CN108980128B - 电磁阀、拨叉控制系统及汽车 - Google Patents

Abstract

一种电磁阀、拨叉控制系统及汽车，其中，电磁阀包括：具有内腔的阀体，所述内腔包括输入腔和阀芯孔；进液口和出液口，设于所述阀体上，所述进液口和出液口通过所述内腔连通；阀芯，所述阀芯包括：第一芯体，设于所述输入腔中，沿第一方向移动以打开所述阀芯孔，第二方向移动以关闭所述阀芯孔，第一方向和第二方向相反；具有第一面的封口件，所述内腔在所述第一方向上具有开口，所述封口件密封所述开口，所述第一面与所述第一芯体相对设置、连接，沿所述第一方向位于所述输入腔的上游。本发明的电磁阀输出油压对输入油压波动敏感度低；同样功率的驱动元件可以控制更高的压力。

Description

电磁阀、拨叉控制系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种电磁阀、拨叉控制系统及汽车。

背景技术

现有汽车很多采用自动变速箱，自动变速箱采用液压控制系统操纵档位切换。在自动变速箱中设有拨叉控制回路，拨叉控制回路上设有拨叉执行器，而拨叉执行器是带密封功能的双作用等面积活塞缸，即所述拨叉执行器具有双向移动拨叉的功能。在活塞缸的两侧均需要一定压力的液压油来推动活塞缸的双向移动，继而驱动拨叉双向移动。

现有技术中，一般通过电磁阀向活塞缸的两侧输入所需要的一定压力的液压油，电磁阀的输出压力对输入压力的敏感度不能过高，否则会影响拨叉活塞的位置、压力控制精度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种输出压力对输入压力敏感度不高的电磁阀。

为解决上述问题，本发明提供一种电磁阀，包括：具有内腔的阀体，所述内腔包括输入腔和阀芯孔；进液口和出液口，设于所述阀体上，所述进液口和出液口通过所述内腔连通；阀芯，所述阀芯包括：第一芯体，设于所述输入腔中，沿第一方向移动以打开所述阀芯孔，第二方向移动以关闭所述阀芯孔，第一方向和第二方向相反；具有第一面的封口件，所述内腔在所述第一方向上具有开口，所述封口件密封所述开口，所述第一面与所述第一芯体相对设置、连接，沿所述第一方向位于所述输入腔的上游。

可选的，所述封口件呈板状。

可选的，所述第一面为平面，垂直于所述第一方向。

可选的，所述第一芯体具有面向所述第一面的第二面，所述第二面为平面，垂直于所述第一方向。

可选的，所述阀芯还包括：第一阀杆，所述封口件、第一芯体通过所述第一阀杆连接。

可选的，所述进液口位于所述第一面和所述第一芯体之间。

可选的，所述第一芯体呈板状或球状或锥形状。

可选的，所述内腔还包括：与所述出液口连通的输出腔，所述输出腔能够通过阀芯孔与所述输入腔连通。

可选的，所述内腔还包括：泄油腔，所述阀体上设有与所述泄油腔连通的泄油口，所述泄油腔能够通过泄油孔与所述输出腔连通。

可选的，所述阀芯还包括：第二芯体和第二阀杆，所述第二芯体设于所述泄油腔中，所述第二芯体、第一芯体通过所述第二阀杆连接；所述第二芯体沿所述第一方向移动以关闭所述泄油孔，第二方向移动以打开所述泄油孔。

可选的，还包括：电磁驱动装置，沿所述第一方向位于所述阀芯的下游，且与所述阀芯连接，用于驱动所述阀芯沿所述第一方向移动或第二方向移动。

本发明还提供一种拨叉控制系统，包括：拨叉执行器，沿第三方向具有第一腔体和第二腔体，所述第三方向与拨叉的移动方向一致；

第一电磁阀，为上述任一项所述的电磁阀；

第二电磁阀，为上述任一项所述的电磁阀；

所述第一腔体与所述第一电磁阀的出液口连通，所述第二腔体与所述第二电磁阀的出液口连通。

本发明还提供一种汽车，包括上述所述的拨叉控制系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的电磁阀包括具有内腔的阀体和设于阀体的内腔中的阀芯，内腔包括输入腔和阀芯孔。当通过进液口向阀体的内腔中填充液压油后，可以控制阀芯沿第一方向在内腔中移动以打开电磁阀，控制阀芯沿第二方向移动以关闭电磁阀。其中，内腔包括输入腔，进液口与输入腔连通。阀芯包括第一芯体，第一芯体设于输入腔中，阀芯还包括具有第一面的封口件，封口件密封内腔的开口。封口件的第一面与第一芯体相对设置且连接，沿第一方向，第一面位于输入腔的上游。

在阀芯沿第一方向移动的过程中，第一芯体也沿第一方向移动以打开阀芯孔，从进液口流入内腔的液压油能够从阀体上的出液口流出，并流向被控执行机构。从而通过电磁阀输出的液压油控制被控执行机构执行相应地动作。在阀芯沿反方向移动的过程中，第一芯体也沿反方向移动以关闭输入腔。

由于在内腔的输入腔内填充有液压油后，液压油会向沿第一方向分别向第一芯体和第一面施加作用力。由于第一面和第一芯体沿第一方向相对设置，液压油向第一面和第一芯体所施加的作用力的方向相反，阀芯在第一方向上所承受的力会被第一面抵消一部分，最终阀芯在第一方向上所承受的力可控制到很低的范围内。

那么，无论填充入阀体的内腔中的液压油的压力(即电磁阀的输入压力)多大，向阀芯施加的沿第一方向的作用力会很小。阀芯沿第一方向移动时，不会承受太大的阻力，从而可以减小驱动阀芯在内腔中运动的驱动元件的功率；同样的道理，采用这种结构的电磁阀可以用小功率的驱动元件来控制较高的压力。且输入压力的波动引起的作用在阀芯上的受力波动也会得到抑制，从而使得电磁阀输出压力波动削弱，即电磁阀输出压力对输入压力波动敏感度降低。使用本发明的电磁阀向拨叉执行器的活塞缸的两侧输入所需要的液压油的压力波动不大，活塞缸控制精准。

附图说明

图1是本发明实施例电磁阀的内部结构示意图一，图1中示出电磁阀处于未打开状态；

图2是本发明实施例电磁阀的内部结构示意图二，图2中示出电磁阀处于打开状态；

图3是本发明实施例拨叉控制系统的结构示意图，图3中示出了拨叉执行器的左右两个腔体分别与电磁阀相连通。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1和图2，本发明实施例提供一种电磁阀1，包括：具有内腔30的阀体10，设于阀体10的内腔30中的阀芯20，以及设于阀体10的进液口31和出液口32，进液口31和出液口32通过内腔30连通。其中，内腔30包括输入腔33和阀芯孔12，进液口31与输入腔33连通。阀芯20包括第一芯体22，第一芯体22设于输入腔33中。

本实施例中，第一芯体22能够沿第一方向(图2中A方向所示)在内腔30中移动以打开阀芯孔12，或者，沿第二方向移动以关闭阀芯孔12，第一方向和第二方向相反。通过进液口31向阀体10的内腔30中填充液压油后(图1中进液口31处的黑色箭头代表了流入阀体10的内腔30的液压油)，第一芯体22沿第一方向在内腔30中移动以打开阀芯孔12(参考图2)。

由于向阀体10的内腔30中填充液压油后，第一芯体22沿第一方向移动的过程中会受到液压油所施加的沿第一方向的作用力，液压油向第一芯体22所施加的作用力的大小将很影响第一芯体22沿第一方向移动的顺畅与否。

为减小通过进液口31填充入内腔30的液压油对第一芯体22沿第一方向移动的影响，参考图1，本实施例中，电磁阀1还包括：具有第一面21a的封口件21，内腔30在第一方向上具有开口11，封口件21密封开口11，输入腔33位于开口11和阀芯孔12之间。沿第一方向，第一面21a与第一芯体22相对设置且连接，且第一面21a位于输入腔33的上游。其中，输入腔33的上游为输入腔33远离阀芯孔12的一端。

在第一芯体22沿第一方向移动以打开阀芯孔12的过程中，从进液口31流入内腔30的液压油能够从阀体上的出液口32流出，并流向被控执行机构。从而通过电磁阀输出的液压油控制被控执行机构执行相应地动作。图2中内腔30中的黑色箭头代表了液压油的流向。

由于在内腔30的输入腔33内填充有液压油后，液压油会向沿第一方向分别向第一芯体22和第一面21a施加作用力。图1中通过黑色箭头示出了作用于第一芯体22和第一面21a上的作用力，其中F1代表了施加在第一芯体22上的作用力，F2代表了施加在第一面21a上的作用力。

第一面21a和第一芯体22沿第一方向相对设置，液压油向第一面21a和第一芯体22所施加的作用力的方向相反，图1中所示的作用力F1和作用力F2的方向相反。第一芯体22在第一方向上所承受的力会被第一面21a抵消一部分，最终施加在阀芯20上的力为F1和F2的差值，那么第一芯体22在第一方向上所承受的力可控制到很低的范围内。

从而，无论填充入阀体的内腔30中的液压油的压力(即电磁阀1的进液口31的输入压力)多大，最终液压油向第一芯体22施加的沿第一方向的作用力会很小。第一芯体22沿第一方向移动时，不会承受太大的阻力。从而可以减小驱动阀芯20在内腔中运动的驱动元件的功率；同样的道理，采用这种结构的电磁阀1可以用小功率的驱动元件来控制较高的压力。且输入压力的波动引起的作用在阀芯20上的受力波动也会得到抑制，从而使得电磁阀1输出压力(即电磁阀1的出液口32的输出压力)波动削弱，即电磁阀1输出压力对输入压力波动敏感度降低。使用本发明的电磁阀向拨叉执行器的活塞缸的两侧输入所需要的液压油的压力波动不大，活塞缸控制精准。

需说明的是，当向输入腔33中填充液压油后，作用在第一芯体22上的作用力F1略大于作用在第一面21a上的作用力F2。若F2大于F1，则一旦向输入腔33填充了液压油后，第一芯体22会自动沿第一方向移动，此时电磁阀1就处于打开状态，实际上此时电磁阀1是应处于关闭状态的，那就不能精准的控制电磁阀1的打开或关闭。

本发明中，作用在第一芯体22上的作用力F1和作用在第一面21a上的作用力F2越接近越好，对施加在第一芯体22和第一面21a上的作用力的大小的控制，可以通过设计液压油作用在第一面21a和第一芯体22上的受力面积的大小。第一面21a的受力面积和第一芯体22的受力面积越接近，F1和F2就约接近。在其它实施例中，也可以设计第一芯体22的表面的面积略大于第一面21a的表面的面积，那么F1略大于F2，这也是可行的。

需说明的是，封口件21的形状不做限制，只要能够密封内腔30的开口11即可。本实施例中的封口件21呈板状，相应地，封口件21的第一面21a为平面，第一面21a垂直于第一方向。在其它实施例中，封口件可以呈球状，相应地，封口件的第一面为球面。

继续参考图2，第一芯体22具有面向第一面21a的第二面22a，第二面22a为平面，垂直于第一方向。第一芯体22呈板状或球状或锥形状或其它形状。本实施例中，第一芯体22呈锥形。此外，阀芯20还包括：第一阀杆20a，封口件21和第一芯体22通过第一阀杆20a连接。

此外，本实施例中，阀体10的进液口31与液压油源(图未示出)相连，通过进液口31向阀体10的内腔30填充液压油；阀体10的出液口32与待执行件(图未示出)相连，电磁阀1打开(也即阀芯孔12打开)后，通过出液口32向待执行件输送一定压力的液压油，以驱动待执行件执行相应的动作，本实施例中待执行件可以是拨叉执行器70(参考图3)。

继续参考图1和图2，本实施例中进液口31沿垂直于第一方向的方向分布在阀体10上，在其它实施例中，可以设置在阀体的其它位置，只要能够向阀体的内腔填充液压油即可。本实施例中，阀体10呈柱状，阀芯20呈杆状，阀芯20在内腔30中沿第一方向延伸，本实施例中的“第一方向”为阀体10的长度方向。在其它实施例中，阀体和阀芯的形状可以是呈其它形状。

本实施例中，内腔30还包括：与出液口32连通的输出腔34，输出腔34能够通过阀芯孔12与输入腔33连通。电磁阀1还包括：电磁驱动装置(即上文所述的驱动元件)，沿第一方向位于阀芯20的下游且与阀芯20连接。阀芯20的下游为阀芯20远离输入腔33的一端。电磁驱动装置用于驱动第一芯体22沿第一方向移动以实现输入腔33和输出腔34的连通；或者，驱动第一芯体22沿第二方向移动以隔绝输入腔33和输出腔34。

本实施例中，电磁驱动装置设于阀体10内，包括：电枢40，沿第一方向，电枢40一端与阀芯20连接，另一端通过弹簧60与阀体10连接；还包括线圈50，线圈50环绕电枢40布置，用于通电产生推动电枢40沿第一方向移动的电磁力。

当控制线圈50通电后，产生推动电枢40沿第一方向移动的电磁力后，电枢40沿第一方向移动，弹簧60被拉伸；当控制线圈50断电后，电枢40沿第二方向移动，且弹簧60可以起到缓冲的作用，不至于使得电枢40移动过快，撞击到阀体10。

本发明的阀芯孔12的孔径大于等于开口11的孔径，使得F1略大于F2。且能够使得输入腔33内填充有液压油后，电磁驱动装置驱动第一芯体22与阀芯孔12分离以实现输入腔33和输出腔34的连通。

继续参考图1和图2，本实施例的电磁阀1的内腔30还包括：泄油腔35，泄油腔35用于将液压油流回油箱，输出腔34位于输入腔33和泄油腔35之间。阀体10上设有与泄油腔35连通的泄油口36，泄油腔35能够通过泄油孔13与输出腔34连通。其中，泄油孔13位于输出腔34和泄油腔35之间。

阀芯20上还设有第二芯体23和第二阀杆20b，第二芯体23位于泄油腔35内，第二芯体23、第一芯体22通过第二阀杆20b连接。本发明的第二芯体形状不做限制，可以呈板状或球状或锥形状或其它形状，本实施例中，第二芯体23呈板状。第二芯体23能够沿第一方向移动以关闭泄油孔13，第二方向移动以打开泄油孔13。本实施例中，通过电磁驱动装置驱动第二芯体23沿第一方向移动以实现泄油孔13的打开或关闭，从而实现输出腔34和泄油腔35的连通或隔绝。

具体为：当阀芯20沿第一方向移动时，第二芯体23也沿第一方向移动并与泄油孔13相抵后，第二芯体23隔绝了输出腔34和泄油腔35，输出腔34内的液压油不能流入泄油腔35。

当阀芯20沿第二方向移动时，第二芯体23也沿第二方向移动，此时，第二芯体23与泄油孔13分离，输出腔34和泄油腔35连通，输出腔34内的液压油能够流入泄油腔35，并经与阀体10上与泄油腔35连通的泄油口36流回油箱。

需说明的是，本发明的第一芯体22和第二芯体23在阀芯20上的位置满足如下：第一芯体22和阀芯孔12相抵时，第二芯体23与泄油孔13分离；或者，第一芯体22和阀芯孔12分离时，第二芯体23与泄油孔13相抵；或者，第一芯体22和阀芯孔12分离时，第二芯体23与泄油孔13也分离。

且本发明可以通过控制阀芯孔12和泄油孔13的开度大小来控制从出液口32流出的液压油的压力大小。例如，通过电磁驱动装置控制电枢40沿第一方向移动，并控制阀芯20沿第一方向移动的行程：使得第二芯体23与泄油孔13相抵，此时，输入腔33内的液压油全部流入输出腔34，并经出液口32流出。

由于液压油完全从输出腔34流向出液口32，从出液口32流出的液压油的压力最大。若控制阀芯20沿第一方向移动的行程：使得第二芯体23与泄油孔13分离，且第一芯体22与阀芯孔12相抵，那么，输入腔33内的液压油不仅可以流入输出腔34，也可以流入泄油腔35，那么，从出液口32流出的液压油的压力最小，电磁阀1也就处于关闭状态了。

还可以通过控制阀芯孔12的开度大于泄油孔13的开度，流入输出腔34的液压的液压油多于流入泄油腔35的液压油，从出液口32流出的液压油的压力相比于最大压力有所减小。或者，控制阀芯孔12的开度小于泄油孔13的开度，流入输出腔34的液压的液压油少于流入泄油腔35的液压油，从出液口32流出的液压油的压力进一步减小。

需说明的是，本发明的调节阀的类型不做限制，本实施例中，调节阀为VBS调节阀，也即：Variable bleed solenoid调节阀，中文：可变溢流型先导压力电磁阀。

参考图3并结合图1和图2所示，本发明实施例还提供一种拨叉控制系统，包括：拨叉执行器70，沿第三方向具有第一腔体71和第二腔体72，第三方向与拨叉的移动方向一致。可以理解为：拨叉沿左右移动，第一腔体71为拨叉执行器70的左腔体，第二腔体72为拨叉执行器70的右腔体。

第一腔体71与第一电磁阀1a的出液口32连通，第一电磁阀1a的出液口32向第一腔体71输入具有一定压力的液压油；第二腔体72与第二电磁阀1b的出液口32连通，第二电磁阀1b的出液口32向第二腔体72输入具有一定压力的液压油。第一电磁阀1a和第二电磁阀1b为上述实施例所述的电磁阀。也即，拨叉控制系统中使用两个电磁阀，分为左侧电磁阀和右侧电磁阀，通过控制第一电磁阀1a向第一腔体71输入的液压油的压力，以及控制第二电磁阀1b向第二腔体72输入的液压油的压力大小来控制拨叉执行器70的移动。

参考图3，当需要拨叉向左移动时(图3中B方向所示)，油路90分别向两个电磁阀的进液口31填充液压油，通过控制第一电磁阀1a的出液口32的液压油的压力小于第二电磁阀1b的出液口32的液压油的压力。第一电磁阀1a的出液口32流出的液压油依次流经左侧控制滑阀80、左侧反馈节流孔82后流入拨叉执行器70的左侧的第一腔体71内；第二电磁阀1b的出液口32流出的液压油依次流经右侧控制滑阀81、右侧反馈节流孔83后流入拨叉执行器70的右侧的第二腔体72内。

由于第一电磁阀1a的出液口32的液压油的压力小于第二电磁阀1b的出液口32的液压油的压力，那么流入第一腔体71的液压油的压力也小于流入第二腔体72的液压油的压力。从而，拨叉执行器70内的右侧的压力大于左侧的压力，拨叉执行器70控制拨叉向左移动。相反，控制第一电磁阀1a的出液口32的液压油的压力大于第二电磁阀1b的出液口32的液压油的压力，拨叉执行器70便可以控制拨叉向右移动(图3中C方向所示)。

本发明还提供一种汽车，包括上述实施例所述的拨叉控制系统。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种电磁阀，其特征在于，包括：

具有内腔的阀体，所述内腔包括输入腔和阀芯孔；

进液口和出液口，设于所述阀体上，所述进液口和出液口通过所述内腔连通；

阀芯，所述阀芯包括：

第一芯体，设于所述输入腔中，沿第一方向移动以打开所述阀芯孔，第二方向移动以关闭所述阀芯孔，第一方向和第二方向相反；

具有第一面的封口件，所述内腔在所述第一方向上具有开口，所述封口件密封所述开口，所述第一面与所述第一芯体相对设置、连接，沿所述第一方向位于所述输入腔的上游，所述第一面位于封口件的右侧面，面向所述输入腔，所述进液口位于所述第一面和所述第一芯体之间；

第一阀杆，所述封口件、第一芯体通过所述第一阀杆连接。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述封口件呈板状。

3.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述第一面为平面，垂直于所述第一方向。

4.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述第一芯体具有面向所述第一面的第二面，所述第二面为平面，垂直于所述第一方向。

5.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述进液口位于所述第一面和所述第一芯体之间。

6.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述第一芯体呈板状或球状或锥形状。

7.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述内腔还包括：与所述出液口连通的输出腔，所述输出腔能够通过阀芯孔与所述输入腔连通。

8.如权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述内腔还包括：泄油腔，所述阀体上设有与所述泄油腔连通的泄油口，所述泄油腔能够通过泄油孔与所述输出腔连通。

9.如权利要求8所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯还包括：第二芯体和第二阀杆，所述第二芯体设于所述泄油腔中，所述第二芯体、第一芯体通过所述第二阀杆连接；所述第二芯体沿所述第一方向移动以关闭所述泄油孔，第二方向移动以打开所述泄油孔。

10.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，还包括：电磁驱动装置，沿所述第一方向位于所述阀芯的下游，且与所述阀芯连接，用于驱动所述阀芯沿所述第一方向移动或第二方向移动。

11.一种拨叉控制系统，其特征在于，包括：

拨叉执行器，沿第三方向具有第一腔体和第二腔体，所述第三方向与拨叉的移动方向一致；

第一电磁阀，为权利要求1-10任一项所述的电磁阀；

第二电磁阀，为权利要求1-10任一项所述的电磁阀；

所述第一腔体与所述第一电磁阀的出液口连通，所述第二腔体与所述第二电磁阀的出液口连通。

12.一种汽车，其特征在于，包括权利要求11所述的拨叉控制系统。

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