本發(fā)明涉及一種液壓閥，并且特別是涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)中的可變凸輪軸定時(shí)的油控制閥。

背景技術(shù)：

在內(nèi)燃機(jī)(ICE)的領(lǐng)域中，改變閥門行程情況的定時(shí)的技術(shù)通常被稱為可變閥門定時(shí)(VVT)。這種設(shè)計(jì)的使用在本領(lǐng)域中是已知的，以便尤其是改進(jìn)該設(shè)計(jì)所應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)的性能、燃料經(jīng)濟(jì)性或減少排放。特別是在汽車工業(yè)中，越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)使得無(wú)數(shù)制造商改變其發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥和排氣閥的相對(duì)定時(shí)、持續(xù)時(shí)間或打開方式。

在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的可變閥門定時(shí)的幾種方法中，所謂的凸輪相位允許改變凸輪軸和氣門的周期性運(yùn)動(dòng)的相位。為此，凸輪軸相對(duì)于曲軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)與固定的凸輪軸相比時(shí)，凸輪相位不僅使得內(nèi)燃機(jī)能夠輸送高功率，而且還能夠以低功率易行地并且有效地工作。

用于凸輪相位的常規(guī)裝置包括被稱為油控制閥(OCV)的電子控制液壓閥。液壓閥在插裝結(jié)構(gòu)中被設(shè)計(jì)為多端口、多位置的閥門。設(shè)計(jì)為帶狀環(huán)的單向止回閥插入到凸鼻或中心螺紋件的內(nèi)部。通過(guò)這些單向止回閥，凸輪軸交變扭矩被用于更快速地并且以相對(duì)低的油壓來(lái)輔助凸輪軸調(diào)節(jié)。為此，打開止回閥以便將壓力峰值用作凸輪軸交變扭矩的結(jié)果并覆蓋開口以防止到低壓端口中的回流。

在典型的實(shí)施方式中，動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊(PCM)可以將信號(hào)傳輸給相關(guān)聯(lián)的電磁線圈以便移動(dòng)液壓閥的閥芯，從而調(diào)節(jié)油到腔的流動(dòng)。這允許凸輪軸從其初始定向稍微旋轉(zhuǎn)，以便提前或延遲所得到的定時(shí)。除了其它標(biāo)準(zhǔn)之外，動(dòng)力系統(tǒng)控制模塊可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)上的當(dāng)前負(fù)載或其旋轉(zhuǎn)頻率來(lái)控制凸輪軸定時(shí)。

在這種情況下的常見(jiàn)問(wèn)題是在工作條件下壓縮上述帶狀止回閥的趨勢(shì)。這種行為可能導(dǎo)致閥門材料應(yīng)力過(guò)度至斷裂點(diǎn)。此外，即使以閥芯的運(yùn)動(dòng)輕微干擾經(jīng)壓縮的止回閥也可能不利地影響整個(gè)凸輪定時(shí)的精度或者導(dǎo)致止回閥磨損。在極端情況下，存在止回閥逐漸移出其指定的容器的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所提到的問(wèn)題通過(guò)按照本發(fā)明的液壓閥來(lái)解決，該液壓閥包括一個(gè)或者多個(gè)用于內(nèi)燃機(jī)的凸輪相位器的帶狀的止回閥。液壓閥包括空心的螺紋件、止回閥和布置在螺紋件內(nèi)部、同時(shí)仍能夠在螺紋件內(nèi)軸向移動(dòng)的閥芯。螺紋件和閥芯構(gòu)造成根據(jù)閥芯的平移位移在閥芯和凸輪相位器之間提供流體通道。此外，閥芯構(gòu)造成限制止回閥的壓縮。

所提出的設(shè)計(jì)限制了止回閥的壓縮，因此減少了由過(guò)度壓縮帶來(lái)的負(fù)面影響。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)可以由權(quán)利要求、說(shuō)明書和附圖得出。

附圖說(shuō)明

圖1是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于液壓閥的閥芯的視圖；

圖2是按照第一實(shí)施例的液壓閥的橫截面圖，閥芯處于中間位置；

圖3是液壓閥的橫截面圖，閥芯處于其最左側(cè)位置；

圖4是液壓閥的橫截面圖，閥芯處于其最右位置；

圖5是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于液壓閥的閥芯的視圖；

圖6是按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的用于液壓閥的閥芯的視圖；

圖7是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的液壓閥的橫截面圖；

圖8是按照本發(fā)明第五實(shí)施例的用于液壓閥的閥芯的視圖；

圖9是按照本發(fā)明的第六實(shí)施例的用于液壓閥的插裝機(jī)構(gòu)的第一視圖；

圖10是插裝機(jī)構(gòu)的第二視圖；

圖11是按照第六實(shí)施例的液壓閥的第一橫截面圖；

圖12是液壓閥的第二橫截面圖；

圖13是按照本發(fā)明的第七實(shí)施例的液壓閥的局部視圖；

圖14是按照本發(fā)明的第八實(shí)施例的液壓閥的橫截面圖；

圖15在垂直于其縱向軸線的橫截面中示出了按照?qǐng)D13的液壓閥；

相似的附圖標(biāo)記在所有附圖中一致地表示相應(yīng)的特征。

具體實(shí)施方式

圖1的透視圖示出了按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的、用于與液壓閥10一起使用的閥芯14。這種液壓閥10又能適當(dāng)?shù)嘏c內(nèi)燃機(jī)(未示出)的凸輪相位器(未示出)一起使用。

圖2是液壓閥10整體的橫截面。如圖所示，液壓閥10基本上包括空心的螺紋件或凸鼻(snout)12和同軸地設(shè)置在螺紋件12內(nèi)部的閥芯14。螺紋件12具有形成用于止回閥18的閥座的凹形槽(recessed pocket)。止回閥允許流入到螺紋件中但限制流出。在此，螺紋件12和閥芯14這樣構(gòu)造，使得閥芯14在仍然能夠軸向移動(dòng)時(shí)基本上保持在螺紋件12內(nèi)部。螺紋件12和閥芯14的相對(duì)幾何形狀因此允許閥芯14在螺紋件12內(nèi)的一定程度的平移位移。

根據(jù)該平移位移，螺紋件12和閥芯14可以對(duì)齊以用于在閥芯14和凸輪相位器之間提供流體通道。為此，閥芯14的外表面13提供多個(gè)周邊凸臺(tái)(peripheral land)15，所述周邊凸臺(tái)特別是構(gòu)造成與螺紋件12的內(nèi)表面11接合。特別是，凸臺(tái)15這樣被定位和間隔開，使得所述通道可以響應(yīng)于閥芯14的特定的平移位移而被閉鎖或解鎖。

如圖1所示，在閥芯14的外表面13中形成有多個(gè)環(huán)形凹槽16。這些凹槽16圍繞閥芯14和螺紋件12的一致的縱向軸線布置。應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然該圖示出了凹槽16的等角布置，但是凹槽16可以以不均勻的方式間隔開。每個(gè)凹槽16在兩個(gè)相鄰的凸臺(tái)15之間軸向延伸，雙向地通入到閥芯14的直徑減小部段17中，該直徑減小部段在其外表面13中靠近相應(yīng)的凸臺(tái)15。

圖2、圖3和圖4示出了閥芯14的三個(gè)不同位置，每個(gè)位置與相對(duì)于圍繞的螺紋件12的特定的平移位移相對(duì)應(yīng)。在圖2的中間位置中，閥芯凸臺(tái)13和15與內(nèi)徑11的螺紋件凸臺(tái)對(duì)齊，阻止閥芯內(nèi)的流動(dòng)。在圖3和圖4中，閥芯的位置直接導(dǎo)致改變相位角。閥芯凸臺(tái)的軸向位置計(jì)量流量。閥芯中的凹槽允許流動(dòng)，同時(shí)限制止回閥的壓縮。

從圖2可以明顯看出，閥芯可以將液壓流體從壓力供給端口P分配給第一工作端口A和/或第二工作端口B。如果液壓流體流向第一工作端口A，則來(lái)自第二工作端口B1的液壓流體允許再循環(huán)到A。與此相反，當(dāng)油從壓力供給端口P流向第二工作端口B時(shí)，允許第一工作端口A1再循環(huán)到B。當(dāng)彈簧將閥芯推動(dòng)到其靜止位置時(shí)，允許端口A通過(guò)小的油箱端口31排出(參見(jiàn)圖1和圖4)。

圖5的透視圖示出了按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于液壓閥的閥芯24，在該第二實(shí)施例中，第一實(shí)施例的凹槽16由九個(gè)嵌釘(stud)或盲孔26替代，所述嵌釘或者盲孔形成三個(gè)鉆入到閥芯24的外表面23中的環(huán)形物(annuli)。在這里，每個(gè)環(huán)形物包括三個(gè)圍繞閥芯24的縱向軸線布置的盲孔26。應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖中示出了盲孔26的等角布置，但是盲孔26可以以不均勻的方式間隔開。

在圖6中示出的按照第三實(shí)施例的用于液壓閥的閥芯34的情況下采用類似的修改。在這種情況下，三個(gè)平面36的三個(gè)環(huán)形物被銑削或打磨到外表面33中，本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)與所述第一實(shí)施例的凹槽16和第二實(shí)施例的盲孔26相同的目的。

圖7的橫截面圖示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例，其可以被認(rèn)為是第一實(shí)施例的變型。在這里，同樣在閥芯44的外表面43中形成多個(gè)凹槽46。然而，除了閥芯44和螺紋件42之外，液壓閥40包括總共六個(gè)電子夾片48，這些電子夾片保持在凹槽46中，以用于限制止回閥的壓縮，同時(shí)允許穿過(guò)電子夾片(e-clip)的流動(dòng)。

第一實(shí)施例的備選方案可以由圖8得出，其透視圖示出了通過(guò)外部的注塑包封部(overmold)58覆蓋閥芯54的內(nèi)部特征的方式。

圖9至圖12分別涉及本發(fā)明的第六實(shí)施例。按照該實(shí)施例的液壓閥60的特征在于用于保持閥芯64的、基本上管狀的插裝機(jī)構(gòu)68，所述插裝機(jī)構(gòu)68依次布置在螺紋件62內(nèi)部。止回閥63圍繞插裝機(jī)構(gòu)放置在螺紋件內(nèi)。止回閥的壓縮被限制到插裝機(jī)構(gòu)的外徑上。因此，當(dāng)被移動(dòng)時(shí)，閥芯64有效地在插裝機(jī)構(gòu)68的內(nèi)部滑移，所述插裝機(jī)構(gòu)形成分離止回閥63和閥芯64的物理屏障。

由于其相當(dāng)復(fù)雜的幾何形狀，圖9和圖10示出了插裝機(jī)構(gòu)68的從不同的角度看的兩個(gè)視圖。類似地，圖11和圖12提供了在兩個(gè)正交平面中的整個(gè)液壓閥60的橫截面圖用以闡明其設(shè)計(jì)。

圖13是按照第七實(shí)施例的液壓閥70的局部視圖。除了螺紋件72和閥芯74之外，該液壓閥70包括三個(gè)或更多個(gè)安裝在螺紋件72內(nèi)部的圓周止動(dòng)件79，每個(gè)止動(dòng)件79朝向閥芯74的縱向軸線突出以用于限制止回閥75的壓縮。優(yōu)選地，止動(dòng)件79構(gòu)造成防止閥芯74與止回閥75的任何接觸。止動(dòng)件79是無(wú)頭螺釘，其擰入到螺紋件72中的徑向螺紋孔中。止動(dòng)件79的內(nèi)端部的形狀類似于朝向閥芯74的縱向軸線突出的銷102。

圖15示出了液壓閥70的正交橫截面圖。只要止回閥75關(guān)閉了建立供給端口P的孔，那么該供給端口就覆蓋該孔。在這種狀態(tài)下，帶狀的止回閥75的直徑為最大。在圓周位置中，帶狀止回閥75的端面105、106與間隙101、103相對(duì)于銷102間隔開。如果所述其中一個(gè)端面105/106移動(dòng)靠近銷102，則在所述另一個(gè)端面106/105和銷102之間的間隙101/103增加。如果供給端口P上的液壓導(dǎo)致止回閥75的直徑減小，則間隙101/103也減小。如果兩個(gè)端面105/106接觸銷102，則帶狀止回閥75的直徑不再減小。因此，帶狀止回閥不能接觸閥芯74。

圖14最后示出了限制止回閥85過(guò)度壓縮的完全不同的方法。在本發(fā)明的第八實(shí)施例中，閥芯84是空心的并且具有基本上連續(xù)的外表面83，其中形成有多個(gè)端口89。因此，流體通道包括端口89，每個(gè)端口通向在閥芯84內(nèi)部形成的內(nèi)腔，以便允許諸如油的液壓流體穿過(guò)閥芯84及其端口89流向凸輪相位器。該設(shè)計(jì)限制了與凸輪軸相位器接合的兩個(gè)外部止回閥的壓縮。由于油在閥芯內(nèi)流動(dòng)，因此在止回閥下方的閥芯不需要特殊的特征。中心止回閥可以壓縮到較小的閥芯直徑，然而閥芯凸臺(tái)86在任何閥芯位置中不在止回閥下方行進(jìn)。

關(guān)于在此結(jié)合圖2至圖4、圖7、圖11、圖12和圖14提及的單向止回閥(即，附圖標(biāo)記18、63)，在每種情況下，止回閥可以如美國(guó)專利文件NO.7600531(其通過(guò)引用整體并入本文)所提供的那樣，其中止回閥是重疊的金屬(優(yōu)選鋼)彈簧帶，其是連續(xù)的并且沒(méi)有開口。當(dāng)螺紋件外部的壓力大于螺紋件內(nèi)部的壓力時(shí)，該帶壓縮，并且當(dāng)螺紋件內(nèi)部的壓力大于螺紋件外部時(shí)，該帶伸展。在圖13和圖15中所示的止回閥75可以作為大致相同的止回閥提供，但是在其端面105、106之間具有縫隙(即間隙)，而不是重疊的端部。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的任何和所有實(shí)施例。

按照本發(fā)明的液壓閥10、40、60、70、80可以有利地應(yīng)用于汽車工業(yè)中。