CN102635729B - 内部阻尼的泄压阀 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于流体系统的阀组件。阀组件包括阻尼部件，来降低系统内不期望的压力波动。阀组件包括阀引导构件和阀构件，该阀构件至少部分地围绕阀引导构件定位。阀构件可相对于阀引导构件滑动。阀构件被构造为在实质上允许流体从流体系统流动通过阀组件的第一阀构件位置和实质上阻止流体从流体系统流动通过阀组件的第二阀构件位置之间移动。限流孔形成在阀构件上，并适于对阀构件从第一阀构件位置到第二阀构件位置的运动进行阻尼。

Description

内部阻尼的泄压阀
技术领域
本发明涉及一种泄压阀组件。
背景技术
诸如润滑系统这样的流体系统使流体流通到机械系统的各个部件。例如，车辆发动机的润滑系统使用油泵将油流通到各个发动机部件。过高的油压可损坏发动机的部件。为了防止过压，流体系统可使用泄压阀，所述泄压阀当流体压力到达预设限制时将流体排放到出口。阀可在阻挡流体流的关闭位置和允许流体排出组件(在过大流体压力的情况下)的打开位置之间移动。但是，阀的运动可在流体系统内产生不期望的压力波动和噪音。为了提供液压缓冲，典型的设计可需要阀在有流体开始流动之前行进给定的距离。但是，该行进距离(没有流体流动)降低可用的封装空间。
发明内容
提供了一种用于流体系统的阀组件，其中，阀组件包括阻尼部件，来降低系统内不期望的压力波动和噪音。该阀组件消除对于阀在有流体开始流动之前行进给定的距离的要求，并实现了在更紧凑封装空间内的液压阻尼设计。阀组件包括阀引导构件和阀构件，该阀构件至少部分地围绕阀引导构件定位。阀构件可相对于阀引导构件在两个位置之间滑动，这两个位置是：实质上允许流体从流动系统流动通过阀组件的第一阀构件位置，以及实质上阻止流体从流动系统流动通过阀组件的第二阀构件位置。限流孔形成在阀构件上，适于对阀构件从第一阀构件位置到第二阀构件位置的运动进行阻尼。
限流孔适于在限流孔内储存来自流体系统的至少一部分流体。偏压构件可定位为至少部分地围绕阀构件，以将阀构件朝向第二阀构件位置偏压。阀组件可包括阀壳体，该阀壳体具有进入口、排出口和中心孔。当阀构件处于第一阀构件位置时，中心孔将进入口流体地连接到排出口。阀构件可包括大致圆柱形的中空本体，其至少部分地围绕阀引导构件定位。
本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述并连同附图而显而易见。
附图说明
图1是阀组件的示意性截面视图；
图2是图1的阀组件的局部示意透视剖面视图，其中，阀构件处于第一阀构件位置；
图3是图1的阀组件的局部示意透视剖面视图，其中，阀构件处于第二阀构件位置；
图4是图1所示的阀构件的局部示意透视视图；
图5是图1的阀组件在内燃机中的油泵组件中的局部示意部分横截面视图；和
图6是图5的油泵组件的局部示意部分横截面视图。
具体实施方式
参考附图，其中，相同的附图标记在多幅视图中指代相同或相似的部件，图2和3是阀组件10的局部示意透视剖切视图。参考图1，阀组件10定位在阀壳体12，该阀壳体可流体地连接到容纳流体14的流体系统16。例如，流体系统16可以是油泵组件102(如图5所示和如下所述)。阀壳体12包括进入口18和排出口20，如图1所示。进入口18连接到流体系统16的高压侧，排出口20连接到流体系统16的低压侧。阀壳体12包括中心孔22。当阀组件10处于如下所述的第一阀构件位置30时，进入口18通过中心孔22流体地连接到排出口20。进入口18可大致垂直于排出口20取向，如图1所示。
阀组件10包括阀引导构件24，其定位在阀壳体12的中心孔22内。阀组件10包括可移动阀构件26，其至少部分地围绕阀引导构件24定位，如图1-3所示。图4是阀构件26的局部示意透视图。参考图1，阀构件26可相对于阀引导构件24在两个位置之间滑动，即实质上允许流体14从流体系统16流动通过阀组件10的第一阀构件位置30(按照虚线显示)，以及实质上阻止流体14从流体系统16流动通过阀组件10的第二阀构件位置31。
图2示出处于第一阀构件位置30的阀组件10。当阀组件10处于第一阀构件位置30时，阀构件26移动，以允许进入口18流体地连接到排出口20。图3示出处于第二阀构件位置31的阀组件10。当阀组件10处于第二阀构件位置31时，阀构件26移动以实质上阻挡流体14在进入口18和排出口20之间的流动。
偏压构件28被定位为至少部分地围绕阀引导构件24，如图1-3所示。偏压构件28，诸如弹簧，在阀壳体12内将阀构件26朝向第二阀构件位置31偏压。偏压构件28被选择具有适当的偏压力，以控制期望的流体压力，在该流体压力处，阀组件10从第二阀构件位置31移动到第一阀构件位置30。本领域的技术人员可确定适于每个应用的适当偏压力。
如图1-4所示，开口或限流孔32形成在阀构件26上。限流孔32可沿大致与中心孔22的纵向轴线34对齐的方向形成。限流孔32的特征在于深度36和宽度38。限流孔32总是保持一定量的流体14，而不管阀构件26处于第一阀构件位置30还是第二阀构件位置31。流体14在限流孔32中的存在对阀构件26从第一阀构件位置30到第二阀构件位置31的运动进行阻尼。限流孔32有助于减小或最小化流体14中的压力波动。
阀引导构件24包括大致柱形的实心芯部39，其具有第一端40和第二端41。在第二端41处，阀引导构件24刚性地连接到支撑基部42。可选地，阀引导构件24可与支撑基部42一体地形成。具有深度46的凹部44在第一端40处形成在阀引导构件24内。凹部44适于储存流动通过阀组件10的一部分流体14。凹部44总是保持一定量的流体14，而不管阀构件26处于第一阀构件位置30还是第二阀构件位置31。
阀构件26可形成有密封表面50(如图1-4所示)。密封表面50被构造为或适于，当阀构件26处于第二阀构件位置31时，接触在阀壳体12的进入口18处的内部座52(如图1所示)。密封表面50可具有大体锥形的形状，如图4所示。可使用用于密封表面50的任何适当形状。阀构件26包括大体柱形的中空本体54。阀引导构件24可被定位在中空本体54内。阀构件26包括下侧表面56、边缘57和端部58。密封表面50的宽度可被选择为大于进入口18的宽度，以阻止阀构件26被推出进入口18。本领域的技术人员可确定用于密封表面50的适当尺寸。
图1和3示出了处于第二阀构件位置31的阀组件10。在第二阀构件位置31中，阀组件10在限流孔32、中空本体54和凹部44之间限定内部空间66。当阀构件26处于第二阀构件位置31时，限流孔32、内部空间66和凹部44被流体地连接到进入口18。由此，当阀组件10处于第二阀构件位置31时，流体14可储存在内部空间66、凹部44和限流孔32中。但是，流体14不能离开阀组件10，因为阀构件26的密封表面50接合或接触阀壳体12的内部座52以阻挡流体14流动通过排出口20。
随着流体14的体积增加，施加在阀构件26的密封表面50上的流体压力增加。当流体压力超过偏压构件28的偏压力时，阀构件26被从第二阀构件位置31朝向阀引导构件24的支撑基部42推动到第一阀构件位置30。
图1(按照虚线示出)和2示出处于第一阀构件位置30的阀组件10。来自流体系统16的流体14沿方向62流动通过进入口18进入阀组件10，如图1所示。流体14沿方向64通过排出口20流出阀组件10。流体14可还流动到中心孔22中，朝向支撑基部42并在阀引导构件24周围流动。流体14可在阀构件26的密封表面50上越过。当阀组件10处于第一阀构件位置30时，限流孔32和凹部44被流体地连接到进入口18和排出口20二者。由此，当流体14的压力超过期望压力时，阀组件10从阀组件10释放流体14。
因为流体压力由于流体14通过排出口20离开阀组件10而被释放，偏压构件28的偏压力超过流体压力，且阀构件26被推动离开阀引导构件24的支撑基部42，进入第二阀构件位置31。随着阀构件26从支撑基部42移动离开，密封表面50回复到与阀壳体12的内部座52接合。限流孔32减慢或阻尼阀构件26离开支撑基部42并进入第二阀构件位置31的运动。这防止阀构件26的密封表面50冲击到阀壳体12的内部座52。通过对阀构件26的运动进行阻尼，在流体14(和流体系统16)内的压力波动和噪音被最小化。
阀壳体12可包括渐缩壁(tapered wall)70，如图1所示。渐缩壁70大于阀构件26的头部，以允许流体14绕阀构件26流动360度，而不管阀构件26处于第一阀构件位置30还是第二阀构件位置31。阀壳体12的渐缩壁70用于最小化压力波动。
参考图5-6，阀组件10可用作油泵组件的一部分。图5是在车辆的内燃机104中的油泵组件102和阀组件10的局部示意横截面视图。图6是油泵组件102和阀组件10的局部示意横截面视图。如图5所示，油泵组件102可安装到汽缸体108的前盖105。油泵组件102传送加压流体，诸如油110，到汽缸体108。参考图5-6，油泵组件102包括泵壳体112，其限定吸入腔室114(低-压力侧)和排出腔室116(高-压力侧)。齿轮泵120被定位在泵壳体112内，且可操作为将油110从吸入腔室114引导到排出腔室116。旋转泵、叶轮泵或任何其他适当的泵也可被替代地使用。
齿轮泵120使用驱动齿轮122和从动齿轮124作为移动力以泵送油110，如图5-6所示。驱动齿轮122被紧固到驱动轴126，该驱动轴126可操作地连接到发动机104的发动机曲轴(未示出)。从动齿轮124在从动轴128上回转。齿轮泵120将通过拾取管或进入管132从油盘130抽取油110。驱动和从动齿轮122、124在吸入腔室114中产生真空，将油110吸入。随着驱动和从动齿轮122、124的齿移动，油110被加压并排放到排出腔室116。油110进入到至汽缸体108的高压供给口134。
参考图5-6，阀组件10(也在图1-3中示出)通过空腔136流体地连接到排出腔室116或油泵组件102的高压侧。当排出腔室116处的流体压力变为等于或大于预定压力值时，阀构件26(如图1-3所示)移动到第一阀构件位置30(如图2所示)。在此情况下，来自齿轮泵110的油110(如图5-6中的箭头138所示)进入阀组件10(通过如图1所示的进入口18)。油110被释放到前盖105后面的区域106中，在此处，其被吸回到油盘130，通常通过重力。由此，过剩的油110通过阀组件10回到油泵组件102的低-压力侧。油泵组件102可包括调节阀140，以调节流体压力。阀组件10可还可用于非车辆应用中。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附权利要求范围内的用来实施本发明的各种替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种阀组件，包括：
阀引导构件；
阀构件，可相对于阀引导构件在两个位置之间滑动，这两个位置是：实质上允许流体流动的第一阀构件位置，以及实质上阻止流体流动的第二阀构件位置；
限流孔，形成在阀构件上，限流孔适于对阀构件在第一和第二阀构件位置之间的运动进行阻尼；和
阀壳体；
其中，阀壳体包括渐缩壁，以允许流体流围绕阀构件流动360度。
2.如权利要求1所述的阀组件，其中，限流孔适于储存来自可连接到阀组件的流体系统的流体的至少一部分。
3.如权利要求1所述的阀组件，其中，阀引导构件包括凹部，所述凹部形成在阀引导构件的第一端处，凹部适于储存来自可连接到阀组件的流体系统的流体的至少一部分。
4.如权利要求1所述的阀组件，
其中，阀壳体形成进入口、排出口和中心孔，当阀构件处于第一阀构件位置时，中心孔将进入口流体地连接到排出口；
其中，阀引导构件被定位在阀壳体的中心孔内；及
其中，阀构件至少部分地围绕阀引导构件定位。
5.如权利要求4所述的阀组件，其中，阀构件包括：
大体柱形的中空本体，至少部分地围绕阀引导构件定位；和
密封表面，被构造为，当阀构件处于第二阀构件位置时，接触阀壳体的内部座。
6.如权利要求4所述的阀组件，其中，限流孔沿与中心孔的纵向轴线大致对齐的方向延伸。
7.如权利要求4所述的阀组件，其中，进入口大致垂直于排出口取向。
8.如权利要求4所述的阀组件，其中，阀壳体限定位于阀构件和渐缩壁之间的间隙用于流体流动。
9.一种泵组件，包括：
泵壳体，限定吸入腔室和排出腔室；
泵，定位在泵壳体内，且可操作为将流体从吸入腔室引导到排出腔室；
阀组件，具有阀引导构件和阀构件，阀构件被流体地连接到排出腔室；
其中，阀构件可相对于阀引导构件在两个位置之间滑动，这两个位置是：实质上允许流体流动的第一阀构件位置，以及实质上阻止流体流动的第二阀构件位置；
其中，当排出腔室处的流体压力变为等于或大于预定压力值时，阀构件移动到第一阀构件位置；
限流孔，由阀构件限定，限流孔适于对阀构件在第一和第二阀构件位置之间的运动进行阻尼；和
阀壳体；
其中，阀壳体包括渐缩壁，以允许流体流围绕阀构件流动360度。
10.一种发动机，包括：
汽缸体；
泵组件，可操作地连接到汽缸体，并具有：
泵壳体，限定吸入腔室和排出腔室；
泵，定位在泵壳体中，且可操作为将流体从吸入腔室引导到排出腔室；
阀组件，具有阀引导构件和阀构件，阀构件被流体地连接到排出腔室；
其中，阀构件可相对于阀引导构件在两个位置之间滑动，这两个位置是：实质上允许流体流动的第一阀构件位置，以及实质上阻止流体流动的第二阀构件位置；
其中，当排出腔室处的流体压力变为等于或大于预定压力值时，阀构件移动到第一阀构件位置；
限流孔，由阀构件限定，限流孔适于对阀构件在第一和第二阀构件位置之间的运动进行阻尼；和
阀壳体；
其中，阀壳体包括渐缩壁，以允许流体流围绕阀构件流动360度。
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