專利名稱：液壓比例控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓比例控制閥，更具體地說，涉及用于實(shí)現(xiàn)控制內(nèi)燃機(jī)凸 輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整裝置中的一種液壓比例控制閥。
背景技術(shù)：
DE19853670A1公開了一種比例閥，用于控制相對于內(nèi)燃機(jī)的曲軸調(diào)整凸輪軸旋轉(zhuǎn) 角度的裝置，主要由帶有軸向移動電樞的空心圓柱體電磁鐵和帶有軸向孔的圓柱體閥體以 及設(shè)置在孔內(nèi)的活塞閥組成。能夠軸向移動的電樞通過推桿與活塞閥相連接，電磁鐵通入 電流時(shí)產(chǎn)生電磁推力，電磁推力通過推桿傳遞給活塞閥，并克服活塞閥另一端設(shè)置的反力 彈簧的彈簧力沿軸向移動。此外，閥體在其圓周上具有三個(gè)彼此相距的環(huán)形槽，槽內(nèi)分別加 工多個(gè)均勻圓周分布設(shè)置通入閥體軸向孔內(nèi)的徑向孔。通過這些徑向孔以及通過閥體內(nèi)單 側(cè)敞開的孔，該比例閥與一個(gè)壓力接口，一個(gè)油箱接口和兩個(gè)用戶接口液壓連接，通過這種 連接，調(diào)節(jié)向用于調(diào)整凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度裝置的壓力室輸送或者排放液壓液。在此方面，各 自的流量通過活塞閥末端上的兩個(gè)環(huán)形控制段調(diào)節(jié)，電磁鐵的電流決定了活塞閥的軸向位 置，從而使控制段根據(jù)不同的位置將用戶接口徑向孔與用戶接口之一連接，同時(shí)，活塞閥的 控制段和用戶接口各徑向孔之間分別形成閥體與活塞閥在閥體軸向孔內(nèi)部的導(dǎo)向部分，利 用該裝置避免活塞閥軸向移動時(shí)卡緊。這種閥，閥體內(nèi)用戶接口所述的徑向孔由于整體上 具有相當(dāng)小的開口斷面，只能使很低的流量通過該閥門，而且徑向孔的半圓的開口橫截面 的形狀，在活塞閥的各個(gè)位置通過的液壓液的流量與電磁鐵的電樞的各自位置成非線性。 這種比例閥用于控制凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整的裝置時(shí)，一方面該閥門具有很大的內(nèi)部液壓阻 力，而且其最大調(diào)整速度低于允許的最低值。另一方面，非線性的流量通過閥門，使對于快 速調(diào)整過程所需的調(diào)整壓力相當(dāng)遲緩才能在裝置各自的壓力室內(nèi)出現(xiàn)。專利DE10051614A1所公開的解決方案類似的比例閥在閥體上具有活塞閥，將其 在軸向孔內(nèi)設(shè)置在活塞閥末端上的兩個(gè)附加導(dǎo)向軸頸的環(huán)形面上進(jìn)行引導(dǎo)。活塞閥上的這 種附加的導(dǎo)向軸頸可以使活塞閥的控制段不必承擔(dān)導(dǎo)向功能，因此可以相對于閥體軸向孔 內(nèi)的兩個(gè)連續(xù)的環(huán)形槽自由設(shè)置，環(huán)形槽分別由兩個(gè)環(huán)形接片從側(cè)面限制，并通過閥體內(nèi) 各自一個(gè)大面積的單側(cè)徑向開口與用戶接口連接。環(huán)形槽的環(huán)形接片與活塞閥的控制段有 效的連接，從而根據(jù)電磁鐵的電流和與之對應(yīng)活塞閥的位置，使環(huán)形槽釋放一個(gè)整體的環(huán) 形開口過流面，從而使壓力油口和油箱油口有選擇的接通用戶工作油口。這種閥，雖然能夠 使成線性的液壓液通過閥門，保證凸輪旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整裝置的快速調(diào)整。但是，活塞閥上的這 種附加的導(dǎo)向軸頸無疑具有相當(dāng)大的結(jié)構(gòu)長度，增加了閥體的軸向尺寸，對安裝閥體相應(yīng) 的安裝孔深度要求更深，增加了對安裝空間的要求。此外，由于閥體內(nèi)的徑向開口無論是對 用戶接口還是對壓力接口以及油箱接口均是單側(cè)定向的，由此在安裝過程中需要繁瑣的精 確定向，使用范圍受到一定程度的限制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型在于提供一種液壓比例控制閥，用于控制相對于實(shí)現(xiàn)控制內(nèi)燃機(jī)調(diào)整
3凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整裝置中的一種液壓比例控制閥。本實(shí)用新型所述的液壓比例控制閥由閥芯、閥體、驅(qū)動機(jī)構(gòu)等組成。所述的閥芯為 帶有閥芯中間孔的圓柱形結(jié)構(gòu)，在閥芯的圓柱面上設(shè)置有閥芯油道，在閥芯油道的一端設(shè) 置有矩形槽與閥芯油道相連為一體，所有的閥芯油道的一端均與閥芯中間環(huán)槽相連接。此 外，閥芯在徑向方向上設(shè)置閥芯徑向矩形油口，閥芯徑向矩形油口直角邊有光滑圓角過渡。 閥芯油道和閥芯徑向矩形油口的數(shù)量依據(jù)不同的要求可以設(shè)置兩個(gè)，也可以設(shè)置多于兩 個(gè)。閥芯可以采用鑄造的方法先獲得毛坯件，然后通過后續(xù)機(jī)械加工制造。此外閥芯也可 以通過機(jī)械加工制造。所述的閥體為帶有閥體中通孔的結(jié)構(gòu)，沿軸向分布三處徑向方向的 油口，油口數(shù)量依據(jù)不同的要求可以設(shè)置兩個(gè)，也可以設(shè)置多于兩個(gè)。其中兩端處的徑向油 口為閥體徑向矩形油口，矩形油口直角邊有光滑圓角過渡，且閥體上的閥體徑向矩形油口 的數(shù)量與閥芯上的閥芯徑向矩形油口數(shù)量相一致。根據(jù)本實(shí)用新型，閥芯在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下能夠相對于閥體旋轉(zhuǎn)一定角度。通過 閥芯的旋轉(zhuǎn)，閥芯、閥體通過配合作用釋放一定面積的過流面，使得閥芯上的閥芯徑向矩形 油口與閥體上的閥體徑向油口有選擇的接通，從而有形成兩條不同的油路通道。閥芯、閥 體連接的徑向油口設(shè)置為矩形的油口，這樣在閥芯的旋轉(zhuǎn)過程中，在徑向方向上釋放較大 的矩形過流面，減小了閥門內(nèi)部的液壓阻力；同時(shí)，因?yàn)檫^流面的面積與閥芯旋轉(zhuǎn)角度成正 比，釋放的過流面為矩形，從而使得流過閥門的液壓液流量成線性變化。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)電磁鐵或步進(jìn)電機(jī)，也可以為電動機(jī)。驅(qū) 動機(jī)構(gòu)接收外部信號(電流、電壓等)的輸入，產(chǎn)生扭矩，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸將扭矩傳遞 給閥芯并帶動閥芯旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)過程中，由于閥體和閥芯上的油口位置設(shè)置不同，閥芯相對 于閥體在不同的位置，不但能夠保證油口有選擇的接通形成兩條油道通路，而且還能夠保 證在一定的位置時(shí)，各個(gè)油口彼此不接通，使工作油口油路密封，從而使凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào) 整裝置保持在固定的位置。根據(jù)本實(shí)用新型，由于閥芯在旋轉(zhuǎn)的過程中，在徑向方向上釋放很大的矩形開口 過流面，有效的降低了液壓閥比例控制閥內(nèi)部的液壓阻力，使壓力室內(nèi)壓力能夠相對較快 的形成，此外由于較大的過流面存在，能夠允許大量的液壓液通過，保證凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào) 整裝置的快速反應(yīng)。本實(shí)用新型的液壓比例控制閥與現(xiàn)有技術(shù)中公知的液壓比例控制閥相比具有以 下優(yōu)點(diǎn)由于閥芯是通過旋轉(zhuǎn)過程來工作，不需要設(shè)置附加導(dǎo)向裝置，從而縮短了閥芯的軸 向尺寸，降低了對閥體安裝孔的安裝空間要求；此外通過閥芯旋轉(zhuǎn)在徑向方向上釋放很大 的矩形過流面，不但能夠使得流過閥門的流量與閥芯旋轉(zhuǎn)角度成線性，還能夠降低液壓閥 比例控制閥內(nèi)部的液壓阻力，允許大量的液壓液通過，使工作油路壓力室內(nèi)的壓力快速形 成，保證了凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整裝置的快速反應(yīng)。

圖1、液壓比例控制閥的主視圖圖2、液壓比例控制閥的局部剖視圖圖3、閥體的透視圖圖4、閥芯的透視圖[0015]圖中標(biāo)記1、閥芯；2、閥體；3、矩形過流面；4、驅(qū)動機(jī)構(gòu)；5、閥體中間徑向油口 ； 6、矩形過流面；7，8、閥體徑向矩形油口 ；9，10、閥芯徑向矩形油口 ；11，12，17、閥芯油道； 13，16、矩形槽；14、閥芯中間環(huán)槽；15、閥芯中間孔；18、閥體中通孔；A，B、工作油口 ；P、壓力 油口 ；T、油箱油口。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖1、圖2所示，所述液壓比例控制閥由閥芯1、閥體2、驅(qū)動機(jī)構(gòu)4等零部件組 成；所述的液壓比例控制閥具有一個(gè)壓力油口 P，一個(gè)油箱油口 τ以及兩個(gè)工作油口 A、B。 所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)4通過自身旋轉(zhuǎn)軸能夠輸出扭矩。所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)4的旋轉(zhuǎn)軸與閥芯1連 接，驅(qū)動機(jī)構(gòu)將扭矩通過旋轉(zhuǎn)軸傳遞給閥芯1，從而帶動閥芯1相對于閥體2旋轉(zhuǎn)一定的角 度。所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)4可以是步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電磁鐵，也可以是電動機(jī)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過接收 外部電信號(電壓、電流等)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的輸出一定的旋轉(zhuǎn)角度，從而保證閥芯1相對于 閥體2的旋轉(zhuǎn)角度，控制閥芯1與閥體2的相對位置。如圖3所示，所述閥體2設(shè)置有閥體中通孔18，并且沿著軸向在徑向方向上設(shè)置閥 體徑向矩形油口 7、8以及閥體中間徑向油口 5，其中閥體徑向矩形油口 7、8直角邊有光滑圓 角過渡。其中閥體徑向矩形油口 7和8以及閥體中間徑向油口 5油口數(shù)量根據(jù)不同的要求 可以設(shè)置為2個(gè)，也可以設(shè)置多于2個(gè)。如圖4所示，所述的閥芯1為圓柱形結(jié)構(gòu)，閥芯1設(shè)置有閥芯中間孔15，閥芯圓柱 表面設(shè)置有閥芯油道11、12、17以及與閥芯油道17旋轉(zhuǎn)180度相重合的油道(圖中未標(biāo)示 出)，閥芯油道12、17的一端設(shè)置有矩形槽13、16，與閥芯油道12、17 —樣，相對應(yīng)的油道11 以及與閥芯油道17旋轉(zhuǎn)180度相重合的油道端部也設(shè)置如同矩形槽13、16 —樣的矩形槽。 所有的閥芯油道與對應(yīng)的矩形槽形成一體相互連通，閥芯油道11、12、17及與閥芯油道17 旋轉(zhuǎn)180度相重合的油道的另一端通過閥芯中間環(huán)槽14相互連通。所述的閥芯1設(shè)置有徑 向方向的閥芯徑向矩形油口 9、10，閥芯徑向矩形油口 9、10的直角邊有光滑圓角過渡，閥芯 徑向矩形油口的數(shù)量可以根據(jù)不同的要求，可以設(shè)置為2個(gè)，也可以設(shè)置多于2個(gè)。但是， 閥芯徑向矩形油口 9、10的數(shù)量要與閥體徑向矩形油口 7、8的數(shù)量相對應(yīng)。與此同時(shí)，本實(shí) 用新型所述的閥芯1可以采用鑄造的方法先獲得毛坯件，然后通過后續(xù)機(jī)械加工制造。此 外閥芯1也可以通過機(jī)械加工直接制造。如圖1、圖2所示，所述的液壓比例控制閥，閥芯1被安裝到閥體2設(shè)置的閥體中通 孔18內(nèi)。當(dāng)驅(qū)動結(jié)構(gòu)4不供給電信號時(shí)，閥芯1與閥體2處于相對的原始位置，此時(shí)，閥芯 徑向矩形油口 9與閥體徑向油口 8釋放一定面積的矩形過流面3，閥芯1上面的矩形槽16 與閥體徑向矩形油口 7釋放一定面積的矩形過流面6，與此同時(shí)，閥芯徑向矩形油口 10被閥 體中通孔18的壁面所遮擋阻斷，由此形成了兩條油路通路，其中一條是高壓液壓液通過 壓力油口 P進(jìn)入閥芯1設(shè)置的閥芯中間孔15，然后通過閥芯1和閥體2釋放的矩形過流面 3，經(jīng)過閥體徑向矩形油口 8，最后流入工作油口 B ；而另一條油路則是，液壓液從工作油口 A 經(jīng)過閥體徑向矩形油口 7，再經(jīng)過閥芯1和閥體2釋放的矩形過流面6流入閥芯油道11、12， 液壓液匯集在閥芯中間環(huán)槽14處，最后通過閥體中間徑向油口 5和油箱油口 T流回油箱;
5當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)4接收一定的電信號時(shí)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)4的旋轉(zhuǎn)軸帶動閥芯1相對于閥體2朝固定 方向旋轉(zhuǎn)一定的角度。在一定的角度范圍內(nèi)，閥芯1與閥體2釋放的矩形過流面3、6逐漸 減小，最后變?yōu)榱?，此時(shí)工作油口 A和B、油箱油口 T以及壓力油口 P，彼此不相連接，從而使 得液壓液流通中斷，不能使液壓液通過液壓比例控制閥；當(dāng)閥芯1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)相對于閥體2 — 定角度時(shí)，此種情況和閥芯1、閥體2原始位置工作方式相類似，此時(shí)閥芯徑向矩形油口 10 與閥體徑向矩形油口 7釋放一定面積的矩形過流面，而矩形槽13與閥體徑向矩形油口 8釋 放一定過流面積的矩形過流面，閥芯徑向矩形油口 9被閥體中通孔18的壁面遮擋阻斷，由 此形成兩條油路通道，其中之一是高壓液壓液通過壓力油口 P進(jìn)入閥芯1設(shè)置的閥芯中間 孔15，然后通過閥芯徑向矩形油口 10與閥體徑向矩形油口 7釋放的矩形過流面，再經(jīng)過閥 體徑向矩形油口 7，最后流入工作油口 A ；而另一條油路則是液壓液從工作油口 B經(jīng)過閥 體徑向矩形油口 8，再經(jīng)過矩形槽13與閥體徑向矩形油口 8釋放的矩形過流面流入閥芯油 道17以及與閥芯油道17旋轉(zhuǎn)180度相重合的油道，液壓液匯集在閥芯中間環(huán)槽14處，最 后通過閥體中間徑向油口5和油箱油口T流回油箱。所述的液壓比例控制閥，通過控制閥芯1相對于閥體2的旋轉(zhuǎn)方向和角度，從而使 工作油口 A、B，壓力油口 P以及油箱油口 T有選擇的連接接通。通過閥芯1上的閥芯徑向 矩形油口 9、10，矩形槽13、16和閥體2上閥體徑向矩形油口 7、8，使得閥芯1在相對于閥體 2旋轉(zhuǎn)的過程中，釋放較大的一定量面積的矩形過流面，這樣能夠降低閥門內(nèi)部液壓阻力并 使得大流量的液壓液通過該閥門，如果需求更大的流量通過，可以以增加閥芯徑向矩形油 口 9、10，閥體徑向矩形油口 7、8，矩形槽13、16以及閥芯油道11，12，17等的數(shù)量，從而增大 釋放的過流面積，能夠允許更大的流量通過液壓比例控制閥。此外，閥芯1在相對于閥體 2旋轉(zhuǎn)的過程中，釋放的過流面始終為一個(gè)矩形過流面，這樣就使得釋放的過流面的面積與 閥芯1旋轉(zhuǎn)角成一定的線性關(guān)系，從而使通過矩形過流面的流量與閥芯1旋轉(zhuǎn)角度保持一 定的線性關(guān)系，使壓力室內(nèi)壓力快速形成并具有較高的調(diào)整速度。本實(shí)用新型所述的液壓比例控制閥，具有傳統(tǒng)技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)，能夠減小閥體2 以及閥芯1的結(jié)構(gòu)尺寸，降低了對安裝空間的要求；而且還能夠獲得線性改變的液壓液通 過液壓比例控制閥，降低了其內(nèi)部的液壓阻力，使壓力室內(nèi)的壓力快速形成，從而使得用于 凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整裝置具有較高的調(diào)整速度以及響應(yīng)速度。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種液壓比例控制閥，由閥芯、閥體、驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，其特征在于所述的閥芯為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，并在圓柱面上設(shè)置有閥芯油道，閥芯油道一端設(shè)置有矩形槽，徑向方向上設(shè)置閥芯徑向矩形油口，矩形油口直角處有光滑圓角過渡，閥芯油道與閥芯中間環(huán)槽相接連通，所述的閥體為中空結(jié)構(gòu)，在徑向方向設(shè)置有閥體徑向矩形油口和閥體中間徑向油口，閥體徑向矩形油口直角邊處有光滑圓角過渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓比例控制閥，其特征在于閥芯上的閥芯徑向矩形油口 與閥體徑向矩形油口的數(shù)量可以是2個(gè)也可以是多于2個(gè)，彼此相互保持相同數(shù)量，閥芯油 道的數(shù)量、矩形槽的數(shù)量和閥芯徑向矩形油口數(shù)量一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓比例控制閥，其特征在于所述的驅(qū)動機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)電磁 鐵或步進(jìn)電機(jī)或電動機(jī)。
專利摘要液壓比例控制閥，主要由閥芯、閥體、驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成。液壓比例控制閥通過閥體、閥芯上的油口與一個(gè)壓力油口油路、一個(gè)油箱油口油路和兩個(gè)用戶工作油口油路連接。驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動閥芯相對于閥體旋轉(zhuǎn)，閥芯旋轉(zhuǎn)處于不同位置，使壓力油口油路與油箱油口油路有選擇的接通用戶工作油口油路。閥芯上的閥芯徑向矩形油口、矩形槽和閥體上閥體徑向矩形油口使得閥芯在旋轉(zhuǎn)過程中，釋放一定面積的矩形過流面，能夠降低液壓比例控制閥內(nèi)部液壓阻力并允許大流量液壓液通過該閥門，同時(shí)使通過徑向過流面的液壓液流量與閥芯旋轉(zhuǎn)角度保持一定的線性關(guān)系，而且壓力室內(nèi)壓力能夠快速形成，使得用于凸輪軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整裝置具有較高的調(diào)整速度。
文檔編號F15B13/02GK201763711SQ20102010432
公開日2011年3月16日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者張紅軍, 李暉 申請人:長沙溇澧機(jī)電科技有限公司