CN103370565B - 两级可变力螺线管 - Google Patents

两级可变力螺线管 Download PDF

Info

Publication number
CN103370565B
CN103370565B CN201280007763.8A CN201280007763A CN103370565B CN 103370565 B CN103370565 B CN 103370565B CN 201280007763 A CN201280007763 A CN 201280007763A CN 103370565 B CN103370565 B CN 103370565B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
pilot
port
fluid
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280007763.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103370565A (zh
Inventor
G·R·霍姆斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Inc
Original Assignee
BorgWarner Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Inc filed Critical BorgWarner Inc
Publication of CN103370565A publication Critical patent/CN103370565A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103370565B publication Critical patent/CN103370565B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0435Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being sliding valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/044Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603Multiple-way valves
    • F16K31/061Sliding valves
    • F16K31/0613Sliding valves with cylindrical slides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0686Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/42Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor
    • F16K31/423Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor the actuated members consisting of multiple way valves
    • F16K31/426Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid by means of electrically-actuated members in the supply or discharge conduits of the fluid motor the actuated members consisting of multiple way valves the actuated valves being cylindrical sliding valves
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • G05D16/2024Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means the throttling means being a multiple-way valve
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2093Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power
    • G05D16/2097Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power using pistons within the main valve
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7761Electrically actuated valve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

一种用于调节流体压力的两级、可变力、螺线管控制阀(10)可以包括一个阀体(12),该阀体具有一个先导流体通道(14),该先导流体通道包括一个计量台(16)、通过形成在阀体(12)中的一个阀门控制端口(20)而与一个流量放大流体通道(18)处于流体连通。一个安置在先导流体通道(14)中的螺线管操作的先导阀构件(22)可以具有一个计量孔口(24),该计量孔口与该计量台(16)相组合是可操作的以用于根据一个螺线管(34)的启用而将该阀门控制端口(20)与一个加压流体供应端口(26)和一个回排端口(28)进行选择性地连接。在一端(30a)与该先导阀构件(22)的阀门控制端口(20)处于流体连通的一个流量放大滑阀构件(30)可以根据先导阀构件(22)的操作来将一个负荷控制端口(32)与这个加压流体供应端口(26)和这个回排端口(28)进行选择性地连接。

Description

两级可变力螺线管
发明领域
本发明涉及阀门以及用于调节通道中的流体压力的阀门致动,通过关闭该通道或者由带阀门致动器形式的装置的关闭元件的一个确定的预定运动来限制该通道,该装置使用电能来改变一个可移动元件(即阀)的位置以便对一个液态材料经过一个通道或开口的流量以及用于以与所供应电能的大小成比例的力来使该阀门运动的装置进行调节或控制,或者该装置以与所供应电能的大小成比例来对压力进行调节,并且本发明涉及用于通过使用带致动装置的一个单一阀门来控制流体压力的多种流体处理系统,其中该单一阀门控制着与三条或更多压力管线的连通并且具有一个致动器,该致动器被安排成用来确定在一条负荷控制管线中的相对压力,并且该单一阀门通过由一个先导阀控制的一个流体压力驱动装置来致动,在该单一阀门中该先导阀是由电力驱动装置操作的。
背景
在汽车中可以使用螺线管操作的阀门来控制众多器件,如离合器机构或其他传动部件、或几乎任何其他液压致动的车辆系统。可以使用直接作用的螺线管操作的阀门来控制一个阀门的与该控制压力相对的先导压力。这些先导阀通常可以结合使用一个在该器件的阀体部分中移动的滑阀或针阀构件。滑阀或针阀构件可以具有带一个通道的一个中空孔以用于在供应端口、控制端口、以及该阀门构件的排放端口之间相对于该针阀构件的一个中空部分来提供流体连接。这个滑阀或针阀构件可以具有一个边缘(edge),该边缘可以阻止流体在一个方向从一个端口进入并且可以略微打开以允许流体在该阀门构件的一个边缘与另一个端口之间流动。因此,对经过该阀门构件的流体流量进行计量可以在这个针阀构件和该供应端口处进行。通常来自这个直接作用的、螺线管操作的、压力控制先导阀的受控的输出先导压力通过适合的管系或多个管道而被连接到有待控制的第二级阀门上。这种类型的构形需要额外的车辆空间分配给该系统,对该车辆添加额外的材料重量,对一个更大数目的有待制造、运输、储存、以及组装的零件进行整合;并且增加了建造和/或维护车辆所需的组装时间和精力。此外,在该先导阀与该第二级阀门之间的可变管系的长度会对该系统的性能产生不利影响,这是与在该先导阀与该第二级阀门之间的管系的长度相关联的压力到达该负荷器件的压力的时间延迟的引入而产生的。此外,系统性能还会因为沿着在该先导阀与该第二级阀门之间的管系长度的泄漏可能性的增大而产生不利影响。管系长度中的任何空气穴可以通过由于空气穴的可压缩性而引起的引入压力瞬变和无效的压力输送而对系统性能产生不利影响。
概述
将令人希望的是提供一种用于调节压力的两级、可变力、螺线管控制阀来减少与以上提到的与当前组件相关联的问题。这种两级、可变力、螺线管控制阀可以包括一个阀体,该阀体具有一个先导流体通道,该先导流体通道包括一个计量台。该先导流体通道可以通过形成在该阀体中的一个流量放大阀控制控制端口而与一个流量放大流体通道处于流体连通。该阀体可以包括一个加压流体供应端口,该供应端口被可操作地连接到该先导流体通道上以及连接到该流量放大流体通道上。一个负荷控制端口可以被可操作地连接到该流量放大流体通道上,并且一个回排端口可以被可操作地连接到该流量放大流体通道上以及连接到该先导流体通道上。一个螺线管可以被可操作地连接到该阀体上邻近该先导流体通道。一个先导阀构件可以被安置在该阀体的这个先导流体通道中、并且可以被可操作地连接到该螺线管上。该先导阀构件可以具有一个计量孔口,该计量孔口与该阀体的这个计量台相组合是可操作的以用于根据该螺线管的启用来将流量放大阀控制端口选择性地连接在这个加压流体供应端口与这个回排端口之间而处于流体连通。一个流量放大阀构件可以被可操作地安置在该阀体的这个流量放大流体通道中、并且可以在一端与该先导阀构件的这个流量放大阀控制端口处于流体连通以用于将该负荷控制端口选择性地连接在该供应端口与该排放端口之间而处于流体连通。
本概念是对现有螺线管技术的一种改进以用于提高控制系统性能并降低控制系统成本。这样的设计将一个直接作用式比例控制螺线管以及一个先导式、两级比例螺线管的属性结合成一个单一的螺线管操作的阀门封装。通过使用一个单一孔口先导调节器来对一个流量放大阀进行控制,对这两种属性进行结合提供了一种改进。这样的组合使泄漏最小化、减小了先导通道的长度、并且使先导回路中被困的空气最少化。这种结果的组合改善了动态液压响应、提高了对下游负荷、调节阀、离合器、等等的可控制性、并且有可能消除现有控制系统中所需要的其他控制阀。这种组合通过消除可变的大小、长度、限制、以及与在该先导阀与该第二级阀门之间的这些现有管系连接相关联的体积而允许精确的尺寸控制和用于该流量放大阀控制通道和相关联的可膨胀室根据对先导阀进行的操作的可预测的行为,该可膨胀室被限定在该阀门控制端口与该流量放大阀构件之间。这样的组合还可以消除与在该先导阀与该第二级阀门之间的这些现有管系连接相关联的任何时间延迟、泄漏、压力瞬变、以及无效的压力输送。如果需要的话,这种设计还允许包括在第二级阀门中的压力增益。
对于本领域普通技术人员而言在以下结合附图来阅读用于实践本发明所考虑的最佳模式的说明时,本发明的其他应用将变得清楚。
附图的简要说明
在此的说明参照了附图,其中在这几个视图中相似的参考数字指代相似的部分,并且在附图中:
图1是根据本发明的一个常高式、两级、可变力、螺线管控制阀的一个侧视图,该控制阀的输出压力在非励磁时是高的并且按照施加的电流的增大而减小;
图2是图1的常高式、两级、可变力、螺线管控制阀的一个截面视图;并且
图3是一个常低式、两级、可变力、螺线管控制阀的一个截面视图,该控制阀的输出压力在非励磁时是低的并且按照施加的电流的增大而增加。
详细说明
现在参照图1和图2,用于调节流体压力的一个常高式、两级、可变力、螺线管控制阀10可以包括一个阀体12,该阀体具有一个先导流体通道14,该先导流体通道包括一个计量台16,该先导流体通道通过形成在阀体12中的一个阀门控制端口20而与一个流量放大流体通道18处于流体连通。安置在先导流体通道14中的一个螺线管操作的先导阀构件22可以包括一个计量孔口24,该计量孔口协同计量台16是可操作的以用于根据螺线管操作的先导阀构件22的启用而将阀门控制端口20与一个加压流体供应端口26和一个回排端口28进行选择性地连接。一个流量放大滑阀构件30可以被安置在流量放大流体通道18中、在一端30a处与阀门控制端口20处于流体连通以用于响应加压流体流经先导阀构件22而将一个负荷控制端口32与加压流体供应端口26和回排端口28进行选择性地连接。先导阀构件22控制着一个可膨胀室中的流体压力,该可膨胀室被限定在阀门控制端口20与流量放大滑阀构件30的一端30a之间。用来使邻近该流量放大滑阀构件30的末端30a的这个相关联的可膨胀室膨胀和收缩的压力是由先导阀构件22来控制的,其响应该流量放大滑阀构件30在流量放大流体通道18中的往复运动而对流量放大流体通道18中流体压力输出进行控制。
阀体12可以由一个单一的、长形阀体12来限定,该阀体容纳该先导阀构件22和流量放大滑阀构件30以用于在该阀体中的往复运动。先导阀构件22和流量放大滑阀构件30可以沿这个单一的、长形的阀体12的一条共同轴线是可移动的。一个螺线管致动器34可以被可操作地连接到先导阀构件22上邻近该先导流体通道14。螺线管致动器34可以可操作的使先导阀构件22与供应的电能大小成比例地运动。一个先导阀偏置构件36可以推动该先导阀构件22朝向一个预定的先导阀位置。通过举例而非限制的方式,如图2所展示的,先导阀构件22被推动而与螺线管致动器34发生接触。一个滑阀偏置构件38可以推动该流量放大滑阀构件30朝向一个预定的滑阀位置。通过举例而非限制的方式,如图2所展示,滑阀构件30被推动朝向阀门控制端口20以便关闭负荷控制端口32、加压流体供应端口26、以及回排端口28之间的流体连通。一个螺线管偏置构件40可以推动该螺线管电枢52朝向该螺线管电枢52的一个预定位置。通过举例而非限制的方式,如图2所展示的,螺线管电枢52被推动而与先导阀构件22发生接触。在螺线管34失电时,常高式控制阀10使负荷控制端口20维持高的流体压力。
流量放大滑阀构件30可以包括一个第一台阶42,该第一台阶根据经过阀门控制端口20进行作用的流体压力而协同相对于阀体12的运动是可操作的以便打开或关闭在负荷控制端口32与回排端口28之间的流体连通。第一台阶42可以使阀门控制端口20与回排端口28隔离。在滑阀构件30的整个运动范围内,滑阀构件30的一个第二台阶44可以协同该阀体12是可操作的以使加压流体供应端口26与回排端口28相隔离。滑阀构件30的一个第三台阶46可以根据经过阀门控制端口20进行作用的流体压力来协同相对于阀体12的运动是可操作的,以便打开或关闭在负荷控制端口32与加压流体供应端口26之间的流体连通。第三台阶46还可以使负荷控制端口32与一个反馈压力室48相隔离,该反馈压力室通过一个反馈压力孔50而与负荷控制端口32处于流体连通。
这个两级、可变力、螺线管控制阀可以被整合到一个流体处理系统中,该系统包括一条加压流体供应管线、一条回排管线、以及用于调节压力的一条负荷控制管线。该流体处理系统可以是一个离合器机构、或其他传动部件、或几乎任何其他液压致动的车辆系统。如先前在以上更详细描述的,阀体12可以具有一个先导流体通道14,该先导流体通道包括一个计量台16,该先导流体通道通过形成在阀体12中的一个阀门控制端口20而与一个流量放大流体通道18处于流体连通。安置在先导流体通道14中的一个螺线管操作的先导阀构件22可以具有一个计量孔口24,该计量孔口与计量台16相组合是可操作的以用于根据螺线管操作的先导阀构件22的启用而使阀门控制端口20与穿过一个加压流体供应端口26的一条加压流体供应管线以及穿过一个回排端口28的一条外排管线进行选择性地连接。一个流量放大滑阀构件30可以被安置在流量放大流体通道18中、在一端30a处与阀门控制端口20处于流体连通以用于响应经过先导阀构件22的加压流体流量而将经过一个负荷控制端口32的一条负荷控制管线与加压的流体供应端口26和回排端口28进行选择性地连接。
这个单一的、长形的阀体12可以将先导阀构件22和流量放大滑阀构件30封闭以用于在该阀体中的往复运动。先导阀构件22和流量放大滑阀构件30可以沿这个单一的、长形的阀体12的一条共同轴线是可移动的。螺线管致动器34可以被可操作地连接到先导阀构件22上、邻近先导流体通道14。螺线管致动器34可以由一个弹簧构件40来偏置而朝向先导阀构件22、并且能够可操作的使先导阀构件22与供应的电能大小成比例地运动。弹簧构件36可以在一个离开流量放大滑阀构件30的方向上对先导阀构件22进行偏置以提供零先导压力并且与电枢52维持接触。而弹簧构件38能够对该流量放大滑阀构件30进行偏置使其朝向阀门控制端口20以便提供与先导级压力相比较小的一个第二级压力偏移控制从而来提高输出增益线性度并降低系统流体污染敏感度。
这个两级、可变力、螺线管控制阀10可以包括一个铁磁性的、杆状的、实心的、圆柱形的电枢52,该电枢通过多个低弹簧系数的弹簧36、40而被悬吊,这些弹簧在电枢52的相对的两端、在一个空心的圆柱形绕线筒56的一个开口或孔54中,以用于响应一个电磁线圈58上施加的电流而在与一个关闭的阀门位置和完全打开的阀门位置相对应的位置之间的往复运动。电枢52的位置是通过使一个电磁线圈58的电磁场的可变力与使电枢52偏置的一个压缩螺旋弹簧40的力相平衡来控制的,并且该电枢接合该先导阀构件22而朝向该先导阀构件22的关闭位置。电磁线圈58、绕线筒56以及电枢52在螺线管壳体60中被定位,其方式为使得壳体60在电枢52处提供集中的电磁场磁通量。一个流体控制先导阀构件22响应推动一个压缩螺旋弹簧36而接合该电枢52的一端、并且相对于被安置在阀体12中的一个阀座或计量台16进行运动以使一个加压流体供应端口26和一个回排端口28相对于阀门控制端口20选择性地连通,以便按照一种与施加的电流大小成比例的方式来对在阀门控制端口20处的流体压力进行调节。
流量放大滑阀构件30可以被安置在阀体12中以用于提供一种两级能力。一级操作涉及通过使滑阀构件30在最小压力输出阀芯位置与最大压力输出阀芯位置之间移动、以与供应到线圈58的电流大小成比例地方式来控制经过该负荷控制端口32的流体压力输出,该线圈对先导阀构件22的运动以及相对应的被传送到阀门控制端口20的流体压力进行控制。滑阀构件30的第三台阶46使负荷控制端口32与一个反馈压力室48相隔离。反馈压力室48通过一个反馈压力孔口50而与负荷控制端口32处于流体连通。另一级操作涉及通过使滑阀构件30在最小压力阀芯位置与最大压力阀芯位置之间移动、以与供应到线圈58的电流大小成比例地方式来控制经过回排端口28的流体压力输出,该线圈对先导阀构件22的运动以及相对应的被传送到阀门控制端口20的流体压力进行控制。电枢52运动的方向响应线圈58被励磁并且相对应的阀门功能取决于该阀门是被配置为常高式(如图2所展示)还是被配置为常低式(如图3所展示)。
现在参照图3,应当认识到的是还可以根据本发明提供用于调节流体压力的一种常低式、两级、可变力、螺线管控制阀10。除了取消偏置弹簧40、先导阀构件22的伸长、以及当线圈58被励磁时电枢52的操作方向之外,这种常低式、两级、可变力、螺线管控制阀10在构造上与上述的常高式控制阀10是相同的。对于在常高式的与常低式的控制阀10之间所列举的各种共同部件的详细的解释可以参考上述进行的说明。运行中,这个常低式控制阀10在螺线管34失电时在阀门控制端口20维持一个低流体压力,这与在负荷控制端口32中所保持的低流体压力相对应。
这个常低控制压力和常高控制压力是相对于螺线管的失电状态。螺线管中产生的力的大小是有限的,从而在用于常低控制压力阀的一个打开点或用于常高控制压力阀的一个关闭点之间创建一种功能关系。螺线管机构包括两种不同的用于磁性封装的构形,同时电枢的运动是在相反的方向上、取决于这个线性的螺线管是常高式阀门组件封装的一部分还是常低式阀门组件封装的一部分。当力平衡时(即当来自弹簧的净弹簧力加上来自入口的压力等于磁力时)该电枢将处于平衡并且通过阀座将确立希望有的流量。具有低泄漏行为的可取的控制压力得以实现,使得在励磁与失电状态之间的某些时刻流动速率最大。结果的流量相对于电流的曲线类似钟形曲线,使得常高阀门组件和常低阀门组件提供基本上成比例的、线性的曲线。通过使用两个弹簧,一个净预负荷可以被限定成使打开一个常闭阀或关闭一个常开阀所需要的打开点电流更小。通过举例而非限制的方式,流量放大阀构件30被展示成具有压力输出增益比为1:1的一个负荷控制端口32。然而,应当认识到的是用一个适当的大小、分级的、流量放大阀构件30,可以将一个有别于1:1的压力增益比整合到该组件中以提供所希望的负荷控制端口32压力输出。
虽然本发明已经结合目前所考虑到的最实用和优选的实施例进行了说明,应该理解本发明不限于所披露的这些实施例,而相反地是旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围中包括的不同的修改和等效安排,对该范围应给予最广义的解释以便涵盖如法律所容许的所有此类修改和等效结构。

Claims (15)

1.一种用于调节流体压力的两级、可变力、螺线管控制阀(10),该控制阀包括:
一个阀体(12),该阀体具有一个先导流体通道(14),该先导流体通道包括一个计量台(16)、通过形成在该阀体(12)中的一个阀门控制端口(20)而与一个流量放大流体通道(18)处于流体连通;
一个螺线管操作的先导阀构件(22),该先导阀构件被安置在该先导流体通道(14)中、具有一个计量孔口(24),该计量孔口与该计量台(16)相组合是可操作的以用于根据这个螺线管操作的先导阀构件(22)的启用而将该阀门控制端口(20)与一个加压流体供应端口(26)和一个回排端口(28)进行选择性地连接;以及
一个流量放大滑阀构件(30),该滑阀构件被安置在该流量放大流体通道(18)中、在一端(30a)与该阀门控制端口(20)处于流体连通以用于根据通过该先导阀构件(22)所控制的流体压力来将一个负荷控制端口(32)与这个加压流体供应端口(26)和这个回排端口(28)进行选择性地连接。
2.如权利要求1所述的控制阀(10),其中该阀体(12)进一步包括:
一个单一的、长形的阀体(12),这个单一的、长形的阀体容纳该先导阀构件(22)和该流量放大滑阀构件(30)以用于在该阀体中的往复运动。
3.如权利要求2所述的控制阀(10),进一步包括:
该先导阀构件(22)和该流量放大滑阀构件(30)沿这个单一的、长形的阀体(12)的一条共同轴线是可移动的。
4.如权利要求1所述的控制阀(10),进一步包括:
一个螺线管致动器(34),该螺线管致动器被可操作地连接到该先导阀构件(22)上邻近该先导流体通道(14),该螺线管致动器(34)是可操作的使该先导阀构件(22)与供应的电能大小成比例地运动。
5.如权利要求1所述的控制阀(10),进一步包括:
一个先导阀偏置构件(36),该偏置构件用于推动该先导阀构件(22)朝向一个预定的先导阀位置以提供零先导压力。
6.如权利要求1所述的控制阀,进一步包括:
一个滑阀偏置构件(38),该偏置构件用于推动该流量放大滑阀构件(30)朝向一个预定的滑阀位置以便提供与一个先导级压力相比较小的一个第二级控制压力偏移从而提高输出增益线性度并降低系统流体污染敏感度。
7.一种用于调节流体压力的两级、可变力、螺线管控制阀(10),该控制阀包括:
一个单一的、长形的阀体(12),该阀体具有带一个计量台(16)的一个先导流体通道(14)以及一个流量放大流体通道(18),该流量放大流体通道通过形成在该阀体(12)中的一个阀门控制端口(20)而与该先导流体通道(14)处于流体连通,该阀体(12)包括一个加压流体供应端口(26),该供应端口被可操作地连接到该先导流体通道(14)上并且被连接到该流量放大流体通道(18)上,一个负荷控制端口(32)被可操作地连接到该流量放大流体通道(18)上,并且一个回排端口(28)被可操作地连接到该流量放大流体通道(18)上并且被连接到该先导流体通道(14)上;
一个螺线管(34),该螺线管是可操作地连接到该阀体(12)上邻近该先导流体通道(14);
一个先导阀构件(22),该先导阀构件被可操作地安置在该阀体(12)的先导流体通道(14)中并且被可操作地连接到该螺线管(34)上,该螺线管(34)是可操作的使该先导阀构件(22)与供应的电能的大小成比例地运动,该先导阀构件(22)具有一个计量孔口(24),该计量孔口与该阀体(12)的这个计量台(16)相结合是可操作的以便用于根据该螺线管(34)的启用而将该阀门控制端口(20)选择性地连接在该加压流体供应端口(26)与该回排端口(28)之间而处于流体连通;以及
一个流量放大滑阀构件(30),该滑阀构件被可操作地安置在该阀体(12)的这个流量放大流体通道(18)中并且在一端(30a)可操作地与同该先导阀构件(22)的这个计量台(16)相关联的这个阀门控制端口(20)处于流体连通,以便在该一端(30a)与该阀门控制端口(20)之间限定一个可膨胀的室,该流量放大滑阀构件(30)用于根据在该可膨胀室中的、通过该先导阀构件(22)控制的流体压力来将该负荷控制端口(32)选择性地连接在这个加压流体供应端口(26)与这个回排端口(28)之间而处于流体联通。
8.如权利要求7所述的控制阀(10),进一步包括:
一个先导阀偏置构件(36),该偏置构件用于推动该先导阀构件(22)朝向一个预定的先导阀位置以便提供零先导压力并维持与螺线管(34)的接触;
一个滑阀偏置构件(38),该偏置构件用于推动该流量放大滑阀构件(30)朝向一个预定的滑阀位置以便提供与一个先导级压力相比较小的一个第二级控制压力偏移从而来提高输出增益线性度并降低系统流体污染敏感度;以及
一个螺线管偏置构件(40),该偏置构件用于推动该螺线管朝向一个预定的螺线管位置。
9.如权利要求7所述的控制阀(10),其中该流量放大阀构件(30)进一步包括:
一个第一台阶(42),该第一台阶根据通过该阀门控制端口(20)进行作用的流体压力而协同相对于该阀体(12)的运动是可操作的,以便打开和关闭在该负荷控制端口(32)与该回排端口(28)之间的流体连通,该第一台阶(42)使该阀门控制端口(20)与该回排端口(28)相隔离;
一个第二台阶(44),该第二台阶与该阀体(12)的协作是可操作的,以便将这个加压流体供应端口(26)与该回排端口(28)相隔离;以及
一个第三台阶(46),该第三台阶根据通过该阀门控制端口(20)的作用的流体压力来协同相对于该阀体(12)的运动是可操作的,以便打开和关闭在该负荷控制端口(32)与这个加压流体供应端口(26)之间的流体连通,该第三台阶(46)使该负荷控制端口(32)与一个反馈压力室(48)相隔离,该反馈压力室通过一个反馈压力孔口(50)而与该负荷控制端口(32)处于流体联通。
10.在包括加压流体供应管线、回排管线、以及负荷控制管线的流体处理系统中,用于调节流体压力的两级、可变力、螺线管控制阀(10),包括:
一个阀体(12),该阀体具有一个先导流体通道(14),该先导流体通道包括一个计量台(16)、通过形成在该阀体(12)中的一个阀门控制端口(20)而与一个流量放大流体通道(18)处于流体连通;
一个螺线管操作的先导阀构件(22),该先导阀构件被安置在该先导流体通道(14)中、具有一个计量孔口(24),该计量孔口与该计量台(16)相组合是可操作的以用于根据螺线管操作的该先导阀构件(22)的启用而将该阀门控制端口(20)与穿过一个加压流体供应端口(26)的一条加压流体供应管线以及穿过一个回排端口(28)的一条回排管线进行选择性地连接;以及
一个流量放大滑阀构件(30),该滑阀构件被安置在该流量放大流体通道(18)中、在一端(30a)可操作地与该阀门控制端口(20)相流体连通从而将一个可膨胀室限定在这个一端(30a)与该阀门控制端口(20)之间,该流量放大滑阀构件(30)用于根据在该可膨胀室中的、通过该先导阀构件(22)控制的流体压力而将穿过一个负荷控制端口(32)的一条负荷控制管线与这个加压流体供应端口(26)和这个回排端口(28)进行选择性地连接。
11.如权利要求10所述的控制阀,其中该阀体(12)进一步包括:
一个单一的、长形的阀体(12),这个单一的、长形的阀体将该先导阀构件(22)和该流量放大滑阀构件(30)封闭以用于在该阀体中的往复运动。
12.如权利要求11所述的控制阀,进一步包括:
该先导阀构件(22)和该流量放大滑阀构件(30)沿这个单一的、长形的阀体(12)的一条共同轴线是可移动的。
13.如权利要求10所述的控制阀,进一步包括:
一个螺线管致动器(34),该螺线管致动器被可操作地连接到该先导阀构件(22)上邻近该先导流体通道(14),该螺线管致动器(34)通过一个弹簧构件(40)而被偏置朝向该先导阀构件(22)并且该螺线管致动器是可操作的使该先导阀构件(22)与供应的电能大小成比例地运动。
14.如权利要求10所述的控制阀,进一步包括:
一个弹簧构件(36),该弹簧构件用于在一个离开该流量放大滑阀构件(30)的方向上对该先导阀构件(22)进行偏置以提供零先导压力并维持与电枢(52)的接触。
15.如权利要求10所述的控制阀,进一步包括:
一个弹簧构件(38),该弹簧构件用于对该流量放大滑阀构件(30)进行偏置而朝向该阀门控制端口(20)以便提供与先导级压力相比较小的一个第二级控制压力偏移从而提高输出增益线性度并降低系统流体污染敏感度。
CN201280007763.8A 2011-02-28 2012-02-24 两级可变力螺线管 Expired - Fee Related CN103370565B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161447414P 2011-02-28 2011-02-28
US61/447,414 2011-02-28
US61/447414 2011-02-28
PCT/US2012/026445 WO2012118698A2 (en) 2011-02-28 2012-02-24 Two-stage variable force solenoid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103370565A CN103370565A (zh) 2013-10-23
CN103370565B true CN103370565B (zh) 2015-04-29

Family

ID=46758430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280007763.8A Expired - Fee Related CN103370565B (zh) 2011-02-28 2012-02-24 两级可变力螺线管

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9599245B2 (zh)
EP (1) EP2681476A4 (zh)
JP (1) JP6023093B2 (zh)
KR (1) KR20140007916A (zh)
CN (1) CN103370565B (zh)
WO (1) WO2012118698A2 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012218325A1 (de) * 2012-10-09 2014-04-10 Continental Automotive Gmbh Aktuatoreinheit, insbesondere für die Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine
US10648575B2 (en) * 2012-10-24 2020-05-12 Prince Industries, Inc. Electro-hydraulic pressure reducing and relieving valve with flow force control for large flow capacity
JP6558980B2 (ja) * 2015-06-30 2019-08-14 株式会社ケーヒン 圧力流体制御装置
DE102018110753A1 (de) * 2017-08-21 2019-02-21 ECO Holding 1 GmbH Elektrohydraulisches Ventil und Verfahren zur Herstellung eines elektrohydraulischen Ventils
CN107725517B (zh) * 2017-09-30 2019-12-27 中国第一汽车股份有限公司 一种比例流量电磁阀
US11519497B2 (en) * 2017-12-08 2022-12-06 Allison Transmission, Inc. Linear force solenoid valve body mounting
CN108591173B (zh) * 2018-05-10 2019-08-06 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种电磁阀及双作用双级气缸控制总成
JP7339128B2 (ja) * 2019-11-05 2023-09-05 株式会社ミクニ 電磁切換弁
JP2022092363A (ja) * 2020-12-10 2022-06-22 住友重機械工業株式会社 スプール型流量制御弁およびその製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0711944A1 (en) * 1994-11-10 1996-05-15 Saturn Electronics & Engineering, Inc. Proportional variable force solenoid control valve and transmission fluid control device
US6068237A (en) * 1997-10-31 2000-05-30 Borg-Warner Automotive, Inc. Proportional variable bleed solenoid valve with single adjustment pressure calibration
US6435472B1 (en) * 1997-11-26 2002-08-20 Saturn Electronics & Engineering, Inc. Proportional variable force solenoid control valve with armature damping
CN101512201A (zh) * 2006-09-26 2009-08-19 博格华纳公司 直动式先导压力控制螺线管

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2087387A (en) * 1932-02-12 1937-07-20 Bendix Aviat Corp Clutch control mechanism
FR2236132B1 (zh) * 1973-07-03 1983-11-18 Messier Hispano Sa
JPS50153321A (zh) 1974-05-31 1975-12-10
DE2932810A1 (de) * 1979-08-13 1981-02-26 Reinhard Ing Grad Kucharzyk Elektrohydraulisches servoventil mit mechanischer rueckfuehrungsregelung
JPS56116968A (en) * 1980-02-15 1981-09-14 Kayaba Ind Co Ltd Solenoid valve
US4485846A (en) * 1982-02-24 1984-12-04 Mac Valves, Inc. Four-way valve with integral flow controls, common exhaust, and cartridge type pilot valve
US4605197A (en) 1985-01-18 1986-08-12 Fema Corporation Proportional and latching pressure control device
US4576200A (en) * 1985-03-26 1986-03-18 Applied Power Inc. Hydraulic pressure reducing control valve
US4741364A (en) * 1987-06-12 1988-05-03 Deere & Company Pilot-operated valve with load pressure feedback
US4966195A (en) 1987-06-25 1990-10-30 Colt Industries Inc. Transmission pressure regulator
JPH01156379U (zh) * 1988-04-20 1989-10-27
JP2516339Y2 (ja) * 1989-10-06 1996-11-06 株式会社コガネイ 電磁弁
US5051631A (en) 1990-07-16 1991-09-24 Spx Corporation Electromagnetic solenoid valve with variable force motor
US5836335A (en) 1991-08-19 1998-11-17 Fluid Power Industries, Inc. Proportional pressure control valve
US5546847A (en) * 1995-09-12 1996-08-20 Caterpillar Inc. Hydraulic cylinder snubbing arrangement
US5996628A (en) 1996-01-16 1999-12-07 Saturn Electronics & Engineering, Inc. Proportional variable force solenoid control valve
US5709368A (en) * 1996-08-26 1998-01-20 Caterpillar Inc. Hydraulic control valve for fluid metering and cylinder protection
JP2000009250A (ja) * 1998-06-22 2000-01-11 Kenji Masuda 比例絞り弁
JP2001208234A (ja) * 2000-01-26 2001-08-03 Denso Corp 電磁弁
JP2001280516A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Denso Corp 調圧弁
DE10037793B4 (de) * 2000-08-03 2007-05-24 Hydraulik-Ring Gmbh Magnetventil, insbesondere Druckregelventil
DE10104622B4 (de) * 2001-02-02 2014-05-22 Robert Bosch Gmbh Hydraulisches Druckregelventil
US6619183B2 (en) * 2001-12-07 2003-09-16 Caterpillar Inc Electrohydraulic valve assembly
US7779853B2 (en) 2004-02-24 2010-08-24 Parker-Hannifin Corporation Proportional pressure control valve
FR2873828B1 (fr) 2004-07-27 2006-10-20 In Lhc Soc Par Actions Simplif Servovalve de regulation de pression a debit de fuite reduit
JP2007032689A (ja) 2005-07-26 2007-02-08 Denso Corp スプール弁装置
US8172197B2 (en) * 2006-07-06 2012-05-08 Mks Instruments, Inc. Fast-acting pneumatic diaphragm valve
JP5416366B2 (ja) * 2008-05-27 2014-02-12 株式会社ケーヒン 電磁スプール弁装置
EP2414712A4 (en) * 2009-03-30 2017-01-25 Borgwarner Inc. Die cast sleeve with stability enhancement features occupying a small package space
JP5233852B2 (ja) * 2009-06-11 2013-07-10 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電磁弁装置
DE102012006681A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Hydac Fluidtechnik Gmbh Ventil, insbesondere vorgesteuertes Proportional-Druckregelventil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0711944A1 (en) * 1994-11-10 1996-05-15 Saturn Electronics & Engineering, Inc. Proportional variable force solenoid control valve and transmission fluid control device
US6068237A (en) * 1997-10-31 2000-05-30 Borg-Warner Automotive, Inc. Proportional variable bleed solenoid valve with single adjustment pressure calibration
US6435472B1 (en) * 1997-11-26 2002-08-20 Saturn Electronics & Engineering, Inc. Proportional variable force solenoid control valve with armature damping
CN101512201A (zh) * 2006-09-26 2009-08-19 博格华纳公司 直动式先导压力控制螺线管

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012118698A3 (en) 2012-11-01
CN103370565A (zh) 2013-10-23
EP2681476A4 (en) 2017-02-22
US20130333773A1 (en) 2013-12-19
WO2012118698A2 (en) 2012-09-07
US9599245B2 (en) 2017-03-21
EP2681476A2 (en) 2014-01-08
JP2014509718A (ja) 2014-04-21
KR20140007916A (ko) 2014-01-20
JP6023093B2 (ja) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103370565B (zh) 两级可变力螺线管
US8839819B2 (en) Direct-acting pilot pressure control solenoid
US20140026985A1 (en) Electro-proportional pilot operated poppet valve with pressure compensation
JP5406992B2 (ja) ガス用調圧弁
US7958909B2 (en) Spool valve
EP2115336B1 (en) Solenoid valve having a two piece moving valve element
JP5406993B2 (ja) ガス用調圧弁
US20090057583A1 (en) Dual setpoint pressure controlled hydraulic valve
CN102803804A (zh) 具有供应压力卸载功能的电动-液压提升阀
US8534639B1 (en) Solenoid valve with a digressively damped armature
JP2004069069A (ja) ソレノイド作動圧力制御弁
US8302629B2 (en) Valve unit
US6202697B1 (en) Proportional pressure control valve
JP7065828B2 (ja) 電磁比例弁
US8573559B1 (en) Control valve with area independent pressure sensing
JPH0246384A (ja) 電磁弁
US9032739B2 (en) Load limited actuator
US20230375102A1 (en) Solenoid Valve
JP5416398B2 (ja) 電磁スプール弁装置
JPS5833949B2 (ja) 力フィ−ドバック式電磁パイロット型切換弁
JPS6125922B2 (zh)
JP2000035152A (ja) ソレノイドバルブ
JPS6283575A (ja) 電磁弁
JPH08219319A (ja) 電磁比例圧力制御弁
JP5351560B2 (ja) 電磁スプール弁装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150429

Termination date: 20190224

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee