專利名稱：發(fā)動機閥門致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型指向一種發(fā)動機閥門的致動器，更具體說是指向一發(fā)動機閥門致動器的一種抗游隙(anti-lash)和行程限制機構(gòu)。
背景技術(shù)：
許多車輛和機器，諸如小汽車和公路及越野卡車，包括一臺為車輛提供動力的內(nèi)燃發(fā)動機。一種典型的內(nèi)燃發(fā)動機包括多個控制流入和流出發(fā)動機燃燒室的氣流的進氣閥和排氣閥。發(fā)動機還包括如一凸輪驅(qū)動閥門致動系統(tǒng)的一閥門致動系統(tǒng)，以控制發(fā)動機閥門的啟動正時。
內(nèi)燃機的總的性能可以通過使用輔助的閥門致動器如液壓驅(qū)動的致動器得以改進，這些致動器啟動發(fā)動機閥門以有選擇地實現(xiàn)在凸輪驅(qū)動閥門正時上的諸多變化。例如，輔助閥門致動器可被用來啟動排氣閥以實現(xiàn)一“發(fā)動機制動”循環(huán)。在一發(fā)動機制動循環(huán)中，當與一燃燒室關(guān)聯(lián)的一活塞位于一壓縮行程的一上死點處或附近時諸輔助閥門致動器打開發(fā)動機的諸排氣閥。諸排氣閥的打開使在壓縮行程期間在燃燒室里的由活塞壓縮的空氣通過一排氣通道從燃燒室放掉。這樣，該發(fā)動機的諸活塞被有選擇地用作空氣壓縮機以吸收功率而并未響應(yīng)燃料的燃燒而產(chǎn)生動力。
由于輔助閥門致動器僅僅在發(fā)動機正經(jīng)歷著被選擇的運轉(zhuǎn)狀態(tài)之時才被使用，那么，在發(fā)動機正經(jīng)歷著其它運轉(zhuǎn)狀態(tài)時要使輔助閥門致動器避免與凸輪驅(qū)動閥門致動系統(tǒng)的運行相干擾。如果例如在活塞的吸氣行程期間輔助閥門致動器偶然地打開了排氣閥，就會對發(fā)動機性能產(chǎn)生負面影響。如果這些輔助閥門致動器不能適應(yīng)于由于熱膨脹產(chǎn)生的發(fā)動機零件的尺寸的變化，就會發(fā)生這種的干擾。
為了防止這種干擾的發(fā)生，輔助閥門致動器通常應(yīng)與排氣閥組件分離一定距離，該距離通常被稱為一“游隙”。當發(fā)動機溫度的變化造成發(fā)動機的零件產(chǎn)生一尺寸的變化時，輔助閥門致動器會克服發(fā)動機閥門的偶然或非本意的打開。然而，這些輔助閥門致動器必須在接合于諸發(fā)動機閥門以打開這些閥門之前消除該游隙。其結(jié)果，輔助閥門致動器被要求有附加的流體和/或附加的時間以打開一相關(guān)的發(fā)動機閥門。為了獲得最好的發(fā)動機性能，必須精確地控制發(fā)動機諸閥門的致動正時。因此，控制輔助閥門致動器用的系統(tǒng)必須考慮相關(guān)的發(fā)動機閥門的每次致動的游隙。
也必須以這樣一種方式控制諸輔助閥門致動器，即要防止諸發(fā)動機閥門的、會導(dǎo)致被致動的發(fā)動機閥門與發(fā)動機活塞之間發(fā)生碰撞的過致動(Over-actuation)和過伸長(over-extension)。例如，如果在其下輔助閥門致動器被用來致動發(fā)動機閥門的被選擇的運行狀態(tài)是其時發(fā)動機活塞正處于或鄰近于活塞行程的上死點的這樣一種狀態(tài)，則該發(fā)動機閥門的過致動和過伸長將會使其與活塞相接觸，其結(jié)果將可能損害該發(fā)動機。為了獲得最好的發(fā)動機性能，發(fā)動機閥門被輔助閥門致動器移動的距離(有時被稱為“閥門升程”)應(yīng)當被精確控制。因此，如果控制輔助閥門致動器的系統(tǒng)也必須限制在相關(guān)的發(fā)動機閥門的每次致動時的閥門升程量，則這是有利的。
在被授予Chang的美國專利6708656中描述的輔助閥門致動器包含了一種用來解決在已有的裝置中的問題的改進的抗游隙機構(gòu)。但是，Chang未提供一種為控制或限制閥門升程所需的機構(gòu)。所以希望提供一種輔助閥門致動器，它能在一單個較為簡單而堅固的裝置里解決游隙和行程限制問題。
本實用新型的發(fā)動機閥門致動器能解決上面提出的一或多個問題。
實用新型內(nèi)容在一方面，本實用新型指向一發(fā)動機閥門用的一種致動器。該致動器包括一具有一開孔的外殼。一調(diào)節(jié)件設(shè)置在該外殼里并限定了一具有一腔壁的流體腔。一活塞也設(shè)置在開孔里并限定了一活塞腔，該活塞腔具有一壓力表面、一從該壓力表面延伸的凸起部和一設(shè)置在壓力表面上、圍繞該凸起部并與活塞腔流體連通的槽。一流體通道適于可控制地使加壓流體通到外殼開孔。一推桿可操作地接合于活塞并適于可控制地致動發(fā)動機閥門。
在另一方面，本實用新型指向一種使用一個與閥門可接合的致動器以致動一發(fā)動機閥門用的方法。該致動器具有一外殼、一活塞、一流體通道和一調(diào)節(jié)件，該活塞具有一壓力表面和一活塞腔并在外殼的一開孔里可滑動以及可與閥門接合，該流體通道連通于開孔，該調(diào)節(jié)件設(shè)在外殼里并具有一流體腔。該方法包括以下諸步驟將一加壓流體源連接于流體通道；將流體輸送到活塞的壓力表面，使活塞從一第一位置移到一第二位置，在該第二位置流體腔連接于流體通道以響應(yīng)地致動發(fā)動機閥門。通過允許加壓流體從外殼開孔流到活塞腔而限制了活塞越過該第二位置的移動，并響應(yīng)地釋放在壓力表面上的壓力。從流體通道脫離加壓流體源使活塞從第二位置朝著第一位置移到一第三位置，從流體通道脫離流體腔和響應(yīng)在流體腔里的流體以阻止活塞返回到第一位置。
又在另一方面，本實用新型指向一種發(fā)動機，它具有至少一個限定至少一氣缸的發(fā)動機氣缸體、一設(shè)置在至少一個氣缸上的發(fā)動機活塞、至少一個與至少一氣缸相關(guān)的發(fā)動機閥門和一用于至少一個閥門的致動器。該致動器包括一具有一開孔的外殼。一調(diào)節(jié)件設(shè)置在該外殼里并限定了一具有一腔壁的流體腔。一活塞也設(shè)置在開孔里并限定了一活塞腔，該活塞腔具有一壓力表面、一從該壓力表面延伸的凸起部和一設(shè)置在壓力表面上、圍繞該凸起部并與活塞腔流體連通的槽。一流體通道適于可控制地使加壓流體通到外殼開孔。一推桿可操作地接合于活塞并適于可控制地致動發(fā)動機閥門。


圖1是按照本實用新型的一典型的實施例的一發(fā)動機閥門致動器的一剖視圖，圖示了在一第一位置的活塞；圖2是按照本實用新型的一典型的實施例的一發(fā)動機閥門致動器的一剖視圖，圖示了在一第二位置的活塞；圖3是按照本實用新型的一典型的實施例的一發(fā)動機閥門致動器的一剖視圖，圖示了在一第三位置的活塞；以及圖4是按照本實用新型的一典型的實施例的一活塞的一立體圖。
具體實施方式
圖1圖示了一內(nèi)燃發(fā)動機10的一發(fā)動機閥門致動器12的一典型的實施例。該發(fā)動機10包括一發(fā)動機氣缸體14，該氣缸體具有一形成一燃燒室18的氣缸16。一氣缸頭20可配合于氣缸體14以罩住氣缸16。
也如圖示的，一活塞22可設(shè)置在氣缸16內(nèi)。該活塞22適于在氣缸16內(nèi)的一上死點位置與一下死點位置之間往復(fù)運動?；钊?2可連接于一曲軸(未圖示)，這樣，曲軸的旋轉(zhuǎn)使活塞22在氣缸16內(nèi)在上死點位置與下死點位置之間往復(fù)運動。反過來，活塞22在氣缸16內(nèi)在上死點位置與下死點位置之間的往復(fù)運動將致使曲軸對應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。
該發(fā)動機10例如可以一傳統(tǒng)的四沖程狄塞爾循環(huán)運行。在一四沖程狄塞爾循環(huán)中，活塞22移動經(jīng)過一吸氣沖程、一壓縮沖程、一燃燒沖程和一排氣沖程。熟悉該領(lǐng)域的人員將認識到發(fā)動機10可以其它已知的運行循環(huán)運行，如一奧托循環(huán)。
氣缸頭20限定了一引導(dǎo)至一通道26的開孔24。為了本實用新型的目的，開孔24和通道26將被看作一排氣孔和一排氣通道。但是，熟悉本領(lǐng)域的人員將認識到該開孔24和該通道26也可是一吸氣孔和一吸氣通道。
氣缸體20可限定導(dǎo)向和/或出自燃燒室18的一或多個附加的排氣孔以及一或多個吸氣孔和通道。該排氣通道26可利用一排氣管(未圖示)連接于燃燒室18。一吸氣通道可利用一吸取管(未圖示)連接于燃燒室18。
一發(fā)動機閥門28可設(shè)置在排放孔24里。為了本實用新型的目的，該發(fā)動機閥門28將被看作一排氣閥。但是，熟悉本領(lǐng)域的人員將認識到該發(fā)動機閥門28也可是一吸入閥或一專門用途閥門。
排氣閥28可包括一閥桿30和一閥件32。該排氣閥28可在一第一位置與一第二位置之間移動。在第一位置排氣閥28堵住了排放孔24以防止流體從燃燒室18流向排氣通道26。在第二位置，排氣閥28允許流體從燃燒室18流向排氣通道26。
可提供一閥門致動系統(tǒng)(未圖示)以致動排氣閥28。正如熟悉本領(lǐng)域的人員認識的，該閥門致動系統(tǒng)可是一凸輪驅(qū)動系統(tǒng)、一液壓驅(qū)動系統(tǒng)、一電氣驅(qū)動系統(tǒng)，或它們的一組合和/或變形。該閥門致動系統(tǒng)可適于施加一力在閥桿30上，從而排氣閥28從第一位置移到第二位置。一閥門返回彈簧34可接合于閥桿30以當由閥門致動系統(tǒng)所施加的力被撤走時該排氣閥28返回到第一位置。
該閥門致動系統(tǒng)可適于協(xié)調(diào)排氣閥28的孔與活塞22的移動。例如，當活塞22移動通過一排氣沖程時閥門致動系統(tǒng)可打開排氣閥28。這樣，在燃燒室18里在燃料燃燒期間產(chǎn)生的廢氣會被排到排氣通道26。
該發(fā)動機10還可包括一燃料噴射系統(tǒng)(未圖示)。該燃料噴射系統(tǒng)可將例如柴油、汽油、天然氣，或其它燃料輸送到燃燒室18。該燃料噴射系統(tǒng)可被構(gòu)造成當處于發(fā)動機10的操作循環(huán)中的某一點時會將一定量的燃料噴射到燃燒室18中。例如，當在一吸氣沖程期間活塞22從一上死點位置向一下死點位置移動時燃料噴射系統(tǒng)會將一定量的柴油噴到燃燒室18中。
也如圖示的，閥門致動器12包括一外殼40。該外殼40具有一內(nèi)表面42和限定了一流體通道44和一開孔46。例如為一可變?nèi)萘勘玫囊患訅毫黧w源48可控制地將加壓流體經(jīng)流體通道44送入開孔46。一控制閥50可設(shè)置于或連接于流體通道44以控制通過流體通道44的流體。
在外殼40上可設(shè)置一調(diào)節(jié)件52。該調(diào)節(jié)件52限定了一具有一壁56的流體腔54。該調(diào)節(jié)件52和外殼40可適于使該調(diào)節(jié)件52相對于外殼40的位置得以調(diào)節(jié)。例如，該調(diào)節(jié)件52的一外表面58可包括被構(gòu)造得可與外殼40上的對應(yīng)的螺紋相嚙合的螺紋，以及，該調(diào)節(jié)件52可轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)其相對于外殼40的位置。熟悉本領(lǐng)域的人員將認識到調(diào)節(jié)件52相對于外殼40的位置可通過其它已知的方法和/或裝置如一彈簧加載的球和閉鎖機構(gòu)進行調(diào)節(jié)。
一螺母60可嚙合于調(diào)節(jié)件52的螺紋。當調(diào)節(jié)件52相對于外殼40的位置是所需的位置時，可擰緊螺母60以將調(diào)節(jié)件52固定于外殼40。這樣，可防止調(diào)節(jié)件52相對于外殼40的意外的移動。
閥門致動器12還包括一設(shè)置在外殼開孔46處的活塞62。該活塞62限定了一活塞腔64并包括一壓力表面66和一外表面68。該活塞62還包括一從壓力表面66延伸到一面72的凸起部70和一槽74，該槽74設(shè)置在壓力表面66上圍繞凸起部70并經(jīng)過一或多個流體連接部76流體連通于活塞腔64。
凸起部70包括一外表面78。在一部分外表面78上形成一或多條槽80。例如，一或多條槽80可形成在凸起部70上以從離壓力表面66有一間距D處開始延伸到面72。
活塞62滑動設(shè)置在外殼40的開孔46里。活塞62的外表面68可適用于與開孔46為一緊公差配合。調(diào)節(jié)件52的流體腔54適于以一緊公差配合收置活塞62的凸起部70。在一最佳實施例中，該凸起部70至少部分延伸在流體腔54里，流體腔壁56至少部分延伸在槽74里。
調(diào)節(jié)件52的流體腔56包括一具有第一內(nèi)徑84和第一外徑86的主要部分82、一具有其內(nèi)徑大于第一內(nèi)徑84的一第二內(nèi)徑90的中間部分88和一具有第二內(nèi)徑90和其外徑小于第一外徑86的一第二外徑94的末端部92。因此，該中間部分和末端部88、92分別限定一內(nèi)肩96和一外肩98。
活塞62可在外殼開孔46內(nèi)相對于外殼40和調(diào)節(jié)件52在一第一位置、一第二位置和一第三位置之間滑動，在其中的第一位置流體通道44與流體腔和活塞腔54、64中的每一個之間的流體連通被阻止和流體腔54基本上無被截留的流體，在其中的第二位置流體腔和活塞腔54、64中的每一個連接于流體通道44，在其中的第三位置流體通道44與流體腔和活塞腔54、64中的每一個之間的流體連通被阻止和流體腔54中含有被截留的流體。
正如圖1最清楚地表示的，在第一位置凸起部70處于流體腔54和流體腔壁56處于槽74中，這樣，壁外肩98接合于活塞壓力表面66的一部分。在這個位置凸起部70的槽80完全位于流體腔54的區(qū)域里，凸起部外表面78上沒有槽的那部分在壁第一內(nèi)徑84里。因此，除了在凸起部外表面78與壁第一內(nèi)徑84之間的泄漏外流體腔54與流體通道44是隔絕的并基本上是空的，沒有被截留的流體。同樣地，流體腔壁的延伸到槽74的那部分除了泄漏外也將活塞腔64與流體通道44隔絕。在流體通道44與流體腔和活塞腔54、64中的每一個之間允許的泄漏量能按照那些彼此滑動接合的元件的相應(yīng)的直徑容易地得到控制。
如圖2最清楚地表示的，在第二位置致動器活塞62位于遠離調(diào)節(jié)件52的一位置。凸起部70從流體腔54部分地縮回，諸槽80越過壁內(nèi)肩96并不再位于壁第一內(nèi)徑84內(nèi)。凸起部70保持可引導(dǎo)地接合于流體腔54，諸槽80提供了在流體通道44與流體腔54之間流體流動的一路徑。腔壁56從槽74被縮回和允許流體在活塞腔64與流體通道44之間流動，用流體充入活塞腔64。
正如圖3最清楚地表示的，隨著致動器活塞62沿著相反方向，即從第二位置朝第一位置向第三位置移動，除了在凸起部外表面78與壁第一內(nèi)徑84之間的可控制的泄漏外，腔壁56再次進入槽74，又中斷了流體腔和活塞腔54、64與流體通道44之間的流體流通，留下被截留在流體腔54里的流體。
一推桿100可適于接合于活塞62。該推桿100包括一可接合于活塞62的一接觸表面104的頭部102和一從外殼40延伸的端部106。該推桿100可適于響應(yīng)于活塞62的一對應(yīng)的移動而相對于外殼40移動。熟悉本領(lǐng)域的人員將認識到推桿100和活塞62可形成為一單一件或若干分離件。
一活塞返回彈簧108可設(shè)置在外殼40的活塞腔64中。一具有一被構(gòu)造成可滑動收置推桿100的開孔112的蓋板110可在活塞返回彈簧108的一端接合于外殼40。該活塞返回彈簧108在該蓋板110與推桿100的頭部102之間動作以沿著調(diào)節(jié)件52的方向緊壓于活塞62。提供了在推桿100外徑與蓋板110之間的間隙的開孔112的大小可被控制，以使流體可自由通過蓋板開孔112流出活塞腔64，因此，進入活塞腔64的加壓流體可通過蓋板開孔112自由地流出活塞腔64，并可再次進入通常的發(fā)動機流體返回路徑。
一控制器114可連接于控制閥50。該控制器114可為一包括一微處理機和存儲器的電子控制器模件。如熟悉本領(lǐng)域已有技術(shù)的人員已知的，該存儲器可連接于該微處理機和可儲存一指令組(instruction set)和變量。與微處理機和電子控制模塊的部分相關(guān)的可以是各種其它已知的電路，其中如供電線路、信號調(diào)節(jié)線路和電磁線圈驅(qū)動線路(solenoid driver circuitry)等。
正如熟悉本領(lǐng)域已有技術(shù)的人員認識的，該控制器114可被程序化以控制發(fā)動機10的運行的一或多方面。例如，該控制器114可被程序化以控制控制閥50的致動、加壓流體源48的操作和燃料噴射系統(tǒng)(未圖示)的操作。
工業(yè)實用性開動發(fā)動機10后可提供動力以推進一車輛或機器，如一小汽車、一公路卡車或一越野卡車。發(fā)動機10可以一傳統(tǒng)的四沖程狄塞爾循環(huán)運行。針對本實用新型的情況，將描述該發(fā)動機10的一個氣缸16的操作。
在發(fā)動機10的一傳統(tǒng)的操作循環(huán)期間，活塞22在一吸氣沖程中從一上死點位置移向一下死點位置。當活塞22通過吸氣沖程后發(fā)動機閥門致動系統(tǒng)打開一與燃燒室18相關(guān)的吸入閥(未圖示)。該吸入閥的打開使空氣從一吸氣管(未圖示)流入燃燒室18。該被吸的空氣可以帶環(huán)境壓力或被如一透平增壓器加壓過。
在活塞22的吸氣沖程期間一燃料噴射系統(tǒng)可噴出一定量的燃料。該燃料可被直接噴入燃燒室18或吸取管內(nèi)。燃料與吸入空氣混合后形成一燃燒混合物。
然后，活塞22在一燃燒沖程中從一下死點位置移向一上死點位置。活塞22在燃燒室18里的移動壓縮了空氣和燃料混合物。發(fā)動機10可適于當它位于或鄰近于壓縮沖程的上死點時將空氣和燃料混合物壓縮到臨界壓力或燃燒壓力。
當燃料和空氣混合物到達點燃壓力時，燃料被點燃，混合物燃燒。在一燃燒沖程中，燃料和空氣混合物的燃燒將活塞22推向下死點位置。燃料燃燒的驅(qū)動動力被轉(zhuǎn)換為一被用來推進車輛或機器的曲軸(未示出)的輸出旋轉(zhuǎn)。
然后，在一排氣沖程中活塞22從下死點位置回到上死點位置。在該排氣沖程期間，發(fā)動機閥門致動系統(tǒng)將排氣閥28移向第二位置以建立一從燃燒室18到排氣通道26的流體通道。活塞22朝著上死點位置的移動將燃燒廢氣從燃燒室18壓入排氣通道26中。然后，活塞22的運行循環(huán)再開始另一個吸氣沖程。
當通過例如壓下一制動踏板由一操作者或諸如一計算機或邏輯裝置的一控制器發(fā)出一指令以加速該車輛或機器時，發(fā)動機10可運作一“發(fā)動機制動模式”。該控制器114會指令燃料輸送系統(tǒng)以停止向燃燒室18輸送燃料。該控制器114也會運作控制閥50以致動閥門致動器12以促進車輛或機器的減速。
在發(fā)動機制動模式中，控制器114打開控制閥50以使加壓流體從加壓流體源48經(jīng)過流體通道44流入外殼開孔46。加壓流體在致動活塞62的壓力表面66上施加一力，這樣就使活塞62從第一位置移向第二位置。活塞62的這個移動使推桿100產(chǎn)生對應(yīng)的移動。
隨著推桿100相對于外殼40移動，推桿100的端部106將移過距離X以接合于排氣閥28。推桿100可直接接合于閥桿30?；蛘?，推桿100可接合于另一部分的排氣閥28或閥門致動系統(tǒng)的一操作部分，如連接于一對排氣閥28的一過橋(bridge)。
在推桿端部106接合于排氣閥28之后的活塞62和推桿100的連續(xù)移動使排氣閥28從第一位置移向第二位置以使流體從燃燒室18流向排氣通道26?？刂破?14可控制控制閥50的打開，使當發(fā)動機活塞22處于或鄰近于壓縮沖程的上死點時打開排氣閥28。正如熟悉本領(lǐng)域的人員明了的，排氣閥28被在發(fā)動機的運行循環(huán)的另一刻打開，從而實施對傳統(tǒng)的發(fā)動機閥門正時的其它的變化。
當排氣閥28在一壓縮沖程的末尾打開時由活塞22壓縮的空氣從燃燒室18經(jīng)過排氣通道26放掉。壓縮空氣的作用將對抗曲軸的運動。因為空氣壓縮并不導(dǎo)致燃料燃燒，所以在一燃燒沖程中活塞并不被驅(qū)動。如此，閥門致動器12使發(fā)動機10作為一空氣壓縮機工作，以通過相反轉(zhuǎn)動曲軸而吸收移動的車輛的動能。所以，閥門致動器12將促使移動的車輛或機器減速。
當排氣閥28的閥門提升或打開距離達到了一希望的最大值時致動器活塞62將要移到第二位置，在該位置流體腔壁56脫開槽74并使流體從流體通道44經(jīng)過諸槽80流入流體腔54，并經(jīng)過諸流體連接部76流入活塞腔64。由于活塞腔64經(jīng)過蓋板開孔112與發(fā)動機返回流體(engine fluid return)流體連通，對活塞壓力表面66的流體壓力立即被釋放了，致動器活塞62和推桿100停止進一步地移離調(diào)節(jié)件52的運動，有效地對發(fā)動機閥門28施加了一位移限制。然后，致動器活塞62將保持在這樣的一位置，即，可借助于由閥門返回彈簧34和活塞返回彈簧108施加的反作用力恰好平衡了作用于壓力表面66上的壓力。
為了釋放發(fā)動機閥門致動器12和使發(fā)動機閥門28關(guān)閉，控制器114可關(guān)閉控制閥50并使流體從外殼開孔46排放掉。隨著流體從該開孔46排放施加在致動器活塞62的壓力表面66上的力減小。最后，閥門返回彈簧34和活塞返回彈簧108的力將使發(fā)動機閥門28朝著第一位置移動并堵住排放孔24。
在發(fā)動機閥門28關(guān)閉之后，活塞返回彈簧108將繼續(xù)作用在致動器活塞62上。凸起部70會保持至少部分地接合于流體腔54以在活塞62相對于外殼40移動時被引導(dǎo)。當凸起部70相對于腔54移動時在腔54里的流體流過諸槽80和流體通道44以返回外殼開孔46。但是，當諸槽80通過調(diào)節(jié)件52的壁內(nèi)肩96時，流體通道44被有效地關(guān)閉了。當發(fā)生此事時，保持在流體腔54里的流體被截留。被截留在該流體腔54里的流體防止了致動器活塞62相對于外殼40和調(diào)節(jié)件52的進一步移動，推桿100將停留在一個比起如活塞62回到第一位置時更加靠近于發(fā)動機閥門28的位置。
當活塞22再次接近壓縮沖程的上死點位置時，使致動器活塞62移動以打開發(fā)動機閥門28的所需距離減小了距離X。如此，當控制器114打開了控制閥50時需要較少的流體和較短的時間來移動活塞62和推桿100以打開發(fā)動機閥門28。照此，可改善發(fā)動機閥門致動器12響應(yīng)于加壓流體導(dǎo)入外殼40的時間。
當發(fā)動機10不再正處于制動狀態(tài)時，控制器114將關(guān)閉控制閥50并使流體從外殼開孔46排放走。被截留在流體腔54里的流體將以一受控的速率在凸起部70與調(diào)節(jié)件52之間泄漏，最后排空了流體腔54里的流體。這樣將使致動器活塞62返回到第一位置，在該位置活塞62的壓力表面66接合于調(diào)節(jié)件52腔壁56的壁外肩98。
通過對調(diào)節(jié)件52相對于外殼40再定位可調(diào)節(jié)致動器活塞62和推桿100相對于發(fā)動機閥門28的起始位置。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)件52的外表面58上的螺紋以使該調(diào)節(jié)件52朝排放閥28移動，會減小隔離推桿100與發(fā)動機閥門28的間距X。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)件52的外表面58上的螺紋以使該調(diào)節(jié)件52背離排放閥28移動，會增大隔離推桿100與發(fā)動機閥門28的間距X。
盡管上面已經(jīng)描述了在一發(fā)動機制動狀態(tài)下本實用新型的發(fā)動機閥致動器12的情況，但熟悉本領(lǐng)域的人員將會認識到當發(fā)動機10正經(jīng)歷著其它運行狀態(tài)時，上述發(fā)動機閥致動器12可被用于實施在一傳統(tǒng)的閥門致動正時上的其它變化。例如，當發(fā)動機10正處于某種運行狀態(tài)如穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時，所描述的發(fā)動機閥致動器12可與一吸入閥合作以實施一“遲吸入(late intake)”型Miller循環(huán)。
正如從前面的描述可清晰看到的，本實用新型提供了一種發(fā)動機閥致動器12，它可控地消除在發(fā)動機閥致動器12和與之關(guān)聯(lián)的發(fā)動機閥門28之間的游隙和將由發(fā)動機閥致動器12產(chǎn)生的閥門升程可控地限制到一預(yù)定量。這可改善在發(fā)動機閥致動的正時和運行期間的控制和從而將提高該發(fā)動機10的性能。
對于熟悉本領(lǐng)域的人員很明顯的是可對本實用新型的發(fā)動機閥致動器12作出各種修改和變化設(shè)計而不離開本實用新型的范圍。考慮到說明書里的內(nèi)容和在其中揭示的閥致動器12的實踐情況，熟悉本領(lǐng)域的人員將會對該發(fā)動機閥致動器12的其它實施例感到很明了。本發(fā)明人的意圖是說明書和幾個實施例僅僅是用作舉例說明，而本實用新型的真正范圍是由所附的諸權(quán)利要求和它們的等效物所限定。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動機閥門用的致動器，該致動器包括一具有一開孔的外殼，其特征在于，該致動器還包括一調(diào)節(jié)件，它設(shè)置在所述外殼里并限定了一具有一腔壁的流體腔；一活塞，它設(shè)置在所述外殼的開孔里，所述活塞限定了一活塞腔并具有一壓力表面、一從所述壓力表面延伸的凸起部和一設(shè)置在所述壓力表面上并圍繞所述凸起部并與所述活塞腔流體連通的槽；一流體通道，它適于可控制地使加壓流體通到所述外殼開孔；以及一推桿，它可操作地接合于所述活塞并適于可控制地致動所述發(fā)動機閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機閥門用的致動器，其特征在于，所述突出部至少部分延伸在所述流體腔內(nèi)，所述流體腔壁至少部分可控制地延伸在所述槽內(nèi)，其中，所述活塞在所述外殼的開孔中可滑動地在一第一位置、一第二位置和一第三位置之間移動，在所述第一位置在所述流體通道與所述流體腔和活塞腔中每一個之間不能連通以及所述流體腔基本上沒有被截留的流體，在所述第二位置所述流體腔和活塞腔中每一個與所述流體通道連接，在所述第三位置在所述流體通道與所述流體腔和活塞腔中每一個之間不能連通以及所述流體腔包含有被截留的流體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機閥門用的致動器，其特征在于，所述流體腔包括一具有一第一內(nèi)徑和一第一外徑的主要部分、一具有一比所述第一內(nèi)徑大的第二內(nèi)徑的中間部分和一具有一第二內(nèi)徑和一比所述第一外徑小的第二外徑的端部，所述中間部分和端部分別限定了一內(nèi)肩和一外肩，所述端部適于可滑動地與所述槽接合到一由所述外肩限制的深度。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機閥門用的致動器，其特征在于，所述突出部包括一面、一外表面和在從所述面朝所述壓力表面延伸的所述外表面的一部分上的至少一槽，在所述活塞處在所述第二位置時所述至少一槽提供所述流體通道與所述流體腔之間的流體連通。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機閥門用的致動器，其特征在于，所述突出部包括一面、一外表面和在從所述面朝所述壓力表面延伸的所述外表面的一部分上的至少一槽，在所述活塞處在所述第二位置時所述至少一槽提供所述流體通道與所述流體腔之間的流體連通。
6.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機閥門用的致動器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)件螺紋接合于所述外殼，并適于相對于所述外殼可調(diào)節(jié)位置。
7.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機閥門用的致動器，其特征在于，包括一流體控制閥，該閥連接于所述流體通道并適于控制流入和流出所述通道的加壓流體流。
8.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機閥門用的致動器，其特征在于，所述活塞腔包括一復(fù)位彈簧，該彈簧被定位成將所述活塞推向所述第一位置。
專利摘要本實用新型提供了一種用于內(nèi)燃機發(fā)動機閥門用的致動器。該致動器包括一具有一開孔的外殼。一調(diào)節(jié)件設(shè)置在該外殼上并限定了一具有一腔壁的流體腔。一活塞也設(shè)置在該開孔里?；钊薅艘换钊?，并具有一壓力表面、一從該壓力表面延伸的突出部和一設(shè)置在壓力表面上圍繞該突出部并流體連通于活塞腔的槽。一流體通道適于將加壓流體可控制地連通于外殼開孔。一推桿操作地接合于活塞并適于可控地致動該發(fā)動機的一發(fā)動機閥。
文檔編號F01L9/00GK2893162SQ20052012927
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者D·Y·Z·張 申請人:卡特彼勒公司