开。具有此阀促动机构的发动机制动系统在WO A-91/08381中描述。

发动机制动系统一般包括控制阀，以引导邻近活塞的室内的加压的控制流体压力，以使激活活塞从其初始位置移动到其发动机制动促动位置。控制阀控制发动机制动功能是否被激活。只要需要发动机制动功能，则此控制阀使得处于例如2至5巴的加压的控制流体流向每个摇臂，所述流动典型地持续数秒或数十秒，其间发动机和凸轮轴可执行数百或数千整转。

一些已知的系统在摇臂内包括受控的闭塞阀，所述闭塞阀包括：规则球形止回阀，以有效闭塞在从活塞室到流体供给回路的方向上的流体流动；和状态切换活塞，所述状态切换活塞被弹簧偏压向所述状态切换活塞将球形止回阀的球推离其座部的位置。闭塞阀作为整体因此处于打开状态。当通过控制阀输送某一压力时，该压力将状态切换活塞推到缩回位置，这允许球形止回阀常规地运行。闭塞阀则作为整体处于闭塞状态。状态切换活塞位于球阀的上游，使得当球阀关闭时，球阀被由控制阀输送的压力控制，所述压力可与活塞室内的压力不同。这样的系统要求非常复杂的闭塞阀设计。

在US-B-6 450 144中提供了多种受控闭塞阀的设计，以防止或限制当活塞处于其发动机制动促动位置时流体流出室。此闭塞阀通过使用来自通向闭塞阀的流体回路的上游部分的控制压力而被永久地控制。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的用于机动车辆的阀促动机构，其中，闭塞阀具有更简单的设计。

为此，本发明涉及一种用于机动车辆上的内燃机的阀促动机构，所述阀促动机构包括至少一个摇臂，所述至少一个摇臂适于经由摇臂的在所述活塞室内的流体压力升高的作用下能够在摇臂的活塞室内从禁用发动机运行功能的第一位置移动到执行该发动机运行功能的第二位置的激活活塞而在打开促动器的至少一部分上施加阀打开力以打开气缸阀，所述摇臂包括受控的闭塞阀，所述闭塞阀具有允许流体在摇臂的流体供给回路和活塞室之间双向流动的打开状态和阻止流体从活塞室流向流体供给回路以阻止所述激活活塞处于其第二位置的闭塞状态，其中，所述闭塞阀在其打开状态及其闭塞状态之间的控制是通过活塞室内的流体压力在暴露于活塞室内的流体压力下的闭塞阀的阀构件上施加的力的作用而执行的。

根据本发明的有利但非强制性的另外方面，这样的阀促动机构可包括如下特征中的一个或数个：

–受控的闭塞阀包括单一整体式可移动阀构件，所述阀构件控制闭塞阀的状态和流体从活塞室到流体供给回路的有效流动。

–阀构件暴露于流体压力，使得至少当阀构件处于允许流体通过闭塞阀的双向流动的第一位置时，流体压力在阀构件上所产生的力倾向于将阀构件向闭塞流体通过闭塞阀向流体供给回路流动的第二位置移动。

–阀构件的暴露于流体压力的表面区域被定尺寸，使得至少当阀构件处于第一位置时，流体压力在阀构件上所产生的力倾向于使阀构件向其第二位置移动。

–阀构件能够在与所述激活活塞的室且与主流体供给通道流体连通的阀室内移动。

–阀构件的第一位置对应于受控的闭塞阀的打开状态，在该打开状态中，主流体供给通道流体连接到活塞室，并且阀构件的第二位置对应于受控的闭塞阀的闭塞状态，在该闭塞状态中，主流体供给通道和活塞室流体断开。

–阀构件在阀室内限定了流体压力隔间，所述流体压力隔间永久地流体连接到活塞室，以永久地处于与活塞室相同的压力。

–阀室和阀构件被设计为使得阀构件的暴露于流体压力隔间内的流体压力的表面区域被定尺寸，以便至少在阀构件处于第一位置时，流体压力在阀构件上所产生的力倾向于使阀构件向其第二位置移动。

–当阀构件处于其第二位置时，流体压力隔间和活塞室从主流体供给通道流体断开。

–当阀构件处于其第二位置时，主流体供给通道内的流体压力施加在阀构件的与阀构件的移动大致垂直的表面上，使得主供给通道内的流体压力作用在阀构件上所产生的力不倾向于导致阀构件的任何明显移动。

–阀室和阀构件限定了阀座，其中，阀室和阀构件在阀构件的第二位置中相互接触，以将活塞室和流体压力隔间从主流体供给通道流体断开，而当阀构件处于其第一位置时，阀构件和阀室在阀座处分开，以允许活塞室和流体压力隔间和主流体供给通道之间的流体连通。

–阀促动机构包括弹性装置，以将阀构件向其第一位置推压。

–将阀构件向其第一位置推压的装置包括沿阀构件的移动方向施力的弹簧。

–当所产生的施加在阀芯上的由流体压力引起的力超过由弹簧施加的力时，阀构件从其第一位置向其第二位置移动。

–阀包括至少一个连通通路，所述连通通路取决于阀构件的位置而选择地与主流体供给通道流体连接或不流体连接，并且其中，当阀构件处于其第一位置时，流体和/或流体压力在主流体供给通道和活塞室之间通过所述至少一个连通通路来循环/传递。

–阀构件包括周表面，通过所述周表面，阀构件在阀室内通过与阀室的相应的内表面接触而被引导，其中，所述主流体供给通道到达所述内表面内，并且，阀构件包括形成了与连通通路流体连通的体积的周部沟槽，其中，当阀构件处于其第一位置时，所述周部沟槽与主流体供给通道流体连通，而当阀构件处于其第二位置时，所述周部沟槽面对阀室的内壁表面。

–连通通路是沿阀构件的纵向轴线延伸通过阀构件的通道，并且由于围绕连通通道分布的数个通道，所述连通通路与周部沟槽流体连通。

–阀构件包括设置在阀构件的外周表面上的多个连通沟槽。

–阀构件包括至少一个伸入构件，所述至少一个伸入构件适于在阀构件处于第二位置时伸入到与主流体供给通道连接的至少一个口。

–阀构件的外表面包括狭槽，当阀构件处于其第一位置时，所述狭槽面对主流体供给通道，而当阀构件处于其第二位置时，所述狭槽面对阀构件的内壁。

–连通通路是沿阀构件的纵向轴线延伸通过阀构件的通道，并且其中，当阀构件处于其第二位置时，从阀室的表面突出的伸入构件伸入到所述连通通道中。

–阀构件是适合于沿阀室的纵向轴线平移的阀芯。

–摇臂由凸轮轴移动，并且在所述激活活塞的第二位置处，摇臂的凸轮从动件适合随动于凸轮轴的凸轮的至少一个辅助阀升起部分，以执行所述发动机运行功能。

本发明也涉及包括以上所述的阀促动机构的机动车辆，例如卡车。

附图说明

现在将根据作为示例的附图解释本发明。在各附图中：

–图1是根据本发明的第一实施例的阀促动机构的局部截面图；

–图2是图1的阀促动机构的一部分的截面图；

–图3是沿图2中的线III的更大比例的截面图；

–图4是属于图1至图3的阀促动机构的阀芯的截面透视图；

–图5是图1至图3的阀促动机构的一部分的透视图，以虚线示出了该机构的摇臂；

–图6、图8和图10是属于分别根据本发明的第二、第三和第四实施例的阀促动机构的闭塞阀的示意性截面图，其处于打开构造中；

–图7、图9和图11分别是图6、图8和图10中的闭塞阀的截面图，其处于闭塞构造中。

具体实施方式

图1中示出的阀促动机构S包括可围绕纵向轴线X2旋转的凸轮轴2。凸轮轴2包括数个凸轮22，每个凸轮22专用于移动未示出的机动车辆例如卡车的集成有阀促动机构S的内燃机E的一个气缸的阀。每个凸轮具有凸轮轮廓，所述凸轮轮廓可包括一个或数个“突出部”，即，其处凸轮轮廓具有相对于轴线X2而言的比凸轮的基圆半径更大的偏心的阀升起部分。图1示出了与发动机的一个气缸相对应的阀促动机构S的部分。

在此实施例中，发动机E的每个气缸配备有两个排气阀4和5。阀4和5通过各自的弹簧41和51被朝向其关闭位置偏压。每个阀4和5能够沿打开轴线X4或X5平移移动，以便被打开或升起。更确切地，阀4和5的平移打开了气缸的燃烧室与排气歧管之间的通路。阀4和5连接到阀桥7，所述阀桥7形成了阀打开促动器，并且所述阀桥7大体上垂直于轴线X4或X5延伸。阀4和5部分地在图中示出，仅其各自的阀杆可见。

对于每个气缸，凸轮轴2和阀桥7之间的移动的传递是通过可关于摇臂轴91旋转的摇臂9来执行的，所述摇臂轴91限定了摇臂旋转轴线X91，在此示例中，所述摇臂旋转轴线X91平行于相应的凸轮轴的轴线X2。在图中仅示出了一个摇臂9。每个摇臂9包括辊93，所述辊93用作凸轮从动件且与凸轮22协作。辊93位于摇臂9的相对于轴91的一侧。每个摇臂9包括相对于轴91而言与辊93相反的激活活塞95，所述激活活塞95适于在与阀4和5连接的阀桥7上施加阀打开力，例如仅通过与阀杆接触来施加。

由阀的轴线X4、X5限定的平面垂直于摇臂9的旋转轴线X91。在此示例中，阀5比阀4离摇臂的旋转轴线X91更远，但其他构造也是可以的。此外，摇臂9也可与排气阀中的一个直接接触，在此情况中，阀打开促动器可例如由阀杆自身形成。

当所述辊抵靠着凸轮的阀升起部分运转时，凸轮轴2的旋转转换为经由辊93到摇臂9的旋转移动R1，此旋转移动经由激活活塞95引起阀桥7的沿平行于轴线X4和X5的轴线X7的平移移动。另一方面，凸轮22的主阀升起部分与辊93之间的协作以及活塞95与阀桥7之间的协作产生了阀4和5的在内燃机E的相应运行阶段期间的排气打开。该摇臂具有替代的旋转移动，并因此能够根据凸轮轮廓在阀关闭位置和阀打开位置之间旋转。从而，在此实施例中，摇臂9由凸轮轴直接驱动。在本发明的其他实施例中，该摇臂可由凸轮轴通过传动机构被间接驱动，或可由其他类型的促动器驱动，例如液压或气压促动器。本发明也可在所谓的单个阀制动构造中实施，其中摇臂驱动两个排气阀，但其中摇臂的激活活塞可仅驱动这两个阀中的一个以仅执行此阀的打开。

在图1至图5的实施例中，摇臂轴91是中空的且限定了通道911，所述通道911容纳了来自阀促动机构S的未示出的流体压力源的流体回路。摇臂9自身包括内部流体回路，所述内部流体回路将通道911经由受控的闭塞阀97连接到摇臂9的部分地由活塞95界定的活塞室101。激活活塞95容纳在摇臂9的孔94内，且适合相对于由孔94和活塞95界定的室101、沿着与活塞95的纵向轴线对应的平移轴线X95移动。主供给通道912布置在摇臂9内且将通道911流体连接到受控的闭塞阀97。通道913将受控的闭塞阀97流体连接到活塞室101。

当发动机E处于正常运行模式时，在通道911处输送的压力处于低水平，例如处于大气压力。当发动机E切换到发动机制动模式时，未示出的发动机制动控制阀将例如处于较高的压力水平下的加压流体输送到通道911和912，所述压力水平可在3巴的数量级，这使得加压流体通过闭塞阀97流入活塞室101内。室101内的压力升高导致活塞95相对于摇臂9的从第一位置到第二位置的向外的平移移动，在所述第一位置，活塞95被完全地或部分地推回到室101内，即缩回，而在所述第二位置，活塞95被部分地移出活塞室101，即延伸，所述平移移动直至该活塞邻靠阀桥7。优选地，所述控制流体是大致不可压缩的流体，例如油。

在此实施例中，凸轮22包括适于与摇臂93协作的两个辅助阀升起部分。在凸轮轴2的每一转上，这些部分在被摇臂9的辊93随动的同时引起摇臂9的另外的枢转运动。所述辅助升起部分通常被设计为仅导致阀的有限的升起，因为所述辅助升起部分不设计为允许气体的通过阀的大量流动。典型地，由辅助阀升起部分导致的升起小于最大阀升起值的30％。当活塞95处于延伸位置时，这些枢转运动被活塞95转换为阀4和5的两个打开移动，以在发动机E的如上简述的运行期间、在两个精确的时刻执行发动机制动功能。这些阀打开的目的和效果是众所周知的，因此将不在下文中进一步描述。根据替代的实施例，凸轮22可仅包括一个辅助阀升起部分，以便在凸轮轴2的每一转上，除了主排气阀的打开之外仅执行阀4和5之一的打开。

当活塞95处于其缩回的第一位置时，如图1中所示，辊93相对于凸轮22的辅助阀升起部分以发动机制动促动间隙而被偏置，使得当凸轮轴2围绕轴线X2旋转时，凸轮22不与辊93接触或活塞95不与阀桥7接触。该间隙使得辅助阀升起部分不导致阀4和5的打开，因为摇臂的由于辅助阀升起部分导致的旋转太有限而不能补偿激活活塞97和阀桥7之间的间隙或者辊93和凸轮22之间的间隙。相反，主阀升起部分引起摇臂9围绕其轴线的位移，这足以导致两个阀的打开。

通过将活塞95移动到其延伸的第二位置，如图3中所示，摇臂9围绕轴91的纵向轴线X91枢转。因此，促动间隙被消除，且辊93与凸轮22的辅助阀升起部分接触，而激活活塞95同时与阀桥7接触或准接触，从而在辊93被辅助阀升起部分中的任一个作用时允许执行发动机制动运行。

受控的闭塞阀97包括阀室970，在此示例中，所述阀室970是在中心纵向轴线X97上对中的柱形孔。阀室970限定了柱形内壁表面972。阀室970在一侧敞口到摇臂9的外侧，但在另一侧被垂直于轴线X97的横向壁表面974封闭。阀室970与激活活塞95的室101流体连通且与主流体供给通道912流体连通。

闭塞阀97也包括阀构件97A，所述阀构件97A能够在阀室970内移动。阀构件97A能够在对应于闭塞阀97的打开状态的第一位置和对应于闭塞阀97的闭塞状态的第二位置之间移动，在所述打开状态中，主流体供给通道912流体连接到活塞室101，而在所述闭塞状态中，主流体供给通道912和活塞室101流体断开。

在所示的实施例中，阀构件97A由单一整体式可移动阀构件构成，这意味着，虽然所述阀构件可包括数个部分，但这些部分可组装为作为一个单一整体件工作，使得各部分之间没有明显的或功能上的移动。

在所示的实施例中，阀构件97A是刚性的。阀构件具有阀芯的形式，所述阀芯具有对应于阀构件970的形状的大致柱形的形状，并且其外柱形周表面97A1与阀室970的内部柱形壁表面972以滑动组装而进行滑动接触，其紧密性足以大体上防止沿界面的任何流体流动。从而，阀芯97A能够在阀室970内沿轴线X97直线移动。因此，在所示的示例中，受控的闭塞阀97具有直线滑动芯阀的形式。然而，在本发明中，受控的闭塞阀可具有其他形式，且可例如具有旋转芯阀的形式。

在图1所示的第一实施例中，将通道911流体连接到受控的闭塞阀97的通道912大致在沿轴线X97的阀室970的中间区内进入到阀室970的柱形内壁表面内。将闭塞阀97流体连接到阀室101的通道913在阀室970的与阀室970的打开端相反的横向表面974附近打开。在阀室970内限定在横向壁表面974和阀构件97A之间的容积形成压力隔间97B，所述压力隔间97B经由通道913永久地流体连接到活塞室101，以便永久地处在与活塞室101相同的压力下。

如上所指示，阀芯97能够在图2所示的第一打开位置和图3所示的第二闭塞位置之间移动，在所述第一打开位置，流体可从通道912到通道913在两个方向上循环，而在所述第二闭塞位置，至少在从活塞室101到主流体供给通道912的方向上流体被闭塞阀97阻止。

根据本发明的优选实施例，阀构件97A暴露于流体压力，使得至少当阀构件97A处于其第一位置从而允许流体通过闭塞阀的双向流动时，流体压力在阀构件97A上所产生的力FP倾向于使阀构件97A向其第二位置移动，从而阻止通过闭塞阀97向流体供给通道911的流动。

在本发明的第一实施例中，阀芯97A在其外表面97A1上包括周部沟槽97A2，所述周部沟槽97A2在图2中所示的阀构件970的第一位置中面对阀室970内的通道912的开口。有利地，沟槽97A2可在阀芯97A的整个周边上延伸，使得不需要阀芯97A围绕其轴线X97的精确定向。流体压力隔间97B通过连通通道97A4而被流体连接到沟槽97A2，所述连通通道97A4例如沿阀芯97A的轴线X97延伸。流体压力隔间97B在摇臂9的横向表面974和阀芯97A的环形表面97A3之间延伸。环形表面97A3围绕连通通道97A4的出口延伸。连通出口97A4通过至少一个提供在阀芯97A内的通道97A5而被流体连接到沟槽97A2。有利地，阀芯97A包括四个通道97A5，所述通道97A5从轴线X97径向延伸且以十字形围绕连通通道97A4分布。

阀构件97A的暴露于流体压力下的表面区域被定尺寸，使得至少当阀构件97A处于第一位置时，流体压力在阀构件97A上所产生的力FP倾向于将阀构件(97A)向其第二位置移动。在此实施例中，流体压力作用在通过连通通道97A4和通道97A5的沟槽97A2的流体压力隔间97B的隔间101的邻近的容积形成的全局流体压力区内。然而，如将在后文中解释，流体压力在阀构件97A上所产生的效果主要是流体压力隔间97B内的压力的效果。

当闭塞阀97打开时，阀芯97A处于周壁97A6邻靠横向表面974的边缘97A61的位置。在此位置中，流体可从通道912经由沟槽97A2、通道97A5、连通通道97A4、流体压力隔间97B和开口97A7通向通道913。因此，阀芯97A包括至少一个连通通路，连通通道97A4和97A5，所述至少一个连通通路取决于阀芯97A的位置而与主流体供给通道912流体连接或不流体连接，并且当阀芯处于其第一位置时，流体和/或流体压力在主流体供给通道912和活塞室101之间通过所述至少一个布置在阀芯97A上的连通通路循环/传递。

在位于阀构件970的打开端一侧的端部97A8上，阀芯不暴露于流体压力。在此端部97A8处，阀芯97A包括围绕轴线X97延伸的套筒97A9。闭塞阀97进一步包括止动环97C，所述止动环97C沿轴线X97拧入摇臂9中以用于组装。弹簧97D安装在端部97A8和止动环97C之间，使得弹簧97D默认地将阀芯97A保持在其第一打开位置，只要发动机制动未被激活，即，只要被主流体供给通道912输送的流体处于低的压力，例如低于2巴的绝对压力。

在闭塞阀97的闭塞状态中，阀芯97A处于其第二位置，所述第二位置沿轴线X97相对于其第一位置被偏置，使得通道912在阀室970内的开口面向阀芯97A的外表面97A1。在此位置中，如图3所示，沟槽97A2面向内壁972。因此，流体可不从通道912通向通道913，也不从通道913通向通道912。结果，当阀芯97A处于其第二位置时，流体压力隔间97B和活塞室101从主流体供给通道912流体断开。此外，在此第一实施例中，当阀芯97A处于其第二位置时，主流体供给通道912内的流体压力施加在阀芯97A的表面上，在此为阀芯97A的外表面97A1上，所述表面大体上垂直于阀芯97A的移动，使得主流体供给通道912内的流体压力作用在阀芯上所产生的力FP不倾向于导致阀芯97A的任何明显移动。

考虑到以上情况，可认为阀室970和阀芯97A限定了阀座，在该阀座处，阀室970和阀芯97A在阀芯97A的第二位置中相互接触，以将活塞室101和流体压力隔间97B从主流体供给通道912流体断开，并且其中，当阀芯处于其第一位置时，阀芯97A和阀室970在阀座处分离，以允许在活塞室101和流体压力隔间97B和主流体供给通道912之间的流体连通。

相对于阀座，可限定在摇臂9内的燃料流体回路的上游部分(即在流体压力源侧的部分)以及在活塞室101侧的下游部分。

在此第一示例中，阀座由阀室970的内柱形壁表面972内的主流体供给通道912的出口和阀芯的外柱形表面97A1的相应的部分形成。因此，阀座通过大体平行于阀芯97A的移动方向的元件形成，使得阀芯移动大体垂直于流体通过阀座的大体流动方向。在此构造中，主流体供给通道912内的流体压力作用在阀芯97A上所产生的力不倾向于导致阀芯97A的任何明显移动。

当必须执行发动机制动阀的升起时，发动机制动被激活，结果，流体在摇臂9内来自通道911的控制压力下被输送，所述控制压力可以是例如3巴。在此时刻，假定激活活塞95处于其向内的第一位置，并且闭塞阀97假定为打开，如图2中所示。

当流体开始流入到通道912内时，流体如前所述地流过阀芯97A，然后通过通道913且流入到活塞室101内。活塞95开始从活塞室101在流体压力的作用下向外移动。当流体仍从通道912流入到阀室970内时，流体压力隔间97B内的流体压力升高，特别是一旦激活活塞已达到其向外的第二位置。阀室970和阀芯97A设计为使得阀芯97A的暴露于流体压力隔间97B内的流体压力的表面区域被定尺寸，使得流体压力在阀芯上所产生的力倾向于将阀芯97A向其第二位置移动。在所示的实施例中，由流体压力隔间97B内的流体施加的、所产生的由压力引起的力FP施加在表面97A3上、边缘97A61上和位于通道97A5和连通通道97A4的交叉处的环形表面97A41上。在这些表面上的流体压力施加倾向于将阀芯97A向其第二位置移动。可导致阀芯97A向其第一位置移动的、通道97A5的上内表面的流体压力的作用被通道97A5的下内表面上的流体压力的作用抵消而平衡。此时，阀芯97A通过由弹簧97D施加的力F97D而被保持在其打开位置。压力隔间97B内的压力升高意味着沿轴线X97克服力97D施加的、在阀芯97A上施加的流体压力引起的力FP逐渐抵消而平衡该力F97D。当力FP超过F97D时，在流体压力达到控制压力时，阀芯97A达到其沿轴线X97的第二位置，如图2中的箭头A1示出的。

当流体仍进入到阀室970内时，阀芯97A沿箭头A1继续移动，直至阀芯97A到达防止处于控制压力下的流体到达阀室970内的阀芯97A的闭塞位置，如在前文中描述。在图3所示的此构造中，活塞95处于其向外位置，其中可执行发动机制动阀升起，并且闭塞阀97处于其闭塞位置，从而防止流体离开活塞室101到通道912。激活活塞95可因此不向其向内的第一位置移动。

当摇臂9的旋转R1到达阀升起开始的角度时，摇臂9的旋转继续抵抗由弹簧41和51施加在阀桥7上的阻力的作用。此力突然增加了活塞室101内的流体压力，从而产生了摇臂9内侧的压力波。因此，在流体压力室97B内发生过压，从而导致阀芯97A向下沿箭头A1进一步移动。这允许进一步通过在套筒97A9邻靠止动环97C的邻接位置中移动阀芯97来“锁定”闭塞阀97的关闭。活塞室101内的压力由于弹簧41和51施加的力进一步升高。在此时刻，阀4和5被升起以执行发动机制动功能。

当这些升起结束时，阀4和5关闭并且弹簧41和51释放弹簧41和51在阀桥7上的作用，且因此在激活活塞95上的作用。活塞室101内的流体压力然后降低到大体上等于控制压力的值。然而，该系统构造为使得可能发生从流体隔间的一些流体泄漏。因为此如下泄漏，在闭塞阀97处于其闭塞状态的时间期间所述泄漏可能发生在阀室970和摇臂9的外侧之间，压力隔间97B内的压力降低到低于控制压力的值。此泄漏可能发生在内壁972和外表面97A1之间在包括在沟槽97A2和套筒97A9之间的区域内，和/或此泄漏可能发生在激活活塞95及其孔94之间。优选地，此泄漏基本上在当激活活塞受到阀的由排气阀弹簧41、51施加的打开力时流体压力处于高水平时发生。当这种高的力已终止时，由于弹簧的力F97D，此泄漏生成施加在阀芯97A上的不平衡的力。因此，在压力已降低到阈值水平以下时，阀芯97A在弹簧97D的作用下开始向其第一位置移动，即向其打开位置移动，如图3中的箭头A2所示。闭塞阀97的打开继续，直至通道912再次面对沟槽97A2。摇臂9内的流体回路允许阀芯97A返回到邻靠横向表面974。此时，如果阀桥7仍在激活活塞95上施加力，则流体可开始从活塞室101、通道913和阀室970流入到通道912内且将导致激活活塞95的缩回。另一方面，如果激活活塞95和阀桥7不再接触，则主流体供给通道912内的压力将可又导致激活活塞95延伸到其第二最外位置。然后，可进行下一个发动机制动阀升起循环。阀座的下游的任何流体泄漏在每个循环处由于闭塞阀97在主阀升起和辅助阀升起之间的自动的短时再打开而被自动补偿。

闭塞阀97从其打开状态到其闭塞状态的切换的控制仅通过由在流体压力隔间97B中的流体压力施加的力FP的作用而获得，所述流体压力与活塞室101内的压力相同，即通过阀座下游的流体压力作用。更特定地，活塞室101内的压力、即摇臂9内的流体回路的下游部分内的压力是用于将闭塞阀97切换到其闭塞状态的唯一驱动因素。在现有技术的系统中，闭塞阀的关闭通过阀座上游的压力驱动，其原因是如下事实，即位于受阀座的上游的压力控制的阀座上游的活塞允许阀的关闭。

此外，当闭塞阀97处于其闭塞状态时，控制阀的切换的阀构件97A仅暴露于流体压力隔间内的流体压力。流体压力隔间内的流体压力被看作永久地与活塞室101内的压力相同的压力。

当阀座的下游侧的压力降低到低于取决于闭塞阀97的几何形状且取决于由弹簧施加的力F97D的给定的压力阈值时，弹簧97D导致闭塞阀97的打开。阀芯97A上的由流体压力引起的力FP的升高和降低将通道912和通道913之间的流体通路打开或关闭。

闭塞阀97的几何形状允许使用与摇臂9内的流体入口和出口相同的回路。换言之，流体经由闭塞阀97从通道912被引入到活塞室101内，并且流体也经由闭塞阀97通过通道912从活塞室101被清出。这提供了简单的流体结构。

在此实施例中以及在将在下文中描述的其他的实施例中，阀构件97A是单一整体式阀构件，阀构件97A的位置取决于活塞室101内的压力而控制了阀的状态处于阀的打开状态或其闭塞状态、并且阀构件97A的位置控制了从室101到流体供给回路911的有效流体流动，这在于阀构件在其第二位置时承靠阀座。

另外，闭塞阀97使用仅单独的特别地生产的部分，即阀芯97A，以及弹簧97A，来控制摇臂9内的流体回路的打开和关闭。这进一步改善了系统的简单性。此外，受控的闭塞阀97是双通阀，即仅具有两个出入口的阀。

受控的闭塞阀的第二、第三和第四实施例分别在图6、图8和图10中被示出为处于打开状态，并且分别在图7、图9和图11中被示出为处于闭塞状态。与第一实施例中的元件类似的元件具有相同的附图标记且以相同的方式工作。在后文中仅描述与第一实施例的主要差异。

在图6和图7所示的第二实施例中，阀芯97具有沿轴线X97延伸的大致管状形状，包括也沿轴线X97延伸的中心孔97A10。阀室970也具有管状形状，所述管状形状在径向向外上而通过摇臂9的柱形内表面界定且在径向向内上通过中心杆976界定。阀芯97A沿中心杆976安装，所述中心杆976被中心孔97A10接收。阀芯97A包括内横向肩部97A11，所述内横向肩部97A11将中心孔97A10的不同直径的两个部分分离。流体从通道912通过围绕中心杆976分布的入口914进入到阀室970内。与第一实施例相反，入口布置在阀室970的横向上游壁表面内。在阀室970的另一侧，即在阀的下游侧，出口915布置在横向下游壁内且围绕中心杆976分布，以允许流体朝向通道913和活塞室101流动。

在阀芯97A的柱形外表面97A1上，阀芯97A包括一个或多个连通沟槽97A12，所述沟槽97A12大体上平行于轴线X97，并且所述沟槽97A12允许流体通过闭塞阀97从口914流动到流体隔间97B和相反地流动。

在图6所示的其第一位置中，阀芯97A被弹簧97D弹簧偏压为靠着止动部977，所述弹簧97D在入口914侧安装在肩部97A11和中心杆976的肩部979之间。弹簧97D被收容在优选无油的且有利地通风到大气的隔间内。在此打开位置，流体可从入口914经由连通沟槽97A12通向出口915。阀芯97A的打开位置意味着从阀芯97A的与阀室970的布置有入口914的横向壁面对的横向表面突出的伸入指部97A13被从入口914沿轴线X97轴向偏置。

在受控的闭塞阀的此第二实施例中，伸入指部97A13和相应的入口914形成了阀座，并且可见阀座由大体垂直于阀芯97A的移动方向的元件形成，使得阀芯97A的移动大体平行于通过阀座的流体的大体流动方向。在此构造中，与第一实施例相反，主供给通道912内的流体压力作用在阀芯97A上所产生的力倾向于导致阀芯97A向其对应于闭塞阀97的打开状态的第一位置移动。因此，在此实施例中，必需最小化主流体供给通道的入口914上的表面区域，以允许容易地关闭受控的闭塞阀97。为此，当闭塞阀97处于其闭塞状态时，可由伸入指部97A13上的上游流体的压力生成的力与由弹簧且由阀座上游的流体压力施加的力相比不明显。优选地，在阀构件97A的第二位置，阀构件97A的暴露于阀座上游的流体压力的等效横截面应小于阀构件97A的暴露于流体压力隔间97B内的流体压力的等效横截面的15％。

闭塞阀97的从其打开状态到其闭塞状态的切换以与第一实施例相同的方式实现。在阀座下游的流体隔间97B内的流体压力的升高将所产生的力FP施加在阀芯97A上，这倾向于将阀芯97A向其第二位置移动。当所产生的由流体压力引起的力FP超过弹簧力97D时，阀芯97A被向图7的构造移动，如通过箭头A1所示，在所述构造中伸入指部97A13防止流体流回到入口914。

在此实施例中，阀芯97A内的沟槽允许主流体供给通道912和活塞室101之间的且更特定地阀构件的上游侧和阀芯的下游侧之间的流体的流量和/或流体压力。因此，该沟槽具有类似于第一实施例的连通通道97A4的功能，但该沟槽形成在阀芯的外表面上而非阀芯的内侧。

接下来的步骤与第一实施例中相同。

在图8和图9所示的本发明的第三实施例中，阀室970包括被对中在轴线X97上的第一向前柱形部分、和具有更大直径且也被对中在轴线X97上的第二向后柱形部分988。连接到流体压力源的主流体供给通道912在阀室970的与阀芯97A的移动基本平行的第一部分的柱形内壁表面972上打开。连接到活塞室101的通道913在第一部分的横向前表面990上打开且沿轴线X97面对位于阀室970的部分988内的横向向后表面974。

阀芯97A位于阀室970内，以在横向向后表面974和横向向前表面990之间轴向移动，并且阀芯97A包括支承靠着内表面972大致流体密封地安装的外表面97A1的第一向前部分97A30、和具有更大直径的靠着界定了阀室970的直径更大的部分988的内表面992大体上流体密封地安装的第二向后部分97A32。第二部分97A32支承向后转动且面对横向向后表面974的横向环形表面97A3。阀芯97A包括连通通道97A4，所述连通通道97A4从端部延伸到端部以将出口通道附近的流体压力隔间97B的向后部分连接到通过阀室970的阀芯97A的向后横向表面97A3界定的流体压力隔间的向后部分。

阀芯97A包括一个或数个设置在部分97A30上的狭槽或环形外部切口97A34，从而当阀芯97A处于图8所示的其第一位置时允许流体从通道912流到通道913。阀芯97A由安装在阀芯97A和向前横向表面990之间的弹簧97D向阀芯97A的打开位置向后推压。止动部优选被设置为使阀室970的阀芯97A的向后横向表面97A3不相互接触，如图8中所示。

阀芯97A的暴露于流体压力隔间97B内的流体压力的表面的区域被定尺寸，使得流体压力在阀芯97A上所产生的力倾向于使阀芯97A向其第二闭塞位置移动。阀室970包括隔间989，所述隔间989在其向后部分988内但在阀芯97A的不暴露于流体压力的向后部分97A32的前方。如图所示，由于将隔间989连接到机构的外侧的通道994，此隔间989优选地暴露于大气压力。

闭塞阀97以与第一实施例中相同的方式工作：当需要发动机制动时，阀室970内的流体被设定为控制从通道912通过狭槽或切口97A34的压力。施加在环形表面97A3上的流体压力升高，并且阀芯97D开始于向上移动，直至通道912面对外表面97A1。此时，防止流体从通道913流回到通道912，同时闭塞阀97处于其闭塞状态，如图9中所示。在此实施例中，阀座包括室的壁972内的且面对阀构件97A的外柱形壁97A1的部分的通道912的出口。

如下的在闭塞阀97上的运行步骤以与第一实施例中相同的方式发生。

在图10和图11所示的本发明的第四实施例中，柱形阀室970包括具有较小直径的柱形向外部分980，其具有向后的横向表面986。主流体供给通道912在较小的向后部分980的内柱形壁982上打开。

在此实施例中，阀芯97A具有类似于第一实施例的柱形形状且还包括直径较小的适于以大致流体密封的方式在室的向后部分980内滑动的柱形向后部分97A15。阀芯的向后部分97A15具有柱形周表面97A16。

在阀室970的相对于部分980而言的向前侧，连接到活塞室101的通道913在向前的横向表面974内打开。

从而，闭塞阀97的流体压力隔间97B包括在阀芯97A前方的第一区978和阀芯的向后部分97A15后方的第二区984。这两个区由被提供为通过阀芯97A且沿轴线X97延伸的连通通道97A17流体连接。

如图8和图9的实施例中，阀室包括隔间987，所述隔间987在室的主部分内、但在不暴露于流体压力且优选例如由于通道994而暴露于大气压力的阀芯的主部分的后方。

在图10所示的打开位置，阀芯97A的向后部分97A15沿轴线X97相对于通道912在部分980内的开口被偏置，使得流体可从通道912通过阀芯97A通向连通通道97A17，然后通向通道913。当阀室970内的压力升高时，由流体压力引起的力FP倾向于将阀芯97A向图11所示的其关闭位置移动。在此构造中，通道912的打开端部被周表面97A16关断，从而防止流体从通道912通向连通通道97A17。

通道912的端部和周表面97A16的组合形成了类似于图8和图9的实施例中所述阀座的阀座，即垂直于阀芯97A的移动。

根据本发明的一个变体，活塞95可适于激活或禁用不同的发动机运行功能，例如内部排气再循环功能。此功能允许排气阀在进气行程期间打开。通过使得受控量的排气返回到燃烧过程中，峰值燃烧温度得以降低。这将减少氮氧化物(NOx)的形成。

根据未示出的本发明的实施例，阀促动机构S可以是进气阀促动机构，用于移动适于打开气缸的燃烧室和进气歧管之间的通路的两个进气阀。在此情况中，所述激活活塞可适合基于早期或晚期Miller循环(Atkinson循环)而激活或禁用进气功能，这对于专业人员是已知的，因此将不在下文中进一步描述。

Claims (24)

1.一种用于机动车辆上的内燃机(E)的阀促动机构(S)，所述阀促动机构(S)包括至少一个摇臂(9)，所述摇臂(9)适于经由所述摇臂(9)的激活活塞(95)而在打开促动器(7)的至少一部分上施加阀打开力(F9)以打开气缸阀，所述激活活塞(95)能够在活塞室(101)内的流体压力升高的作用下在所述摇臂(9)的活塞室(101)内从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，发动机运行功能被禁用，而在所述第二位置，所述发动机运行功能被执行，所述摇臂(9)包括受控的闭塞阀(97)，所述闭塞阀(97)具有：打开状态，所述打开状态适合允许所述摇臂(9)的流体供给回路(911)与所述活塞室(101)之间的双向流体流动；和闭塞状态，所述闭塞状态用于阻止从所述活塞室(101)到所述流体供给回路(911)的流体流动，以阻止所述激活活塞(95)处于其第二位置，

其中，所述闭塞阀(97)的在其打开状态和其闭塞状态之间的控制是通过所述活塞室(101)内的流体压力在所述闭塞阀(97)的暴露于所述活塞室(101)内的流体压力下的阀构件(97A)上施加的力(FP)的作用而执行的。

2.根据权利要求1所述的阀促动机构，其中，所述受控的闭塞阀(97)包括单一整体式可移动阀构件(97A)，所述阀构件(97A)控制所述闭塞阀的状态以及从所述活塞室(101)到所述流体供给回路(911)的有效流体流动。

3.根据权利要求1或2所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)暴露于流体压力下，使得：至少当所述阀构件(97A)处于允许通过所述闭塞阀的双向流体流动的第一位置时，流体压力在所述阀构件(97A)上所产生的力(FP)倾向于使所述阀构件(97A)朝着阻止通过所述闭塞阀到所述流体供给回路(911)的流体流动的第二位置移动。

4.根据权利要求3所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)的暴露于流体压力下的表面区域被定尺寸，使得：至少当所述阀构件(97A)处于所述第一位置时，流体压力在所述阀构件(97A)上所产生的力(FP)倾向于使所述阀构件(97)朝着其第二位置移动。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)能够在阀室(970)内移动，所述阀室(970)与所述激活活塞(95)的室(101)且与主流体供给通道(912)流体连通。

6.根据权利要求5所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)的所述第一位置对应于所述受控的闭塞阀(97)的打开状态，在该打开状态，所述主流体供给通道(912)流体连接到所述活塞室(101)，并且所述阀构件(97A)的所述第二位置对应于所述受控的闭塞阀(97)的闭塞状态，在该闭塞状态，所述主流体供给通道(912)和所述活塞室(101)流体断开。

7.根据权利要求5或6中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)在所述阀室(970)内限定了流体压力隔间(97B)，所述流体压力隔间(97B)永久地流体连接到所述活塞室(101)，从而永久地与所述活塞室(101)处于相同压力下。

8.根据权利要求7所述的阀促动机构，其中，所述阀室(970)和所述阀构件(97A)被设计为使得所述阀构件(97A)的暴露于所述流体压力隔间(97B)内的流体压力下的表面区域被定尺寸，使得：至少当所述阀构件(97A)处于所述第一位置时，流体压力在所述阀构件(97A)上所产生的力(FP)倾向于使所述阀构件(97A)朝着其第二位置移动。

9.根据权利要求7或8所述的阀促动机构，其中，当所述阀构件(97A)处于其第二位置时，所述流体压力隔间(97B)和所述活塞室(101)从所述主流体供给通道(112)流体断开。

10.根据权利要求2至10中的任一项所述的阀促动机构，其中，当所述阀构件(97A)处于其第二位置时，所述主流体供给通道(112)内的流体压力被施加在所述阀构件(97A)的与所述阀构件(97A)的移动大致垂直的表面上，从而，所述主供给通道(912)内的流体压力作用在所述阀构件(97A)上所产生的力不倾向于导致所述阀构件(97A)的任何明显移动。

11.根据权利要求7至10中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述阀室(970)和所述阀构件(97A)限定了阀座，在所述阀座处，所述阀室和所述阀构件(97A)在所述阀构件(97A)的第二位置上相互接触，以将所述活塞室(970)和所述流体压力隔间(97B)从所述主流体供给通道(912)流体断开，并且其中，当所述阀构件(97A)处于其第一位置时，所述阀构件(97A)和所述阀室(970)在所述阀座处分离，以允许所述活塞室(101)及所述流体压力隔间(97B)与所述主流体供给通道(912)之间的流体连通。

12.根据权利要求2至11中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述阀促动机构包括弹性装置(97D)，以将所述阀构件(97A)朝着其第一位置推压。

13.根据权利要求12和3相结合所述的阀促动机构，其中，当施加在所述阀芯(97A)上的所产生的由流体压力引起的力(FP)超过由所述弹簧(97D)施加的力(F97D)时，所述阀构件(97A)从其第一位置移动到其第二位置。

14.根据权利要求3至13中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)包括至少一个连通通路(97A4、97A12、97A34)，所述至少一个连通通路(97A4、97A12、97A34)取决于所述阀构件(97A)的位置而与所述主流体供给通道(912)选择性地流体连接或不流体连接，并且其中，当所述阀构件(97A)处于其第一位置时，流体和/或流体压力在所述主流体供给通道(912)和所述活塞室(101)之间通过所述至少一个连通通路循环/传输。

15.根据权利要求14所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)包括周表面，所述阀促动机构在所述阀室(970)内通过与所述阀室(970)的相应内表面接触而由所述周表面引导，其中，所述主流体供给通道(912)到达所述内表面内，并且其中，所述阀构件(97A)包括形成与所述连通通路(97A4)流体连通的容积的周部沟槽(97A2)，其中当所述阀构件(97A)处于其第一位置时，所述周部沟槽(97A2)与所述主流体供给通道(912)流体连通，且其中当所述阀构件(97A)处于其第二位置时，所述周部沟槽(97A2)面对所述阀室(970)的内壁表面(972)。

16.根据权利要求15所述的阀促动机构，其中，所述连通通路是沿所述阀构件(97A)的纵向轴线(X97)延伸穿过所述阀构件(97A)的通道(97A4)，并且，由于围绕所述连通通道(97A4)分布的数个通道(97A5)，所述连通通路与所述周部沟槽(97A2)流体连通。

17.根据权利要求14所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)包括设置在所述阀构件(97A)的外周表面(97A1)上的多个连通沟槽(97A12)。

18.根据权利要求17所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)包括至少一个伸入构件(97A13)，所述至少一个伸入构件(97A13)适于在所述阀构件(97A)处于其第二位置时伸入到与所述主流体供给通道(912)连接的至少一个口(914)中。

19.根据权利要求14所述的阀促动机构，其中，所述阀构件(97A)的外表面(97A1)包括狭槽(97A34)，当所述阀构件(97A)处于其第一位置时，所述狭槽(97A34)面对所述主流体供给通道(912)，而当所述阀构件(97A)处于其第二位置时，所述狭槽(97A34)面对所述阀室(970)的内壁(972)。

20.根据权利要求14所述的阀促动机构，其中，所述连通通路包括沿所述阀构件(97A)的纵向轴线(X97)延伸穿过所述阀构件(97A)的通道(97A17)，并且其中，当所述阀构件(97A)处于其第二位置时，从所述阀室(970)的表面(986)突出的伸入构件(984)伸入到所述连通通道(97A17)中。

21.根据权利要求2至20中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述阀构件是适于沿所述阀室(970)的纵向轴线(X97)平移(A1、A2)的阀芯(97A)。

22.根据前述权利要求中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述阀促动机构是以下机构之一：

-排气阀促动机构：

*其中，当所述激活活塞(95)处于其第二位置时，所述激活活塞(95)激活排气再循环功能；或者

*其中，当所述激活活塞(95)处于其第二位置时，所述激活活塞(95)激活发动机制动功能；或

-进气阀促动机构。

23.根据前述权利要求中的任一项所述的阀促动机构，其中，所述摇臂由所述凸轮轴(2)移动，并且其中，在所述激活活塞(95)的所述第二位置，所述摇臂(9)的凸轮从动件(93)适合随动于所述凸轮轴(2)的凸轮(22)的至少一个辅助阀升起部分(221、222)，以执行所述发动机运行功能。

24.一种机动车辆，例如卡车，所述机动车辆包括根据前述权利要求中一项所述的阀促动机构(S)。