CN105114218A - 节能环保型燃油系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能环保型燃油系统，其特征在于，所述燃油系统包括ECU、发动机、电池、碳泵、锁盖以及油箱总成，所述ECU通过线路连接电池、发动机以及碳泵，所述碳泵通过管路连接油箱总成，所述锁盖通过管路连接油箱总成，所述燃油系统还包括半导体制冷/加热器，所述半导体制冷/加热器通过线路设置在电池和碳泵之间。该就技术方案通过碳罐对碳氢吸附后，将清洁气体排入大气，这样，保护了环境不受碳氢污染；而在汽车行驶过程中，发动机产生的支气管负压，会将碳罐存储的碳氢脱附到发动机燃烧产生动力，节约了能源，降低了成本。

Description

节能环保型燃油系统及控制方法

技术领域

本发明涉及节能环保型燃油系统，具体来说涉及一种节能环保型燃油系统及控制方法，属于燃油箱制造技术领域。

背景技术

在汽车加油过程中，油箱内的碳氢蒸汽进入碳罐，碳氢分子被吸附后，从碳罐下端口排出清洁空气，此时碳罐脱附控制阀为关闭状态，碳氢蒸汽无法进入发动机，避免造成后续发动机燃烧紊乱。在汽车行驶时，ECU即ElectronicControlUnit，电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等会自动发出信号给碳罐脱附控制阀，使其打开，发动机产生的支气管负压将碳罐的碳氢分子脱附到发动机燃烧。碳罐吸附碳氢分子的主要物质是碳罐内部的碳粉，其特性是在碳罐低温时吸附效果较好，但是会受到两个因数影响，其一，外界环境温度将直接影响碳罐温度，其二，在碳罐吸附碳氢分子的同时，由于碳粉对碳氢蒸汽吸附时产生热量，因而碳罐的温度会逐渐升高，吸附性能随即慢慢降低。总之，碳罐温度越低时，碳罐对碳氢分子的吸附性能越好。但是在发动机对碳罐的脱附过程中，则碳罐温度越高越好，这样就增加了碳氢分子的活性，碳氢分子更容易被脱附到发动机燃烧，然而，其一，外界环境温度将直接影响碳罐温度，其二，随着脱附的进行，碳氢分子会带走热量，碳罐的温度会下降，反而影响了碳罐的脱附性能。总之，碳罐温度越高时，碳罐对碳氢分子的脱附性能越好。加油过程中，产生的较多碳氢蒸汽，且碳罐吸收碳氢分子时产生的热量会降低碳罐的继续吸附性能，所以需要较大体积或较优碳粉的碳罐吸附，以抑制碳氢分子从碳罐泄漏到大气，造成环境污染。汽车行驶过程中，由于碳罐体积较大，且发动机脱附时，碳氢分子带走热量会降低碳罐的继续脱附性能，所以，发动机不能完全将碳罐内的碳氢脱附，这样，长期以来，碳罐内残留的碳氢分子就慢慢在碳罐内游弋并向外界溢出排放，造成环境污染。另外，溢出的碳氢分子不能被发动机燃烧产生动力，造成了能源的浪费。另一方面，目前汽车为了减小尾气排气管的排放，降低了发动机对碳罐脱附的空气流量，因为从碳罐脱附到发动机里的碳氢分子，会造成发动机内的空气和碳氢混合比失调，燃烧紊乱，增加了发动机的尾气排放。这种情况下，造成了发动机对碳罐更加不完全的脱附，不仅造成了能源的浪费而且对环境造成很大的污染，不符合环保部门的相关要求，因此迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种节能环保型燃油系统及控制方法，该技术方案在加油过程中，通过对碳罐的冷却作用，增加了碳罐的碳氢分子吸附性能，从碳罐下端口排出清洁空气，保护了环境不受碳氢污染。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，节能环保型燃油系统，其特征在于，所述燃油系统包括ECU、发动机、电池、碳泵、锁盖以及油箱总成，所述ECU通过线路连接电池、发动机以及碳泵，所述碳泵通过管路连接油箱总成，所述锁盖通过管路连接油箱总成。

作为本发明的一种改进，所述燃油系统还包括半导体制冷/加热器，所述半导体制冷/加热器通过线路设置在电池和碳泵之间。

作为本发明的一种改进，所述燃油系统还包括电流换向器，所述电流换向器设置在ECU和电池之间的线路上。

作为本发明的一种改进，所述燃油系统还包括碳罐脱附控制阀，所述碳罐脱附控制阀设置在ECU与发动机和碳罐之间的线路上。

作为本发明的一种改进，所述燃油系统还包括加油信号触发器，所述加油信号触发器通过线路连接ECU。

作为本发明的一种改进，所述半导体制冷/加热器由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型半导体材料，其中半导体材料为碲化铋。

作为本发明的一种改进，所述半导体制冷/加热器的温度范围为-40~80度，其体积为300mm*300mm*300mm。半导体制冷/加热器的最高温度能达到+80度，最低温度能达到-40度，完全满足碳罐的脱附和吸附性能；其体积在300mm*300mm*300mm,使其覆盖碳罐面积，达到较好的致冷/加热效果。

节能环保型燃油系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：1）加油信号触发器发出信号给ECU；2）ECU发出信号给电池；3）电池给半导体致冷/加热器供电；4）半导体致冷/加热器工作端吸热，达到制冷效果。

相对于现有技术，本发明的优点如下：1）本发明整体结构设计巧妙，结构紧凑，实用性强，碳罐体积小，成本降低；2）该技术方案中设置半导体制冷/加热器，既可以制冷又可以加热，工作运转是用直流电流，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷器上实现制冷或者加热，在加油过程中，通过对碳罐的冷却作用，增加了碳罐的碳氢分子吸附性能；这样较小碳罐体积或较差碳粉的碳罐也能达到预期的碳罐吸附性能；汽车行驶过程中，在发动机脱附过程中，通过对碳罐的加热作用，增加的碳罐的碳氢分子被脱附性能，这样碳罐里的碳氢分子就能被轻易脱附干净，避免了碳罐残留内的碳氢分子慢慢在碳罐内游弋并向外界溢出排放，避免造成环境污染。另外，碳罐的碳氢分子就能发动机完全燃烧产生动力，节约了能源；3）该技术方案中半导体致冷/加热器体积小、重量轻，不需要任何致冷剂，且寿命长，完全满足汽车零部件使用工况；4）该技术方案保护了环境，节约了能源，经过初步计算分析，以一辆车燃油系统一天蒸发排放减少50mg计算，一年节约18g；以一辆车燃油系统一次加油排放减少3g计算，每月加油两次，一年节约72g；节约的燃油即较少环境污染的数值；这种看似微乎其微的环保贡献，在越来越苛刻的世界环保要求下，显得格外的有价值，并且加上庞大的汽车数量，从长远的环保计划来看，该技术方案意义重大。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图中：1、ECU，2、电流换向器，3、发动机，4、碳罐脱附控制阀，5、加油信号触发器，6、电池，7、半导体制冷/加热器，8、碳罐，9、油箱总成，10、锁盖。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述和介绍。

实施例1：参见图1，节能环保型燃油系统，所述燃油系统包括ECU1、发动机3、电池6、碳泵8、锁盖10以及油箱总成9，所述ECU1通过线路连接电池6、发动机3以及碳泵8，所述碳泵8通过管路连接油箱总成9，所述锁盖10通过管路连接油箱总成，所述燃油系统还包括半导体制冷/加热器7，所述半导体制冷/加热器7通过线路设置在电池6和碳泵8之间。所述燃油系统还包括加油信号触发器5，所述加油信号触发器5通过线路连接ECU1，所述燃油系统还包括电流换向器2，所述电流换向器2设置在ECU1和电池6之间的线路上；所述燃油系统还包括碳罐脱附控制阀4，所述碳罐脱附控制阀4设置在ECU1与发动机3和碳罐8之间的线路上。该技术方案中由于增设了半导体制冷/加热器7、碳罐脱附控制阀4、加油信号触发器5等，在加油过程中，通过对碳罐的冷却作用，增加了碳罐的碳氢分子吸附性能；这样较小碳罐体积或较差碳粉的碳罐也能达到预期的碳罐吸附性能；汽车行驶过程中，在发动机脱附过程中，通过对碳罐的加热作用，增加的碳罐的碳氢分子被脱附性能，这样碳罐里的碳氢分子就能被轻易脱附干净，避免了碳罐残留内的碳氢分子慢慢在碳罐内游弋并向外界溢出排放，避免造成环境污染；另外，碳罐的碳氢分子就能发动机完全燃烧产生动力，节约了能源。

实施例2：参见图1，作为本发明的一种改进，所述半导体制冷/加热器7由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型半导体材料，其中半导体材料为碲化铋。所述半导体致冷/加热器既可以致冷又可以加热，工作运转是用直流电流，汽车电池就是产生直流电，通过改变直流电流的极性来决定在同一致冷器上实现致冷或加热；一个单片的致冷器，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料，这个半导体元件在电路上是用串联形式由多个单片制冷器连结组成。当电流由N级通过P级时，其工作端吸热，达到制冷效果；当电流由P级通过N级时，其工作端放热，达到加热效果。

实施例3：参见图1，作为本发明的一种改进，所述半导体制冷/加热器7的温度范围为-40~80度，其体积为300mm*300mm*300mm。半导体制冷/加热器的最高温度能达到+80度，最低温度能达到-40度，完全满足碳罐的脱附和吸附性能；其体积在300mm*300mm*300mm,使其覆盖碳罐面积，达到较好的致冷/加热效果。半导体致冷器热惯性非常小，致冷致热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，致冷器就能达到最大温差，可以达到40度左右。另外半导体致冷/加热器体积小、重量轻，不需要任何致冷剂，且寿命长，完全满足汽车零部件使用工况。

工作原理：

参见图1，加油时，加油前，驾驶者开汽车油箱盖时，触发加油信号触发器5，加油信号触发器5给予ECU1信号，促使汽车电池6对半导体致冷/加热器7供应直流电，此时流量由半导体致冷/加热器7的N级通过P级时，其工作端吸热，达到制冷效果；碳罐温度下降，在加油过程中，碳罐提高了对加油产生的碳氢蒸汽吸附效果。汽车行驶时，一方面，ECU1给碳罐8脱附控制阀信号，使发动机3对碳罐8脱附；另一方面，加油结束后，汽车重新启动的信号传递给ECU1,ECU1发出信号给电流转换器2，电流转向器2转换汽车电池6的电流方向，此时电流由半导体致冷/加热器7的P级通过N级时，其工作端放热，达到加热效果，碳罐8温度上升后，碳罐8提高了内部碳氢分子被发动脱附的性能；在汽车行驶一定时间内，一般8小时左右，此时碳罐8已经基本被脱附干净，ECU1将通过电流转向器2切断电池向由半导体致冷/加热器7供电，这样，一方面，减少了电池的电能消耗，另一方面，可以使碳罐8自然冷却，避免下次加油时碳罐过热，而影响其碳氢吸附效果。该技术方案通过对碳罐在不同时间阶段的加热和制冷作用，通过调节油箱内部温度，来平衡油箱内部压力，实现碳罐对碳氢分子的高吸附性能和高脱附性能，保护了环境，节约了能源，降低了成本。

本发明还可以将实施例2、3所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (8)

1.节能环保型燃油系统，其特征在于，所述燃油系统包括ECU、发动机、电池、碳泵、锁盖以及油箱总成，所述ECU通过线路连接电池、发动机以及碳泵，所述碳泵通过管路连接油箱总成，所述锁盖通过管路连接油箱总成。

2.根据权利要求1所述的节能环保型燃油系统，其特征在于，所述燃油系统还包括半导体制冷/加热器，所述半导体制冷/加热器通过线路设置在电池和碳泵之间。

3.根据权利要求1或2所述的节能环保型燃油系统，其特征在于，所述燃油系统还包括电流换向器，所述电流换向器设置在ECU和电池之间的线路上。

4.根据权利要求3所述的节能环保型燃油系统，其特征在于，所述燃油系统还包括碳罐脱附控制阀，所述碳罐脱附控制阀设置在ECU与发动机和碳罐之间的线路上。

5.根据权利要求4所述的节能环保型燃油系统，其特征在于，所述燃油系统还包括加油信号触发器，所述加油信号触发器通过线路连接ECU。

6.根据权利要求5所述的节能环保型燃油系统，其特征在于，所述半导体制冷/加热器由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型半导体材料，其中半导体材料为碲化铋。

7.根据权利要求5或6所述的节能环保型燃油系统，其特征在于，所述半导体制冷/加热器的温度范围为-40~80度，其体积为300mm*300mm*300mm。

8.节能环保型燃油系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：1）加油信号触发器发出信号给ECU；2）ECU发出信号给电池；3）电池给半导体致冷/加热器供电；4）半导体致冷/加热器工作端吸热，达到制冷效果。