[发明专利]具有由螺线管提供动力的闸阀的柴油发动机流体冷却系统

说明书

柴油机流体储器系统，具有：与加热元件热连通的柴油排气处理流体储器；第一导管，用于发动机冷却剂流体流入加热元件；温度传感器，其布置成感测环境温度和/或柴油排气处理流体的温度；控制器，其与温度传感器通信耦合且与包含在第一导管内的弹簧闸阀通信耦合。闸阀具有非流动位置和流动位置，用于控制发动机冷却剂的流动，并且闸阀包括夹在第一闸构件与第二闸构件之间的环形松紧带，第一第一闸构件与第二闸构件中的每一个均限定贯通的开口，在流动位置，开口能够与第一导管对准。响应于感测到柴油排气处理流体冻结的温度，控制器通过信号控制闸阀处于流动位置。

相关申请

本申请要求递交于2013年11月12日的美国临时申请号码61/902,896的优先权，所述美国临时申请的全部内容在此通过引用被并入。

技术领域

本申请涉及柴油机流体储器系统，以及更具体地涉及具有由螺线管提供动力的闸阀的这种系统，所述闸阀被设置以选择性地控制柴油机流体储器加热元件和发动机之间的发动机冷却剂的流动。

背景技术

在柴油机中，为了满足针对减少的排放水平的监管标准，发动机和车辆制造商使用将流体(柴油机尾气处理流体(“DEF”))喷射到排气装置中的选择性催化还原(“SCR”)系统。DEF典型地被储存在储器中并且根据发动机控制单元的需要被引进到排气装置中。然而，DEF如果被暴露于过冷的温度则经受冻结。同样地，为了防止DEF冻结，发动机冷却剂被转向到储器中的加热元件以阻止DEF冻结或者如果DEF已经冻结则解冻所述DEF。典型地被电子地控制的阀，例如提升阀、隔膜或短管阀(spool valve)，已被用作控制阀以控制冷却剂从主冷却系统到包含DEF的储器中的加热元件的流动。

被电子地控制的提升阀、隔膜和短管阀虽然能够运行但表现得不如所期望的那样好。这些类型的阀易受污染的影响并且在需要低压降时执行不良好。

在自动化的或“受控制的”阀中，闸典型地由螺线管致动并且响应于被施加到螺线管线圈的电流而被打开或闭合。这些由螺线管提供动力的闸阀也倾向包括线圈弹簧、隔膜或其它偏置元件，所述偏置元件将闸偏置向无动力的、‘正常打开’或‘正常关闭’的位置。由于偏置力必须克服阻碍闸的运动的摩擦力以便将闸返回到闸的正常位置，并且由于螺线管机构必须既克服这些相同的摩擦力又克服偏置力以便将闸移动到被主动地供应动力的位置，摩擦力往往很大程度上影响所需要的螺线管操作力。

当闸被闭合时入口和出口之间的良好密封典型地要求闸和导管的壁之间的一定程度的过盈。增加设计的过盈以获得可靠的、高质量的密封(尤其在导致部件变化在合理的容差内时)倾向既增加阻碍闸的运动的摩擦力又增加所需要的螺线管操作力。然而，如果密封可靠性和质量可以以更低的摩擦阻力被维持，则螺线管操作力的减少将有益地允许螺线管机构的大小、重量和散热要求的减少，并且因此允许闸阀整体的大小、重量和功率需求的减少。需要这种被改进的闸阀。

发明概述

在本文中所公开的是如下由螺线管提供动力的闸阀，所述闸阀提供具有减少的操作力要求的可靠的、高质量的密封。在一方面，由螺线管提供动力的闸阀被包括在发动机冷却系统和与被固定在储器中的DEF处于热连通中的加热元件之间的流体发动机冷却剂通路中，以控制发动机冷却剂的流动并且因此消除DEF的冻结。阀包括螺线管线圈和被连接到阀机构的电枢，其中阀机构包括限定用于弹簧阀组件的袋的导管，所述弹簧阀组件在流动(打开)位置和非流动(闭合)位置之间在袋中是能够线性地运动的。弹簧阀组件包括第一闸构件、与第一闸构件相对的第二闸构件，和被保持在第一闸构件和第二闸构件之间的环形松紧带，其中第一闸构件和第二闸构件被机械地耦合到用于往复进行线性运动的电枢。在一些实施例中，机械耦合件包括阀杆，在所述阀杆上第一闸构件和第二闸构件在与导管的纵轴线平行的至少一个方向上是各自能够滑动的，所述方向可以在相同的方向上或者在相对于彼此的相反的方向上。