CN111980774B - 用于凸轮轴的相位调节器的液压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于凸轮轴的相位调节器的液压阀，液压阀具有：壳体和空心柱筒状的活塞，活塞布置成在沿着壳体的纵轴线延伸的分级的中央开口中能够轴向运动；用于输入液压流体的供给接口；至少一个第一和一个第二工作接口具有油箱接口，相应于活塞的定位，一个工作接口与供给接口连接并且另一个工作接口与油箱接口连接，活塞具有用于与供给接口连接的进入通道和用于与油箱接口连接的排出通道，在进入通道与排出通道之间构造有分隔壁，分隔壁布置成与纵轴线构成角度，角度小于90°的数值，活塞为使工作接口与排出通道连接具有第一通流口并且为使进入通道与至少一个工作接口连接具有第二通流口。为了流体连接进入通道与排出通道，分隔壁具有溢流口。

Description

用于凸轮轴的相位调节器的液压阀
技术领域
本发明涉及用于凸轮轴的相位调节器的液压阀。
背景技术
用于内燃机的凸轮轴的相位调节器的液压阀是众所周知的。液压阀具有在液压阀的壳体中可轴向运动的活塞，借助所述活塞的帮助来控制相位调节器的液压的加载。存在不同的结构类型的液压阀。壳体构造成空心柱筒状的。活塞同样构造成空心柱筒状的。相位调节器的控制借助定位能够通流的活塞和相应地释放或封闭构造在壳体上的接口通过液压实现。
专利文献DE102012106096B3公开液压阀，所述液压阀具有能够通流的活塞并且具有用于与供给接口连接的进入通道和用于与油箱接口连接的排出通道。进入通道和排出通道在活塞中通过分隔壁被分隔，所述分隔壁布置成与活塞的纵轴线倾斜。
发明内容
本发明的任务是，提供用于相位调节器的液压阀，所述液压阀具有降低了的反应时间。
所述任务根据本发明通过相位调节器的液压阀来解决。在实施例中给出了具有本发明的适宜的和特别的改型方案的有利的设计方案。
用于凸轮轴的相位调节器的根据本发明的液压阀包括壳体和空心柱筒状的活塞，所述活塞布置成在沿着壳体的纵轴线延伸的、分级的中央开口中能够轴向运动的。液压阀具有用于输入液压流体的供给接口、至少一个第一和一个第二工作接口和油箱接口，其中相应于活塞的定位，所述工作接口中的一个工作接口与供给接口可连接并且另一个工作接口与油箱接口可连接。活塞具有用于与供给接口连接的进入通道并且具有用于与油箱接口连接的排出通道。在进入通道与排出通道之间构造有分隔壁，所述分隔壁布置成与纵轴线构成角度，所述角度小于90°的数值，其中活塞为使工作接口与排出通道连接具有第一通流口并且为使进入通道与工作接口中的至少一个工作接口连接具有第二通流口。根据本发明，为了进入通道和排出通道的流体的连接，分隔壁具有溢流口。
溢流口仅仅设置用于使液压流体从卸载压力的消耗器溢流到建立压力的消耗器中。通流口的另外的优点也在于，来自卸载压力的消耗器的液压流体不仅仅被引导到液压阀的油箱接口中，为了建立压力的消耗器的加速的压力建立而被引导到该消耗器中。由此实现了快速地填充建立压力的消耗器并且因此降低相位调节器的反应时间。
在根据本发明的液压阀的构造方案中，溢流口借助止回阀打开或关闭。优点在将液压流体从一个通道溢流到另外的通道中时的可调节性上可见，其中该调节与在通道中施加的压力有关地实现。因此避免了液压流体通过溢流通道不受调节地溢流。在所述液压阀中尤其有优势的是通过单一的止回阀实现了所谓的“快速定相”功能。
为使以简单的方式避免将液压流体从进入通道溢流到排出通道中，止回阀布置在分隔壁的朝向进入通道被构造的壁面上。也就是换句话说，止回阀构造成从进入通道开始遮盖溢流口。这提供布置简单地构造的止回阀的可行性，止回阀例如以盘为形式。只要止回阀实施为盘状的，就能够成本合适地制造止回阀。此外止回阀在活塞的内部空间中的布置引导向活塞，所述活塞的外部几何形状能够成本合适地被制造，其中借助止回阀避免液压流体的不期望的溢流。
在另外的构造方案中，止回阀借助固定元件布置在分隔壁上。止回阀可以集成到分隔壁中，然而止回阀也能够成本合适地作为盘子状或带状的止回阀固定在分隔壁上，固定在分隔壁的壁面上。在此，止回阀能够以简单的方式利用固定元件例如以铆钉或夹扣的形式固定在分隔壁上，例如是单侧的，从而使止回阀能够与施加在排出通道中的压力相关地从分隔壁部分地抬起并且释放溢流口，所述压力必须比在进入通道中的压力更大。
只要分隔壁构造成能够装入到活塞中，则存在简单地并且因此成本合适地装配止回阀的可行性。优选地，分隔壁材料接合地固定在活塞的与分隔壁对置的内壁上。
在根据本发明的液压阀的另外的构造方案中，通流口构造在活塞的围面上。因此能够在轴向地推移活塞时以简单的方式实现通流口与接口开口重合以用于通过流体。
在布置与进入通道对置的供给接口时，能够实现进一步缩短反应时间，因为填充进入通道并且进而填充利用液压流体被填充的压力室，能够直接地并且没有转向地，也就是说没有显著的流动损失地流到进入通道中。
在根据本发明的液压阀的另外的构造方案中，第二工作接口在通过活塞被释放后直接经由供给接口能够被供给液压流体。也就是说，活塞在该活塞的轴向延伸中最高的长度必须使得为封闭第二工作接口而遮盖配设给第二工作接口的接口开口。因此能够提供具有微小的结构空间需求的相对较短的活塞以及据此相对短的液压阀，由此给出另外的优点，即降低重量的液压阀。
从优选的实施例的下述的说明以及借助于附图可见本发明的其它的优点、特征和具体情况。上述在说明中提及的特征和特征组合，以及随后在附图说明中提及的和/或在附图中单独展示的特征和特征组合不仅能够在各自给出的组合中应用，并且也能够在其它的组合中或者独自应用，而不离开本发明的范围。相同的或功能相同的元件被分配相同的附图标记。
附图说明
唯一的附图在纵剖面图中示出用于凸轮轴的相位调节器的根据本发明的液压阀。
具体实施方式
用于未进一步展示的凸轮轴的未进一步展示的相位调节器的根据本发明的液压阀10构造在根据图1的实施例中。为了容纳在回转马达制造商的未详细示出的转子中，液压阀10被实施为中心阀。
换句话说，这意味着，液压阀10在相位调节器的中央开口中至少部分地被相位调节器包围地容纳。
液压阀10具有壳体12，所述壳体构造成能够通流的。在壳体12上设置多个接口A、B、P、T以用于液压地供给相位调节器。在壳体12中，沿着液压阀10的纵轴线14能够轴向运动的活塞16被容纳在壳体12的中央开口18中。壳体12主要被实施为管状的。
相位调节器在运行未进一步展示的内燃机期间允许致使改变内燃机的换气阀的打开时间和关闭时间。对此，借助相位调节器相对于内燃机的未进一步展示的曲轴无级地改变内燃机的未进一步展示的凸轮轴的相对的角度位置，其中相对于曲轴转动凸轮轴。通过转动凸轮轴推移换气阀的打开时刻和关闭时刻，使得内燃机在相应的转速中能够带来所述内燃机的最优的功率。
相位调节器的未进一步展示的定子不可旋转地与凸轮轴的未进一步展示的驱动轮连接。在定子基体的内侧构造有以有规律的距离径向地向内延伸的腹板，在相应的两个相邻的腹板之间构造有间隙。转子的未进一步展示的转子轮毂的未进一步展示的叶片布置成突入到间隙中去。转子轮毂具有与间隙的数量相符合的叶片的数量。因此借助叶片使每个间隙能够分隔成两个压力室。借助液压阀10使压力介质能够被控制地引入到部分室中，压力介质一般是液压流体。
给每个工作接口A、B配设压力室。那么给第一工作接口A配设第一压力室并且给第二工作接口B配设第二压力室。为了与压力室连接，第一工作接口A具有构造在壳体12中的第一接口开口20并且第二工作接口B具有构造在壳体12中的第二接口开口22。为了改变在凸轮轴与曲轴之间的角度位置，给在第一压力室或第二压力室中的压力介质加载压力，而使第二压力室或第一压力室卸载。卸载通过油箱接口T实现，其中通过油箱接口T能够排出液压流体。
在附图中在纵剖面图中描绘根据本发明的液压阀10。构造在壳体12中的中央开口18具有两个不同的内直径D1、D2，所述两个不同的内直径通过构造成锥形的第一壳体区域24过渡到彼此中。第一接口开口20布置在壳体12的第二壳体区域26中，所述壳体区域具有第一内直径D1，所述第一内直径比第二内直径D2更大，并且配设给第一工作接口A。第二接口开口22布置在壳体12的第三壳体区域28中，所述第三壳体区域具有第二内直径D2，所述第二内直径小于第一内直径D1，并且配设给第二工作接口B。
在构造成衬套状的壳体12的内部，活塞16布置成沿着纵轴线14能够轴向运动的，其中活塞16构造成空心活塞的形式。为了运动该活塞16，该活塞具有用于未进一步展示的电磁的调节单元的、在端侧封闭该活塞的靠置面30。电磁的调节单元的挺杆靠置在该靠置面30的中心上。
在活塞16的背离靠置面30而构造的端部32上，以螺旋压力弹簧的形式的回置元件34靠置在活塞16的活塞端面36上，所述螺旋压力弹簧支撑在壳体12的支撑元件38上。因此活塞16能够克服回置元件34的弹簧力被电磁的调节单元轴向地在壳体12中推移。
活塞16具有进入通道40和排出通道42。进入通道40是在活塞16内部的空腔44，所述空腔对置于供给接口P地敞开。也就是换句话说，从供给接口P开始，液压流体通过第三壳体部段28能够涌流到进入通道40中。
排出通道42与油箱接口T可通流地连接。进入通道40与排出通道42的界限通过在活塞16内部的分隔壁46实现，所述分隔壁基本上倾斜地延伸。所述倾斜的延伸被划分成四个控制边缘48、50、52、54。分隔壁46布置成与纵轴线14构成角度α，所述角度具有40°的数值。角度α能够构造成相应于反应时间和液压阀10的结构空间比例。
控制边缘48、50、52、54布置在从活塞16径向地延伸出去的环腹板56、58上。距靠置面30较近地定位的第一环腹板56具有带有第一外直径A1的第一围面60并且在在第一内直径D1的区域中的中央开口18中被引导。位于距靠置面30较远的第二环腹板58具有带有第二外直径A2的第二围面62，所述第二外直径小于第一外直径A1，并且在在第二内直径D2的区域中的中央开口18中被引导。两个控制边缘50、52限定环腹板56、58的朝向彼此的侧面。两个其他的控制边缘48、54限定环腹板56、58的彼此背离的侧面。
排出通道42从两个朝向彼此的控制边缘50、52引导向油箱接口T。相反，进入通道40引导向两个彼此背离的控制边缘48、54。由此，两个彼此面对的控制边缘50、52形成排出边缘，而彼此背离的控制边缘48、54形成进入边缘。
两个朝向彼此的控制边缘50、52在液压阀10的在附图中展示的截止中间位置中具有与壳体12相当大的重合部64。与之相反，两个彼此背离的控制边缘48、54在液压阀10的截止中间位置中与壳体12没有重合部。因此根据排出边缘控制的原理确保的是，使转子相对于定子在确定的角度位置中张紧。排出边缘控制的原理在DE19823619A1中进一步被解释。
活塞16的第三外直径A3在第二壳体区域26中密封地容许公差地可移动，所述第三外直径构造成朝向靠置面30，其中在所述第二壳体区域26中容纳有衬套66，所述衬套固定地与壳体12连接。对此衬套66被压入到壳体12中。第三外直径A3基本上对应于衬套66的第三内直径D3。衬套66构造为第一环腹板56的止挡。
活塞16以特别有优势的方式是压力平衡的，从而能够定性高质量地实施相位调节器的位置调节。对此，作用在活塞16上的轴向力被抵消。也就是说，在附图中向左作用的力F1等于向右作用的力F2，即力F1的反作用力F2。
分隔壁46具有溢流口68以用于进一步改进快速地推移活塞16，因此在确定的压力比例中，液压流体能够从排出通道42涌流到进入通道40中，以便如同更下面描述的凸轮轴力矩，用于从要排空的压力室中快速地填充要填充的压力室。
为了避免液压流体从进入通道40流出到出流通道42中，止回阀70布置在分隔壁46的构造成朝向进入通道40的壁面72上。
在本实施例中，止回阀70实施为平板状的金属盘的形式并且借助以铆钉形式的固定元件74固定在分隔壁46上。换句话描述，止回阀70构造成盘状的。自然地，固定元件74也能够构造成其他的元件的形式，例如螺栓或夹扣的形式。或者止回阀70借助搭扣连接固定在分隔壁46上。
在变更压力室的液压加载，借此导致转动转子时，活塞16被轴向地推移，借此要么按照初始位置使第一工作接口A为了排出液压流体而相对于排出通道42敞开，其中释放活塞16的配设给排出通道42的第一通流口78，要么使第二工作接口B为了排出液压流体相对排出通道42敞开，其中至少局部地与第二接口开口22对置地定位第一通流口78，并且其中活塞16的配设给进入通道40的第二通流口80布置成与第一接口开口20对置。通流口78、80构造在活塞16的围面82上，所述活塞的围面也包括第一围面60和第二围面62。
根据所施加的压力关系，止回阀70打开，从而通过溢流口68从待排空的压力室中能够附加地并且因此比在止回阀70关闭时更快地用液压流体填充待填充的压力室。换句话说，这意味着，相应压力室的填充的反应时间显著减少。
活塞16具有轴向长度，所述轴向长度允许通过活塞16释放第二工作接口B以用于通过供给接口P直接供给第二工作接口B。活塞16同样能够具有增大的轴向长度并且具有其他的开口以用于填充第二工作接口B。
为使液压阀10与具有相位调节器的内燃机协调，在油箱接口T的功能侧上还提出可变的节流阀。因此能够变化液压流体到油箱接口T中的排流并且因此变化在排出通道42中的压力。
为了简单的安装，分隔壁46实施为嵌入构件。
在附图中还虚线地展示出接口的两个其他的备选的可行性方案。因此代替油箱接口T，通向油箱的排流能够实施为油箱接口T1。在此油箱接口T1轴向布置在两个工作接口A、B之间。在这种情况中，通向油箱排流T的排出通道42也能够根据虚线76被封闭。
也备选可行的是，径向地移位轴向的接口，这通过在壳体12或在活塞16中设置凹部实现。这根据备选的供给接口P1或备选的油箱接口T3展示。
在备选的构造方式中没有实现衬套66。取而代之能够设置另外的结构设计，利用所述结构设计实现装配可行性。例如壳体12能够实施为两部件的旋拧的构件，所述构件代替衬套66而具有止挡。该旋拧平面确保了液压阀10的装配可行性。
液压阀10能够根据实施例实施为中央的液压阀，所述中央的液压阀也被称作中心阀。然而该液压阀也能够实施被非中心的液压阀。液压阀也能够实施为盒式液压阀。
当然，利用字母A或B标注两个工作接口是任意的并且彼此能够替换。
活塞16能够由金属或合成材料制造。合成材料在注塑中制造。在应用合成材料中，纤维增强的合成材料也是有优势的，所述优势如同在专利文献DE102007026831B3中展示出的。
在在配设给第一工作接口A的压力室中出现凸轮轴力矩时，从第一工作接口A出发经过第一接口开口20以及与排出通道42能够通流地连接的第一通流口78，进入通道40通过溢流口68能够利用来自第一工作接口A的液压流体被填充。因此通过进入通道40和在活塞16的所述位置中敞开的第二接口开口22使通过溢流口68涌流到进入通道40中的液压流体提供给第二工作接口B使用。
在在配设给第二工作接口B的压力室中出现凸轮轴力矩时，从第二工作接口B出发，经过第二接口开口22和与进入通道40能够通流地连接的第二通流口80，进入通道40通过溢流口68能够利用来自第二工作接口B的液压流体被填充。因此通过进入通道40和活塞16的所述位置中敞开的第一接口开口20使通过溢流口68涌流到进入通道40的液压流体提供给第一工作接口A使用。

Claims (20)

1.一种用于凸轮轴的相位调节器的液压阀，所述液压阀具有壳体(12)和空心柱筒状的活塞(16)，所述空心柱筒状的活塞布置成在沿着所述壳体(12)的纵轴线(14)延伸的分级的中央开口(18)中能够轴向运动的，所述液压阀具有用于输入液压流体的供给接口(P)，所述液压阀具有至少一个第一工作接口(A)和第二工作接口(B)并且具有油箱接口(T)，其中相应于所述活塞(16)的定位，所述第一工作接口(A)和第二工作接口(B)中的一个与所述供给接口(P)能够连接并且所述第一工作接口(A)和第二工作接口(B)的另一个与所述油箱接口(T)能够连接，并且其中所述活塞(16)具有用于与所述供给接口(P)连接的进入通道(40)并且具有用于与所述油箱接口(T)连接的排出通道(42)，在所述进入通道与所述排出通道之间构造有分隔壁(46)，所述分隔壁布置成与所述纵轴线(14)构成角度(α)，所述角度小于90°的值，其中所述活塞(16)为使所述第一工作接口(A)和第二工作接口(B)与所述排出通道(42)连接具有第一通流口(78)并且为使所述进入通道(40)与至少一个所述第一工作接口(A)和第二工作接口(B)连接具有第二通流口(80)，
其特征在于，
为了流体地连接所述进入通道(40)与所述排出通道(42)，所述分隔壁(46)具有溢流口(68)。
2.根据权利要求1所述的液压阀，其特征在于，
所述溢流口(68)借助止回阀(70)打开或关闭。
3.根据权利要求2所述的液压阀，其特征在于，
所述止回阀(70)布置在所述分隔壁(46)的朝向所述进入通道(40)被构造的壁面(72)上。
4.根据权利要求2所述的液压阀，其特征在于，
所述止回阀(70)构造成盘状的。
5.根据权利要求3所述的液压阀，其特征在于，
所述止回阀(70)构造成盘状的。
6.根据权利要求2所述的液压阀，其特征在于，
所述止回阀(70)借助固定元件(74)布置在所述分隔壁(46)上。
7.根据权利要求3所述的液压阀，其特征在于，
所述止回阀(70)借助固定元件(74)布置在所述分隔壁(46)上。
8.根据权利要求5所述的液压阀，其特征在于，
所述止回阀(70)借助固定元件(74)布置在所述分隔壁(46)上。
9.根据权利要求6所述的液压阀，其特征在于，
所述固定元件(74)是铆钉或夹扣。
10.根据权利要求8所述的液压阀，其特征在于，
所述固定元件(74)是铆钉或夹扣。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的液压阀，其特征在于，
所述分隔壁(46)构造成能够装入到所述活塞(16)中。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的液压阀，其特征在于，
所述第一通流口(78)和所述第二通流口(80)构造在所述活塞(16)的围面(82)上。
13.根据权利要求11所述的液压阀，其特征在于，
所述第一通流口(78)和所述第二通流口(80)构造在所述活塞(16)的围面(82)上。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的液压阀，其特征在于，
所述供给接口(P)布置成与所述进入通道(40)对置。
15.根据权利要求11所述的液压阀，其特征在于，
所述供给接口(P)布置成与所述进入通道(40)对置。
16.根据权利要求13所述的液压阀，其特征在于，
所述供给接口(P)布置成与所述进入通道(40)对置。
17.根据权利要求1至10中任一项所述的液压阀，其特征在于，
所述第二工作接口(B)在通过所述活塞(16)被释放后直接通过所述供给接口(P)被供给液压流体。
18.根据权利要求11所述的液压阀，其特征在于，
所述第二工作接口(B)在通过所述活塞(16)被释放后直接通过所述供给接口(P)被供给液压流体。
19.根据权利要求12所述的液压阀，其特征在于，
所述第二工作接口(B)在通过所述活塞(16)被释放后直接通过所述供给接口(P)被供给液压流体。
20.根据权利要求16所述的液压阀，其特征在于，
所述第二工作接口(B)在通过所述活塞(16)被释放后直接通过所述供给接口(P)被供给液压流体。
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