专利名称：燃料箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有从过滤器元件到新鲜空气过滤器的连接管路的燃料箱。
背景技术：
燃料箱通常具有多个管路，诸如，例如仅列举几个例子，如注入管、排气管和从过 滤器元件到新鲜空气过滤器的连接管路。这些具有相关管路系统的燃料箱已经广为人知， 因此在此处不对它们进一步详细地考查。例如，过滤器元件被实施为活性炭过滤器，并且例如从燃料气体中过滤碳氢化合 物，以便这些碳氢化合物不能进入周围环境中。例如，出于此目的，过滤器元件被布置在内 燃发动机的燃料箱与新鲜空气过滤器之间。例如，在美国专利7481101B1中公开了具有相关管路系统的燃料箱。包括控制阀 和旁路的真空产生泵(vacuum-generating pump)模块被布置在活性炭过滤器与大气之间。 在控制阀内制造孔。在被称为“关闭状态”的状态下，周围环境通过孔中的一个与活性炭过 滤器的入口侧连接。另一方面，在“开启状态”下，活性炭过滤器通过另外一个孔与泵侧连 接。因此封闭系统是打开的，不管控制阀处于其关闭状态或开启状态。美国专利5651349也涉及具有相关管路系统的燃料箱，美国专利5651349特别涉 及监测排气系统的方法和排气系统本身。活性炭过滤器在一端连接到燃料箱，在另一端连 接到内燃发动机。为了能够允许空气进入活性炭过滤器，阀被布置在活性炭过滤器上。燃料箱或对应的系统经过泄漏试验，特别是在制造成的机动车辆完工时。这个试 验被包括在所谓的“离线前试验”中，即作为机动车辆被制造商最终接受的整体部分。在具 有连接的(管路)系统的燃料箱的检查中，连接管路从过滤器元件分离。外部压力产生装 置被连接到过滤器元件，从而可以进行相应的压力测试，其指示燃料箱或相应的管路系统 是否有任何泄漏。这种压力测试已经公知。如果未检测到泄漏，连接管路应该被再次连接 到过滤器元件，从而仅被过滤的新鲜空气能够进入燃料箱。尽管在机动车辆工业中引入并实行了质量保证体系，然而，由于人为疏忽，可能发 生在成功完成压力测试后连接管路没有被重新连接到过滤器元件。在这种情况下，在机动 车辆和内燃发动机的正常运行下，未被过滤的新鲜空气能够通过过滤器元件进入燃料箱。 例如，由于没有到新鲜空气过滤器的连接，因此液体或固体可能进入燃料箱。这种污染显然 被认为是特别有害的。
发明内容
因此，本发明的目的是通过简单的装置改进上述类型的燃料箱，从而即使在进行 其压力试验以后总能确保过滤器元件到新鲜空气过滤器的连接，而不需要任何特殊措施。根据本发明此目的通过具有本发明实施例的特征的燃料箱实现，其中诊断阀布置 在过滤器元件与新鲜空气过滤器之间，诊断阀包括操作口和诊断口，操作口在操作位置形 成操作气体的通道，诊断口在诊断位置可以连接到外部压力产生装置并在诊断位置形成到过滤器元件的诊断通道。 重要的是，为了所谓的“离线前试验”，诊断阀不是仅被额外地安装在过滤器元件 与新鲜空气过滤器之间。关于本发明诊断阀被不变地(即永久地)布置在过滤器元件与新 鲜空气过滤器之间，并且在压力试验之前安装，压力试验之后不再去除。这保证了连接管路 不再被从过滤器元件分开以进行压力试验，这有利地用来确保流过新鲜空气过滤器并之后 被过滤的新鲜空气进入燃料箱。更有利的是当必要时通过永久地布置或安装诊断阀，简单 地通过将外部压力产生装置连接到诊断阀来进行压力试验。例如，如果相应的监测设备表 明故障和/或泄漏，在“离线前试验”之后要进行的泄漏试验可以是有必要的。这种压力试 验可以在适当地装备过的车间进行。 对于本发明的目的，有用的是如果诊断阀包含可以中等紧度地连接到连接管路的 过滤器侧和新鲜空气过滤器侧的连接元件。诊断阀也可以通过其连接元件之一直接连接到 新鲜空气过滤器相应的出口或过滤器元件相应的入口(相对新鲜空气流的方向)。在一个优选实施例中，连接元件被设计为插口式连接，它们的外圆周与连接管路 或其它组件的相应的内圆周匹配，这取决于诊断阀所处的位置。因此在一个实施例(development)中，诊断阀能够容易地通过插入式连接永久地 且中等紧度地连接到相应的组件，但是从那里是可拆的。为了确保每个连接是永久地且中 等紧度但可拆的，可以设置如螺旋夹形式的加强元件。对于本发明的目的，有用的是诊断阀包含能够在壳体中从操作位置被带到诊断位 置的阀体/本体。阀体被牢固地保持在各自位置的合适位置。在优选的实施例中，当在纵向剖面看时，阀体是圆柱形的，并且优选是固体设计， 诊断口和操作口被制造在阀体中。在有利的实施例中，阀体包含底侧和与前者相对的顶侧。储能元件，优选是弹簧元 件的形式，被适当地布置在壳体的顶侧与端壁之间。在底侧伸出壳体的连接延伸部分被布 置在底侧。在操作位置，操作口被布置成与两个连接元件排成直线，并且通道开口分别布置 在它们每个之中。在优选实施例中，操作口可以直线地制造在阀体中，即与中心轴横切。如 果相对的连接元件都以同样的高度被布置在壳体上，则这是合适的。然而，将每个相对的连 接元件相互以不同的高度(即相互之间垂直偏移)布置也是可行的。在这个实施例中，可 取的是为了形成操作气体的通道，操作口具有相应的斜的通道。为了进行压力试验，连接延伸部分被连接到外部压力产生装置。出于此目的，合 适的管路元件的连接端可以滑到连接延伸部分。这么做，通过对抗储能元件的力阀体从操 作位置被推入壳体内部进入诊断位置。一旦阀体到达诊断位置，合适的装置被用来将阀体 牢固地固定在诊断位置。出于此目的，固定元件可以设置在管路元件上，固定元件与安装 在壳体上的固定环相互作用，并且对抗储能元件的力或对抗弹簧力，牢固地将阀体保持在 诊断位置的合适位置。此外，与在连接端上相应设计的配合元件相互作用的基座紧固元件 (firm-seating elements)还可以在外部被布置在连接延伸部分上。为了形成固定元件或 其有效的固定区域的虚锁定位置，固定环还可以在其表面上包含槽或类似的设置。诊断口包括两部分，其入口部分与出口部分结合。入口部分被布置成与阀体或诊 断阀的中心轴平行并在中心。例如，出口部分在与中心轴成锐角的位置邻接入口部分，并在阀体的外圆周处向外开启。另一方面，入口部分从阀体中引出通向连接延伸部分，并且在操 作位置向外打开连通到周围环境。诊断口被设计成在操作位置防止到连接元件中的一个的接触或连接。仅当阀体处 于诊断位置时，诊断口被连接到朝向过滤器元件的连接元件和其通道开口。当外部压力产生装置被连接到诊断阀或连接到布置在阀体上的连接设备时，压力 试验可以以已知的方式进行。一旦压力试验完成了，连接端被从连接设备移除，因此阀体通过储能元件的松弛 或在弹簧力的作用下回到操作位置。为了将阀体精确地带入其操作位置，设置移动限制 元件，其被安装在壳体的底侧并稍微延伸到壳体的内部，即向中心轴，从而形成基座台阶 (seating step)，阀体的底侧倚靠在其上。在有利的实施例中，基座台阶被布置在固定环 上，从而这有利地具有双重作用。一方面，固定环用来将阀体牢固地固定在诊断位置。另一 方面在其上布置有基座台阶的固定环在操作位置用作阀体的支座。为了在操作位置和诊断位置密封壳体内圆周到阀体的外圆周，圆周槽设置在阀体 上，其中，如0型密封环形式的密封元件被插入圆周槽中，它们的外部密封面顶住壳体的内 圆周。例如，设置多个密封元件(和槽)，其被布置成在操作位置和诊断位置各自的相对连 接元件和它们的通道开口在每种情况下被布置在相互之间的垂直间隔上的两个密封元件 密封。因此从垂直方向看，各自的通道开口被布置在两个密封元件之间。由于诊断阀被永久地安装，本发明用来确保能够不需要从过滤器元件移除连接管 路而进行压力试验，过滤器元件优选被实施为活性炭过滤器。这还避免了再次连接的需求， 从而不需要任何特殊的措施就可能确保新鲜空气总是能到达燃料箱及其流过的管路系统， 并在新鲜空气过滤器中被过滤，从而避免污染。根据另一方面，燃料系统包括将燃料箱流体地连接到碳氢化合物过滤器元件的蒸 汽抽取管路(purge line)、位于碳氢化合物过滤器元件与大气之间的排气管、被布置在排 气管内在排气管中的新鲜空气过滤器与碳氢化合物过滤器元件之间的阀，该阀具有将碳氢 化合物过滤器元件与大气流体地连接的第一位置和将碳氢化合物过滤器元件与该阀的外 部辅助输入连接流体地连接的第二位置。根据又一方面，提供控制排放控制系统的方法，该排放控制系统包括将燃料箱流 体地连接到碳氢化合物过滤器元件的蒸汽抽取管路、位于碳氢化合物过滤器元件与大气之 间的排气管、具有第一、第二和第三连接端口的阀，该阀被布置在排气管内在碳氢化合物过 滤器元件与被布置在排气管的大气侧的新鲜空气过滤器之间。该方法包括，在第一操作模 式期间，经由第二端口通过阀的来自碳氢化合物过滤器元件的蒸汽经由第一端口到大气， 阀处于第一位置；以及在第二操作模式期间，经由第一端口通过阀的来自大气的新鲜空气 经由第二端口到碳氢化合物过滤器元件，阀处于第一位置；其中阀包括用来流体地将第二 端口与第三端口连接的第二位置。
在本发明实施例和下面的附图介绍中公开了本发明的进一步的有利的实施例，其 中图1显示了在操作位置的诊断阀的纵向剖面；
图2显示了在诊断位置的图1中的诊断阀；图3显示了蒸汽存储模式中的燃料箱和相关管路系统；图4显示了蒸汽抽取模式中的燃料箱；图5显示了诊断模式中的燃料箱；图6显示了各种操作模式的流程图；以及图7显示了诊断模式的流程图。在不同的附图中，相同部件通常具有同样参考号，因此这些一般仅描述一次。
具体实施例方式图1显示了诊断阀1。例如，诊断阀1被布置在从新鲜空气过滤器(未显示)延伸 到过滤器元件(未显示)的连接管路2中，过滤器元件优选被实施为活性炭过滤器。例如，在附图平面中的诊断阀1的左手侧上运行的连接管路2连接到新鲜空气过 滤器，相对(右手)侧连接到过滤器元件。所述组件是具有内燃发动机的机动车辆的燃料箱和其管路系统的整体部分。例 如，诊断阀1用来在燃料箱和相关系统上进行压力试验，作为所谓的“离线前试验”的部分。 诊断阀1有利地永久地被安装并在压力试验后不移除。诊断阀1具有壳体3，阀体4被布置在壳体3中。在所示的纵向剖面中，壳体3具 有带有顶构件5和两个U形腿6、7的U形结构。在与顶构件5相对的底侧，壳体3是打开 的。顶构件5还可以称为顶侧5。U形腿6布置在诊断阀1的新鲜空气过滤器侧，U形腿7朝向其过滤器元件侧。在 新鲜空气过滤器侧，第一连接元件8被布置在U形腿6上，第二连接元件9被布置在相对的 过滤器元件侧。例如，两个连接元件8和9被实施为插口式连接8和9，到相应部分的连接 管路2被中等紧度地连接在插口式连接8和9上。图1和图2中可分辨的间隙是被放大的， 在实际中不存在。连接元件8和9被布置成在附图平面中指示的垂直方向(箭头11)相互之间具有 高度偏移，这表示相对于顶侧5，连接元件9被布置成比连接元件8低。固定环12被布置在壳体3的底侧，其朝向中心轴并且远离此处伸出壳体壁，以便 固定表面13形成在外侧，基座台阶14在内侧。例如，操作口或操作通路16和诊断口或诊断通路17被布置在阀体4中，阀体4被 设计为圆柱形实心体。在底侧，阀体具有直径比阀体4直径小的连接延伸部分18。在示例 性的实施例中，被实施为弹簧元件的储能元件19被布置在阀体4的顶侧5。储能元件19或 弹簧元件在另一边被连接到壳体3的顶构件5。在图1所介绍的示例性实施例中，诊断阀被示为处于其操作位置21。操作口 16 被布置成在操作位置21处形成从新鲜空气过滤器侧(第一)连接元件8到过滤器元件侧 (第二)连接元件9的连接，即操作气体的通道22。例如，操作气体是被过滤的新鲜空气和 燃料气体。由于两个连接元件8和9被布置成相互之间具有高度偏移，在所表示的剖面图 中，操作口 16对应地被设计为从顶侧5到底侧相对中心轴X斜着通过。诊断口 17包括两部分23和对，即入口部分23和出口部分对，其中入口部分23并入出口部分对。入口部分23平行于贯穿连接延伸部分18到中心轴X被引入阀体4中。 入口部分23被引入，其中心轴Xl与中心轴X重合，即在中心进入诊断阀1或其阀体4。在 底侧，即在连接延伸部分18裸露的端面沈上，当诊断阀1位于操作位置时，入口部分23向 周围环境打开。出口部分M被布置成相对中心轴X与入口部分23成角度，优选成锐角，并使用阀 体4的外圆周上的开口孔27打开。圆周槽观被布置在阀体4的外圆周上，密封元件四被插入每个圆周槽中，并与槽 的底部和壳体3的内壁紧接触。例如，三个槽观分别设置有一个密封元件四。在一个实施 例中，密封元件四包括涂敷0型环或0型密封环。基座紧固元件31 (例如槽或带齿的卡子元件(catch element))可以被布置在连 接延伸部分18的外圆周上，其与在管路部分的连接端上相应的反向槽或反向卡子元件相 互作用，用以将连接延伸部分18连接到外部压力产生装置。为了将阀体4保持在图2所表 示的诊断位置32，与固定环12或其固定表面13相互作用的固定元件可以被布置在连接端。在诊断位置32，阀体4对抗储能元件19的力被推向壳体3的顶侧5，从而具有出口 部分M或其开口孔27的诊断口 17形成与过滤器元件侧(第二)连接元件9的连接。这 样，通过诊断口 17建立了从外部压力产生装置到过滤器元件等的连接，从而能够进行压力 试验。在诊断位置32，如所示，操作口 16不再与连接元件8或第二连接元件9或它们的通 道开口有任何连接。诊断位置32通过上述以示例的方式引用的元件或组件被固定，直到完成压力试 验。除了指定的那些，其它组件也可以用来固定诊断位置。如从图1和图2所见的，槽洲和密封元件四被布置成在各自位置21或32中的 任一个，连接元件8和9中的通道开口被两个垂直邻接的密封元件四密封，以便形成诊断 密封区域33或操作密封区域34中。在诊断位置32，阀体4的底侧或其裸露的端面由布置 在其上的连接延伸部分18引导到壳体3的内部。如果从连接延伸部分18移除连接端，由于存储在储能元件19中的力，即优选是通 过弹簧元件的放松，阀体4从诊断位置32回到操作位置21 (图1)。此时基座台阶14有利 地被布置在固定环12上，基座台阶实际上用作移动限制元件14并确保阀体4在其移动过 程中被精确地限制在必要的操作位置21以便操作口 16能够形成通道22。在操作位置21，诊断阀1可以永久地被保持布置在连接管路2中。有利的是由此 压力试验也能够在“离线前试验”之外进行，即，例如对应于在机动车辆的使用寿命期间的 相应警告。图3示意性显示了蒸汽存储模式中的燃料系统100。燃料系统100包括带有燃料 注入管104的燃料箱102。与碳氢化合物过滤器元件108连接的蒸汽抽取管路106被连接 到燃料箱102。碳氢化合物过滤器元件108具有到新鲜空气过滤器112的排气管110和到 进气歧管116和发动机118的抽取管路114。诊断阀120位于排气管110上在过滤器元件 108与新鲜空气过滤器112之间。图1表示示例实施例，其中发动机118未运行并且在燃料 箱102中产生的燃料蒸汽通过蒸汽抽取管路106被排到碳氢化合物过滤器元件108并通过 排气管110排出到大气。碳氢化合物被过滤器元件108捕集。在这个特别的实施例中，诊 断阀120处于其操作模式。
图4示意性显示了蒸汽抽取模式中的燃料系统200。发动机118正在运行并且空 气流过新鲜空气过滤器112和处于其操作模式的诊断阀120。空气移动通过碳氢化合物过 滤器元件108并进入进气歧管116和发动机118。被捕集在碳氢化合物过滤器元件108中 的碳氢化合物被传递到发动机118中被燃烧。图5示意性显示了压力试验模式中的燃料系统300。发动机118未运行并且压力 产生装置302已经被连接到诊断阀120。当诊断阀120被连接到压力产生装置302时，由于 与压力产生装置302的相互连接，诊断阀120变换到其诊断位置。在一个示例中，压力产生 装置302的物理插入(physical insertion)以物理地移动阀的位置的方式来接合诊断阀。 在操作压力产生装置302时，被压缩的空气经过诊断阀并且进入燃料箱和相应的管路系统 中。由此，能够检测到燃料箱和相应的管路系统中的泄露。图6是处理燃料系统中的蒸汽的各种模式的流程图。在步骤602处，评估发动机 运行状态。在步骤604处如果发动机未运行，如图1所述，则在步骤606处，来自燃料蒸汽 的碳氢化合物被储存在碳氢化合物过滤器元件中。如果发动机正在运行，则在步骤608处， 评估燃料蒸汽抽取状态。如果蒸汽不需要被抽取，则在步骤606处，蒸汽被储存。如果燃料 蒸汽需要被抽取，则在步骤610处发送信号打开空气进气阀。如图2所述，在步骤612处， 空气被传递通过新鲜空气过滤器和诊断阀到碳氢化合物过滤器元件和发动机。在步骤614 处，评估蒸汽抽取状态，并且如果蒸汽抽取被完成，则在步骤616处关闭空气进气阀。图7描述了用诊断阀来执行压力试验的方法700。如果在步骤702处信号指示需 要压力试验，则该方法在步骤704处被用户启动，在步骤706处，将外部压力产生装置连接 到诊断阀的外部辅助输入连接。在步骤708处，这引起诊断口和连接口连接到碳氢化合物 过滤器元件。之后在步骤710处，能够用外部压力装置产生压力。在步骤712处，能够随后 检测到燃料箱中或相关管路中的任何泄露，并且一旦压力试验被完成，在步骤714处可以 移除外部压力装置。
权利要求
1.一种燃料箱，其具有从新鲜空气过滤器到过滤器元件的连接管路O)，其中 诊断阀(1)被布置在所述新鲜空气过滤器与所述过滤器元件之间，所述诊断阀(1)包含操作口(16)和诊断口(17)，所述操作口(16)在操作位置形成操作气体的通道(22)，而所述诊断口(17)在诊断位置(32)可以被连接到外部压力产生装置并在所述诊断 位置(3 形成到所述过滤器元件的诊断通道。
2.根据权利要求1所述的燃料箱，其中所述诊断阀(1)被永久地布置在所述新鲜空气 过滤器与所述过滤器元件之间。
3.根据权利要求1或2所述的燃料箱，其中所述诊断阀(1)包括连接元件(8，9)，所述 连接元件(8，9)用来将所述诊断阀(1)中等紧度地连接到所述连接管路( 和/或所述新 鲜空气过滤器和/或所述过滤器元件。
4.根据前述权利要求中的一项所述的燃料箱，其中所述诊断阀(1)包括阀体，所 述阀体(4)被布置在壳体(3)中，并且在所述阀体(4)设有所述操作口(16)和所述诊断口(17)，可将所述阀体(4)从其操作位置调节到其诊断位置(32)中并返回其操作位置 01)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的燃料箱，其中所述诊断阀(1)包括储能元件 (19)，该储能元件在每种情况下都被布置在其阀体⑷与其壳体(3)之间的顶侧上。
6.根据前述权利要求中的一项所述的燃料箱，其中所述诊断阀(1)包括连接延伸部分(18)，外部压力产生装置可以连接到所述延伸部分(18)，所述诊断口(17)通过所述连接延 伸部分(18)和所述阀体⑷流体连通到所述阀体⑷的外圆周。
7.根据前述权利要求中的一项所述的燃料箱，其中所述诊断阀⑴或其阀体⑷被固 定在其诊断位置(32)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的燃料箱，其中所述诊断口(17)包括入口部分(23)和出口部分(M)，所述诊断口(17)在所述诊断位置(3 被连接到所述过滤器元件。
9.一种燃料系统，其包括蒸汽抽取管路，其将燃料箱流体地连接到碳氢化合物过滤器元件； 排气管，其位于所述碳氢化合物过滤器元件与大气之间；以及 阀，其被布置在所述排气管内在所述排气管中的新鲜空气过滤器与所述碳氢化合物过 滤器元件之间，所述阀具有第一位置和第二位置，所述第一位置将所述碳氢化合物过滤器 元件与所述大气流体地连接，所述第二位置将所述碳氢化合物过滤器元件与所述阀的外部 辅助输入连接流体地连接。
10.根据权利要求9所述的系统，其中在所述第二位置，所述大气从所述碳氢化合物过 滤器元件被阻塞。
11.一种控制排放控制系统的方法，所述排放控制系统包括将燃料箱流体地连接到碳 氢化合物过滤器元件的蒸汽抽取管路、位于所述碳氢化合物过滤器元件与大气之间的排气 管和具有第一、第二和第三连接端口的阀，所述阀被布置在所述排气管内在所述碳氢化合 物过滤器元件与新鲜空气过滤器之间，所述新鲜空气过滤器被布置在所述排气管的所述大 气侧，所述方法包括在第一操作模式期间，经由所述第二端口通过所述阀的来自所述碳氢化合物过滤器元 件的蒸汽经由所述第一端口到所述大气，所述阀处于第一位置；以及在第二操作模式期间，经由所述第一端口通过所述阀的来自所述大气的新鲜空气经由 所述第二端口到所述碳氢化合物过滤器元件，所述阀处于所述第一位置；其中所述阀包括 用来将所述第二端口与所述第三端口流体地连接的第二位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一连接端口被流体地连接到所述排气管 的所述大气侧，所述第二连接端口被流体地连接到所述管路的所述碳氢化合物过滤器侧， 并且所述第三连接端口对所述大气打开。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一位置包括被流体地连接到所述第二端 口的所述第一端口。
14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括，在诊断模式期间，使由外部压力产生 装置产生的被压缩的空气通过所述阀到所述碳氢化合物过滤器元件，所述阀处于所述第二位置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述第二位置，所述第二端口被流体地连接 到所述第三端口。全文摘要
本发明涉及具有从新鲜空气过滤器到过滤器元件的连接管路(2)的燃料箱。本发明提出诊断阀被永久地布置在新鲜空气过滤器与过滤器元件之间，诊断阀(1)包括操作口(16)和诊断口(17)，其中操作口在操作位置(21)形成操作气体的通道(22)，而诊断口在诊断位置(32)可以被连接到外部压力产生装置并且在诊断位置(32)形成到过滤器元件的诊断通道。
文档编号F02D45/00GK102080615SQ20101056999
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者S·舍恩福斯 申请人:福特环球技术公司