CN102529696B - 用于燃料箱的通风装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆燃料箱顶部空间的通风装置，其包括容纳在壳体(30)中的阀组件，该组件由“腔隙”布置以在顶部空间中产生不被超过的最大压力、压力不准降低到其下的最小压力和例如用于燃料箱灌注过程的随机压力。为此提供朝着大气连接器(6)的方向由弹簧(25)偏压且特征在于密封板(17)的阀、朝着用于连接到顶部空间的连接器(5)由弹簧(19)偏压的阀、以及特征在于密封头(24)的阀，后者同时连接到电磁驱动器，以产生随机压力。作为所有三种阀的构造组合在壳体(30)中发挥作用的结果，密封头(24)和密封板(17)互相同轴引导，提供的阀组件占据小的结构体积并且特别适合于用在混合动力车辆的空间有限的安装条件下。

Description

用于燃料箱的通风装置
技术领域
本发明涉及一种通风装置，其具有配置到燃料箱的顶部空间的阀，以用于产生最大压力、最小压力和随机可调节压力，该最大压力不会被超过，压力不准降低到该最小压力以下，该随机可调节压力用于燃料箱灌注过程。
背景技术
在机动车辆的驱动装置的发展期间，已经研发出了除了传统的内燃机以外还包含由电池供电的电动驱动器的车辆。这些车辆也被称作混合动力车辆并且能够仅仅使用电动马达来行驶一定的时间。
内燃机的操作所需的矿物油燃料存储在燃料箱中，当发动机不运行时，由于相对于外部大气的蒸汽压差，所以蒸汽从该燃料箱漏出，这些蒸汽穿过插入到通风线路中的活性碳过滤器，过滤器被用于吸附性地黏着碳氢化合物成分。另一方面，当发动机运行时，这些保留的碳氢化合物成分被流入的空气携带并且供给到发动机的燃烧过程，总之防止它们漏到环境中。
在车辆的专门电气操作期间，由于没有外部空气流过活性碳过滤器，所以在该期间重新产生存储的碳氢化合物成分。尽管事实是内燃机因此运行了减少的时间，但是为了仍然获得至少几乎完全的再生，在燃料箱的顶部空间中需要比外部压力高的压力，以便减少在活性碳过滤器中被吸收的碳氢化合物成分的量。通常已知的是出于安全原因的考虑借助减压阀来限制燃料箱的顶部空间中的压力。当出现过度压力或最大压力时，这在顶部空间和外部大气之间经由通风线路产生直通连接。还已知的是在内燃机的运行期间借助阀限制燃料箱中由于连续除去燃料而导致的压降，当压力降到最小压力以下时该阀形成到外部大气的连接，由此获得压力均衡。
当车辆的燃料箱被灌注时，被流入的液体燃料以及燃料蒸汽所替代的气体体积必须被导出燃料箱。这样做时，由于另外燃料将排出燃料箱的注入管，所以必须通过完全通风产生与环境的压力均衡。
然而，该需求与在燃料箱中具有增大的压力的期望相反。
所以燃料箱的操作需要有三个阀，其中该燃料箱中必须保持增大的内部压力。如果车辆静止了较长时间并且最初提及的在活性碳过滤器中碳氢化合物成分的根据数量而平衡的解吸和吸附条件没有被满足，那么这些阀必须具有足够的密封牢固性或相反在燃料箱中产生的压力将被降低。
已知的是，为了限制不会被超过的最大压力和压力不准降低到其下的最小压力，使用相应的弹簧加载的单独阀。然而除了组装成本以外，使用三个单独阀(包括在燃料箱灌注期间用于通风的一个阀)的问题在于用于容纳这些部件的空间，在这些混合动力车辆中由于电动驱动器的存在而精确地限制该空间。
发明内容
本发明的目的在于形成在引言中提及类型的通风装置，同时相对于适用性保持良好的功能性，以特别用于混合动力车辆中。通过一种用于车辆的燃料箱的通风装置实现该目的，该通风装置具有配置到燃料箱的顶部空间的阀，以用于产生最大压力、最小压力和随机可调节压力，该最大压力不会被超过，压力不准降低到该最小压力以下，该随机可调节压力用于燃料箱灌注过程，壳体至少容纳用于产生最大压力的阀和用于产生最小压力的阀、用于连接到大气的连接器以及用于连接到顶部空间的连接器，壳体被额外布置成容纳用于在顶部空间中产生随机可调节压力的阀，以电磁切换方式形成用于产生随机可调节压力的阀，并且该用于产生随机可调节压力的阀连接到驱动器，通过密封板来形成用于在顶部空间中产生最小压力的阀，在沿着朝向用于连接到大气的连接器的方向由第一弹簧所产生的偏压下，该密封板抵靠由用于连接到大气的连接器的入口的边缘所形成的密封表面，并且密封板同时连接到所述驱动器，在这方面实现用于产生随机可调节压力的阀的功能，密封板具有中部开口，一密封头抵靠该中部开口的面向用于连接到大气的连接器的一侧，该密封板处于沿着朝向用于连接到顶部空间的连接器的方向由第二弹簧所产生的偏压下并且实现用于产生最大压力的阀的功能。
本发明所在的事实是在壳体中组合至少用于产生最大和最小压力的阀，该壳体设置有用于连接到燃料箱的顶部空间和用于连接到外部大气的连接器。所以该壳体用于燃料箱的通风线路，以及由于至少两个阀的结构集成，所以在组装期间已经呈现出优势。
用于产生随机可调节压力的阀也被结构上集成到壳体中，并且装配有电磁驱动器。所以壳体把所有与控制燃料箱的顶部空间中的压力相关的阀功能都合成为统一的部件。
上述特征是针对在燃料箱的顶部空间中产生最小和最大压力所需的功能元件的更详细的结构形式。由于实现阀功能的密封板以及关闭密封板的中部开口并且也实现阀功能的密封头的结构组合，所以获得了设计上的优势，其仅仅需要小的结构体积。该特性还可发现于下面的事实中，即确定两个阀的偏压的弹簧每个都在一个端部处被支撑在密封板或者直接与其连接的部件上，所以其被设置成彼此围绕。
用于产生随机可调节压力的阀的所述驱动器由环形线圈组成，在该环形线圈的轴向方向上一锚定件被引导，该锚定件连接到支撑密封板的保持器上并且被设置成在释放该入口的打开位置和切断该入口的关闭位置之间移动。上述特征是针对电磁切换阀的有利实施例，该阀允许在顶部空间中设定随机选择的压力。特别的优点在于下面的事实，即为了产生该阀功能，使用在任何情形下都被设置的密封板，该密封板经由保持器被连接到锚定件，该锚定件在电磁驱动器的环形线圈中被引导。用于产生最小压力的该阀部件实现了两个功能，一方面阀部件防止顶部空间中的压力降到最小压力值以下，即如果需要的话，允许大气的流入，另一方面例如出于燃料箱灌注的目的，阀组件防止在顶部空间中过度反作用压力的发展，即允许气体从顶部空间流出，特别地与环境完全压力均衡。这样对这个阀组在产生最小的可能结构体积而言也作出了贡献，其实现了所有在引言中所提及的三个阀功能，所以在使用于混合动力车辆的受限的安装条件下获得了特别的适用性。
第一弹簧围绕保持器，其中该第一弹簧的一个端部支撑在支撑密封板的支撑板上，并且该第一弹簧的另一个端部以固定的方式支撑在壳体上。第一弹簧围绕保持器，其中该第一弹簧的一个端部支撑在支撑密封板的支撑板上，并且该第一弹簧的另一个端部以轴向可调节的方式支撑在壳体中。上述特征是针对弹簧的安装和支撑，其偏压影响上述两个弹簧加载阀的切换行为，以便在燃料箱的顶部空间中产生最大和最小压力。有意义的是用于设定最小压力的弹簧具有可调节偏压。
密封头连接到穿过中部开口延伸的轴，并且第二弹簧的一个端部支撑在密封板的背离用于连接到大气的连接器的一侧上，并且该第二弹簧的另一个端部支撑在连接到轴的轭状物上。第二弹簧的偏压是可调节的。轴通过螺纹连接到轭状物，以便在第二弹簧的偏压下实现可调节性。密封板由橡胶-弹性材料组成。上述特征是针对用于产生最大压力的阀的形成和弹簧的支撑，该弹簧最终影响该阀的切换行为。有意义的是该弹簧的偏压也是可调节的。能够以特别简单的方式获得上述情形，这是由于连接到密封头的轴在其背离密封头的端部处被螺纹连接到轭状物，该轭状物形成用于该弹簧的一个端部的反作用轴承，其另一个端部被支撑在密封板的或者连接到密封板上的部件的背离密封头的一侧。
例如由金属制成的支撑板被连接到优选地由橡胶-弹性材料组成的密封板，以便获得可靠的密封效果。同样地，密封头通过由橡胶-弹性材料组成的盘而抵靠密封表面，该盘设置在密封头与密封表面之间，密封头在其抵靠密封表面的一侧也能够设置有橡胶-弹性涂层。
锚定件经由联接件连接到保持器，并且通过环形线圈中的止动部分在远离保持器的方向上限制锚定件的切换路径。上述特征是针对电磁驱动器的更多详细的结构，该驱动器用于在顶部空间中设定随机压力。
壳体由容纳环形线圈的第一壳体部分和支撑用于连接到大气的连接器和用于连接到顶部空间的连接器的第二壳体部分组成，其中第二壳体部分配备有用于调节第一弹簧的偏压的装置。上述特征是针对用于阀组件的所有部件的壳体的更详细的结构。该壳体能够由两个壳体部分构成，在其中的一个壳体部分中大致容纳环形线圈的线圈体。由于下面的事实，即线圈体被设置在该壳体部分中，以便在其轴向方向上位移，并且在其端面中的一个端面处支撑用于对“腔隙”产生偏压以产生最小压力的弹簧，所以能够以简单的方式通过线圈体的位移来调节该偏压。通常该类型的调节仅仅需要一次，使得在壳体部分中的偏压被完全调节之后，线圈体的位置能够例如通过焊接被固定。
通过根据本发明的通风装置，所以提供了阀组件，其以特定的方式适合于燃料箱的顶部空间中的压力保持，该压力高于大气压力，以这种方式降低碳氢化合物成分的蒸发。
附图说明
以下将参考附图中所图示的示范性实施例更详细地描述本发明，其中：
图1是用于燃料箱的通风装置中的阀组件的透视图；
图2图示了根据图1在切线II-II的平面处的在不工作位置中的阀组件；
图3图示了当燃料箱中超过最大压力时根据图2的阀组件的切换位置；
图4图示了当燃料箱中压力降至最小压力以下时根据图2的阀组件的切换位置；和
图5图示了为了灌注燃料箱根据图2的阀组件的切换位置。
具体实施方式
如在图1和2的图示中所示的，根据本发明的阀组件由容纳环形线圈1的第一壳体部分2和包括用于连接到外部大气的连接器6的第二壳体部分7组成，该第一壳体部分在下方通过环管3被定位在用于连接到燃料箱的顶部空间的连接器5的端面部分4上。处于组装状态中的两个壳体部分2、7形成容纳阀组件的所有部件的壳体30。
数字31表示用于将壳体30附接到车辆内部的结构上的托架。
杆状的锚定件8被置于环形线圈1内并且在其轴线方向上延伸，由固定设置的止动部分10来限制该锚定件在上侧9的方向上的运动。连接到锚定件8的联接件11在下方从壳体部分2突出并且突出到壳体部分7中。所以壳体部分2主要用于容纳环形线圈1的线圈体。
数字12表示肩状部分，其一体地形成在壳体2的上侧上并且用于容纳用于环形线圈1的电连接器13。
联接件11延伸穿过壳体部分7中的开口20并且在它的下端处通过支撑垫14连接到保持器15，该保持器的一部分附接到支撑板16。支撑板16被设计为用于密封板17的支撑，该密封板优选地由橡胶-弹性材料组成，该密封板抵靠形成连接器6的入口26的环形密封表面18。
保持器15基本上也能够与支撑垫14形成为一件式。
数字19表示弹簧，其一个端部背离密封表面18被轴向地支撑在支撑板16的一侧上，其另一个端部被轴向地支撑在环形线圈1的线圈体或壳体部分2上。所以密封板17在弹簧19所确定的偏压下抵靠密封表面18，其中通过所述线圈体或壳体部分2的轴向位移能够实施该偏压的调节。例如，在壳体部分2、7之间可以存在螺纹连接，其允许这些壳体部分的位置在环形线圈1的轴向方向上相对于彼此位移。
数字21表示同轴地延伸到锚定件8的轴，其面向锚定件8的一个端部连接到轭状物22，该轭状物被设置以能够沿着保持器15位移。轴21优选地螺纹连接到轭状物22。轴21的另一个端部延伸穿过支撑板16和密封板17中的中部开口23，并且在面向连接器6的一侧上连接到垫状密封头24，该密封头以密封方式抵靠开口23的边缘。
数字25表示另一个弹簧，该弹簧的一个端部抵靠轭状物22的面向支撑板16的一侧，并且另一个端部抵靠支撑板16的面向轭状物22的一侧。该弹簧25确定偏压，在该偏压下密封头24抵靠开口23的边缘。可以确认的是，依靠根据本发明的阀组件可以产生彼此独立作用的三个阀功能。
与在弹簧25的偏压下抵靠开口23的边缘的密封头24连接的轴21形成减压阀，其在打开位置中允许气体经过连接器5和轴21与开口23的面向该轴的内表面之间的圆环形“腔隙”而流出燃料箱的顶部空间到大气连接器6。由弹簧25来确定在顶部空间内的引起该减压阀打开的过度压力，并且由于轴21或多或少地依靠它到轭状物22的螺纹连接而轴向移动，所以能够调节该过度压力。出于该目的，密封头24装配有用于与拧紧工具协作的正方形凹槽轮廓27或类似轮廓。
由支撑板16、抵靠密封表面18的密封板17、保持器15和弹簧19组成的系统形成真空阀，其在打开位置中允许气体经过大气连接器6、入口26和连接器5流到燃料箱的顶部空间中。由弹簧19的偏压来确定在顶部空间内侧的导致该真空阀打开的负压，通过环形线圈1的线圈体的或者壳体部分2的轴向位移能够调节该偏压。在壳体部分6、2之间有螺纹连接的情形下，能够以特别简单的方式来实施该调节。
由环形线圈1、锚定件8、联接件11、支撑垫14、保持器15、支撑板16和抵靠密封表面18的密封板17组成的系统形成电磁切换阀，其在打开位置中允许在连接器5、6之间经由入口26的直通连接。当环形线圈1被供以电流时出现阀的切换位置，即打开位置，而当环形线圈1没有被供以电流时在弹簧19的作用下出现关闭位置。能够使用该阀以防止在燃料箱灌注过程期间在燃料箱的顶部空间中出现压力增加。
在图3至5中，每个图都显示了阀组件的不同的切换位置，其中的功能元件与图1和2中的功能元件对应地标记，这意味着不必重复其描述。
图3显示了在切换位置中的阀组件，其中减压阀置于打开位置中，使得在箭头28的方向上的气流是可能的，即在连接器6的方向上从连接器5流动。这意味着在燃料箱的顶部空间内的压力大于可接受的压力，使得作为相对于大气压力的压差的结果而作用在轴21上的力大于作为弹簧25的偏压的结果而设定的反作用力。环形线圈1没有被供以电流。
图4显示了在切换位置中的阀组件，其中真空阀处于打开位置中，使得在箭头29的方向上的气流是可能的，即从连接器6到连接器5。这意味着顶部空间内的压力小于可接受的压力，使得作为相对于大气压力的压差的结果而作用在支撑板16和密封板17上的力大于作为弹簧19的偏压的结果而设定的反作用力。环形线圈1没有被供以电流。
图5显示了在切换位置中的阀组件，其中环形线圈1被供以电流，使得真空阀再次置于打开位置中，但是其中在箭头28的方向上的气流是可能的，即从连接器5到连接器6，从而在燃料箱的顶部空间内，在灌注过程期间，没有建立过度的反向压力。这意味着锚定件8和联接件11、支撑垫14、保持器15、支撑板16和密封板17一起抵抗弹簧19的偏压从密封表面被抬起，因此在箭头28的方向上释放气流。在燃料箱灌注过程期间使用该阀功能，其中能够选择在其下触发该阀功能的压力。减压阀置于关闭位置中。
可以确认的是，根据本发明的阀组件能够在燃料箱的顶部空间中设定最高允许的压力、设定压力不准降低到其下的压力以及例如适合于燃料箱的无困难灌注的压力。
还可以确认的是，根据本发明的阀组件能够设定和保持在燃料箱的顶部空间中的增加的压力，所以特别适合于混合动力车辆。
附图标记列表：
1、环形线圈
2、壳体部分
3、环管
4、部分
5、连接器
6、连接器
7、壳体部分
8、锚定件
9、顶侧
10、止动部分
11、联接件
12、肩状部分
13、连接器
14、支撑垫
15、保持器
16、支撑板
17、密封板
18、密封表面
19、弹簧
20、开口
21、轴
22、轭状物
23、开口
24、密封头
25、弹簧
26、入口
27、正方形凹槽轮廓
28、箭头
29、箭头
30、壳体
31、托架

Claims (11)

1.一种用于车辆的燃料箱的通风装置，其具有配置到燃料箱的顶部空间的阀，以用于产生最大压力、最小压力和随机可调节压力，该最大压力不会被超过，压力不准降低到该最小压力以下，该随机可调节压力用于燃料箱灌注过程，其特征在于，壳体(30)至少容纳用于产生最大压力的阀和用于产生最小压力的阀、用于连接到大气的连接器(6)以及用于连接到顶部空间的连接器(5)，
壳体(30)被额外布置成容纳用于在顶部空间中产生随机可调节压力的阀，
以电磁切换方式形成用于产生随机可调节压力的阀，并且该用于产生随机可调节压力的阀连接到驱动器，
通过密封板(17)来形成用于在顶部空间中产生最小压力的阀，在沿着朝向用于连接到大气的连接器(6)的方向由第一弹簧(19)所产生的偏压下，该密封板抵靠由用于连接到大气的连接器(6)的入口(26)的边缘所形成的密封表面(18)，并且密封板(17)同时连接到所述驱动器，在这方面实现用于产生随机可调节压力的阀的功能，
密封板(17)具有中部开口(23)，一密封头(24)抵靠该中部开口的面向用于连接到大气的连接器(6)的一侧，该密封板处于沿着朝向用于连接到顶部空间的连接器(5)的方向由第二弹簧(25)所产生的偏压下并且实现用于产生最大压力的阀的功能。
2.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，用于产生随机可调节压力的阀的所述驱动器由环形线圈(1)组成，在该环形线圈的轴向方向上一锚定件(8)被引导，该锚定件连接到支撑密封板(17)的保持器(15)上并且被设置成在释放该入口(26)的打开位置和切断该入口的关闭位置之间移动。
3.根据权利要求2所述的通风装置，其特征在于，第一弹簧(19)围绕保持器(15)，其中该第一弹簧的一个端部支撑在支撑密封板(17)的支撑板(16)上，并且该第一弹簧的另一个端部以固定的方式支撑在壳体上。
4.根据权利要求2所述的通风装置，其特征在于，第一弹簧(19)围绕保持器(15)，其中该第一弹簧的一个端部支撑在支撑密封板(17)的支撑板(16)上，并且该第一弹簧的另一个端部以轴向可调节的方式支撑在壳体中。
5.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，密封头(24)连接到穿过中部开口(23)延伸的轴(21)，并且第二弹簧(25)的一个端部支撑在密封板(17)的背离用于连接到大气的连接器(6)的一侧上，并且该第二弹簧的另一个端部支撑在连接到轴(21)的轭状物(22)上。
6.根据权利要求5所述的通风装置，其特征在于，第二弹簧(25)的偏压是可调节的。
7.根据权利要求5或6所述的通风装置，其特征在于，轴(21)通过螺纹连接到轭状物(22)，以便在第二弹簧(25)的偏压下实现可调节性。
8.根据权利要求3所述的通风装置，其特征在于，密封板(17)由橡胶-弹性材料组成。
9.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，密封头(24)通过由橡胶-弹性材料组成的盘而抵靠密封表面(18)，该盘设置在密封头与密封表面之间。
10.根据权利要求2所述的通风装置，其特征在于，锚定件(8)经由联接件(11)连接到保持器(15)，并且通过环形线圈(1)中的止动部分(10)在远离保持器(15)的方向上限制锚定件(8)的切换路径。
11.根据权利要求2所述的通风装置，其特征在于，壳体(30)由容纳环形线圈(1)的第一壳体部分(2)和支撑用于连接到大气的连接器和用于连接到顶部空间的连接器(5、6)的第二壳体部分(7)组成，其中第二壳体部分(7)配备有用于调节第一弹簧(19)的偏压的装置。
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