CN113494326A - 机油控制阀及凸轮相位调节器 - Google Patents

机油控制阀及凸轮相位调节器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机油控制阀及凸轮相位调节器。该机油控制阀包括筒状的阀体,该阀体用于安装在凸轮相位调节器的转子的中心,该阀体具有用于分别连接转子的两个工作腔的第一流道和第二流道,第一流道和第二流道在周向上对齐并在轴向上错开,其中,阀体是一体形成的结构,并且第一流道和第二流道分别沿径向直线延伸并贯穿阀体的侧壁。本发明的机油控制阀及凸轮相位调节器结构简单且易于生产和安装。

Description

机油控制阀及凸轮相位调节器
技术领域
本发明涉及发动机技术领域。具体地,本发明涉及一种机油控制阀及包括这种机油控制阀的凸轮相位调节器。
背景技术
在现代车辆的内燃机中,通常借助可变气门气正时(Variable Valve Timing,VVT)系统来使曲轴和凸轮轴之间的相位关系在提前位置与滞后位置之间改变,以便调整内燃机的气门开合时间和进排气量,从而获得最佳的燃烧效率。VVT系统的主要部件是凸轮相位调节器,凸轮相位调节器中形成有多个液压腔,借助于这些液压腔可以通过液压介质的流入和流出有针对性地改变曲轴与凸轮轴之间的相位关系。此外,为了控制液压介质流入或流出液压腔,还需要在凸轮相位调节器中安装机油控制阀。
例如,CN 104989478 A公开了一种具有典型构造的中置式机油控制阀。该机油控制阀包括依次嵌套的阀体、阀套和阀芯,在阀体上形成有径向贯穿的第一油流道和第二油流道,阀套上形成有轴向延伸的第一油槽以及径向贯穿的第一油孔和第二油孔,此外,阀套上还形成有轴向延伸的第二油槽和径向贯穿的第三油孔。第二油槽和第三油孔形成进油道,以将集油腔中的机油引入阀芯与阀套之间形成的液压腔中。第一油孔与第二油通道连通,可以将液压腔中的机油引入到转子叶片一侧的空间中,而第二油孔、第一油槽和第一油通道连通,可以将液压腔中的机油引入到转子叶片另一侧的空间中。这种机油控制阀的部件数量众多,油道曲折,整体结构十分复杂,生产和安装的成本都很高。
发明内容
因此,本发明需要解决的技术问题是,提供一种结构简单的机油控制阀及凸轮相位调节器。
上述技术问题通过根据本发明的一种机油控制阀而得到解决。该机油控制阀包括筒状的阀体,该阀体用于安装在凸轮相位调节器的转子的中心,并且可以在阀体的径向内侧安装机油控制阀的阀芯,阀体具有用于分别连接转子的两个工作腔的第一流道和第二流道,第一流道和第二流道在周向上对齐并在轴向上错开;其中,阀体是一体形成的结构,并且第一流道和第二流道分别沿径向直线延伸并贯穿阀体的侧壁。这种设计大大简化了机油控制阀的结构,使得阀体中的流道可以形成为简单的直线形结构,并且阀体可以形成为一个整体的部件,这显著降低了机油控制阀的生产组装的复杂性和成本。
根据本发明的一个优选实施例,机油控制阀可以包括环形的密封件,该密封件安装在阀体的径向外侧并且在轴向上位于第一流道与第二流道之间。该密封件能够在第一流道与第二流道的径向外侧的开口之间形成密封,防止二者之间发生液压流体的渗漏,从而提高了液压流体的工作效率。
根据本发明的另一优选实施例,该阀体可以包括与第一流道及第二流道在周向上错开的进液流道,该进液流道具有轴向延伸的第一部段和径向延伸的第二部段,第一部段和第二部段相互连通,第二部段贯穿阀体的侧壁并且在轴向上位于第一流道与第二流道之间。该进液流道用于将液压流体引入到机油控制阀的液压腔中,并进一步分别通过第一流道和第二流道向转子叶片的两个工作腔供应液压流体,而这种结构的进液流道的两个部段可以分别通过一般的钻孔方法来加工,可以降低生产成本。
根据本发明的另一优选实施例,该密封件可以与第二部段在轴向上对齐并且在径向外侧密封第二部段的开口。该密封件在隔绝第一流道与第二流道的同时,还可以起到密封进液流道的作用,防止由于加工方式而产生的第二部段的外部开口造成液压流体的渗漏。
根据本发明的另一优选实施例,该密封件可以是弹性环,当机油控制阀安装在转子中时,在轴向截面中观察,该密封件向轴向一侧弯折并且其弯折的两端分别用于抵接阀体和转子。这种弹性环形式的密封件成本低廉且易于安装。进一步优选地,阀体在径向外侧上可以包括倾斜表面部段,在轴向截面中观察,该倾斜表面部段关于轴向方向倾斜,密封件可以安装在该倾斜表面部段处。该倾斜表面部段可以起到定位和夹紧密封件的作用,防止密封件滑动移位。在这种情况下,第二部段也在轴向上与该倾斜表面部段对齐。
根据本发明的另一优选实施例,该密封件也可以是环形衬套,该衬套在轴向一端处具有用于在第一流道与第二流道之间进行密封的卷边。优选地,阀体在径向外侧可以具有夹紧凸台,当机油控制阀安装在转子中时,该卷边能够在轴向上夹紧在该夹紧凸台与转子之间,从而在轴向上定位密封件,并通过夹紧力实现密封。此外还优选地,该密封件与阀体之间可以形成过盈配合,从而将密封件固定在阀体上。进一步优选地,当机油控制阀安装在转子中时,该密封件与转子之间可以存在径向间隙,以便安装密封件。
上述技术问题还通过根据本发明的一种凸轮相位调节器而得到解决,该凸轮相位调节器包括具有上述特征的机油控制阀。
附图说明
以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中:
图1是根据本发明的第一实施例的机油控制阀的示意图;
图2a至图2c是根据本发明的第一实施例的机油控制阀的阀体的示意图;
图3是根据本发明的第一实施例的机油控制阀的密封件的安装示意图;
图4是根据本发明的第二实施例的机油控制阀的安装示意图;和
图5是根据本发明的第二实施例的机油控制阀的密封件的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图描述根据本发明的机油控制阀和凸轮相位调节器的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理,本发明不限于所描述的优选实施例,本发明的保护范围由权利要求书限定。
根据本发明的实施例,提供了一种用于凸轮相位调节器的机油控制阀,该机油控制阀用于同旋转轴线地固定在凸轮相位调节器的转子中。图1示出了根据本发明的第一实施例的机油控制阀的轴向剖视图。如图1所示,该机油控制阀包括阀体1和阀芯2,二者均为圆筒状结构。阀体1具有沿轴向延伸的空腔,空腔的一端开放,另一端封闭。阀芯2形状配合地安装在阀体1的空腔中,并且能够在阀体1中轴向滑动。阀芯2也具有轴向延伸的空腔,空腔的一端开放,另一端封闭。阀芯2的开放端朝向阀体1的空腔内部的封闭端。弹簧3沿轴向抵接在阀芯2与阀体1之间。在阀芯2与阀体1之间形成沿周向环绕阀芯2的液压腔4,阀芯2的两个周向凸缘封闭液压腔4的轴向两端。阀体1是一体形成并且具有较大壁厚的结构,在阀体1的侧壁中形成有进液流道5,进液流道5包括相互连通的第一部段51和第二部段52。第一部段51从侧壁的封闭端开始向中间区域轴向延伸,第二部段52在侧壁的中间区域中径向贯穿侧壁。其中,第二部段52与第一部段51在轴向上对齐,使得第二部段52在靠近第一部段51的端部处垂直贯穿第一部段51。在这种构造中,第一部段51和第二部段52可以采用常见的钻孔方法分别形成。第二部段52的径向内侧开口通向液压腔4中,液压流体可以依次通过第一部段51、第二部段52而流入液压腔4中。在阀体1的侧壁中还形成有径向延伸的第一流道6和第二流道7,第一流道6和第二流道7沿轴向对齐并且分别贯穿阀体1的侧壁,但第一流道6和第二流道7二者与进液流道5在周向上相互错开,使得第一流道6和第二流道7不会与进液流道5的第一部段51相交。
图2a至2c示出了阀体1的构造和加工方式。如图2a所示,首先通过锻造一体形成阀体1的坯件,在此过程中一次性形成了阀体1的内部腔体,并且如图2a右侧所示,在阀体1开口的一端形成用于连接凸轮轴的六边形沉头孔。接着,如图2b和2c所示,通过钻孔在坯件上分别形成第一流道6、第二流道7、第一部段51和第二部段52各自的孔。图2b和图2c分别示出了进液流道5和第一流道6(及第二流道7)所在的横截面。之后,还可以通过冲压的方式在阀体1上形成定位凸台11、12(参见图1),这些定位凸台11、12可以用来对阀芯2进行滑动限位或者对阀体1自身进行安装定位。
图3示出了机油控制阀的安装示意图。如图3所示,当阀体1安装在转子8中时,阀体1的第一流道6和第二流道7分别与转子8上的A腔入口及B腔入口对准。与现有技术中类似,本发明的阀体1与转子8之间存在径向间隙。为了防止第一流道6与第二流道7之间通过该间隙发生液压流体的泄漏,因此在第一流道6与第二流道7之间安装环形的密封件9。密封件9是由弹性材料制成的弹性环,其在径向上抵接在阀体1与转子8之间,并在二者的挤压下向轴向一侧弯折,使得在轴向截面中观察时,密封件9弯折的两端分别抵接在阀体1与转子8的表面上。为了方便定位密封件9,可以在阀体1的径向外侧上形成倾斜表面部段13,在轴向截面中观察,倾斜表面部段13相对于轴向方向倾斜,密封件9安装在倾斜表面部段13处。在转子8的轴向上相对应的位置处,也可以形成类似的倾斜表面部段81。密封件9被倾斜表面部段13和81沿径向夹紧并沿轴向定位。
在功能上而言,第二部段52仅需要从阀体的径向内壁开始延伸到第一部段51,但因为采用钻孔加工的方式需要从阀体1的径向外侧开始钻孔,因此形成了通孔形式的第二部段52。为了防止从进液流道5进入的液压流体从第二部段52的径向外侧开口泄漏,密封件9可以在轴向上与第二部段52的位置对齐,使得第二部段52的径向外侧开口被密封件9密封。此时,倾斜表面部段13也相应地与第二部段52在轴向上对齐。
图4示出了根据本发明的第二实施例的机油控制阀的示意图。第二实施例与第一实施例的差别主要在于采用了不同的密封件9。如图5所示,密封件9为环形衬套的形式,该衬套例如可以由金属片制成,并且在轴向一端处形成有卷边。密封件9与阀体1之间为过盈配合,而密封件9与转子8之间存在径向间隙。在阀体1的径向外侧上可以形成有夹紧凸台14,密封件9的卷边部分可以在轴向上夹紧在夹紧凸台14与转子8的A腔或B腔入口的侧壁之间,从而在第一流道6与第二流道7之间进行密封。在第二实施例中,可以不设置第一实施例中的倾斜表面部段13,但是密封件9仍然在轴向上与第二部段52对齐,从而密封第二部段52的径向外侧开口。
根据本发明的另外的实施例,还提供了一种凸轮相位调节器,其包括根据上述实施例的机油控制阀。
虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例,但是应当理解到,仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到,示例性的实施方式仅仅作为一个例子,这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导,其中,只要不脱离权利要求书的保护范围,便可以进行各种改变,尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
附图标记表
1 阀体
11 定位凸台
12 定位凸台
13 倾斜表面部段
14 夹紧凸台
2 阀芯
3 弹簧
4 液压腔
5 进液流道
51 第一部段
52 第二部段
6 第一流道
7 第二流道
8 转子
81 倾斜表面部段
9 密封件
A A腔入口
B B腔入口

Claims (11)

1.一种机油控制阀,包括筒状的阀体(1),所述阀体(1)用于安装在凸轮相位调节器的转子(8)的中心,所述阀体(1)具有用于分别连接所述转子(8)的两个工作腔的第一流道(6)和第二流道(7),所述第一流道(6)和所述第二流道(7)在周向上对齐并在轴向上错开,
其特征在于,
所述阀体(1)是一体形成的结构,并且所述第一流道(6)和所述第二流道(7)分别沿径向直线延伸并贯穿所述阀体(1)的侧壁。
2.根据权利要求1所述的机油控制阀,其特征在于,所述机油控制阀包括环形的密封件(9),所述密封件(9)安装在所述阀体(1)的径向外侧并且在轴向上位于所述第一流道(6)与所述第二流道(7)之间。
3.根据权利要求2所述的机油控制阀,其特征在于,所述阀体(1)包括与所述第一流道(6)及所述第二流道(7)在周向上错开的进液流道(5),所述进液流道(5)具有轴向延伸的第一部段(51)和径向延伸的第二部段(52),所述第一部段(51)和所述第二部段(52)相互连通,所述第二部段(52)贯穿所述阀体(1)的侧壁并且在轴向上位于所述第一流道(6)与所述第二流道(7)之间。
4.根据权利要求3所述的机油控制阀,其特征在于,所述密封件(9)与所述第二部段(52)在轴向上对齐并且在径向外侧密封所述第二部段(52)的开口。
5.根据权利要求4所述的机油控制阀,其特征在于,所述密封件(9)是弹性环,当所述机油控制阀安装在所述转子(8)中时,在轴向截面中观察,所述密封件(9)向轴向一侧弯折并且其弯折的两端分别用于抵接所述阀体(1)和所述转子(8)。
6.根据权利要求5所述的机油控制阀,其特征在于,所述阀体(1)在径向外侧上包括倾斜表面部段(13),在轴向截面中观察,所述倾斜表面部段(13)关于轴向方向倾斜,所述密封件(9)安装在所述倾斜表面部段(13)处。
7.根据权利要求4所述的机油控制阀,其特征在于,所述密封件(9)是环形衬套,所述衬套在轴向一端处具有用于在所述第一流道(6)与所述第二流道(7)之间进行密封的卷边。
8.根据权利要求7所述的机油控制阀,其特征在于,所述阀体(1)在径向外侧具有夹紧凸台(14),当所述机油控制阀安装在所述转子(8)中时,所述卷边能够在轴向上夹紧在所述夹紧凸台(14)与所述转子(8)之间。
9.根据权利要求7或8所述的机油控制阀,其特征在于,所述密封件(9)与所述阀体(1)之间形成过盈配合。
10.根据权利要求7或8所述的机油控制阀,其特征在于,当所述机油控制阀安装在所述转子(8)中时,所述密封件(9)与所述转子(8)之间存在径向间隙。
11.一种凸轮相位调节器,包括根据权利要求1至10之一所述的机油控制阀。
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