CN114962505B - 一种高速开关电磁阀 - Google Patents

Abstract

本申请属于车辆技术领域，特别是涉及一种高速开关电磁阀。现有线控制动系统的每个轮缸压力控制均需要两个高速开关电磁阀的配合实现，而两个高速开关阀的配合必然导致控制过程中压力精度的降低。本申请提供了一种高速开关电磁阀，包括本体，所述本体包括外部组件，所述外部组件内设置有阀芯，所述阀芯包括相互连接的非流体工作区和流体工作区，所述非流体工作区外侧设置有线圈，所述线圈与控制器连接，所述阀芯能够在所述外部组件中运动。结构简单，体积小，功能集成度高，控制便捷，成本低而且控制精度高。

Description

一种高速开关电磁阀

技术领域

本申请属于车辆技术领域，特别是涉及一种高速开关电磁阀。

背景技术

制动系统是车辆底盘重要组成部分，是保证驾驶员行驶安全的重要保障。其中高速开关电磁阀是现代车辆线控液压制动系统中的重要组成元件，在线控液压制动系统控制器控制下，高速开关电磁阀与电机、制动主缸配合，实现制动轮缸压力跟随轮缸目标压力变化的功能。然而目前线控液压制动系统构型中，轮缸压力控制是由高速开关电磁进液阀和高速开关电磁出液阀配合实现的，分别对应了轮缸压力的增加和减小。因此车辆的四个制动轮需要制动系统配备四个进液阀和四个出液阀，阀的数量对线控液压制动系统的体积、控制精度、结构复杂程度、成本等都会产生影响。

现有线控制动系统的每个轮缸压力控制均需要两个高速开关电磁阀的配合实现，而两个高速开关阀的配合必然导致控制过程中压力精度的降低。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于现有线控制动系统的每个轮缸压力控制均需要两个高速开关电磁阀的配合实现，而两个高速开关阀的配合导致控制过程中压力精度的降低的问题，本申请提供了一种高速开关电磁阀。

2技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种高速开关电磁阀，包括本体，所述本体包括外部组件，所述外部组件内设置有阀芯，所述阀芯包括相互连接的非流体工作区和流体工作区，所述非流体工作区外侧设置有线圈，所述线圈与控制器连接，所述阀芯能够在所述外部组件中运动。

本申请提供的另一种实施方式为：所述外部组件包括依次连通的外盖、限位机构和阀体，所述阀芯设置于所述阀体内，所述非流体工作区穿过所述限位机构，所述线圈设置于所述外盖内。

本申请提供的另一种实施方式为：所述阀体一端设置有进出液口，所述阀芯、第一弹簧和所述进出液口依次设置，所述第一弹簧设置于所述阀体内，所述非流体工作区外侧设置有第二弹簧，所述第二弹簧设置于所述阀体另一端，所述第二弹簧设置于所述阀体内。

本申请提供的另一种实施方式为：所述阀体上设置有减压口、增压口和呼吸孔，所述外盖内设置有呼吸口，所述流体工作区上设置有流体进出液孔。

本申请提供的另一种实施方式为：所述限位机构与所述阀芯之间设置有第一密封部件，所述阀芯与所述阀体之间设置有第二密封部件。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一密封部件包括第一密封槽和第一密封圈，所述第一密封槽设置于所述限位机构上，所述第一密封圈设置于所述第一密封槽内，所述第二密封部件包括第二密封槽、第三密封槽、第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封槽设置于所述流体工作区，所述第三密封槽设置于所述流体工作区，所述第二密封圈设置于所述第二密封槽内，所述第三密封圈设置于所述第三密封槽内。

本申请提供的另一种实施方式为：所述流体工作区一端设置有第一凸台，所述流体工作区另一端设置有第二凸台，所述第一凸台与所述第一弹簧相接触，所述第二凸台与所述第二弹簧相接触。

本申请提供的另一种实施方式为：所述限位机构为端盖，所述端盖与所述阀体螺纹连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述外盖包括中心孔，所述非流体工作区设置于所述中心孔内，所述外盖内设置有外圆结构，所述线圈设置于所述外圆结构内。

本申请提供的另一种实施方式为：所述阀体包括第一内腔，所述阀芯设置于所述第一内腔内，所述阀芯包括第二内腔，所述第一内腔与所述第二内腔相互连通。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的高速开关电磁阀的有益效果在于：

本申请提供的高速开关电磁阀，为线控液压制动一体式高速开关电磁进出液阀，结构简单，体积小，功能集成度高，控制便捷，成本低而且控制精度高。

本申请提供的高速开关电磁阀，通过集成进出液阀功能，仅通过一个高速开关电磁阀的控制即可实现一个制动轮缸压力的控制，对于提高线控液压制动系统液压控制精度具有重要作用。

本申请提供的高速开关电磁阀，部件结构简单，易于加工且组装方便，有利于线控制动系统的小型化和轻量化设计与应用。

本申请提供的高速开关电磁阀，集成了高速开关电磁进液阀与高速开关电磁出液阀的功能，仅通过控制电磁线圈内部电流方向即可控制阀芯工作位置，进而改变制动轮缸油液压力，从而实现线控液压制动系统轮缸压力的保压、快速增压与快速减压。

本申请提供的高速开关电磁阀，共有三个工作位置，未通电时阀芯处于中位，即截止位。通电时根据已知油液压力施加相应电磁力即可使阀芯处于保压状态，另外两个位置可根据外接液压管路特性自行设置增压与减压功能。通过高速开关电磁阀控制器控制电磁线圈内部电流大小与方向，使线圈产生的电磁力大小和方向发生变化，进而控制阀芯的运动方向，实现进出液阀工作位置的变化。

本申请提供的高速开关电磁阀的应用，可代替一个高速开关电磁进液阀与一个高速开关电磁出液阀，所以四个轮缸所需高速开关电磁阀的数量从8个减少为4个，减小了电磁阀阀块体积、缩短了加工与制造周期，降低了线控液压制动系统的制造成本。

本申请提供的高速开关电磁阀，为线控液压制动系统的轮缸进出液控制的一体式高速开关电磁阀。

附图说明

图1是本申请的高速开关电磁阀结构示意图；

图2是本申请的高速开关电磁阀原理示意图

图3是本申请的阀芯结构示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

参见图1～3，本申请提供一种高速开关电磁阀，包括本体，所述本体包括外部组件，所述外部组件内设置有阀芯1，所述阀芯1包括相互连接的非流体工作区2和流体工作区3，所述非流体工作区3外侧设置有线圈4，所述线圈4与控制器连接，所述阀芯1能够在所述外部组件中运动。

阀芯1在线圈4产生的电磁力的作用下，在外部组件中运动。控制器控制线圈4内部电流大小与方向，使线圈4产生的电磁力大小和方向发生变化，进而控制阀芯1的运动方向，实现进出液阀工作位置的变化。

具体的，阀芯1共有三个工作位，分别是中位、增压位以及减压位。当线控液压制动一体式高速开关电磁进出液阀处于增压状态时，制动油液流经阀芯1内腔流向制动轮缸。同理，当线控液压制动一体式高速开关电磁进出液阀处于减压状态时，制动油液流经阀芯1流向制动系统。当线控液压制动一体式高速开关电磁进出液阀处于保压状态时，阀芯1不移动，同时电磁线圈4施加相应控制电流，使得阀芯1内部油液不流动，制动轮缸保持压力。

进一步地，如图2所示，所述外部组件包括依次连通的外盖5、限位机构6和阀体7，所述阀芯1设置于所述阀体7内，所述非流体工作区2穿过所述限位机构6，所述线圈4设置于所述外盖5内。

进一步地，所述阀体7一端设置有进出液口8，所述阀芯1、第一弹簧9和所述进出液口8依次设置，所述第一弹簧9设置于所述阀体7内，所述非流体工作区2外侧设置有第二弹簧10，所述第二弹簧10设置于所述阀体7另一端，所述第二弹簧10设置于所述阀体7内。

流体工作区3靠近进出液口8，与弹簧接触，弹簧另一端安装于进出液口8内部。阀芯1与另一复位弹簧接触，弹簧另一端与端盖接触。

进一步地，所述阀体7上设置有减压口11、增压口12和呼吸孔13，所述外盖5内设置有呼吸口14，所述流体工作区3上设置有流体进出液孔15。

如果没有呼吸孔13的话，由于第二弹簧10所在区域是密封的，所以在阀体7向左移动压缩第二弹簧10时，也会压缩空气，空气受到压缩会受到反作用力给阀芯1，这样就有可能导致阀芯1无法移动到相应位置。如果加了呼吸孔13，密封区域空气就可以自由出入，不会对阀芯1产生作用力。

如果没有呼吸口14，阀芯1最左端会压缩外盖5内的空气，产生反作用力，影响阀芯1位移。

进一步地，所述限位机构6与所述阀芯1之间设置有第一密封部件，所述阀芯1与所述阀体7之间设置有第二密封部件。

进一步地，所述第一密封部件包括第一密封槽和第一密封圈16，所述第一密封槽设置于所述限位机构6上，所述第一密封圈16设置于所述第一密封槽内，所述第二密封部件包括第二密封槽20、第三密封槽21、第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封槽20设置于所述流体工作区3，所述第三密封槽21设置于所述流体工作区3，所述第二密封圈设置于所述第二密封槽20内，所述第三密封圈设置于所述第三密封槽21内。

密封部件采用动密封结构，可保证阀芯1运动过程中，油液无法从阀芯1与阀体7间间隙流出，从而造成泄压。第一密封圈16始终位于第一密封槽内，第二密封圈、第三密封圈始终位于阀芯1上的第二密封槽20、第三密封槽21内，跟随阀芯1沿着阀体7内部轴向移动。

这里的密封圈均为O型橡胶圈，阀芯1外圆周和端盖中心孔内部加工有密封槽，可配合O型橡胶圈进行密封。端盖对阀芯1进行限位，同时允许阀芯1细端即非流体工作区2穿过，保证阀芯1运动不受干涉。

进一步地，所述流体工作区3一端设置有第一凸台17，所述流体工作区3另一端设置有第二凸台18，所述第一凸台17与所述第一弹簧9相接触，所述第二凸台18与所述第二弹簧10相接触。

阀芯1安装于阀体7内部，第一凸台17靠近进出液口8，与弹簧接触，弹簧另一端安装于进出液口8内部，弹簧提供复位弹性力。第二凸台18与另一复位弹簧接触，同样提供复位弹簧力，弹簧另一端与端盖接触。

进一步地，所述限位机构6为端盖，所述端盖与所述阀体7螺纹连接。

进一步地，所述外盖5包括中心孔，所述非流体工作区2设置于所述中心孔内，所述外盖5内设置有外圆结构，所述线圈4设置于所述外圆结构内。外盖5采用316L不锈钢材质材料加工，将线圈4保护在内部的同时，可防止线圈4漏磁。

非流体工作区2穿过端盖中心孔并插入外盖5中心孔结构。

进一步地，所述阀体7包括第一内腔，所述阀芯1设置于所述第一内腔内，所述阀芯7包括第二内腔19，所述第一内腔与所述第二内腔19相互连通。

实施例

阀芯1在线圈4产生的电磁力的作用下，在第一内腔中运动。阀芯1共有三个工作位，分别是中位、增压位以及减压位，其中中位起保压作用、其余两位可根据外接液压管路自行设置增压功能与减压功能。当线控液压制动一体式高速开关电磁进出液阀处于增压状态时，制动油液从增压口12流入，流经第二内腔，通过进出液口8流向制动轮缸。同理，当线控液压制动一体式高速开关电磁进出液阀处于减压状态时，制动轮缸制动油液从进出液口8流入，流经第二内腔，通过减压口11流向制动系统管路。当线控液压制动一体式高速开关电磁进出液阀处于保压状态时，阀芯1处于中位不移动，油液不流动，制动轮缸保持压力。另外由于液压油会对阀芯1流道内部产生轴向的不平衡作用力，所以当制动系统保压时，电磁线圈4的电流并不是零。阀芯1外圆周和端盖中心孔内部加工有密封槽，可配合O型橡胶圈进行密封，防止内部腔体油液泄漏，导致泄压。复位弹簧置于阀体7内腔两端，使阀芯1在工作过程中快速复位与响应。端盖将阀芯1进行限位，同时允许阀芯细端即非流体工作区2穿过，保证阀芯1运动不受干涉。线圈4通电可产生电磁力，控制阀芯1在第一内腔中往复运动。外盖5采用316L不锈钢材质材料加工，将线圈4保护在内部的同时可防止线圈4漏磁，减少线圈4电磁力损失。

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (6)

1.一种高速开关电磁阀，其特征在于：包括本体，所述本体包括外部组件，所述外部组件内设置有阀芯，所述阀芯包括相互连接的非流体工作区和流体工作区，所述非流体工作区外侧设置有线圈，所述线圈与控制器连接，所述阀芯能够在所述外部组件中运动；所述外部组件包括依次连通的外盖、限位机构和阀体，所述阀体上设置有减压口、增压口和呼吸孔，所述外盖内设置有呼吸口，所述流体工作区上设置有流体进出液孔；所述阀体一端设置有进出液口，所述阀芯、第一弹簧和所述进出液口依次设置，所述第一弹簧设置于所述阀体内，所述非流体工作区外侧设置有第二弹簧，所述第二弹簧设置于所述阀体另一端，所述第二弹簧设置于所述阀体内；所述流体工作区一端设置有第一凸台，所述流体工作区另一端设置有第二凸台，所述第一凸台与所述第一弹簧相接触，所述第二凸台与所述第二弹簧相接触；所述阀体包括第一内腔，所述阀芯设置于所述第一内腔内，所述阀芯包括第二内腔，所述第一内腔与所述第二内腔相互连通；

所述阀芯共有三个工作位，分别是中位、增压位以及减压位；当所述高速开关电磁阀处于增压状态时，制动油液流经所述阀芯第二内腔流向制动轮缸；当所述高速开关电磁阀处于减压状态时，制动油液流经所述阀芯第二内腔流向制动系统；当所述高速开关电磁阀处于保压状态时，所述阀芯不移动，同时所述线圈施加相应控制电流，使得所述阀芯内部油液不流动，制动轮缸保持压力。

2.如权利要求1所述的高速开关电磁阀，其特征在于：所述阀芯设置于所述阀体内，所述非流体工作区穿过所述限位机构，所述线圈设置于所述外盖内。

3.如权利要求1所述的高速开关电磁阀，其特征在于：所述限位机构与所述阀芯之间设置有第一密封部件，所述阀芯与所述阀体之间设置有第二密封部件。

4.如权利要求3所述的高速开关电磁阀，其特征在于：所述第一密封部件包括第一密封槽和第一密封圈，所述第一密封槽设置于所述限位机构上，所述第一密封圈设置于所述第一密封槽内，所述第二密封部件包括第二密封槽、第三密封槽、第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封槽设置于所述流体工作区，所述第三密封槽设置于所述流体工作区，所述第二密封圈设置于所述第二密封槽内，所述第三密封圈设置于所述第三密封槽内。

5.如权利要求1～4中任一项所述的高速开关电磁阀，其特征在于：所述限位机构为端盖，所述端盖与所述阀体螺纹连接。

6.如权利要求5所述的高速开关电磁阀，其特征在于：所述外盖包括中心孔，所述非流体工作区设置于所述中心孔内，所述外盖内设置有外圆结构，所述线圈设置于所述外圆结构内。

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