CN102865395A

CN102865395A - 插装式调压阀

Info

Publication number: CN102865395A
Application number: CN2011101848527A
Authority: CN
Inventors: 苗建中; 李纯富; 胡霞; 李文星
Original assignee: Guizhou Honglin Machinery Co Ltd
Current assignee: Guizhou Honglin Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-07-04
Also published as: CN102865395B

Abstract

插装式调压阀，阀体为通孔结构，阀体底部端面采用收口方式，节流块镶嵌在阀体的阀孔底端，阀芯安装于阀体的阀孔内，弹簧安装于阀芯后面，在弹簧后面装有调压螺钉和锁紧螺母，阀体的外圆柱上装有“O”形密封圈；阀体轴向的中段设有两组进油孔A，阀体孔口端设有一组与润滑油路连通的润滑油输出孔C，在节流块与进油孔A之间设有一组径向的回油孔D，节流块上有1个感应孔B，进油孔A和感应孔B与控制油路相连通，控制油路的油液通过感应孔B对阀芯一端产生推压作用力，并与阀芯另一端的弹簧作用力形成动态平衡，当油路的油压不同时，阀芯处在对应的不同位置，由阀芯对进油孔A与润滑油输出孔C、进油孔A与回油孔D之间的开度进行管理。

Description

插装式调压阀

一、技术领域

本发明涉及一种用于汽车自动变速器液压油路的插装式调压阀。

二、背景技术

目前，汽车自动变速已成为汽车技术发展的重要方向之一，不管是液压AMT自动变速器、AT自动变速器、DCT自动变速器还是CVT自动变速器，都离不开液压控制系统。然而，这些液压控制系统技术在国内仍处于起步阶段，在产品研发的过程中，没有现成的调压阀使用，每个系统的设计开发都得单独开发一套调压阀用于相应的系统，从目前的技术状态看，调压阀大多采用集成的控制阀，而且控制阀的功能只是对油路进行分流，分支油路供油流量不能实现定量控制，还必须通过另外的流量控制阀进行供油流量控制，系统复杂，集成成本较高；另外，集成后阀体上的阀孔加工困难，尺寸控制难度大，系统工作时泄漏严重，能量损失大。

因此，为了提高零部件的重复利用率，在液控制系统的设计中将调压部分按功能模块的形式设计为插装式阀，这样在产品设计上可以重复使用该功能模块，同时产品的开发周期也将在直接使用模块化的调压阀后得以缩短。在可靠性方面，单个阀的加工简单，尺寸容易控制，可以降低系统的内泄漏，提高产品使用的可靠性。另外，系统维护也方便，可以只对损坏的阀更换，避免集成模块中常遇的一处损坏一套报废现象。

目前的控制阀都是集成于系统阀体上，结构复杂，尺寸较大，可以实现对系统油压0.6MPa～1.2MPa的限压，但需要进油流量稳定在15L/min以上，对润滑油路供油的流量无法限制，只能作油路的开关控制。对于小流量进油和润滑输出流量要求控制的小型系统，尚没有一款现成的调压阀供选择。

三、发明内容

为了解决液压系统中小流量进油和精确控制润滑油输出流量的调压问题，本发明提供一种具有功能完善，结构简单，安装和维护方便的插装式调压阀。

本发明所述的插装式调压阀适用于小型液压系统的调压：①进油流量为3L/min～15L/min时，系统油压限制在0.6MPa～1.2MPa之间；②在系统油压为0.6MPa以下时，润滑油路供油流量小于0.5L/min；③系统油压在0.6MPa～1.2MPa时，润滑油路供油流量为3L/min～7L/min。

本发明所述的插装式调压阀的零件包括节流块、阀体、阀芯、弹簧、调压螺钉、锁紧螺母、“O”形密封圈。

阀体为通孔结构，阀体底部端面采用收口方式将节流块镶嵌在阀体的阀孔底端，阀芯安装于阀体的阀孔内，前端与节流块相邻，弹簧安装于阀芯后面，在弹簧后面装有调压螺钉和锁紧螺母，阀体的外圆柱上装有“O”形密封圈；阀体轴向的中段设有两组进油孔A，阀体孔口端设有一组与润滑油路连通的润滑油输出孔C，在节流块与进油孔A之间设有一组径向的回油孔D，节流块上有1个感应孔B，进油孔A和感应孔B与控制油路相连通，控制油路的油液通过感应孔B对阀芯一端产生推压作用力，并与阀芯另一端的弹簧作用力形成动态平衡，当油路的油压不同时，阀芯处在对应的不同位置，由阀芯对进油孔A与润滑油输出孔C、进油孔A与回油孔D之间的开度进行管理，实现对润滑系统输出流量和回油流量的控制，同时对油路的油压进行调节。

所述阀体为通孔结构，为了镶嵌节流块，在阀体底部端面进行了收口处理，节流块作为孔底镶嵌在阀体的阀孔底端，这种形式降低了深孔加工时孔的径向尺寸和深度的波动，提升了零件的加工一次合格率；该节流块为圆形薄板，其厚度视阀体实际而设置，节流块上的感应孔B为通孔，设在距离节流块中心约1～2mm的位置，调压阀主要通过这个孔来感知所控制的油路油压，实现调压功能的反馈控制，该感应孔的位置不在节流块中心，离节流块中心有一段距离，是为了避免阀芯将其堵死，从而失去感应系统油压的功能；

所述阀体上的进油孔A由一组直径在Φ2～3mm的大孔和一组直径在Φ1～1.5mm的小孔组成，其大孔位于阀体轴向的中段，沿横向平均分布，小孔靠近节流块一侧横向平均分布，大孔与小孔之间的轴向距离在0.5～1mm之间，且周向错开45°；这两组孔主要是在系统油压较高时控制油压的回油流量，避免回油流量剧烈变化而导致系统油压产生振动，另外进油孔的大孔还用于对润滑油路分支提供进油。在不同的系统油压下，这些进油孔与阀芯中间的轴肩形成不同的润滑和回油的进油通流面积，随着系统油压的变化，各个进油通流面积的变化控制着输给润滑油路的流量和回油流量。

所述阀体孔口端的一组润滑油输出孔C与润滑油路连通，直径在1～1.5mm左右，通过这组小孔实现润滑进油流量节流作用。当系统油压上升时，C孔的开启面积快速增大，当系统油压升高到某一范围时，C孔被完全打开，进入的润滑油通过C孔被排出，使流量随系统油压变化的幅度变小，实现润滑进油流量的节流，从而保证系统在确定的油压状态下润滑油路供油流量不超过允许的范围。

另外，在节流块与进油孔之间还设一组径向的回油孔D，用于限制系统油压上升，当系统油路的油压上升到规定值时，进油孔A通过阀芯前端的轴颈与回油孔D连通，对控制油路进行泄油，实现压力释放。

弹簧和调压螺钉主要是用于对调压范围的调节，当需要提升系统油压的上限时，只需要将弹簧的预紧力适当的增大(即将调压螺钉往阀体里拧)，当需要降低系统油压的上限时，只需要将弹簧的预紧力适当的减小，这样即可方便的对系统工作油压的范围进行设置。当设置好调压阀对系统油压的调节范围后，用锁紧螺母将调压螺钉与阀体背死，避免在使用的过程中调压螺钉的松脱而导致系统工作油压的范围变动。

阀芯主要由三节与阀体内孔保持较小间隙配合的圆柱轴肩和两节较小圆柱轴颈构成，后端有一个用于定向弹簧的凸出圆柱，阀芯前端为球头状圆柱体，这个球头状的小圆柱，主要是保证阀芯安装在阀体里面时前端与节流块为点接触方式，使得B孔进油后阀芯的整个感应面立即工作；阀芯与阀孔保持较小间隙配合，其与阀体共同实现油液的流向管理，在油路上调压阀的进油孔A和感应孔B与系统油路相连通，系统油路的油液通过感应孔B孔对阀芯前端的感应面产生推压作用力，并与阀芯另一端的弹簧预紧作用力形成动态平衡。当油路的油压不同时，阀芯也处在不同的对应位置平衡，由阀芯与阀体共同对进油与润滑油输出孔C、进油孔A与回油孔D之间的开度进行管理，实现输出的流量和回油流量控制，同时对系统油路的油压进行调节。

本发明所述的插装式调压阀能够满足小流量液压系统的调压基本要求，解决了液压系统中小流量进油和精确控制润滑油输出流量的调压问题，结构简单，安装和维护均比较方便。

四、附图说明

图1是本发明所述插装式调压阀的结构示意图：

图2是调压阀的阀体结构示意图：

图3是润滑孔供油时，阀芯位于润滑油输出孔C部分开启状态时的示意图：

图4是调压阀回油时，阀芯位于润滑油输出孔C全部开启、进油孔A与回油孔D连通状态时的示意图。

图中：1-节流块；2-“O”形密封圈I；3-阀体；4-阀芯；5-弹簧；6-调压螺钉；7-锁紧螺母；A-进油孔；B-感应孔；C-润滑油输出孔；D-回油孔。

五、具体实施方式

下面以某型电动汽车变速器的液压控制系统拟使用的调压阀为例，对本发明作详细说明。

系统使用的泵为定量泵，油泵输出的油液通过本发明所述插装式调压阀的调节后，当进油流量为3L/min～15L/min时，使系统油压能保持在0.6MPa～1.2MPa之间；在系统油压为0.6MPa以下时，润滑油路供油流量小于0.5L/min；系统油压在0.6MPa～1.2MPa时，润滑油路供油流量为3L/min～7L/min。

首先，受润滑输出小流量的限制，调压阀的阀芯和润滑输出孔的尺寸不能过大，而在小尺寸的情况下，我们通过计算得出，在阀芯轴肩尺寸为Φ5.9mm时，所控制的流量及系统油压满足要求，阀芯的移动行程最理想。

插装式调压阀的零件包括节流块1、“O”形密封圈2、阀体3、阀芯4、弹簧5、调压螺钉6和锁紧螺母7等。

阀体3为通孔结构，阀体3底部端面采用收口方式，向内缩进45°角，节流块1镶嵌在阀体3的阀孔底端，阀芯4安装于阀体3的阀孔内，前端与节流块1相邻，弹簧5安装于阀芯4后面，在弹簧5后面装有调压螺钉6和锁紧螺母7，阀体3的外圆柱上装有O形密封圈2；阀体3轴向的中段设有两组进油孔A，阀体孔口端设有一组与润滑油路连通的润滑油输出孔C，在节流块1与进油孔A之间设有一组径向的回油孔D，节流块1上有1个感应孔B，进油孔A和感应孔B与控制油路相连通，控制油路的油液通过感应孔B对阀芯4一端产生推压作用力，并与阀芯4另一端的弹簧5作用力形成动态平衡，当油路的油压不同时，阀芯4处在对应的不同位置，由阀芯4对进油孔A与润滑油输出孔C、进油孔A与回油孔D之间的开度进行管理，实现对润滑系统输出流量和回油流量的控制，同时对油路的油压进行调节。

所述阀体3为通孔结构，为了镶嵌节流块1，在阀体底部端面进行了收口处理，节流块1作为孔底镶嵌在阀体3的阀孔底端，这种形式降低了深孔加工时孔的径向尺寸和深度的波动，提升了零件的加工一次合格率；该节流块为圆形薄板，其厚度视阀体实际而设置，节流块上的感应孔B为Φ1mm的通孔，设在距离节流块中心1.5mm的位置，调压阀主要通过这个孔来感知所控制的油路油压，实现调压功能的反馈控制，该感应孔的位置不在节流块中心，离节流块中心有一段距离，是为了避免阀芯将其堵死，从而失去感应系统油压的功能；

所述阀体上的进油孔A由一组4个直径Φ3mm的大孔和一组4个直径Φ1.3mm的小孔组成，其大孔位于阀体轴向的中段，沿横向平均分布，小孔靠近节流块一侧横向平均分布，大孔与小孔之间的轴向距离为0.7mm，且周向错开45°；这两组孔主要是在系统油压较高时控制油压的回油流量，避免回油流量剧烈变化而导致系统油压产生振动，另外进油孔的大孔还用于对润滑油路分支提供进油。在不同的系统油压下，这些进油孔与阀芯中间的轴肩形成不同的润滑和回油的进油通流面积，随着系统油压的变化，各个进油通流面积的变化控制着输给润滑油路的流量和回油流量。

阀体孔口端距离进油孔A9mm处设有一组2个Φ1.5mm的润滑油输出孔C，这两个润滑油输出孔C与润滑油路连通，通过这组小孔实现润滑进油流量节流作用。当系统油压上升时，C孔的开启面积快速增大，当系统油压升高到某一范围时，C孔被完全打开，进入的润滑油通过C孔被排出，使流量随系统油压变化的幅度变小，实现润滑进油流量的节流，从而保证系统在1.2MPa的油压状态下润滑油路供油流量不超过7L/min。

另外，在节流块与进油孔之间，靠近阀体底端10mm处还设一组4个Φ3mm的径向回油孔D，用于限制系统油压上升，当系统油路的油压上升到0.9MPa时，进油孔A通过阀芯前端的轴颈与回油孔D连通，对控制油路进行泄油，实现压力释放，随着油压的上升，所释放的润滑油流量迅速增加，使得1.2Mpa左右时输出给润滑油路的流量与回油流量的总和接近15L/min。

阀芯主要由三节与阀体内孔保持较小间隙配合的圆柱轴肩和两节较小圆柱轴颈构成，阀芯轴肩尺寸为Φ5.9mm，后端有一个用于定向弹簧的凸出圆柱，阀芯前端为球头状圆柱体，这个球头状的小圆柱，主要是保证阀芯安装在阀体里面时前端与节流块为点接触方式，使得B孔进油后阀芯的整个感应面立即工作；阀芯与阀孔保持较小间隙配合，其与阀体共同实现油液的流向管理，在油路上调压阀的进油孔A和感应孔B与系统油路相连通，系统油路的油液通过感应孔B孔对阀芯前端的感应面产生推压作用力，并与阀芯另一端的弹簧预紧作用力形成动态平衡。当油路的油压不同时，阀芯也处在不同的对应位置平衡，由阀芯与阀体共同对进油与润滑油输出孔C、进油孔A与回油孔D之间的开度进行管理，实现输出的流量和回油流量控制，同时对系统油路的油压进行调节。

经过样件的试生产，产品在工作中表现为：

(1)控制油路的油压为0.6MPa时，润滑油孔输出流量为0.5L/min以下；

(2)控制油路的油压为0.6MPa～1.2MPa时，润滑油孔输出流量为0.5L/min～6L/min；

(3)控制油路的油压为1.2MPa时，回油孔的回油流量为7L/min～9L/min；

(4)当进油流量为3L/min时，调压阀将控制油路的油压调节为0.7MPa～0.9MPa。

样件测试的性能参数满足小流量液压系统的调压基本要求，在系统供油流量为3L/min～15L/min时，该调压阀能有效调节控制油路的油压为0.6MPa～1.2MP之间，并能为润滑系统提供0.5L/min～7L/min之间的润滑油液，在保证液压系统正常工作的同时，将需要释放的小部分油液提供给润滑系统。

Claims

1.插装式调压阀，包括节流块、阀体、阀芯、弹簧、调压螺钉、锁紧螺母、“O”形密封圈，其特征在于：阀体为通孔结构，阀体底部端面采用收口方式，节流块镶嵌在阀体的阀孔底端，阀芯安装于阀体的阀孔内，前端与节流块相邻，弹簧安装于阀芯后面，在弹簧后面装有调压螺钉和锁紧螺母，阀体的外圆柱上装有“O”形密封圈；阀体轴向的中段设有两组进油孔(A)，阀体孔口端设有一组与润滑油路连通的润滑油输出孔(C)，在节流块与进油孔(A)之间设有一组径向的回油孔(D)，节流块上有1个感应孔(B)，进油孔(A)和感应孔(B)与控制油路相连通，控制油路的油液通过感应孔(B)对阀芯一端产生推压作用力，并与阀芯另一端的弹簧作用力形成动态平衡，当油路的油压不同时，阀芯处在对应的不同位置，由阀芯对进油孔(A)与润滑油输出孔(C)、进油孔(A)与回油孔(D)之间的开度进行管理，实现对润滑系统输出流量和回油流量的控制，同时对油路的油压进行调节。

2.根据权利要求1所述的插装式调压阀，其特征在于：节流块为圆形薄板，节流块上的感应孔(B)为通孔，设在距离节流块中心约1～2mm的位置。

3.根据权利要求1所述的插装式调压阀，其特征在于：阀体上的进油孔(A)由一组直径在Φ2～3mm的大孔和一组直径在Φ1～1.5mm的小孔组成，其大孔位于阀体轴向的中段，沿横向平均分布，小孔靠近节流块一侧横向平均分布，大孔与小孔之间的轴向距离在0.5～1mm之间，且周向错开45°。

4.根据权利要求1所述的插装式调压阀，其特征在于：阀芯前端为球头状圆柱体。