CN106641294A

CN106641294A - 用于汽车燃料系统的罐关闭阀

Info

Publication number: CN106641294A
Application number: CN201610580951.XA
Authority: CN
Inventors: 朴贞洙
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: CN106641294B; KR20170050324A; US10006412B2; KR101755875B1; US20170122266A1

Abstract

本发明涉及用于汽车燃料系统的罐关闭阀，其被设置在暴露于大气的罐的通气管路，以便为燃料系统执行密封功能。罐关闭阀包括：用于保护线圈组件和内部部件的阀体；用于将电能转换成磁能的线圈组件；柱塞和杆组件，在施加电力时被磁化且能够上下移动，以便阻断管道；弹簧，用于在切断电力的施加时使柱塞和杆组件复位，以便打开管道；和内壳体，设置在阀体中，容纳芯体以及柱塞和杆组件，并且包括在柱塞和杆组件被升起时与大气隔离的内部空间。

Description

用于汽车燃料系统的罐关闭阀

技术领域

本发明涉及用于汽车燃料系统的罐关闭阀，更具体地，涉及位于暴露于大气的罐(canister)通气管路的罐关闭阀，以便执行密封燃料系统的功能。

背景技术

通常，为了符合结合车载诊断(OBD)的燃料系统泄漏监管法规，燃料箱压力传感器(FTPS)和罐关闭阀(CCV)被应用到燃料系统。

特别地，为了执行密封燃料系统的功能，罐关闭阀(CCV)应当位于暴露于大气的通气管路的管道，并且应当被安装在通气管路和空气过滤器的后面。因此，罐关闭阀不直接暴露于内部环境，但是与大气连通。

当前应用到车辆的罐关闭阀是典型的电磁阀，其可以包括用于将电能转换成磁能的螺线管(磁路部件)和用于将磁能转换成动能以便打开或关闭管道的阀致动部。

在这种罐关闭阀中，当电力被施加到线圈时，芯体和柱塞被磁场磁化，由此引起柱塞上下移动。此时，由于芯体和柱塞必须具有足够的磁性，因此合适的材料是有限的。

图3(现有技术)是示出用于汽车燃料系统的常规的罐关闭阀的剖视图。

罐关闭阀包括：上体100，用于保持线圈组件并保护内部部件；下体110，用作流体流动通道；柱塞120，在施加电力时被磁化，并且能够上下移动；线圈组件，用于将电能转换成磁能；作为磁路部件的芯体140，对杆的上下移动进行引导；杆组件150，由杆150a和密封件150b组成，以便通过柱塞120的上下移动阻断管道；和弹簧160，用于推动杆组件150和柱塞120，以便打开管道。

因此，在自诊断期间，电力被施加到线圈组件130，使柱塞120和杆组件150降低，由此阻断下体110的管道。在平时，电力的施加被切断，杆组件150和柱塞120通过弹簧160的恢复力被升起，由此打开下体110的管道。

近来，在某些极端寒冷地区发生诸如OBD报警灯的频繁点亮的问题。作为各种调研的结果，确定了OBD报警灯的故障是由罐关闭阀的内部部件的腐蚀引起的，例如，过度撒在路上的且由于车辆的行驶而飞溅的除冰剂，以及通过暴露于大气的通气管路沿图3中箭头的方向被引入到罐关闭阀的内部的含有氯化钙粉尘的空气，由此引起罐关闭阀的内部部件被腐蚀。

尽管罐关闭阀不是暴露于外部环境的部件，但是它包括因腐蚀而发生故障的部件。因此，为了减小因解决索赔而导致的成本和减轻客户的不满，需要确保相关联的部件的耐腐蚀性，使得它们能够有15年或150,000英里的使用寿命。

背景技术部分中公开的上述信息仅仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此其可能包含不构成该国家本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于燃料系统的罐关闭阀，其能够防止内部磁路部件，例如柱塞、芯体等暴露于腐蚀环境，并且因此保护部件，这是通过实现以下气密的罐关闭阀来实现的：在其中，改变罐关闭阀的部件中的柱塞、杆组件和芯体等的形状和布置，并且应用相对于水平线是对称的密封件，其能够用以阻断管道以及防止磁路部件被腐蚀。

为了实现上述目标，根据本发明的用于汽车燃料系统的罐关闭阀具有下面的特征。

在一个方面中，本发明提供一种用于汽车燃料系统的罐关闭阀，包括：阀体，用于保护线圈组件和内部部件；所述线圈组件，用于将电能转换成磁能；柱塞和杆组件，包括柱塞部、杆部和密封部，并且在施加电力时被磁化并上下移动，以便阻断管道；弹簧，用于在切断电力的施加时使所述柱塞和杆组件复位，以便打开所述管道；和内壳体，设置在所述阀体中，容纳芯体和所述柱塞和杆组件，并且包括当所述柱塞和杆组件被升起时通过所述密封部与大气隔离的内部空间。

在优选实施例中，所述柱塞和杆组件的密封部相对于水平线可以是对称的，以便执行阻断所述管道的功能和阻断所述内壳体的内部空间的功能。

在另一优选实施例中，所述内壳体可以被构造成具有下端开放的圆柱形状，并且可以沿所述阀体的轴线方向垂直设置在所述阀体的上体中。

在又一实施例中，所述内壳体可以包括在其下端形成的凸缘，并且所述凸缘可以被插入在所述阀体的上体和下体之间，以便将所述内壳体结合到所述阀体。

在再一优选实施例中，所述线圈组件可以被装配到在所述阀体的上体的内表面和所述内壳体的外表面之间限定的封闭空间。

在另一优选实施例中，所述芯体可以包括引导件，所述引导件被装配到所述芯体的、所述杆部延伸通过的孔中，以便引导所述杆部的上下移动。

在另一优选实施例中，所述芯体可以被设置在所述内壳体中，并且在施加电力时被磁化。

在另一优选实施例中，当电力被施加到所述线圈组件时，所述芯体和所述柱塞部可以同时被磁化，使得在二者之间施加吸引力，由此使整个柱塞和杆组件降低。

根据本发明的用于汽车燃料系统的罐关闭阀被构造为使得在阀的非致动期间(即，管道的打开状态)，容纳芯体、柱塞等的磁路的内部空间通过密封件的气密密封功能与大气隔离，使得防止磁路的内部部件暴露于腐蚀环境，并且有可能由于加强的OBD部件而减少故障，这能够减少索赔和增加客户满意度。

本发明的优选实施例的其它方面在下文中被讨论。

附图说明

现在将详细参考附图中示出的某些示例性实施例描述本发明的上述和其它特征，所述附图在下文中仅以例示的方式给出，因此并不限制本发明，并且其中：

图1是示出根据本发明的实施例的用于汽车燃料通的罐关闭阀的打开状态的剖视图；

图2是示出根据本发明的实施例的用于汽车燃料通的罐关闭阀的关闭状态的剖视图；和

应当理解，附图未必按比例绘制，其呈现示出本发明的基本原理的各种优选特征部的某种程度的简化表示。如本文所公开的，包括，例如，具体尺寸、方位、位置以及形状的本发明的具体设计特征将部分地通过特定的预期应用和使用环境确定。

在附图中，贯穿附图的几个图的参考标号指的是本发明的相同的或等效的部件。

具体实施方式

应当理解，在此使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似的术语包括一般机动车辆，例如客运汽车(包括运动型多功能车辆(SUV))、公共汽车、卡车、各种商用车辆、水运工具(包括各种艇和船)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源得到的燃料)。如在此提到的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，既有汽油动力又有电动力的车辆。

在此使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并非意图限制本发明。如在此使用的，单数形式“一”、“一个/一种”以及“该/所述”意在也包括复数形式，除非上下文另行清楚地指出。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所叙述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或它们的群组。如在此使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项目中的一个或多个的任何组合以及全部组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，否则词语“包括”及其变形例如“含有”或“包含”应理解为暗示包括所叙述的元素但不排除任何其他元素。此外，说明书中描述的术语“单元”、“部/器/件(-er)(-or)”、“模块”是指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且能够通过硬件、软件或其组合来实现。

此外，本发明的控制逻辑可以具体实施为计算机可以读介质上的非瞬时性的计算机可以读介质，所述计算机可以读介质包括由处理器、控制器等等执行的可以执行程序指令。计算机可以读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、压缩光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可以读介质也可以分布在网络耦合的计算机系统中，因此计算机可以读介质以分布式方式被存储和执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。

下文将具体参考本发明的各种实施例，其示例在附图中被示出，并且在下文中被描述。虽然将结合示例性实施例描述本发明，应当理解，本说明书并不旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且涵盖各种替代方案、修改方案、等效形式以及其它实施例，其可以包括在由随附权利要求限定的精神和范围内。

在下文中，将参考附图具体描述本发明。

图1和图2是分别示出根据本发明的实施例的用于汽车燃料系统的罐关闭阀的打开状态和关闭状态的剖视图。

如图1和图2中所示，根据本发明的罐关闭阀包括用以保护线圈组件10和内部部件的阀体11。

阀体11包括上体11a和下体11b，上体11a被配置为具有圆柱形状并且保护线圈组件10和内部部件，下体11b在其中限定用于允许罐和空气过滤器之间的流体流动的管道18。上体11a和下体11b垂直地结合到彼此。

在示例中，上体11a具有在其下端的内表面形成的凹陷部19，下体11b的凸缘部与内壳体15的凸缘16一起被装配到凹陷部19，这在后面将进一步描述。

这里，在下体11b的凸缘部和内壳体15的凸缘16之间可以插入诸如O形环的密封构件。

上体11a、下体11b和内壳体15的凸缘16可以通过焊接、粘结等结合到彼此。可以通过模具注塑工艺模制上体11a。

罐关闭阀包括内壳体15，其用作用于容纳磁路部件诸如柱塞和杆组件13的装置。

内壳体15被配置为下端开放的圆柱形状，并且在其下端设置有凸缘16。因此，内壳体15可以以内壳体15的凸缘16设置在结合到彼此的阀体11的上体11a和下体11b之间的方式进行安装。

具体地，内壳体15以与上体11a的轴线同心的方式被垂直设置在上体11a中。在这种状态下，内壳体15的下端的凸缘16与下体11b的凸缘部接触，并且凸缘16和凸缘部通过诸如螺栓的紧固构件结合到彼此。

内壳体15可以由塑性材料等制成。

当柱塞和杆组件13被升起时，通过密封部13c封闭内壳体15的下端的开口，并且因此，内壳体15的内空间与大气隔离。结果，设置在内壳体15中的磁路部件，例如芯体12、柱塞和杆组件13等，不暴露于腐蚀环境。

罐关闭阀还包括线圈组件，作为用于将电能转换成磁能的装置。

线圈组件10是包括线轴、线圈、绝缘带等的圆柱结构，用以将电能转换成磁能。

因为线圈组件10的功能与常规的线圈组件的功能相同，所以省略其详细的描述。

线圈组件10被同心地装配在上体11a的内表面与内壳体15的外表面之间限定的封闭空间中。因此，线圈组件10与暴露于大气的下体11b的管道18隔离，因此不暴露于腐蚀环境。

罐关闭阀还包括作为磁路部件的芯体12，其在施加电力时被磁化。

芯体12被固定地装配到内壳体15的下端，并且具有沿其轴线形成的孔，柱塞和杆组件13的杆部13b延伸通过该孔。

当电力被施加到线圈组件10时，芯体12被磁化。通过此时产生的磁力，可以使在施加电力到线圈组件10时被磁化的柱塞和杆组件13的柱塞部13a降低。

例如，当施加电力到线圈组件10时，可以同时磁化设置在上位置处的柱塞部13a和设置在下位置处的芯体12。由于柱塞部13a的上端和芯体12的下端分别被磁化为N极和S极或S极和N极(这取决于线圈的缠绕方向)，因此吸引力被施加到芯体12与柱塞部13a之间，由此包括柱塞部13a在内的整个柱塞和杆组件13被向下吸引。

杆部13b延伸通过的芯体12的孔在其中设置有管状引导件17。引导件17用以引导上下移动的杆部13b。

罐关闭阀包括柱塞和杆组件13，作为上下移动以便选择性地阻断管道或内壳体15的内侧的装置。

用以通过柱塞的上下移动阻断管道或内壳体15的内侧的柱塞和杆组件13包括在施加电力时被磁化且上下移动的柱塞部13a、用以基本上阻断管道或内壳体15的内侧的密封部13c、和将柱塞部13a和密封部13c连接到彼此的杆部13b。

具体地，圆柱形的柱塞部13a的上端被装配在杆部13b的上端上，以便与其平行，并且圆盘形的密封部13c被装配在杆部13b的下端上。

柱塞和杆组件13的杆部13b可以由塑性材料等制成。

由于柱塞和杆组件13的柱塞部13a设置在内壳体15的上端，即，设置在与装配到内壳体15的下端的芯体12向上间隔开的位置，因此杆部13b从内壳体15的上端向下延伸通过芯体12，使得杆部13b的下端设置在下体11b的管道18中。密封部13c结合到杆部13b的下端13b，并且被设置在下体11b的管道18中。

密封部13c包括结合到杆部13b的圆盘形密封体13c-1和结合到密封体13c-1的外边缘且由橡胶等制成的密封橡胶。密封橡胶13c-2用以阻断管道18或内壳体15的下端。

密封部13c的密封橡胶13c-2被构造成相对于水平线是对称的。因此，密封橡胶13c-2可以在柱塞和杆组件13被降低时(阀致动状态)使用其下部弹性体阻断管道18，并且可以在柱塞和杆组件13被升起时(阀非致动状态)使用其上部弹性体阻断内壳体15的开放下端。

为了充分阻断内壳体15的下端，密封部13c的外径优选地被设定为等于或大于内壳体15的下端的直径。

罐关闭阀还包括弹簧14，作为用于在切断电力的施加时使柱塞和杆组件13返回从而打开管道的装置。

弹簧14被设置在内壳体15与杆部13b之间，使得其上端由柱塞部13a的上表面支撑，其下端由芯体12的上表面支撑。

当柱塞和杆组件13被降低时，弹簧14被压缩。当电力的施加被切断时，弹簧14用以在因其自身的恢复力而扩展时，将整个柱塞和杆组件13升起到原始位置。

现在将描述如上所述构造的罐关闭阀的操作。

图1示出被打开的罐关闭阀。

具体地，当车辆正常运行时，电力不施加到线圈组件10。此时，整个柱塞和杆组件13通过弹簧14的恢复力而被设置在升起位置。

同时，柱塞和杆组件13的密封部13c阻断内壳体15的下端。因此，作为安装在内壳体15中的磁路部件的芯体12、柱塞部13a等不暴露于腐蚀环境，由此防止磁路部件的腐蚀。

换句话说，有可能完全防止氯化钙粉尘渗入内壳体15内，因此有可能保护磁路部件。

图2示出被关闭的罐关闭阀。

具体地，当测试汽车燃料系统的泄漏时，电力被施加到线圈组件10。此时，柱塞和杆组件13被磁化且降低。

因此，柱塞和杆组件13的密封部13c阻断下体11b的管道18。在管道18被阻断的条件下进行泄漏测试。

从上面的描述可以明显看出，本发明实现能够使用弹簧的恢复力使密封部与内壳体接触，以便使容纳磁性部件的空间与空气隔离。因此，防止磁路部件暴露于腐蚀环境，从而防止部件的腐蚀。因此，通过减少诸如出现故障的问题，减少了索赔，并且增加了客户满意度。

已经参考其优选实施例详细描述本发明。但是，本领域技术人员应当理解，在不偏离本发明的原理和精神的情况下，可以在实施例中做出改变，本发明的范围在随附权利要求及其等同物中限定。

Claims

1.一种用于汽车燃料系统的罐关闭阀，包括：

阀体，用于保护线圈组件和内部部件；

所述线圈组件，用于将电能转换成磁能；

柱塞和杆组件，包括柱塞部、杆部和密封部，并且在施加电力时被磁化并上下移动，以便阻断管道；

弹簧，用于在切断电力的施加时使所述柱塞和杆组件复位，以便打开所述管道；和

内壳体，设置在所述阀体中，容纳芯体和所述柱塞和杆组件，并且包括当所述柱塞和杆组件被升起时通过所述密封部与大气隔离的内部空间。

2.根据权利要求1所述的罐关闭阀，其中，所述柱塞和杆组件的密封部被构造成相对于水平线是对称的，以便执行阻断所述管道的功能和阻断所述内壳体的内部空间的功能。

3.根据权利要求1所述的罐关闭阀，其中，所述内壳体被构造成具有下端开放的圆柱形状，并且沿所述阀体的轴线方向垂直设置在所述阀体的上体中。

4.根据权利要求1所述的罐关闭阀，其中，所述内壳体包括在其下端形成的凸缘，并且所述凸缘被插入在所述阀体的上体和下体之间，以便将所述内壳体结合到所述阀体。

5.根据权利要求1所述的罐关闭阀，其中，所述线圈组件被装配到在所述阀体的上体的内表面和所述内壳体的外表面之间限定的封闭空间。

6.根据权利要求1所述的罐关闭阀，其中，所述芯体包括引导件，所述引导件被装配到所述芯体的、所述杆部延伸通过的孔中，以便引导所述杆部的上下移动。

7.根据权利要求1所述的罐关闭阀，其中，所述芯体被设置在所述内壳体中，并且在施加电力时被磁化。

8.根据权利要求7所述的罐关闭阀，其中，当电力被施加到所述线圈组件时，所述芯体和所述柱塞部同时被磁化，使得在二者之间施加吸引力，由此使整个柱塞和杆组件降低。