DE102018214616A1

DE102018214616A1 - magnetic valve

Info

Publication number: DE102018214616A1
Application number: DE102018214616.0A
Authority: DE
Inventors: Tarun Bhuvaneshwari; Amit Chudasama
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2019-04-04
Also published as: GB2567036B; GB201811715D0; GB2567036A; GB201715783D0

Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Magnetventil, einen Einlass, einen Auslass und einen Zapfen umfassend, das auf eine Bewegung zwischen einer ersten Position, in welcher der Zapfen einen Fluidteilstrom vom Einlass zum Auslass zulässt, und einer zweiten Position, in welcher der Zapfen einen Fluidvollstrom vom Einlass zum Auslass zulässt, beschränkt ist. Auf diese Weise wird vom Zapfen in allen Betriebspositionen des Zapfens zumindest ein Fluidteilstrom zugelassen.Embodiments of the present invention relate to a solenoid valve comprising an inlet, an outlet and a spigot adapted to move between a first position in which the spigot permits fluid partial flow from the inlet to the outlet and a second position in which the spigot is a full fluid flow from the inlet to the outlet is limited. In this way, the pin is allowed in all operating positions of the pin at least a partial fluid flow.

Description

GEBIET DER TECHNIKFIELD OF TECHNOLOGY

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Magnetventil. Aspekte der Erfindung betreffen ein Magnetventil, einen Verbrennungsmotor, der das Magnetventil umfasst, ein Fahrzeug, das den Verbrennungsmotor und/oder das Magnetventil umfasst, eine Steuereinrichtung zum Steuern des Magnetventils und ein Verfahren zum Betätigen des Magnetventils.The present disclosure relates to a solenoid valve. Aspects of the invention relate to a solenoid valve, an internal combustion engine that includes the solenoid valve, a vehicle that includes the internal combustion engine and / or the solenoid valve, a control device for controlling the solenoid valve, and a method for actuating the solenoid valve.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Verbrennungsmotoren verwenden Kolben, die beispielsweise aus Aluminium gebildet sein können, um die Verbrennung von Kraftstoff in mechanische Arbeit umzuwandeln. In einem herkömmlichen Schmiermittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor liefert eine elektronische Pumpe einen Ölstrom von einem Vorratsbehälter zum Motor. Eine Kolbenkühldüse (piston cooling jet, PCJ) wirkt so, dass sie im Betrieb Öl auf einen Kolben (die Innenseite davon) richtet, sprüht oder spritzt, um den Kolben zu kühlen und dadurch eine vorgegebene Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Der Ölstrom vom Vorratsbehälter und von der Pumpe zur PCJ wird von einem Magnetventil gesteuert. Das Magnetventil weist zwei Positionen auf: erregt (geschlossen), wobei der Ölstrom, der zur PCJ geliefert wird, null ist, und nicht erregt (offen), wobei der Ölstrom, der zur PCJ geliefert wird, 100 % des verfügbaren Ölstroms beträgt, der von der Ölpumpe über eine Ölleitung an den PCJs bereitgestellt wird. Die Position des Ventils wird abhängig von der beobachteten Temperatur des Kolbens auf Basis der Motordrehzahl und -last gesteuert.Internal combustion engines use pistons, which may be formed of aluminum, for example, to convert the combustion of fuel into mechanical work. In a conventional lubricant circuit for an internal combustion engine, an electronic pump supplies oil flow from a reservoir to the engine. A piston cooling jet (PCJ) acts to direct, spray or squirt oil on a piston (the inside thereof) during operation to cool the piston and thereby maintain a predetermined operating temperature. The oil flow from the reservoir and from the pump to the PCJ is controlled by a solenoid valve. The solenoid valve has two positions: energized (closed), with the oil flow delivered to the PCJ being zero and not energized (open), with the oil flow delivered to the PCJ being 100% of the available oil flow, the provided by the oil pump via an oil line to the PCJs. The position of the valve is controlled based on the observed temperature of the piston based on engine speed and load.

Das Magnetventil ist ein elektromechanisches Ventil, das dadurch gesteuert wird, dass ein elektrischer Strom durch eine Magnetspule geschickt wird. Dies erzeugt ein Magnetfeld, das mit einem Zapfen (einem länglichen Element, Stößel oder Stift), der in einer Führung montiert ist, interagiert. Die Anlegung des Magnetfelds bewirkt, dass sich der Zapfen innerhalb der Führung linear von einer offenen Position (wenn die Magnetspule nicht erregt ist (kein elektrischer Strom hindurch fließt)) und einer geschlossenen Position (wenn die Magnetspule erregt ist (elektrischer Strom hindurch fließt) bewegt. In der offenen Position lässt die Position des Zapfens innerhalb der Führung zu, dass das Öl durch das Ventil (von einem Einlass zu einem Auslass) strömt, während die Position des Zapfens in der geschlossenen Position den Ölstrom durch das Ventil verhindert.The solenoid valve is an electro-mechanical valve that is controlled by passing an electric current through a solenoid. This creates a magnetic field that interacts with a pin (an elongated member, plunger or pin) mounted in a guide. The application of the magnetic field causes the peg within the guide to move linearly from an open position (when the solenoid is not energized (no electrical current is flowing through)) and a closed position (when the solenoid is energized (electrical current passing through)) In the open position, the position of the spigot within the guide allows the oil to flow through the valve (from an inlet to an outlet) while the position of the spigot in the closed position prevents oil flow through the valve.

Ein heutiges Magnetventil wird unter Verwendung eines Steuerverfahrens mit kompletter EIN/AUS-Impulsbreitenmodulation (PWM) (100 % Tastzyklus) gesteuert. Hierbei arbeitet die Magnetspule nur unter 2 Bedingungen: ganz offen, wenn sie nicht erregt ist (um Öl durch das Ventil hindurch zu lassen) und ganz geschlossen, wenn sie erregt ist (um zu verhindern, dass Öl durch das Ventil durchgelassen wird). Infolgedessen wird Motoröl auf die Kolben gerichtet, während das Ventil offen ist, und während das Ventil geschlossen ist, wird kein Öl auf die Kolben gerichtet.A current solenoid valve is controlled using a full ON / OFF pulse width modulation (PWM) control method (100% duty cycle). In this case, the solenoid operates only under 2 conditions: fully open when not energized (to let oil through the valve) and fully closed when energized (to prevent oil from passing through the valve). As a result, engine oil is directed to the pistons while the valve is open, and while the valve is closed, no oil is directed to the pistons.

Es kann eine besondere Anforderung geben, beispielsweise bei Verwendung von Stahlkolben, dass unter allen Betriebsbedingungen und -lasten (das heißt jederzeit, während der Motor läuft) Motoröl von den Kolbenkühldüsen über das Magnetventil an der Innenseite der Kolben bereitgestellt wird, um eine ausreichende Kolbenkühlung sicherzustellen, wenn auch mit unterschiedlichen Raten (ungleich null) unter verschiedenen Bedingungen. Jedoch würde eine Verwendung der oben beschriebenen Magnetventilkonfiguration, wo der Kolbenkühlstrommagnet immer ganz die EIN-Position einnehmen dürfte oder ganz weggelassen würde, die Verwendung einer Ölpumpe erfordern, die um 92 % größer ist als eine heutige Ölpumpe, die mit dem oben genannten Magnetventil verwendet wird, und die 19 % größer ist als dies für die vorgesehene Motorkonfiguration erwünscht wäre. Insbesondere wäre es nicht möglich oder zumindest sehr schwierig, eine solche Ölpumpe in den Motor zu konfektionieren. Dies würde ferner möglicherweise zu einer schlechteren Kraftstoffeffizienz und einem Anstieg von Emissionen führen, weil die Ölpumpe über einen Riemen mechanisch von der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird. Um sicherzustellen, dass eine ausreichende Ölzufuhr die Anforderungen des Motors (einschließlich von Kolbenkühldüsen) erfüllt, muss die Ölpumpe schwerer arbeiten, was eine Erhöhung der Last des Motors (parasitische Verluste) bedeutet, was wiederum die Kraftstoffeffizienz verschlechtert und Emissionen vermehrt, da mehr Kraftstoff verbrannt wird, um dies zu kompensieren. Schließlich wäre die Haltbarkeit der Pumpe aufgrund eines höheren Ölstrombedarfs im Vergleich zu einer heutigen Pumpe verringert.There may be a particular requirement, for example when using steel pistons, that under all operating conditions and loads (ie, any time the engine is running), engine oil is provided from the piston cooling nozzles via the solenoid valve on the inside of the pistons to ensure sufficient piston cooling , albeit at different rates (nonzero) under different conditions. However, using the solenoid valve configuration described above, where the piston cooling solenoid would always be entirely in the ON position or omitted altogether, would require the use of an oil pump that is 92% larger than a current oil pump used with the above solenoid valve , and which is 19% larger than would be desirable for the intended engine configuration. In particular, it would not be possible or at least very difficult to assemble such an oil pump in the engine. This could also potentially result in poorer fuel efficiency and increased emissions because the oil pump is mechanically driven by the engine crankshaft via a belt. To ensure that adequate oil supply meets the requirements of the engine (including piston cooling nozzles), the oil pump must work harder, which means an increase in the load of the engine (parasitic losses), which in turn degrades fuel efficiency and increases emissions as more fuel burns is to compensate for this. Finally, the durability of the pump would be reduced due to a higher oil flow requirement compared to a current pump.

Eine weitere Option wäre die Implementierung der variablen Ölströmungsraten durch Steuern der PCJ-Magnetspule unter Verwendung unterschiedlicher PWM-Tastzyklen (beispielsweise aus (0 %), 25 % ein, 50 % ein und 100 % ein, statt nur aus oder 100 % ein). Jedoch würde die Nutzung dieser Technik die Verwendung des vorhandenen Magnetventils von vornherein ausschließen, da dieses nicht haltbar und robust genug sein würde, weswegen eine neue PWM-gesteuerte PCJ-Magnetspule mit voll variablem Durchfluss mit größeren Abmessungen, die mehr kostet, erforderlich wäre. Darüber hinaus ist eine größere PWM-Magnetspule wegen eines Mangels an physischem Packraum am Motor und eines Mangels an Flexibilität bei der Änderung des Magnetblocks mit der vorgesehenen Maschinenkonfiguration nicht ohne Weiteres zu verwirklichen.Another option would be to implement the variable oil flow rates by controlling the PCJ solenoid using different PWM duty cycles (eg, from (0%), 25% on, 50% on and 100% on, rather than off or 100% on). However, the use of this technique would preclude the use of the existing solenoid valve because it would not be durable and robust enough, thus requiring a new full-variable PWM-controlled PCJ solenoid with larger size, which would cost more. In addition, a larger PWM solenoid can not easily be realized due to a lack of physical packing space on the motor and a lack of flexibility in changing the magnet block with the intended machine configuration.

In US9022069 weist ein durch eine Magnetspule betätigtes Druckausgleichsventil eine eigens vorgesehene Entlastungsöffnung auf, die separat von einer Haupteinlassöffnung in dem Körper geschaffen ist und die sich in einen Strömungsweg für ein unter Druck stehendes Fluid öffnet, zur Verwendung, wenn das Ventil die geschlossene Ventilposition einnimmt, so dass es kontinuierlich durch die Ventilauslassöffnung nach außen strömt. In US9022069 For example, a solenoid actuated pressure compensating valve has a dedicated relief port that is separate from a main intake port in the body and that opens into a pressurized fluid flow path for use when the valve assumes the closed valve position it flows continuously through the valve outlet opening to the outside.

Ein Ziel von Ausführungsformen der Erfindung ist zumindest die Entschärfung von einem oder mehreren der Probleme des Standes der Technik.One aim of embodiments of the invention is at least to mitigate one or more of the problems of the prior art.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Magnetventil, einen Verbrennungsmotor, ein Fahrzeug, eine Steuereinrichtung, ein Verfahren und Computersoftware bereit, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht.Aspects and embodiments of the invention provide a solenoid valve, an internal combustion engine, a vehicle, a controller, a method, and computer software as claimed in the appended claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Magnetventil bereitgestellt, das umfasst:

einen Einlass;
einen Auslass; und
einen Zapfen, der auf eine Bewegung zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beschränkt ist, wobei der Zapfen in der ersten Position einen Fluidteilstrom vom Einlass durch einen Spalt, der zwischen dem Zapfen und einem Ventilsitz vorgesehen ist, zum Auslass zulässt, und der Zapfen in der zweiten Position einen Fluidvollstrom vom Einlass durch eine größere Lücke, die zwischen dem Zapfen und dem Ventilsitz vorgesehen ist, zum Auslass zulässt.

According to one aspect of the invention, there is provided a solenoid valve comprising:

an inlet;
an outlet; and
a pin limited to movement between a first position and a second position, the pin in the first position allowing fluid partial flow from the inlet through a gap provided between the pin and a valve seat to the outlet, and the pin in the second position allows full flow of fluid from the inlet through a larger gap provided between the spigot and the valve seat to the outlet.

Auf diese Weise wird vom Zapfen in allen Betriebspositionen des Zapfens zumindest ein Fluidteilstrom zugelassen. Es wird zwar einleuchten, dass ein Magnetventil vorgesehen werden könnte, bei dem drei oder mehr statische Betriebspositionen des Zapfens verwendet werden, um drei oder mehr Durchsätze (ungleich null) zu erreichen, aber vorzugsweise werden nur zwei Betriebspositionen vorgesehen (das heißt Positionen, bei denen der Zapfen im Wesentlichen statisch ist, statt sich zwischen der ersten und der zweiten Position zu bewegen), die der ersten und der zweiten Position entsprechen. Anders ausgedrückt kann das Magnetventil so konfiguriert sein, dass der Zapfen nur in der Lage ist, in der ersten Position und der zweiten Position im Wesentlichen statisch zu bleiben. Ein solches Ventil ist nicht voll variabel und kann auf ähnliche Weise wie die oben beschriebenen Ventile des Standes der Technik einfach unter Verwendung einer Impulsbreitenmodulations(Ein/Aus)-Technik gesteuert werden.In this way, the pin is allowed in all operating positions of the pin at least a partial fluid flow. While it will be appreciated that a solenoid valve could be provided that uses three or more static operating positions of the plug to achieve three or more non-zero flow rates, preferably only two operating positions are provided (that is, positions where the pin is substantially static, rather than moving between the first and second positions) corresponding to the first and second positions. In other words, the solenoid valve may be configured so that the spigot is only able to remain substantially static in the first position and the second position. Such a valve is not fully variable and can be easily controlled using a pulse width modulation (on / off) technique similar to the prior art valves described above.

Der Fluidteilstrom und der Fluidvollstrom können vom Einlass zum Auslass demselben Strömungsweg folgen. Anders ausgedrückt folgt Fluid demselben Strömungsweg vom Einlass des Magnetventils zum Auslass des Magnetventils, wenn der Zapfen die erste oder die zweite Position einnimmt. Dies bietet den Vorteil, dass derselbe Einlass und derselbe Auslass des Ventils sowohl den Teilstrom als auch den Vollstrom des Fluids ermöglichen, ohne dass ein zusätzlicher Einlass und/oder Auslass des Ventils bereitgestellt werden müsste.The partial fluid flow and the full fluid flow may follow the same flow path from the inlet to the outlet. In other words, fluid follows the same flow path from the inlet of the solenoid valve to the outlet of the solenoid valve when the pin assumes the first or second position. This offers the advantage that the same inlet and outlet of the valve allow both the partial flow and the full flow of the fluid without the need to provide an additional inlet and / or outlet of the valve.

Beim Magnetventil, das eine Magnetspule umfasst, nimmt der Zapfen vorzugsweise eine von der ersten und der zweiten Position ein, wenn die Magnetspule erregt wird, und nimmt die andere von der ersten und der zweiten Position ein, wenn die Magnetspule nicht erregt wird. Noch stärker bevorzugt nimmt der Zapfen die erste Position ein, wenn der Magnet erregt wird, und die zweite Position, wenn der Magnet nicht erregt wird. Somit nimmt im Falle eines Leistungsausfalls oder eines elektrischen Fehlers, der verhindert, dass die Magnetspule erregt wird, das Ventil die offene Position ein, wodurch sichergestellt ist, dass eine Kühlung stattfindet.In the solenoid valve including a solenoid, the pin preferably assumes one of the first and second positions when the solenoid is energized, and the other of the first and second positions when the solenoid is not energized. Even more preferably, the pin assumes the first position when the magnet is energized and the second position when the magnet is not energized. Thus, in the event of a power failure or electrical failure that prevents the solenoid from being energized, the valve will enter the open position, thereby ensuring that cooling occurs.

Die vorliegende Technik ist unabhängig von der jeweiligen mechanischen Struktur, den Abmessungen und der Form des Ventils anwendbar. In einem Beispiel ist der Zapfen jedoch zu einem Ventilsitz hin bewegbar, in dem optional der Auslass ausgebildet ist, um den Durchsatz vom Einlass zum Auslass zu verringern, und ein Spalt ist zwischen dem Zapfen und dem Ventilsitz ausgebildet, wenn der Zapfen die erste Position einnimmt. Auch wenn der Zapfen so weit wie möglich zum Ventilsitz hin ausgefahren wird, ist infolgedessen immer noch ein Spalt bereitgestellt, um einen Fluidteilstrom zu ermöglichen.The present technique is applicable regardless of the mechanical structure, dimensions and shape of the valve. In one example, however, the spigot is movable toward a valve seat in which the outlet is optionally configured to reduce the flow rate from the inlet to the outlet, and a gap is formed between the spigot and the valve seat when the spigot assumes the first position , As a result, even if the pin is extended as far as possible towards the valve seat, a gap is still provided to allow for a partial flow of fluid.

Vorzugsweise blockiert der Zapfen den Einlass, wenn er die erste Position einnimmt.Preferably, the pin blocks the inlet when it assumes the first position.

Der Teilstrom kann im Bereich von 1 % und 99 % eines Durchsatzes liegen, der durch den Vollstrom bereitgestellt wird, stärker bevorzugt im Bereich von 10 % und 90 % des vollen Durchsatzes und noch stärker bevorzugt im Bereich von 25 % und 60 % des vollen Durchsatzes. Stärker bevorzugt beträgt der Teilstrom ungefähr 40 % des Durchsatzes, der vom Vollstrom bereitgestellt wird.The partial flow may be in the range of 1% to 99% of a flow provided by the full flow, more preferably in the range of 10% and 90% of the full flow, and even more preferably in the range of 25% and 60% of the full flow , More preferably, the partial flow is about 40% of the throughput provided by the full flow.

Der Teilstrom kann ungefähr 10 Liter pro Minute betragen und der Vollstrom kann ungefähr 25 Liter pro Minute betragen.The partial flow may be about 10 liters per minute and the full flow may be about 25 liters per minute.

Ein Magnetventil der hierin beschriebenen Art kann für verschiedene Zwecke von Vorteil und anwendbar sein, sowohl innerhalb als auch außerhalb des Feldes der Automobile. Jedoch ist das Magnetventil besonders gut zum Steuern eines Stroms von Motoröl zu einer Kolbenkühldüse eines Verbrennungsmotors geeignet.A solenoid valve of the type described herein may be advantageous and applicable for various purposes, both inside and outside the field of automobiles. However that is Solenoid valve particularly well suited for controlling a flow of engine oil to a piston cooling nozzle of an internal combustion engine.

In einer Ausführungsform umfasst das Magnetventil ein Gehäuse,
umfasst der Zapfen einen Magnetkern mit einer ersten Oberfläche und einen Schaft, der von der ersten Oberfläche vorsteht und sich durch eine Bohrung im Gehäuse erstreckt,
umfasst das Gehäuse eine zweite Oberfläche, die einen Eingang zur Bohrung umgibt, durch die der Schaft hindurch tritt und die der ersten Oberfläche des Magnetkerns zugewandt ist, und
umfasst das Magnetventil eine Beschränkungseinrichtung zum Beschränken der Bewegung des Zapfens in einer Richtung hin zum Ventilsitz auf solche Weise, dass ein Luftspalt um den Schaft herum und zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche bewahrt wird, wenn der Zapfen die erste Position einnimmt, wobei der Luftspalt vollständig oder im Wesentlichen frei ist, wenn er bewahrt wird.In an embodiment, the solenoid valve comprises a housing,
the spigot comprises a magnetic core having a first surface and a shank projecting from the first surface and extending through a bore in the housing,
the housing includes a second surface surrounding an entrance to the bore through which the shaft passes and which faces the first surface of the magnetic core, and
For example, the solenoid valve includes restricting means for restricting movement of the peg in a direction toward the valve seat such that an air gap around the shaft and between the first surface and the second surface is preserved when the peg is in the first position Air gap is completely or substantially free, if it is preserved.

Die Beschränkungseinrichtung kann jede Struktur oder Kombination separater Strukturen sein, die eine Bewegung des Zapfens in einer Richtung hin zum Ventilsitz beschränkt.The restriction device may be any structure or combination of separate structures that restricts movement of the pin in a direction toward the valve seat.

In einer anderen Ausführungsform umfasst das Magnetventil ein Gehäuse,
umfasst der Zapfen einen Magnetkern mit einer ersten Oberfläche, wobei das Gehäuse eine zweite Oberfläche umfasst, die der ersten Oberfläche zugewandt ist, wobei ein Luftspalt zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche definiert ist, und
umfasst das Magnetventil zwei oder mehr beschränkende Elemente außerhalb des Spalts, die miteinander interagieren, um durch Hemmen oder Verhindern einer Bewegung des Zapfens hin zum Ventilsitz über die erste Position hinaus den Luftspalt beizubehalten.In another embodiment, the solenoid valve comprises a housing,
the pin comprises a magnetic core having a first surface, the housing comprising a second surface facing the first surface, wherein an air gap is defined between the first surface and the second surface, and
For example, the solenoid valve includes two or more out-of-gap confining elements that interact with one another to maintain the air gap by inhibiting or preventing movement of the pintle toward the valve seat beyond the first position.

In einer anderen Ausführungsform umfasst das Magnetventil ein Gehäuse, wobei sich der Zapfen durch eine Bohrung im Gehäuse hin zum Ventilsitz erstreckt,
wobei das Gehäuse ein oder mehrere erste beschränkende Elemente umfasst und der Zapfen ein oder mehrere zweite beschränkende Elemente umfasst, wobei das erste und das zweite beschränkende Element innerhalb der Bohrung interagieren, wenn der Zapfen an oder nahe an der ersten Position liegt, um eine Bewegung des Zapfens hin zum Ventilsitz über die erste Position hinaus zu hemmen oder zu verhindern.In another embodiment, the solenoid valve includes a housing, wherein the pin extends through a bore in the housing toward the valve seat,
wherein the housing comprises one or more first constraining members and the pin comprises one or more second constraining members, wherein the first and second constraining members interact within the bore when the pin is at or near the first position to prevent movement of the first pinion Pin to the valve seat beyond the first position to inhibit or prevent.

Man beachte, dass die Terminologie „an oder nahe an“ nicht unbedingt verlangt, dass die beschränkenden Elemente in der ersten Position einen harten Anschlag bereitstellen, sondern dass diese stattdessen auch einen weichen Anschlag bereitstellen können, wodurch sie eine Weiterbewegung des Zapfens zu erschweren beginnen, bevor der Zapfen die erste Position erreicht. Anders ausgedrückt interagieren die beschränkenden Elemente, wenn sich der Zapfen in der Nähe der ersten Position befindet, wobei sie in manchen Ausführungsformen bereits vor der ersten Position interagieren, um den Zapfen in der ersten Position weich zum Stehen zu bringen, und in anderen Ausführungsformen erst dann interagieren, wenn der Zapfen tatsächlich die erste Position erreicht.Note that the terminology "on or close to" does not necessarily require that the restricting elements provide a hard stop in the first position, but that instead they may also provide a soft stop, thereby making it difficult to further advance the pin, before the pin reaches the first position. In other words, in some embodiments, the restricting elements interact when the peg is near the first position, and in some embodiments, they already interact prior to the first position to smoothly stop the peg in the first position, and only in other embodiments interact when the pin actually reaches the first position.

In anderen Ausführungsformen umfasst das Magnetventil ein Gehäuse, wobei sich der Zapfen durch eine Bohrung im Gehäuse hin zum Ventilsitz erstreckt, wobei die Bohrung eine erste Öffnung, die vom Ventilsitz entfernt liegt, und eine zweite Öffnung, die nahe am Ventilsitz liegt, umfasst, wobei der Zapfen einen Kolbenabschnitt umfasst, der sich zwischen der zweiten Öffnung und dem Ventilsitz erstreckt. Die zweite Öffnung liegt näher am Ventilsitz als die erste Öffnung. Anders ausgedrückt liegt die zweite Öffnung zwischen der ersten Öffnung und dem Ventilsitz. Das Gehäuse umfasst ein oder mehrere erste beschränkende Elemente und der Zapfen umfasst ein oder mehrere zweite beschränkende Elemente, wobei das erste und das zweite beschränkende Element interagieren, wenn der Zapfen an oder nahe an der ersten Position liegt, um eine Bewegung des Zapfens hin zum Ventilsitz über die erste Position hinaus zu hemmen oder zu verhindern.In other embodiments, the solenoid valve includes a housing, the journal extending through a bore in the housing toward the valve seat, the bore including a first opening remote from the valve seat and a second opening proximate the valve seat the pin includes a piston portion extending between the second opening and the valve seat. The second opening is closer to the valve seat than the first opening. In other words, the second opening is between the first opening and the valve seat. The housing includes one or more first restricting members, and the journal includes one or more second restricting members, wherein the first and second restricting members interact when the pin is at or near the first position to move the pin toward the valve seat to inhibit or prevent beyond the first position.

In einer anderen Ausführungsform umfasst das Magnetventil ein Gehäuse,
umfasst der Zapfen einen Magnetkern mit einer ersten Oberfläche und einen Schaft, der von der ersten Oberfläche vorsteht und sich durch eine Bohrung im Gehäuse erstreckt,
umfasst das Gehäuse eine zweite Oberfläche, die einen Eingang zur Bohrung umgibt, durch die der Schaft hindurch tritt und die der ersten Oberfläche des Magnetkerns zugewandt ist,
wobei das Gehäuse ein oder mehrere erste beschränkende Elemente umfasst und der Schaft ein oder mehrere zweite beschränkende Elemente umfasst, wobei das erste und das zweite beschränkende Element interagieren, wenn der Zapfen an oder nahe an der ersten Position liegt, um eine Bewegung des Zapfens hin zum Ventilsitz über die erste Position hinaus zu hemmen oder zu verhindern.In another embodiment, the solenoid valve comprises a housing,
the spigot comprises a magnetic core having a first surface and a shank projecting from the first surface and extending through a bore in the housing,
the housing includes a second surface surrounding an entrance to the bore through which the shaft passes and which faces the first surface of the magnetic core,
wherein the housing comprises one or more first restricting elements and the shaft comprises one or more second restricting elements, wherein the first and second restricting elements interact when the pin is at or near the first position to permit movement of the pin towards the first Valve seat to inhibit beyond the first position or prevent.

Die beschränkenden Elemente können ein oder mehr Paare aus interagierenden Strukturen umfassen. Das erste beschränkende Element kann eine Umfangsrille in der Wand oder der Bohrung umfassen, und das zweite beschränkende Element kann eine(n) elastisch vorgespannte(n) Kugel oder Stift zum Eingriff in die Umfangsrille umfassen. Man beachte, dass eine umgekehrte Anordnung vorgesehen werden könnte, bei der die Rille im Schaft vorgesehen ist und die Kugel oder der Stift in der Wand der Bohrung vorgesehen ist.The constraining elements may include one or more pairs of interacting structures. The first constraining member may include a circumferential groove in the wall or bore, and the second constraining member may comprise a resiliently biased ball or pin for engaging the circumferential groove. Note that a reverse arrangement could be provided where the groove is provided in the shaft and the ball or pin is provided in the wall of the bore.

Die Rille kann so geformt sein, dass eine Kraft, die nötig ist, um die Kugel oder den Stift aus der Rille zu bewegen, wenn der Zapfen in einer Richtung weg vom Ventilsitz bewegt wird, kleiner ist als eine Kraft, die nötig ist, um die Kugel oder den Stift aus der Rille heraus zu bewegen, wenn der Zapfen in einer Richtung hin zum Ventilsitz bewegt wird.The groove may be shaped so that a force necessary to move the ball or pin out of the groove when the pin is moved in a direction away from the valve seat is less than a force necessary to move to move the ball or pin out of the groove as the pin is moved in a direction toward the valve seat.

Eine Kraft, die angelegt wird, um den Zapfen aus der ersten Position hin zur zweiten Position zu bewegen, kann kleiner sein als die Kraft, die angelegt wird, um den Zapfen aus der zweiten Position zur ersten Position zu bewegen.A force applied to move the pin from the first position to the second position may be less than the force applied to move the pin from the second position to the first position.

Das erste beschränkende Element kann einen Anschlag oder eine Wand umfassen, und das zweite beschränkende Element kann einen Vorsprung umfassen, der an einer Bewegung über den Anschlag hinaus gehindert wird.The first restricting element may comprise a stop or a wall, and the second restricting element may comprise a projection which is prevented from moving beyond the stop.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinrichtung bereitgestellt, um den Zapfen des Magnetventils so zu konfigurieren, dass er entweder die erste Position oder die zweite Position einnimmt.According to another aspect of the invention, a controller is provided to configure the spigot of the solenoid valve to assume either the first position or the second position.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Magnetventils mit einem Einlass, einem Auslass, einer Magnetspule und einem Zapfen bereitgestellt, wobei der Zapfen auf eine Bewegung zwischen einer ersten Position, in welcher der Zapfen einen Fluidteilstrom vom Einlass zum Auslass zulässt, und einer zweiten Position, in welcher der Zapfen einen Fluidvollstrom vom Einlass zum Auslass zulässt, beschränkt ist, wobei das Verfahren das Erregen und/oder Entregen der Magnetspule umfasst, um zu bewirken, dass der Zapfen sich zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt, um den Durchsatz zu steuern, der durch das Ventil zugelassen wird.According to another aspect of the invention, there is provided a method of controlling a solenoid valve having an inlet, an outlet, a solenoid and a spigot, the spike being adapted for movement between a first position in which the spigot permits partial fluid flow from the inlet to the outlet. and a second position in which the spigot permits fluid full flow from the inlet to the outlet, the method comprising energizing and / or de-energizing the solenoid to cause the spine to move between the first position and the second position to control the flow rate admitted by the valve.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Computersoftware bereitgestellt, die dafür ausgelegt ist, bei Ausführung durch einen Computer ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung durchzuführen.In accordance with one aspect of the invention, there is provided computer software adapted to perform, when executed by a computer, a method according to an aspect of the invention.

Die Computersoftware ist optional auf einem computerlesbaren Medium gespeichert. Die Computersoftware kann materiell auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein. Das computerlesbare Medium kann nicht-transient sein.The computer software is optionally stored on a computer readable medium. The computer software may be materially stored on a computer readable medium. The computer-readable medium may be non-transient.

Man beachte, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein konstant entlastetes Kolbenkühldüsen(PCJ)-Magnetventil bereitstellen, das einen kürzeren Stößel (Zapfen) verwendet und daher den Strom von Kühlfluid durch das Ventil auch dann nicht vollständig absperrt, wenn das Ventil so weit wie möglich geschlossen ist. Dadurch kann die Vergrößerung eines heutigen Voll-EIN/AUS-Magnetventils vermieden werden und eine Modifizierung der Befestigungsfläche auf dem Zylinderblock, um unter allen Motorbetriebslasten und - bedingungen einen konstanten/kontinuierlichen Strom von Motoröl vom Ölfiltergehäuse zu den Kolbenkühldüsen zu erreichen, vermieden werden.Note that embodiments of the present invention provide a constantly relieved piston-jet nozzle (PCJ) solenoid valve that uses a shorter plunger and therefore does not completely shut off the flow of cooling fluid through the valve, even when the valve is closed as much as possible is. Thereby, the enlargement of a present full ON / OFF solenoid valve can be avoided and modification of the mounting surface on the cylinder block to achieve a constant / continuous flow of engine oil from the oil filter housing to the piston cooling nozzles under all engine operating loads and conditions can be avoided.

Anders als in US9022069 , die eine andere Form eines konstant entlasteten Magnetventils vorsieht, wird die konstante Entlastung in der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass der Fluidstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass reguliert wird, statt dass ein Entlastungsstrom in der geschlossenen Position unter Verwendung einer eigens vorgesehenen Entlastungsöffnung im Ventilkörper, die einen vom Hauptfluidströmungsweg separaten Kanal definiert, erreicht wird.Unlike in US9022069 In another form of constant-relief solenoid valve, the constant relief in the present invention is achieved by regulating the flow of fluid between the inlet and the outlet rather than providing a relief flow in the closed position using a dedicated relief port in the valve body that defines a channel separate from the main fluid flow path is achieved.

Die Hauptunterschiede und Vorteile der vorliegenden Technik sind:

(a) keine Notwendigkeit für eine konstante Entlastungsöffnung/Umgehungsöffnung, um eine konstant entlastete PCJ-Magnetspule zu erreichen;
(b) ähnlicher Packraum und ähnliche Abmessungen, wie sie normalerweise für ein Voll-EIN/AUS-Magnetventil benötigt werden;
(c) verringerte Kosten und Komplexität von Entwicklung und Herstellung;
(d) kein Bedarf an größeren Ölpumpen am Motor, um die erforderlichen Öldrücke an den Kolbenkühldüsen(PCJs) zu erreichen/aufrechtzuerhalten, um die Kolben zu bespritzen und zu kühlen; und
(e) keine Modifikationen an der Motorzylinderblock-Befestigungsfläche für das neue konstant entlastete Magnetventil mit einem kürzeren Stößel/Schieber sind erforderlich.

The main differences and advantages of the present technique are:

(a) no need for a constant relief port / bypass port to achieve a constantly relieved PCJ solenoid;
(b) similar packaging space and dimensions normally required for a full ON / OFF solenoid valve;
(c) reduced costs and complexity of development and manufacturing;
(d) no need for larger oil pumps on the engine to achieve / maintain the required oil pressures on the piston cooling nozzles (PCJs) to splash and cool the pistons; and
(e) No modifications to the engine cylinder block mounting surface are required for the new constant relief solenoid valve with a shorter plunger / slide.

Innerhalb des Bereichs dieser Anmeldung ist es ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorangehenden Abschnitten, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen angegeben sind, und insbesondere deren einzelne Merkmale unabhängig oder in Kombination genommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale irgendwelcher Ausführungsformen können in jeder Weise und/oder Kombination kombiniert werden, solange solche Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder dementsprechend beliebige neue Ansprüche einzureichen, einschließlich des Rechtes, ursprünglich eingereichte Ansprüche so zu ändern, dass sie von irgendeinem anderen Anspruch abhängen und/oder irgendwelche Merkmale eines solchen einschließen, auch wenn dies ursprünglich nicht auf diese Weise beansprucht worden ist.Within the scope of this application, it is expressly intended that the various aspects, embodiments, examples, and alternatives set forth in the preceding paragraphs, claims, and / or description and drawings, and in particular, their individual features, be separate or independent can be taken in combination. That is, all embodiments and / or features of any embodiments may be combined in any manner and / or combination as long as such features are not incompatible. The Applicant reserves the right to change any claim originally filed or to submit any new claims accordingly, including the right to change originally filed claims to depend on and / or include any features of any other claim, even if this was not originally claimed in this way.

Figurenlistelist of figures

Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung, lediglich als Beispiele, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:

Die 1A und 1B sind eine schematische Darstellung eines Magnetventils und von Kolbenkühldüsen, die innerhalb eines Verbrennungsmotors angeordnet sind;
2 zeigt eine schematische Darstellung eines herkömmlichen (Stand der Technik) Magnetventils in einer ganz geschlossenen Position;
die 3A und 3B sind eine schematische Darstellung des modifizierten Magnetventils sowohl in einer teilweise offenen (3A) als auch in einer ganz offenen (3B) Position; und
die 4A bis 4D zeigen schematische Darstellungen anderer modifizierter Magnetventile.

One or more embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

The 1A and 1B Figure 11 is a schematic representation of a solenoid valve and piston cooling nozzles disposed within an internal combustion engine;
2 shows a schematic representation of a conventional (prior art) solenoid valve in a fully closed position;
the 3A and 3B are a schematic representation of the modified solenoid valve in both a partially open ( 3A) as well as in a very open ( 3B) Position; and
the 4A to 4D show schematic representations of other modified solenoid valves.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In 1A ist ein Magnetventil 10 innerhalb eines Umfelds eines Verbrennungsmotors und insbesondere in der Nähe eines Motorblocks 12 gezeigt. Das Magnetventil 10 reguliert (steuert) den Durchsatz von Motoröl aus einem Öleinlassverteiler 14 zu einem Ölauslassverteiler 16. Genauer verläuft der Ölstrom von einer Ölpumpe (nicht gezeigt) zu einem Ölfiltergehäuse (nicht gezeigt) zum Öleinlassverteiler 14 und zum Ölauslassverteiler 16 über das Magnetventil 10 und dann vom Ölauslassverteiler (PCJ-Kanal) 16 zu PCJs (wie in der nachstehenden 1B erklärt wird).In 1A is a solenoid valve 10 within an environment of an internal combustion engine and in particular in the vicinity of an engine block 12 shown. The solenoid valve 10 regulates (controls) the flow rate of engine oil from an oil inlet manifold 14 to an oil outlet manifold 16 , More specifically, the oil flow from an oil pump (not shown) to an oil filter housing (not shown) extends to the oil inlet manifold 14 and to the oil outlet manifold 16 via the solenoid valve 10 and then from the oil outlet manifold (PCJ channel) 16 to PCJs (as in the following 1B is explained).

In 1B ist eine andere Ansicht des Magnetventils 10 innerhalb des Motorumfelds gezeigt, in der ein Kolben 11 zu sehen ist. Kolbenkühldüsen 18 sind in der Nähe des Kolbens 11 angeordnet, um das Motoröl auf den Kolben 11 zu richten. Die Kolbenkühldüsen 18 stehen mit dem Öleinlassverteiler 16 in Fluidverbindung, so dass Öl, das durch das Magnetventil 10 und in den Öleinlassverteiler 16 getrieben wird, durch die Kolbenkühldüsen 18 und in oder auf den Kolben 11 gezwungen wird.In 1B is another view of the solenoid valve 10 shown within the engine environment in which a piston 11 you can see. Piston cooling nozzles 18 are near the piston 11 arranged to put the engine oil on the piston 11 to judge. The piston cooling nozzles 18 stand with the oil inlet manifold 16 in fluid communication, allowing oil to pass through the solenoid valve 10 and in the oil inlet manifold 16 is driven by the piston cooling nozzles 18 and in or on the piston 11 is forced.

Aus den 1A und 1B geht hervor, dass erhebliche Platzbeschränkungen innerhalb des Motors vorliegen, wodurch es unerwünscht ist, eine Form von Magnetventil zu übernehmen, die größer ist als die derzeit verwendeten.From the 1A and 1B It can be seen that there are significant space constraints within the engine, making it undesirable to adopt a form of solenoid valve that is larger than currently used.

In 2 ist ein herkömmliches Magnetventil 20 in einer geschlossenen Position gezeigt, in der im Wesentlichen kein Fluidstrom durch das Ventil 20 zugelassen ist. Das Ventil 20 umfasst ein Gehäuse 22, eine Magnetspule 24, einen Zapfen 26, einen Einlass 27 und einen Auslass 28. Der Blockpfeil in 2 gibt die Richtung des Fluidstroms in den Einlass 27 des Ventils 20 an. Im Gebrauch wird zum Schließen des Ventils 20 ein elektrischer Strom durch die Magnetspule 24 geschickt, der ein elektrisches Feld erzeugt, das seinerseits mit dem Metallzapfen 26 interagiert, um den Zapfen 26 in Bezug auf die Magnetspule 24 zu bewegen. Genauer wird dann, wenn die Magnetspule 24 erregt wird, der Zapfen 26 angetrieben (nach rechts in 2), um die gezeigte geschlossene Position einzunehmen, in der er an einem Ventilsitz anstößt, innerhalb dessen der Auslass 28 ausgebildet ist. Dadurch wird der Fluidströmungsweg zwischen dem Einlass 27 und dem Auslass 28 blockiert, wodurch im Wesentlichen verhindert wird, dass Fluid strömt, was somit einen Nulldurchsatz zur Folge hat. Wenn der elektrische Strom zur Magnetspule 24 abgeschaltet wird (die Magnetspule entregt wird), bricht das Magnetfeld zusammen und der Zapfen 26 kehrt in eine Ruhestellung zurück (nach links in 2 - Ruhestellung nicht gezeigt), in der der Fluidströmungsweg zwischen dem Einlass 27 und dem Auslass 28 nicht blockiert ist. Eine Vorspannungseinrichtung, beispielsweise eine Feder oder ein anderes elastisch verformbares Element (nicht gezeigt) kann vorgesehen sein, um den Zapfen 26 in die offene Position vorzuspannen, ohne dass die Magnetspule 24 erregt wird.In 2 is a conventional solenoid valve 20 shown in a closed position, in which there is substantially no fluid flow through the valve 20 is allowed. The valve 20 includes a housing 22 , a magnetic coil 24 , a cone 26 , an inlet 27 and an outlet 28 , The block arrow in 2 gives the direction of fluid flow into the inlet 27 of the valve 20 at. In use, to close the valve 20 an electric current through the solenoid coil 24 sent, which generates an electric field, which in turn with the metal pin 26 interacts with the pin 26 with respect to the solenoid 24 to move. Exactly becomes, if the magnetic coil 24 is excited, the pin 26 driven (to the right in 2 ) to assume the closed position shown in which it abuts a valve seat, within which the outlet 28 is trained. This will change the fluid flow path between the inlet 27 and the outlet 28 blocked, thereby substantially preventing fluid from flowing, thus resulting in zero flow rate. When the electric current to the solenoid coil 24 is turned off (the solenoid is de-energized), the magnetic field collapses and the pin 26 returns to a rest position (left in 2 - Resting position not shown), in which the fluid flow path between the inlet 27 and the outlet 28 is not blocked. A biasing means, such as a spring or other elastically deformable member (not shown), may be provided about the pin 26 to bias in the open position without the solenoid coil 24 is excited.

In den 3A und 3B ist ein modifiziertes Ventil 30 gezeigt, in dem Fluid in zwei statischen Zuständen des Ventils 30 jeweils durch das Ventil 30 durchgelassen wird. Das Ventil 30 ähnelt in der Struktur dem Ventil 20, mit einem wichtigen Unterschied, der nachstehend beschrieben wird. Das Ventil 30 umfasst ein Gehäuse 32, eine Magnetspule 34, einen Zapfen 36, einen Einlass 37 und einen Auslass 38. Ein Teil eines Inneren des Gehäuses 32 bildet eine Kammer und einen Fluidströmungsweg zwischen dem Einlass 37 und dem Auslass 38. Ein weiterer Teil des Inneren des Gehäuses 32 bildet eine Führung, innerhalb von der der Zapfen darauf beschränkt ist, sich zwischen zwei extremen Positionen linear und reziprok zu bewegen. Der Zapfen 36 weist einen ersten Teil 36a mit einem (relativ großen) im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt auf, der (in beiden Zuständen) von der Magnetspule 34 umgeben ist. Es ist dieser erste Teil 36a des Zapfens 36, mit dem das Magnetfeld, das von der Magnetspule 34 erzeugt wird, in erster Linie interagiert. Der Zapfen 36 kann einen zweiten Teil 36b aufweisen, der einen (relativ kleinen) im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweist, der ein vorderes Ende 36c aufweist. Der Auslass 38 ist in einem Ventilsitz ausgebildet, zu dem hin der Zapfen 36 verlagert werden kann, um den Fluiddurchsatz durch das Ventil 30 zu steuern. Der Blockpfeil in jedem der 3A und 3B gibt die Richtung des Fluidstroms in den Einlass 37 des Ventils 30 an. In 3A ist das Ventil 30 in einem ersten Zustand gezeigt. Im ersten Zustand nimmt der Zapfen 36 eine erste (teils offene) Position ein, in der der Fluidstrom aus dem Einlass 37 zum Auslass 38 beschränkt (teils blockiert, aber nicht vollständig blockiert) ist. Im zweiten Zustand nimmt der Zapfen 36 eine zweite (ganz offene) Position ein, in der der Fluidstrom aus dem Einlass 37 zum Auslass 38 im Wesentlichen nicht beschränkt ist. Man beachte, dass der tatsächliche Durchsatz auch von der Geometrie des Strömungswegs zwischen dem Ölvorratsbehälter und den Kolbenkühldüsen und dem Pumpendruck abhängt.In the 3A and 3B is a modified valve 30 shown in the fluid in two static states of the valve 30 each through the valve 30 is allowed through. The valve 30 similar in structure to the valve 20 , with an important difference, which will be described below. The valve 30 includes a housing 32 , a magnetic coil 34 , a cone 36 , an inlet 37 and an outlet 38 , A part of an interior of the housing 32 forms a chamber and a fluid flow path between the inlet 37 and the outlet 38 , Another part of the interior of the case 32 forms a guide within which the pin is limited to move linearly and reciprocally between two extreme positions. The pin 36 has a first part 36a with a (relatively large) substantially cylindrical cross-section which (in both states) from the magnetic coil 34 is surrounded. It is this first part 36a of the pin 36 with which the magnetic field coming from the magnetic coil 34 is generated, primarily interacts. The pin 36 can be a second part 36b having a (relatively small) substantially cylindrical Cross-section having a front end 36c having. The outlet 38 is formed in a valve seat, to which the pin 36 can be shifted to the fluid flow through the valve 30 to control. The block arrow in each of the 3A and 3B gives the direction of fluid flow into the inlet 37 of the valve 30 at. In 3A is the valve 30 shown in a first state. In the first state takes the pin 36 a first (partially open) position in which fluid flow out of the inlet 37 to the outlet 38 limited (partly blocked but not completely blocked). In the second state takes the pin 36 a second (fully open) position in which fluid flow out of the inlet 37 to the outlet 38 is essentially not limited. Note that the actual flow rate also depends on the geometry of the flow path between the oil reservoir and the piston cooling nozzles and the pump pressure.

Ein Fluidströmungsweg existiert von einem Einlass zu einem Auslass des Ventils. Die Position des Zapfens innerhalb des Ventilgehäuses (der Führung) steuert das Maß, in dem dieser Fluidströmungsweg blockiert wird. Daher wird eine konstante Entlastung mittels des Fluidströmungswegs bereitgestellt. Kein zusätzlicher Fluidströmungsweg ist erforderlich, wenn der Zapfen die „geschlossene“ Position einnimmt, da ein beschränkter Strom über den Fluidströmungsweg bereitgestellt ist.A fluid flow path exists from an inlet to an outlet of the valve. The position of the pin within the valve housing (the guide) controls the extent to which this fluid flow path is blocked. Therefore, a constant discharge by means of the fluid flow path is provided. No additional fluid flow path is required when the spigot is in the "closed" position because a limited flow is provided across the fluid flow path.

Aus einem Vergleich der 3A und 3B geht hervor, dass sich der Zapfen 36 nach rechts (in der Figur) zum Ventilsitz bewegt, um (aus dem zweiten Zustand heraus) den ersten Zustand einzunehmen, und sich nach links (in der Figur) vom Ventilsitz weg bewegt, um (aus dem ersten Zustand heraus) den zweiten Zustand einzunehmen. Genauer gesagt und auf analoge Weise wie in 2 wird im Gebrauch zum Beschränken des Durchsatzes durch das Ventil 30 ein elektrischer Strom durch die Magnetspule 34 geschickt, der ein elektrisches Feld erzeugt, das seinerseits mit dem Metallzapfen 36 interagiert, um den Zapfen 36 in Bezug auf die Magnetspule 34 zu bewegen. Genauer gesagt wird dann, wenn die Magnetspule 34 erregt wird, der Zapfen 36 angetrieben (nach rechts in den 3A und 3B), um die in 3A gezeigte geschlossene Position einzunehmen, in der sein vorderer Rand 36c relativ nahe an einem Ventilsitz liegt, innerhalb dessen der Auslass 38 ausgebildet ist. Man sieht, dass die Seite des Zapfens 36 in der Nähe des vorderen Endes 36c den Einlass 37 teilweise bedeckt, wodurch der Fluidstrom blockiert wird. Man beachte, dass der Zapfen bei einer anderen Anordnung teilweise einen Auslass bedecken könnte.From a comparison of 3A and 3B it turns out that the pin 36 is moved to the right (in the figure) to the valve seat to take the first state (from the second state) and moves away to the left (in the figure) from the valve seat to take the second state (from the first state) , More precisely and in a similar way as in 2 In use, this is used to restrict the flow rate through the valve 30 an electric current through the solenoid coil 34 sent, which generates an electric field, which in turn with the metal pin 36 interacts with the pin 36 with respect to the solenoid 34 to move. More specifically, when the solenoid coil 34 is excited, the pin 36 driven (right into the 3A and 3B) to the in 3A shown closed position in which its front edge 36c is relatively close to a valve seat, within which the outlet 38 is trained. You can see that the side of the pin 36 near the front end 36c the inlet 37 partially covered, whereby the fluid flow is blocked. Note that the pin could partially cover an outlet in another arrangement.

In 3A ist zu sehen, dass der Zapfen 36, der in Bezug auf den Zapfen 26 von 2 verkürzt ist, den Ventilsitz nicht erreicht oder nicht an diesem anstößt, wenn er die erste Position einnimmt. Dies bedeutet, dass ein Spalt, eine Öffnung oder ein Kanal vorhanden ist, durch den bzw. durch die Fluid aus dem Einlass 37 zum Auslass 38 strömen kann, auch wenn das Ventil 30 den möglichst geschlossenen (ersten) Zustand aufweist. Der Spalt, die Öffnung oder der Kanal ist jedoch größer, wenn das Ventil 30 den möglichst offenen (zweiten) Zustand aufweist, was einen höheren Fluiddurchsatz ermöglicht. Man beachte, dass dies nur eine mögliche Geometrie zur Implementierung der Erfindung ist. In alternativen Ausführungsformen kann ein Teil des Zapfens 36 am Ventilsitz anstoßen, aber so geformt sein, dass ein teilweise offener Kanal zum Auslass 38 verbleibt. In noch anderen Ausführungsformen können komplexere Einlass- und/oder Auslassgeometrien und/oder Zapfenformen verwendet werden, die aber trotzdem gemäß der Vorgabe arbeiten, dass der Zapfen 36 in einer ersten Position (möglicherweise über eine Zwischenkomponente) einen Fluidstrom vom Einlass zum Auslass teilweise zulässt, wobei der Zapfen in einer zweiten Position einen Fluidstrom vom Einlass zum Auslass ganz zulässt. In der vorliegenden Ausführungsform blockiert der Zapfen 36, wenn er die erste Position einnimmt, den Fluidströmungsweg zwischen dem Einlass 37 und dem Auslass 38 teilweise, wodurch der Durchsatz durch das Ventil 30 im Vergleich dazu, wenn der Zapfen 36 die zweite Position einnimmt, verringert wird. Wenn der elektrische Strom zur Magnetspule 34 abgeschaltet wird (die Magnetspule entregt wird), bricht das Magnetfeld zusammen und der Zapfen 36 kehrt in eine Ruhestellung zurück (nach links in 3B), in der der Fluidströmungsweg zwischen dem Einlass 27 und dem Auslass 38 nicht blockiert ist. Eine Vorspannungseinrichtung (nicht gezeigt) kann vorgesehen sein, um den Zapfen 36 in die offene Position vorzuspannen, ohne dass die Magnetspule 34 erregt wird.In 3A you can see that the pin 36 in relation to the pin 26 from 2 is shortened, the valve seat is not reached or not abuts this when it assumes the first position. This means that there is a gap, opening or channel through and through the fluid from the inlet 37 to the outlet 38 can flow, even if the valve 30 has the most closed (first) state. However, the gap, opening or channel is larger when the valve 30 has the most open (second) state, which allows a higher fluid flow rate. Note that this is just one possible geometry for implementing the invention. In alternative embodiments, a portion of the pin 36 abut the valve seat, but be shaped so that a partially open channel to the outlet 38 remains. In still other embodiments, more complex inlet and / or outlet geometries and / or spigot shapes may be used, but still operate in accordance with the constraint that the spigot 36 partially permitting fluid flow from the inlet to the outlet in a first position (possibly via an intermediate component), the spigot, in a second position, entirely allowing fluid flow from the inlet to the outlet. In the present embodiment, the pin blocked 36 when assuming the first position, the fluid flow path between the inlet 37 and the outlet 38 partially, reducing the flow through the valve 30 compared to when the pin 36 takes the second position, is reduced. When the electric current to the solenoid coil 34 is turned off (the solenoid is de-energized), the magnetic field collapses and the pin 36 returns to a rest position (left in 3B) in which the fluid flow path between the inlet 27 and the outlet 38 is not blocked. A biasing means (not shown) may be provided to the pin 36 to bias in the open position without the solenoid coil 34 is excited.

Man beachte, dass sich die beiden Zustände des Ventils 30 durch die unterschiedlichen Fluiddurchsätze durch das Ventil 30, die von ihnen jeweils zugelassen werden, unterscheiden. Anders als beim Ventil 20 von 2 ist beim Ventil 30 der 3A und 3B der Fluiddurchsatz für beide Zustände nicht null. Das Ventil 30 weist keinen ganz geschlossenen Zustand auf.Note that the two states of the valve 30 through the different fluid flow rates through the valve 30 , which are admitted by each of them, differ. Unlike the valve 20 from 2 is at the valve 30 of the 3A and 3B the fluid flow rate is not zero for both states. The valve 30 does not have a completely closed state.

Falls ein Vollstrom 100 % des verfügbaren Durchsatzes (der vom Pumpendruck und von den Geometrien der Strömungswege vom Ölvorratsbehälter und den PCJs vorgegeben wird) beträgt, kann ein Teilstrom irgendwo zwischen 1 % und 99 % liegen. Der Teilstromparameter ist voll flexibel, aber für eine bestimmte Anwendung jeweils festgelegt. In der Praxis liegt der Teildurchsatz für die Automobilindustrie vorzugsweise im Bereich von 10 % und 90 %, stärker bevorzugt zwischen 25 % und 60 % und noch stärker bevorzugt bei ungefähr 40 % des vollen Durchsatzes.If a full flow is 100% of the available flow rate (dictated by the pump pressure and the geometries of the flow paths from the oil reservoir and the PCJs), a partial flow can be anywhere between 1% and 99%. The partial flow parameter is fully flexible but set for a particular application. In practice, the fractional throughput for the automotive industry is preferably in the range of 10% and 90%, more preferably between 25% and 60%, and even more preferably about 40% of full throughput.

Zum Beispiel kann der volle Durchsatz ungefähr 25 Liter pro Minute (in der vorgeschlagenen Implementierung genauer 25,5 Liter pro Minute) betragen, während der Teildurchsatz ungefähr 10 Liter pro Minute (in der vorgeschlagenen Implementierung genauer 10,5 Liter pro Minute) sein kann. For example, the full throughput may be about 25 liters per minute (more precisely 25.5 liters per minute in the proposed implementation), while the fractional throughput may be about 10 liters per minute (in the proposed implementation, more precisely, 10.5 liters per minute).

Der Betrieb des Ventils 30 kann von einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt), beispielsweise von einem Mikrocomputer, der Teil des Steuersystems des Motors und/oder des Fahrzeugs ist, gesteuert werden. Die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Magnetspule 34 erregt und entregt wird, wie oben beschrieben, um den gewünschten Durchsatz in Bezug auf die Zeit zu erreichen. Ein impulsbreitenmoduliertes Steuersignal kann verwendet werden, um zwischen niedrigen und hohen Durchsätzen zu wechseln, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Zustand des Ventils 30 assoziiert sind. Das Steuersignal kann abhängig von einer beispielsweise an den Kolben gemessenen oder abgeleiteten Temperatur erzeugt werden, damit auf eine Erhöhung der Temperatur mit einer Erhöhung des Durchsatzes durch das Ventil 30 reagiert werden kann.The operation of the valve 30 may be controlled by a controller (not shown), for example, a microcomputer that is part of the control system of the engine and / or the vehicle. The controller causes the solenoid 34 is energized and de-energized as described above to achieve the desired throughput with respect to time. A pulse width modulated control signal may be used to switch between low and high flow rates respectively associated with the first and second states of the valve 30 are associated. The control signal may be generated depending on, for example, a temperature measured or derived at the piston, thereby increasing the temperature with an increase in the flow rate through the valve 30 can be reacted.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass ein Ventil 30 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung immer noch lediglich zwei Positionen aufweist, ähnlich wie im Stand der Technik, aber statt dass die erregte Position einen Nullfluss bereitstellt, wird zumindest ein kleines Maß an Fluss am Ventil vorbei und zu den PCJs ermöglicht. In der beschriebenen Ausführungsform wird dies durch Verkürzen des Zapfens des derzeitigen Magnetventils erreicht, so dass der Zapfen in der „geschlossenen“ Position nicht ganz am Ventilsitz anstößt. Anders ausgedrückt wird eine Ausführungsform der Erfindung durch Verkürzen des Zapfens eines Magnetventils erreicht, so dass der Zapfen nicht am Ventilsitz anstößt, wenn das Ventil die vollerregte Position einnimmt.From the above description it is apparent that a valve 30 According to one embodiment of the invention, it still has only two positions, similar to the prior art, but instead of the excited position providing a null flow, at least a small amount of flow past the valve and to the PCJs is made possible. In the described embodiment, this is achieved by shortening the pin of the current solenoid valve so that the pin does not quite abut the valve seat in the "closed" position. In other words, an embodiment of the invention is achieved by shortening the pin of a solenoid valve so that the pin does not abut the valve seat when the valve assumes the fully energized position.

Man beachte, dass der Zapfen nicht mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt, und dass daher ein anderer Teil des Zapfens mit dem Gehäuse des Magnetventils in Kontakt kommen kann, wenn er die vollerregte Position einnimmt. Wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 4A bis 4D beschrieben wird, kann eine Modifizierung eines derzeitigen Magnetventils, um eine Ausführungsform der Erfindung anzuwenden wie in 3, dazu führen, dass ein Luftspalt zwischen einem Magnetkern des Zapfens und dem Gehäuse „geschlossen“ wird, weil der Magnetkern mit dem Gehäuse in Kontakt kommt, was dazu führen kann, dass das Ventil in der vollerregten Position „hängenbleibt“. Die folgenden Ausführungsformen stellen Optionen dar, um dieses Problem zu vermeiden oder zumindest zu entschärfen.Note that the pin does not come into contact with the valve seat, and therefore, another part of the pin may come into contact with the housing of the solenoid valve when it assumes the fully energized position. As explained below with reference to the 4A to 4D may be a modification of a current solenoid valve to apply an embodiment of the invention as in 3 , cause an air gap between a magnetic core of the pin and the housing to "close" because the magnetic core comes into contact with the housing, which can cause the valve to "hang" in the fully energized position. The following embodiments are options to avoid or at least mitigate this problem.

Wie speziell in 4A gezeigt ist, umfasst ein Magnetventil 400 einen Elektromagneten 401 innerhalb eines Magnetspulengehäuses 403. Das Magnetspulengehäuse 403 ist am Ventilgehäuse 405 montiert und darum herum befestigt. Gemeinsam können das Magnetspulengehäuse 403 und das Ventilgehäuse 405 als ein einziges Gehäuse betrachtet werden. Innerhalb des Ventilgehäuses 403 ist ein Zapfen montiert, der einen mobilen Magnetkern 402, einen Schieber (oder Schaft) 409 und einen Kolben 410 umfasst. Der Kolben 410 definiert den geformten Abschluss des Zapfens, um den Strom von Fluid durch das Ventil 400 in der Richtung von Pfeilen 415 mittels der Nähe zum Ventilsitzgehäuse 411, in dem ein Ventilsitz 404 aufgenommen ist, teilweise zu verschließen, wenn der Elektromagnet 401 erregt wird. Das Ventilgehäuse 405 und das Ventilsitzgehäuse 411 können als ein einziges Gehäuse betrachtet werden. Der Schieber 409 ist ein Schaft, der sich zwischen dem mobilen Magnetkern 402 und dem Kolben 410 erstreckt. Eine Befestigungsplatte 408 wird verwendet, um die Magnetspule am Zylinderblock zu befestigen. Der mobile Magnetkern 402 und der Elektromagnet 401 sind in Bezug auf einander so positioniert, dass der mobile Magnetkern 402 vom Elektromagneten 401 allgemein umgeben wird. Wenn der Elektromagnet 401 erregt wird, interagiert infolgedessen das resultierende elektromagnetische Feld mit dem mobilen Magnetkern 402, um den mobilen Magnetkern 402 (und somit den Schieber 409 und den Kolben 410) zum Ventilsitzgehäuse 411 hin zu treiben. Das Ventil 400 kann so betrachtet werden, dass es zwei Kammern umfasst - eine erste Kammer, innerhalb derer der mobile Magnetkern 402 angeordnet ist, und eine zweite Kammer, innerhalb derer der Kolben 410 und das Ventilsitzgehäuse 411 angeordnet sind und durch die das Fluid strömt. Teile des Zapfens sind daher in beiden Kammern vorhanden, wobei sich der Schaft 409 durch eine Bohrung im Gehäuse erstreckt, das an die beiden Kammern angefügt ist. Wie in 3 kommt der Kolben 410 (das Abschlussende des Zapfens) auch in der vollerregten Position nicht mit dem Ventilsitzgehäuse 411 in Kontakt, sondern stattdessen wird ein kleiner Spalt bewahrt, um einen Teilstrom durch das Ventil 400 zu ermöglichen. Eine Feder 406 drängt den Zapfen weg vom Ventilsitzgehäuse 411, wenn der Elektromagnet 401 nicht erregt ist.How special in 4A is shown, includes a solenoid valve 400 an electromagnet 401 inside a solenoid housing 403 , The solenoid housing 403 is on the valve body 405 mounted and fastened around it. Together, the solenoid housing 403 and the valve housing 405 be considered as a single housing. Inside the valve housing 403 is a pin mounted, which is a mobile magnetic core 402 , a slider (or shaft) 409 and a piston 410 includes. The piston 410 defines the shaped end of the spigot to control the flow of fluid through the valve 400 in the direction of arrows 415 by the proximity to the valve seat housing 411 in which a valve seat 404 is added, partially closing when the electromagnet 401 is excited. The valve housing 405 and the valve seat housing 411 can be considered as a single housing. The slider 409 is a shaft that extends between the mobile magnetic core 402 and the piston 410 extends. A mounting plate 408 is used to attach the solenoid to the cylinder block. The mobile magnetic core 402 and the electromagnet 401 are positioned with respect to each other so that the mobile magnetic core 402 from the electromagnet 401 surrounded in general. When the electromagnet 401 As a result, the resulting electromagnetic field interacts with the mobile magnetic core 402 to the mobile magnetic core 402 (and thus the slider 409 and the piston 410 ) to the valve seat housing 411 to drive. The valve 400 can be considered to comprise two chambers - a first chamber within which the mobile magnetic core 402 is arranged, and a second chamber, within which the piston 410 and the valve seat housing 411 are arranged and through which the fluid flows. Parts of the pin are therefore present in both chambers, with the shaft 409 extends through a bore in the housing, which is attached to the two chambers. As in 3 the piston comes 410 (the end of the pin), even in the fully energized position with the valve seat housing 411 Instead, a small gap is kept to a partial flow through the valve 400 to enable. A feather 406 urges the pin away from the valve seat housing 411 when the electromagnet 401 not excited.

Aus 4A ist ersichtlich, dass ein Luftspalt 414 zwischen dem mobilen Magnetkern 402 und dem Inneren des Ventilgehäuses 405 vorgesehen ist. Der Luftspalt 414 wird sowohl in der „offenen“ als auch in der „teilweise offenen“ Position des Ventils 400 bewahrt - das heißt, sowohl dann, wenn der Elektromagnet 401 erregt ist, als auch dann, wenn er nicht erregt ist. Um dies zu erreichen, ist in 4A eine Rille 413 in einer Region um den Schieber 409 im Ventilgehäuse 405 vorgesehen, die diesen umgibt. Elastisch vorgespannte Kugeln oder Stifte 412 sind am Schaft 409 vorgesehen. Es kann eine einzige Kugel oder ein einziger Stift vorgesehen sein, oder es können mehr, vorzugsweise viele Kugeln oder Stifte vorgesehen sein (in 4A sind zwei gezeigt, aber man beachte, dass eine größere Zahl vorgesehen werden kann). Man beachte, dass keine Rille vorgesehen werden muss, wenn der Zapfen auf eine Weise montiert wird, die keine Drehung um seine Längsachse zulässt. Stattdessen kann eine Aussparung mit einer Form, die dem vorstehenden Abschnitt der Kugel oder des Stiftes ähnelt, an einer Umfangsposition vorgesehen werden, die mit der Kugel oder dem Stift auf einer Linie liegt. Eine Aussparung kann für jede Kugel oder jeden Stift, jeweils auf einer Linie damit, vorgesehen werden. Die Kugel oder der Stift ist bewegbar zwischen einer eingefahrenen Position, in der sie bzw. er in dem Schaft aufgenommen ist und im Wesentlichen bündig ist mit der umgebenden Fläche des Schaftes, und einer vorstehenden Position, in der sie bzw. er aus dem Schaft vorsteht. Die Aussparung oder Rille und die Kugeln oder Stifte sind in der Längsrichtung so positioniert, dass sie miteinander in Eingriff stehen, wenn der Zapfen die erste Position einnimmt.Out 4A it can be seen that an air gap 414 between the mobile magnetic core 402 and the interior of the valve housing 405 is provided. The air gap 414 will be in both the "open" and the "partially open" position of the valve 400 preserved - that is, both when the electromagnet 401 is excited, as well as when he is not excited. To achieve this is in 4A a groove 413 in a region around the slider 409 in the valve housing 405 provided that surrounds this. Elastic preloaded balls or pins 412 are on the shaft 409 intended. It may be a single ball or a single pin provided, or it more, preferably many balls or pins may be provided (in 4A two are shown, but note that a larger number can be provided). Note that no groove has to be provided when the pin is mounted in a manner that does not allow rotation about its longitudinal axis. Instead, a recess having a shape resembling the protruding portion of the ball or the pin may be provided at a circumferential position which is in line with the ball or the pin. A recess may be provided for each ball or pin, each in line therewith. The ball or pin is movable between a retracted position in which it is received in the shaft and substantially flush with the surrounding surface of the shaft, and a protruding position in which it projects from the shaft , The recess or groove and the balls or pins are positioned in the longitudinal direction so that they engage with each other when the pin assumes the first position.

Die Kugel/der Stift und die Rille/Aussparung sind Beispiele für erste und zweite Beschränkungselemente zum Beschränken oder Verhindern einer Bewegung des Zapfens über die erste Position hinaus. Man beachte, dass die ersten Beschränkungselemente Teil des Zapfens sind und/oder eine in der Längsrichtung feste Beziehung mit demselben haben, und die zweiten Beschränkungselemente Teil des Gehäuses (von dem die Bohrung ein Teil ist) sind und/oder eine in der Längsrichtung feste Beziehung mit demselben haben.The ball / pin and groove / recess are examples of first and second restriction members for limiting or preventing movement of the pin beyond the first position. Note that the first restricting elements are part of the journal and / or have a longitudinally fixed relationship with the same, and the second restricting members are part of the housing (of which the bore is a part) and / or a longitudinally fixed relationship to have with it.

Im Allgemeinen gibt die Ausführungsform von 4A ein Magnetventil an, in der der Zapfen einen Magnetkern mit einer ersten Oberfläche und einen Schaft umfasst, der von der ersten Oberfläche vorsteht und sich durch eine Bohrung im Gehäuse erstreckt. Das Gehäuse umfasst eine zweite Oberfläche, die einen Eingang zur Bohrung umgibt, durch die der Schaft hindurch tritt und die der ersten Oberfläche des Magnetkerns zugewandt ist. Die Region zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche, die den Schaft umgibt, ist ein Luftspalt. Der Luftspalt wird bewahrt, wenn der Zapfen die erste Position einnimmt, auf solche Weise, dass der Luftspalt um den Schaft und zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche vollständig oder im Wesentlichen frei ist. Damit der Luftspalt frei bleibt, umfasst das Magnetventil ein oder mehrere Beschränkungselemente außerhalb des Spalts, die miteinander interagieren, um eine Bewegung des Zapfens über die erste Position hinaus zu beschränken oder zu verhindern. Zum Beispiel kann es sich bei den Beschränkungselementen um ein oder mehrere erste Beschränkungselemente handeln, die Teil des Gehäuses sind (zum Beispiel eine Innenfläche der Bohrung), und um ein oder mehrere zweite Beschränkungselemente, die Teil des Zapfens sind. Die ersten und zweiten Beschränkungselemente interagieren innerhalb der Bohrung, wenn der Zapfen die erste Position einnimmt oder fast einnimmt, um eine Bewegung des Zapfens über die erste Position hinaus zu beschränken oder zu verhindern.In general, the embodiment of 4A a solenoid valve in which the pin comprises a magnetic core having a first surface and a shaft projecting from the first surface and extending through a bore in the housing. The housing includes a second surface surrounding an entrance to the bore through which the shaft passes and which faces the first surface of the magnetic core. The region between the first and second surfaces surrounding the shaft is an air gap. The air gap is preserved when the pin assumes the first position, in such a way that the air gap around the shaft and between the first and the second surface is completely or substantially free. In order for the air gap to be clear, the solenoid valve includes one or more out-of-gap restriction elements that interact with each other to restrict or prevent movement of the pin beyond the first position. For example, the restricting elements may be one or more first restricting elements that are part of the housing (eg, an inner surface of the bore) and one or more second restricting elements that are part of the stud. The first and second restriction members interact within the bore when the peg occupies or almost assumes the first position to restrict or prevent movement of the peg beyond the first position.

In 4A sind die Beschränkungselemente Paare von miteinander in Eingriff kommenden Strukturen; genauer umfasst jedes Paar eine Kugel (oder einen Stift) und eine Aussparung oder einen Abschnitt einer Rille. Aus 4A ist ersichtlich, dass eine Nettokraft N₁, die auf den Zapfen in einer Richtung hin zum Ventilsitz wirkt, wenn die Magnetspule erregt ist, die Kraft E ist, die aus der elektromagnetischen Interaktion zwischen der Magnetspule und dem Kern resultiert, minus der Kraft S, die von der Feder 406 angelegt wird. Das heißt N₁ = E + S. Im Gegensatz dazu ist eine Nettokraft N₂, die in einer Richtung weg vom Ventilsitz auf den Zapfen wirkt, wenn die Magnetspule nicht erregt ist, einfach die Kraft S. Das heißt N₂ = S. Um zu bewirken, dass die Kugel oder der Stift des Schaftes aus der Rille steigt und in den Schaft zurückgefahren wird, muss eine Schwellenkraft N_t in jeder Richtung hin zum oder weg vom Ventilsitz angelegt werden. Vorzugsweise ist die Kraft N₁, die angelegt wird, um den Zapfen aus der zweiten Position hin zur ersten Position zu bewegen, kleiner als die Kraft N₂, die angelegt wird, um den Zapfen aus der ersten Position zur zweiten Position zu bewegen. Genauer sollte N₁ größer oder gleich N_t sein, während N₂ kleiner N_t sein sollte.In 4A the constraining elements are pairs of interengaging structures; more specifically, each pair includes a ball (or pin) and a recess or portion of a groove. Out 4A It can be seen that a net force N ₁ acting on the peg in a direction toward the valve seat when the solenoid is energized is the force E resulting from the electromagnetic interaction between the solenoid and the core, minus the force S, the one from the spring 406 is created. That is, N ₁ = E + S. In contrast, a net force N ₂ acting in a direction away from the valve seat on the pin when the solenoid is not energized is simply the force S. That is, N ₂ = S. Um to cause the ball or pin of the shaft to rise out of the groove and retract into the shaft, a threshold force N _t must be applied in either direction toward or away from the valve seat. Preferably, the force N ₁ applied to move the pin from the second position to the first position is less than the force N ₂ applied to move the pin from the first position to the second position. More specifically, N ₁ should be greater than or equal to N _t while N _{2 should be} less than N _t .

Wie in 4B gezeigt ist, ist die Rille so geformt, dass eine Kraft, die nötig ist, um die Kugel oder den Stift in einer Richtung weg vom Ventilsitz aus der Rille zu bewegen, kleiner ist als eine Kraft, die nötig ist, um die Kugel oder den Stift in einer Richtung hin zum Ventilsitz aus der Rille heraus zu bewegen. In 4B ist eine konische Bohrung vorgesehen, deren Durchmesser vom Luftspalt aus größer wird und deren Durchmesser dann an der Stirnwand kleiner wird. Die Stirnwand kann als Anschlag betrachtet werden, über den hinaus eine Verlagerung der Kugel oder des Stiftes beschränkt wird. Man beachte, dass dann, wenn der Zapfen drehungsmäßig beschränkt wird, die Bohrung im Querschnitt nur an Umfangspositionen konisch geformt sein kann, die auf einer Linie mit den Kugeln oder Stiften im Zapfen liegen. Auch wenn die Kugel oder der Stift in den Schaft des Zapfens zurückfahren können, ist die Kraft, die bewirkt, dass dies stattfindet, um die Kugel oder den Stift über die Stirnwand der geformten Nut hinaus zu bewegen, größer als die Kraft, die auf den Zapfen wirkt. Im Gegensatz dazu führt die flache Neigung der geformten Nut, während sie in Richtung zum Luftspalt schmäler wird, dazu, dass eine geringere Kraft nötig ist, um die Kugel oder den Stift allmählich einzufahren, während sich diese(r) entlang der konischen Bohrung bewegt.As in 4B is shown, the groove is shaped so that a force necessary to move the ball or the pin in a direction away from the valve seat from the groove, is smaller than a force necessary to the ball or the Move the pin in one direction towards the valve seat out of the groove. In 4B a conical bore is provided, the diameter of which increases from the air gap and whose diameter is then smaller at the end wall. The end wall can be considered as a stop beyond which a displacement of the ball or the pin is limited. Note that when the pin is rotationally constrained, the bore in cross-section may be conically shaped only at circumferential positions that are in line with the balls or pins in the pin. Even if the ball or pin can retract into the shaft of the pin, the force that causes it to take place to move the ball or pin beyond the end wall of the formed groove is greater than the force applied to the pin Pin acts. In contrast, the shallow slope of the formed groove as it narrows toward the air gap results in less force being needed to gradually retract the ball or pin as it moves along the tapered bore.

In 4C ist eine einfahrende Kugel oder ein einfahrender Stift durch einen festen Vorsprung vom Schaft ersetzt. Die Bohrung weist in diesem Fall einen ersten Abschnitt (der dem Ventilsitz am nächsten liegt) mit einem relativ kleinen Durchmesser, ähnlich dem Außendurchmesser des Schaftes, und einen zweiten Abschnitt (der dem Luftspalt am nächsten ist) mit einem relativ großen Durchmesser auf, der ausreicht, um sowohl den Schaft als auch den Vorsprung aufzunehmen. Infolgedessen kann sich der Vorsprung frei innerhalb des zweiten Abschnitts bewegen, ist aber nicht in der Lage, in den ersten Abschnitt einzutreten. Man beachte, dass der zweite Abschnitt in einem Bereich, der auf einer Linie mit dem Vorsprung liegt, möglicherweise mit einem größeren Durchmesser versehen sein kann als der erste Abschnitt. In diesem Fall kann der zweite Abschnitt so betrachtet werden, dass er einen oder mehrere Kanäle aufweist, die sich entlang der Bohrung erstrecken, wobei jeder Kanal einen Vorsprung aufnimmt. Eine stufenweise Änderung des Durchmessers, wo der erste Abschnitt auf die zweiten Abschnitte trifft, bildet eine Wand oder einen Anschlag, über den hinaus der Vorsprung nicht gelangen kann. In der anderen Richtung wird der Zapfen durch die Feder 406 beschränkt, die ihre maximale Kompression erreicht, oder durch den Kolben 410, der mit der Innenfläche des Ventilgehäuses 405 in Kontakt kommt. In 4C is a retracting ball or a retracting pin replaced by a solid projection from the shaft. The bore in this case has a first portion (closest to the valve seat) with a relatively small diameter, similar to the outside diameter of the shank, and a second portion (closest to the air gap) with a relatively large diameter sufficient to accommodate both the shaft and the projection. As a result, the protrusion is free to move within the second section, but is unable to enter the first section. Note that the second portion in a region that is in line with the protrusion may possibly be provided with a larger diameter than the first portion. In this case, the second portion may be considered to have one or more channels extending along the bore, each channel receiving a projection. A stepwise change in diameter where the first portion meets the second portions forms a wall or stop beyond which the projection can not pass. In the other direction, the pin is through the spring 406 limited, which reaches its maximum compression, or by the piston 410 connected to the inner surface of the valve body 405 comes into contact.

In 4D sind zwei interagierende Strukturen (in diesem Fall eine elastisch vorgespannte Kugel im Gehäuse 405 und eine Rille im Kolben 410) außerhalb der Bohrung (und auch außerhalb des Luftspalts) vorgesehen. Stattdessen sind die interagierenden Strukturen in der Nähe des Ventilsitzes vorgesehen, und insbesondere im Kolben und in dem Teil, der das Gehäuse umgibt. Dies wirkt auf die gleiche Weise wie in 4A, obwohl die in den 4B und 4C gezeigten Strukturen stattdessen verwendet werden könnten.In 4D are two interacting structures (in this case, a resiliently biased ball in the housing 405 and a groove in the piston 410 ) is provided outside the bore (and also outside the air gap). Instead, the interacting structures are provided near the valve seat, and particularly in the piston and in the part surrounding the housing. This works in the same way as in 4A although in the 4B and 4C structures shown instead could be used instead.

Alle Merkmale, die in dieser Beschreibung (einschließlich aller beigefügten Ansprüche, der Zusammenfassung und den Zeichnungen) offenbart werden, und/oder alle Schritte jeglicher somit offenbarter Verfahren oder Prozesse können in jeder Kombination kombiniert werden, außer in Kombinationen, wo zumindest manche von diesen Merkmalen und/oder Schritten einander gegenseitig ausschließen.All features disclosed in this specification (including all appended claims, abstract and drawings) and / or all steps of any methods or processes thus disclosed may be combined in any combination except in combinations where at least some of these features and / or steps mutually exclusive.

Jedes in dieser Beschreibung (einschließlich aller beigefügten Ansprüche, der Zusammenfassung und den Zeichnungen) offenbarte Merkmal kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, einem gleichwertigen oder einem ähnlichen Zweck dienen, solange nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. Solange nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird, ist jedes in einem Beispiel offenbarte Merkmal nur eines einer generischen Reihe äquivalenter oder ähnlicher Merkmale.Each feature disclosed in this specification (including all appended claims, abstract and drawings) may be replaced by alternative features serving the same, equivalent, or similar purpose unless expressly stated otherwise. Unless expressly stated otherwise, each feature disclosed in an example is only one of a generic series of equivalent or similar features.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten irgendeiner der obigen Ausführungsformen beschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf jedes neuartige Merkmal oder jede neuartige Kombination von Merkmalen, die in dieser Beschreibung (einschließlich aller beigefügten Ansprüche, der Zusammenfassung und den Zeichnungen) offenbart ist, oder auf jeden neuartigen Schritt oder jede neuartige Kombination von Schritten irgendeines Verfahrens oder Prozesses, der bzw. das somit offenbart worden ist. Die Ansprüche sind so aufzufassen, dass sie nicht nur die obigen Ausführungsformen abdecken, sondern auch alle Ausführungsformen, die im Bereich der Ansprüche liegen.The invention is not limited to the details of any of the above embodiments. The invention extends to any novel feature or combination of features disclosed in this specification (including all appended claims, abstract and drawings) or any novel step or combination of steps of any method or process. which has thus been disclosed. It is to be understood that the claims are to cover not only the above embodiments but also all embodiments within the scope of the claims.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 9022069 [0007, 0035]

Claims

Solenoid valve, comprising: an inlet; an outlet; and a pin limited to movement between a first position and a second position, the pin in the first position allowing partial flow of fluid from the inlet through a gap provided between the pin and a valve seat to the outlet, and the pin in FIG the second position allows full flow of fluid from the inlet through a larger gap provided between the spigot and the valve seat to the outlet.

Solenoid valve after Claim 1 wherein the partial fluid flow and the full fluid flow from the inlet to the outlet follow the same flow path.

Solenoid valve after Claim 1 or Claim 2 configured so that the pin is only able to remain substantially static in the first position and the second position.

Solenoid valve according to one of the preceding claims, comprising a solenoid valve, wherein the pin assumes the first or the second position when the solenoid is energized, and the other of the first and the second position when the solenoid is de-energized, the pin optionally the assumes the first position when the solenoid is energized and the second position when the solenoid is de-energized.

Solenoid valve according to one of the preceding claims, wherein the partial flow is in the range of 1% and 99% of a flow rate provided by the full flow, more preferably in the range of 10% and 90% of the full flow rate, more preferably in the range of 25% and 60% % of full flow rate, and more preferably about 40% of full flow rate, where the partial flow is optionally about 10 liters per minute and the full flow is about 25 liters per minute.

A solenoid valve according to any one of the preceding claims for controlling a flow of engine oil to a piston cooling nozzle of an internal combustion engine.

Solenoid valve according to one of the preceding claims, wherein: the solenoid valve comprises a housing, the spigot comprises a magnetic core having a first surface and a shank projecting from the first surface and extending through a bore in the housing; the housing includes a second surface surrounding an entrance to the bore through which the shaft passes and which faces the first surface of the magnetic core, and the solenoid valve includes restricting means for restricting movement of the peg in a direction toward the valve seat such that an air gap around the shaft and between the first surface and the second surface is preserved when the peg is in the first position the air gap is completely or substantially free when preserved.

Solenoid valve according to one of the preceding claims, wherein: the solenoid valve comprises a housing, the pin comprises a magnetic core having a first surface, the housing comprising a second surface facing the first surface, wherein an air gap is defined between the first surface and the second surface, and the solenoid valve comprises two or more restrictive elements outside the gap that interact with one another to maintain the air gap by inhibiting or preventing movement of the spigot toward the valve seat beyond the first position.

Solenoid valve according to one of the preceding claims, wherein: the solenoid valve comprises a housing, wherein the pin extends through a bore in the housing towards the valve seat, wherein the housing comprises one or more first limiting elements and the pin comprises one or more second limiting elements, wherein the first and second constraining members interact within the bore when the pin is at or near the first position for movement the pin to inhibit or prevent the valve seat beyond the first position, wherein the first restriction member comprises a stop or a wall and the second restriction member comprises a projection whose movement is limited beyond the stop.

Solenoid valve according to one of the Claims 1 to 9 wherein the solenoid valve comprises a housing, and the pin extends through a bore in the housing toward the valve seat, the bore comprising a first opening remote from the valve seat and a second opening proximate the valve seat, the pin a piston portion extending between the second opening and the valve seat; wherein the housing comprises one or more first restricting elements and the shaft comprises one or more second restricting elements, wherein the first and second restricting elements interact when the pin is at or near the first position to permit movement of the pin towards the first Valve seat to inhibit beyond the first position or prevent. the solenoid valve comprises a housing, the journal having a magnetic core with a first surface and a shaft projecting from the first surface and extending through a bore in the housing, the housing including a second surface surrounding an entrance to the bore the stem passing therethrough and facing the first surface of the magnetic core, the housing comprising one or more first constraining members, and the stem comprising one or more second constraining members, the first and second constraining members interacting when the pin engages or near the first position to inhibit or prevent movement of the pin toward the valve seat beyond the first position.

Solenoid valve according to one of the Claims 8 to 10 wherein the restriction members comprise one or more pairs of interengaging structures.

Solenoid valve after Claim 9 or Claim 10 wherein the first constraining member comprises a circumferential groove in the wall of the bore and the second constraining member comprises an elastically biased ball or pin for engaging the circumferential groove, optionally: the groove is shaped so that a force is generated is necessary to move the ball or pin out of the groove when the pin is moved in a direction away from the valve seat is less than a force necessary to move the ball or pin out of the groove, when the pin is moved in a direction toward the valve seat and / or a force applied to move the pin from the first position to the second position is less than the force applied to disengage the pin from the second Move position to the first position.

An internal combustion engine comprising a solenoid valve according to one of the preceding claims.

Vehicle, an internal combustion engine after Claim 13 or a solenoid valve according to one of the Claims 1 to 12 full.

Control device for configuring the pin of the solenoid valve according to one of Claims 1 to 12 to take either the first position or the second position.

A method of controlling a solenoid valve having an inlet, an outlet, a solenoid, and a pin, the pin being adapted to move between a first position in which the pin permits fluid partial flow from the inlet to the outlet and a second position in which the pin permitting full fluid flow from the inlet to the outlet, the method comprising energizing and / or de-energizing the solenoid to cause the peg to move between the first position and the second position to control the flow rate passing therethrough the valve is allowed.