CN1401523A - 制动系统的电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制动系统的电磁阀。该电磁阀包括：一可移动地设置在阀壳体中的一阀柱，在阀柱的沿中心轴处设置一具有一预定直径的第一孔；在一围绕柱塞的一位置处所设的一柱塞引导部，此柱塞引导部具有一预定的深度以允许柱塞进入阀柱，从而打开或关闭该第一孔；一阀座部分通过使表面形成一台肩而形成在阀壳体的孔的内表面上，此阀座部分中形成一第二孔并当阀柱作轴向移动时可独立于第一孔而通过与阀柱的端部的相接触或离开阀柱的端部而有选择地打开出口，所述第二孔的内径大于第一孔的内径；一阀柱复位弹簧平时使阀柱向柱塞的方向偏置。

Description

制动系统的电磁阀
(1)技术领域
本发明涉及一种用于制动系统的电磁阀，更具体地说，涉及这样一种制动系统的电磁阀，它设计成可以依次分两级地打开或关闭它的液流通道，从而，即使在很高的制动压力的情况下，也可以容易地打开或关闭电磁阀并且可以允许该液流通道打开得很宽。
(2)背景技术
通常，一种车辆用的抗锁定制动系统(ABS)安装在制动液流路线的一个位置处，以阻断及调节加到轮子上的制动压力。这种ABS系统具有多个电磁阀以响应控制信号选择地打开ABS系统的液流线路。
这种ABS的电磁阀，如图1所示，是一种用压力装配入一调制器块3入口3及一出口4。液流从入口3流至出口4。
一圆筒形套管6连接到阀壳体1的一端。一衔铁5轴向地安装在套管6中，该衔铁可以轴向地在两个相反的方向上移动。一阀芯7安装在套管6的敞开(开口)端，从而闭合套管的开口端并偏置衔铁5，为了可以有选择地响应衔铁5在两个方向上的轴向移动而打开阀座部8的孔8a，一柱塞5a延伸入阀座部分8之中，阀座部分8形成在阀壳体1的孔(腔，下同)2之中。在这里，柱塞5a是形成在衔铁5的一端上，并与衔铁5a连成一体。
一复位弹簧9安装在衔铁5及阀芯7之间，并对衔铁5施加一弹性复位力以使衔铁5在平时将孔8a关闭。此外，一励磁线圈10安装在套管6及阀芯7的外面，以驱动衔铁5。
在这种电磁阀中，当有电力(电流)加到励磁线圈10中时，在阀芯7和衔铁5之间就产生一电磁力。电磁力使衔铁5移向阀的内芯7时，阀座部分8的孔8a就被打开。相反，如果没有电流加到励磁线圈10中时，此电磁力就不会产生。此时，衔铁5由于复位弹簧9的弹性力而回到衔铁的原来的位置上，因此孔8a被关闭。
然而，这种传统的电磁阀存在一个问题，那就是需要一个很大的电磁力来驱动衔铁5而打开孔8a，因为当衔铁5的柱塞5a关闭孔8a和入口3上的压力很大时，由于入口的压力，衔铁5的初始驱动是不太平稳的。
此外，为了可以通过制动系统的电磁阀的打开和关闭使制动压力迅速上升，孔8a的截面面积(通道的打开比)必需较大以允许大量的液体通过。然而，传统的电磁阀还有另一个问题，打开和关闭的可靠性较差，因为当孔8a的截面面积变大时，由于入口3压力的增加，需要很大的力才能打开电磁阀。因此在解决这一问题的努力中，人们提出了另一种电磁阀，它设计成通过在衔铁5上加上一个大的电磁力而达到容易打开或关闭电磁阀的目的。
在这种情况下，该电磁阀又产生了一个问题，即它产生很大的噪声，此外，该电磁阀还存在一个问题，即励磁线圈10的体积要做得很大才能产生大的磁力。
(3)发明内容
鉴于已有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于制动系统的电磁阀，此电磁阀可以先后分两级地打开或闭合，甚至当有意想不到大的制动压力加到阀的入口时，电磁阀仍可用较小力打开或关闭。此外，本发明的电磁阀设计成流体通道可以打开得很宽，从而可以很快地增加制动系统的流体线路的压力。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于制动系统的电磁阀，它具有一中空的阀的壳体，在壳体的外周缘表面设有一流体入口，在壳体的下端设有一流体出口；一衔铁具有一延伸入阀壳体一孔(腔)中的柱塞，当衔铁被电力驱动而移动时，可以有选择地打开从入口到出口的流体通道；其特点是，电磁阀包括：一可移动地设置在阀的壳体中的阀柱，沿着阀柱的中心轴线设有一具有一预定直径的第一孔，在柱塞周围的一个位置处设有一柱塞引导部，此引导部具有一预定的深度以允许柱塞进入阀柱而打开或关闭第一孔，一阀座部通过在阀壳体的内表面形成一台肩而形成在阀壳体的孔的内表面上，并且其中形成一第二孔，当阀柱在轴线方向上下移动时，通过与阀柱的端部相接触或离开阀柱的端部而可以有选择地并独立于第一孔地打开出口，所述第二孔的内径大于第一孔的内径；一阀柱复位弹簧使阀柱向柱塞方向偏置。
根据本发明，一止动装置设置在柱塞引导部的每一内表面及柱塞的外表面，并允许柱塞在一预定范围内相对于阀柱移动。当柱塞的移动超过该预定范围时，柱塞引导部的止动装置被柱塞的止动装置所逮住以允许阀柱被柱塞的拉动。此外，该止动装置包括一种形成在柱塞引导部的内表面上的凹进部，此凹进部在阀柱的轴向具有一预定的宽度，一锁定突出部从柱塞的外表面突伸出以与该凹进部相啮合。
在此本发明中，在围绕阀座部分的一位置处，在阀柱的外表面上形成一弹簧安装部，此弹簧安装部形成一设置阀柱复位弹簧的空间，并且具有比阀壳体的孔(内腔)的内径为小的外经以允许流体当阀柱离开阀座部分时从入口流向出口。
根据本发明，在阀柱的柱塞引导部至少形成一个径向通路以使第一孔与入口通过此通路相连通。
此外，在本发明中，一用具有强度高于阀座部分的材料制成的加固件安装在阀座部分上以防止当阀座部分与阀柱接触时避免阀座部分变形。
为进一步说明本发明的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)附图说明
图1是已有技术的用于制动系统的电磁阀的截面图；
图2是根据本发明的用于制动系统的电磁阀的第一实施例的截面图；
图3是一用于本发明电磁阀中的阀柱的分解立体图；
图4至图6是详细的截面视图，其中示出了打开或关闭本发明的电磁阀的流体通道的依次操作过程；
图7是按照本发明用于制动系统的电磁阀的第二实施例的剖视图。
(5)具体实施方式
请参阅附图，在以下各附图中，凡是相同或相似的部件均用相同的编号标出。
如图2所示，按照本发明的用于制动系统的电磁阀是通过压力安装置入一调制器块20中的阀安装孔21之中的。在调制器块20中，其内表面上设有多个流体通道20a及20b。此电磁阀具有一中空的阀的壳体31。阀壳体31的入口31a与调制器块20的流体通道20a相连通，而出口31b则与调制器块20的流体通道20b相通。
一圆筒形中空套管32与阀壳体31的外表面相连。一磁阀芯33安装在套管32的开口端内，此套管32延伸到阀安装孔21的外侧。也就是说，套管32在其开口端被磁阀芯33所封闭。一圆柱形衔铁34设置在套管32中，衔铁可以在套管内作轴向可伸缩的移动，从而可以打开或关闭阀壳体31的流体通道。在这里，衔铁34的上部可滑动地被支承在套管32的内表面上。在衔铁34的下部具有一柱塞34a，该柱塞34a在其下部从顶部到底部是锥形并轴向地插入阀壳体31的孔(腔)31c中。一用于打开及关闭流体通道的″通″/″断″球34b设置在柱塞34a的下端。
一励磁线圈35设置在套管32及阀芯33的外侧，它可以使安装在套管32内的衔铁34在相反方向上移动。为了在电流没有加入励磁线圈35中时使衔铁34向阀壳体31偏置，一复位弹簧36安装在套管32中的衔铁34的上部和阀芯33之间，并相对阀芯33弹性地支承衔铁34。一阀柱40设置在衔铁34的柱塞34a可以作可伸缩的移动的阀壳体31的孔(腔)31c内，阀柱40也可在孔(腔)31c内作可伸缩的移动从而使阀的流体通道可以先后分两级地被打开或关闭。
如图3及图4所示，阀柱40设计成其外表面可滑动地被支承在阀壳体31的孔(腔)31c的内表面上。此外，阀柱40有一圆筒形形状，并沿其中心轴是中空的，以允许液体穿过其间。一第一孔41，具有一预定直径，沿着阀柱40的中心轴线形成以控制液体的流动以及控制阀的打开或闭合。一柱塞引导部42形成在阀柱40中，位于第一孔41之上并允许柱塞34a进入引导部42的一预定深度，从而当柱塞34a在轴线方向作可伸缩的移动时，可由″通″/″断″球34b打开或关闭第一孔41。在这里，柱塞引导部42设计成其内径几乎与柱塞34a的外经相等，从而可滑动地支承着柱塞34a，使引导部42的内表面与柱塞34a的外表面相接触。一径向通路43形成在柱塞引导部42上，以允许液体从阀壳体31的入口31a流至第一孔41。
一阀座部37形成在阀壳体31的孔(腔)31c中，其位置与阀柱40的下端相邻并可以当阀柱40在上下方向移动时与阀柱40的下端相接触或与阀柱40的下端相离开，从而有选择地且独立于第一孔41而打开出口31b。阀座部37通过使表面形成台肩而环形地形成在孔(腔)31c的内表面上并形成一第二孔38，此第二孔38的内径大于第一孔41的内径。
一呈台肩状的弹簧安装部45形成在阀柱40的外表面，在围绕阀座部37的一个位置处，且其外经小于阀壳体31的孔(腔)31c的内径，以形成一供安装阀柱复位弹簧50用的空间。此弹簧50平常是把阀柱40向衔铁34的方向偏置的。此外，该阀柱复位弹簧50是一个安装(套)在弹簧安装部分45的外表面上的传统的压缩线圈弹簧。该阀柱复位弹簧50设计成其上端由阀柱40支承，而其下端则由阀座37的上表面所支承。这样的结构允许有一空间让阀柱复位弹簧50可以设置在阀壳体31的孔(腔)31c的内表面和阀柱40的弹簧安装部45的外表面之间。此外，当阀柱40向上移动时，该结构可允许流体通过弹簧安装部45外面的空间直接从阀壳体31的入口31a流到第二孔38(见图6)。
在这里，阀柱复位弹簧50的弹性力小于偏置衔铁34的复位弹簧36的弹性力。当励磁线圈35中没有电流通过时，这种具有两个弹簧36和50的结构在柱塞34a及阀柱40由复位弹簧36的弹性力而向下移动时可允许第一孔41及第二孔38被关闭。
一止动装置形成在每一个柱塞引导部42的内表面和柱塞34a的外表面上，并当柱塞34a向上移动超过一预定范围时允许阀柱40被柱塞34a拉动，以使阀柱40的下端离开阀座部分37。该止动装置允许柱塞34a相对于阀柱40在一预定范围内移动。然而，当柱塞34a移动得超过该预定范围时，柱塞引导部42的止动装置将被柱塞34a的止动装置所逮住以允许阀柱40被柱塞34a所拉动。该止动装置包括一形成在柱塞引导部42的内表面上的一凹进部44和一形成在柱塞34a的外表面上的锁定突出部34c。该凹进部44在阀柱40的轴向具有一预定宽度W，锁定突出部34c从柱塞34a的外表面突伸出来，并且可移动地被容纳在凹进部44内以当柱塞34a向上移动时被凹进部44的一端逮住。具有锁定突出部34c的柱塞34a是通过热压装配装入阀柱40的柱塞引导部42之中。当柱塞34a进入柱塞引导部42时，该锁定突出部34c与凹进部进入可移动的啮合，从而允许柱塞34a在一预定范围内相对于阀柱40移动，这个预定范围是由凹进部的宽度所决定的。为了使柱塞34a可以顺利地装入柱塞引导部42，锁定突出部34c的外表面最好是弄成圆形的。
本发明的用于制动系统的电磁阀的打开和关闭的操作过程叙述如下：
当电流没有通入励磁线圈35之中时，如图4所示，复位弹簧36的弹性力克服阀柱复位弹簧50的弹性力，从而使衔铁34向阀柱40偏置。此时，第一孔41被安装在柱塞34a下端的″通″/″断″球34b所关闭。而第二孔38则被阀柱40的下端所关闭。
另一方面，当有电流进入励磁线圈35时，衔铁34由衔铁34和阀芯33之间产生的电磁力的作用而移向阀芯33，从而打开阀的流体通道。此时，高的制动压力加在阀壳体31的入口31a上，结果是有高的压力加在阀柱40上。这样，如图5所示，在阀柱40向上移动之前，柱塞34a就向上移动，所以″通″/″断″球34b离开了第一孔41。这就是说，第一孔41先被打开，所以液体从入口31a通过打开的第一孔41流向出口31b。
由于有一预定数量的液体通过阀柱40的第一孔41流至出口31b，在入口31a及出口31b之间有一减小的压差。此时，如图6所示，由于通过柱塞34a的锁定突出部34c及阀柱复位弹簧50的弹性力而传送给阀柱40的上升力而使阀柱40第二次向上移动，与此同时，阀柱40的下端离开阀座部分37。也就是说，由于通过具有较大直径的第二孔38有液体从入口31a流至出口31b，流体通道被扩大确保了液体的顺利流通，从而迅速地增加出口31b邻近的液体流线的压力。
这样，根据本发明阀的流体通道，通过衔铁34及阀柱40的先后的上升运动而分两级打开，所以即使当在入口31a及出口31b之间存在大的压力差，阀也可以较小的力被打开。励磁线圈35的体积因而可以减小。此外，流体通道由于第二孔38而扩大，从而可以迅速地增加出口31b邻近的流体线路的压力。
此外，根据本发明，当衔铁34朝着阀打开方向被驱动时，其时在入口31a及出口31b之间有一小的压力差，阀柱40的下端被阀柱复位弹簧50的弹性力迅速打开，所以流体通道可以更快地打开。
图7示出了根据本发明的用于制动系统的电磁阀的第二个实施例。实施例2的电磁阀与实施例1的电磁阀的不同之处在于，实施例2的电磁阀具有一加固部分或加固件60，此加固件60设置在阀柱40的下端及阀座部分37之间，以防止由阀的频繁开关操作而使阀座部分37被阀柱40所变形。此加固件60是由高强度材料制成的。阀柱复位弹簧50的下端设置在该加固件60的上表面上。实施例2的元部件与实施例1的元部件是一样的，所不同的就是有这个加固件，因此与实施例1相同的元部件在此就不再赘述。
该加固件60设计成具有一轴向通道，此轴向通道的尺寸与第二孔38的相等。该加固件60是压力装配进阀壳体31的孔(腔)31c中的。所述加固件60由具有高于阀座部分的优良耐磨性能和强度的热处理金属制成，以防止阀座部分37的变形。具有加固件60的这一结构可以避免由于频繁地打开和关闭阀的操作及高压流体所产生的震动而使打开和关闭阀的部件变形，从而使阀具有较佳的使用寿命。
如上所述，本发明提供了一种用于制动系统的电磁阀，它可以由设置在阀壳体内的衔铁下面的阀柱依次分成两级地被打开或关闭，即使当有意想不到的大的制动压力加于流体入口的情况下也可以只用较小的力就可以较容易地将阀打开或关闭。
此外，由于本发明允许以较弱的力将阀打开和关闭，从而可以降低(减小)驱动衔铁的励磁线圈的体积。
而且根据本发明，通过阀柱的向上移动而使流体流入入口，然后通过第二孔而流至出口，由于此第二孔具有较大的直径，从而可以很快使出口附近的流体线路的压力上升。
虽然为了说明本发明的目的而详细叙述了上述实施例，但是熟悉本技术领域的人士在不背离本发明权利要求书所阐述的范围和精神实质的情况下，完全可以对上述实施例作种种变化，增删或等效替代，因此本发明绝不限于上述实施例。

Claims (6)

1.一种用于制动系统的电磁阀，它具有一中空的阀壳体，阀壳体的外周表面上具有一流体入口，而在其下端则具有一流体出口，一衔铁具有一延伸入阀壳体的孔中的柱塞，当有电力驱动而移动时，可以有选择地打开从入口到出口的流体通道，其特征在于，所述电磁阀包括：
一可移动地设置在阀壳体中的阀柱，沿阀柱的中心轴设有具有一预定直径的第一孔以及在围绕柱塞的一位置处设有一柱塞引导部，此引导部具有一预定的深度以允许柱塞进入阀柱，打开或关闭该第一孔；
一阀座部分，它通过使表面形成一台肩而形成在阀壳体的孔中的内表面上，所述阀座部分内形成一第二孔，并当阀柱作轴向移动时，通过与所述阀柱的端部相接触或离开所述阀柱的端部而可以有选择地独立于第一孔打开所述出口，所述第二孔的内径大于第一孔的内径；以及
一阀柱复位弹簧使阀柱朝柱塞方向偏置。
2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，还包括一止动装置，它设置在柱塞引导部的每一内表面上及柱塞的外表面上，并允许柱塞在一预定范围内相对于阀柱移动，当柱塞的移动超过所述预定范围时，柱塞引导部分的止动装置即被柱塞的止动装置所逮住以允许阀柱被柱塞所拉动。
3.如权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述止动装置包括：
一形成在柱塞引导部分的内表面上的凹进部，此凹进部在阀柱的轴向具有一预定的宽度；以及
一从柱塞的外表面突伸出的锁定突出部，以与所述凹进部相啮合。
4.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，还包括一弹簧安装部，它形成在围绕阀座部一位置处的阀柱的外表面上，所述弹簧安装部形成一设置阀柱复位弹簧的空间，并且具有比所述阀壳体的孔的内径为小的外径以允许流体在阀柱离开阀座部分时从入口流至出口。
5.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，至少一个径向通路形成在阀柱的柱塞引导部上以使所述第一孔通过此径向通路与入口相连通。
6.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，一用具有强度高于阀座部分强度的材料制成的加固件设置在所述阀座部分上以当阀座部分与阀柱相接触时避免阀座部分的变形。
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