CN108137030B - 用于节流压力介质流的阀装置以及用于抑制压力脉动的减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀装置(10)，具有形成节流横截面(20)的阀体(12)和根据压力调节该节流横截面(20)的阀构件(16)。为了避免脉动引起的噪音，提出了为阀构件(16)配置导流部(22；24)，该导流部引起对阀构件(16)施加横向力(Q)。该横向力防止阀构件(16)的产生噪音的振动，并且特别是在体积流量增大时可实现阀装置(10)的更小的节流作用。此外，本发明还涉及一种减震装置(50)，特别是用于抑制在车辆防滑制动系统的制动回路中的压力脉动。

Description

用于节流压力介质流的阀装置以及用于抑制压力脉动的减震 装置

技术领域

本发明涉及一种阀装置以及一种减震装置。

背景技术

当前的可防滑控制的车辆制动系统提供了例如辅助驾驶员保持与前车距离的附加功能。这借助于对制动系统的主动干预通过以下方式来进行，即，该主动干预在车轮制动器处建立制动压力，而无需驾驶员自身操纵制动踏板。为了使驾驶员在这种情况下不会感受到干扰性噪音，使用了减轻由制动系统压力发生器引起的压力脉动的减震装置。

该减震装置由液阻和液容组成，该液容在液阻的上游接入液压回路中。为了减震装置的有效性，需要液阻具有较大的节流作用。然而，较大的液阻所具有的缺点是，其引起较大的压降。由此在相关压力发生器的驱动部上的负载增大并且其输送功率下降。由此，最终制动系统的增压动力变差。

作为相应的措施已知的是，使用具有根据流量可调的节流横截面的液阻。较大的体积流量会增大这种液阻的节流横截面并且减小压降。这种液阻例如可呈现为阀装置，其阀构件执行与流量或当时压力条件有关的行程。

由DE 40 28 941 A1已知一种阀装置，其作为排出阀用于车辆制动系统的往复活塞泵中，并且包括具有在该处形成的节流横截面的阀体(泵缸)以及调节节流横截面的阀构件。只要回位弹簧作用在阀构件上的机械力大于来自压力介质输送的起到打开作用的液压力，阀构件就被回位弹簧压抵在围绕节流横截面的阀座上，并且将其闭合。在液压力大于机械回位力时，阀构件执行取决于力差的行程，从阀座抬起并且释放控制横截面，压力介质通过该控制横截面经过阀构件流到阀装置的排出部。

从已知阀装置的流通方向上观察，该排出部横向地布置在阀体处，从而流出的压力介质在阀体中偏转。由于压力介质的该偏转，在阀构件上作用有流量相关的径向力或横向力。因此，阀构件的打开运动类似于翻转运动，其中阀构件远离排出口运动到阀体中，并且在可能的情况下贴靠在阀体壁部的与排出部对置的区域处。作用在阀构件上的横向力防止仅有中心力作用在阀构件上，该中心力激励阀构件发生引起噪音的轴向振动。

缺点在于，具有横向布置的排出部的阀装置制造成本更高，并且其由于压力介质的偏转而对压力介质的粘度波动反应更敏感，从而比在其中入口和出口轴向对置的阀装置具有更宽的散射节流特性。

发明内容

因此本发明所基于的目的在于，提出进一步改善噪音的阀装置或减震装置，其此外在其制造成本和节流特性方面也进一步改善。

根据本发明构造的阀装置可在轴向上流过压力介质并且具有改善的节流作用，因为在阀座处的压降随着流过阀装置的体积流量的增大而减小，从而降低了机动车防滑液压制动系统的压力发生器的驱动电机的负载。由此，根据本发明的阀装置的节流特性与压力介质的粘度波动的相关性更低，从而允许通过运行条件更加精确地控制车辆制动系统的制动压力。根据本发明的措施不需要附加的构件，由此可在阀装置的装配工作方面不影响成本地被实施，并且此外可更简单地使阀装置的节流特性适配于相应的应用场合，例如通过可简单进行的阀构件的更换。

本发明的其他优点或有利的改进方案分别由以下说明中得到。

以下说明涉及本发明的可在制造技术上特别简单且低成本地在阀装置已有构件处实施的设计方案。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下说明中予以详细阐释。

其中：

图1以纵截面示出了本发明基于的阀装置的第一实施例的示意图；

图2同样以纵截面示出了根据本发明的改进的阀装置的第二示例；

图3示出了沿根据图2的剖面线III-III的局部截面图；

图4对比地示出了根据本发明的根据图1和图2的阀装置的节流特性曲线图；并且

图5借助于电路符号示出了减震装置的示意性结构。

具体实施方式

图1示出的阀装置10由阀体12和阀构件16组成，该阀体构造有阀孔14，该阀构件沿轴向可移动地容纳在阀孔14中。阀孔14在其内径上向内偏移一次，并且形成围绕节流横截面20的阀座18。该阀座18例如成型为内锥体，然而同样也可实施为直角或圆角。

如绘制的流动箭头S所示，压力介质根据图1中的图示由下向上流过节流横截面20。因此，阀构件16在阀孔14中布置在节流横截面20的下游。在所示的阀装置10的流通状态下，阀构件16从节流横截面20抬起，从而阀构件16在整个圆周上被压力介质绕流。阀装置10的排出部未绘出，然而应假设设置有这种排出部，并且其优选与阀孔14的纵轴线L同轴地布置。

同样未示出弹性回位元件，其对阀构件16施加有与液压流动力反作用的机械回位力。由此，由阀构件16完成的行程取决于压力条件，或者具体而言取决于每单位时间流过节流横截面20的压力介质体积。

在阀装置10的闭锁状态下，阀构件16安置在阀座18上并且封锁节流横截面20。

此外，阀构件16分为多个区段。第一区段16a朝向阀座18并且由球果状突起构成，其球形弯曲的端部与阀座配合作用。在该突起区域中，阀构件16具有其总体上最小的外径。

在第一区段16a处，沿阀装置10的流通方向连接有阀构件16的锥形构造的过渡区段16b。该过渡区段过渡到柱形构造的第三区段16c中，在该处阀构件16具有其最大的外径。利用柱形区段16c阀构件16沿轴向可移动地在阀孔14中被引导，其中在柱形区段16c和阀孔14的壁部之间留有间隙，在阀座18打开时压力介质通过该间隙流过阀构件16。

根据本发明，阀构件16附有导流部22、24。该导流部22、24不对称分布地布置在阀构件16的圆周上，由此阀构件16本身具有不对称横截面。导流部22、24实施为凹口和/或突起的形式，并且优选与阀构件16构造为一体。凹口例如低成本地实施为凹槽22，其构造在阀构件16的柱形区段16c的圆周处。

所有导流部22、24仅在阀构件16的有限的圆周区段上分布地布置。这些导流部在轴向上、即在阀装置10的流通方向上延伸。由此，压力介质通过凹槽22流过阀构件16。

除了设置有导流部22、24的圆周区段之外，在阀构件16处至少设置有第二圆周区段，在该第二圆周区段处没有构造这种导流部22、24。这两个圆周区段可在阀构件16的整个圆周处占据相同或不同大小的比例。

所构造的凹槽22的横截面形状和/或数量可根据应用场合选择。例如，凹槽22可以矩形横截面或通道状圆形横截面来实施或者实施为沟槽。凹槽22的深度同样可灵活地设计。为了制造凹槽22，可同样使用切削加工或非切削加工制造工艺，或者具体来说使用成型制造工艺。

由于凹槽22，阀构件16的第一圆周区段比未实施有导流部22、24的第二圆周区段对在阀构件16外圆周和阀孔14内圆周之间的对应间隙区段中的压力介质流动施加更小的节流作用。因此，压力介质比第二圆周区段更畅通地流过第一圆周区段从而具有更高地流动速度。这在图1中可借助于第一圆周区段中更密集的流动箭头S看出。因为较高的流动速度伴随有较低的压降，所以与此相反在阀构件16的第二圆周区段的区域中节流更多的流动，在相应的间隙区段中产生更高的压力水平，并且由此在阀构件16上引起朝第一圆周区段的方向作用的横向力Q。阀构件16的施加有较高压力水平的区域在附图中以阴影线示出。在阀构件16上引起的横向力Q的值取决于压力介质的粘度和体积流量，即每单位时间流过的压力介质量。横向力Q的值也随着粘度的提高或体积流量的增大而增大，并且相应地反之依然。作用在阀构件16上的横向力Q越大，则由中央的(或者说沿阀装置10的流通方向作用的)轴向力激励阀构件16产生振动的危险越小，该振动最终导致噪音的生成。因此，一般而言，作用在阀构件16上的较大的横向力Q具有降噪的作用。

为了限制由沿阀构件16圆周的压力差引起的流动偏移到具有更低流动阻力的圆周区段(第一圆周区段)，根据图2的阀构件16附有至少另一呈翼状突起24形式的导流部。该翼状突起24设置在阀构件16的锥形过渡区段16b处，沿阀装置10的流通方向延伸，并且在圆周侧与阀构件16的柱形区段16c的外径齐平地结束。

如图3所示，在阀孔14到节流横截面20的过渡区域中，翼状突起24以其外轮廓适配于阀孔14的内轮廓。在该情况中，翼状突起24具有两个直的外侧面，其相互围成直角。在阀构件16的圆周方向上观察，翼状突起24位于阀构件16的设有凹槽22的第一圆周区段到没有导流部的第二圆周区段的过渡区域处。

翼状突起24通过阻碍阀装置10内部的横向流动而有助于使沿阀构件16的体积流量均匀，压力介质通过该横向流动从没有导流部22、24的第二圆周区段流到具有导流部22、24的第一圆周区段，因为在该第一圆周区段处存在更低的压力水平。换言之，翼状突起24节制了阀构件16的不同圆周区段之间的压力平衡，并且与没有这种导流部22、24的传统阀构件16相比增大了施加给阀构件16的横向力Q。阀构件16的施加有更高压力水平的阴影面比图1更大。

此外，可通过选择翼状突起24的宽度或厚度来影响在阀构件16上出现的横向力Q。随着厚度的增加，翼状突起对从第二圆周区段转移到第一圆周区段的压力介质流量的节流作用也增大。因此较少的压力介质转移在阀构件16的没有导流部22、24的第二圆周区段中起到提高压力的作用，或者说提高在阀构件16的不同圆周区段之间的压差。

此外须指出的是导流部22、24对阀行程的影响。由于导流部的节流作用和由此在围绕阀构件16的间隙中总体上更高的压力水平，对阀构件16起打开作用的轴向力也增大。这意味着，与传统的阀构件16相比，设置有导流部22、24的阀构件16在流过节流横截面20的体积流量大小相同的情况下执行相对更大的阀行程。也就是说，阀构件16与阀座18的距离增大，并且在阀座18处出现的压降结果更低。后者又对根据本发明的阀装置10的增压动力学产生积极的效果，因为该阀装置可对压力变化更快地做出反应。

图4以直接比较的方式示出了配有根据图1的阀构件16或根据图2的阀构件16的阀装置10的相应节流特征曲线。

在所示曲线图中，在垂直轴40上绘制了每单位时间的压力介质流量V，并且在水平轴42上绘制了可在阀装置10的进口和出口之间测量的压差。连续的节流特征曲线44对应于装配有根据图1设计的阀构件16的阀装置10，即具有仅呈凹槽22形式的导流部22、24而没有翼状突起24的阀构件16。相反，以虚线绘制的节流特征曲线46记录的是具有与至少一个翼状突起24结合的引导压力介质的凹槽22的、即根据图2构造的阀构件16。根据图1的阀构件16的节流特征曲线44明显比根据图2的阀构件16的节流特征曲线走向更平坦。这意味着，在预定的压力介质流量V1下，根据图1的阀构件16(Δp₁)比根据图2的阀构件16(Δp₂)引起相对更大的压差。从中可得出，根据图1的阀构件16比根据图2的阀构件16对压力介质流动施加更强的节流作用。因此，对于尽可能高的压力动态范围建议使用根据图2构造的阀构件16。

最后，图5借助于电路符号示出了减震装置50的原理结构，其特别是用于抑制在机动车防滑液压制动系统的制动回路中的压力脉动。减震装置50连接在为制动回路提供制动压力的活塞泵52的压力接口处，并且包括如上所述构造的阀装置10和布置在该阀装置10的上游的压力介质储存器54。压力介质储存器54具有可变的压力介质储存容积，并且此外在其内部具有弹性的和/或被储存弹簧加载的分隔元件。该分隔元件将内部空间分成充满压力介质的压力介质腔和充满气体的储存腔。该储存腔可与大气连接。阀装置10节制压力介质从压力介质储存器54的压力介质腔流出到未进一步示出的车辆制动系统制动回路的引导压力介质的通道56中。阀装置10如结合图1至图4的说明所述地构造，并且由通道56中存在的压力水平控制或者说具有取决于压力的节流作用。由于在阀装置10的阀构件(在图5中未示出)处采取上述措施，减震装置50特别低噪音地工作，并且在此不会产生在机动车的车内空间中可被感知的工作噪音。

当然还可考虑对本发明的所述实施例的改变或补充，而不会偏离本发明的基本构思。

Claims (6)

1.一种阀装置(10)，用于节流在引导压力介质的通道中的压力介质流，具有：

阀体(12)，所述阀体(12)形成被阀座(18)包围的节流横截面(20)，和

阀构件(16)，所述阀构件(16)可移动地容纳在所述阀体(12)中并且根据现有压力条件调节所述节流横截面(20)，所述阀构件由弹性回位元件与所述阀装置(10)的流通方向相反地加载，

其中所述阀构件(16)设有以可流通压力介质的至少一个凹槽(22)形式的导流部(22；24)，所述导流部在所述阀构件(16)的绕流状态下产生施加在所述阀构件(16)上且横向于所述阀装置(10)的流通方向作用的横向力(Q)，

其特征在于，

在所述阀构件(16)处被压力介质绕流的至少一个翼状突起(24)，所述翼状突起(24)设置在从所述阀构件(16)的具有所述导流部(22；24)的第一圆周区段到没有所述导流部(22；24)的第二圆周区段的过渡区域处。

2.根据权利要求1所述的阀装置(10)，其特征在于，

所述翼状突起(24)与所述阀构件(16)构造为一体。

3.根据权利要求1或2所述的阀装置(10)，其特征在于，

所述翼状突起(24)构造在所述阀构件(16)的锥形构造的区段(16b)处并且与所述阀装置(10)的流通方向对齐。

4.根据权利要求1或2所述的阀装置(10)，其特征在于，

在所述阀装置(10)的紧邻节流横截面(20)下游的区域中，所述翼状突起(24)和所述阀体(12)的内壁各自的轮廓相互匹配。

5.根据权利要求1或2所述的阀装置(10)，其特征在于，

所述凹槽(22)构造在所述阀构件(16)的柱形区段(16c)的圆周处并且沿所述阀装置(10)的流通方向延伸。

6.一种减震装置(50)，用于抑制在车辆防滑制动系统的制动回路中的压力脉动，所述减震装置具有用于节流在引导压力介质的通道(56)中的压力介质流的阀装置(10)和连接在所述阀装置(10)上游的压力介质储存器(54)，

其特征在于，

所述阀装置(10)根据权利要求1至5中任一项构造。

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