CN101644351B - 用于计量地配给流动介质的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍一种用于计量地配给流动介质的装置。它具有一个计量阀(11)，该计量阀具有一个设置在进口和出口(18、19)之间的阀门孔(17)和一个用于调节阀门孔(17)的所希望的开启截面的阀门元件(20)，并且具有一个用于控制计量阀(11)，且对阀门元件(20)施加作用的执行元件(13)。为了在节省材料和结构部件的同时对两个分开的介质流进行不同的计量配设一个第二计量阀(12)。这个第二计量阀(12)具有一个设置在进口和出口(22、23)之间的阀门开口(21)和一个用于调节第二阀门开口(21)的所希望的开启截面的第二阀门元件(24)，并且将执行元件(13)设计成独立于第一计量阀(11)地对第二计量阀(12)进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于计量地配给流动介质的装置。
背景技术
已公开的这种类型的计量装置(DE 19810212A1)在汽车中用作所谓的油箱排气阀，用以将以油箱中挥发的燃料计量地输送到内燃机的进气管中。为此，由一个电磁铁操作的计量阀的进口和一个用于挥发的燃料、且装有活性炭的存储室、即所谓的活性炭过滤器相连接。这个活性炭过滤器本身和燃料箱的一个排气管连接，并且具有一个和它分开的进气口。通过这个进气口可穿过该活性炭过滤器地吸入空气。计量阀的出口和内燃机的进气管连接。通过这个进气管将燃烧用气体输送到汽车的内燃机中。在这种情况中进气管上的连接部位位于一个设置在进气管中，且用于控制空气量的节气门的下游。当电磁铁没有电流流过时一个由电磁铁操作的阀门元件关闭一个在计量阀的进口和出口之间设置的阀门孔，并且在电磁铁有电流流过时连续地释放这个阀门孔，其办法是通过一个由电磁铁操作的衔铁的升程一个在阀门元件中形成的通孔连续地通过阀门孔移动。按照流过磁铁的量通过阀门孔移动通孔的一个或多或少的大截面，并且如此地调节由进气管通过活性炭过滤器吸入的，并且有挥发的燃料的气流的大小。
在几种汽车中，为了对载荷进行控制在进气管中使用了机械操作的节气门。与此相连地要求有一种空气配量装置，一种所谓的单独的空气调节器。当节气门关闭时这种空气配量装置形成一个节流器的旁路，并且计量一股用于怠速调节所要求的气流，这股气流流过旁路。
发明内容
根据本发明的用于计量地配给流动介质的，且具有权利要求1特征的装置具有如下优点，即用一个唯一的执行元件就可对两个分开的介质流进行不同的计量，这样，通过避免重复可节省材料和结构部件。在使用一个电磁执行元件时，为了操作两个分别和两个计量阀的一个阀门元件耦合的衔铁，只要求一个唯一的电磁线圈和一个共用的磁路。为了对电磁线圈进行触发要求一个唯一的末端极和一个唯一的插头以及一个唯一的电缆连接线。简化了安装，缩短了安装时间，因为只必须还集成一个唯一的部件，而不是两个分开的计量阀。这意味着在安装时进一步地节省成本。
通过在其它的权利要求中所列出的措施可对在权利要求1中所介绍的阀门装置作有利的发展和改进。
根据本发明的一个有利的实施形式第一计量阀的出口通过一个流动通道连接在第二计量阀的进口上，并且该流动通道设置一个带有前置的，或者集成的节流器的进入孔。节流器是如此设计的，即与节流器的流体介质的方向相反的流动阻力比与流体通道的流体介质的方向的流动阻力要明显地大。通过这种结构措施可利用两个分开计量的流体介质的一定的流动线路。为将分开计量的介质输送到消耗器，还只需要一个唯一的软管。
根据本发明的一个有利的实施形式，两个计量阀、流动通道和执行元件设置在一个共同的壳体中。该壳体配设有一个和第一计量阀的进口相连接的第一连接管，一个和第二计量阀的出口相连接的第二连接管以及一个和流动通道中的进口孔相连接的第三连接管。在该连接管中集成有节流器。通过这一措施创造出一个包括有两个计量阀的紧凑的结构单元。这个结构单元还仅具有三个连接管。这些连接管在安装时只应进行相应的连接。
根据本发明的一个优选的方案将第一计量阀用作油箱排气阀，用于将从内燃机的燃料箱中挥发出来的燃料计量地输送到内燃机的进气管中，并且将第二节流器用作空气调节器，用以怠速调节内燃机。在这些设置在壳体上的连接管中，第一连接管连接在一个设置有空气进口，并且和燃料箱的一个排气管道相连接的活性炭过滤器上，第二连接管在节气门的下游连在进气管上，并且第三连接管在节气门的上游连在进气管上。通过根据本发明的计量装置和当节气门关闭时用于怠速调节的和用于遵守在燃料的汽化排放方面的法律的两个分开的结构部件相比人们可以节省制造和安装成本。
附图说明
在下述说明中借助一个在附图中所示的实施例对本发明进行更加详细的说明。这些附图是：
图1：用于计量地配给流动介质的装置的纵向截面图。
图2：在汽车中用于怠速调节和减少燃料汽化排放的图1的计量装置。
图3和4：与图2相同的示意图，但具有计量装置的两个不同的运行状态。
具体实施方式
图1示出用于计量地配给流动介质的装置的纵向截面图。所示装置具有一个壳体10。在该壳体中设置有用于第一流动介质的一个第一计量阀11，一个用于第二流动介质的第二计量阀12和一个用于控制这两个计量阀11、12的这两个计量阀11、12共用的执行元件13。在图1中用点划线圈住的示意性的壳体10具有一个第一连接管14、一个第二连接管15和一个第三连接管16。每个计量阀11、12具有一个阀门孔17或21(它们设置在进口18或22和出口19或23之间)，以及具有阀门元件20和24。为了调节阀门孔17或21的所希望的开启横截面这两个阀门元件20、24彼此独立地由执行元件13进行控制。第一计量阀11的进口18和第一连接管14连接。第一计量阀11的出口19通过一个流体通道25和第二计量阀12的进口22连接。第二计量阀12的出口23和壳体10的第二连接管15连接。流动通道25具有一个进口孔26。一个流体节流器27设置在该进口孔26的前面。所述进口孔26本身可以设计成流体节流器27，这样这个流体节流器就可直接集成到进口孔中。这个进口孔26通过流体节流器27和壳体10的第三连接管16连接，其中，这个流体节流器27也可集成到第三连接管16中。这个流体节流器27是如此设计的，即这个节流器27具有一个和流过第三连接管16的介质方向相反的流动阻力，这个阻力比流体通道25中的流动阻力明显的大，这样，当计量阀14、15打开时中止了通过第三连接管16的介质分流，或者使它足够地小。
在所示实施例中用于两个计量阀11、12的执行元件13是一个电磁执行元件。它具有一个电磁铁30。该电磁铁具有两个设置它的磁路中的衔铁31、32。在这种情况中第一衔铁31和第一计量阀11的阀门元件20固定连接、第二衔铁32和第二计量阀12的阀门元件24固定连接。电磁铁30具有一个磁罐33。一个具有一个在一个由绝缘材料制成的线圈架36上缠绕的励磁绕组37的空心圆筒式的电磁线圈35插入到所述的磁罐中，其中，线圈架设置在磁罐33的罐底331上，并且在磁罐33的罐开口332中和磁罐33的圆环形的端面对齐地结束。在线圈架36的空心圆筒形的内部插入有两个轴向彼此有间距设置的空心圆筒形的磁芯38、39。其中，下磁芯38设置在罐底331上，上磁芯39和线圈架36、磁罐33的罐开口332对齐地结束。空心圆筒形的磁芯38的净内径和磁罐33的罐底331中的一个中心孔34的净直径相同。第一衔铁31在下磁芯38中轴向移动地被导向，并且通过第一阀门关闭弹簧28被支撑在一个在上磁芯39的内部中形成的环形凸肩391上。在阀门关闭弹簧28的作用下第一计量阀11的阀门元件20被保持在它的关闭阀门开口17的关闭位置中。第二衔铁32盖住磁罐33的罐开口332，并且在保留工作气隙的情况下和磁罐33的圆环形的端面以及上磁芯39的圆环形的端面面对设置。在第二衔铁32和一个在上磁芯39中形成的第二环形凸肩392之间支撑着一个第二阀门关闭弹簧29。这个第二阀门关闭弹簧29将第二计量阀12保持在关闭位置中。在这个关闭位置中第二计量阀12的阀门元件24关闭阀门开口21。
当电磁线圈35被弱电流流过时第二衔铁32被磁罐33和上磁芯39在工作气隙变小的情况下克服第二阀门关闭弹簧29的复位力被吸，并且按照流过电磁线圈35的电流强度将第二计量阀12的阀门元件24或多或少地从阀门开口21抬起。现在第二介质可从第三连接管16经过被打开的第二计量阀12流向第二连接管15。在这个电流流过电磁线圈35时所产生的磁力不足以克服第一阀门关阀弹簧28的关闭力使第一衔铁31移动。因此第一计量阀11仍然保持关闭。
当强电流流过电磁线圈35时，现在磁力足以克服第一阀门关闭弹簧28的力使第一衔铁31移动到上面的空心的磁芯39中。第一计量阀11的阀门元件20从阀门开口17抬起，并且第一计量阀11被打开。现在第一介质可经过已打开的第一计量阀11和前面已被打开的第二计量阀12从第一连接管14流到第二连接管15。通过节流器37的节流作用通过第三连接管16的介质分流已是可忽略不计的小。
在图2到图4中示出了将前述的计量装置应用到汽车中的情况，以便一方面满足关于燃料的汽化排放方面的法规，并且另一方面使得在汽车的内燃机的进气管中的节气门关闭时的怠速调节成为可能。在这种情况中将本身已公开的油箱排气阀的功能分配给第一计量阀11，将用于怠速调节的一个单独的空气调节器的功能分配给第二计量阀12。位于计量装置的壳体10上的第一连接管14和一个活性炭过滤器40连接。这个活性炭过滤器40一方面通过一个排气管线41和汽车的一个燃料箱43的一个排气接头42连接，这个燃料箱通过一个加油接头44加注燃料45，这个活性炭过滤器另一方面具有一个空气进口46。在活性炭过滤器40中存储有由燃料箱43汽化的燃料。借助通过空气进口46流过活性炭过滤器40的空气又将已存储的和汽化的燃料从活性炭过滤器40取走。壳体10的第二连接管15连接在内燃机的一个进气管47上。在这个进气管中设置着一个机械操作的节气门48，以控制提供空气流的管横截面。第二连接管15在进气管47上的连接部位位于节气门48的下游。第三连接管16也连接在进气管47上，确切地说是在节气门48的上游。
在图2中所示的计量装置的状态中电磁线圈35没有通电流，并且两个计量阀11、12是关闭的。图3示出计量状置的这样一种状态，即给电磁线圈35通以弱电流。第二衔铁32被吸，并且因此第二计量阀12被打开，而第一计量阀11仍然是关闭的。在这种状态中怠速调节是有效的，并且在节气门48关闭时用于内燃机的完好的怠速所需要的空气流通过第二计量阀12进行计量。那股绕节气门48通过第二计量阀12被导向的气流-这股气流在前面示作第二流动介质-在图3中用虚线表示。在图4中示出电磁线圈35处于强电流状态中的计量装置。第二衔铁32仍然保持被吸住，并且因此第二计量阀12保持打开，并且第一衔铁31朝上磁芯39移动，并且因此抬起的阀元件20释放阀门孔21。根据流过电磁线圈35的电流强度将第一计量阀11或多或少地宽打开，并且由从进气管47中的低压通过打开的计量阀11、12和以进气口46通过活性炭过滤器40吸入的、且带有挥发的燃料的气流进行相应的计量。通过活性炭过滤器40被吸入的，并且被输送到进气管47的气流-该气流在前面被称之为第一流动气流-在图4中用虚线表示。因为通过活性炭过滤器40的吸入阻力很小，所以在第三连接管16中的节流器27的节流作用足以抑制来自进气管47的可能的分气流，或者至少使其足够的小。
用调节气流的末端极或者不同的电压，或者不同的脉冲宽度的信号对电磁铁30进行控制。
Claims (5)
1.用于计量地配给流动介质的装置，具有第一计量阀(11)，该第一计量阀具有在第一进口和出口(18、19)之间设置的第一阀门孔(17)和用于调节该第一阀门孔(17)的所希望的开启横截面的第一阀门元件(20)，并且所述装置具有用于控制第一计量阀(11)的对所述第一阀门元件(20)施加作用的一个执行元件(13)，其特征在于具有第二计量阀(12)，该第二计量阀具有设置在第二进口和出口(22、23)之间的第二阀门孔(21)和用于调节第二阀门孔(21)的所希望的开启横截面的第二阀门元件(24)，并且为了控制第二计量阀(12)，所述执行元件(13)独立于第一计量阀(11)地对第二计量阀(12)的第二阀门元件(24)施加作用，其中，第一计量阀(11)的第一出口(19)和第二计量阀(12)的第二进口(22)通过流动通道(25)彼此连接；并且该流动通道(25)具有带有前置的或者集成的节流器(27)的进入孔(26)。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，节流器(27)具有明显地大于流动通道(25)中的流动阻力的流动阻力。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一和第二计量阀(11，12)、流动通道(25)和执行元件(13)设置在壳体(10)中；并且该壳体(10)具有与第一计量阀(11)的第一进口(18)相连接的第一连接管(14)、与第二计量阀(12)的第二出口(23)相连接的第二连接管(15)以及与流动通道(25)的进口孔(26)相连接的第三连接管(16)。
4.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，执行元件(13)具有电磁铁(30)，这个电磁铁具有设置在磁罐(33)中的空心圆筒形的电磁线圈(35)，以及具有两个轴向彼此间隔的空心圆筒形的磁芯(38、39)和两个衔铁(31、32)；磁芯(38、39)是如此地插入到空心圆筒形的电磁线圈(35)中的，即下磁芯(38)包围罐底(331)中的中心孔(34)地靠在磁罐(33)的罐底(331)上，并且上磁芯(39)用它的端面和磁罐(33)的罐孔(332)对齐地结束；第一衔铁(31)在下磁芯(38)中轴向能移动地被导向，并且和第一计量阀(11)的第一阀门元件(20)固定连接；第二衔铁(32)在保留工作气隙的情况下盖住磁罐(33)的罐孔(332)及它的环形的端面，并且和第二计量阀(12)的第二阀门元件(24)固定连接；并且每个衔铁(31、32)均被支撑在上磁芯(38、39)的内部的阀门关闭弹簧(28、29)所作用。
5.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，第一计量阀(11)用作油箱排气阀，用于将从内燃机的燃料箱(43)中挥发出来的燃料(45)计量地输送到内燃机中，并且将第二计量阀(12)用作空气调节器，用于怠速调节内燃机，并且为此，第一计量阀(11)的第一进口(18)连接在设置有空气进口(46)并且和油箱(43)的排气接管(42)相连接的活性碳过滤器(40)上，第二计量阀(12)的第二出口(23)在节气门(48)的下游连在内燃机的进气管(47)上，并且所述进入孔(26)在节气门(48)的上游连在进气管(47)上。
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