CN215444176U - 用于内燃机的凸轮相位器的控制阀 - Google Patents

Abstract

一种用于内燃机的凸轮相位器的控制阀，其包括圆柱形壳体和控制活塞装置，所述壳体具有第一操作接头、第二操作接头、供应接头和用于排出液压流的油箱排出接头；所述控制活塞装置具有控制活塞、供应管、能实现凸轮扭矩再循环的第一单向阀和第二单向阀，其中，控制活塞装置布置在壳体中并且能通过致动器轴向移动，其中第一单向阀配置有第一阀盘部分和第二阀盘部分并且第二单向阀配置有第三阀盘部分和第四阀盘部分，并且第一单向阀和第二单向阀布置成通过压缩螺旋弹簧彼此偏离。

Description

用于内燃机的凸轮相位器的控制阀

技术领域

本实用新型涉及一种用于凸轮相位器的控制阀。

背景技术

凸轮相位器用于内燃机的气门机构，以便能够以最佳方式可变地调整曲轴和凸轮轴之间的相位关系。因此，使用控制阀或液压阀来控制在加压流体供应和凸轮相位器与储液器或油箱之间的流体流。这种类型的控制阀有多个控制位置，便于调整流体流的路径。因此，凸轮相位器到预定相位方向的调整和凸轮轴到预定相位方向的调整作为控制位置的功能来执行。

通用的技术是已知的。DE 102013104575A1说明了一种用于凸轮相位器的液压阀，其包括具有纵向通道的套筒元件、从纵向通道分支的第一横向通道和从纵向通道分支的第二横向通道以及压力平衡的空心活塞，该活塞布置成在纵向通道内能在第一端部位置和第二端部位置之间能够轴向移动。因此，纵向通道有一个具有较大内径的第一通道段和一个具有较小内径的第二通道段，其中，第一横向通道源于第一通道段并且第二横向通道源于第二通道段。因此，空心活塞包括具有轴向开口的纵向通道、至少一个横向通道、具有较大外径的第一活塞段和具有较小外径的第二活塞段，其中，空心活塞在其第一活塞段处以密封公差支撑在纵向通道的第一通道段处，利用其第二活塞段以密封公差支撑在纵向通道的第二通道段处。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，改进上文所述的控制阀并简化其装配。

根据本实用新型的一个方面，所述目的通过用于内燃机的凸轮相位器的控制阀实现。所述控制阀包括圆柱形壳体，所述壳体具有第一操作接头、第二操作接头、供应接头和配置用于排出液压流的油箱排除接头。控制阀还包括控制活塞装置，其具有控制活塞、供应管、能实现凸轮扭矩再循环的第一单向阀和第二单向阀，其中，控制活塞装置在壳体中布置成能通过致动器轴向移动。因此，第一单向阀配置有第一阀盘部分和第二阀盘部分，并且第二单向阀配置有第一阀盘部分和第二阀盘部分。所述单向阀布置成通过压缩螺旋弹簧彼此偏离，从而在所述第一阀盘部分之间形成控制室。所述第二阀盘部分在供应管上轴向可动。因此，供应管配置有止动元件，用于限制单向阀在控制室方向上的轴向移动。

本实用新型涉及一种用于内燃机的凸轮相位器的控制阀，包括：圆柱形壳体，所述壳体具有第一操作接头、第二操作接头、供应接头和配置用于排出液压流的油箱排出接头；控制活塞装置，所述控制活塞装置具有控制活塞、供应管、第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀能实现凸轮扭矩再循环，其中，所述控制活塞装置布置在壳体中并且能通过致动器轴向移动，其中，所述第一单向阀配置有第一阀盘部分和第二阀盘部分，并且所述第二单向阀配备有第三阀盘部分和第四阀盘部分，并且所述第一单向阀和第二单向阀布置成通过压缩螺旋弹簧彼此偏离，从而在所述第一阀盘部分和第三阀盘部分之间形成控制室，其中，所述第二阀盘部分和第四阀盘部分轴向可动地布置在供应管上，并且其中，所述供应管配置有止动元件，所述止动元件限制第一单向阀和第二单向阀在朝向控制室的方向上的轴向移动。

在上述控制阀中，所述第一单向阀和所述第二单向阀由由轻金属或者铝制成。

在上述控制阀中，所述止动元件配置为供应管的直径较大的部分。

在上述控制阀中，通过各自的外边缘以密封的方法将所述第一阀盘部分和所述第三阀盘部分施加到控制活塞的直径缩减处和单向阀座上，并且其中，所述单向阀座布置在控制活塞中。

在上述控制阀中，所述供应管包括至少一个通向控制室的进入开口，其中，所述至少一个进入开口布置成，使流体在所述第一单向阀和所述第二单向阀之间居中且对称地输入控制室。

在上述控制阀中，所述供应管配置有空心圆柱体，所述空心圆柱体包括通向控制室的所述至少一个进入开口和与供应接头连接的连接口。

在上述控制阀中，所述供应管配置成，使得所述第二阀盘部分和所述第四阀盘部分能沿轴向方向滑动到供应管上，其中，所述压缩螺旋弹簧布置在所述第一阀盘部分和所述第三阀盘部分之间，并且所述压缩螺旋弹簧的端部由第一阀盘部分的阀盘轴向凸出部和第三阀盘部分的阀盘轴向凸出部引导。

在上述控制阀中，所述控制活塞装置能移动到第一控制位置、第二控制位置和第三控制位置中，其中，在第一控制位置中，针对来自控制室的流体流，通过第一单向阀的第一阀盘部分关闭第一操作接头，其中，通过第一单向阀的单向功能，流体能够从第一操作接头流入控制室并且流向第二操作接头，其中，第一操作接头和第二操作接头在第二控制位置中是关闭的，并且其中，在第三控制位置中，针对来自控制室的流体，通过第二单向阀的第三阀盘部分关闭第二操作接头，并且其中，通过第二单向阀的单向功能，流体能够从第二操作接头流入控制室并且流向第一操作接头。

在上述控制阀中，所述第一单向阀和所述第二单向阀轴向地布置在控制活塞中并且具有相反的打开方向。

在上述控制阀中，所述控制阀配置有供应接头止回阀和阀盘，并且其中，所述止回阀包括沿着中轴线的圆形开口并且所述止回阀包括在外部部段中的开口。

改进的控制阀的优点在于，将简单且低成本的配置与特别快速的凸轮轴调整结合起来。这尤其体现在供应管配置有止动元件，用于限制单向阀的轴向移动。因此，根据本实用新型的控制阀在轴向上配置得非常短或者非常紧凑，在与凸轮相位器的联合布置中节省了空间并且根据需要为新的功能提供了空间。这能有利地确保供应接头在凸轮扭矩再循环功能(CTR)期间保持开放。

根据一种有利的实施方案，单向阀由轻金属制成，优选由铝制成。单向阀也可以由其他轻质材料制成，比如合成材料。使用轻质材料，比如轻金属铝，可以最大限度地减少止回阀的移动重量并且因此加速止回阀的反应或回应。此外，铝作为一种非常耐用且有弹性的材料，为止回阀提供了非常长的使用寿命。

此外，止动元件有利地配置为供应管的直径较大的部分。因此，简单且低成本地确保具有最佳反应的CTR功能。

有利地，第一阀盘部分以密封的方式利用它们的外边缘施加到控制活塞的直径缩减处和单向阀座上，其中，所述单向阀座布置在控制活塞中。第一阀盘部分的密封接触有利于单向阀的高效的使用。因此，整个流体流以预定的路径和/或方向引导，并且部分流量的无意的偏离得到了预防。

有利地，供应管包括至少一个通向控制室的进入开口，其中，进入开口布置成，使控制室的流体在单向阀之间居中地且对称地输送。居中且对称地输送至控制室或者单向阀之间的空间，提供了流体的均匀且无湍流的流入和/或流经，无论控制阀的特定的控制位置如何。这样做的优点在于，反应更快并且控制阀在所有可能的位置上都能恒定且可靠地操作。

因此，供应管有利地配置有空心圆柱体，其包括通向控制室的进入开口和用于与供应接头连接的连接口。因此，用于供应接头的连接口有利地布置在活塞杆的较窄的一端。流体从供应接头引导经过连接口，进入空心圆柱体，从而流体可以流入控制室。因此，可以提供流体至控制阀的非常简单进而无障碍且非常快速的输送。

在特别有利的实施方案中，供应管这样配置，使得第二阀盘部分布置成能沿轴向方向移动到供应管上，其中，压缩螺旋弹簧布置在第一阀盘部分之间并且弹簧的端部由阀盘轴向凸出部引导。这种优化的设计防止单向阀和弹簧倾斜或者楔入并且防止单向阀磨损。

因此，两个单向阀以相同的弹簧的操作。这种布置方式提供了控制活塞装置的特别紧凑且简单的配置。在这种情况下通过共同使用的弹簧，将组件的数量最小化。此外，由于第一和第二活塞阀盘配置相同，组件的复杂性和数量也最小化。材料和制造成本显著降低。

如在所有前面和后面的实施方案中那样，在该实施方案中，弹簧有利地配置为压缩螺旋弹簧。压缩螺旋弹簧通过压缩两端而加载，其中，由端部螺旋提供力的引入。存储的能量在弹簧卸载时再次释放，推动单向阀，从而对活塞或阀座进行密封。

根据一种有利的实施方案，控制活塞的布置结构可以移动至第一位置和第二位置以及第三位置，以及在第一位置和第三位置之间的各种位置。

因此，单向阀布置在控制活塞中，从而在第一位置中，针对来自控制室的流体流，通过第一单向阀的第一阀盘部分关闭第一操作接头，其中，通过第一单向阀的单向功能，流体从第一操作接头流入控制室并且流向第二操作接头是可能的。此外，两个单向阀布置在控制活塞中，从而在第二位置中两个操作接头是关闭的。在第三位置中，针对来自控制室的流体流，通过第二单向阀的第一阀盘部分关闭第二操作接头，其中，通过第二单向阀的单向功能，流体从第二操作接头流入控制室并且流向第一操作接头是可能的。

利用这三个位置(也称为控制位置)，可以实现单向阀的功能和目的，即调整流体流。如上所述，作为控制活塞的控制位置的功能，调整凸轮相位器进而将凸轮轴调整到特定的相位方向是可能的。

根据另一种有利的实施方案，第一单向阀和第二单向阀轴向地布置在控制活塞中并且具有相反的打开方向。因此，所述单向阀有利地配置有相同的活塞阀盘，这些活塞阀盘在控制活塞上彼此镜像地布置。

附图说明

本实用新型的其他优点可以从说明书和附图中得出。随后根据实施例参照附图更详细地描述本实用新型，其中：

图1示出根据本实用新型的控制阀的第一实施例的纵向剖视图；

图2示出图1的控制阀的控制活塞装置的纵向剖视图的放大图；

图3示出图1的控制阀的立体图；

图4示出图2的控制活塞装置的立体图；

图5示出图1的控制阀的止回阀和阀盘的立体图；

图6示出图5的止回阀；

图7示出图5的阀盘；

图8示出图1的控制阀的纵向剖视图，控制活塞装置处于第一位置；

图9示出图1的控制阀的纵向剖视图，控制活塞装置处于第二位置；

图10示出图1的控制阀的中心纵向剖视图，控制活塞装置处于第三位置；

图11示出图1的控制阀的符号视图；

图12示出根据本实用新型的控制阀的第二实施例的纵向剖视图。

具体实施方式

图1至图12所示的控制阀用于调整流体流的路径并且由此产生凸轮相位器的或其转子的相位方向。

图1示出控制阀1的第一实施例，该控制阀具有在此配置为中心螺栓的圆柱形的壳体2。壳体2包括头部侧3和插入侧4，其中，在头部侧3处布置有六角形头部5并且在插入侧4处布置有外螺纹6。此外，壳体2包括多个开口，这些开口设置为第一操作接头A、第二操作接头B、供应接头P和油箱排出接头T。因此，插入侧4处的开口是供应接头P。这些开口以径向围绕的方式在壳体2处或在壳体2中布置且布置在各个孔系列7、8、9中。从插入侧4开始，第一孔列7中的开口是带有开口63的油箱排出接头T，在第二孔列8中，开口64是第一操作接头A，并且在第三孔列9中，开口65是第二操作接头B。校准帽10从插入侧4处的开口处伸出，其中，供应过滤器11布置在校准帽10中并且通过安全环12保持在校准帽10中。

控制阀1控制凸轮相位器并且将其连接到凸轮轴上。这种连接由配置为中心螺栓的壳体2的旋拧和布置在壳体2处的六角形头部5以及外螺纹6完成。通过接头A、B、P和T完成控制。因此，通过供应接头P将流体引入控制阀1。操作接头A和B以及经由操作接头A或操作接头B流出的流体便于分别控制两个操作接头中的各一个操作接头或者凸轮相位器的相位安排。油箱排出接头T仅用于排出多余的流体。

控制阀1也包括阀盘13、供应接头止回阀14、止回阀弹簧15、校准弹簧16以及最后同样重要的根据本实用新型的控制活塞装置17。

通过止回阀弹簧15使供应接头止回阀14顶在阀盘13上。当作用在阀盘13上的供应压力大于弹簧力和作用在止回阀14上的压力时，止回阀14打开。图5至图7示出，阀盘13包括沿着阀盘13的中轴线的圆形开口41，而止回阀14包括外部部段的开口42，从而阀盘13的开口41和止回阀14的开口42在关闭的状态下不重叠。这种配置可以改善止回阀14的反应，并且由于沿着中轴线41的开口较大，可以改善来自P的流量。可以进一步减少压力损失。

控制活塞装置17包括控制活塞18、第一单向阀20、第二单向阀21、供应管22和单向阀座19。

控制活塞18包括位于头部侧3上的安装开口23和位于插入侧4上的带供应开口25的供应口部分24。此外，控制活塞18与图1的壳体2一样也具有带开口的三个孔列，其中，这些孔列配置为第四孔列26、第五孔列27和第六孔列28。从插入侧4开始，开口在第四孔列26中是第一操作贯通口29(也叫A1)，在第五孔列27中是中心贯通口30并且在第六孔列28中是第二操作贯通口31(也叫B1)。

单向阀20、21能实现凸轮扭矩再循环并且在示出图1的控制阀1的放大的控制活塞装置17的图2中最佳地示出。所述单向阀配置有第一阀盘部分32、33、第二阀盘部分37、38和因此配置为压缩螺旋弹簧的弹簧34。因此，第一阀盘部分32和第二阀盘部分37形成第一单向阀20，并且第一阀盘部分33和第二阀盘部分38形成第二单向阀21。因此，在第一阀盘部分32、33处布置有第一阀盘部分32、33的各自的外边缘35、36，所述第一阀盘部分32、33在未示出的实施例中可以在外边缘35、36处配置有额外的径向密封垫或密封元件。从图2可以看出，外边缘35、36偏向于控制活塞18的直径缩减处47和单向阀座19，所述单向阀座在头部侧3处固定地布置在控制活塞18中。

进入开口44以径向围绕的方式布置在空心供应管22处。此外，供应管22在插入侧4上以连接口45结束。

此外，可看出控制室46，其在装配期间形成并且在控制活塞18内布置在单向阀20、21之间并且被压缩螺旋弹簧34穿过。因此，控制室46以流体传导的方式通过中心贯通口30与控制活塞18之外的部分相连并且以流体传导的方式通过进入开口44与供应管22相连。因此，供应管22以其连接口45从内侧或从头部侧3以形锁合的方式施加到控制阀1的供应口部分24。

第二阀盘部分37、38在供应管22上轴向可动，其中，供应管22配置有止动元件50、51，用于限制单向阀20、21在控制室46方向上的轴向移动。因此，根据本实用新型的控制阀1在轴向上配置得非常短或者非常紧凑，在与凸轮相位器的联合布置中节省了空间并且根据需要为新的功能提供了空间。这能有利地确保供应接头P在凸轮扭矩再循环功能(CTR)期间保持开放。

此外，止动元件50、51有利地配置为供应管22的一个或两个直径较大的部分。因此，简单且低成本地确保具有最佳反应的CTR功能。

压缩螺旋弹簧34布置在第一阀盘部分32、33之间并且弹簧34的端部由阀盘轴向凸出部39、40引导，所述阀盘轴向凸出部将第一阀盘部分32、33与单向阀20、21的第二阀盘部分37、38连接。这种优化的设计防止单向阀20、21和弹簧34倾斜或者楔入并且防止单向阀20、21磨损。

图3和图4示出控制阀1和控制活塞装置17的立体图。

图8示出图1的控制阀的纵向剖视图，其中控制活塞装置17处于第一位置52。位置52通过控制阀1的头部侧3处的尖端指向彼此的两个箭头示出。因为位置52是一个起始位置，还没有发生任何移动或者控制活塞装置17在壳体2中的移动为0mm。箭头尖端因此呈现为彼此接触。由于位置52，在控制阀中可能有三种流体流53、54、55，其中，这些流体流分别用虚线表示。这些虚线均在一端配置有箭头，以便表示流体流53、54、55的流动方向。特别是，第一流体流53从供应接头P流向第二操作接头B，第二流体流54从第一操作接头A流向第二操作接头B，并且第三流体流55从第一操作接头A流向径向布置的油箱排出接头T。为了清楚起见，附图标记A、B、P、T在图2中仅在代表流体流53、54、55的虚线端部和/或在壳体2处各个相应的开口处示出。图2中使用的说明方式也适用于随后的图3和图4。随后将描述流体流53、55的确切路径。

第一流体流53从供应接头P经过校准帽10流向控制活塞18的供应口部分24及其供应开口25。第一流体流53从供应口部分24经过供应管22的连接口45流入供应管的空心圆柱体并且随后经过进入开口44流入控制室46。第一流体流53从控制室46经过中心贯通口30流向第二操作接头B。

第二流体流54从第一操作接头A经过第一操作贯通口29和第一单向阀20流入控制室46。第二流体流54从控制室46与第一流体流53一起经过中心贯通口30流向第二操作接头B。

第三流体流55是简单的排液流，仅从壳体2中的第一操作接头A和控制活塞18之外的第一操作贯通口29流向径向布置的油箱排出接头T。

在控制活塞装置17的示出的第一位置52中，针对来自控制室46的流体，通过第一单向阀20关闭第一操作接头A。然而，通过第一单向阀20的单向阀功能，流体从第一操作接头A流出至控制室46和第二操作接头B是可能的。

图9示出图1的控制阀的纵向剖视图，其中控制活塞装置17处于第二位置56。在第二位置56中，控制活塞装置17进一步插入一点，因此，尤其在朝向插入侧4的方向上向壳体2中插入1.5mm。因此，在接头A、B、P和T之间不存在流体引导连接。两个操作接头A、B由于控制活塞18的轴向位置而被关闭。因此，没有示出可能的流体流。

图10示出图1的控制阀的中心纵向剖视图，其中，控制活塞装置17处于第三位置57。在第三位置57中，控制活塞装置17更进一步插入一点，尤其在朝向插入侧4的方向上向壳体2中额外插入1.5mm或者总体插入3mm。由于位置57，可能在控制阀中的三种流体流58、59、60在这里指定为第四流体流58、第五流体流59和第六流体流60。尤其在图10中，第四流体流58从供应接头P流向第一操作接头A，第五流体流59从第二操作接头B流向第一操作接头A并且第六流体流60从第二操作接头B流向布置在头部侧3处的油箱排出接头T。随后将描述流体流58、59、60的确切路径。

如同图2的第一流体流53那样，第四流体流58最初从供应接头P流向控制室46。然而，第四流体流58从控制室46经过中心贯通口30流向第一操作接头A。

第五流体流59从第二操作接头B流经第二操作贯通口31和单向阀座19的贯通口61并且从那里经过第二单向阀21流入控制室46。第五流体流59从控制室46与第四流体流58一起经过中心贯通口30流向第一操作接头A。

第六流体流30是简单的排液流，仅从第二操作接头B并且经过控制活塞18之外的开口31、61流向头部侧3处的油箱排出接头T。

在控制活塞装置17的示出的第三位置中，针对通过控制室46供应的流体，通过第二单向阀21关闭第二操作接头B。然而，由于第二单向阀21的单向功能，流体从第二操作接头B流出至控制室46和第一操作接头A是可能的。

图11示出控制阀1和三个控制位置52、56、57的符号视图。控制阀1可以设置在52和57之间的任何位置。不同的阀位置通过改变露出的孔的数量来控制流量。改变流量可以根据需要控制凸轮轴与曲轴的相对位置的速度。

图12示出控制阀1的第二实施例，该控制阀具有在此配置为中心螺栓的圆柱形的壳体2。该控制阀与第一实施例的区别仅在于单向阀座19的设计，在该单向阀座中固定有额外的阀杆或螺栓62。此外，校准帽10不从插入侧4处的开口处伸出。

Claims (10)

1.一种用于内燃机的凸轮相位器的控制阀，其特征在于，所述控制阀包括：

圆柱形壳体，所述壳体具有第一操作接头、第二操作接头、供应接头和配置用于排出液压流的油箱排出接头；

控制活塞装置，所述控制活塞装置具有控制活塞、供应管、第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀能实现凸轮扭矩再循环，

其中，所述控制活塞装置布置在壳体中并且能通过致动器轴向移动，

其中，所述第一单向阀配置有第一阀盘部分和第二阀盘部分，并且所述第二单向阀配备有第三阀盘部分和第四阀盘部分，并且所述第一单向阀和第二单向阀布置成通过压缩螺旋弹簧彼此偏离，从而在所述第一阀盘部分和第三阀盘部分之间形成控制室，

其中，所述第二阀盘部分和第四阀盘部分轴向可动地布置在供应管上，并且

其中，所述供应管配置有止动元件，所述止动元件限制第一单向阀和第二单向阀在朝向控制室的方向上的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述第一单向阀和所述第二单向阀由由轻金属或者铝制成。

3.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述止动元件配置为供应管的直径较大的部分。

4.根据权利要求1所述的控制阀，

其特征在于，通过各自的外边缘以密封的方法将所述第一阀盘部分和所述第三阀盘部分施加到控制活塞的直径缩减处和单向阀座上，并且

其中，所述单向阀座布置在控制活塞中。

5.根据权利要求1所述的控制阀，

其特征在于，所述供应管包括至少一个通向控制室的进入开口，

其中，所述至少一个进入开口布置成，使流体在所述第一单向阀和所述第二单向阀之间居中且对称地输入控制室。

6.根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，所述供应管配置有空心圆柱体，所述空心圆柱体包括通向控制室的所述至少一个进入开口和与供应接头连接的连接口。

7.根据权利要求1所述的控制阀，

其特征在于，所述供应管配置成，使得所述第二阀盘部分和所述第四阀盘部分能沿轴向方向滑动到供应管上，

其中，所述压缩螺旋弹簧布置在所述第一阀盘部分和所述第三阀盘部分之间，并且所述压缩螺旋弹簧的端部由第一阀盘部分的阀盘轴向凸出部和第三阀盘部分的阀盘轴向凸出部引导。

8.根据权利要求1所述的控制阀，

其特征在于，所述控制活塞装置能移动到第一控制位置、第二控制位置和第三控制位置中，

其中，在第一控制位置中，针对来自控制室的流体流，通过第一单向阀的第一阀盘部分关闭第一操作接头，

其中，通过第一单向阀的单向功能，流体能够从第一操作接头流入控制室并且流向第二操作接头，

其中，第一操作接头和第二操作接头在第二控制位置中是关闭的，并且

其中，在第三控制位置中，针对来自控制室的流体，通过第二单向阀的第三阀盘部分关闭第二操作接头，并且

其中，通过第二单向阀的单向功能，流体能够从第二操作接头流入控制室并且流向第一操作接头。

9.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述第一单向阀和所述第二单向阀轴向地布置在控制活塞中并且具有相反的打开方向。

10.根据权利要求1所述的控制阀，

其特征在于，所述控制阀配置有供应接头止回阀和阀盘，并且

其中，所述止回阀包括沿着中轴线的圆形开口并且所述止回阀包括在外部部段中的开口。

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