專利名稱：電磁操縱流體控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁操縱流體控制閥，該閥響應(yīng)于施加到閥電磁鐵上的電流來控制流體系統(tǒng)中的流體壓力。
背景技術(shù)：
在Najmolhoda的美國專利4，988，074中描述了一種比例變化力電磁控 閥，其制造成本較低、尺寸緊湊，同時維持基本上線性比例的流體控制。該授權(quán)的比例變化力電磁控制閥包括外面的鋼質(zhì)電磁鐵殼體和鋁質(zhì)閥元件殼體，兩個殼體通過例如鋼質(zhì)電磁鐵殼體上的翼片機械地連接在一起，翼片在鋁質(zhì)閥元件殼體的區(qū)域周圍卷邊。比例變化力控制閥包括鐵磁(例如鋼)電樞，電樞通過低彈性系數(shù)的彈簧懸置在無芯電磁鐵繞線管的鏜孔內(nèi)部的電樞的相對兩端上,無芯電磁鐵繞線管響應(yīng)于施加到電磁線圈上的電流，在對應(yīng)于閥關(guān)閉位置和閥完全打開位置的位置之間往復(fù)運動。通過平衡電磁線圈的電磁場的可變力和環(huán)形永磁鐵的磁場的力克服壓縮卷簧的力來控制電樞的位置，所述壓縮卷簧朝向閥的關(guān)閉位置偏壓閥。電磁線圈、繞線管和電樞駐留(reside)在鋼質(zhì)電磁鐵殼體中，這樣鋼質(zhì)殼體提供了對電樞上的電磁場磁通量的集中。在電樞端部的流體控制閥相對于設(shè)置在鋁質(zhì)閥殼體中的閥座移動，使流體入口與流體排出口連通，以便以與所施加的電流大小成比例的方式調(diào)節(jié)流體控制口的流體壓力。市場上制造的上述授權(quán)的比例變化力電磁鐵流體控制閥的型式已經(jīng)修改成，包括不銹鋼球閥和壓入噴嘴中的單獨的不銹鋼閥座插入件。球閥被容納在閥座與桿狀筒形鋼質(zhì)電樞之間的不銹鋼籠狀結(jié)構(gòu)中，電樞以與施加到電磁線圈上的電流大小成比例的方式相對于閥座移動。當電樞相對于閥座移動以使閥動作時，球閥借助于閥元件殼體中的流體壓力以及繞線管中的球閥籠狀結(jié)構(gòu)的約束，跟隨電樞端部移動。通過球閥的打開，流體入口與流體排出口連通，以便以與施加到線圈的電流大小成比例的方式調(diào)節(jié)流體控制口的流體壓力?；y設(shè)置在閥元件殼體中，用于提供兩級、高流量性能，其中最初供給到入口的增壓流體被引導(dǎo)為旁通控制口，并流向滑閥的端部，使滑閥相對于控制口從零流體流量閥芯位置移動到最大流體流量閥芯位置，通過調(diào)整卷簧力來確定用于球閥的開啟壓力預(yù)定值。此后，第二級操作包括通過以與通入線圈的電流大小成比例的方式在最小流量閥芯位置與最大流量閥芯位置之間移動滑閥來控制流過控制口的流體流。當今市場上制造的這種比例變化力電磁控制閥通過夾板、螺釘或者兩者接合外部噴嘴凹槽可操作地安裝到鑄鋁傳動體或箱上。Najmolhoda的美國專利5，611，370描述了一種比例變化力電磁鐵控制閥，其包括用于電磁鐵和控制閥的基本上無磁性的共同殼體，簡化了閥的制造和閥的構(gòu)造，同時維持基本上線性比例的流體壓力控制。Najmolhoda的美國專利5，984，259也描述了一種比例變化力電磁控制閥，其包括連接到電樞或?qū)儆陔姌幸徊糠值淖枘嵩?，用來提供針對所控制的流體系統(tǒng)中的噪聲的改善的閥響應(yīng)特性，尤其是用于電子控制的液壓自動傳動應(yīng)用中。Mullaly的美國專利5，711，344描述了一種液壓控制閥，其具有一對可操作地與電樞相聯(lián)的球和銷配置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于控制流體控制系統(tǒng)中的流體壓力的電磁操縱流體控制閥，其中流體控制閥包括改善閥運行的特征。依照本發(fā)明的一個實施例，電磁流體控制閥包括電磁線圈；響應(yīng)于施加在電磁線圈上的電流而可移動的電樞；用于控制流體流向流體通道的閥元件；位于電樞與閥元件之間，用于響應(yīng)于電樞移動而使閥元件移動的致動器銷；進一步的特征在于，阻尼元件緊鄰電樞的端部與電樞相聯(lián)從而與電樞一起移動，所述阻尼元件接收在由流體控制閥的流體容納殼體中的管狀致動器銷支撐體形成的流體容納阻尼腔中。在一個實施例中，致動器銷支撐體包括第一管狀套筒部分，其設(shè)置在阻尼元件周圍，用于形成阻尼腔；和第二管狀套筒部分，其設(shè)置在致動器銷周圍，用于形成支承套筒，以接收致動器銷。阻尼元件駐留在阻尼腔中，以便減少或衰減由所控制的流體系統(tǒng)或回路中的電、機械和/或液壓噪聲引起的壓力振蕩，從而改善閥響應(yīng)穩(wěn)定性。依照本發(fā)明的另一個實施例，電磁流體控制閥包括電磁線圈；響應(yīng)于施加在電磁線圈上的電流而可移動的電樞；用于控制流體流向流體通道的閥元件；位于電樞與閥元件之間用于響應(yīng)于電樞移動而使閥元件移動的致動器銷；進一步的特征在于，致動器銷包括固定地附著在其上從而與其一起移動的套筒，所述套筒具有接合閥元件下游的平的固定排氣閥座插入件的環(huán)形密封邊緣，以在電樞位于其行程的端位置時阻塞流體流到排出口，在該位置，閥元件在致動器銷的帶動下離開閥座一最大距離。密封邊緣可以通過倒角或倒圓套筒的端部形成。當閥元件離開閥座一最大距離時，排出密封邊緣/排出閥座插入件能夠減少泄漏到排出口的流體。依照本發(fā)明的又一個實施例，電磁流體控制閥包括電磁線圈；響應(yīng)于施加在電磁線圈上的電流而可移動的電樞；用于控制流體流向流體通道的閥元件；位于電樞與閥元件之間用于響應(yīng)電樞移動而使閥元件移動的致動器銷；進一步的特征在于，顆粒吸收磁鐵設(shè)置在流體控制閥的流體容納殼體內(nèi)部，用于捕獲流體中的含鐵顆粒。在本發(fā)明的一個實施例中，顆粒吸收磁鐵設(shè)置在接收致動器銷的管狀支承套筒周圍，以便捕獲可能存在于緊鄰支承套筒的流體中的含鐵顆粒。按照本發(fā)明的再一個實施例，電磁操縱流體控制閥包括電磁線圈；響應(yīng)于施加在電磁線圈上的電流而可移動的電樞；用于控制流體流向流體通道的閥元件；位于電樞與閥元件之間用于響應(yīng)電樞移動而使閥元件移動的致動器銷；進一步的特征在于，導(dǎo)流器設(shè)置在鄰接閥元件的流體通道中，用于使流體通道中的流體發(fā)生湍流，以改善低控制壓力下的閥響應(yīng)穩(wěn)定性。在本發(fā)明的一個實施例中，導(dǎo)流器設(shè)置在流體通道中，以支撐鄰接閥元件的致動器銷的端部區(qū)域。致動器銷的另一端部區(qū)域由緊鄰電樞的支承套筒支撐，這樣，電樞的內(nèi)端可以由流體液壓支撐，以減少流體控制閥運行中的磁滯損失。按照本發(fā)明的再一個實施例，電磁操縱流體控制閥包括電磁線圈；響應(yīng)于施加在電磁線圈上的電流而可移動的電樞；其進一步的特征在于，管狀電磁線圈繞線管支撐套筒或襯套設(shè)置在線圈繞線管和電樞之間，以隨時間維持閥部件在運行中所暴露在的溫度下的閥響應(yīng)穩(wěn)定性。套筒或襯套完成了從永磁鐵到磁通墊圈的實心軸向堆疊(solid axialstacking)路徑,這樣可減少隨時間影響閥響應(yīng)特性的永磁鐵的可能的熱漂移。優(yōu)選在線圈繞線管的端部和鄰接的磁通墊圈之間還設(shè)置一間隔或間隙，以幫助避免永磁鐵有害的熱漂移。本發(fā)明構(gòu)想的電磁操縱流體控制閥具有一個或多個上述特征。此外，在其它實施
例中，本發(fā)明構(gòu)想的這種比例變化力電磁操縱流體控制閥具有繞電樞的外端區(qū)域設(shè)置在控制閥殼體的電磁鐵殼體中的永磁鐵，用以提供永磁場，電磁線圈的可變電磁場與該永磁場相互作用，以與供給到電磁線圈的電流成比例的方式移動彈簧偏壓的電樞，所述比例變化力電磁操縱流體控制閥還具有一個或多個上述特征。參考下面的附圖，本發(fā)明的前述及其他特征和優(yōu)點將從下面更詳細的說明書中變得顯而易見。


圖I是本發(fā)明的某些實施例的比例變化力電磁流體控制閥的縱向剖視圖，顯示了在完全打開位置的球閥元件。圖2是以垂直于圖I的平面剖取的圖I的比例變化力電磁流體控制閥的縱向剖視圖，顯示了在關(guān)閉位置的球閥元件。圖3是球閥和導(dǎo)流器的放大視圖。圖3A和3B是形成在套筒端部的不同倒角密封邊緣的局部放大剖視圖。圖3C是形成在套筒上的倒圓密封邊緣的局部放大剖視圖。圖4是導(dǎo)流器的端視圖。圖5是流體控制閥比例運行時控制壓力和總流量隨電磁鐵電流變化的曲線圖，其中控制壓力與線圈電流成比例地增加。圖6是流體控制閥反比例運行時控制壓力和總流量隨電磁鐵電流變化的曲線圖，其中控制壓力與線圈電流成比例地減小。圖7是本發(fā)明的另一實施例的比例變化力電磁流體控制閥的局部縱向剖視圖，該控制閥具有套筒或襯套來提供實心堆疊路徑。
具體實施例方式下面將結(jié)合具體的比例變化力電磁流體控制閥描述本發(fā)明的特征和實施例，該類型的控制閥具有設(shè)置在控制閥殼體的電磁鐵部分以提供永磁場的永磁鐵，電磁線圈的可變電磁場與該永磁場相互作用，以與供給到電磁線圈的電流成比例的方式移動被彈簧偏壓的電樞。在美國專利 4，988，074,5, 611，370,5, 984，259,5, 996，628 和 6，179，268 中描述了這種類型的比例變化力電磁流體控制閥。然而，本發(fā)明不局限于實踐這樣的比例變化力電磁流體控制閥，本發(fā)明可以實踐其它類型的用于響應(yīng)施加到電磁鐵的電流控制流體系統(tǒng)中的流體壓力的電磁操縱流體控制閥。參照圖1-2，所示的比例變化力電磁流體控制閥10包括閥殼體或噴嘴殼體12，在其中具有流體閥兀件14和相聯(lián)的部件；和電磁鐵殼體16,所述電磁鐵殼體16具有設(shè)置于該殼體16中的電磁鐵18，以提供共同受讓人的上述美國專利4，988，074、5，611，370、5，984，259,5, 996，628和6，179，268中所述一般類型的流體控制閥，這些專利的教導(dǎo)在此引入作為參考。閥殼體12可由鋁制成，而電磁鐵殼體16可以包括鋼或其它依照美國專利4，988，074的鐵磁材料。閥殼體12和電磁鐵殼體16在如上述美國專利4，988，074、5，611，370等等所示的徑向環(huán)形電磁鐵殼體凸緣和徑向環(huán)形閥殼體凸緣處相互連接在一起?？蛇x地，閥殼體12和電磁鐵殼體16也可以作為單一、共同的殼體形成,依照Najmolhoda的美國專利5，611，370，該共同殼體由幾乎沒有任何磁導(dǎo)率的基本上無磁性的材料制成。 尤其適于這樣的共同或單一殼體的材料包括鋁及其合金或熱塑性材料，這些材料可通過鑄造或注射成型形成所需要的殼體構(gòu)造。共同殼體包括用于封裝電磁鐵18的殼體部分或區(qū)域和用于封裝閥元件14以及相聯(lián)的閥部件的噴嘴殼體部分或區(qū)域。參照圖1-2,電磁鐵18設(shè)置在電磁鐵殼體16 (或共同殼體實施例的電磁鐵殼體部分)中，其包括纏繞在模制塑料繞線管21上的電磁線圈20，所述繞線管21具有穿過其縱向軸線的圓筒形鏜孔21a。繞線管21由玻璃填充熱塑性材料或任何其它的適當材料制成。由鐵磁材料(例如透磁鋼)形成的軸向延伸的電樞22通過細的低彈性系數(shù)彈簧24懸置在鏜孔21a內(nèi)部，所述彈簧24安裝在電樞的最外面的后端22a上。塑性電連接器主體52通過咬配合(snap fit)、機械聯(lián)鎖、熱鉚接(heat staking)或其它緊固方法安裝在繞線管21上。電連接器主體52包括電端子接觸插腳54a、54b，電端子接觸插腳54a、54b連接到電磁線圈20的導(dǎo)線上，用于從可變電流源(未顯示)接收電流信號。電觸點顯示在上述的美國專利4，988，074中。接觸插腳54a、54b又分別連接到用于將流體控制閥連接到電流信號源的電端子55a、55b上。僅僅作為示例，而非作為限制，當流體控制閥用來控制車輛傳動時，端子55a、55b可以通過引線框架或布線線束連接到機動車輛的傳統(tǒng)電子傳動控制模塊(未顯示)上。在該應(yīng)用中，流體控制閥的閥殼體12接收在傳動流體歧管M的孔B中，密封SI、S2接合傳動歧管，并將流體供給回路、流體控制回路和流體排出回路相互隔離開。僅僅作為示例，而非作為限制，板簧24是上述美國專利4，988，074中所述類型的板簧，其由非常細的無磁性奧氏體不銹鋼，例如全硬(full hard)奧氏體不銹鋼形成，其對于上述'074專利的圖5所示的彈簧構(gòu)造提供了非常低比率的彈簧。板簧24的內(nèi)周安裝在鋼質(zhì)環(huán)形保持架元件19和電樞22的外端之間。板簧24的外周安裝在繞線管21的端表面和軸向磁化的永磁鐵環(huán)34之間，從而懸置電樞22，使其在繞線管21內(nèi)部自由軸向縱向運動。繞線管21包括將永磁鐵環(huán)保持在適當位置的熱鉚接凸緣21f。軸向磁化的永磁鐵環(huán)34在電磁線圈20軸向后部的電樞22的外端22a以及繞電樞端的至少一部分設(shè)置在電磁鐵殼體中。僅僅作為示例，而非作為限制，永磁鐵環(huán)34由稀土永磁材料，例如Sm-Co或Nd2Fe14B形成，以使用減小尺寸的磁鐵，形成緊湊的電磁鐵。永磁鐵環(huán)34產(chǎn)生的永磁場基本上布滿(saturates)電樞22,甚至是在線圈20沒有通入電流的情況下。因而，只需要較小的磁場就可以在圖I所示的電樞行程的軸向端位置與圖2左側(cè)的軸向位置之間移動電樞22，在軸向端位置，閥元件14相對于閥座離開，在圖2的左側(cè)軸向位置，閥元件14承座在它的閥座上。在圖I的位置，閥元件14打開，允許供給口 72和控制口 73之間連通，這可以通過如下所述的排出閥進行調(diào)節(jié)。在圖2的位置，閥元件14閉合在它的閥座上，阻斷供給口 72和控制口 73之間的連通。永磁鐵環(huán)34還由端蓋45夾在繞線管上，端蓋45由卷曲在端蓋上的殼體凸緣16g保持在電磁鐵殼體16上。端蓋45包括可變形的端帽46，所述端帽46接合壓縮卷簧42(彈簧偏壓裝置)的外端。端蓋46通過殼體16的俘獲(trap)配合或捕獲保持在端蓋45上。彈簧42俘獲在電樞外端22a和可變形的端帽46之間。組裝閥之后使可變形的端帽46的中心區(qū)域變形，調(diào)節(jié)閥對電磁鐵電流的響應(yīng)，如美國專利5，996，628所述，該專利的教導(dǎo)在此引入作為參考。當電磁線圈20如下所述被斷電時，電樞22被卷簧42偏壓，將閥元件14放置在尚開閥座的打開位置上。電樞的相對的前內(nèi)端22b僅僅由繞線管21孔內(nèi)的流體液壓支撐。電樞22的這種支撐減少了摩擦對電樞運動的影響，從而減少了流體控制閥運行中的磁滯損失。依照在此引入作為參考的上述美國專利4，988，074，磁通墊圈W可以鄰接繞線管21設(shè)置，以在電樞22的內(nèi)端22b集中電磁通量。 電樞的內(nèi)端22b包括由碳鋼制成的圓柱形電樞銷22p，所述內(nèi)端22b與該圓柱形電樞銷22p緊固在一起(例如壓配合)，以便與電樞22 —起移動。電樞銷22p沿流體控制閥10的中心縱向軸線延伸，并略微伸出電樞22的內(nèi)端之外。如圖1-2所示，流體阻尼元件25與電樞22的內(nèi)端相聯(lián)，從而與電樞一起移動。如圖所示，阻尼元件25可以與電樞22的內(nèi)端22b —體形成，或者，如果阻尼元件為如美國專利5984259所述的單獨元件，也可以與其連接或抵接，以便與電樞22 —起移動。依照本發(fā)明的一個實施例，阻尼元件25駐留在由管狀致動器銷支撐體23的內(nèi)壁23w限定的流體阻尼腔27中，所述管狀致動器銷支撐體23設(shè)置在流體容納閥殼體或噴嘴殼體12中，或者設(shè)置在共同殼體的閥部分或噴嘴部分中。管狀致動器銷支撐體23將在下面更加詳細地描述。阻尼元件25設(shè)置在阻尼腔27中，以減少或衰減如美國專利5984259所述的由所控制的流體系統(tǒng)或回路中的電、機械或液壓噪聲引起的壓力振蕩，從而改善閥響應(yīng)穩(wěn)定性。在電子控制的車輛傳動應(yīng)用中，所控制的系統(tǒng)或回路中的機電噪聲來源于傳動控制模塊(例如削頂脈沖寬度控制信號)和傳動主體中的離合器或轉(zhuǎn)換閥的振蕩，機電噪聲導(dǎo)致流體壓力振蕩和非線性閥響應(yīng)特性。僅僅作為示例，而非作為限制，電樞阻尼元件25具有鄰接圓筒形內(nèi)壁23w的圓柱形外周。選擇阻尼元件25的橫截面面積和阻尼元件25的圓柱形外周與相配合的壁23w之間的間隙，使之有效地減少或衰減由所控制的流體系統(tǒng)或回路中的噪聲引起的壓力振蕩，如美國專利5，984，259所述，這種壓力振蕩可導(dǎo)致非線性閥響應(yīng)特性。例如，阻尼元件25的橫截面面積(利用阻尼元件25的外徑計算的橫截面面積)為0. 039平方英寸(0. 54英寸外徑的阻尼元件)。按照阻尼元件25的該示例性橫截面面積，對于圖1-2所示、適用于控制換檔液壓回路的液壓自動傳動應(yīng)用的比例變化力電磁流體控制閥來說，在阻尼元件25的外周與內(nèi)壁23w之間可以設(shè)置約0.005英寸的示例性徑向間隙，不過本發(fā)明不局限于此。實際上，阻尼腔27和阻尼元件25提供了主要包括液壓流體的俘獲量的流體，這些流體必須流過阻尼元件25的外周與內(nèi)壁23w之間的有限間隙區(qū)域，以此來減少或衰減由所控制的流體系統(tǒng)或回路中的電、機械和/或液壓噪聲引起的壓力振蕩。
正如所提及的，電樞22由彈簧板24以及繞線管23內(nèi)的流體液壓支撐，以減少流體控制閥10運行中的磁滯損失。依照本發(fā)明的一個實施例，非透磁致動器銷31獨立于電樞22，支撐在閥殼體或噴嘴殼體12或共同殼體的閥部分。僅僅作為示例，而非作為限制，為此，致動器銷可以由奧氏體不銹鋼或與鋼質(zhì)電樞或鐵質(zhì)電樞相比幾乎沒有任何透磁的其它材料制成。致動器銷31和電樞22同軸，以便沿流體控制閥10的共同縱向軸線移動。致動銷31獨立于電樞22，由致動器銷支撐體23支撐。特別是，支撐體23包括較大直徑、軸向延伸的管狀杯形部分23a，其中形成阻尼腔27 ;和較小直徑、軸向延伸的管狀部分23b,該管狀部分23b形成與縱向軸線同軸的支承管或支承套筒,并精密支承(precision bearing)配合地接收致動器銷31的圓柱形端部31a。管狀杯形部分23a包括接觸如上所述的阻尼元件25的內(nèi)壁23w和抵接磁通墊圈W的端壁23e。致動器銷支撐體23通過俘獲配合(捕獲的)保持在閥殼體或噴嘴殼體12或共同殼體的閥部分或噴嘴部分中 的適當位置上。僅僅作為示例，而非作為限制，致動器銷支撐體23由機加工等級或成型等級的半硬(halfhard)黃銅材料制成。致動器銷31的相對的另一圓柱形端部31b由導(dǎo)流器110支撐，所述導(dǎo)流器110鄰近閥元件14，下文將進一步描述。從而致動器銷31在運行期間獨立地支撐沿流體控制閥10的縱向軸線的運動。依照本發(fā)明的另一個實施例，顆粒吸收磁鐵33設(shè)置在流體容納閥部分或噴嘴部分12中，或者設(shè)置在共同殼體的閥部分中，用來捕獲在流體控制閥10內(nèi)部的流體中的含鐵顆粒。在圖1-2中，所示的顆粒吸收磁鐵33為繞著接收致動器銷31的管狀支承管或支承套筒23b而設(shè)置在閥殼體部分12中的磁鐵環(huán)，以便捕獲可能存在于緊鄰支承管或支承套筒的流體中的含鐵顆粒。磁鐵環(huán)俘獲配合(捕獲)、輕微干涉壓配合或其它方式固定在閥殼體或噴嘴殼體12的孔中，以將磁鐵環(huán)保持在繞支承套筒23b的適當位置上。僅僅作為示例，而非作為限制，顆粒吸收磁鐵可以包括永磁鐵環(huán)、比如Nd2Fe14B或任何能夠吸引流體中的含鐵顆粒的磁鐵，以便將這些含鐵顆粒從進入支承套筒23b的流體中去除?？梢栽谂c流體控制閥連通的傳動歧管M的供給通道中設(shè)置第二顆粒收集磁鐵33'，以在含鐵顆粒經(jīng)由供給口 72進入閥殼體或噴嘴殼體12之前去除供給流體中的含鐵顆粒。閥殼體或噴嘴殼體12設(shè)置在鑄鋁傳動殼體歧管M或其它流體控制系統(tǒng)的孔或腔中。閥殼體12上的外0形環(huán)密封S1、S2密封在傳動殼體歧管上，將液壓流體供給管線或?qū)Ч芘c傳動液壓回路的控制管線或?qū)Ч?未顯示)隔離開。閥殼體或噴嘴殼體12包括至少一個增壓液壓流體供給口或入口 72、至少一個控制口 73和至少一個排出口 74。供給口或入口 72與閥殼體或噴嘴殼體12的內(nèi)流體腔12c連通。為此，設(shè)置有環(huán)形供給口 72，其與一個或多個側(cè)面供給通道12b連通，所述一個或多個側(cè)面供給通道12b又與內(nèi)流體腔12c連通。流體腔12c的外端由通過螺紋接收在閥殼體或噴嘴殼體12的端孔中的螺紋封閉塞15封閉。顯示為球閥的閥元件14被限制成可在封閉塞15和閥座12s之間的流體腔12c中軸向移動。可在閥殼體或噴嘴殼體12的供給口 72以及控制口 73處設(shè)置管狀流體濾網(wǎng)組件F，以幫助捕獲可能存在于流體中的有害的污垢和碎屑顆粒，如美國專利5，984，259和6，179，268所示，這些專利的教導(dǎo)在此弓I入作為參考。內(nèi)流體腔12c連通閥座12s，使得球閥14控制經(jīng)由閥座12s的節(jié)流口 12o流到位于圖3閥殼體或噴嘴殼體12中的球閥14下游的軸向延伸圓柱形流體通道12p的流體流量。流體通道12p經(jīng)由中間腔或通道12k連接到圖2的與控制口 73連通的側(cè)面通道或側(cè)向通道12m、12n。因而，流體通道12k在流體流動的方向上設(shè)置在供給口 72和控制口 73之間。流體通道12k在流體流動的方向上還設(shè)置在供給口 72和排出口 74之間。在圖1-3所示的示例性實施例中，流體通道12k起壓力調(diào)節(jié)通道的作用。致動器銷31從支承管或支承套筒23b延伸穿過閥殼體或噴嘴殼體12的排出腔12e、排出閥座插入件100的排出節(jié)流口 100a、圖4的導(dǎo)流器110的通道122a、通道12k、12p和閥座12s的節(jié)流口 120，在節(jié)流口 120，致動器銷的最外端接觸球閥14，使得通過響應(yīng)于并且成比例于輸入電磁線圈20的電流信號的電流電平的電樞22的移動來控制球閥14相對于其閥座12s的位置。內(nèi)流體腔12c按照球閥14允許的流量關(guān)系連通供給口 72和流 體控制口 73。排出閥座插入件100的排出節(jié)流口 IOOa將流體通道12p、12k與排出腔12e連通，從而使流體通道12p、12k與引導(dǎo)至流體控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)貯槽或回流罐(未顯示)的排出口 76連通。排出閥座插入件100由擋圈77保持在適當位置。致動銷31包括接收在支承管或支承套筒23b中的圓柱形端部區(qū)域31a ;接合閥球14的相對的圓柱形端部31b ;和圓柱形管狀套筒31c，其以壓配合或其它方式固定地附著在設(shè)置在端部31a、31b之間的致動器銷的擴大區(qū)域上。套筒31c包括圖3的環(huán)狀密封邊緣31s，其位于套筒31c的端部，從而接合閥元件14下游的排出閥座插入件100的平的承座(背面)表面100b，以在閥元件14被如圖I所示的致動器銷離開閥座12s —最大距離時，阻塞流體流到排出口 74。平的承座表面IOOb優(yōu)選垂直于致動器銷的縱向軸線延伸。密封邊緣31s可以通過如圖3A或3B所示的倒角套筒31c的端部或通過如圖3C所示在套筒31c的端部設(shè)置完全的倒圓形成，或者通過其它方法設(shè)置密封邊緣31s。僅僅作為示例，而非作為限制，在圖3A或3B套筒31c的端部上可以設(shè)置2度或其它角度的倒角，以形成密封邊緣。當閥元件離開閥座一最大距離時，排出密封邊緣31s/排出閥座插入件表面IOOb由此減少泄漏到排出口 74的流體。如上所述，致動器銷31貫穿導(dǎo)流器110的通道122a延伸，通道122a位于流體通道12p下游間隔開的通道12k中，并與流體通道12p連通，使得來自通道12p的流體沖擊導(dǎo)流器的側(cè)面。導(dǎo)流器110使來自流體通道12p的流體發(fā)生湍流，與由閥運行期間較高流體溫度引起的流體粘度(和較高流體速度)方面的可能變化和/或由流體排出排出口 74引起的低控制壓力下的可能負流體壓力的效應(yīng)相對抗(counter)。由導(dǎo)流器形成的瑞流通過消除由排出層流引起的負壓(文丘里效應(yīng))改善閥響應(yīng)穩(wěn)定性。圖4所示的導(dǎo)流器110包括中心轂122，中心轂122具有軸向通道122a，致動器銷31的端部31b貫穿該軸向通道122a。導(dǎo)流器還包括多個突齒或臂124，所述突齒或臂124從轂伸出，并在轂外周間隔開，以提供與排出口 IOOa連通的流體流動通道124c。流體流動通道124c提供了用于流體從閥座節(jié)流口 12o到排出口 IOOa的流體流動路徑。導(dǎo)流器通過圖4接收在噴嘴殼體12中的凹袋中的柱127設(shè)置在腔12k中。臂124具有軸向擴大的端部，這些端部抵接在圖3的插入件100的面向側(cè)。導(dǎo)流器110包括一個或多個(在圖3中顯示了一對)圓柱形支起凸臺129，凸臺129模制在面向通道12p的導(dǎo)流器側(cè)，以維持流體從通道12p到通道12m、12n的流動路徑。僅僅作為示例，而非作為限制，導(dǎo)流器110可以由模制熱塑性材料或任何其它材料制成。圖I顯示了在沒有電流信號施加到電磁線圈20的情況下的流體控制閥的運行。通過壓縮卷簧42偏壓，電樞22和致動器銷31朝其行程的第一電樞端位置一同移動到圖I的右側(cè)，在該第一電樞端位置，球閥14在致動器銷31的帶動下移動，離開閥座12o —最大距離(即球相對于閥座完全打開位置)。該距離等于閥座12s到排出閥座100的密封表面(背面)100b的距離加上球行進所要求的量。在該第一位置，供給口 72完全與控制口 73連通，排出密封邊緣31s密封在密封表面(背面)IOOb上。該電樞位置提供了流入流體通道12p和控制口 73的最大流體流量，而憑借密封在密封表面(背面)IOOb上的密封邊緣31s，幾乎沒有任何的流體泄漏到排出口 74。另一方面，在圖2有電流信號施加到電磁線圈20的情況下的流體控制閥的運行中，通過電磁線圈的電磁場和永磁場的相互作用，電樞22克服卷簧42的偏壓，朝其行程的另一(第二)端電樞位置移動到圖I的左側(cè)，在第二端電樞位置，球閥14s通過流體腔12c中的流體壓力位于閥座12s的關(guān)閉位置上。通過流體腔12c的流體壓力，致動銷31跟隨電樞 22的運動移動到圖I的左側(cè)。可以根據(jù)提供給電磁線圈的電流，線性成比例地控制電樞22在其行程的第一和第二端位置之間的運動。例如，在球閥14初始在閥座12s上關(guān)閉的比例運行模式中，電流經(jīng)由觸點54a、54b供給到電磁線圈50，這樣形成與永磁場和壓縮彈簧42的力協(xié)作的電磁場，它們反抗板簧24的力和作用在球閥14上的流體壓力，使球閥14以與施加給線圈20的電流電平成線性比例的方式遠離閥座12s，從而反過來線性比例地改變控制壓力，其中控制壓力隨電磁鐵電流的增加而增加。僅僅作為示例，而非作為限制，圖5顯示了在比例運行模式中隨電磁鐵電流變化的控制壓力和總流量，其中控制壓力隨電磁鐵電流的增加而增加。流體控制閥也可以通過反向通入電磁線圈20的電流方向或者反向永磁鐵34的磁化方向提供球閥14初始打開的反比例運行模式，這樣，電磁線圈通入電流，使球閥14從打開位置線性比例地移動到閥座12上的關(guān)閉位置上，從而反過來線性反比例地改變控制壓力，其中控制壓力隨電磁鐵電流的增加而減少。僅僅作為示例，而非作為限制，圖6顯示了在反比例運行模式中隨電磁線圈的電流變化的控制壓力和總流量，其中控制壓力隨電磁鐵電流的增加而減少。在圖7中顯示了依照本發(fā)明另一個實施例的電磁操縱流體控制閥，其中同樣的特征采用同樣的參考標記。該電磁操縱流體控制閥與圖1-2實施例的不同之處在于，其具有包括管狀(例如，基本上圓筒形的)電磁線圈繞線管支撐套筒或襯套150的另一個特征，所述套筒或襯套150設(shè)置在模制塑料線圈繞線管21和電樞22之間，以隨時間維持閥部件在運行中所暴露的工作溫度下的閥響應(yīng)穩(wěn)定性。圖7的其它閥部件類似于如上所述關(guān)于圖1-2的閥部件。套筒或襯套150俘獲或輕微干涉配合地設(shè)置在繞線管21的孔中。特別是，在圖1-2的實施例中，在閥可能暴露的工作溫度下，線圈繞線管21可能會隨著時間的推移遭受由熱塑蠕變、熱尺寸變化等等引起的熱漂移。在車輛傳動模塊的使用中，工作溫度的范圍可以從-40攝氏度到150攝氏度。繞線管21的這種熱漂移會導(dǎo)致永磁鐵位置在軸向方向漂移或位移，達到隨時間改變閥響應(yīng)特性的程度。設(shè)置套筒或襯套150來完成實心軸向堆疊路徑，其中某些閥部件從永磁鐵34軸向抵接到磁通墊圈W，這樣來減少可能影響閥隨時間的響應(yīng)特性的永磁鐵軸向漂移的可能性。例如，套筒或襯套150的一端軸向抵接磁通墊圈W,而另一擴大端與永磁鐵34 —起軸向抵接和俘獲板簧24的外周。套筒或襯套150可包括黃銅或任何其它適當?shù)慕饘俨牧匣蚱渌牧?。軸向間隔或間隙152設(shè)置在線圈繞線管21的軸向端和鄰接的磁通墊圈W之間，以適應(yīng)繞線管在閥的工作溫度下隨時間可能發(fā)生的熱漂移，避免永磁鐵34的有害漂移。雖然已經(jīng)詳細顯示和描述了本發(fā)明 的用于電子傳動的比例變化力電磁閥和流體控制設(shè)備的某些優(yōu)選實施例，但是，應(yīng)當明白，在沒有脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以進行許多變化或修改。
權(quán)利要求
1.一種電磁操縱流體控制閥,其包括電磁線圈；能夠響應(yīng)施加在電磁線圈上的電流而移動的電樞；用于控制流體流向流體通道的閥元件；位于電樞與閥元件之間，用于響應(yīng)電樞移動而使閥元件移動的致動器銷；以及設(shè)置在流體通道下游的導(dǎo)流器。
2.如權(quán)利要求I所述的流體控制閥，其中，所述導(dǎo)流器設(shè)置用來支撐鄰接閥元件的致動器銷的端部區(qū)域。
3.如權(quán)利要求I所述的流體控制閥，其中，所述致動器銷的相對的端部區(qū)域由緊鄰電樞的支承套筒支撐。
4.如權(quán)利要求3所述的流體控制閥，其中，所述電樞的內(nèi)端僅僅由流體液壓支撐，以減少流體控制閥運行中的磁滯損失。
5.如權(quán)利要求I所述的流體控制閥，其中，所述導(dǎo)流器包括轂，所述電樞貫穿該轂延伸。
6.如權(quán)利要求I所述的流體控制閥，其中，所述導(dǎo)流器包括至少一個接收在閥殼體的袋中的定位柱。
7.如權(quán)利要求I所述的流體控制閥，其中，所述導(dǎo)流器包括與排出節(jié)流口連通的流體流動通道。
8.如權(quán)利要求I所述的流體控制閥，還包括設(shè)置在外部電樞端周圍的永磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于控制流體控制系統(tǒng)中的流體壓力的電磁操縱流體控制閥，其包括其中具有電磁線圈的電磁鐵殼體；響應(yīng)于施加在電磁線圈上的電流而可移動的電樞；用于控制流體流向流體通道的閥元件；位于電樞與閥元件之間，用于響應(yīng)于電樞移動而使閥元件移動的致動器銷；和包括用來改善閥的運行的電樞阻尼元件、管狀致動器銷支撐體、導(dǎo)流器、線圈繞線管支撐套筒和/或內(nèi)部顆粒吸收磁鐵的一個或多個特征。
文檔編號F16K31/08GK102679019SQ20121014469
公開日2012年9月19日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者哈米德·奈莫霍達, 大衛(wèi)·塞德, 布賴恩·K·貝克, 約翰·T·科維茨 申請人:圣通電子工程公司