CN113898440B - 一种带液压回收结构的相位控制阀 - Google Patents

一种带液压回收结构的相位控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种带液压回收结构的相位控制阀，所述第一阀片(3‑3)与所述第二阀片(3‑4)之间设置有回收弹簧(3‑5)，所述第一阀片(3‑3)与第二阀片外套于所述换向杆(3)设置且能够相对于所述换向杆(3)轴向移动，在所述第一阀块(3‑1)的内部设置有第一回收油道(3‑11)，在所述第二阀块(3‑2)的内部设置有第二回收油道(3‑21)，且第一回收油道(3‑11)和所述第二回收油道(3‑21)与所述阀套(2)的内腔连通，将原本要排出的机油在控制阀内部回收使用，以减少机油消耗，可有效提升发动机低转速工况的气门相位调节速度。

Description

一种带液压回收结构的相位控制阀
技术领域
本发明涉及内燃机可变气门正时调节技术的技术领域，具体为一种带液压回收结构的相位控制阀。
背景技术
可变气门正时调节技术是指在特定的发动机工况下，通过控制内燃机进、排气门开启角度的时机，改变进、排气门重叠角的大小，从而实现增大进气充量和效率，更好地组织进气涡流，调节气缸爆发压力与残余废气量，最终获得发动机的功率、扭矩、排放、燃油经济性等综合性能改善。
一般的机油控制阀通过机油泵输入油压，将其切换到相位器的进角或迟角油腔进行调节，而另一侧腔室的机油通过机油控制阀排出至发动机油底壳，此过程会消耗较多的机油量，对机油泵负担较大。而在发动机较低转速时，对应的泵油压力也较低，流量也较小，气门相位调节速度受到影响会导致响应较慢，进而影响切换效率及切换及时性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带液压回收结构的相位控制阀，以解决上述背景技术中提出的缺陷与不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带液压回收结构的相位控制阀，包括阀体、阀套、换向杆、钢球座及钢球，所述阀体靠近进油口的一侧端部设置有螺纹连接部，所述阀体为中空腔体，所述阀套设置于所述阀体的内腔中，所述阀套靠近进油口的一端开设有钢球接受部，所述钢球座位于阀体内部且位于阀套与进油口之间，所述钢球座远离进油口的一侧端面开设有钢球容置部，所述钢球设置于所述阀套与所述钢球座之间且位于钢球容置部与钢球接受部之间，所述阀体外壁开设有阀体第一油孔和阀体第二油孔；
所述阀套靠近出油口的一端开设有换向杆安装孔和阀套第一油孔、阀套第二油孔及阀套第三油孔，所述换向杆安装于换向杆安装孔内部且能够相对于阀套轴向运动以实现对应油孔的通断，所述钢球座上设置有与阀体的进油口连通的通孔，所述通孔与阀套第三油孔连通形成进油道，阀套第一油孔与阀体第一油孔对齐且连通，阀套第二油孔与阀体第二油孔对齐且连通，所述阀套与所述钢球之间设置有第一弹簧，所述换向杆靠近进油口的一侧端部与所述阀套之间设置有第二弹簧；
在阀体内壁设置第一半孔，在阀套外壁设置第二半孔，定位球体安装在第一半孔与第二半孔之间；
其特征在于：位于所述阀套的内部且外套于所述换向杆的外周设置有第一阀块与第二阀块，所述第一阀块靠近第二阀块的一侧设置有第一阀片，所述第二阀块靠近第一阀块的一侧设置有第二阀片，所述第一阀片与所述第二阀片之间设置有回收弹簧，所述第一阀片与第二阀片外套于所述换向杆设置且能够相对于所述换向杆轴向移动；
在所述第一阀块的内部设置有第一回收油道及第一回油腔，在所述第二阀块的内部设置有第二回收油道及第二回油腔，且第一回收油道连通第一回油腔与阀套的内腔，第二回收油道连通第二回油腔与阀套的内腔；
进一步地，所述第一阀块包括第一阀块本体和远离所述第二阀块的一侧设置的第一挡油台阶，所述第二阀块包括第二阀块本体和远离所述第一阀块的一侧设置的第二挡油台阶，所述第一阀块本体和所述第二阀块本体与所述阀套的内壁紧密贴合。
进一步地，所述第一回油腔设置于所述第一阀块本体与所述第一挡油台阶之间，所述第二回油腔设置于所述第二阀块本体与所述第二挡油台阶之间。
进一步地，所述第一回油腔与所述第二回油腔的轴向间距相等。
进一步地，所述换向杆的中部设置有与所述第一阀块及所述第二阀块配合的定位凸起。
进一步地，所述阀套靠近进油口一侧的内壁设置有定位台阶，所述阀套靠近出油口的一侧设置有定位卡簧。
进一步地，所述第一阀片与所述第二阀片分别包括轴向延伸部及径向延伸部，所述径向延伸部位于所述轴向延伸部的外侧，所述轴向延伸部外套于所述换向杆的外周并沿所述换向杆的轴向延伸，所述径向延伸部沿所述换向杆的径向延伸且其外径能够阻挡第一回收油道及第二回收油道，所述回收弹簧的两端外套于所述轴向延伸部并与所述径向延伸部连接。
进一步地，所述钢球座与所述阀体靠近进油口的一端内壁之间还设置有滤网。
进一步地，所述钢球座远离进油口的一侧端部与所述阀套靠近进油口的一侧端部采用卡扣式结构连接。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果包括：
1)本发明提供一种带液压回收结构的相位控制阀，相对于普通的相位控制阀结构，在内部增设有液压回收机构，将原本要排出的机油在控制阀内部通过液压回收机构的对应回油腔进行暂存，并在需要使用时通过对应回收油道连通对应回油腔与阀体内部腔体以将暂存的机油回收入腔体内部循环使用，降低每次对新加入的机油的依赖，减少机油补充消耗，可有效提升发动机低转速工况的气门相位调节速度。
附图说明
图1为本发明一种带液压回收结构的相位控制阀的结构示意图；
图2为本发明液压回收结构位置的结构放大图；
图3为本发明的结构爆炸图；
图4为本发明一侧液压回收结构初始状态的结构示意图；
图5为本发明一侧液压回收结构开始回收状态的的结构示意图；
图6为本发明一侧液压回收结构最大回收状态的的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3为本发明提供的一种带液压回收结构的相位控制阀，包括阀体1、阀套2、换向杆3、钢球座4及钢球5，所述阀体1靠近进油口1-1的一侧端部设置有螺纹连接部1-4，所述阀体1为中空腔体，所述阀套2设置于所述阀体1的内腔中，所述阀套2靠近进油口1-1的一端开设有钢球接受部2-1，所述钢球座4位于阀体1内部且位于阀套2与进油口1-1之间，所述钢球座4远离进油口1-1的一侧端面开设有钢球容置部4-1，所述钢球4设置于所述阀套2与所述钢球座4之间且位于钢球容置部4-1与钢球接受部2-1之间，所述阀体外壁开设有阀体第一油孔1-A和阀体第二油孔1-B；
所述阀套2靠近出油口1-2的一端开设有换向杆安装孔2-2和阀套第一油孔2-A、阀套第二油孔2-B及阀套第三油孔2-C，所述换向杆3安装于换向杆安装孔2-2内部且能够相对于阀套2轴向运动以实现对应油孔的通断，所述钢球座4上设置有与阀体1的进油口1-1连通的通孔4-2，所述通孔4-2与阀套第三油孔2-C连通形成进油道11，阀套第一油孔与阀体第一油孔对齐且连通，阀套第二油孔与阀体第二油孔对齐且连通，所述阀套2与所述钢球4之间设置有第一弹簧6，所述换向杆3靠近进油口1-1的一侧端部与所述阀套2之间设置有第二弹簧8；
在阀体1内壁设置第一半孔1-3，在阀套2外壁设置第二半孔2-3，定位球体9安装在第一半孔1-3与第二半孔2-3之间；通过定位球体9的设置可以实现阀体1与阀套2轴向上的安装定位。
位于所述阀套2的内部且外套于所述换向杆3的外周设置有第一阀块3-1与第二阀块3-2，所述第一阀块3-1靠近第二阀块3-2的一侧设置有第一阀片3-3，所述第二阀块3-2靠近第一阀块3-1的一侧设置有第二阀片3-4，所述第一阀片3-3与所述第二阀片3-4之间设置有回收弹簧3-5，所述第一阀片3-3与第二阀片外套于所述换向杆3设置且能够相对于所述换向杆3轴向移动；在机油输入和机油压力的作用下，第一阀片和第二阀片能够相对于第一阀块及第二阀块轴向运动，从而实现阀片与阀块的轴向分离。
在所述第一阀块3-1的内部设置有第一回收油道3-11及第一回油腔3-S1，在所述第二阀块3-2的内部设置有第二回收油道3-21及第二回油腔3-S2，且第一回收油道3-11连通第一回油腔3-S1与阀套2的内腔，第二回收油道3-21连通第二回油腔3-S2与阀套2的内腔；第一回油腔3-S1及第二回油腔3-S2内部可以存储机油，并在第一阀片与第一阀块分离第一回收油道3-11打开时，以及第二阀片与第二阀块分离第二回收油道3-11打开时，通过第一回收油道3-11及第二回收油道3-21回流至阀套2内部。
作为本实施例的进一步优选，所述第一阀块3-1包括第一阀块本体3-10和远离所述第二阀块3-2的一侧设置的第一挡油台阶3-12，所述第二阀块3-2包括第二阀块本体3-20和远离所述第一阀块3-1的一侧设置的第二挡油台阶3-21，所述第一阀块本体和所述第二阀块本体与所述阀套2的内壁紧密贴合；作为进一步的优选，所述第一挡油台阶和第二挡油台阶与所述阀套2的内壁可根据机油回收的需要设定为不同的配合间隙，以满足不同的发动机系统对阀性能的不同要求，通过设置不同的配合间隙，可以实现对机油的完全回收或部分回收，对机油完全回收时，设置第一挡油台阶和第二挡油台阶与所述阀套2的内壁紧密贴合不允许机油的流出；而对机油部分回收时，设置第一挡油台阶和第二挡油台阶与所述阀套2的内壁存在间隙以允许部分机油从该间隙流出，其余机油进入内部参与机油回收循环；在回油过程中原本需要排出的机油被第一挡油台阶3-12和第二挡油台阶3-22限制排出，大部分机油被引导补充回内部腔室，仅预留少量间隙供其排油，从而进一步实现将原本要排出的机油在控制阀内部回收使用，以减少机油消耗，可有效提升发动机低转速工况的气门相位调节速；其中所述第一回油腔3-S1设置于所述第一阀块本体3-10与所述第一挡油台阶3-12之间，所述第二回油腔3-S2设置于所述第二阀块本体3-20与所述第二挡油台阶3-21之间。
一般控制阀的内部正常设置中，所述第一回油腔3-S1与所述第二回油腔3-S2的轴向间距相等，以保证相位器两侧滞后腔与提前腔的回油同步；本领技术人员知晓，为适应不同结构限位器滞后腔与提前腔的腔体容积以及调节便利，本领域技术人员也可以进一步设置例如第一回油腔3-S1的轴向间距大于第二回油腔3-S2的轴向间距，或第一回油腔3-S1的轴向间距小于第二回油腔3-S2的轴向间距。
所述换向杆3的中部设置有与所述第一阀块3-1及所述第二阀块3-2配合的定位凸起3-6以便于第一阀块3-1和第二阀块3-2在换向杆3上的轴向安装定位；所述阀套2靠近进油口1-1一侧的内壁设置有定位台阶2-4，所述阀套2靠近出油口1-2的一侧设置有定位卡簧10以进一步限定第一阀块3-1及第二阀块3-2跟随换向杆3同步轴向运动时的轴向限位，避免液压回收结构在阀套2内部的非预期错位和脱出等意外状况的发生从而影响回油效率。
具体地，所述第一阀片3-3与所述第二阀片3-4分别包括轴向延伸部3-31，3-41及径向延伸部3-32，3-42，所述径向延伸部位于所述轴向延伸部的外侧，所述轴向延伸部外套于所述换向杆3的外周并沿所述换向杆3的轴向延伸，所述径向延伸部沿所述换向杆3的径向延伸且其外径能够阻挡第一回收油道及第二回收油道，所述回收弹簧3-5的两端外套于所述轴向延伸部并与所述径向延伸部连接，轴向延伸部的设置既延长了与换向杆3的接触面保证连接牢固及轴向运动稳定，同时也利于在其外周缠绕设置回收弹簧3-5，此外在第一阀片与第二阀片轴向运动时可以通过第一阀片与第二阀片的轴向延伸部相互抵接实现轴向定位效果。
所述钢球座4与所述阀体靠近进油口1-1的一端内壁之间还设置有滤网7以通过过滤保证进入控制阀内部的机油的清洁度，避免杂质和大颗粒物质的进入影响控制阀内部工作；所述钢球座4远离进油口1-1的一侧端部与所述阀套2靠近进油口1-1的一侧端部采用卡扣式结构连接以保证进油过程整体结构稳定，避免非预期脱出状况的发生。
具体工作时，此产品由靠近进油口1-1的P位置进油，进油一部分经过控制阀输送给相位器X，另一部分经过控制阀的T位置排出；具体为：
进入控制阀的机油经过滤网7后推开钢球5，从进油道11经过阀套第三油孔2-C后到达阀套2内部腔室并提供一定油压，并在正常工况下一直持续。
如图4所示，当位于初始状态时，阀体2内部腔室经阀套第二油孔2-B与阀体第二油孔1-B连通，机油油压通过B口输出到相位器滞后腔X1中，由此推动相位器转子运动。同时，原本处于相位器另一腔室(即提前腔X2)的机油在转子运动和凸轮轴扭矩的挤压作用下，获得短暂的高油压，通过阀体第一油孔1-A和阀套第一油孔2-A回到控制阀中并进入第一阀块3-1的第一回油腔3-S1内部，然后经由第一回收油道3-11推动第一阀片3-3向出油口1-2的一侧轴向运动以进一步打开第一回收油道3-11，以补充阀套2内部腔室的机油和油压的同时，并轴向挤压回收弹簧3-5；当相位器转子运动到指定位置后，两侧滞后腔及提前腔腔室内的机油受到的机油压力趋于平衡，如图5所示，此时为中间位置，第一阀片3-3在回收弹簧3-5的复位下即会回到初始位置，第一回收油道3-11关闭；而在回油过程中原本需要排出的机油被第一挡油台阶3-12和第二挡油台阶3-22限制排出，大部分机油被引导补充回内部腔室，仅预留少量间隙供其排油。
如图6所示，控制阀处于最大行程位置时，阀体2内部腔室经阀套第一油孔2-A与阀体第一油孔1-A连通，机油油压通过A口输出到相位器提前腔X2中，由此推动相位器转子运动。同时，原本处于相位器另一腔室(即滞后腔X1)的机油在转子运动和凸轮轴扭矩的挤压作用下，获得短暂的高油压，通过阀体第二油孔1-B和阀套第二油孔2-B回到控制阀中并进入第二阀块3-2的第二回油腔3-S2内部，然后经由第二回收油道3-21推动第二阀片3-4向进油口1-1的一侧轴向运动以进一步打开第二回收油道3-21，以补充阀套2内部腔室的机油和油压的同时，并轴向挤压回收弹簧3-5；当相位器转子运动到指定位置后，两侧滞后腔及提前腔腔室内的机油受到的机油压力趋于平衡，第二阀片3-4在回收弹簧3-5的复位下即会回到初始位置，第二回收油道3-21关闭；而在回油过程中原本需要排出的机油被第一挡油台阶3-12和第二挡油台阶3-22限制排出，大部分机油被引导补充回内部腔室，仅预留少量间隙供其排油。
相对于普通的控制阀，本申请提出的方案增加了机油回收结构，其与普通相位器调节的不同在于：
对于普通控制阀的调节过程：
从P位置输出的机油到达阀套内部腔室，通过A、B位置油孔通往相位器的对应腔室推动转子，并随着机油输入相位器，控制阀内部腔室机油和油压减少，需要从P位置补充机油后才能满足调节需求。
而如本申请一样设置有液压回收结构的控制阀：
从P位置输出的机油到达阀套内部腔室，通过A、B位置油孔通往相位器的对应腔室推动转子，并随着机油输入相位器，控制阀内部腔室机油和油压减少，但同时另一腔室的回油腔中存储的机油经对应回收油道油补充流回阀体内部腔室，因而对于从P位置机油补充的依赖性较小。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种带液压回收结构的相位控制阀，包括阀体(1)、阀套(2)、换向杆(3)、钢球座(4)及钢球(5)，所述阀体(1)靠近进油口(1-1)的一侧端部设置有螺纹连接部(1-4)，所述阀体(1)为中空腔体，所述阀套(2)设置于所述阀体(1)的内腔中，所述阀套(2)靠近进油口(1-1)的一端开设有钢球接受部(2-1)，所述钢球座(4)位于阀体(1)内部且位于阀套(2)与进油口(1-1)之间，所述钢球座(4)远离进油口(1-1)的一侧端面开设有钢球容置部(4-1)，所述钢球(5 )设置于所述阀套(2)与所述钢球座(4)之间且位于钢球容置部(4-1)与钢球接受部(2-1)之间，所述阀体外壁开设有阀体第一油孔(1-A)和阀体第二油孔(1-B)；
所述阀套(2)靠近出油口(1-2)的一端开设有换向杆安装孔(2-2)和阀套第一油孔(2-A)、阀套第二油孔(2-B)及阀套第三油孔(2-C)，所述换向杆(3)安装于换向杆安装孔(2-2)内部且能够相对于阀套(2)轴向运动以实现对应油孔的通断，所述钢球座(4)上设置有与阀体(1)的进油口(1-1)连通的通孔(4-2)，所述通孔(4-2)与阀套第三油孔(2-C)连通形成进油道(11)，阀套第一油孔与阀体第一油孔对齐且连通，阀套第二油孔与阀体第二油孔对齐且连通，所述阀套(2)与所述钢球(5 )之间设置有第一弹簧(6)，所述换向杆(3)靠近进油口(1-1)的一侧端部与所述阀套(2)之间设置有第二弹簧(8)；
在阀体(1)内壁设置第一半孔(1-3)，在阀套(2)外壁设置第二半孔(2-3)，定位球体(9)安装在第一半孔(1-3)与第二半孔(2-3)之间；
其特征在于：位于所述阀套(2)的内部且外套于所述换向杆(3)的外周设置有第一阀块(3-1)与第二阀块(3-2)，所述第一阀块(3-1)靠近第二阀块(3-2)的一侧设置有第一阀片(3-3)，所述第二阀块(3-2)靠近第一阀块(3-1)的一侧设置有第二阀片(3-4)，所述第一阀片(3-3)与所述第二阀片(3-4)之间设置有回收弹簧(3-5)，所述第一阀片(3-3)与第二阀片外套于所述换向杆(3)设置且能够相对于所述换向杆(3)轴向移动；
在所述第一阀块(3-1)的内部设置有第一回收油道(3-11)及第一回油腔(3-S1)，在所述第二阀块(3-2)的内部设置有第二回收油道(3-21)及第二回油腔(3-S2)，且第一回收油道(3-11)连通第一回油腔(3-S1)与阀套(2)的内腔，第二回收油道(3-21)连通第二回油腔(3-S2)与阀套(2)的内腔；
所述第一阀块(3-1)包括第一阀块本体(3-10)和远离所述第二阀块(3-2)的一侧设置的第一挡油台阶(3-12)，所述第二阀块(3-2)包括第二阀块本体(3-20)和远离所述第一阀块(3-1)的一侧设置的第二挡油台阶(3-22)，所述第一阀块本体和所述第二阀块本体与所述阀套(2)的内壁紧密贴合；
第一挡油台阶和第二挡油台阶与所述阀套(2)的内壁存在间隙；
所述第一回油腔(3-S1)设置于所述第一阀块本体(3-10)与所述第一挡油台阶(3-12)之间，所述第二回油腔(3-S2)设置于所述第二阀块本体(3-20)与所述第二挡油台阶(3-22)之间；
所述第一阀片(3-3)与所述第二阀片(3-4)分别包括轴向延伸部(3-31，3-41)及径向延伸部(3-32，3-42)，所述径向延伸部位于所述轴向延伸部的外侧，所述轴向延伸部外套于所述换向杆(3)的外周并沿所述换向杆(3)的轴向延伸，所述径向延伸部沿所述换向杆(3)的径向延伸且其外径能够阻挡第一回收油道及第二回收油道，所述回收弹簧(3-5)的两端外套于所述轴向延伸部并与所述径向延伸部连接。
2.根据权利要求1所述的一种带液压回收结构的相位控制阀，其特征在于：所述第一回油腔(3-S1)与所述第二回油腔(3-S2)的轴向间距相等。
3.根据权利要求1所述的一种带液压回收结构的相位控制阀，其特征在于：所述换向杆(3)的中部设置有与所述第一阀块(3-1)及所述第二阀块(3-2)配合的定位凸起(3-6)。
4.根据权利要求1所述的一种带液压回收结构的相位控制阀，其特征在于：所述阀套(2)靠近进油口(1-1)一侧的内壁设置有定位台阶(2-4)，所述阀套(2)靠近出油口(1-2)的一侧设置有定位卡簧(10)。
5.根据权利要求1所述的一种带液压回收结构的相位控制阀，其特征在于：所述钢球座(4)与所述阀体靠近进油口(1-1)的一端内壁之间还设置有滤网(7)。
6.根据权利要求1所述的一种带液压回收结构的相位控制阀，其特征在于：所述钢球座(4)远离进油口(1-1)的一侧端部与所述阀套(2)靠近进油口(1-1)的一侧端部采用卡扣式结构连接。
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