CN105019961A - 一种用于发动机的中置式vvt机油控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于发动机的中置式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、弹簧座、弹簧、单向阀体以及滚球体和阀座，所述阀套为中空腔体，所述阀芯安装在阀套内腔中，在阀套上设置第一油孔、第二油孔和第三油孔，所述单向阀体一端与阀座活动连接，另一端与弹簧座套接，在单向阀体上设置滚球体安装孔，在阀座上设置定位孔，所述滚球体安装在滚球体安装孔与定位孔之间，弹簧安装在弹簧座与滚球体之间，在阀芯与弹簧座之间设置复位弹簧。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，同时有利于降低发动机的制造成本。

Description

一种用于发动机的中置式VVT机油控制阀

技术领域

本发明涉及一种机油控制阀，尤其是涉及一种用于发动机的中置式VVT机油控制阀。

背景技术

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。

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

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种一种用于发动机的中置式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。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于发动机的中置式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、弹簧座、弹簧、单向阀体以及滚球体和阀座，所述阀套为中空腔体，所述阀芯安装在阀套内腔中，在阀套上设置第一油孔、第二油孔和第三油孔，所述单向阀体一端与阀座活动连接，另一端与弹簧座套接，在单向阀体上设置滚球体安装孔，在阀座上设置定位孔，所述滚球体安装在滚球体安装孔与定位孔之间，所述弹簧安装在弹簧座与滚球体之间，在阀芯与弹簧座之间设置复位弹簧。

优选地，所述单向阀体上设置定位柱，所述阀座上设置安装孔，所述单向阀体与阀座之间通过定位柱、安装孔相互卡接。

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阀体的进油口之间。

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。

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。

优选地，所述的阀体与阀套之间是间隙配合。

优选地，所述阀体上设置凸肩，在凸肩根部设置让位槽。

优选地，所述单向阀体与弹簧座之间设置弹性垫圈。

优选地，所述单向阀体一端设置第一油槽，所述第一油槽与滚球体安装孔相交。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本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，从而有利于降低发动机的制造成本。

附图说明

图1为本发明一种用于发动机的中置式VVT机油控制阀的构造图。

图2为图1中的阀体的结构图。

图3为图2中A部的局部放大图。

图4为图1中的单向阀体的结构图(主视图)。

图5为图1中的单向阀体的结构图(俯视图)。

图6为图1中的阀套的结构图。

图7为图1中的阀座的结构图。

图8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二调节腔调节)。

图9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)。

图中标记：1-滤网，2-滚球体，3-阀体，4-单向阀体，5-弹簧，6-复位弹簧，7-阀芯，8-限位挡圈，9-定位球体，10-阀套，11-弹簧座，12-弹性垫圈，13-阀座，14-集油腔，15-第一转子油道，16-相位器壳体，17-第一调节腔，18-相位器转子叶片，19-第二调节腔，20-第二转子油道，30-凸肩，31-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-定位柱，42-第一油槽，43-凸台，44-滚球体安装孔，45-工艺槽，46-消气槽，101-第一油孔，102-第二油槽，103-第二油孔，104-第二半圆球孔，105-第三油孔，106-第三油槽，1301-安装孔，1302-定位孔。

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。

如图1所示的一种用于发动机的中置式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。

所述的单向阀安装在阀体3内腔中，主要包括单向阀体4、阀套10、阀座13、弹簧座11以及弹簧5和滚球体2。其中的单向阀体4的具体结构如图4、图5所示，在单向阀体4的中心部开设滚球体安装孔44，在环滚球体安装孔44圆周方向的单向阀体4上开设若干消气槽46，所述消气槽46与滚球体安装孔44相交，在单向阀体4一端固定连接定位柱41，另一端设置凸台43，在定位柱41所在的单向阀体4端面上开设第一油槽42，所述第一油槽42与滚球体安装孔44相交，在单向阀体4外圆周面上开设若干工艺槽45。在阀体3内腔中还设置位于阀座13与阀体3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13之间，所述滤网1与阀座13之间形成一个集油腔14，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。

所述的阀套10为整体结构的中空腔体，其材料不限于钢或者铝合金，也可由塑料注塑制成或者塑料与金属组合制成。如图6所示，在阀套10轴向设置三组油孔：第一油孔101、第二油孔103和第三油孔105，且第一油孔101、第二油孔103与中间一组油孔第三油孔105在圆周方向呈一定角度分布；在阀套10外圆周上设置有两组油槽：第二油槽102和第三油槽106。如图1所示，所述第二油槽102与阀体3内孔壁共同形成一个连接油道F，所述第三油槽106、第一油槽42与阀体3之间共同形成一个进油道E，所述第一油槽42用于连通集油腔14与进油道E。所述第一油槽42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。

所述的阀座13安装在阀体3内腔中且靠近阀体3的进油口39，如图7所示，所述阀座13的中心部开设与阀体3的进油口39相通的定位孔1302，所述定位孔1302与第三油孔105之间通过进油道E连通，在环定位孔1302的阀座13上还开设安装孔1301。如图4所示，所述单向阀体4上的定位柱41至少设置2个，每一个定位柱41由两个相对而立的半圆弹性柱组成，单向阀体4一端与阀座13之间通过定位柱41、安装孔1301相互卡接固定，单向阀体4另一端则与弹簧座11套接。如图1所示，所述的弹簧座11呈T状的杯型结构，弹簧座11将阀套10内腔与阀体3内腔相互隔断，在弹簧座11的凹槽部安装弹簧5，在弹簧座11的凸起部套接复位弹簧6。所述弹簧5位于弹簧座11与滚球体2之间，所述复位弹簧6位于阀芯7与弹簧座11之间，其始终给阀芯7一个回位力。所述滚球体2采用钢球，并安装在滚球体安装孔44与阀座13上的定位孔1302之间，所述滚球体2可在滚球体安装孔44内滑动。

如图1所示，所述阀套10的右端内腔与弹簧座11套接固定，阀套10的左端内腔中安装有可相对于阀套10轴向直线滑动的阀芯7。在阀芯7相对于阀套10直线滑动过程中，其可将阀套10上的第二油孔103与第三油孔105之间接通或者阻断，也可将阀套10上的第一油孔101与第三油孔105之间接通或者阻断。所述第一油孔101与阀体3上的第二油通道38接通，所述第二油孔103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105与进油道E相通。

在本发明的机油控制阀中，所述的阀套10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10产生影响，保证阀芯7相对于阀套10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10进行轴向限位。为了防止阀套10与阀体3之间因发生相对转动而导致油道错位，如图6所示，可以在阀套10左端设置第二半圆球孔104，再在第二半圆球孔104与第一半圆球孔36之间安装定位球体9，如图1所示。所述定位球体9优选钢球，并安装于由第一半圆球孔36与第二半圆球孔104组成的安装孔内。另外，如图1所示，可以在单向阀体4与弹簧座11之间设置弹性垫圈12，所述弹性垫圈12与单向阀体4上的凸台43套接，通过弹性垫圈12可以在单向阀体4与弹簧座11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。

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。

如图8、图9所示，相位器壳体16具有与相位器转子叶片18对应的叶片腔，相位器转子叶片18将叶片腔分隔为第一调节腔17和第二调节腔19，机油控制阀通过第一转子油道15与第一调节腔17连通，并通过第二转子油道20与第二调节腔19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：

当相位器转子叶片18需要向第二调节腔19调节时，如图8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14，在推开单向阀的滚球体2后穿过阀座13上的定位孔1302进入进油道E，然后，机油通过第三油孔105进入阀套10，并从第二油孔103流出阀套10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15进入第一调节腔17，开始在第一调节腔17建立机油压力，此时，第二调节腔19通过阀体3上的第二油通道38以及阀套10上的第一油孔101与出油口35接通，第二调节腔19中流出的机油依次流经第二转子油道20、第二油通道38、第一油孔101进入阀套10，最后从阀体3上的出油口35流出，从而实现在第一调节腔17的机油压力下推动相位器转子叶片18向第二调节腔19调节。

当相位器转子叶片18需要向第一调节腔17调节时，如图9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14，在推开单向阀的滚球体2后穿过阀座13上的定位孔1302进入进油道E，然后，机油通过第三油孔105进入阀套10，并从第一油孔101流出阀套10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20进入第二调节腔19，开始在第二调节腔19建立机油压力，此时，第一调节腔17依次通过第一转子油道15、第一油通道37、连接油道F、第二油孔103与出油口35接通，因此，从第一调节腔17中流出的机油在依次流经第一转子油道15、第一油通道37、连接油道F后从第二油孔103进入阀套10，最后从阀体3上的出油口35流出，从而实现在第二调节腔19的机油压力下推动相位器转子叶片18向第一调节腔17调节。

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 (9)

1.一种用于发动机的中置式VVT机油控制阀，包括单向阀、阀体(3)和阀芯(7)，其特征在于：所述阀体(3)进油端设置螺纹连接部(31)，所述单向阀安装在阀体(3)内腔中，包括阀套(10)、弹簧座(11)、弹簧(5)、单向阀体(4)以及滚球体(2)和阀座(13)，所述阀套(10)为中空腔体，所述阀芯(7)安装在阀套(10)内腔中，在阀套(10)上设置第一油孔(101)、第二油孔(103)和第三油孔(105)，所述单向阀体(4)一端与阀座(13)活动连接，另一端与弹簧座(11)套接，在单向阀体(4)上设置滚球体安装孔(44)，在阀座(13)上设置定位孔(1302)，所述滚球体(2)安装在滚球体安装孔(44)与定位孔(1302)之间，所述弹簧(5)安装在弹簧座(11)与滚球体(2)之间，在阀芯(7)与弹簧座(11)之间设置复位弹簧(6)。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：所述单向阀体(4)上设置定位柱(41)，所述阀座(13)上设置安装孔(1301)，所述单向阀体(4)与阀座(13)之间通过定位柱(41)、安装孔(1301)相互卡接。

3.根据权利要求1所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：还包括滤网(1)，所述滤网(1)固定安装在阀体(3)内腔中且位于阀座(13)与阀体(3)的进油口(39)之间。

4.根据权利要求1所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：还包括定位球体(9)，在阀体(3)上设置第一半圆球孔(36)，在阀套(10)上设置第二半圆球孔(104)，所述定位球体(9)安装在第一半圆球孔(36)与第二半圆球孔(104)之间。

5.根据权利要求1所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：还包括限位挡圈(8)，在阀体(3)内腔中设置挡圈安装槽(34)，所述限位挡圈(8)安装在挡圈安装槽(34)中。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：所述的阀体(3)与阀套(10)之间是间隙配合。

7.根据权利要求6所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：所述阀体(3)上设置凸肩(30)，在凸肩(30)根部设置让位槽(33)。

8.根据权利要求1-5任一项所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：所述单向阀体(4)与弹簧座(11)之间设置弹性垫圈(12)。

9.根据权利要求8所述的用于发动机的中置式VVT机油控制阀，其特征在于：所述单向阀体(4)一端设置第一油槽(42)，所述第一油槽(42)与滚球体安装孔(44)相交。