用于內(nèi)燃發(fā)動機的氣門系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于具有加壓流體的壓力源的內(nèi)燃發(fā)動機的氣門系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的氣門系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機，以及用于使根據(jù)本發(fā)明的氣門系統(tǒng)的進氣門/排氣門運動的氣門致動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在如US 5193495所示的內(nèi)燃發(fā)動機中，在燃燒結(jié)束后要對氣缸進行排氣清空，并在沖程中將新鮮氣體引入氣缸。為此，需要打開排氣門或進氣門。當打開例如排氣門時，氣缸中的壓力非常高，而一旦氣門稍微打開，則壓力充分降低。通過在氣門桿的頂部施加壓力的致動器來致動電子操作的氣門，以使氣門向下運動，從而完全打開氣門。為克服氣缸中的高壓，作用在氣門上的初始力需要非常大，隨后為了繼續(xù)運動以完全打開氣門，操作力可充分地小。
[0003]在已知的致動器中，致動器具有由加壓流體操作的雙活塞，并且一旦克服了氣缸中的初始壓力，雙活塞的外部活塞的運動便停止，只剩下雙活塞的內(nèi)部活塞運動以完全打開氣門。這樣，所導致的雙活塞的表面積在已克服氣缸中的初始高壓力后顯著減小，從而加壓流體的量減小以使氣門進一步運動到完全打開位置。當具有包括在外部活塞中運動的內(nèi)部活塞的雙活塞時，雙活塞在操作中會遇到故障，并且這種雙活塞制造起來也非常復(fù)雜和昂貴。特別是，雙活塞的運動部件會經(jīng)受碰撞，這導致致動器故障、過早的活塞磨損和破裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是完全或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點和弊端。更具體地，其目的是提供一種更容易制造并且較少地遭受致動器故障的改進的氣門系統(tǒng)。
[0005]通過根據(jù)本發(fā)明的解決方案由一種用于具有加壓流體的壓力源的內(nèi)燃發(fā)動機的氣門系統(tǒng)可實現(xiàn)從下面的描述中變得明顯的上述目的連同多個其它目的、優(yōu)點和特征，所述氣門系統(tǒng)包括:
[0006]-排氣門或進氣門，
[0007]-致動器，包括:
[0008]-致動器殼體，該致動器殼體在第一殼體端和第二殼體端之間具有軸向延伸部，所述第一殼體端具有與壓力源流體連接的第一開口，
[0009]-活塞，該活塞能在致動器殼體中滑動并具有第一活塞端和第二活塞端，第二活塞端經(jīng)第二殼體端中的開口連接到氣門，以在關(guān)閉位置和打開位置之間致動氣門，和
[0010]-第一腔室，該第一腔室限定在第一活塞端的第一活塞面和第一殼體端之間，第一活塞面面向致動器殼體的第一端，
[0011]其中，活塞包括設(shè)置成相對于第一活塞面沿軸向延伸部移置的第二活塞面，該第二活塞面設(shè)置在由致動器殼體和活塞限定出的第二腔室中，并且活塞包括或限定有使第一腔室與第二腔室流體連接的流體通道，以使得加壓流體從第一腔室被引導到第二腔室以擠壓第二活塞面并打開氣門。
[0012]通過在活塞中具有流體通道，加壓流體同時擠壓第一活塞面和第二活塞面，因此，在對活塞初始加壓時，使用比只有第一活塞面大的面積，由此獲得用于克服發(fā)動機氣缸中的過壓的較大的力。
[0013]活塞可以是一個部件或是成不可動關(guān)系的多個部件。
[0014]另外，第一腔室可以與第二腔室分開。
[0015]此外，致動器殼體可包括限定第二腔室的環(huán)形凹槽。
[0016]再者，在氣門的關(guān)閉位置，第二活塞面與環(huán)形凹槽沿軸向延伸部可具有一距離。
[0017]另外，活塞可包括提供第二活塞面的環(huán)形突出部。
[0018]此外，第二腔室可具有最靠近第一活塞面的腔室面，在氣門的關(guān)閉位置，該腔室面與第二活塞面沿軸向延伸部具有一距離。
[0019]所述第二腔室可以是環(huán)形的。
[0020]另外，腔室面可終止成與活塞靠接。
[0021]此外，第二腔室可具有終止成與活塞靠接的第二腔室面。
[0022]流體通道可具有第一通道開口和第二通道開口，在關(guān)閉位置第二通道開口與第二腔室相對，第二通道開口與軸向延伸部相垂直地設(shè)置，使得在活塞運動而打開氣門時，第二通道開口運動超出第二腔室以斷開第一腔室與第二腔室之間的流體連通。
[0023]此外，第一通道開口可設(shè)置在第一活塞面中或活塞的周向面中。
[0024]活塞還可包括與第一腔室相對的多個第一通道開口。
[0025]此外，活塞還可包括與第二腔室相對的多個第二通道開口。
[0026]另外，氣門系統(tǒng)還可包括設(shè)置在第一活塞端中的緩沖裝置。
[0027]這種緩沖裝置可包括可滑動地設(shè)置在第一活塞端中的孔內(nèi)的緩沖活塞，一活塞可設(shè)置在孔中并由擠壓緩沖活塞的加壓流體壓縮。
[0028]另外，活塞可包括與由致動器殼體和活塞限定出的環(huán)形空間對應(yīng)的環(huán)形突出部，使得在活塞運動以打開氣門的過程中突出部可限制該環(huán)形空間。
[0029]在活塞運動以打開氣門的過程中當突出部可限制環(huán)形空間時，流體被截留在該空間中并且使活塞的運動減速，以抑制活塞的振蕩。這樣，活塞的停止運動得到明顯的緩沖。
[0030]此外，第一活塞面可設(shè)置在沿軸向延伸部距致動器殼體的第一端一定距離處。
[0031]此外，環(huán)形空間可以是第一腔室的一部分。
[0032]另外，環(huán)形空間可設(shè)置在第三腔室中。
[0033]第二腔室可設(shè)置成沿軸向延伸部在第一腔室和第三腔室之間。
[0034]此外，致動器殼體可包括設(shè)置在沿軸向延伸部距第二腔室一定距離處的第三開口，該第三開口距致動器殼體的第二端比距致動器殼體的第一端更近。
[0035]另外，第三開口可以是在第二通道開口與第三開口相對時用于從流體通道接收加壓流體的釋放開口。
[0036]此外，第三開口可流體連接到第三腔室。
[0037]本發(fā)明還涉及包括上述氣門系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機。
[0038]此外，本發(fā)明涉及包括上述內(nèi)燃發(fā)動機的船舶。
[0039]最后，本發(fā)明涉及用于使上述氣門系統(tǒng)的進氣門/排氣門在打開位置和關(guān)閉位置之間運動的氣門致動方法，包括如下步驟:
[0040]-給流體加壓，
[0041]-引導加壓流體經(jīng)過致動器殼體中的第一開口，
[0042]-引導流體進入活塞中的流體通道，
[0043]-通過加壓流體同時擠壓第一活塞面和第二活塞面，
[0044]-使活塞朝致動器殼體的第二端運動以打開氣門，
[0045]-關(guān)閉通向第二腔室的流體連接，和
[0046]-使活塞進一步運動以完全打開氣門。
[0047]該氣門致動方法還可包括如下步驟:通過在活塞運動的過程中使突出部運動以限制一空間而將流體截留在該空間內(nèi)。
[0048]將流體截留在所述空間內(nèi)的步驟可使活塞的運動減速直到活塞的運動停止，以抑制活塞的振蕩。
[0049]另外，上述氣門致動方法還可包括如下步驟:通過擠壓緩沖活塞而壓縮彈簧。
[0050]關(guān)閉通向第二腔室的流體連接的步驟可通過使第二開口運動超出第二腔室來進行。
【附圖說明】
[0051]下面將參照所附示意圖更詳細地描述本發(fā)明及其許多優(yōu)點，所述示意圖為了說明的目的示出一些非限制性的實施例，其中:
[0052]圖1示出內(nèi)燃發(fā)動機的氣門系統(tǒng)的局部剖視圖，其中氣門示出為處于其關(guān)閉位置，
[0053]圖2示出具有緩沖裝置和空氣彈簧的另一氣門系統(tǒng)的局部剖視圖，
[0054]圖3示出具有緩沖空間和釋放開口的另一氣門系統(tǒng)的局部剖視圖，其中氣門示出為處于其稍微打開的位置，以及
[0055]圖4示出內(nèi)燃發(fā)動機的另一氣門系統(tǒng)的局部剖視圖。
[0056]所有的附