CN107771241B - 用于凸轮轴调节器的控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于凸轮轴调节器的控制阀的领域，所述凸轮轴调节器具有体积存储器。控制阀(1)包含壳体(2)和安装在壳体(2)的容纳部中的控制活塞(3)，其中控制活塞(3)具有第一控制槽、第二控制槽和第三控制槽(21，22，23)，所述第一控制槽、第二控制槽和第三控制槽能够分别根据控制活塞(3)相对于壳体(2)的位置与壳体(2)的至少两个开口(18，19，20)连接。第一控制槽(21)能够与分配给进口接口P的第一进口开口(16)以引导流体的方式连接，以及与分配给供给接口A的开口(18)以引导流体的方式连接。第二控制槽(22)能够与分配给供给接口A的开口(18)以引导流体的方式连接，和/或与分配给供给接口B的开口(20)以引导流体的方式连接，和/或与分配给供给接口C的开口(19)以引导流体的方式连接。第三控制槽(23)能够与第一进口开口(16)或分配给进口接口P的第二进口开口(20)以引导流体的方式连接，以及与分配给供给接口B的开口(20)以引导流体的方式连接。

Description

用于凸轮轴调节器的控制阀
技术领域
本发明在于比例换向阀的领域，所述比例换向阀能够作为中央阀尤其用于控制所谓的凸轮轴调节器。凸轮轴调节器用于调整内燃机的运行，这通过有针对性地影响负载变换来实现：凸轮轴的相位的调整改变其相对于曲轴的相位的位置；因此，换气阀的打开和关闭时间能够朝向进行的循环过程的更早的或更晚的时刻移动。中央阀具有多个接通位置，借助于所述接通位置，能够设定在进口和出口之间的压力介质路径的伸展，压力介质流在凸轮轴调节器上施加力，所述力与接通位置相关，并且引起到特定位置的调整。
背景技术
EP 1 945 917 A1示出一种用于凸轮轴调节器的控制阀，所述控制阀具有设置在阀壳体之内的控制套筒和在其中可移动地引导的空心柱形的控制活塞。液压介质能够经由液压介质路径从凸轮轴侧的供给装置起经由轴向通道并且经由控制套筒中的开口到达在控制活塞上形成的控制槽中，所述轴向通道在控制套筒和阀壳体的内侧面之间形成。从控制槽起，液压介质能够与接通位置相关地到达供给接口A和或B。供给接口A、B替选地也能够与出口接口T连接。流动的压力介质经由控制阀的出口接口引导到气缸盖或链传动箱中。
发明内容
本发明的目的在于，以最优的结构空间需求提供一种控制阀和一种具有这种控制阀的凸轮轴调节器。
因此，提供一种用于液压的凸轮轴调节器的控制阀，所述控制阀具有壳体和安装在壳体的容纳部中的控制活塞，其中在容纳部的内侧面上设置有多个开口，所述多个开口中的至少一个子集能够分配给进口接口P、供给接口A、供给接口B或供给接口C，并且其中控制活塞具有第一控制槽、第二控制槽和第三控制槽，所述控制槽能够分别根据控制活塞相对于壳体的位置与壳体的至少两个开口连接。该目的通过如下方式实现：第一控制槽能够与分配给进口接口P的第一进口开口以引导流体的方式连接，以及与分配给供给接口A的开口以引导流体的方式连接；第二控制槽能够与分配给供给接口A的开口以引导流体的方式连接，和/或与分配给供给接口B的开口以引导流体的方式连接，和/或与分配给供给接口C的开口以引导流体的方式连接；并且第三控制槽能够与第一进口开口或分配给进口接口P的第二进口开口以引导流体的方式连接，以及与分配给供给接口B的开口以引导流体的方式连接。
根据本发明的知识，这种控制阀所需要的结构空间通过第二控制槽的构造优化，所述第二控制槽能够与供给接口C和供给接口A和/或供给接口B以引导流体的方式连接：以所述方式，从凸轮轴调节器的工作腔中流出的流体介质经由供给接口C引导，而不必对这种构造进行耗费的结构上的改变。
在一个有利的实施方式中，壳体多件式地构造，并且包含外壳体以及用塑料挤压包封而成的引导套筒，其中活塞可移动地安装在引导套筒中。因此，得到其他构件的在集成和可安装性方面的优点。这例如能够涉及用于弹簧的底座，所述弹簧能够将控制活塞抵靠电磁调节元件的压力销按压。此外，在阀壳体之内能够设置止回阀单元。
在该实施方式的一个有利的改进方案中，在引导套筒和外壳体之间借助于塑料挤压包封件形成导油结构。因此，通过使控制阀在没有大的结构耗费的情况下就能够匹配于特定的应用，得到关于柔性的优点。
在另一有利的实施方式中，第一控制槽和第三控制槽围住第二控制槽。控制活塞的第一和第三控制槽因此位于轴向靠外的位置上，第二控制槽居中地设置。该实施方式关于结构空间的优化是尤其有利的，因为以所述方式能够以小的耗费实现在供给接口C和供给接口A和/或B之间的引导流体的连接。供给接口A和供给接口B优选沿轴向方向围住供给接口C。相应内容适用于在阀壳体上的或引导套筒上的分配给相应接口的开口。
在该实施方式的一个有利的改进方案中，控制活塞相对于壳体能够占据第一接通位置和第二接通位置，其中在第一接通位置中，第三控制槽与进口接口P和供给接口B以引导流体的方式连接，以及第二控制槽与供给接口C和供给接口A以引导流体的方式连接，并且其中在第二接通位置中，第一控制槽与进口接口P和供给开口A以引导流体的方式连接，以及第二控制槽与供给接口C和供给接口B以引导流体的方式连接。两个接通位置能够通过借助于电磁调节设备驱动控制活塞来控制。控制阀能够在该配置中设计成具有4个接口(供给接口A、B、C以及进口接口P)的四位二通阀，其中入流的分支在阀壳体之内进行，优选借助于导油罩进行。出流要么直接地经由供给接口C、要么间接地经由与供给接口C以引导流体的方式连接的部件、优选体积存储器进行。
在该实施方式的一个有利的改进方案中，在第三接通位置中，第一控制槽与进口接口P以引导流体的方式连接，并且第三控制槽与进口接口P以引导流体的方式连接，以及第二控制槽仅与供给接口C以引导流体的方式连接。三个接通位置相互间的关系对应于其沿轴向方向的数字顺序。该改进方案就能够实现结构优化的设计方案而言证实为是有利的。这也适用于如下情况，第三接通位置在具体应用中不被控制。优选地，在第三接通位置中，第一控制槽能够仅与进口接口P以引导流体的方式连接，并且第三控制槽仅与进口接口P以引导流体的方式连接。在控制棱边的区域中的泄漏保持为不考虑的。
在另一有利的实施方式中，控制阀的特征在于在阀壳体的端侧上形成的进口接口P(轴向进口)。所述轴向进口能够优选地经由凸轮轴的空腔实现。该实施方式的优点在于优化地与内燃机的普遍的液压介质循环回路相结合。优选地，轴向进口能够通向至少一个轴向通道中，所述轴向通道优选在控制套筒和阀壳体的内环周面之间形成，并且经由径向孔形成轴向进口和控制活塞的控制槽之间的连接。
该目的还通过一种液压的凸轮轴调节器来实现，所述凸轮轴调节器具有：定子和转子，所述定子和转子围住至少一个压力腔，所述压力腔分成两个相互液压做功的工作腔A和B；以及体积存储器；和根据上面描述的实施方式之一的控制阀，其中工作腔A与供给接口A以引导流体的方式连接，工作腔B与供给接口B以引导流体的方式连接，并且体积存储器与供给接口C以引导流体的方式连接。用液压介质供给工作腔中的一个根据控制阀的控制活塞的接通位置经由供给接口进行。以有利的方式，能够通过如下方式将液压介质从工作腔中引出：液压介质路径经由供给接口A或供给接口B经由第二控制槽、经由供给接口C以及经由要填充的体积存储器至出口实现。
在一个有利的改进方案中，体积存储器能够与工作腔A和工作腔B以引导流体的方式连接。优选地，连接直接地经由供给管路进行，所述供给管路借助于止回阀保护。该实施方式的优点在于，以不复杂的方式避免在对凸轮轴调节器进行调节时吸入空气。
在另一有利的改进方案中，体积存储器具有用于将液压流体输出给储备器(箱)的出口。因此，能够以不复杂的方式避免液压介质的堵塞。
附图说明
现在，根据一个实施例详细阐述本发明，其中参考附图：
图1示出处于第一接通位置的控制阀的纵剖面；
图2示出图1中的控制阀在第二接通位置中的纵剖面；
图3示出凸轮轴调节器的纵剖面。
具体实施方式
在图1中示出控制阀1的示例性的实施方式的纵剖面。控制阀1由阀壳体2和控制活塞3构成，所述控制活塞具有敞开的底部、空腔35和在活塞头36上的四个用于排气的开口37。控制活塞3轴向可运动地在阀壳体2的相应的空腔4中引导。控制活塞3的调整区域通过在第一端部6上的固定环5和在第二端部8上的封闭元件7轴向限界。阀壳体3能够由凸轮轴的空腔容纳(未示出)，并且用于控制凸轮轴调节器(参见图3)。凸缘9连同外螺纹10共同用于将控制阀1与凸轮轴连接。
阀壳体3在其外环周上具有三个接口：接口形成第一供给接口A、第二供给接口B和第三供给接口C，其中供给接口A和B围住供给接口C。阀壳体2多件式地构成，并且包含外壳体11以及由塑料挤压包封而成的引导套筒12，其中活塞3可移动地安装在引导套筒12中。在引导套筒和外壳体11之间，借助于塑料挤压包封件13形成导油结构14。进口接口P在阀壳体2的端侧上形成(轴向进口)，并且以借助于止回阀34保护的方式经由长形的通道15与第一和第二进口开口16、17以引导流体的方式连接。在引导套筒12的内侧面上设置有多个开口18、19、20，所述开口能够选择性地分配给供给接口A、供给接口B和供给接口C。
控制活塞3在其外侧面上示出具有扩宽的直径的四个部段，所述部段围住具有减小的直径的三个部段，即第一、第二和第三控制槽21、22、23。所述控制槽连同阀壳体的内侧面共同形成第一、第二和第三环绕的环形通道。第一、第二和第三控制槽21、22、23能够分别根据控制活塞相对于壳体的位置与壳体的至少两个开口连接：第一控制槽能够与分配给进口接口P的第一进口开口以引导流体的方式连接，以及与分配给供给接口A的开口以引导流体的方式连接。第二控制槽能够与分配给供给接口A的开口以引导流体的方式连接，和/或与分配给供给接口B的开口以引导流体的方式连接，和/或与分配给供给接口C的开口以引导流体的方式连接。第三控制槽能够与分配给进口接口P的第二进口开口17以引导流体的方式连接，以及与分配给供给接口B的开口以引导流体的方式连接。
为了控制凸轮轴调节器，控制活塞3能够占据不同的接通位置，所述接通位置的特征在于可能的压力介质路径的实际的伸展。接通位置的实现借助于(未示出的)调节设备来进行，所述调节设备通常为电磁操纵的执行器。
与电磁体的衔铁连接的挺杆与在控制活塞的端侧上的操纵面接触，作用于衔铁的力因此经由挺杆传递到控制活塞上，进而引起其克服弹簧24的力轴向移动：控制活塞因此能够相对于壳体占据第一接通位置和第二接通位置，其中在第一接通位置中，第三控制槽23与进口接口P和供给接口B以引导流体的方式连接，以及第二控制槽22与供给接口C和供给接口A以引导流体的方式连接。
在图2中示出的第二接通位置中，第一控制槽21与进口接口P和供给接口A以引导流体的方式连接，以及第二控制槽22与供给接口C和供给接口B以引导流体的方式连接。理论上，也能够设定第三接通位置，在所述第三接通位置中，第一控制槽21与进口接口P以引导流体的方式连接，并且第三控制槽23与进口接口P以引导流体的方式连接，以及第二控制槽22仅与供给接口C以引导流体的方式连接。
在图3中示出具有定子26和转子27的液压的凸轮轴调节器25。绘制两个由定子和转子围住的、通过腔壁32彼此分开的压力腔38，所述压力腔分别借助于叶片39分成两个相互液压做功的工作腔A和B，或28、29。液压的凸轮轴调节器此外示出体积存储器30。
在中间设置有用于之前描述的实施方式的控制阀的容纳部31。工作腔A或28能够分别与供给接口A以引导流体的方式连接，并且工作腔B能够分别与供给接口B或29以引导流体的方式连接。体积存储器30能够与供给接口C以引导流体的方式连接。
此外，体积存储器30能够与工作腔A或28和工作腔B或29以引导流体的方式连接。为了所述目的，在定子的腔壁32中存在液压通道。通过使用止回阀33防止液压介质从工作腔28、29之一中流出至体积存储器30。体积存储器30还具有出口，所述出口用于将液压介质输出给储备器(箱)。
附图标记列表：
1 控制阀
2 阀壳体，壳体
3 控制活塞
4 空腔
5 固定环
6 第一端部
7 封闭元件
8 第二端部
9 凸缘
10 外螺纹
11 外壳体
12 引导套筒
13 塑料挤压包封件
14 导油结构
15 长形通道
16 第一进口开口
17 第二进口开口
18 开口
19 开口
20 开口
21 第一控制槽
22 第二控制槽
23 第三控制槽
24 弹簧
25 凸轮轴调节器
26 定子
27 转子
28 工作腔A
29 工作腔B
30 体积存储器
31 容纳部
32 腔壁
33 止回阀
34 止回阀
35 空腔
36 活塞头
37 开口
38 压力腔
39 叶片
P 进口接口P
A 供给接口A
B 供给接口B
C 供给接口C
T 出口接口(箱，储备器)

Claims (10)

1.一种用于液压的凸轮轴调节器的控制阀，所述控制阀具有壳体(2)和安装在所述壳体(2)的容纳部中的控制活塞(3)，其中在所述容纳部的内侧面上设置有多个开口(18，19，20)，所述多个开口中的至少一个子集能够分配给进口接口P、供给接口A、供给接口B或供给接口C，并且其中所述控制活塞(3)具有第一控制槽、第二控制槽和第三控制槽(21，22，23)，所述第一控制槽、第二控制槽和第三控制槽能够分别根据所述控制活塞(3)相对于所述壳体(2)的位置与所述壳体(2)的至少两个开口(18，19，20)连接，
其特征在于，
-所述第一控制槽(21)能够与分配给所述进口接口P的第一进口开口(16)以引导流体的方式连接，以及与分配给所述供给接口A的开口(18)以引导流体的方式连接，
-所述第二控制槽(22)能够与分配给所述供给接口A的开口(18)以引导流体的方式连接，和/或与分配给所述供给接口B的开口(20)以引导流体的方式连接，和/或与分配给所述供给接口C的开口(19)以引导流体的方式连接，
-所述第三控制槽(23)能够与所述第一进口开口(16)或与分配给所述进口接口P的第二进口开口(17)以引导流体的方式连接，以及与分配给所述供给接口B的开口(20)以引导流体的方式连接。
2.根据权利要求1所述的控制阀，
其特征在于，
所述壳体(2)多件式地构造，并且包含外部壳体(11)以及用塑料挤压包封的引导套筒(12)，其中所述控制活塞(3)能移动地安装在所述引导套筒(12)中。
3.根据权利要求2所述的控制阀，
其中在引导套筒(12)和外部壳体(11)之间，借助于塑料挤压包封件(13)形成导油结构(14)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的控制阀，
其特征在于，
所述第一控制槽(21)和所述第三控制槽(23)围住所述第二控制槽(22)。
5.根据权利要求4所述的控制阀，
其特征在于，
所述控制活塞(3)相对于所述壳体(2)能够占据第一接通位置和第二接通位置，
-其中在所述第一接通位置中，所述第三控制槽(23)与所述进口接口P和所述供给接口B以引导流体的方式连接，以及所述第二控制槽(22)与所述供给接口C和所述供给接口A以引导流体的方式连接；
-其中在所述第二接通位置中，所述第一控制槽(21)与所述进口接口P和所述供给接口A以引导流体的方式连接，以及所述第二控制槽(22)与所述供给接口C和所述供给接口B以引导流体的方式连接。
6.根据权利要求5所述的控制阀，
其中所述控制活塞(3)相对于所述壳体(2)能够占据第三接通位置，并且在所述第三接通位置中，所述第一控制槽(21)与所述进口接口P以引导流体的方式连接，并且所述第三控制槽(23)与所述进口接口P以引导流体的方式连接，以及所述第二控制槽(22)仅与所述供给接口C以引导流体的方式连接。
7.根据权利要求6所述的控制阀，
其特征在于，
在所述阀壳体的端侧上形成进口接口P，所述进口接口经由长形的通道(15)与所述第一进口开口和/或所述第二进口开口(16，17)以引导流体的方式连接。
8.一种液压的凸轮轴调节器，所述凸轮轴调节器具有定子(26)和转子(27)，所述定子和转子围住至少一个压力腔(38)，所述压力腔借助于叶片(29)分成两个相互液压做功的工作腔A和B(28，29)；以及所述凸轮轴调节器具有体积存储器(30)和根据权利要求1至7中任一项所述的控制阀(1)，
其特征在于，
所述工作腔A(28)与所述供给接口A以引导流体的方式连接，所述工作腔B(29)与所述供给接口B以引导流体的方式连接，并且所述体积存储器(30)与所述供给接口C以引导流体的方式连接。
9.根据权利要求8所述的液压的凸轮轴调节器，
其特征在于，
所述体积存储器(30)能够与所述工作腔A和所述工作腔B以引导流体的方式连接。
10.根据权利要求9所述的液压的凸轮轴调节器，
其特征在于，
所述体积存储器(30)具有出口，用于将液压介质输出给储备器(箱)。
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