CN111886152B - 流量调节装置、包括这种装置的燃料管理系统以及包括这种系统的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

该流量调节装置(20)包括：壳体(200)，所述壳体具有入口端口(202)和出口端口(204)以及在它们之间的流体流动导管(206)；阀体(208)，所述阀体安装在所述壳体(200)中；以及第一孔口(210)和第二孔口(212)，所述第一孔口和第二孔口允许所述导管(206)中的流体流动。所述阀体(208)能够在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述第一孔口(210)和所述第二孔口(212)是打开的，在所述关闭位置，所述第一孔口(210)和所述第二孔口(212)二者中仅有一个孔口(210)是打开的。所述流量调节装置(20)包括弹性元件(214)，所述弹性元件将所述阀体(208)朝着其打开位置推压，并且所述阀体(208)在进入所述入口端口(202)的流体压力(P)的作用下从其打开位置移动到其关闭位置。

Description

流量调节装置、包括这种装置的燃料管理系统以及包括这种 系统的机动车辆
技术领域
本发明涉及一种流量调节装置、包括这种流量调节装置的燃料管理系统以及包括这种燃料管理系统的机动车辆，例如卡车。
背景技术
从US 8 579 332已知具有双燃料储罐系统的机动车辆，例如卡车。这些系统包含主储罐、较小的副储罐、从副储罐到主储罐的燃料输送系统、以及过量燃料回流管路，该过量燃料回流管路由于文丘里效应而从副储罐抽吸燃料。这种文丘里效应具有最佳的工作流量区间。
双储罐系统的发展可能导致过量燃料回流管路中的工作燃料压力增大，从而引起文丘里效应的工作不太令人满意。
现有的燃料流量控制装置(例如WO 2013/060404)不允许解决这种问题，因为它们没有将通过阀的流量保持在预定区间内，而是通过在压力增大的情况下允许更大流体流量来允许压力释放。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的流量调节装置，该流量调节装置允许在给定的压力区间上将流体流量维持在所要求的流量值区间内。
为此，本发明涉及一种流量调节装置，该流量调节装置包括：壳体，该壳体具有入口端口和出口端口、以及在该入口端口和出口端口之间的流体流动导管；阀体，该阀体安装在所述壳体中；以及第一孔口和第二孔口，该第一孔口和第二孔口允许所述导管中的流体流动。该流量调节装置的特征在于：所述阀体能够在打开位置与关闭位置之间移动，在该打开位置，第一孔口和第二孔口是打开的，在该关闭位置，第一孔口和第二孔口二者仅有一个是打开的，该流量调节装置包括弹性元件，该弹性元件将所述阀体朝着其打开位置推压，并且该阀体在进入所述入口端口的流体压力的作用下从其打开位置移动到其关闭位置。
由于本发明，当压力增大到高于阈值时，通过关闭所述孔口之一减小了流体流量。这允许在给定的压力区间上将流体流量保持在预定极限内，这在双储罐燃料管理系统中有利于确保文丘里效应的令人满意的操作。
根据本发明的有利但非强制性的其它方面，这种流量调节装置可以包括以下特征中的一个或多个：
-所述弹性元件由安装在所述阀体的内部空间中的弹簧形成。
-所述第一孔口和第二孔口被布置成在径向上一个在另一个内侧。
-所述第一孔口由设置在所述阀体中的通孔形成，并且所述第二孔口由在所述阀体与所述流体流动导管的内表面之间的环形空间形成。在所述阀体的关闭位置，所述第二孔口被关闭。
-所述第一孔口具有介于0.8mm与1mm之间的水力直径。
-所述第二孔口具有介于0.7mm与0.9mm之间的水力直径。
-所述第二孔口的截面与所述第一孔口的截面之间的比值介于0.6与1之间，优选介于0.8与0.9之间。
本发明还涉及一种用于机动车辆的燃料管理系统，其包括：
-发动机供给管，该发动机供给管连接到所述车辆的内燃发动机的入口侧，
-发动机回流管，
-主储罐，所述发动机供给管连接到该主储罐，
-副储罐，
-输送管，该输送管被布置成允许燃料从副储罐输送到主储罐，并且优选阻止相反方向上的燃料循环，以及
-文丘里阀，该文丘里阀连接在所述发动机回流管上，并被布置成从副储罐朝着主储罐抽吸所述输送管中的燃料。
该燃料管理系统的特征在于它包括流量调节装置，该流量调节装置在所述文丘里阀上游连接在发动机回流管上，所述入口端口连接到发动机回流管的发动机侧，并且所述出口端口连接到发动机回流管的储罐侧。
本发明还涉及一种包括如上所述的燃料管理系统的机动车辆。
附图说明
作为说明性示例，现将参照附图来解释本发明。在附图中：
-图1是根据本发明的燃料管理系统的示意图，该燃料管理系统被集成在根据本发明的机动车辆中；
-图2是根据本发明的流量调节装置的壳体的纵向剖视图；
-图3是根据本发明的流量调节装置的阀体的纵向剖视图；
-图4是根据本发明的流量调节装置在打开状态下的纵向剖视图；
-图5是该流量调节装置在关闭状态下的、与图4类似的视图；
-图6是描绘了图4和图5的流量调节装置的操作的、压力与流量之间关系的图。
具体实施方式
图1示出了被集成在机动车辆(例如装备有内燃发动机E的卡车T)中的燃料管理系统2。系统2包括发动机供给管4，该发动机供给管4连接到内燃发动机E的入口侧E1。发动机供给管4从燃料管理系统2的主储罐6抽吸燃料，发动机供给管4连接到该主储罐6。
系统2还包括副储罐8和输送管10，该输送管10被布置成允许燃料从副储罐8输送到主储罐6，并且优选阻止相反方向上的燃料循环。输送管10包括止回阀12，该止回阀12仅允许燃料从副储罐8流动到主储罐6。主储罐6和副储罐8包括未示出的燃料抽吸装置和通气孔(air vents)。主储罐6的容积大于副储罐8的容积。
系统2还包括发动机回流管14，该发动机回流管14允许回收未供给到发动机E的过量燃料并使其回流到主储罐6。发动机回流管14经由文丘里阀16连接到输送管10。文丘里阀16被布置成从副储罐8朝着主储罐6抽吸输送管10中的燃料。文丘里阀16包括对回流流量的限制，该限制产生了将燃料从副储罐8朝着输送管10和主储罐6抽吸的低压区(depression)。这种原理在US 8 579 332中公开了，因此将不再进一步详述。
此系统的操作意味燃料回流流量保持在确保令人满意的文丘里效应以及对副储罐8中的燃料的抽吸的预定区间内。在某些情况下，最佳的燃料回流流量可以介于Qmin＝0.6升/分钟与Qmax＝1升/分钟之间。
因此，系统2包括流量调节装置20，该流量调节装置20在文丘里阀16上游连接在发动机回流管14上。流量调节装置20包括壳体200，该壳体200具有入口端口202、出口端口204以及在它们之间的流体流动导管206。入口端口202连接到发动机回流管14的发动机侧140，并且出口端口204连接到发动机回流管14的储罐侧142。壳体200沿着纵向轴线X延伸。
流量调节装置20包括安装在壳体200中的阀体208、以及允许导管206中的流体流动的第一孔口210和第二孔口212。阀体208能够沿着轴线X在图4所示的打开位置与图5所示的关闭位置之间移动，在打开位置，第一孔口210和第二孔口212是打开的，而在关闭位置，第一孔口210和第二孔口212二者仅有一个是打开的。流量调节装置20包括由弹簧214形成的弹性元件，该弹性元件将阀体208朝着阀体208的打开位置推压。阀体208在进入入口端口202中的流体压力的作用下从其打开位置移动到其关闭位置。
弹簧214以轴线X为中心安装在阀体208的内部空间216中。这确保了装置20的令人满意的轴向紧凑性。
第一孔口210和第二孔口212被布置成在径向上一个在另一个内侧。第一孔口210由设置在阀体208中的通孔形成，并且第二孔口212由在阀体208与流体流动导管206的内表面218之间的环形空间形成。在阀体208的关闭位置上，第二孔口212被关闭。
所述孔口和弹簧的这种结构允许围绕中心轴线X的对称构造。这确保了弹簧214的定心并且更好地控制了力，从而避免弹簧214的横变形以及阀体208的未对准。
在下文结合图6来详述该流量调节装置的工作原理。在没有流体流动的情况下，入口端口202中的压力P为零。该装置处于其打开构造中，弹簧214将阀体208朝着其打开位置推动。
如果发生流体循环，则压力P逐渐增大，并且循环通过该装置20的流体流量Q也与压力P成比例地增大。
压力P的力施加在阀体208的面208a和208b上。该力与弹簧214的力相反。在压力P增大的第一阶段期间，压力P的力没有克服弹簧214的力，并且阀体208保持在打开位置，从而允许穿过第一孔口210和第二孔口212的最大流体流F1。
一旦在压力P1下，压力P的力克服了弹簧214的力，阀体208就克服弹簧214的作用而朝着阀体208的关闭位置移动。所述第二孔口因为阀体208的轴向环形表面208c与壳体200的轴向环形表面200a之间的接触而被关闭。因此，在流体导管206与形成第二孔口212的所述环形空间之间不再有流体连通。因此，仅第一孔口210存在流体循环F2(图5)。因此，流体流量Q减小了。这允许将流体流量Q维持在预定区间内。
选择压力P1，以便当阀体208在所请求的流量区间内关闭时获得流体流量值Qmax。
压力P可继续增大。如果这样，则第二孔口212保持关闭，从而避免了流体流量Q超过最大流量值Qmax。
如果压力P降低，变得低于P1，则阀体208再次打开，从而允许流量Q再次增大，使得其不低于最小值Qmin。
流量调节装置20确保了朝着出口端口204循环的流体流量在给定的压力区间ΔP上保持在预定的流量区间Qmax-Qmin之间。
流量调节装置20具有非常简单且成本有效的结构，这是因为它只有两个零件和一个弹簧。
由于弹簧214的操作和阀体208的关闭期间出现的流体的湍流，在压力P的降低期间可能出现滞后效应。这可能意味着阀体208在低于压力P1的压力P2下打开。根据示例，P1可以等于2.5巴，并且P2可以等于1.2巴。
根据实施例，第一孔口210可以具有介于0.8mm与1mm之间的水力直径。
根据实施例，第二孔口212可以具有介于0.7mm与0.9mm之间的水力直径。
例如，第一孔口210的水力直径可以是0.9mm，而第二孔口12的水力直径是0.8mm。
术语“水力直径”用于表示其在流体动力学领域中公认的含义。
根据实施例，第二孔口212的截面与第一孔口210的截面之间的比值可以介于0.6与1之间，优选介于0.8与0.9之间。

Claims (12)

1.流量调节装置(20)，包括：
-壳体(200)，所述壳体(200)具有入口端口(202)和出口端口(204)、以及在所述入口端口(202)和所述出口端口(204)之间的流体流动导管(206)，
-阀体(208)，所述阀体(208)安装在所述壳体(200)中，
-第一孔口(210)和第二孔口(212)，所述第一孔口(210)和所述第二孔口(212)允许所述导管(206)中的流体流动，
其中：
-所述阀体(208)能够在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述第一孔口(210)和所述第二孔口(212)是打开的，在所述关闭位置，所述第一孔口(210)和所述第二孔口(212)二者中仅有一个是打开的，
-所述流量调节装置(20)包括弹性元件(214)，所述弹性元件(214)将所述阀体(208)朝着所述阀体(208)的打开位置推压，
-所述阀体(208)在进入所述入口端口(202)的流体压力(P)的作用下从所述阀体(208)的打开位置移动到所述阀体(208)的关闭位置。
2.根据权利要求1所述的流量调节装置，其中，所述弹性元件由安装在所述阀体(208)的内部空间(216)中的弹簧(214)形成。
3.根据权利要求1或2所述的流量调节装置，其中，所述第一孔口(210)和所述第二孔口(212)被布置成在径向上一个在另一个内侧。
4.根据权利要求3所述的流量调节装置，其中，所述第一孔口(210)由设置在所述阀体(208)中的通孔形成，并且所述第二孔口(212)由在所述阀体(208)与所述流体流动导管(206)的内表面(218)之间的环形空间形成，并且其中，在所述阀体(208)的所述关闭位置，所述第二孔口(212)被关闭。
5.根据权利要求1或2所述的流量调节装置，其中，所述第一孔口(210)具有介于0.8mm与1mm之间的水力直径。
6.根据权利要求1或2所述的流量调节装置，其中，所述第二孔口(212)具有介于0.7mm与0.9mm之间的水力直径。
7.根据权利要求1或2所述的流量调节装置，其中，所述第二孔口(212)的截面与所述第一孔口(210)的截面之间的比值介于0.6与1之间。
8.根据权利要求7所述的流量调节装置，其中，所述第二孔口(212)的截面与所述第一孔口(210)的截面之间的比值介于0.8与0.9之间。
9.一种用于机动车辆(T)的燃料管理系统(2)，所述系统包括：
-发动机供给管(4)，所述发动机供给管(4)连接到所述车辆(T)的内燃发动机(E)的入口侧(E1)，
-发动机回流管(14)，
-主储罐(6)，所述发动机供给管(4)连接到所述主储罐(6)，
-副储罐(8)，
-输送管(10)，所述输送管(10)被布置成允许燃料从所述副储罐(8)输送到所述主储罐(6)，
-文丘里阀(16)，所述文丘里阀(16)连接在所述发动机回流管(14)上，并被布置成从所述副储罐(8)朝着所述主储罐(6)抽吸所述输送管(10)中的燃料，
其中，所述燃料管理系统(2)包括根据前述权利要求中的任一项所述的流量调节装置(20)，所述流量调节装置(20)在所述文丘里阀(16)上游连接在所述发动机回流管(14)上，所述入口端口(202)连接到所述发动机回流管(14)的发动机侧(140)，并且所述出口端口(204)连接到所述发动机回流管(14)的储罐侧(142)。
10.根据权利要求9所述的燃料管理系统(2)，其中，所述输送管(10)被布置成阻止从所述主储罐(6)到所述副储罐(8)的方向上的燃料循环。
11.机动车辆，其包括根据权利要求9或10所述的燃料管理系统(2)。
12.根据权利要求11所述的机动车辆，其中，所述机动车辆是卡车(T)。
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