(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関（１）内に含まれる燃焼チャンバ（７）を選択的に開閉するように配置された第１の制御可能なエンジンバルブ（８）を有するシリンダヘッド（６）と、
前記エンジンバルブ（８）に動作可能に接続され且つこれを変位させるように構成されたバルブアクチュエータ（１０）と、
閉じた圧力流体回路とを有し、前記バルブアクチュエータ（１０）は前記閉じた圧力流体回路に配置された燃焼機関において、
前記燃焼機関（１）は、さらに、
前記閉じた圧力流体回路に含まれ且つ前記シリンダヘッド（６）及びシリンダヘッドマントル（１４）によって区切られるシリンダヘッドチャンバ（１３）を有し、前記バルブアクチュエータ（１０）によって、前記バルブアクチュエータ（１０）が前記制御可能なエンジンバルブ（８）を変位させるように作動するように構成された空気圧流体回路を有し、且つ圧力流体のための出口開口（１２）を有し、出口開口（１２）は前記シリンダヘッドチャンバ（１３）と流体連通し、且つ前記シリンダヘッドチャンバ（１３）によって圧媒液排出バルブ（３６）を有し、排出コンジット（３７）が、前記シリンダヘッドチャンバ（１３）に蓄積される圧媒液を排出するために、前記圧媒液排出バルブ（３６）から前記燃焼機関（１）の圧媒液ベッセル（３８）に伸びる、燃焼機関。
【請求項２】
請求項１に記載された燃焼機関において、
前記圧媒液排出バルブ（３６）は電気的に制御される、燃焼機関。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された燃焼機関において、
前記シリンダヘッドチャンバ（１３）は、前記圧媒液排出バルブ（３６）に動作可能に接続された圧媒液レベルセンサ（３９）を有する、燃焼機関。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載された燃焼機関において、
前記シリンダヘッド（６）は、前記シリンダヘッドチャンバ（１３）の底面を構成する上面（３５）を有し、前記圧媒液排出バルブ（３６）は、前記上面（３５）に配置される、燃焼機関。
【請求項５】
請求項４に記載された燃焼機関において、
前記圧媒液排出バルブ（３６）は、前記シリンダヘッド（６）の前記上面（３５）における凹部（４０）に置かれる、燃焼機関。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された燃焼機関において、
前記シリンダヘッド（６）の前記上面（３５）は、前記圧媒液排出バルブ（３６）に向かって下方に傾斜している、燃焼機関。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に記載された燃焼機関において、
コンプレッサ（３１）と、前記シリンダヘッドチャンバ（１３）から前記コンプレッサ（３１）に伸びる第２圧力流体チャネル（３２）を有し、前記第２圧力流体チャネル（３２）は、前記シリンダヘッド（６）の前記上面（３５）の上方のレベルで前記シリンダヘッドチャンバ（１３）に排出する、燃焼機関。
【請求項８】
請求項７に記載された燃焼機関において、
圧媒液を前記圧力流体に供給するように構成されたスプレーノズル（４１）が、前記第２圧力流体チャネル（３２）に配置される、燃焼機関。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載された燃焼機関において、
前記バルブアクチュエータ（１０）は液圧回路（２５）を有する、燃焼機関。
【請求項１０】
請求項９に記載された燃焼機関において、
前記シリンダヘッドマントル（１４）は、前記バルブアクチュエータ（１０）の前記液圧回路（２５）と接続された圧媒液マニホールド（３３）を有する、燃焼機関。
【請求項１１】
請求項１０に記載された燃焼機関において、
さらに、前記圧媒液マニホールド（３３）と前記燃焼機関（１）の圧媒液ポンプ（４４）との間に置かれた圧力増加ポンプ（４２）を有する、燃焼機関。
【請求項１２】
請求項１１に記載された燃焼機関において、
前記圧媒液マニホールド（３３）は、前記圧力増加ポンプ（４２）と動作可能に接続された圧力センサ（４５）を有する、燃焼機関。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載された燃焼機関において、
前記圧媒液マニホールド（３３）は、前記圧力増加ポンプ（４２）と前記バルブアクチュエータ（１０）との間に配置された逆止弁（４６）を有し、逆止弁は、前記バルブアクチュエータ（１０）に向かう方向に流れを許容するように構成される、燃焼機関。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか一項に記載された燃焼機関において、
前記圧媒液マニホールド（３３）は、圧力平衡要素（４８）を有する、燃焼機関。
【請求項１５】
請求項１４に記載された燃焼機関において、
前記圧力平衡要素（４８）は、可撓性のガス入り管により構成される、燃焼機関。
【請求項１６】
請求項１４に記載された燃焼機関において、
前記圧力平衡要素（４８）は、多孔質材料のひも状体により構成される、燃焼機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、車若しくはトラック等の車両、ボート等、又は発電ユニット等のような機械への動力供給に適した燃焼機関に関する。関連する燃焼機関は、カムシャフトフリーのピストンエンジンであり、「バルブフリーのエンジン」という概念のもとでも知られている。本発明は特に、燃焼機関に含まれる燃焼チャンバを開閉するように構成される制御可能なエンジンバルブを有するシリンダヘッドと、エンジンバルブを変位させるように構成され、エンジンバルブと動作可能に接続されるバルブアクチュエータと、閉じた圧力流体回路と、を有し、バルブアクチュエータは、閉じた圧力流体回路に配置される。
【背景技術】
【０００２】
カムシャフトフリーの燃焼機関では、液体又はガス等の圧力流体は、一又は複数のエンジンバルブの変位／開きを達成するために使用される。これは、カムシャフトと、従来の燃焼機関が空気を入れて燃焼チャンバから排ガスを出すためにエンジンバルブを開けるのに使用する、関連設備とが、より小さい体積への要求及びより制御可能なシステムによって、置換されていることを意味する。
【０００３】
著しい角運動量出力のために構成されるエンジンにおいて、燃焼チャンバにおける圧力は、増加した角運動量出力に比例して増加しており、その結果、燃焼チャンバの内側への開きに関連してエンジンバルブを開くためにバルブアクチュエータを開くのに要する力もまた、増加した角運動量出力に比例する。６−８０００ｒｐｍ等の高回転数において、エンジンバルブの非常に速い開きが、制限されることなくエンジンシリンダからの排ガスのそれぞれの排出に空気を充填するために要求される。これらの要求、即ち、排気バルブの開きにおいてエンジンの燃焼チャンバにおける高い逆圧を有する高性能エンジンにおける高頻度の極端に速い開きの必要性が、ほぼ８−３０バール程度に、バルブアクチュエータの上流側の圧力流体の圧力が高くなることを要する。
【０００４】
バルブアクチュエータの下流側では、圧力流体は、ほぼ３−６バール程度のより低い圧力を有し、圧力流体の圧力がバルブアクチュエータの下流側の低圧からバルブアクチュエータの上流側の高圧にコンプレッサによって増加されることになるとき、増加した圧力条件と共に増加する温度上昇が発生する。
【０００５】
バルブアクチュエータは、その作動に空気圧及び液圧の両方を採用し、バルブアクチュエータソリューションでは、異なる流体間の封止が１００パーセント閉まっていないために、ガスと圧媒液が混合されるというリスクが大きく、時間がたつにつれて流体が互いに消極的に影響するというリスクもある。
【０００６】
さらに、エンジンの従来のオイルシステムに存在する圧媒液の圧力は、バルブアクチュエータ内の油が、バルブアクチュエータが高頻度で迅速な動きを発生させるように適切に機能するのに常に十分ではないという問題があり得、圧力流体の圧力が圧媒液の圧力よりも大きい場合、圧力流体は圧媒液に入り込み混合される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、以前から知られている燃焼機関の上述した欠点及び欠陥を除外し、改善された燃焼機関を提供することにある。発明の基本的な目的は、燃焼機関の作動において消極的な影響を与えることなく圧力流体と圧媒液が混合されることを許容する、初期に定義された型の改善された燃焼機関を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、閉じた圧力流体回路と接続して配置される機械要素の自動的な注油を達成する燃焼機関を提供することである。
本発明の目的の他の一つは、圧力流体の冷却を達成する燃焼機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、主な目的は、独立項に定義された特徴を有する初期に定義された燃焼機関及びガス処理システムによって少なくとも達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属項にさらに定義される。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、初期に定義された型の内燃機関が提供され、これは、燃焼機関が、さらに、閉じた圧力流体回路に含まれ且つシリンダヘッド及びシリンダヘッドマントルによって区切られるシリンダヘッドチャンバを有し、バルブアクチュエータによって、バルブアクチュエータが制御可能なエンジンバルブを変位させるように作動するように構成された空気圧流体回路を有し、且つ圧力流体のための出口開口を有し、出口開口はシリンダヘッドチャンバと流体連通し、且つシリンダヘッドチャンバによって圧媒液排出バルブを有し、排出コンジットが、シリンダヘッドチャンバに蓄積される圧媒液を排出するために、圧媒液排出バルブから燃焼機関の圧媒液容器に延在する。
【００１１】
本発明は、したがって、それらの場合に圧力流体への圧媒液の制御され且つ非常に制限された漏れ／供給がバルブアクチュエータ内で発生し、又は閉じた圧力流体回路における他の場所で、シリンダヘッドチャンバにおいて空になっているバルブアクチュエータからの加圧された空気で改善された圧媒液によって圧媒液トラップが達成され、圧力流体における圧媒液の余剰分は蓄積され、制御された態様で排出される、という洞察に基づいている。したがって、圧力流体の冷却及び閉じた圧力流体回路に接続されて配置された移動可能な機械部品の潤滑等の有益な効果が、圧力流体で改善された圧媒液が燃焼機関の作動に問題を引き起こす危険なしに、達成される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、シリンダヘッドは、シリンダヘッドチャンバの底面を構成する上面を有し、圧媒液排出バルブは、上面における凹部に置かれる。このように、所定量の圧媒液が圧媒液排出バルブ上の凹部に常に存在することなく、圧媒液排出バルブが開いたときに圧力流体が漏れることを許容しないことが保証される。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、燃焼機関は、バルブアクチュエータの液圧回路に接続された圧媒液マニホールドと燃焼機関の圧媒液ポンプとの間に置かれた圧力増加ポンプを有する。これは、燃焼機関の通常の圧媒液ポンプによって生成される圧力に関わらず、バルブアクチュエータに対する圧媒液に十分な圧力が常に供給されることを意味する。
【００１４】
さらに好ましい実施形態では、圧媒液マニホールドは、圧力増加ポンプとバルブアクチュエータとの間に配置された逆止弁を有し、逆止弁は、バルブアクチュエータに向かう方向の流れを許容するように構成される。このように、燃焼機関が停止したときに、圧力流体が圧媒液に押し込まれないことが保証される。
【００１５】
好ましくは、圧媒液マニホールドは、圧力平衡要素を有する。圧力平衡要素は、バルブアクチュエータの作動からくる圧媒液マニホールド内の流れの急速な変化が、他のバルブアクチュエータの作動を妨害する危険にさらす、圧媒液マニホールド内の圧媒液の振動又はキャビテーションを発生させないことを意味する。
【００１６】
本発明のさらなる利点及び特徴が、残りの従属項及び以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになる。
上記事項及び他の特徴のいっそう深い理解が、添付図面を参照することで、好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】燃焼機関の一部の概略側断面図である。
【図２】バルブアクチュエータの概略側断面図である。
【図３】図１に関連した側部から見た、燃焼機関の部分の概略側断面図である。
【図４】シリンダヘッド及びシリンダヘッドマントルの部分的に断面の概略斜視図である。
【図５】代替の実施形態を示す図３の概略拡大部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、全体が１で示される、独創的な燃焼機関の部分の概略図である図１を参照する。燃焼機関１は、少なくとも１つのシリンダ３を備えたシリンダブロック２を有する。そのシリンダブロック２は、概して、３又は４つのシリンダ３を有する。１つのみのシリンダ３が参照される図示の実施形態においては、それにもかかわらず、図示のシリンダ３に関連して以下で説明される装置は、燃焼機関１の全てのシリンダに好ましくは適用されることが理解されるべきであり、実施形態では、燃焼機関はより多くのシリンダを有する。
【００１９】
さらに、燃焼機関１は、シリンダ３内に軸方向に変位可能なピストン４を有する。ピストン４のその動作、前後の軸方向の移動は、ピストン４に接続された接続ロッド５に従来の方式で伝達され、接続ロッド５は次に、クランクシャフト（図示せず）に接続され、クランクシャフトを回転駆動する。
【００２０】
燃焼機関１は、また、シリンダ３及びピストン４と共に燃焼チャンバ７を区切るシリンダヘッド６を有する。燃焼チャンバ７においては、燃料と空気の混合の点火が従来の方式で発生し、ここではさらには説明されない。シリンダヘッド６は、ガス交換バルブとしても知られる、少なくとも一つの制御可能な第１エンジンバルブ８を有する。図示の実施形態では、シリンダヘッドはまた、制御可能な第２エンジンバルブ９も有する。図示の実施形態では、一つのエンジンバルブ８は、燃焼チャンバ７への空気の供給のために選択的に開閉するように配置される入口バルブを構成し、第２エンジンバルブ９は、図示の実施形態において、燃焼チャンバ７からの排ガスの排出のために選択的に開閉するように配置された空気出口バルブ、即ち排気バルブを構成する。
【００２１】
燃焼機関１は、さらに、概して１０で示される、第１バルブアクチュエータを有し、これは、第１エンジンバルブ８に動作可能に接続され、燃焼機関１の閉じた圧力流体回路内に配置される。バルブアクチュエータ１０は、圧力流体のための少なくとも一つの入口開口１１と圧力流体のための少なくとも一つの出口開口１２を備えた空気圧流体回路を有する。圧力流体は、ガス又はガス混合物であり、好ましくは空気又は窒素ガスである。空気は、閉じた圧力流体回路がリークした場合に、圧力流体を交換しやすく、又はより多くの圧力流体を供給しやすい点で利点を有し、窒素ガスは酸素がほとんどなく、他の要素の酸化を防止する点で利点を有する。
【００２２】
燃焼機関がいくつかのバルブアクチュエータを有する場合、これらは、閉じた圧力流体回路内で互いに並列に配置される。バルブアクチュエータの各々は、一又は複数のエンジンバルブに動作可能に接続され得、燃焼機関は、例えば２つの空気入口バルブ８を有し得、これらは同一のバルブアクチュエータ１０によって連動して駆動される。それにもかかわらず、バルブアクチュエータの各々は、燃焼機関１の作動の起こり得る最大操縦性を達成するために一つのエンジンバルブの各々を作動させることが好ましい。
【００２３】
燃焼機関の以下の説明は、一つのエンジンバルブ８と一つのバルブアクチュエータ１０のみを含むが、何も指摘が無い場合は同様のことが全てのエンジンバルブ及びバルブアクチュエータに適用されることが理解されるべきである。
【００２４】
燃焼機関１はまた、閉じた圧力流体回路内で一部を形成し、シリンダヘッド６と少なくとも第１シリンダヘッドマントル１４によって区切られる、シリンダヘッドチャンバ１３を有する。図示の実施形態では、シリンダヘッドマントル１４は、二つの部分に分割され、これらはボルトによってシリンダヘッド６に対して、個々に取付可能且つ取り外し可能である。シリンダヘッドチャンバ１３は、好ましくはほぼ３−１０リットル程度、典型的にはほぼ５−６リットル程度の体積を有する。代替的な実施形態では、シリンダヘッドマントル１４のみが存在し、シリンダヘッド６と共にシリンダヘッドチャンバ１３を区画する。
【００２５】
バルブアクチュエータ１０の少なくとも一つの出口開口１２は、シリンダヘッドチャンバ１３と流体連通する、即ち、少なくとも一つの出口開口１２を介してバルブアクチュエータ１０から出る圧力流体は、シリンダヘッドチャンバ１３内に流れ出る。燃焼機関１がいくつかのバルブアクチュエータを有する場合では、圧力流体のためのバルブアクチュエータの全ての出口開口が、同一のシリンダヘッドチャンバ内に放出される。
【００２６】
好ましくは、バルブアクチュエータ１０の全体が、シリンダヘッドチャンバ１３内に配置され、またバルブアクチュエータ１０が、例えばボルト１６又は類似の保持手段によって、シリンダヘッドマントル１４に取り外し可能に接続されることが好ましい。この実施形態では、バルブアクチュエータ１０はしたがってシリンダヘッド６と接触することなくシリンダヘッドマントル１４内に「垂れ下がる」。万一、バルブアクチュエータ１０がシリンダヘッドマントル１４とシリンダヘッド６の両方と接触している場合は、建造賢明で不利な許容チェーン（a construction wise disadvantageous tolerance chain）が達成される。
【００２７】
バルブアクチュエータ１０の概略図を示す図２を参照する。
バルブアクチュエータ１０は、アクチュエータピストンディスク１７と、下方向の開いたシリンダ容積を区切るアクチュエータシリンダ２１とを有する。アクチュエータピストンディスク１７は、シリンダ容積を第１上部分１９と第２下部分２０とに分割し、アクチュエータシリンダ２１内を軸方向に変位可能である。アクチュエータピストンディスク１７は、第１エンジンバルブ８に接触して駆動するように配置された、全体的に２１で示される、アクチュエータピストンの部分を形成する。アクチュエータピストンは、第１エンジンバルブ８に関連して軸方向における緩み除外手段２２をさらに有する。緩み除外手段２２は、好ましくは液圧式であり、アセンブリ許容誤差、熱膨張等を修正する目的で、アクチュエータピストンディスク２１がその上側の反転位置にあるときに、それが閉じたときアクチュエータピストン２１が第１エンジンバルブ８と接触したままであることを確実にする。したがって、アクチュエータピストン２１の軸方向長さは、緩み除外手段２２によって調整される。
【００２８】
バルブアクチュエータ１０のシリンダ容積の他の部分２０は、シリンダヘッドチャンバ１３と流体連通する。このように、アクチュエータピストン２１が上側の反転位置にあるときに、同一の圧力がシリンダ容積の第１部分１９とシリンダ容積の第２の部分２０のそれぞれからアクチュエータピストンディスク１７に作用することが保証される。それにより、アクチュエータピストンディスク１７とアクチュエータシリンダ１２との間のシールが重大なものでないが、いくらかの漏れがアクチュエータピストンディスク１７の変位に対する抵抗を最小化するために許容され得、静止位置において、アクチュエータピストンディスクは、低圧レベルにおける変化によって影響を受けない。
【００２９】
バルブアクチュエータ１０は、入口開口１２を開閉するように配置された制御可能な入口バルブ２３と、出口開口１１を開閉するように配置された制御可能な出口バルブ２７と、全体的に２５で示される液圧回路であって、液圧回路２５の充填を許容するように配置された逆止弁２６を有する液圧回路と、液圧回路２５の排出を制御するように配置された制御可能な排出バルブ２７とを有する。バルブアクチュエータ１０内のバルブは、概略的に図示されており、例えばスライディングバルブ、シートバルブ等によって構成され得ることが指摘されるべきである。さらに、上述したいくつかの制御可能なバルブは、単一の本体によって構成され得る。各バルブは、直接的又は間接的に電気的に制御され得る。直接的に電気的に制御される状態は、バルブ位置が例えば電磁気装置によって直接的に制御されることを意味し、間接的に電気的に制御される状態は、バルブ位置が例えば電磁気装置によって制御される圧力流体によって制御されることを意味する。
【００３０】
エンジンバルブ８を開くためのアクチュエータピストンディスク１７の下方への変位を達成するために、入口バルブ２６は、シリンダ容積の上部分１９に圧力流体を高圧で充填することを許容するように開かれる。アクチュエータピストン２１が下方に変位したとき、液圧回路２５の逆止弁２６が開き、するとすぐ圧媒液が吸い込まれ、アクチュエータピストン２１が残した容積を置換する。その後、入口バルブ２３が閉じられ、シリンダ容積の上部分１９に入り込んでいる圧力流体が拡張することが許容され、するとアクチュエータピストンディスク１７がその下方への移動を継続する。シリンダ容積の上部分１９内の圧力流体がアクチュエータピストンディスク１７をさらに変位させることができないとき、即ちアクチュエータピストンディスク１７の下側とエンジンバルブ８の戻りばね２８への圧力がアクチュエータピストンディスク１７の上側の圧力と同じであるとき、アクチュエータピストンディスク１７は停止する。アクチュエータピストンディスク１７は、液圧回路２５の逆止弁２６が自動的に閉じられると同時に液圧回路２５の排出バルブ２７が閉じられた状態を維持することによって、所望の時間、その下方位置に保持（ロック）される。戻り運動を達成するため、出口バルブ２４が、シリンダ容積の上部分１９からの圧力流体の排出を許容するように開かれ、且つさらに液圧回路２５の排出バルブ２７が開かれ、すると、圧媒液が液圧回路２５から排出されたときにアクチュエータピストンディスクが上方に変位し、同時に、圧力流体が、シリンダ容積の上部分１７からシリンダヘッドチャンバ１３に排出される。
【００３１】
とりわけシリンダヘッドとシリンダヘッドマントルの部分的に断面の概略斜視図を示す、図３を主に参照する。
シリンダヘッドマントル１４は、バルブアクチュエータ１０の少なくとも一つの入口開口１１に接続される圧力流体マニホールド２９を有する。圧力流体マニホールド２９は、シリンダヘッドマントル１４の軸長さに沿って延在する。その圧力流体マニホールド２９は、コンプレッサ３１からバルブアクチュエータ１０の少なくとも一つの入口開口１１へ延在する第１圧力流体チャネル３０の部分を形成する。コンプレッサ３１は、バルブアクチュエータに高圧下で圧力流体を供給するように配置される。さらに、第２圧力流体チャネル３２（同様に図１を参照）が、シリンダヘッドチャンバ１３からコンプレッサ３１に延在する。
【００３２】
第１圧力流体チャネル３０の容積、高圧側は、圧力流体の温度がコンプレッサ３１からバルブアクチュエータ１０にわずかに低下するように、できる限り小さく維持されることになる。シリンダヘッドチャンバ１３及び第２圧力流体チャネル３２の容積、低圧側は、一方で、コンプレッサ３１が低圧側からガス／圧力流体を引くときに低圧側と高圧側との間の圧力割合がわずかに影響されるように、最大化されることになる。好ましくは、シリンダヘッドチャンバ１３及び第２圧力流体チャネル３２の容積が、第１圧力流体チャネル３０の容積の少なくとも１０倍、最も好ましくは少なくとも１５倍になる。
【００３３】
コンプレッサ３１は可変のコンプレッサ容量／変位、又は、他の手段によって調節可能な流出量を有し、概してコンプレッサ３１は、燃焼機関１のクランクシャフトによって駆動される。高回転数及び高トルク出力において、第１圧力流体チャネル３０における圧力流体のより高い圧力が要求され、低回転数及び低トルク出力において、第１圧力流体チャネル３０における圧力流体のより低い圧力が要求される。
【００３４】
高圧側における圧力レベルは、高い逆圧が燃焼チャンバ内に存在する内側オープニングエンジンバルブを、十分な速度で、開くためにほぼ８−３０バール程度であり、低圧側の圧力レベルは、圧力比を１：４よりも下、好ましくは１：３よりも下を達成するために、ほぼ４−８バール程度である。圧力流体内に存在する圧媒液ミストの酸化を避けるために正常作動下で１２０℃よりも下に第１圧力流体チャネル３０内の圧力流体の温度を保持することが目的であるが、最大で１５０℃の温度が短期間では許容され得る。
【００３５】
シリンダヘッドマントル１４は、さらに、バルブアクチュエータ１０の液圧回路２５の入口開口３４に接続される圧媒液マニホールド３３を有する。圧媒液マニホールド３３は、圧力流体マニホールド２９と平行に、シリンダヘッドマントル１４の軸方向長さに沿って延在する。第１シリンダヘッドマントル１４は、さらに、とりわけ第１バルブアクチュエータ１０を制御するため、様々なセンサ等のための、全ての必要な電気的な設備（図示せず）を有する。
【００３６】
バルブアクチュエータ１０は、その作動に液圧と空気圧を採用し、バルブアクチュエータ１０の作動の間、液圧回路２５からの圧媒液が、制御され且つ非常に制限された態様で、バルブアクチュエータ１０の圧力流体回路におけるガスに漏れ入るようにされ得る。圧媒液とガスは、エアロゾル、又は圧媒液ミストの状態の圧力流体を形成し、シリンダヘッドチャンバ１３における出口開口１２を介して排出される。圧媒液ミストは、バルブアクチュエータ１０及びコンプレッサ３１の潤滑、及び圧力流体の冷却等の、有益な効果を引き起こす。圧媒液は、好ましくは油であり、より好ましくは、圧媒液は、燃焼機関１の通常のエンジンオイルから構成される。
【００３７】
シリンダヘッドチャンバ１３内の圧力流体が飽和したとき、圧媒液の一部は、シリンダヘッド６の上面３５に集められる液滴を形成し、上面３５は、シリンダヘッドチャンバ１３の底面を構成する。シリンダヘッドチャンバ１３は、圧媒液排出バルブ３６を有し、これは、圧媒液排出バルブ３６から燃焼機関１の圧媒液ベッセル３８に延在する排出コンジット３７を介して、シリンダヘッドチャンバ１３からの過剰な圧媒液を排出するように構成される。圧媒液排出バルブ３６はシリンダヘッド６の上面３５内に配置される。
【００３８】
圧媒液排出バルブ３６は、好ましくは電気的に制御され、それに加えて、制御が失敗した場合に圧力流体が漏れることを防止するために圧媒液排出バルブ３６が閉じられることを保証する目的で、排出コンジット３７の閉止位置に付勢される。圧媒液レベルセンサ３９は、シリンダヘッドチャンバ１３に配置され、圧媒液排出バルブ３６に動作可能に接続される。圧媒液レベルセンサ３９は、いわゆる自律ユニットを形成するために圧媒液排出バルブ３６に動作可能に直接的に接続され得、又はエンジン制御ユニット又はバルブアクチュエータ制御ユニットによって好ましくは構成される制御ユニット（図示せず）を介して圧媒液排出バルブ３６に動作可能に間接的に接続され得る。圧媒液レベルセンサ３９は、好ましくは、所定の圧媒液レベルにおいて圧媒液排出バルブ３６を開き、他の所定の圧媒液レベルにおいて圧媒液排出バルブ３６を閉じるべきである。代替的に、圧媒液レベルセンサ３９は、所定の圧媒液レベルにおいて圧媒液排出バルブ３６を開き、所定時間後に閉じてもよい。
【００３９】
好ましい実施形態では、圧媒液排出バルブ３６はシリンダヘッド６の上面３５における凹部４０内に置かれる。最も好ましくは、圧媒液排出バルブ３６は、上面３５の少なくとも４センチメートル下に置かれ、さらに、圧媒液レベルセンサ３９は好ましくは圧媒液排出バルブ３６とシリンダヘッド６の上面３５との間に置かれ、圧媒液は、圧媒液排出バルブ３６が開いたときに圧力液体が圧媒液排出バルブ３６を介して漏れないことを確実にするために圧媒液排出バルブ３６の上方に常に存在するべきである。好ましくは、シリンダヘッド６の上面３５は、圧媒液排出バルブ３６に向かって下方に傾斜している。さらに、第２圧力流体チャネルは、圧媒液がコンプレッサ３１に沿って引かれないことを確実にするためにシリンダヘッド６の上面３５よりも上のレベルでシリンダヘッドチャンバ１３内に排出する。
【００４０】
コンプレッサ３１に十分な潤滑を提供するためにコンプレッサ３１に到達する圧媒液ミストの十分な量が圧力流体内に存在することを確実にするため、燃焼機関１は、圧媒液を圧力流体に供給するように配置されたスプレーノズル４１を有し得、スプレーノズル４１は第２圧力流体チャネル３２内に配置されるか又はコンプレッサ３１の入口に接続される。第１実施形態によれば、スプレーノズル４１は、圧媒液を圧力流体に継続して供給する。代替的な実施形態では、圧媒液は、コンプレッサ３１の潤滑及び圧力流体の温度を継続的に最適化できるようにするため、制御可能なスプレーノズル３１を介して供給される。
【００４１】
好ましくは、燃焼機関１は、シリンダヘッドチャンバ１３における圧力よりも少なくとも２バール大きい圧媒液マニホールド３３内の圧力を生成するために、圧媒液マニホールド３３と圧媒液ベッセル３８との間のコンジット４３に配置された圧力増加ポンプ４２を有する。好ましくは、圧力増加ポンプ４２は、圧媒液マニホールド３３と燃焼機関１の従来のオイルポンプ４４との間に置かれる。サーボポンプ又はブースタとしても知られる、圧力増加ポンプ４２は、電気モータを介して電気的に制御され得、又は高圧側の圧力流体によって若しくは燃焼機関１のエンジンオイル圧力から液圧式で機械的に制御され得る。圧力増加ポンプ４２は、回転ピストンを備えたポンプ、又はポンプピストンよりも大きな領域を有する駆動ピストンを備えた２つのピストンポンプによって構成され得る。
【００４２】
機械的に制御される圧力増加ポンプ４２は、出来る限り早くポンプするように構成される、即ち、圧力増加ポンプ４２は、放出圧力が、領域関係により生成される決定された放出圧力を下回るとすぐにポンプし、多かれ少なかれ一定の放出圧力を引き起こす。
【００４３】
電気的に制御される圧力増加ポンプ４２は、制御ユニットと動作可能に接続され、さらに、圧媒液マニホールド３３は、最適圧力が圧媒液マニホールド３３内に存在することを確実にするために、圧力増加ポンプ４２と動作可能に接続された圧力センサ４５を有する。
【００４４】
圧媒液マニホールド３３を介して閉じた圧力流体回路から圧力流体が漏れることを防止するため、燃焼機関１が停止し、圧力増加ポンプ４２が運転を停止したとき、逆止弁４６は圧力増加ポンプ４２とバルブアクチュエータ１０との間に配置され、逆止弁４６は、バルブアクチュエータ１０に向かう方向の流れを許容するように構成される。バルブアクチュエータ１０と逆止弁４６との間の圧媒液の圧力は、バルブアクチュエータ１０における漏れの結果として減少し、圧媒液圧力がシリンダヘッドチャンバ１３における圧力と同等であるとき、平衡が達成され、圧力流体が圧媒液マニホールド３３内に漏れることが防止される。さらに、圧媒液内のパーティクルがバルブアクチュエータ１０に入り込んでダメージを与えることを防止するために、フィルタ４７が圧力増加ポンプ４２とバルブアクチュエータ１０との間に配置され得る。
【００４５】
図５を参照する。図示の実施形態では、圧媒液マニホールド３３は、圧媒液マニホールド３３の軸方向長さの全体又は一部に沿って延在する圧力平衡要素４８を有する。圧力平衡要素４８は、液圧回路２５の入口開口３４から生じるパルスが圧媒液マニホールド３３における圧媒液のキャビテーション又は振動を引き起こすことを防止するために使用される。圧媒液マニホールド３３の軸方向長さの全体又は一部に沿って延在する圧力平衡要素４８の利点は、圧力平衡要素４８が各バルブアクチュエータ１０の液体のための入口開口と直接接続されて配置されることである。
【００４６】
圧力平衡要素４８は、例えば可撓性のガス入り管又は可撓性材料の管によって構成され得る。ガス入り管の実施形態では、管は、大きなチャンバ又はいくつかのより小さなチャンバを含み得、代替的にガス入り管は、非常に多量のガス入り泡を有する発泡体を含み得る。さらなる代替の実施形態では、多孔質材料又は可撓性材料のひも状体、例えばネオプレン又は他の耐油ゴムのひも状体が、圧力平衡要素４８を構成し得る。いくつかのガス入りのチャンバ又は泡の利点は、チャンバ／泡が割れたとしても、全体の機能にわずかに影響があることである。
【００４７】
本発明のあり得る変更
本発明は、上記の記載及び図面に示された実施形態のみに限定されず、これらは説明及び例示の目的のみを有する。この特許出願は、ここに記載された好ましい実施形態の全ての変更及び変形をカバーすることを意図しており、本発明は、その結果として、添付の請求項の表現によって定義され、したがって、添付の請求項の構成内で、あり得る全ての方法で均等物に変形され得る。
【００４８】
上方、下方、上部、下部等の用語に関する／関連する全ての情報は、参照符号が正しい方式で読まれ得るように方向づけられる図面と共に、図に従って正しく判断される設備で解釈される／読まれるべきである。したがって、その様な用語は、図示の実施形態における相対的な関係のみを示し、本発明の設備に他の構成／設計が提供された場合はその関係は変更され得る。
【００４９】
具体的な実施形態の特徴が他の実施形態の特徴に組み合わされ得ることが明確に言及されていなかったとしても、それが可能であるときは明らかなものとしてみなされるべきであることが指摘されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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