可与可变凸轮正时系统一起使用的双斜面挡块的制作方法

本发明涉及挡板阀领域。更具体地，本发明涉及一种与用于可变凸轮正时系统的双挡板阀一起使用的双斜面挡块。

背景技术：

内燃机采用各种机构来改变凸轮轴和曲轴之间的相对正时，以改善发动机性能和/或减少排放。这些可变凸轮轴正时(vct)机构中的大多数在发动机凸轮轴(或多凸轮轴发动机中的多个凸轮轴)上使用一个或多个“叶片相位器”。叶片相位器包括具有一个或多个叶片的转子，转子安装于凸轮轴的末端并且被壳体组件包围，壳体组件具有叶片腔室，叶片被装配到叶片腔室中。可以将叶片安装到壳体组件，也可以使腔室位于转子组件中。壳体的外圆周形成通过链条、皮带或齿轮接收驱动力的链轮、皮带轮或齿轮，该驱动力通常来自曲轴，或者可能来自多凸轮发动机的另一个凸轮轴。

除了凸轮轴扭矩致动(cta)可变凸轮轴正时(vct)系统之外，大多数液压vct系统工作在两个原理下，即油压致动(opa)或扭矩辅助(ta)。在油压致动的vct系统中，油控制阀(ocv)将发动机油压引导至vct相位器中的一个工作室，同时使相对的由壳体组件、转子组件和叶片限定的工作室排气。这在一个或多个叶片上产生压差以在一个方向或另一个方向上液压推动vct相位器。将阀归中或移动至零位会在叶片的相对侧上施加相等的压力并将相位器保持在任何中间位置。如果相位器在使阀更快打开或关闭的方向上移动，则相位器被认为是提前的，而如果相位器在使阀更迟打开或关闭的方向上移动，则相位器被认为是滞后的。

扭矩辅助(ta)系统工作在类似的原理下，除了它们具有一个或多个止回阀，以防止vct相位器在与被命令移动的方向相反的方向上移动，以防它引起相反的力，比如由凸轮操作引起的扭矩脉冲。

现有技术中用于可变凸轮正时系统的进口止回阀通常包括单个开口和球形止回阀。

技术实现要素：

进口止回阀控制流体进入可变凸轮轴正时相位器的流动。在本发明的实施例中，进口止回阀包括：壳体；挡板阀，其联接到壳体上并且具有至少两个柔性挡板，每个挡板包括翼部；阀座，其联接到壳体上并且与挡板阀间隔开，阀座包括至少两个开口，该至少两个开口分别与至少两个挡板的至少两个翼部对准；止挡件，其联接到壳体上并且与挡板阀和阀座都间隔开使得挡板阀被布置在阀座与止挡件之间，止挡件包括至少两个挡块，每个挡块具有倾斜构造，倾斜构造具有第一倾斜表面和第二倾斜表面，第二倾斜表面从第一倾斜表面升高并延伸到邻近至少两个柔性挡板的相应的翼部的位置，使得在至少两个柔性挡板移动预定量之后，每个挡块的第二倾斜表面接触相应的翼部。

在示例性实施例中，止挡件通过二次成型工艺与壳体一体地形成。

在另一示例性实施例中，止挡件与壳体分开形成。

附图说明

图1示出了根据本发明构思的示例性实施例的双挡板阀组件的等距视图。

图2a示出了根据图1的示例性实施例的双挡板阀组件的仰视等距视图。

图2b示出了根据图1的示例性实施例的双挡板阀组件的俯视等距视图。

图3示出了展示根据图1的示例性实施例的双挡板阀组件的部件的分解图。

图4a示出了根据图1的示例性实施例的具有双斜面挡块的双挡板阀组件的第一壳体部分的俯视图。

图4b示出了根据图1和图4a的示例性实施例的说明了挡块的双斜面的第一壳体部分的透视图。

图5a示出了根据本发明构思的示例性实施例的双挡板阀的俯视图。

图5b示出了根据图5a的示例性实施例的双挡板阀部的侧视图。

图5c示出了使用单斜面挡块操作的挡板上的应力。

图5d示出了根据图4的示例性实施例的使用双斜面挡块操作的挡板上的应力。

图6a示出了根据本发明构思的示例性实施例的阀座的俯视图。

图6b示出了根据图6a的示例性实施例的阀座的侧视图。

图7a示出了根据本发明构思的示例性实施例的过滤器的俯视图。

图7b示出了根据图7a的示例性实施例的过滤器的侧视图。

图8示出了组装在套筒上的双斜面挡块双挡板阀的视图。

具体实施方式

在以下描述中，参考形成描述的一部分的附图，并且在附图中以说明的方式示出了可以实践本发明教导的特定示例性实施例。对这些实施例进行了充分详细的描述以使所属领域的技术人员能够实践本发明教导，并且应当了解，可利用其他实施例，并且可在不脱离本发明教导的范围的情况下作出改变。

在本文中使用的术语仅仅是为了描述特定示例性实施例，而不是旨在限制。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包括(comprises)”，“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包含性的，因此指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行，除非明确地标识为执行顺序。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。

当元件或层被称为“位于另一元件或层上”、“接合到另一元件或层”、“连接到另一元件或层”或“联接到另一元件或层”时，其可以直接位于另一元件或层上、接合到另一元件或层、连接到另一元件或层或联接到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接位于另一元件或层上”、“直接接合到另一元件或层”、“直接连接到另一元件或层”或“直接联接到另一元件或层”时，可以不存在中间元件或层。用于描述元素之间关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，“在......之间”对“直接在......之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。

为了便于描述，可以在本文中使用诸如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语来描述如附图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。除了附图中所描绘的取向之外，空间相对术语可以旨在涵盖装置在使用或操作中的不同方向。例如，如果将附图中的装置翻转过来，那么被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方的方向。该装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向上)，并且在本文中使用的空间相对描述语被相应地解释。

一种用于可变凸轮正时装置的控制阀，包括进口止回阀，进口止回阀包括具有两个挡板的挡板阀，两个挡板优选地被挡块限位。在一些实施例中，这种挡块是阀壳体的一部分，阀壳体优选地通过二次成型工艺制成。在其他实施例中，挡块是单独止动件的一部分，并且阀壳体优选地通过二次成型工艺单独制成。其他工艺(包括但不限于其他注射模制工艺)可替代地用于制造壳体或其他部件。

与现有技术的止回阀相比，在可变凸轮正时系统中使用双挡板阀作为进口止回阀可以带来显著的益处，比如封装更小、性能更好并且成本更低。

双挡板阀允许可变凸轮正时装置具有高流量。双挡板阀用作可变凸轮正时装置的进口止回阀。双挡板阀打开阀座的进油通道，并且当挡板阀碰到相应的挡块时，阀的行程停止。挡板阀在某种程度上类似于用于摩托车或汽车的减震器中使用的垫片阀，但是在此描述的本发明构思使用了两个挡板而不是单个垫片。更具体地，本发明构思的双挡板阀使用垫片来打开/关闭两个油道，而不是使用能够由球体、球或盘打开和关闭的单个通道的传统阀。本发明构思的双挡板阀改进了进油从凸轮前端到套筒的流通。

虽然挡板止回阀组件被示出为进口止回阀，但是止回阀组件可以位于液压系统内的任何地方。

在示例性实施例中，可以提供单件式壳体和挡板阀组件。在可选示例性实施例中，可以在双挡板阀的背面添加过滤器以防止污染。阀壳体可以包括一体形成在其中以限制挡板阀的挡板的行程的挡块。可替代地，挡块可以被包括为与壳体分开的阀组装件。壳体优选地使用二次成型工艺制成。

在根据示例性实施例的挡板阀组件中，优选地具有两个挡板阀，其流量为现有技术的进口止回阀的流量的大约2至3倍。在优选实施例中，挡板阀的总油通道大约为40mm²。相比之下，球直径为6.0mm的现有技术止回阀的油通道为约14.6mm²。

在一些实施例中，挡板阀优选地组装在壳体内，壳体优选地通过二次成型工艺制成。如上所述，阀组件壳体可以包括两个挡块，以将阀的两个挡板的行程限制在1.3mm。该行程使得开口通道为约40mm²。

在各优选实施例中，壳体可以由塑料或塑料和玻璃纤维(例如～50％的玻璃纤维)制成。在一些优选实施例中，双挡板阀和/或过滤器可以由钢制成。在一些优选实施例中，阀座可以由钢制成。在使用单独的止挡件的示例性实施例中，具有挡块的止挡件可以由钢制成。

图1中示出了双挡板止回阀组件100的示例性实施例。双挡板阀止回阀组件100用于控制进入可变凸轮轴正时相位器(为了本申请的简洁未示出)的流体。如图1所示，壳体102包括第一壳体部分102a和第二壳体部分102b。如下面将更详细地描述的，壳体102可以包括形成在第一壳体部分102a中的主体107。包括一对挡块103(见图3)的止挡件可以形成在壳体102的主体107中。挡块103设计成限制相应的柔性挡板108的运动(见图3)。壳体102还包括围绕双挡板止回阀组件100的所有部件的唇缘101。

图2a示出了图1的双挡板阀组件100的等距仰视图。在该视图中，主体107是可见的。

图2b示出了双挡板阀组件100的等距俯视图。如图2b所示，俯视图示出了露出的过滤器110作为壳体102内的多个部件中的最顶部部件。第二壳体部分102b装配在过滤器110的外周上，并且包括从第二壳体部分102b的外周向内突出的两个延伸部111。每个延伸部111包括孔112，孔112完全延伸穿过相应的延伸部111以接收相应的突起107a、107b，这将在下面更详细地描述。

返回参见图2a和图3，一对挡块103的后侧被示出为形成在主体107中并且在面向第二壳体部分102b的方向上远离主体107延伸。挡块103可以在二次成型过程中与主体107一体地形成。或者，挡块103可以形成在与主体107分开的止挡件上，然后被添加到主体107上方的第一壳体部分102a。

参见图3，挡块103被示出为形成为主体107的一部分，并且被设置成限制双挡板阀106的两个柔性挡板108的行程，以防止双挡板阀106打开得太远并改善挡板108的动态响应，并且因此改善了双挡板阀组件100的动态响应。每个柔性挡板108的行程在此限定为挡板108的第一位置和第二位置之间的差。挡板108的第一位置是挡板108的翼部108b(在下文中详细描述)与双挡板阀106的其余部分处于同一平面中时的位置，挡板108的第二位置是翼部108b(在下文中详细描述)与相应的挡块103接触时的位置。

挡块103向下倾斜的方式为每个挡块103延伸到挡板108的相应的桨部(或翼部)108b之下的位置。应当注意，每个挡块103的斜面可以形成为具有实现本文所述的预期目的的任何期望角度，并且可以设计为根据使用双挡板阀组件100的周围环境(即特定相位器)而最有利于流体流动。

在该示例性实施例中，挡块103构造成在相对于彼此的相反方向上倾斜，使得它们与挡板108的翼部108b相对应，如上文所述并在图3中所示出的。

一对突起107a和107b可以形成为从主体107的相对端向外延伸。这些突起107a和107b沿朝向第二壳体部分102b的方向从主体107向外延伸，以容纳双挡板阀100的每个部件。

双挡板阀106可以包括一对孔112，该对孔112与穿过其中的一对突起107a和107b对准并容纳该对突起107a和107b。双挡板阀106可以具有上述挡板108，每个挡板108形成于其中，类似于半岛从陆地延伸的方式，使得每个挡板108的翼部108b和杆部108a的侧部不与双挡板阀106的外周(或环)接触，而是当处于其静止位置时在与挡板阀106的其余部分相同的平面中延伸。因此，只有杆部108a的根部连接到双挡板阀106的环(见图5a)。该对挡板108被设计成允许油以高流量穿过阀组件100。

仍然参见图3，阀座104可以设置在双挡板阀106上方，并且可以包括一对开口105，该对开口105邻近挡板108的翼部108b中的相应一个对齐，以引导油(流体或其他流体)直接在挡板108的翼部108b上流动。阀座104还可以包括一对孔112，该对孔112与穿过其中的一对突起107a和107b对准并容纳该对突起107a和107b，使得阀座104保持与双挡板阀106对准。

如该示例性实施例中所示，过滤器110可以邻近阀座104设置，位于设置双挡板阀106的一侧的相对侧。过滤器110可以有利于防止不希望的颗粒和/或其他污染物进入双挡板阀组件100。过滤器110可以包括位于其中心的网部(未示出)。然而，可以替代地实施能够实现本文描述的预期目的其他形式的滤波器110。过滤器110还可以包括一对孔112，该对孔112与穿过其中的一对突起107a和107b对准并容纳该对突起107a和107b，以保持过滤器110与双挡板阀组件100的其他部件对准。

如上文参照图3所述，挡块103示出为以使它们接近每个挡板108的相应的翼部108b的方式而具有向下的斜面。每个挡块103的这种斜面设计用于限制双挡板阀106的对应挡板108的行程，从而控制双挡板阀106能够打开的量。此外，每个挡块103优选地包括双斜面(见图4)。形成在每个挡块103中的双斜面可以更大程度地控制流过双挡板阀组件100的油量。挡块103的双斜面设计还可以改善挡板108的动态响应，并且显著地减小应力，该应力主要出现在挡板108的每个杆108a的根部处，这将在下面参考图5a和5d更详细地描述。

图4a示出了壳体102a的第一部分的俯视图。如图所示，本体107与壳体102a的第一部分一起二次成型，并且可以一体地包括彼此平行地形成并且在本体107的宽度上对准的两个挡块103。两个挡块103形成为从一端到另一端向下倾斜，一个挡块103的斜面在第一方向上，而另一个挡块103的斜面在相反方向上。此外，每个挡块103可以包括第一斜面103a和第二斜面103b。每个挡块103的第一斜面103a开始于壳体102a的第一部分的外周，并且以挡块朝向壳体102a的第一部分的中心延伸的方式而向下倾斜。第二斜面103b包括从第一斜面103a像台阶一样上升、然后向下倾斜以完成挡块的部分。第一斜面103a的角度可以在2-10度之间，第二斜面103b的角度可以比第一斜面103a的角度大至少2度。

图4b示出了其中一体形成有主体107和斜面103的第一壳体部分102a的俯视图。如这里所示，第一斜面103a从第一壳体部分102a的外圆周向内延伸，同时朝着主体107的表面向下倾斜。在预定点处，第二斜面103b开始于从第一斜面103a的顶表面向台阶式上升，然后继续至挡块103的末端，同时向下倾斜。

图5a示出了根据图3所示的示例性实施例的双挡板阀106的俯视图。如图所示，双挡板阀106可以包括两个挡板108，每个挡板108沿着杆部108a从双挡板阀106的周边(或环部分)向内延伸并且具有从杆部108a延伸的翼108b。杆部108a和翼部108b都与双挡板阀106的除了杆部108a的根部之外的任何其他部分完全分离，其中每个挡板108连接到双挡板阀106的外环部。因此，挡板108可以动态地屈曲，使得杆108a的一部分和翼部108b朝向相应的挡块103移动。双挡板阀106还包括一对孔112，其容纳穿过其中的延伸部107a和107b。

图5b示出了双挡板阀106的侧视图。

图5c示出了使用单斜面挡块103(传统设计)时产生的挡板108中的最大主应力。相比之下，图5d示出了使用双斜面挡块103时产生的挡板108中的最大主应力，如图4所示。在进行测试期间，当使用单斜面挡块103时(挡板108屈曲以允许油从中流过)，挡板108上的大部分应力发生在每个挡板108的杆部108a的根部。当使用单斜面挡块103(左图)时，发生在杆部108a的根部处的应力的量平均大约为872mpa。相反，当使用双斜面挡块103(右图)时，发生在杆部108a的根部处的平均应力量大约为507mpa，挡板108上的剩余应力沿着杆108a分布并部分地分布到翼108b中。

图6a示出了根据如图3所示的示例性实施例的座阀104的俯视图。如这里所示，座阀104可以包括一对开口105以允许油穿过其流动到邻近其定位的每个挡板108的翼部108b。每个开口105还可以形成为与每个挡板108的相应的翼部108b形状一致，以使引导到翼部108b的油的流量最大。座阀104还可以包括一对孔112，该对孔112容纳延伸部107a和107b，以保持座阀104与双挡板阀组件100的其他部件对准。

图6b示出了图6a的座阀104的侧视图。

图7a示出了根据图3所示的示例性实施例的过滤器110的俯视图。如这里所示，过滤器110可以包括周向外周110a和从外周110a向内突出的内部110b。内部110b可以包括在其中心具有孔的周边，以在其中保持网(未示出)，从而将颗粒和其他污染物从流动穿过网和双挡板阀组件100的油中过滤掉。过滤器还可以包括一对孔112，其容纳穿过其中的延伸部107a和107b，以保持过滤器110与双挡板阀组件100中的其他部件对准。

图7b示出了图7a的过滤器110的侧视图。

如上所述，双斜面挡块103可以限制相应的挡板108的运动量，可以通过在挡板108的整个杆部108a和翼部108b上重新分配应力来更好地控制施加到挡板108上的应力，并且可以改善挡板108的动态响应。双斜面挡块103还可以更好地控制进入其中连接有双挡板阀组件100的可变凸轮轴正时相位器的油量。

参见图8，根据图1-7b的示例性实施例的双挡板阀组件100被示出为组装在可变凸轮轴正时相位器的控制阀的套筒200上。套筒200也被称为套筒二次成型件。套筒200可以由钢或其他金属或材料制成，这些材料可以实现对可变凸轮轴正时相位器进行长期可变凸轮轴正时的预期目的。尽管为了本申请的简洁性而未示出，但是套筒200的顶部通常形成有凹槽，以容纳双挡板阀组件100的双斜面挡块103。箭头a示出了油穿过过滤器110进入止回阀组件100(通常从凸轮轴前端接收)的流动。箭头b示出了油从止回阀组件100到套筒二次成型件200的公共通道的流动。

因此，应当理解，本文描述的本发明的实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。本文中对所说明的实施例的细节的参考并不旨在限制权利要求书的范围，权利要求书本身陈述了被认为是本发明所必需的那些特征。