DK176152B1 - Fremgangsmåde til aktivering af en udstödsventil til en forbrændingsmotor samt en sådan udstödsventil - Google Patents

Description

---- ^ DK 176152 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til aktivering af en udstødsventil til en forbrændingsmotor, hvor udstødsventilen åbnes ved at en styreventils glider længdeforskydes til at sætte en højtryksport i for-5 bindelse med et første trykkammer i en aktuator, hvori et aktuatorstempel forskydes sammen med udstødsventilens spindel i retning af dennes åbne stilling, og hvor styreventilens glider længdeforskydes til at sætte en lavtryksport i forbindelse med det første trykkammer, 10 når udstødsventilen skal lukkes.

Fra US patent 3,209,737 kendes en sådan udstødsventil, hvor styreventilen aktiveres af en kam på en kamaksel eller elektronisk af en solenoideventil. Styreventilen forbinder det første trykkammer ved-15 varende til højtryksporten i løbet af udstødsventilens åbnebevægelse og vedvarende til lavtryksporten i løbet af dens lukkebevægelse. Udstødsventilens bevægelser er dermed styret af størrelsen af de hydrauliske tryk og af de tidsrum, hvori trykkene virker på aktuator-20 stemplet, der har både et åbneareal og et lukkeareal.

Styreventilen har i realiteten kun en stilling for åbning af udstødsventilen og en stilling for lukning af udstødsventilen, og der styres på tidspunktet for igangsætning af henholdsvis åbne- og lukkebevægelserne, 25 idet den hydrauliske kraft på aktuatorstemplet igangsætter spindlens bevægelse, hvorefter bevægelsen fortsætter, medens styreventilen bliver stående i den åbne stilling. I drift kan der forekomme variationer i størrelsen af hydrauliktrykket, hvilket fører til 30 variationer i spindlens bevægelseshastighed. Udstødsventilen er styret til at bevæge sig optimalt ved en bestemt motorbelastning, såsom ved fuldlast, og dens åbnehastighed er ikke variabel med motorens omdrejningshastighed, hvorfor den ved andre motorbelastninger 35 ikke åbner med optimal timing. Afbremsningen af spind- 2 DK 176152 B1 len ved afslutningen af lukkebevægelsen sker ved drøvling af hydraulikvæske gennem en spalte fremkaldt af, at en tap på spindlen presses op i en boring i et stationært hus.

5 Den foreliggende opfindelse har til formål at anvise en fremgangsmåde, der giver mulighed for mere præcis styring af udstødsventilen, herunder styring i løbet af dennes bevægelse.

Med henblik herpå er opfindelsen ejendommelig ved, 10 at udstødsventilens spindel længdeforskydes proportionalt, såsom i forholdet 1:1, med længdeforskydningen af styreventilens glider, at spindlen er positionerbar i udvalgte stillinger mellem fuldt åben og helt lukket stilling, og at udstødsventilens spindel bevæges i det 15 væsentlige samtidig med styreventilens glider mellem udstødsventilens lukkede og åbne stillinger.

Ved at længdeforskyde spindlen proportionalt med glideren overføres en indstilling af glideren til en tilsvarende bevægelse af udstødsventilen. Der er dermed 20 en direkte sammenhæng mellem gliderens øjeblikkelige position og ventiIspindlens øjeblikkelige position, og udstødsventilens indstillingsbevægelser er dermed kun afhængige af gliderens indstilling og ikke påvirket af variationer i hydrauliktrykket eller af de tidsrum, 25 hvori glideren står stille i en bestemt indstilling.

Glideren kan positionere spindlen i mellemstillinger, så der kan foretages direkte styring af spindelbevægelsen, medens spindlen befinder sig mellem yderstillingerne. Da spindlen endvidere bevæges hovedsagelig 30 samtidig med glideren, kan udstødsventilen bevæges som ønsket i motorcyklussen uafhængig af motorens aktuelle omdrejningstal.

Det foretrækkes, at afslutningen af udstødsventilens lukkebevægelse styres aktivt af styreventilen i 35 stedet for at bremse spindlen med drøvling, idet 3 DK 176152 B1 drøvlingen medfører et energitab. Hvis styreventilen styrer lukkebevægelsens afslutning og dermed afbrems-ningen af spindlen, mindskes den energimængde, som højtrykshydraulikvæsken afgiver til udstødsventilens 5 aktuator. Den kontruktive udformning af aktuatoren forenkles ved at der ikke er behov for sammenhørende, præcist udformede parter til dannelse af drøvlespalten.

Det er envidere muligt, at udstødsspindlens bevægelseshastighed i en forudbestemt del af bevægel-10 sesbanen ændres fra en motorcyklus til den næste. Eksempelvis kan udstødsventilens bevægelseshastighed forøges ved starten af åbnebevægelsen, hvilket frem-skynder ventilåbningen. En stor acceleration bort fra den lukkede stilling med hurtig spindelbevægelse til 15 den åbne stilling fører til mindre opvarmning af ventiltallerkenen og af det stationære ventilsæde, fordi der hurtigt opnås et fordelagtigt stort udstrømningsareal. Muligheden for at ændre udstødsventilens bevægelseshastigheder i løbet af motorens drift, 20 tillader en løbende tilpasning til de aktuelle driftsbetingelser.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen giver en fordelagtig mulighed for efter ønske at variere den position, hvori spindlen holdes åben, idet udstødsven-25 tilens åbnebevægelse kan standses i en åben mellemstilling, inden den fuldt åbne stilling er opnået. Derved kan spares på forbruget af hydraulikvæske og dermed energi til tryksætning heraf. Når motoren kører i dellast er mængden af udstødsgas mindre per motor-30 cyklus, og motorens omdrejningstal kan afhængig af motortypen være lavere, så at der er længere tid til rådighed for udstrømning af udstødsgassen. Begge forhold muliggør mindskning af udstrømningsarealet.

Muligheden for præcis styring af spindelbevægelsen 35 kan hensigtsmæssigt udnyttes til, at spindlen ved DK 176152 B1 — ^ . ___ 4 afslutningen af lukkebevægelsen holdes i en ventilationsstilling, i hvilken der mellem udstødsventilens sædeflader er en ventilationsspalte, i en holdetid, hvorefter spindlen bevæges til fuldt lukket stilling.

5 Ved i næsten helt lukket stilling at holde udstødsventilen åben i et tidsrum, kaldet holdetiden, fremkommer der er udstrømning af relativ kold luft forbi sædefladerne, der udsættes for kraftig afkøling. Den medfølgende sænkning af ventilmaterialernes gennemsnit-10 stemperatur fører til længere levetid for udstødsventilen, og eventuelt til at andre, billigere ventilsædematerialer kan anvendes. Ventilsædernes holdbarhed er yderligere forbedret derved, at eventuelle partikel-rester kan blæses bort af den kraftige strøm af venti-15 lationsluft, hvorved forekomsten af indtrykningsmærker mindskes.

Holdetiden kan passende være beliggende i intervallet fra 4 ms til 50 ms. Dette interval er egnet til langsomtgående eller mellemhastighedsmotorer med stor 20 boring. Hvis holdetiden bliver mindre end 4 ms kan den ønskede køling blive for ringe, og hvis holdetiden overstiger 50 ms, kan luftforbruget til kølingen blive for stort.

Det foretrækkes, at spindlen i ventilationsstil-25 lingen holdes med sædefladerne i en indbyrdes afstand beliggende i intervallet fra 0,02 mm til 0,50 mm, hvilket giver mulighed for en luftstrømning med sonisk hastighed gennem ventilationsspalten, og fortrinsvis i intervallet fra 0,05 mm til 0,2 mm, hvilket begrænser 30 strømningsmængden af udstrømmende luft, så at kompressionstrykket forbliver i det væsentlige upåvirket.

Det er muligt yderligere at mindske forekomsten af indtrykningsmærker ved, at spindlen ved afslutningen af lukkebevægelsen først bevæges til i det væsentlige 35 lukket stilling og umiddelbart derefter bevæges _ — DK 176152 B1 5 kortvarigt i åbneretningen og derefter til fuldt lukket stilling. Ved først at foretage den næsten fuldstændige lukning knuses eventuelle partikler mellem ventilsædefladerne til støvformigt materiale, og når spindlen 5 derefter kortvarigt åbnes, fremkommer der en kraftig ventilationsstrøm, der blæser det knuste støvformige materiale bort med udstødsgassen. Ved den efterfølgende fuldstændige ventillukning er sædefladerne rengjort for partikler, og indtrykningsmærkerne er hindret i at 10 dannes.

Den kombinerede køling og rensning af sædefladerne kan for begrænsning af udledningen af ladeluft begrænses tidsmæssigt til, at den kortvarige bevægelse i åbneretningen og bevægelsen til fuldt lukket stilling 15 udføres inden for et tidsrum, der er mindre end 1/10 af det tidsrum, i hvilket udstødsventilen står åben.

Den foreliggende opfindelse angår endvidere en udstødsventil til en forbrændingsmotor, omfattende en ventilspindel med en hydraulisk aktuator, der har en 20 stationær cylinder med i det mindste et første trykkammer og et tilhørende aktuatorstempel, og en styreventil, som i det mindste kan forbinde det første trykkammer med en højtryksport eller en lavtryksport i styrevent i1ens hus.

25 En mere præcis styring er mulig ved at udforme udstødsventilen således, at styreventilens hus med høj-og lavtryksportene er længdeforskydeligt, og at længdeforskydningen af styreventilens hus sker proportionalt med længdeforskydningen mellem åben og lukket stilling 30 af udstødsventilens spindel. Forskydningen af huset sammen med spindlen medfører, at styreventilen på enkel vis kan være hydraulisk inaktiv, når spindlen og dermed huset står i den ønskede stilling, som er fastlagt af gliderens øjeblikkelige position.

35 Det foretrækkes, at styreventilens hus er ' " ____ _ DK 176152 B1 6 længdeuforskydeligt i forhold til udstødsventilens spindel, hvilket får huset og spindlen til at forskyde sig i ens bevægelser, dvs proportionalt i forholdet 1:1. Som alternativ kan spindlens forskydning være 5 forstærket i forhold til forskydningen af styreventilens hus, eksempelvis således at forskydningerne sker proportionalt i et forudbestemt forhold, såsom 1:2 eller 1:3, så at styreventilens glider kan have relativt lille slaglængde.

10 I en særlig enkel udformning udgøres styreventi lens hus af aktuatorstemplet. Ved på denne måde at lade aktuatoren i sig selv være direkte tvangsstyret af styreventilens glider uden nogen mellemliggende forbindelseselementer, bliver styringen af udstødsventilen 15 direkte og uden forsinkende elementer. Som følge af det minimale antal dele i styringen, er driftssikkerheden meget høj.

I en udførelsesform er styreventilens glider længdeuforskydeligt monteret på den bevægelige magnet-20 del af en linearmotor, hvis stationære spoledel er monteret koaksialt i forlængelse af udstødsventilens spindel. Anvendelsen af en linearmotor til indstilling af styreventilens glider giver en fordelagtig enkel udformning af de mekaniske elementer, fordi linearmo-25 toren kan styres frit med hensyn til både den bevægelige dels øjeblikkelige position og dennes hastighed på basis af elektroniske signaler fra en styreenhed. Som et alternativ hertil kan glideren være bevægelig af en kam på en kamaksel, men dette kræver mekanisk synkroni-30 sering mellem kamakslen og motorens krumtapaksel og begrænser mulighederne for i drift frit at ændre på udstødsventilens bevægelsesmønster i løbet af motorcyklussen.

Når der anvendes en linearmotor foretrækkes, at 35 linearmotorens bevægelige del har større slaglængde end 7 DK 176152 B1 udstødsventilens maksimale vandring mellem lukket og fuldt åben stilling. Dette giver meget gode muligheder for at kompensere for ændringer i udstødsventilens længde som følge af slid, varierende temperaturforhold 5 osv. og giver desuden en mere præcis styring, fordi en linearmotor kan have variationer i sine egenskaber i områderne nær yderstillingerne.

Opfindelsen forklares herefter nærmere med henvisning til den meget skematiske tegning, hvorpå 10 fig. 1 viser en illustration af en udstødsventil ifølge opfindelsen, fig. 2-4 eksempler på bevægelsesforløb udført med udstødsventilen i fig. 1, og fig. 5 et udsnit af en udførelsesform vist mere 15 detaljeret.

I fig. 1 ses det øverste af en cylinder 1 i en forbrændingsmotor, der kan være en to- eller firtakts-motor med stor cylinderboring, såsom en boring på mindst 200 mm og typisk en boring i intervallet fra 20 240-1200 mm. Motoren kan eksempelvis være en jævntryksladet, totakts krydshovedmotor til fremdrivning af et skib eller til stationær kraftproduktion. En udstødsventil 2 er monteret i den øverste del af cylinderen i et cylinderdæksel 3. Cylinderen er længdeskyl-25 let, dvs. der er skylleluftporte i et nedre afsnit af cylinderen. Udstødsventilen kan også være placeret andre steder end centralt i cylinderdækslet. Eksempelvis kan den være placeret i cylinderens sidevæg, eller der kan være flere udstødsventiler monteret i samme 30 dæksel.

Udstødsventilen omfatter en spindel 4 med en ventiltallerken, der har en opadvendende, rundtgående sædeflade, der kan ligge tætnende an mod en nedadven-dende, stationær sædeflade på dækslet 3. I den lukkede 35 stilling afspærrer udstødsventilen forbindelsen mellem 8 DK 176152 B1 et forbrændingskammer 5 og en udstødspassage 6, og i den åbne stilling er spindlen 4 længdeforskudt nedefter.

En højtryksledning 7 med hydraulikvæske ved et 5 højt tryk, såsom i intervallet fra 100-500 bar, typisk fra 150-300 bar, fører hen til en højtryksport 8 (se eksemplet i fig. 5) i en styreventils hus, som i den viste udførelsesform er integreret med spindlen 4. En lavtryksledning 10 forbinder en lavtryksport 11 i 10 styreventilens hus med et dræn eller en returledning for anvendt hydraulikvæske. Et dræn ved oversiden af dækslet 3 i bunden af et ydre ventilhus 12 kan være tilsluttet lavtryksledningen 10 for fjernelse af eventuel lækagevæske. Lavtryksledningen kan være 15 placeret koaksial uden om højtryksledningen, hvilket især er en fordel ved store motorer, hvor der kan være flere meters føringsvej fra udstødsventilhuset ned til en på motoren langsgående høj tryksledning, som også kan forsyne hydrauliske drev for brændselsindsprøjtning med 20 hydraulikvæske. Udover at opnå bedre pladsforhold ved at placere lav- og høj tryksledningerne koaksialt virker lavtryksledningen også som skærmende kappe omkring højtryksledningen i tilfælde af et brud på denne.

I den viste udførelsesform er et luftfjederstempel 25 13 fikseret til spindlen 4 og forskydeligt anbragt i en luftfjedercylinder 5, så at der under stemplet er et luftfjederkammer 14, der er forsynet med trykluft fra en lufttrykledning 15. Luftfjederen påvirker vedvarende spindlen 4 med en opadrettet kraft i retning af den 30 lukkede stilling.

En elektronisk styreenhed 16 tilknyttet den aktuelle cylinder modtager fra en signalgiver 17 oplysning til brug for, hvornår udstødsventilen skal åbnes og lukkes. Der kan være tale om et aktiverings-35 signal bestemt af en anden styreenhed, som kan være 9 DK 176152 B1 central for hele motoren, eller om oplysning om krumtapakslens øjeblikke drejestilling til brug for aktivering af åbne- og lukketidspunkter i styreenheden 16 på basis af signaler modtaget fra en anden signalkilde 5 18, såsom oplysning om motorens øjeblikkelige belastning og eventuelt om, at motoren kører i en bestemt af flere forudfastlagte driftstilstande, der kræver aktivering af udstødsventilen på en bestemt måde, der afviger fra standarddriften.

10 Styreenheden 16 afgiver via en signalledning 19 indstillingssignaler til udstødsventilen efter behov i løbet af spindlens bevægelse mellem lukket og åben stilling, og via en ledning 20 kan styreenheden modtage et positionssignal fra en sensor, der måler spindlens 15 øjeblikkelige position, enten på spindlen selv eller på et element forbundet med en glider 21 i styreventilen.

En elektromekanisk transducer 22 omsætter de elektriske signaler fra styreenh'eden til en lineær forskydning af glideren i styreventilen. Styreventilen 20 er i en ikke vist udførelsesform beliggende adskilt fra spindlen 4, hvilket medfører, at der er relativt lange forbindelseskanaler mellem styreventilens porte og trykkamrene i aktuatoren, der beskrives nedenfor. Adskillelsen giver dog mulighed for at orientere styre-25 ventilens længdeakse i andre retninger end koaksialt med spindlens længdeakse, såsom i en vandret retning. Adskillelsen muliggør også, at transduceren 22 kan være en enhed, der ikke bevæges magen til spindlen, men istedet udfører en kort bevægelse, der i en forstær-30 kerenhed omsættes til en lineær bevægelse af samme størrelse som den ønskede forskydning af spindlen 4.

Det er eksempelvis muligt, at gliderens forskydning omsættes i forstærkerenheden til fire gange så stor forskydning af spindlen, dvs. at glideren og spindlen 35 længdeforskydes proportionalt i forholdet 1:4.

10 DK 176152 B1

Ved at spindlen 4 længdeforskydes proportionalt med forskydningen af glideren, og at glideren og dermed spindlen kan positioneres i udvalgte mellemstillinger, kan styreenheden 16 via den elektromagnetiske trans-5 ducer 22 bremse eller accellerere spindlen på ethvert tidspunkt af dennes bevægelse. De udvalgte stillinger kan være forudbestemte mellemstillinger eller kan være stillinger, der beregnes løbende af styreenheden på basis af motorens øjeblikkelige driftstilstand og/eller 10 på basis af målinger af udstødsventilens faktiske bevægeIsesforløb. Med henvisning til fig. 2 beskrives et eksempel på et bevægelsesforløb, hvor kurven viser spindlens nedadgående forskydning 1 som funktion af tiden t. Ved punktet a er udstødsventilen helt lukket 15 og styreventilens glider har netop begyndt sin længdeforskydning, så at aktuatoren påvirker spindlen med en åbnekraft, der igangsætter spindelbevægelsen, der fortsætter jævnt til punktet b, hvor gliderens hastighed bremses såpas langsomt, at luftfjederens lukkekraft 20 hovedsageligt er tilstrækkelig til at afbremse spindlen 4 til stilstand i den den fuldt åbne stilling lmax ved punktet c. , Spindlen står derefter stille, indtil lukkebevægelsen begynder ved punktet d, idet transduceren 22 begynder at forskyde glideren tilbage i 25 retning af udgangsstillingen. Når spindlen nærmer sig lukket stilling, kan styreenheden 16 bremse gliderens hastighed, indtil spindlen er bragt til standsning ved punktet e i en sådan kort afstand fra lukkestillingen, at der mellem sædefladerne er en ventilationsspalte på 30 fx 0,3 mm. I denne smalle spalte har den udstrømmende luft sonisk hastighed, hvilket frembringer kraftig køling, men massestrømmen af luft er meget lille, fordi spalten er meget smal. Kølingen kan gennemføres uden mærkbart tab af kompressionstryk i forbrændingskammeret 35 over stemplet 23. Udstødsventilen lukkes helt ved DK 176152 B1^^ 11 punktet f efter en holdetid, der frit kan indstilles af styreenheden i afhængighed af empiriske værdier for sammenhængen mellem den aktuelle driftstilstand og kølebehovet, eller kan indstilles på basis af faktiske 5 målinger af sædematerialets temperatur, hvilket passende kan ske ved hjælp af temperatursensorer placeret i det stationære ventilsæde.

Hvis der ved bestemte driftsbetingelser ønskes en hurtigere cylindertømning eller en kraftigere skylning 10 med skylleluft, kan styreenheden 16 vente længere tid med at afbremse spindlen 4 og i stedet foretage en kraftigere opbremsning fra punktet b' som indikeret med den punkterede linie. På tilsvarende vis er med punkteret linie vist, at lukkebevægelsen efter behov, fx 15 som følge af midlertidigt ændrede driftsbetingelser, kan fremskyndes ved hurtigere at bevæge glideren i retning af udgangsstillingen, indtil ventillukning ved punktet f'.

I fig. 3 ses et lukkeforløb, hvor spindlen først 20 kortvarigt ved punktet f'' bringes til lukket stilling for straks at genåbnes til ventilationsstillingen markeret ved punktet e. Dette giver som nævnt ovenfor en knusning og bortblæsning af eventuelle partikler, som fanges mellem de lukkende ventilsæder. Ventilsæder-25 ne udsættes først for store kræfter, når forbrændingstrykket begynder at virke på ventiltallerkenen, og den midlertidige ventillukning kan derfor ikke belaste sædematerialet så hård, at der dannes indtryknings-mærker. Efter en passende holdetid, forskydes spindlen 30 4 til helt lukket stilling illustreret ved punktet f' " .

Når motoren kører i dellast, skal kun en mindre gasmængde udstødes per motoromdrejning. Der er derfor ikke behov for at bevæge spindlen til den fuldt åbne 35 stilling. Ved at lade styreenheden 16 aktivere glideren 1/ DK 176152 B1 12 til hurtigere afbremsning til stilstand, som illustreret i fig. 4, bevæges spindlen 4 kun en kortere afstand nedad, hvilket mindsker forbruget af hydraulikvæske. Den kortere åbnebevægelse kan også vælges i 5 tilfælde af, at styreenheden modtager et alarmsignal om unormal lille mængde hydraulikvæske i ledningen 7.

I den efterfølgende beskrivelse af andre udførelsesformer for opfindelsen anvendes for enkelheds skyld samme henvisningstal som ovenfor for træk med samme 10 funktion.

I fig. 5 er toppen af spindlen 4 vist integreret med både aktuatorens stempeldel og styreventilen. I figurens venstre halvdel vises styreventil og aktuator i udgangsstillingen, hvor udstødsventilen er lukket, og 15 i højre halvdel i en åben stilling. Spindlen 4 er tryktætnende ført op i et nedre afsnit 25 af en central boring i et aktuatorhus 24, der foroven bærer et endedæksel 26 med en nedadgående rørformet kappe 27 for transduceren 22, der er monteret koaksialt med spindlen 20 4. Den viste transducer kan eksempelvis være en linearmotor type LinMot (varemærke) af fabrikatet Sulzer Electronics AG, Svejts og model P01-23 x 160, der kan have en maksimal slaglængde på op til 140 mm. Transduceren har en stationær spoledel og en forskydelig 25 bevægelig magnetdel 31 i form af en magnet på en stang, på hvis nedre ende en glider i styreventilen er monteret længdeuforskydeligt i forhold til delen 31.

I aktuatorhuset er fikseret en endebund 28 for et første trykkammer 29, og en ringformet væg 30 i toppen 30 af spindlen 4 rager tryktætnende op mellem en cylindrisk inderside 37 på endebunden og en cylindrisk yderside på kappen 27. Et aktuatorstempel omfatter en første stempeldel 32 med et opadvendende første åbneareal 33, der er bestemt af den ringformede stempeldels 35 yder- og inderdiameter, og en anden stempeldel 34 med 13 DK 176152 B1 et opadvendende åbneareal 35. I udgangsstillingen, hvor den første stempeldel ligger an mod en ringformet, opadvendende flade på den anden stempeldel, svarer det samlede åbneareal til arealet af det ringformede 5 tværsnit, der er afgrænset af ydersiden af stempeldelen 32, der glider tryktætnende langs kammerindersiden, og ydersiden af væggen 30, der glider tryktætnende langs endebundens cylindriske inderside 37.

I løbet af aktuatorstemplets nedadgående bevægelse 10 lander den første stempeldel 32 på en skulder 38 i aktuatorcylinderens inderside og standses, hvorefter kun den anden stempeldel fortsætter bevægelsen. Under denne resterende del af åbnebevægelsen er åbnearealet mindsket til arealet af det ringformede tværsnit, der 15 er afgrænset af ydersiden af stempeldelen 34, der glider tryktætnende langs cylinderens inderside 36, og ydersiden af væggen 30.

Aktuatorstemplet har desuden et lukkeareal 39, der svarer til arealet af det ringformede tværsnit, der er 20 afgrænset af ydersiden af spindlen 4, der glider tryktætnende langs aktuatorhusets nedre afsnit 25, og ydersiden af stempeldelen 34, der glider langs indersiden 36. Lukkearealet er beliggende i et andet trykkammer 4 0.

25 Højtryksledningen 7 er tilsluttet aktuatorhuset ved det andet trykkammer 40 og en kanal 41 leder frem til højtryksporten 8. Lavtryksledningen 10 er tilsluttet aktuatorhusets hulrum over endebunden 28, og en kanal 42 forbinder lavtryksporten 11 med hulrummet.

30 Styreventilens glider 21 har et midterafsnit med mindre diameter og to cylindriske endeafsnit, der ligger tryktætnende an mod indersiden af en cylindrisk boring i styreventilens hus 45, der i den i fig. 5 viste udførelsesform er udformet direkte i spindlen 4's 35 øverste afsnit. En styreport står via en kort kanal 43 Γ -Ζ - - DK 176152 B1 14 vedvarende i forbindelse med det første trykkammer. I styregliderens neutralstilling kan gliderens to endeafsnit lige netop afspærre høj- og lavtryksportene. Når glideren 21 forskydes nedefter i forhold til aktuator-5 stemplet, blottes højtryksporten, så væske strømmer ind i det første trykkammer, hvilket får aktuatorstemplet med spindlen 4 til at forskydes nedefter, indtil højtryksporten igen er lukket. Når glideren 21 forskydes opefter i forhold til aktuatorstemplet, blottes 10 lavtryksporten, så væske strømmer ud af det første trykkammer, hvilket får aktuatorstemplet med spindlen 4 til at forskydes opefter, indtil lavtryksporten igen er lukket. Aktuatorstemplet er således tvangsstyret til præcist at følge forskydningsbevægelserne af glideren 15 21.

Som følge af tvangsstyringen kan åbne- og lukkearealerne på aktuatorstemplet laves relativt store, hvorved der er et kraftoverskud til indstilling af spindlen 4, hvilket sikrer hurtige og præcise ind-20 stillingsbevægelser. Da der gerne må være et kraftoverskud, kan stempelarealernes størrelse beregnes ud fra det minimalt indstillelige tryk i højtryksledningen 7, så at trykvariationer i ledningen kun kan føre til forøget kraftoverskud.

25 Når aktuatoren udfører indstillingsbevægelser er der en gennemstrømning af væske, som køler aktuatoren.

Den i fig. 5 viste udførelsesform med styreventilen indbygget i aktuatorstemplet giver den fordel, at kanalen 43 fra styreporten til kammeret 29 har minimal 30 længde, så at styreforbindelsen mellem gliderindstillingen og aktuatorstemplets bevægelse bliver direkte uelastisk og med minimalt effekttab.

En drænkanal 44 kan holde rummet under den første stempeldel 32 fri for eventuel lækagevæske. Udførelses-35 formen i fig. 5 behøver ikke at anvendes sammen med en --- ------ I - · DK 176152 B1 15 luftfjeder på spindlen 4. Hvis der anvendes en luftfjeder, kan det første lukkeareal 39 udelades, eller også skal der ved fastlæggelse af arealets størrelse tages hensyn til, at der også er en lukkekraft fra 5 luftfjederen.

De ovennævnte fremgangsmåder til at holde udstødsventilen i en afsluttende, kølende ventilations-stilling og til at knuse og bortblæse eventuelle partikler er også anvendelige med andre aktuatorer, 10 såsom en kamstyret aktuator, men de ovennævnte udførelsesformer er særligt gode til at udøve fremgangsmåden, fordi de er meget præcist virkende.

Udføre Ise s formen vist i fig. 5 kan også modificeres. Aktuatorstemplet kan eksempelvis fremstilles 15 separat og adskilt fra spindlen 4 og monteres i forlængelse af denne, såsom ved hjælp af en boltesamling, en sammenskruening eller en låsetap, der indsættes i en tværgående boring, der passerer gennem begge parter eller ved hjælp af en anden form for mekanisk fiksering 20 i aksialretningen. I selve aktuatorstemplet kan styre-ventilens hus endvidere være udført som et separat element, der indsættes og fikseres i en boring i aktuatorstemplet. Fikseringen kan eksempelvis ske ved, at ydersiden af huset er konisk, og at boringen i 25 stemplet har en modsvarende konisk flade, som huset presses fast an imod, eller parterne kan krympes eller skrues sammen.

Claims (14)

1. Fremgangsmåde til aktivering af en udstødsventil (2) til en forbrændingsmotor, hvor udstødsventilen åbnes ved at en styreventils glider (21) længdeforsky-5 des til at sætte en højtryksport (8) i forbindelse med et første trykkammer (29) i en aktuator, hvori et aktuatorstempel (32, 34) forskydes sammen med udstødsventilens spindel (4) i retning af dennes åbne stilling, og hvor styreventilens glider (21) længdeforsky- 10 des til at sætte en lavtryksport (11) i forbindelse med det første trykkammer (29), når udstødsventilen skal lukkes, kendetegnet ved, at udstødsventilens spindel (4) længdeforskydes proportionalt, såsom i forholdet 1:1, med længdeforskydningen af styreventi- 15 lens glider (21) , at spindlen er positionerbar i udvalgte stillinger mellem fuldt åben og helt lukket stilling, og at udstødsventilens spindel (4) bevæges i det væsentlige samtidig med styreventilens glider (21) mellem udstødsventilens lukkede og åbne stillinger.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at afslutningen af udstødsventilens lukkebevægelse styres aktivt af styreventilen.

3. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-2, kendetegnet ved, at udstødsventilens 25 bevægelseshastighed i en forudbestemt del af bevægelsesbanen ændres fra en motorcyklus til den næste.

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at udstødsventilens åbnebevægelse standses i en åben mellemstilling inden den 30 fuldt åbne stilling er opnået.

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 2-4, kendetegnet ved, at spindlen (4) ved afslutningen af lukkebevægelsen holdes i en ventilationsstilling, i hvilken der mellem udstødsventilens 35 sædeflader er en ventilationsspalte, i en holdetid, hvorefter spindlen bevæges til fuldt lukket stilling.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendeteg- ^ ^ — * DK 176152 B1 net ved, at spindlen (4) holdes i ventilationsstillingen i en holdetid i intervallet fra 4 ms til 50 ms.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at spindlen (4) i vent i lat ions- 5 stillingen holdes med sædefladerne i en indbyrdes afstand beliggende i intervallet fra 0,02 mm til 0,50 mm, fortrinsvis fra 0,05 mm til 0,2 mm.

8. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 3-7, kendetegnet ved, at spindlen (4) ved afslut- 10 ningen af lukkebevægelsen først bevæges til i det væsentlige lukket stilling og umiddelbart derefter bevæges kortvarigt i åbneretningen og derefter til fuldt lukket stilling.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendeteg-15 n e t ved, at den kortvarige bevægelse i åbneretningen og bevægelsen til fuldt lukket stilling udføres inden for et tidsrum, der er mindre end 1/10 af det tidsrum, i hvilket udstødsventilen står åben.

10. Udstødsventil til en forbrændingsmotor, 20 omfattende en ventilspindel (4) med en hydraulisk aktuator, der har en stationær cylinder med i det mindste et første trykkammer (29) og et tilhørende aktuatorstempel (32, 34), og en styreventil, som i det mindste kan forbinde det første trykkammer med en 25 højtryksport (8) eller en lavtryksport (11) i styreventilens hus, kendetegnet ved, at styreventilens hus med høj - og lavtryksportene er længdeforskydeligt, og at længdeforskydningen af styreventilens hus sker proportionalt med længdeforskydningen mellem åben 30 og lukket stilling af udstødsventilens spindel (4).

11. Udstødsventil ifølge krav 10, kendetegnet ved, at styreventilens hus (45) er længdeuforskydeligt i forhold til udstødsventilens spindel.

12. Udstødsventil ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved, at styreventilens hus (45) udgøres af aktuatorstemplet. DK 176152 B1

13. Udstødsventil ifølge et af kravene 10-12, kendetegnet ved, at styreventilens glider (21) er længdeuforskydeligt monteret på en bevægelig magnetdel (31) af en linearmotor, hvis stationære 5 spoledel er monteret koaksialt i forlængelse af udstødsventilens spindel (4).

14. Udstødsventil ifølge krav 13, kendetegnet ved, at linearmotorens bevægelige del (31) har større slaglængde end udstødsventilens maksimale 10 vandring mellem lukket og fuldt åben stilling.