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

背景技術：

在內(nèi)燃機(ICE)的領域中，改變閥門行程情況的定時的技術通常被稱為可變閥門定時(VVT)。這種設計的使用在本領域中是已知的，以便尤其是改進該設計所應用的內(nèi)燃機的性能、燃料經(jīng)濟性或減少排放。特別是在汽車工業(yè)中，越來越嚴格的環(huán)境法規(guī)使得無數(shù)制造商改變其發(fā)動機的進氣閥和排氣閥的相對定時、持續(xù)時間或打開方式。

在本領域技術人員已知的可變閥門定時的幾種方法中，所謂的凸輪相位允許改變凸輪軸和氣門的周期性運動的相位。為此，凸輪軸相對于曲軸旋轉(zhuǎn)。當與固定的凸輪軸相比時，凸輪相位不僅使得內(nèi)燃機能夠輸送高功率，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)中被設計為多端口、多位置的閥門。設計為帶狀環(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低的油壓來輔助凸輪軸調(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。

在典型的實施方式中，動力系統(tǒng)控制模塊(PCM)可以將信號傳輸給相關聯(lián)的電磁線圈以便移動液壓閥的閥芯，從而調(diào)節(jié)油到腔的流動。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。除了其它標準之外，動力系統(tǒng)控制模塊可以根據(jù)發(fā)動機上的當前負載或其旋轉(zhuǎn)頻率來控制凸輪軸定時。

在這種情況下的常見問題是在工作條件下壓縮上述帶狀止回閥的趨勢。這種行為可能導致閥門材料應力過度至斷裂點。此外，即使以閥芯的運動輕微干擾經(jīng)壓縮的止回閥也可能不利地影響整個凸輪定時的精度或者導致止回閥磨損。在極端情況下，存在止回閥逐漸移出其指定的容器的風險。

技術實現(xiàn)要素：

所提到的問題通過按照本發(fā)明的液壓閥來解決，該液壓閥包括一個或者多個用于內(nèi)燃機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、同時仍能夠在螺紋件內(nèi)軸向移動的閥芯。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。

所提出的設計限制了止回閥的壓縮，因此減少了由過度壓縮帶來的負面影響。本發(fā)明的其它優(yōu)點可以由權(quán)利要求、說明書和附圖得出。

附圖說明

圖1是按照本發(fā)明的第一實施例的用于液壓閥的閥芯的視圖；

圖2是按照第一實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)明的第四實施例的液壓閥的橫截面圖；

圖8是按照本發(fā)明第五實施例的用于液壓閥的閥芯的視圖；

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

圖10是插裝機構(gòu)的第二視圖；

圖11是按照第六實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)明的第七實施例的液壓閥的局部視圖；

圖14是按照本發(fā)明的第八實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圖13的液壓閥；

相似的附圖標記在所有附圖中一致地表示相應的特征。

具體實施方式

圖1的透視圖示出了按照本發(fā)明的第一實施例的、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?shù)嘏c內(nèi)燃機(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時基本上保持在螺紋件12內(nèi)部。螺紋件12和閥芯14的相對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提供多個周邊凸臺(peripheral land)15，所述周邊凸臺特別是構(gòu)造成與螺紋件12的內(nèi)表面11接合。特別是，凸臺15這樣被定位和間隔開，使得所述通道可以響應于閥芯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。應當理解的是，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。每個凹槽16在兩個相鄰的凸臺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中靠近相應的凸臺15。

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

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，當油從壓力供給端口P流向第二工作端口B時，允許第一工作端口A1再循環(huán)到B。當彈簧將閥芯推動到其靜止位置時，允許端口A通過小的油箱端口31排出(參見圖1和圖4)。

圖5的透視圖示出了按照本發(fā)明的第二實施例的用于液壓閥的閥芯24，在該第二實施例中，第一實施例的凹槽16由九個嵌釘(stud)或盲孔26替代，所述嵌釘或者盲孔形成三個鉆入到閥芯24的外表面23中的環(huán)形物(annuli)。在這里，每個環(huán)形物包括三個圍繞閥芯24的縱向軸線布置的盲孔26。應當理解，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，三個平面36的三個環(huán)形物被銑削或打磨到外表面33中，本質(zhì)上實現(xiàn)與所述第一實施例的凹槽16和第二實施例的盲孔26相同的目的。

圖7的橫截面圖示出了本發(fā)明的第四實施例，其可以被認為是第一實施例的變型。在這里，同樣在閥芯44的外表面43中形成多個凹槽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，同時允許穿過電子夾片(e-clip)的流動。

第一實施例的備選方案可以由圖8得出，其透視圖示出了通過外部的注塑包封部(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)明的第六實施例。按照該實施例的液壓閥60的特征在于用于保持閥芯64的、基本上管狀的插裝機構(gòu)68，所述插裝機構(gòu)68依次布置在螺紋件62內(nèi)部。止回閥63圍繞插裝機構(gòu)放置在螺紋件內(nèi)。止回閥的壓縮被限制到插裝機構(gòu)的外徑上。因此，當被移動時，閥芯64有效地在插裝機構(gòu)68的內(nèi)部滑移，所述插裝機構(gòu)形成分離止回閥63和閥芯64的物理屏障。

由于其相當復雜的幾何形狀，圖9和圖10示出了插裝機構(gòu)68的從不同的角度看的兩個視圖。類似地，圖11和圖12提供了在兩個正交平面中的整個液壓閥60的橫截面圖用以闡明其設計。

圖13是按照第七實施例的液壓閥70的局部視圖。除了螺紋件72和閥芯74之外，該液壓閥70包括三個或更多個安裝在螺紋件72內(nèi)部的圓周止動件79，每個止動件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，止動件79構(gòu)造成防止閥芯74與止回閥75的任何接觸。止動件79是無頭螺釘，其擰入到螺紋件72中的徑向螺紋孔中。止動件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相對于銷102間隔開。如果所述其中一個端面105/106移動靠近銷102，則在所述另一個端面106/105和銷102之間的間隙101/103增加。如果供給端口P上的液壓導致止回閥75的直徑減小，則間隙101/103也減小。如果兩個端面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過度壓縮的完全不同的方法。在本發(fā)明的第八實施例中，閥芯84是空心的并且具有基本上連續(xù)的外表面83，其中形成有多個端口89。因此，流體通道包括端口89，每個端口通向在閥芯84內(nèi)部形成的內(nèi)腔，以便允許諸如油的液壓流體穿過閥芯84及其端口89流向凸輪相位器。該設計限制了與凸輪軸相位器接合的兩個外部止回閥的壓縮。由于油在閥芯內(nèi)流動，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86在任何閥芯位置中不在止回閥下方行進。

關于在此結(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，附圖標記18、63)，在每種情況下，止回閥可以如美國專利文件NO.7600531(其通過引用整體并入本文)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)的并且沒有開口。當螺紋件外部的壓力大于螺紋件內(nèi)部的壓力時，該帶壓縮，并且當螺紋件內(nèi)部的壓力大于螺紋件外部時，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。

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

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