SE522163C2 - Metod och anordning för tryckpulsgenerering - Google Patents

Description

»auva 10 15 20 25 30 522 163 2 Sedan många år tillbaka har konstruktörer av kolvförbränningsmoto- rer sett ett behov av att kunna variera ventiltiderna under motordrift, då detta skulle medföra stora fördelar avseende bland annat bränsle- ekonomi och emissioner.

Därför har långtgående försök gjorts för att ersätta konventionella kamaxelsystem för öppning och stängning av motorventiler med sy- stem som bygger på användande av elektromagnetism för styrning och drivning av motorns ventiler. Problemet med sådana lösningar är att de stora krav som ställs på den snabbhet med vilken ventilerna kan drivas i sin tur ställer stora krav på de elektromagneter som an- vänds. Den massa som varje elektromagnet måste bringa i rörelse motsvarar ventilens massa. Ventilen måste innefatta ett lämpligt magnetiskt material för att låta sig förskjutas under inverkan av en eller flera elektromagneter, och sådana material bidrar till en ökning av konventionella ventilers massa. Detta leder lätt till en ond cirkel där en förbättring av ventilen ur magnetisk synpunkt leder till en viktökning som i sin tur leder till att större och kraftfullare elektro- magneter erfordras. Det är således svårt att på denna väg komma till en ekonomiskt och praktiskt god lösning på problemet med att uppnå tillräckligt snabb styrning och drivning av motorns ventiler. Det är dessutom känt att elektromagneterna fordrar en given tid för magne- tisering och avmagnetisering.

Det förekommer även försök att med hjälp av hydraulik åstadkomma de rörelser hos motorns ventiler som önskas. Sådana system testas idag av bland annat fordonstillverkare. Tryckiluíden, här hydraul- vätskan, utnyttjas i detta fall för att påverka motorventilrörelsen. Det fordras därvid att den tryckpulsgenerator som används har förmåga att snabbt och med stor precision leverera de tryckpulser som föran- leder ventilernas rörelser. Sökanden känner för närvarande inte till -uzuu n:»va 10 15 20 25 30 522 163 3 några tryckpulsgeneratorer enligt tidigare teknik med den presta- tionsförmåga som fordras för att på ett tillfredsställande sätt klara av ventilstyrningen vid de motorvarvtal som i dag förekommer hos två- takts och i synnerhet fyrtakts förbränningsmotorer. Ett hinder för åstadkommandet av sådana tryckpulsgeneratorer kan vara svårighe- ten att åstadkomma en tillräckligt snabb öppnings- / stängningsrörelse hos den eller de ventiler som erfordras i en sådan tryckpulsgenerator. Det ska här nämnas att ventiler visserligen ofta är ersatta av portar i moderna tvåtaktsmotorkonstruktioner, men att föreliggande uppfinning ger möjlighet att utnyttja ventilteknik hos tvåtaktsmotorer på ett sätt motsvarande det för fyrtaktsmotorer.

Det bör i sammanhanget även nämnas att de tryckpulsgeneratorer som kan komma i fråga bör vara kompakta och ta litet utrymme i an- språk i förbränningsmotorapplikationer SYFTET MED UPPFINNINGEN Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod och en anordning som möjliggör generering av tryckfluidpulser med mycket hög frekvens och precision.

Ett ytterligare syfte är att tillhandahålla en metod och en anordning som gör det möjligt att leverera tryckpulser med hög frekvens och precision med ett maximalt utnyttjande av tryckiluiden, det vill säga utan tryckfluidförluster i förekommande tryckfluidkrets eller - kretsar.

Ett ytterligare syfte är att tillhandahålla en metod och en anordning som gör det möjligt att med så få och okomplicerade ingående kom- ponenter som möjligt, i synnerhet med så få elektromagneter som möjligt, generera tryckpulser med hög frekvens och precision. -1|;: :iriz lO 15 20 25 30 522 163 4 Ett ytterligare syfte med uppfinningen år att tillhandahålla en metod och en anordning för tryckpulsgenerering som år applicerbar på för- brånningsmotorer för styrning och drivning av enskilda insläpps-, utslåpps- och insprutningsventiler (för bränsle eller vatten). Den ska även kunna fungera som drivanordning för en kolv för åstadkom- mande av variabel kompression hos en förbrånníngsmotor.

Ett ytterligare syfte år att tillhandahålla en metod och en anordning för tryckpulsgenerering som skapar förutsättningar för eller i prakti- ken möjliggör övergång från tvåtaktsdrift till fyrtaktsdrift och vice versa hos en förbrånningsmotor vars ventiler styrs med en anordning av det uppfinningsenliga slaget som arbetar enligt metoden enligt uppfinningen.

REDoGÖRELsE FÖR UPPFINNINGEN Huvudsyftet med uppfinningen uppnås med en metod av det inled- ningsvis definierade slaget, vilken har de kännetecken som definie- rade i den kånnetecknande delen av patentkravet l, samt med en an- ordning av det inledningsvis definierade slaget, vilken har de särdrag som är definierade i den kånnetecknande delen av patentkravet 12.

Föredragna utföringsformer på metoden, som bidrar till att syftena med uppfinningen uppnås, framgår av de osjålvständiga kraven 2-11.

Föredragna utföringsformer på anordningen, som bidrar till att syfte- na med uppfinningen uppnås, framgår av de osjålvständiga kraven 13-25 ;>:»p mm: 10 15 20 25 30 522 165 5 Ytterligare särdrag hos och fördelar med metoden och anordningen enligt uppfinningen framgår av den följande, detaljerade beskrivning- en.

KORT F IGURBESKRIVNING Uppfinning ska härefter beskrivas i exemplifierande syfte med hän- visning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1 är ett diagram som visar ett första utföringsexernpel på en an- ordning enligt uppfinningen, schematiskt och i tvärsnitt, i ett ut- gångsläge, Fig. 2 år ett diagram motsvarande det i fig. 1, men med anordningen visad under ett första steg, Fig. 3 visar anordningen enligt fig. 1 och 2 under avslutning av det första steget Fig. 4 visar anordningen enligt fig. 1-3 i fortsatt rörelse, Fig. 5 visar anordningen enligt fig. 1-4 under ett andra steg, Fig. 6 visar ett alternativt utförande av en del av en krets i den upp- finningsenliga anordningen, Fig. 7 visar ett andra utföringsexernpel på anordningen enligt uppfin- ningen i ett första läge, med den i fig. 6 visade kretsen inkluderad, Fig. 8 visar anordningen enligt fig. 7 i ett andra läge, z|i»o »p-:u l0 15 20 25 30 522 163 6 Fig. 9 visar ett tredje utföringsexempel på anordningen enligt uppfin- ningen, i ett första läge, och Fig. 10 visar anordningen enligt fig. 9 i ett andra läge.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN 1 fig. l visas ett första utföringsexempel pä en anordning enligt upp- finningen, varvid anordningen är allmänt betecknad med 1 och i öv- rigt innefattar en tryckfluidkrets 2, en första ventilkropp 3 som är positionerad i ett första rum 4, en andra ventilkropp 5 som är posi- tionerad i ett andra rum 6, en tryckfluidkälla 7, en tryckfluidsänka 8, en första ventil som innefattar en elektromagnet 9 och en av denna driven tredje ventilkropp 10, en andra ventil som innefattar en andra elektromagnet ll och en av denna driven fjärde ventilkropp 12.

Vidare innefattar anordningen en cylinder 13 och en i denna för- skjutbart anordnad aktuatorkolv 14. Tryckfluidkretsen 2 kommuni- cerar med och är anordnad att leverera tryckfluidpulser till cylin- derns 13 kammare 15 på en sida om kolven 14, för förskjutning av den senare. Kolven 14 är i detta fall via ett ventilskaft 16 förbunden med en ventil 17 till en förbränningskammare hos en förbrännings- motor. Ventilen 17 skulle emellertid likaväl kunna vara en bränsle- insprutníngsventil till förbränningsrummet hos en förbränningsmo- tor, eller kunna vara förbunden med eller bilda en kolv i en till för- bränningsrummet ansluten cylinder för åstadkommande av variabel kompression, varvid ventilens respektive den variabla kompressions- kolvens position i förhållande till en cylinder hos förbränningsmotorn styrs genom tryckfluidpulserna.

T ryckfluiden är företrädesvis gasformig och mest föredraget utgörs den av luft eller koldioxid. I de ovan angivna applikationerna utgörs -yrvn ~».;n 10 15 20 25 30 522 165 7 tryckfluidkällan 7 företrädesvis av en till förbränningsmotorn höran- de kompressor med tillhörande tank eller enbart en trycktank, och tryckfluidsänkan är någon punkt, vilken som helst med lägre tryck än det lufttryck som genereras av kompressorn eller råder i trycktan- ken.

Tryckfluidkretsen 2 innefattar en första förgrening 18 och en andra förgrening19, vilka förgrenar sig från tryckfluidkällan 7 och sträcker sig till motsatta sidor om den första ventilkroppen 3 i det första rummet 4. Från den ena sidan om den första ventilkroppen 3 i det första rummet 4 leder en ledning 20 till tryckfluidsänkan och på den andra sidan om den första ventilkroppen 3 finns en öppning 21, vars periferi bildar ett säte för ventilkroppen 3, varvid det första rummet, eller tryckfluidkretsens 2 högtryckssida, via öppningen 21 kan kom- municera med cylinderkammaren 15. Den första förgreningen kom- municerar med det första rummet 4 på den sida om den första ven- tilkroppen 3 där öppningen 21 är belägen.

I det visade utföringsexemplet är det första rummet 4 i konstant kommunikation med tryckfluidkällan 7 via den första förgreningen 18.

Anordningen l innefattar också en tredje förgrening 22 och en fjärde förgrening 23, vilka förgrenar sig från tryckfluidsänkan 8 respektive tryckfluidkällan 7 och sträcker sig till motsatta sidor om den andra ventilkroppen 5 i det andra rummet 6. En femte förgrening 24 sträcker sig från tryckfluidsänkan 8 till den ena sidan om den andra ventilkroppen 5 i det andra rummet 6 och på den andra sidan om den andra ventilkroppen 5 finns en öppning 25, vars periferi bildar ett säte för ventilkroppen 5, varvid det andra rummet, eller tryckflu- idkretsens 2 lågtryckssida, via öppningen 25 kan kommunicera med cylinderkammaren 15. Den tredje förgreningen kommunicerar med :>:xn lO 15 .20 25 30 522 163 8 det andra rummet 6 på den sida om den andra ventilkroppen 5 där öppningen 25 är belägen. Den av ventilkropparnas 3 och 5 areor på vilken tryckfluiden i tryckfluidkretsen verkar i den ena riktningen, här stängningsríktningen, är större än den motsatta arean i rummen 4 och 6, på vilken tryckfluiden verkar i den motsatta riktningen, när Ventilkropparna 3 och 5 vilar mot öppningarnas periferi, det vill säga ett område eller en kant runt öppningarna 21, 25, och stänger dessa.

Likaså är den öppningen 21, 25 täckande ytan mindre än den först- nämnda arean hos respektive ventílkropp. Ventilkropparna 3, 5 är utformade som tallriksventiler.

I det visade utföringsexemplet är det andra rummet 6 i konstant kommunikation med tryckfluidsänkan 8 via den tredje förgreningen 22.

Anordningen innefattar ett första elektriskt aktiverbart ventilorgan för öppning/ brytning av kommunikation mellan det första rummet 4 och tryckfluidkällan 7 och ett andra elektriskt aktiverbart ventilorgan för öppning/ brytning av kommunikationen mellan det första rummet 4 och tryckfluidsänkan via den nämnda ledningen 20. Det första och andra ventilorganet är bildade av den första elektromagneten 9 och den av denna drivna ventilkroppen 10, varvid den senare definierar en tryckavlastad slidventil. Det första ventilorganet är anordnat att öppna när det andra ventilorganet stänger och vice versa. Detta upp- nås här genom att ventilkroppen 10 är försedd med åtminstone en kanal eller en genomgående passage (icke visad) som vid aktivering av elektromagneten förskjuts till en position mitt för (någon exakt centrering fordras inte men föredras) den ena av ledningen 20 eller den andra förgreningen 19 och vid avaktivering av elektromagneten 9 förskjuts till en position mitt för den andra av ledningen 20 och för- greningen 19. f-w» 1.11: 10 15 20 25 30 522 163 9 Anordningen innefattar ett fjäderelement 26 för förskjutning av den första ventilkroppen 10 när elektromagneten 9 avaktiveras. Detta ska förklaras mer i detalj senare.

Enligt de alternativa utföringsexempel som visas i fig. 6-10 innefattar anordningen ett av den andra elektromagneten 11 och den till denna associerade ventilkroppen 12 bildat tredje ventilorgan för öpp- ning/ brytning av kommunikationen mellan det första rummet 4 och tryckfluidsänkan 8 via den nämnda ledningen 20. I detta fall är det tredje ventilorganet placerat uppströms det andra ventilorganet. Vid aktivering av den andra elektromagneten 1 1 öppnar det tredje ventil- organet för kommunikation i ledningen 20 och vid avaktivering av elektromagneten bryter det kommunikationen.

Anordningen, enligt samtliga visade utföringsformer, innefattar vidare ett av den andra elektromagneten 11 och den till denna associerade ventilkroppen 12 bildat fjärde ventilorgan för öppning/ brytning av kommunikationen mellan tryckfluidkällan 7 och det andra rummet 6 via den fjärde förgreningen 23. Dessutom innefattar anordningen ett av den andra elektromagneten 11 och den till denna associerade ven- tilkroppen 12 bildat femte ventilorgan för öppning / brytning av kom- munikationen mellan det andra rummet 6 och tryckfluidsänkan 8.

Det fjärde ventílorganet är anordnat att öppna när det femte ventilor- ganet bryter och vice versa. Detta uppnås genom att den aktuella ventilkroppen 12 innefattar åtminstone en kanal eller öppning som vid aktivering av den andra elektromagneten 11 förskjuts till ett läge där den ligger mitt för den ena av den fjärde förgreningen 23 och den femte förgreningen 24 och vid avaktivering av samma elektromagnet 11 förskjuts till ett läge där den ligger mitt för den andra av den fjär- de och femte förgreníngen 23, 24. riv-a mm: 10 15 20 25 30 522 163 10 I utföringsexemplen enligt fig. 7-10 är det tredje ventilorganet anord- nat att öppna i ledningen 20 när det fjärde ventílorganet öppnar för kommunikation mellan tryckfluidkällan 7 och det andra rummet 6 via den fjärde förgreningen 23, det vill säga när det fjärde ventilorga- net stänger för kommunikation mellan tryckfluídsänkan 8 och det andra rummet via den femte förgreningen 24.

Anordningen innefattar ett fjäderelement 27 för förskjutning av den andra ventilkroppen 12 när den andra elektromagneten 11 avaktive- ras. Detta ska förklaras mer i detalj senare.

I det tredje utföringsexempel som visas i fig. 9 och 10 innefattar an- ordningen dessutom sjätte förgrening 28, via vilken det första rum- met 4 kommunicerar med tryckfluidkällan 7, samt ett sjätte ventilor- gan, här bildat av den andra elektromagneten 1 loch den till denna associerade ventilkroppen 12, för att öppna för och bryta kommuni- kationen mellan det första rummet 4 och tryckfluidkällan 7 via den sjätte förgreningen 28. Det sjätte ventilorganet är anordnat att öppna när det femte ventilorganet öppnar, det vill säga när det fjärde ventil- organet stänger.

Vidare innefattar anordningen en sensor 29, till exempel optisk eller induktiv, som registrerar läget hos aktuatorkolven 16 eller någon med denna förbunden del. Sensorn 29 är operativt förbunden med en styrenhet (icke visad) som baserat på signalerna från sensorn aktive- rar och avaktiverar den första och andra elektromagneten 9,11.

Dessutom innefattar anordningen en sensor (icke visad) för avkän- ning av läget hos en kolv i den cylinder hos en förbränningsmotor till vilken ventilaktuatorn är associerad. Styrenheten, som är operativt förbunden även med denna sensor, kan då vara anordnad att styra elektromagneterna 9, 11 baserat på information från denna sensor. »iirr :linz 10 15 20 25 30 522 16311 Som tidigare nämnts innefattar anordningen íjäderelement 26, 27 som verkar för en àterförskjutning av de av de aktiverade elektro- magneterna 9, 11 förskjutna ventilkropparna 10, 12 då elektromag- neterna 9,11 avaktiveras, det vill säga släpper ventilkropparna 10,12.

I detta fall är fjäderelementen 26, 27 tryckfluidreglerade genom att en yta hos det till dessa associerade ventilkropparna 10, 12 via en för- grening eller ledning kan kommunicera, i detta fall konstant, med tryckfluidkällan 7 och en andra, motsatt yta via en ytterligare förgre- ning eller ledning kan kommunicera, i detta fall konstant, med tryck- fluidsänkan 8. Högtryckssidan är i detta fall anordnad att motverka elektromagneten och återförskjuta ventilkroppen 10, 12 vid nämnda avaktivering. Det är också möjligt att tänka sig att den ena ytan_ kommunicerar med atmosfären och den andra med tryckfluidsänkan, förutsatt att den senare har högre tryck än atmosfärstrycket (vi antar att ytorna är ungefär lika stora).

Utöver de komponenter som redan nämnts innefattar anordningen med fördel en hydraulisk broms- och läsningsinrättning, vilken inne- fattar en hydraulkrets bestående av en ledning 30 som gär från en tryckkälla (icke visad), som till exempel kan innefatta olj epumpen till en förbränningsmotor, till en kammare 31, ivilken ett med aktuator- kolven 16 förbundet kolvskaft 32 skjuter in åtminstone någon gång i samband med aktuatorkolvens förskjutning, företrädesvis i samband med att den till denna associerade insläppsventilen 17 när ett hem- maläge där den positioneras i sitt säte i cylindertoppen. Anordningen har en ventil, företrädesvis en backventil 41 som öppnar för kommu- nikation mellan vätskekällan och kammaren 31 via hydraulvätske- ledningen 30 och stänger i den motsatta riktningen. Vidare finns en nedströms ledning 33 via vilken kammaren 31 kan kommunicera med en lägtryckssida 34 i hydraulkretsen, till exempel oljeträget till en förbränningsmotor. mvs» mi.. 10 15 20 25 30 522 1es H Kammaren 31 innefattar här en förträngning 37, igenom vilken kolv- skaftet 32 kommer att förflyttas, varvid förträngningen 37 eller kolv- skaftet är så anordnat att en med nämnda rörelse minskande spalt mellan dessa genereras. Till exempel uppnås detta, såsom här, ge- nom att kolvskaftets 32 ände är koniskt formad. På så vis uppnås en tilltagande bromsverkan i nämnda riktning allteftersom den vätska som pressas undan av kolvskaftet 32 i kammaren 31 får en allt mindre spalt att ta sig undan via allt eftersom kolvrörelsen fortgår.

Den i samband med bromsningen upphettade hydraulvätskan trans- porteras därvid bort via den nedströms ledningen 33.

Anordningen innefattar en aktiverbar ventil 35 för öppning/ brytning av kommunikationen via den nedströms hydraulvätskeledningen 33.

Ventilen 35 bildar en tryckavlastad slavventil och är via en sjunde förgrening 36 förbunden med det andra rummet 6, eller med den av den fjärde och femte förgreningen som för tillfället öppnar för tryck- fluidkommunikation mellan det andra rummet och tryckfluidkällan respektive tryckfluidsänkan. Tryckfluiden i den sjunde förgreningen 36 verkar mot en yta hos ventilen 35, för att förskjuta denna i rikt- ning mot ett läge i vilket den stänger. På en motsatt yta verkar en motkraft, här i form av hydraulvätskan i den nedströms hydraulväts- kelendningen 33, för att förskjuta ventilen till ett läge i vilket den stänger, det vill säga bryter, kommunikationen den nedströms led- ningen 33. Trycken och areorna hos de ytor som tryckfluiden respek- tive hydraulvätskan verkar på är anpassade så, att slavventilen 35 öppnar för kommunikation via ledningen 33 när den sjunde förgre- ningen 36 kommunicerar med tryckfluidsänkan 8, och stänger nämnda ledning 33 när den sjunde förgreningen 36 kommunicerar med tryckfluidkällan 7. iizfn mm» 10 15 20 25 30 522 163 13 En cykel hos anordningen enligt uppfinningen enligt det första utfö- ríngsexemplet ska nu förklaras med hänvisning till i första hand ñg. 1-5.

I fig. 1 visas anordningen i ett utgångsläge i vilket de bägge elektro- magneterna 9, ll och de till dessa associerade ventilkropparna 10, 12 är avaktiverade, varvid motorventilen 17 befinner sig i ett hemma- läge, i vilket den vilar i sitt säte. T ryckfluidkällan 7 kommunicerar med det första rummet 4 på bägge sidor om den första ventilkroppen 3, och eftersom kroppens 3 från öppningen 21 vända sidas area är större än den motsatta sidans area hålls den stängd. På motsvarande sätt kommunicerar tryckfluidsänkan med det andra rummet 6 på bägge sidor om den andra kroppen 5, vilken alltså stänger den därtill associerade öppningen 25.

I fig. 2 visas anordningen i ett läge strax efter att den första elektro- magneten 9 aktiverats, på order av en styrenhet baserat på sensor- mätning av läget hos kolven i den aktuella förbränningsmotorcylin- dern. Som en följd av aktiveringen av den första elektromagneten 9 stänger det första, av den första ventilkroppen lO bildade ventilorga- net för kommunikation mellan det första rummet 4 och tryckfluidkäl- lan 7 via den andra förgreningen. Det tryck med vilket tryckfluiden via den första förgreningen verkar på den första ventilkroppen 3, får denna att förflytta sig bort från öppningen 2 1 och därmed tillåta tryckfluid att strömma in i kammaren 15 och därmed förskjuta aktu- atorkolven 14 och ventilen 17 från hemmaläget. Förskjutningen av ventilen från hemmaläget sker på konventionellt sätt mot verkan av en ventilfjäder 40. Även den andra elektromagneten 1 1 har aktiverats och tillåter där- med kommunikation mellan tryckfluidkällan 7 och det andra rummet 6 via den fjärde förgreningen 23. Därmed förhindras att den andra mnaa uruav 10 15 20 25 30 522 163 i 14 ventilkroppen 5 förskjuts från den till denna associerade öppningen 25, vilket skulle få till följd att fluiden skulle strömma ut kammaren 15 via nämnda öppning 25. l ñg. 3 visas ett efterföljande steg, under vilket den första elektromag- neten 9 har avaktiverats och den till denna associerade ventilkroppen 10 har äterförskjutits till sitt utgångsläge genom verkan av fiäderele- mentet 26. Det första ventilorganet öppnar åter för kommunikation mellan det första rummet 4 och tryckfluidkällan 7 via den andra för- greningen 19, vilket har resulterat i att den i det första rummet be- lägna första ventilkroppen 3 förskjutits tillbaka till ett läge i vilket den stänger den första öppningen 2 1. På grund av tryckfluidens fort- satta expansion i kammaren 15 samt den förflyttade massans rörel- seenergi fortsätter aktuatorkolvens 14 och ventilens 17 redan påbör- jade rörelse ännu en liten bit.

Det ska noteras att slavventilen 35 via den sjunde förgreningen 36 och via den fjärde förgreningen 23 kommunicerar med tryckfluidkäl- lan 7 och därför stänger för evakuering av hydraulvätska via den nedströms ledningen 33, men att inflöde via den uppströms ledning- en 30 tillåts. Detta innebär att hydraulkretsen kommer att fungera som ett lås när ventilen 17 när sitt bortaläge eller bortre vändläge, ända till den stund när slavventilen 35 åter bringas till ett öppnande läge .

I fig. 4 visas endast aktuatorkolvens 14 och den därtill associerade ventilens 17 fortsatta rörelse mot bortaläget i vilket ventilen eventu- ellt kommer att tillfälligt låsas innan den andra elektromagneten avaktiveras.

I fig. 5 visas anordningen i ett nästföljande steg efter det att även den andra elektromagneten ll avaktiverats och den till denna associera- v-.w |.-., 10 15 20 25 30 522 163 « 15 de ventilkroppen 12 genom det tillhörande fiäderelementets 27 ver- kan har förskjutits tillbaka till ett läge där det andra rummet 6 åter kommunicerar med tryckfluidsänkan 8 via den femte förgreningen 24. Den i det andra rummet 6 belägna ventilkroppen 5 har genom trycket från fluiden i kammaren 15 förskjutits bort från öppningen 25 och tryckfluid tillåts strömma ut från kammaren 15 via den tredje förgreningen 22 till tryckfluidsänkan 8, under det att aktuatorkolven 14 och den med denna förbundna ventilen 17 förskjuts tillbaka mot hemmaläget.

Notera att slavventilen 35, genom att den sjunde förgreningen 36 nu kommunicerar med tryckfluidsänkan 8 via den femte förgreningen 24 förskjutits till sitt öppnande läge och alltså inte längre låser ventilen 17 i sitt bortaläge.

När trycket i kammaren 15 sjunkit så mycket att ventilen nått sitt hemmaläge bringas den andra ventilkroppen att stänga genom gravi- tationskraftens inverkan och/ eller genom att dess ovansida åter bringas att kommunicera med tryckfluidkällan inför nästa cykel. En återgång till det utgångsläge som visas i fig. 1 uppnås därmed.

Det ska inses att, såsom även framgår av ritningarna, var och en av ventilkropparna 10 och 12 kan innefatta ett flertal öppningar eller passager för åstadkommande av kommunikation i de aktuella led- ningarna och förgreningarna i enlighet med vad som beskrivits í öv- rigt i texten.

Det ska inses att förekommande elektromagneter kan vara antingen av skjutande eller dragande typ.

I det fallet att anordningen används för åstadkommande av variabel kompression ska ventilen 17 tänkas ersatt av en motsvarande kolv i ;;»n: :veva 10 15 522 163 m en sådan anordning. Kolven är då anordnad i en med förbrännings- rummet direkt kommunicerande cylinder. Även i det fall att anord- ningen bildar en insprutningsventil ska ventilen 17 tänkas ersatt av en kolv.

En ytterligare användning av anordningen är för expandering av gas, varvid de skapade gas/ luftpulserna kan användas i luftmotorer och allmänt för omvandling av gaspulser till mekaniska rörelser.

En särskild fördel med uppfinningen är att den utnyttjar ett minimalt antal elektromagneter och till dessa associerade ventílkroppar för öppning/ stängning av de beskrivna ledningarna och förgreningarna i tryckfluidkretsen 2. Sålunda används en elektromagnet 9 för öpp- ning/ stängning av den andra förgreningen 19 och ledningen 20 ge- nom en förskjutning av den till denna associerade ventilkroppen 10.

En ytterligare elektromagnet 11 används för öppning/ stängning av den fjärde och femte förgreningen 23, 24 samt ledningen 20 och den sjätte förgreningen 28 genom förskjutning av den till denna associe- rade ventilkroppen 12.

Claims (25)

.;»a; man: 10 15 20 25 30 522 165 17 PATENTKRAV

1. Metod för styrning av ett tryckfluidflöde i en tryckpulsgenerator, vilken innefattar ~ en tryckfluidkrets (2) som i en första ände är förbunden med en tryckfluidkälla (7) och i en andra ände är förbunden med en tryckflu- idsänka (8) - en första förgrening (18) och en andra förgrening (19) hos kretsen (2), vilka från tryckfluidkällan (7) leder till motsatta sidor om en i ett rum (4) förskjutbart placerad ventilkropp (3) - varvid rummet (4) på ena sidan om ventilkroppen (3) har en öpp- ning (21), vilken kommunicerar med den första förgreningen (18) och via vilken tryckfluid kan flöda ut ur rummet (4), och ventilkroppen (3), under inverkan av tryckfluiden i förgreningarna (18, 19), förskjuts till ett första läge, i vilket den stänger öppningen (21), eller till ett andra läge, i vilket den lämnar öppningen (21) öppen för utflöde av tryckfluiden, kännetecknad av att, i ett första steg, för att åstadkomma en från öppningen (21) utgående tryckpuls, - ventilkroppen förskjuts genom att tryckfluidkällan (7) bringas att kommunicera med nämnda rum (4) via den första förgreningen (18) samtidigt som kommunikationen mellan rummet (4) och tryckfluid- källan (7) via den andra förgreningen (19) hålls bruten.

2. Metod enligt krav 1, kännetecknad av att, i ett andra steg, för att avbryta tryckfluidpulsen, tryckfluidkällan (7) bringas att kommunice- ra med nämnda rum (4) via den andra förgreningen (19).

3. Metod enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nämnda rum via en ledning (20) står i förbindelse med tryckfluidsänkan (8), och att rummet (4) bringas att kommunicera med tryckfluidsänkan (8) via ledningen (20) under det första steget och att kommunikationen mel- ».1,. :nina 10 15 20 25 30 522 163 0 18 lan rummet (4) och tryckfluidsänkan (8) hålls varaktigt bruten under det andra steget.

4. Metod enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att tryckfluid- kretsen innefattar - en tredje förgrening (22) och en fjärde förgrening (23) hos kretsen (2), vilka leder till motsatta sidor om en i ett andra rum (6) förskjut- bart placerad andra ventilkropp (5) - varvid rummet (6) på ena sidan om ventilkroppen (5) har en öpp- ning (25), vilken kommunicerar med den tredje förgreningen (22) och via vilken tryckfluid kan flöda in i eller ut ur detta, och ventilkroppen (5) genom förskjutning, under inverkan av tryckfluiden i förgrening- arna, förskjuts till ett första läge i vilket den stänger öppningen (25) eller till ett andra läge i vilket den lämnar öppningen (25) öppen för in- eller utflöde av tryckfluiden, och att - det andra rummet (6) bringas att varaktigt kommunicera med tryckfluidkällan (7) via den fjärde förgreningen (23) under det första steget.

5. Metod enligt krav 4, kännetecknad av att kommunikationen mel- lan det andra rummet (6) och tryckfluidkällan (7) via den fjärde för- greningen (23) bryts under eller i anslutning till det andra steget och före ett påföljande första steg.

6. Metod enligt krav 4 eller 5, kännetecknad av att det andra rum- met (6), via den tredje förgreningen (22), bringas att kommunicera med tryckfluidsänkan (8) när kommunikationen mellan det andra rummet (6) och tryckfluidkällan (7) via den fjärde förgreningen bryts.

7. Metod enligt något av kraven 4-6, kännetecknad av att tryckfluid- kretsen innefattar en femte förgrening (24) som leder från tryckfluid- sänkan (8) till det andra rummet (6) på samma sida om den andra ~»||» :nian 10 15 20 25 30 522 1631 W ventilkroppen (5) som den fjärde förgreningen (23), och att det andra rummet (6) bringas att kommunicera med tryckfluidsänkan (8) via den femte förgreningen (24) när kommunikationen mellan det andra rummet (6) och tryckfluidkällan (7) hålls bruten.

8. Metod enligt något av kraven 1-7, kännetecknar! av att öppning- arna (21, 25) leder till ett cylinderutrymme (15) på en sida om en i detta rörlig kolv (14), vilken är förbunden med en insläpps- eller ut- släppsventil (17) hos en förbrånningsmotor eller en bränsleinsprut- ningsventil till förbränningsrummet hos en förbränningsmotor, eller är förbunden med eller bildar en kolv i en till förbränningsrummet ansluten cylinder för åstadkommande av variabel kompression, och att ventilens (17) eller den variabla kompressionskolvens position i förhållande till en cylinder hos förbränningsmotorn styrs genom tryckfluidpulser levererade via nämnda öppningar (2 1 , 25).

9. Metod enligt något av kraven 1-8, kännetecknad av att kommuni- kation och brytning av kommunikation i kretsen utförs med hjälp av i kretsen anordnade, elektromagnetstyrda ventilkroppar (10, 12) och aktivering av de till dessa associerade elektromagneterna (9, ll).

10. Metod enligt krav 8 och 9, kännetecknad av att läget hos en kolv i förbränningsmotorns cylinder registreras med hjälp av en sensor och att kommunikation och brytning av kommunikationen i kretsen utförs baserat på det registrerade låget hos kolven.

11. 1 1. Metod enligt något av kraven 3-10, kännetecknar! av att det för- sta rummet (4) bringas att kommunicera med tryckfluidkällan (7) via en sjätte (28) förgrening när kommunikationen mellan det första rummet (4) och tryckfluidkällan (7) via den andra förgreningen (19) bryts eller har brutits, och kommunikationen via den sjätte förgre- »»>;n nn-na 10 15 20 25 30 522 163 N ningen (28) bryts när det första rummet (4), under det första steget, bringas att kommunicera med tryckfluidsänkan (8) via den nämnda ledningen (20).

12. Anordning för generering av tryckpulser, vilken innefattar - en tryckfluidkälla (7) och en tryckfluidsänka (8), - en tryckfluidkrets (2), - en i ett rum (4) förskjutbart placerad ventilkropp (3), - en första förgrening (18) och en andra förgrening (19) hos kretsen (2), vilka leder till motsatta sidor om ventilkroppen (3), - varvid rummet (4) på ena sidan om ventilkroppen (3) har en öpp- ning (21), vilken kommunicerar med den första förgreningen (18) och via vilken tryckfluid kan flöda ut ur detta rum (4), och varvid ventil- kroppen (3), under inverkan av tryckfluiden i förgreningarna (18, 19), är förskjutbar till ett första läge i vilket den stänger öppningen (21) och till ett andra läge i vilket den lämnar öppningen (21) öppen för utflöde av tryckfluiden, kännetecknar! av att den innefattar ett första ventilorgan (9, 10) som är anordnat att öppna eller stänga för kom- munikation mellan rummet (4) och tryckfluidkällan (7) via den andra förgreningen (19) uppströms det nämnda rummet (4).

13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad av att den innefattar en ledning (20) som från den sida av rummet (4) som kommunicerar med den andra förgreningen (19) leder till tryckfluidsänkan (8), och ett andra ventilorgan (9, 10) som är anordnat att öppna eller stänga för kommunikation mellan rummet (4) och tryckfluidsänkan (8) via nämnda ledning (20).

14. Anordning enligt krav 12 och 13, kännetecknad av att nämnda ledning (20) och den andra förgreningen (19) ligger åtminstone delvis parallellt eller vid sidan av varandra och att de första och andra ven- tilorganen är bildade av en och samma kropp (9, 10). 1||»| 10 15 20 25 30 522 165 ”

15. Anordning enligt något av kraven 13 eller 14, kännetecknad av att den innefattar ett tredje ventilorgan som är anordnat att öppna eller stänga för kommunikation mellan det första rummet (4) och tryckfluidsänkan (8) Via nämnda ledning (20).

16. Anordning enligt något av kraven 12- 15, kännetecknad av att den innefattar: - en i ett andra rum (6) förskjutbart placerad, andra ventílkropp (5), - en tredje förgrening (22) och en fjärde förgrening (23) hos kretsen, vilka leder till motsatta sidor om den andra ventilkroppen (5) i det andra rummet (6), - varvid det andra rummet (6) på ena sidan om ventilkroppen (5) har en öppning (25), vilken kommunicerar med den tredje förgreningen (22) och via vilken tryckfluid kan flöda in i eller ut ur detta andra rum (6), och ventilkroppen (5), under inverkan av tryckfluiden i för- greningarna (22, 23), är förskjutbar till ett första läge i vilket den stänger öppningen (25) eller till ett andra läge i vilket den lämnar öppningen (25) öppen för in- eller utflöde av tryckfluíden, och att - den tredje förgreningen (22) sträcker sig frän det andra rummet (6) till tryckfluidsänkan (8) och den fjärde förgreningen (23) sträcker sig från det andra rummet (6) till tryckfluidkällan (7), - och ett fjärde ventilorgan (11, 12) för öppning eller stängning av kommunikationen mellan det andra rummet (6) och tryckfluidkällan (7) via den fjärde förgreningen (23).

17. Anordning enligt krav 16, kännetecknad av att tryckfluidkretsen innefattar en femte förgrening (24) som leder från tryckfluidsänkan (8) till det andra rummet (6) pä samma sida om den andra ventil- kroppen (5) som den fjärde förgreningen (23), och ett femte ventilor- gan (11, 12) som är anordnat att bringa det andra rummet (6) att kommunicera med tryckfluidsänkan (8) via den femte förgreningen -iian 1v4|| 10 15 20 25 30 522 163 22 (24) när kommunikationen mellan det andra rummet (6) och tryckflu- idkällan (7) via den fjärde förgreningen (23) hålls bruten.

18. Anordning enligt krav 17, kännetecknad av att den fjärde och den femte förgreningen (23, 24) är anordnade delvis parallellt med varandra eller vid sidan av varandra, och att de fjärde och femte ven- tilorganen är bildade av en och samma kropp (ll, 12).

19. Anordning enligt något av kraven 15-18, kännetecknad av att den ledning (20) som leder från det första rummet (4) till tryckfluid- sänkan (8) är anordnad delvis parallellt eller vid sidan av den femte förgreningen (24) och de tredje och femte ventilorganen är bildade av en och samma kropp (1 1, 12).

20. Anordning enligt något av kraven 15-19, kännetecknar! av att de tredje, fjärde och femte ventilorganen är bildade av en och samma kropp (1 1, 12), vilken är anordnad att utföra en rörelse samtidigt i nämnda ledning (20) samt i de fjärde och femte förgreningarna (23, 24).

21. Anordning enligt något av kraven 12- 19, kännetecknad av att åtminstone en av den första ventilkroppens (3) och den andra ventil- kroppens (5) mot den därtill associerade öppningen (2 1, 25) vända, och mot tryckfluiden i nämnda förgreningar exponerade yta är mind- re än motsvarande yta på den motsatta sidan av ventilkroppen.

22. Anordning enligt något av kraven 12-21, kännetecknar! av att öppningarna (21, 25) hos det första rummet (4) och det andra rum- met (6) utmynnar i ett cylinderutrymme (15) på en sida om en i detta rörlig kolv (14), vilken är förbunden med en insläpps- eller utsläpps- ventil (17) hos en förbränningsmotor eller en bränsleínsprutningsven- til till förbränningsrummet hos en förbränningsmotor, eller är för- norr: 10 15 20 522 1ss B bunden med eller bildar en kolv i en till förbränningsrummet anslu- ten cylinder för ästadkommande av variabel kompression och att ven- tilens respektive den variabla kompressionskolvens position i förhål- lande till en cylinder hos förbränningsmotorn styrs genom tryckfluid- pulser levererade via nämnda öppningar (21, 25).

23. Anordning enligt något av kraven 12-22, kännetecknad av att ventilorganet eller åtminstone ett av de första, andra, tredje, fjärde och femte ventilorganen innefattar en elektromagnetdriven ventil- kropp (10, 12).

24. Anordning enligt något av kraven 22 eller 23, kännetecknad av att de fjärde och femte förgreníngarna (23, 24) kommunicerar med en tryckfluidstyrd slavventil (35) för öppning och stängning för utström- ning av vätska frän en anordning för hydraulisk bromsning och/ eller låsning av kolven (14).

25. Anordning enligt något av kraven 12-24, kännetecknad av att den innefattar en sjätte förgrening (28), via vilken det första rummet (4) kommunicerar med tryckfluidkällan (7), samt ett sjätte ventilorgan (1 l, 12) för att öppna för och bryta kommunikationen mellan det för- sta rummet och tryckfluidkällan (7) via den sjätte förgreningen (28).