JP7232826B2 - 回生バルブ油圧アクチュエータ - Google Patents
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Description
●数百マイクロ秒のバルブ開放時間と1ミリ秒に近い開放持続時間を可能にする点まで非常に高速で、特に、FR3032236の下公開された仏国特許に記載されているような伝達-膨張および回生機関の要件の機能に対処する。
●バルブの制動が実質的にないにもかかわらず、作動するバルブの寄生的な動作を正確かつほとんど誘導しない。
●任意の先行技術のピストン圧縮機または任意の往復動内燃機関を備えることに好適であり、各バルブに対して独立して取り付け可能である独立したカートリッジであって、機関に対するその方向は非拘束であり、そのカートリッジが取り付けられるシリンダーヘッドの熱膨張に対応することができるように十分に可撓性を有するラインを除いて、アクチュエータのエネルギー源に接続されていないカートリッジを生産することができることにより、特に、仏国特許第3032236号に記載された伝達-膨張および回生機関に設置可能である。
●カム型アクチュエータに匹敵する高いエネルギー効率を有する。その高いエネルギー効率は、特に、バルブの運動エネルギーに加えて、そのアクチュエータのすべての可動部分の運動エネルギーの実質的にすべてを回収することにより得られる。
●閉鎖行程中にそのバルブが取得する高速にもかかわらず、バルブを非常に低速でそのシートに戻すことを可能にする静粛性を有する。
●長い耐用寿命であり、任意の往復動内燃機関のものと互換性がある。
●必要に応じて、そのチャンバが含有する圧縮ガスがそのバルブから逃げることを許容することなく、任意のバルブを往復動ピストン圧縮機または機関の圧縮または燃焼チャンバの外部に開放することができるように適合し、これにより、そのピストンとそのバルブとの間の任意の衝突を防止するために、その圧縮機または機関のピストンのキャップにバルブくぼみを設ける必要性を防止するが、そのバルブを通じた任意のフローは促進される。
●むだなく製造可能である。
●低圧アキュムレータまたは作動油タンクから油圧作動油を低圧供給ラインを介して受け入れ、高圧アキュムレータに作動油を高圧供給ラインを介して排出することができる少なくとも1つの高圧油圧供給ポンプと、
●アクチュエータシリンダーヘッドで覆われたアクチュエータシリンダーを含む少なくとも1つのアクチュエータであって、シリンダーは直接的または間接的に圧縮機または機関シリンダーヘッドに取り付けられている一方で、シリンダーおよびアクチュエータシリンダーヘッドは、アクチュエータピストンと共にアクチュエータ油圧チャンバを形成し、ピストンは伝達手段によってバルブに機械的に接続されており、手段は、アクチュエータ油圧チャンバが作動油によってかけられる圧力を受ける場合、アクチュエータピストンがバルブを、バルブが協働するバルブシートから離れるように移動させる傾向があるようになっている、少なくとも1つのアクチュエータと、
●アクチュエータが生成することができる力と反対の力をバルブにかける少なくとも1つのバルブ戻しデバイスであって、これにより、デバイスは、バルブを、バルブが協働するバルブシートに接触するように戻す傾向がある、少なくとも1つのバルブ戻しデバイスと、
●高圧アキュムレータをアクチュエータ油圧チャンバに接続する高圧リフターラインを開放または閉鎖することができる少なくとも1つのバルブリフター油圧バルブと、
●低圧アキュムレータまたは作動油タンクをアクチュエータ油圧チャンバに接続する慣性リフターライン内に配置されている少なくとも1つのリフターチェックバルブであって、チェックバルブは、油圧作動油がラインを介して低圧アキュムレータまたは作動油タンクからアクチュエータ油圧チャンバに流れることを許容するが、反対方向に流れることを許容しない、少なくとも1つのリフターチェックバルブと、
●アクチュエータ油圧チャンバを、閉鎖および回生油圧モーターが含む作動油吸気口に接続する閉鎖および回生油圧ラインを開放または閉鎖することができる少なくとも1つのバルブ閉鎖油圧バルブであって、モーターが同様に含む作動油出口は、低圧アキュムレータまたは油圧モーター低圧戻しラインによって作動油タンクに接続されている、少なくとも1つのバルブ閉鎖油圧バルブと、
本発明による回生バルブ油圧アクチュエータ1の動作は、図1~図35から容易に理解される。
Claims (28)
- 圧縮機または機関シリンダーヘッド(104)によって閉鎖されたシリンダー(103)内で往復運動するように伝達手段(102)に接続された少なくとも1つのピストン(101)を含む往復運動ピストン圧縮機または機関(100)のための回生バルブ油圧アクチュエータ(1)であって、前記ピストン(101)、前記シリンダー(103)および前記圧縮機または機関シリンダーヘッド(104)は、少なくとも1つの吸気ライン(106)および少なくとも1つの排気または排出ライン(107)が開口している圧縮または燃焼チャンバ(105)を形成し、当該2つのライン(106、107)の一方または両方は、バルブ(8)がバルブシート(11)上に載っているときに前記バルブ(8)がブロックすることができるラインオリフィス(10)によって前記圧縮または燃焼チャンバ(105)に接続されており、前記回生バルブ油圧アクチュエータ(1)は、
●低圧アキュムレータ(4)または作動油タンク(46)から油圧作動油(3)を低圧供給ライン(47)を介して受け入れ、高圧アキュムレータ(5)に前記油圧作動油(3)を高圧供給ライン(48)を介して排出することができる少なくとも1つの高圧油圧供給ポンプ(2)と、
●アクチュエータシリンダーヘッド(49)で覆われたアクチュエータシリンダー(25)を含む少なくとも1つのアクチュエータ(6)であって、前記アクチュエータシリンダー(25)は直接的または間接的に前記圧縮機または機関シリンダーヘッド(104)に取り付けられている一方で、前記アクチュエータシリンダー(25)および前記アクチュエータシリンダーヘッド(49)は、アクチュエータピストン(26)と共にアクチュエータ油圧チャンバ(7)を形成し、前記アクチュエータピストン(26)は伝達手段(9)によって前記バルブ(8)に機械的に接続されており、前記伝達手段(9)は、前記アクチュエータ油圧チャンバ(7)が前記油圧作動油(3)によってかけられる圧力を受ける場合、前記アクチュエータピストン(26)が前記バルブ(8)を、前記バルブ(8)が協働する前記バルブシート(11)から離れるように移動させる傾向があるようになっている、少なくとも1つのアクチュエータ(6)と、
●前記アクチュエータ(6)が生成することができる力と反対の力を前記バルブ(8)上にかける少なくとも1つのバルブ戻しデバイス(12)であって、これにより、前記バルブ戻しデバイス(12)は、前記バルブ(8)を、前記バルブ(8)が協働する前記バルブシート(11)に接触するように戻す傾向がある、少なくとも1つのバルブ戻しデバイス(12)と、
●前記高圧アキュムレータ(5)を前記アクチュエータ油圧チャンバ(7)に接続する高圧リフターライン(14)を開放または閉鎖することができる少なくとも1つのバルブリフター油圧バルブ(13)と、
●前記低圧アキュムレータ(4)または前記作動油タンク(46)を前記アクチュエータ油圧チャンバ(7)に接続する慣性リフターライン(16)内に配置されている少なくとも1つのリフターチェックバルブ(15)であって、前記リフターチェックバルブ(15)は、前記油圧作動油(3)が前記慣性リフターライン(16)を介して前記低圧アキュムレータ(4)または前記作動油タンク(46)から前記アクチュエータ油圧チャンバ(7)に流れることを許容するが、反対方向に流れることを許容しない、少なくとも1つのリフターチェックバルブ(15)と、
●前記アクチュエータ油圧チャンバ(7)を、閉鎖および回生油圧モーター(20)が含む作動油吸気口(19)に接続する閉鎖および回生油圧ライン(18)を開放または閉鎖することができる少なくとも1つのバルブ閉鎖油圧バルブ(17)であって、前記閉鎖および回生油圧モーター(20)が同様に含む作動油出口(21)は、油圧モーター低圧戻しライン(22)によって前記低圧アキュムレータ(4)または前記作動油タンク(46)に接続されている、少なくとも1つのバルブ閉鎖油圧バルブ(17)と、
●前記伝達手段(9)の全部または一部を構成する少なくとも1つのプログレッシブレバーアーム比レバー(27)であって、前記プログレッシブレバーアーム比レバー(27)は、前記アクチュエータピストン(26)が駆動力または抵抗力を直接的または間接的に加えることができる前記アクチュエータの力の少なくとも1つの作用点(28)、前記バルブが駆動力または抵抗力を直接的または間接的に加えることができる前記バルブ(8)の力の少なくとも1つの作用点(29)、および直接的または間接的に前記圧縮機または機関シリンダーヘッド(104)に力が加えられる前記圧縮機または機関シリンダーヘッド上の反力の少なくとも1つの作用点(30)を呈する、少なくとも1つのプログレッシブレバーアーム比レバー(27)と、を含むことを特徴とする、回生バルブ油圧アクチュエータ。 - 当該作用点を移動させる手段(31)が、前記バルブ(8)の開放行程中に、前記アクチュエータの力の前記作用点(28)および/または前記バルブの力の前記作用点(29)および/または前記プログレッシブレバーアーム比レバー(27)に沿って前記圧縮機または機関シリンダーヘッド上の反力の前記作用点(30)を移動させることを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記アクチュエータの力の前記作用点(28)および/または前記バルブの力の前記作用点(29)および/または前記圧縮機または機関シリンダーヘッド上の反力の前記作用点(30)は、それぞれ、直接的または間接的に前記アクチュエータピストン(26)と共に、および/または前記バルブ(8)と共に、および/または前記バルブ(8)が協働する前記圧縮機または機関シリンダーヘッド(104)と共に、少なくとも1つのピボット接続(34)または少なくとも1つの転がりスライド接続(35)のいずれかを形成し、前記転がりスライド接続(35)は、前記作用点を移動させる前記手段(31)を構成することを特徴とする、請求項2に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記転がりスライド接続(35)が、前記アクチュエータの力の前記作用点(28)および/または前記バルブの力の前記作用点(29)および/または前記圧縮機または機関シリンダーヘッド上の反力の前記作用点(30)での前記プログレッシブレバーアーム比レバー(27)上に提供された少なくとも1つのレバー接触トラック(36)からなり、前記レバー接触トラック(36)が、前記アクチュエータピストン(26)上および/または前記バルブ(8)上および/または前記圧縮機または機関シリンダーヘッド(104)上に直接的または間接的にそれぞれ形成されたレバー反作用面(37)と協働し、前記アクチュエータピストン(26)および/または前記レバー反作用面(37)が、前記レバー接触トラック(36)と前記レバー反作用面(37)との間の接触が確立される湾曲接触プロファイル(38)を有することを特徴とする、請求項3に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記バルブ戻しデバイス(12)が、戻しアクチュエータシリンダーヘッド(50)によって覆われた戻しアクチュエータシリンダー(40)を含むバルブ戻しアクチュエータ(39)からなり、前記戻しアクチュエータシリンダー(40)は、前記圧縮機または機関シリンダーヘッド(104)に直接的または間接的に取り付けられている一方で、前記戻しアクチュエータシリンダー(40)および前記戻しアクチュエータシリンダーヘッド(50)が、戻しアクチュエータピストン(41)と共に戻しアクチュエータ油圧チャンバ(42)を形成しており、前記戻しアクチュエータピストン(41)が、戻し伝達手段(43)によって前記バルブ(8)に機械的に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記戻しアクチュエータ油圧チャンバ(42)が、戻し圧力ライン(44)によって前記高圧アキュムレータ(5)に接続されていることを特徴とする、請求項5に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記低圧アキュムレータ(4)が含む前記油圧作動油(3)のレベルおよび圧力は、前記油圧作動油(3)を前記作動油タンク(46)から低圧強制供給ライン(60)を介して前記低圧アキュムレータ(4)に移送することができる強制供給低圧油圧ポンプ(45)によって一定の値の範囲内に維持されることを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 少なくとも、前記バルブ(8)が協働する前記バルブシート(11)を備えた、または備えていない前記バルブ(8)、前記アクチュエータ(6)、前記伝達手段(9)、前記バルブ戻しデバイス(12)、前記リフターチェックバルブ(15)、前記バルブリフター油圧バルブ(13)、および前記バルブ閉鎖油圧バルブ(17)は、少なくとも1つの油圧コネクター(53)を呈するアクチュエータカートリッジ(52)内に一緒に収容されていることを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記バルブリフター油圧バルブ(13)および/または前記バルブ閉鎖油圧バルブ(17)が、チューブアクチュエータ(137)によって長手方向並進に移動することができるブロッキングチューブ(131)を含む管状バルブ(130)からなり、前記ブロッキングチューブ(131)が、ブロッキングチューブボア(181)に流体密に収容され、チューブシート(136)上に載って、前記チューブシート(136)と共に流体密な接触の連続ラインを形成するか、または前記チューブシート(136)から一定の距離に維持されて、前記油圧作動油(3)がチューブ内部ボリューム(133)からチューブ外部コレクターディストリビューター(134)へ、またはその逆で通過することを許容することのいずれかをすることができるチューブ封止ベアリング面(135)で終わることを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記チューブアクチュエータ(137)は、電界を受けるときに機械的に変形するセラミック要素のスタック(140)を含む油圧増幅圧電アクチュエータ(139)であり、当該スタック(140)の端部は、少なくとも1つのアクチュエータレシーバーチャンバ(144)と連通するアクチュエータセンダーチャンバ(143)を、アクチュエータセンダーシリンダーと共に形成する、大径のアクチュエータセンダーピストン(141)に接続されており、前記アクチュエータレシーバーチャンバ(144)は、一方で、前記ブロッキングチューブ(131)を長手方向並進に移動することができるように、アクチュエータレシーバーピストン(145)が協働する前記ブロッキングチューブ(131)に直接的または間接的に接続された小径の前記アクチュエータレシーバーピストン(145)によって形成され、他方で、アクチュエータレシーバーシリンダーによって形成されていることを特徴とする、請求項9に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記アクチュエータセンダーチャンバ(143)および前記アクチュエータレシーバーチャンバ(144)は、油圧作動油(3)が加圧作動油供給源(147)から前記アクチュエータセンダーチャンバ(143)および前記アクチュエータレシーバーチャンバ(144)に行くことを許容するが、その逆に行くことを許容しないアクチュエータ強制供給チェックバルブ(148)によって前記加圧作動油供給源(147)に一緒に接続されていることを特徴とする、請求項10に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記アクチュエータセンダーピストン(141)が、これを前記アクチュエータセンダーチャンバ(143)に向かって移動させる傾向がある圧力補償ばね(149)を受け、前記圧力補償ばね(149)が前記アクチュエータセンダーピストン(141)上にかける力は、前記アクチュエータセンダーチャンバ(143)内の圧力が前記加圧作動油供給源(147)内の圧力と等しいときに、前記油圧作動油(3)が前記アクチュエータセンダーピストン(141)上にかける力以下であることを特徴とする、請求項11に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記アクチュエータレシーバーピストン(145)が、これを前記アクチュエータレシーバーチャンバ(144)に向かって移動させる傾向がある圧力補償ばね(149)を受け、前記圧力補償ばね(149)が前記アクチュエータレシーバーピストン(145)上にかける力は、前記アクチュエータレシーバーチャンバ(144)内の圧力が前記加圧作動油供給源(147)内の圧力と等しいときに、前記油圧作動油(3)が前記アクチュエータレシーバーピストン(145)上にかける力以下であることを特徴とする、請求項11に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記アクチュエータセンダーチャンバ(143)がレシーバーチャンバ共通マニホールド(151)を介して複数のアクチュエータレシーバーチャンバ(144)と連通しており、前記アクチュエータレシーバーチャンバ(144)の各々を形成する前記アクチュエータレシーバーピストン(145)が、それ自体のブロッキングチューブ(131)を長手方向並進に移動させることができることを特徴とする、請求項10に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記アクチュエータレシーバーチャンバ(144)が各々、選択バルブアクチュエータ(153)によって開放が指令される選択バルブ(152)によって、前記レシーバーチャンバ共通マニホールド(151)と連通するか、または連通しないようにされることを特徴とする、請求項14に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- レシーバーチャンバ共通マニホールド(151)が非流体密に、少なくとも2つの反対に作用するセンタリングばね(157)によって前記レシーバーチャンバ共通マニホールド(151)に対して一定の長手方向位置の近くで中央に維持される少なくとも1つの中実または中空の非圧縮性円筒形要素(156)を収容することを特徴とする、請求項10に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記閉鎖および回生油圧モーター(20)が、直接的または間接的に前記往復運動ピストン圧縮機または機関(100)によって回転駆動される油圧モーターシャフト(163)上に取り付けられた閉鎖および回生カム(158)を含み、閉鎖および回生ピストン(159)が、前記閉鎖および回生カム(158)を直接的または間接的に圧迫し、前記作動油吸気口(19)と連通する閉鎖および回生チャンバ(161)を閉鎖および回生シリンダー(160)と共に形成していることを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記閉鎖および回生カム(158)は、前記バルブ(8)を前記バルブシート(11)に戻すために前記閉鎖および回生ピストン(159)が圧迫する少なくとも1つの回生角度セクタRを含む閉鎖および回生カムプロファイル(162)を呈することを特徴とする、請求項17に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記閉鎖および回生カム(158)は、前記閉鎖および回生ピストン(159)が前記バルブ(8)の前記バルブシート(11)への2つの戻りの間で前記閉鎖および回生油圧ライン(18)を予圧するために圧迫する少なくとも1つの予圧角度セクタPを含む閉鎖および回生カムプロファイル(162)を呈することを特徴とする、請求項17に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記閉鎖および回生カム(158)は、カム位相シフト手段(164)によって前記油圧モーターシャフト(163)に対して角度的にオフセットされ得ることを特徴とする、請求項17に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記カム位相シフト手段(164)が、前記油圧モーターシャフト(163)の円筒形外面上に形成された少なくとも1つの雄ヘリカルスプライン(165)からなり、前記雄ヘリカルスプライン(165)は、前記閉鎖および回生カム(158)の内側に形成された少なくとも1つの雌ヘリカルスプライン(166)と協働し、前記閉鎖および回生カム(158)は、カム位相シフトアクチュエータ(167)によって前記油圧モーターシャフト(163)に対して軸方向に移動またはその位置に保持され得ることを特徴とする、請求項20に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記カム位相シフトアクチュエータ(167)が、前記閉鎖および回生カム(158)の位相シフト溝(169)と協働する位相シフトフォーク(168)によって前記閉鎖および回生カム(158)に接続されていることを特徴とする、請求項21に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記閉鎖および回生油圧ライン(18)は、前記低圧アキュムレータ(4)、前記作動油タンク(46)または加圧作動油供給源(147)から到来する油圧作動油(3)がフリーホイールチャネル(24)を介して前記閉鎖および回生油圧ライン(18)に入ることを許容するが、それを離れることを許容しない拡張チェックバルブ(171)の端部を含むことを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記閉鎖および回生油圧ライン(18)が、前記低圧アキュムレータ(4)、前記作動油タンク(46)または加圧作動油供給源(147)から到来する油圧作動油(3)が前記閉鎖および回生油圧ライン(18)に入ることを許容し、および/またはそれを離れることを許容する、予圧バルブ(172)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記アクチュエータの力の前記作用点(28)および/または前記バルブの力の前記作用点(29)および/または前記圧縮機または機関シリンダーヘッド上の反力の前記作用点(30)が、遊び補償手段(174)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記遊び補償手段(174)が、遊び補償アクチュエータ(175)からなり、その内部で、遊び補償チャンバ(176)は、前記低圧アキュムレータ(4)、前記高圧アキュムレータ(5)、前記作動油タンク(46)または加圧作動油供給源(147)から到来する油圧作動油(3)が前記遊び補償チャンバ(176)に入ることを許容するが、それを離れることを許容しない遊び補償チェックバルブ(177)を含むことを特徴とする、請求項25に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記遊び補償手段(174)が、遊び補償アクチュエータ(175)からなり、その内部で、遊び補償チャンバ(176)は、前記低圧アキュムレータ(4)、前記高圧アキュムレータ(5)、前記作動油タンク(46)または加圧作動油供給源(147)から到来する油圧作動油(3)が前記遊び補償チャンバ(176)に入ること、およびそれを離れることを許容する遊び補償ノズル(178)を含むことを特徴とする、請求項25に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
- 前記プログレッシブレバーアーム比レバー(27)が、前記アクチュエータピストン(26)も開口しているレバーチャンバ(23)内に収容されており、前記レバーチャンバ(23)は、油圧作動油(3)が前記レバーチャンバ(23)を離れることを許容するが、それに入ることを許容しないレバーチャンバチェックバルブ(59)によって、もしくは油圧作動油(3)が前記レバーチャンバ(23)を離れること、およびそれに入ることを許容するレバーチャンバ較正済ノズル(67)によって、または同じことを許容する前記レバーチャンバチェックバルブ(59)および前記レバーチャンバ較正済ノズル(67)の両方であって、前記レバーチャンバ較正済ノズル(67)は、前記レバーチャンバチェックバルブ(59)と平行に配置されている、前記レバーチャンバチェックバルブ(59)および前記レバーチャンバ較正済ノズル(67)の両方によって、前記低圧アキュムレータ(4)、前記作動油タンク(46)または加圧作動油供給源(147)に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の回生バルブ油圧アクチュエータ。
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