CN110770063B - 车辆压力储箱的通气流量调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆压力储箱(4)的通气流量调节器(1)，该调节器(1)包括适于安装在通气管线(7)中的活塞(10)。该活塞(10)具有至少一个外围开孔(111)和至少一个比所述外围开孔(111)更接近所述活塞(10)对称轴(A)的偏心的内部开孔(112)。所述偏心的内部开孔(112)具有垂直于所述对称轴(A)的截面，该截面比所述外围开孔(111)的垂直于所述对称轴(A)的任何截面都小。

Description

车辆压力储箱的通气流量调节器

技术领域

本发明涉及车辆储箱。更具体地说，本发明涉及设有通气系统的车辆压力储箱。

背景技术

车辆压力储箱、例如燃料储箱的通气是一个已知问题,其旨在当发生某些事件时对压力储箱高度通气，这适用于混合动力车辆。对于混合动力车辆而言，这样的事件是指电机模式与热机模式之间的转换操作与压力储箱的充装，甚至是以热机模式行驶时、那些使得储箱的压强过高(一般约为35kPa)的一些事件(例如燃料晃动)。

对这样的储箱通气的商业解决方案是通气系统，该通气系统包括当燃料储箱隔离阀(FTIV)打开时对压力储箱进行通气的阀门，这样的FTIV设置在通气管线内，在储箱下游，一般接近碳罐。用于通气的阀门可以是保护性阀门，例如在车辆发生翻转时防止泄漏的翻车保护阀(ROV)，或使得储箱通气直至达到最大充装体积的充装限制通气阀(FLVV)。

燃料储箱隔离阀(FTIV)是电子控制的，它的打开导致燃料系统的状态变化，所述燃料系统由储箱的内部体积和通气系统的内部体积中位于储箱与FTIV之间的那部分形成。实际上，燃料系统从关闭状态转变到打开状态。由于该打开，因此需要对燃料系统进行大幅降压。这样的降压的特征在于显著气流从储箱流向碳罐。在该情况下，由于气体的流量过大(主要是从储箱中释放)的原因，通气阀发生阻塞的风险很高。

因此，这种通气阀的阻塞与混合动力车辆的正常运作不兼容，此时必须快速地实施储箱充装操作或给发动机供给燃料。

解决通气阀阻塞问题的一种已知解决方案在于，在通气管线内在通气阀下游，集成通气流量调节器。这样的调节器通过可动元件来关闭气流的可用周边路径，该可动元件抵着位于调节器出口处的止动件而终止其运动。借助于在可动元件内设置管道，该调节器主体保持单一中央路径。然而，一旦可动元件抵靠住调节器主体的止动件之后，这样的解决方案就保持相对大的流量，这不允许压力储箱实现高度通气性能。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种改善压力储箱通气性能的不复杂且成本不高的调节器。

本发明涉及一种用于车辆压力储箱的通气流量调节器，该调节器包括适于安装在通气管线中的活塞，该活塞具有至少一个外围开孔和至少一个比外围开孔更接近活塞对称轴的偏心的(non-central)内部开孔，偏心的内部开孔具有垂直于对称轴的截面，该截面比外围开孔的垂直于对称轴的任何截面都小。

因此，当储箱隔离阀(FTIV)打开时，离开储箱的气体到达本发明的通气流量调节器。这样的气体穿过所有可用的开孔，包括上述一个或多个外围开孔和上述一个或多个偏心的内部开孔。借助穿过活塞的开孔，气体在活塞上施加拖曳力，该拖曳力导致活塞移动、并产生与用于将活塞推回其初始位置的装置相反的机械作用。这种用于将活塞推回的装置可以是任何已知的机械装置，例如布置在通气管线内的弹簧或可变形肋，它们在由气体拖曳力造成的活塞移动期间被活塞压缩，并当拖曳力减小时，将活塞推回其初始位置。当气体流量升高到预定阈值以上时，活塞抵靠通气管线中的止挡部，从而使得气体的外围周边路径关闭。由此，气体被迫使用比外围开孔更小的偏心的内部开孔。这种将气体的可用路径限制在仅一个更小的偏心的开孔能够更精确地调节通气管线和通气系统中的气体流量。因此，利于将离开储箱的气体流量保持在通气系统的通气阀发生阻塞的极限以下。

有利地，活塞包括至少两个偏心的内部开孔。

因此，离开储箱的气体可穿过更多个开孔，这利于更容易地分布这样的气流。可将多个偏心的内部开孔的垂直于对称轴的截面设置为比单个偏心的内部开孔的截面更小。

有利地，所述多个偏心的内部开孔相对于对称轴相互对称。

因此，离开储箱的气体更好地分布在两个开孔之间，从而能够更好地控制气流和进一步确保将其流量控制在通气系统的通气阀发生阻塞的极限以下。

有利地，活塞包括多个外围开孔，优选地包括八个外围开孔。

因此，在刚刚打开储箱隔离阀、并将气体流量保持在通气阀发生阻塞的极限以下足够长的时间时，可通过复位机构，将活塞带回到打开位置，在该打开位置上，气体可流动穿过活塞的所有开孔，包括所述多个外围开孔，这能够更快地使得储箱完全减压。

有利地，活塞包括第一回转柱体和第二回转柱体，它们两者都是围绕对称轴的回转柱体，第二回转柱体的半径比第一回转柱体的半径更小。

活塞通过这样的构造，可具有更小的用作与通气管线接触的部件，以使得当气体流量升高到预定阈值以上时，周边路径对于气流关闭。而且，这样的构造还利于当气体流速变得较小时活塞与能够将活塞返回到打开位置的复位机构之间的耦合与运作。

有利地，活塞包括三个部分，其中所述三个部分中的一个沿着对称轴从另一个伸出。

因此，从活塞的另一部分伸出的该活塞的额外部分用作引导活塞在通气管线内移动的引导元件。这样的移动取决于当气体流动穿过活塞时由气流施加在活塞上的拖曳力。

本发明还涉及一种用于车辆压力储箱的通气系统，该通气系统包括通气管线和本发明的调节器。

有利地，通气管线具有止挡部，并且活塞适于当离开储箱的气体的流量升高到预定阈值以上时抵靠在所述止挡部上，使得离开储箱的气体仅能穿过偏心的内部开孔、从通气管线参照离开储箱的气流方向位于调节器上游的部分流动到通气管线参照离开储箱的气流方向位于调节器下游的部分。

因此，通气系统适于精确且更容易地限制穿过调节器的气体流量。实际上，通气管线的止挡部有意地设计为与活塞的一部分接触。有意实现这些接触以关闭气流的所有外围周边路径，这意味着气体不能通过外围开孔从储箱穿过调节器流动到碳罐。活塞的这种部件可以是第一回转柱体或第二回转柱体。

本发明还涉及一种车辆压力储箱，该车辆压力储箱配备有本发明的调节器或通气系统。

附图说明

现在将通过以下示出本发明的某些实用方面的附图来说明本发明的实施例。附图仅作为例子示出，不限制本发明的范围。

图1是一个配备有通气系统的储箱的示意图，该通气系统包括两个根据本发明的第一实施例的调节器；

图2和图3是图1的调节器之一的立体图；

图4示出配备有图1的调节器之一的通气阀的压强/时间曲线图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的背景，在图1中示出一个混合动力车辆的燃料压力储箱4，该混合动力车辆包括电机和从该燃料储箱获得燃料供给的热机，以及通气系统2。通气系统2包括两个根据本发明的第一实施例的调节器1。没有示出上述两个发动机。

每个通气流量调节器1都设置在通气系统2的通气管线7的一部分内。如图1所示，每个调节器都布置在通气阀3的下游(参照离开储箱4的气流)。

当需要充装储箱4、或切换到混合动力车辆(未示出)的热机模式、或在以热机模式行驶期间对储箱4进行通气时，打开储箱隔离阀(FTIV)5，该隔离阀布置在通气系统2内上述元件的下游、并一般靠近碳罐6，存储在储箱4内的气体以高流量流动穿过通气管线7。这样的流量导致储箱4压强下降。

如图4所示，需要控制该压强下降，使得离开储箱4的气体的流量始终保持低于通气阀3发生阻塞的极限。实际上，通气系统的一个要求在于使得流量保持低于该极限，以使得包含在储箱4中的气体持续通气。

因此，本发明的调节器1能够精确地调节离开储箱4的气体的流量，并能够避免与调节器4关联的通气阀3发生阻塞。在这种情况下，通气阀3可以是翻车保护阀(ROV)或充装限制通气阀(FLVV)。

为此，每个调节器1包括具有回转轴的活塞10，该活塞10适于安装在通气管线7中。活塞10包括第一回转柱体11、第二回转柱体12和沿着回转轴A从第二回转柱体12伸出的第三部分13。

调节器1还设有用于推回活塞的机械装置。在该实施例中，这样的装置的形式为弹簧9，当气体在活塞10上施加过大的拖曳力时(这在离开储箱4的气体的流量升高到超过预定阈值时发生)，该弹簧被压缩。弹簧9还提供当气体流量变得小于预定阈值时能够将活塞10推回到其初始打开位置的弹簧力。在其它未示出的实施例中，用于推回活塞的装置可以是其它合适且已知的机械装置。

第一柱体11具有在正常压强条件下允许大流量的八个外围开孔111和在高压强条件下允许更低流量的两个偏心的内部开孔112。这样的流动路径在图2和图3中由箭头FP(对于流动穿过外围开孔的气流)和FI(对于流动穿过偏心的内部开孔112的气流)示出。外围开孔在本实施例中按环形构造设置，但其它构造也是可行的。在本实施例中，每个偏心的内部开孔112具有截面为圆形的柱形形状。它的截面比外围开孔111的任何截面都更低。在此考虑的这些截面取自于垂直于对称轴的平面。

半径比第一回转柱体11的半径更小的第二回转柱体12能够与通气管线7的止挡部71接触，并当离开储箱4的气体的流量升高到预定阈值以上时关闭周边流动路径。在图3所示的情况下，由于气流施加在第一回转柱体11上的拖曳力，弹簧9被最大限度地压缩。

在本发明未示出的另一实施例中，活塞10的第一回转柱体11设计为直接抵靠在通气管线7的止挡部71上。

本发明的调节器1和通气系统2如下地运作。

当需要在电机模式与热机模式之间实施转换操作时、或当需要充装压力储箱4时，这样的事件自动地被检测，通过控制器(未示出)以电控的方式打开储箱隔离阀(FTIV)5。

然后，由于储箱4内的高压强与车辆系统在罐罐6之后的压强之间的压强差，储箱4中包含的大量气体被释放。此时要求大幅降压以确保配备有通气系统2的储箱4的正常运作，例如向发动机供给燃料。

如图4所示，所释放的气体的大流量导致弹簧9被活塞10的第一回转柱体11压缩。在活塞10的该位置上，气体仅能穿过偏心的内部开口112流动，其效果在于在打开FTIV 5之后的初始时刻缓慢且小的压强下降。这种缓慢且小的压强下降能够将通气系统2内的气体流量保持在通气阀3发生阻塞的极限以下。

当压强充分下降从而使得从储箱4释放的气流不再可能造成通气阀3发生阻塞时，弹簧9能够将活塞10推回到大的打开位置，在该位置上，气体既穿过周边开口111又穿过偏心的内部开孔112流动。因此，储箱4内的压强能够快速地下降到大气压。

本发明不限于以上实施例，其它实施例存在并对于本领域技术人员会是明显的。

Claims (9)

1.一种用于车辆压力储箱（4）的通气流量调节器（1），

该调节器（1）包括适于安装在通气管线（7）中的活塞（10），

该活塞（10）具有至少一个外围开孔（111）和至少一个比所述外围开孔（111）更接近所述活塞（10）对称轴（A）的偏心的内部开孔（112），

所述偏心的内部开孔（112）具有垂直于所述对称轴（A）的截面，该截面比所述外围开孔（111）的垂直于所述对称轴（A）的任何截面都小，

其中，所述活塞（10）包括第一回转柱体（11）和第二回转柱体（12），它们两者都是围绕所述对称轴（A）的回转柱体，所述第二回转柱体（12）的半径比所述第一回转柱体（11）的半径更小，

其中，所述活塞（10）还包括沿着所述对称轴（A）从所述第二回转柱体（12）伸出的第三部分（13），

其中，所述第二回转柱体（12）沿着所述对称轴（A）从所述第一回转柱体（11）伸出，并适于与通气管线的止挡部抵靠，以使得流体只能从所述偏心的内部开孔（112）流过。

2.如权利要求1所述的调节器（1），其中，所述活塞（10）包括至少两个偏心的内部开孔（112）。

3.如权利要求2所述的调节器（1），其中，所述偏心的内部开孔（112）相对于所述对称轴（A）相互对称。

4.如权利要求1-3中任一项所述的调节器（1），其中，所述活塞（10）包括多个外围开孔（111）。

5.如权利要求4所述的调节器（1），其中，所述活塞（10）包括八个外围开孔（111）。

6.一种用于车辆压力储箱（4）的通气系统（2），该通气系统包括通气管线（7）和如权利要求1-5中任一项所述的调节器（1）。

7.如权利要求6所述的通气系统（2），其中，所述通气管线（7）具有止挡部（71），并且所述活塞（10）适于当离开所述储箱（4）的气体的流量升高到预定阈值以上时抵靠在所述止挡部（71）上，使得离开所述储箱（4）的气体仅能穿过所述偏心的内部开孔（112）、从所述通气管线（7）参照离开所述储箱（4）的气流方向位于所述调节器（1）上游的部分流动到所述通气管线（7）参照离开所述储箱（4）的所述气流方向位于所述调节器（1）下游的部分。

8.如权利要求6或7所述的通气系统（2），该通气系统包括至一个通气阀（3），其中，所述调节器（1）设置在所述通气阀（3）参照离开所述储箱（4）的气流方向的下游。

9.一种车辆压力储箱（4），该车辆压力储箱配备有如权利要求1至5中任一项所述的调节器或如权利要求6至8中任一项所述的通气系统（2）。

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