CN112392991A - 一种节能型电控阀及电控燃料*** - Google Patents

一种节能型电控阀及电控燃料*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种节能型电控阀及电控燃料***，节能型电控阀包括壳体、驱动源、导杆、第一阀芯、第二阀芯及可压缩部件。电控燃料***包括燃油箱、液位传感器、压力传感器、碳罐及控制器；液位传感器、压力传感器及节能型电控阀均与控制器电信号连接；节能型电控阀上的第一连接口与燃油箱上的排气口连接，第二连接口与碳罐上的进气口连接，第三连接口与通大气管路连接，第四连接口与碳罐上的排气口接。节能型电控阀实现阻断燃油箱和碳罐的连通，避免油蒸气进入碳罐，导致碳罐负载过大，降低环境污染；通过控制驱动源移动的距离可以实现对通道开度的控制，在加注和补加燃油的过程中，精确控制容积。

Description

一种节能型电控阀及电控燃料***
技术领域
本发明涉及燃油箱技术领域，特别是指一种节能型电控阀及电控燃料***，此电控燃料***以电控阀为核心，通过调节电控阀让电控燃料***适应不同的车辆工况，实现可控的燃料加注、蒸气排放管理、车载诊断***(OBD)检测等功能。
背景技术
为了满足日益严格的法律法规，在一定条件下需将油气密闭在燃油***中，并采用油箱隔离阀进行控制，环境温度的交互变化导致燃料油箱内部的压力也交互变化，压力超过一定范围会导致燃油箱变形过大，因此油箱隔离阀具有压力保护功能，即超过一定正压，或低于一定负压会开启，油箱隔离阀不具有开度控制功能。
燃油***控制容积的方式是通过机械式阀门切断油蒸汽通路实现的，但会因气流波动等干扰影响容积的精度，在后期中如对油箱或阀门进行更改，需耗费大量的时间与费用。
严格的排放法规要求车辆具有车载诊断***(OBD)，燃油***的检测是通过形成正压或负压判断***是否泄漏，目前燃油***的OBD模块一般布置在碳罐通大气的路径上，在碳罐与大气的通道上设置有碳罐电磁阀，用来阻断碳罐与大气的通道，达到密封燃油***的目的。油箱隔离阀与碳罐电磁阀分别开发，周期长，成本高，开发过程中更改困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能型电控阀及电控燃料***，以解决现有燃油***蒸汽管理精度不高，集成度低，不同部件调控困难的问题，能提高燃料***的控制精度，检测燃料***的潜在泄漏风险，减低环境污染。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种节能型电控阀，包括壳体、驱动源、导杆、第一阀芯、第二阀芯及可压缩部件；
在所述壳体上设置有第一连接口、第二连接口、第三连接口及第四连接口；
在所述壳体内设置有电控阀通道，所述电控阀通道被分隔为第一电控阀通道和第二电控阀通道，其中第一电控阀通道连通第一连接口和第二连接口，第二电控阀通道连通第三连接口和第四连接口；
所述导杆的一端与所述驱动源连接，在所述导杆上设置有第二阀芯，所述导杆***所述电控阀通道，且所述第二阀芯位于所述第二电控阀通道内，用于控制第三连接口与第四连接口的导通或关断；
所述第一阀芯通过可压缩部件设置于第一电控阀通道内，且与所述导杆的另一端相对并不连接，所述第一阀芯在所述可压缩部件和/或导杆的作用下，用于控制第一连接口与第二连接口的导通或关断。
优选的，所述可压缩部件的轴向中线与所述第一阀芯的轴向中线重合。
优选的，所述可压缩部件包括第一可压缩部件和第二可压缩部件，所述第一可压缩部件与所述第二可压缩部件平行设置。
优选的，在所述导杆与所述第一阀芯相近的一端设置有执行件，所述执行件的外接圆面积大于导杆的横截面积。
一种电控燃料***，使用上述任一项的节能型电控阀，还包括燃油箱、液位传感器、压力传感器、碳罐及控制器；
所述液位传感器设置于燃油箱内，所述压力传感器设置于所述燃油箱上或燃油箱内或与燃油箱连接的管路或法兰上，液位传感器、压力传感器及节能型电控阀均与所述控制器电信号连接；
节能型电控阀上的第一连接口通过管路与燃油箱上的排气口连接，第二连接口通过管路与碳罐上的进气口连接，第三连接口与通大气管路连接，第四连接口与碳罐上的排气口接。
优选的，当车辆运行、停止或者加注跳枪时，所述节能型电控阀处于初始状态，第一阀芯关闭，第二阀芯开启。
优选的，当ECU监测到压力超过设定上限值和/或液位低于设定下限值，所述节能型电控阀调节至加注状态，第一阀芯与第二阀芯均处于开启位置。
优选的，电控燃料***还包括OBD检测模块，用来检测电控燃料***是否泄漏，所述OBD检测模块设置于通大气管路上。
优选的，当车辆满足OBD监测条件时，所述节能型电控阀调节至OBD诊断状态，第一阀芯开启，第二阀芯关闭。
本发明的有益效果是：
1、节能型电控阀可以实现阻断燃油箱和碳罐的连通，避免油蒸气进入碳罐，避免碳罐负载过大，降低环境污染。
2、通过控制驱动源移动的距离可以实现对通道开度的控制，在加注和补加燃油的过程中，精确控制容积。
3、节能型电控阀具有切断碳罐通大气路径的功能，可辅助燃油***进行泄漏检测，尽早发现泄漏风险，降低环境污染。
4、节能型电控阀的反应迅速、灵敏度高的特点，让燃油***以更快的速度响应车辆工况，切换工作状态。
附图说明
图1为现有技术的示意图；
图2为本发明电控燃料***的示意图；
图3为节能型电控阀部分开启时的工作状态示意图；
图4为节能型电控阀完全开启时的工作状态示意图；
图5为节能型电控阀在进行OBD检测或辅助OBD检测时的工作状态示意图；
图6为节能型电控阀另一实施例在关闭时的状态示意图；
图7为电控燃料***的控制流程图。
具体实施方式
以下通过实施例对本申请的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
如图1是现有技术的示意图，在燃料油箱和碳罐之间有油箱隔离阀1，在碳罐和大气之间有碳罐隔离阀2，两个阀门是独立的部件。油箱隔离阀具有隔离燃料油箱的目的，也具有开闭功能，适应不同的工况条件。碳罐隔离阀用来打开和关闭大气到碳罐的通路。油箱隔离阀与碳罐隔离阀使用控制器3分别控制，碳罐脱附阀108用来控制碳罐的净化。
针对当前燃油***控制精度不高，集成度低，不同部件调控困难的问题，本发明提供一种节能型电控阀，优选应用于燃油***。
如图2至图6所示，本申请提供一种节能型电控阀，包括壳体20，在壳体上设置有四个开口，分别为第一连接口11、第二连接口23、第三连接口21及第四连接口22，其中第一连接口通过管路与燃油箱100连接，第二连接口通过管路与碳罐107的进气连接，第三连接口与通大气管路连接，第四连接口通过管路与碳罐上的排气口连接。
在壳体内设置有电控阀通道，该电控阀通道被分隔部分隔为第一电控阀通道15和第二电控阀通道18，其中第一电控阀通道连通第一连接口和第二连接口，第二电控阀通道连通第三连接口和第四连接口，在分隔部上设置有导杆穿孔。
导杆16的上端与驱动源30连接，在本申请的技术方案中，对驱动源的种类没有限制，比如电机、气缸、电磁线圈、燃油发动机、燃气发动机等所有能够起到驱动源作用的均适用于本申请的技术方案。导杆依次第二电控道18、导杆穿孔及第一电控阀通道15，第二阀芯17固定于导杆上，且第二阀芯位于第二电控阀通道内，用于控制第三连接口与第四连接口的导通或关断。
所述第一阀芯14通过可压缩部件设置于第一电控阀通道15内，且与所述导杆的下端相对并不连接，所述第一阀芯在所述可压缩部件和/或导杆的作用下，用于控制第一连接口与第二连接口的导通或关断。
在本实施例中，所述可压缩部件包括第一可压缩部件12和第二可压缩部件13，所述第一可压缩部件与所述第二可压缩部件平行设置。在本申请的其它实施例中，可压缩部件可以为一个整体部件，此时，可压缩部件的轴向中线与第一阀芯的轴向中线重合，以避免压力出现偏移现象。
如图6所示，在导杆16的下端设置有执行件19，执行件的外接圆面积大于导杆的横截面积，施力面积增加，第一阀芯的受力更均匀，执行件也可以使用其它形状，如圆台、正方体、长方体等。
如图2所示，为本发明电控燃料***的示意图，使用上述的节能型电控阀，还包括燃油箱、液位传感器、压力传感器、碳罐及控制器。
压力传感器106用于测量燃箱内部蒸汽压力，可布置在燃箱内部，也可焊接在燃箱上。液位传感器105用于测量燃箱内部的液位水平，控制器连接压力传感器106、液位传感器105，结合整车ECU的信息，调节电控阀以适用不同的车辆工况。
如图3所示，常情况下，燃箱100到碳罐107通道都是关闭的，利用可压缩部件12和13，实现第一阀芯的自封闭，无需启动电机，节约能源。驱动源初始位置，导杆不接触第一阀芯，便于复位控制。驱动源带动导杆16实现直线运动，接触到第一阀芯15后，克服可压缩部件12和13的弹力后，推动第一阀芯向下运动，第一阀芯到达临时位置，第一电控阀通道被部分打开。
如果燃油***在加注情况下，部分打开并不能快速排气，就需要第一电控阀通道完全开启，如图3所示，驱动源推动导杆继续运动，第一阀芯的打开的面积继续增大，第一电控阀通道实现完全开启。
当加注完成后，由于加注操作人员或车主要求等原因，首次加注跳抢后还会继续补加，如果检测到继续补加时将节能型电控阀调节至图3所示位置，第一电控通道打开小的开度，控制补加的量。当液位达到最大值后，节能型电控阀保持在图2中的关闭位置。
当液位传感器监测到燃油箱内的液位加注到额定液位Lrated时，燃油箱的排气口处于关闭状态，燃油箱内压力增加，实现跳枪。通过控制燃油箱的排气口的开度，实现燃油箱的补加功能。另外，当车辆开始运行时，节能型电控阀处于初始状态，此时第一阀芯关闭第一电控阀通道，第二阀芯开启。
如图5所示，当车辆需要满足OBD监测启动条件时，驱动源控制导杆16继续移动，到达如图5所示的位置，大气接口关闭，油箱排气口开启，燃油***实现密封，通过压力传感器检测燃油***一定时间内的压力情况，判断***是否有泄漏。随着排放法规的要求越来越严格，上述OBD检测模式的限制条件较多，可能还要增加额外的OBD模块来检测***是否泄漏，额外的OBD检测模块可以布置在与节能电控阀第三连接口连通的大气管路上。
图7是电控燃料***的控制流程图，电控阀有复位状态，当阀门初次使用或遇到突发情况下，执行复位。电控燃油***执行脱附时，节能型电控阀调节至脱附状态，电控燃料***满足OBD检测条件时，节能型电控阀调节至OBD诊断状态，此时第一阀芯开启，第二阀芯关闭。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种节能型电控阀，其特征在于，包括壳体、驱动源、导杆、第一阀芯、第二阀芯及可压缩部件；
在所述壳体上设置有第一连接口、第二连接口、第三连接口及第四连接口；
在所述壳体内设置有电控阀通道，所述电控阀通道被分隔为第一电控阀通道和第二电控阀通道，其中第一电控阀通道连通第一连接口和第二连接口，第二电控阀通道连通第三连接口和第四连接口；
所述导杆的一端与所述驱动源连接，在所述导杆上设置有第二阀芯，所述导杆***所述电控阀通道，且所述第二阀芯位于所述第二电控阀通道内，用于控制第三连接口与第四连接口的导通或关断；
所述第一阀芯通过可压缩部件设置于第一电控阀通道内，且与所述导杆的另一端相对并不连接，所述第一阀芯在所述可压缩部件和/或导杆的作用下，用于控制第一连接口与第二连接口的导通或关断。
2.根据权利要求1所述的节能型电控阀，其特征在于，所述可压缩部件的轴向中线与所述第一阀芯的轴向中线重合。
3.根据权利要求1所述的节能型电控阀，其特征在于，所述可压缩部件包括第一可压缩部件和第二可压缩部件，所述第一可压缩部件与所述第二可压缩部件平行设置。
4.根据权利要求1所述的节能型电控阀，其特征在于，在所述导杆与所述第一阀芯相近的一端设置有执行件，所述执行件的外接圆面积大于导杆的横截面积。
5.一种电控燃料***，使用上述权利要求1至中任一项的节能型电控阀，其特征在于，还包括燃油箱、液位传感器、压力传感器、碳罐及控制器；
所述液位传感器设置于燃油箱内，所述压力传感器设置于所述燃油箱上或燃油箱内或与燃油箱连接的管路或法兰上，液位传感器、压力传感器及节能型电控阀均与所述控制器电信号连接；
节能型电控阀上的第一连接口通过管路与燃油箱上的排气口连接，第二连接口通过管路与碳罐上的进气口连接，第三连接口与通大气管路连接，第四连接口与碳罐上的排气口接。
6.根据权利要求5所述的电控燃料***，其特征在于，当车辆运行、停止或者加注跳枪时，所述节能型电控阀处于初始状态，第一阀芯关闭，第二阀芯开启。
7.根据权利要求5所述的电控燃料***，其特征在于，当ECU监测到压力超过设定上限值和/或液位低于设定下限值，所述节能型电控阀调节至加注状态，第一阀芯与第二阀芯均处于开启位置。
8.根据权利要求5所述的电控燃料***，其特征在于，电控燃料***还包括OBD检测模块，用来检测电控燃料***是否泄漏，所述OBD检测模块设置于通大气管路上。
9.根据权利要求8所述的电控燃料***，其特征在于，当车辆满足OBD监测条件时，所述节能型电控阀调节至OBD诊断状态，第一阀芯开启，第二阀芯关闭。
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