CN106948974B - 一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开汽车领域中一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置,碳罐的中心处是一根能转动的碳棒,装载有油液的油箱中设有叶轮,叶轮轴两端通过轴承连接油箱侧壁,叶轮轴的两端分别固定连接一个偏心轴,偏心轴中心线与叶轮轴中心线相平行且偏心轴的中心距离叶轮轴的中心具有一径向偏心距离;偏心轴外部套有固定连接于油箱侧壁的由压电材料制成的压电材料轴筒,偏心轴转动时,偏心轴外侧表面能向压电材料轴筒的内侧壁面提供径向压力;压电材料轴筒通过导线连接整流电路,整流电路依次经滤波电路、稳压电路连接蓄电装置,蓄电装置经电磁开关连接碳棒,本发明能降低油料产生的晃动幅度,对晃动的能量进行回收并应用于碳罐的脱附。
Description
技术领域
本发明属于汽车领域,具体是能回收车载油箱中油料的晃动能量及其应用技术,利用回收油液的晃动能量以提高碳罐脱附能力的装置结构设计。
背景技术
在汽车运行工况下,汽车油箱中的油料挥发量会增大,使吸附油气的碳罐极易饱和,多余的油气会发放到大气中,对外部环境造成污染,所以对碳罐及时解吸至关重要。中国专利号为CN201210428430的文献中公开了一种油气回收用吸附剂脱附油气或挥发性气体的方法,采用真空机组对吸附剂罐进行真空脱附,从而实现吸附剂的脱附过程。但是这种方式需要提供车载油箱以外的设备,导致脱附系统复杂,同时需要消耗额外能源并附带噪声的产生,这样既增加了脱附的成本,又降低了汽车的乘坐舒适性。
发明内容
为解决现有碳罐脱附技术存在的问题,本发明提出一种利用回收油液晃动能量以提高碳罐脱附能力的装置,把回收的油液晃动能量用于碳罐脱附,使碳罐及时解吸,减少油气对外部环境的挥发量。
本发明一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置采用的技术方案是:碳罐内部存放有活性炭,碳罐的中心处是一根能转动的碳棒,装载有油液的油箱中设有叶轮,叶轮的中心是叶轮轴,叶轮轴两端通过轴承连接油箱侧壁,叶轮轴的两端分别固定连接一个偏心轴,偏心轴中心线与叶轮轴中心线相平行且偏心轴的中心距离叶轮轴的中心具有一径向偏心距离;偏心轴外部套有固定连接于油箱侧壁的由压电材料制成的压电材料轴筒,偏心轴转动时,偏心轴外侧表面能向压电材料轴筒的内侧壁面提供径向压力;压电材料轴筒通过导线连接整流电路,整流电路依次经滤波电路、稳压电路连接蓄电装置,蓄电装置经电磁开关连接所述碳棒,所述电磁开关连接控制单元的输出端。
进一步地,所述叶轮和叶轮轴有两个,位于油箱内部的同一高度处,且相对于油箱的中心对称布置,每个叶轮轴的两端都分别固定连接一个偏心轴,每个偏心轴外都套有一个压电材料轴筒,每个压电材料轴筒都通过导线连接一个整流电路,所有的整流电路经各自的导线连接所述滤波电路。
进一步地,所述碳罐有两个,每个碳罐中的碳棒都经一个电磁开关连接蓄电装置;控制单元打开其中一个电磁开关时关闭另外一个电磁开关。
本发明采用上述技术方案后的有益效果是:
1.本发明可以降低油箱中的油料随着汽车各种工况而产生的晃动幅度,减少晃动能量对油箱壁面的冲击应力,提高油箱使用的寿命;
2.降低油料在油箱内晃动的噪声,提高汽车乘坐的舒适性;
3.减少油料晃动时与油箱内空气接触的面积,从而从本质上减少油料的挥发量;
4.对晃动的能量进行回收并应用于碳罐的脱附,使碳罐不容易饱和,同时加大碳罐中活性炭的解吸量,提高解吸效率;
5.利用2个碳罐交换使用,解决了碳罐极易饱和的问题,降低了油气排放到大气中的挥发量,减少对大气的污染。
附图说明
图1是本发明一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置的结构示意图;
图2是图1中偏心轴和的压电材料轴筒的横向截面放大图;
图中:1.轴承;2.油箱;3.叶轮;4.叶轮轴;5.发电装置罩;6.压电材料轴筒;7.偏心轴;8.连接件;9.安装孔;10.整流电路;11.滤波电路;12.稳压电路;13.蓄电装置;14.控制单元;15.入口电磁阀;16.入口压力传感器;17.油气回收管;18.出口电磁阀;19.电磁开关;20.碳棒;21.活性炭;22.出口压力传感器;23.总出口压力传感器;24.总入口压力传感器;25.回流管;26.碳罐;27.过滤网;28.发动机进气管入口电磁阀;29.进气管。
具体实施方式
如图1所示,汽车的油箱2用来装载油液,油箱2中安装叶轮3,叶轮3的中心轴是叶轮轴4,叶轮轴4两端穿过油箱2的两侧壁,叶轮轴4两端与油箱2的配合处各安装一个轴承1,叶轮轴4两端通过一个轴承1连接油箱2的侧壁,轴承1用来支撑叶轮轴4,同时使叶轮3能绕叶轮轴4的中心转动。
在叶轮轴4上,沿着其轴向有间隔的等距布置多个形状、大小均相同的叶轮3,油液晃动时,带动叶轮3和叶轮轴4转动,叶轮3用来把油液晃动的动能转换成叶轮轴4的圆周运动。
在油箱2外部,在叶轮轴4的两端部分别固定连接一个偏心轴7,偏心轴7是实心圆柱形状。如图2所示,偏心轴7的中心线与叶轮轴4中心线相平行,偏心轴7的中心O2距离叶轮轴4的中心O1有一定的径向偏心距离H,该径向偏心距离H等于叶轮轴4外径的三分之一。
在偏心轴7外部套有压电材料制成的压电材料轴筒6,压电材料轴筒6呈圆筒状,压电材料轴筒6的中心线与叶轮轴4的中心线共线,压电材料轴筒6中心为也为O1。压电材料轴筒6的内孔半径要稍小于偏心轴7的半径与径向偏心距离H之和,当叶轮轴4带动偏心轴7转动时,偏心轴7外侧表面能与压电材料轴筒6的内侧壁面逐渐紧密接触,然后向压电材料轴筒6的内侧壁面提供径向压力,压电材料轴筒6在压力下产生电流。压电材料轴筒6上沿圆周方向均匀开有4个轴向的安装孔9,通过安装孔9,再用连接件8和压紧螺母将压电材料轴筒6固定连接在油箱2的侧壁上,防止压电材料轴筒6出现轴向移动。
在压电材料轴筒6外围安装一个发电装置罩5,发电装置罩5与油箱2固定连接,发电装置罩5用来保护其内部的部件,防止外界的干扰。
如图1所示,本发明在油箱2内部安装相同的两个叶轮3和两个叶轮轴4,两个叶轮3和两个叶轮轴4位于油箱2内部的同一高度,相对于油箱2的中心对称布置。相应地,在每个叶轮轴4的两端都分别固定连接一个偏心轴7,每个偏心轴7外都套有一个压电材料轴筒6,每个压电材料轴筒6外围都安装一个发电装置罩5。
每个压电材料轴筒6都通过导线连接一个整流电路10,整流电路10把压电材料轴筒6产生的交流电转化为直流电。所有的整流电路10经各自的导线连接一个滤波电路11,滤波电路11用于滤去整流输出电压中的纹波,使输入的电流恒定输出。滤波电路11经稳压电路12连接蓄电装置13。稳压电路12用来稳定滤波后的电压,同时稳压电路12的控制端子与控制单元14相连,由控制单元14控制稳压电路12稳定的电压值。蓄电装置13用来存储稳压电路12输出的电量,同时为碳罐的解吸提供能量。蓄电装置13的控制端子与控制单元14的输出端口相连。所述控制单元14,用来接收各个传感器的电信号,并向受控元件发出执行信号。
汽车本身安装有碳罐26,碳罐26内部存放是活性炭21,活性炭21用来吸附油液挥发出来的油气。碳罐26的中心也是活性炭21的中心,在碳罐26的中心处是一根能转动的碳棒20。碳棒20的一端伸出碳罐26外,并且通过电磁开关19连接蓄电装置13。电磁开关19连接控制单元14的输出端口,由控制单元14控制其闭合和打开,用来连接和切断蓄电装置13,当电磁开关19闭合时,蓄电装置13接通碳棒20,给碳棒20加热,碳棒20经过加热产生热量,热量逐渐向四周活性炭21蔓延,油气在热量下从活性炭21上脱附。
在碳罐26的入口处安装入口电磁阀15,入口电磁阀15与油气回收管17相连,在油气回收管17上靠近入口电磁阀15处安装入口压力传感器16。入口电磁阀15和控制单元12的输出端口相连,入口压力传感器16和控制单元12的输入端口相连。在油气回收管17总入口处安装总入口压力传感器24,总入口压力传感器24与控制单元12的输入端口相连。
在汽车内部设有两个碳罐26,每个碳罐26中的碳棒20都经一个电磁开关19连接蓄电装置13。第二个碳罐26主要用来替换第一个碳罐26的使用,当对其中一个碳罐26解吸时,就打开另外一个碳罐26的入口电磁阀15对油气进行吸附,这样不至于挥发的油气排放到空中,对外界环境进行污染。
在每个碳罐26的出口处各安装一个出口电磁阀18,出口电磁阀18经分支管道汇总到回流管25,回流管25经发动机进气管入口电磁阀28连接发动机进气管29,从活性炭21中解吸的油气经回流管25流向了发动机进气管29,发动机进气管29为发动机进气的通道。在分支管道上各安装一个出口压力传感器22,在回流管25上安装总出口压力传感器23、过滤网27,过滤网27用来过滤解吸后油气中的杂质,防止杂质进入发动机进气管29中。其中,出口电磁阀18、进气管入口电磁阀28分别连接控制单元12的输出端口,出口压力传感器22、总出口压力传感器23分别连接控制单元12的输入端口。
汽车在运行工况下,油料在油箱2中来回晃动,尤其是在典型工况下,如紧急制动、紧急拐弯等,油料晃动量很大。油料在油箱2里来回晃动的同时推动叶轮3旋转,旋转的叶轮3带动叶轮轴4作圆周运动,偏心轮7也随之转动。由于偏心轮7的运行,不停的对压电材料轴筒6进行施压,压电材料轴筒6在压力作用下产生交变电流,电流经过整流电路10、滤波电路11进行滤波,然后再进行稳压电路12稳压,最后将电能储存在蓄电装置13内。
油箱中2的油气挥发量不断增加,同时,控制单元14不断的扫描各个传感器和执行器的状态信号,并准备发出下一个执行信号。控制单元14不停的接收碳罐入口压力传感器15和出口压力传感器22的信号。当检测的压力信号表明碳罐26达到饱和时,控制单元14发出指令关闭入口电磁阀15,打开电磁开关19,对碳罐26中的碳棒20进行加热,碳棒20慢慢的产生热量,热量渐渐的向四周的活性炭21蔓延,活性炭2对油气的吸附力在热量下逐渐减小,直至油气从活性炭21上脱附。控制单元14打开电磁开关19时,可打开其中一个电磁开关19,关闭另外一个电磁开关19,让另外一个碳罐26继续吸附,只对关闭的碳罐26进行解吸。脱附的油气在发动机气缸内压力差的作用下流经回流管道25,然后经过滤网27过滤,流经发动机进气管29,然后进入发动机气缸内等待燃烧。此时出口电磁阀18和发动机进气管入口阀29处于常开状态。
Claims (5)
1.一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置,碳罐(26)内部存放有活性炭(21),碳罐(26)的中心处是一根能转动的碳棒(20),其特征是:装载有油液的油箱(2)中设有叶轮(3),叶轮(3)的中心是叶轮轴(4),叶轮轴(4)两端通过轴承连接油箱(2)侧壁,叶轮轴(4)的两端分别固定连接一个偏心轴(7),偏心轴(7)中心线与叶轮轴(4)中心线相平行且偏心轴(7)的中心距离叶轮轴(4)的中心具有一径向偏心距离;偏心轴(7)外部套有固定连接于油箱(2)侧壁的由压电材料制成的压电材料轴筒(6),偏心轴(7)转动时,偏心轴(7)外侧表面能向压电材料轴筒(6)的内侧壁面提供径向压力;压电材料轴筒(6)通过导线连接整流电路(10),整流电路(10)依次经滤波电路(11)、稳压电路(12)连接蓄电装置(13),蓄电装置(13)经电磁开关(19)连接所述碳棒(20),所述电磁开关(19)连接控制单元(14)的输出端。
2.根据权利要求1所述一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置,其特征是:所述叶轮(3)和叶轮轴(4)有两个,两个叶轮轴(4)位于油箱(2)内部的同一高度处且相对于油箱(2)的中心对称布置,两个叶轮(3)位于油箱(2)内部的同一高度处且相对于油箱(2)的中心对称布置,每个叶轮轴(4)的两端都分别固定连接一个偏心轴(7),每个偏心轴(7)外都套有一个压电材料轴筒(6),每个压电材料轴筒(6)都通过导线连接一个整流电路(10),所有的整流电路(10)经各自的导线连接所述滤波电路(11)。
3.根据权利要求1所述一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置,其特征是:所述碳罐(26)有两个,每个碳罐(26)中的碳棒(20)都经一个电磁开关(19)连接蓄电装置(13);控制单元(14)打开其中一个电磁开关(19)时关闭另外一个电磁开关(19)。
4.根据权利要求1所述一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置,其特征是:压电材料轴筒(6)的内孔半径小于偏心轴(7)半径与所述径向偏心距离之和。
5.根据权利要求1所述一种利用回收油液晃动能量提高碳罐脱附能力的装置,其特征是:在叶轮轴(4)上,沿轴向有间隔的等距布置多个相同的叶轮(3)。
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GR01 | Patent grant | ||
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