具有流出通道的控制阀

摘要

本发明涉及一种用于凸轮轴调节设备的控制阀(1)以及一种内燃机，所述内燃机具有凸轮轴调节设备和控制阀(1)。控制阀(1)包括阀壳体(3)和压力介质引导插入件(23)，所述压力介质引导插入件同轴地设置在阀壳体(3)的容纳部中。压力介质引导插入件(23)的流出通路(27，28)过渡到沿轴向方向伸展的流出通道(22)中，其中流出接口T能够与控制接口A、B形成连接，并且其中流出接口T设置在如下区域中，所述区域位于控制接口A、B和与第一端部(6)相对置的第二端部(8)之间。

说明书

技术领域

本发明涉及比例换向阀的领域，所述比例换向阀尤其能够用作为用于控制所谓的凸轮轴调节器的中央阀。凸轮轴调节器用于通过如下方式调节内燃机的运行：即有针对性地影响负载切换：凸轮轴的相位的调节改变其相对于曲轴相位的位置；因此能够将换气阀的打开和闭合时间移动至连续的循环过程的较早的或较晚的时间点。中央阀具有多个开关位置，借助所述开关位置能够调节在流入口和流出口之间的压力介质路径的伸展——压力介质流将力施加到凸轮轴调节器上，所述力与开关位置相关并且引起到特定位置中的调节。

背景技术

DE 10 2009 024 026 A11示出一种用于凸轮轴调节器的控制阀，所述凸轮轴调节器具有可在阀壳体之内移动地引导的空心柱形的控制活塞。在活塞空腔之内设置有具有封闭部件的止回阀，所述止回阀在流入方向上释放第一压力介质管道并且是可液压开启的，所述封闭部件具有密封面，通过所述封闭部件能够沿回流方向封闭流入开口。压力介质经由流入接口和活塞空腔到达控制接口中的一个控制接口A或B。压力介质从控制接口A或B的流出经由两个流出接口中的一个进行，所述流出接口分别与控制接口中的一个相关联。流出的压力介质经由控制阀的流出接口导入到缸盖或链条箱中。

发明内容

本发明的目的在于，以优化结构空间需求的方式提供一种控制阀和一种具有控制阀的内燃机。

所述目的的解决方案从独立权利要求1的特征部分中得出，而能够从从属权利要求中得出本发明的有利的改进形式和设计方案。因此，所述目的通过一种用于凸轮轴调节器的控制阀来实现，所述控制阀具有：阀壳体，所述阀壳体具有一个流入接口P、两个控制接口A和B以及一个流出接口T；同轴地设置在所述阀壳体的容纳部中的压力介质引导插入件，所述压力介质引导插入件具有一个流入通路、一个流出通路和两个控制通路；以及在压力介质引导插入件中同轴引导的控制活塞，所述控制活塞在其外环周上具有流入槽、流出槽和控制槽，其中控制活塞包括活塞头，所述活塞头在其端侧上形成操纵面并且限定控制阀的操纵侧的第一端部。流出通路过渡到沿轴向方向伸展的流出通道中，所述控制接口A、B中的至少一个控制接口能够经由所述流出通道与流出接口T形成连接，并且其中流出接口T设置在如下区域中，所述区域位于控制接口A、B和与第一端部相对置的第二端部之间。

流出接口实现在控制阀的周围和控制接口之间的可控制的连接；以该方式，借助于内燃机的液压介质回路再次输送液压介质。通常，经由控制阀经由分开的流出接口流出液压介质，所述流出接口分别与控制接口中的一个相关联。替选地，从多个控制接口中流出的液压介质能够经由共同的流出接口进行。然而，所描述的液压介质路径通常需要经过活塞空腔的共同的压力介质管道，所述活塞空腔因此为了其他目的不再能够用作为液压介质路径。

根据本发明的认知，实现一种共同的流出接口，而不必引导流出的液压介质经过所述活塞空腔：流出通路过渡到沿轴向方向伸展的流出通道中，其中流出接口能够与控制接口A、B形成连接；因此，流出接口的位置能够自由地选择——所做出的选择不限制另外的液压介质路径的设计。同时，通过应用压力介质引导插入件优化所需要的结构空间以及制造成本。

经由控制接口A、B流出的液压介质经由流出通道引导至流出接口，所述流出接口设置在如下区域中，所述区域位于与第一端部相对置的第二端部和控制接口A、B之间。控制阀优选构成为中央阀，所述中央阀能够同轴地装入凸轮轴的孔中。流出的液压介质因此优选能够输送给凸轮轴的空腔，例如压力介质管道或体积存储器。

在一个有利的实施方式中，流出通道由压力介质引导插入件至少部分地包围，其中压力介质引导插入件的外部尺寸匹配于阀壳体的容纳部的内部尺寸，并且其中流出通道在阀壳体和压力介质引导插入件之间的边界面上形成。借助于所提出的设计方式，能够通过如下方式尤其成本有利地优化结构空间：阀壳体的内侧表面和压力介质引导插入件的外侧表面的构型共同作用。

在另一有利的实施方式中，压力介质引导插入件包括径向内置的套筒形的构件和外置的套筒形的构件，其中外部的套筒形的构件作为注塑件制造，并且内部的套筒形的构件作为插入构件构成，所述插入构件在外部构件的注塑工艺期间由外部构件挤压包封。所提出的设计方案显示出在制造中的特别的优点并且也实现复杂的引导几何形状的实现。优选地，内置的构件由金属材料制成，并且外置的构件由塑料构成。替选地，压力介质引导插入件也能够由钢或塑料一件式地制成。

在一个有利的具体化方案中，流入接口P经由流入通路、流入槽和活塞空腔与控制槽和控制接口A、B形成导流连接。在该实施方式中，显示出所提出的控制阀的特别的优点，其方式在于，尽管液压介质经由活塞空腔流入而实现液压介质从控制接口A、B共同流出。液压介质路径从流入接口P经由流入通路引导至流入槽中。流入槽中的第一活塞开口实现与活塞空腔的连通，液压介质通过所述活塞空腔经由第二活塞开口到达控制槽中并且从那里经由控制通路A、B到达控制接口A或B。从控制接口A、B的流出经由控制通路A或B到流出槽A或B进行并且从那里分别经由流出通道的槽底上的通路流出到流出通道中，直至流出接口T。

在另一有利的实施方式中，流入接口P设置在控制阀的第二端部的区域中，其中轴向地在朝第一端部的方向上连接有第一控制接口A和第二控制接口B，并且其中朝第二端部的方向设置有流出接口T。在另一具体化方案中，控制活塞在第二端部的区域中具有环绕的流入槽，并且轴向地在朝第一端部的方向上具有相应环绕的流出槽A、控制槽和流出槽B。尽管液压介质经由活塞空腔流入，经由远离第二端部的控制接口B流出的液压介质能够到达设置在第二端部的区域中的流出接口T。

在一个有利的改进形式中，流出接口在控制阀的端侧处设置在第二端部的区域中。优选地，流出接口中心地设置在端侧上并且由流出通道供给。基本上沿轴向方向延伸的流出通道能够在第二端部的区域中过渡到径向引导部中，所述径向引导部实现在中心设置的流出接口和流出通道之间的连接。

在另一有利的改进形式中，在活塞空腔之内设置有止回阀，所述止回阀由缠绕成柱形的阀弹簧的弹簧带构成，所述弹簧带具有叠加的端部。借助于止回阀能够平滑压力峰值，所述压力峰值例如从凸轮轴切换力矩中得出，并且经由凸轮轴调节器能够传递到控制阀上。

所提出的目的的解决方案还从独立权利要求10的特征部分的特征中得出。因此，通过一种内燃机实现该目的，所述内燃机包括凸轮轴调节设备和控制阀，所述控制阀具有：设置在凸轮轴的容纳部中的阀壳体，所述阀壳体具有一个流出接口T、两个控制接口A和B以及一个流入接口P，所述流入接口设置在所述凸轮轴之内；压力介质引导插入件，所述压力介质引导插入件设置在阀壳体的容纳部中，压力介质引导插入件具有一个流入通路、一个流出通路和两个控制通路；和在压力介质引导插入件中引导的控制活塞，所述控制活塞在其外环周上具有流入槽、流出槽和控制槽，其特征在于，流出通路过渡到沿轴向方向伸展的流出通道中，其中流出接口T能够与控制接口A、B形成连接，并且其中流出接口T经由凸轮轴中的连接与空腔、液压介质管道或体积存储器形成连接。空腔、液压介质管道和/或体积存储器能够处于凸轮轴之内或之外。优选地，体积存储器在凸轮轴之内被供给。

因此，控制阀优选构成为用于控制凸轮轴调节器的中央阀——所述控制阀设置在凸轮轴的空腔中，并且随所述凸轮轴转动。呈叶片调节器结构形式的凸轮轴调节器包含定子和转子作为主要元件。定子抗扭地与驱动轮连接并且经由牵引机构由曲轴驱动。转子形成从动元件。

此外，所要求保护的内燃机的控制阀能够具有与根据独立权利要求1的根据本发明的解决方案的之前描述的控制阀相同的设计方案。

附图说明

现在，根据实施例详细阐述本发明，其中参考附图。所阐述的实施方式的功能相同的元件设有相同的附图标记。

图1示出控制阀的纵截面；

图2示出图1的控制阀的阀壳体的纵截面

图3示出图1的控制阀的压力介质引导插入件的纵截面。

具体实施方式

在图1中示出具有止回阀2的控制阀1的示例的实施方式的纵截面图。控制阀1由阀壳体3和空心柱形的控制活塞4构成，所述控制活塞轴向可移动地在阀壳体3的相应的空腔中引导。控制活塞4的调节范围通过第一端部6上的卡环5和通过第二端部8上的封闭元件7轴向限制。阀壳体3能够由凸轮轴的空腔容纳并且用于控制凸轮轴调节器(未示出)。法兰9与外螺纹10一起用于将控制阀1与凸轮轴连接。阀壳体3在其外环周上具有三个开口：开口形成流入接口P以及第一供应接口A和第二供应接口B，流出接口T位于阀壳体的第二端部8上。在开口的区域中设置有过滤器12，所述开口形成流入接口P。

控制活塞4在其外环周面上显示出具有扩宽的直径的五个部段，所述五个部段包围具有减小直径的四个部段。所述四个部段与阀壳体的内侧表面一起形成第一、第二、第三和第四环绕的环形通道或者流入槽13、流出槽A14、控制槽15和流出槽B16。为了控制凸轮轴调节器，控制活塞4能够占据不同的开关位置，所述开关位置通过可行的压力介质路径的实际伸展来表征。借助于(未示出的)调整设备实现开关位置，所述调整设备通常为电磁操纵的致动器。

与电磁体的衔铁连接的推杆与控制活塞的端侧上的操纵面形成接触——因此作用于衔铁上的力经由推杆传递到控制活塞上进而引起所述控制活塞克服弹簧17的力进行轴向移动：第一环形通道/流入槽13能够以该方式与流入接口P形成连接，第二环形通道/流出槽A14能够与控制接口A形成连接。第三环形通道/控制槽15能够与第一控制接口A形成连接，与第二控制接口B形成连接，与这两个控制接口形成连接，或者不与任何控制接口形成连接。

在形成第一环形通道的流入槽13的槽底上设有第一穿通开口18，在形成第三环形通道的控制槽的槽底上设有第二穿通开口19。除了第一和第二穿通开口18、19之外，在背离弹簧的一侧上通过压力件20封闭控制活塞4。因此，液压介质能够经由流入接口P导入到活塞空腔21中，并且从那里引导至控制接口A、B。控制接口A能够经由第二环形通道/流出槽A14和经由流出通道22与流出接口T形成连接，控制接口B能够经由第四环形通道/流出槽B16和经由流出通道22与流出接口T形成连接。

在图2中示出阀壳体3的细节图。示出控制阀的第一和第二端部3、8。在阀壳体3的内侧表面上可见轴向地且在环周之上错开地设置的控制接口A、B以及流入接口P。孔同轴地在第二端部8的区域中伸展，所述孔形成流出接口T。

如图1中所示，控制活塞3在压力介质引导插入件23之内引导。压力介质引导插入件23包括内置的构件24和外置的构件25。内置的构件24由金属材料制成，并且由塑料构成的外置的构件25包围。这两个构件套筒形地或空心柱形地构成。外部的套筒形的构件25作为注塑件制造，并且内部的套筒形的构件24作为插入构件构成，所述插入构件在外部构件的注塑工艺期间由所述外部构件挤压包封。

在图3中示出压力介质引导插入件23的细节图。流出通道22构成在外环周上，所述流出通道沿着环周沿轴向方向伸展。轴向的流出通道22在压力介质引导插入件23的朝向控制阀3的第二端部8的一侧上通入径向伸展的通道26中，经由所述通道能够建立到流出接口T的连接。在压力介质引导插入件23的朝向控制阀的第一端部8的一侧上在端侧封闭流出通道22。在与阀壳体的内侧表面一起形成流出通道22的槽的槽底上，存在两个流出通路27、28，经由所述流出通路能够建立在流出接口T、流出槽A14和B16和控制接口A或B之间的连接。控制接口经由控制通路A29和B30与活塞空腔形成连接，流入接口经由流入通路P31与活塞空腔形成连接。

如图1中示出，在活塞空腔之内设置有止回阀2，所述止回阀由缠绕成柱形的阀弹簧的弹簧带构成，所述弹簧带具有叠加的端部。通过缠绕弹簧带限定内置的和外置的端部以及弹簧带的内面和外面，其中弹簧带在其内置的端部上过渡到轴向延伸的间隔元件中，所述间隔元件的轴向端部能够与控制活塞的端面的内侧形成接触。间隔元件通过类似舌形的通道形成，所述通道的横截面显示出弧形的伸展。

弹簧带在活塞空腔之内的轴向位置确定为：使得弹簧带的外面在第一穿通开口18的区域中能够与控制活塞4的内侧表面形成贴靠。以该方式，封闭第一穿通开口18：在流入方向上，释放第一穿通开口18，使得压力介质能够到达活塞空腔21中；相反，沿相反的方向，封闭止回阀2。在流入管道的区域中未描述压力峰值。

附图标记列表

1 控制阀

2 止回阀

3 阀壳体

4 控制活塞

5 卡环

6 第一端部

7 封闭元件

8 第二端部

9 法兰

10外螺纹

12过滤器

13流入槽

14，A14流出槽A

15控制槽

16，B16流出槽B

17弹簧

18第一穿通开口

19第二穿通开口

20压力件，活塞头

21活塞空腔

22流出通道

23压力介质引导插入件

24内置的构件

25外置的构件

26径向伸展的通道

27流出通路

28流出通路

29，A29控制通路A

30，B29控制通路B

31，P31流入通路P

A 控制接口A

B 控制接口B

P 流入接口P

T 流出接口T