专利名称：可调行程电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调行程电磁阀。
背景技术：
阀是一种通过打开、关闭或部分堵塞不同通道来调节流体流量的装置。某些阀是手动操作的，而其他阀是配置为响应于所针对的流体通道的改变的条件来自动操作。阀可用于综合自动控制系统并且需要例如螺线管的致动器以根据外部输入来致动特定的阀。阀用于众多行业并且往往用来调整机动车辆中不同流 体的流量。在车辆内燃发动机中，阀通常用来调整冷却剂和油的流量。举例来说，电磁阀可被用来调节加压油来转换发动机气门机构系统中的液压式气门梃杆、间隙调整装置等等中的掣子销。
发明内容
可调行程电磁阀组件包括阀体，该阀体限定出被配置为将流体引入阀体内的供给端口以及均配置为从该阀组件中排出至少一部分流体的控制端口和排出端口。阀体还限定出具有第一阀座和第二阀座的内腔，其中该内腔被配置为流体连接供给、控制和排出端口。该电磁阀组件还包括配置为选择性地通电和断电的电磁线圈和设置在该内腔内部的柱塞组件。该柱塞组件包括配置为在该线圈通电时移动的衔铁。该柱塞组件还包括具有第一端和第二端的阀杆，其中第一端与衔铁接合并被配置为相对于衔铁进行调节。该柱塞组件另外包括与该阀杆的第二端接合的提升阀，其中该提升阀的位置被配置为在该阀杆上进行调节。该柱塞组件另外包括第一表面，其配置为在电磁线圈断电时被压靠在第一阀座上并且阻断流体从供给端口向控制端口的流动。此外，该柱塞组件包括第二表面，该第二表面被配置为在电磁线圈通电时被压靠在第二阀座上并促进流体从供给端口流向控制端口。阀杆第一端相对于衔铁的调节和提升阀在第二端上的调节确定了该柱塞组件的预定行程和流向该控制端口的预定流体流速。根据一个实施例，内燃发动机包括气门机构，该气门机构具有被配置为使发动机气门关闭(deactivate)的掣子销。该发动机还包括上述可调行程电磁阀组件，该电磁阀组件用于在电磁线圈通电时移动该掣子销并关闭该发动机气门。该电磁阀组件固定到发动机的表面上。从以下结合附图对实施本发明的最优方式的详细说明，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。
图I是包括两个可调行程电磁阀组件的电磁阀模块的平面示意图，该视示出该模块的连接器侧；
图2是图I中图示的电磁阀模块的平面示意图，该视示出该模块的供给端口侧；图3是具有图I和2所示电磁阀模块的车辆内燃发动机的示意图；图4是图1-3所不电磁阀模块的不意性横截面正视图；和图5是示意性横截面透视图，图示出用于图1-4所示电磁阀模块的可调柱塞组件。
具体实施例方式参考附图，其中相同的附图标记表示相同部件，图I和2图示出配置为调节转换机构的操作的电磁阀模块10。例如，并且如用来描述电磁阀 模块10的操作的，主题机构可包括用来停用挺柱和间隙调整装置的擎子销，这些装置控制内燃发动机的气门机构中进气阀和排气阀的打开和关闭。在发动机负载减少的情况下，发动机气门的这种停用或切断可被用来禁止所选发动机缸的动作并且提供改进的发动机效率。因此，如图3中示意性地示出的，电磁阀模块10可安装在发动机12上或其内部来控制主题发动机的气门机构中的擎子销。电磁阀模块10包括第一可调行程电磁阀组件14A和第二可调行程电磁阀组件14B。虽然图示为具有两个电磁阀组件14A和14B，但是不排除包括更多或更少电磁阀组件的电磁阀模块10。第一电磁阀组件14A包括第一螺线管部分16A和第一阀体18A,而第二电磁阀组件14B包括第二螺线管部分16B和第二阀体18B。第一和第二螺线管部分16A和16B以及第一和第二阀体18A和18B位于电磁阀模块10内部。第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B以典型的方式操作以提供流体控制，正如本领域中已知的那样。参考图1-2和4，电磁阀模块10被示出为包括容纳第一电磁线圈22A的螺线管外壳20，第一电磁线圈22A配置为选择性地通电和断电以为第一电磁阀组件14A提供动力。另外，电磁阀模块10示出为包括配置为选择性地通电和断电以为第二电磁阀组件14B提供动力的第二电磁线圈22B。阀体18A和阀体18B—体形成为电磁线圈壳体24。螺线管外壳20和电磁线圈壳体24可彼此固定。虽然螺线管外壳20图示为单个部件，但是螺线管外壳20可以包括分离的多个部件，例如用来覆盖第一电磁阀组件14A的第一螺线管外壳部分20A和用来覆盖第二电磁阀组件14B的第二螺线管外壳部分20B。电连接器26也可固定到螺线管外壳20和电磁线圈壳体24中的一个或两个上。电磁阀模块10包括螺线管外壳20、电磁线圈壳体24和连接器壳体26并且可以作为单个组件组装到发动机10上。因此，电磁阀模块10提供了一种用于发动机12的液压控制回路13的完全收容的控制阀。电磁线圈壳体24限定出多个附接孔28。多个紧固件29可贯穿所述多个孔28以将电磁阀模块10固定到发动机12上。在所示实施例中有三个附接孔28，但是根据电磁阀模块10和发动机12的结构可以使用更多或更少的孔。附接孔28允许将电磁阀模块10快速容易地安装到发动机12上，这将在下面更详细地进行解释。电连接器26从电磁线圈壳体24和螺线管外壳20中的至少一个延伸并安装于其上。电连接器26包括包围并保护多个连接器管脚30的连接器壳体27。在所示实施例中有三个电连接器管脚30，它们提供第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B的单独电动调节。电连接器26提供第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B的公共电连接，以减少部件数量并简化电磁阀模块10到发动机12的布线。连接器壳体27可另外用作辅助电磁阀模块10与发动机12的电连接的引导件。连接器壳体27可具有不对称形状以确保连接器管脚30正确电连接到第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B。电磁线圈壳体24还限定出供给端口 32、第一控制端口 34A、第二控制端口 34B、第一排出端口 36A、第二排出端口 36B、第一内腔37A和第二内腔37B。供给端口 32设置为将诸如油的流体引入第一和第二阀体18A，18B内。第一和第二控制端口 34A，34B以及第一和第二排出端口 36A, 36B各自设置为分别从第一和第二电磁阀组件14A和14B排出至少一部分流体。第一内腔37A设置为流体连接供给端口 32、第一控制端口 34A和第一排出端口36A。同样，第二内腔37B设置为流体连接供给端口 32、第二控制端口 34B和第二排出端口36B。相应端口形成在发动机12内部以将流体从电磁阀 模块10引导至发动机12内的要求位置，即引导至发动机气门、挺柱和间隙调整装置的转换销。如图2所示，在电磁线圈壳体24内可形成有槽38以容纳垫圈40。垫圈40帮助将电磁阀模块10密封到发动机12上。电磁阀模块10附接于其上的发动机12部分可被机加工以便于将电磁阀模块10密封到发动机12上。如图2所示，过滤器42插在供给端口 32内以减少流体内的污染物和碎片并且阻止它们进入第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B。供给端口 32延伸到供给通道44(图示于图4中)，这是第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B的公共供给通道44。第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B可彼此独立地进行操作。因此，供给通道44内的压力足够保持第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B的独立操作。参见图3和4，解释操作第一电磁阀组件14A和第二电磁阀组件14B的方法的第一实施例。电磁阀模块10控制油从供油系统46到擎子销48的流动，擎子销48控制发动机12的气门机构49内的阀、提升机构和间隙调整装置等。当特定的擎子销48通过油加压时，该擎子销转变为关闭相应的发动机气门。在擎子销48之后，油可在返回贮油槽80之前被引导至其他发动机部件81。如图4-5所不,第一电磁阀组件14A具有由第一顶部磁通量收集器51A、第一极片84A、第一底部磁通量收集器53A和第一柱塞组件86A组成的第一磁通回路。第一柱塞组件86A设置在第一内腔37A内并且包括第一衔铁88A、具有第一端92A和第二端94A的第一阀杆90A和第一提升阀96A。第一衔铁88A以及因而整个第一柱塞组件86A被设置为在第一线圈22A通电时移动。如图4-5所示，第一阀杆90A的第一端92A与第一衔铁88A接合并被配置为相对于第一衔铁进行调节以及形成第一校准接合界面93A。第一校准接合界面93A表示第一端92A和第一衔铁88A之间的可调接合距离。第一校准接合界面93A被配置为改变第一柱塞组件86A的比例并且改变经过第一控制端口 34A的油流速。第一提升阀96A与第一阀杆90A的第二端94A接合并被配置为在第一阀杆90A上进行调节以及形成第二校准接合界面95A。第二校准接合界面95A是第二端94A与第一提升阀96A之间的接合距离，该接合距离改变第一柱塞组件86A的比例并且改变经过第一控制端口 34A的油流速。如图5所示，第一顶部磁通量收集器51A、第一极片84A、第一底部磁通量收集器53A和第一衔铁88A组装在螺线管外壳20内部。通过选择性地对第一线圈22A通电和断电，第一衔铁88A按照磁通进行动作从而在第一阀体18A内部移动第一柱塞组件86A。第一内腔37A包括第一阀座98A和第二阀座100A。第一柱塞组件86A还包括第一表面102A和第二表面104A。第一表面102A被配置为当第一线圈22A断电时在油的作用下压靠在第一阀座98A上。第一表面102A这样压靠在第一阀座98A上阻断了油从供给端口 32到第一控制端口 34A的流动。第二表面104A被配置为当第一线圈22A通电时被压靠在第二阀座IOOA上以促进油从供给端口 32到第一控制端口 34A的流动。对特定的第一和第二校准接合界面93A，95A的选择和调节确定了第一柱塞组件86A的特定或预定的行程105A。进而，第一柱塞组件86A的预定行程105A确定流体流向第一控制端口 34A的预定的需求流速。同样,如图4-5所不,第二电磁阀组件14B具有由第二顶部磁通量收集器51B、第二极片84B、第二底部磁通量收集器53B和第二柱塞组件86B组成的第二磁通回路。第二柱塞组件86B设置在第二内腔37B内并且包括第二衔铁88B、具有 第一端92B和第二端94B的第二阀杆90B和第二提升阀96B。第二衔铁88B以及因而整个第二柱塞组件86B被设置为在第二线圈22B通电时移动。如图5所示，第二阀杆90B的第一端92B与第二衔铁88B接合并被配置为相对于第二衔铁进行调节以及形成第一校准接合界面93B。与第一校准接合界面93A类似，第二校准接合界面93B表示第一端92B和第二衔铁88B之间的可调接合距离。第一校准接合界面93B被配置为改变第二柱塞组件86B的比例并且改变经过第二控制端口 34B的油流速。第二提升阀96B与第二阀杆的第二端94B接合并被配置为在第二阀杆90B上进行调节以及形成第二校准接合界面95B。与第一校准接合界面93B类似，第二校准接合界面95B是第二端94B和第二提升阀96B之间的接合距离，该接合距离改变第二柱塞组件86B的比例并且改变经过第二控制端口 34B的油流速。第二顶部磁通量收集器51B、第二极片84B、第二底部磁通量收集器53B和第二衔铁88B组装在螺线管外壳20内。通过选择性地对第二线圈22B通电和断电，第二衔铁88B按照磁通进行动作从而在第二阀体18B内部移动第二柱塞组件86B。此外，第二内腔37B包括第一阀座98B和第二阀座100B。第二柱塞组件86B还包括第一表面102B和第二表面104B。第一表面102B被配置为当第二线圈22B断电时在油的作用下压靠在第一阀座98B上。第一表面102B这样压靠在第一阀座98B上阻断了油从供给端口 32到第二控制端口 34B的流动。第二表面104B被配置为当第二线圈22B通电时被压靠在第二阀座100B上以促进油从供给端口 32到第二控制端口 34B的流动。对特定的第一和第二校准接合界面93B，95B的选择和调节确定了第二柱塞组件86B的特定或预定行程105B。进而，第二柱塞组件86B的预定行程105B确定流体流向第二控制端口 34B的预定的需求流速。继续参考图5，第一阀座98A、98B和第二阀座100A、100B中的每一个都以倾斜面为特征。第一阀座98A、98B和第二阀座100AU00B的表面角度将有利于更有效地流体密封第一和第二内腔37A、37B各者以及更精确地调节流至第一和第二控制端口 34A、34B各者的油流量。第一表面102A和102B可设置在各个衔铁88A、88B上或者各个阀杆90A和90B的第一端92A、92B上。因此，第一表面102A和102B被设置为密封接合相应的第一阀座98A和98B。第二表面104A和104B可分别设置在提升阀96A和96B上，并因此被设置为密封接合相应的第二阀座100A和100B。提升阀96A和96B可通过如图5所示的螺纹连接部106A、B或者本领域技术人员所理解的压接连接部分别接合特定阀杆的第二端94A和94B并固定于其上。另外，如果使用螺纹连接，则要采用诸如专用的干涉型螺纹牙形的附加螺纹锁定结构或者合适的密封剂来防止连接部松动。可替换地，提升阀96A和96B可通过将阀杆压入适当的提升阀而分别与特定阀杆的第二端94A和94B接合并固定于其上。不管使用何种接合机构，提升阀96A、96B的位置可在相应的第一和第二阀杆90A、90B上进行调节。如图5所示，各个阀杆90A和90B的第一端92A和92B中的每一个都可包括突出部108A和108B并且各个衔铁88A和88B都可包括互补的接受器IlOA和110B。在这种情况下，每个阀杆突出部108A和108B挤压入相应的衔铁接受器IlOA和IlOB并且调节其接合以确定各自的第一校准接合界面93A、93B。可替换地，每个衔铁88A和88B都可包括突出部并且适当阀杆的相应第二端94A和94B都可包括互补的 接受器，因此衔铁的突出部可被压入相应的阀杆接受器内。虽然未具体图示出后一种结构，但是使用如上所述且在图5中示出的示例很容易想到这种结构。因此，不管是突出部结合在阀杆的第一端中而衔铁包括互补的接受器，还是反过来，各个阀杆90A、90B的第一端92A、92B都可相对于相应衔铁88A、88B进行调节。衔铁88A，88B、阀杆90A，90B和提升阀96A，96B中的每一个都可由冷成形、螺纹加工和压铸方法中的至少一个形成。当衔铁88A、88B和提升阀96A、96B由例如钢的这种坚固但是高密度材料形成时，阀杆90A、90B可由不同材料形成。例如，阀杆90A、90B可由铝形成，使得阀杆材料的密度低于衔铁和提升阀材料的密度。这种不同材料的组合将使相应柱塞组件86A、86B变轻以便在相应线圈22A、22B通电时提高组件的响应，而对组件的可靠性没有负面影响。总的说来，衔铁88A，88B、阀杆90A，90B和提升阀96A，96B的可调节关系允许第一和第二电磁阀组件14A，14B方便地适应各种气门机构和发动机。在工作期间，油通过供给端口 32进入电磁阀模块10并流经供给通道44。当第一电磁线圈22A或第二电磁线圈22B通电时，相应的第二表面104A或104B分别被压靠在第二阀座100A或100B上。因而，油从供给通道44流到第一电磁阀组件14A的第一控制端口34A或第二电磁阀组件14B的第二控制端口 34B。根据所述实施例，第一电磁阀组件14A的操作改变第一控制端口 34A内的压力并且第二电磁阀组件14B的操作改变第二控制端口34B内的压力以控制发动机12气门机构49中的相应擎子销48。来自擎子销48的油在返回贮油槽80之前还可流向其它发动机部件81。虽然已经详细描述了实现本发明的最佳方式，本领域技术人员可认识到在所附的权利要求的范围内用于实施本发明的不同的可选设计和实施例。
权利要求
1.一种可调行程电磁阀组件(14A)，包括 阀体(18A)，其限定出设置为将流体引入所述阀体(18A)的供给端口(32)、均设置为从所述阀组件排出至少一部分流体的控制端口(34A)和排出端口(32)，和具有第一阀座(98A)和第二阀座(IOOA)的内腔(37A)，其中所述内腔(37A)设置为流体连接所述供给端口、控制端口和排出端口 (32，34A，32)； 电磁线圈(22A)，其设置为选择性地通电和断电；和 柱塞组件(86A)，其设置在所述内腔(37A)内并且具有 设置为在所述线圈(22A)通电时移动的衔铁(88A)； 具有第一端(92A)和第二端(94A)的阀杆(90A)，其中所述第一端(92A)与所述衔铁(88A)接合并设置为相对于所述衔铁(88A)被调节； 与所述阀杆的第二端接合的提升阀，其中所述提升阀设置为在所述阀杆上被调节； 第一表面(102A)，其设置为在所述电磁线圈(22A)断电时被压靠在所述第一阀座(98A)上并且阻断流体从所述供给端口(32)向所述控制端口(34A)的流动；和 第二表面(104A)，其设置为在所述电磁线圈(22A)通电时被压靠在所述第二阀座(98A)上以促进流体从所述供给端口(32)向所述控制端口(34A)的流动； 其特征在于，所述阀杆(90A)的第一端(92A)相对于所述衔铁(88A)以及所述提升阀(96A)在所述第二端(94A)上的调节确定了所述柱塞组件(86A)的预定行程(105A)和流体流向所述控制端口(34A)的预定流速。
2.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，所述第一表面(102A)设置在所述衔铁(88A)和所述阀杆(90A)的第一端(92A)之一上。
3.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，所述第二表面(104A)设置在所述提升阀(96A)上。
4.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，所述阀杆(90A)的第一端(92A)包括突出部(108A)，并且所述衔铁(88A)包括接受器(110A)，所述阀杆突出部(108A)被挤压入所述衔铁接受器(110A)，使得所述第一端(92A)相对于所述衔铁(88A)进行调节。
5.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，所述衔铁(88A)包括突出部，并且所述阀杆(90A)的第一端(92A)包括接受器，所述衔铁的突出部被挤压入所述阀杆接受器，使得第一端(92A)相对于所述衔铁(88A)进行调节。
6.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，所述提升阀(96A)通过螺纹连接和压接中的一个与所述阀杆(90A)的第二端(94A)接合并固定于其上。
7.如权利要求I所述的电磁阀组件，其特征在于，所述提升阀(96A)通过将所述阀杆(90A)挤压入所述提升阀(96A)中而与所述阀杆(90A)的第二端(94A)接合并固定于其上。
8.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，所述衔铁(88A)、阀杆(90A)和提升阀(96A)中的每一个都由冷成形、螺纹加工和压铸方法中的至少一者形成。
9.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，第一和第二阀座(98A，100A)中的每一个都以倾斜面为特征。
10.如权利要求I所述的电磁阀组件(14A)，其特征在于，所述阀杆(90A)是由不同于所述衔铁(88A)和所述提升阀(96A)的材料形成的，并且所述阀杆材料的密度低于所述衔铁和所述提升阀材料中每一个的密度。
11.一种内燃发动机(12)，包括 发动机气门机构(49)，其具有设置为关闭发动机气门的掣子销(48);和固定到所述发动机(12)的表面上的可调行程电磁阀组件(14A)，所述电磁阀组件(14A)包括 阀体(18A)，其限定出设置为将流体引入所述阀体(18A)的供给端口(32)、均设置为从所述阀组件排出至少一部分流体的控制端口(34A)和排出端口(32)，和具有第一阀座(98A)和第二阀座(IOOA)的内腔(37A)，其中所述内腔(37A)设置为流体连接所述供给端口、控制端口和排出端口 (32，34A，32)； 电磁线圈(22A)，其设置为选择性地通电和断电；和 柱塞组件(86A)，其设置在所述内腔(37A)内并且具有 设置为在所述线圈(22A)通电时移动的衔铁(88A)； 具有第一端(92A)和第二端(94A)的阀杆(90A)，其中所述第一端(92A)与所述衔铁(88A)接合并设置为相对于所述衔铁(88A)被调节； 与所述阀杆的第二端接合的提升阀，其中所述提升阀设置为在所述阀杆上被调节； 第一表面(102A)，其设置为在所述电磁线圈(22A)断电时被压靠在所述第一阀座(98A)上并且阻断流体从所述供给端口(32)向所述控制端口(34A)的流动；和 第二表面(104A)，其设置为在所述电磁线圈(22A)通电时被压靠在所述第二阀座(98A)上以促进流体从所述供给端口(32)向所述控制端口(34A)的流动； 其特征在于，所述阀杆(90A)的第一端(92A)相对于所述衔铁(88A)以及所述提升阀(96A)在所述第二端(94A)上的调节确定了所述柱塞组件(86A)的预定行程(105A)和流体流向所述控制端口(34A)的预定流速。
12.如权利要求11所述的发动机(12)，其特征在于，所述第一表面(102A)设置在所述衔铁(88A)和所述阀杆(90A)的第一端(92A)之一上。
13.如权利要求11所述的发动机(12)，其特征在于，所述第二表面(104A)设置在所述提升阀(96A)上。
14.如权利要求11所述的发动机(12)，其特征在于，所述阀杆(90A)的第一端(92A)包括突出部(108A)，并且所述衔铁(88A)包括接受器(110A)，所述阀杆突出部(108A)被挤压入所述衔铁接受器(110A)，使得所述第一端(92A)相对于所述衔铁(88A)进行调节。
15.如权利要求11所述的发动机(12)，其特征在于，所述衔铁(88A)包括突出部，并且所述阀杆(90A)的第一端(92A)包括接受器，所述衔铁的突出部被挤压入所述阀杆接受器，使得第一端(92A)相对于所述衔铁(88A)进行调节。
全文摘要
本发明涉及一种可调行程电磁阀组件(14A)，其包括供给端口，控制端口和排出端口(32，34A，32)，具有第一和第二阀座(98A，100A)的内腔(37A)，电磁线圈(22A)和柱塞组件(86A)。柱塞组件包括通过线圈移动的衔铁(88A)。柱塞组件还包括阀杆(90A)，阀杆具有与衔铁可调节地接合的第一端(92A)和与提升阀(96A)可调节地接合的第二端(94A)。柱塞组件另外包括第一表面(102A)和第二表面(104A)，当线圈断电时第一表面压靠在第一阀座上以阻断向控制端口的流体流动，当线圈通电时第二表面压靠在第二阀座上以促使流体流向控制端口。阀杆第一端相对于衔铁的调节和提升阀在阀杆第二端上的调节为柱塞组件确定预定行程和流向控制端口的预定流体流速。
文档编号F16K31/06GK102788185SQ20121021562
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月21日 优先权日2011年5月19日
发明者K·A·克莱特, R·D·凯勒, R·J·博伊丘克 申请人:伊顿公司