CN102402228A - 触发阀门闭锁体的冲击运动的方法 - Google Patents

Abstract

介绍了一种用于触发阀门（200）闭锁体的冲击运动的方法。闭锁体设计用于闭锁住阀门的通流横截面，并且可以转换至第一转换位置和第二转换位置。闭锁体在一个静止位置上处于第一转换位置，并且由于激活信号的作用而从其静止位置运动。方法包括了一个触发运动的步骤，在这步骤里激活信号的持续时间这样设定，使得闭锁体在到达第二转换位置之前，由反力作用而返回运动至第一转换位置。由此得出：闭锁体在运动期间至少部分地开通通流横截面。

Description

触发阀门闭锁体的冲击运动的方法

技术领域

本发明涉及一种用于触发阀门闭锁体的冲击运动的方法，一种用于触发阀门闭锁体的冲击运动的控制器，以及一种润滑装置。

背景技术

通常的阀门触发规定了触发阀门的一个闭锁体所要达到的终端位置。对于一种比例阀来说，要费很大力来调节流过阀门的流量。如果对于一些应用场合要求小的流量，那么必须或者采用一种比例-或伺服阀门，或者一种高动态性能的旁通阀，它在规定的时间里具有100%的开口。两种解决办法是昂贵的，并且引起高的触发费用。此外比例阀对于污染比较敏感。

发明内容

本发明的任务是用一种旁通阀可以实现较小的流量，作为旁通阀的设计流量。

这个任务通过按独立权利要求所述的一种触发阀门闭锁体的冲击运动的方法，一种触发阀门闭锁体的冲击运动的控制器，一种计算机程序产品以及一种润滑装置来解决。

本发明基于以下认识：在一个传统阀门开启过程期间，不断地加大经过阀门的通流通道的开启宽度，直至达到全部开启宽度。在开启过程期间经过阀门的流量不断加大，直至达到全部开启宽度。为了实现一种较小的流量，作为通过阀门的设计流量（也就是说在全部开启时的流量），因而可以在到达全部开启宽度之前中断开启过程。此外如果在开启过程期间通过对阀门特征值的询问对随后的开启过程产生影响，可监视流量的减小。此外还可以使传统的阀门一直完全开启，因而可以使设计通流量流过阀门，并且可以将沉积物和污染物从阀门里和连接的管路里冲洗出来。所谓设计通流量是指一种阀门设计所用流体的额定流量。

阀门开启过程的中断相对于具有良好可计量性和重现性的阀门额定流量来说，可以实现减小通过阀门的平均体积流量。此外可以通过阀门的完全打开，冲洗掉污染物并因此实现无维护性。使用比较简单而非动态的阀门决定了成本较低。通过在全开启时的冲洗措施使得阀门不易污染。

本发明提供了一种触发阀门闭锁体的冲击运动的方法，其中闭锁体设计用于闭锁住阀门的一个通流横截面，其中闭锁体可以转换至第一转换位置和第二转换位置，其中闭锁体在一个静止位置上处于第一转换位置，并且其中闭锁体响应激活信号而从其静止位置运动，其中该方法包括了一个触发闭锁体的运动的步骤，激活信号的持续时间在时间上这样设定，使得闭锁体在到达第二转换位置之前，由一个反力作用而运动返回至第一转换位置，而且闭锁体在运动期间至少部分地开通阀门的通流横截面。

本发明还提出了一种用于触发阀门闭锁体的冲击运动的控制器，其中闭锁体设计用于闭锁住阀门的一个通流横截面，其中闭锁体可以转换至第一转换位置和第二转换位置，其中闭锁体在一个静止位置上处于第一转换位置，并且闭锁体由于激活信号的作用而从其静止位置运动，其中控制器具有一个用于触发闭锁体运动的装置，其中激活信号的持续时间在时间上这样设定，使得闭锁体在到达第二转换位置之前，由一个反力作用而运动返回至第一转换位置，而且闭锁体在运动期间至少部分地开通阀门的通流横截面。

此外本发明还提出一种润滑装置，它具有以下特征：润滑阀门具有一个闭锁体用于闭锁住润滑阀门的通流横截面，其中闭锁体可以转换至第一转换位置和第二转换位置，其中闭锁体在一个静止位置上处于第一转换位置，并且闭锁体响应激活信号而从其静止位置运动；和一个按照这里介绍附件的控制器。

所谓阀门可以是指能够实现或者中断管路里的流体流的附件。例如阀门可以是一个旁通阀，或者2/2(二位二通)旁通阀，或者2/2 中心旁通阀。一个阀门可以具有一个阀体，阀体可以与至少一个管路连接。阀门也可以设计用于拧入孔，其中在拧入孔里设有可以连接方案，或者拧入孔可以是管路的一部分。此外一个阀门可以具有一个闭锁体，它可以是可活动地布置在阀体之内。闭锁体可以设计用于中断或者引导改变流体流动。闭锁体可以设计用于开通或者中断阀门的用于流体流动的通流横截面。为此可以将闭锁体压向一个密封座，该密封座可以包围住通流横截面，或者从密封座上运动离开。如果闭锁体与密封座接触，也就是说，如果闭锁体阻止了流体流过阀体的管道，那么第一转换位置可以由闭锁体占据；如果闭锁体完全开通了通流横截面，那么闭锁体可以在第二转换位置中。如果没有力从阀门之外作用于闭锁体上，那么闭锁体可以在静止位置上。如果一个外力，例如响应激活信号，而作用于闭锁体上，那么可以使闭锁体从其静止位置上运动。激活信号可以是一个电信号。激活信号可以直接为闭锁体的运动提供必要的能量。激活信号也可以激活一个开关或者功率调节器，例如像继电器或者输出级，从而开关或者输出级提供必需的能量。激活信号可以触发一个执行器，从而它对于阀门的闭锁体作用有一个机械力。电信号可以通过执行器的连接，例如引起一个磁性力。同样电信号可以引起一个压电力或者一个静电力，这些力可以传输到闭锁体上。激活信号可以有一个信号持续时间，这信号持续时间可以有限制。例如信号持续时间在1和100ms之间。反力可以是一个内力，例如地球引力，或者弹簧力，或者磁性力，它作用于闭锁体，并将其压到其静止位置上，或者使其保持在其静止位置上。但反力也可以是外力，例如通过流体压力引起的，或者在阀门里流动的流体的流动力。

按照本发明的另外一种实施形式，本方法还包括了一个检测步骤，它检测闭锁体运动行程长度和运动行程名义长度之间的差，其中在下一个触发的步骤里，信号持续时间对应于这差而改变或者变化。所谓名义长度可以理解为一段距离，其长度最大相当于在第一和第二转换位置之间闭锁体的运动路程长度。运动路程的长度可以是一个由闭锁体所走过的，在静止位置和一个由闭锁体实际上所达到的位置之间的距离。检测可以通过机械的，光学的，或者电的方式进行。电检测可以按电容的，电阻的或者感应的方法来进行。差值可以用于影响在随后的触发的步骤里的信号持续时间，如果重复实施该方法步骤的话。同样也可以对于在输入至阀门的管路里的流体的压力监测进行分析处理。因而在运行时，前面发生的行程或者说闭锁体的运动路程长度可能影响到随后的行程或者说闭锁体的运动路程长度，并且可以使事实上流过通流横截面的流量匹配于规定的所希望的流量。

此外也可以检测运动路程的长度，其方法是在触发步骤期间，将电参量作为阀门对于激活信号的反应进行分析处理。

电参量可以是一个电流值或者一个电压值。阀门的反应可以在通过位置的改变或者闭锁体的定向引起至少一个电参量值的变化。例如反应可以是阀门驱动装置克服由于激活信号引起的磁性力的反感应。电参量可以在至阀门驱动装置的电线路上检测到。因此可以无需附加的监测装置就监测阀门的行程。

在本发明的一种附加实施形式中，本方法还包括一个操纵旁通阀的步骤，其中闭锁体由于清洗信号的作用而从其静止位置处运动，其中清洗信号的持续时间这样设定，使得闭锁体到达第二转换位置，并且闭锁体将通流横截面完全开通。

清洗信号可以如激活信号那样也是一个电信号。清洗信号可以适合于，通过执行器使闭锁体一直运动至第二转换位置上。完全开通的流通横截面可以是一个最大可能的，经过阀门的通道直径。因而最大可能的体积流，也就是额定体积的流体可以流过阀门，并且从阀门里冲洗掉阀门壁上的沉积物和/或污染物。

按照本发明的另外一种实施形式，触发步骤可以按照控制信息来实施，这种信息由一个控制装置接收，如果一个要润滑的构件位于一个预定润滑位置上的话。

控制装置可以是一个润滑控制装置。控制装置同样也可以理解为设备控制装置，例如一种发动机控制装置。控制信息可以是一个信号，它表示出所希望的阀门激活时刻。所要润滑的构件例如可以是一个可活动构件，它有一个与非活动构件的接触位置。两个构件可以相互实现相对运动。一个要润滑的构件例如可以是在一个气缸里的发动机活塞。一个要润滑的构件例如同样也可以是一个在锯架/框里的锯片框架。一个规定的润滑位置可以是相对于非活动构件的一个预定位置，所要润滑的构件可以位于这非活动构件上，在其上其应被润滑。例如规定的润滑位置在所要润滑的部件震荡时，可以靠近于运动的上死点或者下死点。在那里通过所要润滑构件通过规定润滑位置的较长的重合时间，实现较长的润滑时间段。此外因此可以使润滑剂到达所要润滑的构件和固定的/非活动构件之间。

此外也可以使操纵的步骤根据清洗信息的作用来实施，这信息由控制装置接收，如果已经实施了规定数量的触发步骤，和/或如果所要润滑的构件位于一个规定的清洗位置上的话。

所谓清洗信息可以是指一个信号，这信号在一个清洗阀门所希望的时刻输出。例如润滑物体的一种预防清洗行程可以接着规定数量的润滑物体的润滑行程。同样也可以在触发步骤里，在检测运动/行程的名义-和实际长度之间的差值时，如果超出一个规定的偏差阈值时，就输出清洗信息。如果通过流过阀门的流体流而冲洗掉的污染物不能到达所要润滑的构件和固定构件之间，那就能实施清洗行程。例如，当所要润滑的构件远离润滑位置时。清洗位置尤其可以正好在一个与润滑位置相反的运动死点之前，如果例如正好在一个气缸里在进行燃烧的话。因而不必停下所要润滑的部件就可以实现运行，尽管阀门要定期清洗。

在另外一种实施形式中，激活信号和/或清洗信号可以是一个脉冲宽度调制信号。因而可以使用一种可靠的技术来产生信号。通过脉冲宽度调制可以直接一前一后地进行多个润滑和清洗行程。脉冲宽度调制信号例如可以通过一个功率调节器来控制操纵阀门用的通过电流。

一种具有程序码的计算机程序产品也是有利的，这产品存储在一种机器可读的载体里，例如一种半导体存储器、固定盘存储器或者光学存储器，并且应用于实施按照上述实施形式之一所述的方法，如果在控制器上运行程序的话。

附图说明

以下按照附图示例地对本发明进行详细叙述。所示为：

图1  按照本发明的一个实施例的一种方法的运行图；

图2  按照本发明的一个实施例的控制器润滑阀门的视图。

具体实施方式

相同或者类似的元件可以在以下附图中用相同或者类似的附图标记来表示。此外附图、附图说明以及权利要求书还包含了许多特征的组合。专业人士显然也可以将这些特征单个地来看，或者可以将它们汇总成其它的，这里没有详尽说明的特征组合。此外可以使按照本发明的方法步骤重复进行，以及用与所述次序不同的顺序来实施。如果一个实施例，包括了在第一特征/步骤和第二特征/步骤之间的一种“与/或”逻辑连接，那么这可以这样来阅读，以至于按照一种实施形式的实施例既具有第一特征/第一步骤，也具有第二特征/第二步骤，而按照另一个实施形式则或者只具有第一特征/步骤，或者只具有第二特征/步骤。

图1表示了按照本发明的一个实施例的用于触发阀门闭锁体冲击运动的方法的流程图。方法具有一个触发步骤110，一个检测步骤120和一个操纵步骤130。在步骤110里，用一个激活信号来触发闭锁体从静止位置的冲击运动。激活信号的持续时间设定得如此之短，使得闭锁体在到达第二转换位置之前，由一个反力作用而返回运动至第一转换位置。而且闭锁体在冲击运动期间，至少部分地开通阀门的通流横截面。如果控制信息被一个控制装置接收，那就执行步骤110。如果一个要润滑的构件位于一个预定的润滑位置上，那么控制装置就输出控制信息。在步骤120里，检测闭锁体的运动路程长度。由检测的运动路程的长度和运动路程的名义长度求出一个差值。在以下的触发步骤里，按照一个正的或者负的差值减小或者加大激活信号的持续时间。检测运动路程的长度，其方法是：例如在操纵阀门时，例如对于在阀门的阀门驱动装置/执行器里的电反应，例如用于使闭锁体运动的，在一个线圈里的反感应进行分析处理。在步骤130里操纵阀门，如果一个清洗信息被控制装置接收，或者超过了在运动路程测量的长度和名义长度之间最大规定差值的话。由于清洗信号的作用使闭锁体从其静止位置运动。清洗信号时间上这样设定，使得闭锁体至少短时地到达第二转换位置，而且闭锁体使通流横截面完全开通。通过通流横截面的完全开通可以使沉积在在阀门里污物颗粒，通过所产生的流体流冲洗掉。控制装置将清洗信息在规定数量的触发步骤之后输出，和/或如果所要润滑的构件处于一个规定的润滑位置上的话。

图2表示了作为本发明的一个实施例的润滑装置。润滑装置用一个2/2旁通阀200润滑一个例如在大柴油发动机的气缸里震荡的活塞。阀门200为此正好在活塞的一个上死点之前，至少部分地使润滑管路开通。接着润滑油可以从一个润滑油供给***202通过润滑管路流入气缸壁和活塞之间。为了使润滑管路开通，在阀门200的闭锁体上作用有一个或多个力的脉冲，它们导致了闭锁体的一个或多个冲击运动，以便部分地开通润滑管路的通流横截面。阀门200在这里所述的实施例中由一个电磁线圈驱动。来自一个控制器204的脉冲宽度调制信号短时地触发电磁线圈的激励，从而这从电磁线圈传输到闭锁体上的力脉冲不够使闭锁体从一个关闭的转换位置完全运动到一个打开的转换位置上。因而闭锁体在阀门200之内冲击地（也就是如向上抛射时，或者说在闭锁体的压力流动开通位置里）克服一个弹簧力和/或在润滑油供给***202里的润滑油压力而运动压力和/或弹簧力作用于闭锁体并使其返回至关闭的转换位置。控制器204由一个发动机控制装置206监测。发动机控制装置206监测震荡活塞的位置，并将一个控制信息传给控制器204，如果活塞达到了规定的润滑位置的话。在用图2所示的实施例中，规定的润滑位置正好位于气缸中的活塞的上死点之前。为了调节脉冲宽度调制信号的脉冲长度，控制器204例如通过对运动时电磁线圈里的反感应进行分析处理，来监测闭锁体在阀门200里的运动。如果运动太小，那么控制器204加长了下一个脉冲或循环时的脉冲长度。若运动太大，并因此对于应该流过阀门的所希望的流体量的开口度太大，那么控制器204就缩短下一个脉冲或循环时的脉冲长度。如果发动机控制装置206记录下了规定数量的活塞行程，那么它正好在气缸的一个下死点之前给控制器204输出一个清洗信息。接着控制器204输出一个加长的脉冲作为清洗信号。清洗信号控制作用于闭锁体上的力脉冲，这力脉冲足够使闭锁体一直运动到打开的转换位置上。因此可以短时地通过整个通流横截面使许多润滑油从润滑油供给***202流入气缸里。流体流带着污染物和沉积物。来自冲洗行程的润滑油例如在气缸中的下一次点火时燃烧。

在实施例的框图的右边，图2表示了一个有两条曲线的线图。横坐标是时间，纵坐标表示运动路程。上部曲线表示了气缸里活塞路程随时间的变化曲线。因为气缸里的活塞在上死点和下死点之间震荡，路程曲线为正弦形。下部曲线表示了闭锁体在阀门里的路程随时间的变化曲线。时间上分别正好在到达活塞上死点之前使闭锁体在阀门里冲击运动。这分别代表了一个润滑行程。因为闭锁体冲击运动，曲线在一个润滑行程期间具有一种抛物线形状。在规定数量的活塞行程之后，时间上正好在到达气缸的下死点之前，下曲线具有另外一种抛物线形状。这代表了一个冲洗行程。闭锁体在用于冲洗行程的抛物线最高点达到了完全打开的转换位置。闭锁体在冲洗行程期间所走过的路程近似为闭锁体在润滑行程期间所走过的路程的4至5倍大。在润滑行程和冲洗行程之间，下部曲线有一段直线，方式是使闭锁***于其（关闭的）静止位置上。

总之，图2涉及一种液压控制装置，用于在一个在2冲程大柴油发动机里，例如在一个船用柴油机或者备用电源发电机里的润滑点在供给和时间及数量准确地计量润滑剂。润滑量通过一个开关2/2旁通阀计量，这阀门冲击受到触发。这意味着，通过电流脉冲短时间地触发阀门，这脉冲一般不足以使阀门活塞处在完全开启时的其终端位置上。开启行程冲击地进行，也就是说，通过脉冲状电磁操纵使活塞在开启方向上运动，并且在阀门弹簧和流体力的作用下，又返回其关闭的终端位置上（冲击运动）。脉冲的持续时间决定了每个冲击开启行程计量的油量。用这种运行模式可以调整设定平均的体积流量，它们以一个系数1/10000在基本阀门的额定体积流量之下。

换句话说，图2例如表示了一个用于大柴油机的数字式冲击润滑阀门，作为用于时间和数量准确地润滑2冲程大柴油机活塞的，在一个具有压力为20至60巴的润滑油供给***上的快速转换阀门。一种具有阀门行程分析处理***的冲击PWM（脉冲宽度调制）-升压器204由一个发动机控制装置来触发，并引起多个3-200mm³润滑行程或者说在10个行程之后和/或在阀门行程分析处理之后，例如2000 mm³的冲洗行程。通过冲击运行可以应用相对简单的转换阀门（必要时见产品目录）。产生的小问题是液压液受污染，而在简单的功能检查时可以实现高的精度。通过使用简单的阀门它们可靠地克服了温度、冲击和电磁干扰。没有冲击的运行需要更快速的阀门。多个阀门可以用一个共同的或者用单一的升压放大器来运行。通过用于冲击运行的PWM-脉冲，进行一个用于每个行程最小量的量控制。有利的是进行压力检测来补偿Δ-P-离散（压力离散）。通过用于转换检查和阀门行程检测的反感应的分析处理，可以实现阀门开启度的修正，必要时在随后的行程中实现。通过阀门在确定数量的子行程之后可能的全开启可以对阀门进行冲洗。因此大大降低了易污染性。

所示的实施例只是举例选择，并且可以相互组合。

附图标记表

110     触发

120     检测

130     操纵

200     阀门

202     润滑油供给***

204      控制器，用于触发的装置

206      控制装置，发动机控制装置

Claims (10)

1.用于触发阀门（200）的闭锁体的冲击运动的方法，其中设计了用于闭锁阀门通流横截面的闭锁体，其中闭锁体可以转换至第一转换位置和第二转换位置，闭锁体在静止位置上处于第一转换位置，并且闭锁体由于激活信号的作用而从其静止位置运动，其中该方法包括了以下步骤：

运动的触发（110），其中设定激活信号的信号持续时间，使得闭锁体在到达第二转换位置之前，由反力作用而返回运动至第一转换位置,而且闭锁体在运动期间至少部分地开通通流横截面。

2.按权利要求1所述的方法，具有检测在闭锁体运动路程长度和运动路程理论长度之间的差的步骤（120），其中在下一个触发步骤里，信号持续时间对应于这差而变化。

3.按权利要求2所述的方法，其中检测运动路程的长度，其方式是在触发步骤（110）期间，将电参量作为阀门（200）对于激活信号的反应进行分析处理。

4.按上述权利要求之一所述的方法，具有操纵阀门（200）的步骤（130），其中闭锁体由于清洗信号的作用而从其静止位置处运动，其中设定清洗信号的信号持续时间，使得闭锁体到达第二转换位置，并且闭锁体使通流横截面完全开通。

5.按权利要求4所述的方法，其中操纵步骤（130）根据清洗信息的作用来实施，这信息由控制装置（206）接收，如果已经实施了规定数量的触发步骤（110）和/或如果所要润滑的构件位于规定的清洗位置上的话。

6.按上述权利要求之一所述的方法，其中触发步骤（110）按照控制信息来实施，这种信息由控制装置（206）接收，如果要润滑的构件位于预定润滑位置上的话。

7.按上述权利要求之一所述的方法，其中激活信号和/或清洗信号是脉冲宽度调制信号。

8.用于触发阀门（200）的闭锁体的冲击运动的控制器（204），其中闭锁体设计用于闭锁住阀门通流横截面，其中闭锁体可以转换至第一转换位置和第二转换位置，闭锁体在静止位置上处于第一转换位置，并且闭锁体由于激活信号的作用而从其静止位置运动，具有以下特征：

用于触发运动的装置（204），其中设定激活信号的信号持续时间，使得闭锁体在到达第二转换位置之前，由反力作用而返回运动至第一转换位置,而且闭锁体在运动期间至少部分地开通通流横截面。

9.具有程序代码的计算机程序产品，其存储在机器可读的载体里，用于实施按照上述权利要求1至7中之一所述的方法，如果在控制器（204）上运行程序的话。

10.润滑装置，具有以下特征：

润滑阀门（200），其具有用于闭锁住润滑阀门的通流横截面的闭锁体，其中闭锁体可以转换至第一转换位置和第二转换位置，其中闭锁体在静止位置上处于第一转换位置，并且闭锁体由于激活信号的作用而从其静止位置运动；

和按照权利要求8所述的控制器（204）。

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