用于燃料蒸汽管理系统的磁性闭锁阀以及包括该阀的系统的制作方法

本申请涉及一种用于燃料蒸汽管理发动机系统的磁性闭锁阀(magneticallylatching valve)，更特别地涉及一种磁性闭锁阀，其在车辆补给燃料事件期间磁性地闭锁在打开位置，在正常操作期间常闭，并且具有过压泄放功能以保护燃料箱结构完整性。

背景技术：

1、当客户需要用加压燃料系统为车辆补给燃料时主要打开的阀在混合动力车辆中常常使用，并且对于混合动力车辆是必需的。所述阀位于燃料箱蒸汽拱顶与燃料蒸汽罐之间的燃料蒸汽系统中。所述阀还提供了在某些条件下打开并允许流动的严格机械功能，以在正常操作条件下提供压力泄放，从而保护燃料箱结构的完整性。

2、补给燃料阀允许车辆满足排放法规，诸如epa、carb、国六、欧洲6.2设定的关于混合动力电动车辆(hev)和插入式混合动力电动车辆(phev)的排放法规，以保持存储在燃料箱内的蒸汽。传统非混合动力系统中的燃料蒸汽允许具有到燃料蒸汽罐的开口流动路径，因为发动机将运行到足以净化燃料蒸汽罐的程度。当发动机处于增压或真空时，有机会将燃料蒸汽从燃料蒸汽罐中的碳颗粒抽离并将燃料蒸汽抽入进气歧管以用作燃料。然而，在hev或phev系统中，在发动机运行时间非常短的情况下，燃料蒸汽罐会变得充满燃料蒸汽并且开始将燃料蒸汽排放到大气中(如果在燃料箱与罐之间存在开口路径)。因此，hev和phev上存在非集成式补给燃料滤罐专用系统(non-integrated refueling canister onlysystem,nircos)，其具有(除了在补给燃料事件期间)阻挡来自燃料箱的燃料蒸汽流向罐的阀。

3、存在消除对市场上可获得的混合动力车辆的nircos系统中的机械闭锁阀中阀位置进行转位(index)的硬件的需求，并且任选地，存在提供可以对燃料箱蒸汽进行加压以维持燃料箱的结构完整性并在紧凑的单个装置中进行过压泄放的阀的需求。

技术实现思路

1、在所有方面，公开了用于车辆发动机的磁性闭锁阀，磁性闭锁阀具有壳体，壳体具有彼此受控流体连通的第一端口和第二端口。壳体封装可线性平移的电枢，电枢就位于螺线管内并连接到主提升阀。在向螺线管施加电压脉冲之后，电枢可以分别在完全打开位置与关闭位置之间移动，并且此后处于无动力状态。永磁体固定地就位于壳体内的一位置，以在向螺线管施加一个电压脉冲将电枢移动到完全打开位置之后，将电枢磁性地闭锁在完全打开位置，以便进行从第一端口到第二端口的主流动。当电枢处于关闭位置时，弹簧抵靠主提升阀就位，并将主提升阀偏压为关闭。弹簧具有预先选定的弹簧刚度，在弹簧力被超过时，通过将主提升阀打开小于完全打开位置的距离来机械地泄放压力，从而也允许在主流动方向上的流动。壳体限定与螺线管电连通的插头或插座。

2、在所有方面，弹簧可以为螺旋弹簧，诸如圆锥形螺旋弹簧。

3、在一个实施例中，磁性闭锁阀包括由副弹簧可操作地关闭的副提升阀。副提升阀被定向并具有预先选定的弹簧刚度，以当相对于第一端口和第二端口存在克服副弹簧施加的力的压差时，克服弹簧刚度以仅打开副提升阀。副提升阀同轴地居中于主提升阀的提升阀中，并通过容纳在主提升阀的提升阀内部的拉伸弹簧偏压抵靠提升阀，并且流体流动路径穿过主提升阀的提升阀。拉伸弹簧比主提升阀的弹簧更靠近第一端口。在第二实施例中，副提升阀偏离主提升阀，并就位于与第一端口和第二端口都流体连通的孔道中。

4、另一方面，公开了用于为具有内燃发动机的车辆补给燃料的系统。系统具有与填注管流体连通的燃料箱、包括控制燃料箱中的蒸汽与燃料蒸汽罐中的蒸汽之间的流体连通的副提升阀的本文公开的磁性闭锁阀中的一者、以及与燃料蒸汽罐流体连通的内燃发动机的进气歧管。磁性闭锁阀与控制器电连通，并且控制器在车辆补给燃料期间打开磁性闭锁阀并在正常操作期间关闭磁性闭锁阀。阀可以定向在燃料箱与燃料蒸汽之间，其中，第一端口或第二端口中的任一者与燃料箱中的蒸汽流体连通，从而改变主弹簧或副弹簧中的哪一者提供燃料箱真空泄放。螺线管与壳体中的插头或插座电连通，并且插头或插座连接到与控制器电连通的适配电连接器。控制器可以包括h桥控制系统，h桥控制系统反转螺线管的极性，以将电枢在打开位置与关闭位置之间移动。在一个实施例中，内燃发动机为混合动力发动机。

5、一方面，系统为具有在围绕涡轮增压器或超增压器的旁路中的文丘里设备的增压系统，并且文丘里设备具有与燃料蒸汽罐流体连通的抽吸端口。系统可以包括控制燃料蒸汽罐与进气歧管之间的流体连通的罐净化阀，并且抽吸端口在罐净化阀的上游与燃料蒸汽罐流体连通。

6、另一方面，磁性闭锁阀与箱压力控制阀成并联关系。

7、另一方面，预先选定的弹簧刚度被设定为防止在补给燃料期间燃料喷嘴关闭。

8、在一个实施例中，副提升阀同轴地居中于主提升阀的提升阀中，并通过容纳在主提升阀的提升阀内部的拉伸弹簧偏压抵靠提升阀，并且流体流动路径穿过主提升阀的提升阀。在另一个实施例中，副提升阀偏离主提升阀，并就位于与第一端口和第二端口都流体连通的孔道中。

技术特征：

1.一种车辆发动机的磁性闭锁阀，包括：

2.如权利要求1所述的磁性闭锁阀，其中，所述壳体限定与所述螺线管电连通的插头或插座。

3.如权利要求1所述的磁性闭锁阀，其中，所述弹簧为螺旋弹簧。

4.如权利要求3所述的磁性闭锁阀，其中，所述弹簧为圆锥形螺旋弹簧。

5.如权利要求1所述的磁性闭锁阀，包括由副弹簧可操作地关闭的副提升阀；其中，所述副提升阀被定向并具有预先选定的弹簧刚度，当相对于所述第一端口和所述第二端口存在克服所述副弹簧施加的力的压差时，克服所述弹簧刚度以仅打开所述副提升阀。

6.如权利要求5所述的磁性闭锁阀，其中，所述副提升阀同轴地居中于所述主提升阀的提升阀中，并通过容纳在所述主提升阀的提升阀塞内部的拉伸弹簧偏压抵靠所述提升阀，并且所述流体流动路径穿过所述主提升阀的提升阀。

7.如权利要求6所述的磁性闭锁阀，其中，所述拉伸弹簧比所述主提升阀的弹簧更靠近所述第一端口。

8.如权利要求5所述的磁性闭锁阀，其中，所述副提升阀偏离所述主提升阀，并就位于与所述第一端口和所述第二端口都流体连通的孔道中。

9.一种用于为具有内燃发动机的车辆补给燃料的系统，所述系统包括：

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述螺线管与所述壳体中的插头或插座电连通，并且所述插头或插座连接到与所述控制器电连通的适配电连接器。

11.如权利要求9所述的系统，其中，所述控制器包括h桥控制系统，所述h桥控制系统反转所述螺线管的极性，以使所述电枢在所述打开位置与所述关闭位置之间移动。

12.如权利要求9所述的系统，其中，所述内燃发动机为混合动力发动机。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述系统为具有在围绕涡轮增压器或超增压器的旁路中的文丘里设备的增压系统，并且所述文丘里设备具有与所述燃料蒸汽罐流体连通的抽吸端口。

14.如权利要求13所述的系统，包括罐净化阀，所述罐净化阀控制所述燃料蒸汽罐与所述进气歧管之间的流体连通。

15.如权利要求14所述的系统，其中，所述抽吸端口在所述罐净化阀的上游与所述燃料蒸汽罐流体连通。

16.如权利要求9所述的系统，其中，所述磁性闭锁阀与箱压力控制阀成并联关系。

17.如权利要求9所述的系统，其中，所述预先选定的弹簧刚度被设定为防止在补给燃料期间燃料喷嘴关闭。

18.如权利要求9所述的系统，其中，所述副提升阀同轴地居中于所述主提升阀的提升阀中，并通过容纳在所述主提升阀的提升阀内部的拉伸弹簧偏压抵靠所述提升阀，并且所述流体流动路径穿过所述主提升阀的提升阀。

19.如权利要求9所述的系统，其中，所述副提升阀偏离所述主提升阀，并就位于与所述第一端口和所述第二端口都流体连通的孔道中。

技术总结
用于车辆发动机的磁性闭锁阀，具有壳体，壳体具有彼此受控流体连通的第一端口和第二端口。壳体封装可线性平移的电枢，电枢就位于螺线管内并连接到主提升阀。在向螺线管施加电压脉冲之后，电枢可以分别在打开位置与关闭位置之间移动，并且此后处于无动力状态。永磁体固定地就位在一位置，以将电枢磁性地闭锁在完全打开位置。在电枢处于关闭位置时，弹簧就位以偏压主提升阀使其关闭。弹簧具有弹簧刚度，在弹簧力被超过时，弹簧刚度通过将主提升阀打开小于完全打开位置的距离来机械地泄放压力，从而也允许在主流动方向上的流动。

技术研发人员：K·W·卢卡,M·C·吉尔默,D·P·廷斯利三世,D·斯诺
受保护的技术使用者：戴科知识产权控股有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15