CN105972253B - 一种油压调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油压调节阀，涉及机械设备的技术领域，包括阀体和设置于阀体底端内的衬套，阀体内沿其长度方向设置有活塞、定阀芯、推杆和动阀芯，活塞设置于衬套内，该活塞内设置有沿其长度方向延伸的第一通孔；定阀芯固定设置于衬套开口处，该定阀芯内设置有沿其长度方向延伸的第二通孔；推杆穿插过第二通孔连接活塞，中空的推杆内形成沿其长度方向延伸的第三通孔，该中空的推杆上设置有用于连通第三通孔与外界的通槽；动阀芯连接于推杆远离活塞的一端，动阀芯内设置有沿其长度方向延伸的第四通孔；阀体内还设置有油路结构，该油路结构包括进油环槽、出油环槽和回油腔。本发明提高了油压调节阀的动态响应一致性。

Description

一种油压调节阀
技术领域
本发明涉及机械设备的技术领域，具体涉及一种油压调节阀。
背景技术
油压调节阀安装于发动机的机油油路上，用于调节机油泵向液压工作元件输出的机油压力。油压调节阀设置有进油口、出油口和回油口，根据发动机控制系统发出的控制信号来精确控制电磁致动器的电磁力大小，驱动阀体内腔中的动阀芯进行轴向运动，调节进油口、出油口以及回油口的连通状态，从而将机油泵的输出油压调节到目标油压，提高机油泵与液压工作元件的工作性能和工作可靠性，降低机油泵的功率损耗，提升发动机功率，降低燃油消耗和尾气排放。液压工作元件根据发动机的运转工况进行实时的动态控制，发动机运转工况的变化会导致机油泵输出油压的波动，油压调节阀的动态响应性能影响到机油泵与液压工作元件的工作稳定性和可靠性，通常要求油压调节阀的响应速度越快越好。
传统油压调节阀的推杆为实心结构，活塞前后两端的空腔通过活塞与衬套的配合间隙连通，活塞与衬套的配合间隙小，活塞的运动阻力大，油压调节阀的响应速度慢；其次，传统油压调节阀动阀芯内的回油孔为轴向盲孔连通径向通孔的形式，结构复杂，制造工艺性差；另外，传统油压调节阀的进油口和出油口采取在环槽内钻多个圆孔的形式，各个孔在轴向上的位置一致性要求较高，制造工艺性差，并且圆孔的过流截面在轴向上与动阀芯位移呈非线性变化关系，使油压调节阀的控制难度大，控制响应速度慢；此外，传统油压调节阀需要通过控制阀体孔深、动阀芯长度、推杆长度以及定阀芯锥孔止口的轴向长度尺寸构成的尺寸链来控制活塞与定阀芯的隔磁间隙，对工艺精度的要求较高，制造难度大，隔磁间隙偏差大，油压调节阀的响应性能一致性差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种油压调节阀，提高其动态响应一致性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种油压调节阀，包括阀体和设置于阀体底端内的衬套，该衬套的开口朝向阀体的另一端，阀体内沿其长度方向设置有运动组件，该运动组件依序包括共轴的活塞、定阀芯、推杆和动阀芯：
活塞紧贴于衬套内壁设置于衬套内、并可沿衬套长度方向来回移动，活塞靠近衬套底端的一端与衬套底端之间形成活塞末端空腔，该活塞靠近衬套开口的一端呈倒锥台状，该活塞内设置有沿其长度方向延伸的第一通孔；
定阀芯固定设置于衬套开口处，该定阀芯内设置有沿其长度方向延伸的第二通孔，该第二通孔与第一通孔共轴，该第二通孔靠近活塞的一端呈匹配于活塞的倒锥台状，活塞与定阀芯之间存在间隙，活塞呈倒锥台状的一端与定阀芯靠近活塞的一端之间形成活塞顶端空腔；
推杆中空，该推杆穿插过第二通孔连接活塞，该推杆的横截面直径小于第二通孔的横截面直径，中空的推杆内形成沿其长度方向延伸的第三通孔，该第三通孔与第一通孔共轴并互相贯通，该中空的推杆上设置有用于连通第三通孔与外界的通槽；
动阀芯呈I状，该动阀芯连接于推杆远离活塞的一端，该动阀芯上横截面面积较大的两端分别紧贴于阀体、并可沿其长度方向相对于阀体来回移动，动阀芯远离推杆的一端形成动阀芯密封环，定阀芯远离活塞的一端与动阀芯连接推杆的一端端面之间形成动阀芯顶端空腔，动阀芯横截面面积较小的中部与阀体之间形成动阀芯中部空腔，动阀芯内设置有沿其长度方向延伸的第四通孔，该第四通孔与第三通孔共轴并互相贯通；
阀体内还设置有油路结构，该油路结构包括进油环槽、出油环槽和回油腔：
进油环槽环绕于动阀芯的外周侧面，阀体内设置有连通进油环槽与动阀芯中部空腔的进油口；
出油环槽位于进油环槽远离定阀芯的一侧，该出油环槽同样环绕于动阀芯的外周侧面，阀体内设置有连通出油环槽与动阀芯中部空腔的出油口，该出油口的大小和位置匹配于动阀芯密封环；
动阀芯位于动阀芯密封环一端的端面与阀体之间形成回油腔，阀体上还设置有连通回油腔与外界的回油孔。
优选地，阀体上位于衬套开口处设置有安装支架，定阀芯的横截面呈阶梯状变化，该定阀芯远离活塞的底端嵌设于安装支架上，该定阀芯的轴肩端面抵接于衬套开口端面，阀体位于衬套的外侧上设置有外壳，衬套的外侧上套设有导套，该导套的外侧上绕设有线圈，一用于将导套约束于阀体的轴心位置上的导套座抵接于线圈端面、套设于导套的外侧上，该导套座的外侧紧贴于外壳内壁，导套通过导套座构成通向外壳的附加磁路，回油腔内设置有连接动阀芯与阀体的弹簧。
进一步优选地，活塞与定阀芯之间设置有用于保持两者间隙的隔磁挡圈，该隔磁挡圈形成的内圈直径小于活塞呈直筒部分的横截面直径。
进一步优选地，导套和导套座为一体结构。
优选地，进油口和出油口均呈扇形，进油口和出油口的径向投影均呈矩形。
优选地，衬套的底端设置有内凹槽。
进一步优选地，衬套的底端的内凹槽呈C型。
优选地，设置于中空的推杆上的通槽位于推杆的侧面上，并且该通槽沿推杆的长度方向延伸。
优选地，中空的推杆上的通槽分别设置于推杆两端，该通槽贯穿于推杆侧面上相对的两侧，设置于推杆两端的通槽分别呈U型与倒U型。
优选地，动阀芯和推杆为一体结构。
本发明的有益效果在于：推杆上设有连通推杆外部与内孔的通槽，运动组件(活塞、推杆、定阀芯和动阀芯)均内设共轴、连续贯通的通孔，并且与活塞末端空腔、活塞顶端空腔、动阀芯顶端空腔和回油腔相连通，实现阀体内各处空腔的压力平衡，使运动组件具有较小的运动阻力，从而提高油压调节阀的动态响应速度；通过改进油路结构，将进油口和出油口都设置为径向投影呈矩形的扇形，并且过流截面积与轴向高度呈线性关系，便于控制调节阀的控制精度；装在外壳内的导套座、导套、活塞、衬套、线圈、定阀芯以及安装支架构成电磁致动器，导套通过导套座构成通向外壳的附加磁路，增大了磁路截面，减小磁路的磁阻，提高电磁致动器的电磁性能，从而实现油压调节阀的响应性能的提升；活塞和定阀芯之间设置有隔磁挡圈，使活塞与定阀芯之间的最小间隙保持不变，实现电磁致动器隔磁特性的一致性；衬套底部设置有C型内凹槽，使衬套底部内腔与活塞之间保持一个空腔，保留运动组件的相应裕度；推杆上的通槽可通过不同的形式呈现，并且推杆和动阀芯设置为一体结构，工艺上更易实现。
附图说明
图1是本发明的剖面图；
图2是图1的A向示意图；
图3是图1的B向示意图；
图4是图1的C向示意图；
图5是本发明中油路结构部分的剖面图；
图6是本发明中推杆的结构示意图；
图7是本发明中导套和导套座的一体结构示意图。
附图标记：1、阀体；2、弹簧；3、动阀芯；4、推杆；41、U型通槽；42、倒U型通槽；5、定阀芯；6、安装支架；7、隔磁挡圈；8、线圈；9、活塞；10、导套；11、导套座；12、衬套；13、外壳；14、C型内凹槽；15、活塞末端空腔；16、活塞顶端空腔；17、通槽；18、动阀芯顶端空腔；19、进油口；20、进油环槽；21、出油口；22、动阀芯密封环；23、出油环槽；24、回油腔；25、回油孔。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1、图2及图3所示，一种油压调节阀，包括阀体1，阀体1的底端上设置有外壳13，外壳13内设置有环状的导套座11，该导套座11的外侧紧贴于外壳13内壁，一导套10穿插过导套座11设置于外壳13内，该导套座11用于将导套10约束于阀体1的轴心位置上，如图7所示，导套10和导套座11为一体结构，线圈8的端面抵接于导套座11、并绕设于导套10外侧上，导套10通过导套座11构成通向外壳13的附加磁路；一衬套12套设于导套10内，该衬套12的开口朝向阀体1远离外壳13的一端，该衬套12的底端设置有C型内凹槽14；阀体1内还沿其长度方向设置有运动组件，该运动组件依序包括共轴的活塞9、定阀芯5、推杆4和动阀芯3，该衬套12内设置有可沿衬套12长度方向来回移动的活塞9，该活塞9的外周侧面紧贴于衬套12内壁，活塞9靠近衬套12底端的一端与衬套12底端之间形成活塞末端空腔15，该活塞9靠近衬套12开口的一端呈倒锥台状，该活塞9内设置有沿其长度方向延伸的第一通孔；阀体1上位于衬套12开口处设置有安装支架6，活塞9上方设置有定阀芯5，定阀芯5的横截面呈阶梯状变化，该定阀芯5远离活塞9的底端嵌设于安装支架6上，该定阀芯5的轴肩端面抵接于衬套12的开口端面，装在外壳13内的导套座11、导套10、活塞9、衬套12、线圈8、定阀芯5以及安装支架6构成电磁致动器，该定阀芯5内设置有沿其长度方向延伸的第二通孔，该第二通孔与第一通孔共轴，该第二通孔靠近活塞9的一端呈匹配于活塞9的倒锥台状，活塞9与定阀芯5之间设置有用于保持两者间隙的隔磁挡圈7，该隔磁挡圈7形成的内圈直径小于活塞9呈直筒部分的横截面直径，活塞9呈倒锥台状的一端与定阀芯5之间形成活塞顶端空腔16；一中空的推杆4穿插过第二通孔和隔磁挡圈7连接活塞9，该推杆4的横截面直径小于第二通孔的横截面直径，该推杆4的横截面直径小于隔磁挡圈7的内环直径，中空的推杆4内形成沿其长度方向延伸的第三通孔，该第三通孔与第一通孔共轴并互相贯通，该中空的推杆4的侧面上还设置有用于连通第三通孔与外界的通槽17，该通槽17可设置为沿推杆4的长度方向延伸，如图6所示，该通槽17也可分别设置于推杆4两端、贯穿于推杆4侧面上相对的两侧，并且设置于推杆4两端的通槽17分别呈U型通槽41与倒U型通槽42；推杆4远离活塞9的一端连接剖面呈I型的动阀芯3，该动阀芯3上横截面面积较大的两端分别紧贴于阀体1、并可沿其长度方向相对于阀体1来回移动，定阀芯5远离活塞9的一端与动阀芯3连接推杆4的一端端面之间形成动阀芯顶端空腔18，动阀芯3远离推杆4的一端形成动阀芯密封环22，动阀芯3横截面面积较小的中部与阀体1之间形成动阀芯中部空腔，动阀芯3内设置有沿其长度方向延伸的第四通孔，该第四通孔与第三通孔共轴并互相贯通；如图4及图5所示，阀体1内设置有环绕动阀芯3外周侧面的环形的进油环槽20，该进油环槽20的端面所在平面垂直于第四通孔的延伸方向，阀体1内设置有连通进油环槽20与动阀芯3中部空腔的进油口19，进油口19呈扇形，该进油口19的径向投影呈矩形状，进油口19的过流截面积与轴向高度呈线性比例关系；阀体1内位于进油环槽20远离定阀芯5的一侧上设置有环形的出油环槽23，该出油环槽23同样环绕于动阀芯3的外周侧面、并且平行于进油环槽20，阀体1内设置有连通出油环槽23与动阀芯3中部空腔的出油口21，出油口21呈扇形，该出油口21匹配于动阀芯密封环22，该出油口21的径向投影呈矩形状，出油口21的过流截面积与轴向高度呈线性比例关系，出油口21与进油口19位于动阀芯3的同一侧上；动阀芯3位于动阀芯密封环22一端的端面与阀体1之间形成回油腔24，该回油腔24内设置有连接动阀芯3与阀体1的弹簧2，阀体1上还设置有连通回油腔24与外界的回油孔25。
本发明使用时，线圈8未通电时，运动组件在弹簧2的张力作用下回位到初始位置，使出油口21关闭而进油口19打开，出油口21的油压为低压状态；线圈8通电后，电磁致动器的电磁力克服弹簧2张力，驱动活塞9轴向运动从而推动推杆4和动阀芯3进行轴向运动，使出油口21打开的同时关闭进油口19，电磁致动器通电信号的强弱决定了动阀芯3在阀体1内腔里的轴向位置，从而决定了出油口21开度的大小以及进油口19的关闭程度，通过电磁致动器的控制信号将出油口21的输出油压调节到目标油压。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油压调节阀，其特征在于，包括阀体和设置于阀体底端内的衬套，阀体上位于衬套开口处设置有安装支架，阀体位于衬套的外侧上设置有外壳，衬套的外侧上套设有导套，该导套的外侧上绕设有线圈，一用于将导套约束于阀体的轴心位置上的导套座抵接于线圈端面、套设于导套的外侧上，该导套座的外侧紧贴于外壳内壁，导套通过导套座构成通向外壳的附加磁路，该衬套的开口朝向阀体的另一端，阀体内沿其长度方向设置有运动组件，该运动组件依序包括共轴的活塞、定阀芯、推杆和动阀芯：
活塞紧贴于衬套内壁设置于衬套内、并可沿衬套长度方向来回移动，活塞靠近衬套底端的一端与衬套底端之间形成活塞末端空腔，该活塞靠近衬套开口的一端呈倒锥台状，该活塞内设置有沿其长度方向延伸的第一通孔；
定阀芯固定设置于衬套开口处，定阀芯的横截面呈阶梯状变化，该定阀芯远离活塞的底端嵌设于安装支架上，该定阀芯的轴肩端面抵接于衬套开口端面，该定阀芯内设置有沿其长度方向延伸的第二通孔，该第二通孔与第一通孔共轴，该第二通孔靠近活塞的一端呈匹配于活塞的倒锥台状，活塞与定阀芯之间存在间隙，活塞呈倒锥台状的一端与定阀芯靠近活塞的一端之间形成活塞顶端空腔；
推杆中空，该推杆穿插过第二通孔连接活塞，该推杆的横截面直径小于第二通孔的横截面直径，中空的推杆内形成沿其长度方向延伸的第三通孔，该第三通孔与第一通孔共轴并互相贯通，该中空的推杆上设置有用于连通第三通孔与外界的通槽；
动阀芯呈I状，该动阀芯连接于推杆远离活塞的一端，该动阀芯上横截面面积较大的两端分别紧贴于阀体、并可沿其长度方向相对于阀体来回移动，动阀芯远离推杆的一端形成动阀芯密封环，定阀芯远离活塞的一端与动阀芯连接推杆的一端端面之间形成动阀芯顶端空腔，动阀芯横截面面积较小的中部与阀体之间形成动阀芯中部空腔，动阀芯内设置有沿其长度方向延伸的第四通孔，该第四通孔与第三通孔共轴并互相贯通；
阀体内还设置有油路结构，该油路结构包括进油环槽、出油环槽和回油腔：
进油环槽环绕于动阀芯的外周侧面，阀体内设置有连通进油环槽与动阀芯中部空腔的进油口；
出油环槽位于进油环槽远离定阀芯的一侧，该出油环槽同样环绕于动阀芯的外周侧面，阀体内设置有连通出油环槽与动阀芯中部空腔的出油口，该出油口匹配于动阀芯密封环；
动阀芯位于动阀芯密封环一端的端面与阀体之间形成回油腔，回油腔内设置有连接动阀芯与阀体的弹簧，阀体上还设置有连通回油腔与外界的回油孔。
2.如权利要求1所述的油压调节阀，其特征在于，活塞与定阀芯之间设置有用于保持两者间隙的隔磁挡圈，该隔磁挡圈形成的内圈直径小于活塞呈直筒部分的横截面直径。
3.如权利要求1所述的油压调节阀，其特征在于，导套和导套座为一体结构。
4.如权利要求1所述的油压调节阀，其特征在于，进油口和出油口均呈扇形，进油口和出油口的径向投影均呈矩形。
5.如权利要求1所述的油压调节阀，其特征在于，衬套的底端设置有内凹槽。
6.如权利要求5所述的油压调节阀，其特征在于，衬套的底端的内凹槽呈C型。
7.如权利要求1所述的油压调节阀，其特征在于，设置于中空的推杆上的通槽位于推杆的侧面上，并且该通槽沿推杆的长度方向延伸。
8.如权利要求1所述的油压调节阀，其特征在于，中空的推杆上的通槽分别设置于推杆两端，该通槽贯穿于推杆侧面上相对的两侧，设置于推杆两端的通槽分别呈U型与倒U型。
9.如权利要求1所述的油压调节阀，其特征在于，动阀芯和推杆为一体结构。
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Denomination of invention: An oil pressure regulating valve

Effective date of registration: 20230313

Granted publication date: 20170208

Pledgee: Bank of China Limited Changshu branch

Pledgor: CHANGSHU JUNCHI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980034699