CN1070575C - 电动操作金属罐净化阀和其蒸汽收集装置 - Google Patents

Abstract

净化阀包含一电磁线圈(S)，它具有一个作用于衔铁(18)上的线性的力-电流特性。藉助于某些结构特点及操作阀的方式使迟滞的效应减至最小。公开了几种实施例。

Description

电动操作金属罐净化阀和其蒸汽收集装置

发明领域

本发明涉及驱动机动车辆的内燃机的车载蒸发排放控制装置。这些装置包括一个蒸汽收集罐，收集由盛有发动机挥发性液体燃料的燃料箱排放的燃料蒸汽；一个净化阀，用以周期性地将收集到的蒸汽排到发动机的进气歧管。

发明背景的概要

当今的这些装置一般包括一个电磁控制净化阀，它处于由以微处理机为基础的发动机控制系统产生的净化控制信号的控制之下。常用的控制信号是一种具有较低频率，例如在5至50赫范围内的工作循环调制脉冲波形。其调制范围自0％至100％。某些常用的电磁控制净化阀的响应动作快得足以使该阀在某种程度上跟随被施加于其上的脉冲波形，这导致该净化流经受同样的脉冲。这种脉冲有时可损害排气管排放控制的目标，因为这种流向进气歧管的脉冲蒸汽流可在发动机排气管中产生有害的碳氢化合物峰值。车辆在正常运行期间出现的进气歧管真空度的变化也可以某种方式直接作用在该阀上，从而打乱了排放控制的对策，除非采取一些措施来考虑它们的影响，诸如设置一真空调节器阀。此外，低频脉冲可产生可听见的似乎扰动的噪声。

在美国专利US-5,237,980中公开了一种已知的燃料蒸汽回收装置，它通过阻尼金属罐净化阀衔铁的运动来改善该装置的流动特性。这是把一个台阶加到衔铁和定子的气隙界面处的相对面上，并藉助气动阻尼，藉助于一个具有用以引导衔铁运动的小运行间隙的黄铜管来达到的。

在US-5,265,842中公开了发动机排放控制的另一种已知形式。发动机排放控制计量阀包括一个连于通电线性致动器的计量球阀件，该致动器包括一个静止磁铁和一个与该磁铁同心的运动线圈。线圈运动通过由线圈运动驱动的凸轮的楔入作用被转换成计量阀件的运动。

在US-5,413,082中公开了发动机排控制的再一种已知形式，其中，该阀具有一单件的导向与阀座以及一单件的阀件，后者由为导向与阀座加衬的轴套导向。该阀头和阀座的外形制成这样，当阀开启且跨于其上的压差超过某一最小值时，便有音速流流过该阀。

本发明总的方面是提供一种金属罐净化阀，尽管有损害控制精度的影响存在它仍能提供更精确的控制。为推动这一总目标，一个更为具体的方面是提供一种带有线性电磁致动器的金属罐净化阀。其它更加具体的方面涉及到各种结构特点，诸如阀和座构件的细节。

本发明提供一种电动操作金属罐净化阀，包括一个配置在发动机的进气歧管和燃料蒸汽收集罐之间的净化流道，收集罐收集由燃料箱中挥发性燃料产生的蒸汽，所述金属罐净化阀按照净化控制信号控制金属罐至进气歧管的净化，该控制信号设定了金属罐净化阀允许流经所述净化流道的净化流量范围，金属罐净化阀包括一个电磁线圈，它有一个配置在中心纵轴线周围的绕组；一个与所述绕组相关的用以引导由绕组中电流产生的磁力线的定子构件)，所述定子构件包括一个设置在通孔内的气隙，该通孔沿所述一个轴线穿过所述绕组；一个靠近所述气隙配置的安装在轴上的衔铁，作为由绕组中电流产生的磁力的函数，它沿所述轴线定位；一个阀件，它由所述衔铁并和其一起相对于一阀座轴向定位，以规定金属罐净化阀限制自所述金属罐至所述歧管的流量的范围，和一个偏压弹簧，作用一弹簧力，将所述衔铁和阀件推向所述阀座，从而所述衔铁根据衔铁和轴的质量沿中心轴线取一位置，与所述定子构件相联的所述衔铁使沿逐渐允许流量流经所述净化流道的方向的作用于所述衔铁上的磁力的轴向分力上，

其特征在于所述磁力的轴向分力跟所述线圈的平均电流在平均电流工作范围内线性相关，并且所述阀件和所述阀座能在施加于金属罐净化阀的脉冲宽度调制电压的工作循环的低工作区内的最初移动范围内限定流通面积不变，从而改善在低工作区内的平均流量与从所述金属罐流至所述歧管的流量之间的线性度。

本发明的净化阀还在于：

所述偏压弹簧具有线性的力-压缩特性；所述阀件靠近所述轴的一端；

所述衔铁是一个压配合于所述轴上的管子；

所述衔铁包括一铁磁管，而所述轴为非铁磁的；

所述轴完全穿过所述衔铁；

所述轴由配置于衔铁轴向相反两端的上、下轴套导向。所述轴包括相应的上、下轴件，所述上轴件由上轴套导向，而所述下轴件由下轴套导向，并包括一个装置，它不使作用在一轴件上的力的某些径向分量传递到另一轴件上；

所述衔铁配置在上轴件上，并所述不使作用在一轴件上的力的某些径向分量传递到另一轴件上的装置配置在所述衔铁(18)和所述下轴件之间的界面上；

所述衔铁包括一盲孔，与所述阀件反向的所述轴的一端配置于该盲孔内，所述盲孔有一底部，与所述阀件反向的所述轴的一端顶靠在该底部上，顶靠所述底部的所述轴的一端具有一顶靠所述底部的拱形表面；还包括一弹簧，它将所述拱形表面偏压在所述底部上，所述轴从而跟随所述衔铁的变位；

所述阀件和所述座所制成的形状致使在高于所述阀件离其座的某一最小离座量并对应于超过某一最小值的歧管真空度时产生音速流动；

所述座包括一凸肩，而所述阀件的尖端包括一密封装置，该密封装置座落在所述凸肩上以关闭该阀；

所述座包括一个截头圆锥座面，自直圆柱孔区延伸，所述阀件包括一个配置在所述轴上的O型环密封装置，当阀关闭时，用以密封所述截头圆锥座面，还包括一直圆柱区区，当阀关闭时和在离关闭的某个阀位置区内，它处在所述直圆柱区内；

还包括一非铁磁轴套，它与所述定子构件接合，以弥补所述气隙，它配置在所述衔铁的周围为衔铁的轴向运动提供导向；

所述阀件为锥销形阀；

包括一个配置在出口和歧管之间的气动调节器；

包括一个配置在净化流道内的小孔，当所述锥销形阀件充分开启而不再限制流经阀座的流量时，限定净化阀的流动特性；

所述电磁线圈被包含在一个封闭体的内部空间内，该封闭体具有一个通至大气泄放的小孔，用以防止自净化流道可能进入所述内部空间的真空度的明显积累；

所述金属罐净化阀包括一个进口，用以将通过金属罐净化阀的流道跟所述金属罐接通，所述电磁线圈被包含在封闭阀体的内部空间内，该体具有一个用于泄放的小孔和一个止回阀，它们自所述阀体内部至所述进口成串联布置，由于止回阀的配置，便允许仅沿自所述阀体至所述进口的方向流经所述泄放孔；

本发明还提供一种内燃机燃料系统的蒸汽收集装置，其包括以上所述电动操作金属罐净化阀。在所有附图的随后的说明及权利要求书中将会看到本发明的上述的和另外的特点，以及其它的优点和好处。这些附图公开了本发明的一个优先实施例，该实施例是为实施本发明现时所设想的最佳模式。

附图简述

图1是通过金属罐净化电磁阀第一实施例的纵剖视图，该实施例体现了本发明的原理，并表示与蒸发排发控制装置相联的金属罐净化电磁阀。

图2是图1圆圈2中的放大破碎视图，描绘一种修改的形式；

图3表示与一调压器相联的图1的阀；

图4表示具有筒略描绘的附加特点的图1的阀；

图5表示具有简略描绘的附加特点的图1的阀；

图6、7和8是相应的曲线图，有助于说明本发明的某些方面；

图9是控制金属罐净化电磁阀操作的简略电气框图。

优先实施例描述

图1表示机动车的一种蒸汽排放控制装置100，包括一蒸汽收集罐120和一电磁金属罐净化阀140，后者以通常的方式串连连接在内燃机200的燃料箱160和进气歧管180之间。一发动机控制计算机220为操作该阀140提供一净化控制信号。

阀140包括一个由两部分组成的阀体B1,B2，具有一个进口23，经导管280联接于金属罐120的净化口；一个出口22，经导管320联接于进气歧管180。一导管321将金属罐罐口连通到燃料箱160的自由空间。电磁金属罐净化阀140有一纵轴线340，而阀体件B1包括一圆柱形侧壁360，与轴线340共轴线，在上轴向端是敞口的，在那里跟阀体件B2组合在一起。在其下轴向端，阀体件B1包括一侧壁11，与轴线340共轴线，被出口22径向贯穿。肩350将侧壁11和侧壁360连接在一起。侧壁11包含一凸肩，它连接侧壁11的相应下部和上部11A、11B；前者为完全圆柱形，而后者为部分圆柱形。进口23为肘形，自侧壁11的下轴向端延伸。阀体件B1除了其开口的上轴向端和两口22与23之外，是自行封闭的。

电磁线圈S配置于阀体件B1内，在装配时经阀体件B1的开口上端安装。该电磁线圈包括一线圈架8；磁导线，绕于线圈架8以构成一安装在线圈架上的绕组9；及与线圈架-线圈组件相关的定子构件。该定子构件包括一个配置在线圈架-线圈组件上端的定子上端构件7；一个围绕线圈架-线圈组件外表面沿圆周配置的圆柱形定子侧构件19；和一个配置在线圈架-线圈组件下端的定子下端构件10。

定子上端构件7包括一个平圆盘部，其外周与侧构件19的上端配合，而且包含一个孔，其中压入轴套4，以便和轴线340共轴线。该圆盘部还包含另一孔，为一对安装在线圈架上的且绕组9的两端连于其上的导电端子17提供向上的通道。上端构件7还包括一圆锥形颈部7A，自圆盘部向下延伸某一距离，伸入线圈架8的与轴线340共轴线的中心通孔内。颈部7A的内表面是圆柱形的，而其外表面是截头圆锥形，结果形成一个随该颈部向线圈架通孔内延伸其锥度逐渐缩小的径向厚度。

定子下端构件10包括一平圆盘部，其外周与侧构件19的下端配合，而且还包含一个孔，其中压入一轴套20，以便和轴线340共轴线。下端构件10还包括一上圆柱形颈部10A，自圆盘部向上延伸某一距离，伸到线圈架8的与轴线340共轴线的中心通孔内。颈部10A具有均匀的厚度。下端构件10再包括一下圆柱形颈部10B，自圆盘部向下延伸某一距离，这样，其最下端密接地装配在侧壁11的下部11A内。阀座21的截面收缩形成颈部，从而压配合于颈部10B的下端，并以O型环密封装置24密封壁部11A的内部。在与侧壁11配合的该最下端的上部，颈部10B包含几个通孔10C，它连通出口22和阀座21上方以颈部10B为界的空间。侧壁11的上部11B制成按早先所描绘的形状，以便在不使通孔10C节流的情况下构成连能。

轴套4和20用于对沿轴线340作线性运动的阀轴12进行导向。轴12的中心区被略微放大，使管形衔铁18压配合于其上。轴12的下端制成一阀件，与阀座21相互配合。图1的阀件通常为锥销形，并包括一个具有圆拱形端部的截头尖端阀件12A。在尖端阀件12A的正上方，在轴的周围配置一O环型密封装置13，用以密封阀座21。下面连同附图2将叙述阀座的细节。图1表示该密封装置密接地座落在阀座21上，以封闭出口23和进口22之间的流道。在该位置上，衔铁18的上部轴向重叠于颈10A上端和颈7A下端之间的气隙，但有些微径向间隙，因此，衔铁18并不实际接触这些颈部，从而避免磁短路。

轴12的上端在轴套4上方伸出一距离，为弹簧座3固定于其上创造条件。在阀体件B2用咬紧环5固定于阀体件B1，环5夹紧面对面的接合突缘而将闭封装置6夹于它们之间的情况下，一螺线形弹簧2＇被紧握在座3和另一弹簧座1之内，后者安装在阀体件B2的制成适当形状的凹口内。一校正螺丝14拧入该凹口的一个孔内，与轴线340共轴线，通过用以调正弹簧座1相对于该凹口轴向定位范围的适当的转动工具(未示)从外部可以接触该螺丝。将螺丝14逐渐拧入该孔中，便逐渐使座1向弹簧座3方向移动，在这过程中，逐渐压缩弹簧2＇。端子17还和安装在阀体件B2中的端子16连接，构造电连接器15，用以跟连于发动机控制计算机220的另一连接器(未示)配对啮合。

当对电磁线圈S逐渐供电，衔铁18克服弹簧2＇的反向弹簧力被向上推动，使该阀离座，从而打开该阀，因此，在出口22和进口23之间可出现流体流动。一般说来，阀开启程度取决于通过该绕组的电流大小，因此，受电流的控制，通过该阀的净化流得到控制。这些控制与阀响应的细节随后连同对本发明的新颖方面的进一步叙述以较大的篇幅将得到说明。

图2表示该阀件在轴12下端的修改形式的细节及阀座21的细节。该阀件包括一圆拱形尖端区12B，自尖端区12B延伸的截头锥体区12C，自区12C延伸的直圆柱区12D，一个配置在区12C紧上方轴上的O型环橡胶密封装置，和一个在密封装置上端的整行支承突级12F。阀座21中的通孔包括一个向内指向如凸肩的座面21A，座面21A有一直圆柱区21B和一自区21B延伸并通至以颈部10B为界的内部空间的截头圆锥座面21C。在所示的关闭位置，密封装置13的圆形表面部分跟接近区21B的座面21C沿圆周保持连续密封接触，而区12D跟区21B是沿轴向共同扩张的。

随着阀轴最初向上移动，使阀件开始离座，0型环密封装置13脱离跟座面21C的接触，但其直圆柱区12D继续跟区21B轴向重叠一定的向上行程量。这样，其有效流通面积基本不变，直至这种重叠在锥区12C与21B共同扩张的时刻停止为止。轴12的继续向上运动现在会使该有效面积逐渐增加，直至尖端区12B通过为止。在该尖端区通过区21B后，该通孔会停止被该阀件节流。

图2中，箭头表示在阀开启期间的操作力的方向。向上箭头表示由磁力+撞击阀座产生的力；向下箭头表示弹簧力。CF表示在阀和座之间的密配合，以限止流量。

图3表示跟气动调节器PR相联的图1的阀140。该气动调节器的功能是，对应于某一给定的阀开度，产生大体不变的流量，而与进气歧管的真空度无关，只要该真空度超过某一最小值。这对于许多控制对策是希望的。当阀140开启时，出口22经气动调节器与进气歧管真空度连通，气动调节器有一进口25A，经导管400与出口22相连，还有一出口28A，经导管410与歧管180连接。

调节器PR包括一本体30，它包含一内膜26，主本体和膜之间限定一个可膨胀的容积31。阀32连于刚性镶嵌件33，后者是膜的整体部分，配置在膜的中心区。膜的周边区跟本体30的边缘由盖29保持压紧，该盖具有整体式钩扣扣紧件34，用以将盖连于本体。该膜限定第二可膨胀容积35，处在盖的内侧，经一通气小孔36与大气连通。在本所中配置一弹簧37，沿离开座27的方向对膜和阀施加偏压，座27处在自口28A延伸的通道这端，配置该座是为了和阀相互配合。随着进气歧管真空度逐渐增加，膨胀容积31内的真空度会对膜26施加一个力，该力跟弹簧37的力反向，使膜轴向移向座。当该真空度达到某一充分的值时，阀32密封阀座27，切断两口33和28A之间的连通。此后容积31中的真空度会经金属罐净化阀140衰减下来，而作用在膜上的力会减小到不足以保持阀32和座27之间密封的程度。当弹簧37的力使阀离座时，容积31内的真空度会再开始上升，直到足以再次使阀入座。这是一个调节循环，它按需要重复，以便在容积31内保持一平均真空度。该平均真空度是弹簧力和膜有效面积的函数。因为该平均真空度基本上是不变的，所以对应于阀140的某一给定开度流经阀140的气流会同样基本不变，跟高于必需的最小真空度的进气歧管真空度的变化无关。虽然图3将调节器PR表示为一独立的组件，可如果需要，可以将其制为跟金属罐净化阀成一体。应当注意，在调节器内阀的作用发生在口28A和膨胀容积31之间，因此产生纯粹的真空度调节。

图4将一附加的特征加入到图1的阀中。该特征是包括一个经电磁线圈S附近的本体壁360的泄放孔。该特征的具体实施例包括一个小孔500和一过滤器502，配置它们是为了使壁内侧空间和大气连通。采用过滤器是为了防止某些杂质闯入阀内。这一泄放孔防止了真空度的显著积累，该真空度可能自净化流道向上闯入包含电磁线圈的空间内，从而防止了该真空度对电磁线圈操作的潜在不利影响。

图5表示实现防止真空度影响电磁线圈操作这同一目的的另一装置。该装置包括选定由电磁线圈空间经小孔504和单向止回阀506至金属罐口的路线，如图所示。该止回阀是在蒸发排放系统的法定泄漏试验期间用来密封泄放孔的，因此，它必须具有一个足以保证在试验期间不会泄漏的操作压差。是进口23而不是出口22连于金属罐的事实对于这种试验是有利的，因为较之口23配置在密封装置13和24之外的净化阀结构那部位内的通到大气的任何流通路径不会在其它方面符合调整要求的某个装置中产生错误的试验结果，而对于采用口22作为金属罐口的装置的试验，由于这一流通路径通至大气会显示出不一致。

在上述实施例中电磁线圈S的构造和布局在电磁线圈S的工作范围内赋予其大致线性工作特性。该特性是由在衔铁附近的定子结构的相应造型得到的。该造型是这样的，如果电磁线圈在没有弹簧2＇的情况下单独作用于衔铁上，则作用在衔铁上的轴方磁力将是在绕组9中流动的电流的基本线性函数。一旦考虑弹簧2＇的作用(在所示实施例中该弹簧具有基本线性的压缩-弹簧力特性)，可以理解，对于给定的电流，该衔铁会沿轴线340取一个位置，在那点，磁力和弹簧力彼此抵消。逐渐增加电流，会使衔铁逐渐向上位移，逐渐压缩弹簧直至这些力处于平衡，而逐渐减小电流会使弹簧松驰直至再次达到平衡。任一给定的净化阀的实际流动特性不仅是电磁线圈线性工作特征的函数，而且是体现在阀件和阀座结构中的流动特性的函数，还是弹簧2＇的弹簧力-压缩特征的函数。因此，可以将任一给定的净化阀的流量-电流特性为性线的或非线性的，取决于特定的使用要求。例如，可以采用非线性特性的弹簧来代替线性特性弹簧。

一种施加在金属罐净化阀两端子16上的优先电输入是一种由矩形电压脉冲组成的脉冲宽度调制(PWM)波型，该电压脉冲具有大致不变的电压值，并在一定的频率下产生。该脉冲宽度决定了阀开启的范围，因此，通过改变该脉冲宽度，该阀便能以各种开度工作。随着脉冲宽度增加，通过电磁线圈绕组的平均电流也增加。因为在线圈中产生的并作用于衔铁18的磁场强度等于线圈的圈数和平均电流的乘积，所以施加于衔铁上的力将随脉冲宽度的增加而增加。

为开启一个关闭的净化阀(开始开启，即STO阀)所需的最小脉冲宽度(用延续时间表示)是由弹簧2＇的压缩范围决定的，而这种压缩是用校正螺丝14来定位弹簧座1引起的。然而，一当这种脉冲结束，弹簧2＇便开始迫使阀件移向关闭位置。若随后的脉冲并不作用在一定量的时间内，则阀件会跟座面重新产生接触。例如，当这种第一脉冲作用在诸如图1-2的净化阀上时，密封装置13跟座面实际上会失去接触，以允许一些流量流过该净化阀，但如果下一个脉冲没有作用足够的时间，该密封装置由于弹簧2＇的作用便会被迫回靠到座表面。撞击座的总质量具有一定的惯性，与弹簧2＇的力成比例，其惯性撞击力会使运动质量回跳到某种程度。在阀件包括一弹性材料密封装置13的场合，如在图1～2所公开的实施例中那样，由于座撞击其压缩特性对于回跳也会有某些作用。这种现象在图2中用分别代表弹性力和复合的电磁与撞击力的反向矢量来描绘。

图6表示净化阀流量一工作循环特性，14.0伏PWM直流电压值和75赫频率作用于该净化阀(未采用电流控制回路)。阀件与座件的撞击出现在大约10％(在此点阀开始开启)到大约24％工作循环的范围内(即标号1：由磁性和回弹力产生的初始斜度)。(大约一个低于10％工作循环的SLPM流量代表在试验设备中泄漏，而不经关闭的净化阀泄漏。)在该范围的上端，即自大约22％至大约24％工作循环，有一过渡区(即标号2：流动特性曲线不随回弹力的变化而变化或下降)，在该区，流量随有限因素增加可能实际上轻微减少。高于24％工作循环，没有进一步的撞击，该特基本上直线上升到大约50％工作循环，在该点流量大约是72 SLPM(即标号3：当阀不再与座接触且回弹力不影响阀位置时，该斜率变得正常)。从大约50％～60％的工作循环开始，线性度降低，而高于大约60％的工作循环，流量基本不变，代表最大的流量。这种特性对于某些应用可能是满意的，但对于另一些应用，认为在低工作循环范围内最好具有更好的线性度。用几种不同的方法可以获得这种改进。

图7描绘这样一种改善的特性，在那里流量是作为平均电流的函数被画出的，尽管该电流是对电磁线圈施加一PWM电压的结果。获得这种改进的一个方法是采用图2所示的阀件结构，其中在阀件相对于座面的某一初始定位区间，直圆柱区12D会重叠于座件的圆柱面21B。这会使开启面积在阀件开启运动的初始区间大致保持不变。而这种属性会有助于该特性曲线在该区域内更为线性。增加脉冲频率，例如增加到150赫，也可能是有益的。

图7还表示该特性曲线有轻微的迟滞。尽管对于某些使用场合，这可能是无可非议的，然而对于随及将要更详细说明的应用PWM信号的某些程序能消除其影响。因此，不仅净化阀本身被制造得使这种迟滞减至最少，而且它们的操作方式还能使迟滞至最少。

图8公开了一系列特性曲线(在不同真空度下的流量曲线)，其中的每一条曲线将流量绘制成是平均电流的函数。(最图解清晰起见，在各特性曲线中未表示小的迟滞现象)。每一特性曲线被表示为进气歧管真空度特定值的函数。可以看到，在300毫米真空度下特性曲线与图7描绘的254毫米真空度特性曲线相当类似。图8的这些曲线说明当不采用气动调节器时，净化阀类似于图1中的锥销阀。和图3那样采用气动调节器，会基本消除不同歧管真空度大小对净化阀的影响，而这种经调节的净基本上具有单纯的特性曲线。

根据对电磁线圈的PWM输入，可认为线圈中的电流包括一种复合电流，由其上叠加了一脉动分量的平均直流分量组成，该脉动分量的频率与脉冲频率相关。衔铁和轴的总质量相对于电磁线圈的磁力特性是这样选定的，致使该质量跟随这个复合电流。换句话说，该质量会被定位在某个与平均直流分量相关的位置上，并在该位置上轻微脉。这种脉动在改善对电流输入变化的反应能力方面是有利的，电流输入的变化通过使在无脉动的情况下会出现的静磨擦的影响减至最小并减少迟滞的效应来控制阀位置的变化。当该阀件只是轻微开启时，在随后的脉冲之前它与座面的撞击可能是脉动的结果。这种脉动若非当阀件在高于低区工作时获得的明显优点，它本身可能是不希望有的；并且如前所述的，这种效应可通过图2的阀件结构来修正，该结构在低区内初始位移期间在阀件和座口之间提供不变的开启面积。其脉动量可相当小，实际上要避免过大的脉动，因为它能在净化流中产生不希望的脉冲。

迟滞效应也能通过这种线路来减少，该线路用来输送和控制电磁线圈绕组中的电流。图9表示一种示例性的线路。该线路包括一个线性电磁净化阀(LPSV)的三端子固态驱动器600，一电流敏感电阻602，一单级调节放大器604，一个A/D(模拟-数字)转换器606，和一个电流参照/控制逻辑电路608。固态驱动器600具有一个在其主传导端子600a，600b之间的受控导电通路。端子600a接地，端子600B连于电阻602的一端。电阻602的另一端连于LSPV的电磁线圈绕组9的一端，电磁线圈绕组9的另一端连于最好是适当调节的直流正电位。固态驱动器600还有一个控制输入端子600C，它控制经端子600a,600b之间的主传导通路的导电率。端子600C经电阻612这样连接，致使来自电流参照/控制逻辑电路608的PWM输出信号施加于驱动器600的控制输入端。信号调节放大器604的输入端跨接在电阻602上，它的输出端连于A/D转换器606的输入端。A/D转换器606的输出端连于电流参照/控制逻辑电路608的一个输入端，而该逻辑电路的另一输入端接来自一个信号源的输入信号，该信号源产生一个控制输到电磁线圈绕组的所希望的PWM信号的信号。许多这种电路系统，除了电阻602之外，也许还有驱动器600，都可在以微控程序为基础的发动机控制计算机内以硬件，软件或两者的结合形式来实施。

电阻602，调节放大器604,A/D转换器606，以及电流参照/控制逻辑电路608提供线圈电流反馈信息，它用以补偿改变构成线圈9的铜线的电阻的温度变化。以这样方式基本上消除了线圈电阻的温度诱发变化，这种变化会改变所希望的线圈电流。如果施加于线圈-端子的直流电源电压并未适当调节，则它能被检测到，因而任何变化都能以类似的方式得到补偿。这种补偿确保了线圈电流受发动机控制计算机的控制。这种补偿采取调节施加于操作驱动器600的实际脉冲宽度的形式，因而这种补偿有时被称作开关恒定电流控制。

采取某种控制对策能消除迟滞，这种对策使所希望的位置总是从同一方向接近。图7表示一下降流动特性和一上升流动特性。采用这种控制对策，只要沿着这二种特性中的一种，总能达到某个受控位置。例如，若要采用上升流动特性，控制该阀沿增加开度的方向移动，则指令输入就是所希望的目标位置。另一方面，如果控制该阀沿减小开度的方向移动，则指令输入必定首先沿减小开度的方向产生过调节(因为该阀实际上会跟随下降流动特性)，而后，该指令必定控制增加开度到目标位置(在此期间，该阀会跟随上升流动特性)。

虽然现在已图示并叙述了本发明的优选实施例，然而应当理解，这些原理可适用于落在下列权利要求范围内的其他实施例。例如，虽然图1表示了一定位螺丝校正，然而，也可以在装配之前通过选择各合适的弹簧来省去这种校正，不过，这种替代对于大量生产的场合或许更费钱。同样，在构制以等效的方式完成的控制线路方面可利用不同的电流分量。

此外，在净化流道中可设置一小孔。图3表示一个圆环形件，包括一个设置在金属罐口23入口处的固定小孔。该小孔使净化流动特性曲线适当降低，当锥销形阀件充分开启而不再限制流经阀座的流动时，它本身限定了净化阀的流动特性。也可以将可变小孔设置在净化流道中。这种可变小孔最好设置在净化阀件和歧管之间。

Claims (20)

1．一种电动操作金属罐净化阀(140)，包括一个配置在发动机(200)的进气歧管(180)和燃料蒸汽收集罐(120)之间的净化流道，收集罐(120)收集由燃料箱(160)中挥发性燃料产生的蒸汽，所述金属罐净化阀按照净化控制信号控制金属罐(120)至进气歧管(180)的净化，该控制信号设定了金属罐净化阀(140)允许流经所述净化流道的净化流量范围，金属罐净化阀包括一个电磁线圈(S)，它有一个配置在中心纵轴线(340)周围的绕组(9)；一个与所述绕组(9)相关的用以引导由绕组中电流产生的磁力线的定子构件(7,19)，所述定子构件(7,19)包括一个设置在通孔内的气隙，该通孔沿所述一个轴线穿过所述绕组；一个靠近所述气隙配置的安装在轴(12)上的衔铁(18)，作为由绕组(9)中电流产生的磁力的函数，它沿所述轴线(340)定位；一个阀件(12A)，它由所述衔铁(18)并和其一起相对于一阀座(21)轴向定位，以规定金属罐净化阀限制自所述金属罐(120)至所述歧管(180)的流量的范围，和一个偏压弹簧(2＇)，作用一弹簧力，将所述衔铁(18)和阀件(12A)推向所述阀座(21)，从而所述衔铁(18)根据衔铁和轴的质量沿中心轴线(340)取一位置，与所述定子构件(7,19)相联的所述衔铁(18)使沿逐渐允许流量流经所述净化流道的方向的作用于所述衔铁上的磁力的轴向分力上，

其特征在于所述磁力的轴向分力跟所述线圈(9)的平均电流在平均电流工作范围内线性相关，并且所述阀件(12A)和所述阀座(21)能在施加于金属罐净化阀(140)的脉冲宽度调制电压的工作循环的低工作区内的最初移动范围内限定流通面积不变，从而改善在低工作区内的平均流量与从所述金属罐(120)流至所述歧管(180)的流量之间的线性度。

2．按权利要求1所述的阀，其特征在于所述偏压弹簧(2＇)具有线性的力-压缩特性。

3．按权利要求1或2所述的阀，其特征在于所述阀件(12A)靠近所述轴(12)的一端。

4．按权利要求3所述的阀，其特征在于所述衔铁(18)是一个压配合于所述轴(12)上的管子。

5．按权利要求4所述的阀，其特征在于所述衔铁(18)包括一铁磁管，而所述轴(12)为非铁磁的。

6．按权利要求5所述的阀，其特征在于所述轴(12)完全穿过所述衔铁(18)。

7．按权利要求1-2,4-5之一所述的阀，其特征在于所述轴(12)由配置于衔铁(18)轴向相反两端的上、下轴套(4、20)导向。

8．按权利要求7所述的阀，其特征在于所述轴(12)包括相应的上、下轴件，所述上轴件由上轴套(4)导向，而所述下轴件由下轴套(20)导向，并包括一个装置，它不使作用在一轴件上的力的某些径向分量传递到另一轴件上。

9．按权利要求8所述的阀，其特征在于所述衔铁(18)配置在上轴件上，并所述不使作用在一轴件上的力的某些径向分量传递到另一轴件上的装置配置在所述衔铁(18)和所述下轴件之间的界面上。

10．按权利要求3所述的阀，其特征在于所述衔铁(18)包括一盲孔，与所述阀件反向的所述轴的一端配置于该盲孔内，所述盲孔有一底部，与所述阀件反向的所述轴的一端顶靠在该底部上，顶靠所述底部的所述轴的一端具有一顶靠所述底部的拱形表面；还包括一弹簧，它将所述拱形表面偏压在所述底部上，所述轴从而跟随所述衔铁(18)的变位。

11．按权利要求10所述的阀，其特征在于所述阀件和所述座(21)所制成的形状致使在高于所述阀件离其座的某一最小离座量并对应于超过某一最小值的歧管真空度时产生音速流动。

12．按权利要求11所述的阀，其特征在于所述座(21)包括一凸肩，而所述阀件的尖端包括一密封装置(13)，该密封装置座落在所述凸肩上以关闭该阀。

13．按权利要求1所述的阀，其特征在于所述座(21)包括一个截头圆锥座面(21C)，自直圆柱孔区延伸，所述阀件(12A)包括一个配置在所述轴(18)上的O型环密封装置(13)，当阀关闭时，用以密封所述截头圆锥座面(21A)，还包括一直圆柱区区(12D)，当阀关闭时和在离关闭的某个阀位置区内，它处在所述直圆柱区内。

14．按权利要求1所述的阀，其特征在于包括一非铁磁轴套，它与所述定子构件(7,19)接合，以弥补所述气隙，它配置在所述衔铁(18)的周围为衔铁(18)的轴向运动提供导向。

15．按权利要求1所述的阀，其特征在于所述阀件(12A)为锥销形阀。

16．按权利要求14所述的阀，其特征在于包括一个配置在出口(22)和歧管(180)之间的气动调节器(PR)。

17．按权利要求15所述的阀，其特征在于包括一个配置在净化流道内的小孔(36)，当所述锥销形阀件(12A)充分开启而不再限制流经阀座的流量时，限定净化阀的流动特性。

18．按权利要求1所述的阀，其特征在于所述电磁线圈(S)被包含在一个封闭体的内部空间内，该封闭体具有一个通至大气泄放的小孔(500)，用以防止自净化流道可能进入所述内部空间的真空度的明显积累。

19．按权利要求1所述的阀，其特征在于所述金属罐净化阀包括一个进口，用以将通过金属罐净化阀的流道跟所述金属罐(120)接通，所述电磁线圈(S)被包含在封闭阀体的内部空间内，该体具有一个用于泄放的小孔(504)和一个止回阀(506)，它们自所述阀体内部至所述进口(23)成串联布置，由于止回阀的配置，便允许仅沿自所述阀体至所述进口的方向流经所述泄放孔。

20．一种内燃机燃料系统的蒸汽收集装置，其特征在于包括以上任何一项权利要求的所述电动操作金属罐净化阀(140)。

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