[发明专利]低噪音阀组件

说明书

技术领域

本发明一般涉及电磁致动的阀组件，并且更具体地涉及一种用 于控制燃料蒸汽从燃料箱至内燃机的流动的类型的过滤罐净化阀组 件。

背景技术

过滤罐净化阀(CPV)是电磁驱动阀，其允许在一定工作模式 和条件下利用发动机进气歧管的抽吸来净化从过滤罐的燃料箱中收 集到的燃料蒸汽。图1示出了一种典型的现有技术的CPV。如图所 示，该结构包括通向腔室的入口管。出口管具有设置于腔室内的直 立部，并且显示出总体为环形的阀座，从而与具有平的阀底表面的 提升阀接触，以在处于关闭状态时密封阀座。提升阀由在图1中以 传统方式示意性地示出的电磁驱动器控制。

当阀在电磁驱动器的时控影响下工作时，其非常快地(典型地 在5-20Hz的频率范围内)振动。当阀以这种方式工作时，可觉察 到两种类型的噪音。一种是由阀的打开和关闭引起的滴答作响的噪 音。此滴答作响的噪音通过牢固的蒸汽管线安装传入乘客室。特别 地，如果蒸汽管线安装位于底盘的前部，则会发生觉察到滴答作响 噪音的情况。另一种类型的噪音是嘶嘶的噪音，这种噪音由气体被 吸入发动机进气歧管时流过阀而引起。

嘶嘶的噪音被认为是尤其麻烦的。车辆运行过程中的噪音、振 动和刺耳(NVH)问题会极大地影响顾客对车辆的满意度。NVH 特性会影响车辆的购买决定。因此，所有杂乱的、令人不快的噪音 是车辆设计者和制造者尤其关心的问题。

目前的假设是，存在于燃料蒸汽流(该燃料蒸汽流穿过阀)中 的冲击波会扩展入蒸汽管线(对于内嵌安装)或者扩展入歧管(对 于直接安装)。一些车辆具有较好的在引擎罩下方的隔离层，当引擎 罩放下时或者在乘客室内部时，该隔离层防止噪音被听到。然而， 一种典型的抱怨是当车辆引擎盖打开并且人站在发动机旁边时，会 听到这种突出的嘶嘶的噪音。

在关闭阀的过程中，还会出现一种令人讨厌的噪音，阀的关闭 活动产生一种在蒸汽管线中回荡的爆裂噪音。此爆裂噪音现象在正 常工作过程中发生，在正常工作中发动机进气歧管将阀的出口管侧 拉成真空。机械分析(包括流动分析和试验)已经证明了阀中由流 动引发的不稳定性会导致故障。具体地，在气体在阀的平底下方以 及在阀与阀座之间的窄隙中流动时动能转化为势能的过程中，出现 了流动停滞和分离。阀下面的停滞和分离区非常不稳定，从而导致 局部压力脉动和噪音。这些现象在图2和图3中用图形示出。在能 量转化过程中，即动能转化为势能的过程中，能量损耗导致气动噪 音和机械的阀振动。

虽然现有技术认识到了令人讨厌的噪音现象，但是它们也使用 各种措施来规避该问题。现有技术中找到的主要解决方案包括将来 自声源的发声与进气歧管隔离的措施。例如，有的建议是避免将蒸 汽管线牢固地安装至乘客室，以作为一种隔离流动噪音的手段。这 不是一个旨在防止噪音发生的解决方案，而仅仅是掩盖或最小化传 递并放大了噪音的振动的方法。另一种现有技术解决方案试图通过 在阀的下游出口处插入泡沫或其它声吸收材料来吸收声能。这种建 议稍微有些效果，但不能消除问题，并且增加了整个系统的成本。

同样地，可添加阻尼器以减小声柱共振的可能性。这种消声器 和声音衰减策略不是很适合实际的、真实世界的应用。此外，成本 和设计复杂性问题极大地阻挠了这种方法。

发明内容

本发明通过提供一种类型的低噪音阀组件克服了在现有技术系 统中发现的缺点和劣势，该类型的低噪音阀组件用于控制气体通过 管道的流动，同时减轻由近音速气流在阀区中遭遇滞流而引发的噪 音。该组件包括终止于一个腔室中的入口管和具有总体为环形的阀 座的出口管，阀座设置在入口管腔室中。一条流道延伸穿过阀座并 在紧邻阀座的下游处具有最小喉部直径。一个阀设置在入口管腔室 中，以朝向和远离与阀座直接接触的关闭状态移动。该阀包括插入 体，该插入体在空间上隔离与出口管的直接接触并当阀处于其关闭 状态时部分地填充流道。插入体具有总体为圆形的基部，该基部的 直径大于喉部直径。