液体阀及其阀座的制作方法

本申请涉及一种液体阀及其阀座，尤其涉及一种用于内燃机领域的进油阀及其阀座。

背景技术：

在内燃机中，需要在高压下将燃油等液体供给到需要的空间(例如，汽缸)，其中燃油等液体的供给一般通过液体阀的打开和关闭来控制。

现有技术的液体阀通常包括阀座、阀芯和阀体，其中阀座设有供给液体的阀孔，阀芯设置在阀体中并且可移动地密封阀孔，以控制液体的供给。例如，在内燃机的进油阀的工作过程中，来自供油口的高压燃油能够将阀芯顶起，而使阀芯与阀座的密封面彼此分开，这样高压燃油经两密封面之间的间隙流出，并从阀体的出油口排出。当停止供应高压燃油时，阀芯下降而与阀座再次形成密封。由于阀座与阀芯接触的密封面通常为径向扩大的表面，所以高压燃油在从阀孔流出而经过阀座的密封面时往往会产生气泡，而这些气泡在压力波动下破裂，导致在阀座和阀芯的密封面附近产生所谓的“高压穴蚀”现象。这将影响进油阀的密封效果、导致设备出现故障。由于阀座更换和维修的难度更大、成本更高，所以应尽量避免阀座出现故障。

应注意的是，不仅在内燃机领域，而且在采用液体阀控制高压液体流动的其它领域同样也存在着上述的问题。

因此，需要一种改进的液体阀及其阀座，以克服阀座的“穴蚀”问题，延长阀座使用寿命和减少设备故障。

技术实现要素：

本申请的目的在于提出一种改进的液体阀及其阀座，以克服上述技术问题。

为此，根据本申请的一方面，提供一种用于液体阀的阀座，所述阀座设有阀孔和第一密封面，所述第一密封面被构造成能够与所述液体阀的阀芯的第二密封面接触以密封所述阀孔，其中在所述阀孔的出口端处还形成有倒角表面，且在所述阀座的第一密封面和所述倒角表面的相交区域和/或所述倒角表面上设有至少一个突起部。

进一步地，所述突起部被构造成朝向所述阀芯延伸，且在所述第一密封面与第二密封面接触时，所述突起部与所述阀芯保持间隙。

进一步地，所述突起部被构造成围绕所述阀孔形成的连续的或断续的环形突起部。

进一步地，所述突起部的尺寸是受控的，以避免节流效应。

进一步地，所述突起部与所述阀座一体地形成。

进一步地，相对于基准面，所述第一密封面是斜面，且所述倒角表面是比所述第一密封面斜度更大的斜面，其中所述基准面是垂直于所述阀孔的纵向中心轴线的平面。

根据本申请的另一方面，提供了一种液体阀，包括：上述的阀座；阀体，所述阀体与所述阀座固定连接以形成腔室；和阀芯，所述阀芯容纳在所述腔室内，且所述阀芯设有第二密封面，所述第二密封面被构造成能够与所述阀座的第一密封面接触而形成密封。

进一步地，所述第二密封面是球形表面的至少一部分。

进一步地，所述阀芯是阀球。

进一步地，所述阀体内设有弹簧组件，以迫使所述阀芯抵靠在所述阀座上。

本申请的液体阀及阀座，可以改变阀座和阀芯的密封区域周围的液体流动分布，从而使气泡远离阀座的密封面，降低在阀座的密封面上出现“穴蚀”的风险。

附图说明

下面将参照附图对本申请的示例性实施例进行详细描述，应当理解，下面描述的实施例仅用于解释本申请，而不对本申请的范围作出限制，在附图中：

图1是示意性地示出根据本申请的实施例的液体阀的剖视图；

图2是示出图1中的区域a的放大视图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本申请的优选实施例。在本申请的实施例中，以用于内燃机的进油阀及其阀座为例对本申请进行描述。但是，本领域技术人员应当理解，这些示例性实施例并不意味着对本申请形成任何限制。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互组合。在不同的附图中，相同或相似的部件用相同的附图标记表示，且为简要起见，省略了其它的部件，但这并不表明本申请的液体阀及其阀座不可包括其它部件。应当理解，附图中部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本申请的限制。

如图1所示，本申请的液体阀大体上包括阀座10、阀芯20和阀体30。阀座10可设有阀孔16和用于与阀芯20形成密封的第一密封面11，如图1中所示。阀体30可与阀座10固定连接，且在两者之间形成腔室35。阀芯20可容纳在腔室35内，且阀芯20可设有第二密封面21，该第二密封面21被构造成能够与阀座10的第一密封面11接触而对阀孔16的出口端形成密封。这样，在从阀孔16的入口端开始供应高压液体时，阀座10的第一密封面11和阀芯20的第二密封面21彼此分开，而使液体从阀孔16的出口端流出并从第一密封面11和第二密封面21之间流过，最后从阀体30的出液口36排出。在停止高压液体供应时，阀座10的第一密封面11和阀芯20的第二密封面21形成密封，阻止液体流过。

另外，为了减小高压液体在阀孔16的棱边上的剪切力和降低形阻系数，在本申请的阀座10的阀孔16的出口端处，还形成有倒角表面12。倒角表面12指的是在阀孔16的出口端处通过倒角工艺形成的表面。当阀芯20与阀座10接触(即，第一密封面11和第二密封面21接触)时，倒角表面12与阀芯20保持间隙。为便于描述第一密封面11和倒角表面12，将垂直于阀孔16的纵向中心轴线的平面定义为基准面。如图1中所示，相对于基准面，阀座10的第一密封面11被示为斜面，倒角表面12被示为比第一密封面11斜度更大的斜面，而第二密封面21被示为球面。因此，在阀座10和阀芯20形成密封时，第一密封面11和第二密封面21接触，而倒角表面12与阀芯20(即，第二密封面21)保持间隙。在其它的部分实施例中，阀座10的第一密封面11也可以是其它曲面形状，只要能够与阀芯20的第二密封面21配合而形成密封即可，倒角表面12也可以是曲面形状，例如通过圆形倒角工艺所产生的表面。

在如图1和2所示的本申请实施例中，在阀座10的第一密封面11和倒角表面12的相交区域(即，在第一密封面11和倒角表面12的交线附近的区域)设有至少一个突起部15。参照图2，突起部15被构造成朝向阀芯20延伸，且在第一密封面11和第二密封面21接触而形成密封时，突起部15与阀芯20保持间隙。这样，在液体阀的工作过程中，夹带有气泡的高压液体可从突起部15与阀芯20之间的上述间隙上经过，而使气泡远离阀座10的第一密封面11，这样就降低了在第一密封面11上发生“穴蚀”的风险。根据本申请的另一实施例，在阀座10的倒角表面12上也可设有至少一个突起部(未示出)，该突起部可以如上述实施例一样被构造成朝向阀芯20延伸并与阀芯20保持间隙，且可以实现类似的效果。

理论上，突起部15的形状可以是适于引导高压液体远离第一密封面11的任何形状。考虑到效果和加工便利性，突起部15可以通过成形研磨轮在相交区域和/或倒角表面上进行研磨加工而与阀座10一体地形成。突起部15可以被构造成围绕阀孔16形成的连续的或断续的环形突起部，且可以是两条或更多条环形突起部。在用于内燃机的进油阀中，燃油的压力可达到数十或上百个大气压，因此，根据工作压力的不同，突起部15的尺寸可以适当地调整。例如，考虑到工作压力、进油量和进油阀的尺寸，设置在相交区域的突起部15的高度可在5至20微米的范围内，而设置在倒角表面上的突起部15的高度可在20至40微米的范围内。突起部15的尺寸过小，则效果可能不明显，反之，突起部15的尺寸过大，则可能导致节流效应。因此，突起部15的尺寸是受控的，以避免节流效应。

阀芯20的第二密封面21可以是球形表面的至少一部分，如图1所示。更进一步地，阀芯20可以是阀球，以使第二密封面21可以是整个球面。这样，第二密封面21可以在不同的位置与阀座10的第一密封面11接触。当然，阀芯20也可以是其它形状，只要其具有能够与阀座10的第一密封面11配合的密封面即可。例如，阀芯20还可以是具有锥形密封面的锥体等。

另外，尽管在图1中未示出，但本申请的液体阀还可包括给阀芯20施力以迫使阀芯20抵靠在阀座10上的施力装置，例如，可以设置在阀体30的腔室35内且位于阀芯20和阀体30之间的弹簧组件(未示出)。

针对本申请的液体阀和阀座，与现有技术的液体阀进行了耐久性测试，结果表明在现有技术的阀座出现明显“穴蚀”现象时，本申请的阀座的密封面仍然保持平滑，并没有出现“穴蚀”现象。因此，通过在阀座的第一密封面和倒角表面的相交区域和/或倒角表面上设置突起部，可以降低高压流体中的气泡对阀座的密封面造成的“穴蚀”破坏，从而延长阀座的使用寿命，降低维护和保养成本。

以上结合具体实施例对本申请进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本申请的限制。例如，在优选实施例中以用于内燃机领域的进油阀为例对本申请进行了描述，但是，不仅在内燃机领域，而且在任何需要利用液体阀来控制高压液体的流动的领域，都可获得应用。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本申请的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本申请的范围。