JPH10503256A - オイル圧切替弁および同弁を備える自由ピストンエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 油圧切替弁(35)は特に第１の連結部(33、36)および第２の連結部(34、67)を有する弁ハウジング(45、62)と弁ハウジング(45)内を移動可能な弁胴部(37、63)とを備える。油圧切替弁(35)は弁胴部(37)の移動により生じる圧力差のため、流体が弁胴部(37)を流れる結果、第１の接続部(33)における圧力が第２の接続部(34)における圧力より高くなるとき、開放動作する。切替弁は圧力差により弁胴部(37)が移動され、弁着座部(40)が閉鎖されて流れを阻止するので、第１の接続部(33)における圧力が第２の接続部(34)における圧力より低くなつたとき、閉鎖される。切替弁(35)は更に固定装置(39)を備え、固定装置(39)は閉鎖状態の維持、弁胴部(37)閉鎖の解放を実現するように弁着座部(40)を選択的に作動する切替手段(42)を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 オイル圧切替弁および同弁を備える 自由ピストンエンジン （技術分野） 本発明は請求項１の前文によるオイル圧切替弁に関する。この切替弁は逆止め 弁として知られ、その好適な動作を確保するためオイル圧システムに使用される 。 （背景技術） 弁を内蔵する導管内の流れにより弁胴部が移動され、この流れによりハウジン グに対し弁胴部が押し付け密封状態に押圧されると、この弁胴部により導管内の 流れが阻止され、これにより流れ方向が逆向きになつた後この弁は極めて迅速に 閉鎖しまた極めて迅速に開放する。 この従来の構成において、この逆止め弁は一方向に導管を流れる流体を阻止し 、導管の連結部の圧力が逆向きになるときには導管を極めて迅速に開放するため にのみ使用される。弁の開放は、弁胴部が導管の連結部の圧力を受けて一度に全 体の流れ開口部を開くするので、極めて短時間に得られる。 弁は、導管連結部の圧力が逆向きに働いた後所定の時間閉鎖状態にされ、導管 内の流れが制御システムにより開放された後開放状態になり従つて流体の流れを 開始させる必要があることが判明している。 （発明の開示） 本発明の目的は、信号を受信した後極めて迅速に開放し大量のオイル流の阻止 を解放する油圧弁を提供することにある 。 これを達成するため、弁は請求項１の特徴部に応じた構成が取られる。主とし て弁間の圧力差も弁胴部の移動に関係し、弁胴部は極めて迅速に移動でき、従つ て極めて短時間内に完全に導管を開放できるので、切替時間が短くなる。 特定の用途に用いる場合、油圧切替弁は、図１に沿つて以下に説明する自由ピ ストンエンジン油圧制御システムにおける開始弁として使用される。このエンジ ンでは、エンジンのパワーは特に行程周波数により決定され、この行程周波数は 、主に好ましくない流れ損失なしに開始弁を開放し、オイルを取り入れ蓄圧機か らチヤンバへ最大量供給する開始弁の流量に応じて決まることになる。この種の 開始弁の従来構成では、弁はオイル流の阻止を解放する電気作動弁からなる。こ こで阻止・解放するオイル流は大量であるから、電気部分もそれに応じて大に設 定する必要があり、この結果弁は緩徐に切り替わり、エンジンの得られる最大周 波数延いてはエンジンの発生可能な最大パワーが制限される。一方開始弁のサイ ズが小さく迅速に切り替わるとき、開始弁を流れる流れ損失のためオイル流によ る圧力降下が大になり過ぎ、この結果エンジンの油圧効率が悪くなる。この場合 オイルの流速も低くなり、これにより自由ピストンがより緩徐に開始され行程周 波数も制限される。 本発明の別の目的は極めて短時間内で大量のオイルの阻止状態を解放でき行程 周波数の高い自由ピストンエンジンを提供することにある。 このため、エンジンには請求項１−５による開始弁が設けられる。このとき蓄 圧機とチヤンバとの間の導管内に迅速に作動する切替弁を内蔵することにより、 ピストン装置が下死点上において停止した直後にエンジンに新しい行程を実行さ せることができる。従つて、エンジンの周波数は低い値と高い値との間において 制御可能である。 本発明は自由ピストンエンジンに油圧切替弁を採用しこの切替弁の各種実施例 を示す添付図面に沿つて以下に詳述する。 （図面の簡単な説明） 図１はオイル圧切替弁を備えた自由ピストンエンジンの簡略断面図、図２は本 発明によるオイル圧切替弁の動作説明図、図３は本発明による第１の実施例のオ イル圧切替弁の簡略断面図、図４は本発明による第２の実施例のオイル圧切替弁 の簡略断面図、図５は本発明による第３の実施例の切替弁およびその弁ハウジン グの簡略断面図、図６は本発明による第４の実施例の切替弁およびその弁ハウジ ングの簡略断面図、図７は本発明による第５の実施例の切替弁およびその弁ハウ ジングの簡略断面図、図８は本発明による第６の実施例のオイル圧切替弁の簡略 断面図、図９並びに図10は本発明による第７の実施例のオイル圧弁およびその弁 ハウジングの簡略断面図並びに回路図、図11は上記の第７の実施例による切替弁 を備え、迅速にオイル溝を開放・閉鎖する回路図である。 切替弁の各種の実施例およびその応用を示す図において、出来る限り同一の部 材には同一の番号を付して示してある。 （発明を実施するための最良の形態） 図１は燃焼部１、オイル圧制御システム２およびポンプ３を備える自由ピスト ンエンジンを示している。燃焼部１において、燃焼ピストン４は燃焼シリンダ５ 内で往復動作可能である。燃焼シリンダ５、燃焼ピストン４およびシリンダヘツ ド７により燃焼空間６が区画される。燃焼空間６内では空気と混合された燃料が 点火され、これにより燃料の化学的エネルギがガス圧の形態で放出される。 図示の自由ピストンエンジンは、エンジンが一の燃焼ピストンにより区画され る燃焼空間を有するものとなつているが、一の燃焼ピストン内において２個の燃 焼ピストンが互いに対向して配置される構成の他のエンジンにも適用可能である 。 燃焼はクランク連結するロツドエンジンに使用されるような各種の周知な方法 で開始可能である。この態様は２行程デイーゼルエンジン構成になつているが、 この場合燃料は詳述しないが、好適な方法で燃焼空間６内に噴出され、この後燃 焼ピストン４により点火に必要な圧力及び温度まで圧縮空気が圧縮される。 各内燃エンジンに必要な燃焼ピストン４上の空気の圧縮は圧縮行程中になされ る。この行程中燃焼ピストン４は下死点Ａ、即ち燃焼空間６の容積が最大となる 位置から、上死点へ、換言すれば燃焼空間６の容積が最小となる位置へ移動する 。この動作中エネルギがオイル圧により燃焼ピストン４に供給され、オイル圧自 体はこのエネルギを燃焼空間６内の空気 に供給する。 燃焼ピストン４へのエネルギ供給、および下死点Ａにおけるピストンの停止は オイル圧制御システム２により行われ、オイル圧制御システム２自体はピストン ロツド８を介し燃焼ピストン４に連結されている。オイル圧ピストン９およびピ ストンロツド21はピストンロツド８に付設される。燃焼ピストン４、ピストンロ ツド８、オイル圧ピストン９およびピストンロツド21によりピストン装置24が構 成される。オイル圧ピストン９はオイル圧シリンダ23内において往復動作可能で ある。 オイル圧シリンダ23およびオイル圧ピストン９の第１の面10により第１のチヤ ンバ12が区画され、第１のチヤンバ12は溝15、16を介し蓄圧機14に連通されてい る。オイル圧シリンダ23およびオイル圧ピストン９の第２の面11により第２のチ ヤンバ13が区画され、第２のチヤンバ13は溝17を介し蓄圧機14に連結される。第 １の面10は第２の面11より大にされる。 溝16は燃焼空間６の容積がほぼ最大となり、オイル圧ピストン９が下死点Ａの 近傍にあるとき、オイル圧ピストン９により閉鎖される。この位置では第１のチ ヤンバ12および蓄圧機14が導管により溝15を介してのみ連通され、逆止め弁19お よび開始弁20が導管内に互いに平行に配置される。逆止め弁19はオイルが第１の チヤンバ12から蓄圧機14へ殆ど抵抗なく流動可能になるように配置されている。 開始弁20はエンジン制御システム（図示せず）により作動され、このエンジン制 御システムによつてエンジンが所定のエネルギを発生する。 オイル圧制御システム２の動作は以下の通りである。即ちピストン装置24が下 死点上に停止している限り、溝16はオイル圧ピストン９により閉鎖される。第２ の面11は蓄圧機14内の圧力を受ける。開始弁20は閉鎖され、第２の面11が第１の 面10より小にされていて、第１のチヤンバ12内の圧力が第２のチヤンバ13内の圧 力より低く、逆止め弁19が閉鎖される。開始弁20が開放し圧縮行程を開始した直 後、自由ピストンエンジンは別の行程を開始する。オイル圧ピストン９が溝16を 通過した後、第１のチヤンバ12はこの溝を経て充填される。 圧縮行程中ピストン装置24の動作と同時に、オイルが溝17を介し蓄圧機14ある いは第１のチヤンバ12へ押進される。大きな直径を有する溝16はオイル圧ピスト ン９が開始後出来る限りは早期に開口部を離れるように配置される。 圧縮行程中エネルギは、ピストン装置24へ供給され、ピストン装置24自体はこ のエネルギを燃焼空間６内の空気へ付与する。この燃焼空気は周知の空気供給シ ステム（これ以上詳述しないが）により燃焼空間６内に導入される。圧縮された 燃焼空気により、燃焼空間方向へのピストン装置24の移動が制動され、ピストン 装置24は上死点上で停止する。 開始弁20はオイル圧ピストン９が溝16の開口部を離れる瞬間から閉鎖され、膨 張行程中オイル圧ピストン９がこの開口部を再び閉鎖する、即ち上死点から下死 点までピストン装置24が移動するまで、閉鎖する必要がある。 上死点上では燃焼は詳述しないが、周知のエンジン制御システムに相当するエ ンジン制御システムにより開始され、こ のシステムは特に開始弁20、燃料システムおよびユーザのエネルギ要求を測定す る一以上のセンサと連結されている。燃焼は、例えば燃料噴射、あるいはスパー クによる燃料・空気の混合気の点火により開始される。混合気を点火すると、ピ ストン装置24が下死点へ押進され、燃焼工程で放出されたエネルギは、一部蓄圧 機14に蓄積され、また残部はポンプ３を介し消費される。ピストン装置24は下死 点上で停止し、エンジン制御システムにより開始弁20が再び開放されるかあるい は新しい工程が開始されるまで、この位置に溜まる。 ポンプ３は、吸入導管26および放出導管27の両方の内部にある逆止め弁25と空 間22を区画するピストンロツド21とで構成される。吸入導管26および放出導管27 は、例えば水圧エンジン（図示せず）と連結される。ポンプ３により、高圧蓄圧 機29と低圧蓄圧機28との圧力差が維持される。 この水圧エンジンが回転し、エネルギを消費すると、高圧蓄圧機29内の圧力が 減少する。これはエンジン制御システムと接続されたセンサにより検出され、こ のシステムはエンジンを作動し、開始弁20を開放することにより新しい工程に移 項される。更にこの制御システムにより、特にあるエネルギ消費に必要な燃料を 燃焼空間へ供給し、好適な時刻に点火させる機能が保証される。 高圧蓄圧機29内の圧力は消費により決定され、この圧力は極めて低く、あるい は逆に長期間に亘り極めて高くできる。蓄圧機14内の圧力は出来る限り所定レベ ルに維持され、これによりエンジン制御システムは最適動作できる。 以上述べた制御手段の外に、他の周知な補助システムが与えられる。例えば圧 縮工程の終期に点火が生じなければピストン装置は下死点へ移動させるようなシ ステム、あるいは蓄圧機14内の圧力を所望のレベルに維持するオイル補充システ ムが与えられる。 図２には本発明によるオイル圧切替弁35の動作が簡略に示されている。大量の オイルの流れを迅速に且つ流れ抵抗が殆どなく開始できるこのオイル圧切替弁35 は、例えば図１に示すようなエンジンに開始弁20として使用できる。この場合、 第１の接続部33は図１の蓄圧機14に接続され、第２の接続部34は溝15に接続され る。 オイル圧切替弁35は、第１の接続部33での圧力が第２の接続部34における圧力 より高いとき開放されている。第２の接続部34の圧力が第１の接続部33の圧力よ り高いとき、弁胴部37により弁着座部40におけるオイルの流れが阻止される。こ の阻止力はバネ38の弾性力により、圧力が等しいときでも常に生じることになる 。 オイル圧切替弁35は圧力チヤンバ39に対し与えられるオイル圧により、オイル の流れを阻止する位置でオイル圧切替弁35が固定される点で、周知の逆止め弁と 異なる。電気作動弁42を介し圧力チヤンバ39に対し最も高いシステム圧を与える ことにより、弁胴部37が閉鎖位置に固定される。例えば図１の構成の場合、これ は逆止め弁44により電気作動弁42を蓄圧機14、溝15を介し第１のチヤンバ12、あ るいは溝17を介し第２のチヤンバ13と連通することにより達成され得る。逆止め 弁を用いることにより、圧力の変動中も圧力チヤンバ39内の圧力がシステムの最 大圧力に維持される。 この固定的な状態になると、電気作動弁43が閉鎖される。この電気作動弁43を 介し、圧力チヤンバ39は低い圧力点に接続される。図１の構成では、これは第１ のチヤンバ12内の圧力となる。 またこの固定的な状態は、電気作動弁42の閉鎖と同時、あるいはこの閉鎖直後 に電気作動弁43を開放することにより、解放される。次に図１において開始弁20 として使用されるオイル圧切替弁35は、弁胴部37が弁着座部40から離間され、ピ ストン装置24の圧縮工程が開始されて、開放動作する。 電気作動弁42、43は、第１の接続部33から第２の接続部34へ流れる主流部分は 弁着座部40と弁胴部37との間の開口部を経て弁胴部37を通過する分だけであるか ら、極めて小さい。電気作動弁42、43での流量が極めて小さいので、これらの切 替時間はミリ秒以下にでき、オイル圧切替弁35はほぼミリ秒内で完全に開放でき る。 図３には図２に示す本発明によるオイル圧切替弁35の第１の実施例の断面図が 示されており、この場合弁胴部37と弁ハウジング45との間に２個の摺動密封部が 配置される。弁胴部37は往復摺作可能である。隔離可能な圧力チヤンバ39は、第 １の接続部33と第２の接続部34との間の流れを阻止する位置で、弁胴部37を維持 する。圧力差による力に比べバネ38の力は小さいが、オイル圧が存在しないとき はバネ38により弁胴部が右方の開始位置へ戻される。 例えば切替弁43の開放により弁が固定されるときの圧力チヤンバ39の圧力を減 少することにより、第１の接続部33の圧力で弁胴部37が圧力チヤンバ39の方向へ 移動可能になり、この際オイルは、開放状態の密封部46を経て圧力チヤンバ39か ら第２の接続部34へ移動可能である。弁胴部37が更に移動すると、弁着座部40も 完全に開放され、極めて短時間内に、第１の接続部33と第２の接続部34との間が 溝を介し極めて小さな抵抗で連通される。 図４には図２によるオイル圧切替弁35の第２の実施例の断面図が示されており 、この実施例の場合２部分からなる弁ハウジング45上において第１の接続部33は 圧力源、例えば蓄圧機14に連通される。第２の接続部34は例えば溝15を介し低圧 点に接続される。２部分からなる弁ハウジング45内では、弁胴部37がオイル圧に より摺動可能にされる。図４に示される位置では、オイル圧切替弁35が閉鎖され 、弁胴部37により第１の接続部33から密封部46における第２の接続部34への流れ が阻止される。弁胴部37に付設されたデイスク47は密封部46に対し密封状態にし て当接される。この密封部46により圧力チヤンバ39が溝49を介し第２の接続部34 に連通する空間48から遮断される。 圧力チヤンバ39は電動の切替弁43を介し第１の接続部33と、また切替弁42を介 し第１の接続部33と連通される。弁胴部37はバネ38により弁着座部46上に緊密に 当接される。 電気作動弁42、43が右方位置にあるから、圧力チヤンバ39の圧力が少なくとも 第１の接続部33における圧力に等しいと き、密封部46でのデイスク47の直径は密封部40での弁胴部37の直径より大である から、弁胴部37上での力の加わる方向は常に弁を閉鎖しておく方向になる。 図５には弁の第３の実施例および切替弁の弁ハウジングが示されており、この 実施例は図４による実施例に対応しており、この場合圧力チヤンバ39の密封部50 は弁胴部37と弁ハウジング45との間に設けられる。第１の接続部33と第２の接続 部34との間の密封部51は弁胴部と連係動作するように設けられる。密封部51の面 は遮断可能な圧力チヤンバ39の密封部50の面より小さくされている。 図６には弁の第４の実施例および図４による切替弁に対応する弁ハウジングが 示されており、この実施例では両方の密封部、即ち第１の接続部33と第２の接続 部34との間の密封部と、圧力チヤンバ39と第２の接続部34との間の密封部が共に 弁着座部と連係動作するように設けられている。両方の密封部が好適に動作し、 また好適に製造可能にするため、これらの密封部の一方、図示の構成では第１の 接続部33と第２の接続部34との間の密封部が弾性密封部にされている。この密封 部では弁胴部37は弾性に伴つて移動可能な着座部52と密封状態で当接し、バネリ ング53により着座部52が弁胴部37に対し押圧される。密封リンク54によりオイル は弾性着座部52を経て漏出することが防止される。 図７には第５の実施例の弁および弁ハウジングが示されており、この場合密封 面55により、遮断された圧力チヤンバ39の密封部および第１の接続部33と第２の 接続部34との間の密 封部が与えられる。この実施例では弁胴部37は密封リング56上で密封状態で当接 し、密封リング56自体はＰＯＭ（ポリオキシメチレン）のような幾分弾性のプラ スチツクで作られる。密封面55の中間に位置するように、密封リング56には丸い 穴57が具備され、これらの穴は第２の接続部34と連通される。穴57の全面積は第 ２の接続部34の面積に相当する。密封リング56は平坦なリング59により支承され 、リング59には密封リング56の穴57に相当する多数の穴60が具備され、リング59 はブシユ61によりその内側に支承される。従つて密封リング56を構成するプラス チツク材料はすべての側部が外囲され、使用時に際密封面の永久変形が防止され る。 図８にはオイル圧切替弁35の第６の実施例が示されており、オイル圧切替弁35 の動作は図２に示すものと僅かに異なつている。切替弁35は摺動可能な弁胴部63 を含むハウジング62を有し、弁胴部63は開口部64を有している。流動負荷が加わ つていない場合、弁胴部63はバネ65により弁ハウジング62の開始位置へ押圧され る。図示の切替弁35が図１の開始弁20と同機能で使用される場合、第１の連結部 66は例えば蓄圧機14に連通され、第２の連結部67は溝15に連通される。第１の連 結部66および第２の連結部67は大であるから、オイル圧切替弁35を殆ど抵抗なく 流れる。 弁胴部の移動はハウジング62内の溝の影響を受け、第１の連結部66は制御溝68 および電気作動弁73を介し制御溝69に連通され、一方第２の連結部67は制御溝71 および電気作動弁72を介し制御溝70に連通される。 第２の連結部67の圧力が第１の連結部66における圧力より高いとき、オイル圧 切替弁35は閉鎖する。閉鎖中電気作動弁72および電気作動弁73は共に開放されて おり、弁胴部63は一部バネ65のバネ力により移動し、第２の連結部67が閉鎖され る。この閉鎖は電気作動弁72、74を閉鎖することにより固定されるから、第１の 連結部66における圧力が第２の連結部67における圧力より高いとき、オイル圧切 替弁35は閉鎖状態を維持する。 電気作動弁72、73の両方を開放後、第１の連結部66における圧力が第２の連結 部67における圧力より高いとき、オイル圧切替弁35が開放する。次に弁胴部63は 左方へ移動を開始し、弁胴部が開口部68、71を離間された後、弁の移動は電気作 動弁72、73の小さな開口部を介し非阻止状態になり、従つて弁胴部63は第１の連 結部66から第２の連結部67への流動の阻止を迅速且つ完全に解放する。第１の連 結部66における圧力が第２の連結部67における圧力より低くなる場合弁は再び閉 鎖する。 図９には切替弁の第７の実施例が示されており、図10は弁の制御を示している が、これらの図において同一の部材を同一の番号で示してある。図10に示す連結 部101は図２に示す蓄圧機14に、また図10に示す連結部102は図２に示す連結部15 に夫々相当する。 複数の部材からなる弁ハウジング103内においては、第１の弁胴部104はバネ10 5により直径Ｄ₁の弁着座部上に装着され保持される。更に弁ハウジング103内で 、第２の弁胴部105 はバネ107により直径Ｄ₃の弁着座部上に保持される。第２の弁胴部105は直径Ｄ₄ の円筒状溝内でピストンとして移動可能である。第２の弁胴部105は片側が外径 Ｄ₂で開口される管として構成されており、一方第１の弁胴部104はこの開口管を 閉鎖可能に設けられ、チヤンバ116が形成される。弁胴部104、105は共にそれら の弁着座部に着座したとき、弁胴部間に間隙Ｓが形成され、これにより第１の弁 胴部は間隙Ｓの幅方向に弁着座部から取外可能になる。 弁着座部において２個の分離した弁胴部104、105により密封することにより、 密封状態が確実に維持される。間隙Ｓは極めて小さく、好ましくは約0.1mmに維 持され、これにより弁を迅速に開放できる。間隙Ｓの幅は特に弁の各種部材の製 造公差により決定する。 第１の連結部108から第２の連結部109への流れは弁着座部上に第１の弁胴部10 4を配置することにより阻止され得る。連結部111および直径Ｄ₄の円筒状溝を介 し第２の弁胴部105を加圧状態にすることにより、更に弁113が閉鎖された状態で 弁112を介し固定的な空間115を加圧状態にして、この閉鎖位置が固定され、チヤ ンバ116も開口部114を介し加圧状態に置かれる。 固定的な空間115内の圧力が高く維持されているとき、弁は閉鎖状態を維持す る。固定的な空間115が溝110および弁113を介し低圧点、例えば第２の連結部109 に接続されると、弁は開放する。先ず第１の弁胴部104は移動を開始し、間隙Ｓ に亘つて移動した後、第１の弁胴部により第２の弁胴部が 押圧されて開放され、この結果容積Ｓ☆（面Ｄ₂）が弁113を流れる。次に固定的 な空間115からの流体は弁113を介して流動する必要はなく、従つて弁113のサイ ズは最小限まで低減でき、弁の動作速度を低減できる。 弁の寸法は弁112、113の切替時間および流れ開口部、更に所定の流れ開口部お よび所定の切替時間を考慮して設定される。各種の寸法設定をして計算により最 適結果が得られる多様の値が得られた。従つて迅速な切替える動作を実現し得る から、圧力変動が生じる場合でも弁を安定閉鎖位置に保持するため、外径Ｄ₂が 直径Ｄ₁より、例えば１−10％より大にする必要があることが判明した。弁を開 放する際加速されるオイル量が小さいため、外径Ｄ₂および直径Ｄ₃がほぼ等しく なり、直径Ｄ₄直径Ｄ₃例えば0.7☆Ｄ₃より大幅に小になる。 図11にはオイル圧回路119の一態様が示されており、この場合図10による２個 の迅速動作する弁が圧力制御弁120に組み合わせられる。この回路によりＡおよ びＢ間のいずれかの一方向に流れる大量のオイル流を高周波数をもつて切替可能 になる。 且つこの回路は例えばパルス間隔変調によりオイル圧シリンダを制御する構成 は図１による自由ピストンエンジンを始動するために採用できる。図11によるオ イル圧回路119は次にＡで図１の構成における溝15およびＢで蓄圧機14と接続さ れる。製造が困難な場合溝16を省略することもできる。且つまたオイル圧回路11 9は逆止め弁19、20に代えることもでき る。 Ａ、Ｂ間を流れる大量のオイルは圧力制御弁120により切り替えられ、この際 圧力制御弁120の弁胴部123はハウジング124内において移動可能にされ、連結部1 25と連結部126との間の流れを阻止する。弁胴部123は、連結部125における圧力 Ｐ_A、連結部126における圧力Ｐ_B、連結部127における圧力Ｐ_c間の圧力差に応じ て移動する。ハウジングにはまたバネ128が内蔵されている。 弁120は図９および図10に示す弁100に相当する弁121、122により作動される。 弁121、122は迅速に作動可能な弁129、130によつて切り替えられる。 少量のオイル流を切り替える弁121、122を迅速に作動する動作弁129の切替時 間が短くなり、Ａ、Ｂ間のオイルの流れは極めて短い（ほぼミリ秒台）切替時間 内で流動・阻止できる。このとき切替動作は短い時間で行われ得、この間各種部 材における圧力を回復でき、また各種弁胴部を次の所定の切替動作位置に位置さ せ得る。 図に示される実施例は油圧により固定的にする弁に関する。しかしながら弁胴 部を単に機械的構成により固定することも無論可能である。これらの固定構成は 当業者に周知の方法であるからここでは詳述しない。 更に実施例では作動可能な弁が制御システムに連結される電気作動弁として具 現化されているが、作動可能な弁を各種の構成、例えば油圧作動弁あるいは連係 する装置の移動に伴い直接制御される弁として具現化することも可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エンゲル，マリア パウリン オランダ国 3315 アーテー ドルトレヒ ト エス．ラゲルロフ エルフ 181

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の接続部(33、66、108)および第２の接続部(34、67、109)を有した弁ハ ウジング(45、62、103)と、弁ハウジング内の開放位置と閉鎖位置との間を移動 可能な弁胴部(37、63、104、105)と、弁ハウジング(45、62、103)と弁胴部(37、 63、104、105)と弁ハウジングおよび弁胴部間に配置され力を弁胴部に付与する 弁胴部の閉鎖位置へ向けるバネ(38、65、106、107)とを備え、弁胴部(37、63、1 04、105)は対抗側に第１および第２の面を有し、閉鎖位置においては第１の接続 部(33、66、108)における圧力が弁胴部(37、63、104、105)の第１の面上に作用 するように設けられ、圧力チヤンバ(39、107、115)における圧力は弁胴部の第２ の面上に作用するように設けられ、移動方向での第２の面の突出面積が第１の面 の突出面積と少なくとも等しくされ、閉鎖位置から弁胴部(37、63、104、105)の 小さな変位により圧力チヤンバ(39、107、115)と第１の接続部(33、66、108)と の間の溝(36)が開放されることを特徴とする油圧切替弁(35)。 ２．弁胴部(37、63)と弁ハウジング(45、62)との間において第１の面を形成する 第１の密封部(40)、および弁胴部の少なくともいずれか一とハウジング(45、62) との間で第２の面を形成する第２の密封部(46)が弁ハウジング(45、63)に対し弾 性的に移動可能に設けられてなる請求項１の油圧切替弁(35)。 ３．弁胴部が第１の弁胴部(104)と第２の弁胴部(105)とを有し、第１の密封部(4 0)が第１の弁胴部(104)と弁ハウジング (103)との間で第１の面を形成し、第２の密封部(46)が第２の弁胴部(105)と弁ハ ウジング(103)との間で第２の面を形成し、第１および第２の弁胴部(104、105) が互いに対し摺動可能に設けられてなる請求項１の油圧切替弁(35)。 ４．各弁胴部(104、105)上に配置され、第１および第２の密封部の閉鎖位置方向 に力を付与するバネ(106、107)を備えてなる請求項３の油圧切替弁(35)。 ５．第１の密封部(40)と第２の密封部(46)との間に第２の圧力チヤンバ(115、11 6)を備えてなる請求項３または４の油圧切替弁(35)。 ６．第１の連結部(125)および第２の連結部(126)を有する弁ハウジング(124)お よび弁ハウジング(124)内を移動可能な弁胴部(123)を備え、弁胴部は第１の連結 部(125)における油圧(Ｐ_A)、第２の連結部(126)における油圧(Ｐ_B)並びに第３の 連結部(127)における油圧(Ｐ_c)の影響を受けて弁ハウジング(124)内を移動可能 に設けられ、第３の連結部(127)が請求項１−７(121)の一による第１の迅速切替 弁を介し第１の連結部(125)と連通され、請求項１−５(122)の一による第２の迅 速切替弁を介し第２の連結部(126)と連通されるように設けることを特徴とする 油圧切替弁(128)。 ７．燃焼部(１)と油圧制御システム(２)と消費システム(３)とを備え、燃焼部( １)は少なくとも一の燃焼ピストン(４)を有した燃焼シリンダ(５)を包有し、燃 焼ピストン(４)により燃焼空間(６)の片側が区画され、燃焼ピストン(４)は燃焼 シリンダ(５)内で燃焼空間(６)の容積が最大となる第１の位置 (Ａ)と容積が最小となる第２の位置(Ｂ)との間を往復動作可能に設けられ、エン ジン制御システムの油圧制御システム(２)が圧縮行程中燃焼ピストン(４)へ燃焼 空気の圧縮に必要なエネルギを供給し、第１の位置(Ａ)から第２の位置への運動 を付与し、次に膨張行程中燃焼から放出されるエネルギの一部を使用して第２の 位置から第１の位置(Ａ)への運動を付与し、このエネルギを蓄圧機(14)に蓄積し 、第１の位置(Ａ)において燃焼ピストン(４)を停止し、油圧制御システム(２)は 油圧ピストン(９)を包有し、油圧ピストン(９)および燃焼ピストン(４)はピスト ン装置(24)を構成し、油圧ピストン(９)は油圧ピストン面(10)を有し、油圧ピス トン面(10)が油圧を受けたときピストン装置(24)上に力を付与して燃焼空間(６) へ向け、油圧シリンダ(23)内に油圧ピストン(９)が密封状態で挿入され、少なく とも第１の位置(Ａ)において開始弁(20)が蓄圧機(14)とチヤンバ(12)との間の連 結溝内に配置され、チヤンバ(12)は油圧ピストン面(10)と油圧シリンダ(23)の一 部とにより区画され、油圧シリンダ(23)は油圧ピストン面(10)をピストン装置(2 4)の少なくとも第１の位置(Ａ)近傍において外囲し、開始弁(20)が請求項１−６ の一による油圧切替弁(35)であることを特徴とする自由ピストンエンジン。