CN105223100A - 一种汽车碳罐通气阻力检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车碳罐通气阻力检测装置，包括气源、流量控制单元Ⅰ、流量控制单元Ⅱ、真空泵、压力测量单元和中央控制单元；气源通过管路经流量控制单元Ⅰ和电磁通断阀向碳罐充气吸附，碳罐的脱附口经电磁通断阀与流量控制单元Ⅱ和真空泵连通，碳罐的通气口经电磁通断阀通大气，流量控制单元、压力测量单元以及各电磁通断阀分别与中央控制单元电路连接，并在中央控制单元的控制下检测出碳罐在吸附和脱附过程中各压力传感器的压力值。本检测装置可在中央控制单元控制下，实现通气阻力自动循环检测，检测效率和精度高；检测结果直观、准确、稳定且可导出数据供进一步分析，检测方法操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车部件的检测装置及检测方法，特别是一种汽车碳罐通气阻力检测装置及其检测方法。
背景技术
碳罐总成是汽车蒸发排放控制的主要零件，其作用是吸附来自油箱的汽油蒸汽并暂时储存起来，在特定的工况下，汽车的电控单元控制碳罐脱附电磁阀打开，进气歧管的负压导致外界的新鲜空气流经碳罐，将活性炭上吸附的汽油蒸汽脱附至发动机进行燃烧。
汽车碳罐的通气阻力（压降）是碳罐重要的特殊特性之一，根据国家蒸发排放行业标准HJ/T390-2007，通气阻力一般指吸附阻力，即油箱内部的蒸汽在挥发时，油箱内部压力增大，这时气压通过碳罐进行释放，由活性炭吸附气流中的碳氢化合物，而将多余的压力（空气）释放掉。如果碳罐通气阻力过大，气压不能有效地排出，会在油箱内部封闭一个较大的气压。而在汽车加油时，加油盖打开，油箱蒸汽通过加注口进行释放，造成一定的污染和浪费。
此外，油箱在汽车行驶过程中是一个密闭的状态，随着汽车行驶时汽油被油泵源源不断地输出，油箱需要通过碳罐来进行维持正常的气压，否则在油箱内会形成一个较大的负压，这样会导致油箱被吸扁，加油无力等故障，如果碳罐的通气阻力过大，油箱就无法通过碳罐维持正常的气压。
碳罐的通气阻力通常是由碳罐的吸附压力下降值、脱附压力下降值、脱附流量下燃油箱负压和油箱—发动机载荷下降值四项指标体现。
存在的问题是：目前尚未有专用的检测装置，大多采用人工测量的方式检测，操作麻烦、效率低，检测精度难以保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：根据中国环境保护行业标准（标准号：HJ/T390-2007）的要求，提供一种效率高、能确保检测精度的汽车碳罐通气阻力检测装置及其检测方法，以克服已有技术所存在的上述不足。
本发明采用的技术方案是：一种汽车碳罐通气阻力检测装置，包括气源、流量控制单元Ⅰ、流量控制单元Ⅱ、真空泵、第一电磁通断阀、第二电磁通断阀、第三电磁通断阀、第四电磁通断阀、用于承载待测碳罐的检测台、压力测量单元和中央控制单元；
所述压力测量单元包括压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力传感器Ⅲ；
所述气源通过管路与流量控制单元Ⅰ的输入端接通，流量控制单元Ⅰ的输出端经第一电磁通断阀和第二电磁通断阀与安装在检测台上的碳罐的吸附口连通，碳罐的脱附口经第三电磁通断阀与流量控制单元Ⅱ和真空泵连通，碳罐的通气口经第四电磁通断阀通大气，所述第一电磁通断阀的另一输入端通大气；
碳罐吸附口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅰ，碳罐脱附口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅱ，碳罐通气口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅲ；
所述流量控制单元Ⅰ、流量控制单元Ⅱ、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、压力传感器Ⅲ、第一电磁通断阀、第二电磁通断阀、第三电磁通断阀和第四电磁通断阀分别与中央控制单元电路连接；
所述压力传感器Ⅰ用于测量碳罐的吸附口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元传递；所述压力传感器Ⅱ用于测量碳罐的脱附口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元传递；所述压力传感器Ⅲ用于测量碳罐的通气口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元传递；
所述流量控制单元Ⅰ用于监测气源的流量和速度，并将获取的数据向中央控制单元传递，在中央控制单元的控制下控制气源的流量和速度；所述流量控制单元Ⅱ用于监测真空泵所产生的负压的流量，并将获取的数据向中央控制单元传递，在中央控制单元的控制下控制真空泵的负压的流量；
所述第一电磁通断阀、第二电磁通断阀、第三电磁通断阀、第四电磁通断阀分别在中央控制单元的控制下切断或开通所在管路；
所述气源为压缩空气源。
其进一步的技术方案是：所述流量控制单元Ⅰ和流量控制单元Ⅱ结构相同，包括电控流量阀和流量传感器。
更进一步：所述流量控制单元Ⅰ前端的管路上连接有过滤器和压力调节阀；所述真空泵前端的管路上连接有用于缓冲气流和减少冲击的缓冲装置。
所述流量传感器为小流量涡轮传感器，公称通径为Φ15mm，精度为3%FS，量程为3000L/H；所述压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ和压力传感器Ⅲ为应变式精密压力传感器，精度0.5级，量程1000mbar。
其另一技术方案是：一种汽车碳罐通气阻力的检测方法，所述检测方法是利用上述的一种汽车碳罐通气阻力检测装置来检测汽车碳罐通气阻力的方法，包括下述步骤：
A．设定符合检测要求的气源流量和速度值以真空负压的流量值，存入中央控制单元
B．在检测台上安装待检测的碳罐，并按要求将其吸附口、脱附口和通气口与检测装置的管路连接；
C．进行吸附压力下降检测：
a．关闭第三电磁通断阀，打开检测装置的气源，通过调节压力调节阀，得到稳定压力的试验气源；
b．接通第一电磁通断阀和第二电磁通断阀，第四电磁通断阀通气口接通大气，气源经流量控制单元Ⅰ，第一电磁通断阀和第二电磁通断阀进入碳罐，中央控制单元读出压力传感器Ⅰ的值、即碳罐吸附口处的压力值，读出压力传感器Ⅲ的值、即碳罐通气口处的压力值；
c．中央控制单元将吸附口与通气口处的压力值相减得到吸附压力下降值，将不同流量的吸附压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到吸附压力下降曲线图，将数据记录保存；
D．进行脱附压力下降检测及脱附流量下燃油箱负压检测：
a．关闭第二电磁通断阀，打开第三电磁通断阀和真空泵，在流量控制单元Ⅱ的控制下提供设定的负压和流量，第四电磁通断阀通气口接通大气，真空泵产生的负压将大气中空气经第四电磁通断阀和碳罐的通气口进入碳罐，从碳罐的脱附口经第三电磁通断阀和流量控制单元Ⅱ吸出；
b．中央控制单元读出压力传感器Ⅱ的值、即碳罐脱附口处的压力值，读出压力传感器Ⅲ的值、即碳罐通气口处的压力值，读出压力传感器Ⅰ的值、即为脱附流量下燃油箱的负压；
c．中央控制单元将脱附口与通气口处的压力值相减得到脱附压力下降值，将不同流量的脱附压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到脱附压力下降曲线图，将数据记录保存；
d．中央控制单元将不同流量的负压值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到脱附流量下燃油箱的负压曲线图，将数据记录保存；
E．进行油箱—发动机载荷下降检测：
a．第一电磁通断阀接通大气，打开第二电磁通断阀使吸附口接通大气，关闭第四电磁通断阀，打开第三电磁通断阀和真空泵，在流量控制单元Ⅱ的控制下提供设定的负压和流量，真空泵产生的负压将大气中空气经第二电磁通断阀和碳罐的吸附口进入碳罐，从碳罐的脱附口经第三电磁通断阀和流量控制单元Ⅱ吸出；
b．中央控制单元读出压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ的值，即为吸附口与脱附口处的压力值，将两个压力值相减得到油箱—发动机载荷压力下降值，将不同流量的压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到油箱—发动机载荷压力下降曲线图，将数据记录保存。
由于采用上述技术方案，本发明之一种汽车碳罐通气阻力检测装置及其检测方法具有以下有益效果：
1．本发明之一种汽车碳罐通气阻力检测装置包括流量控制单元、压力测量单元和中央控制单元，可在中央控制单元控制下，实现通气阻力四项指标全自动循环检测，只要将需要检测的碳罐与设备连接好后，开启设备，即可在标准时间之后得到相关检测结果，并可记录、保存结果，绘制相关曲线，检测精度高；
2．本发明之一种汽车碳罐通气阻力检测装置设置有流量控制单元和压力测量单元，可严格按照国家蒸发排放标准而设定（模拟整车实际情况）检测压力气源的流量，确保检测结果的准确和稳定；
3．由于设有缓冲装置，可缓冲气流，减少气流对真空泵的冲击；
4．本发明之一种汽车碳罐通气阻力检测装置之检测方法操作简便，检测效率高，检测结果直观且可以导出数据供进一步分析。
下面，结合附图对本发明之一种汽车碳罐通气阻力检测装置及其检测方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明之一种汽车碳罐通气阻力检测装置管路、电路连接示意图；
图2为本发明之一种汽车碳罐通气阻力检测装置控制原理框图；
图中
01―中央控制单元，1―气源，2―压力调节阀，3―流量控制单元Ⅰ，31―电控流量阀，32―流量传感器，4―流量控制单元Ⅱ，41―电控流量阀，42―流量传感器，5―过滤器，6―第一电磁通断阀，7―压力传感器Ⅰ，8―第二电磁通断阀，9―第三电磁通断阀，10―压力传感器Ⅱ，11―第四电磁通断阀，12―压力传感器Ⅲ，13―真空泵，14―检测台，15―缓冲装置。
具体实施方式
实施例一
一种汽车碳罐通气阻力检测装置，包括气源1、流量控制单元Ⅰ3、流量控制单元Ⅱ4、真空泵13、第一电磁通断阀6、第二电磁通断阀8、第三电磁通断阀9、第四电磁通断阀11、压力测量单元、用于承载待测碳罐的检测台14和中央控制单元01；
所述压力测量单元包括压力传感器Ⅰ7、压力传感器Ⅱ10、压力传感器Ⅲ12；
所述气源1通过管路与流量控制单元Ⅰ3的输入端接通，流量控制单元Ⅰ3的输出端经第一电磁通断阀6和第二电磁通断阀8与安装在检测台上的碳罐的吸附口连通，碳罐的脱附口经第三电磁通断阀9与流量控制单元Ⅱ4和真空泵13连通，碳罐的通气口经第四电磁通断阀11通大气，所述第一电磁通断阀6的另一输入端通大气；
碳罐吸附口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅰ7，碳罐脱附口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅱ10，碳罐通气口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅲ12；
所述流量控制单元Ⅰ3、流量控制单元Ⅱ4、压力传感器Ⅰ7、压力传感器Ⅱ10、压力传感器Ⅲ12、第一电磁通断阀6、第二电磁通断阀8、第三电磁通断阀9和第四电磁通断阀11分别与中央控制单元01电路连接；
所述压力传感器Ⅰ7用于测量碳罐的吸附口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元01传递；所述压力传感器Ⅱ10用于测量碳罐的脱附口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元01传递；所述压力传感器Ⅲ12用于测量碳罐的通气口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元01传递；
所述流量控制单元Ⅰ3用于在中央控制单元的控制下监测和控制气源的流量和速度，并将获取的数据向中央控制单元01传递；所述流量控制单元Ⅱ4用于在中央控制单元01的控制下监测和控制真空泵13所产生的负压的流量，并将获取的数据向中央控制单元01传递；
所述第一电磁通断阀6、第二电磁通断阀8、第三电磁通断阀9、第四电磁通断阀11分别在中央控制单元01的控制下切断或开通所在管路；
所述流量控制单元Ⅰ3和流量控制单元Ⅱ4结构相同，包括电控流量阀和流量传感器，所述流量传感器采用小流量涡轮传感器，公称通径Ф15mm，精度3%FS，量程3000L/H；压力传感器采用应变式精密压力传感器，精度0.5级，量程1000mbar。
所述流量控制单元Ⅰ3前端的管路上连接有过滤器5和压力调节阀2；所述真空泵13前端的管路上连接有用于缓冲气流和减少冲击的缓冲装置。
实施例二
一种汽车碳罐通气阻力的检测方法，所述检测方法是利用实施例一之汽车碳罐通气阻力检测装置对碳罐通气阻力进行检测的方法，包括下述步骤：
A．设定符合检测要求的气源流量和速度值以真空负压的流量值，存入中央控制单元01；
B．在检测台14上安装待检测的碳罐，并按要求将其吸附口、脱附口和通气口与检测装置的管路连接；
C．进行吸附压力下降检测：
a．关闭第三电磁通断阀9，打开检测装置的气源1，通过调节压力调节阀2，得到稳定压力的试验气源；
b．接通第一电磁通断阀6和第二电磁通断阀8，第四电磁通断阀11通气口接通大气，气源经流量控制单元Ⅰ3，第一电磁通断阀6和第二电磁通断阀8进入碳罐，中央控制单元01读出压力传感器Ⅰ7的值、即碳罐吸附口处的压力值，读出压力传感器Ⅲ12的值、即碳罐通气口处的压力值；
c．中央控制单元01将吸附口与通气口处的压力值相减得到吸附压力下降值，将不同流量的吸附压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到吸附压力下降曲线图，将数据记录保存；
D．进行脱附压力下降检测及脱附流量下燃油箱负压检测：
a．关闭第二电磁通断阀8，打开第三电磁通断阀9和真空泵13，在流量控制单元Ⅱ4的控制下提供设定的负压和流量，第四电磁通断阀11通气口接通大气，真空泵产生的负压将大气中空气经第四电磁通断阀11和碳罐的通气口进入碳罐，从碳罐的脱附口经第三电磁通断阀9和流量控制单元Ⅱ4吸出；
b．中央控制单元01读出压力传感器Ⅱ10的值、即碳罐脱附口处的压力值，读出压力传感器Ⅲ12的值、即碳罐通气口处的压力值，读出压力传感器Ⅰ7的值、即为脱附流量下燃油箱的负压；
c．中央控制单元01将脱附口与通气口处的压力值相减得到脱附压力下降值，将不同流量的脱附压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到脱附压力下降曲线图，将数据记录保存；
d．中央控制单元01将不同流量的负压值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到脱附流量下燃油箱的负压曲线图，将数据记录保存；
E．进行油箱—发动机载荷下降检测：
a．第一电磁通断阀6接通大气，打开第二电磁通断阀8使吸附口接通大气，关闭第四电磁通断阀11，打开第三电磁通断阀9和真空泵13，在流量控制单元Ⅱ4的控制下提供设定的负压和流量，真空泵产生的负压将大气中空气经第二电磁通断阀8和碳罐的吸附口进入碳罐，从碳罐的脱附口经第三电磁通断阀9和流量控制单元Ⅱ4吸出；
b．中央控制单元01读出压力传感器Ⅰ7和压力传感器Ⅱ10的值，即为吸附口与脱附口处的压力值，将两个压力值相减得到油箱—发动机载荷压力下降值，将不同流量的压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到油箱—发动机载荷压力下降曲线图，将数据记录保存。
Claims (5)
1.一种汽车碳罐通气阻力检测装置，其特征在于：包括气源（1）、流量控制单元Ⅰ（3）、流量控制单元Ⅱ（4）、真空泵（13）、第一电磁通断阀（6）、第二电磁通断阀（8）、第三电磁通断阀（9）、第四电磁通断阀（11）、用于承载待测碳罐的检测台（14）、压力测量单元和中央控制单元（01）；
所述压力测量单元包括压力传感器Ⅰ（7）、压力传感器Ⅱ（10）和压力传感器Ⅲ（12）；
所述气源（1）通过管路与流量控制单元Ⅰ（3）的输入端接通，流量控制单元Ⅰ（3）的输出端经第一电磁通断阀（6）和第二电磁通断阀（8）与安装在检测台的碳罐的吸附口连通，碳罐的脱附口经第三电磁通断阀（9）与流量控制单元Ⅱ（4）和真空泵（13）连通，碳罐的通气口经第四电磁通断阀（11）通大气，所述第一电磁通断阀（6）的另一输入端通大气；
碳罐吸附口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅰ（7），碳罐脱附口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅱ（10），碳罐通气口的管道上连接压力测量单元之压力传感器Ⅲ（12）；
所述流量控制单元Ⅰ（3）、流量控制单元Ⅱ（4）、压力传感器Ⅰ（7）、压力传感器Ⅱ（10）、压力传感器Ⅲ（12）、第一电磁通断阀（6）、第二电磁通断阀（8）、第三电磁通断阀（9）和第四电磁通断阀（11）分别与中央控制单元（01）电路连接；
所述压力传感器Ⅰ（7）用于测量碳罐吸附口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元（01）传递；所述压力传感器Ⅱ（10）用于测量碳罐脱附口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元（01）传递；所述压力传感器Ⅲ（12）用于测量碳罐通气口处的压力值并将获取的数据向中央控制单元（01）传递；
所述流量控制单元Ⅰ（3）用于在中央控制单元的控制下监测和控制气源的流量和速度，并将获取的数据向中央控制单元（01）传递；所述流量控制单元Ⅱ（4）用于在中央控制单元（01）的控制下监测和控制真空泵（13）所产生的负压的流量，并将获取的数据向中央控制单元（01）传递；
所述第一电磁通断阀（6）、第二电磁通断阀（8）、第三电磁通断阀（9）、第四电磁通断阀（11）分别在中央控制单元（01）的控制下切断或开通所在管路；
所述气源为压缩空气源。
2.根据权利要求1所述的一种汽车碳罐通气阻力检测装置，其特征在于：所述流量控制单元Ⅰ（3）和流量控制单元Ⅱ（4）结构相同，包括电控流量阀和流量传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车碳罐通气阻力检测装置，其特征在于：所述流量控制单元Ⅰ（3）前端的管路上连接有过滤器（5）和压力调节阀（2）；所述真空泵（13）前端的管路上连接有用于缓冲气流和减少冲击的缓冲装置（15）。
4.根据权利要求3所述的一种汽车碳罐通气阻力检测装置，其特征在于：所述流量传感器为小流量涡轮传感器，公称通径为Φ15mm，精度为3%FS，量程为3000L/H；所述压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ和压力传感器Ⅲ为应变式精密压力传感器，精度0.5级，量程1000mbar。
5.一种汽车碳罐通气阻力的检测方法，其特征在于：所述检测方法是利用权利要求4所述的一种汽车碳罐通气阻力检测装置来检测汽车碳罐通气阻力的方法，包括下述步骤：
A．设定符合检测要求的气源流量和速度值以真空负压的流量值，存入中央控制单元（01）；
B．在检测台（14）上安装待检测的碳罐，并按要求将其吸附口、脱附口和通气口与检测装置的管路连接；
C．进行吸附压力下降检测：
a．关闭第三电磁通断阀（9），打开检测装置的气源（1），通过调节压力调节阀（2），得到稳定压力的试验气源；
b．接通第一电磁通断阀（6）和第二电磁通断阀（8），第四电磁通断阀（11）通气口接通大气，气源经流量控制单元Ⅰ（3），第一电磁通断阀（6）和第二电磁通断阀（8）进入碳罐，中央控制单元（01）读出压力传感器Ⅰ（7）的值、即碳罐吸附口处的压力值，读出压力传感器Ⅲ（12）的值、即碳罐通气口处的压力值；
c．中央控制单元（01）将吸附口与通气口处的压力值相减得到吸附压力下降值，将不同流量的吸附压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到吸附压力下降曲线图，将数据记录保存；
D．进行脱附压力下降检测及脱附流量下燃油箱负压检测：
a．关闭第二电磁通断阀（8），打开第三电磁通断阀（9）和真空泵（13），在流量控制单元Ⅱ（4）的控制下提供设定的负压和流量，第四电磁通断阀（11）通气口接通大气，真空泵产生的负压将大气中空气经第四电磁通断阀（11）和碳罐的通气口进入碳罐，从碳罐的脱附口经第三电磁通断阀（9）和流量控制单元Ⅱ（4）吸出；
b．中央控制单元（01）读出压力传感器Ⅱ（10）的值、即碳罐脱附口处的压力值，读出压力传感器Ⅲ（12）的值、即碳罐通气口处的压力值，读出压力传感器Ⅰ（7）的值、即为脱附流量下燃油箱的负压；
c．中央控制单元（01）将脱附口与通气口处的压力值相减得到脱附压力下降值，将不同流量的脱附压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到脱附压力下降曲线图，将数据记录保存；
d．中央控制单元（01）将不同流量的负压值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到脱附流量下燃油箱的负压曲线图，将数据记录保存；
E．进行油箱—发动机载荷下降检测：
a．第一电磁通断阀（6）接通大气，打开第二电磁通断阀（8）使吸附口接通大气，关闭第四电磁通断阀（11），打开第三电磁通断阀（9）和真空泵（13），在流量控制单元Ⅱ（4）的控制下提供设定的负压和流量，真空泵产生的负压将大气中空气经第二电磁通断阀（8）和碳罐的吸附口进入碳罐，从碳罐的脱附口经第三电磁通断阀（9）和流量控制单元Ⅱ（4）吸出；
b．中央控制单元（01）读出压力传感器Ⅰ（7）和压力传感器Ⅱ（10）的值，即为吸附口与脱附口处的压力值，将两个压力值相减得到油箱—发动机载荷压力下降值，将不同流量的压力下降值在图上描出对应的点连成曲线，即可得到油箱—发动机载荷压力下降曲线图，将数据记录保存。
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