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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Motorventilbetätigungssystem und insbesondere
auf ein hydraulisches Dual-Druck-Motorventilbetätigungssystem gerichtet.
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Hintergrund
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Ein
Verbrennungsmotor weist typischerweise eine Vielzahl von Motorventilen
auf. Diese Motorventile steuern den Einlass und den Auslass von
Gasen relativ zu der Brennkammer (den Brennkammern) des Motors.
Ein typischer Motor wird mindestens ein Einlassventil und mindestens
ein Auslassventil für
jede Brennkammer des Motors aufweisen. Das Öffnen von jedem Ventil ist
zeitgesteuert, um bei einem speziellen Nocken- oder Kurbelwellenwinkel im
Betriebszyklus des Motors aufzutreten. Beispielsweise kann ein Einlassventil
geöffnet
sein, wenn ein Kolben sich von einer oberen Totpunktposition zu
einer unteren Totpunktposition in seinem Zylinder bewegt, um Luft
in die Brennkammer zu leiten. Das Auslassventil kann während der
Bewegung des Kolbens zum oberen Totpunkt hin geöffnet werden, um ein Abgas
aus der Brennkammer auszustoßen.
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Die
Betätigung
oder das Öffnen
und Schließen
der Motorventile kann auf eine Anzahl von Arten erreicht werden.
Beispielsweise kann der Motor eine Kurbelwelle antreiben, die drehbar
mit einer Nockenwelle verbunden ist. Jedes Motorventil kann mechanisch
durch diese Nockenwelle betätigt
werden. Zusätzlich
kann die Drehung der Kurbelwelle auch die Hin- und Herbewegung des
Brennkammerkolbens steuern. Somit steuert die Drehung der Kurbelwelle mechanisch
die Betätigung
von jedem Motorventil und koordiniert die Zeitsteuerung dieser Betätigung von
jedem Motorventil mit den erwünschten
Bewegungen des Kolbens der jeweiligen Brennkammer.
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Das
mechanische Betätigen
der Motorventile sieht jedoch keine Flexibilität bezüglich der Zeitsteuerung der
Ventilbetätigung
vor. Es ist herausgefunden worden, dass Motorbetriebscharakteristika,
beispielsweise der Wirkungsgrad, durch Variieren der Zeitsteuerung
der Ventilbetätigung
basierend auf den Betriebsparametern des Fahrzeugs verbessert werden
können.
Bei einer mechanischen Betätigung werden
die Motorventile mit dem gleichen Timing- bzw. Zeitsteuerwinkel
der Kurbelwellendrehung, ungeachtet der Fahrzeugbetriebsparameter,
betätigt. Somit
können
diese Arten von unflexiblen Systemen nicht die Motorleistung optimieren.
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Ein
weiterer Ansatz weist auf, die Motorventile unabhängig von
der Kurbelwellendrehung zu betätigen.
Dies kann beispielsweise mit einem Hydrauliksystem erreicht werden.
Wie im
US-Patent Nr. 6 263 842 von
De Ojeda u. a. gezeigt, das auf den 24. Juli 2001 datiert ist, kann
ein hydraulisch angetriebener Kolben verwendet werden, um ein Motorventil
zu betätigen.
Bei diesem Ansatz ist ein Hydraulikkolben mit jedem Motorventil
verbunden und wird durch das Einleiten von unter Druck gesetztem
Strömungsmittel betätigt. Die
Betätigung
des Motorventils kann daher unabhängig von der Kurbelwellendrehung
gesteuert werden und kann eine zusätzliche Flexibilität bei der Ventilzeitsteuerung
bieten.
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Um
weitere Verbesserungen des Motorwirkungsgrades zu erhalten, können die
Motorventile betätigt
werden müssen,
wenn das Gas innerhalb der Brennkammer unter Druck ist. Ein hydraulisch
betätigtes
Motorventil, wie oben besprochen, wird eine beträchtliche Kraft zum Öffnen des
Motorventils unter diesen Bedingungen ausüben müssen. Dies kann ein stark unter
Druck gesetztes Strömungsmittel
oder einen Ventilbetätigungskolben
mit einer größeren Oberfläche erfordern.
Eine zusätzliche
Pumpe kann erforderlich sein, um das stark unter Druck gesetzte Strömungsmittel
zu liefern.
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Zusätzlich kann
das oben offenbarte hydraulisch betätigte Motorventil nicht genau
die Größe der Motorventilbewegung
während
der Betätigung
steuern. In einer Situation, wo das Motorventil betätigt wird,
wenn der Kolben der Brennkammer in der Kolbenkammer vorläuft, kann
das Ausmaß,
um welches das Motorventil sich anheben kann, eingeschränkt sein,
um eine Kollision zwischen dem Kolben der Brennkammer und dem Motorventil
zu verhindern. Eine solche Kollision kann das Motorventil beschädigen und
verhindern, dass das Motorventil ordnungsgemäß den Gasdurchlassweg abdichtet.
Dieser Schaden kann den Betrieb des Motors unterbrechen.
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Weiterhin
kann das oben besprochene hydraulisch betätigte Ventil eventuell nicht
die Geschwindigkeit des Motorventils während der Motorventilbetätigung steuern.
Das Aufsetzen eines Motorventils mit hoher Geschwindigkeit kann
hohe Aufsetzkräfte
zur Folge haben, die das Motorventil oder den Ventilsitz schädigen können, wodurch
verhindert wird, dass das Motorventil ordnungsgemäß abdichtet und
der effiziente Betrieb bzw. Wirkungsgrad des Motors verringert wird.
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Wenn
ein mit hoher Kraft hydraulisch betätigtes Motorventil einen Ventilbetätigungskolben
mit einer großen
Oberfläche
erfordert, könnte
zusätzlich eine
wesentliche Menge von stark unter Druck gesetztem Strömungsmittel
jedes Mal dann erforderlich sein, wenn das Motorventil betätigt wird.
Dies könnte beträchtlich
die Menge des Strömungsmittels
verringern, die für
andere Hochdrucksysteme im Fahrzeug verfügbar ist. Darüber hinaus
wäre es
vorteilhaft, zumindest einen Teil dieses stark unter Druck gesetzten Strömungsmittels
wieder zu verwenden, sodass ein Teil der Hydraulikenergie wiedergewonnen
werden kann, die verwendet wurde, um dieses Strömungsmittel unter Druck zu
setzen, wodurch der Motorwirkungsgrad vergrößert wird und parasitäre Verluste verringert
werden.
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US-A-5 497 736 beschreibt
eine Motorventilanordnung mit einem elektrohydraulischen Ventil(antriebs)strang,
der mit einem Hydrauliksystem mit einem Niederdruckzweig und einem
Hochdruckzweig zusammenarbeitet, um selektiv ein Motorventil zu öffnen und
zu schließen.
Das Motorventil ist an einem Ventilkolben in einer Kolbenkammer
angebracht. Ein erstes Volumen unter dem Kolben ist mit dem Hochdruckzweig
verbunden, und ein zweites Volumen über dem Kolben ist selektiv
mit dem Hochdruckzweig oder dem Niederdruckzweig über ein
Drehventil verbunden, um das Öffnen
und Schließen
des Motorventils zu bewirken.
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Das
Ventilbetätigungssystem
der vorliegenden Erfindung löst
eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Motorventilbetätigungssystem
nach Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden in den Unteransprüchen
beansprucht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Motorventilbetätigungssystem
gerichtet. Das System kann eine Betätigungsanordnung mit einem Körper aufweisen,
weiter einen Kolben, der relativ zum Körper verschiebbar ist, und
erste, zweite und dritte Kammern, die zwischen dem Kolben und dem Körper definiert
sind. Das System kann auch Niederdruck- und Hochdruckströmungsmittelquellen
aufweisen. Ein erster Strömungsmitteldurchlass
kann die Niederdruckströmungsmittelquelle
mit der zweiten Kammer verbinden. Ein zweiter Strömungsmitteldurchlass
kann die Hochdruckströmungsmittelquelle mit
der zweiten Kammer verbinden, und ein dritter Strömungsmitteldurchlass
kann die Hochdruckströmungsmittelquelle
mit der dritten Kammer verbinden. Ein Steuerventil kann mit der
Niederdruckströmungsmittelquelle,
mit der Hochdruckströmungsmittelquelle und
mit der ersten Kammer verbunden sein. Das Steuerventil kann konfiguriert
sein, um sich zwischen einer ersten Position, in der die Hochdruckströmungsmittelquelle
mit der ersten Kammer verbunden ist, und einer zweiten Position
bewegen, in der die Niederdruckströmungsmittelquelle mit der ersten Kammer
verbunden ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betrieb eines Hydraulikventilbetätigungssystems
vorgesehen. Das Hydraulikventilbetätigungssystem kann einen Kolben,
einen Körper,
erste, zweite und dritte Kammern, die zwischen dem Kolben und dem
Körper
definiert sind, eine Niederdruckströmungsmittelquelle, die selektiv
mit den ersten und zweiten Kammern verbunden ist, und eine Hochdruckströmungsmittelquelle
aufweisen, die selektiv mit den ersten und zweiten Kammern verbunden
ist und mit der dritten Kammer verbunden ist. Das Verfahren kann
aufweisen, den Kolben in einer ersten Position vorzusehen bzw. anzuordnen,
sodass das Volumen der zweiten Kammer minimiert ist. Strömungsmittel
kann von der Hochdruckströmungsmittelquelle
zur ersten Kammer geleitet werden, und der Kolben kann in der ersten
Richtung bewegt werden. Strömungsmittel von
der dritten Kammer kann zu der Hochdruckströmungsmittelquelle ansprechend
darauf geleitet werden, dass der Druck der dritten Kammer den Druck
in der Hochdruckströmungsmittelquelle überschreitet.
Das Verfahren kann auch aufweisen, Strömungsmittel von der Niederdruckströmungsmittelquelle
zur zweiten Kammer ansprechend darauf zu leiten, dass der Druck
in der zweiten Kammer geringer als der Druck in der Niederdruckströmungsmittelquelle
ist.
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Gemäße einem
weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Energie
in einem Motorventilbetätigungssystem
vorgesehen, welches mit einer Hochdruckströmungsmittelquelle verbunden
ist. Das Motorventilbetätigungssystem
kann einen Körper
aufweisen, einen Kolben, der sich relativ zum Körper bewegen kann, und erste
und zweite Volumen, die zwischen dem Kolben und dem Körper definiert
sind. Das Verfahren weist auf, den Kolben relativ zum Körper in
einer ersten Richtung ansprechend auf das Leiten von Strömungsmittel
von der Hochdruckströmungsmittelquelle
zum ersten Volumen zu bewegen. Das Verfahren weist weiter auf, Strömungsmittel
von dem zweiten Volumen zur Hochdruckströmungsmittelquelle ansprechend
auf die Bewegung des Kolbens relativ zum Körper in einer ersten Richtung
zu leiten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Steuerung einer Verschlusskraft
eines Ventils in einem Motorventilbetätigungssystem vorgesehen, welches
mit einer Hochdruckströmungsmittelquelle
verbunden ist. Das Motorventilbetätigungssystem weist einen Körper auf,
weiter einen Kolben, der sich relativ zum Körper bewegen kann, und erste und
zweite Volumen, die zwischen dem Kolben und dem Körper definiert
sind. Das Verfahren weist auf, den Kolben relativ zum Körper in
einer Ventilverschlussrichtung ansprechend auf das Leiten von Strömungsmittel
von der Hochdruckströmungsmittelquelle
in das erste Volumen zu bewegen. Die Verschlusskraft des Ventils
kann ansprechend auf die Vergrößerung des
Drucks in einem zweiten Volumen verringert werden. Das Verfahren
weist weiter auf, Strömungsmittel
vom zweiten Volumen zur Hochdruckströmungsmittelquelle ansprechend
darauf zu leiten, dass der Druck in dem zweiten Volumen den Druck
in der Hochdruckströmungsmittelquelle überschreitet.
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Es
sei bemerkt, dass sowohl der vorangegangene allgemeine Hintergrund
als auch die folgende detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen beispielhaft
und nur erklärend
sind, und nicht die Erfindung einschränken sollen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels eines Ventilbetätigungssystems
der vorliegenden Erfindung, die eine schematische Querschnittsansicht
einer Ventilbetätigungsanordnung
mit einem Betätigungskolben
in einer ersten Position zeigt;
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2 ist
eine schematische Veranschaulichung des Ventilbetätigungssystems
der 1, welche den Betätigungskolben in einer zweiten
Position zeigt;
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3 ist
eine schematische Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Ventilbetätigungssystems
der vorliegenden Erfindung, die eine schematische Querschnittsansicht
einer Ventilbetätigungsanordnung
zeigt;
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4 ist
eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Ventilbetätigungssystems
der vorliegenden Erfindung, die eine schematische Querschnittsansicht
einer Ventilbetätigungsanordnung
zeigt;
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5a ist
eine schematische Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Ventilbetätigungssystems
der vorliegenden Erfindung, die eine schematische Querschnittsansicht
einer Ventilbetätigungsanordnung
mit einem Betätigungskolben
in einer ersten Position zeigt;
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5b ist
eine schematische Veranschaulichung des Ventilbetätigungssystems
der 5a, die den Betätigungskolben in einer zweiten
Position zeigt; und
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5c ist
eine schematische Veranschaulichung des Ventilbetätigungssystems
der 5a, die den Betätigungskolben in einer dritten
Position zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen weist ein Ventilbetätigungssystem 10 eine
hydraulische Ventilbetätigungsanordnung 100 auf,
die mit einer Niederdruckströmungsmittelquelle 20 und
einer Hochdruckströmungsmittelquelle 30 verbunden
ist. Niedriger Druck bzw. Niederdruck und hoher Druck bzw. Hochdruck,
wie in dieser Offenbarung verwendet, sind relative Ausdrücke und
sollen nicht irgendwelche absoluten Druckbereiche unterstellen.
Somit ist die Niederdruckströmungsmittelquelle 20 auf
einem niedrigeren Druck als die Hochdruckströmungsmittelquelle 30.
Sowohl die Niederdruckströmungsmittelquelle 20 als
auch die Hochdruckströmungsmittelquelle 30 können Teil
von Motorströmungsmittelsystemen
sein, wie dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann die Niederdruckströmungsmittelquelle 20 eine
Strömungsmittelquelle
sein, die mit einem Motorschmiersystem und/oder einem Kühlsystem
assoziiert ist, die beispielsweise von 60–90 Pfund pro Quadratinch (psi)
arbeitet, und die Hochdruckströmungsmittelquelle 30 kann
eine Strömungsmittelquelle
sein, die mit einem Hydraulikhubsystem, einem Motorventilbetätigungssystem
oder einem Brennstoffeinspritzvorrichtungsbetätigungssystem assoziiert ist,
die beispielsweise von 2000 bis 4000 Pfund pro Quadratinch (psi)
arbeitet.
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Die
hydraulische Ventilbetätigungsanordnung 100 hat
einen Betätigungskolben 110 und
ein Gehäuse
oder einen Körper 120.
Der Körper 120 hat eine
Bohrung 121, eine Bohrung 122 und eine Bohrung 123.
Die Bohrungen 121, 122, 123 sind im Allgemeinen
konzentrisch und haben Querschnitte von unterschiedlichem Durchmesser.
Wie in 1 gezeigt, ist beispielsweise der Durchmesser
der Bohrung 121 größer als
der Durchmesser der Bohrung 122 und der Bohrung 123.
Der Körper 120 kann
aus mehreren Teilen gemacht werden, um die Herstellung und Montage
der Ventilbetätigungsanordnung 100 zu
erleichtern.
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Der
Betätigungskolben 110 ist
verschiebbar in den Bohrungen 121, 122, 123 angeordnet
und bewegt sich in Längsrichtung
innerhalb des Körpers 120 hin
und her. In einer ersten Richtung, wie vom Pfeil A in 1 gezeigt,
bewegt sich der Betätigungskolben 110 von
einer ersten Position, wie in 1 gezeigt,
zu einer zweiten Position, wie in 2 gezeigt. In
der zweiten Richtung, wie vom Pfeil B in 2 angezeigt,
bewegt sich der Betätigungskolben 110 von der
zweiten Position zurück
zur ersten Position.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, weist der Betätigungskolben 110 einen
primären
Kolbenteil 111, einen sekundären Kolbenteil 112 und
einen tertiären
Kolbenteil 113 auf. Der primäre Kolbenteil 111 gleitet
in der Bohrung 121 und hat einen Querschnitt, der ihn ergänzt bzw.
zu diesem passt. In ähnlicher Weise
gleitet der sekundäre
Kolbenteil 112 innerhalb der Bohrung 122 und hat
einen Querschnitt, der zum Querschnitt der Bohrung 122 passt,
und der tertiäre Kolbenteil 113 gleitet
innerhalb der Bohrung 123 und hat einen Querschnitt, der
zum Querschnitt der Bohrung 123 passt. Die primären, sekundären und
tertiären
bzw. ersten, zweiten und dritten Kolbenteile 111, 112, 113 können als
eine einzige Einheit geformt sein, oder diese Teile können als
getrennte Einheiten geformt sein, die darauf folgend miteinander
verbunden werden.
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Der
Betätigungskolben 110 und
der Körper 120 können aus
irgendeinem geeigneten Material oder irgendwelchen Materialien gebildet
werden. Dichtungsverfahren, die eine Relativbewegung zwischen dem
Betätigungskolben 110 und
dem Körper 120 gestatten
(nicht gezeigt), können
zwischen den verschiedenen Teilen des Kolbens 110 und des
Körpers 120 gelegen
sein.
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Die
Kammern 131, 132, 133 und 134,
die jeweils ein Volumen definieren, sind zwischen dem Betätigungskolben 110 und
dem Körper 120 definiert.
In dem Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 sind die Kammer 131 und
die Kammer 133 in der Bohrung 121. Die Kammer 132 ist
in der Bohrung 122. Die Kammer 134 ist in der
Bohrung 123.
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Die
Volumen der Kammern 131, 132, 133 und 134 variieren
abhängig
von der Längsposition des
Betätigungskolbens 110 relativ
zum Körper 120. Mit
Bezug auf die 1 und 2 ist zu
sehen, dass die Volumen der Kammer 131 und der Kammer 132 zunehmen,
wenn der Betätigungskolben 110 sich
in der ersten Richtung (Pfeil A) bewegt, und sich verringern, wenn
der Betätigungskolben 110 sich
in der zwei ten Richtung (Pfeil B) zurück zur ersten Position des
Betätigungskolbens 110 bewegt.
Die Volumen der Kammer 133 und der Kammer 134 nehmen
ab, wenn der Betätigungskolben 110 sich
relativ zum Körper 120 in
der ersten Richtung (Pfeil A) bewegt, und sie nehmen zu, wenn der
Betätigungskolben 110 sich
in der zweiten Richtung bewegt (Pfeil B).
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Der
primäre
Kolbenteil 111 hat eine Oberfläche 141, die mit der
Kammer 131 assoziiert ist. Der sekundäre Kolbenteil 112 hat
eine Oberfläche 142, die
mit der Kammer 132 assoziiert ist. Zusätzlich hat der primäre Kolbenteil 111 eine
Oberfläche 143,
die mit der Kammer 133 assoziiert ist. Der tertiäre Kolbenteil 113 hat
eine Oberfläche 144,
die mit der Kammer 134 assoziiert ist. In dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist
die Oberfläche 141 größer als
die Oberfläche 143.
Die Oberfläche 143 ist
größer als
die Oberfläche 142.
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Die
Niederdruckströmungsmittelquelle 20 ist mit
der Kammer 132 über
einen Strömungsmitteldurchlass 41 verbunden.
Ein Rückschlagventil 47 ist in
dem Strömungsmitteldurchlass 41 angeordnet. Das
Rückschlagventil 47 ist
konfiguriert, um den Fluss von Strömungsmittel von der Niederdruckströmungsmittelquelle 20 zur
Kammer 132 zu gestatten, wenn der Druck innerhalb der Quelle 120 größer als der
Druck innerhalb der Kammer 132 ist, jedoch den Fluss von
Strömungsmittel
aus der Kammer 132 zur Niederdruckströmungsmittelquelle 20 zu
verhindern oder zu blockieren. Das Rückschlagventil 47 kann
in eine geschlossene Position durch das Federelement 47a vorgespannt
sein.
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Wie
am Besten in 2 gezeigt, ist die Hochdruckströmungsmittelquelle 30 mit
der Kammer 132 über
einen Strömungsmitteldurchlass 42 verbunden.
Ein Rückschlagventil 48 ist
in dem Strömungsmitteldurchlass 42 angeordnet.
Das Rückschlagventil 48 gestattet
das Fließen
von Strömungsmittel
aus der Kammer 132 zur Hochdruckströmungsmittelquelle 30 und
blockiert den umgekehrten Fluss von Strömungsmittel von der Hochdruckströmungsmittelquelle 30 zur
Kammer 132. Das Rückschlagventil 48 kann in
eine geschlossene Position durch ein Federelement 48a vorgespannt
sein.
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Die
Hochdruckströmungsmittelquelle 30 ist mit
der Kammer 133 über
einen Strömungsmitteldurchlass 43 verbunden.
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Ein
Steuerventil 50 verbindet selektiv die Niederdruckströmungsmittelquelle 20 oder
die Hochdruckströmungsmittelquelle 30 mit
der Kammer 131. Die Niederdruckströmungsmittelquelle 20 ist
mit dem Steuerventil 50 über einen Strömungsmitteldurchlass 44 verbunden.
Die Hochdruckströmungsmittelquelle 30 ist
mit dem Steuerventil 50 über einen Strömungsmitteldurchlass 45 verbunden.
Das Steuerventil 50 ist mit der Kammer 131 über einen
Strömungsmitteldurchlass 46 verbunden.
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Die
Kammer 134 kann zur Atmosphäre oder zu einer Niederdruckquelle
entlüftet
werden, beispielsweise so, dass sich Druck nicht in ihr während der
Bewegung des Betätigungskolbens 110 relativ zum
Körper 120 aufbaut.
Die Entlüftung
kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass gestattet wird,
dass eine Leckage zwischen einem Ventilschaft 115 und dem
Körper 120 auftritt.
Alternativ kann ein getrennter Entlüftungs- bzw. Ablassdurchlass,
wie unten besprochen, verwendet werden, um die Kammer 134 zu
entlüften.
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Wie
in 1 gezeigt, sieht das Steuerventil 50 in
einer ersten Position einen Steuerventilströmungsmitteldurchlass 52 vor,
der mit dem Strömungsmitteldurchlass 44 verbunden
ist und mit dem Strömungsmitteldurchlass 46 verbunden
ist. Der Steuerventilströmungsmitteldurchlass 52 gestattet, dass
Strömungsmittel
zwischen der Niederdruckströmungsmittelquelle 20 und
der Kammer 131 fließt.
In dieser ersten Position verhindert oder blockiert das Steuerventil 50 einen
Fluss von Strömungsmittel
zwischen der Hochdruckströmungsmittelquelle 30 und der
Kammer 131.
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Wie
in 2 gezeigt, sieht das Steuerventil 50 in
einer zweiten Position einen Steuerventilströmungsmitteldurchlass 51 vor,
der mit dem Strömungsmitteldurchlass 45 verbunden
ist und mit dem Strömungsmitteldurchlass 46 verbunden
ist. Der Steuerventilströmungsmitteldurchlass 51 gestattet, dass
Strömungsmittel
zwischen der Hochdruckströmungsmittelquelle 30 und
der Kammer 131 fließt.
In die ser zweiten Position verhindert oder blockiert das Steuerventil 50 auch
den Fluss von Strömungsmittel zwischen
der Niederdruckströmungsmittelquelle 20 und
der Kammer 131.
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Das
Steuerventil 50 kann ein Kolbenventil 55 aufweisen,
welches durch ein Vorsteuerventil 56 betätigt wird.
Das Vorsteuerventil 56 kann durch einen (nicht gezeigten)
Elektromagneten oder durch irgendeine andere geeignete elektrische
Betätigungsvorrichtung
betätigt
werden, wie beispielsweise durch eine piezoelektrische Betätigungsvorrichtung. Alternativ
kann das Kolbenventil 55 direkt durch irgendeine der geeigneten
elektrischen Vorrichtungen betätigt
werden, wie beispielsweise durch die zuvor Erwähnten. Ein elektronisches Steuermodul
(ECM = electronic control module) 57 kann verwendet werden,
um die Betätigung
des Vorsteuerventils 56 zu steuern, oder es kann alternativ
direkt die Betätigung des
Steuerventils 50 steuern. Das Steuerventil 50 kann
durch ein Federelement 50a entweder in die erste oder in
die zweite Position vorgespannt sein. Wie in 1 und 2 gezeigt,
ist das Steuerventil 50 in die erste Position vorgespannt.
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Wie
schematisch in 1 gezeigt, verbindet ein Anschluss 49 den
Strömungsmitteldurchlass 42 mit
der Kammer 132. Wenn der Betätigungskolben 110 in
der ersten Position ist und das Volumen der Kammer 132 auf
einem minimalen Volumen ist, blockiert der Betätigungskolben 110 den
Anschluss 49, und es wird verhindert, dass Strömungsmittel
in dem Durchlass 42 fließt. Darüber hinaus kann der Anschluss 49 abhängig von
der Anordnung des Anschlusses 49 innerhalb der Bohrung 122 und
dem Weg des Betätigungskolbens 110 innerhalb
der Bohrung 122 durch den Betätigungskolben 110 blockiert werden,
bevor der Kolben 110 seine erste Position erreicht. Anders
gesagt, der Anschluss 49 kann durch den Betätigungskolben 110 blockiert
werden, wenn der Kolben 110 sich seiner ersten Position
nähert.
Weil der Betätigungskolben 110 verschiebbar innerhalb
der Bohrung 122 bewegbar ist, kann der Betätigungskolben 110 nicht
vollständig
den Anschluss 49 abdichten, und eine gewisse Strömungsmittelleckage
kann zwischen dem Betätigungskolben 110 und
dem Anschluss 49 auftreten. Somit kann der Betätigungskolben 110 im
Wesentlichen, jedoch nicht vollständig, den Anschluss 49 blockieren.
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 kann der Betätigungskolben 110 mit
dem Ventilschaft 115 verbunden sein, der an einem Ventilelement 116 angebracht
ist. Das Ventilelement 116 kann beispielsweise das Einlass-
oder das Auslassventilelement für
die Brennkammer 150 eines Verbrennungsmotors sein. Die
Brennkammer 150 wird teilweise durch den Verbrennungskolben 155 definiert.
Das Ventilelement 116 ist konfiguriert, um die Brennkammer 150 zu öffnen und
zu schließen,
und zwar durch einen Eingriff mit dem Ventilsitz 118 und
durch Abheben von diesem. In einer alternativen Konfiguration, wie
in 3 gezeigt, kann der Ventilschaft 115 an
einer Ventilbrücke 119 angebracht
sein, um eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Ventilelementen zu
betätigen.
Das Ventilelement 116 kann irgendeine Vorrichtung sein,
die dem Fachmann bekannt ist, um selektiv einen Einlass- oder Auslassdurchlassweg
in einem Motor zu blockieren.
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Ein
Federelement 117 kann verwendet werden, um das Ventilelement 116 gegen
den Ventilsitz 118 vorzuspannen, was somit den Einlass-
oder Auslassdurchlass der Brennkammer 150 schließt. Das Federelement 117 kann
zwischen dem Ventilelement 116 und dem Ventilsitz 118 gelegen
sein, wie beispielsweise in 1 gezeigt.
Das Federelement 117 kann alternativ beispielsweise zwischen
dem Betätigungskolben 110 und
dem Körper 120 gelegen
sein (nicht gezeigt), wodurch aus der Ferne das Ventilelement 116 gegen
den Ventilsitz 118 vorgespannt wird.
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In
einem beispielhaften alternativen Ausführungsbeispiel, wie in 3 gezeigt,
kann die relative Lage der Kammer 131 und der Kammer 132 im
Körper 120 umgekehrt
sein. Anders gesagt, die Kammer 132 kann mit der Oberfläche 141 des
primären
Kolbenteils 111 assoziiert sein, und die Kammer 131 kann
mit der Oberfläche 142 des
sekundären
Kolbenteils 112 assoziiert sein. Die Kammer 133 ist
immer noch mit der Oberfläche 143 des
primären
Kolbenteils 111 assoziiert. Wie bei dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist die mit der Kammer 131 assoziierte Oberfläche größer als
die mit der Kammer 133 assoziierte Oberfläche, und
die mit der Kammer 133 assoziierte Oberfläche ist
größer als
die mit der Kammer 132 assoziierte Oberfläche. In
dem Ausführungsbeispiel
der 3 ist die Oberfläche 142 nun mit der
Kammer 131 assoziiert, die Oberfläche 141 ist nun mit der
Kammer 132 assoziiert, und die Oberfläche 143 ist immer
noch mit der Kammer 133 assoziiert. Somit ist für dieses
Ausführungsbeispiel
die Oberfläche 142 größer als
die Oberfläche 143,
die größer als
die Oberfläche 141 ist.
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In
einem weiteren beispielhaften alternativen Ausführungsbeispiel, wie in 4 gezeigt,
ist die Hochdruckströmungsmittelquelle 30 mit
der Kammer 134 über
den Strömungsmitteldurchlass 43 verbunden.
Die Kammer 133 wird über
den Entlüftungs- bzw.
Ablassdurchlass 126 entlüftet bzw. abgelassen, um zu
verhindern, dass sich Druck darin während der Bewegung des Betätigungskolbens 110 relativ
zum Körper 120 aufbaut.
In diesem Ausführungsbeispiel ist
die Oberfläche 141 größer als
die Oberfläche 144, und
die Oberfläche 144 ist
größer als
die Oberfläche 142.
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In
einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel, wie in den 5a, 5b und 5c gezeigt,
kann der primäre
Kolbenteil 111 ein erstes Glied 111a und ein zweites
Glied 111b haben. Das zweite Glied 111b ist linear
relativ zum ersten Glied 111a bewegbar. Das zweite Glied 111b gleitet
innerhalb der Bohrung 121; das erste Glied 111a gleitet
innerhalb des zweiten Gliedes 111b. Der sekundäre Kolbenteil 112 gleitet
innerhalb der Bohrung 122. Der tertiäre Kolbenteil 113 gleitet
innerhalb der Bohrung 123.
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Die
ersten und zweiten Glieder 111a und 111b sind
konfiguriert, um eine gemeinsame Bewegung von sowohl den ersten
als auch den zweiten Gliedern 111a und 111b relativ
zur Bohrung 121 zu gestatten, und eine individuelle Bewegung
des zweiten Gliedes 111b relativ zum ersten Glied 111a.
Das erste Glied 111a weist eine Schulter 114 auf,
die konfiguriert ist, um mit dem zweiten Glied 111b in
Eingriff zu kommen. Der Körper 120 weist
einen Anschlag 125 auf, der auch konfiguriert ist, um mit
dem zweiten Glied 111b in Eingriff zu kommen.
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Das
erste Glied 111a hat eine Oberfläche 141a, die mit
der Kammer 131 assoziiert ist. Das zweite Glied 111b hat
eine Oberfläche 141b,
die auch mit der Kammer 131 assoziiert ist. Der sekundäre Kolbenteil 112 hat
eine Oberfläche 142,
die mit der Kammer 132 assoziiert ist. Das zweite Glied 111b des
primären
Kolbenteils 111 hat eine Oberfläche 143, die mit der
Kammer 133 assoziiert ist. Der tertiäre Kolbenteil 113 hat
eine Oberfläche 144,
die mit der Kammer 134 assoziiert ist. Die Oberfläche 144 ist größer als
die Oberfläche 142 und
ist kleiner als die Oberfläche 141a.
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Wie
in den 5a–5c gezeigt,
wird die Kammer 133 beispielsweise zur Atmosphäre durch den
Entlüftungsdurchlass
bzw. Ablassdurchlass 126 entlüftet bzw. abgelassen, sodass
sich kein Druck darin während
der Bewegung des Betätigungskolbens 110 relativ
zum Körper 120 aufbaut.
Wie auch in den 5a–5c gezeigt,
können
ein oder mehrere Ventilschaftdichtungen 127 zwischen dem
Ventilschaft 115 und dem Körper 120 gelegen sein,
um zu verhindern, dass Strömungsmittel über den
Ventilschaft 115 aus der Kammer 134 leckt. Andere
(nicht gezeigte) Dichtungen können
verwendet werden, falls geeignet, und wie dem Fachmann mit üblicher Ausbildung
bekannt, um eine unerwünschte
Leckage zwischen Kammern oder sonst irgendwo in dem System zu verhindern.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
aus der vorangegangenen Beschreibung offensichtlich wird, sieht
die vorliegende Erfindung ein hydraulisches Ventilbetätigungssystem 10 vor.
Das Ventilbetätigungssystem 10 kann
eine variable Kraft liefern, um das Ventilelement 116 anzuheben
und/oder abzusenken, und zwar basierend auf dem Fluss von unter
Druck gesetzten Strömungsmitteln.
Zusätzlich
kann das Ventilbetätigungssystem 10 eine
gesteuerte Geschwindigkeit des Ventilelementes 116 vorsehen.
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Das
Ventilbetätigungssystem 10 kann
in irgendeiner Bauart eines Verbrennungsmotors vorgesehen sein,
wie beispielsweise in einem Dieselmotor, in einem Benzinmotor oder
in einem Erdgasmotor. Darüber
hinaus kann das Ventilbetätigungssystem 10 verwendet
werden, um ein einzelnes Ventilelement 116 oder eine Vielzahl
von Ventilelementen 116 über die Betätigung einer Ventilbrücke 119 zu
betätigen.
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Das
hydraulische Ventilbetätigungssystem 10 der 1 kann
zur Steuerung des Einlasses oder des Auslasses von Gasen in und
aus der Brennkammer 150 eines Motors geeignet sein. Eine
beispielhafte Anwendung der Erfindung könnte in einem Fahrzeug sein,
welches mit einem Dieselmotor versehen ist, welches mit einem Niederdruckölsystem zur
Schmierung und Kühlung
des Motors gekoppelt ist, und mit einem Hochdruckölsystem
zur Betätigung von
hydraulisch betätigten
Brennstoffeinspritzvorrichtungen. Somit kann die Niederdruckströmungsmittelquelle 20 eine
Niederdruckölquelle 20 sein,
und die Hochdruckströmungsmittelquelle 30 kann
eine Hochdruckölquelle 30 sein.
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Beispielsweise
kann das hydraulische Ventilbetätigungssystem 10 einen
Ventilschaft 115 aufweisen, der an dem Ventilelement 116 angebracht
ist. Das Ventilelement 116 hat ein Profil, welches zu dem Profil
des Ventilsitzes 118 der Brennkammer 150 passt.
Eine zeitgesteuerte Betätigung
des Systems 10 sieht Relativbewegungen zwischen dem Ventilelement 116 und
dem Ventilsitz 118 vor, und die Fähigkeit, Gase in die Brennkammer 150 hineinzulassen oder
Gase aus der Brennkammer 150 heraus zu lassen, und zwar
zu ausgewählten
Zeiten während
des Verbrennungszyklus.
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Wie
am Besten in 1 gezeigt, kann der Betätigungskolben 110 vor
dem Beginn des Einlass- oder Auslasshubes der Verbrennungskolben 155 des Verbrennungsmotors
in einer ersten Position vorgesehen bzw. angeordnet sein, sodass
das Volumen der Kammer 132 minimiert wird und das Ventilelement 116 in
dem bzw. auf dem Ventilsitz 118 aufsitzt, wodurch die Brennkammer 150 abgedichtet
wird.
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Vor
dem Beginn des Hubes ist das Steuerventil in einer ersten Position,
wie in 1 gezeigt, in der das Steuerventil 50 den
Fluss von Strömungsmittel
zwischen der Niederdruckölquelle 20 und
der Kammer 131 gestattet, und zwar über den Steuerventilströmungsmitteldurchlass 52,
und den Strömungsmittelfluss
zwischen der Hochdruckölquelle 30 und
der Kammer 131 blockiert. Somit ist der Druck in der Kammer 131 auf
dem gleichen Druck, wie der Druck in dem Niederdruckölsystem.
Die Hochdruckölquelle 30 ist
mit der Kammer 133 verbunden, und somit ist der Druck in
der Kammer 133 auf dem gleichen Druck wie der Druck in
dem Hochdruckölsystem.
Der Druck in der Kammer 132 kann auf dem gleichen Druck
wie in der Kammer 131 abgeleitet worden sein, und somit
kann der Druck in der Kammer 132 auf dem gleichen Druck
sein, wie der Druck in der Niederdruckölquelle 20.
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Zum
Beginn des Hubes wird elektrischer Strom zu einem (nicht gezeigten)
Elektromagneten geliefert, der das Vorsteuerventil 56 aktiviert.
Eine Aktivierung des Vorsteuerventils 56 bewirkt wiederum,
dass das Steuerventil 50 sich von seiner ersten Position
zu seiner zweiten Position bewegt (wie in 2 gezeigt).
Hochdrucköl
von der Quelle 30 fließt in
die Kammer 131 über
den Steuerventildurchlass 51. Wenn das Hochdrucköl in die
Kammer 131 eingeleitet wird, übt das unter Druck gesetzte Öl eine Kraft auf
die Oberfläche 141 des
Kolbenteils 111 aus. Die Oberfläche 141 des Kolbenteils 111,
die mit der Kammer 131 assoziiert ist, ist größer als
die Oberfläche 143 des
Kolbenteils 111, die mit der Kammer 133 assoziiert
ist. Somit drückt
das Hochdrucköl,
welches in die Kammer 131 eintritt, den Betätigungskolben 110 in
eine erste Richtung (Pfeil A) gegen den Rückdruck des Öls in der
Kammer 133. Wenn das Federelement 117 vorhanden
ist, überwindet
die Kraft, die von dem Öl
in der Kammer 131 ausgeübt
wird, zusätzlich
dazu, dass der Rückdruck
in der Kammer 133 überwunden
wird, auch die entgegenwirkende Kraft des Federelementes 117,
um das Ventilelement 116 weg vom Ventilsitz 118 zu
bewegen oder zu „heben". Die Verbrennungsgase
können
dann in die Brennkammer 150 eintreten oder aus dieser austreten.
Weiterhin muss, falls es irgendeinen Rückdruck in der Brennkammer 150 selbst
gibt, die Kraft, die anfänglich
durch das Öl
in der Kammer 131 ausgeübt
wird, auch die Kraft aufgrund des Rückdruckes in der Brennkammer 150 überwinden,
die auf das Ventilelement 116 wirkt.
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Die
Kraft, die von dem unter Druck gesetzten Öl auf den Betätigungskolben 110 und
das Ventilelement 116 ausgeübt wird, ist zumindest teilweise
von den Oberflächen 141 und 143 und
von dem Druck des unter Druck gesetzten Öls abhängig. Die erzeugte Kraft kann
durch eine Vergrößerung der
Oberfläche 141 oder
durch eine Verringerung der Oberfläche 143 vergrößert werden.
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Wenn
der Betätigungskolben 110 sich
in der ersten Richtung (Pfeil A) bewegt, nehmen die Volumen der
Kammern 131 und 132 zu, und die Volumen der Kammern 133 und 134 nehmen
ab. Wenn das Volumen der Kammer 133 abnimmt, beginnt der Druck
in dieser Kammer 133 den Druck in der Hochdruckölquelle 30 zu überschreiten.
Als ein Ergebnis wird Öl
von der Kammer 133 zur Hochdruckölquelle 30 über den
Strömungsmitteldurchlass 43 geleitet. Wenn
das Volumen der Kammer 134 abnimmt, wird irgendwelches Öl oder irgendwelche
Luft innerhalb der Kammer entlüftet,
und zwar entweder über
eine Leckage zwischen dem Ventilschaft 115 und dem Körper 120 oder über einen
(nicht gezeigten) Entlüftungsdurchlass,
um den Aufbau von Druck in der Kammer 134 zu verhindern.
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Wenn
das Volumen der Kammer 132 zunimmt, nimmt zusätzlich der
Druck innerhalb dieser Kammer 132 ab und fällt unter
den Druck in der Niederdruckölquelle 20.
Das Rückschlagventil 47 öffnet sich,
und Öl
wird von der Niederdruckölquelle 20 in die
Kammer 132 über
den Strömungsmitteldurchlass 41 geleitet.
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Wenn
der Betätigungskolben 110 seine
zweite Position erreicht, wie in 2 gezeigt,
und wenn das Ventilelement 116 seine Position mit vollem
Hub erreicht, wird der Steuerventilströmungsmitteldurchlass 51 geschlossen,
und der Fluss von Öl
aus der Hochdruckölquelle 30 in
die Kammer 131 wird gestoppt. Wenn beispielsweise das Steuerventil 50 das Vorsteuerventil 56 zur
Betätigung
des Kolbenventils 55 aufweist, dann wird, wenn der Betätigungskolben 110 sich
seiner zweiten Position nähert,
die der Position mit vollem Hub des Ventilelementes 116 entspricht,
das Vorsteuerventil 56 deaktiviert und das Kolbenventil 55 kehrt
langsam zu seiner voreingestellten Position zurück. In dieser voreingestellten Konfiguration
bzw. Anfangskonfiguration ist der Steuerventilströmungsmitteldurchlass 51 geschlossen
und der Steuerventilströmungsmitteldurchlass 52 ist
offen. Somit wird die Ölversorgung
von der Hochdruckölquelle 30 zur
Kammer 131 abgeschnitten, und die Kammer 131 wird
strömungsmittelmäßig mit
der Niederdruckölquelle 20 verbunden.
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Der
daraus resultierende Druckverlust in der Kammer 131 gestattet,
dass der Druck der Kammer 133 den Betätigungskolben 110 aus
seiner zweiten Position zurück
in seine erste Position drückt,
d. h. in der zweiten Richtung (Pfeil B). Zur gleichen Zeit fließt Öl aus der
Kammer 131 in die Niederdruckölquelle 20, die Volumen
der Kammern 131 und 132 nehmen ab, und die Volumen
der Kammern 133 und 134 nehmen zu.
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Wenn
der Betätigungskolben 110 sich
in der zweiten Richtung (Pfeil B) bewegt, bewegt sich das Ventilelement 116 zum
Ventilsitz 118 hin. Der Öldruck innerhalb der Kammer 132,
der auf dem Druck der Niederdruckölquelle 20 gewesen
ist, steigt, und diese Drucksteigerung innerhalb der Kammer 132 bewirkt, dass
sich das Rückschlagventil 47 schließt. Wenn der
Betätigungskolben 110 sich
weiter in der zweiten Richtung bewegt, nimmt der Druck in der Kammer 132 weiter
zu, wobei er schließlich
beginnt, den Druck innerhalb der Hochdruckölquelle 30 zu überschreiten.
Zu dieser Zeit öffnet
sich das Rückschlagventil 48,
und Öl
fließt
von der Kammer 132 zur Hochdruckölquelle 30 über den
Strömungsmitteldurchlass 42.
Auf diese Weise gewinnt das Hochdruckölsystem einen Teil seiner Hydraulikenergie
zurück.
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Wenn
sich der Betätigungskolben 110 weiter seiner
ersten Position annähert
und das Ventilelement 116 sich weiter dem Ventilsitz 118 annähert, wird
zusätzlich
die Öffnung
oder der Anschluss 49 des Strömungsmitteldurchlasses 42 in
die Kammer 132 durch den sekundären Kolbenteil 112 abgedeckt und
blockiert oder im Wesentlichen blockiert. Der Fluss aus der Kammer 132 zur
Hochdruckölquelle 30 hört auf.
Weil das Volumen der Kammer 132 immer noch abnimmt, steigt
jedoch der Druck in der Kammer 132 weiter, wobei er schließlich den
Druck in der Hochdruckölquelle 30 überschreitet.
Dieses unter Druck gesetzte Öl
in der Kammer 132 begrenzt die Kraft, mit der der Betätigungskolben 110 sich
seiner ersten Position nähert,
was somit die Kraft begrenzt, mit der das Ventilelement 116 gegen
den Ventilsitz 118 aufsetzt.
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Am
Ende des Einlass- oder Auslassbetätigungszyklus, wobei sich der
Betätigungskolben 110 seiner
ersten Position nähert,
kann das unter Druck gesetzte Öl
innerhalb der Kammer 132 zum Niederdrucköl in der
Kammer 131 ablaufen, die immer noch strömungsmittelmäßig mit
der Niederdruckölquelle 20 verbunden
ist.
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Dieses
Ablaufen kann über
einen Fluss zwischen dem sekundären
Kolbenteil 112 und der Bohrung 122 auftreten.
Der Fluss zwischen dem sekundären
Kolbenteil 112 und der Bohrung 122 kann beispielsweise
aufgrund einer Leckage, aufgrund eines ringförmigen Spiels zwischen Kolben
und Bohrung oder aufgrund einer Nut auftreten, die entweder in dem
Kolbenteil 112 oder in die Bohrung 122 eingearbeitet
ist. Diese Leckage oder das Herunterlecken bzw. Ablaufen zwischen
dem sekundären
Kolbenteil 112 und der Bohrung 122 verringert
den Druck in der Kammer 132 und gestattet die gesteuerte
Rückstellung
des Betätigungskolbens 110 in
eine erste Position, ansprechend auf den Druck innerhalb der Kammer 133.
Das hydraulische Ventilbetätigungssystem 10 ist
nun positioniert, um einen weiteren Einlass- oder Auslassbetätigungszyklus
zu beginnen.
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In
dem alternativen in den 5a, 5b und 5c gezeigten
Ausführungsbeispiel
weist der Betätigungskolben 110 das
erste Glied 111a und das zweite Glied 111b auf.
Das zweite Glied 111b ist selektiv linear relativ zum ersten
Glied 111a bewegbar. Wenn beispielsweise das Steuerventil 50 das
erste Mal beim Beginn eines Einlass- oder Auslassbetätigungszyklus
betätigt
wird, und Hochdrucköl
in die Kammer 131 eintritt, sind sowohl die Oberfläche 141a als
auch die Oberfläche 141b dem
Hochdrucköl ausgesetzt.
Dieser Druck bewirkt, dass die ersten und zweiten Glieder 111a, 111b sich
zusammen mit einer ersten Kraft in der ersten Richtung bewegen, wie
in 5a gezeigt. Zusätzlich bewirkt der Eingriff des
zweiten Gliedes 111b mit der Schulter 114 des ersten
Gliedes 111a, dass die ersten und zweiten Glieder 111a, 111b sich
zusammen bewegen, wenn eine Bewegung in der ersten Richtung das
erste Mal eingeleitet wird. Somit kann der Beitrag des Hochdrucköls in der
Kammer 131, welches sowohl auf die ersten als auch die
zweiten Glieder 111a, 111b wirkt, verwendet werden,
um das Ventilelement 116 vom Ventilsitz 118 abzuheben.
Dies sieht eine maximale Kraft zum Abheben des Ventilelementes 116 vor,
was beispielsweise erwünscht
sein kann, wenn ein beträchtlicher
Rückdruck
in der Brennkammer 150 existiert.
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Die
ersten und zweiten Glieder 111a, 111b bewegen
sich zusammen in der ersten Richtung (Pfeil A), bis das zweite Glied 111b in
Eingriff mit dem Anschlag 125 kommt, wie am Besten in 5b gezeigt.
Der Anschlag 125 verhindert eine weite re Bewegung des zweiten
Gliedes 111b. Das unter Druck gesetzte Öl innerhalb der Kammer 131 fährt fort,
eine Kraft auf das erste Glied 111a auszuüben, und
so bewegt sich das erste Glied 111a weiter in der ersten Richtung,
wie am Besten in 5c gezeigt. Jedoch wird die
Kraft, die zur Bewegung des Betätigungskolbens 110 in
der ersten Richtung wirkt, nun verringert, da die Kraft, die auf
das zweite Glied 111b wirkt, nicht länger dahingehend wirkt, dass
sie den Betätigungskolben 110 in
der ersten Richtung bewegt. Obwohl das erste Glied 111a,
der Betätigungskolben 110 und das
Ventilelement 116 sich weiter in der ersten Richtung bewegen,
bis sie die zweite Position erreichen, wie am Besten in 5c gezeigt,
tun sie dies so mit einer verringerten Kraft. Wenn die Bewegung
des Kolbens 110 umgekehrt wird (Pfeil B), bewegt sich das
erste Glied 111a relativ zum zweiten Glied 111b, bis
die Schulter 114 des ersten Gliedes 111a in Eingriff
mit dem zweiten Glied 111b kommt, wobei zu dieser Zeit
sich das zweite Glied 111b gemeinsam mit dem ersten Glied 111a bewegt.
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Die
in den 5a–5c gezeigte
Konfiguration würde
im Vergleich zu der in den 1 und 2 gezeigten
Konfiguration weniger Hochdrucköl erfordern,
um das Ventilelement 116 relativ zum Ventilsitz 118 vollständig zu öffnen, wobei
alle anderen Dinge gleich sind. Somit kann die Menge des Hochdrucköls minimiert
werden, die aus der Hochdruckölquelle
herausgezogen wird, und der Gesamtwirkungsgrad des Hochdruckölsystems
kann verbessert werden.