FI126134B

FI126134B - Electrohydraulic actuator

Info

Publication number: FI126134B
Application number: FI20125667A
Authority: FI
Inventors: Ralph Engelberg; Rolf Lernbecher; Rainer Walter; Hermann Gässler; Stefan Frenz; Karsten Mischker; Bernhard Mader; Udo Diehl; Stefan Reimier
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2016-07-15
Also published as: CN102713173B; WO2011060855A3; FI20125667A; WO2011060855A2; DE102009046943A1; CN102713173A

Description

Sähköhydraulinen aktuaattoriElectro-hydraulic actuator

Tunnetun tekniikan tasoPrior art

Keksinnön lähtökohtana on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen sähköhydraulinen aktuaattori.The invention is based on the electro-hydraulic actuator according to the preamble of claim 1.

Tunnettu sähköhydraulinen aktuaattori polttomoottorin kaasunvaih-toventtiilin ohjaamiseksi käsittää työsylinterin, työsylinterissä aksiaalisesti siirrettävän männän, jossa on ensimmäinen männänpinta ja siihen verrattuna suurempi toinen männänpinta, kaksi työsylinteriin muodostettua, männänpinto-jen rajoittamaa työtilaa, sekä sähköiset ohjausventtiilit. Tällöin männän ensimmäinen männänpinta rajoittaa pysyvästi korkeapaineen alla olevalla nesteellä paineistetun työtilan ja toinen männänpinta toisen työtilan, joka on kytketty oh-jausventtiileihin. Magneettiventtiileiksi muodostetut ohjausventtiilit muodostavat vuorotellen toisen työtilan yhteyden korkeapaineen alla olevaan ja matalapaineen alla olevaan nesteeseen. Kun toista työtilaa kuormitetaan korkeapaineen alla olevalla nesteellä, mäntä liikkuu ylemmästä kuolokohdastaan ja aikaansaa kaasunvaihtoventtiilin avaamisen. Kun toinen työtila suljetaan korkea-ja matalapaineelta, mäntä pysyy tosiasiallisessa iskuasennossaan ja siten kaasun-vaihtoventtiili tosiasiallisessa avoasennossaan. Kun toinen työtila vapautetaan, ensimmäisessä työtilassa vallitseva korkeapaine aikaansaa männän paluuis-kun ylempään kuolokohtaansa, minkä johdosta kaasunvaihtoventtiili sulkeutuu jälleen.The known electro-hydraulic actuator for controlling the gas exchange valve of an internal combustion engine comprises a slave cylinder, an axially displaceable piston in the slave cylinder having a first piston surface and a larger second piston surface relative thereto, two working spaces formed by the piston surfaces and electric control valves. Hereby, the first piston surface of the piston permanently delimits the working space pressurized by the fluid under high pressure, and the second piston surface defines a second working space connected to the control valves. The control valves, which are formed as solenoid valves, alternately connect the second workspace to the fluid under high pressure and under low pressure. When the second workspace is loaded with fluid under high pressure, the piston moves from its upper dead center and causes the gas exchange valve to open. When the other workspace is closed from high and low pressure, the piston remains in its actual stroke position and thus the gas changeover valve in its actual open position. When the second workspace is released, the high pressure in the first workspace causes the piston to return to its upper dead center, causing the gas exchange valve to close again.

US patenttijulkaisussa 2004/0035379 on esitetty pelkästään sarjaan kytkettyä ohjausventtiileitä. Näillä ohjausventtiileillä ei voi ohjata actuattoria eri nopeuksilla. Näillä ohjausventtiileillä saadaan aikaan vain yksi aktuaattorin nopeus.U.S. Patent Publication No. 2004/0035379 discloses a series of control valves connected in series. These actuators cannot control the actuator at different speeds. These control valves provide only one actuator speed.

US patentissa 5,615,593 on esitetty useita hydraulipiirejä aktuaattorin ohjaamiseksi. Näitä käytetään turvallisuussyistä. Tässä US patentissa ei ole tarkoitus käyttää molempia rinnan kytkettyjä hydraulipiirejä aktuaattorin hienojakoisempaan nopeuden ohjaamiseen. Tämän lisäksi on US patentissa esitetty pelkästään ohjausventtiileitä, jossa korkeapaineliitäntää ja matalapaineliitäntää ohjataan samalla 4/3-tie venttiilillä.U.S. Patent No. 5,615,593 discloses several hydraulic circuits for actuator control. These are used for safety reasons. This US patent is not intended to use both parallel hydraulic circuits for finer actuator speed control. In addition, the US patent only discloses control valves in which the high pressure connection and the low pressure connection are controlled by the same 4/3-way valve.

Keksinnön kuvausDescription of the Invention

Keksinnön mukainen sähköhydraulinen aktuaattori, jolla on patenttivaatimuksen 1 mukaiset ominaisuudet, tuo etenkin polttomoottorin kaasunvaih-toventtiilien ohjaamiseksi käytettynä ilmeisiä etuja.The electro-hydraulic actuator according to the invention having the features according to claim 1, has obvious advantages especially when used to control the gas exchange valves of an internal combustion engine.

Keksinnön mukainen sähköhydraulinen aktuaattori käsittää työsylin-terin, työsylinterissä aksiaalisesti siirrettävän männän, joka käsittää ensimmäisen männänpinnan ja siihen verrattuna suuremman toisen männänpinnan, kaksi työsylinteriin muodostettua työtilaa, joista pysyvästi korkeapaineen alla olevalla nesteellä paineistettua ensimmäistä työtilaa rajoittaa ensimmäinen männänpinta ja toista työtilaa rajoittaa toinen männänpinta, ja toiseen työtilaan kytketyt, sähköiset ohjausventtiilit, jotka vuorotellen muodostavat yhteyden korkeapaineen alla olevaan ja matalapaineen alla olevaan nesteeseen, jolloin toisen työtilan yhteys korkeapaineeseen on muodostettu ainakin yhden ohja-usventtiilin avulla.The electro-hydraulic actuator according to the invention comprises a working cylinder, an axially movable piston in the working cylinder comprising a first piston surface and a larger second piston surface relative thereto, two working cylinders, the first working space being electrical control valves coupled to the second workspace, which alternately connect to the high pressure and low pressure fluid, wherein the second workspace is connected to the high pressure by at least one control valve.

Keksinnön mukainen sähköhydraulinen aktuaattori on tunnettu siitä, että toisen työtilan yhteys matalapaineeseen on muodostettu ainakin kahden, yksilöllisesti ohjattavissa olevan matalapaineohjausventtiilin avulla, jotka on lähtöpuolella kytketty rinnan matalapainetta kuljettavaan kevennysjohtoon.The electro-hydraulic actuator according to the invention is characterized in that the connection of the second working space to the low pressure is formed by at least two individually controllable low pressure control valves connected in parallel to a low pressure relief line carrying the low pressure.

Usean ohjausventtiilin avulla, joilla edullisesti on samanlaiset tai erilaiset virtauspoikkileikkaukset ja joita voidaan ohjata yksilöllisesti, esimerkiksi aikasynkronisesti ja/tai aikaviiveellä, voidaan männän iskua ohjata erittäin herkkätuntoisesti ja siten vaikuttaa tarkasti kaasunvaihtoventtiilien nostokäyriin.By means of a plurality of control valves, preferably having the same or different flow cross sections, which can be individually controlled, for example, in time synchronization and / or time delay, the piston stroke can be controlled very sensitively and thus accurately influence the lifting curves of the gas exchange valves.

Ainakin kahden korkeapaineohjausventtiilien avulla, joilla on samanlainen tai erilaiset virtauspoikkileikkaukset, voidaan korkeapaineohjausventtiilien yksilöllisen ohjauksen avulla huomattavasti paremmin säätää männän pie-niskuja kuin yhdellä ainoalla korkeapaineohjausventtiilillä, jolla nopeaa avaus-iskua varten on oltava erittäin suuri virtauspoikkileikkaus. Koska kaasunvaihto-venttiilin isku vastaa annosteltua nestemäärää männän avausiskun aikana, voidaan erilaisilla virtaus- tai läpivirtauspoikkileikkauksilla varustettujen korkeapaineohjausventtiilien toteutuksessa paremmin säätää pienempiä nestemääriä ja siten kaasunvaihtoventtiilin pienempiä iskuja kuin yhdellä ainoalla korkeapaineohjausventtiilillä, jolla on vastaavasti suuri virtauspoikkileikkaus. Sulkemalla korkeapaineohjausventtiilit aikaviiveellä kaasunvaihtoventtiilin ava-ustapahtuma ei lopu yhtäkkiä kytkentäajan mukana, vaan jatkuvalla approksimaatiolla. Näin kaasunvaihtoventtiilin taipumus ylitykseen vähenee. Kaasunvaihtoventtiilin maksimaalinen isku voidaan näin säätää erittäin tarkasti. Toisin kuin kaasunvaihtoventtiilin ylityksen estäminen tunnetuilla tekniikoilla, tapahtuu olennaisesti tarkempi nesteen annostelu, josta seuraa sähköhydraulisen aktu-aattorin täsmällisempi iskuntarkkuus.By means of at least two high pressure control valves having the same or different flow cross sections, the individual control of the high pressure control valves allows for a much better control of the piston strokes than a single high pressure control valve which must have a very large flow cross section. Since the stroke of the gas exchange valve corresponds to the metered amount of liquid during the stroke of the piston opening, in the implementation of high pressure control valves with different flow or flow cross sections, smaller liquid volumes are better controlled and thus By closing the high pressure control valves with a time delay, the opening of the gas exchange valve does not suddenly end with the switching time, but with a continuous approximation. This reduces the tendency of the gas exchange valve to overrun. The maximum stroke of the gas exchange valve can thus be adjusted very precisely. In contrast to known techniques for preventing gas exchange valve overruns, substantially more accurate metering of fluid occurs, resulting in a more accurate stroke accuracy of the electro-hydraulic actuator.

Käyttämällä keksinnön mukaisesti ainakin kahta matalapaineoh-jausventtiiliä, joilla on samanlainen tai erilainen virtauspoikkileikkaus, voidaan männän paluuiskua ohjata erittäin paljon herkkätuntoisemmin ja siten erittäin tarkasti vaikuttaa kaasunvaihtoventtiilin nousukäyrän kulkuun loppualueella. Myös hydraulinen kaasunvaihtoventtiilijarru, joka estää venttiilielimen kovan iskeytymisen venttiilinistukkaan, voidaan ainakin kahden matalapaineohjaus-venttiilin avulla toteuttaa erittäin helposti.By using at least two low pressure control valves having the same or different flow cross-sections in accordance with the invention, the piston return stroke can be controlled in a much more sensitive manner and thus very accurately influence the flow of the gas exchange valve upstream. Also, the hydraulic gas exchange valve brake, which prevents the valve member from hitting the valve seat hard, can be implemented very easily by means of at least two low pressure control valves.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti on ainakin kahdesta korkeapaineohjausventtiilistä ainakin yksi kytketty tulopuolella korkeapainetta kuljettavaan korkeapainejohtoon ja ainakin yksi on kytketty tulopuolella ensimmäiseen työtilaan avautuvaan poistoaukkoon. Poistoaukko on järjestetty työsylinteriin siten, että mäntä sulkee sen määritellystä, toisen työtilan korkeapainepaineistuksen laukaisemasta männän siirtoiskusta lähtien. Kulloisetkin korkeapaineohjausventtiilit, jotka on kytketty kulloinkin ylitettyihin pois-toaukkoihin, ovat siten kytketty irti toiseen työtilaan johtavasta nestesyötöstä, siten että asteittain vähennettyjä nestemääriä syöttämällä männän siirtomatka hidastuu asteittain ja sitä voidaan säätää tarkemmin. Siten voidaan toteuttaa tehokas iskunrajoitus ja sopivalla ohjauksella voidaan toteuttaa portaittaiset iskut, joissa on määritelty taso.According to a preferred embodiment of the invention, at least one of the at least two high pressure control valves is connected to the high pressure line carrying the high pressure on the inlet side and at least one is connected to the outlet opening in the first working space on the inlet side. The outlet is arranged in the working cylinder such that it is closed by the piston from a defined piston transfer stroke triggered by high pressure in the second working space. The respective high pressure control valves, which are connected to the respective overflow outlets, are thus disconnected from the fluid supply to the other working space, so that by supplying gradually reduced amounts of liquid, the displacement of the piston is gradually reduced and can be adjusted more precisely. Thus, effective stroke limitation can be achieved and stepwise strokes with a defined level can be carried out with appropriate control.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti on ainakin kahdesta matalapaineohjausventtiilistä ainakin yksi tulopuolella kytketty toiseen työtilaan ja ainakin yksi tulopuolella toiseen työtilaan avautuvaan poisto-aukkoon. Poistoaukko on järjestetty työtilaan siten, että mäntä sulkee sen toisen työtilan korkeapainevapautuksen laukaisemasta, määritellystä männän paluuiskusta lähtien. Niin kauan kuin mäntä ei vielä ole saavuttanut tätä isku-asentoa, nesteen virtaus toisesta työtilasta pois voi tapahtua avattujen matala-paineohjausventtiilien virtauspoikkileikkausten summan avulla. Ylittämällä kulloinkin yksi poistoaukoista poistovirtaus tähän poistoaukkoon kytketyn matala-paineohjausventtiilin avulla on suljettu ja tapahtuu enää vain jäljellejääneiden, pienentyneiden virtauspoikkileikkausten avulla. Poistovirtausta kuristetaan siten lisääntyvästi, minkä vuoksi toisessa työtilassa muodostuu painetukkeuma, joka kuristaa männän iskunopeutta. Matalapaineohjausventtiileillä voidaan siten vaikuttaa kaasunvaihtoventtiilin nousukäyrän loppualueeseen ja yksinkertaisella tavalla toteuttaa venttiilijarru, joka estää venttiilielimen kovan iskeytymisen venttiilinistukkaan, kun venttiili suljetaan nopeasti.According to a preferred embodiment of the invention, at least one of the at least two low pressure control valves is connected to the second working space on the inlet side and at least one on the inlet side to the outlet opening in the second working space. The outlet is arranged in the workspace such that the piston closes it from a defined piston return stroke triggered by the high pressure release of the second workspace. As long as the piston has not reached this stroke position, the flow of liquid out of the second working space may be effected by the sum of the open cross-sections of the low pressure control valves. By crossing one of the outlets at each outlet by means of a low pressure control valve connected to this outlet, only the remaining, reduced flow cross-sections will occur. The exhaust flow is thus increasingly constricted, resulting in a pressure obstruction in the second working space, which restricts the stroke speed of the piston. The low pressure control valves can thus influence the end of the upward curve of the gas exchange valve and, in a simple manner, implement a valve brake that prevents the valve member from hitting the valve seat hard when the valve is closed quickly.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Keksintöä selostetaan piirustuksissa esitettyjen suoritusmuotoesi-merkkien avulla seuraavassa selostuksessa tarkemmin. Kaavamaisena kuvauksena esitetään: kuviot 1-4 esittävät yhteensä neljän vaihtoehdon avulla kulloinkin sähköhydraulisen aktuaattorin pitkittäisleikkaukset yhteydessä polttomoottorin kaasunvaihtoventtiiliin. Kuvioissa 1-2 esitetyillä vaihtoehdoilla selostetaan sähköhydraulisen aktuaattorin toimintaa yleensä, mutta nämä vaihtoehdot eivät ole vaatimuksen 1 suojapiirin sisällä. Kuvioiden 1-2 vaihtoehdoissa on vain yksi matalapaineohjausventtiili.The invention will be described in more detail by means of the embodiments of the embodiments shown in the drawings in the following description. 1-4 show a total of four alternatives, each with longitudinal cuts of an electro-hydraulic actuator in connection with a gas exchange valve of an internal combustion engine. The alternatives shown in Figures 1-2 describe the operation of an electro-hydraulic actuator in general, but these options are not within the scope of claim 1. 1-2, there is only one low pressure control valve.

Kuvioissa 1 - 4 havainnollistetaan osittain polttosylinterin sylinteri-kansi 11 pitkittäisleikkauksena, joka polttosylinteri yhdessä polttosylinterissä ohjatun iskumännän kanssa rajoittaa polttotilan 12. Sylinterikanteen 11 on muodostettu polttotilaan 12 avautuva kaasukanava 13, jonka päättymisaukkoa ohjaa kaasunvaihtoventtiili 14. Kaasunvaihtoventtiili 14 voi alla tulo- tai poisto-venttiili. Kaasunvaihtoventtiili 14 käsittää sylinterikanteen 11 järjestetyn venttii-linistukanrenkaan 15, johon on muodostettu venttiiliaukko 16 ja venttiiliaukkoa 16 ympäröivä venttiilinistukka 17, sekä venttiilielimen 18, jossa on venttiilikara 19 ja venttiilikaran 19 päähän järjestetty venttiilinlautanen 20, joka toimii yhdessä venttiilinistukan 17 kanssa venttiiliaukon 16 vapauttamiseksi ja sulkemiseksi.Figures 1-4 partially illustrate a longitudinal section of the cylinder head 11 of the combustion cylinder, which together with the percussion piston guided in the combustion cylinder delimits the combustion chamber 12. A gas duct 13 or . The gas exchange valve 14 comprises a valve liner ring 15 arranged on the cylinder head 11 having a valve port 16 and a valve seat 17 surrounding the valve port 16, and a valve member 18 having a valve stem 19 and a valve seat 20 disposed on the end of the valve stem 19. .

Kaasunvaihtoventtiilin 14 venttiilielin 18 toimii sähköhydraulisen aktuaattorin 21 avulla. Aktuaattori 21 käsittää työsylinterin 22, työsylinterissä 22 aksiaalisesti siirrettävästi ohjattavan männän 23, kaksi työsylinteriin 22 muodostettua, männän 23 rajoittamaa työtilaa 24, 25 sekä sähköiset ohjausventtii-lit. Mäntä 23 rajoittaa ensimmäisellä männänpinnalla 231 ensimmäisen työtilan 24 ja tähän männänpintaan 231 verrattuna suuremmalla toisella männänpinnalla 232 toisen työtilan 25. Ensimmäinen työtila 24 on jatkuvasti korkeapaineen alla olevalla nesteellä paineistettu, kun taas ohjausventtiilit ovat kytketty toiseen työtilaan 25 ja muodostavat vuorotellen toisen työtilan 25 yhteyden korkeapaineen alla olevaan ja matalapaineen alla olevaan nesteeseen.The valve member 18 of the gas exchange valve 14 operates by means of an electro-hydraulic actuator 21. The actuator 21 comprises a working cylinder 22, a piston 23 movable axially in the working cylinder 22, two working spaces 24, 25 formed by a piston 23 formed in the working cylinder 22, and electric control valves. The piston 23 delimits the first working space 24 on the first piston surface 231 and the second working space 25 on the second piston surface 232, which is larger than the second piston surface 232, the first working space 24 being continuously pressurized and under low pressure.

Nesteen korkea- ja matalapaineen asettamiseksi käytettäväksi on järjestetty nestesäiliö 26, korkeapainepumppu 27, korkeapainejohto 28 ja ke-vennysjohto 29. Korkeapainepumppu 27 imee nestettä nestesäiliöstä 26 ja syöttää korkeapaineen alla olevaa nestettä korkeapainejohtoon 28. Matalapaine- tai kevennysjohto 29 kuljettaa toisesta työtilasta 25 pois vihaavan nesteen takaisin nestesäiliöön 26. Matalapaine kevennysjohdossa 29 on esimerkiksi välillä 1 -6 bar. Toisen työtilan 25 yhteyksistä korkeapainejohdon 28 korkeapaineeseen ja kevennysjohdon 29 matalapaineeseen, jotka kaikissa sähköhydraulisen aktuaattorin 21 suoritusmuotoesimerkeissä kuvioissa 1 - 4 muodostetaan ohjausventtiileillä, ainakin yksi näistä yhteyksistä on muodostettu usealla ohjausventtiilillä. Kuvion 1 suoritusmuotoesimerkissä toisen työtilan 25 yhteys korkeapaineeseen on muodostettu usealla korkeapaineohjausventtiilil-lä, joista kuviossa 1 on esitetty esimerkkinä kaksi korkeapaineventtiiliä 30, 31. Toisen työtilan 25 yhteys matalapaineeseen muodostetaan yhdellä ainoalla matalapaineohjausventtiilillä 32. Useat, tässä kaksi, korkeapaineohjausventtiilit 30, 31 on kytketty tulopuolella rinnan korkeapainetta kuljettavaan korkeapaine-johtoon 28. Useat korkeapaineohjausventtiilit 30, 31 voivat käsittää sekä samanlaisen virtauspoikkileikkauksen että erilaisia virtauspoikkileikkauksia ja niitä ohjataan yksilöllisesti, esimerkiksi aikasynkronisesti tai aikaviiveellä. Kaikkien ohjausventtiilien sähköinen ohjaus, jotka tässä esimerkiksi on muodostettu 2/2-suunta-magneettiventtiileiksi, tapahtuu moottoriohjauslaitteella, jota tässä ei ole esitetty.A fluid reservoir 26, a high pressure pump 27, a high pressure line 28 and a reduction line 29 are provided for use in setting the high and low pressure of the fluid. The high pressure pump 27 draws liquid from the fluid reservoir 26 and feeds back to the fluid reservoir 26. The low pressure in the relief line 29 is, for example, between 1 and 6 bar. From the connections of the second working space 25 to the high pressure of the high pressure line 28 and the low pressure of the relief line 29, which in all embodiments of the electro-hydraulic actuator 21 are formed by control valves, at least one of these connections is formed by several control valves. In the exemplary embodiment of Figure 1, the connection of the second workspace 25 to the high pressure is formed by a plurality of high pressure control valves, of which Figure 1 illustrates two high pressure valves 30, 31. a plurality of high pressure control valves 30, 31 may comprise both a similar flow cross section and different flow cross sections and are individually controlled, e.g. The electrical control of all the control valves, which here, for example, are formed as 2/2-directional solenoid valves, is effected by a motor control device not shown here.

Kun matalapaineohjausventtiiliä 32 ohjataan ja se siten on suljettu ja korkeapaineohjausventtiilejä 30, 31 ohjataan ja ne siten ovat auki, suuri, korkeapaineen alla oleva nestemäärä virtaa toiseen työtilaan 25. Mäntä 23 siirtyy suurella nopeudella ylemmästä kuolokohdastaan ja kaasunvaihtoventtiili 14 avautuu nopeasti, niin että sen nostokäyrä käsittää jyrkän alkuosan. Kun männäniskun aikana toinen molemmista korkeapaineohjausventtiileistä 30, 31 suljetaan, niin toiseen työtilaan jälkivirtaava nestemäärä vähentyy selvästi. Männän nopeus pienenee, ja männän 23 siirtomatkaa voidaan ohjata erittäin paljon tarkemmin. Samanaikaisesti voidaan männän 23 sisäänajoa toivottuun iskupääteasentoon, jota määritelty kaasunvaihtoventtiilin aukko vastaa, ohjata erittäin tarkasti ja männän 23 ylitys voidaan jäljelle jäävän korkeapaineohjaus-venttiilin 30 tai 31 äkillisellä sulkemisella selvästi vähentää. Kaasunvaihtoventtiilin 14 venttiilielimen 18 taipumus ylitykseen määrätyssä avoasennossa vähenee siten.When the low pressure control valve 32 is controlled and thus closed and the high pressure control valves 30, 31 are controlled and thus open, a large amount of high pressure fluid flows into the second working space 25. The piston 23 moves at high speed from its upper dying position and steep front. By closing one of the two high pressure control valves 30, 31 during the piston stroke, the amount of fluid flowing into the other working space is clearly reduced. The piston speed decreases and the piston 23's travel distance can be controlled much more precisely. At the same time, the piston 23 can be driven into the desired stroke position, which corresponds to the defined opening of the gas exchange valve, and the overhang of the piston 23 can be clearly reduced by suddenly closing the remaining high pressure control valve 30 or 31. The tendency of the valve member 18 of the gas exchange valve 14 to overrun at a given open position is thus reduced.

Kuvion 2 sähköhydraulisen aktuaattorin 21 vaihtoehto on verrattuna kuviossa 1 esitettyyn vaihtoehtoon sikäli muunneltu, että korkeapaineohjaus-venttiili 31 tulopuolella ei ole kytketty nestejohtoon 28, vaan ensimmäiseen työtilaan 24 männän 23 iskumatkan sisäpuolella avautuvaan poistoaukkoon 34. Siten useasta korkeapaineohjausventtiilistä, joista kuviossa 2 on esitetty esimerkkinä molemmat ohjausventtiilit 30, 31, ainakin yksi on tulopuolella kytketty korkeapainetta johtavaan korkeapainejohtoon 28 ja ainakin yksi tulopuolella poistoaukkoon 34. Tällöin useampi poistoaukko 34 voi avautua toiseen työtilaan 25 ja olla kulloinkin kytketty muiden korkeapaineohjausventtiilien sisääntuloihin, joiden venttiilien ulostulot taas on kytketty toiseen työtilaan 25. Poistoaukko 34 on järjestetty työsylinteriin 22 siten, että mäntä 23 sulkee sen määritellystä, toisen työtilan 25 korkeapainepaineistuksen laukaisemasta männän siirtoiskusta lähtien ylemmästä kuolokohdastaan. Männän 23 asento, jossa poistoaukko 34 on suljettu, on piirretty katkoviivalla kuvioon 2 ja merkitty viitenumerolla 35. Jos matalapaineohjausventtiilin 32 ollessa suljettu korkea-paineohjausventtiili 31 on auki ja korkeapaineohjausventtiili 30 suljettu, mäntää 23 voidaan enintään siirtää iskuasentoon 35. Siten useiden poistoaukkojen avulla, joista kuviossa 4 on esitetty poistoaukko 34, voidaan toteuttaa männän 23 portaittaiset iskut, joissa on määritelty taso. Lisäksi voidaan vielä korkeapaineohjausventtiilien 30, 31 sopivalla, yksilöllisellä ohjauksella vaikuttaa männän 23 iskutoimintaan.The alternative of the electro-hydraulic actuator 21 of Figure 2 is modified compared to the one shown in Figure 1 in that the high pressure control valve 31 at the inlet side is not connected to the fluid line 28, but to the first working space 24 within the the control valves 30, 31, at least one on the inlet side being connected to the high pressure conducting high pressure line 28 and at least one on the inlet side to the outlet 34. The plurality of outlet 34 may open to the second working space 25 is disposed in the working cylinder 22 such that it is closed by the piston 23 from its upper dead center from a defined piston transfer stroke triggered by the high pressure of the second working space 25. The position of the piston 23 with the outlet 34 closed is drawn in dashed line in Figure 2 and designated 35. With the low pressure control valve 32 closed, the high pressure control valve 30 closed, Figure 4 shows the outlet 34, stepwise strokes of the piston 23 having a defined plane can be performed. Further, by suitable individual control of the high pressure control valves 30, 31, the stroke action of the piston 23 can be influenced.

Kuvion 3 mukaisen sähköhydraulisen aktuaattorin 21 kohdalla on luovuttu ylimääräisistä toimenpiteistä vaikuttaa mäntään 23, kun sitä siirretään ylemmästä kuolokohdastaan, niin että toinen työtila 25 yhden ainoan korkea-paineohjausventtiilin 30 avulla on kytketty männän 23 nopeaa siirtoliikettä varten tarvittavalla suurella virtauspoikkileikkauksella korkeapainejohtoon 28. Toisen työtilan 25 yhteys matalapainetta kuljettavaan kevennysjohtoon 29 on sitä vastoin muodostettu usealla matalapaineohjausventtiilillä, joista kuviossa 3 esimerkkinä on esitetty kaksi matalapaineventtiiliä 32, 33. Useasta matala-paineohjausventtiilistä 32, 33 ainakin yksi, tässä matalapaineohjausventtiili 32, on tulopuolella kytketty toiseen työtilaan 25 ja ainakin yksi, tässä matalapaineohjausventtiili 33, on tulopuolella kytketty toiseen työtilaan 25 männän 23 iskualueella avautuvaan poistoaukkoon 37. Poistoaukko 37 on järjestetty työ-sylinteriin 22 siten, että mäntä 23 sulkee sen määritellystä, toisen työtilan 25 korkeapainevapautuksen laukaisemasta paluuiskusta lähtien. Männän 23 is-kuasento, jonka jälkeen poistoaukko 37 on suljettu, on piirretty kuvioon 3 katkoviivalla ja merkitty viitenumerolla 38. Matalapaineohjausventtiileillä 32, 33 voi olla samanlainen virtauspoikkileikkaus, mutta niillä voi myös olla erilaiset vir-tauspoikkileikkaukset. Matalapaineohjausventtiilejä 32, 33 ohjataan taas yksilöllisesti, esimerkiksi aikasynkronisesti tai aikaviiveellä. Tässäkin muut matala-paineohjausventtiilit 32, 33 voivat tulopuolella olla kytketty kulloinkin yhteen poistoaukkoon, jotka työtilassa on järjestetty päällekkäin, jolloin mäntä 23 sulkee iskumatkalla peräkkäin olevat poistoaukot toinen toisensa jälkeen.In the electro-hydraulic actuator 21 of Fig. 3, additional measures have been dispensed with to affect the piston 23 as it is moved from its upper dead center so that the second working space 25 is connected to the high flow cross section 28 required for rapid displacement of the piston In contrast, the low pressure relief conduit 29 is formed by a plurality of low pressure control valves, of which two low pressure control valves 32, 33 are exemplified in FIG. 3, at least one of several low pressure control valves 32, 33 is connected to an inlet side , on the inlet side, is connected to a second working space 25 in an outlet 37 which opens in the stroke area of the piston 23. The outlet 37 is arranged in the working cylinder 22 so that the piston 23 is closed kee from the defined return high stroke triggered by the high pressure release of another workspace 25. The stroke position of the piston 23, after which the outlet 37 is closed, is shown in Figure 3 with a dashed line and designated by reference numeral 38. The low pressure control valves 32, 33 may have a similar flow cross section, but may also have different flow cross sections. The low pressure control valves 32, 33 are again individually controlled, for example, time synchronously or with a time delay. Here, too, the other low pressure control valves 32, 33 may be connected at the inlet side to a single outlet which is arranged on top of each other in the working space, whereby the piston 23 closes one after the other on successive strokes.

Kun korkeapaineohjausventtiili 30 on suljettu ja molemmat matala-paineohjausventtiilit 32, 33 ovat auki, niin männän 23 paluuiskussa nesteen pois virtaaminen toisesta työtilasta 25 voi tapahtua molempien matalapaineoh-jausventtiilien 32 avulla. Seurauksena on suuri poistovirtapoikkileikkaus mata-lapaineohjausventtiilien 32, 33 virtauspoikkileikkausten summasta, ja mäntä 23 liikkuu erittäin nopeasti takaisin päin, minkä johdosta kaasunvaihtoventtiili 14 sulkeutuu nopeasti. Kun mäntä 23 on saavuttanut iskuasennon 38, mäntä 23 sulkee poistoaukon 37. Neste voi enää virrata pois vain matalapaineohjaus-venttiilin 32 avulla, jolla on huomattavasti pienempi virtauspoikkileikkaus verrattuna poikkileikkausten summaan. Poistovirtaus kuristuu selvästi voimakkaammin, minkä johdosta toiseen työtilaan 25 muodostuu painetta ja sulkuliik-keen nopeus pienenee. Matalapaineohjausventtiiliä 32 voidaan nyt käyttää männän 23 jarrutuksen ohjaamiseen ja siten aikaansaada kaasunvaihtoventtii-lin 14 sulku, jossa venttiilinlautanen 20 ei iskeydy kovaa venttiilinistukkaan 17. Männän 23 paluuiskuvaiheessa saadaan lisää ohjausmahdollisuuksia, kun viimeiseksi vielä aktiivinen matalapaineohjausventtiili 32 on muodostettu pro-portionaaliventtiiliksi.When the high pressure control valve 30 is closed and both the low pressure control valves 32, 33 are open, in the return stroke of the piston 23 the liquid can be discharged from the second working space 25 by means of both low pressure control valves 32. As a result, there is a large discharge cross-section from the sum of the flow cross-sections of the Mata blade control valves 32, 33, and the piston 23 moves very rapidly backward, causing the gas exchange valve 14 to close rapidly. When the piston 23 has reached the stroke position 38, the piston 23 closes the outlet 37. Only the low pressure control valve 32, which has a significantly smaller flow cross section compared to the sum of the cross sections, can drain the liquid. The outlet flow is significantly more choked, causing pressure to be exerted on the second working space 25 and slowing down the closing movement. The low pressure control valve 32 can now be used to control the braking of the piston 23 and thereby provide a shut-off of the gas exchange valve 14 whereby the valve disc 20 does not strike hard on the valve seat 17. The return stroke

Kuviossa 4 esitetyssä sähköhydraulisen aktuaattorin 21 vaihtoehdossa on toteutettu samanaikaisesti sekä kuvion 2 mukaiset aktuaattorin 21 että kuvion 3 aktuaattorin 21 konstruktiiviset toimenpiteet. Toisen työtilan 25 yhteys korkeapaineeseen muodostetaan ainakin kahden korkeapaineventtiilin 30, 31 avulla, joista toinen on tulopuolella kytketty korkeapainejohtoon 28 ja toinen tulopuolella ensimmäiseen työtilaan 24 männän 23 iskumatkalla avautuvaan poistoaukkoon 34. Molemmat korkeapaineohjausventtiilit 30, 31 ovat ulostulopuolella kytketty toiseen työtilaan 25. Toisen työtilan 25 yhteys matala-paineeseen muodostuu ainakin kahden matalapaineohjausventtiilin 32, 3 avulla, joista toinen on tulopuolella kytketty toiseen työtilaan 25 ja toinen matalapaineohjausventtiili 33 iskumännän 23 iskumatkalla ensimmäiseen työtilaan 24 avautuvaan poistoaukkoon 37. Molemmat matalapaineohjausventtiilit 32, 33 ovat ulostulopuolella kytketty kevennysjohtoon 29. Tässä sähköhydraulisessa aktuaattorissa 21 edellä kuvatut mahdollisuudet vaikuttaa kaasunvaihtoventtii-lien nostokäyrään on koottu yhteen. Vaihtoehtoisesti korkeapaineohjausventtiilit 30, 31 voidaan myös kytkeä kuten kuviossa 1 on esitetty.In the embodiment of the electro-hydraulic actuator 21 shown in Fig. 4, the constructive operations of both the actuator 21 of Fig. 2 and the actuator 21 of Fig. 3 are carried out simultaneously. The second working space 25 is connected to the high pressure by means of at least two high pressure valves 30, 31, one on the inlet side connected to the high pressure line 28 and the other on the inlet side to the first working space 24 to the piston low pressure is formed by means of at least two low pressure control valves 32, 3, one on the inlet side connected to the second working space 25 and the other low pressure control valve 33 on the impact piston 23 to the the possibilities described for influencing the lifting curve of gas exchange valves are summarized. Alternatively, the high pressure control valves 30, 31 may also be engaged as shown in Figure 1.

Kuvatuissa sähköhydraulisissa aktuaattoreissa 21 männän 23 ava-usiskuun voidaan vaikuttaa vielä toisella tavalla, esimerkiksi männällä (23) sijaitsevan rengasmännän avulla, kuten julkaisun DE 101 43 952 A1 kuviossa 2 on esitetty. Edelleen sähköhydraulinen aktuaattori 21 voi myös ohjata polttomoottorin poistoventtiiliparia tai tuloventtiiliparia kytkemällä porrasmännäksi tai differentiaalimännäksi muodostettu mäntä 23 venttiilipariin tarttuvaan kyt-kinelimeen. Niin sanottu ”Twinsteller” on kuvattu esimerkiksi julkaisussa DE 101 47 305 A1.In the described electro-hydraulic actuators 21, the opening stroke of the piston 23 may be effected in another way, for example by means of an annular piston on the piston (23), as shown in Figure 2 of DE 101 43 952 A1. Further, the electro-hydraulic actuator 21 can also control the exhaust motor exhaust valve pair or the inlet valve pair by connecting a piston 23 formed as a stair or differential piston to a coupling member engaging the valve pair. The so-called "Twinsteller" is described, for example, in DE 101 47 305 A1.

Claims

An electro-hydraulic actuator comprising a slave cylinder (22), an axially displaceable piston (23) in the slave cylinder comprising a first piston surface (231) and a larger second piston surface (232) relative thereto, two working spaces (24, 25) formed by the slave cylinder the first working space (24) permanently pressurized by the fluid under high pressure is limited by the first piston surface (231) and the second working space (25) by the second piston surface (232), and electrical control valves connected to the second working space (25) below, wherein the second working space (25) is connected to the high pressure by at least one control valve, characterized in that the second working space (25) is connected to the low pressure by at least two individually controllable low pressure control valves (32, 33) in parallel with a low pressure transport line (29).

Electro-hydraulic actuator according to Claim 1, characterized in that the second working space (25) is connected to the high pressure by at least two high pressure control valves (30, 31).

An electro-hydraulic actuator according to claim 2, characterized in that said at least two high pressure control valves (30, 31) are connected at the inlet side to a high pressure line (28) carrying high pressure.

Electro-hydraulic actuator according to one of Claims 2 or 3, characterized in that at least one of the at least two high pressure control valves (30) is connected to the high pressure line (28) carrying the high pressure on the inlet side and the at least one high pressure control valve (31) in the stroke range of the piston (23) to the outlet (34) which opens into the first working space (24) and the outlet (34) is arranged in the working cylinder (22) such that it is closed by a defined high pressure 23) since the transfer strike.

An electro-hydraulic actuator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the at least two low pressure control valves (32) is connected to the second work space (25) on the inlet side and the at least one low pressure control valve (33) is in the stroke area of the piston (23) to an outlet (37) which opens into the second work space (25) and the outlet (37) is arranged in the working cylinders (22) such that it is closed by a defined high pressure pressure of the second 23) from the return stroke.

Electro-hydraulic actuator according to one of Claims 2 to 5, characterized in that said at least two high pressure control valves (30, 31) comprise different flow cross sections.

An electro-hydraulic actuator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said at least two low pressure control valves (32, 33) comprise different flow cross sections.

An electro-hydraulic actuator according to any one of claims 2 to 7, characterized in that said at least two high pressure control valves (30, 31) are individually controllable.

An electro-hydraulic actuator according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the piston (23) is connected to the valve member (18) of the at least one gas exchange valve (14) of the combustion engine such that the low pressure valves (32, 33) at least one gas exchange valve (14) of the high pressure control valves (30, 31) opens and, when the high pressure control valves (30, 31) are closed, opening at least one gas exchange valve (14) of the low pressure control valves (32, 33).