端部供油的机油控制阀及可变气门正时系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种端部供油的机油控制阀(Oil Control Valve,简称0CV)及一种可变气门正时(Variable Valve Timing,简称VVT)系统。
【背景技术】
[0002]机油控制阀是可变气门正时系统的核心部件之一。现有机油控制阀按供油方式分为端部供油的机油控制阀和侧面供油的机油控制阀两种。
[0003]如图1所示，现有一种端部供油的机油控制阀包括比例电磁铁I和液压体2两个部分。其中，比例电磁铁I包含可动电枢10。液压体2包含:阀体20，一端与比例电磁铁I固定连接；可移动地位于阀体20内的活塞21 ;推杆22，沿轴向的两端分别与可动电枢10、活塞21固定连接；位于阀体20内并呈压缩状态的压缩弹簧23，压缩弹簧23的一端抵靠活塞21远离推杆22的端部。
[0004]如图2所示，压缩弹簧23为圆柱形螺旋弹簧，且结合图3所示，压缩弹簧23的刚度(也称弹性系数)为常数，使其所产生形变力与弹簧长度呈线性关系，且弹簧长度越大，压缩弹簧23所产生形变力越小。
[0005]机油控制阀的作用在于:发动机ECU接收各传感器传来的信号，经分析、计算后发出控制指令给机油控制阀，机油控制阀根据发动机ECU的控制指令通过控制活塞21位于初始位置(也称左极限位置)、中间位置或右极限位置来选择连接至相位调节器的不同油路，使相位调节器处于提前、滞后或保持这三个不同的工作状态。
[0006]继续参考图1所示，在机油控制阀的一种工作状态下，在电磁力的作用下，可动电枢10带着推杆22 —起移动，使得活塞21从初始位置沿逐渐增大压缩弹簧23压缩量的方向A移动；在机油控制阀的另一种工作状态下，压缩弹簧23逐渐恢复形变，使得活塞21沿逐渐减小压缩弹簧23压缩量的方向B回位直至到达初始位置。
[0007]但是，现有端部供油的机油控制阀存在以下不足:活塞在回位过程中移动至初始位置附近时存在卡滞现象(solenoid valve clamping phenomenon),使活塞不能快速回位至初始位置，降低了相位调节器的调节速度和准确性。另外，参考图4中圆圈P所示，在活塞出现卡滞时，虽然通入比例电磁铁中线圈的电流有发生变化，但从机油控制阀出油口流出的液压油流量却并未发生变化，影响了机油控制阀的流量特性。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的问题是:现有端部供油的机油控制阀的活塞回位时存在卡滞现象，影响了机油控制阀的流量特性，降低了相位调节器的调节速度和准确性。
[0009]为解决上述问题，本发明提供了一种端部供油的机油控制阀，包括:
[0010]可动电枢；
[0011]阀体；
[0012]可移动地位于所述阀体内的活塞；
[0013]推杆，沿轴向的两端分别与所述可动电枢、活塞固定连接；
[0014]位于所述阀体内并呈压缩状态的压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵靠所述活塞远离推杆的端部；
[0015]所述活塞的移动行程内最靠近所述可动电枢的位置为初始位置、最远离所述可动电枢的位置为右极限位置，所述初始位置和右极限位置的中点为中间位置；
[0016]所述压缩弹簧为变刚度压缩弹簧；
[0017]所述活塞从所述中间位置移动至所述右极限位置的过程中，所述压缩弹簧所产生形变力与弹簧长度之间的关系曲线为第一曲线，所述第一曲线为线段，并具有第一端点和
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[0018]所述活塞从所述中间位置移动至所述初始位置的过程中，所述压缩弹簧所产生形变力与弹簧长度之间的关系曲线为第二曲线，所述第二曲线具有与所述第一端点重合的端占.
[0019]所述第一曲线自所述第二端点至第一端点方向延伸的延长线位于所述第二曲线下方。
[0020]可选的，所述第二曲线为线段。
[0021]可选的，所述压缩弹簧为等节距的中凹形螺旋弹簧。
[0022]可选的，所述压缩弹簧沿轴向的两端的最大外径相等。
[0023]另外，本发明还提供了一种可变气门正时系统，包括上述任一所述的机油控制阀。
[0024]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0025]机油控制阀中的压缩弹簧为变刚度压缩弹簧，不仅使活塞在从中间位置移动至右极限位置的过程中，压缩弹簧所产生形变力等于可动电枢所受电磁力，还使活塞从中间位置移动至初始位置的过程中，压缩弹簧所产生形变力大于可动电枢所受电磁力，使得压缩弹簧所产生形变力不仅能够抵消电磁力，还能够至少抵消部分流体力，防止了活塞出现卡滞现象，使得活塞能够快速回位至初始位置。
【附图说明】
[0026]图1是现有一种端部供油的机油控制阀的轴向剖面图；
[0027]图2是图1中压缩弹簧的立体结构示意图；
[0028]图3是图2所示压缩弹簧所产生形变力与压缩弹簧长度之间的关系曲线图；
[0029]图4是图1所示机油控制阀的流量特性曲线图，横坐标表示通入比例电磁铁中线圈的电流，纵坐标表示从机油控制阀出油口流出的液压油的流量；
[0030]图5是图1所示机油控制阀的活塞在各个位置所受流体力与活塞位置之间的关系曲线图；
[0031]图6是本发明的一个实施例中端部供油的机油控制阀的轴向剖面图；
[0032]图7是图6中压缩弹簧的平面结构示意图；
[0033]图8是图7所示压缩弹簧所产生形变力与压缩弹簧长度之间的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0034]经研究发现，造成现有端部供油的机油控制阀的活塞在回位过程中移动至初始位置附近时存在卡滞现象，使活塞不能快速回位至初始位置的原因如下:
[0035]继续参考图1所示，理论上讲，活塞21位于各个位置时，会受到由可动电枢10和推杆22传递的电磁力、以及由压缩弹簧23施加的形变力。通过使所述电磁力与所述形变力方向相反、大小相等，能够使得活塞21在移动行程内匀速移动。
[0036]但是，实际情况是，活塞21除了会受到所述电磁力及形变力之外，还会受到流体力(flow force),使得活塞21所受作用力的总和为所述流体力。结合图5所示,在活塞21从中间位置b移动至初始位置a的回位过程中，所述流体力与电磁力方向相同、与形变力方向相反，且流体力的大小基本上以逐渐增大的方式变化。因此，当活塞21从中间位置b移动至初始位置a的附近时，较大的流体力会阻碍活塞21继续移动，使活塞21出现卡滞现象，不能快速回位至初始位置。
[0037]鉴于此，本发明提供了一种改进的端部供油的机油控制阀，该机油控制阀中的压缩弹簧为变刚度压缩弹簧，不仅使活塞在从中间位置移动至右极限位置的过程中，压缩弹簧所产生形变力等于可动电枢所受电磁力，还使活塞从中间位置移动至初始位置的过程中，压缩弹簧所产生形变力大于可动电枢所受电磁力，使得压缩弹簧所产生形变力不仅能够抵消电磁力，还能够至少抵消部分流体力，防止了活塞出现卡滞现象，使得活塞能够快速回位至初始位置。
[0038]技术