用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀，包括阀体和阀杆，阀杆安装在阀体的中心孔内，阀杆的中部具有与输入口对应的缩颈结构，阀杆的两端具有上、下两段相互隔离的轴心孔，阀杆上间隔设置有四组径向通孔，其中上面两组径向通孔与上段轴心孔相通，下面两组径向通孔与下段轴心孔相通；第二组和第三组径向通孔的外部设置有环形槽，环形槽与阀杆的外圆之间采用圆弧过渡连接。本实用新型不仅可以实现大流量通气，而且可以避免阀杆出现卡滞或O形密封圈被切坏的情况，另外还可以避免小孔毛刺和锐边对O形密封圈的损坏，也因不考虑小孔去毛刺和锐边的问题而降低了阀杆的制造工艺难度。
【专利说明】用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种汽车变速箱换挡操纵系统，特别是涉及一种用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀。
【背景技术】
[0002]在气压传动快速发展的今天，气动元件朝着高气压、大流量、高寿命的方向发展。在汽车行业，变速箱用气动元件的工作气压已逐步提高到IMPa，流量通常要求在30m3/h，寿命数百万次，这对变速箱用气动元件的研发提出了更高的要求。主副箱结构变速箱高低档切换是通过工作缸完成的，工作缸通常有两个腔，当一个腔充气时，另一个腔则排气，工作缸在充排气过程中完成对变速箱的高低档切换。而工作缸的充排气是由换向阀完成的，目前使用的换向阀多为二位换向阀(二位五通结构或者二位四通结构)，阀杆有两个位置状态，阀杆位置的改变使工作缸的充气腔和排气腔发生交换，即原来的充气腔为排气腔，原来的排气腔为充气腔，在此过程中，工作缸上的拨叉轴带动拨叉运动完成档位切换。
[0003]传统的二位换向阀通常采用滑动阀杆往复运动结构，其常见的密封方式有密封圈随阀杆一起滑动密封(如图1)，也有密封圈固定，阀杆滑动密封(如图2);气流通道通常有阀杆缩颈式(如图1和图2)，也有阀杆上钻小孔式(如图3)。
[0004]如图1所示的二位五通换向阀，包括阀体和阀杆，阀体上的五个口分别是一个输入口 1、两个输出口 21、22以及两个排气口 31、32，阀杆安装在阀体的中心孔内，阀杆上设置有6个密封圈，两相邻的密封圈之间具有一缩颈段，工作时，输入口 I通入压缩空气，由于与输出口 21对应的缩颈段与输入口 I是相通的，因此压缩空气通过输出口 21进入工作缸的充气腔，工作缸排气腔排出的气体通过输出口 22重新回到阀体内，由于与输出口 22对应的缩颈段与排气口 32是相通的，因此气体通过排气口 32排入大气；若阀杆的位置改变，则工作缸的充气腔和排气腔交换，即原来的充气腔为排气腔，原来的排气腔为充气腔，此时与输出口 22对应的缩颈段与输入口连通，从输入口 I通入的压缩空气经输出口 22进入工作缸的充气腔，工作缸排气腔排出的气体通过输出口 21重新回到阀体内，由于此时与输出口 21对应的缩颈段和排气口 31是相通的，因此气体通过排气口 31排入大气。此种换向阀存在的不足是:由于工作气压高，密封圈容易被挤入阀体内部与缩颈结构对应的空隙内，导致阀杆卡滞，换向阀不能正常工作；在较大的推力或回位弹簧力的作用下，虽然能使阀杆运动，但容易造成密封圈被切坏的情况；而降低阀体内部与缩颈结构对应的空隙，又无法满足通气流量的要求。
[0005]如图2所示的换向阀与如图1所示的换向阀在结构方面有所不同，图2所示的换向阀在阀杆和阀体之间设置有5个隔套，隔套之间设置有密封圈，隔套上具有径向通气小孔，工作时，压缩空气通过输入口 I和隔套上的小孔进入阀体内，当阀杆处于图中所示位置时，与输入口 I对应的缩颈段和输出口 21相通，因此压缩空气通过输出口 21进入工作缸的进气腔，工作缸排气腔排出的空气通过输出口 22重新回到阀体内，此时输出口 22和排气口 32相通，因此空气通过排气口 32排入大气；若阀杆的位置改变，则工作缸的充气腔和排气腔交换。在通过排气口 31或排气口 32向大气排气时，由于突然卸压，因此产生的压力差较大，排气口处的密封圈容易被挤入阀杆上的缩颈内，导致阀杆卡滞，换向阀不能正常工作；在较大的推力或回位弹簧力的作用下，虽然能使阀杆运动，但容易造成密封圈被切坏的情况；而减小阀杆上的缩颈又无法满足通气流量的要求。
[0006]图2所示的换向阀采用阀杆上的缩颈结构来实现通流，而图3所示的换向阀采用阀杆上的小孔来实现通流，虽然图3所示的换向阀也可满足高工作气压的要求，但无法满足大流量的要求，同时通气小孔的加工、以及去毛刺和锐边都存在很高的工艺难度，小孔的毛刺和锐边与密封圈接触，容易对密封圈造成损坏，无法保证使用寿命。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀，以弥补现有换向阀无法满足大流量通气的需求、阀杆容易出现卡滞、O形密封圈容易被切坏、阀杆上小孔的加工以及小孔的去毛刺和锐边工艺难度大等缺陷。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案:一种用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀，包括阀体和阀杆，所述阀体上具有输入口、第一输出口、第二输出口、第一排气口和第二排气口，所述阀杆安装在阀体的中心孔内；阀体内设置有五个隔套，五个隔套沿轴向依次套设在阀杆的外部，隔套与阀杆之间为间隙配合；所述阀体与阀杆之间设置有四个O形密封圈，四个O形密封圈各自分别安装在两个相邻的隔套之间；每个隔套上均具有径向通气小孔，位于中间的中隔套与输入口的位置对应，位于中隔套两侧的两个相邻隔套分别与第一输出口和第二输出口的位置对应，位于两端的两个端隔套分别与第一排气口和第二排气口的位置对应；阀杆的中部具有与输入口对应的缩颈段，缩颈段的直径小于阀杆两端的直径，在阀杆处于伸出状态时，自上而下的第二个O形密封圈位于缩颈段的外围，并且第二个O形密封圈和缩颈段之间形成与第一输出口连通的通气间隙，第一个和第三个O形密封圈密封设置于阀杆两端的外圆与阀体的内壁之间；在阀杆被压下时，自上而下的第三个O形密封圈位于缩颈段的外围，并且第三个O形密封圈和缩颈段之间形成与第二输出口连通的通气间隙，第二个和第四个O形密封圈密封设置于阀杆两端的外圆与阀体的内壁之间；阀杆的两端具有上、下两段相互隔离的轴心孔，阀杆上间隔设置有四组径向通孔，其中上面的第一组和第二组径向通孔与上段轴心孔相通，下面的第三组和第四组径向通孔与下段轴心孔相通，在阀杆处于伸出状态时，第三组径向通孔与第二输出口连通，第四组径向通孔与第二排气口连通，在阀杆被压下时，第二组径向通孔与第一输出口连通，第一组径向通孔与第一排气口连通；第二组和第三组径向通孔的外部设置有环形槽，环形槽与阀杆的外圆之间采用圆弧过渡连接。
[0009]作为优选，本实用新型还包括顶杆、上盖、下盖和回位弹簧，所述上盖和下盖分别连接在阀体的上、下两端，所述顶杆安装在上盖内部的轴套内，并且顶杆与阀杆的上端接触；所述回位弹簧安装在下盖内，并且回位弹簧与阀杆的下端接触。
[0010]本实用新型的有益效果在于:
[0011]1、本实用新型的换向阀将输入口对应的阀杆部分设计为缩颈结构，由于缩颈结构比小孔结构的通流截面大，因此实现了大流量通气。
[0012]2、本实用新型的换向阀在工作缸通过输出口向排气口排气时，压缩空气需要从阀杆上的小孔流过，本实用新型在小孔外增设环形槽，由于环形槽与阀杆外圆采用圆弧过渡连接，并且环形槽底部与隔套之间的间隙较小，因此保证了 O形密封圈不会发生挤隙，同时也保证了 O形密封圈不与环形槽底部接触，在阀杆位置切换的过程中，O形密封圈不会被挤入环形槽内，避免了阀杆出现卡滞或O形密封圈被切坏的情况；另外，在加工环形槽时，可以有效去除小孔外的毛刺，同时小孔加工后形成的锐边不与O形密封圈接触，避免了小孔毛刺和锐边对O形密封圈的损坏，既提高了产品的使用寿命，也因不考虑去除阀杆上小孔的毛刺和锐边的问题而降低了阀杆的制造工艺难度。
[0013]
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为现有技术中第一种换向阀的结构示意图；
[0015]图2为现有技术中第二种换向阀的结构示意图；
[0016]图3为现有技术中第三种换向阀的结构示意图；
[0017]图4为本实用新型阀杆处于伸出状态的结构示意图；
[0018]图5为图4中圆圈指示部位的局部放大图；
[0019]图6为本实用新型阀杆被压下时的结构示意图。
[0020]图中，I一顶杆，2—上盖，3—阀体，4一阀杆，5—端隔套，6—中隔套，7、10、11—O形密封圈，8—回位弹簧，9 一下盖，12、13—螺钉，101—输入口，102—第一输出口，103—第二输出口，104—第一排气口，105—第二排气口。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型的用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀以机械式控制方式为例对此进行说明，机械式换向阀只是二位换向阀的一种，还有其它控制阀杆运动的方式，如气控式(如图1和图3)、电控式等；回位方式一般有弹簧式、气控式等，无论采用哪种控制和回位方式，都属于本实用新型的保护范围。下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]参见4至图6，一种用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀，包括顶杆1、上盖2、阀体3、阀杆4、回位弹簧8和下盖9，阀杆4安装在阀体3的中心孔内，上盖2通过螺钉12连接在阀体3的上端，顶杆I安装在上盖2内部的轴套内，并且顶杆I与阀杆4的上端接触；下盖9通过螺钉13连接在阀体3的下端，回位弹簧8安装在下盖9内，并且回位弹簧8与阀杆4的下端接触；阀体3上具有输入口 101、第一输出口 102、第二输出口 103、第一排气口 104和第二排气口 105，阀体3内设置有五个隔套，五个隔套沿轴向依次套设在阀杆4的外部，隔套与阀杆4之间为间隙配合；阀体3与阀杆4之间设置有四个O形密封圈7，四个O形密封圈7各自分别安装在两个相邻的隔套之间；每个隔套上均具有径向通气小孔，位于中间的中隔套6与输入口 101的位置对应，位于中隔套6两侧的两个相邻隔套分别与输出口 102和输出口 103的位置对应，位于两端的两个端隔套5分别与排气口 104和排气口 105的位置对应。
[0023]阀杆4的中部具有与输入口 101对应的缩颈段，缩颈段的直径小于阀杆两端的外圆直径，在阀杆4处于伸出状态时，自上而下的第二个O形密封圈7 (图中为自左而右)位于缩颈段的外围，并且第二个O形密封圈7和缩颈段之间形成与第一输出口 102连通的通气间隙，第一个和第三个O形密封圈7密封设置于阀杆两端的外圆与阀体3的内壁之间；在阀杆4被压下时，自上而下的第三个O形密封圈7 (图中为自左而右)位于缩颈段的外围，并且第三个O形密封圈7和缩颈段之间形成与第二输出口 103连通的通气间隙，第二个和第四个O形密封圈7密封设置于阀杆两端的外圆与阀体3的内壁之间；阀杆4的两端具有上、下两段相互隔离的轴心孔，阀杆4上间隔设置有四组径向通孔，其中上面的第一组和第二组径向通孔与上段轴心孔相通，下面的第三组和第四组径向通孔与下段轴心孔相通，在阀杆4处于伸出状态时，第三组径向通孔与第二输出口 103连通，第四组径向通孔与第二排气口 105连通，在阀杆4被压下时，第二组径向通孔与第一输出口 102连通，第一组径向通孔与第一排气口 104连通；第二组和第三组径向通孔的外部设置有环形槽，环形槽与阀杆的外圆之间采用圆弧过渡连接。
[0024]本实用新型的工作过程如下:当阀杆处于伸出状态时，来自输入口 101的压缩空气，经过中隔套6上的径向通气小孔进入阀体3内，由于阀体内的压缩空气被第一个和第三个O形密封圈7隔断，因此压缩空气只能从第二个O形密封圈7与阀杆中部缩颈段的间隙流出，然后经阀体3另一侧的输出口 102进入工作缸的充气腔，从工作缸排气腔排出的压缩空气经输出口 103、隔套上的径向通气小孔、以及阀杆下端的两组径向通孔，从阀体3另一侧的排气口 105排入大气。
[0025]当阀杆4被压下时，来自输入口 101的压缩空气，经过中隔套6上的径向通气小孔进入阀体3内，由于阀体内的压缩空气被第二个和第四个O形密封圈7隔断，因此压缩空气只能从第三个O形密封圈7与阀杆中部缩颈段的间隙流出，然后经阀体3另一侧的输出口103进入工作缸的充气腔，从工作缸排气腔排出的压缩空气经输出口 102、隔套上的径向通气小孔、以及阀杆上端的两组径向通孔，从阀体3另一侧的排气口 104排入大气。
[0026]在阀杆位置相互切换的过程中，阀杆4上的第二组和第三组径向通孔会经过O形密封圈7，由于O形密封圈7径向为弹性压缩密封，阀杆4上的径向通孔直径小且数量多，去毛刺和锐边存在很高的工艺难度，毛刺和锐边去除不干净，在运动过程中，容易造成O形密封圈7的损坏，从而降低总成寿命。为了降低阀杆4的加工工艺难度，同时提高寿命要求，在阀杆4第二组和第三组径向通孔的外部增加环形槽，由于环形槽与阀杆外圆采用圆弧过渡连接，并且环形槽底部与隔套之间的间隙较小，因此保证了 O形密封圈不会发生挤隙，同时也保证了 O形密封圈不与环形槽底部接触，在阀杆位置切换的过程中，O形密封圈不会被挤入环形槽内，避免了阀杆出现卡滞或O形密封圈被切坏的情况；另外，在加工环形槽时，可以有效去除小孔外的毛刺，同时小孔加工后形成的锐边不与O形密封圈接触，避免了小孔毛刺和锐边对O形密封圈的损坏，既提高了产品的使用寿命，也因不考虑去除阀杆上小孔的毛刺和锐边的问题而降低了阀杆的制造工艺难度。
[0027]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，尽管 申请人:参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀，包括阀体(3)和阀杆(4)，所述阀体(3)上具有输入口(101)、第一输出口(102)、第二输出口(103)、第一排气口(104)和第二排气口(105)，所述阀杆(4)安装在阀体(3)的中心孔内；阀体(3)内设置有五个隔套，五个隔套沿轴向依次套设在阀杆(4)的外部，隔套与阀杆(4)之间为间隙配合；所述阀体(3)与阀杆(4)之间设置有四个O形密封圈(7)，四个O形密封圈(7)各自分别安装在两个相邻的隔套之间；每个隔套上均具有径向通气小孔，位于中间的中隔套(6)与输入口(101)的位置对应，位于中隔套(6)两侧的两个相邻隔套分别与第一输出口(102)和第二输出口( 103)的位置对应，位于两端的两个端隔套(5)分别与第一排气口( 104)和第二排气口(105)的位置对应；其特征在于，阀杆(4)的中部具有与输入口(101)对应的缩颈段，缩颈段的直径小于阀杆两端的直径，在阀杆(4)处于伸出状态时，自上而下的第二个O形密封圈(7)位于缩颈段的外围，并且第二个O形密封圈(7)和缩颈段之间形成与第一输出口( 102)连通的通气间隙，第一个和第三个O形密封圈(7)密封设置于阀杆(4)两端的外圆与阀体(3)的内壁之间；在阀杆(4)被压下时，自上而下的第三个O形密封圈(7)位于缩颈段的外围，并且第三个O形密封圈(7)和缩颈段之间形成与第二输出口( 103)连通的通气间隙，第二个和第四个O形密封圈(7)密封设置于阀杆(4)两端的外圆与阀体(3)的内壁之间；阀杆(4)的两端具有上、下两段相互隔离的轴心孔，阀杆(4)上间隔设置有四组径向通孔，其中上面的第一组和第二组径向通孔与上段轴心孔相通，下面的第三组和第四组径向通孔与下段轴心孔相通，在阀杆(4)处于伸出状态时，第三组径向通孔与第二输出口(103)连通，第四组径向通孔与第二排气口( 105)连通，在阀杆(4)被压下时，第二组径向通孔与第一输出口(102)连通，第一组径向通孔与第一排气口( 104)连通；第二组和第三组径向通孔的外部设置有环形槽，环形槽与阀杆的外圆之间采用圆弧过渡连接。
2.根据权利要求1所述的用于控制汽车变速箱工作缸充排气的二位五通换向阀，其特征在于，还包括顶杆(I)、上盖(2 )、下盖(9 )和回位弹簧(8 )，所述上盖(2 )和下盖(9 )分别连接在阀体(3)的上、下两端，所述顶杆(I)安装在上盖(2)内部的轴套内，并且顶杆(I)与阀杆(4)的上端接触；所述回位弹簧(8)安装在下盖(9)内，并且回位弹簧(8)与阀杆(4)的下端接触。
【文档编号】F15B13/02GK204041604SQ201420548157
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张圣, 罗康, 苏生伟 申请人:重庆劲雄机电有限公司