用于凸轮轴调节器的控制阀制造技术

本发明专利技术涉及一种用于凸轮轴调节器的控制阀。控制阀包括空心柱体形地构造的控制活塞，该控制活塞在其相比于相邻区段在直径上减小的活塞头上具有径向布置的活塞开口。压力介质沿着控制活塞的外周侧面流动，到达活塞开口中并引起依赖于控制活塞在周向方向上的相对位置的流动力。为了削弱该依赖性，活塞开口和套管开口以在周边上分布的方式布置，其中，在活塞开口的轴线之间的角度不同于在套管开口的轴线之间的角度，并且其中，依赖于控制活塞相对控制套管在周向方向上的相对位置，由活塞开口和套管开口同时覆盖的相同的角度范围保持近似相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及控制阀的领域，该控制阀与凸轮轴调节器一起用于调节内燃机的运行。利用这种装置对换气期间进行的过程施加影响：对凸轮轴的相位的调节改变其相对于曲轴的相位的位置；进而，换气阀的打开和关闭时间可以移动到所经过的循环过程的较早或较晚的时间点。调节的目的在于在考虑发动机综合特性曲线的情况下优化内燃机的运行，以降低消耗和排放。调节的质量取决于对相对相位的可靠调整，由此产生对控制阀的精确度的高要求。
技术介绍
由DE102008004591A1公知一种控制阀，其包含阀壳体，该阀壳体具有至少一个输入接头、至少两个供应接头或者工作接头以及至少一个输出接头。在阀壳体内部引导设计为空心的并且可轴向移动的控制活塞，通过该控制活塞可将输入接头依赖位置地通过至少一个第一压力介质通路与工作接头连接，而另一个工作接头可通过至少一个第二压力介质通路与输出接头连接。至少一个不面朝输出接头的工作接头可以与输出接头通过第三压力介质通路连接，该第三压力介质通路的走向部分地通过控制活塞的内部引导。相反，可以使面朝输出接头的工作接头直接与输出接头连接，压力介质通路在控制活塞与控制套管之间延伸。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提出一种控制阀，该控制阀能够实现阀活塞位置的特别精确的调整。根据本专利技术，该任务通过在周边上布置活塞开口和套管开口来解决，其中，活塞开口的轴线之间的角度不同于套管开口的轴线之间的角度，并且其中，依赖于控制活塞相对控制套管在周向方向上的相对位置，由活塞开口和套管开口同时覆盖的相同的角度范围保持近似相同。根据本专利技术的观点，在控制活塞上径向布置的开口影响所提供的液压介质的特性曲线走向，并因此依赖于控制阀的切换位来影响液压介质的体积流。液压介质在轴向方向上沿着控制活塞的外周侧面流动，到达径向开口中并引起流动力。但是对特性曲线走向的影响仅间接地起作用：所实现的走向直接依赖于控制活塞相对于控制套管的轴向位。一方面，通过控制活塞的轴向定位产生期望的切换位。但是，另一方面由于控制活塞的不精确定位不期望地改变控制区段的特性。因此，特性曲线的不均匀走向可以直接归因于驱控不同切换位置的定位精度和重复精度。对控制活塞的驱控通常借助电磁驱动的执行器来实现。电磁体的衔铁依赖于电磁体的供电在轴向方向上移动，通过推杆将衔铁运动变换成控制活塞的轴向运动。通过电磁体产生的并传递到推杆上的力又反作用于弹簧力。控制活塞的轴向定位因此取决于由推杆的分离力和方向相反的弹簧力调整出的力平衡。与平衡相关的力的稳定性确定了定位精度和重复精度。活塞头上的径向开口影响力平衡。依赖于切换位，液压介质在轴向方向上沿着控制活塞的外周侧面流动。该流动到达控制活塞的径向开口(活塞开口)中并对控制活塞施加流动力。因此，该流动力必须在确定力平衡时予以考虑。液压介质的流动沿着限定的道路进行，该道路通过套管开口预定。该流动因此不均匀地在控制活塞的周边上分布。因此在确定力平衡时必须考虑控制活塞的相对控制套管的位置随机出现的相对位置；控制活塞相对于控制套管的位置不防扭转地固定。因此，控制活塞的随机位置以及流动的走向决定了液压介质流是否到达活塞头上的径向开口中。到达活塞头上的径向开口中的流动力因此可以是预先不确定的并可以直接导致特性曲线的不均匀走向。本专利技术以简单的方式降低了特性曲线走向的关于控制活塞在周向方向上的相对位置以及关于流动走向存在的依赖性。而在知晓该依赖性的情况下，本领域技术人员会尝试直接克服不均匀的特性曲线走向的起因：首先可以固定控制活塞在周向方向上的位置，替选地通过将液压介质的流动走向均匀地分布在控制活塞的周边上来消除该起因。然而，直接的途径导致了使得控制阀的其他特性变差的解决方案：首先，对控制活塞在周向方向上的位置的固定(例如借助引导部)需要对所存在的实施方式的很大程度上的结构配合。控制活塞的引导部导致与本专利技术相比更高的生产成本，这是因为不仅控制套管而且控制活塞均必须在结构上匹配于引导部。此外，构件的匹配还带来其他缺点；例如，引导部作用到环槽的走向中并因此损害控制阀的多变化性。一个替选的解决方案可以在于，将液压介质的流动走向在控制活塞的周边上均匀分布。因此，由于流动而作用到控制活塞上的力不依赖于其在周向方向上的相对位置。但是该解决方向与本专利技术相比也是具有缺点的。均匀的分布在结构上不可避免地具有连接在活塞头上的开口与控制套管上的开口之间的较大的轴向距离。而利用本专利技术避免了该缺点，并且同时在紧凑的控制阀结构方式的情况下实现了近似均匀的特性曲线走向。特性曲线质量的另一改进方案通过如下方式获得，即，径向布置的活塞开口的数目和径向布置的套管开口的数目不具有公约数。该实施方案的优点在于特别均匀地分布的流动力。在控制活塞在周向方向上(相对于控制套管位置)的可能位置的整个范围内，最多一个活塞开口和一个套管开口重叠；其他开口仅部分重叠。在一个优选实施方案中提出，将径向布置的活塞开口的数目选择成比径向布置的套管开口的数目多一个开口或者少一个开口。以有利方式，本专利技术可以按如下方式设计，即，在活塞头上构造出三个或者五个径向布置的活塞开口，而在控制套管上构造出四个径向布置的套管开口。本专利技术的思想可以在该实施方案中以最小的加工成本实现。这同样适用于如下的情况，即，在控制套管上构造出三个或者五个径向布置的套管开口，而在活塞头上构造出四个径向布置的活塞开口。在另一优选设计方案中，径向布置的活塞开口和径向布置的套管开口可以轴向错位地布置。尽管仍然存在流动力作用的问题；但是如果通过轴向错位对流动走向造成影响，从而流动分布在控制活塞的外周侧面的更大面积上，那么可以实现特性曲线质量的进一步改善。同时可以在很大程度上维持控制阀的紧凑结构形式。在本专利技术的一个有利改进方案中，控制套管和压力介质导引嵌入件一体地构造。在这种情况下，压力介质导引嵌入件和控制套管共同执行控制套管的功能。控制阀优选用于凸轮轴调节器中。只要将该控制阀用于凸轮轴调节器中，那么在活塞头和控制套管上的径向布置的开口就是用于液压介质的输出开口或输入开口。附图说明下面参照实施例更详细地解释本专利技术，其中，参引了附图。相同作用的元件在附图中用相同的附图标记表示。其中：图1示出控制阀的纵剖面。该图示出一个特别适合于凸轮轴调节器的实施例；图2示出图1的控制阀的控制活塞的立体视图；图3示出图2的控制活塞的横截面；图4示出图1的控制阀的控制套管的立体视图；以及图5示出图4的控制套管的横截面。具体实施方式图1中示出控制阀1的一个特别适合于凸轮轴调节器的实施例。该控制阀1配置成中心阀的形式，该中心阀可以插入叶片室结构类型的凸轮轴调节器的转子的中心孔中(未示出)。本领域技术人员从DE102005052481A1已知控制阀与凸轮轴调节器之间的协同作用的原理，该文献中也记载了到液压系统上的接驳。明确地引用所述文献的公开内容。图1示出控制阀1，其具有阀壳体2、压力介质导引嵌入件3和控制套管4以及具有控制活塞5。控制阀1还包含弹簧元件6、止回阀单元7和锁定环8。阀壳体1包括阶梯状扩展的壳身9，该壳身具有壳体杆10，该壳体杆设有外螺纹11。由压力介质导引嵌入件3和控制套管4组成的单元布置在壳体空腔12中并形成用于控制活塞5的轴向引导。控制活塞5具有(从图2可以看出)第一区段13和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制阀，所述控制阀具有空心柱体形地构造的控制活塞，所述控制活塞在其相比于相邻区段在直径上减小的活塞头上具有径向布置的活塞开口，并且所述控制阀具有用作所述控制活塞的轴向引导的控制套管，所述控制套管在其面朝所述活塞头的端部区段上具有径向布置的套管开口，并且所述控制阀具有两个适合用于引导压力介质流的压力介质通路，其中，其中一个所述压力介质通路延伸穿过所述套管开口并且至少部分地在轴向方向上沿着所述活塞头的外周侧面的一个区段延伸，其特征在于，所述活塞开口和所述套管开口以在周边上分布的方式布置，其中，在所述活塞开口的轴线之间的角度不同于在所述套管开口的轴线之间的角度，并且其中，依赖于所述控制活塞相对所述控制套管在周向方向上的相对位置，由所述活塞开口和所述套管开口同时覆盖的相同的角度范围保持近似相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 DE 102014201562.61.一种控制阀，所述控制阀具有空心柱体形地构造的控制活塞，所述控制活塞在其相比于相邻区段在直径上减小的活塞头上具有径向布置的活塞开口，并且所述控制阀具有用作所述控制活塞的轴向引导的控制套管，所述控制套管在其面朝所述活塞头的端部区段上具有径向布置的套管开口，并且所述控制阀具有两个适合用于引导压力介质流的压力介质通路，其中，其中一个所述压力介质通路延伸穿过所述套管开口并且至少部分地在轴向方向上沿着所述活塞头的外周侧面的一个区段延伸，其特征在于，所述活塞开口和所述套管开口以在周边上分布的方式布置，其中，在所述活塞开口的轴线之间的角度不同于在所述套管开口的轴线之间的角度，并且其中，依赖于所述控制活塞相对所述控制套管在周向方向上的相对位置，由所述活塞开口和所述套管开口同时覆盖的相同的角度范围保持近似相同。2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述活塞开口和/或所述套管开口在周边上不均匀地分布，其中，不仅在所述活塞开口的轴线之间的单独的角度不同于在所述套管开口的轴线之间的单独的角度，而且在所述活塞开口的轴线之间的角度逐步相加的总和也...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·克勒，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE