专利名称：电磁阀的制作方法
电磁阀
背景技术：
现在将临时参考本发明的所示实施例来描述本发明。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应当被理解为受限于本文所述的实施例，也不受限于任何优先顺序。相反，这些实施例提供为使得本公开将是较全面的，并且将向本领域技术人员传达本发明的范围。除非另有限定，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的意义。本文的发明说明书中所用的术语仅仅用于描述特定的实施例，而并不用于限制本发明。当用在本发明说明书和所附权利要求中时，单数形式“一”、“该”和“所述”同样将包括复数形式，除非文中以另外的方式清楚地限定。除非另外指明，否则说明书和权利要求中所使用的表达成分数量、特性(例如分子量)、反应条件等的所有的数字在所有例子中都将被理解为按照术语“大约”进行变动。因此，除非另外指明，否则说明书和权利要求中所列的数字特性是大约的，可以根据本发明实 施例试图获得的期望特性而进行变动。尽管表明本发明的宽泛范围的数字范围和参数是大约的，但是在特定实例中所列的数值尽可能地精确。然而，任何数值都将内在地包含由于其各自测量中出现的误差所导致的必要误差。当用在本发明的说明书和所附的权利要求中时，短语“模拟控制”被限定为控制一装置以使得输出与输入成比例的能力。本文描述控制阀的多个实施例。具体地，本文所述的实施例安装在电子控制的制动系统的液压控制单兀中。用于车辆的电子控制的制动系统是众所周知的一种类型的电子控制的制动系统包括液压控制单元(HCU)，该液压控制单元流体连通地连接在主缸和多个轮制动器之间。HCU通常包括壳体，该壳体容纳控制阀和其它部件，以用于选择性地控制轮制动器处的液压制动压力。用于HCU的控制阀通常形成为电子致动的电磁阀。典型的电磁阀包括圆柱形电枢，该圆柱形电枢可滑动地接纳在套筒或通量管中以相对于阀座进行运动。弹簧用来将电枢偏压在打开或闭合位置中，从而分别允许或阻碍流体流过该阀。围绕套筒设置有线圈组件。当阀被启动时，由线圈组件产生的电磁场或通量使得电枢分别从偏压的打开或闭合位置滑动到闭合或打开位置。安装在HCU中的控制阀由电子控制单元(ECU)致动，以提供期望的制动功能，例如防锁定制动、牵引控制和车辆稳定性控制。为了提供期望的制动响应，电枢必须以预定的方式快速响应由启动的线圈组件产生的电磁场。
发明内容
本申请描述了电磁阀的多个实施例，该电磁阀用于控制液压阀组中第一和第二通路之间的流体流动。电磁阀的一个实施例包括阀本体。阀本体限定了中心轴线，具有贯穿的中心开口，并且具有适于插入到阀组的孔中的下端部。中空阀拱顶附接到阀本体的上端部。电枢能够在阀拱顶中沿轴向运动。弹簧沿一个轴向方向偏压电枢。闭合元件联接到电枢的下端部。电磁线圈同轴地围绕电枢，并且能够操作成影响电枢沿与所述一个轴向方向相反的轴向方向的轴向运动。阀座构件由阀本体的下端部承载，并且具有提供第一和第二阀组通路之间的流体流动的孔口。阀座构件限定了围绕孔口的阀座，并且与闭合元件配合以选择性地闭合孔口。阀座构件形成为深拉部件并且包括管状部分，该管状部分具有限定了阀座的一个端部和与阀本体连接的相对端部。参考附图，通过以下详细说明，电磁阀的其它优点对于本领域技术人员而言将会变得明显。
图I为具有常开隔离阀的车辆制动系统的示意图。图2为图I所示的隔离阀的横截面图。
图3为图2所示的隔离阀的一部分的放大分解图。图4为图2和3所示的阀本体的一部分的放大透视图。图5为图2所示的隔离阀的一部分的放大透视图，示出了止回阀的第二实施例。图6为图2所示的隔离阀的一部分的放大透视图，示出了止回阀的第三实施例。图7为图2所示的隔离阀的一部分的放大横截面图。图8为隔离阀的第二实施例的放大横截面图。图9为图2所示的隔离阀中的流体流动力对挺杆行程的曲线图。图10为图2和7所示的挺杆的第二实施例的放大横截面图。图11为图2和7所示的挺杆的第三实施例的放大横截面图。图12为图2和7所示的挺杆的第四实施例的放大横截面图。图13为图2和7所示的挺杆的第五实施例的放大正视图。
具体实施例方式在图I中通常用10表示液压车辆制动系统。所示的车辆制动系统10的实施例包括阀和下述其它部件，以提供电子制动控制能力。车辆制动系统10将是示例性的，并且应当理解，还具有可以用来实施本文所述各种阀实施例的其它制动控制系统构造。在其它实施例中，制动系统10可以包括用于提供防锁定制动、牵引控制和/或车辆稳定性控制功能的部件。车辆制动系统10分别具有两个单独的制动回路IlA和11B，在图I的左半部和右半部上示出了这两个制动回路。在图I所示的示例性实施例中，回路向前、后轮制动器提供制动压力。所示的后轮制动器相对于前轮制动器成对角地布置。以下仅仅更详细地描述了图I中的左制动回路11，然而图I中的右制动回路IlB以相同的方式构造。制动系统10包括驾驶员控制的第一压力产生单元12，该驾驶员控制的第一压力产生单元12具有制动踏板14、动力制动单元16和串列式主制动缸18,该串列式主制动缸18将制动流体从贮存器20压出并且压入到两个制动回路IlA和IlB中。在串列式主制动缸18的出口之后布置有压力传感器22，以用于检测驾驶员的输入。
在正常行驶条件下，从驾驶员控制的第一压力产生单元12发出的制动流体压力经由阻流阀布置24和防锁 定制动系统(ABS)阀布置26延续到轮制动缸28。ABS阀布置26包括ABS入口或隔离阀30以及ABS排放或安全阀32。ABS入口阀30是常开的，而ABS排放阀32是常闭的。每个轮制动缸28包括ABS阀布置26，并且两个制动回路的制动流体压力在车辆中成对角地分别分配到相应的一对轮制动缸28 (左前(FL)和右后(RR)，或者右前(FR)和左后(RU)。所示的阻流阀布置24为牵引控制或车辆稳定性控制系统的一部分，并且包括在无流状态中常开的隔离阀25。在载流状态中，阻流阀布置24被阻隔，而使得制动流体不能从轮制动缸28回流到主制动缸18。可以通过自主的第二压力产生单元34与驾驶员控制的第一压力产生单元12独立地构建制动流体压力。自主的第二压力产生单元34包括由泵马达39驱动的泵36、衰减器44和孔口 38。衰减器44与泵出口 46和孔口 38的入口侧40流体连通。从泵36发出的脉动是制动流体流中的周期性波动。衰减器44在脉动峰值期间吸收制动流体，并且在脉动峰值之间释放制动流体。因此，衰减器44弄平孔口 38的入口侧40上的暂时压力累进。在泵36的进口侧上布置有低压蓄力器(LPA)48和泵入口或供给阀50。所示的泵入口阀50是常闭阀。当泵入口阀50无流且闭合时，泵36供应有来自LPA 48的制动流体。当泵入口阀50载流且打开时，泵36还可以从主制动缸18抽吸制动流体。驾驶员控制的第一压力产生单元12和自主的第二压力产生单元34在两个制动回路之一的共用制动支管52中传送制动流体。因此，两个压力产生单元12、34可以彼此独立地向制动回路的轮制动缸28构建制动流体压力。前述车辆制动系统10使用自主的第二压力产生单元34，以在车辆稳定性控制(VSC功能)范围内产生制动压力。此外，自主的第二压力产生单元34还用于适应巡航控制(ACC功能)。在该过程中，自主的第二压力产生单元34可以构建制动流体压力，以便在频繁连续的停止再起动过程中而不仅仅在异常的较罕见的行驶状况中自主的制动车辆。这种情况发生的比较少，以缓和行驶速度，在该行驶速度下车辆内部中的基本噪声水平较低。在这种条件下，已知的压力产生单元表示在驾驶舒适性方面令人讨厌的噪声和脉动的源头。应当理解，车辆制动系统10可以包括在主制动缸18和轮制动缸28之间流体连通地连接的液压控制单元(HCU)(图I中未示出)。如图2中最佳地示出，HCU通常包括液压阀组或壳体2，该液压阀组或壳体2容纳多个控制阀和本文所述的其它部件，以用于选择性地控制轮制动缸28处的液压制动压力。如图I以54最佳地示出，车辆制动系统10可以包括电子控制单元(E⑶)，该电子控制单元从传感器接收输入信号，该传感器为例如偏航速率、主缸压力、侧向加速度、转向角和轮速传感器。E⑶还可以从ACC系统56接收对地速度数据。ACC系统可以从雷达和车辆偏航速率传感器接收输入数据。Milot的美国专利No. 6，304，808中公开了适于在电子控制的车辆制动系统和电子控制的ACC系统中控制流体压力的车辆控制系统的一个实例，该专利以引用方式并入本文中。图2和3中大致以25示出了隔离阀的示例性实施例的截面图。隔离阀30可以与隔离阀25相同，并且在本文中将不再描述。隔离阀25接纳在形成于壳体2中的孔35内。隔离阀25包括中空阀拱顶或套筒58并且具有中心纵向轴线A，该中空阀拱顶或套筒58具有第一或闭合端部58A和第二或打开端部58B。电枢60具有上端部或第一端部60A和下端部或第二端部60B并且可滑动地接纳在套筒58中。阀本体62具有大致圆柱形本体部分63，该大致圆柱形本体部分63具有限定了第一直径部分的上端部或第一端部64以及限定了第二直径部分的第二端部或下端部66。在所不的实施例中，第二直径部分大于第一直径部分。阀本体62的第二端部66包括沿径向向外延伸的周向凸缘68。阀本体62的下端部66还包括环状区段67。纵向延伸的中心开口或孔70形成为穿过阀本体62。孔70包括第一端部64处的第一部分70A、第二端部66处的第二部分70B以及第一和第二部分70A和70B之间的第三部分70C。在所示的实施例中，第一和第二部分70A和70B具有基本上相同的直径，并且第三部分70C的直径小于第一和第二部分70A和70B的直径。第二部分70B限定了第二中间通路，以用于将第二通路P2连接到阀座构件72的孔口 96。第一和第三部分70A和70C的相交相应地限定了第一弹簧肩部70D。套筒58的第 二端部58B附接到阀本体62的第一端部64。套筒58可以通过任何合适的方式(例如利用单一激光焊接)附接到阀本体62。或者，套筒58可以通过任何其它期望的方法附接到阀本体62。现在参考图3和4，阀本体62的第二端部66为基本上圆柱形并且具有外表面66A。第二端部66的远侧端部66B限定了多个沿周向间隔开的城堡形部分200。多个凹口 202沿周向布置在相邻的城堡形部分200之间。凹槽204形成在第二端部66的外表面66A中，并且从凹口 202沿轴向朝向凸缘68。当阀本体62组装为阀25的一部分时，凹槽204和凹口202限定了流体流动路径，以用于流体流动穿过制动回路IlA且流入阀25，如箭头206所
/Jn o隔离阀25还包括阀座构件72和围绕套筒58设置的线圈组件74。因为隔离阀25是常开阀，所以当隔离阀25的线圈组件74不启动时，挺杆108 (以下详细描述)被弹簧76偏压而不与阀座构件72接触，从而允许流体沿两个方向中的一个流过隔离阀25。流体例如在牵引控制释放模式中可以沿箭头78的方向流动。或者，流体例如在ABS施加模式中可以沿箭头79的方向流动。当线圈组件74启动时，挺杆108被朝向阀座构件72推压，以阻断流体流过隔离阀25。在所示的实施例中，套筒58在深拉处理中由铁磁材料形成为单个部件。合适的铁磁材料的实例为低碳钢。然而，应当理解，低碳钢不是必需的，并且套筒58可以由任何其它期望的铁磁材料形成。阀座构件72包括上端部或第一端部72A以及下端部或第二端部72B。阀座构件72还包括基本上圆柱形的内壁84，该内壁84限定了内圆柱形部分并且同中心地布置在基本上圆柱形的外壁86中。外壁86限定了外圆柱形部分。内壁84和外壁86通过径向连接或基部壁88连接，至少一个开口或流体通道形成为穿过该基部壁88。内壁84、外壁86和基部壁88限定了环状凹槽92。在所示的实施例中，外圆柱形部分86的上端部86A压配合在阀本体62的环状区段67的外侧上。环状区段67还限定了面向下的轴向阻挡表面67S，该轴向阻挡表面67S被构造为与阀座构件72接合。阀座构件72包括纵向流体通道94，该纵向流体通道94在限定了阀座98的直径减小的孔口或开口 96中终止于第一端部72A处。内圆柱形部分84限定了第一中间通路94，该第一中间通路94将第一通路Pl连接到阀座构件72的孔口 96。外圆柱形部分86和环状区段67配合以限定第二中间通路70B，该第二中间通路70B将第二通路P2连接到阀座构件72的孔口 96。如图7最佳地示出，阀座98的外部(当观察图7时的上部)内表面限定了阀座肩部98S。阀座肩部98S可以具有任何期望的半径。在所示的实施例中，半径可以限定为比率，其中阀座肩部半径98S,=0. 08X球半径r4。阀座肩部半径98S,还可以在从大约
0.06X球半径r4到大约0. IOX球半径r4的范围内。或者，阀座肩部半径98S,可以在从大约0. 04 X球半径r4到大约I. 12 X球半径r4的范围内。在所示的实施例中，阀座构件为深拉部件，由铁磁材料在冷成形处理中形成。合适的铁磁材料的实例为低碳钢。然而，应当理解，低碳钢不是必需的，并且阀座构件72可以由 任何其它期望的铁磁材料形成。阀本体62的第二端部66可以压配合在阀座构件72的环状凹槽92中。电枢60可滑动地接纳在套筒58中。在所示的示例性实施例中，至少一个纵向凹槽100形成在电枢60的外表面中。纵向孔102形成为穿过电枢60，并且包括第一端部60A处的第一部分102A和第二端部60B处的第二部分102B。第一部分102A的直径小于第二部分102B的直径。球形阀部件或球106被压入到孔102的第一部分102A中。在所示的实施例中，球106由钢形成。或者，球106可以由任何其它基本上不可变形的金属或非金属形成。闭合元件或挺杆108的第一实施例包括第一端部108A、第二端部108B以及在第一和第二部分108A和108B之间的第三或中心部分108C。在所示的实施例中，第一端部108A和第二端部108B的直径小于中心部分108C的直径。第二端部108B和中心部分108C的相交限定了第二弹簧肩部108D。挺杆108的第一端部108A设置在电枢孔102的第二部分102B中，并且第二端部108B和中心部分108C设置在阀本体62的孔70中。挺杆108可以由任何期望的材料形成，例如聚亚苯基硫化物(PPS )、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚醚醚酮(PEEK)、不锈钢以及其它金属和非金属材料。第二端部108B的远侧部分被倒圆且用作阀密封元件，并且当阀25处于闭合位置时(例如当线圈组件74启动时)接合阀座98。应当理解，第二端部108B可以具有适合于形成与阀座98密封接合的任何形状。弹簧76围绕挺杆108的第二端部108B的外表面相应地设置在第一和第二弹簧肩部70D和108D之间。当隔离阀25处于打开位置时，弹簧76沿第一个轴向方向(沿箭头57B的方向)将挺杆108推压离开阀座构件72。当线圈组件74启动时，挺杆108沿着与第一轴向方向相反的第二轴向方向(沿箭头57A的方向)朝向阀座构件72轴向地运动，使得隔离阀25处于闭合位置(未不出)。在打开位置中，如图2所示，电枢60与阀本体62间隔开纵向距离G。当线圈组件74启动且挺杆108朝向阀座构件72和闭合位置沿轴向运动时，期望的是保持最小的气隙G。在所示的实施例中，最小气隙G为大约0. 10mm。在制造期间，球106被压入到孔102中所选深度处，以确保挺杆108相对于电枢60的期望位置，从而在阀25致动期间获得期望的最小气隙G。应当理解，最小气隙G可以变化，并且球106的位置在制造期间可以调节，以确保挺杆108相对于电枢60的期望位置，从而获得期望的最小气隙G。在所示的实施例中，电枢60由铁磁材料在冷加工处理中形成。合适的铁磁材料的实例为低碳钢。然而，应当理解，低碳钢不是必需的，并且电枢60可以由任何其它期望的铁磁材料形成。电线圈112围绕套筒58和电枢60设置，并且选择性地引起电枢60中的磁通量。图2和3中示出了止回阀和过滤器组件114的第一实施例。止回阀和过滤器组件114包括第一端部116和第二端部118。第一端部116限定了分段的环状定位构件，环状定位构件116的外表面144中具有至少一个凹口 144N。止回阀和过滤器组件114还包括基本上圆柱形的本体120，以及同中心地布置在基本上圆柱形的外壁124中的基本上圆柱形的内壁122。内壁122、外壁124和本体120限定了环状凹槽126。
外壁124中形成有多个流体出口开口 128。内壁122限定了第一纵向流体通道130，该第一纵向流体通道130与阀座构件72的纵向流体通道94流体连通。第一纵向流体通道130可以具有任何期望的直径或直径的组合，从而可以基于安装有止回阀和过滤器组件114的阀的流体流动要求来控制流体流动。例如，每个都具有不同尺寸流体通道130的多个止回阀和过滤器组件可以用于阀。流体通道130可以具有任何期望的直径，例如在从大约0. 35mm到大约0. 85mm范围内的直径。止回阀和过滤器组件114的第二端部118包括基本上圆柱形的过滤器腔体134。第二纵向流体通道136在第一纵向流体通道130的径向外侧形成在本体120中，并且与环状凹槽126流体连通。第二纵向流体通道136限定了止回阀阀座138。止回阀闭合元件或球139设置在第二纵向流体通道136中。过滤器壳体140为基本上圆柱形，并且以卡扣配合或过盈配合连接方式安装在止回阀和过滤器组件114的腔体134中。基本上盘状的过滤器部分(未示出)可以附接到过滤器壳体140的外侧端部表面140B。过滤器壳体140的内侧端部表面140A闭合第二纵向流体通道136并且将球139保持在通道136中。止回阀和过滤器组件114还限定了两个流体密封件。第一密封件154限定在本体120的外表面142与孔35之间。第二密封件156限定在内壁122的外表面123与阀座构件72的纵向流体通道94的内表面之间。止回阀和过滤器组件114以及过滤器壳体140可以由任何期望的材料形成，例如聚亚苯基硫化物(PPS)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)和类似物。在隔离阀25的所示实施例组装到壳体2中的过程期间，阀25设置在壳体2的孔35中，使得凸缘68被支撑在孔35的肩部部分4上。在所示的实施例中，阀本体62的凸缘68通过钉牢而保持在孔35中，由此与阀本体162附接的隔离阀25也保持在孔35中，其中壳体2的材料被迫与凸缘68的第一表面(当观察图2时的面向上的表面)接合。阀本体62还可以通过能够操作成将隔离阀25保持在孔35内的任何期望的机械或化学手段而保持在孔35中。图5示出了止回阀组件214的第二实施例。止回阀组件214与止回阀和过滤器组件114类似，并且包括第二端部218和附接到阀本体262的第一端部216。止回阀组件214还包括基本上圆柱形的本体220，以及同中心地布置在基本上圆柱形的外壁224中的基本上圆柱形的内壁222。内壁222、外壁224和本体220限定了环状凹槽226。外壁224中形成有多个流体出口开口 228。内壁222限定了第一纵向流体通道230，该第一纵向流体通道230与阀座构件72的纵向流体通道94流体连通。止回阀组件214的第二端部218包括基本上圆柱形的过滤器腔体234。第二纵向流体通道236在第一纵向流体通道230的径向外侧形成在本体220中，并且与环状凹槽226流体连通。环状密封凹槽238形成在第二端部218处，与过滤器腔体234相邻。环状凸起密封件239设置在密封凹槽238内。凸起密封件239允许流体在止回阀组件214外侧流过第二纵向流体通道236 (沿箭头241的方向)，但是不能穿过第二纵向流体通道236流入止回阀组件214。过滤器壳体240为基本上圆柱形，并且以卡扣配合或过盈配合连接方式安装在止回阀组件214的腔体234中。过滤器壳体240的内侧端部表面240A闭合环状密封凹槽238并且将凸起密封件239保持在环状密封凹槽238中。图6示出了止回阀组件314的第三实施例。止回阀组件314与止回阀组件214类似，并且包括第二端部318和附接到阀本体362的第一端部316。止回阀组件314还包括基本上圆柱形的本体320，以及同中心地布置在基本上圆柱形的外壁324中的基本上圆柱形的内壁322。内壁322、外壁324和本体320限定了环状凹槽326。外壁324中形成有多个流体出口开口 328。内壁322限定了第一纵向流体通道 330，该第一纵向流体通道130与阀座构件72的纵向流体通道94流体连通。止回阀组件314的第二端部318包括基本上圆柱形的过滤器腔体334。第二纵向流体通道336在第一纵向流体通道330的径向外侧形成在本体320中，并且与环状凹槽326流体连通。环状密封凹槽338形成在第二端部318处，与过滤器腔体334相邻。环状密封凹槽338包括唇缘密封凹槽部分337。如图6所示，唇缘密封凹槽部分337以截头圆锥形的方式形成，如WIPO公开W0/2008/097534中最佳地描述的，其中所公开的唇缘密封件和唇缘密封凹槽的描述以引用方式并入本文中。环状唇缘凸起密封件339设置在密封凹槽338内。唇缘密封件339允许流体在止回阀组件314外侧流过第二纵向流体通道336 (沿箭头341的方向)，但是不能穿过第二纵向流体通道336流入止回阀组件314。过滤器壳体340为基本上圆柱形，并且以卡扣配合或过盈配合连接方式安装在止回阀组件314的腔体334中。过滤器壳体340的内侧端部表面340A闭合环状密封凹槽338并且将唇缘密封件339保持在环状密封凹槽338中。图7包括挺杆458的替代实施例。挺杆458包括在挺杆458的鼻部处的倒圆的或基本上半球形的部分458S、从半球形部分458S延伸距离D。(当观察图7和13时向上延伸)的基本上圆柱形部分458C、以及从基本上圆柱形部分458C延伸(当观察图7和13时向上延伸)的锥形部分458T (在图13中也由虚线808T’示出)。在图7和8所示的实施例中，半球形部分458S具有半径r4。半径r4可以为任何期望的长度，例如大约0. 634mm。半径r4还可以在从大约0. 620mm至大约0. 648mm的范围内。或者，半径r4可以在从大约0. 600mm至大约0. 660mm的范围内。应当理解，基本圆柱形部分458C的轴向长度可以变化，以获得期望的制动性能，例如期望的基础制动性能。还应当理解，挺杆458可以形成为不具有基本上圆柱形部分458C。例如，图13所示的挺杆808包括基本上半球形部分808S和锥形部分808T，其中锥形部分808T在半球形部分808S的弧的0度和180度处与基本上半球形部分808S相交。如果需要，挺杆可以形成为其中挺杆808的锥形部分还可以以角度a 1(以下详细描述)从基本上半球形部分808S切向地延伸，如图13中虚线808T"所示。如图13所示，锥形部分808T"在角度a 3处与基本上半球形部分808S相交，该角度a 3小于半球形部分808S的弧的180度(在图13中0° -180°度线下方)。应当理解，尽管图8所示的阀座构件472可以是机械加工的且图2，3和7所示的阀座构件72是冷加工成形的，但是阀座98、挺杆458和阀本体62之间的相对尺寸和相对形状可以分别与阀座498、挺杆408和阀本体462基本上相同。还应当理解，尽管阀座构件472是机械加工部件，但是阀座构件和阀座可以形成为深拉部件，与图7所示的阀座构件72类似，但是其中阀座构件的上部部分可以沿径向向内且向下形成，以限定阀座。现在参见图8，图8中以425大致示出了隔离阀的第二实施例的一部分。图8中所示的隔离阀425的部分包括挺杆408的一部分、阀本体462的一部分以及阀座构件472的一部分。纵向延伸的中心开口或孔470形成为穿过阀本体462并且包括中心纵向轴线B。阀本体462的孔470包括第一圆柱形部分470A、第二圆柱形部分470B、以及在第一和第二圆柱形部分470A和470B之间限定了第三圆柱形部分470C的沿径向向内延伸的凸缘402。第三圆柱形部分470C具有第三半径r3。第三半径r3可以为任何期望的长度，例如大约I. 375mm。半径r3还可以在从大约I. 35mm至大约I. 40mm的范围内。或者,半径 r3可以在从大约I. 20mm至大约I. 55mm的范围内。倒圆的肩部S可以具有任何期望的半径。在所示的实施例中，半径可以限定为比率，其中肩部半径S^l. 32X球半径r4。肩部半径&还可以在从大约I. 07X球半径r4到大约1.57X球半径r4的范围内。或者，肩部半径&可以在从大约0.95X球半径r4到大约I. 69 X球半径r4的范围内。在所示的实施例中，第二圆柱形部分470B的直径大于第三圆柱形部分470C的直径。第一圆柱形部分470A的直径大于第二和第三圆柱形部分470B 和470C的直径。挺杆408包括第一端部(图8中未不出)、第二端部408B和外表面409。如图8所示，挺杆408的第二端部408B的外表面为锥形，测量得到与平行于轴线B的线C成角度a I。线C与挺杆408的第二端部408B的外表面的相交限定了交叉点Y。角度a I可以为任何期望的角度，例如大约7. 5度。角度a I还可以在从大约7.0度到大约8.0度的范围内。或者，角度a I可以在从大约5.0度到大约10. 0度的范围内。所示的阀座构件472包括基本上圆柱形壁484,该基本上圆柱形壁484限定了纵向流体通道494，该纵向流体通道494在限定了阀座498的直径减小的孔口或开口中终止于阀座构件472的第一端部472A处。阀座498包括具有第一半径rl和第一轴向长度或高度hi的第一圆柱形壁404、具有第二半径r2和第二轴向长度或高度h2的第二圆柱形壁406、以及在第一圆柱形壁404和第二圆柱形壁406之间的锥形中间壁414。第二圆柱形壁406和锥形中间壁414的相交限定了交叉点z。第二圆柱形部分470B和圆柱形壁484之间的环状空间410限定了中间流体流动出口通路。高度hi可以为任何期望的长度。在所示的实施例中，高度hi可以限定为比率，其中高度hl=0. 55X球半径r4。高度hi还可以在从大约0. 47X球半径r4到大约0. 63X球半径r4的范围内。或者，高度hi可以在从大约0. 32 X球半径r4到大约0. 78 X球半径r4的范围内。高度h2可以为任何期望的长度。在所示的实施例中，高度h2可以限定为比率，其中高度hl=0. 32X球半径r4。高度h2还可以在从大约0. 32X球半径r4到大约0. 47X球半径r4的范围内。或者，高度h2可以在从大约0. 32 X球半径r4到大约0. 63 X球半径r4的范围内。
倒圆的肩部S可以具有任何期望的半径。在所示的实施例中，半径可以限定为比率，其中肩部半径&=1.32乂球半径r4。比率肩部半径&还可以在从大约1.07X球半径r4到大约1.57X球半径r4的范围内。或者，肩部半径&可以在从大约0. 95X球半径r4到大约I. 69 X球半径r4的范围内。第一半径rl可以为任何期望的长度。在所示的实施例中，第一半径rl可以限定为比率，其中第一半径rl=l. 16 X球半径r4。第一半径rl还可以在从大约I. 14 X球半径r4到大约I. 18 X球半径r4的范围内 。或者,第一半径rl可以在从大约I. 07 X球半径r4到大约1.25X球半径r4的范围内。第二半径r2可以为任何期望的长度。在所示的实施例中，第二半径r2可以限定为比率，其中第二半径r2=0. 67 X球半径r4。第二半径r2还可以在从大约0.66 X球半径r4到大约0.68 X球半径r4的范围内。或者，第二半径r2可以在从大约0.65 X球半径r4到大约0.69 X球半径r4的范围内。第三半径r3可以为任何期望的长度。在所示的实施例中，第三半径r3可以限定为比率，其中第三半径r3=2. 17X球半径r4。第三半径r3还可以在从大约2. 13 X球半径r4到大约2. 21 X球半径r4的范围内。或者，第三半径r3可以在从大约I. 89X球半径r4到大约2. 45X球半径r4的范围内。在所示的实施例中，中间壁414相对于轴线B形成大约40. 5度的角度a 2。角度a 2还可以是在从大约40. 0度到大约41.0度的范围内的角度。或者，角度a 2可以在从大约38. 0度到大约43. 5度的范围内。再次参见图8所示的阀本体462，交叉点x与交叉点沿轴向间隔开距离b。距离b可以为任何期望的距离，例如大约I. 25mm。距离b还可以在从大约I. 20mm至大约I. 30mm的范围内。或者，距离b可以在从大约I. IOmm至大约I. 40mm的范围内。箭头Fl示出了纵向流体通道472中的第一或会聚流体流动路径。箭头F2示出了第二或分散流体流动路径，并且第二或分散流体流动路径还限定了中间出口流动路径随着流体沿着挺杆408的外表面409向上运行(如箭头F2所示)，沿着挺杆外表面409的流体压力减小。相对于没有所示锥形的类似挺杆，挺杆408的锥形形状引起向上流动压力减小。图9示出了在五个代表性的压差水平(以巴测量的)处增大液压流动力以增大挺杆408行进的距离的示意性图线。如图所示，由于锥形角度a 1，在阀操作期间液压流动力中出现较急剧的下降，直到阀打开到第一或最少打开位置。已经示出的是，增加锥形角度a I将会使得图9所示的流动力的急剧下降的有益效果最大化，如下所述。阀座498、挺杆408和阀本体462的组合形状使得流体沿着大致由箭头F2所示的路径流动。在流体已经运动超过交叉点Y (当观察图8时交叉点Y的上侧)一定距离之后，使得流体分开或在挺杆408的锥形表面409的径向外侧流动。大致由圆412示出的使得流体在挺杆408的锥形表面409的径向外侧流动的区域将会根据出口通路410和阀座498的位置而变化。例如，交叉点X和交叉点z之间的距离越大(即距离b越大)，则第三半径r3越小，并且肩部S的圆度或半径越大，则在锥形表面409的径向外侧朝向出口通路410流动之前流体可以沿着挺杆408的锥形表面409 (当观察图8时向上)流动得更远。当使得流体在锥形表面409的径向外侧流动的区域412进一步远离交叉点Y时，挺杆表面409上的低压区域增大。当阀425打开时，挺杆表面409上该增大的低压区域可以由力对行程曲线的较陡的负比降表示，如图9所示。可以通过增大高度hi和减小第一半径rl而增大挺杆表面409上该增大的低压区域。还可以通过增大高度h2或改变交叉点X与第一端部472A之间的距离而增大挺杆表面409上该增大的低压区域。距离d可以为任何期望的长度。在所示的实施例中，距离d可以限定为比率，其中距离d=0. 85 X球半径r4。距离d还可以在从大约0. 77 X球半径r4到大约0. 93 X球半径r4的范围内。或者，距离d可以在从大约0. 62 X球半径r4到大约I. 08 X球半径r4的范围内。随着阀425在闭合位置和最少打开位置M之间的运动所经历的流动力的急剧下降可以通过调节阀座498、挺杆408和阀本体462的形状和尺寸而改变。应当理解，最少打开位置M可以为任何期望量的挺杆行程，并且可以通过阀425的期望特征进行确定。有利地，如图9所示的陡的负力对行程曲线表示显著改进的阀控制。在此所用的， 改进的阀控制被限定为对于当施加磁力以将阀闭合到期望位置时平衡或控制磁力水平中较大的变化而言阀开口中非常小的变化，也称为控制分辨能力。在具有平整(更水平)力对行程曲线的类似阀的实施例中，使得挺杆移动更多，并且随着磁力水平中的每次小变化而可能不期望地震荡。因此，如图8所示和本文所述的阀425的结构提供了改进的和决定性的阀控制或ABS操作所需的控制分辨能力。阀425的结构还改进了 NVH，并且确保ABS操作中正确的阀流动测定。弹簧76设置在阀本体62和挺杆108之间，并且接合阀本体62和挺杆108。作为所示的阀25、425的另一个优点，流体沿着中间出口流动路径F2在阀座98和闭合元件108之间流动，在闭合元件108的径向外侧流动到由阀座构件72和阀本体62之间的环状空间限定的中间流体流动出口通路410，使得中间出口流动路径F2不会流过弹簧76并且不会被弹簧76改变。再次参见图9，力对行程曲线表明液压或流体流动力在阀开口标记或挺杆行程点处的增大大于最少打开位置M (示出为曲线图中的隆起)。通过相对于较小的挺杆行进距离(即阀具有较小的开口)更靠近交叉点Y的点处与挺杆表面409分开流动而导致该隆起。由隆起表示的所示的力的增大在正常制动期间以及大的阀开度和大的流体流量状况期间可能是有利的。例如，在正常制动中，向上的力期望用来防止由于大的压差(例如来自突然的停止或应用峰值)而导致挺杆降低。这种大的压差可能导致阀关闭和不期望的制动损失。在没有所示的隆起的情况下，阀可能在较大的阀开口值下经历负的或降低的力，并且不能够进行正常制动。阀425及其合力对行程曲线确保了对于较大的阀开口值保持正的力，并且确保优良的ABS操作，而不破坏正常的制动。显然，本文所述和所示的阀25和425提供了显著改善的模拟控制或能力，以确保阀输出或响应与输入指令成比例。具体地，对于特定的压差，由穿过阀的流体流限定的阀输出与由线圈组件74处的电流限定阀输入成比例。在所示的实施例中，阀25和425的模拟控制接近最佳的或者I :1的比例。在另一个实施例中，阀425可以在没有弹簧76的情况下组装，该弹簧76向挺杆408施加预载荷。在图2所示的阀25的实施例中，弹簧76推压挺杆108离开阀座构件72，并且保持阀25打开，直到在正常制动中达到大约IN的降低的力。如图9所示，正的上升的力在典型的操作压差范围内作用在阀425的挺杆408上，如图9中的线A至E所示。例如，在大约200巴的压力下，从0至大约0. 250mm的挺杆行程，作用在挺杆408上的上升力超过IN。因此,作用在挺杆408上的上升力随着压差的增大而增大,甚至在较大的阀开口值下。从而，通过提供改善的模拟控制、性能和NVH特性，所示的阀425相对于其它已知的挺杆型电磁阀在ABS和正常制动操作方面提供改进的性能。现在参见图10至12，其示出挺杆的替代实施例。在图10中，锥形腔体502形成在挺杆508的第二端部508B中。在用于ABS应用的具有圆形鼻部挺杆的许多电磁阀中，当阀打开时，由于作用在挺杆上的伯努利(Bernoulli)力而可能出现牵引(朝向阀座)力。在基础制动应用、峰值应用期间，或者当存在突然高的流体流时，以及当大压差时，可能出现这种牵引力。有利地，在挺杆508具有锥形腔体502的阀中，当挺杆508处于完全打开位置时，在挺杆508的第二端部508B处存在流体流动力的增大。反之，锥形腔体502对计量的流动位置基本上没有影响，例如在ABS事件情形下，当挺杆508处于完全打开位置时，在挺杆508的第二端部508B处 存在流体流动力的增大。应当理解，挺杆508的第二端部508B可以具有任何期望形状的腔体。例如，图11示出了形成在挺杆608的第二端部608B中的腔体602。所示的腔体602具有基本上方形的开口，并且腔体602的每个内壁也为方形，从而限定了立方体形腔体。或者，腔体602可以具有基本上矩形的开口，并且腔体602的每个内壁也可以是矩形。图12示出了形成在挺杆708的第二端部708B中的凹陷腔体702。在图10至12所示的实施例中，腔体502、602和702基本上对称。或者，可以在挺杆的倒圆的第二端部中形成其它的基本上对称和不对称的腔体。在多个实施例中已经描述了控制阀的操作原理和模式。然而，应该指出的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所述的控制阀可以以除了具体地所示和所述之外的方式实施。
权利要求
1.一种电磁阀，其用于控制液压阀组中的第一通路和第二通路之间的流体流动，所述电磁阀包括 阀本体，所述阀本体限定了中心轴线并且具有贯穿的中心开口，所述阀本体具有用于插入到所述阀组的孔中的下端部； 中空阀拱顶，所述中空阀拱顶附接到所述阀本体的上端部； 电枢，所述电枢能够在所述阀拱顶中沿轴向运动； 弹簧，所述弹簧用于沿一个轴向方向偏压所述电枢； 闭合元件，所述闭合元件联接到所述电枢的下端部； 电磁线圈，所述电磁线圈同轴地围绕所述电枢，并且能够操作成实现所述电枢沿与所述一个轴向方向相反的轴向方向的轴向运动； 阀座构件，所述阀座构件由所述阀本体的下端部承载并且具有孔口，所述孔口提供所述第一阀组通路和第二阀组通路之间的流体流动，所述阀座构件限定了围绕所述孔口的阀座并且与所述闭合元件配合以用于选择性地闭合所述孔口， 其特征在于 所述阀座构件形成为深拉部件并且包括管状部分，所述管状部分具有限定了阀座的一个端部和与所述阀本体连接的相对端部。
2.根据权利要求I所述的阀，其中所述管状部分包括面向上的斜切表面，所述斜切表面用于与所述闭合元件接合，所述斜切表面的下端部终止于所述阀孔口处或终止于所述阀孔口附近，并且所述斜切表面的上端部终止于沿轴向延伸的出口开口处或终止于所述沿轴向延伸的出口开口附近。
3.根据权利要求I或2所述的阀，其中所述阀座构件包括阻挡构件，所述阻挡构件设置在所述深拉部件上，以用于与所述阀本体接合，从而沿轴向相对于阀本体定位所述阀座构件。
4.根据权利要求I至3所述的阀，其中所述管状部分形成为包括沿所述电枢的方向面向上的圆形边缘，并且包括从所述圆形边缘向下间隔开的直径减小区段，以限定面向上的阀座和所述阀孔口。
5.根据权利要求I至4所述的阀，其中所述管状构件的上端部向上伸入到所述阀本体的孔中，并且所述阀本体的孔配合以限定环状流体通路。
6.根据权利要求I至5所述的阀，其中所述管状部分为内管状部分，并且其中所述深拉部件还包括外管状部分，所述外管状部分通过沿径向延伸的壁连接到所述内管状部分，并且其中所述外管状部分附接到所述阀本体的下端部。
7.根据权利要求6所述的阀，其中所述沿径向延伸的壁接合所述阀本体的下端部，以用于相对于所述阀本体沿轴向定位所述阀座构件，并且其中所述外管状部分围绕所述阀本体的下端部。
8.根据权利要求7所述的阀，其中所述沿径向延伸的壁和所述外管状部分配合以限定与所述阀孔口以及所述第一通路和第二通路中的一个流体连通的通路。
9.根据权利要求I至6所述的阀，其中所述闭合元件为沿轴向延伸的挺杆，所述挺杆被构造为具有端部部分，所述端部部分形成为部分球形以用于与所述阀座接合。
10.根据权利要求9所述的阀，其中所述挺杆包括锥形部分，所述锥形部分具有下部直径减小部分和上部部分，所述上部部分限定的上直径大于下直径，并且其中所述锥形的角度小于10. O度。
11.根据权利要求9至10所述的阀，其中所述挺杆的上端部接纳在形成于所述电枢内的中心孔中，并且包括调节元件，所述调节元件位于所述电枢中并且能够与所述挺杆的上端部接合，以用于相对于所述电枢的下端部沿轴向定位所述挺杆。
12.根据权利要求9至11所述的阀，其中当所述闭合元件坐落在所述阀座上时，所述锥形部分的最下侧端部在所述阀座的最下侧端部附近或下方。
13.根据权利要求9至12所述的阀，其中所述挺杆的最下侧端部设 置有凹陷部。
14.根据权利要求9至13所述的阀，其中所述阀本体设置有在所述阀座的最上侧端部上方间隔开预定距离的肩部，以用于沿着所述阀孔的内壁在向下的方向上重新定向来自所述阀座的向上流体流。
15.根据权利要求14所述的阀，其中所述肩部通过弯曲的壁与所述阀孔的内壁连接。
16.根据权利要求14所述的阀，其中所述肩部通过斜切的壁与所述阀孔的内壁连接。
17.根据权利要求14-16所述的阀，其中所述弹簧在所述肩部上方定位在所述阀本体中。
18.根据权利要求14所述的阀，其中所述阀座的上端部限定了出口直径，并且其中所述阀本体的肩部在所述阀座的上端部上方间隔开的距离大致等于所述出口直径。
19.根据权利要求I所述的阀，其中在所述阀本体的下端部上安装有过滤器组件。
20.根据权利要求19所述的阀，其中所述过滤器结合有为四芯密封件形式的止回阀。
21.根据权利要求19所述的阀，其中所述过滤器结合有为唇缘密封件形式的止回阀。
全文摘要
本发明涉及一种电磁阀，其用于控制液压阀组中的第一通路和第二通路之间的流体流动，该电磁阀包括阀本体。阀本体限定了中心轴线，具有贯穿的中心开口，并且具有适于插入到阀组的孔中的下端部。中空阀拱顶附接到阀本体的上端部。电枢能够在阀拱顶中沿轴向运动。弹簧沿一个轴向方向偏压电枢。闭合元件联接到电枢的下端部。电磁线圈同轴地围绕电枢，并且能够操作成影响电枢沿与所述一个轴向方向相反的轴向方向的轴向运动。阀座构件由阀本体的下端部承载，并且具有提供第一和第二阀组通路之间的流体流动的孔口。阀座构件限定了围绕孔口的阀座，并且与闭合元件配合以选择性地闭合孔口。阀座构件形成为深拉部件并且包括管状部分，该管状部分具有限定了阀座的一个端部和与阀本体连接的相对端部。
文档编号H01F7/16GK102741600SQ201180008215
公开日2012年10月17日 申请日期2011年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者G·J·克拉夫奇克, J·汤普森, K·格雷科, L·利文撒尔, N·马诺利奥斯, P·卢曾斯基, W·多伊尔 申请人:凯尔西-海耶斯公司