液壓比例控制閥的製作方法

2024-02-05 17:05:15 1

專利名稱：液壓比例控制閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓比例控制閥，更具體地說，涉及用於實現控制內燃機凸 輪軸旋轉角度調整裝置中的一種液壓比例控制閥。
背景技術：
DE19853670A1公開了一種比例閥，用於控制相對於內燃機的曲軸調整凸輪軸旋轉 角度的裝置，主要由帶有軸向移動電樞的空心圓柱體電磁鐵和帶有軸向孔的圓柱體閥體以 及設置在孔內的活塞閥組成。能夠軸向移動的電樞通過推桿與活塞閥相連接，電磁鐵通入 電流時產生電磁推力，電磁推力通過推桿傳遞給活塞閥，並克服活塞閥另一端設置的反力 彈簧的彈簧力沿軸向移動。此外，閥體在其圓周上具有三個彼此相距的環形槽，槽內分別加 工多個均勻圓周分布設置通入閥體軸向孔內的徑向孔。通過這些徑向孔以及通過閥體內單 側敞開的孔，該比例閥與一個壓力接口，一個油箱接口和兩個用戶接口液壓連接，通過這種 連接，調節向用於調整凸輪軸旋轉角度裝置的壓力室輸送或者排放液壓液。在此方面，各 自的流量通過活塞閥末端上的兩個環形控制段調節，電磁鐵的電流決定了活塞閥的軸向位 置，從而使控制段根據不同的位置將用戶接口徑向孔與用戶接口之一連接，同時，活塞閥的 控制段和用戶接口各徑向孔之間分別形成閥體與活塞閥在閥體軸向孔內部的導向部分，利 用該裝置避免活塞閥軸向移動時卡緊。這種閥，閥體內用戶接口所述的徑向孔由於整體上 具有相當小的開口斷面，只能使很低的流量通過該閥門，而且徑向孔的半圓的開口橫截面 的形狀，在活塞閥的各個位置通過的液壓液的流量與電磁鐵的電樞的各自位置成非線性。 這種比例閥用於控制凸輪軸旋轉角度調整的裝置時，一方面該閥門具有很大的內部液壓阻 力，而且其最大調整速度低於允許的最低值。另一方面，非線性的流量通過閥門，使對於快 速調整過程所需的調整壓力相當遲緩才能在裝置各自的壓力室內出現。專利DE10051614A1所公開的解決方案類似的比例閥在閥體上具有活塞閥，將其 在軸向孔內設置在活塞閥末端上的兩個附加導向軸頸的環形面上進行引導。活塞閥上的這 種附加的導向軸頸可以使活塞閥的控制段不必承擔導向功能，因此可以相對於閥體軸向孔 內的兩個連續的環形槽自由設置，環形槽分別由兩個環形接片從側面限制，並通過閥體內 各自一個大面積的單側徑向開口與用戶接口連接。環形槽的環形接片與活塞閥的控制段有 效的連接，從而根據電磁鐵的電流和與之對應活塞閥的位置，使環形槽釋放一個整體的環 形開口過流面，從而使壓力油口和油箱油口有選擇的接通用戶工作油口。這種閥，雖然能夠 使成線性的液壓液通過閥門，保證凸輪旋轉角度調整裝置的快速調整。但是，活塞閥上的這 種附加的導向軸頸無疑具有相當大的結構長度，增加了閥體的軸向尺寸，對安裝閥體相應 的安裝孔深度要求更深，增加了對安裝空間的要求。此外，由於閥體內的徑向開口無論是對 用戶接口還是對壓力接口以及油箱接口均是單側定向的，由此在安裝過程中需要繁瑣的精 確定向，使用範圍受到一定程度的限制。
發明內容本實用新型在於提供一種液壓比例控制閥，用於控制相對於實現控制內燃機調整
3凸輪軸旋轉角度調整裝置中的一種液壓比例控制閥。本實用新型所述的液壓比例控制閥由閥芯、閥體、驅動機構等組成。所述的閥芯為 帶有閥芯中間孔的圓柱形結構，在閥芯的圓柱面上設置有閥芯油道，在閥芯油道的一端設 置有矩形槽與閥芯油道相連為一體，所有的閥芯油道的一端均與閥芯中間環槽相連接。此 外，閥芯在徑向方向上設置閥芯徑向矩形油口，閥芯徑向矩形油口直角邊有光滑圓角過渡。 閥芯油道和閥芯徑向矩形油口的數量依據不同的要求可以設置兩個，也可以設置多於兩 個。閥芯可以採用鑄造的方法先獲得毛坯件，然後通過後續機械加工製造。此外閥芯也可 以通過機械加工製造。所述的閥體為帶有閥體中通孔的結構，沿軸向分布三處徑向方向的 油口，油口數量依據不同的要求可以設置兩個，也可以設置多於兩個。其中兩端處的徑向油 口為閥體徑向矩形油口，矩形油口直角邊有光滑圓角過渡，且閥體上的閥體徑向矩形油口 的數量與閥芯上的閥芯徑向矩形油口數量相一致。根據本實用新型，閥芯在驅動機構的驅動下能夠相對於閥體旋轉一定角度。通過 閥芯的旋轉，閥芯、閥體通過配合作用釋放一定面積的過流面，使得閥芯上的閥芯徑向矩形 油口與閥體上的閥體徑向油口有選擇的接通，從而有形成兩條不同的油路通道。閥芯、閥 體連接的徑向油口設置為矩形的油口，這樣在閥芯的旋轉過程中，在徑向方向上釋放較大 的矩形過流面，減小了閥門內部的液壓阻力；同時，因為過流面的面積與閥芯旋轉角度成正 比，釋放的過流面為矩形，從而使得流過閥門的液壓液流量成線性變化。根據本實用新型，所述的驅動機構為旋轉電磁鐵或步進電機，也可以為電動機。驅 動機構接收外部信號(電流、電壓等)的輸入，產生扭矩，通過驅動機構旋轉軸將扭矩傳遞 給閥芯並帶動閥芯旋轉。在旋轉過程中，由於閥體和閥芯上的油口位置設置不同，閥芯相對 於閥體在不同的位置，不但能夠保證油口有選擇的接通形成兩條油道通路，而且還能夠保 證在一定的位置時，各個油口彼此不接通，使工作油口油路密封，從而使凸輪軸旋轉角度調 整裝置保持在固定的位置。根據本實用新型，由於閥芯在旋轉的過程中，在徑向方向上釋放很大的矩形開口 過流面，有效的降低了液壓閥比例控制閥內部的液壓阻力，使壓力室內壓力能夠相對較快 的形成，此外由於較大的過流面存在，能夠允許大量的液壓液通過，保證凸輪軸旋轉角度調 整裝置的快速反應。本實用新型的液壓比例控制閥與現有技術中公知的液壓比例控制閥相比具有以 下優點由於閥芯是通過旋轉過程來工作，不需要設置附加導向裝置，從而縮短了閥芯的軸 向尺寸，降低了對閥體安裝孔的安裝空間要求；此外通過閥芯旋轉在徑向方向上釋放很大 的矩形過流面，不但能夠使得流過閥門的流量與閥芯旋轉角度成線性，還能夠降低液壓閥 比例控制閥內部的液壓阻力，允許大量的液壓液通過，使工作油路壓力室內的壓力快速形 成，保證了凸輪軸旋轉角度調整裝置的快速反應。

圖1、液壓比例控制閥的主視圖圖2、液壓比例控制閥的局部剖視圖圖3、閥體的透視圖圖4、閥芯的透視圖[0015]圖中標記1、閥芯；2、閥體；3、矩形過流面；4、驅動機構；5、閥體中間徑向油口 ； 6、矩形過流面；7，8、閥體徑向矩形油口 ；9，10、閥芯徑向矩形油口 ；11，12，17、閥芯油道； 13，16、矩形槽；14、閥芯中間環槽；15、閥芯中間孔；18、閥體中通孔；A，B、工作油口 ；P、壓力 油口 ；T、油箱油口。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。如圖1、圖2所示，所述液壓比例控制閥由閥芯1、閥體2、驅動機構4等零部件組 成；所述的液壓比例控制閥具有一個壓力油口 P，一個油箱油口 τ以及兩個工作油口 A、B。 所述的驅動機構4通過自身旋轉軸能夠輸出扭矩。所述的驅動機構4的旋轉軸與閥芯1連 接，驅動機構將扭矩通過旋轉軸傳遞給閥芯1，從而帶動閥芯1相對於閥體2旋轉一定的角 度。所述的驅動機構4可以是步進電機和旋轉電磁鐵，也可以是電動機，驅動機構通過接收 外部電信號(電壓、電流等)，能夠實現精確的輸出一定的旋轉角度，從而保證閥芯1相對於 閥體2的旋轉角度，控制閥芯1與閥體2的相對位置。如圖3所示，所述閥體2設置有閥體中通孔18，並且沿著軸向在徑向方向上設置閥 體徑向矩形油口 7、8以及閥體中間徑向油口 5，其中閥體徑向矩形油口 7、8直角邊有光滑圓 角過渡。其中閥體徑向矩形油口 7和8以及閥體中間徑向油口 5油口數量根據不同的要求 可以設置為2個，也可以設置多於2個。如圖4所示，所述的閥芯1為圓柱形結構，閥芯1設置有閥芯中間孔15，閥芯圓柱 表面設置有閥芯油道11、12、17以及與閥芯油道17旋轉180度相重合的油道(圖中未標示 出)，閥芯油道12、17的一端設置有矩形槽13、16，與閥芯油道12、17 —樣，相對應的油道11 以及與閥芯油道17旋轉180度相重合的油道端部也設置如同矩形槽13、16 —樣的矩形槽。 所有的閥芯油道與對應的矩形槽形成一體相互連通，閥芯油道11、12、17及與閥芯油道17 旋轉180度相重合的油道的另一端通過閥芯中間環槽14相互連通。所述的閥芯1設置有徑 向方向的閥芯徑向矩形油口 9、10，閥芯徑向矩形油口 9、10的直角邊有光滑圓角過渡，閥芯 徑向矩形油口的數量可以根據不同的要求，可以設置為2個，也可以設置多於2個。但是， 閥芯徑向矩形油口 9、10的數量要與閥體徑向矩形油口 7、8的數量相對應。與此同時，本實 用新型所述的閥芯1可以採用鑄造的方法先獲得毛坯件，然後通過後續機械加工製造。此 外閥芯1也可以通過機械加工直接製造。如圖1、圖2所示，所述的液壓比例控制閥，閥芯1被安裝到閥體2設置的閥體中通 孔18內。當驅動結構4不供給電信號時，閥芯1與閥體2處於相對的原始位置，此時，閥芯 徑向矩形油口 9與閥體徑向油口 8釋放一定面積的矩形過流面3，閥芯1上面的矩形槽16 與閥體徑向矩形油口 7釋放一定面積的矩形過流面6，與此同時，閥芯徑向矩形油口 10被閥 體中通孔18的壁面所遮擋阻斷，由此形成了兩條油路通路，其中一條是高壓液壓液通過 壓力油口 P進入閥芯1設置的閥芯中間孔15，然後通過閥芯1和閥體2釋放的矩形過流面 3，經過閥體徑向矩形油口 8，最後流入工作油口 B ；而另一條油路則是，液壓液從工作油口 A 經過閥體徑向矩形油口 7，再經過閥芯1和閥體2釋放的矩形過流面6流入閥芯油道11、12， 液壓液匯集在閥芯中間環槽14處，最後通過閥體中間徑向油口 5和油箱油口 T流回油箱;
5當驅動機構4接收一定的電信號時，驅動機構4的旋轉軸帶動閥芯1相對於閥體2朝固定 方向旋轉一定的角度。在一定的角度範圍內，閥芯1與閥體2釋放的矩形過流面3、6逐漸 減小，最後變為零，此時工作油口 A和B、油箱油口 T以及壓力油口 P，彼此不相連接，從而使 得液壓液流通中斷，不能使液壓液通過液壓比例控制閥；當閥芯1繼續旋轉相對於閥體2 — 定角度時，此種情況和閥芯1、閥體2原始位置工作方式相類似，此時閥芯徑向矩形油口 10 與閥體徑向矩形油口 7釋放一定面積的矩形過流面，而矩形槽13與閥體徑向矩形油口 8釋 放一定過流面積的矩形過流面，閥芯徑向矩形油口 9被閥體中通孔18的壁面遮擋阻斷，由 此形成兩條油路通道，其中之一是高壓液壓液通過壓力油口 P進入閥芯1設置的閥芯中間 孔15，然後通過閥芯徑向矩形油口 10與閥體徑向矩形油口 7釋放的矩形過流面，再經過閥 體徑向矩形油口 7，最後流入工作油口 A ；而另一條油路則是液壓液從工作油口 B經過閥 體徑向矩形油口 8，再經過矩形槽13與閥體徑向矩形油口 8釋放的矩形過流面流入閥芯油 道17以及與閥芯油道17旋轉180度相重合的油道，液壓液匯集在閥芯中間環槽14處，最 後通過閥體中間徑向油口5和油箱油口T流回油箱。所述的液壓比例控制閥，通過控制閥芯1相對於閥體2的旋轉方向和角度，從而使 工作油口 A、B，壓力油口 P以及油箱油口 T有選擇的連接接通。通過閥芯1上的閥芯徑向 矩形油口 9、10，矩形槽13、16和閥體2上閥體徑向矩形油口 7、8，使得閥芯1在相對於閥體 2旋轉的過程中，釋放較大的一定量面積的矩形過流面，這樣能夠降低閥門內部液壓阻力並 使得大流量的液壓液通過該閥門，如果需求更大的流量通過，可以以增加閥芯徑向矩形油 口 9、10，閥體徑向矩形油口 7、8，矩形槽13、16以及閥芯油道11，12，17等的數量，從而增大 釋放的過流面積，能夠允許更大的流量通過液壓比例控制閥。此外，閥芯1在相對於閥體 2旋轉的過程中，釋放的過流面始終為一個矩形過流面，這樣就使得釋放的過流面的面積與 閥芯1旋轉角成一定的線性關係，從而使通過矩形過流面的流量與閥芯1旋轉角度保持一 定的線性關係，使壓力室內壓力快速形成並具有較高的調整速度。本實用新型所述的液壓比例控制閥，具有傳統技術所具有的優點，能夠減小閥體2 以及閥芯1的結構尺寸，降低了對安裝空間的要求；而且還能夠獲得線性改變的液壓液通 過液壓比例控制閥，降低了其內部的液壓阻力，使壓力室內的壓力快速形成，從而使得用於 凸輪軸旋轉角度調整裝置具有較高的調整速度以及響應速度。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型 要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求一種液壓比例控制閥，由閥芯、閥體、驅動機構組成，其特徵在於所述的閥芯為中空的圓柱形結構，並在圓柱面上設置有閥芯油道，閥芯油道一端設置有矩形槽，徑向方向上設置閥芯徑向矩形油口，矩形油口直角處有光滑圓角過渡，閥芯油道與閥芯中間環槽相接連通，所述的閥體為中空結構，在徑向方向設置有閥體徑向矩形油口和閥體中間徑向油口，閥體徑向矩形油口直角邊處有光滑圓角過渡。
2.根據權利要求1所述的液壓比例控制閥，其特徵在於閥芯上的閥芯徑向矩形油口 與閥體徑向矩形油口的數量可以是2個也可以是多於2個，彼此相互保持相同數量，閥芯油 道的數量、矩形槽的數量和閥芯徑向矩形油口數量一致。
3.根據權利要求1所述的液壓比例控制閥，其特徵在於所述的驅動機構為旋轉電磁 鐵或步進電機或電動機。
專利摘要液壓比例控制閥，主要由閥芯、閥體、驅動機構組成。液壓比例控制閥通過閥體、閥芯上的油口與一個壓力油口油路、一個油箱油口油路和兩個用戶工作油口油路連接。驅動機構驅動閥芯相對於閥體旋轉，閥芯旋轉處於不同位置，使壓力油口油路與油箱油口油路有選擇的接通用戶工作油口油路。閥芯上的閥芯徑向矩形油口、矩形槽和閥體上閥體徑向矩形油口使得閥芯在旋轉過程中，釋放一定面積的矩形過流面，能夠降低液壓比例控制閥內部液壓阻力並允許大流量液壓液通過該閥門，同時使通過徑向過流面的液壓液流量與閥芯旋轉角度保持一定的線性關係，而且壓力室內壓力能夠快速形成，使得用於凸輪軸旋轉角度調整裝置具有較高的調整速度。
文檔編號F15B13/02GK201763711SQ20102010432
公開日2011年3月16日 申請日期2010年2月1日 優先權日2010年2月1日
發明者張紅軍, 李暉 申請人:長沙漊澧機電科技有限公司