(57)【要約】【課題】  圧力媒体を作用させることができる二つのユニット(13,17)を互いに時間をずらして一つの圧力媒体源(18)と結合する動作を制御する装置を提供することである。【解決手段】  この装置は、簡単でコンパクトな構造と同時に大きな原動力を次のようにして得る。すなわち一つの共通なメインコントロールバルブ(21)を設け、このバルブはサーボバルブスライダ(33)に従動するメインバルブスライダ(26)を備える。この場合、サーボバルブスライダ(33)は、圧力媒体の作用、好ましくはメインコントロールバルブ(21)の入口(22)に待機する圧力媒体の作用を受けることができる、互いに反対側に位置する圧力室(44,45)と共同作用して、これによりスライド可能である。またこの場合、圧力室(44,45)の圧力作用をパイロットコントロールバルブ(43)によって、このバルブから供給可能な信号に応じて制御することができる。【選択図】  図1
2004360689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力媒体を作用させることができる二つのユニットを互いに時間をずらして一つの圧力媒体源(18,18')と結合する動作を制御する装置、特に2ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダの噴射装置とエキゾーストバルブを互いに時間をずらして作動させる装置において、前記圧力媒体源(18,18')と作用を受けるユニットとの結合を行う、スライドバルブとして形成されたメインコントロールバルブ(21)を備え、このバルブのハウジング(25)は、前記圧力媒体源(18,18')と結合された中央の一つの入口(22)と、作用を受けるユニットに割り当てられた、該入口の横に並んだ二つの出口(23,24)とを備え、これらの出口は、前記ハウジング(25)内にスライド可能な状態で配置され、主運動装置によって動かすことができるメインバルブスライダ(26)をスライドさせることによってその一方を選択的に前記入口(22)と結合でき、前記メインバルブスライダ(26)が中央位置にあるときは前記入口(22)から分離されており、前記メインバルブスライダ(26)に割り当てられた前記主運動装置は、軸方向に互いに反対側にある、前記メインバルブスライダ(26)と共同作用する圧力室(34,35)を備え、これらの圧力室には、前記メインバルブスライダ(26)中に配置された流路(38a,38b)を介して、前記ハウジング(25)の前記入口(22)で待機する圧力媒体を作用させることができ、少なくとも一つの前記流路(38a)が、前記メインバルブスライダ(26)中にスライド可能な状態で配置された軸平行なサーボバルブスライダ(33)によって制御可能であり、このサーボバルブスライダにはサーボ運動装置が割り当てられており、このサーボ運動装置は、割り当てられたパイロットコントロールバルブ(43)を用いて、このバルブから供給可能な信号に応じて作動することができ、前記サーボバルブスライダ(33)に割り当てられたサーボ運動装置は、軸方向に互いに反対側にある、前記サーボバルブスライダ(33)と共同作用する、圧力媒体を作用させることができる圧力室(44,45)を備え、これら圧力室の圧力作用を前記パイロットコントロールバルブ(43)で制御可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記サーボバルブスライダ(33)に軸方向の延長部(46,47)が設けられ、これらの延長部がそれぞれ割り当てられた前記圧力室(44,45)にピストンのような方式で係合し、前記圧力室(44,45)にはそれぞれ圧力媒体供給管(49,50)が割り当てられ、これら圧力媒体供給管は前記パイロットコントロールバルブ(43)によって、割り当てられた圧力媒体源と結合可能、ないしは同圧力媒体源から分離可能であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記サーボバルブスライダ(33)に割り当てられた前記圧力室(44,45)に、前記メインコントロールバルブ(21)の前記ハウジング(25)の前記入口(22)に待機する圧力媒体を作用させることができることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記パイロットコントロールバルブ(43)が、供給管(48)を経由して前記メインコントロールバルブ(21)の前記入口(22)と連通する一つの入口と、前記圧力媒体供給管(49,50)に連通する二つの出口とを備えることを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記パイロットコントロールバルブ(43)が前記メインコントロールバルブ(21)に取り付けられており、前記供給管(48)と前記圧力媒体供給管(49,50)が、前記メインコントロールバルブ(21)の前記ハウジング(25)に設けられた開口部システムとして形成されていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記パイロットコントロールバルブ(43)が、信号発生装置(29)が前置されたソレノイドバルブを備えることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の装置。
【請求項７】
前記パイロットコントロールバルブ(43)が調整装置として形成され、目標値(55)用の入力と実際値用の入力とを備え、この調整装置に前記実際値(57)を生成する測定装置(58)が割り当てられ、この測定装置によって、前記サーボバルブスライダ(33)および/またはこのサーボバルブスライダに従動する前記メインバルブスライダ(26)の位置を検知できることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８】
前記パイロットコントロールバルブ(43)が、二つの作動状態の切替え位置と一つの中立位置を備える切替えバルブ構造物として形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の装置。
【請求項９】
前記メインバルブスライダ(26)が、前記出口(23,24)と前記入口(22)の結合を遮断する突起(41)を備え、前記突起(41)の側面の少なくとも一つの領域に切欠き(53)を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１０】
前記突起(41)の両側面領域に前記切欠き(53)を備えることを特徴とする請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記メインバルブスライダ(26)に割り当てられた前記圧力室(34,35)が、前記メインバルブスライダ(26)の末端領域に配置され、軸に平行に向けられており、前記ハウジング(25)によって互いに逆方向に支持されているピストン(36,37)が前記圧力室(34,35)に係合することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ピストン(36,37)が互いに異なる大きさの圧力面を持ち、小さい方の前記ピストン(37)に割り当てられた前記圧力室(35)には常に、前記入口(22)に待機する圧力媒体を作用させることができ、大きい方の前記ピストン(36)に割り当てられた前記圧力室(34)につながる流路(38a)は、前記サーボバルブスライダ(33)によって制御できることを特徴とする請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
小さい方の前記ピストン(37)が、ばね(39)を介して前記メインコントロールバルブ(21)の前記ハウジング(25)に支持されていることを特徴とする請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
エキゾーストバルブ(12)と噴射ポンプ(14)のアクチュエータ(13,17)に割り当てられた少なくとも一つの前記メインコントロールバルブ(21)を持つ2ストロークディーゼルエンジンにおいて、前記メインコントロールバルブ(21)の前記入口(22)と結合された前記圧力媒体源(18)が、油圧オイルを作用させることができるコモンレールとして形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１５】
噴射ポンプを持たない2ストロークディーゼルエンジンにおいて、前記メインコントロールバルブ(21)の前記入口(22)と結合された前記圧力媒体源(18')が、燃料で作用を行うことができるコモンレールとして形成されており、前記メインコントロールバルブ(21)を用いて、噴射ポンプ構造物と、エキゾーストバルブ(12)に割り当てられた、燃料によって作動可能なアクチュエータ(13)との、互いに時間をずらした作動を制御できることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１６】
2ストロークディーゼルエンジンが2ストローク大型ディーゼルエンジンとして形成されていることを特徴とする請求項14または請求項15に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力媒体を作用させることができる二つのユニットを互いに時間をずらして一つの圧力媒体源と結合する動作を制御する装置、特に2ストロークディーゼルエンジン、好ましくは2ストローク大型ディーゼルエンジンのシリンダの噴射装置とエキゾーストバルブとを、互いに時間をずらして作動する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実際に運用されている2ストローク大型ディーゼルエンジンの場合、噴射装置とエキゾーストバルブのアクチュエータには、二つのコントロールバルブが別々に備えられている。しかし、二つのコントロールバルブを別々に備えるこの種のバルブ構造は費用が掛かる。
【０００３】
未公開のドイツ特許出願10311493.9-13には上記の種類の装置が記載されているが、この場合スライドバルブとして形成されたメインコントロールバルブが設けられ、これにより噴射ポンプのアクチュエータとエキゾーストバルブのアクチュエータを一つの圧力源と結合している。ここでメインコントロールバルブのハウジングは、圧力源と結合された中央の一つの入口と、上記のアクチュエータに割り当てられた該入口の横に並んだ二つの出口とを備える。これらの出口は、メインバルブスライダをスライドさせることによって、その一方を選択的に入口と結合することができ、メインバルブスライダの中央位置では入口から分離することができる。このメインバルブスライダは、スライド可能な状態でハウジングに取り付けられ、主運動装置を用いて動かすことができる。またメインバルブスライダに割り当てられた運動装置は、メインバルブスライダと共同作用する、軸方向に向かい合う圧力室を備え、これらの圧力室には、メインバルブスライダに配置された複数の流路を介して、ハウジングの入口に待機する圧力媒体を作用させることができる。また、少なくとも一つの流路を、スライドできる状態でメインバルブスライダに配置された軸平行なサーボバルブスライダを用いて制御することができ、このサーボバルブスライダにはサーボ運動装置が割り当てられており、このサーボ運動装置を、割り当てられたパイロットコントロールバルブを用いて、このバルブから供給されるエンジン信号に応じて作動させることができる。サーボバルブスライダに割り当てられたサーボ運動装置はこの場合圧電素子を備え、この圧電素子はスラストロッドを介してサーボバルブスライダと機械的に固定結合されている。この種の構造は多くの場合、費用が掛かる上にサイズが大きく、機械的に固定結合されるため柔軟性が十分でないことがわかっている。
【０００４】
US-A 5,237,968に一つの4ストロークエンジンが記載されているが、この場合、噴射バルブ、インレットバルブのアクチュエータ、エキゾーストバルブのアクチュエータという三つの油圧ユニットが、一つの共通なスライドバルブにより、対応する時間差をつけて制御されている。この知られた構造の場合、コントロールスライダの末端位置が0位置に相当し、この位置から出発してコントロールスライダを一方向だけに動かすことができる。この場合、個々のユニットの作動は、固定された順序で順次行わなければならない。互いに独立した作動はこの場合不可能である。この場合、上記のスライドバルブには一つのコントロールバルブが割り当てられる。このコントロールバルブは圧電素子を備え、スライドバルブのスライダの一方の末端によって区切られた圧力室と結合されている圧力室内の圧力を、この圧電素子によって制御することができる。スライダの他方の末端には、ばねが作用する。したがってこの知られた構造の場合、スライドバルブのスライダは、パイロットコントロールバルブによって直接作動させられる。しかしスライドバルブのスライダは比較的大きな質量を持つ。それに対応してコントロールバルブも比較的大きな寸法とならざるを得ない。したがって非常に慣性の大きい構造物が生じる。
【特許文献１】DE10311493.9-13
【特許文献２】US-A 5,237,968
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記から出発して本発明の課題は、構造が単純かつコンパクトであり多方面に利用できるような、冒頭に挙げた種類の装置を、単純かつ安価な手段で得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は請求項1の特徴によって解決される。
【０００７】
二つのユニットに共通に割り当てられる一つのメインコントロールバルブを使用することによって、したがってもう一つのコントロールバルブを省略することによって、省スペース的かつ安価な構造を有利な方法で得られるようになる。もう一つのコントロールバルブを省略することにより、バルブ構造が単純かつ安価になるだけでなく、配線も比較的単純となる。有利な方法としてメインコントロールバルブは、そのメインバルブスライダが中央の0位置から出発して両反対方向に動かせるように形成される。これにより、割り当てられたユニットを互いに独立に選択できるようになる。もう一つの利点はメインバルブスライダの運動を、割り当てられたサーボバルブスライダによって制御できることである。このサーボバルブスライダはメインバルブスライダより質量の小さい部品であって、短い応答時間で迅速に可動状態となる。この場合メインバルブスライダは、短い追跡時間でサーボバルブスライダに従動する。有利な方法としてこのメインバルブスライダを、メインコントロールバルブの入口に待機する圧力媒体によって作動し、この圧力媒体が比較的高い圧力を持つものとすれば、全体として短い応答時間で大きな原動力が得られる。メインバルブスライダが入口に待機する圧力媒体で作動されることにより、メインバルブスライダの運動装置に圧力媒体源を追加して割り当てる必要がなくなる。
【０００８】
本発明による解決法において、DE10311493.9-13に記載の先行公開されない上記の旧構造と異なる点は、サーボバルブスライダに割り当てられたサーボ運動装置が次のような圧力室、すなわちサーボバルブスライダと共同作用する、軸方向に互いに向かい合う、圧力媒体を作用させることができる複数の圧力室を備え、この圧力室からの圧力の作用をパイロットコントロールバルブで制御できる点である。有利な方法としてこの措置により、パイロットコントロールバルブとメインコントロールバルブのサーボバルブスライダとの流れによる結合が得られ、これによって単純でコンパクトな構造が可能となる。これによればその他、パイロットコントロールバルブとサーボバルブスライダとの機械的な固定結合が不可能な場合にも、本発明の構造を使用できることが保証される。したがって高度な多面性が得られる。
【０００９】
上記の措置の有利な実施形態および合目的な発展形態を従属請求項に記載した。このようにして、サーボバルブスライダに割り当てられた運動装置にも、有利な方法としてメインコントロールバルブのハウジング入口に待機する圧力媒体を作用させることができ、したがってサーボバルブスライダに割り当てられた運動装置にも圧力媒体源を追加する必要がなく、用いられる圧力媒体の圧力が高いために大きな原動力が得られる。
【００１０】
上記の措置の有利な一発展形態では、パイロットコントロールバルブを調整バルブとして形成する。このバルブは、目標値用の入力と実際値用の入力を備え、実際値を生じる測定装置をこのバルブに割り当てる。この測定装置によって、サーボバルブスライダおよび/またはこのスライダに従動するメインバルブスライダの位置を検知できる。有利な方法としてこれらの措置により、サーボバルブスライダとこのスライダに従動するメインバルブスライダを、目標値の推移に対応して作動させることができる。したがってこれにより、冒頭に挙げた種類のエンジンの場合に、エキゾーストバルブのストロークの推移と噴射の推移を正確に制御し、それに応じて所望の噴射プロフィールと、エキゾーストバルブの衝撃のない運動を得ることができる。
【００１１】
しかし単純な場合はパイロットコントロールバルブを、二つの切替え位置を持つ切替えバルブとして形成すれば十分である。これにより、特に単純かつ丈夫で、障害に強い構造が得られる。
【００１２】
サージングと機械的衝撃はいかなる場合も次のようにして防止できる。すなわちメインバルブスライダを、バルブハウジングの出口と入口の結合を遮断する突起を持つものとし、このスライダがその突起の少なくとも一つの側面領域に切欠きを備えるものとすることによる。これにより、メインバルブスライダが対応して運動するとき、まずきわめて小さい流れ断面が開放され、作用を受けているユニット内の圧力が次にゆっくりと上昇する。
【００１３】
もう一つの有利な措置は、メインバルブスライダに割り当てられている複数の圧力室をスライダ末端領域に軸平行に配置し、これら圧力室内でハウジング方向に支持されるピストンを配置し、これらのピストンは圧力面の大きさが異なるものとするというものである。小さい方のピストンに割り当てられた圧力室には常に、入口に待機する圧力媒体の作用を加えることができ、大きい方のピストンに割り当てられた圧力室につながる流路を、サーボバルブスライダによって制御できる。サーボバルブスライダは流路をただ一つだけ制御すればよいので、サーボバルブスライダとこれに割り当てられたパイロットコントロールバルブの形状を単純にすることができる。
【００１４】
上記の諸措置のその他の有利な実施形態および合目的な発展形態は、その他の従属請求項に記載されており、図面に基づく下記の実施例の記載からより詳しく読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の主たる応用領域は、2ストロークディーゼルエンジン、特に、たとえば船舶駆動装置に用いられる2ストローク大型エンジンである。これは比較的回転の遅いエンジンであって、ピストンストロークが大きく、したがって噴射量も大きくて噴射時間が長く、エキゾーストバルブの開放時間が長くなる。
【００１６】
この種の2ストローク大型ディーゼルエンジンは通常、直列に並ぶ複数のシリンダを備える。図1では説明を簡単にするため、この種のシリンダ1を1個だけ記載する。シリンダ1にはピストン2が可動状態で配置され、このピストンはピストンロッド3を介してクロスヘッド4と結合され、このクロスヘッドはコネクティングロッド5を介してクランクシャフト6と共同作用する。ピストン2は燃焼室7の区切りをなし、燃焼室には、シリンダカバー領域に配置された少なくとも一つの、図示の実施例では二つの噴射ノズル8を介して、燃料を供給することができる。シリンダライナの下部領域には、給気装置に接続された給気スリット9が設けられ、この給気スリットをピストン2が通過してスリットに制御が加えられ、またこの給気スリットを経由して燃焼室7に空気を供給することができる。
【００１７】
燃焼の際に生じる排ガスは、シリンダカバー領域に設けられた中央の出口10を経由して、この出口から出発する排気ポート11に達する。出口10にはエキゾーストバルブ12が割り当てられ、このエキゾーストバルブを、油圧ユニットとして形成された割り当てられたアクチュエータ13によって上下運動させることができ、これにより出口10が開閉される。この実施例では噴射バルブ8に噴射ポンプ14が割り当てられ、そのポンプ室15に、供給装置から供給された燃料を矢印16で示すように送り込むことができる。この燃料をポンプ室15から、いわゆるプランジャを備えるアクチュエータ17によって吐き出すが、このアクチュエータは油圧ユニットとして形成され、そのピストンはプランジャと結合されている。
【００１８】
圧力媒体源18に待機する圧力媒体、この実施例の場合、油圧圧力媒体を加えることによって、エキゾーストバルブ12のアクチュエータ13と、噴射ポンプ14のアクチュエータ17を作動させることができる。この作動は、クランクシャフト6の角度位置や、場合によってはその他のエンジン信号、たとえば回転数、負荷、圧力などに応じて行われる。圧力媒体源18は図示の実施例の場合、圧力室として形成され、この圧力室には、クランクシャフト6によって直接的または間接的に駆動可能なポンプ19から油圧オイルを作用させることができ、所望の圧力に維持される。図示の実施例では、圧力媒体源18を形成する圧力室がコモンレールとして形成され、このコモンレールから、割り当てられた消費箇所につながる複数の導管20が出発し、これらの導管をそれぞれ、割り当てられたバルブによって開閉制御することができる。複数のシリンダを備える構造の場合、それらシリンダのすべてまたは少なくとも一つのグループを貫流するコモンレールを設けることができる。
【００１９】
エキゾーストバルブ12のアクチュエータ13を形成する油圧ユニットの、ないしは噴射ポンプ14のアクチュエータ17を形成する油圧ユニットの圧力作用を制御するが、そのためには、両アクチュエータ13および17に共通に割り当てられ、スライドバルブとして形成された、一つのメインコントロールバルブ21を設ける。このメインコントロールバルブは、圧力媒体源18の出口と結合された一つの入口22と、二つの出口23および24を備え、これらの出口の一つ、ここでは出口23が噴射ポンプ14のアクチュエータ17と、他の一つ、ここでは出口24が、エキゾーストバルブ12のアクチュエータ13と結合されている。メインコントロールバルブ21はバルブハウジング25を備え、このバルブハウジングには、必要な接続部として入口22および出口23,24を備え、また軸方向にスライド可能なメインバルブスライダ26が配置されている。メインコントロールバルブ21はさらに、少なくとも一つ、図示の実施例ではさらに一つだけ、他の接続部40を持つ。この接続部は、圧力のない非作動状態ではアクチュエータ13または17の負荷を解除する、還流接続部として機能する。
【００２０】
メインバルブスライダ26は中央の0位置を備え、ここから出発して軸方向において左側および右側にスライド可能である。メインバルブスライダ26が中央の0位置にあるとき、入口22は出口23,24と分離している。メインバルブスライダ26は、図2から容易にわかるように、入口22または入口と連通する環状溝を覆って一周する突起41を備える。メインバルブスライダ26が右側または左側末端位置にあるとき、入口22またはこれと連通する環状溝は、出口23または24、ないしはこれらと連通する環状溝と結合されている。そのためメインバルブスライダ26には突起41の横に並ぶ環状溝42を設け、この環状溝は軸方向に次のような幅とする。すなわちこの環状溝は、メインバルブスライド26が軸方向に入口側環状溝の上における突起41の横方向張り出しより大きくスライドしたとき、入口22と出口23または24との間に所望の結合を生じることができるような幅とする。図示の実施例でメインバルブスライダ26が右側にスライドするとき、出口23が入口22と結合され、噴射ポンプ14が作動させられる。メインバルブスライダ26が左側にスライドするとき、出口24が入口22と結合され、エキゾーストバルブ12が作動させられる。
【００２１】
メインバルブスライダ26には主運動装置が割り当てられている。この主運動装置は、やはり図2からわかるように、メインバルブスライダ26の軸方向で互いに反対側の両末端領域に設けられた、軸平行な穴によって形成された圧力室34または35を備え、これらの圧力室を、それぞれ割り当てられたピストン36または37が区切っている。軸方向で互いに反対側の両ピストン36または37は、メインコントロールバルブ21のハウジング25によってそれぞれ逆方向に支持されている。半径方向において圧力室34,35およびこれらに割り当てられたピストン36,37は、互いに180°位置をずらされている。圧力室34,35は、メインバルブスライダ26内に位置する流路38aないし38bを経由して入口22と結合され、この入口を経由してこれら圧力室に、入口22に待機する圧力媒体を作用させることができる。
【００２２】
ピストン36とそれに割り当てられた圧力室34はそれぞれの作動圧力面が、ピストン37とそれに割り当てられた圧力室35のそれより大きいので、後者から生じた力に、向かい側の圧力室34から生じた力が打ち勝ち、これによりメインバルブスライダ26をスライドさせることができる。小さい方のピストン37に割り当てられた圧力室35は、割り当てられた流路38bを介して入口22と常時結合され、それに対応して圧力媒体の作用を常時受ける。圧力室35は調整不可能である。圧力室35を区切るピストン37は、ばね39を介してハウジング25に支持されるのが合目的である。圧力室34により生じた力が、圧力室35により生じた力に打ち勝ち、メインバルブスライダ26がスライドすると、ばね39に応力がかかる。圧力室34の負荷を解除すると、ばね39によってメインバルブスライダの復帰位置が得られる。
【００２３】
大きい方のピストン36が区切る圧力室34は、選択によって圧力媒体を作用させることも、その負荷を解除することもできる。それに応じて圧力室34は、メインバルブスライダ26に配置されたもう一つの流路38cを介して、還流出口40と結合できる。作用を行う流路38aまたは負荷を解除する流路38cとの圧力室34の接続部は、軸平行な、ここではメインバルブスライダ26に同軸に配置された、軸方向にスライド可能なサーボバルブスライダ33によって制御可能、すなわち上下運動制御可能である。
【００２４】
サーボバルブスライダ33にはサーボ運動装置が割り当てられ、このサーボ運動装置は、それに割り当てられたパイロットコントロールバルブ43を用いて、同バルブに供給される矢印30で示したエンジン信号により作動可能である。この信号は、上記説明の通り、クランク角信号と場合によっては追加的な状態信号、たとえば負荷、圧力または回転信号などである。パイロットコントロールバルブ43はソレノイドバルブとして形成することができる。このバルブには信号発生装置29が割り当てられ、この信号発生装置は入力信号を受け取り、その入力信号をサーボコントロールバルブ43の作動に適した信号に変換する。
【００２５】
サーボバルブスライダ33に割り当てられたサーボ運動装置は、油圧スライド装置として形成されている。この油圧スライド装置は、図2を用いて下記に説明するように、メインコントロールバルブ21のハウジング25内で軸方向に互いに反対側の位置に、またサーボバルブスライダ33と同軸に配置された圧力室44,45を備え、これらの圧力室それぞれにサーボバルブスライダ33のピン状の延長部46または47が、ピストンのような方式で係合する。これに対応して延長部46、47は圧力室44,45に対して可動状態の区切りを形成し、これら圧力室には選択により圧力媒体を作用させることも、あるいは負荷を解除することもできる。これらの作用ないし負荷解除は、パイロットコントロールバルブ43によって制御できる。そのためには、割り当てられた圧力媒体源から出発する供給管48を、パイロットコントロールバルブ43によって、圧力室44または45につながる接続部49または50とそれぞれ選択結合できる。
【００２６】
油圧サーボ運動装置の圧力媒体としても、メインコントロールバルブ21の入口22に待機する圧力媒体を用いるのが合目的であり、これはメインバルブスライダ26に割り当てられた主運動装置の場合にも当てはまることである。それに対応して供給管48は、入口22またはこの入口と連通する環状スペースと結合されている。パイロットコントロールバルブ43の基盤をなすソレノイドバルブは、供給管48に割り当てられた一つの入口と、接続管49,50に割り当てられた二つの出口を備えたハウジングを持ち、これらの出口は、ハウジング内に配置されて電磁的に作動可能なスライダによって、その一方を選択的に入口と結合可能である。
【００２７】
パイロットコントロールバルブ43は、メインコントロールバルブ21と距離があっても、配管によってメインコントロールバルブと結合されたものとすることができる。図示の実施例では、メインコントロールバルブ21のハウジング25にパイロットコントロールバルブ43が取り付けられている。したがって供給管48と接続管49,50は、メインコントロールバルブ21のハウジング25に設けられた開口部システム(Bohrungssysteme)として形成されているだけである。
【００２８】
サーボバルブスライダ33の末端は圧縮ばね51に支持され、この圧縮ばねはメインコントロールバルブのハウジング25に逆方向に支持されている。ばね51は同じ強さである。したがって圧力室44,45が圧力を受けないか、等しい圧力を受けている限り、互いに逆方向にサーボバルブスライダ33に作用する力は相殺されるので、このサーボバルブスライダは中央位置に位置し、これはサーボコントロールスライダ33に従動するメインバルブスライダ26にも当てはまる。圧力室44,45の一方が他方より大きな作用を受けると、サーボバルブスライダ33がメインバルブスライダ26に対して右または左にスライドする。これとともにサーボバルブスライダ33の制御溝52もまた、メインバルブスライダ26に設けられた流路に対してスライドされる。この流路は、入口22から圧力室34を経て圧力のない出口40につながるものである。このようにして圧力室34は負荷を加えられ、あるいは負荷解除されるが、これによりメインバルブスライダ26はそれに対応してスライドさせられる。したがってメインバルブスライダは、慣性による短い遅れを伴ってサーボバルブスライダ33に従動する。
【００２９】
パイロットコントロールバルブ43は、図1および図2の実施例のように、外側に二つの作動状態の切替え位置と、中央に一つの中立位置を持つ3方向バルブとして形成することができる。このバルブによって、サーボ運動装置の圧力室44,45を選択により接続管48と結合し、それに対応して圧力媒体を作用させることができる。これによりサーボバルブスライダ33を、一方または他方の末端位置に動かすことができる。これで多くの場合には十分である。しかしメインコントロールバルブ21によって制御可能なユニットの、すなわちこの実施例ではアクチュエータ13および17の、サージングと衝撃的な負荷を防止するため、メインバルブスライダ26の突起41の側面にそれぞれ一つずつ切欠き53を設ける。図3に示すように、この切欠きは溝状の小穴という単純な形状とすることができる。突起41の一つの側面領域にこの種の切欠き53を一つ設ければ十分な場合がある。図2に示す実施例では、突起41の両側面領域に、この種の切欠き53を一つずつ設けている。
【００３０】
切欠き53によって次のことが生じる。すなわち、メインバルブスライダ26がその中央位置からスライドすると、まず入口22と連通する環状溝の側面縁部が通過する該当する切欠き53の断面積に相当する極めて小さい流路断面積が、入口22と出口23または24の間で開放されて、圧力室34の圧力作用が最初はゆっくりと開始される。同じことが逆に負荷解除の際にも当てはまる。このことは図4のグラフで、開放された流路断面積の比較的急激な増加に対して増加が比較的フラットなスロープ領域54に現れている。図4に記載するようにスロープ領域54は、メインバルブスライダ26のある程度のスライド行程後、ここでは2mmと3mmとの間で始まる。ほぼ4mmスライドすると、突起41の該当する側面縁部は、入口22と連通する環状スペースの対面する側面縁部を通過する。この位置からさらにスライドする場合、開放された流路断面積は急激に増加する。
【００３１】
図5の基盤となる実施例の場合、パイロットコントロールバルブ43は、二つの切替え位置を持つ切替えバルブとしてのみならず、調整バルブとしても形成されている。この場合メインコントロールバルブ21の構造は、図2で既に説明した実施例に相当する。したがって以下ではそれと異なる点のみを説明し、同じ部品には同じ参照符号を用いる。
【００３２】
この場合、信号発生装置29は、目標値伝送器56から来る目標値信号用の目標値入力55と、実際値検出器58から来る実際値信号用の実際値入力57とを持つ。目標値伝送器56はコンピュータとして形成することができ、このコンピュータは指定されたプログラムを用いて、入力されたエンジン信号30から所望の目標値を計算する。実際値検出器58は、メインコントロールバルブ21のハウジング25に取り付けられた測定装置として形成され、この測定装置は、サーボバルブスライダ33の位置、および/またはサーボバルブスライダ33に従動するメインバルブスライダ26の位置を検出する。この実際値を目標値と比較する。その差から、パイロットコントロールバルブ43のための制御信号を求める。これによりサーボバルブスライダ33と、このサーボバルブスライダに従動するメインバルブスライダ26を、所望の運動曲線に従ってスライドさせ、ないしは所望の位置に維持することができる。このようにすれば所望の燃料噴射プロフィール、および/またはエキゾーストバルブ12に割り当てられたアクチュエータ13の緩徐な運動が容易に実現でき、その結果末端位置の緩衝は不要となる。
【００３３】
図1の基盤となる実施例の場合、噴射ポンプ14が噴射バルブ8に前置され、噴射ポンプのアクチュエータ17はエキゾーストバルブ12のアクチュエータ13とともに、本発明の制御装置によって制御できる。本発明の制御装置は、噴射ポンプを備えない構造にも用いることができる。この種の実施形態を図6に示した。
【００３４】
この場合、予圧を掛けた燃料を作用させることができるコモンレール18'を設け、このコモンレールからシリンダ1につながる流路20'が出発し、この流路はそれぞれ本発明の制御装置によって、選択により噴射バルブ8とも、エキゾーストバルブ12のアクチュエータ13とも結合できる。本発明による制御装置のメインコントロールバルブ21やそれに割り当てられたパイロットコントロールバルブ43の構造は、この場合、上記実施例と同様なので、繰り返しを避けるためそれらの説明を参照されたい。上記実施例とは異なり、図6の実施形態は圧力媒体として予圧を掛けた燃料を用いる。したがって圧力媒体源として機能するコモンレール18'は、割り当てられたポンプ19'によって燃料の作用を受ける。エキゾーストバルブ12のアクチュエータ13を形成する油圧ユニットは、燃料を圧力媒体として作動させられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】噴射ポンプとエキゾーストバルブのアクチュエータを制御する本発明の制御装置を備える2ストローク大型エンジンの略図である。
【図２】図1の基盤となる制御装置の拡大図である。
【図３】図2に記載する構造物のメインバルブスライダの部分図である。
【図４】メインバルブスライダのスライド経路における流れ断面積を示すグラフである。
【図５】調整バルブの形態を採る、図2の変形形態を示す図である。
【図６】ポンプを持たず、コモンレールの作用を加えることができる燃料噴射装置を備える、図1の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
1  シリンダ
2  ピストン
3  ピストンロッド
4  クロスヘッド
5  コネクティングロッド
6  クランクシャフト
7  燃焼室
8  噴射ノズル
9  給気スリット
10  出口
11  排気ポート
12  エキゾーストバルブ
13  アクチュエータ
14  噴射ポンプ
15  ポンプ室
16  供給矢印
17  アクチュエータ
18  圧力媒体源
18'  コモンレール
19,19'  ポンプ
20  導管
20'  流路
21  メインコントロールバルブ
22  入口
23,24  出口
25  バルブハウジング
26  メインバルブスライダ
29  信号発生装置
30  信号
33  サーボバルブスライダ
34,35  圧力室
36,37  ピストン
38a, 38b, 38c  流路
39  ばね
40  還流出口
41  突起
42  環状溝
43  パイロットコントロールバルブ
44,45  圧力室
46,47  延長部
48  供給管
49,50  接続管
51  ばね
52  制御溝
53  切欠き
54  スロープ領域
55  目標値入力
56  目標値伝送器
57  実際値入力
58  実際値検出器
【図１】
2004360689.tif 000003
【図２】
2004360689.tif 000004
【図３】
2004360689.tif 000005
【図４】
2004360689.tif 000006
【図５】
2004360689.tif 000007
【図６】
2004360689.tif 000008