專利名稱：一種滑閥組件的制作方法
一種滑閥組件
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種適合用在包含壓力致動(dòng)器的壓力系統(tǒng)中的閥組件，該壓力系統(tǒng)是例如能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)，例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，或者熱發(fā)動(dòng)機(jī)，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、斯特林循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、和奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及一種滑閥組件，這種滑閥組件是用于壓力系統(tǒng)中并且具有改進(jìn)的密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)被配置成減小在閥與同本體相關(guān)的密封部件上的摩擦、熱以及磨損。2.現(xiàn)有技術(shù)的說明最現(xiàn)代的內(nèi)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)利用被稱為奧托循環(huán)的四沖程運(yùn)行順序。奧托循環(huán)包括一個(gè)進(jìn)氣沖程，其中進(jìn)氣閥打開并且空氣和燃料的混合物被引導(dǎo)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中。然后發(fā)生一個(gè)壓縮沖程，其中活塞將燃料和空氣的混合物壓縮以便增加汽缸中的壓力。由一個(gè)火花塞提供的火花在活塞即將到達(dá)汽缸的頂部之前將混合物點(diǎn)燃，從而致使活塞在工作沖程中在汽缸內(nèi)被迫下移。然后在排氣沖程中一個(gè)排氣閥打開，其中燃燒后的氣體被迫離開汽缸。這四個(gè)沖程在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過程中不斷重復(fù)。以奧托循環(huán)原理運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)總體上利用彈簧加載的提升閥，這些提升閥在每個(gè)循環(huán)的過程中選擇性地打開和關(guān)閉進(jìn)氣和排氣端口。在大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)中，一個(gè)曲軸被聯(lián)接至一個(gè)正時(shí)皮帶或鏈條上，該正時(shí)皮帶或鏈條進(jìn)而聯(lián)接到一個(gè)凸輪軸上，該凸輪軸會(huì)旋轉(zhuǎn)以便在進(jìn)氣和排氣沖程的過程中對(duì)應(yīng)地打開該進(jìn)氣和排氣閥。與每個(gè)閥相關(guān)聯(lián)的一個(gè)彈簧在其他循環(huán)的過程中關(guān)閉這個(gè)閥。使用這樣的彈簧加載的提升閥存在若干缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)是在每個(gè)循環(huán)的過程中這些閥伸入汽缸中，并且存在以下固有的風(fēng)險(xiǎn):活塞可能在很大的力下接觸一個(gè)打開的閥并且導(dǎo)致實(shí)質(zhì)性的發(fā)動(dòng)機(jī)損傷。此外，閥正時(shí)事件可能由于閥頭伸入汽缸中而受到限制。在常規(guī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中使用提升閥的另一個(gè)不利之處在于使用了相對(duì)硬的彈簧來關(guān)閉這些閥。因此，要求相對(duì)強(qiáng)的力來克服彈簧的抵抗力以便在每個(gè)循環(huán)中打開每個(gè)閥，這減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。而且，由于這些彈簧所提供的這種強(qiáng)硬的抵抗力，閥正時(shí)事件可以受到限制。例如，在采用常規(guī)的提升閥和堅(jiān)硬彈簧時(shí)，總體上有一個(gè)短的時(shí)間段，在此過程中進(jìn)氣閥與排氣閥二者都是打開的。在這個(gè)重疊的時(shí)段內(nèi)，未燃燒的烴類分子可能在下一個(gè)循環(huán)中保留在燃燒室中，由此不利地影響了動(dòng)態(tài)壓縮并且減小了發(fā)動(dòng)機(jī)效率。與使用常規(guī)提升閥相關(guān)聯(lián)的又一個(gè)不利之處在于，由于孔口的阻礙而損失能量，即，是因?yàn)樘嵘y的一部分伸過孔口并且進(jìn)入汽缸中。而且，通過進(jìn)氣端口進(jìn)入汽缸的流動(dòng)在接觸到提升閥的頭部(即，閥的將孔口密封成關(guān)閉狀態(tài)的那個(gè)部分)時(shí)被中斷。該進(jìn)氣閥頭部可以在汽缸內(nèi)導(dǎo)致紊流和無法利用的空氣空間，這進(jìn)而減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。此外，在排氣沖程的過程中當(dāng)排氣閥頭伸入汽缸中時(shí)，燃燒后的氣體可能不會(huì)有效地流出汽缸，這進(jìn)一步減小了燃燒能力。已經(jīng)開發(fā)了可以與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合使用的多種不同的滑閥設(shè)計(jì)來克服與常規(guī)的提升閥相關(guān)聯(lián)的的若干缺點(diǎn)?；y組件的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是能夠具有一個(gè)基本上無阻礙的流動(dòng)路徑。具體是，因?yàn)槲床捎贸Ｒ?guī)的提升閥，而因此不會(huì)阻礙通過進(jìn)氣或排氣端口的流動(dòng)路徑，滑閥具有顯著增加進(jìn)入汽缸的空氣流動(dòng)能力的潛力。而且，由于省卻了與常規(guī)的提升閥相結(jié)合使用的這些堅(jiān)硬的彈簧，滑閥組件可以實(shí)現(xiàn)減小的機(jī)械負(fù)載。一些滑閥組件具有旋轉(zhuǎn)盤、圓柱體、套筒以及其他球狀的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。這樣的先前已知的滑閥可以被定時(shí)成使得在進(jìn)氣和排氣沖程的過程中它們的穿孔與圓柱體重疊。然而，由于它們的連續(xù)的密封接觸，這些已知的滑閥可能經(jīng)歷高溫和極度的摩擦，從而導(dǎo)致在閥以及任何相關(guān)的密封機(jī)構(gòu)上出現(xiàn)高的磨損率。而且，這樣的滑閥組件總體上具有固定的穿孔大小，即，與汽缸相對(duì)應(yīng)的穿孔的大小不可以隨著閥被平移或移位(即在一個(gè)平面中與旋轉(zhuǎn)相反的來回移動(dòng))而改變。因而，提供一個(gè)相對(duì)大的端口穿孔可能會(huì)增加燃料消耗和排放，從而導(dǎo)致低的 氣體速率，這不利地影響了低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，尤其是在怠速過程中。在美國專利號(hào)I, 722，873 ;1，922，678 ;2，074，487 ;和 5，694，890 中披露了滑閥組件的多個(gè)實(shí)例。與現(xiàn)有技術(shù)的一些滑閥系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)缺點(diǎn)是采用大量密封件的這種密封系統(tǒng)的復(fù)雜性。所希望的是為滑閥系統(tǒng)提供一種有效的密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)采用了顯著更少的部件。因此需要提供被配置成易于合并到一個(gè)壓力系統(tǒng)，例如，能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)、例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的一種滑閥組件。又進(jìn)一步需要提供被配置成減小在閥本體以及相關(guān)的密封部件上的摩擦、熱和磨損的一種滑閥組件。還進(jìn)一步需要提供這樣的滑閥組件，該滑閥組件具有改進(jìn)的密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)被配置成有效地密封該閥和/或與能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的活塞汽缸組件的這些燃燒室的，或者該滑閥組件具有被配置成有效地密封該閥和/或與壓力系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的這些壓力室的一種改進(jìn)的密封系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明滿足了這些需要。本發(fā)明提供了一種滑閥組件，該滑閥組件用于相對(duì)于能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，一個(gè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))的容納了往復(fù)活塞的燃燒室或汽缸引入和/或排放一種流體介質(zhì)。該滑閥組件包括:一個(gè)閥殼體，該閥殼體具有由一個(gè)閥腔室分離的一個(gè)第一流體導(dǎo)送通路和一個(gè)第二流體導(dǎo)送通路；一個(gè)閥本體，該閥本體容納在該閥殼體的閥腔室中并且具有臨近于一個(gè)流體不可滲透的表面的一個(gè)流體導(dǎo)送端口 ；一個(gè)致動(dòng)器，該致動(dòng)器用于將該閥本體在該閥殼體內(nèi)平移移動(dòng)進(jìn)入一個(gè)流體導(dǎo)送位置中并且進(jìn)入一個(gè)流體阻擋位置中，在該流體導(dǎo)送位置中該閥本體的流體導(dǎo)送端口允許在該閥殼體的第一流體導(dǎo)送通路與第二流體導(dǎo)送通路之間的一種流體導(dǎo)送關(guān)系，并且在該流體阻擋位置中該閥本體的流體不可滲透的表面阻礙了在該閥殼體的第一流體導(dǎo)送通路與第二流體導(dǎo)送通路之間的一種流體導(dǎo)送關(guān)系；在該閥本體和該閥殼體上的多個(gè)合作表面，這些表面用于在該閥本體于該閥殼體的閥腔室內(nèi)平移移動(dòng)過程中將該閥本體限制在該閥本體的該流體導(dǎo)送位置與該流體阻擋位置之間；以及一個(gè)密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)包括一個(gè)第一密封組件，該第一密封組件位于該閥本體的流體不可滲透的表面內(nèi)以用于在該閥本體與該閥殼體之間形成一種密封關(guān)系，所述第一密封組件是與該系統(tǒng)中的壓力聯(lián)通的并且被適配成接收該系統(tǒng)中的壓力由此增加該第一密封組件的效率。該密封系統(tǒng)還包括一個(gè)第二密封組件，該第二密封組件位于該閥殼體內(nèi)以用于在該閥殼體與該閥本體之間形成一種第二密封關(guān)系。該第一密封組件和該第二密封組件包括一個(gè)主密封環(huán)、圍繞該主密封環(huán)的外周的一個(gè)輔密封環(huán)、以及一個(gè)彈性構(gòu)件，例如張力彈簧，該彈性構(gòu)件被安排來在該主密封環(huán)與其對(duì)應(yīng)的密封表面之間施加彈性力從而對(duì)抗其對(duì)應(yīng)的密封表面而將該主密封環(huán)加載。就該第一密封組件而言，該密封表面可以包括該閥本體的密封腔室的一個(gè)壁；而就該第二密封組件而言，該密封表面可以包括該閥殼體的密封腔室的一個(gè)壁。該第一密封組件和該第二密封組件及其主密封環(huán)可以具有許多形狀中的一種，例如圓柱或非圓柱形，例如，橢圓和D形，并且該輔密封環(huán)是相對(duì)于該主密封環(huán)在其對(duì)應(yīng)的密封腔室內(nèi)自由地可移動(dòng)的。該閥殼體還包括一個(gè)蓋，該蓋被安裝在上部閥殼體的一個(gè)環(huán)形構(gòu)件內(nèi)。這個(gè)蓋可以包括多個(gè)平行的端口或通道，每個(gè)端口或通道為該系統(tǒng)中的流體介質(zhì)和/或壓力形成了一個(gè)通路以用來將壓力輸送到至少該位于閥殼體內(nèi)的第二密封組件上，從而增加它對(duì)該閥殼體的密封表面的密封效率。用于將汽缸的燃燒室中的高壓引導(dǎo)到該密封組件上的這些端口或通道的這種安排所起的作用是增強(qiáng)這個(gè)第二密封組件的密封效果。沒有這些端口時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的壓力在容納了該第一和/或第二密封組件的該密封腔室內(nèi)行進(jìn)而迫使或壓迫該第一和/或第二密封組件的該主密封環(huán)和該輔密封環(huán)靠在容納了該第一和/或第二密封組件的該密封腔室的一個(gè)或多個(gè)密封表面上，以便迫使或進(jìn)一步壓迫該第一和/或第二密封組件的該主密封環(huán)和該輔密封環(huán)靠在該閥本體或該閥殼體的一個(gè)或多個(gè)密封表面上。這些合作表面可以包括響應(yīng)于該閥本體致動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)凸輪和凸輪跟隨件。這些凸輪和凸輪跟隨件的這些合作表面可以起作用來在該閥本體于閥殼體內(nèi)平移移動(dòng)的過程中限制該閥本體以便打開和關(guān)閉該閥組件。這些凸輪可以包括位于殼體中的、在該閥本體的任一側(cè)上的或在該閥本體自身中的多個(gè)表面，附接到該閥本體的這些側(cè)向側(cè)上的這些跟隨件用于與這些凸輪表面相接合。這些凸輪表面可以是直的或它們可以具有一個(gè)傾斜的部分。如果這些凸輪表面具有一個(gè)傾斜的部分的話，那么這些跟隨件會(huì)被抬升，由此在該閥本體的平移移動(dòng)的過程中將該閥本體抬升離開該閥殼體，由此有效地將該閥本體與該閥殼體分離，并且因此至少使該第一密封組件移動(dòng)離開該閥殼體的下部部分。一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案包括沿著該閥本體的寬度安裝的一個(gè)前部凸輪跟隨件和一個(gè)后部凸輪跟隨件，其中這些凸輪跟隨件與該閥殼體的多個(gè)凸輪表面合作以用來減小在該滑閥組件的密封系統(tǒng)的這些接觸和/或密封表面之間的摩擦。有利地，因?yàn)樵撻y本體在該閥本體相對(duì)于該閥殼體由該致動(dòng)器導(dǎo)致的這種平移移動(dòng)或振蕩的過程中被該線性凸輪和這些凸輪跟隨件驅(qū)使而從該閥殼體的密封表面離開，與常規(guī)的滑閥相比就可以實(shí)質(zhì)上減小該閥、該閥本體和相關(guān)的密封部件上的摩擦、熱以及磨損。該閥本體 基本上被布置在該閥殼體的閥腔室或孔內(nèi)。該閥本體被配置成通過一個(gè)凸輪和致動(dòng)器系統(tǒng)、根據(jù)凸輪軸和曲軸的旋轉(zhuǎn)正時(shí)而在閥殼體內(nèi)平移或振蕩，由此選擇性地促成或防止在該閥本體的通路與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸之間的流體聯(lián)通。尤其是，該閥本體在一個(gè)第一方向上的平移移動(dòng)促成流體聯(lián)通，而該閥本體在一個(gè)相反的方向上的平移移動(dòng)防止與該汽缸的流體聯(lián)通。在該閥組件的后一個(gè)或關(guān)閉的位置，系統(tǒng)中的壓力(例如汽缸壓力)和該彈性構(gòu)件(例如這個(gè)或這些密封組件的彈簧)對(duì)該壓力系統(tǒng)提供了一種有效的密封?？梢允褂萌魏螖?shù)目的種類的致動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)該閥本體的平移移動(dòng)。例如，可以采用凸輪軸、螺線管、搖臂、鏈條、齒輪、皮帶、以及液壓的、氣動(dòng)的、電動(dòng)的致動(dòng)器，和/或其他裝置來造成閥本體的平移移動(dòng)。因此，就可以采用不同種類的致動(dòng)器而言，尤其是與現(xiàn)有技術(shù)的僅僅倚靠常規(guī)的機(jī)構(gòu)來提供閥的平移移動(dòng)的滑閥組件相比，本發(fā)明進(jìn)一步允許了相當(dāng)?shù)撵`活性。這樣的設(shè)計(jì)靈活性提供了除閥本體的平移移動(dòng)之外的多種不同優(yōu)點(diǎn)，例如，實(shí)現(xiàn)可變的穿孔大小和正時(shí)事件,如在此以下總體闡述的。如果被用于常規(guī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，本發(fā)明的一個(gè)第一滑閥組件將被用作進(jìn)氣閥，并且本發(fā)明的一個(gè)第二滑閥組件將被用作排氣閥。本發(fā)明 的閥組件也可以被有效地用于任何數(shù)目的壓力系統(tǒng)中。這種閥組件可以是多種閥組件中的任何一種，例如，滑閥組件、旋轉(zhuǎn)閥組件、半旋轉(zhuǎn)閥組件、或振蕩閥組件。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于壓力系統(tǒng)中的帶有改進(jìn)的密封系統(tǒng)的閥組件，如用于能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)或熱發(fā)動(dòng)機(jī)中，例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有改進(jìn)的密封系統(tǒng)的閥組件，如滑閥組件，該密封系統(tǒng)被配置成減小在該閥和本體相關(guān)的密封部件上的摩擦、熱和磨損。本發(fā)明的又另一個(gè)目的是提供一種具有改進(jìn)的密封系統(tǒng)的閥組件，如滑閥組件，從而使得隨著該系統(tǒng)壓力的增加，這種壓力致使該密封件對(duì)抗一個(gè)密封表面而被壓縮由此來增加密封系統(tǒng)的效率。本發(fā)明的還另一個(gè)目的是提供一種閥組件，如一個(gè)滑閥組件，該閥組件可以使用任何數(shù)目的裝置來致動(dòng)由此提供更多的設(shè)計(jì)靈活性。在參照附圖閱讀時(shí)，將更好地理解和了解本發(fā)明的這些以及其他的優(yōu)點(diǎn)和目的。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣沖程中用作進(jìn)氣閥和排氣閥的滑閥組件的一個(gè)局部切除的透視圖。圖1B是根據(jù)本發(fā)明在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮或工作沖程中用作進(jìn)氣閥和排氣閥的滑閥組件的一個(gè)局部切除的透視圖。圖1C是根據(jù)本發(fā)明在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣沖程中用作進(jìn)氣閥和排氣閥的滑閥組件的一個(gè)局部切除的透視圖。圖2是本發(fā)明的滑閥組件的一個(gè)分解透視圖。圖3是一個(gè)示意性的截面放大視圖，展示了加壓氣體在相對(duì)于一個(gè)壓縮汽缸而進(jìn)入本發(fā)明滑閥組件的閥本體中一個(gè)容納了密封組件的密封腔室中時(shí)的路徑。圖4是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)透視圖，其中一個(gè)汽缸蓋被整合進(jìn)入一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)體中，并且結(jié)合了本發(fā)明的作為進(jìn)氣閥和排氣閥的滑閥組件。圖5是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的一種設(shè)計(jì)的立面截面視圖，該設(shè)計(jì)可以結(jié)合一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的滑閥組件。
圖6A是根據(jù)本發(fā)明在圖5的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣沖程中用作進(jìn)氣閥和排氣閥的滑閥組件的一個(gè)局部切除的透視圖。圖6B是根據(jù)本發(fā)明在圖5的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣沖程中用作進(jìn)氣閥和排氣閥的滑閥組件的一個(gè)局部切除的透視圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的傳授內(nèi)容的滑閥組件的一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施方案的透視圖。圖8是圖7的滑閥組件的仰視立面視圖。圖9是圖7的滑閥組件的側(cè)視立面視圖。本發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明的包括改進(jìn)的密封系統(tǒng)的閥組件可以是用在壓力系統(tǒng)中的一個(gè)滑閥組件、旋轉(zhuǎn)閥組件、半旋轉(zhuǎn)閥組件或振蕩閥組件，該壓力系統(tǒng)可能包括或可能不包括一個(gè)壓力致動(dòng)器，例如的一個(gè)能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)，例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，或一個(gè)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、斯特林循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、以及奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。參見圖1A、圖1B、圖1C和圖2，本發(fā)明的滑閥組件30、130可以在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中被用作進(jìn)氣閥和/或排氣閥。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，進(jìn)氣閥和排氣閥的構(gòu)形是基本上相同的。因而，在圖1A至圖1C中，本發(fā)明的進(jìn)氣閥將總體上被稱為進(jìn)氣閥30而排氣閥將總體上稱為排氣閥130，但每個(gè)閥都優(yōu)選地是根據(jù)圖2的滑閥組件30提供的。在圖1A至圖1C中，進(jìn)氣閥30和排氣閥130出于清晰的目的被剖開以便更清晰地看到在本發(fā)明的滑閥組件中該密封系統(tǒng)的位置。在圖1A至圖1C中，一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)31包括一個(gè)汽缸33、一個(gè)燃燒室35和一個(gè)活塞37，該活塞以一種本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方式通過一個(gè)連桿(未示出)聯(lián)接到一個(gè)曲軸上。進(jìn)氣閥30和排氣閥130可以作為分離的模塊部件來提供，它們被布置在汽缸蓋43的頂部或在汽缸蓋43中，或者替代的是進(jìn)氣閥30和排氣閥130可以被形成為汽缸蓋43內(nèi)的多個(gè)單一的單元，如在圖4中展示的。這些閥組件30和130因?yàn)樗鼈兊木o湊性質(zhì)而可以與發(fā)動(dòng)機(jī)體43組合，因此免除了對(duì)于可分開的汽缸蓋的需要。一個(gè)單件式缸蓋/機(jī)體安排具有若干優(yōu)點(diǎn)。例如，可以免除缸蓋螺栓或可以減少缸蓋螺栓的數(shù)目。發(fā)動(dòng)機(jī)體可以具有更牢固的并且更強(qiáng)健的構(gòu)造?？梢悦獬咨w墊片和附接硬件，從而因此允許容易的觸及以便維護(hù)(即，維修)和接觸，并且因此減小了生產(chǎn)和維護(hù)成本。圖2示出了用在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的本發(fā)明的滑閥組件，其中如以上所述的，該滑閥組件30、130可以被用作進(jìn)氣閥30和排氣閥130。因此，將對(duì)于汽缸33提供兩個(gè)本發(fā)明的滑閥組件?；y組件30、130包括:一個(gè)閥殼體,該閥殼體包括一個(gè)上部閥殼體45和一個(gè)下部閥殼體47 ;—個(gè)閥本體49,該閥本體被容納在該閥殼體中；以及一個(gè)密封系統(tǒng),該密封系統(tǒng)包括含有一個(gè)主密封環(huán)53、一個(gè)輔密封環(huán)55和一個(gè)彈性構(gòu)件或彈簧57的一個(gè)密封組件51以及含有一個(gè)主密封環(huán)59a、一個(gè)輔密封環(huán)59b、和一個(gè)彈性構(gòu)件或彈簧59c的一個(gè)密封組件59。如在圖2中示出的，下部閥殼體47是在汽缸33的燃燒室35上延伸的一個(gè)單一的板。同樣，如在圖2中示出的，每個(gè)滑閥組件30、130的上部閥殼體45是下部閥殼體板47長度的大約一半。上部閥殼體45通過適合的方式(如焊接)而固定地連接到下部閥殼體板47上。下部閥殼體板47與汽缸33通過緊固件(未示出)連接到一起，這些緊固件是例如被接收在下部閥殼體板47的穿孔47a和汽缸33的穿孔33a中的螺釘。仍然參見圖2，滑閥組件30、130進(jìn)一步包括一個(gè)閥致動(dòng)桿61，多個(gè)線性凸輪63、65以及被安裝到閥本體49的這些側(cè)向側(cè)面49a和49b上的多個(gè)滾子支撐件或凸輪跟隨件67、69,71和73。線性凸輪63具有分別與凸輪跟隨件67、69接合的合作凸輪表面63a和63b，并且線性凸輪65具有與凸輪跟隨件71和73接合的合作凸輪表面65a和65b。當(dāng)閥本體49在閥殼體內(nèi)通過致動(dòng)器桿61的致動(dòng)作用而平移或振蕩時(shí)，凸輪跟隨件67、69、71和73在凸輪表面63a、63b、65a和65b上行進(jìn)。致動(dòng)器桿61被接收在閥本體49的穿孔49c中，其中該致動(dòng)器桿是通過固位銷74被固持的。還應(yīng)理解的是，閥致動(dòng)桿61在穿孔49c內(nèi)通過固位銷74來固持的這種安排是使得致動(dòng)桿61被允許在閥本體49于閥殼體內(nèi)移動(dòng)的過程中相對(duì)于閥本體49自由地移動(dòng)或伸縮(toggle)。這種伸縮特征在使用了線性凸輪63和65和跟隨件67、69、71和73的時(shí)候變得尤其重要，并且尤其是在凸輪63、65的這些凸輪表面63a、63b、65a和65b是傾斜的情況下。
如在圖2中進(jìn)一步示出的，閥本體49具有一個(gè)開口或流體導(dǎo)送端口 75，上部閥殼體45具有一個(gè)開口或一個(gè)第一流體導(dǎo)送通路79，并且下部閥殼體板47具有一個(gè)開口或一個(gè)第二流體導(dǎo)送通路77。上部閥殼體45具有一個(gè)環(huán)形構(gòu)件45a，該環(huán)形構(gòu)件接收了限定第一流體導(dǎo)送通路79的一個(gè)蓋45b。上部閥殼體45還包括兩個(gè)通道45c和45d，在閥本體49被組裝在上部閥殼體45內(nèi)時(shí)這些通道對(duì)應(yīng)地接收了凸輪63、65。如在關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的圖1A、圖1B和圖1C中最佳示出的，蓋45b被安裝在上部閥殼體45的環(huán)形構(gòu)件45a內(nèi)并且形成了一個(gè)用來固持該密封組件51的密封腔室45e，在圖2中最佳地示出了該密封組件。如在圖1A、圖1B和圖1C中還示出了，閥本體49具有一個(gè)下部的流體不可滲透的表面49d，該表面臨近于閥本體49的流體導(dǎo)送端口 75或關(guān)于其是并置的。閥本體49進(jìn)一步包括用于固持該密封組件59的一個(gè)密封腔室49e，該密封組件被最佳地示出在圖2中。當(dāng)下部閥殼體板47、上部閥殼體45和閥本體49如在圖1A、圖1B和圖1C中所示被組裝時(shí)，閥本體49的流體導(dǎo)送端口 75、上部閥殼體45的第一流體導(dǎo)送通路79、以及下部閥殼體板47的第二流體導(dǎo)送通路77合作而當(dāng)閥本體49的流體導(dǎo)送端口 75與通路79和77對(duì)齊時(shí)將這個(gè)滑閥組件30打開?；y組件30的端口 75與通路77和79的這種對(duì)齊被稱為滑閥組件30的流體導(dǎo)送位置或打開位置。相反地，當(dāng)閥本體49的流體導(dǎo)送端口 75未與分別為上部閥殼體45和下部閥殼體板47的第一導(dǎo)送通路79和第二導(dǎo)送通路77對(duì)齊時(shí)，滑閥組件30是處于被阻斷的或關(guān)閉的位置。滑閥組件30的這個(gè)阻斷的或關(guān)閉的位置在此被稱為滑閥組件30的流體阻擋位置或關(guān)閉位置。此外，當(dāng)上部閥殼體45、下部閥殼體板47以及閥本體49如在圖1A、圖1B、和圖1C中所示被組裝時(shí)，密封組件51被接收在上部閥殼體45的一個(gè)凹入部分或密封腔室45e中并且密封組件59被接收在閥本體49的下部流體不可滲透的表面49d的一個(gè)凹入部分或密封腔室49e中，如以上討論的。對(duì)于圖1A的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)而言，進(jìn)氣閥30被展示成處于一個(gè)流體導(dǎo)送位置中或在其進(jìn)氣沖程位置中，在該位置中進(jìn)氣閥30打開并且空氣與燃料的混合物被引導(dǎo)進(jìn)入汽缸33來驅(qū)使活塞37如箭頭指示地向下。對(duì)于滑閥組件30的這個(gè)進(jìn)氣沖程，排氣閥130處于其流體阻擋位置或關(guān)閉位置，在該位置中閥本體49完全阻斷了上部閥殼體45的流體導(dǎo)送通路79以及下部閥殼體板47的流體導(dǎo)送通路77。在這種情形中并且關(guān)于進(jìn)氣閥30和排氣閥130 二者，閥本體49的密封腔室49e中的密封組件59成為主密封件而上部閥殼體45中的密封組件51成為輔密封件，該輔密封件通常是指一種“裙式密封件”。同樣在這種情形中如在圖3中示出的，隨著燃燒室35中壓力的增加，致使加壓的空氣或氣體如箭頭所示流入閥本體49的密封腔室49e中并且作用在密封組件59上，尤其是作用在第二密封環(huán)59b上以便迫使密封組件59對(duì)抗密封腔室49e的一個(gè)壁表面從而對(duì)于閥滑動(dòng)組件30和130均增加了密封組件59的效率。如同樣清楚的，空氣與燃料的混合物在滑閥組件30的進(jìn)氣沖程被引導(dǎo)進(jìn)入燃燒室35中并且被防止從排氣閥組件130滲出，這是由于其對(duì)應(yīng)的密封組件51和59并且尤其是由于在閥本體49內(nèi)的密封組件59的增加的性能以及如在圖3中展示的作用在密封組件59上的壓力。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，參見圖3，密封組件59是與以上關(guān)于圖1A至圖2在此披露的相似地構(gòu)造的。換言之，圖3的密封組件59包括一個(gè)主密封環(huán)59a、圍繞主密封環(huán)59a的外周定位的一個(gè)輔密封環(huán)59b、以及一個(gè)彈性構(gòu)件59c。在圖3中，出于清晰的目的而未示出彈性構(gòu)件59c以便更清晰地指示壓力從室35行進(jìn)的路徑。圖1B示出了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)31的一個(gè)壓縮沖程或工作沖程。如所展示的，進(jìn)氣閥30和排氣閥130 二者都是關(guān)閉的。在這個(gè)壓縮沖程中，活塞37將空氣和燃料壓縮以便增加汽缸33中的壓力。在活塞37到達(dá)汽缸33的頂部之前用火花點(diǎn)燃這種混合物，從而致使活塞37被驅(qū)使如由箭頭指示的在其工作沖程中在汽缸33中向下。而且，每個(gè)滑閥組件30和130的密封組件59作為主密封件起作用而上部閥殼體45中的密封組件51作為輔密封件或“裙式密封件”起作用。而且，汽缸33中的壓力如在圖3中所示行進(jìn)進(jìn)入密封腔室49e以便驅(qū)使密封組件59對(duì)抗密封腔室49e的一個(gè)壁從而對(duì)于滑閥組件30和130均增進(jìn)了密封組件59的性能。圖1C示出標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)31的一個(gè)排氣沖程。如所展示的，進(jìn)氣閥30是關(guān)閉的而排氣閥130是打開的。在活塞37的這個(gè)排氣沖程中，燃燒后的氣體被驅(qū)使穿過排氣閥130并且離開汽缸33。在排氣閥130的這個(gè)打開位置中，流體導(dǎo)送端口 75是與上部閥殼體45的第一流體導(dǎo)送通路79并且與下部閥殼體板47的第二流體導(dǎo)送通路77對(duì)齊的。而且，汽缸33中的壓力如圖3所示行進(jìn)到閥本體49的密封腔室49e中以便增強(qiáng)進(jìn)氣閥30和排氣閥130的密封組件59的性能。對(duì)于排氣閥130，密封組件59的這種增強(qiáng)的性能有助于將燃燒后的氣體通過上部閥殼體45的第一流體導(dǎo)送通路79導(dǎo)出。仍然參見1A、圖1B和圖1C，當(dāng)密封組件51被組裝時(shí)，輔密封環(huán)55被定位在主密封環(huán)53的具有用于接納輔密封環(huán)55的一個(gè)外部槽(在圖2中以參考數(shù)字53a示出)的外周周圍。如以上討論的，密封組件51被容納在上部閥殼體45的凹入槽或密封腔室45e中的。優(yōu)選地在密封腔室45e中提供足夠的間隙以便允許至少該輔密封環(huán)55在密封腔室45e內(nèi)自由地移動(dòng)。在密封腔室45e中安排了環(huán)箍彈簧形式的彈性構(gòu)件57以便在主密封環(huán)53與密封腔室45e的壁之間施加一個(gè)彈性力來對(duì)抗上部閥殼體45中的密封腔室45e的這個(gè)壁而加載該主密封環(huán)53。盡管彈簧組件51的彈性構(gòu)件57被示出為具有圓柱形形狀，但應(yīng)理解的是彈性構(gòu)件57可以具有其他的形狀，例如，一個(gè)非圓柱形的形狀，例如，橢圓形、D形，或圓形的變體。 還應(yīng)該理解的是，主密封環(huán)53和輔密封環(huán)55優(yōu)選地是拆分的環(huán)并且它們可以具有對(duì)應(yīng)于彈性構(gòu)件57的形狀。還應(yīng)該理解的是，密封組件51的主密封環(huán)53、輔密封環(huán)55以及彈性構(gòu)件57可以具有其他的形狀，例如，一種非圓柱形的形狀，例如，橢圓形、D形，或圓形的變體。
仍然參見1A、圖1B和圖1C，在組裝該密封組件59時(shí)，輔密封環(huán)59b是圍繞主密封環(huán)59a的具有用于接納輔密封環(huán)59b的一個(gè)外部槽(在圖2中以參考數(shù)字59d示出)的外周來定位的。密封組件59被容納在閥本體49的凹入槽或密封腔室49e中。優(yōu)選地在密封腔室49e中提供足夠的間隙以便允許至少該輔密封環(huán)49b在密封腔室49e內(nèi)自由地移動(dòng)。在密封腔室49e中安排了環(huán)箍彈簧形式的彈性構(gòu)件59c以便在主密封環(huán)59a與密封腔室49e的壁之間施加一個(gè)彈性力來對(duì)抗閥本體49中的密封腔室49e的這個(gè)壁而加載主密封環(huán)59a。盡管彈簧組件59的彈性構(gòu)件59c被示出為具有圓柱形形狀，但應(yīng)理解的是彈性構(gòu)件59c可以具有其他的形狀,例如,一個(gè)非圓柱形的形狀,例如,橢圓形、D形,或圓形的變體。還應(yīng)該理解的是，主密封環(huán)59a和輔密封環(huán)59b優(yōu)選地是多個(gè)分裂的環(huán)。還應(yīng)該理解的是，主密封環(huán)59a和輔密封環(huán)59b可以具有對(duì)應(yīng)于彈性構(gòu)件59c的其他形狀。還應(yīng)理解的是，密封組件59的主密封環(huán)59a、輔密封環(huán)59b、以及彈性構(gòu)件59c可以具有其他的形狀，例如，一種非圓柱形的形狀，例如，橢圓形、D形,或圓形的變體。圖4示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)78中的進(jìn)氣閥30和排氣閥130的一個(gè)實(shí)例，其中一個(gè)汽缸蓋43被整合進(jìn)入一個(gè)容納了活塞37的發(fā)動(dòng)機(jī)體中。單件式缸蓋機(jī)體的概念具有若干優(yōu)點(diǎn)，如發(fā)動(dòng)機(jī)零件數(shù)目減少，例如，缸蓋螺栓和/或缸蓋墊片，并且因此發(fā)動(dòng)機(jī)體更牢固并且生產(chǎn)成本降低。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是容易觸及這些模塊式閥機(jī)構(gòu)以進(jìn)行其維修和/或更換。圖5示出了被用在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的本發(fā)明的滑閥組件，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以類似于在美國專利申請(qǐng)公布號(hào) 2007/0289562A1中所披露的。在圖5中，發(fā)動(dòng)機(jī)81具有一個(gè)壓縮汽缸82和一個(gè)膨脹汽缸83，它們通過一個(gè)燃燒室84的相反的末端來聯(lián)通，其中這兩個(gè)汽缸中的往復(fù)活塞85、86形成了可變?nèi)莘e的壓縮室。這些活塞85、86通過連桿88、89連接到一個(gè)曲軸87上以用于在這些汽缸中的上止點(diǎn)(TDC)位置與下止點(diǎn)(BDC)位置之間移動(dòng)，其中活塞85、86各自在曲軸87的每一轉(zhuǎn)的過程中進(jìn)行一個(gè)上行沖程和一個(gè)下行沖程。壓縮汽缸82通過一個(gè)進(jìn)氣導(dǎo)管90和進(jìn)氣閥91接收新鮮空氣并且通過一個(gè)出口閥92而與燃燒室84的入口端聯(lián)通。燃料通過一個(gè)燃料噴射器93或其他適合的燃料入口被注入燃燒室84中，在那里它與來自壓縮汽缸82的空氣混合?；旌衔镌谌紵?4中燃燒并且膨脹，并且膨脹的氣體從燃燒室84的出口端通過一個(gè)入口閥95流入膨脹汽缸83。排放氣體通過一個(gè)出口閥或排氣閥96并且通過排放導(dǎo)管97從膨脹汽缸83排出。圖5的進(jìn)氣閥91、出口閥92、入口閥95、以及排氣閥96可以是本發(fā)明的滑閥組件，類似于關(guān)于圖1A、圖1B、圖1C和圖2所討論的那些。在這種情形中，進(jìn)氣閥91、出口閥92、以及排氣閥96優(yōu)選地具有與以上關(guān)于圖1A、圖1B、圖1C和圖2所披露的相似的一個(gè)上部閥殼體45，其中蓋45b是如這些圖中所示地被配置的，并且圖5的壓縮汽缸82內(nèi)的壓力主要作用在密封組件51上，從而使得這個(gè)密封組件51成為主密封件而密封組件59成為輔密封件或裙式密封件。參見圖5、圖6A和圖6B，由于膨脹的氣體從燃燒室84流入膨脹汽缸83的入口閥95中，滑閥組件95的上部閥殼體98 (圖6A和圖6B)會(huì)具有如在圖6A和圖6B中展示的構(gòu)形，在這種構(gòu)形中來自圖5的燃燒室84的膨脹氣體作用在被容納于進(jìn)氣滑閥組件95的上部閥殼體98內(nèi)的密封組件51上。圖6A展示了(如由向下指的箭頭所指示的)圖5的發(fā)動(dòng)機(jī)81的膨脹汽缸83以及往復(fù)活塞86的一個(gè)進(jìn)氣沖程，并且圖6B展示了(如由向上指的箭頭所指示的)圖5的往復(fù)活塞86和膨脹汽缸83的一個(gè)排氣沖程。在圖6A中，滑閥組件95是打開的，其中流體導(dǎo)送通路98c和77與閥本體49的流體導(dǎo)送端口 75是對(duì)齊的。在圖6A中，滑閥組件96是關(guān)閉的，其中這些流體導(dǎo)送通路99c和77與閥本體49的流體導(dǎo)送端口 75不是對(duì)齊的。圖6B展示了圖5的往復(fù)活塞86和膨脹汽缸83的排氣沖程，在該排氣沖程中滑閥組件95是關(guān)閉的而滑閥組件96是打開的。尤其參見圖6A和圖6B，進(jìn)氣滑閥組件95包括上部閥殼體98，該上部閥殼體具有一個(gè)環(huán)形構(gòu)件98a、一個(gè)安裝在環(huán)形構(gòu)件98a中并且具有第一流體導(dǎo)送通路98c的蓋98b、以及用于固持一個(gè)密封組件51的一個(gè)密封腔室98d。應(yīng)理解的是，上部閥殼體95進(jìn)一步包括多個(gè)與圖2的凸輪63和65相似的凸輪以及多個(gè)凸輪跟隨件67、69、71和73，其中凸輪跟隨件67被示出在圖6A中。此外，滑閥組件95進(jìn)一步包括一個(gè)閥本體49和一個(gè)下部閥殼體47，該閥本體具有一個(gè)密封組件59。就滑閥組件95而言，上部閥殼體98、密封組件51、閥本體49、閥本體49中的密封組件59、以及閥殼體47是類似于在圖1A至圖2中所示的而構(gòu)造的。然而，不同之處在于蓋98b具有至少六個(gè)端口或通道98e，而在圖6A和圖6B中示出了其中的四個(gè)。這些端口 98e平行于蓋98b的第一流體導(dǎo)送通路98c而延伸。具體參見圖6A，來自圖5的燃燒室84的膨脹氣體會(huì)進(jìn)入多個(gè)端口 98e而作用在密封組件51上以便增強(qiáng)密封組件51的性能。在這種情形中,密封組件51成為主密封件而閥本體49中的密封組件59在系統(tǒng)中成為輔密封件或“裙式密封件”。具體參見圖6A和圖6B,圖5的排氣滑閥組件96包括一個(gè)上部閥殼體99,該上部`閥殼體具有一個(gè)環(huán)形構(gòu)件99a和一個(gè)安裝在環(huán)形構(gòu)件99a中的蓋99b、一個(gè)在蓋99b中的第一流體導(dǎo)送通路99c、一個(gè)形成在環(huán)形構(gòu)件99a內(nèi)的密封腔室99d、以及被固持在上部閥殼體99的環(huán)形構(gòu)件99a中的一個(gè)密封組件51。同樣，排氣滑閥組件99及其閥本體49、密封組件51、以及閥本體49內(nèi)的密封組件59是類似于圖5的滑閥組件91和92而構(gòu)造的，它們進(jìn)而是類似于圖1A至圖2的滑閥組件30和130而構(gòu)造的。也就是說，圖6A和圖6B的膨脹汽缸83中的壓力會(huì)主要作用在排氣滑閥組件96的密封組件59上，由此使得排氣滑閥組件96的密封組件59成為主密封件而排氣滑閥組件96的密封組件51成為第二密封件或“裙式密封件”。再次參見圖2，閥組件30、130還包括凸輪63和65，這些凸輪具有與凸輪跟隨件67、69、71和73的表面合作的多個(gè)表面。這些合作表面是響應(yīng)于致動(dòng)桿61的，這種安排在效果上被設(shè)計(jì)用來實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)功能。例如，凸輪63和65以及凸輪跟隨件67、69、71和73在閥本體49于閥殼體內(nèi)被致動(dòng)桿61振蕩時(shí)起作用以便:1)在閥本體49于閥殼體內(nèi)平移移動(dòng)的過程中限制該閥本體以便打開和關(guān)閉閥組件30、130，并且2)在處于閥組件30、130的關(guān)閉或阻擋位置時(shí)對(duì)抗下部閥殼體或板47的頂部密封表面而釋放該密封組件59的密封壓力。這些凸輪63和65優(yōu)選地包括位于殼體中、在閥本體49的任一側(cè)面49a和49b上的多個(gè)表面，其中這些跟隨件67、69、71和73被可旋轉(zhuǎn)地附接到該閥本體的側(cè)向側(cè)49a、49b上以用來與這些凸輪表面相接合。這些凸輪表面可以是直的或它們可以具有一個(gè)傾斜的部分。如果這些凸輪表面具有一個(gè)傾斜的部分的話，那么凸輪跟隨件67、69、71和73會(huì)在閥本體49的平移移動(dòng)過程中將閥本體49抬升離開該閥殼體，由此有效地將閥本體49與該閥殼體分離、并且因此至少將密封組件59與下部閥殼體47間隔開。閥本體49和密封組件59離開下部閥殼體47的這種移動(dòng)減小了摩擦，否則的話，如果密封組件59仍然與閥本體49的這個(gè)流體不可滲透的表面49a相接合，則在這兩個(gè)密封表面之間可能存在摩擦。這些線性凸輪63和65以及凸輪跟隨件67、69、71和73被設(shè)計(jì)成使得閥本體49通過其密封組件59從這些密封表面傾斜并且被設(shè)計(jì)成阻止在密封環(huán)組件59與該密封表面之間的接觸；由此減小在這兩個(gè)表面之間的摩擦，并且被設(shè)計(jì)成阻止在閥本體49與密封組件51之間的摩擦接觸并且由此允許本發(fā)明的滑閥組件更有效地打開和/或關(guān)閉。尤其參見圖1A至圖1C，本發(fā)明的這些滑閥組件的密封系統(tǒng)的密封組件51和59被配置成至少在徑向方向上密封該滑閥組件30、130。有利地，與先前已知的滑閥組件相比，這些密封組件51和59采用相對(duì)更少的密封部件。而且，預(yù)期的是密封組件51和59的這些特征及其在對(duì)應(yīng)滑閥組件內(nèi)的位置有望進(jìn)一步改進(jìn)滑閥組件30、130的密封效果。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，可以采用在圖1A至圖1C中展示的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中用于致動(dòng)這個(gè)致動(dòng)桿61以便控制進(jìn)氣閥30和排氣閥130的致動(dòng)的不同裝置。例如，可以采用凸輪軸、螺線管、搖臂、鏈條、齒輪、皮帶、以及液壓的、氣動(dòng)的、電動(dòng)的致動(dòng)器，和/或其他裝置來通過致動(dòng)器61致使閥本體49平移移動(dòng)。再次參見圖1A至圖1C，在與本發(fā)明的這些滑動(dòng)進(jìn)氣和排氣閥30和130結(jié)合使用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)31的運(yùn)行可以類似于在2005年12月20日公布的美國專利號(hào)6，976，464B2中披露的，該專利的傳授內(nèi)容 通過引用結(jié)合于此。在這個(gè)專利中，進(jìn)氣閥和排氣閥20和120是半旋轉(zhuǎn)閥組件而非滑閥組件。雖然如在圖1A至圖1C中描繪的發(fā)動(dòng)機(jī)31和本發(fā)明的滑閥組件30和130出現(xiàn)在四沖程奧托循環(huán)的環(huán)境中，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是可以在以其他循環(huán)(如兩沖程循環(huán))運(yùn)行的其他發(fā)動(dòng)機(jī)中采用本發(fā)明的滑閥組件30和130。圖7、圖8和圖9示出了本發(fā)明的滑閥組件的閥本體的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案。在這個(gè)實(shí)施方案中，閥本體100包括一個(gè)前部凸輪跟隨件101和一個(gè)后部凸輪跟隨件103，它們二者均實(shí)質(zhì)性地延伸跨過閥本體100的寬度。此外，閥本體100包括一個(gè)流體導(dǎo)送端口105和一個(gè)致動(dòng)器桿107以用于在一個(gè)閥殼體內(nèi)平移移動(dòng)該閥本體100,類似于以上關(guān)于圖1A至圖2所討論的。閥本體100在其下部表面111上進(jìn)一步包括一個(gè)密封組件109，其中密封組件109是類似于圖1A至圖2的密封組件59而構(gòu)造和起作用的。閥本體100類似于以上討論的在閥殼體內(nèi)運(yùn)行，其中流體導(dǎo)送端口 105與該閥殼體的第一流體導(dǎo)送通路和第二流體導(dǎo)送通路形成和不形成對(duì)齊。如具體在圖9中所示，前部凸輪跟隨件101和后部凸輪跟隨件103對(duì)應(yīng)地與凸輪表面112、114合作以便在閥殼體內(nèi)抬升和降低該閥本體100并且減小在這些接觸表面之間的摩擦力從而增加密封組件109的壽命并且允許該閥有效地打開和關(guān)閉。凸輪表面112、114可以也具有直的輪廓。本發(fā)明的滑閥組件的這些密封組件51、59和109可以被考慮為動(dòng)態(tài)密封件，即，壓力供能的密封件。動(dòng)態(tài)密封件的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)小的面積與動(dòng)態(tài)表面發(fā)生上接觸，由此產(chǎn)生極小的摩擦，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命長并且尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)的高速下改進(jìn)了密封作用。在不存在燃燒氣體壓力時(shí)，本發(fā)明的這些密封組件51、59、和109具有來自其對(duì)應(yīng)的彈性構(gòu)件或張力彈簧的連續(xù)負(fù)載以便提供密封線。隨著系統(tǒng)壓力的增加，這些密封組件51、59和109被系統(tǒng)中的額外壓力壓縮而抵靠在密封表面上，由此保持和/或改進(jìn)該密封件的效率。從以上可進(jìn)一步理解的是密封組件59總體上是與一個(gè)燃燒室聯(lián)通的，其中在系統(tǒng)中壓力是增加的并且這個(gè)增加的壓力作用在密封組件59上以增加它的密封效率。然而，在圖6A和圖6B中，壓力從燃燒室84被引導(dǎo)而進(jìn)入蓋98b的這些端口或通道98e中并且對(duì)抗該密封組件51。清楚的是，取決于相對(duì)于該上部閥殼體或相對(duì)于該下部閥殼體是否接收了壓力，安裝在上部閥殼體中的這個(gè)蓋可以是可移除的和可互換的。換言之，如果系統(tǒng)中的壓力是從圖6A和圖6B的燃燒室84可獲得的，那么可以在上部閥殼體98中提供帶有用于輸送壓力而直接對(duì)抗該密封組件51的多個(gè)通道98e的蓋98b ;然而如果系統(tǒng)中的壓力是從圖5的壓縮汽缸82可獲得的，則可以在該上部閥殼體中提供沒有通道的一個(gè)蓋，像圖1A至圖1C的上部閥殼體45的蓋45b。如以上討論的，還應(yīng)該理解的是雖然本發(fā)明的閥組件已經(jīng)被披露為用在能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)中的滑閥組件，但本發(fā)明的閥組件可以是旋轉(zhuǎn)閥組件、半旋轉(zhuǎn)閥組件、振蕩閥組件或任何其他種類的、用在不同應(yīng)用中、尤其是壓力系統(tǒng)中以有效地操作本發(fā)明的密封組件的閥組件。雖然本發(fā)明是結(jié)合這些不同附圖的實(shí)施方案而說明的，但應(yīng)當(dāng)理解的是也可以使用其他類似的實(shí)施方案或者可以對(duì)所說明的實(shí)施方案進(jìn)行修改和添加以發(fā)揮本發(fā)明的相同功能而不脫離本發(fā)明。因此，本發(fā)明不應(yīng)受限于任何單一的實(shí)施方案、而是在廣度和范圍上依據(jù)所附權(quán)利要求來解 釋。
權(quán)利要求
1.一種相對(duì)于能量轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)容納了往復(fù)活塞、在系統(tǒng)內(nèi)包含壓力的汽缸來引入和/或排放流體介質(zhì)的滑閥組件，所述滑閥組件包括 一個(gè)閥殼體，該閥殼體具有由一個(gè)閥腔室分離的第一流體導(dǎo)送通路和第二流體導(dǎo)送通路； 一個(gè)閥本體，該閥本體被容納在該閥殼體的閥腔室中并且具有臨近于一個(gè)流體不可滲透的表面的一個(gè)流體導(dǎo)送端口； 一個(gè)致動(dòng)器，該致動(dòng)器用于使該閥本體在該閥殼體的閥腔室內(nèi)平移移動(dòng)進(jìn)入一個(gè)流體導(dǎo)送位置和一個(gè)流體阻擋位置，在該流體導(dǎo)送位置中該閥本體的流體導(dǎo)送端口允許在該閥殼體的該第一流體導(dǎo)送通路與該第二流體導(dǎo)送通路之間的一種流體導(dǎo)送關(guān)系，在該流體阻擋位置中該閥本體的流體不可滲透的表面阻礙了在該閥殼體的該第一流體導(dǎo)送通路與該第二流體導(dǎo)送通路之間的一種流體導(dǎo)送關(guān)系； 其中，該閥殼體和該閥本體具有多個(gè)合作表面以用來在該閥本體于該閥殼體的閥腔室內(nèi)平移移動(dòng)過程中將該閥本體限制在該閥本體的該流體導(dǎo)送位置與該流體阻擋位置之間；以及 至少一個(gè)第一密封組件，該第一密封組件位于該閥本體的流體不可滲透的表面內(nèi)以用于形成在該閥本體與該閥殼體之間的一種第一密封關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑閥組件，其中，該第一密封組件是與該系統(tǒng)中的壓力聯(lián)通的并且被適配成接收該系統(tǒng)中的壓力以用來增加該第一密封組件的效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑閥組件，其中，該第一密封組件位于該閥本體的一個(gè)密封腔室內(nèi)，并且至少當(dāng)該閥本體在該閥殼體的閥腔室內(nèi)處于該流體阻擋位置時(shí)以及當(dāng)該系統(tǒng)中的壓力被施加到該第一密封組件上時(shí)，形成在該閥本體與該閥殼體之間的所述第一密封關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑閥組件，其中，該第一密封組件包括一個(gè)主密封環(huán)、圍繞該主密封環(huán)的外周的一個(gè)輔密封環(huán)、以及一個(gè)彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件被安排成在該主密封環(huán)與該閥本體的密封腔室的一個(gè)壁之間施加一個(gè)彈性力以用于對(duì)抗該滑閥組件的閥本體的密封腔室的該壁而加載該主密封環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滑閥組件，其中，該第一密封組件具有選自下組的一種形狀，該組由以下各項(xiàng)組成圓柱形、D形、橢圓形、以及圓形的變體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滑閥組件，其中，該第一密封組件具有圓柱形的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滑閥組件，其中，該第一密封組件的輔密封環(huán)是相對(duì)于該閥本體的密封腔室自由地可移動(dòng)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑閥組件，進(jìn)一步包括一個(gè)第二密封組件，該第二密封組件位于該閥殼體內(nèi)以用于在該閥殼體與該閥本體之間形成一種第二密封關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑閥組件，其中，所述第二密封組件是與該系統(tǒng)中的壓力聯(lián)通的并且被適配成接收該系統(tǒng)中的壓力以用來增加該第二密封組件的效率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑閥組件，其中，該第二密封組件位于該閥殼體的一個(gè)密封腔室內(nèi)，并且至少當(dāng)該閥本體在該閥殼體的閥腔室內(nèi)處于該流體阻擋位置時(shí)以及當(dāng)該系統(tǒng)中的壓力被施加到該第二密封組件上時(shí)，形成在該閥本體與該閥殼體之間的所述第二密封關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑閥組件，其中，該第二密封組件包括一個(gè)主密封環(huán)、圍繞該主密封環(huán)的外周的一個(gè)輔密封環(huán)、以及一個(gè)彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件被安排成在該主密封環(huán)與該閥殼體的密封腔室的一個(gè)壁之間施加一個(gè)彈性力以用于對(duì)抗該閥殼體的壁而加載該主密封環(huán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滑閥組件，其中，該第二密封組件具有選自下組的一種形狀，該組由以下各項(xiàng)組成:圓柱形、D形、橢圓形、以及圓形的變體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滑閥組件，其中，該第二密封組件具有圓柱形的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滑閥組件，其中，該第二密封組件的輔密封環(huán)是相對(duì)于該閥殼體的密封腔室自由地可移動(dòng)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的滑閥組件，其中，該閥殼體進(jìn)一步包括至少一個(gè)通道，該通道形成了一個(gè)通路用于該系統(tǒng)壓力對(duì)抗該第二密封組件而通過以便進(jìn)一步在該閥殼體的密封腔室內(nèi)驅(qū)使該第二密封組件。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的 滑閥組件，其中，該閥殼體進(jìn)一步包括一個(gè)蓋，該蓋限定了該第一流體導(dǎo)送通路并且包括平行于該第一流體導(dǎo)送通路延伸的多個(gè)通道，這些通道用于該系統(tǒng)壓力對(duì)抗該第二密封組件而通過以便進(jìn)一步在該閥殼體的密封腔室內(nèi)驅(qū)使該第二密封組件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑閥組件，其中，這些合作表面包括多個(gè)凸輪和多個(gè)凸輪跟隨件，這些凸輪和凸輪跟隨件在該滑閥組件處于其阻擋位置時(shí)響應(yīng)于該致動(dòng)器而用于從該閥殼體釋放至少該第一密封組件的密封壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的滑閥組件，其中，這些凸輪跟隨件被安裝到該閥本體的這些側(cè)向側(cè)面上，并且這些凸輪是沿著該閥本體的這些側(cè)向側(cè)面定位的并且包括與這些凸輪跟隨件接合的多個(gè)凸輪表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的滑閥組件，其中，這些凸輪跟隨件包括跨過該閥本體的寬度的一個(gè)前部凸輪跟隨件以及延伸跨過該閥本體的寬度的一個(gè)后部凸輪跟隨件，并且其中，這些凸輪在該閥殼體上包括多個(gè)凸輪表面并且這些凸輪表面與這些凸輪跟隨件接合。
20.一種用于壓力系統(tǒng)的閥組件，該閥組件包括: 一個(gè)閥殼體，該閥殼體具有至少一個(gè)第一流體導(dǎo)送通路； 一個(gè)閥本體，該閥本體具有臨近于一個(gè)流體不可滲透的表面的一個(gè)流體導(dǎo)送端口 ； 一個(gè)致動(dòng)器，該致動(dòng)器用于將該閥本體相對(duì)于該閥殼體移動(dòng)進(jìn)入一個(gè)流體導(dǎo)送位置中以及一個(gè)流體阻擋位置中，在該流體導(dǎo)送位置中該閥本體的流體導(dǎo)送端口允許在該第一流體導(dǎo)送通路與該閥本體的流體導(dǎo)送端口之間的一種流體導(dǎo)送關(guān)系，并且在該流體阻擋位置中該閥本體的流體不可滲透的表面阻礙了在該第一流體導(dǎo)送通路與該閥本體的流體導(dǎo)送端口之間的一種流體導(dǎo)送關(guān)系；以及 至少一個(gè)第一密封組件，該密封組件位于該閥本體的流體不可滲透的表面內(nèi)以用于形成在該閥本體與該閥殼體之間的一種第一密封關(guān)系。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的閥組件，其中，所述第一密封組件是與該系統(tǒng)中的壓力聯(lián)通的并且被適配成接收該系統(tǒng)中的壓力以用來增加該第一密封組件的效率。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的閥組件，其中，該第一密封組件位于該閥本體的一個(gè)密封腔室內(nèi)，并且至少當(dāng)該閥本體處于該流體阻擋位置時(shí)以及當(dāng)該系統(tǒng)中的壓力被施加到該第一密封組件上時(shí)，形成在該閥本體與該閥殼體之間的所述第一密封關(guān)系。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的閥組件，其中，該第一密封組件包括一個(gè)主密封環(huán)、圍繞該主密封環(huán)的外周的一個(gè)輔密封環(huán)、以及一個(gè)彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件被安排成在該主密封環(huán)與該閥本體的密封腔室的一個(gè)壁之間施加一個(gè)力以用于對(duì)抗該閥組件的閥本體的密封腔室的該壁而加載該主密封環(huán)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的閥組件，其中，該第一密封組件具有選自下組的一種形狀，該組由以下各項(xiàng)組成圓柱形、D形、橢圓形、以及圓形的變體。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的閥組件，其中，該第一密封組件具有圓柱形的形狀。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的閥組件，其中，該第一密封組件的輔密封環(huán)是相對(duì)于該閥本體的密封腔室自由地可移動(dòng)的。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的閥組件，進(jìn)一步包括一個(gè)第二密封組件，該第二密封組件位于該閥殼體內(nèi)以用于在該閥殼體與該閥本體之間形成一種第二密封關(guān)系。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的閥組件，其中，該第二密封組件是與該系統(tǒng)中的壓力聯(lián)通的并且被適配成接收該系統(tǒng)中的壓力以用來增加該第二密封組件的效率。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的閥組件，其中，該第二密封組件位于該閥殼體中，并且至少當(dāng)該閥本體處于該流體阻擋位置時(shí)以及當(dāng)該系統(tǒng)中的壓力被施加到該第二密封組件上時(shí)，形成在該閥本體與該閥殼體之間的所述第二密封關(guān)系。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的閥組件，其中，該第二密封組件包括一個(gè)主密封環(huán)、圍繞該主密封環(huán)的外周的一個(gè)輔密封環(huán)、以及一個(gè)彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件被安排成在該密封環(huán)與該閥殼體的密封腔室的一個(gè)壁之間施加一個(gè)彈性力來對(duì)抗該閥殼體的該壁而加載該主密封環(huán)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的閥組件，其中，該第二密封組件具有選自下組的一種形狀，該組由以下各項(xiàng)組成圓柱形、D形、橢圓形、以及圓形的變體。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的閥組件，其中，該第二密封組件具有圓柱形的形狀。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的閥組件，其中，該第二密封組件的輔密封環(huán)是相對(duì)于該閥殼體的密封腔室自由地可移動(dòng)的。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的閥組件，其中，該閥殼體進(jìn)一步包括至少一個(gè)通道，該通道形成了一個(gè)通路用于該系統(tǒng)壓力對(duì)抗該第二密封組件通過以便進(jìn)一步在該閥殼體的密封腔室內(nèi)驅(qū)使該第二密封組件。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的閥組件，其中，該閥殼體進(jìn)一步包括一個(gè)蓋，該蓋限定了該第一流體導(dǎo)送通路并且包括平行于該第一流體導(dǎo)送通路延伸的多個(gè)通道，這些通道用于該系統(tǒng)壓力對(duì)抗該第二密封組件而通過以便進(jìn)一步在該閥殼體的密封腔室內(nèi)驅(qū)使該第二密封組件。
36.一種用在包括閥本體和閥殼體的壓力系統(tǒng)中的密封組件，該密封組件包括 一個(gè)第一密封組件，該第一密封組件位于該閥本體內(nèi)并且與該閥本體和該閥殼體相關(guān)聯(lián)，并且該第一密封組件包括 一個(gè)主密封環(huán)， 一個(gè)圍繞該主密封環(huán)的外周的輔密封環(huán)，以及 一個(gè)彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件被安排成在該主密封環(huán)與該壓力系統(tǒng)的一個(gè)第一密封表面之間施加一個(gè)彈性力，并且其中該系統(tǒng)中的壓力作用在該第一密封組件上以便當(dāng)該系統(tǒng)中的壓力增加時(shí)增強(qiáng)該第一密封組件的密封效果。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的密封組件，進(jìn)一步包括 一個(gè)第二密封組件，該第二密封組件位于該閥殼體內(nèi)，并且該第二密封組件包括 一個(gè)主密封環(huán)， 一個(gè)圍繞該主密封環(huán)的外周的輔密封環(huán)，以及 一個(gè)彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件被安排成在該主密封環(huán)與該壓力系統(tǒng)的一個(gè)第一密封表面之間施加一個(gè)彈性力，并且其中該系統(tǒng)中的壓力作用在該第二密封組件上以便當(dāng)該系統(tǒng)中的壓力增加時(shí)增強(qiáng)該第二 密封組件的密封效果。
全文摘要
一種滑閥組件包括一個(gè)閥本體，該閥本體具有臨近于一個(gè)流體不可滲透的表面的一個(gè)流體導(dǎo)送端口。致動(dòng)器允許流體行進(jìn)通過該閥組件并且進(jìn)入一個(gè)流體阻擋位置，在該流體阻擋位置中該流體不可滲透的表面阻礙了流體行進(jìn)通過該閥組件。第一和第二密封組件包括一個(gè)主密封環(huán)、圍繞該主密封環(huán)的一個(gè)輔密封環(huán)、以及一個(gè)彈簧，該彈簧對(duì)抗一個(gè)密封表面而驅(qū)使主密封環(huán)。隨著系統(tǒng)中壓力的增加，這個(gè)壓力被輸送到這些密封組件以便迫使它們抵靠在這些密封表面上從而增強(qiáng)這種密封關(guān)系。被附接到該閥本體上的多個(gè)凸輪和多個(gè)凸輪跟隨件克服了該密封系統(tǒng)和該閥本體以及該閥殼體的摩擦力以便增加該閥組件和使用了該閥組件的系統(tǒng)的效率。
文檔編號(hào)F02M47/02GK103237980SQ201080067381
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者克雷格·W·克拉爾 申請(qǐng)人:德拉根美國汽車技術(shù)公司