專利名稱：一種具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃油過(guò)濾凈化領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于燃油濾清器，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉、能夠?qū)ぷ鳡顟B(tài)自動(dòng)檢測(cè)的排水閥，并將工作狀態(tài)反饋給車(chē)輛動(dòng)力總成控制器，具備診斷功能。
背景技術(shù)：
車(chē)輛、船舶燃油系統(tǒng)需要清潔的燃料，這樣才能保證動(dòng)力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，燃油濾清器正是在這樣的需求下產(chǎn)生的。燃油濾清器的主要功能是濾除燃油中顆粒雜質(zhì)和水，目前公知的用于燃油濾清器的油水分離裝置主要有以下兩種類(lèi)型:1.完全需要人工檢查濾清器中積水量并由人工實(shí)現(xiàn)排放積水；2.可以自動(dòng)檢測(cè)濾清器中的積水量并報(bào)警，但是濾清器的積水排放過(guò)程需要人工操作；上述兩種類(lèi)型都有缺點(diǎn)，第一種沒(méi)有積水水位報(bào)警功能，這就需要使用者頻繁關(guān)注濾清器中的積水量，如果積水量過(guò)多，而使用者又沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，這對(duì)車(chē)輛、船舶等的動(dòng)力系統(tǒng)危害很大。第二種類(lèi)型需要使用者頻繁開(kāi)啟放水閥，實(shí)現(xiàn)排水功能，給使用者帶來(lái)不便。上述類(lèi)型都有可能導(dǎo)致燃油和水一起被排出車(chē)外，經(jīng)濟(jì)性不好。所以有必要針對(duì)上述不足之處加以改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)目前濾清器油水分離裝置存在人工操作麻煩、不智能、經(jīng)濟(jì)性不好的不足，本實(shí)用新型提供了一種具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥，它包括閥體、電磁閥和控制器，閥體與電磁閥固定連接，控制器分別與閥體和電磁閥電連接；其中，所述閥體包括一排水閥殼體，排水閥殼體內(nèi)具有浮球腔體，浮球腔體正下方開(kāi)有一閥芯孔與浮球腔體相通，閥芯孔內(nèi)安裝閥芯導(dǎo)向套；浮球腔體下方側(cè)壁上開(kāi)有與浮球腔體相通的進(jìn)氣口和排水口，排水口螺紋旋接排水道，排水閥殼體的頂部固定水位傳感器，浮球擋帽過(guò)盈配合卡在浮球腔體的頂部，排水閥殼體在的側(cè)壁開(kāi)有進(jìn)水口，球座過(guò)盈配合卡在該進(jìn)水口處，浮球置于球座上；閥芯為T(mén)型結(jié)構(gòu)，其下端穿過(guò)閥芯導(dǎo)向套，復(fù)位彈簧套在閥芯下端，一端緊貼閥芯導(dǎo)向套的下表面，另一端由彈簧力調(diào)整墊片固定支承；閥芯的下端加工有圓孔，圓孔內(nèi)加工內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋與彈簧力調(diào)整墊片頂端凸起的外螺紋連接。進(jìn)一步地,所述電磁閥包括一電磁閥殼體，電磁閥殼體與排水閥殼體固定連接，電磁閥殼體內(nèi)嵌入電磁 閥襯套，電磁閥磁芯焊接在電磁閥襯套內(nèi)，電磁閥殼體、電磁閥襯套和電磁閥磁芯的中心開(kāi)有通孔，電磁閥閥針的一端與彈簧力調(diào)整墊片下端的球頭配合連接，另一端穿過(guò)該通孔與銜鐵焊接；電磁閥磁芯內(nèi)裝有線圈，線圈與線圈針腳總成焊接，底蓋將印刷電路板固定電磁閥襯套下端面上，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的兩個(gè)管腳焊接在印刷電路板上上；底蓋與電磁閥殼體之間固定連接。進(jìn)一步地，所述控制器主要由單片機(jī)U1、三級(jí)管Q1、晶體管Q2和5個(gè)電阻組成，電阻Rl的一端接電源正極，另一端分別與單片機(jī)Ul的第一模擬通道和水位傳感器相連，水位傳感器的另一端接地，電阻R2的一端接電源正極，另一端接觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的一個(gè)管腳，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的另一個(gè)管腳分別與單片機(jī)Ul的第二模擬通道和電阻R3相連，電阻R3的另一端接地；單片機(jī)Ul的信號(hào)輸出通道連接三級(jí)管Ql的基極，三級(jí)管Ql的集電極分別與電阻R4和晶體管Q2的柵極相連，電阻R4的另一端和晶體管Q2的源極均接電源正極，三級(jí)管Ql的漏極接線圈針腳總成的一端，線圈針腳總成的另一端分別與單片機(jī)Ul的第三模擬通道和電阻R5相連，三級(jí)管Ql的發(fā)射極和電阻R5的另一端接地。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型能夠自動(dòng)檢測(cè)燃油濾清器中水位情況，在水位超過(guò)限值后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水，對(duì)排水時(shí)間進(jìn)行智能控制，從而能夠避免因人工排水不及時(shí)而造成的車(chē)輛損害；避免長(zhǎng)時(shí)間排水造成燃油被誤排出，造成燃油浪費(fèi)；免去人工操作的麻煩，避免使用者在狹小空間進(jìn)行排水操作，提高了車(chē)輛的智能化。

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是控制器部分主要電路圖；圖4是控制器部分軟件流程圖。
圖中，水位傳感器1、浮球2、排水道3、控制器4、閥芯5、進(jìn)氣口 6、復(fù)位彈簧7、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8、電磁閥閥針9、電磁閥磁芯10、線圈11、銜鐵12、排水閥殼體13、電磁閥殼體14，彈簧力調(diào)整墊片15，球座16，浮球擋帽17，底蓋18，閥芯導(dǎo)向套19，印刷電路板20，電磁閥襯套21，螺釘22，線圈針腳總成23。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的目的和效果將變得更加明顯。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥包括閥體、電磁閥和控制器，閥體與電磁閥固定連接，控制器分別與閥體和電磁閥電連接。其中，閥體包括一排水閥殼體13，排水閥殼體13內(nèi)具有浮球腔體，浮球腔體正下方開(kāi)有一閥芯孔與浮球腔體相通，閥芯孔內(nèi)安裝閥芯導(dǎo)向套19。浮球腔體下方側(cè)壁上開(kāi)有與浮球腔體相通的進(jìn)氣口 6和排水口，排水口螺紋旋接排水道3，排水閥殼體13的頂部固定水位傳感器1，浮球擋帽17過(guò)盈配合卡在浮球腔體的頂部，排水閥殼體13在的側(cè)壁開(kāi)有進(jìn)水口，球座16過(guò)盈配合卡在該進(jìn)水口處，浮球2置于球座16上。閥芯5為T(mén)型結(jié)構(gòu)，其頂端外壁上硫化一層橡膠，利用橡膠與排水閥殼體13的端面配合進(jìn)行密封，下端穿過(guò)閥芯導(dǎo)向套19，復(fù)位彈簧7套在閥芯5下端，一端緊貼閥芯導(dǎo)向套19的下表面，另一端由彈簧力調(diào)整墊片15固定支承。閥芯5的下端加工有圓孔，圓孔內(nèi)加工內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋與彈簧力調(diào)整墊片15頂端凸起的外螺紋連接，彈簧力調(diào)整墊片15下端為球頭。在將彈簧力調(diào)整墊片15擰入閥芯5之前，將復(fù)位彈簧7先套在彈簧力調(diào)整墊片15的上端圓柱上，螺紋擰緊過(guò)程中，復(fù)位彈簧7被壓縮。閥芯5在閥芯導(dǎo)向套19中上下滑動(dòng)，閥芯5的中段配有密封圈，防止排水閥中的液體和顆粒沿著閥芯導(dǎo)向套19和閥芯5間的縫隙進(jìn)入排水閥的下端。電磁閥包括一電磁閥殼體14，電磁閥殼體14與排水閥殼體13固定連接，電磁閥殼體14內(nèi)嵌入電磁閥襯套21，電磁閥磁芯10焊接在電磁閥襯套21內(nèi)，電磁閥殼體14、電磁閥襯套21和電磁閥磁芯10的中心開(kāi)有通孔，電磁閥閥針9的一端與彈簧力調(diào)整墊片15下端的球頭配合連接另一端穿過(guò)該通孔與銜鐵12焊接。電磁閥磁芯10內(nèi)裝有線圈11，線圈11與線圈針腳總成23焊接，底蓋18將印刷電路板20固定電磁閥襯套21下端面上，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8的兩個(gè)管腳焊接在印刷電路板上20上，由印刷電路板20將觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8兩個(gè)管腳的信號(hào)輸出至控制器4中。底蓋18與電磁閥殼體14之間通過(guò)兩個(gè)螺釘22連接。電磁閥殼體14與排水閥殼體13之間通過(guò)螺栓連接，二者都是通過(guò)注塑方式制作。如圖3所示，控制器4主要由單片機(jī)Ul、三級(jí)管Ql、晶體管Q2和5個(gè)電阻組成，電阻Rl的一端接電源VDC正極，另一端分別與單片機(jī)Ul的第一模擬通道(ADI1管腳)和水位傳感器I相連，水位傳感器I的另一端接地，電阻R2的一端接電源VDC正極，另一端接觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8的一個(gè)管腳，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8的另一個(gè)管腳分別與單片機(jī)Ul的第二模擬通道(ADI2管腳)和電阻R3相連，電阻R3的另一端接地。單片機(jī)Ul的信號(hào)輸出通道(PWM管腳)連接三級(jí)管Ql的基極，三級(jí)管Ql的集電極分別與電阻R4和晶體管Q2的柵極相連，電阻R4的另一端和晶體管Q2的源極均接電源VDC正極，三級(jí)管Ql的漏極接線圈針腳總成23的一端，線圈針腳總成23的另一端分別與單片機(jī)Ul的第三模擬通道(ADI1管腳)和電阻R5相連，三級(jí)管Ql的發(fā)射極和電阻R5的另一端接地。單片機(jī)Ul的總線通信端口(CAN管腳)可通過(guò)CAN接口電路接發(fā)動(dòng)機(jī)總成控制器。如圖4所示，單片機(jī)Ul的工作過(guò)程如下:單片機(jī)Ul的第一模擬通道檢測(cè)積水杯水位信號(hào)，判定積水水位是否到達(dá)排水高度，若到達(dá)，與發(fā)動(dòng)機(jī)總成控制器進(jìn)行CAN接口通信，通知發(fā)動(dòng)機(jī)總成控制器需要排水。發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作后，單片機(jī)Ul的信號(hào)輸出通道按照初始占空比輸出方波信號(hào)，調(diào)節(jié)電磁閥的電激勵(lì)流值。1.5秒后，若電磁閥未開(kāi)啟，通知發(fā)動(dòng)機(jī)總成控制器，該排水閥發(fā)生故障，反之，電磁閥開(kāi)啟15秒后，單片機(jī)Ul停止PWM信號(hào)輸出，電磁閥關(guān)閉。此時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)，若判定電磁閥已經(jīng)關(guān)閉，通知發(fā)動(dòng)機(jī)總成控制器排水工作已經(jīng)結(jié)束。本實(shí)用新型具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥的工作過(guò)程如下:排水閥殼體13的外螺紋與濾清器下端的內(nèi)螺紋連接，隨著燃油濾清器的不斷工作，水不斷從燃油中被分離出來(lái)，濾清器中的積水水位不斷上升。由于浮球2的密度低于水，高于燃油，所以在水位提高的同時(shí)，浮球2也離開(kāi)球座16，懸浮起來(lái)。當(dāng)水位傳感器I與積水接觸后，便能檢測(cè)到水位狀況，當(dāng)水位達(dá)到排水閥應(yīng)排水水位一段時(shí)間后，控制器4與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)通信，告知ECU燃油濾清器需要進(jìn)行排水操作，排水閥控制器4也可直接向汽車(chē)儀表盤(pán)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。當(dāng)車(chē)輛具備 排水條件時(shí)(停車(chē))，控制器4向電磁閥線圈11施加激勵(lì)電流，電磁閥的磁芯10與銜鐵12之間產(chǎn)生電磁力，銜鐵12在電磁力的作用下帶動(dòng)電磁閥閥針9克服復(fù)位彈簧7的阻力而動(dòng)作，上升至電磁閥閥針9的止動(dòng)點(diǎn)，電磁閥閥針9的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)排水閥閥芯5向上開(kāi)啟，濾清器中的積水便從排水道3中完全流出排水閥外，浮球2又重新回落到球座16上，對(duì)燃油形成密封。進(jìn)氣孔6伸入到排水閥內(nèi)部，當(dāng)排水閥閥芯5開(kāi)啟的時(shí)候，外界空氣進(jìn)入到排水閥內(nèi)部，使排水閥內(nèi)部積水更加順暢的順著排水道3排出外部。電磁閥閥針9向上運(yùn)動(dòng)后，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8便與電磁閥閥針9脫離，控制器4便能檢測(cè)到電磁閥已經(jīng)工作，閥芯5已經(jīng)開(kāi)啟，閥芯5的開(kāi)啟時(shí)間可設(shè)定為15秒。排水結(jié)束后，控制器4停止驅(qū)動(dòng)電磁閥線圈11，銜鐵12與磁芯10之間的電磁力消失，電磁閥閥針9在復(fù)位彈簧7的壓力作用下回歸至底部初始位置，電磁閥閥針9帶動(dòng)排水閥閥芯5關(guān)閉。電磁閥閥針9在關(guān)閉位置時(shí)會(huì)觸動(dòng)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8，控制器4便能檢測(cè)到排水閥閥芯5已經(jīng)關(guān)閉。本實(shí)用新型中，單片機(jī)Ul可以采用美國(guó)飛思卡爾公司MC9S08DZ60型號(hào)的產(chǎn)品，但不限于此。采用的水位傳感器I屬電阻型，當(dāng)水位傳感器I沒(méi)有浸入在水中時(shí)，傳感器電阻在100KΩ左右，當(dāng)水位傳感器I浸入在水中時(shí)，傳感器的阻值大致為10ΚΩ 20ΚΩ，Κ1的一端接電源電壓(VDC)，另外一端與水位傳感器串聯(lián)，形成分壓電路，水位傳感器在沒(méi)有接觸到水和接觸到水的兩種狀態(tài)下，阻值會(huì)變化很大，單片機(jī)Ul的第一模擬通道檢測(cè)水位傳感器電壓值的A端的電壓值，進(jìn)而獲知水位是否達(dá)到排水條件。電磁閥的工作狀態(tài)是由觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8來(lái)檢測(cè)的，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8在聯(lián)通和斷開(kāi)情況下，圖3中B點(diǎn)的電壓值會(huì)有很大差別，單片機(jī)Ul的第二模擬通道通過(guò)采集B點(diǎn)的電壓值來(lái)檢測(cè)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8的狀態(tài)，進(jìn)而獲知排水閥的工作狀態(tài)。電磁閥線圈11的驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)晶體管的導(dǎo)通而得到，晶體管在單片機(jī)Ul的信號(hào)輸出通道輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行重復(fù)的開(kāi)啟和關(guān)閉，不同占空比的信號(hào)可以得到不同驅(qū)動(dòng)電流。R5是一個(gè)阻值為0.01歐姆的精密電阻，單片機(jī)Ul的第三模擬通道通過(guò)檢測(cè)R5 —端的電壓值可以獲知驅(qū)動(dòng)電流的大小。
·[0032]上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥，其特征在于，它包括閥體、電磁閥和控制器，閥體與電磁閥固定連接，控制器分別與閥體和電磁閥電連接；其中，所述閥體包括一排水閥殼體(13),排水閥殼體(13)內(nèi)具有浮球腔體,浮球腔體正下方開(kāi)有一閥芯孔與浮球腔體相通，閥芯孔內(nèi)安裝閥芯導(dǎo)向套(19);浮球腔體下方側(cè)壁上開(kāi)有與浮球腔體相通的進(jìn)氣口(6)和排水口，排水口螺紋旋接排水道(3)，排水閥殼體(13)的頂部固定水位傳感器(I )，浮球擋帽(17)過(guò)盈配合卡在浮球腔體的頂部，排水閥殼體(13)在的側(cè)壁開(kāi)有進(jìn)水口，球座(16)過(guò)盈配合卡在該進(jìn)水口處，浮球(2)置于球座(16)上；閥芯(5)為T(mén)型結(jié)構(gòu)，其下端穿過(guò)閥芯導(dǎo)向套(19)，復(fù)位彈簧(7)套在閥芯(5)下端，一端緊貼閥芯導(dǎo)向套(19)的下表面，另一端由彈簧力調(diào)整墊片(15)固定支承；閥芯(5)的下端加工有圓孔，圓孔內(nèi)加工內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋與彈簧力調(diào)整墊片(15)頂端凸起的外螺紋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥，其特征在于，所述電磁閥包括一電磁閥殼體(14),電磁閥殼體(14)與排水閥殼體(13)固定連接，電磁閥殼體(14 )內(nèi)嵌入電磁閥襯套(21 )，電磁閥磁芯(IO )焊接在電磁閥襯套(21)內(nèi)，電磁閥殼體(14)、電磁閥襯套(21)和電磁閥磁芯(10 )的中心均開(kāi)有通孔，電磁閥閥針(9 )的一端與彈簧力調(diào)整墊片(15)下端的球頭配合連接，另一端穿過(guò)該通孔與銜鐵(12)焊接；電磁閥磁芯(10)內(nèi)裝有線圈(11)，線圈(11)與線圈針腳總成(23)焊接，底蓋(18)將印刷電路板(20)固定在電磁閥襯套(21)下端面上，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(8)的兩個(gè)管腳焊接在印刷電路板上(20)上；底蓋(18)與電磁閥殼體(14)之間固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥，其特征在于，所述控制器(4)主要由單片機(jī)U1、三級(jí)管Q1、晶體管Q2和5個(gè)電阻組成，電阻Rl的一端接電源正極，另一端分別與單片機(jī)Ul的第一模擬通道和水位傳感器(I)相連，水位傳感器(I)的另一端接地，電阻R2的一端接電源正極，另一端接觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(8)的一個(gè)管腳，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(8)的另一個(gè)管腳分別與單片機(jī)Ul的第二模擬通道和電阻R3相連，電阻R3的另一端接地；單片機(jī)Ul的信號(hào)輸出通道連接三級(jí)管Ql的基極，三級(jí)管Ql的集電極分別與電阻R4和晶體管Q2的柵極相連 ，電阻R4的另一端和晶體管Q2的源極均接電源正極，三級(jí)管Ql的漏極接線圈針腳總成(23)的一端，線圈針腳總成(23)的另一端分別與單片機(jī)Ul的第三模擬通道和電阻R5相連，三級(jí)管Ql的發(fā)射極和電阻R5的另一端接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有工作狀態(tài)自檢測(cè)功能的燃油濾清器自動(dòng)排水閥，它它包括閥體、電磁閥和控制器，閥體與電磁閥固定連接，控制器分別與閥體和電磁閥電連接；本實(shí)用新型能夠自動(dòng)檢測(cè)燃油濾清器中水位情況，在水位超過(guò)限值后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水，對(duì)排水時(shí)間進(jìn)行智能控制，從而能夠避免因人工排水不及時(shí)而造成的車(chē)輛損害；避免長(zhǎng)時(shí)間排水造成燃油被誤排出，造成燃油浪費(fèi)；免去人工操作的麻煩，避免使用者在狹小空間進(jìn)行排水操作，提高了車(chē)輛的智能化。
文檔編號(hào)F16K31/06GK203115191SQ20132006039
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月2日
發(fā)明者于建鋒, 徐小松, 孔濤, 欒宇, 于德宏, 王景致 申請(qǐng)人:遼寧新風(fēng)企業(yè)集團(tuán)大連億特科技有限公司