專利名稱：電液式致動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求I前序部分所述的電液式致動(dòng)器。
背景技術(shù)：
已知的用于控制內(nèi)燃機(jī)的換氣閥的電液式致動(dòng)器具有一個(gè)工作缸、一個(gè)可在工作缸中軸向移動(dòng)的具有第一活塞面和比第一活塞面大的第二活塞面的活塞、兩個(gè)在工作缸中構(gòu)成的、由活塞面限界的工作室，以及電控制閥。在此，活塞的第一活塞面對(duì)一個(gè)永久地被加載處于高壓下的流體的第一工作室限界并且第二活塞面對(duì)一個(gè)與控制閥連接的第二工作室限界。構(gòu)造為電磁閥的控制閥選擇地建立第二工作室與處于高壓下的流體以及與處于 低壓下的流體的連接。如果第二工作室被加載處于高壓下的流體，那么活塞從它的上死點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)出來并且引起換氣閥的打開。如果第二工作室相對(duì)于高壓和低壓被截止，那么活塞保持在其當(dāng)前的沖程位置中并且由此該換氣閥保持在其當(dāng)前的打開位置中。如果第二工作室被卸荷，那么處于第一工作室中的高壓引起活塞回到其上死點(diǎn)位置中的回程，由此換氣閥又被關(guān)閉。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的具有權(quán)利要求I的特征的電液式致動(dòng)器尤其是在其用于控制內(nèi)燃機(jī)中的換氣閥時(shí)帶來了明顯的優(yōu)點(diǎn)。通過多個(gè)優(yōu)選具有相同或不同的流動(dòng)橫截面并且可以個(gè)性化地例如時(shí)間同步和/或時(shí)間錯(cuò)開地被控制的控制閥，允許非常靈敏地控制活塞的沖程并且由此有目的地對(duì)換氣閥的升力曲線施加影響。通過多個(gè)具有相同或不同流動(dòng)橫截面的高壓控制閥，允許通過個(gè)性化地控制這些高壓控制閥比通過一個(gè)唯一的高壓控制閥好得多地調(diào)節(jié)活塞的小沖程，該唯一的高壓控制閥必須具有一個(gè)用于快速打開沖程的非常大的流動(dòng)橫截面。因?yàn)閾Q氣閥的沖程對(duì)應(yīng)于在活塞的打開沖程期間被配量的流體量，所以在具有不同的流動(dòng)或通流橫截面的高壓控制閥的實(shí)施方式中能夠比通過一個(gè)唯一的具有相應(yīng)大的流動(dòng)橫截面的高壓控制閥更好地調(diào)節(jié)換氣閥的較小的流體量和由此較小的沖程。通過高壓控制閥的在時(shí)間上延遲的關(guān)閉，換氣閥的打開過程的結(jié)束不是突然地通過高動(dòng)態(tài)的控制閥的轉(zhuǎn)換時(shí)間、而是通過持續(xù)的逼近進(jìn)行。由此減少了換氣閥的過沖傾向。由此允許非常精確地調(diào)節(jié)換氣閥的最大沖程。與用于避免換氣閥的過沖的已知技術(shù)不同，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流體量的明顯更精確的配量，由此產(chǎn)生電液式致動(dòng)器的更精確的沖程精度。通過多個(gè)具有相同或不同的流動(dòng)橫截面的低壓控制閥，允許靈敏得多地控制活塞的回程并且高精度地影響換氣閥的升力曲線在末端區(qū)域中的走向。液壓的換氣閥制動(dòng)器，它避免閥單元對(duì)閥座的硬沖撞，也允許借助多個(gè)低壓控制閥非常簡單地實(shí)現(xiàn)。通過在其它權(quán)利要求中列出的措施能夠?qū)崿F(xiàn)在權(quán)利要求I中給出的致動(dòng)器的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案。按照本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式，所述多個(gè)高壓控制閥中的至少一個(gè)高壓控制閥在輸入側(cè)連接到引導(dǎo)高壓的高壓管路上并且至少一個(gè)高壓控制閥在輸入側(cè)連接到一個(gè)通入到所述第一工作室中的排出開口上。所述排出開口這樣地布置在所述工作缸中，使得所述活塞從活塞的一個(gè)由對(duì)所述第二工作室的高壓加載觸發(fā)的、確定的移動(dòng)沖程開始封閉所述排出開口。連接到相應(yīng)被駛過的排出開口上的相應(yīng)的高壓控制閥由此與通向第二工作室的流體輸入脫耦，使得通過分級(jí)地減少的流體量的輸入能夠分級(jí)地延緩并且精確地調(diào)節(jié)活塞的移動(dòng)路程。由此能夠?qū)崿F(xiàn)有效的沖程限界并且通過合適的控制能夠?qū)崿F(xiàn)具有確定的臺(tái)階的分級(jí)沖程。按照本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式，所述多個(gè)低壓控制閥中的至少一個(gè)低壓控制閥在輸入側(cè)與所述第二工作室連接并且至少一個(gè)低壓控制閥在輸入側(cè)連接到一個(gè)通入到所述第二工作室中的排出開口上。所述排出開口這樣地布置在所述工作缸中，使得所述活塞從一個(gè)由對(duì)所述第二工作室的高壓卸載觸發(fā)的、確定的回程開始封閉所述排出開口。如果活塞還沒有到達(dá)該沖程位置，那么流體從第二工作室的排出可以通過這些打開的低壓控制閥的流動(dòng)橫截面之和進(jìn)行。隨著這些排出開口中的各一個(gè)被駛過，通過連接到排出開口上的低壓控制閥的排出被截止并且排出僅通過余下的、被減小的流動(dòng)橫截面進(jìn)行。排出由此漸增地被節(jié)流，由此在第二工作室中形成背壓，該背壓對(duì)活塞的沖程速度進(jìn)行節(jié)流。由此通過低壓控制閥允許影響換氣閥的升力曲線的末端區(qū)域并且以簡單的方式實(shí)現(xiàn)閥制動(dòng)，該閥制動(dòng)在快速的閥關(guān)閉時(shí)避免閥單元硬撞擊到閥座上。


本發(fā)明根據(jù)在附圖中示出的實(shí)施例在下面的說明書中詳細(xì)地被闡述。其分別以示意圖示出圖I至4以總共四個(gè)實(shí)施例分別示出用于與內(nèi)燃機(jī)的換氣閥連接的電液式致動(dòng)器的縱剖面。
具體實(shí)施例方式在圖I至4中部分地以縱剖面示出燃燒缸的缸蓋11，該燃燒缸與一個(gè)在燃燒缸中被導(dǎo)向的往復(fù)式活塞一起包圍一個(gè)燃燒室12。在缸蓋11中構(gòu)造有一個(gè)通入燃燒室12中的氣體通道13，該氣體通道的通入開口被一個(gè)換氣閥14控制。換氣閥14可以是入口或出口閥。換氣閥14包括一個(gè)布置在缸蓋11中的閥座圈15以及一個(gè)具有閥桿19和布置在閥桿19端部上的閥盤20的閥單元18，閥開口 16和包圍閥開口 16的閥座17構(gòu)造在該閥座圈中，該閥盤與閥座17共同作用以釋放和封閉閥開口 16。換氣閥14的閥單元18借助電液式致動(dòng)器21操作。致動(dòng)器21具有一個(gè)工作缸22、一個(gè)可在工作缸22中軸向移動(dòng)地被導(dǎo)向的活塞23、兩個(gè)在工作缸22中構(gòu)成的、被活塞23限界的工作室24、25以及電控制閥?；钊?3以第一活塞面231對(duì)第一工作室24限界并且以比該活塞面231大的第二活塞面232對(duì)第二工作室25限界。第一工作室24永久地被加載處在高壓下的流體，而這些控制閥連接到第二工作室25上并且可選地建立與處在高壓下的流體和處在低壓下的流體的連接。為了提供流體高壓和低壓，設(shè)有一個(gè)流體存儲(chǔ)器26、一個(gè)高壓泵27、一個(gè)高壓管路28和一個(gè)卸載管路29。該高壓泵27從流體存儲(chǔ)器26抽吸流體并且將處在高壓下的流體存儲(chǔ)在高壓管路28中。低壓或卸載管路29將從第二工作室25排出的流體回送到流體、存儲(chǔ)器26中。例如，卸載管路29中的低壓位于I至6巴之間。在第二工作室25與高壓管路28中的高壓和與卸載管路29中的低壓的連接(它們在圖I至4中的電液式致動(dòng)器21的所有實(shí)施例中通過控制閥建立)中，這些連接中的至少一個(gè)通過多個(gè)控制閥建立。在圖I的實(shí)施例中，第二工作室25與高壓的連接通過多個(gè)高壓控制閥建立，在圖I中舉例地示出這些高壓控制閥中的兩個(gè)高壓控制閥30、31。第二 工作室25與低壓的連接通過一個(gè)唯一的低壓控制閥32進(jìn)行。多個(gè)、在此兩個(gè)高壓控制閥30、31在輸入側(cè)并聯(lián)地連接到引導(dǎo)高壓的高壓管路28上。多個(gè)高壓控制閥30、31不僅可以具有相同的流動(dòng)橫截面而且可以具有不同的流動(dòng)橫截面并且個(gè)性化地、例如在時(shí)間上同步地或在時(shí)間上錯(cuò)開地被控制。所有的控制閥(其在此例如構(gòu)造為二位二通電磁閥)的電控制通過在此未示出的電機(jī)控制裝置進(jìn)行。如果低壓控制閥32被控制并且由此被關(guān)閉并且高壓控制閥30、31被控制并且由此被打開，那么處于高壓下的大的流體體積流入到第二工作室25中。活塞23以高的速度從其上死點(diǎn)位置移動(dòng)并且換氣閥14快速地被打開，從而該換氣閥的升力曲線具有陡峭的輸入側(cè)沿。如果在活塞沖程期間兩個(gè)高壓控制閥30、31之一被關(guān)閉，那么再流入第二工作室25中的流體量明顯減小?；钊俣认陆担⑶一钊?3的移動(dòng)路程能夠精確得多地被控制。同時(shí)，活塞23到希望的沖程終端位置(該沖程終端位置對(duì)應(yīng)于換氣閥的確定的打開)中的駛?cè)肽軌虮环浅＞_地控制并且活塞23的過沖通過保留的高壓控制閥30或31的突然的關(guān)閉明顯地減小。換氣閥14的閥單元18在確定的打開位置中的過沖傾向由此被減少。圖2中的電液式致動(dòng)器21的實(shí)施例相對(duì)于在圖I中的電液式致動(dòng)器被改進(jìn)，即高壓控制閥31在輸入側(cè)不連接到流體管路28上，而是連接到一個(gè)在活塞23的沖程長度內(nèi)通入到第一工作室24中的排出開口 34上。由此在多個(gè)高壓控制閥(在圖2中舉例地示出其中的兩個(gè)控制閥30、31)中，至少一個(gè)高壓控制閥在輸入側(cè)連接到引導(dǎo)高壓的高壓管路28上并且至少一個(gè)高壓控制閥在輸入側(cè)連接到排出開口 34上。在此，多個(gè)排出開口 34能夠通入到第二工作室25中并且分別與另外的高壓控制閥的輸入端連接，這些另外的高壓控制閥的輸出端又連接到第二工作室25上。排出開口 34布置在工作缸22中，即該排出開口從一個(gè)確定的、由對(duì)第二工作室25的高壓加載觸發(fā)的從上死點(diǎn)位置出來的移動(dòng)沖程開始被活塞23封閉?；钊?3的該位置(其中排出開口 34被封閉)在圖2中虛線地標(biāo)出并且通過35表示。如果在低壓控制閥32關(guān)閉時(shí)高壓控制閥31打開并且高壓控制閥30關(guān)閉，那么活塞23能夠最大地移動(dòng)到?jīng)_程位置35中。由此通過多個(gè)排出開口(在圖4中示出其中的排出開口 34)能夠?qū)崿F(xiàn)活塞23的具有確定臺(tái)階的分級(jí)沖程。附加地，能夠通過對(duì)高壓控制閥30、31的合適的個(gè)性化的控制影響活塞23的沖程特性。在按照?qǐng)D3的電液式致動(dòng)器21中，取消了用于在從活塞的上死點(diǎn)位置移動(dòng)出來時(shí)影響活塞23的附加措施，從而第二工作室25通過一個(gè)唯一的高壓控制閥30以一個(gè)對(duì)于活塞23的快速移動(dòng)運(yùn)動(dòng)所需的大的流動(dòng)橫截面連接到高壓管路28上。相反，第二工作室25與引導(dǎo)低壓的卸載管路29的連接通過多個(gè)低壓控制閥建立，在圖3中舉例地示出其中的兩個(gè)低壓閥32、33。在多個(gè)低壓控制閥32、33中，至少一個(gè)低壓控制閥(在此為低壓控制閥32)在輸入側(cè)與第二工作室25連接，并且至少一個(gè)低壓控制閥(在此為低壓控制閥33)在輸入側(cè)連接到一個(gè)在活塞23的沖程范圍中通入到第二工作室25中的排出開口 34上。排出開口 34布置在工作缸22中，使得活塞23從確定的由第二工作室25的高壓卸載觸發(fā)的回程開始封閉排出開口?；钊?3的沖程位置(從該沖程位置開始排出開口 37被封閉)在圖3中虛線地被示出并且以38表示。低壓控制閥32、33可以具有相同的流動(dòng)橫截面，但是也可以設(shè)有不同的流動(dòng)橫截面。低壓控制閥32、33又個(gè)性化地、例如時(shí)間同步或時(shí)間錯(cuò)開地被控制。在此另外的低壓控制閥32、33也可以在輸入側(cè)與各一個(gè)排出開口連接，這些排出開口在工作缸中上下疊置地布置，由此活塞23依次封閉在沖程長度中前后相繼的排出開口 37。如果高壓控制閥30被關(guān)閉并且兩個(gè)低壓控制閥32、33被打開，那么在活塞23的回程中流體從第二工作室25的排出通過兩個(gè)低壓控制閥32進(jìn)行。大的排出橫截面通過低壓控制閥32、33的流動(dòng)橫截面之和得到并且活塞23非?？焖俚赝剡\(yùn)動(dòng)，換氣閥14由此被快速地關(guān)閉。如果活塞23到達(dá)沖程位置38，那么排出開口 37通過活塞23截止。流體僅能通過低壓控制閥32的比橫截面之和明顯更小的流動(dòng)橫截面排出。該排出明顯更強(qiáng)烈地被節(jié)流，由此在第二工作室25中建立壓力并且對(duì)關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的速度進(jìn)行節(jié)流。低壓控制閥32可以用于控制活塞23的制動(dòng)并且由此導(dǎo)致?lián)Q氣閥14的關(guān)閉，其中閥盤20不是硬沖擊到閥座17上。當(dāng)最后主動(dòng)的低壓控制閥32被構(gòu)造為比例閥時(shí)，得到在活塞23的回程階段中的另外的控制可能性。在圖4中示出的電液式致動(dòng)器21的實(shí)施例中，不僅按照?qǐng)D2的致動(dòng)器21中的結(jié) 構(gòu)措施而且按照?qǐng)D3的致動(dòng)器21中的結(jié)構(gòu)措施組合地實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)工作室25與高壓的連接通過至少兩個(gè)高壓控制閥30、31進(jìn)行，這些高壓控制閥中的一個(gè)高壓控制閥在輸入側(cè)連接到高壓管路28上并且另一個(gè)高壓控制閥在輸入側(cè)連接到在活塞23的沖程路徑中通入第一工作室24中的排出開口 34上。在輸出側(cè)，兩個(gè)高壓控制閥30、31與兩個(gè)工作室25連接。第二工作室25與低壓的連接通過至少兩個(gè)低壓控制閥32、33進(jìn)行，這些低壓控制閥中的一個(gè)低壓控制閥在輸入側(cè)連接到第二工作室25上并且第二低壓控制閥33連接到在往復(fù)式活塞23的沖程長度中通入到第一工作室24中的排出開口 37上。兩個(gè)低壓控制閥32、33在輸出側(cè)與卸載管路29連接。在該電液式致動(dòng)器21中，上述的用于影響換氣閥的升力曲線的可能性以總數(shù)給出。變換地，高壓控制閥30、31也可以如其在圖I中所示那樣被連接。在所述的電液式致動(dòng)器21中，活塞23的打開沖程仍能夠以其它方式被影響，例如通過一個(gè)坐置在活塞23上的環(huán)形活塞，如其在DE 10143952A1、圖2中描述那樣。此外，電液式致動(dòng)器21也可以控制內(nèi)燃機(jī)的一對(duì)出口閥或一對(duì)入口閥，其方式是構(gòu)造為分級(jí)或差動(dòng)活塞的活塞23與一個(gè)作用在閥對(duì)上的耦合單元連接。所謂的“雙盤”例如在DE 10147305A1中描述。
權(quán)利要求
1.電液式致動(dòng)器，包括一個(gè)工作缸(22)個(gè)在該工作缸(22)中可軸向移動(dòng)的活塞(23)，該活塞具有第一活塞面(231)和比該第一活塞面大的第二活塞面(232);兩個(gè)在該工作缸(22 )中構(gòu)成的工作室(24，25 )，這些工作室中的一個(gè)永久地被加載處在高壓下的流體的第一工作室(24)被該第一活塞面(231)限界并且一個(gè)第二工作室(25)被該第二活塞面(232)限界；和連接到該第二工作室(25)上的電的控制閥，這些控制閥可選地建立與處在高壓下的流體和處在低壓下的流體的連接，其特征在于，所述第二工作室(25)與高壓和低壓的連接中的至少一個(gè)連接通過多個(gè)控制閥建立。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述第二工作室(25)與高壓的連接通過多個(gè)高壓控制閥(30，31)建立。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述第二工作室(25)與低壓的連接通過多個(gè)低壓控制閥(32，33)建立。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述多個(gè)高壓控制閥(30，31)在輸入側(cè)并聯(lián)地連接到引導(dǎo)高壓的高壓管路(28)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述多個(gè)高壓控制閥(30，31)中的至少一個(gè)高壓控制閥(30)在輸入側(cè)連接到引導(dǎo)高壓的高壓管路(28)上并且至少一個(gè)高壓控制閥(31)連接到一個(gè)在所述活塞(23)的沖程長度的范圍中通入到所述第一工作室(24)中的排出開口(34)上并且所述排出開口(34)這樣地布置在所述工作缸(22)中，使得所述活塞(23)從一個(gè)由對(duì)所述第二工作室(25)的高壓加載觸發(fā)的、確定的移動(dòng)沖程開始封閉所述排出開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述多個(gè)低壓控制閥(32，33)中的至少一個(gè)低壓控制閥(32)在輸入側(cè)與所述第二工作室(25)連接并且至少一個(gè)低壓控制閥(33)在輸入側(cè)連接到一個(gè)在所述活塞(23)的沖程長度的范圍中通入到所述第二工作室(25)中的排出開口(37)上并且所述排出開口(37)這樣地布置在所述工作缸(22)中，使得所述活塞(23)從一個(gè)由對(duì)所述第二工作室(25)的高壓卸載觸發(fā)的、確定的回程開始封閉所述排出開口。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6之一的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述多個(gè)高壓控制閥(30，31)具有不同的流動(dòng)橫截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7之一的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述多個(gè)低壓控制閥(32，33)具有不同的流動(dòng)橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8之一的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述多個(gè)高壓控制閥(30，31)能夠單獨(dú)地被控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至9之一的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述多個(gè)低壓控制閥(32，33)能夠單獨(dú)地被控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10之一的電液式致動(dòng)器，其特征在于，所述活塞(23)與內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)換氣閥(14)的閥單元(18)這樣地連接，使得在所述低壓控制閥(32，33)關(guān)閉時(shí)通過所述多個(gè)高壓控制閥(30，31)中的至少一個(gè)的打開來打開所述至少一個(gè)換氣閥(14)并且在所述多個(gè)高壓控制閥(30，31)關(guān)閉時(shí)在所述低壓控制閥(32，33 )中的至少一個(gè)打開時(shí)所述至少一個(gè)換氣閥(14)被關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電液式致動(dòng)器，該電液式致動(dòng)器包括一個(gè)工作缸(22)和兩個(gè)在該工作缸(22)中構(gòu)成的由活塞(23)限界的工作室(24，25)以及電的控制閥，該工作缸帶有一個(gè)在該工作缸中可移動(dòng)的具有第一和第二活塞面(231，232)的活塞(23)。這兩個(gè)工作室(24，25)中的一個(gè)永久地處在高壓下的第一工作室(24)被該第一活塞面(231)限界并且一個(gè)第二工作室(25)被較大的第二活塞面(232)限界。這些控制閥可選地建立第二工作室(25)與高壓和低壓的連接。為了實(shí)現(xiàn)在活塞的沖程長度上對(duì)活塞(23)的廣泛的控制可能性，第二工作室(25)與高壓和低壓的連接中的至少一個(gè)連接通過多個(gè)控制閥建立，其中，不僅多個(gè)高壓控制閥(30，31)能夠建立與高壓的連接，而且多個(gè)低壓控制閥(32，33)能夠建立與低壓的連接。
文檔編號(hào)F01L9/02GK102713173SQ201080061039
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者B·梅德, H·格斯勒, K·米斯科爾, R·恩格爾貝格, R·瓦爾特, R·萊恩博徹, S·弗倫茨, S·賴默爾, U·迪爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司