本發(fā)明涉及控制閥的領(lǐng)域，該控制閥與凸輪軸調(diào)節(jié)器一起用于調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行。利用這種裝置對(duì)換氣期間進(jìn)行的過程施加影響：對(duì)凸輪軸的相位的調(diào)節(jié)改變其相對(duì)于曲軸的相位的位置；進(jìn)而，換氣閥的打開和關(guān)閉時(shí)間可以移動(dòng)到所經(jīng)過的循環(huán)過程的較早或較晚的時(shí)間點(diǎn)。調(diào)節(jié)的目的在于在考慮發(fā)動(dòng)機(jī)綜合特性曲線的情況下優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行，以降低消耗和排放。調(diào)節(jié)的質(zhì)量取決于對(duì)相對(duì)相位的可靠調(diào)整，由此產(chǎn)生對(duì)控制閥的精確度的高要求。

背景技術(shù)：

由DE 10 2008 004 591 A1公知一種控制閥，其包含閥殼體，該閥殼體具有至少一個(gè)輸入接頭、至少兩個(gè)供應(yīng)接頭或者工作接頭以及至少一個(gè)輸出接頭。在閥殼體內(nèi)部引導(dǎo)設(shè)計(jì)為空心的并且可軸向移動(dòng)的控制活塞，通過該控制活塞可將輸入接頭依賴位置地通過至少一個(gè)第一壓力介質(zhì)通路與工作接頭連接，而另一個(gè)工作接頭可通過至少一個(gè)第二壓力介質(zhì)通路與輸出接頭連接。至少一個(gè)不面朝輸出接頭的工作接頭可以與輸出接頭通過第三壓力介質(zhì)通路連接，該第三壓力介質(zhì)通路的走向部分地通過控制活塞的內(nèi)部引導(dǎo)。相反，可以使面朝輸出接頭的工作接頭直接與輸出接頭連接，壓力介質(zhì)通路在控制活塞與控制套管之間延伸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種控制閥，該控制閥能夠?qū)崿F(xiàn)閥活塞位置的特別精確的調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過在周邊上布置活塞開口和套管開口來解決，其中，活塞開口的軸線之間的角度不同于套管開口的軸線之間的角度，并且其中，依賴于控制活塞相對(duì)控制套管在周向方向上的相對(duì)位置，由活塞開口和套管開口同時(shí)覆蓋的相同的角度范圍保持近似相同。

根據(jù)本發(fā)明的觀點(diǎn)，在控制活塞上徑向布置的開口影響所提供的液壓介質(zhì)的特性曲線走向，并因此依賴于控制閥的切換位來影響液壓介質(zhì)的體積流。液壓介質(zhì)在軸向方向上沿著控制活塞的外周側(cè)面流動(dòng)，到達(dá)徑向開口中并引起流動(dòng)力。

但是對(duì)特性曲線走向的影響僅間接地起作用：所實(shí)現(xiàn)的走向直接依賴于控制活塞相對(duì)于控制套管的軸向位。一方面，通過控制活塞的軸向定位產(chǎn)生期望的切換位。但是，另一方面由于控制活塞的不精確定位不期望地改變控制區(qū)段的特性。因此，特性曲線的不均勻走向可以直接歸因于驅(qū)控不同切換位置的定位精度和重復(fù)精度。

對(duì)控制活塞的驅(qū)控通常借助電磁驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)。電磁體的銜鐵依賴于電磁體的供電在軸向方向上移動(dòng)，通過推桿將銜鐵運(yùn)動(dòng)變換成控制活塞的軸向運(yùn)動(dòng)。通過電磁體產(chǎn)生的并傳遞到推桿上的力又反作用于彈簧力。控制活塞的軸向定位因此取決于由推桿的分離力和方向相反的彈簧力調(diào)整出的力平衡。與平衡相關(guān)的力的穩(wěn)定性確定了定位精度和重復(fù)精度。

活塞頭上的徑向開口影響力平衡。依賴于切換位，液壓介質(zhì)在軸向方向上沿著控制活塞的外周側(cè)面流動(dòng)。該流動(dòng)到達(dá)控制活塞的徑向開口(活塞開口)中并對(duì)控制活塞施加流動(dòng)力。因此，該流動(dòng)力必須在確定力平衡時(shí)予以考慮。

液壓介質(zhì)的流動(dòng)沿著限定的道路進(jìn)行，該道路通過套管開口預(yù)定。該流動(dòng)因此不均勻地在控制活塞的周邊上分布。因此在確定力平衡時(shí)必須考慮控制活塞的相對(duì)控制套管的位置隨機(jī)出現(xiàn)的相對(duì)位置；控制活塞相對(duì)于控制套管的位置不防扭轉(zhuǎn)地固定。因此，控制活塞的隨機(jī)位置以及流動(dòng)的走向決定了液壓介質(zhì)流是否到達(dá)活塞頭上的徑向開口中。到達(dá)活塞頭上的徑向開口中的流動(dòng)力因此可以是預(yù)先不確定的并可以直接導(dǎo)致特性曲線的不均勻走向。

本發(fā)明以簡單的方式降低了特性曲線走向的關(guān)于控制活塞在周向方向上的相對(duì)位置以及關(guān)于流動(dòng)走向存在的依賴性。而在知曉該依賴性的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)嘗試直接克服不均勻的特性曲線走向的起因：首先可以固定控制活塞在周向方向上的位置，替選地通過將液壓介質(zhì)的流動(dòng)走向均勻地分布在控制活塞的周邊上來消除該起因。

然而，直接的途徑導(dǎo)致了使得控制閥的其他特性變差的解決方案：首先，對(duì)控制活塞在周向方向上的位置的固定(例如借助引導(dǎo)部)需要對(duì)所存在的實(shí)施方式的很大程度上的結(jié)構(gòu)配合?？刂苹钊囊龑?dǎo)部導(dǎo)致與本發(fā)明相比更高的生產(chǎn)成本，這是因?yàn)椴粌H控制套管而且控制活塞均必須在結(jié)構(gòu)上匹配于引導(dǎo)部。此外，構(gòu)件的匹配還帶來其他缺點(diǎn)；例如，引導(dǎo)部作用到環(huán)槽的走向中并因此損害控制閥的多變化性。

一個(gè)替選的解決方案可以在于，將液壓介質(zhì)的流動(dòng)走向在控制活塞的周邊上均勻分布。因此，由于流動(dòng)而作用到控制活塞上的力不依賴于其在周向方向上的相對(duì)位置。但是該解決方向與本發(fā)明相比也是具有缺點(diǎn)的。均勻的分布在結(jié)構(gòu)上不可避免地具有連接在活塞頭上的開口與控制套管上的開口之間的較大的軸向距離。而利用本發(fā)明避免了該缺點(diǎn)，并且同時(shí)在緊湊的控制閥結(jié)構(gòu)方式的情況下實(shí)現(xiàn)了近似均勻的特性曲線走向。

特性曲線質(zhì)量的另一改進(jìn)方案通過如下方式獲得，即，徑向布置的活塞開口的數(shù)目和徑向布置的套管開口的數(shù)目不具有公約數(shù)。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于特別均勻地分布的流動(dòng)力。在控制活塞在周向方向上(相對(duì)于控制套管位置)的可能位置的整個(gè)范圍內(nèi)，最多一個(gè)活塞開口和一個(gè)套管開口重疊；其他開口僅部分重疊。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中提出，將徑向布置的活塞開口的數(shù)目選擇成比徑向布置的套管開口的數(shù)目多一個(gè)開口或者少一個(gè)開口。

以有利方式，本發(fā)明可以按如下方式設(shè)計(jì)，即，在活塞頭上構(gòu)造出三個(gè)或者五個(gè)徑向布置的活塞開口，而在控制套管上構(gòu)造出四個(gè)徑向布置的套管開口。本發(fā)明的思想可以在該實(shí)施方案中以最小的加工成本實(shí)現(xiàn)。這同樣適用于如下的情況，即，在控制套管上構(gòu)造出三個(gè)或者五個(gè)徑向布置的套管開口，而在活塞頭上構(gòu)造出四個(gè)徑向布置的活塞開口。

在另一優(yōu)選設(shè)計(jì)方案中，徑向布置的活塞開口和徑向布置的套管開口可以軸向錯(cuò)位地布置。盡管仍然存在流動(dòng)力作用的問題；但是如果通過軸向錯(cuò)位對(duì)流動(dòng)走向造成影響，從而流動(dòng)分布在控制活塞的外周側(cè)面的更大面積上，那么可以實(shí)現(xiàn)特性曲線質(zhì)量的進(jìn)一步改善。同時(shí)可以在很大程度上維持控制閥的緊湊結(jié)構(gòu)形式。

在本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)方案中，控制套管和壓力介質(zhì)導(dǎo)引嵌入件一體地構(gòu)造。在這種情況下，壓力介質(zhì)導(dǎo)引嵌入件和控制套管共同執(zhí)行控制套管的功能。

控制閥優(yōu)選用于凸輪軸調(diào)節(jié)器中。只要將該控制閥用于凸輪軸調(diào)節(jié)器中，那么在活塞頭和控制套管上的徑向布置的開口就是用于液壓介質(zhì)的輸出開口或輸入開口。

附圖說明

下面參照實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中，參引了附圖。相同作用的元件在附圖中用相同的附圖標(biāo)記表示。其中：

圖1示出控制閥的縱剖面。該圖示出一個(gè)特別適合于凸輪軸調(diào)節(jié)器的實(shí)施例；

圖2示出圖1的控制閥的控制活塞的立體視圖；

圖3示出圖2的控制活塞的橫截面；

圖4示出圖1的控制閥的控制套管的立體視圖；以及

圖5示出圖4的控制套管的橫截面。

具體實(shí)施方式

圖1中示出控制閥1的一個(gè)特別適合于凸輪軸調(diào)節(jié)器的實(shí)施例。該控制閥1配置成中心閥的形式，該中心閥可以插入葉片室結(jié)構(gòu)類型的凸輪軸調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)子的中心孔中(未示出)。本領(lǐng)域技術(shù)人員從DE 10 2005 052481 A1已知控制閥與凸輪軸調(diào)節(jié)器之間的協(xié)同作用的原理，該文獻(xiàn)中也記載了到液壓系統(tǒng)上的接駁。明確地引用所述文獻(xiàn)的公開內(nèi)容。

圖1示出控制閥1，其具有閥殼體2、壓力介質(zhì)導(dǎo)引嵌入件3和控制套管4以及具有控制活塞5?？刂崎y1還包含彈簧元件6、止回閥單元7和鎖定環(huán)8。

閥殼體1包括階梯狀擴(kuò)展的殼身9，該殼身具有殼體桿10，該殼體桿設(shè)有外螺紋11。由壓力介質(zhì)導(dǎo)引嵌入件3和控制套管4組成的單元布置在殼體空腔12中并形成用于控制活塞5的軸向引導(dǎo)。

控制活塞5具有(從圖2可以看出)第一區(qū)段13和第二區(qū)段14，兩者包圍具有較小直徑的第三區(qū)段15。第三區(qū)段15與控制套管的內(nèi)壁成形出控制槽16?；钊^17a形成面朝殼體空腔開口17的第四區(qū)段，該第四區(qū)段具有與第二區(qū)段14的直徑相比減小的直徑。在活塞頭16上存在徑向布置的活塞開口18。其他徑向布置的開口存在于閥殼體上、壓力介質(zhì)導(dǎo)引嵌入件上和控制套管上，它們形成第一徑向通道19、第二徑向通道20和套管開口21。第一和第二徑向通道19、20形成供應(yīng)接頭或者工作接頭A或者B。

通過第三徑向通道22(輸入部或者壓力接頭P)可以將壓力介質(zhì)通過未詳細(xì)示出的壓力介質(zhì)線路輸送給控制閥1。壓力介質(zhì)通過中心開口23在殼體空腔12的方向上流動(dòng)并且經(jīng)過環(huán)狀過濾器24和止回閥單元7。所示的控制閥的止回閥單元7設(shè)計(jì)為具有密封圈的止回閥，通過止擋25防止密封圈過度伸長；但是也可以考慮止回閥的其他實(shí)施方案，例如由球體成形出的封閉元件。

通過控制槽開口26，壓力介質(zhì)流到達(dá)控制槽16中。與其中一個(gè)供應(yīng)接頭或者工作接頭A或者B的連接通過控制活塞5的軸向定位進(jìn)行，該軸向定位例如通過電磁驅(qū)動(dòng)的(未示出的)調(diào)整單元克服彈簧單元7的力進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)控制活塞5的軸向位置，壓力介質(zhì)通過控制槽16要么流動(dòng)向供應(yīng)接頭要么流動(dòng)向工作接頭A或者B。未與輸入部連接的相應(yīng)工作接頭與輸出部(箱接頭T)連接，通過殼體空腔開口17進(jìn)行輸出。從工作接頭A輸出的壓力介質(zhì)通過第一徑向通道19進(jìn)入殼體空腔17中并通過活塞空腔27繼續(xù)沿其路徑行進(jìn)直至輸出部或者箱接頭T。通過活塞開口18進(jìn)行排出。

壓力介質(zhì)從工作接頭B的輸出采取其他路徑。由于控制活塞5的軸向姿態(tài)釋放了朝向殼體空腔開口17的直接路徑。壓力介質(zhì)通過套管開口21流動(dòng)到殼體空腔12中，沿著控制活塞5的外周側(cè)面繼續(xù)行進(jìn)其路徑并最終到達(dá)輸出部或者箱接頭T。在輸出期間壓力介質(zhì)流作用到活塞開口18中并產(chǎn)生流動(dòng)力。通過近似相同大小的同時(shí)由活塞開口和套管開口18、21覆蓋的角度范圍(見圖3、5)，將流動(dòng)力對(duì)控制活塞5與控制套管4在周向方向上的相對(duì)姿態(tài)的依賴性降低。

圖1的控制活塞5在圖2中示出。示出了第一區(qū)段或者說第一控制棱邊13和第二區(qū)段或者說第二控制棱邊14，兩者包圍具有減小的直徑的第三區(qū)段15。在第一區(qū)段13上鄰接第四區(qū)段，該第四區(qū)段形成活塞頭17a?？刂苹钊谄浠钊^17a上具有三個(gè)徑向布置的活塞開口18。活塞開口18可以是基本上圓形的，但是也可以通過其他幾何形狀形成。

在圖3中示出了圖2的控制活塞5的橫截面。在活塞開口18的軸線之間圍出一個(gè)角度，該角度稱為活塞角度28。在所示的實(shí)施方案中，活塞開口18的軸線之間的活塞角度28在所有的軸線之間同樣大，因此活塞開口18在活塞頭17a的周向上均勻分布。

然而也可以考慮活塞開口18在活塞頭17a的周邊上的不均勻分布。在這種情況下，不僅在活塞開口18的軸線之間的單獨(dú)的角度必須不同于套管開口21的軸線之間的單獨(dú)的角度，而且在活塞開口18的軸線之間的角度逐步相加的總和也必須不同于套管開口21的軸線之間的角度逐步相加的總和，全角除外。

圖1的控制套管1在圖4中示出。在控制套管4上構(gòu)造了第一壓力介質(zhì)通道29、第二壓力介質(zhì)通道或者第四套管開口21以及控制開口26。第四套管開口21在周邊上均勻分布并且可以構(gòu)造為沿軸向方向延伸的縫隙；但是其他各種幾何形狀也可以用于液壓介質(zhì)的輸出。

在圖5中通過控制套管4的橫截面示出套管開口的軸線之間的角度，其在這里稱為套管角度30。套管開口21在周邊上均勻分布地布置。但是同樣也考慮不均勻分布；在這種情況下同樣，不僅在活塞開口18的軸線之間的單獨(dú)的角度必須不同于套管開口21的軸線之間的單獨(dú)的角度，而且在活塞開口18的軸線之間的角度逐步相加的總和也必須不同于套管開口21的軸線之間的角度逐步相加的總和，全角除外。

附圖標(biāo)記列表

1 控制閥

2 閥殼體

3 壓力介質(zhì)導(dǎo)引嵌入件

4 控制套管

5 控制活塞

6 彈簧元件

7 止回閥

8 鎖定環(huán)

9 殼身

10 殼體桿

11 外螺紋

12 殼體空腔

13 第一區(qū)段或者第一控制棱邊

14 第二區(qū)段或者第二控制棱邊

15 第三區(qū)段

16 控制槽

17 殼體空腔開口

17a 第四區(qū)段或者活塞頭

18 活塞開口

19 第一徑向通道

20 第二徑向通道

21 套管開口或者第二壓力介質(zhì)通道

22 第三徑向通道

23 中心開口

24 環(huán)狀過濾器

25 止擋

26 控制槽開口

27 活塞空腔

28 活塞角度

29 第一壓力介質(zhì)通道

30 套管角度