CN101539217A - 压力调节阀 - Google Patents

Abstract

压力调节阀，阀体在从供应端口延伸到排放端口的排放流动路径中具有腔孔。所述腔孔由带有固定节流拐角的圆柱形内表面限定。节流元件的圆柱形外表面具有活动节流拐角。节流元件上的活动节流拐角尺寸被确定成当朝着阀体上的固定节流拐角共轴地移动时压缩排放流动路径。活动节流拐角和圆柱形外表面尺寸一起被确定成当共轴地移动经过固定节流拐角并且进入腔孔中时关闭排放流动路径。

Description

压力调节阀

相关申请

本申请是国家申请号为200710111025.9的分案申请。

本申请要求2006年6月13日申请的美国临时专利申请60/813,146的优先权，上述申请被结合以作参考。

技术领域

该技术涉及调节液压控制设备的液压流体压力的阀。

背景技术

液压控制设备例如车辆变速器中的阀可以连接在带有储器和泵或其他液压流体压力源的液压流体回路中。泵的输出压力通常具有稳定值，该稳定值高于操作控制设备所需的值。压力调节阀可以连接在泵和控制设备之间的回路中以提供与适合于控制设备的工作压力范围对应的压力范围。

发明内容

主张权利的本发明提供了一种用于液压控制设备的调节阀。所述调节阀包括阀体，所述阀体带有可操作地连接到液压流体压力源上的压力供应端口。阀体上的排放端口可操作地连接到储器，并且控制端口可操作地连接到控制设备。螺线管将节流元件移动到阀体内以在从控制端口压力最低的第一状态到控制端口压力最高的第二状态的整个范围内移位阀。

阀体进一步在从供应端口延伸到排放端口的排放流动路径中具有腔孔。所述腔孔由带有固定节流拐角的圆柱形内表面限定。节流元件的圆柱形外表面具有活动节流拐角。节流元件上的活动节流拐角尺寸被确定成当朝着阀体上的固定节流拐角共轴地移动时通过压缩排放流动路径而朝着第二状态移位阀。活动节流拐角和圆柱形外表面尺寸一起被确定成当共轴地移动经过固定节流拐角并且进入腔孔中时将阀移位到第二状态中。

附图说明

图1是带有压力调节阀的液压流体回路的示意图。

图2是图1的压力调节阀的部分放大侧视图。

图3和4是与图2类似的视图，其显示了处于不同位置的部件。

图5是备选阀部件的部分透视图。

图6是与图2类似的视图，其包括图5的备选阀部件。

图7是其它备选阀部件的侧视图。

图8是另一压力调节阀的部分放大侧视图。

具体实施方式

图中所示的结构具有多个部件，所述部件是权利要求中所述的元件的例子。所示的结构因而包括本领域的普通技术人员怎样可以制造和使用要求权利的本发明的例子。在此描述它们以提供实现方式和最佳模式而不是强加权利要求中未描述的限制。

图1中示意性所示的装置10是车辆的自动变速器系统的一部分。图1中所示的装置10的部件包括变速器流体储器12，用于循环变速器流体的泵14，和由液压流体压力操作的齿轮移位阀16。压力调节阀18介于泵14和齿轮移位阀16之间。在操作中，压力调节阀18在控制器20的指导下为齿轮移位阀16提供控制压力P_c。

压力调节阀18是带有纵向中心轴31的大体圆柱形结构。在阀18的一端的螺线管外壳32包含线圈34、衔铁36、和弹簧38。线圈34由控制器20赋能。根据线圈34的赋能状态，衔铁36可沿着轴线31来回移动，备选地随同弹簧38一起来回移动并抵抗弹簧38的偏压。

阀体50位于阀18的相对端并且从外壳32纵向地突出。为了示图清楚起见该例子中的阀体50被示意性地显示成单一部件。阀体50的第一圆柱形内表面52限定以轴线31为中心的第一圆柱形腔孔53。圆柱形排放柱塞60紧密地适配在腔孔53内以沿着轴线31来回滑动。如图2的放大图最清楚地所示，柱塞60具有圆柱形侧面62和圆形外端面66。圆柱形侧面62的直径接近圆柱形内表面52的直径使得柱塞60可以在腔孔53内滑动并且相邻圆柱形表面52和62之间的径向间隙最小。柱塞60进一步地在外端面66与侧面62相遇的拐角处具有圆形节流边缘68。挺杆或枢轴70从外端面66共轴地突出。

排放环带73从第一腔孔53径向向外延伸。排放环带73与在阀体50的周边处的排放端口75连通。第二圆柱形内表面76(图2)限定从排放环带73轴向延伸的第二圆柱形腔孔77。第二腔孔77具有与第一腔孔53相同的直径。环形内表面78从第二圆柱形内表面76径向向外延伸使得阀体50在那两个表面76和78相遇的拐角处具有圆形节流边缘80。控制通道81径向向外延伸以使第二腔孔77与在阀体50的周边的控制端口83连通。

如图2中进一步所示，第三圆柱形内表面86限定第三腔孔87。第三腔孔87从第二腔孔77共轴地延伸到带有供应端口91的进入室89中。圆锥形表面94从第三腔孔87轴向和径向向外延伸以限定形成阀座。球96可在室89中在阀座94和停球结构98之间移动。如图1和2中所示，所示例子中的球96位于与阀座94线接触的位置，该阀座94的位置与圆锥形表面94围绕第三腔孔87的开口端处的圆形边缘轴向地和径向地间隔。然而，阀18可以备选地具有位于与该圆形边缘处的阀座94线接触的位置的球。

再次参考图1，装置10包括液压管路，该液压管路将供应端口91与泵14连接，将控制端口83与齿轮移位阀16连接，和将排放端口75与储器12连接。控制器20通过移位压力调节阀18操作齿轮移位阀16以改变在控制端口83的液压流体压力P_c。压力调节阀18的各种压力状态包括如图1和2中所示的完全关闭状态，例如图3中所示状态的中间状态范围，和如图4中所示的完全打开状态。

当阀18处于图1和2的完全关闭状态时，球96在供应端口91的液压流体压力P_s下位于阀座94上。这有效地使控制端口83和排放端口75从供应端口91分离而使得控制压力P_c和排放压力P_e都基本为零。当阀18处于完全关闭状态时可能发生经过球96的少量泄漏，但是低泄漏将通过排放端口75排出并且不会对控制和排放压力P_c和P_e产生显著影响。

通过为线圈34赋能或去能以沿着轴线31如图1所示从左到右移动衔铁36，控制器20将阀18移位到离开完全关闭状态。衔铁36然后沿着轴线31推动柱塞60和枢轴70使得枢轴70开始将球96移离阀座94，如图3中所示。这开始使变速器流体在泵14所提供的供应压力P_s下从进入室89经过球96流动到第三腔孔87。当枢轴70沿着轴线31从左到右移动球96时，柱塞60的节流拐角68同时朝着阀体50的节流拐角80轴向地移动以压缩从第二腔孔77延伸到排放环带73的流体流动路径。这具有的效果是增加在控制端口83的控制压力P_c。通过为线圈34去能或赋能以朝着其初始位置轴向向回移动枢轴60使得节流边缘68和80轴向地离开而实现相反效果。这增加了到排放环带73的流动面积，并且同时允许供应压力P_s朝着阀座94向回移动球96，在所述位置流动面积相应压缩。以该方式通过改变柱塞60的轴向位置改变控制压力P_c。

当柱塞60的节流拐角68轴向地移动经过阀体50的节流拐角80以进入第二腔孔77中时，如图4中所示，枢轴70完全远离阀座94移动球96并且阀18达到完全打开状态。尽管然后从第二腔孔77到排放环带73的流体流动路径完全关闭，除了如上所述可能发生的低泄漏之外，从进入室89通过第三腔孔87进入第二腔孔77的流体流动路径完全打开。这具有的效果是将控制压力P_c增加到它接近供应压力P_s的水平。

当阀18处于完全打开状态时，柱塞60的外端面66保持与阀体50的相对内表面99间隔，但是柱塞60的圆柱形侧面62和阀体50的周围圆柱形内表面76之间的紧配合仅仅允许到排放环带73的低泄漏。阀18因而被配置成实现低泄漏的预期性能目标，并且这样做时不需要使用当阀18处于完全打开状态时可能另外需要从供应压力P_s充分地分离排放环带73的轴向邻接阀和阀座表面。

在图5中部分地显示了备选的排放柱塞100。与上述柱塞60类似，该柱塞100在其圆形外端面104与其圆柱形侧面106相遇的拐角处具有圆形节流边缘102。直径减小的轴110从外端面104共轴地突出。枢轴112从轴110共轴地突出。间隔物114在与柱塞100的圆形外端面104轴向间隔的位置从轴110径向地突出。

在所示的例子中，间隔物114被配置成围绕轴110沿圆周均匀间隔的圆柱形区段。每个间隔物114具有径向外表面116，该径向外表面带有圆柱形轮廓并且直径等于圆柱形侧面106的直径。该配置允许间隔物114紧密地适配在阀体50中的第二腔孔77内以支撑和引导柱塞100沿着轴线31移动，如图6中所示。更具体而言，间隔物114支撑和引导柱塞100以帮助保证柱塞100的节流拐角102同心地移动进出第二腔孔77而不会有可以导致与阀体50的相邻节流拐角80非理想接触的失配。间隔物114的间隔位置提供朝着轴10径向向外轴向地延伸经过间隔物114的居间开放区域119。开放区域119用作液压流体流动通道使得间隔物114与液压流体压力传递通过第二腔孔77有最小的干涉。

如图7中所示，另一备选排放柱塞150在其圆形外端面154与其圆柱形侧面156相遇的拐角处具有圆形节流边缘152。不同于在其相对端是平面的图1的柱塞60，图7的柱塞150具有球形轮廓的内端面158。与图5的柱塞100相比，图7的柱塞150具有从其外端面154共轴突出的更宽的轴160，所述外端面相应地比图5中所示的外端面104更窄。更宽轴160上的间隔物162具有与圆柱形侧面156相同的外径，并且类似地比图5中所示的间隔物114更窄。间隔物162因而限定居间开放区域165，该居间开放区域被成形为在轴160上轴向延伸的浅沟道。挺杆或枢轴166被压配合到柱塞150中。

图7的备选柱塞150安装在备选的阀体200中，如图8的部分视图详细所示。该阀体200被显示成具有多个部件，包括柱塞导向插入件202。插入件202是管状部件，柱塞150接收和支撑在其中以用于沿着纵向中心轴205进行来回滑动运动。插入件202的圆柱形内表面206限定腔孔207，该腔孔使控制通道209与排放通道211连通。圆柱形内表面206具有限定节流拐角的圆形边缘212，所述节流拐角尺寸被确定成以与上述节流拐角80相同的方式工作。

衔铁216从螺线管外壳218突出以与柱塞150的内端158接合。内端158的圆形轮廓保证衔铁216将在柱塞150的中心制造点接触。在柱塞150的外端的枢轴166轴向地延伸以与在供应压力下定位的球(未显示)接合。柱塞150上的间隔物162尺寸被确定成在图8的腔孔207中滑动，其方式与柱塞100上的间隔物114被确定成在图6的腔孔77中滑动相同。间隔物162之间的沟道165用作通过腔孔207的液压流体流动通道。当衔铁216从如图8中所示的控制压力最低的完全关闭位置朝着和进入控制压力最高的完全打开位置推动柱塞150时，间隔物162因而引导柱塞150上的圆形节流拐角152朝着和经过阀体200上的圆形节流拐角212共轴地移动。

本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可以包括如何制造和使用发明的其它例子。在本申请的申请日之前或之后可获得的这样的其他例子应当在权利要求的范围内，如果它们具有的结构元件与权利要求的文字语言并没有不同或者它们具有与权利要求的文字语言无实质区别的等效结构元件。

Claims (31)

1.一种用于与液压流体压力源、液压流体储器、和液压控制设备一起使用的调节阀，所述调节阀包括：

阀体，其具有可操作地连接到所述液压流体压力源上的压力供应端口，可操作地连接到所述储器的排放端口，和可操作地连接到所述控制设备的控制端口；

具有驱动元件的螺线管；和

节流元件，其与所述驱动元件间隔开并与该驱动元件对齐，从而被该驱动元件移向所述供应端口并在相反流体压力下移离该供应端口，并因而在从控制端口压力最低的第一状态到控制端口压力最高的第二状态的整个范围内移位所述阀；

其中所述阀体进一步地在从所述供应端口延伸到所述排放端口的排放流动路径中具有腔孔，该腔孔由带有固定节流拐角的圆柱形内表面限定，并且所述节流元件具有带活动节流拐角的圆柱形外表面，该活动节流拐角的尺寸被确定成当其朝着所述固定节流拐角共轴地移动时通过压缩所述排放流动路径而朝着所述第二状态移位所述阀，且所述活动节流拐角和所述圆柱形外表面的尺寸一起被确定成当共轴地移动经过所述固定节流拐角并且进入所述腔孔中时将所述阀移位到第二状态。

2.如权利要求1所述的调节阀，其中所述阀体具有位于所述供应端口与所述排放和控制端口之间的阀座，当所述阀处于第一状态时，球处于液压流体压力下位于该供应端口处的阀座上，且当将该阀移离第一状态时，所述节流元件可操作地将该球推离该阀座。

3.如权利要求1所述的调节阀，其中当所述阀处于第二状态时所述节流元件和所述阀体在所述供应端口和所述排放端口之间无轴向邻接表面。

4.如权利要求1所述的调节阀，其中所述节流元件具有由所述活动节流拐角所限定的端面，所述阀体具有相对的内表面，并且当所述阀处于第二状态时该节流元件的整个端面与该阀体的相对的内表面间隔开。

5.如权利要求1所述的调节阀，其中当所述阀处于第一状态时所述节流元件完全在所述腔孔之外。

6.如权利要求1所述的调节阀，其中所述节流元件是柱塞。

7.如权利要求6所述的调节阀，其中所述柱塞具有相对端和在该相对端之间的单一圆柱形侧面。

8.如权利要求1所述的调节阀，其中所述节流元件具有导向部分，该导向部分被配置成保留在所述腔孔中以支撑节流元件相对于所述固定节流拐角共轴地移动。

9.如权利要求8所述的调节阀，其中所述节流元件的导向部分具有液压流体流动通道。

10.一种装置，其包括：

液压流体压力源；

液压流体储器；

液压控制设备；和

调节阀，其具有可操作地连接到所述液压流体压力源的供应端口，可操作地连接到所述储器的排放端口，和可操作地连接到所述控制设备的控制端口；具有驱动元件的螺线管；和节流元件，其与所述驱动元件间隔开并与该驱动元件对齐，从而被该驱动元件移向所述供应端口并在相反流体压力下移离该供应端口，并因而在从控制端口压力最低的第一状态到控制端口压力最高的第二状态的整个范围内移位所述阀；

其中所述阀进一步在从所述供应端口延伸到所述排放端口的排放流动路径中具有腔孔，该腔孔由带有固定节流拐角的圆柱形内表面限定，并且节流元件具有带活动节流拐角的圆柱形外表面，该活动节流拐角的尺寸被确定成当其朝着所述固定节流拐角共轴地移动时通过压缩所述排放流动路径而朝着所述第二状态移位所述阀，且所述活动节流拐角和所述圆柱形外表面的尺寸一起被确定成当其共轴地移动经过所述固定节流拐角并且进入所述腔孔中时将所述阀移位到第二开放状态。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述阀体具有在所述供应端口与所述排放和控制端口之间的阀座，当所述阀处于第一状态时，球处于液压流体压力下位于该供应端口处的阀座上，且当将该阀移离第一状态时，所述节流元件可操作地将该球推离该阀座。

12.如权利要求10所述的装置，其中当所述阀处于第二状态时所述节流元件和所述阀体在所述供应端口和所述排放端口之间无轴向邻接表面。

13.如权利要求10所述的装置，其中所述节流元件具有由所述活动节流拐角所限定的端面，所述阀体具有相对的内表面，并且当所述阀处于第二状态时该节流元件的整个端面与该阀体的相对的内表面间隔开。

14.如权利要求10所述的装置，其中当所述阀处于第一状态时所述节流元件完全在所述腔孔之外。

15.如权利要求10所述的装置，其中所述节流元件是柱塞。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述柱塞具有相对端和在该相对端之间的单一圆柱形侧面。

17.如权利要求10所述的装置，其中所述节流元件具有导向部分，该导向部分被配置成保留在所述腔孔中以支撑节流元件相对于所述固定节流拐角共轴地移动。

18.如权利要求17所述的装置，其中所述节流元件的导向部分具有液压流体流动通道。

19.如权利要求10所述的装置，其中所述控制设备是车辆变速器中的阀。

20.如权利要求1所述的调节阀，其中所述节流元件与所述驱动元件点接触。

21.如权利要求20所述的调节阀，其中所述节流元件与所述驱动元件在圆形表面和平表面之间的点接触处邻接。

22.如权利要求21所述的调节阀，其中所述圆形表面在所述节流元件上。

23.如权利要求1所述的调节阀，其中所述固定节流拐角是由所述腔孔的末端限定形成的90度拐角，在该拐角处所述节流元件进入所述腔孔。

24.如权利要求10所述的装置，其中所述节流元件与所述驱动元件点接触。

25.如权利要求24所述的装置，其中所述节流元件与所述驱动元件在圆形表面和平表面之间的点接触处邻接。

26.如权利要求25所述的装置，其中所述圆形表面在所述节流元件上。

27.如权利要求10所述的装置，其中所述固定节流拐角是由所述腔孔的末端限定形成的90度拐角，在该拐角处所述节流元件进入所述腔孔。

28.一种用于与液压流体压力源、液压流体储器、和液压控制设备一起使用的调节阀，所述调节阀包括：

阀体，其具有可操作地连接到所述液压流体压力源上的压力供应端口，可操作地连接到所述储器的排放端口，和可操作地连接到所述控制设备的控制端口；

螺线管；和

节流元件，其可在所述螺线管的作用下在所述阀体内移动以在从控制端口压力最低的第一状态到控制端口压力最高的第二状态的整个范围内移位所述阀；

其中所述阀体进一步地在从所述供应端口延伸到所述排放端口的排放流动路径中具有腔孔，该腔孔由带有固定节流拐角的圆柱形内表面限定，并且所述节流元件具有带活动节流拐角的圆柱形外表面，该活动节流拐角的尺寸被确定成当其朝着所述固定节流拐角共轴地移动时通过压缩所述排放流动路径而朝着所述第二状态移位所述阀，且所述活动节流拐角和所述圆柱形外表面的尺寸一起被确定成当共轴地移动经过所述固定节流拐角并且进入所述腔孔中时将所述阀移位到第二状态；和

其中所述节流元件具有导向部分，该导向部分被配置成保留在所述腔孔中以支撑节流元件相对于所述固定节流拐角共轴地移动。

29.如权利要求28所述的调节阀，其中所述节流元件的导向部分具有液压流体流动通道。

30.一种装置，其包括：

液压流体压力源；

液压流体储器；

液压控制设备；和

调节阀，其具有可操作地连接到所述液压流体压力源的供应端口，可操作地连接到所述储器的排放端口，和可操作地连接到所述控制设备的控制端口；螺线管；和节流元件，其可在螺线管的作用下在阀体内移动以在从控制端口压力最低的第一状态到控制端口压力最高的第二状态的整个范围内移位所述阀；

其中所述阀进一步在从所述供应端口延伸到所述排放端口的排放流动路径中具有腔孔，该腔孔由带有固定节流拐角的圆柱形内表面限定，并且节流元件具有带活动节流拐角的圆柱形外表面，该活动节流拐角的尺寸被确定成当其朝着所述固定节流拐角共轴地移动时通过压缩所述排放流动路径而朝着所述第二状态移位所述阀，且所述活动节流拐角和所述圆柱形外表面的尺寸一起被确定成当其共轴地移动经过所述固定节流拐角并且进入所述腔孔中时将所述阀移位到第二开放状态；和

其中所述节流元件具有导向部分，该导向部分被配置成保留在所述腔孔中以支撑节流元件相对于所述固定节流拐角共轴地移动。

31.如权利要求30所述的调节阀，其中所述节流元件的导向部分具有液压流体流动通道。

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