(57)【要約】【課題】改善された弁機構を提供する。【解決手段】本発明は、排気または吸気弁と、アクチュエータハウジングを備えたアクチュエータと、アクチュエータハウジング内で摺動可能であり、第1のピストン端部および第2のピストン端部を有するピストンと、第2のハウジング端部内の開口を通じて弁に接続される第2のピストン端部と、第1のピストン端部の第1のピストンフェースと第1のハウジング端部との間で画定された第1のチャンバと、を備える、加圧流体の圧力源を有する内燃機関のための弁機構に関する。本発明は、本発明による弁機構を備える内燃機関と、本発明による弁機構の吸気/排気弁を動かすための弁作動方法とにも関する。【選択図】図1
2016102497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧流体の圧力源(P)を有する内燃機関(100)用の弁機構(1)であって、
排気または吸気弁(2)と、
アクチュエータ(4)であって、
第1のハウジング端部(7)と第2のハウジング端部(8)との間に軸方向の延び(6)を有するアクチュエータハウジング(5)であって、前記第1のハウジング端部(7)が、前記圧力源(P)と流体接続された第1の開口(9)を有する、アクチュエータハウジング(5)と、
前記アクチュエータハウジング(5)内で摺動可能であり、第1のピストン端部(11)および第2のピストン端部(12)を有するピストン(10)と、を備えたアクチュエータ(4)と、を備えた弁機構(1)において、
前記第2のピストン端部(12)が、閉位置と開位置との間で前記弁(2)を作動させるために、前記第2のハウジング端部(8)内の開口(15)を通じて前記弁(2)に接続されており、前記アクチュエータが、前記第1のピストン端部(11)の第1のピストンフェース(17)と前記第1のハウジング端部(8)との間に画定された第1のチャンバ(16)をさらに備え、前記第1のピストンフェース(17)が、前記アクチュエータハウジング(5)の前記第1の端部(7)に面したことを特徴とし、
前記ピストン(10)が、前記軸方向の延び(6)に沿って前記第1のピストンフェース(17)に対して変位して配列された第2のピストンフェース(18)を備え、前記第2のピストンフェース(18)が、前記アクチュエータハウジング(5)と前記ピストン(10)とによって画定された第2のチャンバ(19)内に配列され、前記ピストン(10)が、前記第1のチャンバおよび前記第2のチャンバ(16、19)を流体接続した流路(20)を備え、または画定し、したがって、前記加圧流体が前記第1のチャンバ(16)から前記第2のチャンバ(19)に導かれて、前記第2のピストンフェース(18)を押圧し、前記弁(2)を開く、弁機構(1)。
【請求項２】
前記アクチュエータハウジング(5)が、前記第2のチャンバ(19)を画定した環状溝(21)を備えている、請求項1に記載の弁機構。
【請求項３】
前記第2のピストンフェース(18)が、前記弁(2)の前記閉位置において前記環状溝(21)に対して前記軸方向の延び(6)内での距離(d)を有する、請求項2に記載の弁機構。
【請求項４】
前記ピストン(10)が、前記第2のピストンフェース(18)を提供した環状突起(22)を備えている、請求項1または2に記載の弁機構。
【請求項５】
前記第2のチャンバ(19)が、前記第1のピストンフェース(17)に最も近いチャンバフェース(23)を有し、前記チャンバフェース(23)が、前記弁(2)の前記閉位置において前記第2のピストンフェース(18)に対して前記軸方向の延び(6)内での距離(d)を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の弁機構。
【請求項６】
前記流路(20)が、第1の流路開口(25)と第2の流路開口(26)とを有し、前記第2の流路開口(26)が、前記閉位置において前記第2のチャンバ(19)に対向し、前記第2の流路開口(26)が、前記軸方向の延び(6)に対して垂直に配列され、したがって、前記弁(2)を開く前記ピストン(10)が動き次第、前記第2の流路開口(26)が前記第2のチャンバ(19)を通りすぎて動かされて、前記第1のチャンバ(16)と前記第2のチャンバ(19)との間の前記流体連結を切り離す、請求項1から5のいずれか一項に記載の弁機構。
【請求項７】
前記ピストン(10)が、前記アクチュエータハウジング(5)と前記ピストン(10)とによって画定された環状空間(35)に対応した環状突起部(34)を備え、したがって、前記弁(2)を開くために前記ピストン(10)が動く間、前記突起部(34)が、前記環状空間(35)を閉じ込めることができる、請求項1から6のいずれか一項に記載の弁機構。
【請求項８】
前記アクチュエータハウジング(5)が、前記軸方向の延び(6)に沿って前記第2のチャンバ(19)から距離を置いて配列された第3の開口(37)を備え、前記第3の開口(37)が、前記アクチュエータハウジング(5)の前記第1の端部(7)に対してよりも前記アクチュエータハウジング(5)の前記第2の端部(8)に対してのほうが近い、請求項1から7のいずれか一項に記載の弁機構。
【請求項９】
請求項1から8のいずれか一項に記載の弁機構(1)を備えた内燃機関(100)。
【請求項１０】
開位置と閉位置との間で、請求項1から8のいずれか一項に記載の弁機構(1)の吸気/排気弁(2)を動かすための弁作動方法であって、
流体を加圧するステップと、
加圧された前記流体を前記アクチュエータハウジング(5)内の前記第1の開口(9)を通りすぎて導くステップと、
前記流体を前記ピストン(10)内の前記流路(20)中に導くステップと、
加圧された前記流体を用いて前記第1のピストンフェース(17)および第2のピストンフェース(18)を同時に押圧するステップと、
前記弁(2)を開くために、前記アクチュエータハウジング(5)の前記第2の端部(8)に向かって前記ピストン(10)を動かすステップと、
前記第2のチャンバ(19)との前記流体接続を閉じるステップと、
前記ピストン(10)をさらに動かして、前記弁(2)を全開するステップと、を含んでいる、弁作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加圧流体の圧力源を有する内燃機関用の弁機構に関する。本発明は、本発明による弁機構を備えた内燃機関と、本発明による弁機構の吸気/排気弁を動かすための弁作動方法とにも関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示される内燃機関において、シリンダは燃焼の終了後に排出ガスのために空にされるようになっており、行程の間に新たなガスがシリンダ中に入れられる。そのために、排気弁または吸気弁を開くことが必要とされる。例えば、排気弁を開くとき、シリンダ内の圧力は極めて高く、弁をわずかに開いた時点で、圧力が十分に低減される。電子作動弁は、弁を下方に動かして弁を全開するために弁の棒の頂部に押圧を加えるアクチュエータによって作動される。シリンダ内の高い圧力を克服するために、弁に対する初圧は非常に高くすることが必要とされ、続いて、弁を全開する動きを継続するために動作力を十分に低くすることができる。
【０００３】
周知のアクチュエータにおいて、アクチュエータは、加圧流体によって作動されるデュアルピストンを有し、シリンダ内の初期圧力が克服されると、デュアルピストンの外側のピストンの動きが停止され、弁を全開するためにデュアルピストンの内側のピストンだけがそのまま動く。このようにして、結果として得られるデュアルピストンの表面積は、シリンダ内の初期高圧が克服された後、実質的に減少され、したがって、弁を全開位置までさらに動かすために加圧流体の量が減少される。内側のピストンが外側のピストン内で動くデュアルピストンを有するとき、デュアルピストンは、動作時に故障にさらされており、そのようなデュアルピストンは、製造するのに非常に複雑でもあり、高価でもある。特に、デュアルピストンの可動部は、バンプにさられており、それは結果としてアクチュエータの故障、初期のピストンの摩耗およびクラックとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第5193495号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来技術の不利点および欠点を全部または一部克服することが本発明の目的である。より具体的には、製造するのがより容易であり、アクチュエータの故障に、よりさらされない、改善された弁機構を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の説明から明らかになる上記の目的は、数多くの他の目的、利点、および特徴とともに、加圧流体の圧力源を有する内燃機関用の弁機構であって、
-  排気または吸気弁と、
-  アクチュエータであって、
-  第1のハウジング端部と第2のハウジング端部との間に軸方向の延びを有するアクチュエータハウジングであって、第1のハウジング端部が、圧力源と流体接続される第1の開口を有する、アクチュエータハウジング、
-  アクチュエータハウジング内で摺動可能であり、第1のピストン端部と第2のピストン端部とを有するピストンであって、第2のピストン端部が、閉位置と開位置との間で弁を作動させるための第2のハウジング内の開口を通じて弁に接続される、ピストン、および
-  第1のピストン端部の第1のピストンフェースと第1のハウジング端部との間に画定された第1のチャンバであって、第1のピストンフェースが、アクチュエータハウジングの第1の端部に面する、第1のチャンバを備えるアクチュエータと、を備える弁機構において、
ピストンが、軸方向の延びに沿って第1のピストンフェースに対して変位して配列された第2のピストンフェースを備え、第2のピストンフェースが、アクチュエータハウジングとピストンとによって画定された第2のチャンバ内に配列され、ピストンが、第1のチャンバと第2のチャンバとを流体接続する流路を備え、または画定し、したがって、加圧流体が、第1のチャンバから第2のチャンバに導かれて、第2のピストンフェースを押圧し、弁を開く、弁機構による、本発明による解決策によって達成される。
【０００７】
流路をピストン内に有することによって、加圧流体が第1のピストンフェースと第2のピストンフェースとを同時に押圧し、したがって、ピストンへの初期加圧において、第1のピストンフェースだけよりも大きな面積が使用され、したがって、機関のシリンダ内の過圧を克服するより大きな力が得られる。
【０００８】
ピストンは1つの部分または非可動関係の複数の部分でよい。
【０００９】
また、第1のチャンバは、第2のチャンバから分離してもよい。
【００１０】
さらに、アクチュエータハウジングは、第2のチャンバを画定する環状溝を備えることができる。
【００１１】
その上、第2のピストンフェースは、弁の閉位置において環状溝に対して軸方向の延び内での距離を有することができる。
【００１２】
加えて、ピストンは、第2のピストンフェースを提供する環状突起を有することができる。
【００１３】
さらに、第2のチャンバは、第1のピストンフェースに最も近いチャンバフェースであって、弁の閉位置において第2のピストンフェースに対して軸方向の延び内での距離を有するチャンバフェースを有することができる。
【００１４】
前記第2のチャンバは環状でよい。
【００１５】
また、チャンバフェースは、ピストンと接して終端してもよい。
【００１６】
さらに、第2のチャンバは、第2のチャンバフェースをピストンと接して終端させることができる。
【００１７】
流路は、第1の流路開口と第2の流路開口とを有することができ、第2の流路開口は、閉位置において第2のチャンバに対向し、第2の流路開口は、軸方向の延びに対して垂直に配列され、したがって、ピストンが弁を開く動きをし次第、第2の流路開口が第2のチャンバを通りすぎて動かされて、第1のチャンバと第2のチャンバとの間の流体連結を切り離す。
【００１８】
さらに、第1の流路開口は、第1のピストンフェース内またはピストンの円周フェース内に配列することができる。
【００１９】
ピストンは、第1のチャンバに対向する複数の第1の流路開口をさらに備えることができる。
【００２０】
その上、ピストンは、第2のチャンバに対向する複数の第2の流路開口をさらに備えることができる。
【００２１】
加えて、弁機構は、第1のピストン端部内に配列された減衰装置をさらに備えることができる。
【００２２】
そのような減衰装置は、第1のピストン端部内の内腔中に摺動可能なように配列された減衰ピストンを備えることができ、ピストンを内腔中に配列し、減衰ピストンを押圧する加圧流体によって圧縮することができる。
【００２３】
また、ピストンは、アクチュエータハウジングとピストンとによって画定された環状空間に対応する環状突起部を備えることができ、したがって、突起部は弁を開くためにピストンが動いている間、環状空間を閉じ込めることができる。
【００２４】
突起部が、弁を開くためにピストンが動いている間、環状空間を閉じ込めることができるとき、流体は空間内に取り込まれ、ピストンの動きは、ピストンの発振を減衰させるために減速される。このようにして、ピストンの停止の動きは、顕著に減衰される。
【００２５】
さらに、第1のピストンフェースは、軸方向の延びに沿ってアクチュエータハウジングの第1の端部から距離を置いて配列することができる。
【００２６】
その上、環状空間は、第1のチャンバの一部でよい。
【００２７】
加えて、環状空間は、第3のチャンバ内に配列することができる。
【００２８】
第2のチャンバは、軸方向の延びに沿って第1のチャンバと第3のチャンバとの間に配列することができる。
【００２９】
さらに、アクチュエータハウジングは、軸方向の延びに沿って第2のチャンバから距離を置いて配列された第3の開口を備えることができ、第3の開口は、アクチュエータハウジングの第1の端部に対するよりもアクチュエータハウジングの第2の端部に対するほうが近くなる。
【００３０】
また、第3の開口は、第2の流路開口が第3の開口に対向するとき、流路から加圧流体を受けるための逃がし開口でもよい。
【００３１】
加えて、第3の開口は、第3のチャンバに流体接続することができる。
【００３２】
本発明は、上記のように、弁機構を備える内燃機関にも関する。
【００３３】
さらに、本発明は、上記のように、内燃機関を備えた容器に関する。
【００３４】
最後に、本発明は、
-  流体を加圧するステップと、
-  加圧された流体をアクチュエータハウジング内の第1の開口を通りすぎて導くステップと、
-  流体をピストン内の流路中に導くステップと、
-  加圧された流体を用いて第1のピストンフェースと第2のピストンフェースとを同時に押圧するステップと、
-  弁を開くために、アクチュエータハウジングの第2の端部に向かってピストンを動かすステップと、
-  第2のチャンバとの流体接続を閉じるステップと、
-  ピストンをさらに動かして、弁を全開するステップと、を含んだ、開位置と閉位置との間で上記のように弁機構の吸気/排気弁を動かすための弁作動方法に関する。
【００３５】
この弁作動方法は、空間を閉じ込めるためにピストンが動いている間、突起部を動かすことによって空間内に流体を取り込むステップをさらに含むことができる。
【００３６】
流体を空間内に取り込むステップは、ピストンの発振を減衰させるためにピストンの動きが停止するまで、ピストンの動きを減速させることができる。
【００３７】
また、上記の弁作動方法は、減衰ピストンを押圧することによってスプリングを圧縮するステップをさらに含むことができる。
【００３８】
第2のチャンバとの流体接続を閉じるステップは、第2の開口を第2のチャンバを通りすぎて動かすことによって実施することができる。
【００３９】
本発明およびその多くの利点は、例示のためにいくつかの非限定実施形態を示す添付の概略的図面を参照して以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】弁がその閉位置で示された、内燃機関の弁機構の部分的断面図である。
【図２】減衰装置と空気ばねとを有する別の弁機構の部分的断面図である。
【図３】弁がそのわずかに開いた位置で示された、減衰空間と逃がし開口とを有する別の弁機構の部分的断面図である。
【図４】内燃機関の別の弁機構の部分的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
すべての図は非常に概略的であり、必ずしも縮尺通りではなく、本発明を明らかにするために必要な部分だけを示し、他の部分は省略し、または単に示唆するものである。
【００４２】
図1は、圧力源Pから加圧流体を用いて、内燃機関100の排気または吸気弁2を動作させるための弁機構1を示す。燃焼が機関100のシリンダ3内で終了した時点で、排気ガスは排気弁2を通じて排出されてから、新たなディーゼル燃料がシリンダ3中に入れられる。弁機構1は、開くことが必要とされる排気または吸気弁2と、弁を開くためのアクチュエータ4と、を備える。アクチュエータ4は、第1のハウジング端部7と第2のハウジング端部8との間に軸方向の延び6を有するアクチュエータハウジング5を備える。第1のハウジング端部7は、圧力源Pに流体接続された第1の開口9を有し、したがって、高圧流体とも呼ばれる加圧流体がアクチュエータハウジング5中に導かれる。ピストン10がアクチュエータハウジング5内に摺動可能なように配列され、第1のピストン端部11と第2のピストン端部12とを有する。第2のピストン端部12は、閉位置と開位置との間で弁2を作動させるために第2のハウジング端部8内の開口15を通じて排気弁2の棒14に接続される。弁2はその閉位置で図1に示されている。アクチュエータ4は、第1のピストン端部11の第1のピストンフェース17と第1のハウジング端部7との間で画定された第1のチャンバ16を有する。第1のピストンフェースは、アクチュエータハウジング5の第1の端部7と面する。ピストン10は、軸方向の延び6に沿って第1のピストンフェース17に対して変位して配列された第2のピストンフェース18を備える。第2のピストンフェース18は、アクチュエータハウジング5とピストン10とによって画定された第2のチャンバ19内に配列される。ピストン10は、第1および第2のチャンバ16、19を流体接続する流路20を備え、または画定し、したがって、加圧流体が第1のチャンバ16から第2のチャンバ19に導かれて、第2のピストンフェース18を押圧し、それによって弁2を開き、したがって、弁2を閉位置から開位置にする。
【００４３】
流路20をピストン10内に有することにより、加圧流体は第1のピストンフェース17と第2のピストンフェース18とを同時に押圧し、第1のピストンフェース17だけよりも大きい共通の面積を生じる。したがって、弁2を開くための流体はより大きな面積を押圧し、燃料シリンダ3内の初期過圧を克服するためのより大きな力を生じる。加圧流体が押圧する初期のより大きな面積は、ピストン10内の流路20が流体を第2のチャンバ19に分配し、したがって、外側のピストンの内部に摺動可能なように配列された内側のピストンの周知の、より複雑な設計が回避されるので、一体型のピストン10が得られる。本発明のピストン10は、したがって、1つの部分または非可動関係の複数の固定取り付け部分である。
【００４４】
加圧流体を第1のチャンバ16中に供給するために、1つの流体圧力源だけが使用され、ピストン10内の流路20は、流体を第1のチャンバ16から、別個の第2のチャンバ19に導く。第2のチャンバ19は環状であり、ピストン10とともに第2のチャンバ19を画定する環状溝21を備えたアクチュエータハウジング5によって形成される。流路20は、半径方向に延びる内腔20bに流体接続された、軸方向に延びる内腔20aによって形成される。軸方向に延びる内腔20aは、半径方向にアクチュエータハウジング5内の第1の開口9に対して変位して配列され、したがって、加圧流体は、第1のピストンフェース17に圧力を加えるように導かれ、直接流路20中には導かれない。第1のピストンフェース17は、軸方向の延び6に沿ってアクチュエータハウジング5の第1の端部7から距離を置いて配列される。
【００４５】
第2のチャンバ19は、第2のピストンフェース18が弁2の閉位置において環状溝21に対して軸方向の延び6内に距離dを有するように設計される。このようにして、加圧流体は、図1においてピストン10を下方に動かすために第2のピストンフェース18を押圧することができる。弁2の棒15に接続されたピストン10が下方に動くとき、弁2の円盤部31がシート32をシリンダ3内に残し、したがって、排出ガスは弁2の円盤部31を通りすぎて排気流路30を通って出ることができる。
【００４６】
図1において、ピストン10は、第2のピストンフェース18を提供する環状突起22を備える。突起22は、環状リングとして第2のチャンバ19中に突き出て第2のチャンバ19を画定する。第1のハウジング端部7に面するピストン10の第1の部分は、アクチュエータハウジング5の内径に合致する第1の直径を有し、ピストン10の第2の部分は、第1の直径よりも大きく、アクチュエータハウジング5の第2の内径に合致する第2の直径を有する。第2のチャンバ19に対向して、アクチュエータハウジング5は、アクチュエータハウジング5の第1および第2の両方の内径よりも大きい第3の内径を有する。ピストン10は弁2の棒14に固定接続される。
【００４７】
第2のチャンバ19は、第1のピストンフェース17に最も近く、ピストン10に接して終端するチャンバフェース23を有する。チャンバフェース23は、弁2の閉位置において第2のピストンフェース18に対して軸方向の延び6内に距離dを有する。チャンバフェース23に対向して、第2のチャンバ19は、やはりピストン10に接して終端する第2のチャンバフェース24を有する。
【００４８】
図1に示すように、流路20は、第1の流路開口25と第2の流路開口26とを有し、第2の流路開口26は、閉位置において第2のチャンバ19に対向し、その場合、第2の流路開口26は、軸方向の延び6に対して垂直に配列され、したがって、ピストン10が、すなわち、第2の流路開口26が動き次第、第2の流路開口26が第2のチャンバ19を通りすぎて動かされ、第1のチャンバ16と第2のチャンバ19との間の流体連結を切り離す。第1の流路開口25は、第1のピストンフェース17内に配列される。
【００４９】
弁2を開くためのピストン10の下方への動きは、ポンプPからの高圧流体によってもたらされ、図1に示すコイルばね46、図2に示す空気もしくはガスばね、図3に示す圧縮性弾性要素44または同様の停止手段などの停止手段によって、動きが停止される。弁2が開くと、ばねまたは弾性要素44は圧縮され、それによって、ばねまたは要素内の固有の力が誘導され、前記力は弁をその閉位置に戻すことに使用され、したがって、上方への動きをもたらすことに使用される。弁が戻る動作をしている間、高圧流体は、第1の開口9を通過して、弁46によって制御されるタンクTまで戻される。
【００５０】
図2において、弁機構1のアクチュエータ4は、弁2を閉じると減衰され、所望の振動が回避されるために、第1のピストン端部11内に配列された減衰装置27を有する。減衰装置27は、第1のピストン端部11内の内腔33中に摺動可能なように配列された減衰ピストン28を備え、そこで、ばね29が、減衰ピストン28を押圧する加圧流体によって圧縮され、それによって、減衰装置27がばね荷重となり、弁2が閉じるときバンプを吸収する用意ができる。いったん開いた弁2を閉じるために、弁機構1は、棒14が下方に動いた場合に空間42内に空気を含んだ棒14の周りに配列された空気ばねピストン41を有する空気ばね40を備える。ピストン10は、第2のチャンバ19に対向する複数の第2の流路開口26を備える。図示するように、流路20の第1の部分は、ピストン10内の溝20cであり、半径方向に延びる内腔20b内に終端する角度部分によって連続される。
【００５１】
図3において、弁2はわずかに開いた位置にある。ピストン10は、第1のチャンバ16に対向する複数の第1の流路開口25を備え、したがって、流路20は、第1のピストンフェース17から複数のチャネルとして開始し、環状溝21に向かってある角度で延びる内腔20b内に終端するためにピストン10内の1つの中央内腔中に集結する。さらに、ピストン10は、アクチュエータハウジング5とピストン10とによって画定された環状空間35に対応する環状突起部34を備え、したがって、突起部34は、ピストン10が弁2を開くために動いている間、環状空間35を閉じ込め、その中に流体を圧縮することができる。ピストン10が弁2を開くために動いている間、突起部34が環状空間35を閉じ込めるとき、流体は空間35内に取り込まれ、ピストン10は、ピストンの発振を減衰させるために減速される。このようにして、ピストン10の停止動作は顕著に減衰され、したがって、望ましくない振動が回避される。図3では、環状空間35は第1のチャンバ16の一部であるが、図4では、環状空間35は第3のチャンバ36内に配列される。第2のチャンバ19は、軸方向の延び6に沿って第1のチャンバ16と第3のチャンバ36との間に配列される。
【００５２】
図3において、アクチュエータハウジングは、第1のチャンバ16からさらに離れて軸方向の延び6に沿って第2のチャンバ19から距離を置いて配列された第3の開口37を備える。第3の開口37は、したがって、アクチュエータハウジング5の第1の端部7に対するよりもアクチュエータハウジング5の第2の端部8に対するほうが近い。第3の開口37は、第2の流路開口26が第3の開口37に対向するとき、流路20から加圧流体を受けるための逃がし開口として機能する。動作の間、空気ばね40、圧縮性要素44または同様の停止手段が故障した場合、弁2の円盤部31が停止されてから、円盤部31が燃焼シリンダ3内の燃焼ピストンに当たることが極めて重要である。第3の開口37を有することにより、ピストン10の下方への動きは、加圧流体が次いで圧力源Pから導かれ、第3の開口37から外へ導かれるので、第3の開口37において停止される。第3の開口37は、したがって、他の停止手段の故障の場合、安全措置として機能する。第3の開口37を安全措置として機能させるとき、アクチュエータハウジング5内の第1の開口9は、流路20、第1の流路開口25、第2の流路開口26、および第3の開口37の断面積よりも小さい断面積を有する。
【００５３】
弁2を開くために弁2が動く間、内腔20bは、環状溝19を通りすぎて動き、ピストン10が弁2をさらに開くためにさらに動くので、ピストン10と溝19との間の空間が増加するのにつれて環状溝19内の圧力が減少する。圧力が環状溝19内で低くなり過ぎることを回避するために、環状溝は、低圧流体供給部45に接続され、環状溝の内側の流体が気化することを回避するために、実質的に3バールの圧力を有する。
【００５４】
図4から分かるように、第1の流路開口25は、ピストン10の円周フェース38内に配列され、第1のピストンフェース17内には配列されない。別の実施形態では、第1の流路開口25は、ピストン10の円周フェース38内および第1のピストンフェース17内の両方に配列される。図4では、第3の開口37が第3のチャンバ36に流体接続される。
【００５５】
排気または吸気弁2は、まず流体を加圧し、次に加圧流体をアクチュエータハウジング5内の第1の開口9を通りすぎて導くことにより開位置と閉位置との間で動くためにアクチュエータ4によって作動される。流体はピストン10内の流路20中にさらに導かれ、それを出て第2のチャンバ19中に導かれ、加圧流体を用いて第1のピストンフェース17と第2のピストンフェース18を同時に押圧する。このようにして、ピストン10は、弁2を開くためにアクチュエータハウジング5の第2の端部8に向かって動かされる。加圧流体は、第2の流路開口26が第2のチャンバ19を通りすぎて動き、第2のチャンバ19との流体接続を閉じるまで、第1および第2のピストンフェース17、18の両方を同時に押圧する。第2のチャンバ19の流体連結を閉じた後、ピストン10は、第1のピストンフェース17だけを押圧する加圧流体により、弁2を全開するためにさらに動く。このようにして、加圧流体の消費は、第2のピストンフェース18に作用する加圧流体が弁2の開口の初期段階においてのみ使用され、その間、シリンダ3内の過圧が高く、続いて、加圧流体は、第1のピストンフェース17を押圧し、第1のチャンバ16を充填するためだけに使用され、第2のチャンバ19も充填しないので、最小限に抑えられる。
【００５６】
ピストン10が停止する動きをする間、発振または振動を防止するために、流体は、ピストン10の突起部を動かして空間35を閉じ込め、その中に取り込まれた流体を圧縮することによって、第1のチャンバ16内または第3のチャンバ36内のいずれかに配列された空間35内に取り込まれる。したがって、空間35内に流体を取り込むことにより、ピストンの発振を減衰させるためにピストン10の動きが減速される。弁2を再び閉じるとき、弁機構1内の振動をさらに回避するために、減衰ピストン28内のばね29は、初期加圧の間、圧縮され、流体を第1の開口9中を通して導く。
【００５７】
内燃機関は、例えば、外航船用または発電所の発電機を動作させる固定機関用の、ピストン径が少なくとも20cmのシリンダを有する内燃機関を意味する。機関は、2行程または4行程機関でよく、典型的には4〜15のシリンダを有する。内燃機関は、典型的には50〜200rpmの範囲の速度を有する主推進機関として使用される低速機関である。機関は、硫黄含量が少なくとも0.05%の船舶用ディーゼル燃料もしくは重質油などの燃料、またはメタン、エタン、メタノール、天然ガスもしくは石油ガスもしくは液化燃料ガスなどの気体燃料によって動力供給することができる。
【００５８】
以上、本発明を本発明の好ましい実施形態に関連して説明してきたが、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明から逸脱することなく、いくつかの修正が考えられることが当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【００５９】
1  弁機構
2  排気または吸気弁
3  シリンダ、燃焼シリンダ
4  アクチュエータ
5  アクチュエータハウジング
6  軸方向の延び
7  第1のハウジング端部
8  第2のハウジング端部
9  第1の開口
10  ピストン
11  第1のピストン端部
12  第2のピストン端部
14  棒
15  開口
16  第1のチャンバ
17  第1のピストンフェース
18  第2のピストンフェース
19  第2のチャンバ、環状溝
20  流路
20a  軸方向に延びる内腔
20b  半径方向に延びる内腔
20c  溝
21  環状溝
22  環状突起
23  チャンバフェース
24  第2のチャンバフェース
25  第1の流路開口
26  第2の流路開口
27  減衰装置
28  減衰ピストン
30  排気流路
31  円盤部
32  シート
33  内腔
34  環状突起部
35  環状空間
36  第3のチャンバ
37  第3の開口
38  円周フェース
40  空気ばね
41  空気ばねピストン
42  空間
44  圧縮性要素
45  低圧流体供給部
46  弁、コイルばね
100  内燃機関
d  距離
P  圧力源、ポンプ
T  タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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