专利名称：用于车辆的燃料箱的控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的燃料箱的控制阀，并且更特别地，本发明涉及这样一种控制阀，其在燃料箱和炭罐(canister)之间，控制从燃料箱移动到炭罐的燃料的蒸发气体。
背景技术：
车辆的炭罐是这样一种设备，其通过收集来自存储在燃料箱中的燃料的蒸发气体，而防止来自燃料的蒸发气体泄漏到大气中，并且当发动机操作时，将蒸发气体排送至发动机的进气系统以进行燃烧。最近，在混合动力车辆或插入式混合动力车辆中，与相关技术中普通的车辆相比， 当车辆行驶时电动马达的操作比例极大地增加了，并且能够被排送至发动机的蒸发气体的量极大地减少了，从而使炭罐的收集能力不太充足，并且可能会有蒸发气体被排放到大气中。因此，需要一种控制，以当发动机关闭时，除了当燃料被喷射时，其能够限制或防止蒸发气体从燃料箱中被加载到炭罐中，并且需要将蒸发气体限制为只有当发动机开启时才能被加载到炭罐中。此外，当从燃料箱加载至炭罐中的蒸发气体受到限制时，燃料箱可以封闭，并且压力过度地增大或者会出现负压，从而需要措施以适当地消除压力。公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的燃料箱的控制阀，其适当地并且主动地对从燃料箱连接至炭罐的蒸发气体的加载管道进行控制，并且通过当发动机关闭时基本上防止蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，通过当发动机运行时允许蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，以及通过当车辆填满燃料时即使发动机是关闭的也允许蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，从而防止燃料箱的内部压力过度地增大或过度地减小。本发明的各个方面提供一种用于车辆的燃料箱的控制阀，包括外壳，所述外壳具有连接至燃料箱的第一端口和连接至炭罐的第二端口 ；压力阀阀芯(pressure valve spool)，所述压力阀阀芯布置为能够在所述外壳中直线地滑动，使所述第一端口和所述第二端口连接或断开，并且具有通孔；电磁致动器，所述电磁致动器具有柱塞，该柱塞能够直线地移动以闭合所述通孔并且在所述第一端口和所述第二端口的断开方向上压迫所述压力阀阀芯；压力弹簧，所述压力弹簧在所述第一端口和所述第二端口的连接方向上弹性地支撑所述压力阀阀芯；以及平衡弹簧，所述平衡弹簧与所述压力弹簧相反地压迫所述柱塞。根据本发明的各个方面，其可以适当地并且主动地对从燃料箱连接至炭罐的蒸发气体的加载管道进行控制，并且通过当发动机关闭时基本上防止蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，通过当发动机运行时允许蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，以及通过当车辆填满燃料时即使发动机是关闭的也允许蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，从而防止燃料箱的内部压力过度地增大或过度地减小。因此，可以保护燃料箱，并且防止来自燃料的蒸发气体泄漏到大气中，从而使环境污染降到最低并且可以满足各种法规。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式
，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。
图1是显示了用于车辆的燃料箱控制阀的外形的视图。图2是沿着图1中II-II线的横截面图。图3是沿着图1中III-III线的横截面图。图4是显示了相对于图3的控制阀的第一开口位置的视图。图5是显示了相对于图3和图4的控制阀的第二开口位置的视图。图6是显示了正常状态中溢流阀和真空阀的视图。图7是在另一角度显示了图6的状态的横截面图。图8是显示了当燃料箱的压力过度高时溢流阀的操作的视图。图9是在另一角度显示了图8的状态的横截面图。图10是显示了当燃料箱的压力过度低时溢流阀的操作的视图。图11是在另一角度显示了图10的状态的横截面图。应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施例方式现在将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。参考图1至图3，本发明的各个实施方案包括外壳5、压力阀阀芯9、电磁致动器 13、压力弹簧15以及平衡弹簧17，该外壳5具有连接至燃料箱的第一端口和连接至炭罐的第二端口 3 ；该压力阀阀芯9布置为能够在外壳5中直线地滑动，使第一端口 1和第二端口 3连接或断开，并且具有通孔7 ；该电磁致动器13具有柱塞11，柱塞11直线地移动以闭合通孔7并且在第一端口 1和第二端口 3的断开方向上压迫压力阀阀芯9 ；该压力弹簧15在第一端口 1和第二端口 3的连接方向上弹性地支撑压力阀阀芯9 ；该平衡弹簧17与压力弹簧15相反地压迫柱塞11。也就是说，压力阀阀芯9布置在外壳5中，其下部被压力弹簧15弹性地支撑，其上部允许柱塞11闭合并压迫通孔7，从而使压力阀阀芯9能够在图中上/下方向上笔直地滑动，柱塞11被弹性地支撑，从而通过平衡弹簧17向下压迫压力阀阀芯9，这样，当通过施加至电磁阀致动器13的电动力压迫平衡弹簧17时，柱塞11向上移动，并且压力阀阀芯9也相应地向上移动，从而对第一端口 1和第二端口 3被完全连接和完全断开的位置进行转换， 并且可以连续地形成完全连接和完全断开之间的状态，从而可以线性地且可变地控制开口区域。如上所述，根据施加至电磁致动器13的电动力可以线性地且可变地控制第一端口 1和第二端口 3之间的开口区域，从而可以根据燃料箱的压力而精确地控制燃料箱的压力以及从燃料箱施加至炭罐的蒸发气体的压力。此外，外壳5具有分流通道19，其可以对断开第一端口 1和第二端口 3的压力阀阀芯9进行分流，并且将第一端口 1和第二端口 3连接。分流通道19设置有溢流阀21和真空阀23，当燃料箱的压力达到第一参考压力或更高的时候该溢流阀21开启分流通道19，当燃料箱的压力达到第二参考压力或更低的时候该真空阀23开启分流通道19。也就是说，当第一端口 1和第二端口 3被压力阀阀芯9和柱塞11完全地断开时， 燃料箱基本上是与外部完全密封的，从而设置溢流阀21和真空阀23，以当内部压力变得过高或过低时通过适当地移除燃料箱的内部压力而确保安全。当第一参考压力(例如大约35KPa)从第一端口 1被施加时，通过开启分流通道19，溢流阀21可以将燃料箱的内部压力移除至炭罐，并且当第二参考压力(例如大约-15KPa)被施加至第一端口 1时，通过开启分流通道19，真空阀23可以移除燃料箱的负压。当柱塞11被隔开时，压力阀阀芯9的通孔7通过压力阀阀芯9而可以将第一端口 1和第二端口 3连接。压力阀阀芯9包括阀芯本体25和多个引导突出部27，该阀芯本体25形成为扁平的板形形状并具有通孔7，该多个引导突出部27从阀芯本体25的两边缘突出，并与阀芯本体25的扁平的板形形状垂直，从而引导阀芯本体25在外壳5中直线地滑动。尽管在各个实施方案中平衡弹簧17是在电磁致动器13中向着压力阀阀芯9弹性地支撑柱塞11，但是其也可以在电磁致动器13的外部支撑柱塞11。在分流通道19中，溢流阀21和真空阀23布置为一排。也就是说，溢流本体(reliefbody)^插入到外壳5中形成分流通道19的空间中， 并且溢流阀21和真空阀23在溢流本体四中并排布置。溢流阀21的溢流阀阀芯31插入为能够在溢流本体四中直线地滑动，并且弹性地支撑溢流阀阀芯31的溢流弹簧33布置为抵抗从第一端口 1施加的压力。此外，真空阀23布置在溢流本体四处，以通过由于从第二端口 3施加的压力导致的自变形的方式开启分流通道19。真空阀23可以由插入突出部35和弹性板39组成，该插入突出部35在中心穿过溢流本体四而插入，该弹性板39与插入突出部35以伞形形状一体地连接，并且该弹性板 39通过利用其弹性力使形成在溢流本体四中的连接孔37封闭。也即，如图中所示，其是橡胶部件，并且在其中插入突出部35和弹性板39以伞形形状一体地连接。人们可以理解的是，插入突出部和弹性板可以一体地形成。具有上述构造的本发明的用于车辆的燃料箱的控制阀的操作将在下文中进行描述。参考图3至图6，对通过压力阀阀芯9和柱塞11使第一端口 1和第二端口 3之间连接和断开的操作进行描述。图3显示了压力阀阀芯9被柱塞11向下压迫并且通孔7闭合时的情形，从而使第一端口 1和第二端口 3完全断开，其中，在发动机关闭的条件下，通过保持上述状态，来自燃料箱的蒸发气体是不能加载至炭罐的。明显地，当在这种状态中燃料箱的压力增大到超过第一参考压力时，溢流阀21自动地打开，并且燃料箱的压力被移除。从图3所示的状态控制阀开启的第一步如图4所示。也就是说，随着电流被供应至电磁致动器13并且在压迫平衡弹簧17的同时柱塞 11向上移动，压力阀阀芯9并不能立即向上移动并且通过早期向上移动阶段中来自燃料箱的压力而保持在位，从而使第一端口 1和第二端口 3仅由通孔7瞬间连接。这是为了防止当燃料箱的压力突然地被移除时燃料箱中的各个阀发生故障，并防止噪音和振动，并且例如通过上述的第一开启操作，使燃料箱的压力从35KPa减少到大约 IKPa0然后，随着燃料箱处的第一端口 1和炭罐处的第二端口 3之间的压力差如上所述那样被移除，通过压力弹簧15的弹性力使压力阀阀芯9沿着柱塞11向上移动，从而使第一端口 1和第二端口 3可以完全地连接。明显地，如上所述的压力阀阀芯9的移动行程可以由施加至电磁致动器13的电动力进行控制。如上所述，通过控制由压力阀阀芯9开启的第一端口 1和第二端口 3之间的区域，可以更精确地控制压力。图6至图11对用于确保燃料箱安全的一些操作进行了比较，当压力阀阀芯9闭合时确保燃料箱的安全是通过自动地移除燃料箱中过大的正压或过大的负压而实现的。参考图6和图7，当燃料箱中的压力超过第二参考压力并低于第一参考压力时，也就是说，其处于可以认为是正常压力的范围内，分流通道19通过溢流阀21和真空阀23而被关闭。参考图8和图9，当燃料箱中的压力增高到第一参考压力或更高时，从第一端口 1 施加的压力被施加至溢流阀阀芯31，并且当压缩溢流弹簧33的同时溢流阀阀芯31移动，从而使分流通道19打开，其中，通过将燃料箱连接到炭罐连接而使燃料箱中过大的压力被移除，并且在压力被移除之后，通过溢流弹簧33的弹性力，溢流阀阀芯31自动地回位并且使分流通道19关闭。参考图10和图11，随着燃料箱的内部压力下降到第二参考压力之下并且产生了过大的负压，真空阀23的弹性板39发生变形并且打开溢流本体四的连接孔37，从而使分流通道19连接，并且燃料箱中的负压被移除。为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语上或下等等用于参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。
权利要求
1.一种用于车辆的燃料箱的控制阀，包括外壳，所述外壳具有连接至燃料箱的第一端口和连接至炭罐的第二端口；压力阀阀芯，所述压力阀阀芯布置为能够在所述外壳中直线地滑动，使所述第一端口和所述第二端口连接或断开，并且具有通孔；电磁致动器，所述电磁致动器具有柱塞，该柱塞能够直线地移动以闭合所述通孔并且在所述第一端口和所述第二端口的断开方向上压迫所述压力阀阀芯；压力弹簧，所述压力弹簧在所述第一端口和所述第二端口的连接方向上弹性地支撑所述压力阀阀芯；以及平衡弹簧，所述平衡弹簧与所述压力弹簧相反地压迫所述柱塞。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中所述外壳具有分流通道， 所述分流通道能够对断开所述第一端口和所述第二端口的所述压力阀阀芯进行分流并将所述第一端口和所述第二端口连接，并且所述分流通道进一步设置有溢流阀和真空阀，当所述燃料箱的压力达到第一参考压力或更高的时候该溢流阀开启所述分流通道，当所述燃料箱的压力达到第二参考压力或更低的时候该真空阀开启所述分流通道。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中当所述柱塞被隔开时，所述压力阀阀芯的所述通孔通过所述压力阀阀芯而将所述第一端口和所述第二端口连接。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中所述压力阀阀芯包括阀芯本体和多个引导突出部，所述阀芯本体具有扁平的板形形状并具有所述通孔，所述多个引导突出部从所述阀芯本体突出，并与所述阀芯本体的扁平的板形形状垂直，从而引导所述阀芯本体在所述外壳中直线地滑动。
5.根据权利要求3所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中所述平衡弹簧在所述电磁致动器中向着所述压力阀阀芯弹性地偏压所述柱塞。
6.根据权利要求3所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中所述溢流阀和所述真空阀顺序地布置在所述分流通道中。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中溢流本体插入到所述外壳中形成所述分流通道的空间中；所述溢流阀的溢流阀阀芯插入为能够在所述溢流本体中直线地滑动；并且弹性地支撑所述溢流阀阀芯的溢流弹簧布置为抵抗从所述第一端口施加的压力。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中所述真空阀布置在所述溢流本体处，以通过自变形的方式开启所述分流通道，该自变形由于从所述第二端口施加的压力而引起。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的燃料箱的控制阀，其中所述真空阀具有插入突出部和弹性板，所述插入突出部在中心穿过所述溢流本体而插入，所述弹性板与所述插入突出部以伞形形状一体地连接，并且所述弹性板通过利用弹性力使形成在所述溢流本体中的连接孔封闭。
全文摘要
本发明提供了一种用于车辆的燃料箱的控制阀，其适当地并且主动地对从燃料箱连接至炭罐的蒸发气体的加载管道进行控制，并且通过当发动机关闭时基本上防止蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，通过当发动机运行时允许蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，以及通过当车辆填满燃料时即使发动机是关闭的也允许蒸发气体从燃料箱加载至炭罐，从而防止燃料箱的内部压力过度地增大或过度地减小。
文档编号F16K13/00GK102486145SQ20111032922
公开日2012年6月6日 申请日期2011年10月26日 优先权日2010年12月2日
发明者李性元 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社