JPH0610629A - 電気制御液圧作動バルブアクチュエータ - Google Patents
電気制御液圧作動バルブアクチュエータInfo
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- JPH0610629A JPH0610629A JP5047946A JP4794693A JPH0610629A JP H0610629 A JPH0610629 A JP H0610629A JP 5047946 A JP5047946 A JP 5047946A JP 4794693 A JP4794693 A JP 4794693A JP H0610629 A JPH0610629 A JP H0610629A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 2個の安定位置を有する1個の電気動作パイ
ロットバルブのみを使用することにより、応答性がよ
く、しかも減衰が制御できるエンジンバルブ開閉制御が
可能な液圧アクチュエータを得る。 【構成】 ハウジング10と、高圧源と、低圧源と、アキ
ュムレータ手段16と、第1安定位置と第2安定位置との
間で往復移動可能なメインバルブ60とを具え、メインバ
ルブは、作動室51を画定する第1ピストン手段62と、第
2ピストン手段64とを有する。電気制御パイロットバル
ブ40を具え、ばね室30に発生する対抗力に打ち勝つに十
分な力を有する一次アキュムレータ手段16の流体の作動
室51における膨張によって、メインバルブ60を図4に示
す第2安定位置に駆動する。
ロットバルブのみを使用することにより、応答性がよ
く、しかも減衰が制御できるエンジンバルブ開閉制御が
可能な液圧アクチュエータを得る。 【構成】 ハウジング10と、高圧源と、低圧源と、アキ
ュムレータ手段16と、第1安定位置と第2安定位置との
間で往復移動可能なメインバルブ60とを具え、メインバ
ルブは、作動室51を画定する第1ピストン手段62と、第
2ピストン手段64とを有する。電気制御パイロットバル
ブ40を具え、ばね室30に発生する対抗力に打ち勝つに十
分な力を有する一次アキュムレータ手段16の流体の作動
室51における膨張によって、メインバルブ60を図4に示
す第2安定位置に駆動する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気制御パイロットバ
ルブによって第1安定位置と第2安定位置との間の移動
をトリガする液圧作動バルブアクチュエータに関するも
のである。
ルブによって第1安定位置と第2安定位置との間の移動
をトリガする液圧作動バルブアクチュエータに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】1992年1月14日に出願された米国特許出
願第820470号には、エンジンバルブに単独のピストンを
設け、このピストンには、交互に高圧液圧流体が加わっ
てエンジンバルブを第1安定位置と第2安定位置との間
でシャトルさせる対向作動面を設けた弾性液圧アクチュ
エータについて記載している。メインバルブが第1安定
位置にあるとき(エンジンバルブが閉鎖状態)、完全に
チャージされた第1ばね室は、閉鎖した電気作動バルブ
V1 によってピストンの第1作動面から隔絶される。こ
のとき、ピストンの第2作動面は開放したバルブV3 を
介して高圧源に直接接続されるとともに、第2ばね室は
開放したバルブV4 を介して低圧源に接続されて閉鎖し
たバルブV2 によって作動面から遮断される。
願第820470号には、エンジンバルブに単独のピストンを
設け、このピストンには、交互に高圧液圧流体が加わっ
てエンジンバルブを第1安定位置と第2安定位置との間
でシャトルさせる対向作動面を設けた弾性液圧アクチュ
エータについて記載している。メインバルブが第1安定
位置にあるとき(エンジンバルブが閉鎖状態)、完全に
チャージされた第1ばね室は、閉鎖した電気作動バルブ
V1 によってピストンの第1作動面から隔絶される。こ
のとき、ピストンの第2作動面は開放したバルブV3 を
介して高圧源に直接接続されるとともに、第2ばね室は
開放したバルブV4 を介して低圧源に接続されて閉鎖し
たバルブV2 によって作動面から遮断される。
【0003】バルブV2,V3,V4 は、共通の電気制御ス
プールバルブ(パイロットバルブ)であり、従って、高
圧源を第2作動面から隔絶する(V3 閉鎖)とともに、
第2ばね室を低圧源から隔絶し(V4 開放)、かつピス
トンの第1作動面に接続する(V2 開放)よう同時に切
り換えることができる。このとき、第1ばね室からの高
圧がチェックバルブを介してピストンの第1作動面に作
用し、エンジンバルブを第2安定位置に向けて移動し、
従って、第2ばね室内の圧力を増加して減衰を生ずる。
バルブの運動量は、第2ばね室内の圧力が最大になり、
第1ばね室内の圧力が最小になるとき、第2安定位置へ
の移動を完了する。復帰移動は、バルブVを開放し、ピ
ストンの第1作動面から圧力を逃がして第1ばね室に戻
し、バルブV2,V3,V4 を再び切り換えることによって
移動を完了し、また第1安定位置にバルブをラッチす
る。
プールバルブ(パイロットバルブ)であり、従って、高
圧源を第2作動面から隔絶する(V3 閉鎖)とともに、
第2ばね室を低圧源から隔絶し(V4 開放)、かつピス
トンの第1作動面に接続する(V2 開放)よう同時に切
り換えることができる。このとき、第1ばね室からの高
圧がチェックバルブを介してピストンの第1作動面に作
用し、エンジンバルブを第2安定位置に向けて移動し、
従って、第2ばね室内の圧力を増加して減衰を生ずる。
バルブの運動量は、第2ばね室内の圧力が最大になり、
第1ばね室内の圧力が最小になるとき、第2安定位置へ
の移動を完了する。復帰移動は、バルブVを開放し、ピ
ストンの第1作動面から圧力を逃がして第1ばね室に戻
し、バルブV2,V3,V4 を再び切り換えることによって
移動を完了し、また第1安定位置にバルブをラッチす
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】米国特許出願第820470
号に記載のアクチュエータは、液圧流体の圧縮性を使用
してバルブを駆動しまた移動の減衰を行うばねをなす点
で、電気制御液圧作動バルブに重要な発展をもたらし
た。しかし、2個の別個のソレノイド作動パイロットバ
ルブを必要とし、また多くの内部通路を有するハウジン
グが製造を複雑にするという欠点がある。
号に記載のアクチュエータは、液圧流体の圧縮性を使用
してバルブを駆動しまた移動の減衰を行うばねをなす点
で、電気制御液圧作動バルブに重要な発展をもたらし
た。しかし、2個の別個のソレノイド作動パイロットバ
ルブを必要とし、また多くの内部通路を有するハウジン
グが製造を複雑にするという欠点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、2個の安定位
置を有する1個の電気動作バルブのみを使用し、エンジ
ンバルブを2個の安定位置間で駆動する液圧流体の転送
を制御する。高圧源からの高圧液圧流体を使用して、パ
イロットバルブが第1位置にありまたエンジンバルブが
閉鎖位置にあるとき、一次アキュムレータ内に圧力をセ
ットアップする。高圧源は、メインバルブを移動する直
接作動ピストンに直接接続せず、従って、アキュムレー
タを再加圧する応答時間は、メインバルブの迅速な転送
を行うことに関して長くならない。エンジンバルブが閉
鎖する時間中に高圧になることのみが必要であり、この
時間は、バルブが開く時間に比べて比較的長いものであ
る。ほんの2〜3立方センチメートルの液圧流体のみが
転送されるだけのため、圧力源に接近していること、即
ちラインの長さは重要な設計要因ではない。
置を有する1個の電気動作バルブのみを使用し、エンジ
ンバルブを2個の安定位置間で駆動する液圧流体の転送
を制御する。高圧源からの高圧液圧流体を使用して、パ
イロットバルブが第1位置にありまたエンジンバルブが
閉鎖位置にあるとき、一次アキュムレータ内に圧力をセ
ットアップする。高圧源は、メインバルブを移動する直
接作動ピストンに直接接続せず、従って、アキュムレー
タを再加圧する応答時間は、メインバルブの迅速な転送
を行うことに関して長くならない。エンジンバルブが閉
鎖する時間中に高圧になることのみが必要であり、この
時間は、バルブが開く時間に比べて比較的長いものであ
る。ほんの2〜3立方センチメートルの液圧流体のみが
転送されるだけのため、圧力源に接近していること、即
ちラインの長さは重要な設計要因ではない。
【0006】
【作用】パイロットバルブは、電気動作により第2安定
位置に移動するとき、高圧源と一次アキュムレータとの
間の連通は遮断されるとともに、アキュムレータとメイ
ンバルブの作動ピストンとの間の転送ポートは開放す
る。チェックバルブを有する転送ポートは、長さが短
く、断面が大きく、流体を迅速に作動室に転送し、この
作動室を膨張してピストンを駆動し、従ってバルブを開
放する反応が極めて迅速となる。流体の転送は、一次ア
キュムレータ内の液圧流体の膨張によってのみ生じ、実
際ハウジング内では相互接続されたキャビティは幾つか
存在する。このことにより、反応が極めて迅速となる。
位置に移動するとき、高圧源と一次アキュムレータとの
間の連通は遮断されるとともに、アキュムレータとメイ
ンバルブの作動ピストンとの間の転送ポートは開放す
る。チェックバルブを有する転送ポートは、長さが短
く、断面が大きく、流体を迅速に作動室に転送し、この
作動室を膨張してピストンを駆動し、従ってバルブを開
放する反応が極めて迅速となる。流体の転送は、一次ア
キュムレータ内の液圧流体の膨張によってのみ生じ、実
際ハウジング内では相互接続されたキャビティは幾つか
存在する。このことにより、反応が極めて迅速となる。
【0007】一次アキュムレータ内の流体が膨張してメ
インバルブの第1ピストン即ち作動ピストンを第2安定
位置に駆動するとき、バルブのステムにおける第2ピス
トンはばね室内に移動し、このばね室は一次アキュムレ
ータから隔絶された二次アキュムレータの一部をなす。
このことにより、ばね室内の圧力は上昇し、エンジンバ
ルブを開放移動の端部に向けて減衰をし、更に、作動室
内の圧力が釈放されたときエンジンバルブのための復帰
力を生ずる。エンジンバルブの開放が復帰エネルギを蓄
積する限り、エネルギの保存(運動エネルギからポテン
シャルエネルギへの保存)が得られる。
インバルブの第1ピストン即ち作動ピストンを第2安定
位置に駆動するとき、バルブのステムにおける第2ピス
トンはばね室内に移動し、このばね室は一次アキュムレ
ータから隔絶された二次アキュムレータの一部をなす。
このことにより、ばね室内の圧力は上昇し、エンジンバ
ルブを開放移動の端部に向けて減衰をし、更に、作動室
内の圧力が釈放されたときエンジンバルブのための復帰
力を生ずる。エンジンバルブの開放が復帰エネルギを蓄
積する限り、エネルギの保存(運動エネルギからポテン
シャルエネルギへの保存)が得られる。
【0008】パイロットバルブが電気的に作動して第1
安定位置に復帰するとき、作動室が低圧ポートに接続さ
れ、これにより液圧圧力は釈放され、第2ピストンのば
ね室内の圧力はエンジンバルブを第1安定位置に向けて
復帰方向に駆動する。この移動は、ばね室内のバルブス
テムのキーパーに対して負荷を受けたコイルばねによっ
て促進される。
安定位置に復帰するとき、作動室が低圧ポートに接続さ
れ、これにより液圧圧力は釈放され、第2ピストンのば
ね室内の圧力はエンジンバルブを第1安定位置に向けて
復帰方向に駆動する。この移動は、ばね室内のバルブス
テムのキーパーに対して負荷を受けたコイルばねによっ
て促進される。
【0009】二次アキュムレータシステムには、同様の
ピストン構成のパイロットばね室を設け、パイロットバ
ルブが第2安定位置にあるとき、パイロットバルブを第
1安定位置に向けて負荷を与える圧力上昇を生ずるよう
にする。パイロットバルブのステムにおけるキーパーに
対して負荷を受けたコイルばねにより、パイロットバル
ブが第1安定位置にあるとき、パイロットバルブを第2
安定位置に向かう負荷を与える力を生ずる。パイロット
バルブにおける液圧ばね及び機械的ばねは、対抗する磁
気的ラッチがパイロットバルブの釈放をトリガするとき
パイロットバルブを加速する作用を行う。
ピストン構成のパイロットばね室を設け、パイロットバ
ルブが第2安定位置にあるとき、パイロットバルブを第
1安定位置に向けて負荷を与える圧力上昇を生ずるよう
にする。パイロットバルブのステムにおけるキーパーに
対して負荷を受けたコイルばねにより、パイロットバル
ブが第1安定位置にあるとき、パイロットバルブを第2
安定位置に向かう負荷を与える力を生ずる。パイロット
バルブにおける液圧ばね及び機械的ばねは、対抗する磁
気的ラッチがパイロットバルブの釈放をトリガするとき
パイロットバルブを加速する作用を行う。
【0010】従って、アクチュエータは、2個の可動部
分のみを有する組立体において高いエネルギ保存度が得
られる。
分のみを有する組立体において高いエネルギ保存度が得
られる。
【0011】
【実施例】次に、図面につき本発明の好適な実施例を説
明する。
明する。
【0012】図1はバルブアクチュエータ組立体の図6
の1−1線上の断面であるとともに、図3は図2の断面
に対応する時点での図6の3−3線上の断面図である。
の1−1線上の断面であるとともに、図3は図2の断面
に対応する時点での図6の3−3線上の断面図である。
【0013】図1、図3及び図6の全体として、外側の
鋳造製のハウジング10と、一定高圧源に接続したガレー
(galley)11と、一定低圧源に接続したガレー12とを示
す。パイロット孔20に、スプールバルブの形式のパイロ
ットバルブ40を設け、このパイロットバルブ40により、
エンジンバルブ60の往復運動を生ぜしめるのに必要な流
体切り換えを行う。パイロットバルブ40は、パイロット
孔20内において、バルブ本体41、第1縮小部42、及び第
2縮小部43を設け、このパイロット孔20の右側端部は、
出っ張りのない取り付けを行うため、六角ソケットを有
するねじ付きプラグ28によって閉鎖する。本体41には減
衰輪郭部49を設け、この輪郭部49を輪郭部に対応する形
状にプラグ28に形成した窪み内に収容する。このことに
より、パイロットバルブの図1に示す状態への右方移動
の最終段階においてパイロットバルブを減速する。シー
ル29により装置の他の部分におけるシールと同様に漏れ
を防止する。
鋳造製のハウジング10と、一定高圧源に接続したガレー
(galley)11と、一定低圧源に接続したガレー12とを示
す。パイロット孔20に、スプールバルブの形式のパイロ
ットバルブ40を設け、このパイロットバルブ40により、
エンジンバルブ60の往復運動を生ぜしめるのに必要な流
体切り換えを行う。パイロットバルブ40は、パイロット
孔20内において、バルブ本体41、第1縮小部42、及び第
2縮小部43を設け、このパイロット孔20の右側端部は、
出っ張りのない取り付けを行うため、六角ソケットを有
するねじ付きプラグ28によって閉鎖する。本体41には減
衰輪郭部49を設け、この輪郭部49を輪郭部に対応する形
状にプラグ28に形成した窪み内に収容する。このことに
より、パイロットバルブの図1に示す状態への右方移動
の最終段階においてパイロットバルブを減速する。シー
ル29により装置の他の部分におけるシールと同様に漏れ
を防止する。
【0014】パイロットバルブ40の反対側端部には、移
動できるハウジング内の2個のマグネット34、36間のギ
ャップ38において鉄製ディスクの形式のアーマチャ48を
設ける。これらマグネットは、ソレノイドのように付勢
される電磁石か、又は米国特許第4883025 号に記載のよ
うにパルス状磁界によって瞬間的に無効にされる永久磁
石とすることができる。いずれにせよ、原理は、米国特
許第4,945,870 号に記載の中心エンジンコンピュータに
よって計時される電気パルスによるバルブ動作の一種で
ある。
動できるハウジング内の2個のマグネット34、36間のギ
ャップ38において鉄製ディスクの形式のアーマチャ48を
設ける。これらマグネットは、ソレノイドのように付勢
される電磁石か、又は米国特許第4883025 号に記載のよ
うにパルス状磁界によって瞬間的に無効にされる永久磁
石とすることができる。いずれにせよ、原理は、米国特
許第4,945,870 号に記載の中心エンジンコンピュータに
よって計時される電気パルスによるバルブ動作の一種で
ある。
【0015】図1の状態において、第2制限部43によ
り、高圧導管11と、一次アキュムレータ16及び第2一次
アキュムレータ17との間の流体連通が可能となり、これ
ら一次アキュムレータ16、17はハウジング10の各象限に
配置し、導管18によって相互に接続する。導管11により
2500psi の液圧流体源に接続し、アキュムレータも2500
psi に達する。一次アキュムレータ16、17からの出力の
みをチェックバルブ22及び供給ポート21からパイロット
孔20に流入できるようにするが、このことは図1の状態
ではバルブ本体41によって阻止される。
り、高圧導管11と、一次アキュムレータ16及び第2一次
アキュムレータ17との間の流体連通が可能となり、これ
ら一次アキュムレータ16、17はハウジング10の各象限に
配置し、導管18によって相互に接続する。導管11により
2500psi の液圧流体源に接続し、アキュムレータも2500
psi に達する。一次アキュムレータ16、17からの出力の
みをチェックバルブ22及び供給ポート21からパイロット
孔20に流入できるようにするが、このことは図1の状態
ではバルブ本体41によって阻止される。
【0016】パイロットバルブ40は、シールされた案内
孔27に収容された第1ピストン44と、コイルばね47のた
めのばねキーパー46を固着した小さい直径のステム45と
を有する。ピストン44とステム45の直径差は、以下に詳
細に説明するように、ばね室30内の液圧により右方への
ばね力を発生する。この液圧ばね力は、ディスク(アー
マチャ)48とマグネット36との間の吸着力とともに、コ
イルばね47の対抗力に打ち勝つのに十分である。
孔27に収容された第1ピストン44と、コイルばね47のた
めのばねキーパー46を固着した小さい直径のステム45と
を有する。ピストン44とステム45の直径差は、以下に詳
細に説明するように、ばね室30内の液圧により右方への
ばね力を発生する。この液圧ばね力は、ディスク(アー
マチャ)48とマグネット36との間の吸着力とともに、コ
イルばね47の対抗力に打ち勝つのに十分である。
【0017】エンジンバルブ60をハウジングの作動孔50
内の第1ピストン又は作動ピストン62に固着する。第1
ピストン62をステム63に一体にし、このステム63をシー
ルした案内孔52に収容する。第1ピストン62とステム63
との間の環状面によりピストン62を右方に押圧する流体
圧力のための作動面を生ずる。図1に示す第1安定状態
においては、転送ポート26が低圧リリーフポート24に第
1縮小部42を介して接続されて、右方への力は生じな
い。
内の第1ピストン又は作動ピストン62に固着する。第1
ピストン62をステム63に一体にし、このステム63をシー
ルした案内孔52に収容する。第1ピストン62とステム63
との間の環状面によりピストン62を右方に押圧する流体
圧力のための作動面を生ずる。図1に示す第1安定状態
においては、転送ポート26が低圧リリーフポート24に第
1縮小部42を介して接続されて、右方への力は生じな
い。
【0018】ステム63を第2ピストン64に固着し、また
主ばね室53におけるコイルばね66のためのばねキーパー
65を支持する。ステム63と第2ピストン64との間の直径
差によってばね室53内の液圧による左方へのばね力(バ
ルブを閉鎖する方向)を生ずる。この液圧ばね力は、コ
イルばね66の力に協調して作用し、転送ポート26に高圧
が導入されるまでエンジンバルブ60を閉鎖状態に維持す
る。
主ばね室53におけるコイルばね66のためのばねキーパー
65を支持する。ステム63と第2ピストン64との間の直径
差によってばね室53内の液圧による左方へのばね力(バ
ルブを閉鎖する方向)を生ずる。この液圧ばね力は、コ
イルばね66の力に協調して作用し、転送ポート26に高圧
が導入されるまでエンジンバルブ60を閉鎖状態に維持す
る。
【0019】図6の端面図を参照して、パイロットばね
室30及び主ばね室53がそれぞれ対応のアクセスポート7
1、72を介して二次アキュムレータ70に接続されてお
り、共通の液圧での閉システムを形成することに注意さ
れたい。
室30及び主ばね室53がそれぞれ対応のアクセスポート7
1、72を介して二次アキュムレータ70に接続されてお
り、共通の液圧での閉システムを形成することに注意さ
れたい。
【0020】ハウジング10内における環状チャンネル57
に関連する第2ピストン64のステップ67は、減衰機構と
して作用し、エンジンバルブ60の左方への即ち閉鎖移動
を減速し、バルブシートのハンマリングを防止する。ニ
ードルバルブ56は、ステップ67とチャンネル57との間の
環状空間からの液圧流体の流れを調整することができる
とともに、ボールチェックバルブ組立体73は逆方向移動
の際にこの減衰をなくして減衰を調整することができ
る。ピストン64の左方の空間は、通気ポート58から自由
に流入する空気がよって満たされる。
に関連する第2ピストン64のステップ67は、減衰機構と
して作用し、エンジンバルブ60の左方への即ち閉鎖移動
を減速し、バルブシートのハンマリングを防止する。ニ
ードルバルブ56は、ステップ67とチャンネル57との間の
環状空間からの液圧流体の流れを調整することができる
とともに、ボールチェックバルブ組立体73は逆方向移動
の際にこの減衰をなくして減衰を調整することができ
る。ピストン64の左方の空間は、通気ポート58から自由
に流入する空気がよって満たされる。
【0021】図2は、パイロットバルブ40がエンジンバ
ルブ60を開放させるのに必要な位置にシフトした状態を
示し、この状態では転送ポート26は、チェックバルブ2
2、供給ポート21、及びパイロットバルブの第1縮小部4
2を介して、アキュムレータ16からの高圧液圧流体を受
ける。この移動は、バルブタイミングを制御する中央コ
ンピュータからのコマンドに基づいてマグネット34、36
によって生ずる。パイロットバルブ40の前進及び後退
は、ピストン44及び減衰輪郭部49における直径の変化、
及び開孔23、25を経る最終段階の微小通気によって減衰
され、アーマチャ48磁極ピース35、37に対する衝突速度
を減少する。
ルブ60を開放させるのに必要な位置にシフトした状態を
示し、この状態では転送ポート26は、チェックバルブ2
2、供給ポート21、及びパイロットバルブの第1縮小部4
2を介して、アキュムレータ16からの高圧液圧流体を受
ける。この移動は、バルブタイミングを制御する中央コ
ンピュータからのコマンドに基づいてマグネット34、36
によって生ずる。パイロットバルブ40の前進及び後退
は、ピストン44及び減衰輪郭部49における直径の変化、
及び開孔23、25を経る最終段階の微小通気によって減衰
され、アーマチャ48磁極ピース35、37に対する衝突速度
を減少する。
【0022】転送ポート26からの高圧液圧流体は、主孔
50の左方端部の作動室51の膨張を引き起こすとともに、
ピストン62を右方移動する。パイロットバルブ本体41に
よって高圧供給導管が遮断されている限り、一次アキュ
ムレータ16、17、ポート21、22及び作動室51は、膨張液
圧流体がピストン62に作用する液圧ばねとして機能する
閉システムを形成する。
50の左方端部の作動室51の膨張を引き起こすとともに、
ピストン62を右方移動する。パイロットバルブ本体41に
よって高圧供給導管が遮断されている限り、一次アキュ
ムレータ16、17、ポート21、22及び作動室51は、膨張液
圧流体がピストン62に作用する液圧ばねとして機能する
閉システムを形成する。
【0023】しかし、作動室51内の膨張流体の力は、ば
ね室30、53及び二次アキュムレータ70により生ずる閉シ
ステム内で圧縮されている流体の反作用力に打ち勝つに
十分な大きさでなければならない。
ね室30、53及び二次アキュムレータ70により生ずる閉シ
ステム内で圧縮されている流体の反作用力に打ち勝つに
十分な大きさでなければならない。
【0024】所要のバルブリフトに必要なばね力を得る
ためには、アキュムレータ16、17の容積、ピストン62と
ステム63との間の寸法差、並びにばね室30、53及び二次
アキュムレータ70、及びステム63とピストン64との間の
寸法差は、注意深く決定しなければならない。例えば、
第1ピストン62の直径が、0.4 インチ第2ステム63の直
径が0.18インチである場合、面積差は0.1 平方インチと
なる。このことは、起動力(圧力が2500psi であると
き)は250 ポンドであることを意味する。必要リフト量
が0.4 インチである場合、流体は0.04立方インチ膨張し
なければならない。ばね室30、53内の流体を圧縮するの
に必要な力が100 ポンドである場合、作動室51内の最終
圧力は、1500psi(150 ポンド)の圧力減少に対して1000
psi でなければならない。
ためには、アキュムレータ16、17の容積、ピストン62と
ステム63との間の寸法差、並びにばね室30、53及び二次
アキュムレータ70、及びステム63とピストン64との間の
寸法差は、注意深く決定しなければならない。例えば、
第1ピストン62の直径が、0.4 インチ第2ステム63の直
径が0.18インチである場合、面積差は0.1 平方インチと
なる。このことは、起動力(圧力が2500psi であると
き)は250 ポンドであることを意味する。必要リフト量
が0.4 インチである場合、流体は0.04立方インチ膨張し
なければならない。ばね室30、53内の流体を圧縮するの
に必要な力が100 ポンドである場合、作動室51内の最終
圧力は、1500psi(150 ポンド)の圧力減少に対して1000
psi でなければならない。
【0025】一次アキュムレータの容積を決定するに
は、次の関係式を適用する。即ち、 ΔF=(Δv/v)KA このとき、 ΔF=150 lb、 Δv=0.04立方インチ、 A=0.1 平方インチ K=膨張係数(bulk modulus)=250 ×103 とすると、一次アキュムレータにおいて、v =6.67立方
インチ又は3.33立方インチとなる。二次アキュムレータ
の容積とステム63及び二次ピストン64の直径の均衡、並
びにピストン44、45と関連のばね室との均衡をとるのに
同じ計算式を適用することができる。液圧流体の圧縮性
は、本明細書中にも記載した米国特許出願第07/715,069
号に記載されている。
は、次の関係式を適用する。即ち、 ΔF=(Δv/v)KA このとき、 ΔF=150 lb、 Δv=0.04立方インチ、 A=0.1 平方インチ K=膨張係数(bulk modulus)=250 ×103 とすると、一次アキュムレータにおいて、v =6.67立方
インチ又は3.33立方インチとなる。二次アキュムレータ
の容積とステム63及び二次ピストン64の直径の均衡、並
びにピストン44、45と関連のばね室との均衡をとるのに
同じ計算式を適用することができる。液圧流体の圧縮性
は、本明細書中にも記載した米国特許出願第07/715,069
号に記載されている。
【0026】図3は、図2と同一時刻での図2に直交す
る軸線方向断面である。このとき低圧供給導管12は、孔
13におけるばね負荷ピストン14に連通する。このピスト
ンは、キャビティ51からの流体が排出され、低圧帰還ラ
インにおける約100psiのほぼ一定を低圧が流入するや否
や後退し、従って、低圧アキュムレータとして作用す
る。このばねは、空気が流通できる開放した六角ソケッ
トを有するねじ付きプラグ15により、孔内に保持され
る。低圧リリーフポート23、25は、単に、パイロット孔
20の両側の端部における流体の出口をなすものであると
ともに、ポート24は、パイロットバルブ40が図1の状態
に復帰するとき作動室51(図2参照)内の流体のための
リリーフポートをなす。
る軸線方向断面である。このとき低圧供給導管12は、孔
13におけるばね負荷ピストン14に連通する。このピスト
ンは、キャビティ51からの流体が排出され、低圧帰還ラ
インにおける約100psiのほぼ一定を低圧が流入するや否
や後退し、従って、低圧アキュムレータとして作用す
る。このばねは、空気が流通できる開放した六角ソケッ
トを有するねじ付きプラグ15により、孔内に保持され
る。低圧リリーフポート23、25は、単に、パイロット孔
20の両側の端部における流体の出口をなすものであると
ともに、ポート24は、パイロットバルブ40が図1の状態
に復帰するとき作動室51(図2参照)内の流体のための
リリーフポートをなす。
【0027】メインバルブのステム63とピストン64との
直径差及びパイロットバルブのピストン44、45の直径差
によって、ばね室53、30内の圧力は、メインバルブが完
全に開放したとき(図4参照)、またパイロットバルブ
が完全に左方に移行したとき(図2及び図3参照)最大
になる。同様に、エンジンバルブ60が完全に閉じたとき
(図1参照)、またパイロットバルブ40が完全に右方に
移行したとき(図1参照)、室53、30を有するシステム
及び二次アキュムレータ70の圧力は、最小になる。この
圧力が、低圧供給導管12内の圧力よりも低い場合、メイ
クアップ流体がチェックバルブ32及びメイクアップポー
ト31から室30に流入する。
直径差及びパイロットバルブのピストン44、45の直径差
によって、ばね室53、30内の圧力は、メインバルブが完
全に開放したとき(図4参照)、またパイロットバルブ
が完全に左方に移行したとき(図2及び図3参照)最大
になる。同様に、エンジンバルブ60が完全に閉じたとき
(図1参照)、またパイロットバルブ40が完全に右方に
移行したとき(図1参照)、室53、30を有するシステム
及び二次アキュムレータ70の圧力は、最小になる。この
圧力が、低圧供給導管12内の圧力よりも低い場合、メイ
クアップ流体がチェックバルブ32及びメイクアップポー
ト31から室30に流入する。
【0028】図4は、パイロットバルブ40が、一次アキ
ュムレータ16、17からの流体を転送ポート26に縮小部42
を経て転送することができる状態にある点で図2と同様
である。しかし、エンジンバルブ60はこのとき完全に開
放している、即ち、二次安定位置をとり、また作動室51
は最大容積に達している。このことにより、流体転送は
停止し、このときチェックバルブ22は閉じ、マグネット
34、36が付勢されてパイロットバルブ40の右方移動を生
ぜしめるまでエンジンバルブ60の開放を維持する。この
段階では、室53内の流体圧力及び従ってバルブ60に加わ
る左方への液圧ばね力は最大である。しかし、この最大
値は、このとき作動室51内の圧力よりも依然として相当
低い。
ュムレータ16、17からの流体を転送ポート26に縮小部42
を経て転送することができる状態にある点で図2と同様
である。しかし、エンジンバルブ60はこのとき完全に開
放している、即ち、二次安定位置をとり、また作動室51
は最大容積に達している。このことにより、流体転送は
停止し、このときチェックバルブ22は閉じ、マグネット
34、36が付勢されてパイロットバルブ40の右方移動を生
ぜしめるまでエンジンバルブ60の開放を維持する。この
段階では、室53内の流体圧力及び従ってバルブ60に加わ
る左方への液圧ばね力は最大である。しかし、この最大
値は、このとき作動室51内の圧力よりも依然として相当
低い。
【0029】図5は、パイロットばね室30内の液圧の補
助を受けて再び初期状態にシフトしたパイロットバルブ
40の状態を示す。このとき、縮小部42により、転送ポー
ト26と低圧ガレー12に接続したリリーフポート24との間
の流体連通を可能にし、作動室51内の液圧は低下し、バ
ルブ60は閉鎖する。主ばね室53内の液圧並びにコイルば
ね66の完全圧縮状態により、初期加速は十分高速であ
る。しかし、第2ピストン64がばね孔54内で左方に移動
するにつれ、室53内の液圧は最小になり、最終的に減衰
輪郭部67がハウジング内の環状チャンネル57に進入する
とき、この閉鎖運動は減衰する。このポイントにおい
て、室51は、完全に収縮し、このシステムは再び図1の
状態になる。このポイントにおいて、一次アキュムレー
タ16、17は上述したように再チャージされる。しかし、
マグネット34、36が(ソレノイドの場合)反対極性にな
ったり、又は(永久磁石ラッチの場合)遮断されたりす
るまでは、メインバルブ60は閉じた状態を維持する。
助を受けて再び初期状態にシフトしたパイロットバルブ
40の状態を示す。このとき、縮小部42により、転送ポー
ト26と低圧ガレー12に接続したリリーフポート24との間
の流体連通を可能にし、作動室51内の液圧は低下し、バ
ルブ60は閉鎖する。主ばね室53内の液圧並びにコイルば
ね66の完全圧縮状態により、初期加速は十分高速であ
る。しかし、第2ピストン64がばね孔54内で左方に移動
するにつれ、室53内の液圧は最小になり、最終的に減衰
輪郭部67がハウジング内の環状チャンネル57に進入する
とき、この閉鎖運動は減衰する。このポイントにおい
て、室51は、完全に収縮し、このシステムは再び図1の
状態になる。このポイントにおいて、一次アキュムレー
タ16、17は上述したように再チャージされる。しかし、
マグネット34、36が(ソレノイドの場合)反対極性にな
ったり、又は(永久磁石ラッチの場合)遮断されたりす
るまでは、メインバルブ60は閉じた状態を維持する。
【0030】図6は、図1及び図3に関連して簡単に説
明したが、これらの図面の左側端部から見た端面図であ
る。第1アキュムレータ16及び主孔50は、それぞれ12時
及び6時の位置に示すとともに、低圧導管及び一次アキ
ュムレータ17を9時及び3時の位置にそれぞれ示す。図
1、図2、図4及び図5の仮想線で示す二次アキュムレ
ータ70は、8時の位置に仮想線で示す。二次アキュムレ
ータ70は、ポート71、72を介して室30、53に接続し、ま
たアキュムレータ16、17及び作動室51よりなる一次液圧
システムからは、図3に示すメイクアップバルブ32を除
いて液圧的に隔絶する。
明したが、これらの図面の左側端部から見た端面図であ
る。第1アキュムレータ16及び主孔50は、それぞれ12時
及び6時の位置に示すとともに、低圧導管及び一次アキ
ュムレータ17を9時及び3時の位置にそれぞれ示す。図
1、図2、図4及び図5の仮想線で示す二次アキュムレ
ータ70は、8時の位置に仮想線で示す。二次アキュムレ
ータ70は、ポート71、72を介して室30、53に接続し、ま
たアキュムレータ16、17及び作動室51よりなる一次液圧
システムからは、図3に示すメイクアップバルブ32を除
いて液圧的に隔絶する。
【0031】上述したところは、本発明の実施例を示し
たに過ぎず、請求の範囲において種々の変更を加えるこ
とができること勿論である。
たに過ぎず、請求の範囲において種々の変更を加えるこ
とができること勿論である。
【図1】図1は、磁石作動パイロットバルブが高圧流体
をアキュムレータに流入させる位置にあり、メインバル
ブが閉鎖位置にある本発明バルブアクチュエータの縦断
面図である。
をアキュムレータに流入させる位置にあり、メインバル
ブが閉鎖位置にある本発明バルブアクチュエータの縦断
面図である。
【図2】図2は、磁石作動パイロットバルブがアキュム
レータからの高圧流体をメインバルブのための作動室内
に流入させる位置にある状態を示す図1と同様の本発明
バルブアクチュエータの縦断面図である。
レータからの高圧流体をメインバルブのための作動室内
に流入させる位置にある状態を示す図1と同様の本発明
バルブアクチュエータの縦断面図である。
【図3】図1及び図2の断面に直交する断面における図
2と同一状態にあるパイロットバルブを示す本発明バル
ブアクチュエータの縦断面図である。
2と同一状態にあるパイロットバルブを示す本発明バル
ブアクチュエータの縦断面図である。
【図4】メインバルブが完全に開放した状態の図2と同
じ断面における本発明バルブアクチュエータの縦断面図
である。
じ断面における本発明バルブアクチュエータの縦断面図
である。
【図5】パイロットバルブがメインバルブの作動室から
高圧流体を釈放する位置にある状態を示す図4と同じ断
面の本発明バルブアクチュエータの縦断面図である。
高圧流体を釈放する位置にある状態を示す図4と同じ断
面の本発明バルブアクチュエータの縦断面図である。
【図6】1−1線上の断面が図1、図2、図4及び図5
の部分であり、3−3線上の断面が図3の部分であるこ
とを示す端面図である。
の部分であり、3−3線上の断面が図3の部分であるこ
とを示す端面図である。
10 ハウジング 11 高圧導管(ガレー) 12 低圧導管(ガレー) 16 一次アキュムレータ 17 二次アキュムレータ 20 パイロット孔 21 供給ポート 22 チェックバルブ 23,25 開孔 24 低圧リリーフポート 26 転送ポート 28 ねじ付きプラグ 29 シール 30 ばね室 31 メイクアップポート 32 チェックバルブ 34,36 マグネット 35,37 磁極ピース 38 ギャップ 40 パイロットバルブ 41 バルブ本体 42 第1縮小部 43 第2縮小部 44 第1ピストン 45 ステム 46 ばねキーパー 47 コイルばね 48 アーマチャ 49 減衰輪郭部 50 作動孔 52 案内孔 53 主ばね室 56 ニードルバルブ 57 環状チャンネル 58 通気ポート 60 エンジンバルブ 62 第1ピストン(作動ピストン) 63 ステム 64 第2ピストン 65 ばねキーパー 66 コイルばね 67 ステップ 70 二次アキュムレータ 71,72 アクセスポート 73 ボールチェックバルブ組立体
Claims (10)
- 【請求項1】主孔及び主ばね室を有するハウジングと、 高圧源と、 低圧源と、 一次アキュムレータ手段と、 第1安定位置と第2安定位置との間で往復移動可能なメ
インバルブとを具え、前記メインバルブは、前記主孔内
で往復移動可能であって、前記メインバルブが前記第1
安定位置にあるとき容積が最小でありまた前記第2安定
位置にあるとき容積が最大になる作動室を画定する第1
ピストン手段と、前記メインバルブが前記第1安定位置
から前記第2安定位置に移動するとき容積が減少する前
記主ばね室内に配置した第2ピストン手段とを有し、前
記主ばね室の容積減少によりこの主ばね室内の液圧流体
の圧力が増加して前記第1安定位置に向かうばね力を発
生する構成とし、更に、 前記ハウジング内に往復移動可能に配置し、前記高圧源
と前記一次アキュムレータ手段との間の接続を生じると
ともに前記作動室と前記低圧源との接続を生ずる第1安
定位置と、前記高圧源と前記一次アキュムレータ手段と
の間の接続を遮断するとともに前記一次アキュムレータ
手段と前記作動室との間の接続を生ずる第2位置との間
で移動自在の電気制御パイロットバルブを具え、 前記ばね室に発生する対抗力に打ち勝つに十分な力を有
する前記一次アキュムレータ手段の流体の膨張によっ
て、前記メインバルブを前記第2安定位置に駆動する構
成としたことを特徴とする電気動作液圧作動バルブアク
チュエータ。 - 【請求項2】更に、前記主ばね室に液圧的に接続した二
次アキュムレータ手段を設けた請求項1記載の電気動作
液圧作動バルブアクチュエータ。 - 【請求項3】更に、前記ハウジングに配置したパイロッ
トばね室と、前記パイロットバルブが前記第1安定位置
から前記第2安定位置に移動するとき前記パイロットば
ね室の容積を減少するよう前記パイロットバルブに設け
たピストンと設け、前記パイロットばね室の容積の減少
により、前記パイロットばね室の液圧流体の圧力が増加
し、また前記パイロットバルブを前記第1安定位置に向
けて押圧する構成とした請求項1記載の電気動作液圧作
動バルブアクチュエータ。 - 【請求項4】更に、前記パイロットばね室に液圧的に接
続した二次アキュムレータ手段を設けた請求項3記載の
電気動作液圧作動バルブアクチュエータ。 - 【請求項5】更に、前記主ばね室に液圧的に接続した二
次アキュムレータ手段を設けた請求項4記載の電気動作
液圧作動バルブアクチュエータ。 - 【請求項6】更に、前記一次アキュムレータ手段と前記
作動室との間を接続する転送ポートを設け、前記転送ポ
ートには、前記パイロットバルブが前記第2安定位置に
あるとき前記一次アキュムレータ手段から液圧流体を前
記作動室に通過させるチェックバルブを設けた請求項1
記載の電気動作液圧作動バルブアクチュエータ。 - 【請求項7】更に、前記パイロットばね室と前記低圧源
との間を液圧的に接続するメイクアップポートを設け、
このメイクアップポートには、液圧流体を前記低圧源か
ら前記パイロットばね室に通過させるチェックバルブを
設けた請求項1記載の電気動作液圧作動バルブアクチュ
エータ。 - 【請求項8】更に、前記メインバルブを前記第2安定位
置から前記第1安定位置に向けて押圧する主コイルばね
を設けた請求項1記載の電気動作液圧作動バルブアクチ
ュエータ。 - 【請求項9】更に、前記パイロットバルブを前記第1安
定位置から前記第2安定位置に向けて押圧するパイロッ
トコイルばねを設けた請求項1記載の電気動作液圧作動
バルブアクチュエータ。 - 【請求項10】第1安定位置と第2安定位置との間で往
復移動可能なメインバルブを具え、前記メインバルブ
は、孔内で往復移動可能であって、前記メインバルブが
前記第1安定位置にあるとき容積が最小でありまた前記
第2安定位置にあるとき容積が最大になる作動室を画定
する第1ピストン手段と、前記メインバルブが前記第1
安定位置から前記第2安定位置に移動するとき容積が減
少する主ばね室内に配置した第2ピストン手段とを有
し、前記主ばね室の容積減少によりこの主ばね室内の液
圧流体の圧力が増加して前記第1安定位置に向かうばね
力を発生する構成とし、更に、 前記ハウジング内に往復移動可能に配置し、前記作動室
内の流体圧力を逃がして前記メインバルブがその第1安
定位置をとることができる第1安定位置と、前記作動室
内の流体圧力が上昇して前記メインバルブがその第2安
定位置をとることができる第2安定位置との間で移動自
在の電気制御パイロットバルブを具えたことを特徴とす
る電気動作液圧作動バルブアクチュエータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/848807 | 1992-03-10 | ||
| US07/848,807 US5224683A (en) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Hydraulic actuator with hydraulic springs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610629A true JPH0610629A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=25304334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5047946A Pending JPH0610629A (ja) | 1992-03-10 | 1993-03-09 | 電気制御液圧作動バルブアクチュエータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5224683A (ja) |
| EP (1) | EP0560430A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0610629A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005521826A (ja) * | 2002-03-28 | 2005-07-21 | コーゲン・マイクロシステムズ・ピーティーワイ・リミテッド | 往復動式エンジンおよびその取入れシステム |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5647318A (en) | 1994-07-29 | 1997-07-15 | Caterpillar Inc. | Engine compression braking apparatus and method |
| US5540201A (en) | 1994-07-29 | 1996-07-30 | Caterpillar Inc. | Engine compression braking apparatus and method |
| US5526784A (en) | 1994-08-04 | 1996-06-18 | Caterpillar Inc. | Simultaneous exhaust valve opening braking system |
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