对于内燃机中的利用压力脉冲驱动的缸室的进气阀、排气阀 或燃料喷射阀来说，通过使压力流体例如空气的脉冲作用在致动 活塞上可使上述阀运动，其中，所述致动活塞与所述阀连接，并 且可移动地布置在特别为其设置的缸室中。
所述阀通过压力流体脉冲的作用使其能够抵抗传统阀簧的弹 簧力从其压靠着阀座的原位置移动至远距离位置。由于不同原因， 为了获得可变的阀操作时间，经常希望阀可在允许返回原位置之 前锁定在其远距离位置上。由于阀簧的作用，将阀锁定在原位置 上可以实现。
能够使阀返回原位置的运动逐渐制动以使阀柔和地落在阀座 上也非常有利。

本发明的主要目的是提供一种方法和一种装置，用于借助于 一个液压回路有效地将一个构件，例如内燃机气缸的进气阀、排 气阀或燃料喷射阀，锁定在一个指定位置优选远距离位置上，其 中，所述构件已由压力流体脉冲移动。
本发明的第二目的是提供一种方法和一种装置，用于有效地 将一个已由压力流体脉冲或反作用的弹簧元件移动的构件例如所 述阀在其到达某一终端位置例如原位置之前锁定。
本发明的另一个目的是提供一种方法和一种装置，用于恢复 在对一个由压力流体脉冲或反作用的弹簧元件移动的构件例如进 气阀、排气阀或燃料喷射阀进行制动时所消耗的能量。
本发明的主要目的可通过下述方式实现，即一种压力脉冲发 生方法，其中，当一种加压流体被允许从一个第一活塞的一侧临 时性地流入一个缸中时，第一活塞在缸中沿着第一方向移动，之 后，当被导入缸中的流体临时性地流出缸时，第一活塞沿着第二 方向移动；在所述第一活塞沿着其一个移动方向移动的过程中， 一根连接着第一活塞的活塞轴会插入并向着或远离一个第一室中 的液体移动，所述第一室充满液体，并且液体可流入或流出所述 第一室，活塞轴在其移动的过程中与液体接触；其特征在于，当 第一活塞/活塞轴已到达一个预定位置时，充满着液体的第一室被 关闭以禁止排放液体。
本发明的第二目的可通过下述方式实现，即一种压力脉冲发 生装置包括：一个缸；一个第一活塞，其可移动地布置在缸中； 一个压力流体回路，其在第一活塞的一侧上具有一个供流体流入 缸的入口和一个供流体排出缸的出口；一根活塞轴，其与第一活 塞连接；以及一个充满着液体的第一室，其在第一活塞在缸中移 动时而可被所述活塞轴移动穿过，其特征在于，包括至少一个阀 件，以临时中断液体从第一室中的流出。
在本发明的方法中，优选地，在加压流体被允许临时性地流 入缸中之前或之时，充满着液体的第一室被关闭以禁止排放液体。
在本发明的方法中，优选地，在第一活塞/活塞轴处于第一终 端位置时，所述第一室关闭。
在本发明的方法中，优选地，在第一活塞/活塞轴处于第二终 端位置时，所述第一室打开以排放液体。
在本发明的方法中，优选地，第一活塞与内燃机燃烧室的进 气阀或排气阀或燃料喷射阀连接，或者，与一个位于连接着燃烧 室的气缸中的活塞连接或形成该气缸中的活塞，以实现可变压缩 率，第一活塞或阀的移动直接对应于第一活塞/活塞轴的移动。
在本发明的方法中，优选地，所述流体为加压气体，其可临 时性地流入缸中以使第一活塞沿着第一方向移动，并且其在第一 活塞反向移动时从缸中排出。
在本发明的方法中，优选地，所述第一室位于缸的外部，并 且，所述活塞轴被允许穿过所述充满着液体的第一室中的约束部。
在本发明的方法中，优选地，随着活塞轴朝向所述第一室穿 过约束部，活塞轴与约束部的内周边缘之间的缝隙减小。
在本发明的方法中，优选地，所述第一室与一个第二缸室连 通，并且，液体被允许从一个第二活塞的一侧流入或流出所述第 二缸室，所述第二活塞抵抗着一个弹簧元件而可移动地布置在所 述第二缸室中，所述弹簧元件布置在第二缸室中，并且在第一活 塞或第一活塞的活塞轴插入且向着所述第一室中的液体移动的过 程中，所述弹簧元件对布置在第二缸室中的第二活塞施加作用。
在本发明的方法中，优选地，当第一活塞/活塞轴由于弹簧元 件的反作用力的作用而已停止移动时，所述液体被禁止从第二缸 室流回到所述第一室。
在本发明的方法中，优选地，当第一活塞/活塞轴由于弹簧元 件的反作用力的作用而已总体上停止移动时，液体被允许通过排 放管道临时性地流出第一室。
在本发明的方法中，优选地，当充满着液体的第一室被禁止 排放液体时，液体被允许从第二缸室流至所述第一室。
在本发明的装置中，优选地，第一活塞与内燃机燃烧室的进 气阀或排气阀或燃料喷射阀连接，或与一个位于连接着燃烧室的 气缸中的活塞连接或构成活塞的一部分，以实现可变压缩率。
在本发明的装置中，优选地，充满着液体的第一室位于缸的 外部，活塞轴液密性地伸入第一室中。
在本发明的装置中，优选地，压力流体回路中的流体为气体。
在本发明的装置中，优选地，在所述第一室中包括一个约束 部，并且活塞轴被布置成可移动穿过所述约束部。
在本发明的装置中，优选地，所述活塞轴或约束部在活塞轴 的穿入方向上逐渐缩窄，这样，约束部与活塞轴之间的间隙会随 着活塞轴沿着朝向所述第一室的移动方向移动穿过约束部而减 小。
在本发明的装置中，优选地，包括一个第二缸室、一个可移 动地布置在所述第二缸室中的第二活塞以及一个弹簧元件，所述 弹簧元件布置在第二缸室中，并且对布置在第二缸室中的第二活 塞作用，而且，所述第一室与第二缸室连通，从而，液体被允许 从第二活塞的一侧流入所述第二缸室中，同时，弹簧元件在第二 活塞沿着其一个移动方向移动的过程中抵消和吸收能量。
在本发明的装置中，优选地，所述阀件包括一个可致动的阀件， 所述可致动的阀件被布置成用于打开或中断所述第一室与第二缸 室之间的连通。
在本发明的装置中，优选地，所述可致动的阀件包括一个可致 动的单向阀，其可在从所述第一室至第二缸室的方向上打开以使 液体从所述第一室流动至第二缸室。
在本发明的装置中，优选地，所述可致动的阀件包括一个第二 可致动的单向阀，其可在从第二缸室至所述第一室的方向上打开 以使液体从第二缸室流动至所述第一室。
在本发明的装置中，优选地，所述第一室与第二缸室之间的 管道包括两个通道，它们平行布置或彼此相邻延伸，并且，所述 可致动的阀件包括一个阀体，所述阀体可移动通过所述通道，并且 所述阀体设有至少一个通路或通孔。
在本发明的装置中，优选地，所述可致动的阀件的阀体可移动 至第一位置和第二位置，在所述第一位置上，所述通路或通孔将 所述两个通道中的一个通道接通，在所述第二位置上，所述通路 或通孔将所述两个通道中的另一个通道接通。
在本发明的装置中，优选地，所述可致动的阀件可借助于压力 流体回路通过电磁体的作用而被直接或间接地控制。
在本发明的装置中，优选地，所述第一室与一个压力源连通， 所述压力源用于使液体通过一个入口或一个管道流动至所述第一 室。
在本发明的装置中，优选地，所述阀件包括一个单向阀，所 述单向阀用于中断从所述第一室至所述压力源的方向上的连通途 径。
在本发明的装置中，优选地，所述阀件包括一个可致动的阀， 所述可致动的阀可被打开和关闭，以快速通过一个排放出口或一 个管道将液体从所述第一室中排出。
通过下面详细的描述可展现出本发明的其他技术特征和优 点。
附图说明
下面，参看附图详细地描述根据本发明的装置的优选实施例， 附图包括：
图1是具有根据一个实施例的液压锁定制动装置的压力脉冲 发生器的示意剖视图；
图2是具有根据一个替代性实施例的液压锁定制动装置的压 力脉冲发生器的示意剖视图；
图3是根据图2的装置中的单独一部分的示意图；
图4-13是处于多个顺序位置上的根据本发明的液压锁定制 动装置的一个替代性实施例的示意图；以及
图14是根据本发明的装置的一个替代性实施例的示意图。

图1示出了压力脉冲发生装置的第一实施例。所述发生装置 总体上以附图标记1表示，并包括：一个压力流体回路2、一个缸 3、一个可移动地布置在缸3中的活塞4以及一个连接在未详细示 出的内燃机气缸上的阀5，所述阀5连接着活塞4。优选地，内燃 机包括多个气缸，每个气缸均设有一个或多个与本发明的装置1 相同的装置，以操作与各个气缸相连的阀。
压力流体回路2通过第一开口或入口7和通过第二开口或出 口9与缸3中的缸室6连通，其中，所述第一开口或入口7与一 个压力流体源8连通，所述第二开口或出口9与一个压力流体低 压区10连通。优选地，所述压力流体为气体，该气体优选由空气 或二氧化碳组成，并且，压力流体源8可为一个连接在发动机上 且配有一个罐的压缩机，或仅为一个压力罐。压力流体低压区9 可为压力比由压力流体源8产生的压力低的任何部位，例如大气 或一个沿返回方向通向所述压缩机的管道。由压力流体控制的阀 体43、44被设置用于关闭或打开可使所述压力流体回路与缸室6 连通的开口7、9。这些阀体43、44可移动地布置在室45、46中， 并通过室45、46中的所述阀体的一侧的压力变化进行控制，在此， 所述一侧与开口7、9所在的一侧相反。当阀体43、44抵靠在所 述开口的外周上并同时使所述开口关闭时，所述阀体上的由所述 压力流体回路中的压力流体沿着一个方向即阀关闭方向作用的面 积大于相反方向上的面积。
压力流体回路2包括压力流体控制阀，在这种情况下，包括 一个第一电磁体11、一个与第一电磁体11连接的阀体12、一个 第二电磁体13和一个与第二电磁体13连接的阀体14。此外，所 述装置包括一个控制单元(未示出)，其操作性地连接着一个传感 器，所述传感器用于直接或间接地通过例如曲柄轴的转动位置检 测所述内燃机气缸中活塞的位置。所述控制单元操作性地连接着 电磁体11和13，并基于来自所述传感器的信息使电磁体11和13 动作。另一个用于记录致动活塞4或阀5的位置的传感器15在此 通过一个管道16也操作性地连接着所述控制单元。所述压力流体 控制阀基于来自另一个传感器15的信息停止动作。
通过使电磁体11、13和与它们相连的阀体12、14合适地布 置并根据预定的顺序步骤使它们工作，可以非常高的精度借助于 第一开口7向缸室6递送压力脉冲和借助于第二开口9将压力脉 冲送出缸室6。
根据图1至3的实施例，液压锁定制动装置具有一个充满液 体的室17，液体可流入或流出所述室17，并且，在此，致动活塞 4在其移动过程中例如可通过与其相连的活塞轴18与室17中的液 体接触。在一个移动方向上，在此为从原位置至远距离位置的方 向上，致动活塞4通过其活塞轴18留出一些空间，从而可使液体 导入所述室17中。在另一移动方向上，致动活塞4将液体从室17 中挤出。从而，可获得制动作用。根据图1，所述装置包括一个约 束部19，在这种情况下其为圆形或环形，当致动活塞4和阀5较 接近于它们的一个终端位置在这种情况下为原位置时，活塞轴18 更精确地讲为其圆锥形端部20会穿过约束部19。活塞轴18的端 部20与所述约束部之间的缝隙会随着运动的继续而减小，从而可 产生逐渐增大的制动力。因此，所述装置限定出了一个液力制动 器。作为使用圆锥形活塞轴端部20的一种替代性方法，所述约束 部的内周可在产生制动作用的移动方向上逐渐收缩。
所述装置还包括一个液压油的压力源(未示出)和一个管道 21，所述压力源能够通过所述管道21与室17连通。一个由单向 阀22形成的阀被布置成可在从所述压力源至室17的方向上打开 以使液压油从所述压力源流向室17和在相反方向上关闭。所述压 力源可为内燃机的油泵。
此外，还设有一个下游管道23，在这种情况下液压油可通过 下游管道23从室17排放到压力比所述压力源产生的压力低的任 何部位，例如内燃机的油盘。一个可致动的阀24被布置成用于打 开/中断室17与所述低压部位之间通过排放管道23的连通。当活 塞轴18在致动活塞4和阀5向它们的原位置运动的过程中将液压 油挤出室17时，阀24应打开。在相反方向的运动过程中，阀24 应关闭，以防止在前次活塞冲程的过程中可能得到加热的排放管 道中的液压油回吸到室17中而导致液压油和周围材料的温度发生 不良上升。供给管道21中的液体压力足以保证液体在其被允许通 过管道21流入室17中时不会因运动而分流。
在图14中，示出了所述排放管道的结构的一种替代性解决方 案。在此，排放管道23沿返回方向通向位于单向阀22的上游即 位于单向阀22的与所述压力源最为接近的一侧上的供给管道21。 与其他实施例一样，所述装置也包括一个用于打开/关闭所述排放 管道的可致动的阀24。从而，可在所述压力源与室17之间获得循 环运动的液柱。因此，必须泵送通过所述装置的液体可得到充分 地利用。为了避免所述液柱中的液体出现任何过分的变热并能同 时实现对致动活塞4的润滑，布置了一条支路52，其从所述液柱 在此是从供给管道21通向布置有致动活塞4的缸中。应当指出， 所述支路也能从排放管道23引出。重要的是，通过支路52导送 出的液体是已由致动作用加热的液体的一部分。应当理解，尽管 在此没有示出，但所述装置包括任何类型的这种用途的管道，即 其用于将已供送到所述缸中的用于润滑目的的液体再导送至压力 低于所述压力源的部位，例如再导送到内燃机的油盘。图14还示 出了可致动的排放阀24被以一种替代性的方式控制，这将在以下 更详细地描述。
本发明的一个重要方面是，当液体从室17中的流出被临时性 地阻断时，致动活塞4，或确切地讲是阀5，可锁定在一个确定的 位置上，在这种情况下，就可防止其向其原位置回移。在此，当 阀24在致动活塞4和阀5已到达一个预定位置优选为终端位置在 此为远距离位置的情况下关闭，并且此时单向阀22也关闭而不能 使任何液体从室17中流出时，可发生上述锁定。当阀24打开以 使排放管道中的液体发生流动时，所述锁定就可终止。通过这种 方式，可以实现可变的阀操作时间。然而，阀5从其阀座上升起 的距离主要通过选择压力流体脉冲通过第一开口7产生的时间长 短进行控制。
如同前面所述的压力流体控制元件11-14，阀24也可包括一 个电磁体和一个阀体，但在这种情况下，其被设计为一个由压力 流体操作的随动阀，即其通过至少一个压力流体控制元件11-14 间接地控制，在这种情况下，其通过由第二电磁体13和第二阀体 14形成的控制阀间接地控制。
通过压力流体回路2中的一条支路25，阀24的第一表面可与 压力流体接触，并且根据所述控制阀13、14的位置与压力流体源 8或压力流体低压区10连通。阀24的相反的第二表面与排放管道 23中的液压油接触，从而，限定出了一个被设计为液压弹簧的弹 簧。根据阀24的第一表面与压力流体源8接触还是与压力流体低 压区10接触，阀23可移动至其能关闭或打开通过排放管道23获 得的连通途径的位置上。然而，在图14所示的替代性实施例中， 相反表面通过一条支路53始终与所述压力流体回路中的压力流体 低压区连通。因此，形成了气压弹簧，而不是液压弹簧。应当理 解，对于所述装置的所有实施例中示出的所有弹簧作用可以进行 相似或相反的替换。
图2和3示出了相对于活塞轴18的端部20的室17的设计方 案的一个替代性实施例，以实现合适的制动作用。由于室17具有 与活塞轴18上的穿过其的部分的宽度和形状大致相同的宽度和形 状，因此，可在此产生约束部。然而，活塞轴18的最前端的自由 端部20被设计为截头锥形。在制动动作的最后阶段，在致动活塞 4和阀5到达它们的原位置之前不久，所述约束部与活塞轴18之 间的缝隙不变，这是由于紧跟在活塞轴18的端部20的锥形部47 之后的主体部48具有恒定的横截面积，或至少具有与所述约束部 的内周49平行的外周。
图4至13示出了总体上与前面所述的相同的压力脉冲发生器 中的由液体操作的锁定制动装置的一个替代性实施例。
在图4至13中，所述装置包括一个第二缸室26、一个第二活 塞27以及一个弹簧元件28，其中，所述第二活塞27可移动地布 置在所述缸室26中，所述弹簧元件28布置在第二缸室26中，并 向着设在此处的第二活塞27作用。前面所述的第一室17与第二 缸室26连通，从而，液体可在第二活塞27的一侧流入所述第二 缸室26中，并且同时弹簧元件28可在第二活塞27于所述第一活 塞沿着一个移动方向移动时移动的过程中抵消和吸收能量。在这 种情况下，弹簧元件28由一个机械弹簧形成，所述机械弹簧在第 二活塞27的与连通着第一室17的一侧相反的一侧上布置在第二 缸室26中。当致动活塞4和阀5移动到原位置而将液体挤出第一 室17时，所述弹簧元件可吸收能量。
在上述实施例中，与前面所述的实施例相同，同样具有一个 供给管道21和一个排放管道23，所述供给管道21用于使第一室 17与压力流体源之间连通起来，所述排放管道23用于使第一室 17与具有较低压力的部位之间连通起来。而且，具有一个被设计 为单向阀的阀22，其可在从高压力的压力源至所述第一室17的方 向上打开以使压力源通过供给管道21与第一室17连通，但在相 反方向关闭。还具有一个可致动的阀29，其包括一个电磁体30 和一个阀体31，从而，可被操作用于打开和关闭排放管道23。一 个弹簧元件50，在此为具有作用在阀29的阀体31的一侧上且限 定出了一个气压弹簧的压力流体的管道，反方向抵压着电磁体30， 以在电磁体30停止动作时使阀体31返回，从而，可使排放管道 23关闭。
所述装置还包括一个可致动的阀件32，其可打开或中断第一 室17与第二缸室26之间的连通。“第二缸室”包含一个通道，其 从第二缸室26通向第一室17。在所示的实施例中，第二活塞27 包括一个活塞轴，其构成了第二活塞27上的穿入所述通道中的部 分。
阀件32包括一个单向阀33，其被设置用于在从第一室17至 第二缸室26的方向上打开以使液体从第一室17流向第二缸室26。 阀件32还包括一个第二单向阀34，其被设置用于在从第二缸室 26至第一室17的方向上打开以使液体从第二缸室26流到第一室 17。
第一室17与第二缸室26之间的管道包括两个通道35和36， 它们平行布置或彼此相邻延伸。阀件32包括一个阀体38，其可移 动地穿过所述通道，并设有至少一个通路或一个通孔37。单向阀 33和34由预加载力的本体形成，所述本体位于每个通道35和36 中和阀体38的相反侧。
阀件32的阀体38可移动至第一位置和第二位置，在所述第 一位置上，通路或通孔37位于通道35、36中的一个通道的前面， 在所述第二位置上，通路或通孔37位于通道35、36中的另一个 通道的前面。通过阀体38的移动，单向阀33、34中的一个单向 阀可被致动。术语“前面”应在宽的意思范围内理解，不是意味 着通路必须与通道对中，尽管优选对中。
阀件32由压力流体进行控制，并且至少通过一个管道39与 压力流体源8或压力流体低压区10连接。阀件32以与前面参看 排放管道23中的阀24描述的用于第一和第二实施例的方式相同 的方式控制。通过压力流体回路2中的支路25，阀件32的第一表 面40从而可与压力流体接触，并且根据所述控制阀13、14的位 置与压力流体源8或压力流体低压区10连通。阀件32的相反的 第二表面41与具有给定压力的液压油接触，在此是通过供给管道 21与所述压力源接触。根据阀件32的第一表面40与压力流体源 8连通还是与压力流体低压区10连通，阀件32可移动至其能致动 单向阀33、34中的一个或另一个的位置。与未被致动的单向阀33、 34对应的通道关闭。根据本发明，当致动活塞4和阀5即将移动 到和移动到了原位置时，沿着向着第二缸室26的方向打开的单向 阀33会被致动，此时另一个单向阀34没有被致动。当致动活塞4 和阀5在相反方向上即向着远距离位置即将移动到和移动到了该 远距离位置时，情况与上述情况相反。
根据图4至13的结构可导致在致动活塞4和阀5接近它们的 原位置时用于制动的能量中的相当大部分的能量由弹簧元件28吸 收，然后在阀5沿着相反方向再移动时再释放上述由弹簧元件28 吸收的能量，而不是与根据图1至3的纯液体制动的情况一样只 是简单地作为热量丢失。
与排放管道23相关的阀29在这种情况下被布置成这样，即 在致动活塞4/阀5向原位置的移动停止的时刻或之后，优选与该 停止时刻相关联地，仅临时性地打开以放掉残余量的液体，进而 使致动活塞4/阀5完全移动到原位置。致动活塞4/阀5上附有一 个阀簧，其被布置成用于使所述阀向着其原位置的方向移动。由 于所述装置中的能量损失，如果没有排放管道23，阀5就不能只 靠所述阀簧42的作用完全返回其原位置。阀29被布置成这样， 即在致动活塞4/阀5已到达其原位置时基于来自前面所述的传感 器15的信息关闭。
下面，将要描述本发明的一个特殊方面。根据上述方面，所 述液体包括用于移动所述致动活塞的所述流体，并且所述室17是 处于有所述流体流入或流出的缸3中的或与其相连的室。在这种 情况下，液体制动装置本身就可充当一个压力脉冲发生器。因此， 液体脉冲通过一个供给管道例如管道21供给室17，所述管道21 与高压力的压力源连通，从而可使所述致动活塞运动。用于控制 压力脉冲长度的一个可致动的阀或多阀结构应为这种装置的一部 分。因此，不需要与前面所述相同的压力流体回路。阀件32可通 过电磁体控制，以完全避免需要压力流体。而且，如其他所有实 施例中所示，现有的弹簧可由气压弹簧、液压弹簧或机械弹簧形 成。
图4至13示出了致动活塞4和阀5的打开/关闭周期中的后续 阶段。
在图4中，发动机阀5处于其原位置上。弹簧元件28被加压， 并且通过第二活塞27的活塞轴向第二活塞27施加压力，以使液 体向着第一室17的方向移动。阀件32处于其可阻止这种移动的 位置上。
在图5中，阀件32的位置已发生改变，这样，第二活塞27 和液体就可向着第一室17移动。
图6示出了第二活塞27、液体和连接在致动活塞4上的部分 示出的活塞轴18的移动。
图7示出了第二活塞27如何已移动至终端位置。
图8示出了致动活塞4的活塞轴的移动如何通过连续的压力 流体脉冲再持续一会，并示出了液体如何从而可被允许通过供给 管道21流入第一室17中。
图9示出了致动活塞4和阀5何时已到达一个终端位置，并 示出了阀件32、阀22和阀29如何关闭以使液体从室17中流出进 而将致动活塞4和阀5锁定在一个终端位置在此为远距离位置上。
图10示出了一个阶段，在该阶段中，阀件32的位置再次发 生了改变，从而，液体能够再次流出室17向另一个活塞27流动， 进而可使致动活塞4和发动机阀5移动。
图11示出了致动活塞4正向着原位置移动，液体从第一室17 移动至第二缸室26，以及第二活塞27的移动。
图12示出了上述移动如何已到达趋向停止的阶段，但由于能 量损失，在所述发动机阀已到达其原位置之前仍有一段短距离。
图13示出了当到达图12中的位置或接近该位置时排放阀29 如何打开以使液体从第一室17流出并进而使所述发动机阀最终移 动至其原位置。当所述发动机阀已到达其原位置时，阀29会再次 关闭，并且可获得根据图4的位置。
应当理解，仍属于本发明框架范围内的替代性实施例对于本 领域的普通技术人员来说显而易见。
所有单向阀优选以传统方式设有某些种类的弹簧机构，所述 弹簧机构预先对单个单向阀的阀体施加载力以使它们抵靠在它们 能打开和关闭的开口上的阀座上。为了清楚起见，因此在图2中 已示出了这种弹簧51，其用于供给管道21中的单向阀22。