CN101378930B - 用于机动车辆的燃料箱 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的燃料箱(10)，包括加注器连接装置(12)，加注器连接装置(12)内装燃料箱燃料补给通道(12)，和与加注器连接装置的加注器头(14)连接的、操作的和燃料箱燃料补给通风管道，其中管接头具有至少一个转换开关阀(28)，转换开关阀在第一开关位置(燃料箱燃料补给位置)打开从燃料箱燃料补给通风管道到通风通道的流动路径，通风通道的上游优选地连接一个燃料蒸汽处理装置，并关闭操作的通风管道到燃料箱燃料补给通道的连接，转换开关阀在第二开关位置(操作位置)打开操作的通风管道与燃料箱燃料补给通道的连接，而关闭燃料箱燃料补给通风管道与通风通道的流动路径。

Description

用于机动车辆的燃料箱

技术领域

本发明涉及车辆的燃料系统，更具体地涉及用于与车辆的燃料箱相关联的燃料蒸汽通风系统的开关阀，用于在燃料补给时将通风系统与诸如燃料蒸汽处理装置的燃料蒸汽处理装置选择性地连接/脱开。

背景技术

例如从DE 198 47 472 A1已知一种燃料箱或用于燃料箱的加注器(filler)连接装置的闭合连接装置。DE 198 47 472 A1公开了一种用于汽车燃料箱的加注器连接装置的闭合连接装置，包括安排在燃料箱燃料补给通道中并在燃料补给操作中可活动的舌片，用于开关通风阀，包括与用于燃料箱燃料补给通风的通风阀连接的第一补偿室，和与通风阀连接的第二操作的通风装置，其中通风阀适于在操作中使第二补偿室与燃料箱加箱通道连通。该闭盒连接的特点在于设有换接装置，用于借助转换开关阀选择性地把第一补偿室与燃料箱燃料补给通道连通使得该闭合连接可适于不同的燃料箱燃料补给系统。

在DE 198 47 472 A1公开的燃料箱燃料补给通风装置的一个变型中，在汽车燃料补给时发生的燃料气体流借助补偿室及燃料蒸汽处理装置排到大气。在该补偿室与燃料蒸汽处理装置之间的流动路径中设有阀元件，在车辆工作时关闭该流动路径并在燃料箱燃料补给的情形下打开该流动路径。在DE 198 474 72 A1所述的通风系统中汽车的操作的通风明显地以普通的方法实施。

在操作通风的情形下，燃料箱上的多个通风点通常借助一个或多个操作的通风管道连接在一起，这些导管也与燃料蒸汽处理装置连接。通风点通常设在燃料箱的最大允许的液体水平上方，并通常由浮子阀关闭。这些阀还有压力保持作用或者设置一些压力保持阀以防止燃料箱过燃料补给，以便使燃料补给枪阀在燃料补给的适当时候关闭。

根据设在燃料箱中的通风位置相应的数目，以便设置比较多的阀。如果阀是浮子阀的形式，由于阀的惯性，不可避免把燃烧溅进一个通风管道或另一个通风管道。压力保持阀也有一定量的泄漏，使得随着通风位置数目的增加，增加了燃料箱过燃料补给的危险。

另外，要求在汽车操作时，燃料箱保持基本无压力。

DE 195 40 267 B4公开了一种燃料箱的燃料箱通风系统，具有一个膨胀区、一个燃料箱闭合装置关闭的加注器连接装置、与膨胀区连接的通风管道和一个通风阀，其中，通风阀适于当加注器连接装置打开时关闭通风管道和当加注器连接装置关闭时打开通风管道。为这个目的。设在燃料蒸汽处理装置和燃料箱的通风管道之间的关断阀安排在加注器连接装置的加注器头处，其中拧在加注器连接装置中的闭合盖引起关断阀的致动，以如此方式从操作通风管道到燃气处理装置的流动路径打开。

DE 195 40 267 B4建议的燃料箱通风系统专门地适合于按照欧洲系统的燃料箱燃料补给通风，其中产生的燃料蒸汽借助于在燃料补给枪的合适装置吸走。设在按照DE 198 47 472 A1的闭合连接装置中的整体的燃料箱燃料补给通风装置没有包括在DE 195 40 267 B4公开的燃料箱通风系统中。

一些专利公开了在接合燃料补给口时致动的、与装在加注器管上的开关阀结合的燃料蒸汽控制系统。这种专利的实例在下面说明。

授予Aoshime等人的US 5404906公开了一种燃料箱，燃料箱包括通风切断阀，具有与通风管连接的第一室、与一个罐连通的第二室及与蒸发管连接的第三室。第一和第二室由带第一连通孔的第一分壁限定，而第二和第三室由带第二连通孔的第二分壁限定。通风切断阀的主体设在第二室中，当活门压通风切断阀的主体时打开第一连通孔，还设有关闭第二连通孔的单向阀，第二连通孔被设在单向阀和通风切断阀之间的弹性件朝第二分壁偏压。

授予Pozginer等人的US 5983963公开了设有插在压力稳定管线中的分散的开关通道的车上燃料补给蒸汽回收系统。在阀分别操作在加燃料模式位置和操作模式位置之间，当阀在操作模式位置，压力稳定管线的分散的开关通道通过阀出口使稳定管线与燃料管线接收器连接，而当阀在燃料补给模式位置时堵住稳定管线。翻转阀可整体设在系统中，优选地用燃料补给通风管线连接到小直径压力稳定管，通过操作阀，当燃料补给口导入燃料箱的燃料补给短柱时该管线打开，而当移走燃料补给口时，该管线关闭，仅留下操作通风管线，压力稳定管线和小直径压力稳定管与阀导到蒸汽接收器的出口连通。

授予Terade的US 4941587公开了一种燃料箱系统，燃料箱系统包括燃料箱；与燃料箱连接的加注器管；设在加注器管中的活门组件，该组件可由插入加注器管中的燃料补给口操作；设在加注器管中用来导向插入的燃料补给口朝着活门组件的导向器；设在加注器管中并可被插入加注器管和被导向到活门组件的燃料补给口接合而角度位移一个恒定的角度的接合元件，和燃料蒸汽通风机构，燃料蒸汽通风机构，燃料蒸汽通风机构包括响应接合元件的角度位移用来提供燃料箱和相配的机构(如罐)之间连通的一个开关阀。开关元件设在导向器和活门组件之间。开关阀可在01645779/5-01圆柱表面上滑动，该表面有如轴向延伸的多个突起的条或凸脊允许开关阀平滑滑动，并且也允许当开关阀打开时燃料蒸汽大量流动。

包括装在加注器管上的开关阀的其它的燃料蒸汽控制系统例如在US 6318423 B1和DE 195 267 A1中公开。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种改进的燃料箱，燃料箱包括可方便及可靠地操作的、在接合的燃料补给口时被致动的、与装在加注器管上开关阀结合的蒸汽控制系统。本发明的另一个目的是提供这种燃料箱允许在汽车操作时基本无压力地通风，并且考虑收集除去的液滴和否则要求的补偿容积，燃料箱制造尽可能简单及不贵。

本发明的另一个目的是提供改进的燃料系统的开关阀，这种阀设计成避免附加的除液滴容器、压力补偿容积或类似的。

按照本发明的一个方面，提供了一种汽车的燃料箱，包括加注器连接装置，加注器连接装置内装燃料箱燃料补给通道和与加注器连接装置的加注器头连接的操作的和燃料箱燃料补给通风管道，其中加注器头具有至少一个转换开关阀，转换开关阀在第一开关位置(燃料箱燃料补给位置)打开从燃料箱燃料补给通风管道到通风通道的流动路径，通风通道的上游优选地连接一个燃料蒸汽处理装置，并关闭操作的通风管道到燃料箱燃料补给通道的连接，转换开关阀在第二开关位置(操作位置)打开操作的通风管道与燃料箱燃料补给通道的连接，而关闭燃料箱燃料补给通风管道与通风通道的流动路径，其中操作的通风管道通过转换开关阀与通风通道连接，其中转换开关阀在第二开关位置打开从操作的通风管道到通风通道的连接，而在第一开关位置关闭从操作的通风管道到通风通道的连接，并且其中操作的通风管道到燃料蒸汽处理装置的连接有进入燃料箱燃料补给通道的燃料排出装置。

燃料排出机构优选地有这种结构，即，冷凝的或捕获的燃料仅仅在重力作用下进入燃料箱燃料补给通道。

按照本发明的燃料箱比现有技术的燃料箱的优点是燃料箱的多个通风点不需要任何压力保持阀，进气导管可直接与燃料蒸汽处理装置连接，其中借助燃料蒸汽处理装置可实施选择的燃料箱燃料补给通风或操作的通风到大气中。

在一个实施例中，所述的加注器头包括用于可排入燃料箱燃料补给通道的冷凝燃料的液体收集器。

当液体收集顺包括一个液体收集室是特别有利的，液体收集室整体设在转换开关阀的壳体中。

在本发明的一个实施例中，液体收集器包括密封液体收集室以便防止在某些情形下排液的密封装置。

特别有利的是所述的液体收集器包括一个可在用于排出液体收集室的液体的打开位置及一个闭合位置之间移动的一个密封塞。

所述的转换开关阀可包括燃料补给口传感器，用于选择性地所述的操作的通风管道和所述的燃料箱燃料补给通风管道道连接到所述的蒸汽处理装置(碳罐)。

在本发明的燃料箱中，所述的燃料箱燃料补给通风管道无需插入除液滴容器或补偿室与所述的加注器头连接。因此，不需要附加的除液滴，收集或补偿容积。

优选地，在所述的转换开关阀的所述的第二开关位置，所述的操作的通风管道无压力地与所述的燃料蒸汽处理装置连接。本发明意义中的“无压力”意思指仅仅通过管道横截面本身及燃料蒸汽处理装置产生压力损失。

特别有利地是在所述的燃料箱燃料补给通风管道和所述的燃料蒸汽处理装置之间的流动路径中设有至少一个至所述的燃料箱燃料补给通道的连接装置，所述连接装置的形式是一个再循环孔或再循环通道。

如此，在燃料箱燃料补给操作中排出燃料箱容积的一部分气体通过燃料箱燃料补给通道再循环因而避用液态烃过份装载燃料蒸汽处理装置。

在按照本发明的燃料箱的一个变型中，在所述的燃料箱燃料补给通道和所述的通风通道之间设有一个翻转阀，在燃料流回到加注器管中时，所述的翻转阀关闭至少通到所述的燃料蒸汽处理装置的管路。使得当车辆翻转时，可靠地防止燃料管的溢出燃料进入燃料蒸汽处理装置及进入环境中。

按照本发明的另一实施例，设有用于确定燃料箱中最大的燃料水平(也就是在燃料补给时切断或关断的水平)的一个或多个加注限制通风阀(FLVV)。

有利的是把燃料补给过程与燃料补给过程中阀的状态联系起来。阀可以以不同的方法控制。例如压差、燃料箱中的液体水平和由燃料补给口致动的致动柱塞。

在本发明的一个可替代的实施例中，燃料箱包括加注器管、如燃料蒸汽过滤器(碳罐)之类的燃料蒸汽处理装置、至少一个第一阀和安装在加注器头的加注器管上、并包括响应在加注器头有无出现燃料补给口而选择性地脱开至少一个第一阀与燃料蒸汽处理装置连接的一个开关阀。第一阀可以是燃料通风阀。第二阀可以是加注限制阀(FLV)。系统可设计成使得开关阀选择性地脱开阀与燃料蒸汽处理装置的连接。

术语“选择性地”用来表示至少一个第一阀或至少一个第二阀同时与燃料蒸汽处理装置流体连通的连接。

按照本发明的另一方面，提供了一种用于燃料系统的开关阀，包括一个壳体，所述的壳体装有第一阀进口、第二阀进口、从燃料蒸汽室处理的一个燃料蒸汽出口、被偏压突入到加注器头的与燃料补给口传感器活动连接的一个密封件，所述的密封件适于响应于燃料补给口在或不在所述的加注器头中而密封从所述的第一阀进口到所述的燃料蒸汽室的流体流，其中设有一个整体的液体收集器，用于收集从所述的第一阀进口和/或所述的第二阀进口进入的液体燃料，并把液体燃料导入所述的加注器头。

有利的是所述的开关阀选择性地把所述的第一阀进口或所述的第二阀进口连接到所述的燃料蒸汽处理装置。

在本发明的一个特定设计中，所述的燃料补给口传感器是一个常偏压着从所述的壳体突入到所述的加注器管的加注器头的一个柱塞，使得引入到加注器头的燃料补给口碰到所述的柱塞并使柱塞缩回。

在一个实施例中所述的液体收集器包括一个液体收集室和一个密封塞，所述的液体收集室设有可与加注器头连接的排液口流体连通的一个出口，所述的密封塞可在密封所述的出口的一个密封位置和通过所述的排液口把所述的液体收集室的液体排到所述的加注器头的一个常开位置之间移动。

在本发明的一个具体设计中，所述的密封塞沿一个基本垂直的轴线移动。

在另一个具体实施例中，所述的密封件是与所述的燃料补给口传感器活动连接的一个盘形元件，和其中所述的第一阀进口延伸进入装有一个第一密封座的一个第一室，以及所述的第二阀进口延伸进入同轴包着所述的第一室并装有一个第二密封座的一个第二室，其中所述密封件可与所述的第一密封座或所述的第二密封座密封接合。

所述的液体收集室与第二室流体连通，而所述的第二室与所述的加注限制阀(FLV)进口流体连通。

附图说明

为了明白本发明及了解本发明如何在实际中实施，下面参照附图说明仅作为非限制性实例的一些实施例，附图中：

图1是按照本发明的装有开关阀的车辆燃料系统的示意图；

图2A是装有开关阀的接管嘴的过滤头的后视图；

图2B是按照本发明的开关阀的轴测图；

图2C是装有开关阀的加注器头的轴测图，加注器头画成透明的以便于看见燃料补给口和开关阀的传感器柱塞；

图3A是沿图2B的A-A线的剖面图，示出开关阀在非燃料补给位置；

图3B是沿图2B的B-B线的剖面图，示出开关阀在非燃料补给位置；

图3C是与图3A相应的轴测剖面图；

图4A是沿图2B的A-A线的剖面图，示出开关阀在燃料补给位置；

图4B是沿图2B的B-B线的剖面图，示出开关阀在燃料补给位置；

图4C是与图4A相应的轴测图；和

图5是按照本发明的开关阀的另一个改型。

具体实施方式

首先参见图1，图1中示意地示出了总的标为8的燃料系统，燃料系统8包括设有加注器管12的燃料箱10，加注器管12的端部为加注器头14(有时称接管嘴)，加注器头14适于装入燃料补给口(燃料补给口端部在图2C中示出并标为18)。

燃料箱10还装有多个阀，其中一些阀示意地示出。通风阀，例如翻转阀(ROV)20与设计作为操作的通风管道的管道35连接。这意味着在车辆正常操作过程中，把一些翻转阀20连接成组的该导管解决燃料箱的通风。翻转阀20通常是打开的。另外，在燃料箱10中设置燃料补给极限通风阀(FLVV)22。虽然只示出一个燃料补给极限通风阀，但应明白燃料箱包括多于一个燃料补给极限通风阀。

燃料系统还包括燃料蒸汽处理装置26(燃料蒸汽过滤器)例如也是已知设计的碳罐。

阀20和22和燃料蒸汽处理装置26与总的标为28的本发明的开关阀流体连通，下面进一步说明。

开关阀28以基本垂直的方向固定连接到加注器头14(图2A和2C)，下面要说明。

开关阀28包括壳体22，壳体32装有翻转阀入口34、燃料补给极限通风阀入口36，翻转阀入口34通过合适的管道35与一个或多个翻转阀20连接，而燃料补给极限通风阀入口36通过管子42与一个或多个燃料补给极限通风阀22连接。燃料蒸汽出口38通过管子42与燃料蒸汽处理装置26连接。

开关阀28的壳体32设有与燃料蒸汽出口38流体连通的燃料蒸汽室50。

在壳体32中同轴地设有POV进口室52，翻转阀进口34从ROV进口室52延伸出终止在可由可位移的密封件58密封接合的一个环形边缘密封件54，下面将说明。还设有一个燃料补给极限通风阀室53，该室与燃料补给极限通风阀进口36流体连通并设有一个环形密封座59。

从壳体32同轴延伸出成柱塞62形式的燃料补给口传感器，柱塞62被弹簧偏压着以便从壳体突出(图3A-3C)，使得在装配位置(图2A)突出接管着14的一部分使燃料补给口传感器可与燃料补给口18接合并可缩回。

密封件58与柱塞62连接，并且可在一个关闭位置和一个基本打开位置之间移动，在关闭位置(燃料箱燃料补给位置，其中燃料补给口引入接管嘴，见图4A-4C)，其中，ROV室52与燃料蒸汽室50及FLVV室53脱开，虽然FLVV室53，ROV室52与燃料蒸汽室52流体连通；而在基本打开位置(操作位置，图3A-3C)，其中ROV室52与燃料节水所室50流体连通，但是FLVV室53与ROV室52及燃料蒸汽室50脱开。如图3C所示，在打开位置，密封件58密封地靠对着密封座59，因而密封在燃料补给极限通风阀进口36和燃料蒸汽室50之间的流体连通。

在图中还可看到，开关阀28与设置用来捕获从相关的阀进入的液体燃料及液滴并把这种燃料液体再导引到加注器的一个液体收集器装置成整体。因此，液体燃料收集器包括设有出口孔72的液体收集室70，出口孔72与延伸进入设在加注器头14中的一个孔(未示出)的一个排液口76流体连通。

密封塞80安装在塞接收器82中，并被轻的圈簧8b弹力偏压着使其通常在打开位置，也就是不密封出口孔72。但是，在车辆翻转的情形下，由于强制作用在密封塞80上的重力及由于圈簧86的偏压使密封塞80位移进入密封位置。

注意塞接收器82及相应的密封塞80沿加注器管22的基本垂直的轴线延伸(图2A)，因此，在车辆跳动时由于惯性力发生密封塞80位移进入关闭的密封位置。

在正常的操作过程中，也就是当车辆不是在燃料补给时，柱塞62在其抽出位置，也就是突入进入加注器头14的位置，使得与其活动连接的密封件58与环形密封肩部54脱开，因此ROV室52与燃料蒸汽室50流体连通，允许燃料蒸汽在一个或多个翻转阀20和燃料蒸汽处理装置26之间流动。但是，在该位置，应明白FLVV室53是脱开的，因此防止燃料蒸汽沿朝着该至少一个FLVV的方向流动。积累在壳体32中的燃料滴将收集在液体收集室70中，并且每次密封塞80移动进入打开位置，这种液态燃料将通过孔72排出并最终通过排液口76返回到加注器头14和燃料箱10中。

但是，在燃料补给时，燃料补给口18引入到加注器头14(图2C)导致柱塞62缩回使得密封件58密封接合环形密封肩部54因而促进了在FLVV室53和燃料蒸汽室50之间的流体流，并因而促进一或多个燃料补给极限通风阀(FLVVs)和燃料蒸汽处理装置26之间的流体流动，防止过燃料补给(确定切断/关断水平)。

在图5中示出本发明的一个改型，其中总的标为90的开关阀的总的外观与前面实施例所述的类似。但是，燃料补给极限通风阀进口92延伸入进口室94，进口室94有[例如通过特(wheat)焊接]连接到加注器头并设有孔98的底壁96。安排使得由于按照一些规则在燃料补给时要求的在加注器头存在的真空，从燃料补给极限通风阀(未示出)进入燃料补给极限通风阀进口36的燃料蒸汽会吸入加注器头。因此，燃料蒸汽基本不朝燃料蒸汽处理装置流，而吸入加注器头并返回到燃料箱。

或者，可以用按照上面实施例的任一个的同样的开关阀，但是，一个塞(未示出)装在第二阀进口(燃料补给极限通风阀进口)上，因此，从燃料补给极限通风阀延伸的管线(图1中的管线42)直接与加注器头连接。

其中至少一个第二阀经由设在开关阀的常开的流动路径和通过在加注器头的相应孔与加注器头直接流体连通的安排也适合用于其中装有车载诊断系统(OBD)用于试验燃料系统及探测里面的问题的车辆。这样，当加上压力(典型地为真空)时，在燃料处理系统，压力也延伸通过开关阀，并经由装在燃料箱上的阀进入燃料箱，也就是按照本发明的开关阀不干扰OBD的工作。在正常的装配中，单向阀延伸在燃料箱及加注器管之间，因此干扰燃料箱及加注器头之间的压力平衡。但是，设置如上所述的开关阀，由于开放的流动路径经由开关阀头部延伸在加注器头和燃料箱之间，加注器有与燃料箱中同样的压力。

另外，已知在燃料补给时，大量的空气进入燃料箱。为了减少这一现象，已知循环空气，也就是通过空气管返回过份的空气。在现在的情形下，其中经由开关阀头部，开放的流动路径延伸在加注器头和燃料箱之间，在燃料箱中的空气现在可经过开放的流动路径流入加注器头，以便以再循环的方式减少在燃料补给时空气吸入燃料箱。

虽然示出及说明了一些实施例，但应明白这不是用来限制本发明的范围，而打算覆盖落在由所附的权利要求书限定的本发明精神范围内的所有实施例、改型和变型。

Claims (7)

1.一种用于燃料系统的开关阀，所述开关阀包括壳体，所述壳体装配有第一阀进口、第二阀进口、从燃料蒸汽室延伸的燃料蒸汽出口、被偏压突出到加注器头中的与燃料补给口传感器活动连接的密封件，所述的密封件适于响应于燃料补给口在或不在所述的加注器头中而密封从所述的第一阀进口到所述的燃料蒸汽室的流体流，其中所述开关阀与液体收集器成整体，所述液体收集器用于收集从所述第一阀进口和/或所述第二阀进口进入的液体燃料，并把液体燃料引导到所述加注器头，并且其中所述第一阀进口可与一个或多个通风阀连接，而所述第二阀进口可与一个或多个加注限制阀连接，所述密封件是与所述燃料补给口传感器活动连接的盘形元件，并且其中所述第一阀进口延伸到装配有第一密封座的第一室中，所述第二阀进口延伸到同轴地封绕所述第一室并装配有第二密封座的第二室中，其中所述密封件可与所述第一密封座或所述第二密封座密封接合。

2.按照权利要求1所述的开关阀，其特征在于所述开关阀选择性地把所述第一阀进口或所述第二阀进口连接到燃料蒸汽处理装置。

3.按照权利要求1所述的开关阀，其特征在于所述燃料补给口传感器是常偏压成从所述壳体突出到加注器头的柱塞，使得引入到加注器头的燃料补给口碰到所述的柱塞并使柱塞缩回。

4.按照权利要求1所述的开关阀，其特征在于所述液体收集器包括液体收集室和密封塞，所述液体收集室形成有与可与加注器头连接的排液口流体连通的出口，所述密封塞可在密封所述的出口的密封位置和用于通过所述排液口把所述液体收集室的液体排到所述加注器头的常开位置之间移动。

5.按照权利要求4所述的开关阀，其特征在于所述的密封塞可沿基本竖直的轴线移动。

6.按照权利要求1所述的开关阀，其特征在于所述液体收集器与第二室流体连通，而所述第二室与所述的第二阀进口流体连通。

7.按照权利要求1所述的开关阀，其特征在于在可连接到所述加注器头的所述开关阀的底壁处形成有直接流动路径。

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