中央阀的制作方法

本发明涉及凸轮轴相位调节器，且特别地涉及用于控制凸轮轴相位调节器的压力介质流动的中央阀。

背景技术：

可变气门正时系统是保证发动机性能的重要组成部分，其能够根据需要调节发动机进气排气系统的重叠时间与正时，从而使得发动机获得期望的动力输出等性能，可变气门正时系统包括与凸轮轴组装在一起的凸轮轴相位调节器。

凸轮轴相位调节器通常构造有至少两个相互作用的压力腔(a腔和b腔)，通过压力介质在两个压力腔之间流动可以调整或保持凸轮轴相对于曲轴的相位。压力介质(例如油)的上述流动通常需要借助控制阀实现，一种类型的控制阀为置于凸轮轴相位调节器的转子的中央孔内的中央阀。

图1示出了一种可能的中央阀(类似的中央阀还可以见于例如中国专利cn104279017b)，该中央阀包括活塞1、套筒2和壳体3，套筒2位于活塞1的外周、壳体3的内周。套筒2包括连接在一起的嵌件2a和外筒2b，嵌件2a和外筒2b上设有不同的孔或槽，以配合活塞1的轴向移动而控制油的流动路径。

上述套筒2的结构和制造工艺都较复杂，其通常需要二次成型，例如先冲压和机加工嵌件2a，之后在嵌件2a上通过例如注塑工艺形成外筒2b。零部件成本和装配成本都较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种中央阀。

本发明提供一种中央阀，其用于凸轮轴相位调节器，以控制压力介质在所述凸轮轴相位调节器内的流动，所述中央阀包括活塞和壳体，所述壳体套设于所述活塞外并与所述活塞接触，所述活塞能相对于所述壳体在所述中央阀的轴向上往复运动，其中，

所述活塞包括空心的筒部和位于筒部的内腔的隔挡，所述隔挡将所述筒部的内腔分成在所述轴向上间隔开的第一室和第二室，

所述活塞的周壁上设有在径向上贯通的至少一个第一孔和至少一个第二孔，所述第一孔与所述第一室连通，所述第二孔与所述第二室连通，

所述活塞的外周壁向径向内侧部分凹陷地形成在周向上环绕所述活塞的第一槽，

所述壳体的周壁上设有第一腔口、第二腔口和第一导出口，所述第一腔口和所述第二腔口分别用于与所述凸轮轴相位调节器的第一压力腔和第二压力腔导通，所述第一导出口用于将所述压力介质导出所述中央阀，

在所述活塞相对于所述壳体运动至第一位置的情况下，所述第一孔与所述第二腔口导通，且所述第一槽同时与所述第一腔口和所述第一导出口导通，

在所述活塞相对于所述壳体运动至第二位置的情况下，所述第一孔与所述第一腔口导通，且所述第二孔与所述第二腔口导通。

在至少一个实施方式中，在沿所述轴向从所述第一室指向所述第二室的方向上，所述活塞上的所述第一槽、所述第一孔和所述第二孔顺次设置，所述壳体上的所述第一导出口、所述第一腔口和所述第二腔口顺次设置。

在至少一个实施方式中，所述活塞的外周壁还向径向内侧部分凹陷地形成在周向上环绕所述活塞的第二槽和第三槽，所述第二槽与所述第一孔相导通，所述第三槽与所述第二孔相导通。

在至少一个实施方式中，所述壳体的外周壁向径向内侧部分凹陷地形成在周向上环绕所述壳体的凹腔，所述凹腔与所述第一导出口相导通。

在至少一个实施方式中，所述壳体的所述轴向上的两端分别形成导入口和第二导出口，所述导入口用于将所述压力介质导入所述中央阀，所述第二导出口用于将所述压力介质导出所述中央阀，

所述导入口朝向所述第一室的轴向开口，所述第二导出口朝向所述第二室的轴向开口。

在至少一个实施方式中，所述导入口处设有止回阀，所述止回阀能阻止所述中央阀内的所述压力介质从所述导入口处流出所述中央阀。

在至少一个实施方式中，所述第一孔有多个，多个所述第一孔沿所述活塞的周向排列，和/或

所述第二孔有多个，多个所述第二孔沿所述活塞的周向排列。

在至少一个实施方式中，所述第一导出口有多个，多个所述第一导出口沿所述壳体的周向排列。

在至少一个实施方式中，所述隔挡过盈配合地嵌套在所述筒部的内周。

在至少一个实施方式中，所述隔挡呈杯状，所述隔挡的外周壁与所述筒部的内周壁过盈配合地连接。

根据本发明的中央阀结构简单、制造方便。

附图说明

图1是一种可能的中央阀的剖视图。

图2是根据本发明的一个实施方式的中央阀的剖视图。

图3是图2中的中央阀在a腔泄油、b腔进油时的示意图。

图4是图2中的中央阀在a腔进油、b腔泄油时的示意图。

附图标记说明：

1、10活塞；10a第一孔；10b第二孔；10m活塞入口；10n活塞出口；

101第一室；102第二室；

11筒部；111第一槽；112第二槽；113第三槽；12隔挡；

2套筒；2a嵌件；2b外筒；

3、30壳体；30a第一腔口；30b第二腔口；31凹腔；

t1第一导出口；t2第二导出口；p导入口；

40卡环；50止回阀；60弹簧；

s转子；c凸轮轴；ct回油孔；ax轴向；r径向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

除非特别说明，参照图2至图4，ax表示中央阀的轴向，该轴向ax与活塞10的轴向一致；r表示中央阀的径向，该径向r与活塞10的径向一致。

参照图2介绍根据本发明的一个实施方式的中央阀的具体结构。

中央阀包括活塞10、壳体30、卡环40、止回阀50和弹簧60。中央阀至少部分地设置于凸轮轴相位调节器的转子s和凸轮轴c的中部的孔内。壳体30用于与凸轮轴c不能相对转动地连接，例如，壳体30在图2中靠近右侧端部的外周壁与凸轮轴c的内周壁螺纹连接。转子s能相对于壳体30转动。

活塞10和壳体30均呈大致筒形，壳体30套设在活塞10外周，活塞10能在壳体30内沿轴向ax往复移动。弹簧60夹设于活塞10和壳体30的一个轴向端部之间，弹簧60能随活塞10在轴向ax上的移动而伸长或缩短。卡环40设置于壳体30的另一个轴向端部，以防止活塞10在移动过程中从壳体30的内腔脱出。

活塞10包括筒部11和隔挡12。

筒部11呈空心的圆筒形。隔挡12嵌设在筒部11的内腔并将该内腔分成在轴向ax上间隔开的第一室101和第二室102。

在本实施方式中，隔挡12呈大致杯状，其外周壁与筒部11的内周壁过盈配合地连接。在图2中，杯状的隔挡12的杯口朝向第一室101，应当理解，本发明对杯口在轴向ax上的朝向不作限定，例如，杯口也可以朝向第二室102。

应当理解，本发明对隔挡12的形状不作限定，例如，其也可以呈圆盘状而不具有沿轴向ax延伸的周壁。

在工艺允许的情况下，隔挡12也可以与筒部11一体形成，或者隔挡12与筒部11的部分结构一体形成。

在沿轴向ax从第一室101指向第二室102的方向上，活塞10的外周壁部分向径向内侧凹进地依次形成第一槽111、第二槽112和第三槽113，这三个槽均在周向上环绕活塞10。

活塞10的外周壁上还形成有在径向r上贯通的第一孔10a和第二孔10b。第一孔10a与第二槽112连通，第二孔10b与第三槽113连通。且第一孔10a与第一室101连通，第二孔10b与第二室102连通。

优选地，第一孔10a和第二孔10b均有多个，多个第一孔10a在活塞10的周向上排列，多个第二孔10b在活塞10的周向上排列。

在轴向ax上，隔挡12至少部分地(优选完全地)位于第一孔10a和第二孔10b之间，以保证第一孔10a不与第二室102连通、第二孔10b不与第一室101连通。

活塞10的位于两个轴向端部的开口中的靠近第一室101的开口为活塞入口10m、靠近第二室102的开口为活塞出口10n。

壳体30为空心结构，在沿轴向ax从第一室101指向第二室102的方向上，壳体30的外周壁上依次形成有第一导出口t1、第一腔口30a和第二腔口30b。第一导出口t1用于将油导出中央阀，例如将油导出至外部的储油部。第一腔口30a用于与凸轮轴相位调节器的第一压力腔a(以下简称a腔)连通，第二腔口30b用于与凸轮轴相位调节器的第二压力腔b(以下简称b腔)连通。

在活塞10相对于壳体运动至第一位置的情况下(参照图3)，第一孔10a与第二腔口30b导通，第二孔10b被壳体30的内壁堵住，且第一槽111同时与第一腔口30a和第一导出口t1导通。在活塞10相对于壳体运动至第二位置的情况下(参照图4)，第一孔10a与第一腔口30a导通，且第二孔10b与第二腔口30b导通。

壳体30的外周壁部分向径向内侧凹进地形成凹腔31，凹腔31在周向上环绕壳体30。凹腔31与第一导出口t1连通，因此，本发明对向壳体30的内周侧开放的第一导出口t1的数量不作限制，即第一导出口t1可以只有一个也可以是多个，当第一导出口t1有多个时，对这多个第一导出口t1在周向上的分布方式也不作限制。

相应地，凸轮轴c的壁上设有回油孔ct，回油孔ct的径向内侧连通凹腔31，回油孔ct的径向外侧用于连通到储油部。应当理解，由于凹腔31形成完整的环形，因此，对与凹腔31相匹配的回油孔ct的数量不作限制，即回油孔ct可以只有一个也可以是多个，当回油孔ct有多个时，对这多个回油孔ct在周向上的分布方式也不作限制。

优选地，转子s的内周壁部分地向径向外侧凹进而与壳体30的外周壁之间部分地留有空隙，该空隙在周向上环绕壳体30。第一腔口30a和第二腔口30b在径向外侧与上述空隙连通。又由于第一腔口30a和第二腔口30b在径向内侧所连通的第一槽111、第二槽112和第三槽113也是环形的，因此，本发明对第一腔口30a和第二腔口30b的数量不作限制，即第一腔口30a(或第二腔口30b)可以只有一个也可以是多个，当第一腔口30a(或第二腔口30b)有多个时，对这多个第一腔口30a(或第二腔口30b)在周向上的分布方式也不作限制。

壳体30的两个轴向开口中，与活塞入口10m的开口朝向相同的口为导入口p、与活塞出口10n的开口朝向相同的口为第二导出口t2。

导入口p处设有止回阀50，油能通过止回阀50从外部流入中央阀，但不能逆向通过止回阀50而流出中央阀。

参照图3介绍在a腔泄油、b腔进油的情况下，中央阀内油流动的路径。

图3中，活塞10相对于壳体30运动至图中最左端，即上述的第一位置，此时第一孔10a与第二腔口30b导通，且第一槽111同时与第一腔口30a和第一导出口t1导通。

油从导入口p流入中央阀，并通过活塞入口10m而流入活塞10的第一室101。由于隔挡12在轴向一端将第二室102封闭，且此时与第二孔10b相通的第三槽113被壳体30的内周壁封堵，油不能流入第二室102。第一室101内的油可以进一步依次通过第一孔10a、第二槽112和第二腔口30b而流入b腔。

b腔内油压增加，使转子转动，迫使a腔内的油排出。a腔内的油依次通过第一腔口30a、第一槽111、第一导出口t1、凹腔31、回油孔ct而排出。

参照图4介绍在a腔进油、b腔泄油的情况下，中央阀内油流动的路径。

图4中，活塞10相对于壳体30运动至图中最右端，即上述的第二位置，此时第一孔10a与第一腔口30a导通，且第二孔10b与第二腔口30b导通。

油从导入口p流入中央阀，并通过活塞入口10m而流入活塞10的第一室101。

第一室101内的油进一步依次通过第一孔10a、第二槽112和第一腔口30a而流入a腔。

a腔内油压增加，使转子转动，迫使b腔内的油排出。b腔内的油依次通过第二腔口30b、第三槽113和第二孔10b而流入第二室102。第二室102内的油进一步通过第二导出口t2而排出。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)本发明在活塞10和壳体30之间不需要设置结构复杂的套筒。

(ii)本发明的活塞10结构简单，制造方便。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如：

(i)在第一孔10a和/或第二孔10b能满足下述位置关系时，活塞10上也可以不设置第二槽112和/或第三槽113。该位置关系为：当活塞10相对于壳体运动至第一位置时，第一孔10a与第二腔口30b导通，第二孔10b被壳体30的周壁堵塞；且当活塞10相对于壳体运动至第二位置的情况下，第一孔10a与第一腔口30a导通，第二孔10b与第二腔口30b导通。

(ii)在第一导出口t1能满足下述位置关系时，壳体30上也可以不设置凹腔31。该位置关系为：当a腔回油时，第一导出口t1能与位于凸轮轴c的回油孔ct连通。