專利名稱：用于控制液壓流體流動的電動閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制液壓流體流動的電動閥。
將參照用于控制液壓流體流動的閥的使用來論述本發(fā)明，該流體流向附著在內(nèi)燃機發(fā)動機閥上的致動器。過去通常認(rèn)為在內(nèi)燃機中，機械凸輪軸可以用一系列開關(guān)發(fā)動機閥的液壓致動器代替。通過控制流向它們的液壓流體的流動來控制該液壓致動器。已經(jīng)提出閥的多種不同的結(jié)構(gòu)可以用于控制液壓流體。然而，仍然需要簡單且節(jié)省成本的閥的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明就提出了這個問題。
本發(fā)明提供一種用于控制液壓流體流動的電動閥，包括閥套；在閥套中的閥芯腔中可滑動的閥芯；延伸通過閥套的用于連接閥芯腔和加壓流體源的第一流體管道；延伸通過閥套的用于連接閥芯腔和流體容器的第二流體管道；以及與閥芯腔相連通的第三流體管道，該閥芯腔向利用由該閥控制的液壓流體流動的裝置輸送流體或從該裝置接收流體；其中閥芯由一對相對的彈簧偏壓到靜止位置；處于其靜止位置的閥芯關(guān)閉來自閥芯腔的第一和第二流體管道，并因此防止了流體流動到第三流體管道和從第三流體管道流出；該閥具有與閥芯的第一端相關(guān)聯(lián)的第一電動線圈，該第一電動線圈可以被啟動以從閥芯的靜止位置到閥芯腔移動閥芯從而打開第一流體管道，同時保持關(guān)閉第二流體管道，并因此允許加壓流體從第一流體管道流向第三流體管道；以及該閥具有與閥芯第二端相關(guān)聯(lián)的第二電動線圈，該第二電動線圈可以被啟動以從閥芯的靜止位置到閥芯腔移動閥芯從而打開第二流體管道，同時保持關(guān)閉第一流體管道，并因此允許流體從第三流體管道流向第二流體管道。
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中

圖1是說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例用于控制液壓流體流動的電動閥的原理圖；圖2是說明圖1的閥如何用于內(nèi)燃機的原理圖。
首先看圖1，可以看到控制液壓流體流動的電動閥10。該閥10包括具有在其中可滑動的閥芯12的閥套，該閥芯設(shè)置在在閥套11中的閥芯腔13中是可滑動的。
第一流體管道14通過閥套11延伸，其連接閥芯腔13和壓力源。
第二流體管道15通過閥套11延伸，其連接閥芯腔13和用于使液壓流體返回到容器的回流管。
第三流體管道16通過閥套11延伸，其連接閥10和接收由閥10控制的液壓流體流動的任何裝置。
在圖1中，可以看到兩個相對的彈簧17和18，它們同時動作以確定閥芯12的中心。當(dāng)閥芯12被確定中心時，兩個彈簧仍將是壓縮的，并且每個彈簧仍將向閥芯12施加力，但該由兩彈簧17和18施加的力將相等并相反。
兩個電動線圈19和20環(huán)繞閥芯12的端部。提供有電樞21和22環(huán)繞閥芯12的各個端部。
套筒23環(huán)繞閥芯12。這個套筒23具有兩個環(huán)形端面24和25。環(huán)形端面24面對電樞21的環(huán)形端面26。環(huán)形表面25面對電樞22的環(huán)形表面27。
當(dāng)啟動電動線圈20時，磁路隨之動作將電樞22吸引到與套筒23的環(huán)形表面25相嚙合。這樣，滑閥就移動到圖1所示其右側(cè)位置，抵抗彈簧18的偏置力。
當(dāng)啟動電動線圈19時，線圈產(chǎn)生的磁場隨之動作將電樞21向套筒23的環(huán)形表面吸引，并因此移動閥芯12到達(dá)圖1中其左側(cè)位置，抵抗彈簧17的偏置力。
由于具有如圖1中所示位置的閥芯12，壓力管14和回流管15被封閉與閥芯腔13隔開，因此沒有液壓流體能夠流進(jìn)流體管道16或從流體管道16流出。
當(dāng)閥芯12移動到圖1中其右側(cè)位置時，流體管道16隨之通過閥芯腔13與回流管15相連，因此流體可以通過閥芯腔13從管路16流向流體管道15，并因此流向液壓流體容器。
當(dāng)閥芯12移動到圖1中其左側(cè)位置時，管道14隨之朝向閥芯腔13打開，同時保持管道15的封閉。這樣，加壓流體可以通過管道14經(jīng)由閥芯腔13流向管道16。
流體管道16永久向閥芯腔13開放。
在圖1中，可以看到零位調(diào)整機構(gòu)28。這個機構(gòu)包括為閥套11中螺孔51準(zhǔn)備的外螺紋旋轉(zhuǎn)螺釘50。六角凹頭52設(shè)置在螺釘50的尖端處并可被艾倫內(nèi)六角扳手(Alley key)嚙合和轉(zhuǎn)動。偏心凸輪53從螺釘50向下延伸并作用于設(shè)置在套筒23上的反應(yīng)面上。在轉(zhuǎn)動凸輪53時，可以在閥套11中滑動套筒23?？梢詫崿F(xiàn)這個功能以便確保當(dāng)兩個電動線圈19、20停用以及兩彈簧17和18將閥芯12停止在中心位置時，套筒23中的部分就由閥芯12關(guān)閉，其中，壓力管14和回流管15通過該部分向閥芯腔13開放。
由于具有用彈簧施加的互相抵消的力在位于由兩彈簧17和18確定的靜止位置中的閥芯12上施加的高的預(yù)加載，可以設(shè)定一個低的彈簧剛性系數(shù)并可以確定出必須施加多大的力以便從其中心位置移動閥芯12。由于可以調(diào)節(jié)流過每個電動線圈20或21的電流以給出閥芯12的可變排量、套筒23端口開放的可變度以及因此可以給出流過閥10的變化率，所以這個特點使得可以如計量閥一樣簡單地應(yīng)用該閥。然而，如果希望的話，閥10可以如開關(guān)閥一樣通過向線圈19和20施加高值的方波信號而僅在極限位置之間移動來進(jìn)行操作。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，可以看到示意性表示的閥10。示出壓力管14與泵30相連，回流管15與容器31相連。示出管路16與致動器32相連。該致動器32包括在由套筒34限定的缸中可移動的活塞33?；钊?3和套筒34一起限定了通過管路16接收液壓流體的可變?nèi)萘壳?5。
位置傳感器36設(shè)置在套筒34中，向電子控制器37提供反饋信號。該電子控制器37利用反饋信號和其它接收到的參數(shù)向閥10提供中繼的控制信號。如前所述，該控制信號將用于向兩線圈20和19之一提供電流。
當(dāng)致動器32通過閥10與泵30相連時，就使活塞33向下移動并打開內(nèi)燃機的發(fā)動機閥40(例如，進(jìn)氣閥或排氣閥)。
當(dāng)致動器32通過閥10與容器31相連時，隨著經(jīng)由閥10到容器31中傳輸?shù)南牧黧w，作用于發(fā)動機閥40的閥簧41就可以推動活塞33以減少活塞33和套筒34之間限定的腔室的容積。
電子控制器37是控制發(fā)動機閥40的位置的閉環(huán)反饋系統(tǒng)的一部分。該電子控制器37在將產(chǎn)生活塞33并因此為發(fā)動機閥40的位置(以及可能是位置變化速度)的預(yù)期下，將給閥10發(fā)送需求信號。位移傳感器36將提供可用于產(chǎn)生誤差信號從而使得電子控制器37能夠調(diào)節(jié)控制信號的信號，其中，電子控制器37將該控制信號發(fā)送給閥10。
由于隨著電子控制器在發(fā)動機使用期間進(jìn)行調(diào)節(jié)以計算發(fā)動機部件的磨損，閉環(huán)反饋系統(tǒng)的設(shè)備可用于自適應(yīng)控制，所以反饋信號的使用很重要。
在上述電樞21、22在電動線圈19、20內(nèi)是可移動的同時，它們可以構(gòu)成放射狀延伸的板，每個板都具有面對線圈19、20相對端面(線圈的內(nèi)端面或外端面)的表面。外套11可以配備有與線圈19、20相臨的適當(dāng)?shù)那皇?，在這些腔室中放射狀延伸的電樞可以移動。同時示出孔內(nèi)的彈簧17、18位于閥芯12中，如果更方便的話，它們可以安裝在閥芯的外部(可能在閥芯腔中)。
可以通過控制流過閥10的流體的流速來控制閥40開放的速度和閥40關(guān)閉的速度。
權(quán)利要求
1.一種用于控制液壓流體流動的電動閥，包括閥套；在閥套中的閥芯腔中可滑動的閥芯；延伸通過閥套的用于連接閥芯腔和加壓流體源的第一流體管道；延伸通過閥套的用于連接閥芯腔和流體容器的第二流體管道；以及與閥芯腔相連通的第三流體管道，該閥芯腔向利用由該閥控制的液壓流體流動的裝置輸送流體或從該裝置接收流體；其中閥芯由一對相對的彈簧偏壓到靜止位置；處于其靜止位置的閥芯關(guān)閉來自閥芯腔的第一和第二流體管道，并因此防止了流體流動到第三流體管道和從第三流體管道流出；該閥具有與閥芯的第一端相關(guān)聯(lián)的第一電動線圈，該第一電動線圈可以被啟動以從閥芯的靜止位置到閥芯腔移動閥芯從而打開第一流體管道，同時保持關(guān)閉第二流體管道，并因此允許加壓流體從第一流體管道流向第三流體管道；以及該閥具有與閥芯第二端相關(guān)聯(lián)的第二電動線圈，該第二電動線圈可以被啟動以從閥芯的靜止位置到閥芯腔移動閥芯從而打開第二流體管道，同時保持關(guān)閉第一流體管道，并因此允許流體從第三流體管道流向第二流體管道。
2.如權(quán)利要求1所述的電動閥，其中，當(dāng)滑閥位于其靜止位置時，該對相對的彈簧的每個都向閥芯施加力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動閥，其中套筒環(huán)繞閥芯，并限定閥芯在其中可滑動的閥芯腔，該套筒具有第一端口、第二端口和第三端口，第一流體管道通過該第一端口與閥芯腔相連通、第二流體管道通過該第二端口與閥芯腔相連通，第三流體管道通過該第三端口與閥芯腔相連通，其中該閥具有用于相對閥套滑動套筒的調(diào)節(jié)機構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的電動閥，其中，該調(diào)節(jié)機構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動凸輪，該凸輪與設(shè)置在套筒上的反應(yīng)面結(jié)合。
5.如前述任一項權(quán)利要求所述的電動閥，其中，閥芯具有安裝在其上的環(huán)繞閥芯的第一端并在第一電動線圈內(nèi)可移動的電樞，同時該閥芯具有安裝在其上的環(huán)繞閥芯的第二端并在第二電動線圈內(nèi)可移動的電樞。
6.操作如前述任一項權(quán)利要求所述的電動閥的方法，該方法包括在第一和第二線圈之間進(jìn)行選擇，并當(dāng)加壓流體被傳輸?shù)嚼靡簤毫黧w流動的裝置時啟動第一電動線圈，以及當(dāng)流體從利用液壓流體流動的裝置返回到容器中時啟動第二電動線圈；以及當(dāng)為了通過閥控制流體流動的速度而啟動各個電動線圈時，控制流過各個電動線圈的電流和/或跨過各個電動線圈的電壓。
7.一種發(fā)動機閥操作系統(tǒng)，包括致動器，在發(fā)動機閥簧的作用下，其作用于發(fā)動機閥上，并可延伸以打開發(fā)動機閥和可回縮以使發(fā)動機閥關(guān)閉；如前述任一項權(quán)利要求所述的控制流向致動器以及從致動器流出的液壓流體流動的電動閥；以及用于控制該致動器的電子控制器。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動機操作系統(tǒng)，其中該致動器包括在缸內(nèi)可移動的活塞；該系統(tǒng)還包括產(chǎn)生指示活塞位置的位置信號的位置傳感器；以及該電子控制器利用該位置信號產(chǎn)生用于致動器的閉環(huán)控制的誤差信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動閥(10)，該閥具有閥套(11)、閥芯(12)、連接閥(10)和加壓流體源的第一流體管道(14)、連接閥(10)和流體容器的第二流體管道(15)、以及與閥(10)相連的第三流體管道(16)，該第三流體管道向利用由閥(10)控制的液壓流體流動的裝置輸送流體或從該裝置接收流體。閥芯(12)由一對相對的彈簧(17，18)加偏壓達(dá)到靜止位置，閥芯位于靜止位置時關(guān)閉第一(14)和第二(15)流體管道。當(dāng)啟動與閥芯(12)的第一端相關(guān)的第一電動線圈(19)時，移動閥芯(12)打開第一流體管道(14)。當(dāng)啟動與閥芯(12)的第二端相關(guān)的第二電動線圈(20)時，移動閥芯(12)打開第二流體管道(15)。
文檔編號F01L9/00GK1671951SQ03817349
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者S·肯欽頓 申請人:蓮花汽車有限公司