CN104989478B - 一种中置式vvt机油控制阀 - Google Patents

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向明朗
赵敬刚
张金伟
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Abstract

本发明提供一种中置式VVT机油控制阀,包括单向阀、阀体和阀芯,所述阀体进油端设置螺纹连接部,所述单向阀安装在阀体内腔中,包括阀套、阀座以及滚球体和弹簧,所述阀套一端设置滚球体安装孔,另一端设置阀芯安装孔和第一油孔、第二油孔及第三油孔,所述阀座上设置与阀体的进油口相通的通孔,所述滚球体安装在滚球体安装孔与阀座通孔之间,所述阀座通孔与第三油孔之间连通形成进油道,在阀套与滚球体之间安装弹簧,在阀芯与阀套之间安装复位弹簧。利用本发明可以极大地提高发动机可变凸轮正时系统的响应速度和控制稳定性,同时省去发动机缸盖安装孔及相应的油道,简化了发动机缸盖结构,使发动机制造成本得以降低。

Description

一种中置式VVT机油控制阀

技术领域

[0001]本发明涉及一种机油控制阀,尤其是涉及用于发动机可变凸轮正时系统相位调节 的一种中置式VVT机油控制阀。

背景技术

[M02] VVT (Variable Valve Timing,发动机可变气门正时技术)原理是根据发动机的运 行情况,调整进气(排气)的量和气门开合时间、角度,使进入发动机的空气量达到最佳,以 提高发动机燃油的燃烧效率,达到省油的目的。目前,用于发动机可变凸轮正时系统的机油 控制阀有两种:侧置式机油控制阀和中置式机油控制阀,广泛应用的主要是侧置式机油控 制阀,中置式机油控制阀是在侧置式机油控制阀上面进行的技术升级。

[0003]现有的发动机可变凸轮正时系统中,相位器是通过单独的连接用螺钉安装在凸轮 轴上,机油控制阀是与相位器相互独立的单独总成,由于机油控制阀安装在发动机缸盖上, 其通过很多组油道来控制相位器,从而导致发动机缸盖的结构复杂,提高了发动机制造成 本,同时,由于机油控制阀与相位器之间的距离比较远,控制油路相应地较长,因此,导致发 动机可变凸轮正时系统在响应速度和控制稳定性上都比较差,不利于发动机燃油燃烧效率 的提高,从而不能很好地实现发动机省油的目的。

发明内容

[0004]本发明要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题,提供一种中置式VVT机油 控制阀,提高发动机可变凸轮正时系统的响应速度和控制稳定性,并降低发动机的制造成 本。

[0005]本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种中置式VVT机油控制阀, 包括单向阀、阀体和阀芯,所述阀体进油端设置螺纹连接部,所述单向阀安装在阀体内腔 中,包括阀套、阀座以及滚球体和弹簧,所述阀套一端设置滚球体安装孔,另一端设置阀芯 安装孔和第一油孔、第二油孔及第三油孔,所述阀座上设置与阀体的进油口相通的通孔,所 述滚球体安装在滚球体安装孔与阀座通孔之间,所述阀座通孔与第三油孔之间连通形成进 油道,在阀套与滚球体之间安装弹簧,在阀芯与阀套之间安装复位弹簧。

[0006] 优选地,还包括滤网,所述滤网固定安装在阀体内腔中且位于阀座与进油口之间。

[0007] 优选地,还包括限位挡圈,在阀体内腔中设置挡圈安装槽,所述限位挡圈安装在挡 圈安装槽中。

[0008] 优选地,所述的限位挡圈与阀套之间设置弹性垫片。

[0009] 优选地,还包括定位球体,在阀体上设置第一半圆球孔,在阀套上设置第二半圆球 孔,所述定位球体安装在第一半圆球孔与第二半圆球孔之间。

[0010] 优选地,所述阀体上设置凸肩,在凸肩根部设置让位槽。

[0011] 优选地,所述阀体上设置有环油槽。

[0012]优选地,所述阀套一端设置第三油槽,所述第三油槽与滚球体安装孔相交。 L0U1JJ优选地,所述的阀套与阀体之间是间隙配合。

[00M]与现有技术相比,本发明的有益效果是:由于本发明的机油控制阀可以通过阀体 进油端的螺纹连接部与凸轮轴直接组成螺纹活动连接,阀体外圆部与相位器内孔可以间隙 配合方式套接,在阀体内腔中固定安装单向阀,从而使得机油控制阀与相位器之间的距离 更加近,缩短了控制油路,因此,极大地提高了发动机可变凸轮正时系统的响应速度和控制 稳定性,同时,由于机油控制阀不需要安装在发动机缸盖上,因此,可以省去发动机缸盖安 装孔及相应的油道,简化了发动机缸盖结构,从而降低了发动机制造成本。

附图说明

[0015]图1为本发明一种中置式VVT机油控制阀的构造图。

[0016]图2为图1中的阀体的结构图。

[0017]图3为图2中A部的局部放大图。

[0018]图4为图1中的阀套的结构图。

[0019]图5为中置式WT机油控制阀的调节示意图(相位器转子叶片向第二调节腔调节)。 [0020]图6为中置式VVT机油控制阀的调节示意图(相位器转子叶片向第一调节腔调节)。 [0021 ]图中标记:1 -滤网,2-滚球体,3-阀体,4-阀套,5-弹簧,6-复位弹簧,7-阀芯,8-限 位挡圈,9_弹性垫片,10-定位球体,H-阀座,12-集油腔,13-第一转子油道,14-相位器壳 体,15-第一调节腔,16-相位器转子叶片,;i7-第二调节腔,18-第二转子油道,30-凸肩,3卜 螺纹连接部,32_环油槽,33-让位槽,34-挡圈安装槽,35-出油口,36-第一半圆球孔,37-第 一油通道,38-第二油通道,39-进油口,41-滚球体安装孔,42-弹簧安装孔,43-第一油孔, 44-第一油槽,45-第二油孔,46-第二半圆球孔,47-第三油孔,48-第二油槽,49-第三油槽。

具体实施方式

[0022]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。

[0023]如图1所示的一种中置式VVT机油控制阀,包括阀体3、单向阀和阀芯7,其中的阀体 3的具体结构如图2、图3所示,阀体3内腔呈台阶状完全贯通,其左端开口是出油口 35,其右 端开口是进油口39,在阀体3进油端外圆部设置螺纹连接部31,在阀体3出油端外圆部设置 凸肩30,在凸肩30根部设置让位槽33;在阀体3内孔中开设挡圈安装槽34和第一半圆球孔 36,所述挡圈安装槽34与第一半圆球孔36相交;所述阀体3上还设置有第一油通道37和第二 油通道38,所述第一油通道37、第二油通道38在阀体3圆周方向上分别至少有一个油孔,在 第一油通道37的油孔出口、第二油通道38的油孔出口所在的阀体3外圆部分别设置环油槽 32,所述第一油通道37上的油孔可以通过环油槽32串联,第二油通道38上的油孔也可以通 过环油槽32串联。

[0024]所述的单向阀安装在阀体3内腔中,主要由阀座11、阀套4以及滚球体2和弹簧5组 成。其中的阀座11安装在阀体3内腔中且靠近阀体3的进油口 39,所述阀座11上设置与阀体3 的进油口 39相通的通孔^在阀体3内腔中还设置位于阀座11与进油口 39之间的滤网1,所述 滤网1固定安装在阀体3与阀座11之间,所述滤网1与阀座11之间形成一个集油腔12,如图1 所示;其中的滤网1优选片状滤网,既结构简单,而且易于安装。其中的阀套4为整体结构,可 以由铝合金加工制成,也可由塑料注塑制成。阀套4的具体结构如图4所示,其一端开设有第 三油槽49和一个台阶孔,该台阶孔包括滚球体安装孔41和弹簧安装孔42,所述第三油槽49 与滚球体安装孔41相交。阀套4的另一端设置有第二半圆球孔46和阀芯7安装孔,所述阀芯7 安装孔与弹簧安装孔42相互隔断;所述阀套4在轴向设置三组油孔:第一油孔43、第二油孔 45和第三油孔47,且第一油孔43、第二油孔45与中间一组油孔第三油孔47在圆周方向呈一 定角度分布;在阀套4外圆周上设置有两组油槽:第一油槽44和第二油槽48,如图1所示,所 述第一油槽44与阀体3内孔壁共同形成一个连接油道F,所述第二油槽48、第三油槽49与阀 体3之间共同形成一个进油道E,所述第三油槽49用于连通集油腔丨2与进油道E。第三油槽49 优选十字油槽,以保证从阀体3的进油口 39流入的机油可以顺利地进入单向阀。所述滚球体 2采用钢球,并安装在滚球体安装孔41与阀座11上的通孔之间,所述滚球体2可在滚球体安 装孔41内滑动。所述阀座11通孔与第三油孔47之间通过进油道E连通,在阀套4与滚球体2之 间安装弹簧5,所述弹簧5位于弹簧安装孔42中。

[0025] 所述的阀芯7安装在阀套4左端的内腔中,且阀芯7可以相对于阀套4直线滑动,在 阀芯7滑动过程中,其可将阀套4上的第二油孔45与第三油孔47之间接通或者阻断,也可将 阀套4上的第一油孔43与第三油孔47之间接通或者阻断。所述第一油孔43与阀体3上的第二 油通道38接通,所述第二油孔45与连接油道F相通,并与阀体3上的第一油通道37接通,所述 第三油孔47与进油道E相通。在阀套4左端的内腔中设置复位弹簧6,所述复位弹簧6位于阀 芯7与阀套4之间,其始终给阀芯7—个回位力。

[0026] 在本发明的机油控制阀中,所述的阀套4与阀体3之间是间隙配合,以消除阀体3在 安装拧紧过程中发生变形而对阀套4产生影响,保证阀芯7相对于阀套4滑动灵活。在位于阀 体3内腔的挡圈安装槽34中安装有限位挡圈8,所述限位挡圈8对安装在阀体3内部的零件阀 套4进行轴向限位。在限位挡圈8与阀套4之间设置弹性垫片9,所述弹性垫片9在限位挡圈8 与阀套4之间始终形成弹力,以消除安装于阀体3内部的零件之间的轴向间隙,防止零件窜 动。为了防止阀套4与阀体3之间因发生相对转动而导致油道错位,可以在第一半圆球孔36 与第二半圆球孔46之间安装定位球体10,所述定位球体1〇优选钢球,并安装于由第一半圆 球孔36与第二半圆球孔46组成的安装孔内。

[0027]在大多数情况下,相位器具有带一个或多个叶片的转子,转子安装在凸轮轴的端 部上,相位器壳体套装在转子上。本发明的机油控制阀通过阀体3上的螺纹连接部31与凸轮 轴直接组成螺纹活动连接,阀体3外圆部与相位器内孔以间隙配合方式套接。由于在阀体3 上的凸肩30根部设置有让位槽33,通过让位槽33可以保证凸肩30端面与相位器安装端面相 互贴合,有效地防止装配时阀体3与相位器安装孔口部发生干涉。因此,机油控制阀与相位 器之间的距离更加近,缩短了控制油路,从而极大地提高了发动机可变凸轮正时系统的响 应速度和控制稳定性,同时,由于机油控制阀不需要安装在发动机缸盖上,因此省去了发动 机缸盖安装孔及相应的油道,简化了发动机缸盖结构,降低了发动机的制造成本。

[0028]如图5、图6所示,相位器壳体14具有与相位器转子叶片16对应的叶片腔,相位器转 子叶片16将叶片腔分隔为第一调节腔15和第二调节腔17,机油控制阀通过第一转子油道13 与第一调节腔15连通,并通过第二转子油道18与第二调节腔17连通。机油控制阀通过调节 叶片相位器改变凸轮轴与曲轴之间的相对角度,以达到控制角度的目的,从而改善发动机 性能或减少排放物。具体而言: —

[0029] 当相位器转子叶片16需要向第二调节腔17调节时,如图5所示,机油从机油控制阀 上的进油口 39进入,经滤网1过滤后进入集油腔12,在推开单向阀的滚球体2后穿过阀座11 上的通孔进入进油道E,然后,机油通过第三油孔47进入阀套4,并从第二油孔45流出阀套4 后进入连接油道F,最后从阀体3上的第一油通道37流出并通过第一转子油道13进入第一调 节腔15,开始在第一调节腔15建立机油压力,此时,第二调节腔17通过阀体3上的第二油通 道38以及阀套4上的第一油孔43与出油口 35接通,第二调节腔17中流出的机油依次流经第 二转子油道18、第二油通道38、第一油孔43进入阀套4,最后从阀体3上的出油口35流出,从 而实现在第一调节腔15的机油压力下推动相位器转子叶片16向第二调节腔17调节。

[0030] 当相位器转子叶片16需要向第一调节腔15调节时,如图6所示,机油从机油控制阀 上的进油口 39进入,经滤网1过滤后进入集油腔12,在推开单向阀的滚球体2后穿过阀座11 上的通孔进入进油道E,然后,机油通过第三油孔47进入阀套4,并从第一油孔43流出阀套4 后进入第二油通道38,从第二油通道38流出阀体3的机油流经第二转子油道18进入第二调 节腔I7,开始在第二调节腔17建立机油压力,此时,第一调节腔15依次通过第一转子油道 I3、第一油通道37、连接油道F、第二油孔45与出油口 35接通,因此,从第一调节腔15中流出 的机油在依次流经第一转子油道13、第一油通道37、连接油道F后从第二油孔45进入阀套4, 最后从阀体3上的出油口35流出,从而实现在第二调节腔17的机油压力下推动相位器转子 叶片16向第一调节腔15调节。

[0031 ]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. 一种中置式VVT机油控制阀,包括单向阀、阀体⑶和阀芯(7),其特征在于:它还定位 球体(10),所述阀体⑶进油端设置螺纹连接部(31),所述单向阀安装在阀体⑶内腔中,包 括阀套⑷、阀座(11)以及滚球体⑵和弹簧⑸,所述阀套⑷一端设置滚球体安装孔(41), 另一端设置阀芯(7)安装孔和第一油孔(43)、第二油孔(45)及第三油孔(47),所述阀座(11) 上设置与阀体⑶的进油口(39)相通的通孔,所述滚球体(2)安装在滚球体安装孔(41)与阀 座(11)通孔之间,所述阀座(11)通孔与第三油孔(47)之间连通形成进油道,在阀套⑷与滚 球体⑵之间安装弹簧(5),在阀芯⑺与阀套⑷之间安装复位弹簧(6);在阀体⑶上设置 第一半圆球孔(36),在阀套(4)上设置第二半圆球孔(46),所述定位球体(1〇)安装在第一半 圆球孔(36)与第二半圆球孔(46)之间。
2. 根据权利要求1所述的一种中置式VVT机油控制阀,其特征在于:还包括滤网(1),所 述滤网⑴固定安装在阀体⑶内腔中且位于阀座(U)与进油□ (39)之间。
3. 根据权利要求1所述的一种中置式VVT机油控制阀,其特征在于:还包括限位挡圈 ⑻,在阀体⑶内腔中设翻圈安装槽(34),所述限位挡圈⑻安装在挡圈安装槽(34)中。
4.根据权利要求3臓的-种中置式VVT机油控制阀,其特征在于:臟麵位挡圈⑻ 与阀套⑷之间设置弹性垫片⑼。 种中i置式VVT机油控制阀,其特征在于:所述阀体 (3)上议置凸肩(3〇),在凸肩(3〇)根部设置让位槽(33) ⑶项所述的1中置式m机油控制腦 ⑷征在于:臟套 删套⑷与阔
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