CN106939807B - 一种中间锁止式vvt机油控制阀 - Google Patents

一种中间锁止式vvt机油控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中间锁止式VVT机油控制阀，包括螺栓体、阀套以及阀芯，在所述螺栓体的进油口处设置有第一单向阀组成，在所述螺栓体上设置有至少三组油道，在所述阀套上沿轴向分布有至少五组油道，所述螺栓体上的进油口和出油口通过阀套上的至少五组油道分别与螺栓体上的至少三组油道连通，所述螺栓体上的至少三组油道中，至少有一组油道通过锁销转子油道用于将相位器转子叶片的锁销销钉顶起而解锁。本发明在启动工况的VVT***进气相位基础上，可进行滞后调节，从而满足发动机阿特金森循环对具有较大相位滞后角度的要求。VVT***具有更大的可调角度范围，从而能够更好地满足发动机性能对相位调节的需求。

Description

一种中间锁止式VVT机油控制阀
技术领域
本发明涉及发动机可变凸轮正时***中的可变凸轮正时***相位调节的中间锁止式机油控制阀。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，石油资源短缺的矛盾日益突出，节能的重要性和迫切性越来越显现出来，如何节约能源和减少消耗能源时产生的温室效应的副作用，降低汽车燃油消耗似乎已成了汽车制造者和使用者所共同关心的问题。而可变气门正时技术是提高燃油经济性降低发动机排放的有效手段。所以可变气门正时技术的创新将是一个值得研究的发展方向。
目前，发动机可变凸轮正时***主要采用进气相位解锁前调的方案，VVT通过在一定范围内(0～60°CA)调节发动机气门正时，满足发动机不同工况下对混合气量和混合气浓度的需求。进气VVT在发动机起动时固定在最滞后位置，来兼顾发动机的起动性能，其可调角度受发动机起动性能限制，滞后角度不能设计得太大。滞后角度过大，发动机起动性能差，起动过程排放恶化。然而发动机阿特金森循环等技术要求VVT***有较大的滞后角度，使VVT进气滞后角度较小的这一缺点变得越来越突出。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种兼顾发动机启动性能和较大滞后角度的解决方案，从而优化发动机性能的中间锁止式VVT机油控制阀。
本发明的技术方案是这样实现的：一种中间锁止式VVT机油控制阀，包括螺栓体、设置在螺栓体内孔中的阀套以及设置在阀套内孔中的阀芯，所述阀芯能在阀套内孔滑动，在所述螺栓体的进油口处设置有第一单向阀组成，其特征在于：在所述螺栓体上设置有至少三组油道，每组油道至少有一个油孔，在所述阀套上沿轴向分布有至少五组油道，每组油道在圆周方向上至少有一个油孔，所述螺栓体上的进油口和出油口通过阀套上的至少五组油道分别与螺栓体上的至少三组油道连通，所述螺栓体上的至少三组油道中，至少有一组油道通过锁销转子油道用于将相位器转子叶片的锁销销钉顶起而解锁，至少有一组油道通过A腔转子油道与相位器转子叶片的A腔连通，至少有一组油道通过B腔转子油道与相位器转子叶片的B腔连通，所述锁销转子油道、A腔转子油道以及B腔转子油道相互独立，初始时，所述相位器转子叶片通过锁销销钉在相位器壳体油腔中间锁止。
本发明所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其所述螺栓体上的油道为三组，分别为锁销油孔、A腔油孔和B腔油孔，所述阀套上的油道为五组，分别为第一油孔、第二油孔、单向阀出油孔、单向阀进油孔和第五油孔，所述第一油孔和单向阀进油孔分别与进油口相通，所述第五油孔与所述螺栓体上的A腔油孔相通，所述第二油孔与所述螺栓体上的B腔油孔相通，所述单向阀出油孔与所述螺栓体上的锁销油孔相通，所述阀芯通过滑动，可将所述阀套上的第一油孔与第二油孔连接接通或阻断，也可将所述阀套上的单向阀出油孔与单向阀进油孔连接接通或阻断，也可将所述阀套上的第一油孔与第五油孔连接接通或阻断，所述锁销油孔与锁销转子油道连通，所述A腔油孔与A腔转子油道连通，所述B腔油孔与B腔转子油道连通。
本发明所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其在所述阀套内设置有单向阀槽，在所述单向阀槽处设置有第二单向阀，所述第二单向阀呈圆圈结构依靠径向张力实现单向流通功能，所述第二单向阀的重合部位与阀套上的单向阀进油孔反向布置。
本发明所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其在所述螺栓体内、出油口处设置有堵头，所述堵头上设置有泄油口，在所述堵头与阀套之间设置有预压机构，所述预压机构包括预压弹簧和预压弹簧座，所述预压弹簧始终给预压弹簧座一个回位力。
本发明所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其在所述螺栓体的出油口处设置有用于安装堵头的螺栓体台阶孔，在所述堵头内设置有用于限制阀芯轴向位移的堵头第一台阶以及用于限制预压弹簧座轴向位移的堵头第二台阶。
本发明所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其所述预压弹簧座套接在阀芯的外周，所述预压弹簧座由弹簧挡边和导套构成，所述预压弹簧设置在预压弹簧座的弹簧挡边与阀套的阀套第一台阶孔之间，所述弹簧挡边及阀套第一台阶孔用于限制预压弹簧的轴向移动，所述预压弹簧座的导套与阀芯的外圆接触限位，并对预压弹簧起导向作用。
本发明所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其在所述堵头端部设置有定位凸台，在所述阀套端部设置有与所述定位凸台对应配合的定位槽，通过定位凸台与定位槽的配合，以限制阀套的转动。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明在启动工况的VVT***进气相位基础上，可进行滞后调节，从而满足发动机阿特金森循环对具有较大相位滞后角度的要求。VVT***具有更大的可调角度范围，从而能够更好地满足发动机性能对相位调节的需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2、3和4是本发明中阀套的结构示意图。
图5是本发明中螺栓体的结构示意图。
图6是本发明中第二单向阀的结构示意图。
图7是本发明中堵头的结构示意图。
图8和9是本发明中预压弹簧座的结构示意图。
图10和11是本发明机油控制阀的调节示意图。
附图标记：1为阀芯，2为堵头，3为预压弹簧，4为螺栓体，5为第三连接油道，6为阀套，7为弹性垫圈，8为单向阀体，9为集油腔，10为滤网，11为单向阀座，12为弹簧座，13为单向阀钢球，14为单向阀弹簧，15为第二单向阀，16为复位弹簧，17为第一连接油道，18为预压弹簧座，19为定位槽，20为阀套第一台阶孔，21为第一油孔，22为第二油孔，23为单向阀出油孔，24为单向阀进油孔，25为阀套第二台阶孔，26为单向阀槽，27为第一油槽，28为第五油孔，29为第二油槽，30为第三油槽，31为第四油槽，32为螺栓体台阶孔，33为锁销油孔，34为螺栓体台阶，35为B腔油孔，36为A腔油孔，37和38为第二单向阀重合部位的两端部，39为泄油口，40为堵头第一台阶，41为堵头第二台阶，42为定位凸台，43为弹簧挡边，44为导套，45为锁销销钉，46为A腔，47为相位器转子叶片，48为B腔48，49为B腔转子油道，50为A腔转子油道，51为锁销转子油道，52为出油口，53为进油口。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-9所示，一种中间锁止式VVT机油控制阀，包括螺栓体4、设置在螺栓体4内孔中的阀套6以及设置在阀套6内孔中的阀芯1，所述螺栓体用于连接凸轮轴，所述螺栓体内孔呈台阶完全贯通，所述阀套为整体结构，所述阀套可由铝合金加工制成，也可由塑料注塑制成，本实施例所述材料及工艺方式只是示例，其它能实现此形状结构的其它材料及工艺方式同样适用，所述阀芯1能在阀套6内孔滑动，所述阀套6与螺栓体4为间隙配合，从而消除了螺栓体4在安装拧紧过程中变形对阀套6的影响，以保证阀芯1在阀套6内孔中的滑动灵活，在所述螺栓体4的进油口53处设置有第一单向阀组成，在所述螺栓体4上设置有至少三组油道，每组油道至少有一个油孔，在所述阀套6圆周上设置有至少四组油槽组成，每组油槽组成至少有一个油槽，在所述阀套6上沿轴向分布有至少五组油道，每组油道在圆周方向上至少有一个油孔，所述螺栓体4上的进油口53和出油口52通过阀套6上的至少五组油道和至少四组油槽分别与螺栓体4上的至少三组油道连通，所述螺栓体4上的至少三组油道中，至少有一组油道通过锁销转子油道51用于将相位器转子叶片47的锁销销钉45顶起而解锁，至少有一组油道通过A腔转子油道50与相位器转子叶片47的A腔46连通，至少有一组油道通过B腔转子油道49与相位器转子叶片47的B腔48连通，所述锁销转子油道51、A腔转子油道50以及B腔转子油道49相互独立，初始时，所述相位器转子叶片通过锁销销钉在相位器壳体油腔中间锁止。
在本实施例中，所述螺栓体4上的油道为三组，分别为锁销油孔33、A腔油孔36和B腔油孔35，这三组油孔示例只是为了说明原理，其它能实现此功能的形状结构同样适用，所述阀套6上的油槽组成为四组，分别为第一油槽27、第二油槽29、第三油槽30和第四油槽31，所述阀套6上的油道为五组，分别为第一油孔21、第二油孔22、单向阀出油孔23、单向阀进油孔24和第五油孔28，所述五组油道分别在圆周方向呈一定角度分布，所述第四油槽31与螺栓体4内壁形成进油道，所述第一油槽27与螺栓体4内孔壁构成第一连接油道17，所述第二油槽29与螺栓体4内孔壁构成第二连接油道，所述第三油槽30与螺栓体4内孔壁构成第三连接油道5，所述第一油孔21和单向阀进油孔24分别与进油道相通，所述第五油孔28与第一油槽27相连，并与所述螺栓体4上的A腔油孔36相通，所述第二油孔22与第二油槽29相连，并与所述螺栓体4上的B腔油孔35相通，所述单向阀出油孔23与第三油槽30相连，并与所述螺栓体4上的锁销油孔33相通，所述阀芯1通过滑动，可将所述阀套6上的第一油孔21与第二油孔22连接接通或阻断，也可将所述阀套6上的单向阀出油孔23与单向阀进油孔24连接接通或阻断，也可将所述阀套6上的第一油孔21与第五油孔28连接接通或阻断，所述锁销油孔33与锁销转子油道51连通，所述A腔油孔36与A腔转子油道50连通，所述B腔油孔35与B腔转子油道49连通。
其中，在所述阀套6内设置有单向阀槽26，在所述单向阀槽26处设置有第二单向阀15，所述第二单向阀15呈圆圈结构依靠径向张力实现单向流通功能，所述第二单向阀15的重合部位37到38与阀套6上的单向阀进油孔24反向布置；在所述螺栓体4内、出油口52处设置有堵头2，本堵头形状示例只是为了说明原理，其它能实现此功能的形状结构同样适用，所述堵头2上设置有泄油口39，在所述堵头2端部设置有定位凸台42，在所述阀套6端部设置有与所述定位凸台42对应配合的定位槽19，通过定位凸台42与定位槽19的配合，以限制阀套6的转动，防止油孔错位；在所述堵头2与阀套6之间设置有预压机构，所述预压机构包括预压弹簧3和预压弹簧座18，本预压弹簧座形状示例只是为了说明原理，其它能实现此功能的形状结构同样适用，在所述阀套6内孔设置有复位弹簧16，所述预压弹簧3始终给预压弹簧座18一个回位力，所述复位弹簧16始终给阀芯1一个回位力，在所述螺栓体4的出油口52处设置有用于安装堵头2的螺栓体台阶孔32，在所述堵头2内设置有用于限制阀芯1轴向位移的堵头第一台阶40以及用于限制预压弹簧座18轴向位移的堵头第二台阶41，所述预压弹簧座18套接在阀芯1的外周，所述预压弹簧座18由弹簧挡边43和导套44构成，所述预压弹簧3设置在预压弹簧座18的弹簧挡边43与阀套6的阀套第一台阶孔20之间，所述弹簧挡边43及阀套第一台阶孔20用于限制预压弹簧3的轴向移动，所述预压弹簧座18的导套44用于阀芯1的接触限位，并对预压弹簧3起导向作用。
其中，所述第一单向阀组成包括单向阀体8、单向阀座11、弹簧座12、单向阀钢球13以及单向阀弹簧14，所述弹簧座12设置在阀套6尾部的阀套第二台阶孔25处，所述单向阀钢球13设置在单向阀体8内，所述单向阀钢球13能够在单向阀体8内部通孔中滑动，所述单向阀弹簧14设置在弹簧座12内，所述单向阀座11设置在螺栓体4内孔底部的螺栓体台阶34处，在所述螺栓体4与单向阀座11之间设置有滤网10，所述第一单向阀组成的内孔与滤网10之间形成一个集油腔9，在所述弹簧座12与单向阀体8之间设置有弹性垫圈7，所述弹性垫圈7在弹簧座12与单向阀体8之间始终形成弹力，以消除安装于所述螺栓体4内部的零件之间的轴向间隙，防止零件窜动。
本发明的机油控制阀通过调节叶片相位器改变凸轮轴与曲轴的相对角度，以达到改善发动机性能或减少排放物。在大多数情况下，相位器具有带有一个或多个叶片的转子，转子安装在凸轮轴的端部上，而外壳套装在转子上。其中外壳具有与转子叶片对应的叶片腔，转子叶片将叶片腔分隔为A腔和B腔，转子叶片上安装有两个锁销，而机油控制阀油孔通过转子油道与A腔和B腔和锁销相连，开始时，转子在复位弹簧的作用下在相位器壳体油腔中间锁止，以达到控制角度的目的。
如图10所示，当相位器转子叶片47需要向B腔48调节时，机油从进油口53进入机油控制阀，推开单向阀钢球13进入进油道，然后通过A腔转子油道50进入A腔46，开始在A腔46内建立机油压力，之后机油通过第二单向阀15进入单向阀出油孔23，并经过螺栓体4的第三连接油道5，通过锁销油孔33与锁销转子油道51相连，此时机油油压将锁销销钉45升起，锁销解锁。此时B腔48通过螺栓体4及阀套6的第三油槽30与出油口52接通，从而在A腔46的机油压力下推动相位器转子叶片47向B腔48调节。
如图11所示，当相位器转子叶片47需要向A腔46调节时，机油从进油口53进入机油控制阀，推开单向阀钢球13进入进油道，然后经过阀套6的第二油孔22、螺栓体4的B腔油孔35及B腔转子油道49进入B腔48，开始在B腔48内建立机油压力，之后机油通过第二单向阀15进入单向阀出油孔23，并经过螺栓体4的第三连接油道5，通过锁销油孔33与锁销转子油道51相连，此时机油油压将锁销销钉45升起，锁销解锁。此时A腔46通过A腔转子油道50与出油口52接通，从而在B腔48的机油压力下推动相位器转子叶片47向A腔46调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种中间锁止式VVT机油控制阀，包括螺栓体(4)、设置在螺栓体(4)内孔中的阀套(6)以及设置在阀套(6)内孔中的阀芯(1)，所述阀芯(1)能在阀套(6)内孔滑动，在所述螺栓体(4)的进油口(53)处设置有第一单向阀组成，其特征在于：在所述螺栓体(4)上设置有至少三组油道，每组油道至少有一个油孔，在所述阀套(6)上沿轴向分布有至少五组油道，每组油道在圆周方向上至少有一个油孔，所述螺栓体(4)上的进油口(53)和出油口(52)通过阀套(6)上的至少五组油道分别与螺栓体(4)上的至少三组油道连通，所述螺栓体(4)上的至少三组油道中，至少有一组油道通过锁销转子油道(51)用于将相位器转子叶片(47)的锁销销钉(45)顶起而解锁，至少有一组油道通过A腔转子油道(50)与相位器转子叶片(47)的A腔(46)连通，至少有一组油道通过B腔转子油道(49)与相位器转子叶片(47)的B腔(48)连通，所述锁销转子油道(51)、A腔转子油道(50)以及B腔转子油道(49)相互独立，初始时，所述相位器转子叶片(47)通过锁销销钉(45)在相位器壳体油腔中间锁止；
在所述螺栓体(4)内、出油口(52)处设置有堵头(2)，所述堵头(2)上设置有泄油口(39)，在所述堵头(2)与阀套(6)之间设置有预压机构，所述预压机构包括预压弹簧(3)和预压弹簧座(18)，所述预压弹簧(3)始终给预压弹簧座(18)一个回位力。
2.根据权利要求1所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其特征在于：所述螺栓体(4)上的油道为三组，分别为锁销油孔(33)、A腔油孔(36)和B腔油孔(35)，所述阀套(6)上的油道为五组，分别为第一油孔(21)、第二油孔(22)、单向阀出油孔(23)、单向阀进油孔(24)和第五油孔(28)，所述第一油孔(21)和单向阀进油孔(24)分别与进油口(53)相通，所述第五油孔(28)与所述螺栓体(4)上的A腔油孔(36)相通，所述第二油孔(22)与所述螺栓体(4)上的B腔油孔(35)相通，所述单向阀出油孔(23)与所述螺栓体(4)上的锁销油孔(33)相通，所述阀芯(1)通过滑动，可将所述阀套(6)上的第一油孔(21)与第二油孔(22)连接接通或阻断，也可将所述阀套(6)上的单向阀出油孔(23)与单向阀进油孔(24)连接接通或阻断，也可将所述阀套(6)上的第一油孔(21)与第五油孔(28)连接接通或阻断，所述锁销油孔(33)与锁销转子油道(51)连通，所述A腔油孔(36)与A腔转子油道(50)连通，所述B腔油孔(35)与B腔转子油道(49)连通。
3.根据权利要求2所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其特征在于：在所述阀套(6)内设置有单向阀槽(26)，在所述单向阀槽(26)处设置有第二单向阀(15)，所述第二单向阀(15)呈圆圈结构依靠径向张力实现单向流通功能，所述第二单向阀(15)的重合部位与阀套(6)上的单向阀进油孔(24)反向布置。
4.根据权利要求1所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其特征在于：在所述螺栓体(4)的出油口(52)处设置有用于安装堵头(2)的螺栓体台阶孔(32)，在所述堵头(2)内设置有用于限制阀芯(1)轴向位移的堵头第一台阶(40)以及用于限制预压弹簧座(18)轴向位移的堵头第二台阶(41)。
5.根据权利要求4所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其特征在于：所述预压弹簧座(18)套接在阀芯(1)的外周，所述预压弹簧座(18)由弹簧挡边(43)和导套(44)构成，所述预压弹簧(3)设置在预压弹簧座(18)的弹簧挡边(43)与阀套(6)的阀套第一台阶孔(20)之间，所述弹簧挡边(43)及阀套第一台阶孔(20)用于限制预压弹簧(3)的轴向移动，所述预压弹簧座(18)的导套(44)与阀芯(1)的外圆接触限位，并对预压弹簧(3)起导向作用。
6.根据权利要求1所述的中间锁止式VVT机油控制阀，其特征在于：在所述堵头(2)端部设置有定位凸台(42)，在所述阀套(6)端部设置有与所述定位凸台(42)对应配合的定位槽(19)，通过定位凸台(42)与定位槽(19)的配合，以限制阀套(6)的转动。
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