CN110637152A - 包括具有受控永久性泄漏的双向电磁阀的用于控制具有可变压缩比的发动机的压缩比的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制具有可变压缩比的发动机的压缩比的装置,该装置包括:致动缸、第一流体管路(31A、32A)和第二流体管路(31B、32B),所述致动缸包括限定用于接收由蓄压器(33)供应的加压流体的两个腔室(112、113)的活塞(111);所述第一流体管路(31A、32A)将上腔室连接至蓄压器并包括第一阀组件(2A);所述第二流体管路(31B、32B)将下腔室连接至蓄压器(33)并包括第二阀组件(2B),其特征在于,第一流体管路和/或第二流体管路至少包括校准的流体泄漏开口。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制具有可变压缩比的发动机的压缩比的装置,该装置包括控制缸和蓄压器,所述控制缸包括限定用于接收加压流体的两个腔室的活塞,所述蓄压器通过两个彼此不同的流体管路将加压流体输送到两个腔室,每个流体管路都包括电磁阀组件。
本发明还涉及一种具有可变压缩比的发动机,其包括这种装置以及用于这种装置运行的电磁阀。
背景技术
当内燃机停止使发动机的冷却停止时,发动机的某些部件的温度会持续升高。例如,在申请WO2016/097546中描述类型的具有可变压缩比的发动机的致动缸的一个腔室中含有油的情况是这样的,其致动器在图1中示出。然后,根据初始温度和最终温度之间的差异,热膨胀引起容纳油的腔室中的压力增加。当该压力超过与吸收燃烧力有关的最大运行压力时,可能导致含有油的腔室故障。
为了克服该问题,通常的解决方案是在下腔室中安装配衡安全阀,以便排出多余的压力。然而,该解决方案仅在气缸不处于下对接位置时起作用。此外,这种解决方案对下腔室的设计仍然非常具有干扰性。
本发明旨在通过提出一种用于具有可变压缩比的发动机的压缩比控制***来解决这些问题,该***防止了发动机已经停止后温度升高的影响。
发明内容
为此目的,根据第一方面,本发明提出一种用于控制具有可变压缩比的发动机的压缩比的装置,其包括致动缸、蓄压器、第一流体管路、第二流体管路,所述致动缸包括限定用于接收加压流体的两个腔室的活塞;所述蓄压器输送加压流体;所述第一流体管路将上腔室连接至蓄压器,并包括能够控制所述第一流体管路中的流体流动的第一阀组件;所述第二流体管路将下腔室连接至蓄压器,并包括能够控制所述第二流体管路中的流体流动的第二阀组件,所述装置的特征在于,第一流体管路和/或第二流体管路至少具有至少一个校准的流体泄漏开口。
从而,泄漏开口的存在可以产生流体的永久性泄漏,即使在马达停止时,也能够确保在流体加热期间排出压力。
优选地,第一流体管路和/或第二流体管路具有旁通导管,该旁通导管设置为将一个腔室连接至蓄压器,包括防止流体从腔室流动至蓄压器的止回阀,当流体管路具有这样的开口时,所述旁通导管与相关的阀组件和泄漏开口并联连接。包括与泄漏开口并联的止回阀的旁通管路的存在具有以下优点:产生流体的永久性受控泄漏,而防止腔室的平均压力的任何波动。
有利地,泄漏开口校准成在发动机停止时温度升高的情况下减小致动缸中的压力。
有利地,泄漏开口校准成通过在100℃、240bar Dp下,以10至30cc/min的速度(并且优选地在在100℃、240bar Dp下,以20cc/min的速度)排出一定体积的流体来减小压力。
根据第一配置,泄漏开口包括至少一个校准的孔,该孔设置在称为泄漏导管的导管壁上,该导管作为旁通安装在所述流体导管上。
有利地,泄漏导管设置为形成与和所述泄漏导管相连的腔室的流体管路并联的管路。
根据另一种配置,除了上述校准的孔之外或者替代上述校准的孔,还可以设置为将泄漏开口设置在相关的阀组件的阀塞处。
有利地,旁通导管设置为形成与和所述旁通导管相连的腔室的流体管路并联的管路。
有利地,旁通导管设置为将下腔室连接至蓄压器。
根据有利的配置,每个流体管路具有泄漏导管。
有利地,第一阀组件和第二阀组件通过公共导管连接至蓄压器。
有利地,第一流体管路和第二流体管路以及第一阀组件和第二阀组件设置有磁致动器以形成电磁阀,从而能够同时打开和关闭与电磁阀相连的上腔室和下腔室。
根据另一方面,本发明涉及一种电磁阀,其包括两个阀组件和单个电磁致动器,每个阀组件用于控制由蓄压器在压力下输送的流体的流动,每个阀组件具有阀体和阀装置,所述阀体包括具有轴线AA且与至少两个流体管路连通的纵向通道;所述阀装置包括活塞,所述活塞安装成能够在通道内在流体管路的开口位置与流体管路的关闭位置之间移动,所述开口位置使得流体能够从一个流体管路流动到另一个流体管路,所述关闭位置使流体管路相对于彼此关闭,所述活塞包括可磁化的端部以及与可磁化的端部相对的端部,相对的端部形成能够抵靠在座位上以形成关闭位置的阀瓣;所述单个电磁致动器能够同时控制每个阀组件的活塞移动到流体管路的开口位置;所述致动器插置于两个阀组件之间,包括电磁线圈,该电磁线圈具有线圈孔,该线圈孔容纳与每个阀组件的活塞的能够磁化的端部相对延伸的固定可磁化靶;所述电磁阀的特征在于,第一流体管路和/或第二流体管路至少具有至少一个校准的流体泄漏开口。
根据本发明的其它优势且非限制性特征,可以单独采用或以任何技术上可行的组合采用:
-第一流体管路和/或第二流体管路包括旁通导管,所述旁通导管包括防止流体向蓄压器流动的止回阀,当流体管路包括泄漏开口时,所述旁通导管一方面与相关的阀组件并联连接,另一方面与这样的开口并联连接。与受控永久性泄漏并联的旁通管路的组合存在具有降低工件精度,从而降低制造成本的优点。这还具有通过补偿泄漏增加耐磨性的优点。这也减少了部件的数量并减少了与电磁阀相连的致动缸的下腔室中的空穴现象。
-泄漏开口校准成通过在100℃、240bar Dp下,以10至30cc/min的速度(并且优选地在在100℃、240bar Dp下,以20cc/min的速度)排出一定体积的流体来减小压力。
-泄漏开口包括至少一个校准的孔,该孔设置在称为泄漏导管的导管壁上,该导管作为旁通安装在所述流体导管上。
-泄漏导管设置为形成与和所述泄漏导管相连的腔室的流体管路并联的管路。
-泄漏开口设置在相关的阀组件的止回阀处。
-每个流体管路都有泄漏导管。
-第一阀组件和第二阀组件通过公共导管连接至蓄压器。
-校准的泄漏开口可以由阀组件的编程的周期性打开产生。
并且当电磁阀连接至带有两个由活塞限定的腔室的致动缸时:
-泄漏开口校准成在发动机停止时温度升高的情况下以减小致动缸中的压力。
-旁通导管设置为形成与和所述旁通导管相连的腔室的流体管路并联的管路。
-旁通导管设置为将下腔室连接至蓄压器。
-第一流体管路和第二流体管路以及第一阀组件和第二阀组件设置有磁致动器以形成电磁阀,从而能够同时打开和关闭与电磁阀相连的上腔室和下腔室。
本发明还涉及一种可变压缩比发动机,其包括如上所述的控制压缩比的装置。
附图说明
本发明的其它目的和优点应当通过以下参考附图的描述体现,其中:
-图1表示现有技术的用于控制压缩比的装置的示意图,该装置用于控制可变压缩比发动机的压缩比;
-图2示出了根据本发明的用于控制压缩比的装置的示意图。
为了更加清楚,在所有附图中,不同实施方案的相同或相似的元件用相同的附图标记标示。
具体实施方式
结合图2,描述了压缩比控制装置,其用于控制例如申请WO2008/148948中描述类型的可变压缩比发动机的压缩比。
压缩比控制装置包括致动缸110,致动缸110包括:限定两个腔室的活塞、上腔室113和下腔室112,从蓄压器33向上腔室113和下腔室112供应压力下的液压流体(在这种情况下为油)。为此,设置有第一流体管路31A、32A以及第二流体管路31B、32B,第一流体管路31A、32A将上腔室连接至蓄压器并且包括第一阀组件4A,第二流体管路31B、32B将下腔室连接至蓄压器并且包括第二阀组件4B。
根据特定的示例性实施方案,两个流体管路和两个阀组件设置有磁致动器,以形成申请WO2016/097546中描述类型的并且在图1中示出的电磁阀1,以使上腔室和下腔室同时打开和关闭。
下面将不再详细描述电磁阀1。但是,它包括上述申请中描述的电磁阀的所有特征。然而通常,电磁阀1包括:两个用于控制流体流动的阀组件2A、2B,以及插置在两个阀组件之间的单个电磁致动器5。
每个阀组件2A、2B具有阀体,阀体包括具有轴线AA且与至少两个流体导管31A、32A、31B、32B连通的纵向通道30A、30B。通道30A、30B在致动器5侧开口并在与致动器相对的一侧关闭。流体导管31A、32A、31B、32B位于通道30、30B的侧壁上。电磁阀1的流体导管31A连接至致动缸的上腔室113,而流体导管31B连接至致动缸的下腔室112。通道32A连接至蓄压器33,同时通道32B在端部关闭。为了确保流体从致动缸的下腔室112到上腔室113以及相反方向的流通,流体导管32A、32B通过公共通道34彼此连接。
每个阀组件还包括阀装置。阀装置包括:活塞4A、4B,活塞4A、4B具有管状主体,安装成能够在通道30A、30B内在流体导管31A、32A、31B、32B的开口位置与流体导管31A、32A、31B、32B的关闭位置之间移动,所述开口位置使流体能够从一个流体导管流动到另一个流体导管,所述关闭位置使流体导管31A、32A、31B、32B相对于彼此关闭。更具体地,每个活塞4A、4B具有端部41A、41B,所述端部41A、41B能够抵靠通道30A、30B相对于致动器5的最远处(即,在通道的关闭端处)的端部的座13A、13B,从而使流体导管关闭。从而,端部41A、41B形成阀瓣。然后阀被称为致动阀。在端部41A、41B和活塞4A、4B的管状主体上分别设置有孔和一个开口,以使流体能够通过它们。流体导管31A、31B设置为与设置有孔的活塞的壁部分相对的通道30A、30B上开口,而流体导管32A、32B设置为在相应通道的闭合端附近的通道30A、30B上开口。
电磁致动器5包括:具有线圈孔的圆柱形电磁线圈6以及构成可磁化靶8的部件,该部件有利地由可磁化的铁合金(例如铁/钴合金、铁/硅合金等)制成,固定地安装在所述孔中。当每个活塞在电磁致动器的控制下从流体导管的关闭位置移动到所述流体导管的开口位置时,每个活塞4A、4B在相应的通道中向靶部件移动,以与靶部件8的相应端面邻接。
从而,电磁阀1构成双向电磁阀,通过根据线圈6产生的磁场同时移动两个活塞4A、4B来确保双阀组件2A、2B的流体管路的打开或关闭。流体路径36类似于图1所示的控制装置的流体路径。通过电磁阀1控制加压流体从致动缸110的一个腔室到另一个腔室以及相反方向的流动来控制马达的压缩比。
为了在发动机关闭、温度升高时减小压力,电磁阀1必须设置有至少一个泄漏开口。
在图2所示的压缩比控制***示意图中,泄漏开口61设置在两个另外的导管上,这两个导管之后称为泄漏导管60,它们分别为第一流体管路和第二流体管路31A、32A、31B、32B的旁通。
泄漏开口61由设置在每个导管60的壁上的至少一个校准的孔组成。每个泄漏导管60设置为形成与和泄漏导管相连的腔室的流体管路31A、32A、31B、32B并联的管路,更具体地,设置为形成与相关的阀组件并联的管路。
为了补偿由于在电磁阀1内产生的永久性泄漏导致腔室的压降低于蓄压器33的压力,至少一个流体管路有利地设置有包括止回阀51的旁通导管50。从而,止回阀的存在能够对一个腔室进行再填充。从而,旁通管路可以保证腔室中的平均压力至少等于蓄压器中的压力,并且优化发动机的运行。当然,这是示例性实施方案,因为根据本发明的控制装置可以没有任何止回阀。
在所示的实施方案中,旁通导管50设置为将通向下腔室112的流体导管31B连接至通向蓄压器33的流体导管32B。由此构成第二流体管路(或下部流体管路)的旁通导管50。旁通导管50设置为形成与和旁通导管50相连的腔室的流体管路并联的管路,更具体地,设置为形成与相关的阀组件并联的管路。
在所示的示例中,控制***包括两个泄漏管路60和旁通导管50,所述泄漏管路60旁通地安装在每个流体管路31A、32A、31B、32B上;所述旁通导管50设计为对下腔室112进行再填充,与下腔室112的泄漏导管并联安装。这是优选的实施方案。显然,本发明不限于这种设置,并且可以提供具有设计用于对上腔室113进行再填充的旁通管路50的压缩比控制装置。从而,包括止回阀51的旁通导管50设置为将通向上腔室113的流体导管31A连接至通向蓄压器33的流体导管32B。由此构成第一流体管路(或上部流体管路)的旁通导管50。类似地,在不超出本发明范围的情况下,压缩比控制装置可以设置为包括先前描述的两个旁通管路50的组合设置,以这种方式可以对任一个腔室进行再填充。也可以设置为仅一个流体管路将配备有泄漏管路60。
当电磁阀处于关闭位置时,还可以通过在阀组件2B和/或阀组件2A的活塞41B、41A与相关的座13B、13A之间设置间隙来设置永久性泄漏。可以进行这种设置以替换或补充泄漏导管60。
根据另一个实施方案,可以计划将电磁阀1的周期性打开编程为这样的周期:保证马达的温度稳定,以便在马达停止后限制温度升高的影响。例如,可以考虑编程为在15分钟的时间内,每分钟电磁阀打开两次。电磁阀打开的这种编程可以实施为通过如上所述的泄漏导管而造成的永久性泄露和/或相关的阀与座之间的间隙的替代或与其组合。
本发明的以上描述作为示例。应当理解,本领域技术人员能够在不脱离本发明范围的情况下创建本发明的不同替代实施方案。
Claims (13)
1.一种用于控制具有可变压缩比的发动机的压缩比的装置,其包括:致动缸(110)、蓄压器(33)、第一流体管路(31A、32A)和第二流体管路(31B、32B),所述致动缸(110)包括限定用于接收加压流体的两个腔室(112、113)的活塞(111);所述蓄压器(33)输送加压流体;所述第一流体管路(31A、32A)将上腔室(113)连接至蓄压器并包括能够控制所述第一流体管路中的流体流动的第一阀组件(2A);所述第二流体管路(31B、32B)将下腔室(112)连接至蓄压器(33)并包括能够控制所述第二流体管路中的流体流动的第二阀组件(2B),其特征在于,第一流体管路和/或第二流体管路至少包括至少一个校准的流体泄漏开口(61)。
2.根据权利要求1所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,第一流体管路和/或第二流体管路(31A、32A、31B、32B)包括旁通导管(50),该旁通导管(50)设置为将腔室(112、113)之一连接至蓄压器(33)并且包括防止流体从腔室流动到蓄压器的止回阀(51),所述旁通导管(50)与相关的阀组件并联连接,并且当第一流体管路和/或第二流体管路(31A、32A、31B、32B)具有开口时,所述旁通导管(50)与泄漏开口并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,泄漏开口(61)校准成在发动机停止时温度升高的情况下减小致动缸中存在的压力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,所述泄漏开口(61)校准成通过在100℃、240bar Dp下,以10至30cc/min的速度排出一定体积的流体来减小压力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,所述泄漏开口(61)包括至少一个设置在导管壁上的校准的孔,称为泄漏导管(60),该泄漏导管(60)作为旁通安装在所述流体导管(31A、32A、31B、32B)上。
6.根据前一权利要求所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,所述泄漏导管(60)设置为形成与和所述泄漏导管(60)相连的腔室的流体管路(31A、32A、31B、32B)并联的管路。
7.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,所述泄漏开口(61)设置在相关的阀组件的阀塞处。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,每个流体管路(31A、32A、31B、32B)都包括泄漏导管。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,所述第一阀组件(2A)和所述第二阀组件(2B)通过公共导管(34)连接至蓄压器(33)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的用于控制压缩比的装置,其特征在于,第一流体管路和第二流体管路(31A、32A、31B、32B)以及第一阀组件和第二阀组件(2A、2B)设置有磁致动器(8)以形成电磁阀(1),从而能够同时打开和关闭与电磁阀(1)相连的上腔室和下腔室。
11.一种电磁阀(1),其包括:两个阀组件(2A、2B)和单个电磁致动器(5),每个阀组件用于控制由蓄压器在压力下输送的流体的流动,每个阀组件(2A、2B)具有阀体和阀装置,所述阀体包括具有轴线AA且与至少两个流体管路(31A、32A、31B、32B)连通的纵向通道(30A、30B);所述阀装置包括活塞(4A、4B),所述活塞(4A,4B)安装成能够在通道(30A、30B)内在流体管路(31A、32A、31B、32B)的开口位置与流体管路(31A、32A、31B、32B)的关闭位置之间移动,所述开口位置使得流体能够从一个流体管路流动到另一个流体管路,所述关闭位置使流体管路相对于彼此关闭,所述活塞(4A、4B)包括能够磁化的端部(40A、40B)以及与能够磁化的端部(40A、40B)相对的端部,相对的端部形成能够抵靠在座(13A、13B)上以形成关闭位置的阀瓣;所述单个电磁致动器(5)能够同时控制每个阀组件的活塞(4A、4B)移动到流体管路(31A、32A、31B、32B)的开口位置,所述致动器插置于两个阀组件之间,包括电磁线圈(6),该电磁线圈(6)具有线圈孔,该线圈孔容纳与每个阀组件(2A、2B)的活塞(4A、4B)的能够磁化的端部相对延伸的固定可磁化靶(8);其特征在于,第一流体管路和/或第二流体管路至少具有校准的流体泄漏开口。
12.根据权利要求11所述的电磁阀(1),其特征在于,所述第一流体管路和/或第二流体管路包括旁通导管(50),所述旁通导管(50)包括防止流体向蓄压器流动的止回阀(51),当第一流体管路和/或第二流体管路(31A、32A、31B、32B)具有开口时,所述旁通导管(50)与相关的阀组件并联连接并与泄漏开口并联连接。
13.一种可变压缩比发动机,其包括根据权利要求1至10中任一项所述的用于控制压缩比的装置。
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