具有单个密封件、改进的轴对准和闩锁螺线管的燃料箱隔离阀的制作方法

1.本发明涉及一种改进的燃料箱隔离阀。更具体地，本发明提供了一种结合过压释放(opr)和过真空释放密封(ovr)的系统，以消除错位以及用较少数量的部件的定制密封。进一步地，本发明涉及一种改进的燃料箱隔离阀，该改进的燃料箱隔离阀用于将燃料箱压力保持在受保护的压力范围内，在没有电力消耗的情况下闩锁阀的两个端部位置，并且在加燃料期间控制从燃料箱端口到罐端口的燃料蒸气流动。燃料箱隔离阀(ftiv)具有对过压释放和过真空释放功能的轴向式控制。


背景技术：

2.燃料箱是封闭的系统，并且通常由于储存的燃料的蒸发，导致燃料箱内部的正压。因此，对于车辆而言，必须在燃料箱中保持升高的压力，以抑制燃料蒸气产生的速率并使向大气排放的碳氢化合物最小化。为了克服该问题，燃料箱隔离阀(ftiv)耦接到燃料箱以控制燃料箱通风。燃料箱隔离阀(ftiv)位于蒸发排放控制系统中的燃料箱和燃料蒸汽罐之间的管道中。当压力超过保护极限时阀自动打开，并且阀在加燃料时被电致动。
3.燃料储箱隔离阀(ftiv)包括壳体子组件，该壳体子组件在形状上大致上是圆形的并且包括电控制的电磁阀、压缩弹簧、密封子组件、引导轴、喷嘴本体、压缩弹簧以及盖体，该压缩弹簧被固定在该壳体子组件内部以执行过真空释放功能，该引导轴与密封子组件耦接以用于限流器的轴向式引导，该喷嘴本体具有安装凸缘，安装凸缘被安装在壳体子组件上以被连接到车辆的燃料箱和罐，该压缩弹簧固定在限流器上以执行过压释放功能，该盖体将被安装在喷嘴本体上以关闭阀并且保持压缩弹簧的安装高度以用于过压释放功能。
4.在具体应用中，像在混合动力车辆中，由于车辆在没有内燃机运行的情况下行驶，因此，箱中的汽油可以蒸发并且在箱中产生压力增加，其由燃料箱隔离阀(ftiv)控制。在这种情况下，固定在限流器上的压缩弹簧允许限流器密封件打开并将过量蒸气释放到罐，并且将车辆燃料箱压力保持在受保护的范围内。
5.燃料箱隔离阀(ftiv)还使得燃料蒸汽能够容纳在燃料箱中，直到条件适合于发动机处理过量蒸汽。在燃料箱内部出现过压状态时，发生从车辆的燃料箱侧到罐侧的流动，而在过真空状态时，发生从车辆的罐侧到车辆的燃料箱侧的流动。在加燃料时，发生从车辆的燃料箱侧到罐侧的流动。
6.在由于温度下降(例如，如果汽车停放过夜)而产生负压或真空的情况下，燃料箱隔离阀(ftiv)自动打开并且允许真空密封件打开并且将燃料箱与罐连接以将车辆燃料箱压力保持在受保护的范围内。
7.燃料箱隔离阀(ftiv)还使得燃料蒸汽能够容纳在燃料箱中，直到条件适合于发动机处理过量蒸汽。
8.目前，传统的燃料箱隔离阀(ftiv)具有用于过压和过真空释放功能的单独的密封件。进一步地，密封特征被设置在喷嘴箱本身中以将箱和罐室分开，从而分别地提供opr和
ovr密封。这导致在阀处于操作中时过度依赖单个部件。
9.进一步地，具有用于引导过压密封和过真空密封的单独的引导件，在操作的一段时间之后存在错位的可能性，这可能导致泄漏并且阻碍所需的性能。进一步地，这可能导致opr和ovr功能的故障。
10.进一步地，在传统的燃料箱隔离阀(ftiv)的电气部件中，汽油的浸入仅由螺线管线圈及其接线端子的包覆成型限制。然而，众所周知，由于各种因素，例如在包覆成型件周围和/或模制工具内部的气体累积、螺线管线圈本体部分的不适当的原材料、不良的表面光洁度导致塑料模制件与螺线管线圈本体之间的不适当的密封而危及件和整体车辆的安全性。
11.此外，在对车辆加燃料时，阀需要进行阀的电打开(通电)。阀的一个端口连接到车辆的燃料箱，而阀的另一个端口连接到车辆的罐(canister)。
12.cn104763560a披露了一种具有箱隔离阀和罐排气阀的蒸汽清除系统，其中每个阀包括用于将阀保持在打开位置的闩锁机构。在清除系统上执行诊断测试以证明每个阀都正常地起作用。在这些应用中使用闩锁阀减少了从电池汲取的电力并且减少了与集成压力传感器的电干扰。燃料箱由燃料箱和蒸汽存储罐之间的箱隔离阀密封，并且罐排气阀提供罐和大气之间的密封，并且控制罐的排气。箱隔离阀减少来自电池的电力消耗，同时阀由闩锁机构保持在打开位置或关闭位置，并且仅使用单个电压脉冲来改变阀的状态。本发明的主要缺点是闩锁机构需要许多构件，诸如线轴、线圈、电枢的一部分和弹簧杯等。
13.cn104775946a披露了一种清除蒸汽系统，该清除蒸汽系统包括燃料箱、燃料箱隔离阀以及碳罐，燃料箱隔离阀与燃料箱处于流体连通，碳罐与燃料箱隔离阀处于流体连通。清除蒸汽系统还包括罐排气阀、空气过滤器以及闩锁机构，碳罐与碳罐流体处于连通，空气过滤器与罐排气阀处于流体连通，闩锁机构用于在打开位置和关闭位置之间改变罐排气阀，其中闩锁机构是罐排气阀的一部分。当闩锁机构在打开位置与关闭位置之间改变罐排气阀时，闩锁机构被通电，并且当罐排气阀被保持在打开位置或关闭位置时，闩锁机构被断电。本发明的主要缺点是该闩锁机构被连接到该隔离阀的阀构件并且是可移动的，这使得该机构依赖于阀。
14.因此，存在技术差异，其中，需要在实现具有稳健的、防泄漏的设计、精确的闩锁、简单的电路、成本有效的以及较小重量的燃料箱隔离阀(ftiv)的低排放车辆中取得进步。


技术实现要素：

15.发明目的
16.本发明的主要目的是通过在燃料箱隔离阀(ftiv)中使用用于opr和ovr功能的共用密封件来减少密封区域的数量，该燃料箱隔离阀(ftiv)通过减少泄漏点来提高产品寿命和效率，因为在流动路径中没有限制而使得内部流动更好，降低了产品从制造到组装的临界性，并且由于较少数量的零件而提供了低成本的解决方案。
17.本发明的又另一个目的是提供一种改进的燃料箱隔离阀。更具体地，本发明涉及一种改进的燃料箱隔离阀，该燃料箱隔离阀用于将燃料箱压力保持在受保护的压力范围内，在没有电力消耗的情况下闩锁阀的两个端部位置，并且在加燃料期间控制从燃料箱端口到罐端口的燃料蒸气流动。ftiv具有对过压释放和过真空释放功能的轴向式控制。
18.本发明的又另一个目的是为在与密封子组件相同的轴线上的限流器提供引导，使得两个部件(密封子组件和限流器)在操作期间在单个轴线上移动。
19.本发明的又另一个目的是消除过压释放(opr)和/或过真空释放密封相对于密封区域的错位，因为该限流器在组装有密封子组件的同轴的轴上被引导。
20.本发明的又另一个目的是提供一种在燃料箱隔离阀(ftiv)中的轴，以增加限流器的引导长度，从而减少在ftiv的操作期间部件错位的可能性。
21.本发明的又另一个目的是提供一种改进的燃料箱隔离阀，该改进的燃料箱隔离阀基于闩锁螺线管以提供所述阀在接通和断开位置处的闩锁而无电力消耗。
22.本发明的又另一个目的是提供一种改进的燃料箱隔离阀，该改进的燃料箱隔离阀仅需要用于切换接通和断开该阀的电力，并且由于所提供的所有功能彼此一致，所以该燃料箱隔离阀是稳健且紧凑的。
23.本发明的又另一个目的是通过提供端子密封件来限制汽油从燃料箱隔离阀(ftiv)的端子区域泄漏，该端子密封件然后被包覆成型，由此进一步减少泄漏的可能性并且使得它具有稳健的防泄漏设计。
24.本发明提供了一种改进的燃料箱隔离阀。具体地，本发明涉及一种改进的燃料箱隔离阀，其中过压释放(opr)和过真空释放(ovr)密封功能通过共同的密封件执行。此外，提供了一种方法来消除过压释放(opr)和过真空释放(ovr)密封相对于密封区域的错位，从而避免汽油泄漏和浸入燃料箱隔离阀(ftiv)本体中/从燃料箱隔离阀(ftiv)本体浸入。进一步地，本发明提供了一种改进的燃料箱隔离阀(ftiv)，该改进的燃料箱隔离阀(ftiv)在过压或在压力状态下将燃料箱内的压力保持在受保护的压力范围内，仅在切换该阀的接通和断开期间需要电力。该阀是基于闩锁螺线管的，该闩锁螺线管在开启和关闭位置处执行闩锁而无电力消耗并且还执行过压释放(opr)和过真空释放(ovr)的轴向式功能。
25.在本发明的实施例中，燃料箱隔离阀(ftiv)包括壳体子组件、压缩弹簧、密封子组件、轴、喷嘴本体、压缩弹簧、行程限制器、以及盖体，该壳体子组件包括螺线管线圈；该压缩弹簧固定在壳体子组件内部以执行过真空释放(ovr)功能；该轴与密封子组件组装以用于限流器的轴向式引导；该喷嘴本体设置有安装孔和多个喷嘴，多个喷嘴安装在壳体子组件上以连接至车辆的燃料箱和罐；该压缩弹簧固定在限流器上以执行过压释放(opr)功能；该行程限制器安装在限流器之后、喷嘴本体内以通过控制限流器的操作行程来控制最大流量；该盖体关闭喷嘴本体。螺线管线圈具有至少一个o形环，该至少一个o形环以如下方式放置在顶部和底部沟槽处：在壳体子组件包覆成型之后限制螺线管线圈内的燃料的泄漏和浸入，以及螺线管线圈以如下方式具有带有接线销的端子密封件：在壳体子组件包覆成型之后限制螺线管线圈内的燃料从接线销的泄漏和浸入。
26.在本发明的可替代性实施例中，螺线管壳体包括压缩弹簧、移动芯部和螺线管闩锁，压缩弹簧用于过真空释放(ovr)功能。螺线管闩锁包括永磁体、螺线管线圈b和螺线管线圈a。螺线管线圈b被装配在永磁体下方。螺线管线圈a被装配在永磁体上方。改进的燃料箱隔离阀将压力保持在受保护的压力范围内，在加燃料期间提供从燃料箱到罐的燃料蒸气流动的电控制，提供过压释放和过真空释放功能；并且改进的ftiv在无电流消耗的情况下将阀闩锁在接通和断开位置。
27.在本发明的另一个实施例中，使用共用密封件来控制过压释放(opr)和过真空释
放(ovr)功能。限流器被定制使得提供密封座以消除由单独的密封件执行opr功能所需的橡胶密封件，由此减小密封点。
28.在本发明的另一个实施例中，包括以如下方式引导限流器：使得限流器的密封座总是平行于密封子组件的密封表面，这有助于在类似的点上再次密封和打开ftiv，以获得可重复性。
29.在本发明的另一个实施例中，在与密封子组件组装的轴上同轴地引导限流器，以根据限流器的直径提供足够的引导长度，从而克服在操作过程中限流器相对于密封表面的错位。
30.在本发明的另一个实施例中，在壳体子组件中，在包覆成型工艺之前，将端子密封件组装在螺线管线圈中的端子上，以避免汽油从ftiv的端子区域泄漏并且使其成为稳健的防泄漏设计。
附图说明
31.将参考以下附图描述本发明。提供附图和相关描述以说明本发明的实施例，而非限制本发明的范围：
32.图1是根据本发明的实施例的燃料箱隔离阀(ftiv)的分解图。
33.图2是根据本发明的实施例的限流器的立体图。
34.图3是根据本发明的实施例的密封子组件的立体图。
35.图4a、图4b、和图4c是根据本发明的实施例示出的密封子组件、轴和限流器的分解图、立体图和截面图。
36.图5是根据本发明的实施例示出的壳体子组件、用于ovr功能的压缩弹簧、密封子组件、轴、限流器、喷嘴本体、用于opr功能的压缩弹簧以及盖体的截面图。
37.图6是根据本发明的实施例的壳体子组件的截面图。
38.图7是根据本发明的实施例的端子密封件的立体图。
39.图8a和图8b是根据本发明的实施例的螺线管线圈的截面图和立体图。
40.图9是示出根据本发明的示出壳体的燃料箱隔离阀的截面图。
41.图10a是根据本发明的可替代实施例的燃料箱隔离阀的截面图。
42.图10b是示出根据本发明的示出密封件的燃料箱隔离阀的截面图。
43.图11a和图11b是根据本发明的处于空转状态中的燃料箱隔离阀的截面图。
44.图12a、图12b和图12c是根据本发明的处于接通状态中的燃料罐隔离阀的截面图。
45.图13a、图13b和图13c是根据本发明的处于opr状态下工作的燃料箱隔离阀的截面图。
46.图14a、图14b和图14c是根据本发明的处于ovr状态下工作的燃料箱隔离阀的截面图。
47.图15a和图15b是根据本发明的在阀处于打开和关闭状态期间的燃料箱隔离阀的截面图。
具体实施方式
48.参见以下附图，本发明的许多方面可以被更好地理解。附图中的构件不一定按比
例绘制。相反，重点在于清楚地说明本发明的构件。此外，贯穿附图中的几个视图，相同的附图标记表示相应的部件。在解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明的实施例在其应用方面不限于在以下描述中阐述的或在附图中示出的构造的细节和构件的布置。本发明的实施例能够以各种方式实践和实施。此外，本文采用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被视为限制性的。
49.在本发明的一个实施例中提供了一种燃料箱隔离阀(ftiv)，该燃料箱隔离阀(ftiv)包括具有较少数量的密封件的系统以及消除过压释放(opr)和过真空释放(ovr)密封相对于密封区域的错位的方法。此外，提供系统和方法以避免汽油泄漏和浸入到燃料箱隔离阀(ftiv)本体中/从燃料箱隔离阀(ftiv)本体浸入。进一步地，本发明涉及一种改进的燃料箱隔离阀，其用于将燃料箱压力保持在受保护的压力范围内，在没有电力消耗的情况下闩锁阀的两个端部位置，并且在加燃料期间控制从燃料箱端口到罐端口的燃料蒸气流动。ftiv具有对过压释放和过真空释放功能的轴向式控制。
50.现在参见图1，在本发明的实施例中提供了一种燃料箱隔离阀(ftiv)10，该燃料箱隔离阀(ftiv)10包括壳体子组件12、压缩弹簧14、密封子组件16、轴18、喷嘴本体20、压缩弹簧24、行程限制器30以及盖体32，该壳体子组件12包括在其内部的螺线管线圈，压缩弹簧14用于过真空释放(ovr)功能，轴18与密封子组件16组装，用于限流器22的轴向式引导(inline guiding)，该喷嘴本体20设置有安装孔20a和待被连接到燃料箱的喷嘴28以及待被连接到车辆的罐的喷嘴26，该喷嘴本体20安装在壳体子组件12上并且由密封子组件16密封，压缩弹簧24用于opr功能、固定在限流器22上，压缩弹簧24执行过压释放功能，该行程限制器30被安装在喷嘴本体20内部的限流器22之后，以通过控制限流器22的操作行程来控制最大流量，该盖体32关闭阀门并且保持用于过压释放功能的压缩弹簧的安装高度。
51.现在参见图2，在本发明的实施例中提供了限流器22。此外，限流器22设置有引导孔34和一体式密封座36，引导孔34用于将轴18引导到其中，一体式密封座36执行opr功能。限流器将被组装在喷嘴本体20内部。
52.现在参见图3，在本发明的实施例中，本发明提供了密封子组件16的布置。如图所示，密封表面38用于opr功能，密封表面40用于密封子组件16的ovr功能。密封子组件16还包括用于组装轴18的孔42。橡胶密封件44在移动柱塞46上包覆成型。橡胶密封件44是用于opr和ovr功能的共同的密封件。
53.现在参见图4a、图4b和图4c，在本发明的实施例中提供了密封子组件16、轴18和限流器22的布置。如图所示，轴18同轴地组装在密封子组件16的移动柱塞46的孔42内，并且然后穿过导向孔34将限流器22在轴18上引导，从而在操作期间和之后保持密封座36相对于橡胶密封件44的密封表面38的平行度。进一步地，这有助于克服在操作期间和操作之后限流器22相对于密封表面38错位的问题。
54.现在参见图5，在本发明的实施例中，本发明提供了在燃料箱隔离阀10(ftiv)内的壳体子组件12、密封子组件16、轴18、喷嘴本体20以及限流器22的布置。壳体子组件12包括具有压缩弹簧14的密封子组件16。喷嘴本体20与密封子组件16和压缩弹簧14借助于诸如但不限于激光焊接等一起附接到壳体子组件12，其中橡胶密封件44的密封表面40与喷嘴本体20的密封表面48密封，从而阻断喷嘴28的燃料蒸气流动路径62以执行过真空释放功能。进一步地，具有一体式密封座36的限流器22到插入轴18中，一体式密封座36与橡胶密封件44
的密封表面38接触，以通过创建通往喷嘴26的燃料蒸气流动路径64的阻断来执行过压释放功能。行程限制器30和另一个压缩弹簧24被安装在限流器22上以通过控制限流器22的操作行程来控制最大流量。盖体32借助于诸如但不限于激光焊接等固定至喷嘴本体20，以使燃料箱隔离阀10(ftiv)成为封闭的防漏组件。在ftiv10的操作期间，限流器22总是在密封子组件16的相同的轴上移动，因为它们由与密封子组件16同轴组装的轴18引导。
55.现在参见图6，在本发明的实施例中提供了壳体子组件12，该壳体子组件12在形状上大致是圆形的并且包括螺线管线圈50，该螺线管线圈50在其内部具有接线销56。如所示出的，o形环52和o形环54以如下方式被放置在螺线管线圈50的顶部和底部沟槽处：螺线管线圈50内部燃料的泄漏和浸入受到限制。
56.现在参考图7，在本发明的实施例中提供了由橡胶材料制成的端子密封件58，其包括用于接线销56的孔60。由此，端子密封件58限制燃料从电端子浸入到螺线管线圈50中。
57.现在参见图8a和图8b，在本发明的实施例中以如下方式提供了带有接线销56的端子密封件58的布置：在包覆成型之后限制螺线管闩锁内的泄漏和浸入并且使其成为稳健的防泄漏设计。
58.参见图9，示出了根据本发明的燃料箱隔离阀10的示出壳体的燃料箱隔离阀的截面图。燃料箱隔离阀包括装配在螺线管壳体81上的阀壳体80，其中阀壳体80包括喷嘴(26)和另一个喷嘴(28)。
59.参见图10a，示出了根据本发明的燃料箱隔离阀10的截面图。燃料箱隔离阀10包括阀壳体80和螺线管壳体81。阀壳体80包括安装在密封子组件16上方的喷嘴26、定位在密封子组件16下方以连接至燃料箱的喷嘴28、被提供的限流器22以及用于执行opr功能的压缩弹簧24。轴18穿过密封子组件16直到限流器22。阀壳体80包括一对密封表面38、40。密封子组件16在接触限流器22用于执行opr功能时创建密封表面38，并且在接触阀壳体80的侧密封表面用于执行ovr和加燃料功能时创建另一个密封表面40。螺线管壳体81具有螺线管线圈a7，螺线管线圈a7穿过围绕移动芯部21的永磁体9装配在螺线管线圈b8上。存在用于ovr功能的压缩弹簧14。参见图10b，示出了根据本发明的燃料箱隔离阀的截面图。在密封子组件16上创建密封表面40，以提供用于ovr功能和加燃料功能的密封。同样，密封子组件16延伸以与密封表面38接触，以提供用于opr功能的密封。
60.参见图11a和图11b，分别示出了根据本发明的处于空转状态的燃料箱隔离阀的截面图。在空转状态下，用于ovr功能的压缩弹簧14保持密封子组件16向上并与表面48附接，并保持阀关闭。另一方面，压缩弹簧24保持限流器22与密封子组件16的表面59接触，并保持阀关闭。因此，用于ovr和opr的两个开口都被关闭，并且阀的罐端口不被连接到阀的燃料箱端口。在空转状态下，燃料蒸气保留在燃料箱内部直到燃料箱内的压力在安全极限内。
61.参见图12a、图12b和图12c，示出了根据本发明的在加燃料过程中处于接通状态的燃料箱隔离阀的截面图。燃料箱隔离阀10是基于闩锁螺线管的，该闩锁螺线管在没有电力消耗的情况下将阀10保持在接通和断开位置。为了在加燃料过程中打开阀门，向螺线管线圈7施加短电流脉冲，对永磁体9产生小磁通量，并且由于永磁体9的磁场引起的移动芯部力变得大于由于用于ovr功能的压缩弹簧14引起的力，这导致移动芯部向下移动并且密封子组件16从表面50分离并且打开从喷嘴28到另一个喷嘴26的流动路径。在打开端口之后，电力被移除，并且永磁体9将移动芯部保持在打开位置而没有电力消耗。
62.参见图13a、图13b和图13c，示出了根据本发明的在opr状态下工作的燃料箱隔离阀10的截面图。当燃料箱隔离阀10处于opr状态时，阀10的腔室17中的阀10内部积聚压力，并且用于opr功能的压缩弹簧24保持限流器(22)与表面59接触，保持燃料箱隔离阀10处于关闭状态。当压力增加超过预定的保护点极限时，压力施加力以压缩用于opr功能的压缩弹簧24并且提升限流器22，即，使用于opr功能的密封向上。当用于opr功能的限流器22提升时，该阀端口打开，并且流体开始从喷嘴28流向另一个喷嘴26。过量的燃料蒸气到达罐并且压力开始下降。一旦压降达到保护点极限，即安全极限，阀就再次关闭。
63.参见图14a、图14b和图14c，示出了根据本发明的在ovr状态下工作的燃料箱隔离阀10的截面图。当燃料箱隔离阀10处于ovr状态时，在阀10的腔室17中的阀10内部形成真空，并且用于ovr功能的压缩弹簧14保持密封子组件16与表面48接触，以保持燃料箱隔离阀10处于关闭状态。当真空增加超过保护点极限时，真空施加力以压缩压缩弹簧14并且密封子组件16向下移动。密封子组件16的移动导致端口打开并且发生从罐端口到燃料箱端口的流动。在打开过程中，真空从燃料箱中释放，并且一旦真空达到保护极限，端口被关闭。
64.现在参见图15a和图15b，示出了根据本发明的燃料箱隔离阀10的截面图。燃料箱隔离阀10是基于闩锁螺线管的，该闩锁螺线管在没有电力消耗的情况下将阀10保持在接通和断开位置。为了打开阀，向螺线管线圈7施加短电流脉冲，向永磁体9产生小的磁通量，以使移动芯部21向下移动并打开从喷嘴28到另一个喷嘴26的流动路径。在打开端口之后，电流被移除，并且永磁体9将移动芯部21保持在打开位置而没有电力消耗。类似地，为了关闭阀，当向螺线管线圈b8施加短电流脉冲时，向永磁体9产生小的磁通量，以使移动芯部21向上移动并关闭流动路径。在关闭端口之后，电力被移除，并且由永磁体9产生的力将移动芯部21保持在关闭位置。
65.为了说明和描述的目的，已经呈现了本发明的上述实施例的描述。其并不旨在是详尽的或将本发明限制于所披露的精确形式，并且鉴于以上教导或者可以从本发明的实践中获得的内容，修改和变体是可能的。选择和描述实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，以使得本领域技术人员能够在各种实施例中利用本发明，并且适合于预期的特定用途的各种修改。