專利名稱：一種反比例減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可連續(xù)地、按比例地對汽車自動變速器液壓系統(tǒng)或工業(yè)液壓自動 控制系統(tǒng)中的油液壓力進(jìn)行控制的反比例減壓電磁閥，屬液壓控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
比例壓力閥是一種按輸入的電氣控制信號連續(xù)地、按比例地對油液的壓力進(jìn)行遠(yuǎn) 距離控制的閥。與手動調(diào)節(jié)的普通液壓閥相比，電液比例控制閥能提高液壓系統(tǒng)參數(shù)的控 制水平；與電液伺服閥相比，電液比例壓力控制閥在某些液壓性能方面稍差一些，但它結(jié)構(gòu) 簡單、抗污染能力強(qiáng)、成本低，所以廣泛應(yīng)用于要求對液壓參數(shù)進(jìn)行連續(xù)控制、遠(yuǎn)距離控制 或程序控制。目前，在汽車自動變速器中，主油路和潤滑冷卻油路中常見的比例壓力閥有一部 分就是用的電液比例壓力閥。在自動變速器中，液壓泵由發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動，液壓泵的理論 泵油量和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。為了保證自動變速器的正常工作，液壓泵的泵油量應(yīng)在發(fā) 動機(jī)處于最低轉(zhuǎn)速工況時(shí)也能滿足自動變速器各部分的需要，并保證油路中有足夠高的油 壓，以防止油壓過低，使離合器、制動器打滑，影響自動變速器的動力傳遞。由于發(fā)動機(jī)的怠 速轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速之間相差很大，因此當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓泵的泵油量將大大 超過自動變速器所需的油量，導(dǎo)致油壓過高，增加發(fā)動機(jī)的負(fù)荷，并造成換擋沖擊。為此，必 須在油路中設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)油壓調(diào)節(jié)裝置，使液壓泵的泵油壓力始終穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)， 以滿足自動變速器各種工況對油路油壓的要求。此外，比例壓力閥常以雙聯(lián)形式作為比例方向節(jié)流閥特別是比例多路閥的先導(dǎo) 級，并常以構(gòu)件形式用于汽車自動變速箱等控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)有的調(diào)壓用直動式比例減壓閥， 雖然結(jié)構(gòu)多種多樣，但已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)并應(yīng)用到實(shí)際的產(chǎn)品少之又少。現(xiàn)有的比例減壓閥存在以下缺陷1、現(xiàn)有比例減壓閥減壓范圍不夠?qū)挘€性度不好，控制口壓力波動大，動態(tài)特性差 等一系列的原因而導(dǎo)致其實(shí)用性差，應(yīng)用范圍少。2、現(xiàn)有油液控制系統(tǒng)中的比例減壓閥流量調(diào)節(jié)范圍小。3、現(xiàn)有的比例減壓閥大部分采用的螺紋插裝式連接，由于螺紋結(jié)構(gòu)的存在，使得 安裝繁瑣。而且還存在螺紋結(jié)構(gòu)在旋入和旋出的時(shí)候，容易產(chǎn)生螺紋屑，給其它的零部件帶 來雜質(zhì)和污染油液等一系列不利的影響。4、現(xiàn)有的比例減壓閥因?yàn)橛吐吩O(shè)計(jì)在閥體上，導(dǎo)致閥體結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的反比例減壓閥，其解決了現(xiàn)有技術(shù)減壓閥的減 壓范圍不夠?qū)?、線性度不好、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種反比例減壓閥，包括電磁鐵組件和控制閥組件，其特殊之處在于電磁鐵組件包括軛鐵、嵌于軛鐵內(nèi)的電磁線圈、設(shè)置在電磁線圈內(nèi)的靜鐵和壓板、設(shè)置在靜鐵內(nèi)的彈簧 組件和頂桿、設(shè)置在壓板內(nèi)的隔磁套和銜鐵；銜鐵可在電磁線圈的作用下沿導(dǎo)向套進(jìn)行軸 向運(yùn)動；彈簧組件包括調(diào)整螺釘和彈簧，調(diào)整螺釘、彈簧、頂桿、銜鐵從左至右沿軸線依次排 列；其中頂桿和銜鐵固連，銜鐵和控制閥組件相接觸。上述控制閥組件包括油路、閥體、設(shè)置在閥體右端內(nèi)部的閥座以及設(shè)置在閥體左 端內(nèi)部的閥芯；所述閥體的左端通過軛鐵與壓板固連；所述油路設(shè)置在閥芯內(nèi)部；所述閥 體上上下兩側(cè)對稱設(shè)置有壓力入口以及泄油口；所述閥芯上設(shè)置有至少一個(gè)過油孔以及 與過油孔相應(yīng)的環(huán)形槽；所述閥芯和閥座從左至右沿軸線依次排列；所述銜鐵和閥芯相接 觸。上述閥體上設(shè)置有定位卡槽，所述定位卡槽上設(shè)置有可與閥體內(nèi)腔相通的泄油□。上述壓力入口上設(shè)置有過濾網(wǎng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用了全新的力學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)彈簧力=電磁力+出口壓力。原有比例減 壓閥的彈簧位于閥座和閥芯之間，本發(fā)明將彈簧設(shè)置在頂桿外側(cè)，由于彈簧力與位移是成 線性關(guān)系的，只要使電磁力與控制信號的關(guān)系也為線性關(guān)系，則根據(jù)上述所列力學(xué)公式，出 口壓力也是線性變化的。由于整個(gè)公式中，只有一個(gè)控制信號即電磁力是自變量，所以出口 壓力隨控制信號是線性變化的?，F(xiàn)有比例減壓閥隨著電流增加，出口壓力呈正比例增加，由 于本發(fā)明將彈簧設(shè)置在頂桿外側(cè)，從上述公式可知，彈簧力不變的情況下，出口壓力隨著電 流的增加呈反比例減小，產(chǎn)生反比例效果。2、本發(fā)明在閥芯上設(shè)置油路以及油路開口，減少了閥體上油路的長度，簡化了閥 體的結(jié)構(gòu)，使閥體的加工工藝簡單，適于大規(guī)模生產(chǎn)。3、本發(fā)明在閥體上設(shè)置有定位卡槽，且定位卡槽與泄油口為一體設(shè)計(jì)。本發(fā)明在 安裝上采用卡板插入定位卡槽的方式來固定，安裝和拆卸十分方便，和以往的螺紋插裝式 相比安裝簡單。其次，由于定位卡槽結(jié)構(gòu)不容易產(chǎn)生金屬屑，不會產(chǎn)生雜質(zhì)和污染油液等不 利影響。4、本發(fā)明閥座位置可調(diào)。因閥芯在彈簧力的推動下與閥座緊貼在一起，故當(dāng)閥座 的位置變化時(shí)，閥芯的位置也就變化了，這樣就會引起閥芯上油路的開口和閥體上油路的 開口的相對位置發(fā)生變化，使油路開口的開度發(fā)生變化，從而使流過油路的流量發(fā)生變化。 這樣，本發(fā)明這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會增強(qiáng)反比例減壓閥對實(shí)際油液控制系統(tǒng)中流量性能的滿 足。5、本發(fā)明設(shè)置了調(diào)整螺釘和彈簧。通過調(diào)整螺釘，可以改變彈簧的預(yù)壓縮量，通過 力的傳遞，從而把彈簧力施加給閥芯，從而可以調(diào)整閥芯出口處油液的壓力。由于調(diào)整螺釘 是可拆卸的，這樣就可以通過更換不同剛度的彈簧，從而改變減壓閥出口壓力變化的比例 系數(shù)，進(jìn)而就可以控制和調(diào)整減壓閥的壓力控制范圍和動態(tài)特性，所以本減壓閥應(yīng)用范圍 更廣，控制能力更強(qiáng)。6、本發(fā)明通過把靜鐵設(shè)計(jì)成盆型結(jié)構(gòu)，使銜鐵可在由靜鐵盆型底、導(dǎo)向套和閥體 組成的空間內(nèi)自由滑動，但銜鐵和靜鐵之間并無機(jī)械接觸。通過這樣結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，使得通 過電磁鐵上的線圈電流發(fā)生變化時(shí)，銜鐵受到的電磁力成比例的發(fā)生變化。并且當(dāng)靜鐵與銜鐵之間的距離在一定的范圍內(nèi)變化時(shí)，此電磁力的大小是不發(fā)生變化。這樣，本發(fā)明減壓 閥就具有了可比例地控制閥后油液壓力的能力。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1-調(diào)整螺釘，2-軛鐵，3-靜鐵，4-彈簧，5-彈簧墊，6_軸承，7_頂桿，8_電磁 線圈，9-銜鐵，10-壓板，11-導(dǎo)向套，13-過濾網(wǎng)，14-閥芯，16-閥座，17-閥體，P-壓力入 口，T-泄油口，L-油路，A-壓力出口，18-定位卡槽，19-過油孔，20-環(huán)形槽。
具體實(shí)施例方式如圖1所示為本發(fā)明的反比例減壓閥結(jié)構(gòu)示意圖，包括電磁鐵組件和控制閥組 件，電磁鐵組件包括軛鐵2、嵌于軛鐵2內(nèi)的電磁線圈8、設(shè)置在電磁線圈8內(nèi)的靜鐵3和壓 板10、設(shè)置在靜鐵3內(nèi)的彈簧組件和頂桿7、設(shè)置在壓板10內(nèi)的導(dǎo)向套11和銜鐵9 ；銜鐵9 可在電磁線圈8的作用下沿導(dǎo)向套11進(jìn)行軸向運(yùn)動；彈簧組件包括調(diào)整螺釘1和彈簧4， 調(diào)整螺釘1、彈簧4、彈簧墊5、頂桿7、銜鐵9從左至右沿軸線依次排列；其中頂桿與靜鐵之 間設(shè)置有軸承6，頂桿一端7和銜鐵9固連，銜鐵9和控制閥組件相接觸。將彈簧設(shè)置在頂 桿外側(cè)，根據(jù)公式彈簧力=電磁力+出口壓力可知，彈簧力不變的情況下，出口壓力隨著 電流的增加呈反比例減小，產(chǎn)生反比例效果。控制閥組件包括油路L、閥體17、設(shè)置在閥體17右端內(nèi)部的閥座16以及設(shè)置在閥 體12左端內(nèi)部的閥芯14 ；閥體14的左端通過軛鐵2與壓板10固連；油路L設(shè)置在閥芯14 內(nèi)部；閥體17上上下兩側(cè)對稱設(shè)置有壓力入口 P以及泄油口 T ；閥芯14上設(shè)置有至少一個(gè) 過油孔19以及與過油孔19相應(yīng)的環(huán)形槽20，環(huán)形槽用于閥芯運(yùn)動時(shí)油路的開合；閥芯14 和閥座16從左至右沿軸線依次排列；銜鐵9和閥芯14相接觸。閥芯上設(shè)置油路以及油路 開口，減少了閥體上油路的長度，簡化了閥體的結(jié)構(gòu)，使閥體的加工工藝簡單，適于大規(guī)模 生產(chǎn)閥體上設(shè)置有定位卡槽18，定位卡槽18上設(shè)置有可與閥體17內(nèi)腔相通的泄油口 T。壓力入口 P上設(shè)置有過濾網(wǎng)13。安裝上采用卡板插入定位卡槽的方式來固定，安裝和拆 卸十分方便，和以往的螺紋插裝式相比安裝簡單。其次，由于定位卡槽結(jié)構(gòu)不容易產(chǎn)生金屬 屑，不會產(chǎn)生雜質(zhì)和污染油液等不利影響。本發(fā)明的工作原理為了便于工程實(shí)際中對通過電磁鐵上的線圈電流的大小進(jìn)行控制。在控制信號為 工程實(shí)際中普遍采用的脈沖寬度調(diào)制方法時(shí)，使得通過線圈的電流大小進(jìn)行相應(yīng)的變化。 從而在閥的實(shí)際控制中，通過改變脈沖寬度調(diào)制的占空比便可控制電磁閥的出口壓力。例 如，以電磁閥的入口壓力為IMPa的油液為例，在一個(gè)工作周期內(nèi)，PWM控制信號使閥芯在閥 座上上下振蕩或者振動。在所述的工作周期內(nèi)的一段時(shí)間內(nèi)，液體通過閥體上的開口與閥 芯上油路的開口，在入口壓力的作用下，使出口的壓力持續(xù)的升高。當(dāng)出口壓力沒有達(dá)到預(yù) 定的壓力時(shí)，閥芯上的油路開口不會被閥體所遮蓋，入口的液體便持續(xù)地流到出口，使出口 壓力繼續(xù)升高。當(dāng)出口的壓力達(dá)到預(yù)定的壓力值，閥芯上的油路開口便被閥體所遮蓋，減壓 閥的入口和出口實(shí)現(xiàn)隔斷，出口實(shí)現(xiàn)壓力不變。
如要使出口壓力升高，可調(diào)節(jié)減壓閥線圈兩端的PWM信號的占空比，通過減小控 制信號的占空比，使流經(jīng)線圈的電流減小，從而銜鐵上的電磁力減小。這樣，將迫使閥芯產(chǎn) 生位置移動，使閥芯上的油路開口與閥體上油路入口的開口相通，從而出口壓力升高。需要 指出的是，此減壓閥出口壓力的變化量與流經(jīng)線圈的電流變化量成反比。同樣，要使出口壓 力降低，可調(diào)節(jié)減壓閥線圈兩端的PWM信號的占空比，通過增加控制信號的占空比，使流經(jīng) 線圈的電流增加，從而銜鐵上的電磁力增加。這樣，將迫使閥芯產(chǎn)生位置移動，使閥芯上的 油路的開口與閥體上泄油口的開口相通，從而出口壓力下降。同樣需要指出的是，此減壓閥 出口壓力的變化量與流經(jīng)線圈的電流變化量成比例Δ P = -k · ΔΙ其中ΔΡ為出口壓力變化量，k為比例系數(shù)，Δ I為電流變化量。
權(quán)利要求
1.一種反比例減壓閥，包括電磁鐵組件和控制閥組件，其特征在于所述電磁鐵組件 包括軛鐵、嵌于軛鐵內(nèi)的電磁線圈、設(shè)置在電磁線圈內(nèi)的靜鐵和壓板、設(shè)置在靜鐵內(nèi)的彈簧 組件和頂桿、設(shè)置在壓板內(nèi)的隔磁套和銜鐵；所述銜鐵可在電磁線圈的作用下沿導(dǎo)向套進(jìn) 行軸向運(yùn)動；所述彈簧組件包括調(diào)整螺釘和彈簧，所述調(diào)整螺釘、彈簧、頂桿、銜鐵從左至右 沿軸線依次排列；其中頂桿和銜鐵固連，銜鐵和控制閥組件相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反比例減壓閥，其特征在于所述控制閥組件包括油路、閥 體、設(shè)置在閥體右端內(nèi)部的閥座以及設(shè)置在閥體左端內(nèi)部的閥芯；所述閥體的左端通過軛 鐵與壓板固連；所述油路設(shè)置在閥芯內(nèi)部；所述閥體上上下兩側(cè)對稱設(shè)置有壓力入口以及 泄油口 ；所述閥芯上設(shè)置有至少一個(gè)過油孔以及與過油孔相應(yīng)的環(huán)形槽；所述閥芯和閥座 從左至右沿軸線依次排列；所述銜鐵和閥芯相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反比例減壓閥，其特征在于所述閥體上設(shè)置有定位卡 槽，所述定位卡槽上設(shè)置有可與閥體內(nèi)腔相通的泄油口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反比例減壓閥，其特征在于所述壓力入口上設(shè)置有過濾網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反比例減壓閥，包括電磁鐵組件和控制閥組件，電磁鐵組件包括軛鐵、嵌于軛鐵內(nèi)的電磁線圈、設(shè)置在電磁線圈內(nèi)的靜鐵和壓板、設(shè)置在靜鐵內(nèi)的彈簧組件和頂桿、設(shè)置在壓板內(nèi)的隔磁套和銜鐵；銜鐵可在電磁線圈的作用下沿導(dǎo)向套進(jìn)行軸向運(yùn)動；彈簧組件包括調(diào)整螺釘和彈簧，調(diào)整螺釘、彈簧、頂桿、銜鐵從左至右沿軸線依次排列；其中頂桿和銜鐵固連，銜鐵和控制閥組件相接觸。本發(fā)明其解決了現(xiàn)有技術(shù)減壓閥的減壓范圍不夠?qū)?、線性度不好、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、適于應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16K31/06GK102042276SQ20091002436
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者楊帆, 楊新鋒, 王興錄, 王琦麟, 聶國清, 陳力博, 黃本堯 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所