SE526975C2 - Metod för generering av tryckpulser, tryckpulsgenerator och en med en sådan försedd kolvmotor - Google Patents

Description

ooov oo no..

Q Û I 0 n o o I n o o 10 15 20 25 526 9 75 2 iii; ._;;-§§};,;; förbunden cylinder. Om tryckfluidet är en gas, kan denna tillåtas verka direkt mot kolven på motsatt sida om dennas mot förbrän- ningskammaren vända sida. Den fiäderbelastning som den tryck- pulsöverförande kroppen därvid är utsatt för i riktning mot tryck- pulsgeneratorns kammare kan då vara en direkt verkan av det gastryck som råder i nämnda cylinder, och kan men behöver således inte vara åstadkommen av en fysisk fjäder.

Lämpligen inbegriper tryckpulsgeneratorn en styrenhet som elektro- niskt och baserat på den tryckpulsöverförande kroppens läge eller till exempel en kolvmotors kolvläge (vevvínkelgrad) styr ventiler för re- glering av tryckfluidets flöde och därmed tryckpulsernas initiering.

Begreppet ledning, som det används i denna ansökan, ska betraktas i vid mening, och kan således innefatta en rörledning eller en ledning i form av en i ett materialstycke anordnad kanal.

Uppfinningen är baserad på insikten om att en fjäder för förskjutning av en tryckpulsöverförande kropp, oavsett om den är av tryckfluidtyp eller mekanisk typ, kan förspännas och utlösas genom en lämplig styrning av ett tryckfluidflöde i en tryckfluidkrets.

UPPFINNINGENS BAKGRUND Det är känt att med hjälp av en hydraulisk tryckpulsgenerator styra och driva fjäderbelastade tallriksventiler (poppet valves) hos förbrän- i ningsmotorer, härefter benämnda motorventiler. Till exempel är det genom US 6 067 946 känt att öppna en motorventil genom applice- ring av ett hydrauliskt tryck på en med ventilen förbunden kolv. Det hydrauliska trycket kommer från antingen en högtryckskälla eller en lägtryckskälla. Appliceringen av hydraultxycket görs medelst en tryckstyrningsanordning baserat på signaler som mottas från ett 10 15 20 25 30 5 2 6 9 7 5 3 . j; . f: elektroniskt styrorgan. Hydraultrycket appliceras på ett sätt som ska _minimera den energi som fordras för aktiveringen av ventilen under det att ventilens tröghetsmoment utnyttjas. Det beskrivna systemet innefattar medel för öppning/ brytning av kommunikationen mellan högtryckskällan och den kammare i vilken kolven är anordnad och medel för öppning/ brytning av kommunikationen mellan lågtxyckskällan och nämnda kammare.

Den i US 6 067 946 beskrivna metoden innebär att högtryckskällan bringas att kommunicera med kammaren under det att ventilen för- skjuts i en riktning ut ur kammaren, det vill säga till ventilens öpp- ningsläge. När ventilen närmar sig ett maximalt öppet läge stängs kommunikationen mellan kammaren och högtryckskällan och öpp- nas i stället kommunikationen mellan kammaren och lågtryckskäl- lan. På så vis åstadkoms en bromsning av ventilen innan den när sitt så kallade bortaläge. När ventilen väl nått detta läge kan den låsas i detta genom att bägge de nämnda kommunikationerna bryts. När ventilen ska återgå till sitt stängda läge öppnas åter kommunikatio- nen mellan lågtryckskällan och kammaren, varvid den förspända fjä- derkraften förskjuter kolven in i kammaren. När ventilen är nära sitt stängda läge, hemmaläget, öppnas kommunikationen mellan högtryckskällan och kammaren och bryts kommunikationen mellan lågtryckskällan och kammaren. På så vis åstadkoms en bromsning av rörelsen i denna riktning. När ventilen nått sitt hemmaläge kan bägge kommunikationema brytas för att hålla ventilen i detta läge. På så vis styrs ventiltiden.

En nackdel med denna tidigare teknik är att den hydraulvätska som kommer från högtryckskällan och används för utskjutningen av ven- tilen till dess öppna läge nästan hela tiden leds vidare till lågtryckskällan, varigenom energiförluster uppkommer. oo oooo oo ooq; o o o o o o Olo o o o oooo o o o o o o oo ooo oo oo too oo I I 0 o 0 o oo o oooo 10 15 20 25 30 526 975 SYFTET MED UPPFINNINGEN Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod och en tryckpulsgenerator som gör det möjligt att minimera energiförluster i samband med tryckpulsgenereríng, i synnerhet i samband med förskjutning av en motorventil hos en förbränningsmo- tor mellan sina öppna och stängda positioner eller förskjutning av en VGR-kolv mellan önskade positioner i samband med driften hos en förbränningsmotor till vars förbränningskammare nämnda kolv hör.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att uppnå det primära syftet med en så enkel och pålitlig tryckpulsgeneratorkonstruktion som möjligt.

REDoGoRELsE FÖR UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen uppnås med den i patentkravets 1 ingress definierade metoden, kännetecknad av att kommunikationen mellan kammarens första del och högtryckskällan hålls bruten under det att en förskjutning av kroppen från ett i förväg givet utgångsläge i den första riktningen ästadkoms genom utlösning av den första fjädern, och kommunikationen mellan kammarens första del och högtryckskällan hålls öppen under det att kroppen förskjuts tillbaka i den andra förskjutningsriktningen till nämnda utgångsläge, varvid en förspånning av den första fjädern åstadkoms.

Den tryckpulsöverförande kroppen verkar lämpligen mot eller bildar del av en ventil, fortsättningsvis benämnd motorventil, till en för- bränningsmotors förbränningskammare. Alternativt verkar den mot eller bildar del av en VCR-kolv för styrning av kompressionsvolymen hos en förbränningsmotors förbränningskammare. Normalt sett co O I O to 10 15 20 25 30 526 5 .... .. kommer en förskjutning av den tryckpulsöverförande kroppen i den första riktningen att medföra ett öppnande av motorventilen, det vill säga en förskjutning av den från ett stängt läge i anliggning mot ett säte, eller en reduktion av förbrånningskammarens kompressionsvo- lym genom förskjutning av en VCR-kolv.

De första och andra fjädrarna kan vara av mekanisk, pneumatisk el- ler hydraulisk typ. I samband med utlösningen av den första fjädern kommer denna att under den efterföljande rörelsen överföra energi till den andra fjädern, som därvid övergår till ett komprimerat tillstånd.

Ett vändläge nås, motsvarande det maximala eller önskade öppnan- det av en motorventil eller det önskade läget hos en VGR-kolv. I detta läge är det tänkbart, men inte nödvändigt att låsa motorventilen.

VGR-kolven måste dock på något sätt låsas i detta läge. Vi återkom- mer senare till hur detta rent praktiskt kan gå till. Efter uppnåendet av vändlåge, i vilket den andra fjädern är i ett förspänt tillstånd, kommer den andra fjädern att förskjuta motorventilen eller VCR- kolven tillbaka till utgångsläget. På grund av förluster i samband med förskjutningsrörelserna kommer emellertid inte en fullständig åter- gång till utgångslåget att ske. Uppfinningen går ut på att man genom assistans av en tryckfluid med högtryck åstadkommer en fullständig återföring till utgångsläget. I en av sökanden inlämnad parallell pa- tentansökan ges ett förslag på hur man i fallet med en hydraulisk el- ler pneumatisk första fjäder kan åstadkomma en sådan återgång ge- nom dränering av tryckfluíd från den kammare ivilken den tryck- pulsöverförande kroppen är anordnad att förskjutas. Den föreliggan- de ansökan och nämnda parallella ansökan visar med andra ord två olika principer för återföring av en tryckpulsöverförande kropp hos en tryckpulsgenerator till sitt utgångsläge.

Enligt uppfinningen öppnas kommunikationen mellan kammarens första del och högtryckskällan under en tidsperiod tillräcklig för att 975 10 15 20 25 30 526 975 535.3, . :..=¿_ :..:..¿, =..=_..: fullständig àterföring av nämnda kropp till utgångsläget ska uppnås genom verkan av tryckfluiden och den andra fjädern.

Kommunikationen mellan kammarens första del och högtxyckskällan öppnas med fördel under ett avslutande skede av förskjutningen i den andra riktningen, för vilket den andra fjäderns verkan är otill- räcklig för fullständig áterföring av nämnda kropp till utgångsläget.

Kommunikationen mellan kammarens första del och högtryckskällan hålls öppen under en tidsperiod under vilken kvarhållning av nämn- da kropp i utgångsläget önskas.

När sedan utlösning åter ska ske sker detta genom tryckavlastning i kammarens första del. Tryckpulsgeneratorn innefattar i en utförings- form en ledning som leder mellan kammarens första och andra delar, och medel för öppning / brytning av kommunikationen mellan nämn- da delar via denna ledning, varvid denna kommunikation hålls stängd under det att kommunikationen mellan högtryckskällan och karnmarens första del hålls öppen, och hålls öppen under det att kommunikationen mellan högtryckskällan och kammarens första del hålls stängd.

Enligt uppfinningen föredras att tryckpulsgeneratorn innefattar en ledning som leder mellan kammarens första del och en lågtryckskäl- la, och medel för öppning/ brytning av kommunikationen via denna ledning, och att nämnda kommunikation hålls bruten när kommuni- kation mellan högtryckskällan och kammarens första del hålls öppen.

Nämnda kommunikation bör vara öppen under den tid när kommu- nikationen mellan högtryckskållan och kammarens första del är bru- ten, för att göra det möjligt för fluid att fritt strömma in i eller ut ur kammarens första del under den del av förskjutningsrörelsen då inte 10 15 20 25 30 5 2 6 9 7 5 v - -.I5 - 2:? ÄÄÉÉ högtryck ska appliceras för den fullständiga förskjutningen till ut- gångsläget.

Enligt ett utföringsexempel inbegriper uppfinningen att tryckpulsge- neratorn innefattar en ledning för kommunikation mellan en lågtryckskälla och kammarens andra del, och medel för öpp- ning/ brytning av denna kommunikation, och att denna kommunika- tion bryts när den tryckpulsöverförande kroppen, efter att ha förskju- tits i den första riktningen, har nått ett bortalåge, motsatt utgångslä- get, för låsning av kroppen position i bortaläget. Kommunikationen bryts därvid så till vida att flöde i riktning mot lågtryckskällan bryts/ stoppas. På så vis är det möjligt att styra den tid under vilken ventilen är öppen i fallet med en motorventil. I fallet med en VCR- kolv, kan denna på detta sätt läsas i den position som man önskar för uppnåendet av en önskad kompressionsvolym hos förbrännings- kammaren.

Syftet med uppfinningen uppnås även med en enligt patentkrravets 7 ingress definierad tryckpulsgenerator, kännetecknad av att medlen för öppning/brytning av kommunikationen mellan kammarens första del och högtryckskällan är anordnade bryta kommunikationen mel- lan dessa under det att en förskjutning av kroppen från ett i förväg givet utgångsläge i den första riktningen åstadkoms genom utlösning av den första fjädern, och anordnade att hålla kommunikationen mellan kammarens första del och högtryckskällan öppen under det att kroppen förskjuts tillbaka i den andra förskjutningsriktningen till nämnda utgångsläge, varvid en för- spänning av den första fjädern åstadkoms. Nämnda anordnande av medlen för öppning/ brytning av kommunikationen mellan kamma- rens första del och högtryckskällan inbegriper att medel för avkän- ning av den tryckpulsöverförande kroppens förskjutningsläge an- vänds för aktiveringen av de förstnämnda medlen vid önskad tid- lO l5 20 25 30 526 975 j; punkt. Alternativt kan nämnda aktivering vara baserad på förfluten tid från en föregående aktivering eller avaktivering av de förstnämnda medlen.

I övrigt är lämpligen tryckpulsgeneratorn utformad på det sätt som beskrivits ovan i samband med sammanfattningen av metoden enligt uppfinningen.

Medlet för att öppna/ bryta kommunikationen i ledningen mellan kammarens första del och högtryckskällan, innefattar med fördel en solenoidaktiverad ventilkropp.

Medlet för att öppna/ bryta kommunikationen i ledningen mellan kammarens första del och lägtryckskällan innefattar också med för- del en solenoidaktiverad ventilkropp, liksom även medlet för att öpp- na/ bryta kommunikationen mellan kammarens andra del och lågtryckskällan.

Det föredras att tryckpulsgeneratorn innefattar eller är kopplad till en styrenhet med ett datorprogram för styrning av tryckpulsgeneratorn i enlighet med metoden enligt uppfinningen.

Vidare avser uppfinningen en kolvmotor med en ventil för inflöde eller utflöde av luft eller en luft/ bränsleblandning relativt en förbrän- ningskarnmare, kännetecknad av att den innefattar en tryckpulsge- nerator enligt uppfinningen, för drivning av åtminstone en sådan ven- til medelst tryckpulser. Normalt innefattar en sådan motor både ven- tiler för inflöde och utflöde och företrädesvis drivs bägge dessa kate- gorier av ventiler av en tryckpulsgenerator enligt uppfinningen.

Uppfinningen avser även en kolvmotor med en VCR-kolv i anslutning till en förbränningskammare hos motorn, kännetecknad av att den nu 0 O lo 000! .

U 0000 000 0 I Q II 10 15 20 25 30 526 975 Ijfâ-:jjëjfi innefattar en tryckpulsgenerator enligt uppfinningen för drivning av VGR-kolven.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med den föreliggande uppfinning- en framgår av den följande detaljerade beskrivningen.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen ska härefter beskrivas i exemplifierande syfte med hän- visning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1 är en schematisk tvårsnittsbild av en tryckpulsgenerator enligt ett första utföringsexempel på uppfinningen, Fig. 2 visar ett andra utföringsexempel på tryckpulsgeneratorn enligt uppfinningen, Fig. 3 visar ett tredje utföringsexempel på tryckpulsgeneratorn enligt uppfinningen, Fig. 4 visar ett fjärde utföringsexempel på tryckpulsgeneratorn enligt uppfinningen, Fig. 5 visar ett femte utföringsexempel på tryckpulsgeneratorn enligt uppfinningen, Fig. 6 visar ett sjätte utföringsexempel på tryckpulsgeneratorn enligt uppfinningen, Fig. 7 visar ett sjunde utföringsexempel på tiyckpulsgeneratorn enligt uppfinningen, och l0 15 20 25 30 5 2 6 9 7 5 . jjf; . ;j;¿_:= Fig. 8 visar ett åttonde utföringsexempel på tryekpulsgeneratorn en- ligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en tryckpulsgenerator enligt ett första utföringsexempel på den föreliggande uppfinningen. Tryckpulsgeneratorn innefattar ett hus eller en kropp 1, i vilken en kammare 2 är anordnad. Kammaren 2 är företrädesvis cylindrisk. l kammaren 2 år en tryckpulsöverföran- de kropp 3 förskjutbart anordnad. Den tryckpulsöverförande kroppen 3 bildar en kolv som vid sin ytterperiferi ligger an tätt mot kamma- rens 2 vägg. Kroppen 3 delar av kammaren i en första del 4 och en andra del 5. Kammaren 2 är i detta fall inte sluten, utan dess andra del 5 är i detta fall i direkt kommunikation med omgivningen, som kan vara atmosfären.

Den tryckpulsöverförande kroppen 3 bildar i detta utföringsexempel del av en ventil 6 till en förbränningsmotors förbränningskammare7.

Kroppen 3 kan emellertid också vara separat och anordnad att på- verka, det vill säga förskjuta, ventilen 6. Kroppens 3 kolvparti är via en stång, med mindre tvärsnittsarea än kolvpartiet, förbunden med motorventílen 6. Nämnda stång genomskjuter kammarens 2 första del 4 och tillåter en fluid i nämnda första del att verka på den del av kolvens tvärsnittsarea som inte täcks av stångens tvärsnitt. Stången skjuter tätt ut ur kammaren 2 och igenom husets 1 vägg. Ventilen 6 kan fungera som inloppsventil för bränsle eller en bränsle- luftblandning eller som en utloppsventil för avgaser. Tryckpulsgene- ratorn är avsedd att fungera 'som ett alternativ till en konventionell kamaxel för styrning av ventilens 6 öppnings- och stängningsrörelse.

I förbränningskammarens 7 vägg, här ett cylinderhuvud, är på sed- I O o v o o o av o; nu oc . . C . :P00 .nø- ocg: I ICO ' o 10 15 20 25 30 vanligt sätt ett säte 8 anordnat, mot vilket ventilen 6 vilar i sitt stängda läge.

Tryckpulsgeneratorn innefattar vidare en högtryckskälla 9 och en lägtryckskälla 10 för en tryckfluid, som kan vara antingen gasformig eller vätskeformig. Lågtryckskällan kan till exempel, i det fallet att vätskan är olja tillhörande en förbränningsmotors oljesystem, utgöras av ett till motorn hörande oljetråg. Det ska inses att en pump eller kompressor (icke visad) bör vara anordnad i anslutning till tryckpuls- generatorn, eller bilda del av denna, för generering av nämnda högtryck och därmed bildande av högtryckskällan. En första ledning 11 leder mellan kammarens 2 första del 4 och högtryckskällan 9, medan en andra ledning 12 leder mellan kammarens första del 4 och lågtryckskällan 10. Det finns vidare ett medel i form av en av en sole- noid 13 aktiverad ventilkropp eller slidventíl 14 för öppning/ brytning av kommunikationen mellan kammarens 2 första del 4 och högtryckskällan 9 via den första ledningen 1 1. Samma solenoidakti- verade ventilkropp 14 bildar också ett medel för öppning/ brytning av kommunikationen mellan kammarens 2 första del 4 och lägtryckskäl- lan 10 via den andra ledningen 12. Denna dubbelfunktion för slid- ventilen 14 uppnås genom att den är anordnad att korsa bägge de nämnda ledningarna 11,12 och är försedd med öppningar 15 som i givna lägen öppnar ledningarna 11, 12. Slidventilen 14 är anordnad att öppna kommunikationen i den ena av ledningarna 11, 12 när den bryter kommunikationen i den andra av nämnda ledningar. De bägge öppningarna 15 kan ersättas av enbart en öppning såsom visas i fig. 2. Styrningen av flödet av tryckfluid i ledningar 11 och 12 ska förkla- faS HäIIIIGIC SCIIGI C.

Lämpligen innefattar tryckpulsgeneratorn en styrenhet (icke visad), t.ex. en datorenhet med mjukvara och processor, för styrning av med- len 13, 14 för öppning/ brytning av kommunikationerna mellan 00 0 0 0 0 0000 000 0 0 0 . 00 00 0 000 000 0 0 0 0000 .IQ 10 15 20 25 30 526 975 s -' 12 2 22%' '..'2 kammarens 2 första del 4 och högtryckskällan 9 respektive lägtryckskällan 10. Styrningen sker baserat pä läget hos en kolv i förbränningsmotorns förbränningskammare 7. Det ska därför ínses att en förbränningsmotor enligt uppfinningen bör vara utrustad med medel (icke visade) för avkänning av kolvens läge, det vill säga vev- vinkelgrad, och att styrningen sker baserat på signaler som anger nämnda läge.

Vidare innefattar tryckpulsgeneratorn en första fjäder 16 och en andra fjäder 17, anordnade att verka för förskjutning av nämnda kropp i en första riktning respektive andra riktning i kammaren 2. I det i fig. 1 visade utföringsexemplet är den andra fjädern 17 en me- kanisk fjäder som är anordnad mellan förbrånningskammarens 7 vägg 18 och en med ventilens 6 skaft 19 förbunden stödplatta 20.

Den andra fjädern strävar efter att stänga ventilen 6, det vill säga trycka den mot sätet 8.

Den första fjädern 16 är i detta fall av pneumatisk typ. En med mo- torventilens 6 skaft 19 förbunden kolv, i detta fall bildad av stödplat- tan 20, avgränsar tillsammans med omgivande väggar hos det tidiga- re nämnda huset 1 en kammare 21, som via en ledning 22 leder till en högtryckskälla 23, till exempel bildad av en kompressor, för en gas eller gasblandning, till exempel luft. Det finns vidare ett medel 24 för öppning/ brytning av kommunikationen mellan kammaren 21 och den tillhörande högtryckskällan 23. Nämnda medel är här bildat av en avsmalning eller öppning 24 i ventilens 6 skaft 19, varvid nämnda skaft är anordnat att korsa ledningen 22 och den nämnda öppningen eller avsmalningen 24 är anordnad att i ett givet läge, här motsva- rande ventilens stängda läge, hemmaläget, öppna för kommunikation mellan kammaren 21 och den tillhörande högtryckskällan 23. I övriga förskjutningslägen bryter ventilskaftet 19 kommunikationen i led- ningen 22. Detta innebär att den pneumatiska första fjädern 16 för- U I ocg; g.. o I lo o 0 o 00 to l0 15 20 25 30 526 975 B - spänns i ett hemrnaläge och därmed tillförs energi som gått förlorad under en föregående ventilrörelse. Så snart motorventilen förskjuts, kommer kommunikationen med den till kammaren hörande högtryckskällan att upphöra. Den komprimerade fluid som finns i kammaren 21 kommer då att expandera mot den andra ijäderns 17 verkan och, förutsatt att trycket är tillräckligt, leda till en förskjut- ning av motorventilen.

För åstadkommande av en tryckpuls som i sin tur leder till en öpp- nings- och en påföljande stängningsrörelse hos motorventilen 6 ska medlen för öppning brytning av kommunikationen i de första och andra ledningarna styras på följande sätt, utgående från det i fig. 1 visade utgångsläget: I utgångsläget är kommunikationen mellan kammarens första del 4 och högtryckskällan 9 öppen och kommuni- kationen mellan kammarens första del 4 och lågtryckskällan 10 stängd. Till att börja med aktiveras (alternativt avaktiveras, beroende av typ av solenoid (skjutande eller dragande)) solenoiden 13, varpå den tillhörande slidventilkroppen 14 förskjuts till ett låge i vilken kommunikationen mellan högtryckskällan 9 och kammarens första del 4 bryts och kommunikationen mellan lågtryckskällan 10 och kammarens första del 4 öppnas. Därvid upphör den tryckverkan på den tryckpulsöverförande kroppen i en andra riktning (uppåt i figu- ren) som beror av fluiden i kammarens första del 4. Den förspända pneumatiska fjädern 16 kommer därvid att utlösas och förskjuta den tryckpulsöverförande kroppen 3, inklusive motorventílen 6, i riktning nedåt på figuren, det vill säga i en riktning som leder till att motor- ventilen 6 öppnas. Förskjutningen sker under det att energi som av- ges från den första fjädern 16 övergår till den mekaniska andra fjä- dern 17, vilken här komprimeras. Vid ett givet förskjutningsläge, som beror av den andra ijäderns 17 fjäderkonstant och det valda trycket hos den högtryckskälla 23 som levererat tryckfluiden till den därtill hörande kammaren 21, nås ett bortre vändläge, eller bortaläge, hos 000 oo coon I OQO o 000 Ino 10 15 20 25 30 526 975 motorventilen 6. Den energi som nu är lagrad i den andra fjädern 17 förskjuter den tryckpulsöverförande kroppen 3 och motorventilen 6 tillbaka i riktning mot utgångsläget. Emellertid har energiförluster uppkommit under hela förskjutningsrörelsen, och den energi som finns lagrad i den andra fjädern 17 är otillräcklig för en fullständig återföring av motorventilen 6 till utgångsläget, det vill säga dess stängda läge. Vid ett givet läge, eller en given position hos den tryck- pulsöverförande kroppen 3, eller vid detektering av att tryckfluidflö- det ut ur kammarens 2 första del 4 eller kammaren 21 minskar eller upphör, aktiveras solenoiden åter, för att nu återgå till det utgångslä- ge som visas i figur 1. Därvid tillförs kammarens första del 4 ett högtryck som bidrar till att återföra motorventilen 6 till sitt stängda utgångsläge och till att hålla kvar ventilen i detta läge till dess att den tiyckpulsöverförande kroppen på nytt, med en styrning lik den som just beskrivits, bringas att öppna och stänga motorventilen. Det ska inses att tiyckpulsgeneratorn, för att möjliggöra sådan noggrann styrning av de aktiva komponenterna, i detta fall solenoiden 13, ska vara operativt förbunden med eller försedd med någon typ av sensor, som antingen känner av den tryckpulsöverförande kroppens 3 rörelse eller flödet i någon av nämnda ledningar 12, 22, för att på signal från denna sensor aktivera solenoiden 13 vid korrekt tidpunkt. Alternativt kan man i stället, vid givna driftförutsättningar, aktivera solenoiden baserat på förfluten tid från utlösning av den första fjädern.

Fig. 2 visar en modifierad version av tryckpulsgeneratorn i fig. l, där, som tidigare nämnts, skillnaden ligger i att enbart en öppning 15 är anordnad i den solenoidaktiverade slidventilkroppen 14.

I fig. 3 visas ett alternativt utföringsexempel på tryckpulsgeneratom enligt uppfinningen. Liksom i de föregående utföringsexemplen finns en första ledning 11 som leder från kammarens första del 4 till en högtryckskålla 9 och en andra ledning 12 som leder från kammarens 10 15 20 25 30 526 97 5 15 första del 4 till en lågtryckskälla 10. Det finns också en tredje ledning 25 som leder från kammarens andra del 5 till en lågtryckskälla. En solenoidaktiverad slidventil 26 styr flödet i ledningen 1 1 till nämnda högtryckskälla 9 och är även anordnad att öppna / bryta kommunika- tionen i den ledning 22 som leder mellan den ytterligare högtryckskälla 23 och den kammare 21 som tillsammans bildar den pneumatiska första fjädern 16. En ytterligare solenoidaktiverad slid- ventil 27 öppnar/ bryter kommunikationen dels i den andra ledningen 12, dels i den tredje ledningen 25. En fjärde ledning 28, till vilken de andra och tredje ledningarna ansluter, leder också från kammarens andra del 5 till lågtryckskällan 10. En backventil 29 är anordnad i den fjärde ledningen 28 för att förhindra direkt flöde via denna led- ning från kammarens andra del 5 till lägtryckskällan 10, men tillåta flöde i motsatt riktning. En femte ledning eller kanal 38 sträcker sig från lågtryckskällan 10 till kammarens första del 4. En backventil 39 i denna förhindrar flöde från den andra delen 4 till den första delen 5 men öppnar för flöde i motsatt riktning, vilket behövs för att kamma- rens första del ska kunna fyllas med tryckfluid under en återgångsrö- relse till utgångsläget utan öppnande av kommunikationen mellan högtryckskällan 9 och kammarens första del 4. En motsvarande lös- ning visas även i fig. 6.

Funktionen är följande: när den första fjädern 16 ska utlösas, bryts kommunikationen i ledningarna 11, 22 till de första och andra högtryckskällorna 9, 23. Samtidigt eller därefter öppnas kommunika- tionen i den andra ledningen 12 för att möjliggöra fluidflöde från kammarens första del 4 till lägtryckskällan 10. Kommunikationen i den tredje ledningen kan såsom här, men behöver inte, vara bruten under detta skede. Backventilen 29 garanterar att fluid från lägtryckskällan 10, och eventuellt från kammarens första del via de andra och fjärde ledningarna 12, 28, kan strömma in i kammarens andra del 5. När motorventilen nått ett vändläge i vilket energin till i nu coca en oooo I O o uno Ü I oo uno 10 15 20 25 30 526 975 16 stor del överförts från den första fjädern 16 till den andra fjädern 17, finns inte någon möjlighet för fluiden att strömma ut ur kammarens andra del 5, eftersom kommunikationen i den tredje ledningen 25 i detta läge ska vara bruten. Därmed har en låsning i vändläget erhål- lits. När en återgång till utgångsläget önskas, öppnas kommunikatio- nen i den tredje ledningen 25. För åstadkommande av fullständig återgång till utgångsläget är det nödvändigt att i slutet av återgångs- rörelsen åter öppna för kommunikation i den första ledningen l 1. Så- som tryckpulsgeneratorn är utformad i detta utföríngsexempel, och även i det föregående, kommer även kommunikationen i den ledning 22 som förbinder kammaren 21 med den ytterligare högtryckskällan 23 att öppnas. Det ska inses att motverkande krafter uppstår, men att trycket i den första högtryckskällan 9 år sådant att den pneuma- tiska fjäderns 17 kraft övervinns och utgångsläget uppnås.

Fig. 4 visar en förenklad utföringsform, där den pneumatiska första fjädern 16 är ersatt av en mekanisk fjäder 30, vilket dock inte är nödvändigt. Den andra ledningen 12, som leder från kammarens för- sta del till lågtryckssidan, gör detta via kammarens andra del 5 och en ytterligare ledning 28, motsvarande den fjärde ledningen 28 i det föregående utföringsexemplet. Den andra ledningen 12 kan alltså här sägas sträcka sig från kammarens först del 4 till dess andra del 5. I övrigt innefattar tryckpulsgeneratorn enligt denna utföringsform, lik- som i den enligt ñg. l, en solenoidaktiverad slidventil 14 för öpp- ning/ brytning av kommunikationen i de första och andra ledningar- na 1 l, 12, anordnad att bryta i den ena av ledningarna samtidigt som den öppnar i den andra.

Fig. 5 visar ytterligare en utföringsform som motsvarar den enligt fig. 4, med den enda skillnaden att den första fjädern 16 är en pneuma- tísk fjäder likt den i fig. 1. ooo oo soon U I I I o u o o n oc o. 10 15 20 25 30 » 526 975 1, " Fig. 6 visar en utföringsform som i stort motsvarar den enligt fig. 5, men där separata solenoidaktiverade slidventilkroppar 33, 34 an- vänds för öppning/ brytning av kommunikationen i den första respek- tive andra ledningen 1 1, 12.

Fig. 7 är en vy ovanifrån som visar en utföringsform hos vilken en solenoidaktiverad slidventilkropp 35 används för att reglera flödet i två intill varandra liggande ledningar. Det unika med denna utfö- ringsform är att slidventilkroppen 35 och ledningarna 36, 37 är an- ordnade så att Slidventilkroppen kan förskjutas i ett horisontalplan i stället för i ett vertikalplan. I de fall då man önskar minimera tryck- pulsgeneratoms höjd, till exempel då den sitter på eller bildar del av en förbränningsmotors cylinderhuvud, kan den lösning som visas i fig. 7 vara fördelaktig. Likaså om man inte önskar att tyngdkraften ska ha någon större inverkan på slidventilkroppens 35 läge.

Fig. 8 visar ytterligare en utföringsfonn av uppfinningen. Här finns det två ledningar 40, 41 från kammarens andra del 5 till lågtryckskällor 10, som kan vara en och samma lågtryckskälla. En solenoidaktiverad slidventilkropp 42 är anordnad att öppna/ bryta kommunikationen i den ena av nämnda ledningar 40, medan en backventil 43, som stänger i riktning mot lågtryckskällan 10 är an- ordnad i den andra ledningen 41. Två ytterligare ledningar 44, 45 le- der på ett motsvarande sätt mellan kammarens första del 4 och lågtryckskällor, som också kan vara en och samma lågtryckskälla 10.

Slidventilkroppen 42 används för öppning/ brytning av kommunika- tionen i den ena av dessa ledningar 44, och en backventil 46, som stänger i riktning mot lågtryckskällan 10 är anordnad i den andra ledningen 45. Det finns också en ledning 11 mellan en högtryckskälla 9 och kammarens första del 4, och i denna ledning är en ijäderbelas- tad slavventil 47 anordnad. Slavventilen kommer, genom nämnda fjäderpåverkan, att stänga ledningen 1 1 om trycket i kammarens för- 10 15 20 25 30 5 2 6 9 7 5 šïïf - ._;; - f? 'II- 18 a so; ao sta del 4 är så lågt att fjäderkraften, som verkar uppåt på slavventi- len 47 i fig. 8, inte övervinns. Slídventilkroppen 42 är också anordnad att öppna/ bryta kommunikationen i denna ledning ll. Slidventil- kroppen är anordnad att öppna ledningen 1 1 och ledningen 40 sam- tidigt som den bryter kommunikationen i ledningen 44, och vice ver- sa. När den tryckpulsöverförande kroppen 3 ska förskjutas från hemmalaget som visas i ñg. 8 till ett bortaläge, aktiveras slidventil- kroppen 42, varpå kommunikationen mellan högtryckskällan 9 och kammarens andra del 4 bryts, och flöde från kammarens andra del 4 till lågtryckskällan 10 via ledningen 44 tillåts. Når trycket i kamma- rens första del 4 minskar kommer slavventilen 47 att av fjäderverkan stänga. Den tryckpulsöverförande kroppen 3 når ett vändläge och en återrörelse till utgångsläget ska påbörjas. Dock är den låst i bortalä- get på grund av slidventilkroppens 42 läge. Dessa rörelser beror av den energi som först övergår från den förspända första fjädern 16 till den andra fjädern 17 och därefter strävar efter att gå tillbaka till den första fjädern. För att komma loss från det låsta bortaläget, släpps, eller återaktiveras solenoiden/ slidventilen 42 tillbaka till det i fig. 8 visade läget. Emellertid kommer slavventilen 47 att förbli stängd intill dess att den tryckpulsöverförande kroppens 3 rörelse avstannar och ett högre tryck, på grund av den första fjäderns 16 verkan, åter eta- bleras i kammarens första del 4. Först då öppnas för kommunikation i ledningen 1 1 och sker fullständig återföring av den tryckpulsöverfö- rande kroppen 3 till utgångsläget. Även om det inte visas på figurerna ska det inses att elektromagne- tiskt aktiverade, företrädesvis solenoidaktiverade, slidventiler normalt är försedda med en returfjäder eller liknande för återföring av ventil- kroppen i fråga när aktiveringen upphör. Det är naturligtvis också möjligt att tänka sig dubbla solenoider, som verkar på ventilkroppen i motsatta riktningar och som samverkar för fram- och återskjutning av ventilkroppen mellan de lägen i vilka den öppnar respektive bryter oo oooo oo ecco .g 0 0 o c g .

' OI o o coat og.

I o u o g o: gg .. 10 15 20 25 30 526 975 oocooo o toan-n o c t o co 00 o a Inna en u n nina o v o 19 kommunikationen i en eller flera ledningar eller förbindelser. Aktive- ring av en solenoid, och därmed den tillhörande ventilkroppen, ska betraktas i vid mening och kan ínbegripa såväl aktivering som deak- tivering, det vill säga släppning. Samtliga solenoider avses vara styr- da medelst signal från den tidigare i ansökan nämnda styrenheten, som är försedd ett datorprogram för utförande av de steg som meto- den enligt uppfinningen innefattar. Antalet använda solenoidaktive- rade ventiler beror till stor del av hur man väljer att placera de led- ningar i vilka man önskar styra flödet. En slidventilkropp kan till ex- empel förses med ett flertal öppningar och vara anordnad att ansvara för öppnande/ brytande av kommunikationen i ett flertal ledningar.

Likaså kan slav- eller pilotventiler som i sig inte är solenoiddrivna men som indirekt styrs via en solenoídaktiverad ventilkropp ersätta eller komplettera vilken som helst av de ovan beskrivna medlen för öppning/ brytning av kommunikationen mellan kammarens delar el- ler mellan varje enskild del och högtryckskållan respektive lågtryckskällan. Sådana lösningar får anses ligga inom ramen för vad som är definierat i de bifogade patenkraven.

Det ska vidare nämnas att den ltryckpulsöverförande kroppen 3 enligt en alternativ applikation kan ha till uppgift att direkt påverka ett bränsle för åstadkommande av direkt bränsleinsprutníng i en för- bränningsmotors förbränningskammare.

Det ska vidare nämnas att det hus i vilket tryckpulsgeneratorns kammare 2 och den tryckpulsöverförande kroppen 3 är anordnade kan vara topplocket eller cylinderhuvudet på en motor enligt uppfin- ningen. Huset kan alternativt vara separat och fästat vid eller mot ett cylinderhuvud. 00 I 0 O 00 II 00 0000 0 . . . . . . 0. 000: ' I 0 0 0 000 n g g ¿... .- ß 0 0 0 c c 0 0 u 00 00 000 00 00 no 0 O O I I O O O 0 0 0000 00 0 5 2 e. 9 7 5 20 - - Ilšï Det ska inses att den tryckpulsöverförande kroppen i samtliga till- lämpningar av uppfinningen antingen kan vara direkt förbunden med, det vill såga bilda del av, en ventilkropp eller en VCR-kolv som den ska verka mot och driva, eller vara separat från denna.

I de applikationer som diskuterats ovan är fluidtrycket, högtrycket, typiskt 100-500 bar när fluiden år en vätska, typiskt olja, och 3-30 bar när fluiden år en gas eller gasblandning, typiskt luft.

Claims (17)

10 15 20 25 30 526 975 21 PATENTKRAV

1. Metod för generering av tryckpulser via en tryckpulsöverförande kropp (3) som är förskjutbart anordnad i en kammare (2), vid vilken en tryckfluids flöde in i och ut ur nämnda kammare (2) styrs elektromekaniskt för åstadkommande av tryckförändringar för förskjutning av kroppen hos en tryckpulsgenerator som innefattar 0 nämnda kammare (2), avdelad i en första och andra del (4,5) av nämnda kropp (3). 0 en första fjäder och en andra fjäder (16, 17), anordnade att ver- ka för förskjutning av nämnda kropp (3) i en första riktning re- spektive andra riktning i kammaren, 0 en första ledning (1 1) som leder mellan en högtryckskälla (9) och kammarens första del (4), 0 varvid tryckfluiden i kammarens första del (4) verkar på nämn- da kropp (3) för förskjutning av nämnda kropp (3) i den andra riktningen, och 0 medel (13,14) för öppning/ brytning av en kommunikationen mellan kammarens första del (4) och högtryckskällan via den första ledningen (1 1), kännetecknar! av att 0 kommunikationen mellan kammarens första del (4) och högtryckskällan (9) hålls bruten under det att en förskjutning av kroppen (3) från ett i förväg givet utgångsläge i den första riktningen åstadkoms genom utlösning av den första fjädern (15), 0 och kommunikationen mellan kammarens första del (4) och högtryckskällan (9) hålls öppen under det att kroppen (3) för- skjuts tillbaka i den andra förskjutníngsriktningen till nämnda utgångsläge, varvid en förspänning av den första fjädern (16) åstadkoms. 10 15 20 25 30 526 975 22

2. Metod enligt krav 1, kännetecknad av att kommunikationen mel- lan kammarens första del (4) och högtryckskällan (9) öppnas under en tidsperiod tillrâckig för att fullständig återföring av nämnda kropp (3) till utgångsläget ska uppnås genom verkan av tryckfluiden och den andra fiädern (17).

3. Metod enligt lcrav l eller 2, kännetecknad av att kommunikatio- nen mellan kammarens första del (4) och högtryckskällan (9) öppnas under ett avslutande skede av förskjutningen i den andra riktningen, för vilket den andra fiäderns (17) verkan är otillräcklig för fullständig återföring av nämnda kropp (3) till utgångsläget.

4. Metod enligt något av kraven l-3, kännetecknad av att kommuni- kationen mellan kammarens första del (4) och högtryckskällan (9) hålls öppen under en tidsperiod under vilken kvarhållning av nâinn- da kropp (3) i utgångsläget önskas.

5. Metod enligt något av haven 1-4, kännetecknad av att tryckpuls- generatorn innefattar en ledning (12) som leder mellan kammarens första del (4) och en lågtryckskälla (10), och medel för öpp- ning/ brytning av kommunikationen via denna ledning (12), och att nämnda kommunikation hålls bruten när kommunikation mellan högtryckskällan (9) och kammarens första del (4) hålls öppen.

6. Metod enligt något av kraven l-6, kännetecknad av att tryckpuls- generatorn innefattar en ledning (25, 28) för kommunikation mellan en lågtryckskälla (10) och kammarens (2) andra del (5), och medel (27) för öppning/ brytning av denna kommunikation, och att denna kommunikation bryts när den tryckpulsöverförande kroppen (3) har nått ett bortalåge, motsatt utgångsläget, för låsning av kroppen (3) position i bortalåget. 10 15 20 25 30 (526 975 23

7. Tryckpulsgenerator, innefattande en tryckpulsöverförande kropp (3) som är förskjutbart anord- nad i en kammare, nämnda kammare, delad i en första och andra del (4,5) av nämnda kropp (3). en första fjäder och en andra fjäder, anordnade att verka för förskjutning av nämnda kropp (3) i en första riktning respektive andra riktning i kammaren (2) , en första ledning som leder mellan en högtryckskälla och kammarens (2) första del (4), varvid tryckfluiden i kammarens (2) första del (4) verkar på nämnda kropp (3) för förskjutning av nämnda kropp (3) i den andra riktningen, och medel för öppning/ brytning av en kommunikationen mellan karnmarens (2) första del (4) och högtryckskällan (9) via den första ledningen, kännetecknad av att medlen för öppning/ brytning av kommunikationen mellan kammarens (2) första del (4) och högtryckskällan (9) är anord- nade bryta kommunikationen mellan dessa under det att en förskjutning av kroppen (3) från ett i förväg givet utgångsläge i den första riktningen ästadkoms genom utlösning av den första fjädern (16), och anordnade att hälla kommunikationen mellani-kammarens (2) första del (4) och högtryckskällan (9) öppen under det att kroppen (3) för- skjuts tillbaka i den andra förskjutningsriktningen till nämnda utgångsläge, varvid en förspänning av den första fjädern (16) ästadkoms.

8. Tryckpulsgenerator enligt krav 7, kännetecknad av att den inne- fattar en ledning (12) som leder mellan karnrnarens (2) första del (4) 10 15 20 25 30 526 975 M och en lågtryckskälla (10), och medel för öppning/ brytning av kom- munikationen via denna ledning (12).

9. Tryckpulsgenerator enligt något av kraven 7 eller 8, kännetecknar! av att den innefattar en ledning (25,28) för kommunikation mellan en lågtryckskälla (10) och kammarens (2) andra del (5), och medel (27) för öppning / brytning av denna kommunikation.

10. Tryckpulsgenerator enligt något av kraven 7-9, kännetecknad av att medlet (13,14,) för att öppna / bryta kommunikationen i ledningen mellan kammarens (2) första del (4) och högtryckskållan (9), innefat- tar en solenoidaktiverad ventilkropp (14).

11. l 1. Tryckpulsgenerator enligt något av kraven 8-10, kännetecknar! av att medlet (13,14) för att öppna / bryta kommunikationen i led- ningen mellan kammarens (2) första del (4) och lågtryckskällan (10) innefattar en solenoidaktiverad ventílkropp (14).

12. Tryckpulsgenerator enligt något av kraven 7 -1 1 , kännetecknad av att medlet (26) för att öppna / bryta kommunikationen mellan kammarens (2) andra del (5) och lågtryckskållan (10) innefattar en solenoidaktiverad ventilkropp.

13. Tryckpulsgenerator enligt något av kraven 7-12, kännetecknad av att den första fjädern (16) är en tryckfluidíjäder.

14. Tryckpulsgenerator enligt något av kraven 7-12, kännetecknad av att den första fjädern (16) år en mekanisk fjäder.

15. Tryckpulsgenerator enligt något av kraven 7 -14, kännetecknar! av att den innefattar en styrenhet med ett datorprogram för styrning i enlighet med något av kraven 1-6. 10 526 975 g

16. Kolvmotor med en ventil för ínflöde eller utflöde av luft eller en luft/ bränsleblandning relativt en förbrånningskammare, känneteck- nad av att den innefattar-e en tryckpulsgenerator enligt något av kra- ven 7- l 5.

17. Kolvrnotor med en kolv för variation av cylinder-volymen hos en förbränningskammare i en förbrânningsmotor, varvid kolven år fram- och återskjutbart anordnad i en med förbrånningskammaren förbun- den cylinder, känneteeknad av att den innefattar en tryckpulsgene- rator enligt något av kraven 7- 15 för drivning av nämnda kolv.