帶有一體式泄放閥芯的五通油控制閥的制作方法
【專利摘要】一種流體流動(dòng)控制閥(10)，該閥具有一個(gè)長(zhǎng)形閥體(14)，該閥體帶有一個(gè)縱向延伸的孔(14a)和多個(gè)形成于其中的縱向間隔開的徑向延伸端口(14b)。該閥體(14)包括位于兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)之間的一個(gè)凹陷部分(14c)。該閥體(14)的縱向延伸孔(14a)內(nèi)的一個(gè)閥芯(12)能夠在行程的第一末端極限與第二末端極限之間運(yùn)動(dòng)。閥芯(12)具有多個(gè)凸臺(tái)(12a)和多個(gè)直徑減少部分(12b)，這些直徑減少部分限定了取決于該閥芯(12)在該閥體(14)內(nèi)的縱向位置而與該閥體(14)的選擇的多個(gè)徑向延伸端口(14b)流體連通的多個(gè)流體通道(18)。在該閥芯(12)中形成了一個(gè)縱向延伸通道(12c)和一個(gè)徑向延伸通道(12d)。該徑向延伸通道(12d)終止于該閥芯(12)的一個(gè)凸臺(tái)(12a)中以用于與該閥體(14)的凹陷部分(14c)流體連通。
【專利說(shuō)明】帶有一體式泄放閥芯的五通油控制閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)相位器腔室之間的流體流動(dòng)的控制從而允許控制與操縱凸輪軸，并且更具體地說(shuō)是殼體中和支承件內(nèi)端口結(jié)構(gòu)所位于之處控制油的流動(dòng)。

【背景技術(shù)】
[0002]用于可變凸輪軸正時(shí)(VCT)系統(tǒng)的控制閥是為人熟知的。例如，見美國(guó)專利號(hào)7，841，310 ;美國(guó)專利號(hào)7，584，728 ;美國(guó)專利號(hào)6，941，913 ;美國(guó)專利號(hào)6，374，787 ;美國(guó)專利號(hào)6，247，434 ;以及美國(guó)專利號(hào)5，497，738。由于作為迫切現(xiàn)實(shí)的更小的發(fā)動(dòng)機(jī)以及更嚴(yán)格的燃油經(jīng)濟(jì)性的要求，許多汽車生產(chǎn)商現(xiàn)在認(rèn)為重量是高度敏感的，從而需要研發(fā)新型的并且有前景的技術(shù)。為了滿足這些要求，令人希望的是提供一種具有更短封裝長(zhǎng)度并且減小重量的控制閥。
[0003]
[0004]帶有一個(gè)整合的泄放滑閥的這種五通油控制閥(OCV)是一個(gè)液壓控制裝置。盡管該技術(shù)本質(zhì)上是基礎(chǔ)性的并且可跨多學(xué)科應(yīng)用，但是它主要用于汽車應(yīng)用中。
[0005]OCV控制著相位器腔室之間的油，從而允許實(shí)現(xiàn)對(duì)凸輪軸的控制與操縱。這個(gè)特別的五通OCV由于貫穿滑閥的這種獨(dú)特的泄放端口結(jié)構(gòu)而通過(guò)一個(gè)閥就實(shí)現(xiàn)了通常要求多個(gè)閥才能實(shí)現(xiàn)的功能。這種結(jié)構(gòu)允許了實(shí)現(xiàn)實(shí)用且可行的可制造性和組裝，與此同時(shí)有可能實(shí)現(xiàn)將其整合到現(xiàn)有汽車的子系統(tǒng)中。相比之下，如果沒有這種通過(guò)閥芯泄放的、獨(dú)特的端口結(jié)構(gòu)，這種閥就會(huì)格外的長(zhǎng)。
[0006]這種泄放滑閥的概念出眾的優(yōu)點(diǎn)在于所披露的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了一種較短的封裝和減少的重量。由于更小的發(fā)動(dòng)機(jī)以及更嚴(yán)格的燃油經(jīng)濟(jì)性的需求的這種迫切現(xiàn)實(shí)，許多汽車生產(chǎn)商現(xiàn)在認(rèn)為重量是高度敏感的，從而要求研發(fā)新型且有前景的技術(shù)。
[0007]對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言在結(jié)合以下附圖來(lái)閱讀用于實(shí)踐本發(fā)明所考慮的最佳模式的說(shuō)明時(shí)，本發(fā)明的其他應(yīng)用將變得清楚。
[0008]附圖的簡(jiǎn)要i兌明
[0009]此處的說(shuō)明參照了附圖，其中在這幾個(gè)視圖中相似的參考號(hào)指代相似的部分，并且在附圖中:
[0010]圖1是由螺線管操縱的油控制閥(OCV)的截面視圖，展示了在殼體與支承件中的多個(gè)端口位置；
[0011]圖2是圖1的一個(gè)凹陷的泄放結(jié)構(gòu)的一個(gè)詳細(xì)截面視圖；
[0012]圖3是圖1的一個(gè)凹陷的泄放滑閥的一個(gè)詳細(xì)截面視圖；
[0013]圖4是圖1的油控制閥的液壓部分的一個(gè)詳細(xì)截面視圖；并且
[0014]圖5是現(xiàn)有技術(shù)的致動(dòng)器的一個(gè)截面視圖，展示了當(dāng)與圖1至4中的致動(dòng)器的改善了的構(gòu)形相比較時(shí)油控制閥出于適當(dāng)功能的一個(gè)所要求的更長(zhǎng)的液壓長(zhǎng)度。
[0015]詳細(xì)說(shuō)明
[0016]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變凸輪軸正時(shí)(VCT)相位器包括多個(gè)可膨脹的流體室，這些流體室限定了主動(dòng)定子與從動(dòng)轉(zhuǎn)子之間的一種流體聯(lián)接以用于調(diào)整從動(dòng)凸輪軸相對(duì)于該內(nèi)燃機(jī)的主動(dòng)曲軸的一個(gè)角定向。一個(gè)油控制閥(OCV) 10控制加壓流體、例如液壓油響應(yīng)于閥芯12相對(duì)于閥體14的一個(gè)縱向位置而流進(jìn)和流出該可膨脹的流體室。閥芯12是由一個(gè)致動(dòng)器、例如螺線管操縱的致動(dòng)器16來(lái)響應(yīng)于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)的信號(hào)而驅(qū)動(dòng)的。
[0017]現(xiàn)在參考圖1至4，流體控制閥10包括一個(gè)長(zhǎng)形閥體14，該閥體具有一個(gè)縱向延伸的孔14a以及多個(gè)形成于其中的徑向延伸的端口 14b。閥體14包括位于兩個(gè)相鄰徑向延伸的端口 14b之間的至少一個(gè)凹陷部分14c。一個(gè)閥芯12被定位成在閥體14的這個(gè)縱向延伸孔14a內(nèi)在行程的第一末端極限與第二末端極限之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。閥芯12可以包括多個(gè)凸臺(tái)12a和多個(gè)直徑減少部分12b，這些直徑減少部分限定了取決于這個(gè)閥芯12在閥體14內(nèi)的縱向位置而與選擇的多個(gè)徑向延伸端口 14b流體連通多個(gè)液體通道18。閥芯12具有一個(gè)縱向延伸通道12c和一個(gè)徑向延伸通道12d。這個(gè)徑向延伸通道12d終止于閥芯的一個(gè)凸臺(tái)12a處以用于與閥體14的凹陷部分14c流體連通。
[0018]閥體14的這個(gè)凹陷部分14c允許在閥芯12被縱向定位成與閥體14的這些鄰近的徑向延伸端口 14b中的一個(gè)端口流體連通時(shí)使得通過(guò)閥芯12的縱向延伸通道12c的流體泄放。閥芯12的這個(gè)凸臺(tái)12a具有一個(gè)足夠尺寸的縱向長(zhǎng)度以允許終止在該凸臺(tái)12a中的這至少一個(gè)徑向延伸通道12d取決于閥芯12在閥體14內(nèi)的縱向位置而與閥體14的兩個(gè)相鄰的延伸端口 14b中的任一個(gè)端口流體連通。閥芯12的縱向延伸通道12c可以包括一個(gè)開放的縱向末端12e和一個(gè)徑向延伸通道12f,該徑向延伸通道終止于閥芯12的一個(gè)直徑減少部分12b處。
[0019]—個(gè)彈簧20將閥芯12相對(duì)于閥體14朝向行程的第一與第二末端極限中的一個(gè)末端極限偏置。一個(gè)螺線管致動(dòng)器16將閥芯12驅(qū)動(dòng)成抵抗彈簧20的迫動(dòng)力而在閥體14內(nèi)做縱向運(yùn)動(dòng)。
[0020]在運(yùn)行中，閥體14和閥芯12限定了帶有整合的泄放柱塞12的一種五通控制閥10。如圖2中最佳可見，閥芯12可以被放置在相對(duì)于該閥體的凹陷部分14c的三個(gè)位置上。首先，閥芯12可以定位成使得徑向延伸通道12d與閥體14的這個(gè)凹陷部分14c處于流體連通并且是被密封以免與閥體的這些相鄰的徑向延伸端口 14b中的任一個(gè)端口流體連通的。這可以被稱之為中性位置或非泄放零位置。其次，如圖2中所描繪，閥芯12可以從零位置移位到右側(cè)以便使徑向延伸通道12d與位于閥體14的凹陷部分14c右側(cè)的這個(gè)徑向延伸端口 14b流體連通。這允許相位器的與這個(gè)“右側(cè)”的徑向延伸端口 14b連通的可膨脹的流體室通過(guò)該閥體12的徑向延伸通道12c來(lái)泄放。第三，如圖2中所示，閥芯12可以從該零位置被移位到左側(cè)以便使徑向延伸通道12d與位于閥體14的凹陷部分14c左側(cè)的這個(gè)徑向延伸端口 14b流體連通。這允許相位器的與這個(gè)“左側(cè)”的徑向延伸端口 14b連通的可膨脹的流體室通過(guò)該閥體12的徑向延伸通道12c來(lái)泄放。
[0021]現(xiàn)在參考圖5，展示了現(xiàn)有技術(shù)的致動(dòng)器1a以便描繪當(dāng)與圖1至4中的致動(dòng)器的改進(jìn)的、63.24毫米(mm)的長(zhǎng)度的構(gòu)形相比較時(shí)，針對(duì)油控閥的處于適當(dāng)功能的一個(gè)所要求的更長(zhǎng)的70.55毫米(mm)的液壓長(zhǎng)度。應(yīng)認(rèn)識(shí)到這些尺寸是以實(shí)例方式給出的并且對(duì)該油控制閥的所披露的構(gòu)形不具有局限性。
[0022]應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明已經(jīng)相對(duì)于用于可變凸輪軸正時(shí)相位器的控制閥進(jìn)行了披露。然而，所披露的這種控制閥構(gòu)形可以應(yīng)用于其他應(yīng)用和其他流體控制系統(tǒng)而并不局限于所披露的可變凸輪軸正時(shí)相位器的構(gòu)形。該控制閥構(gòu)形針對(duì)所要求的功能提供了一種與先前可供使用的相比減小的縱向尺寸，這是通過(guò)將這些泄放通道整合地結(jié)合在該控制閥的閥芯中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所披露的控制閥構(gòu)形針對(duì)所要求的功能提供了與先前可供使用的相比減小的重量，這是通過(guò)將這些泄放通道整合地結(jié)合在該控制閥的閥芯中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0023]雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合目前所考慮到的最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所披露的這些實(shí)施例，而相反地是旨在涵蓋在所附權(quán)利要求的精神和范圍中包括的不同的修改和等效安排，對(duì)該范圍應(yīng)給予最廣義的解釋以便涵蓋如法律所容許的所有此類修改和等效結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種閥(10)，該閥用于控制一個(gè)相位器的多個(gè)可膨脹的流體腔室之間的加壓流體流動(dòng)以用于調(diào)整一個(gè)從動(dòng)凸輪軸相對(duì)于一個(gè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的主動(dòng)曲軸的角取向，該閥包括: 一個(gè)長(zhǎng)形閥體(14),該閥體具有一個(gè)縱向延伸的孔(14a)和多個(gè)形成于其中的徑向延伸端口(14b)，該閥體(14)包括至少一個(gè)定位于兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)之間的凹陷部分(14c);以及 一個(gè)閥芯(12)，該閥芯定位于該閥體(14)的縱向延伸孔(14a)內(nèi)以用于在行程的第一末端極限與第二末端極限之間運(yùn)動(dòng)，該閥芯(12)具有多個(gè)凸臺(tái)(12a)和多個(gè)直徑減小部分(12b)，這些直徑減小部分限定了取決于該閥芯(12)在該閥體(14)內(nèi)的縱向位置而與該閥體(14)的多個(gè)選擇的徑向延伸端口(14b)流體連通的多個(gè)流體通道(18)，該閥芯(12)具有一個(gè)縱向延伸通道(12c)和一個(gè)徑向延伸通道(12d)，該徑向延伸通道(12d)終止于該閥芯(12)的一個(gè)凸臺(tái)(12a)處以用于與該閥體(14)的凹陷部分(14c)流體連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥(10)，其中當(dāng)該閥芯(12)的徑向延伸通道(12d)被縱向地定位成相對(duì)于該閥體(14)的這些相鄰的徑向延伸端口(14b)中的一個(gè)端口流體連通時(shí)，該閥體(14)的凹陷部分(14c)允許通過(guò)該閥芯(12)的縱向延伸通道(12c)進(jìn)行泄放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥(10)，其中該閥芯(12)的凸臺(tái)(12a)具有的縱向長(zhǎng)度允許終止于該凸臺(tái)內(nèi)的該徑向延伸通道(12d)取決于該閥芯(12)在該閥體(14)內(nèi)的縱向位置而與該閥體(14)的這兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)中的任一個(gè)端口流體連通，并且當(dāng)處于一個(gè)零位置時(shí)使得該徑向延伸通道(12d)密封以免與該閥體(14)的這兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)中的任一個(gè)端口流體連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥(10)，其中該閥芯(12)的縱向延伸通道(12c)包括一個(gè)開放的縱向末端(12e)和一個(gè)徑向延伸通道(12f)，該徑向延伸通道終止于該閥芯(12)的一個(gè)直徑減少的部分(12b)處。
5.如權(quán)利要求1所述的閥(10)，進(jìn)一步包括: 一個(gè)彈簧(20)，該彈簧用于將該閥芯(12)相對(duì)于該閥體(14)朝向行程的該第一末端極限和第二末端極限中的一個(gè)末端極限偏置。
6.如權(quán)利要求5所述的閥(10)，進(jìn)一步包括: 一個(gè)螺線管致動(dòng)器(16)，該螺線管致動(dòng)器用于將該閥芯(12)驅(qū)動(dòng)成在該閥體(14)內(nèi)抵抗該彈簧(20)做縱向運(yùn)動(dòng)。
7.在一種可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)中，該可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)包括一個(gè)具有多個(gè)可膨脹的流體室的相位器以用于利用供應(yīng)通過(guò)一個(gè)控制閥(10)的加壓的流體流來(lái)調(diào)整一個(gè)從動(dòng)凸輪軸相對(duì)于一個(gè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的主動(dòng)曲軸的一種角取向，該控制閥(10)的改進(jìn)包括: 一個(gè)長(zhǎng)形閥體(14),該閥體具有一個(gè)縱向延伸的孔(14a)和多個(gè)形成于其中的徑向延伸端口(14b)，該閥體(14)包括至少一個(gè)定位于兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)之間的凹陷部分(14c);以及 一個(gè)閥芯(12)，該閥芯定位于該閥體(14)的縱向延伸孔(14a)內(nèi)以用于在行程的第一末端極限與第二末端極限之間運(yùn)動(dòng)，該閥芯(12)具有多個(gè)凸臺(tái)(12a)和多個(gè)直徑減小部分(12b)，這些直徑減小部分限定了取決于該閥芯(12)在該閥體(14)內(nèi)的縱向位置而與該閥體(14)的多個(gè)選擇的徑向延伸端口(14b)流體連通的多個(gè)流體通道(18)，該閥芯(12)具有一個(gè)縱向延伸通道(12c)和一個(gè)徑向延伸通道(12d)，該徑向延伸通道(12d)終止于該閥芯(12)的一個(gè)凸臺(tái)(12a)處以用于與該閥體(14)的凹陷部分(14c)流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，其中當(dāng)該閥芯(12)的徑向延伸通道(12d)被縱向地定位成相對(duì)于該閥體(14)的這些相鄰的徑向延伸端口(14b)中的一個(gè)端口流體連通時(shí)，該閥體(14)的凹陷部分(14c)允許通過(guò)該閥芯(12)的縱向延伸通道(12c)進(jìn)行泄放。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，其中該閥芯(12)的凸臺(tái)(12a)具有的縱向長(zhǎng)度允許終止于該凸臺(tái)內(nèi)的該徑向延伸通道(12d)取決于該閥芯(12)在該閥體(14)內(nèi)的縱向位置而與該閥體(14)的這兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)中的任一個(gè)端口流體連通，并且當(dāng)處于一個(gè)零位置時(shí)使得該徑向延伸通道(12d)密封以免與該閥體(14)的這兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)中的任一個(gè)端口流體連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，其中該閥芯(12)的縱向延伸通道(12c)包括一個(gè)開放的縱向末端(12e)和一個(gè)徑向延伸通道(12f)，該徑向延伸通道終止于該閥芯(12)的一個(gè)直徑減少部分(12b)處。
11.如權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，進(jìn)一步包括: 一個(gè)彈簧(20)，該彈簧用于將該閥芯(12)相對(duì)于該閥體(14)朝向行程的該第一末端極限和第二末端極限中的一個(gè)末端極限偏置。
12.如權(quán)利要求11所述的改進(jìn)，進(jìn)一步包括: 一個(gè)螺線管致動(dòng)器(16)，該螺線管致動(dòng)器用于將該閥芯(12)驅(qū)動(dòng)成在該閥體(14)內(nèi)抵抗該彈簧(20)做縱向運(yùn)動(dòng)。
13.一種流體流動(dòng)控制閥(10)，包括: 一個(gè)長(zhǎng)形閥體(14)，該閥體具有一個(gè)縱向延伸的孔(14a)和多個(gè)形成于其中的縱向間隔開的徑向延伸端口(14b)，該閥體(14)包括至少一個(gè)定位于兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)之間的凹陷部分(14c);以及 一個(gè)閥芯(12)，該閥芯定位于該閥體(14)的縱向延伸孔(14a)內(nèi)以用于在行程的第一末端極限與第二末端極限之間運(yùn)動(dòng)，該閥芯(12)具有多個(gè)凸臺(tái)(12a)和多個(gè)直徑減小部分(12b)，這些直徑減小部分限定了取決于該閥芯(12)在該閥體(14)內(nèi)的縱向位置而與該閥體(14)的多個(gè)選擇的徑向延伸端口(14b)流體連通的多個(gè)流體通道(18)，該閥芯(12)具有一個(gè)縱向延伸通道(12c)和一個(gè)徑向延伸通道(12d)，該徑向延伸通道(12d)終止于該閥芯(12)的一個(gè)凸臺(tái)(12a)中以用于與該閥體(14)的凹陷部分(14c)流體連通。
14.如權(quán)利要求13所述的閥(10),進(jìn)一步包括: 該閥芯(12)的凸臺(tái)(12a)具有的縱向長(zhǎng)度允許終止于該凸臺(tái)內(nèi)的該徑向延伸通道(12d)取決于該閥芯(12)在該閥體(14)內(nèi)的縱向位置而與該閥體(14)的這兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)中的任一個(gè)端口流體連通，并且當(dāng)處于一個(gè)零位置時(shí)使得該徑向延伸通道(12d)密封以免與該閥體(14)的這兩個(gè)相鄰的徑向延伸端口(14b)中的任一個(gè)端口流體連通。
15.如權(quán)利要求13所述的閥(10)，進(jìn)一步包括: 當(dāng)該閥芯(12)的徑向延伸通道(12d)被縱向地定位成相對(duì)于該閥體(14)的這些相鄰的徑向延伸端口(14b)中的一個(gè)端口流體連通時(shí)，該閥體(14)的凹陷部分(14c)允許通過(guò)該閥芯(12)的縱向延伸通道(12c)進(jìn)行泄放。
【文檔編號(hào)】F01L1/34GK104395565SQ201380033039
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】M·R·貝雷茲尼, G·R·霍姆斯 申請(qǐng)人:博格華納公司