CN104454061A - 一种带导向结构的机油控制阀 - Google Patents

一种带导向结构的机油控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种带导向结构的机油控制阀，包括阀芯(20)、极靴(6)、磁芯轴(8)、磁芯(14)和电磁螺线管总成(12)，磁芯(14)与电磁螺线管总成(12)上的后轭套(10)之间设置导向套(13)，磁芯轴(8)与磁芯(14)固定连接，磁芯轴(8)与极靴(6)之间设置带滚珠(19)的导向结构，且磁芯(14)一端与导向套(13)之间形成滑动摩擦，另一端通过磁芯轴(8)与滚珠(19)之间形成滚动摩擦。采用本发明可以将磁芯的受力支撑点转移在滚珠处，减小阀芯对磁芯轴的作用力的力臂长度，使得位于滚珠右侧的磁芯与导向套所承受的径向负载减小，有效地减轻了磁芯与导向套的磨损，使机油控制阀的使用寿命得以有效提高。

Description

一种带导向结构的机油控制阀
技术领域
本发明涉及机油控制阀技术领域，尤其是涉及用于发动机可变气门正时系统的一种带导向结构的机油控制阀。
背景技术
可变气门正时系统在新型汽车发动机上得到了越来越广泛的应用，它可以提升发动机的功率、扭矩，降低油耗和尾气排放。机油控制阀是可变气门正时系统中的重要部件，它根据发动机控制系统发出的控制信号来切换通往凸轮相位器的机油通道并控制机油流量，从而达到精确控制凸轮相位器转角的目的。
现有的部分机油控制阀中的磁芯的运动完全依靠导向套来支撑，磁芯的前、后端都支撑在导向套上，磁芯、导向套的前后端均承受滑动摩擦，这种支撑导向结构的机油控制阀在工作过程中，其中的弹簧、阀芯的倾斜，以及磁芯和磁芯轴的不同轴，都将引起磁芯所受径向负载的增加，导致导向套与磁芯之间的磨损加剧，使机油控制阀的使用寿命降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种带导向结构的机油控制阀，减小磁芯、导向套所承受的径向负载，减轻磁芯与导向套的磨损，提高机油控制阀的使用寿命。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种带导向结构的机油控制阀，包括阀芯、极靴、磁芯轴、磁芯和电磁螺线管总成，所述磁芯与电磁螺线管总成之间设置导向套，所述磁芯轴与磁芯固定连接，所述磁芯轴与极靴之间设置带滚珠的导向结构，且所述磁芯一端与导向套之间形成滑动摩擦，另一端通过磁芯轴与滚珠之间形成滚动摩擦。
优选地，所述的导向结构是由轴承外套与滚珠组成的第一导向轴承，所述轴承外套与极靴一端固定连接，在轴承外套内侧开设导槽，所述滚珠安装在导槽内且可沿着导槽轴向滚动。
优选地，所述极靴一端开设内孔，所述第一导向轴承的轴承外套与极靴一端的内孔组成过盈配合方式固定连接。
优选地，所述的导向结构是由滚珠与极靴配合而成，在所述极靴上开设若干导向槽，在所述导向槽内安装有可沿导向槽轴向滚动的滚珠。
优选地，所述的导向结构还包括与滚珠相配合的滚珠箍架，所述滚珠箍架将滚珠沿圆周方向隔开。
优选地，所述的导向结构是由滚珠与环形轴承架组成，所述轴承架主体上开设若干导槽，所述滚珠安装在导槽内且可沿着导槽轴向滚动，所述轴承架固定连接在磁芯轴上。
优选地，所述轴承架主体一端向外伸出若干个L形卡爪，在磁芯轴上开设环槽，所述卡爪与磁芯轴上的环槽卡接固定。
优选地，所述的磁芯轴上沿轴向方向开设有泄油通孔，在阀芯与磁芯轴接触端面开设泄油槽，所述泄油槽与泄油通孔联通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于磁芯轴与极靴之间设置有带滚珠的导向结构，使得磁芯一端与导向套之间形成滑动摩擦，而另一端则通过磁芯轴与滚珠之间形成滚动摩擦，减小了导向套的摩擦面，使得导向套的摩擦磨损得以减轻；同时，由于磁芯轴与滚珠之间为滚动摩擦，摩擦系数小，有利于减轻磁芯轴后端的磁芯与导向套的磨损；另外，采用本发明的导向结构后，可以减小阀芯对磁芯轴的作用力的力臂长度，使得位于滚珠右侧的磁芯与导向套所承受的径向负载有效地减小，进一步降低磁芯与导向套的磨损，使机油控制阀的使用寿命能够延长。
附图说明
图1为本发明一种带导向结构的机油控制阀的剖视图(实施例1)。
图2为图1中第一导向轴承的主视图。
图3为图1中第一导向轴承的左视图。
图4为图1中第一导向轴承的剖视图。
图5为本发明一种带导向结构的机油控制阀的剖视图(实施例2)。
图6为图5中由极靴和滚珠组成的导向结构的剖视图。
图7为图5中由极靴和滚珠组成的导向结构的左视图。
图8为本发明一种带导向结构的机油控制阀的剖视图(实施例3)。
图9为图8中由第二导向轴承和滚珠组成的导向结构的剖视图。
图10为图9中的第二导向轴承的主视图。
图11为图9中的第二导向轴承的左视图。
图中标记：1-弹簧座，2-阀套，3-滤网，4-第一密封圈，5-垫片，6-极靴，7-第二密封圈，8-磁芯轴，9-阀外壳，10-后轭套，11-骨架，12-电磁螺线管总成，13-导向套，14-磁芯，15-沉孔，16-排油孔，17-弹性垫圈，18-第一导向轴承，19-滚珠，20-阀芯，21-单向阀，22-弹簧，23-轴承外套，24-滚珠箍架，25-导槽，26-导向槽，27-轴承架，28-卡爪，29-泄油通孔，30-凸肩，201-泄油槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示的一种带导向结构的机油控制阀，主要包括弹簧座1、阀套2、极靴6、磁芯轴8、阀外壳9、电磁螺线管总成12、磁芯14以及阀芯20和单向阀21，其中的电磁螺线管总成12包括骨架11和后轭套10，所述弹簧座1与阀套2一端固定连接，阀套2另一端与阀外壳9固定连接，所述阀芯20安装在阀套2内腔中，在阀芯20与弹簧座1之间设置弹簧22；所述极靴6呈T形结构，其较大端与电磁螺线管总成12分别固定连接在阀外壳9的内腔两端，且在极靴6较大端与电磁螺线管总成12上的骨架11之间设置有弹性垫圈17，所述弹性垫圈17的主要作用是防止电磁螺线管总成12松动。所述阀套2一端紧靠极靴6的较大端，且在阀套2与极靴6之间设置有第一密封圈4进行密封。所述磁芯14位于电磁螺线管总成12内，在磁芯14与电磁螺线管总成12上的后轭套10之间设置有薄壁杯状的导向套13，所述导向套13的开口端与极靴6的较小端之间通过第二密封圈7密封连接。在靠近阀套2的极靴6一端设置有安装第一导向轴承18的内孔，所述第一导向轴承18通过过盈配合压装入极靴6上的内孔中固定，这种结构可使机油控制阀的整体结构更加紧凑。所述第一导向轴承18如图2、图3、图4所示，包括轴承外套23和滚珠19，所述轴承外套23与靠近阀套2的极靴6一端的内孔过盈配合固定，在轴承外套23内侧开设U形导槽25，所述滚珠19安装在导槽25内且可沿着导槽25轴向滚动，其轴向滚动行程为导槽25的轴向长度。所述滚珠19采用钢球，既可保证其滚动耐压强度，也可降低其使用成本。
所述磁芯轴8后端与磁芯14内腔之间通过过盈配合固定连接，使磁芯轴8与磁芯14连接成一体，并同步运动。在机油控制阀工作过程中，为了方便磁芯14内腔中的油气排出，所述磁芯轴8轴向方向上开设有与磁芯14内腔相通的沉孔15，所述磁芯轴8径向方向上开设有与沉孔15相通的排油孔16。所述磁芯14支撑在导向套13上，同时通过磁芯轴8前端支撑在第一导向轴承18的滚珠19上。这样就使得磁芯14在电磁力以及弹簧力的驱动下进行轴向移动时，磁芯14依靠导向套13支撑、导向并与导向套13之间形成滑动摩擦，同时，磁芯轴8前端依靠滚珠19支撑、导向并与滚珠19之间形成滚动摩擦。为了使磁芯轴8与磁芯14连接体在运动过程中受力均匀，防止发生窜动，增加运动的平稳性，可以在第一导向轴承18中适当增加滚珠19的数量，并通过环形滚珠箍架24将滚珠19沿滚珠箍架24圆周方向均匀地隔开，如图3、图4所示。
当阀芯20受到弹簧22向后端作用的推力时，阀芯20推动磁芯轴8并带动磁芯14向后端运动，磁芯14后端通过导向套13支撑，磁芯14前端通过磁芯轴8支撑在第一导向轴承18的滚珠19上，这种支撑、导向结构使得磁芯14与导向套13之间形成一端为磁芯轴8与滚珠19之间的滚动摩擦，一端为磁芯14与导向套13之间的滑动摩擦，由于磁芯轴8与滚珠19之间为滚动摩擦，其摩擦系数比滑动摩擦更小，通过改善摩擦配合，减小了磁芯整体与导向套13之间的摩擦面，因此，减轻了磁芯14与导向套13的摩擦磨损；同时，由于阀芯20与阀套2之间存在允许阀芯20运动的间隙，弹簧22的安装也可能倾斜，这就可能导致磁芯14在运动过程中所承受的径向负载增加，而采用上述支撑、导向结构后，可以将磁芯14的受力支撑点转移在滚珠19处，减小了阀芯20对磁芯轴8的作用力的力臂长度，根据杠杆原理，位于滚珠19右侧的磁芯14与导向套13所承受的径向负载就得以有效地减小，从而进一步降低了磁芯14与导向套13的磨损，提高了机油控制阀的使用寿命。
实施例2
与实施例1不同的是，取消第一导向轴承18的轴承外套23，将滚珠19直接布置在极靴6内。具体而言，如图6、图7所示，在极靴6的相对较大端开设若干沿着极靴6尾端周向布置的导向槽26，在导向槽26内安装有可沿导向槽26轴向滚动的滚珠19，并通过导向槽26底端平面和极靴6尾端端面铆压来限制滚珠19的轴向运动行程。所述磁芯14支撑在导向套13上，同时通过磁芯轴8前端支撑在滚珠19上。这样就使得磁芯14在电磁力以及弹簧力的驱动下进行轴向移动时，磁芯14依靠导向套13支撑、导向并与导向套13之间形成滑动摩擦，同时，磁芯轴8前端依靠滚珠19支撑、导向并与滚珠19之间形成滚动摩擦，滚珠19与极靴6之间也形成滚动摩擦。其他结构同实施例1。
为了使磁芯轴8与磁芯14连接体在运动过程中受力均匀，防止发生窜动，增加运动的平稳性，可以将导向槽26沿着极靴6尾端周向均匀地布置，并通过环形滚珠箍架24将滚珠10沿滚珠箍架24圆周方向均匀地隔开，如图6、图7所示。
实施例3
与上述的实施例1、实施例2不同的是，如图8、图9所示，在磁芯轴8与导向套13之间设置第二导向轴承，所述导向套13开口端延伸至极靴6较大端的外侧，所述第二导向轴承的结构如图10、图11所示，包括轴承架27和滚珠19，所述轴承架27主体部分呈环形，其上开设若干导槽25，轴承架27一端向外伸出若干个环轴承架27主体部分周向均匀分布的L形卡爪28，以保证轴承架27的轴向受力均匀。所述滚珠19安装在导槽25内且可沿着导槽25轴向滚动，其轴向滚动行程为导槽25的轴向长度。所述磁芯轴8上开设环槽，并且，所述第二导向轴承一端通过卡爪28与磁芯轴8上的环槽卡接固定，另一端紧贴磁芯轴8上的凸肩30，其中的滚珠19分别与磁芯轴8、导向套13之间形成滚动摩擦。为了方便磁芯14内腔中的油气排出，所述磁芯轴8轴向方向上开设有泄油通孔29，在阀芯20与磁芯轴8接触端面开设泄油槽201，所述泄油槽201与泄油通孔29联通。其他结构同上述的实施例1。
本发明的机油控制阀作为可变气门正时系统中的重要部件，它根据发动机控制系统发出的控制信号来切换通往凸轮相位器的机油通道并控制机油流量，从而达到精确控制凸轮相位器转角的目的。为了防止机油控制阀外部的杂质进入机油控制阀内部，在阀套2上设置滤网3来对进入机油控制阀的油气进行过滤。在阀套2上还连接单向阀21，通过单向阀21可以阻止机油控制阀内部的机油泄露。为便于机油控制阀的安装，在机油控制阀的阀外壳9上固定连接有开孔的垫片5。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带导向结构的机油控制阀，包括阀芯(20)、极靴(6)、磁芯轴(8)、磁芯(14)和电磁螺线管总成(12)，所述磁芯(14)与电磁螺线管总成(12)之间设置导向套(13)，所述磁芯轴(8)与磁芯(14)固定连接，其特征在于：所述磁芯轴(8)与极靴(6)之间设置带滚珠(19)的导向结构，且所述磁芯(14)一端与导向套(13)之间形成滑动摩擦，另一端通过磁芯轴(8)与滚珠(19)之间形成滚动摩擦。
2.根据权利要求1所述的带导向结构的机油控制阀，其特征在于：所述的导向结构是由轴承外套(23)与滚珠(19)组成的第一导向轴承(18)，所述轴承外套(23)与极靴(6)一端固定连接，在轴承外套(23)内侧开设导槽(25)，所述滚珠(19)安装在导槽(25)内且可沿着导槽(25)轴向滚动。
3.根据权利要求2所述的带导向结构的机油控制阀，其特征在于：所述极靴(6)一端开设内孔，所述第一导向轴承(18)的轴承外套(23)与极靴(6)一端的内孔组成过盈配合方式固定连接。
4.根据权利要求1所述的带导向结构的机油控制阀，其特征在于：所述的导向结构是由滚珠(19)与极靴(6)配合而成，在所述极靴(6)上开设若干导向槽(26)，在所述导向槽(26)内安装有可沿导向槽(26)轴向滚动的滚珠(19)。
5.根据权利要求2或者4所述的带导向结构的机油控制阀，其特征在于：所述的导向结构还包括与滚珠(19)相配合的滚珠箍架(24)，所述滚珠箍架(24)将滚珠(19)沿圆周方向隔开。
6.根据权利要求1所述的带导向结构的机油控制阀，其特征在于：所述的导向结构是由滚珠(19)与环形轴承架(27)组成，所述轴承架(27)主体上开设若干导槽(25)，所述滚珠(19)安装在导槽(25)内且可沿着导槽(25)轴向滚动，所述轴承架(27)固定连接在磁芯轴(8)上。
7.根据权利要求6所述的带导向结构的机油控制阀，其特征在于：所述轴承架(27)主体一端向外伸出若干个L形卡爪(28)，在磁芯轴(8)上开设环槽，所述卡爪(28)与磁芯轴(8)上的环槽卡接固定。
8.根据权利要求6或者7所述的带导向结构的机油控制阀，其特征在于：所述的磁芯轴(8)上沿轴向方向开设有泄油通孔(29)，在阀芯(20)与磁芯轴(8)接触端面开设泄油槽(201)，所述泄油槽(201)与泄油通孔(29)联通。
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