CN110985243A - 一种吸脱附平衡的碳罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车燃料蒸发控制系统，特别涉及一种吸脱附平衡的碳罐，包括罐体，罐体内被隔板间隔成多个空腔，多个空腔之间上端和下端只有一处连通，并且多个空腔相邻之间依次上、下连通，在最侧边的空腔上连通设置有吸附口和脱附口，另一侧边的空腔上连通设置有大气口，空腔内填充有碳粉或者碳棒，吸附口和脱附口所连通的空腔内设置有延伸板，所述延伸板的一端与罐体一体连接，吸附口和脱附口分别位于延伸板的两侧，延伸板的另一端延伸至碳粉内。本发明降低了从脱附口进入发动机的油蒸汽含量的效果，降低发动机因油蒸汽浓度过高而熄火的可能性。

Description

一种吸脱附平衡的碳罐

技术领域

本发明涉及汽车燃料蒸发控制系统，特别涉及一种吸脱附平衡的碳罐。

背景技术

燃油蒸发控制系统是汽车里面非常重要的部件，由于汽油是一种易挥发的液体，在常温下油箱经常充满汽油蒸汽，燃油蒸发排放系统的作用是将油箱内的蒸汽引入发动机燃烧，并且防止汽油蒸汽挥发到大气中，在这个过程中起重要作用的就是碳罐，尤其是国六排放标准实施之后，对碳罐的结构设计和环保要求更加严格。

碳罐包括密封的罐体，罐体内被隔板间隔成多个空腔，多个空腔之间上端和下端只有一处连通，并且多个空腔相邻之间依次上、下连通，在最侧边的空腔上连通设置有吸附口和脱附口，另一侧边的空腔上连通设置有大气口，空腔内填充有碳粉或者碳棒。吸附口与油箱连通，脱附口与发动机连通，大气口与大气连通，油箱内挥发的汽油蒸汽能够通过吸附口被罐体内的碳粉吸附，之后发动机启动，从大气口吸气，大气口流入的气体能够把罐体内碳粉吸附的汽油蒸汽带出，脱附后从脱附口随气流进入发动机内进行利用。

吸附口和脱附口所在的罐体侧壁与所处空腔的碳粉之间设置有间隔条，利用间隔条将吸附口和脱附口与碳粉隔离开来，有利于吸附口和脱附口处的空气流通。现有技术的不足之处在于，吸附口和脱附口之间在间隔条处通常是直接连通的，在发动机启动吸气的过程中，会在罐体内形成负压，油箱内的高浓度汽油蒸汽也会直接被吸入发动机，这样就非常容易导致发动机因为油蒸汽混合浓度过高而熄火。这种情况尤其容易出现在夏天长时间停车后，因为夏天长时间停车后，油箱内的汽油挥发情况会加剧，油蒸汽浓度较高，被碳粉吸附的油蒸汽量也比较大，最终多方面导致启动时进入发动机的油蒸汽混合浓度过高。

发明内容

本发明的目的是提供了一种吸脱附平衡的碳罐，能够稳定从脱附口进入发动机的油蒸汽含量，降低发动机因油蒸汽浓度过高而熄火的可能性。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种吸脱附平衡的碳罐，包括罐体，罐体内被隔板间隔成多个空腔，多个空腔之间上端和下端只有一处连通，并且多个空腔相邻之间依次上、下连通，在最侧边的空腔上连通设置有吸附口和脱附口，另一侧边的空腔上连通设置有大气口，空腔内填充有碳粉或者碳棒，吸附口和脱附口所连通的空腔内设置有延伸板，所述延伸板的一端与罐体一体连接，吸附口和脱附口分别位于延伸板的两侧，延伸板的另一端延伸至碳粉内。

通过采用上述技术方案，发动机启动后在脱附口处形成负压，之后空气通过大气口流经罐体的各个空腔进入脱附口，同时吸附口附近油蒸汽浓度较高的气体在延伸板的阻挡作用下，吸附口附近流出的气体经过碳粉后被吸附一大部分油蒸汽，之后剩余的油蒸汽进入发动机内，从而实现降低从脱附口进入发动机的油蒸汽含量的效果，降低发动机因油蒸汽浓度过高而熄火的可能性。

本发明进一步设置为：延伸板插入碳粉的距离为5mm～20mm。

通过采用上述技术方案，延伸板插入碳粉的距离过短会使得碳粉对吸附口处的油蒸汽吸附力度不够，从而导致从吸附口进入脱附口的油蒸汽含量仍然比较高，对于一些对燃油蒸汽含量要求非常严格的发动机来说，仍然会存在熄火的问题；而延伸板插入碳粉距离过大，则碳粉对吸附口流出的油蒸汽的吸附力度有保障，但碳粉对油蒸汽的保持力度较大，碳粉内所吸附的油蒸汽不易脱附，并且所吸附的油蒸汽与大气管之间的碳粉路径变短，容易造成从大气管逸出的空气油蒸汽含量超标。

本发明进一步设置为：延伸板插入碳粉的距离为10mm～15mm。

本发明进一步设置为：罐体的上、下两侧的盖板分别为上盖板和下盖板，吸附口和脱附口连通在上盖板上，延伸板一体连接在上盖板的内侧，上盖板的下表面一体设置有多个导流板，导流板垂直于上盖板设置，导流板与碳粉之间设置有无纺布层。

通过采用上述技术方案，利用导流板的设置，能够在吸附口、脱附口处的上盖板与碳粉之间形成腔体，该处的腔体有利于吸附口的空气均匀地进入罐体，不易产生异响，并且吸附口进入罐体内的气体与碳粉的接触面积较大，提升对吸附口进入的气体的吸附能力；同时，利用该处的腔体，气体从碳粉中脱出进入脱附口时，气流也比较均匀，不易产生异响，并且能够充分将碳粉内吸附的油蒸汽脱附出来，能够提升碳罐整体的吸脱附效率。

本发明进一步设置为：导流板包括主导流板和副导流板，主导流板将上盖板与吸附口和脱附口连通的通孔一分为二，副导流板分别位于主导流板的两侧并且垂直于主导流板。

通过采用上述技术方案，当吸附口和脱附口有气流通过后，利用主导流板和副导流板的设置，能够引导气流的流动，降低气流流动的阻力，避免产生异响。

本发明进一步设置为：上盖板上开设有第一通孔和第二通孔，上盖板上方密封盖合有连通盒，吸附口和脱附口均一体设置在连通盒上，连通盒内一体设置有连通盒隔板，连通盒隔板将吸附口和脱附口所在的腔体隔开，吸附口和脱附口分别与第一通孔和第二通孔连通。

通过采用上述技术方案，连通盒的设置，能够在吸附口和脱附口在上盖板的上方形成面积和体积较大的腔体，从而提升吸附口和脱附口处空气流动的顺畅程度，避免产生异响，并且能够提升油蒸汽的混合程度。

本发明进一步设置为：空腔包括呈四角排列的第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔，第一空腔和第二空腔在下端连通，第二空腔和第三空腔在上端连通，第三空腔和第四空腔在下端连通，大气口与第四空腔连通，吸附口和脱附口与第一空腔连通。

通过采用上述技术方案，设置第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔，能够提升碳罐内碳粉的吸附路径，降低碳粉内吸附的油蒸汽从大气口挥发的可能性，从而提升环保性能。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

1、通过在吸附口与脱附口之间设置一块一端插入碳粉内的延伸板将吸附口和脱附口隔开，能够避免发动机启动后吸附口处的汽油蒸汽直接进入脱附口，吸附口内流出的气体能够经过碳粉吸收一部分，从而降低脱附口处流出的空气的油蒸汽含量，降低发动机熄火的可能性；

2、延伸板的距离为5mm～20mm，这样既能够使得碳粉对吸附口流出的气体进行较好的吸收，同时也不会使得碳粉对吸附口流出的油蒸汽因吸附力度过大而不易脱附。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是本发明突出显示空腔结构和连通盒结构的爆炸结构示意图；

图3是突出显示第一通孔、第二通孔的爆炸结构示意图；

图4是图1中A-A处的剖面结构示意图；

图5是图1中的B-B处的剖面结构示意图；

图6是突出显示导流板结构的剖面结构示意图。

图中，1、罐体；11、空腔；111、第一空腔；112、第二空腔；113、第三空腔；114、第四空腔；12、延伸板；13、上盖板；131、第一通孔；132、第二通孔；133、第三连通孔；134、第四连通孔；14、下盖板；15、导流板；151、主导流板；152、副导流板；16、连通盒；161、连通盒隔板；17、无纺布层；2、隔板；3、吸附口；4、脱附口；5、大气口；6、碳粉。

具体实施方式

如图1所示，本发明介绍了一种吸脱附平衡的碳罐，包括罐体1，罐体1的上、下两侧的盖板分别为上盖板13和下盖板14，结合图2所示，罐体1被隔板2间隔成多个空腔11，多个空腔11之间上端和下端只有一处连通，并且多个空腔11相邻之间依次上、下连通，在最侧边的空腔11上连通设置有吸附口3和脱附口4，另一侧边的空腔11上连通设置有大气口5，空腔11内填充有碳粉6(见图4)或者碳棒，在本实施例中，吸附口3、脱附口4和大气口5均与上盖板13连通，当然大气口5也可以连通在下盖14上，罐体1和上盖板13以及下盖板14密封焊接，隔板2与上盖板13或者下盖板14一体连接。碳罐的吸附口3与油箱连通，脱附口4与发动机连通，大气口5与大气连通，油箱内的汽油蒸汽挥发之后会产生正压，汽油蒸汽会进入罐体1内被碳粉6吸收，随着发动机启动，发动机从大气口5吸气，气流携带被碳粉6吸收的汽油蒸汽脱附，使汽油蒸汽进入发动机内进行重新利用，避免直接排放污染大气。

如图2和图3所示，空腔11包括呈四角排列的第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114，第一空腔111和第二空腔112在下端连通，第二空腔112和第三空腔113在上端连通，第三空腔113和第四空腔114在下端连通，大气口5与第四空腔114连通，吸附口3和脱附口4与第一空腔111连通。设置第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114之后，能够提升碳罐内碳粉6的吸附路径，降低碳粉6内吸附的油蒸汽从大气口5挥发的可能性，从而提升环保性能。

如图3所示，上盖板13上开设有第一通孔131和第二通孔132，第一通孔131和第二通孔132开设在第一空腔111上方，第一通孔131和第二通孔132上方密封盖合有连通盒16，吸附口3和脱附口4均一体设置在连通盒16上，连通盒16内一体设置有连通盒隔板161，连通盒隔板161将吸附口3和脱附口4所在的腔体隔开，吸附口3和脱附口4分别与第一通孔131和第二通孔132连通。连通盒16的设置，能够在吸附口3和脱附口4在上盖板13的上方形成面积和体积较大的腔体，从而提升吸附口3和脱附口4处空气流动的顺畅程度，避免产生异响，并且能够提升油蒸汽的混合程度。

如图3所示，上盖板13上还开设有第三连通孔133和第四连通孔134，第三连通孔133开设在第二空腔112上方，第四连通孔134开设在第三空腔113的上方，连通盒16上额外设置有一个独立的腔体与第三连通孔133和第四连通孔134连通，同样采用连接盒隔板161隔离开来，这样就能够利用连接盒16来连通第三空腔113和第四空腔114，此时用来隔离第三空腔113和第四空腔114的隔板2上端能够与上盖板13一体连接，同时也能够保证第三空腔113和第四空腔114连通。

如图4所示，第一空腔111上方的上盖板13一体连接有延伸板12，第一连通孔131和第二连通孔132分别位于延伸板12的两侧并且被延伸板12隔离，延伸板12的下端插入第一空腔111的碳粉6内。发动机启动后在脱附口4处形成负压，之后空气通过大气口5流经罐体1的各个空腔进入脱附口4，同时吸附口3附近油蒸汽浓度较高的气体在延伸板12的阻挡作用下，吸附口3附近流出的气体经过碳粉6后被吸附一大部分油蒸汽，之后剩余的油蒸汽进入发动机内，从而实现降低从脱附口4进入发动机的油蒸汽含量的效果，降低发动机因油蒸汽浓度过高而熄火的可能性。

当然延伸板12的长度不能太短，否则碳粉6对吸附口3处的油蒸汽的吸附力度不足，仍然会使得从吸附口3进入脱附口4的油蒸汽含量仍然比较高，对于一些对燃油蒸汽含量要求较高的发动机来说，仍然容易产生熄火的问题；另外，延伸板12的长度也不能太长，否者从脱附口4进入被碳粉6吸附的汽油蒸汽位于碳粉6较深的区域，不利于汽油蒸汽的脱附，同时所吸附的油蒸汽与大气管5之间的碳粉6路径变短，容易造成从大气管6逸出的空气油蒸汽含量超标的情况。下面是相同体积碳罐试验时，采用不同长度的延伸板12针对不同发动机的试验情况，在开始试验之前，在30摄氏度的温度下加热油箱24小时，记录下发动机运行1昼间的情况，包括启动时发动机是否熄火。在发动机运行1昼间之后，再在30摄氏度的温度下加热油箱24小时，观测碳罐大气口5排放汽油含量是否超出标准。

表一

在长期熄火的情况下，碳罐内会贮存一部分汽油，在发动机启动的过程中，空气会从大气口5吸气，将碳罐内贮存的油气挥发混同大气一起吸入发动机内。从上表可知，当延伸板12的长度较短时，大部分的汽油蒸汽被吸附到脱附口4的附近，这样在刚启动发动机的情况下，从脱附口4进入发动机的汽油蒸汽的浓度含量就较大，对于耐受性较差的发动机来说，就容易产生熄火，导致汽车难以启动。而当延伸板12的长度过长时，碳罐内吸附的汽油蒸汽就不易脱附，因为脱附的路径较长，在长期使用时容易导致碳罐堵塞，吸附能力大大变弱，从而在后续的加热过程中，汽油蒸汽不断进入碳罐内，而导致碳罐的吸附作用到达极限，使得大气口5排放气体超标。

如图5所示，上盖板13的下表面均一体设置有多个导流板15，在第一通孔131、第二通孔132、第三通孔133和第四通孔134的下方均设置有导流板15，导流板15垂直于上盖板13，导流板15与碳粉之间设置有无纺布层17。利用导流板15的设置，能够在上盖板13与碳粉6之间形成腔体，该处的腔体有利于吸附口3的空气均匀地进入罐体1，不易产生异响，并且吸附口3进入罐体1内的气体与碳粉6的接触面积较大，提升对吸附口3进入的气体的吸附能力；同时，利用该处的腔体，气体从碳粉6中脱出进入脱附口4时，气流也比较均匀，不易产生异响，并且能够充分将碳粉6内吸附的油蒸汽脱附出来，能够提升碳罐整体的吸脱附效率。而第三通孔133和第四通孔134下方导流板15的设置则是为了提升空气的流通顺畅程度，降低从大气口5进入的空气的阻力。无纺布层17的设置，则是为了隔离碳粉6，保证碳粉6的稳定，避免碳粉6因振动或者气流等原因而散乱。

其中，如图6所示，导流板15包括主导流板151和副导流板152，主导流板151将第一连通孔131和第二连通孔132一分为二，副导流板152分别位于主导流板151的两侧并且垂直于主导流板151。当吸附口3和脱附口4有气流通过后，利用主导流板151和副导流板152的设置，能够引导气流的流动，降低气流流动的阻力，避免产生异响。

本发明的工作过程为：

随着发动机启动，发动机在脱附口4处产生负压，一部分气体从大气口5进入后依次流经第四空腔114、第三空腔113、第二空腔112和第一空腔111进入脱附口4，将各个空腔11内碳粉6所吸附的汽油蒸汽脱附后带出罐体1；另一部分气体从吸附口3携带大量汽油蒸汽在延伸板12的阻挡作用下首先进入第一空腔111内的碳粉6，被碳粉6吸附一部分汽油蒸汽之后，再进入脱附口4，从而保证进入发动机内的汽油蒸汽含量不超标。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种吸脱附平衡的碳罐，包括罐体（1），罐体（1）内被隔板（2）间隔成多个空腔（11），多个空腔（11）之间上端和下端只有一处连通，并且多个空腔（11）相邻之间依次上、下连通，在最侧边的空腔（11）上连通设置有吸附口（3）和脱附口（4），另一侧边的空腔（11）上连通设置有大气口（5），空腔（11）内填充有碳粉或者碳棒，其特征在于，吸附口（3）和脱附口（4）所连通的空腔（11）内设置有延伸板（12），所述延伸板（12）的一端与罐体（1）一体连接，吸附口（3）和脱附口（4）分别位于延伸板（12）的两侧，延伸板（12）的另一端延伸至碳粉内。

2.根据权利要求1所述的一种吸脱附平衡的碳罐，其特征在于，延伸板（12）插入碳粉的距离为5mm～20mm。

3.根据权利要求2所述的一种吸脱附平衡的碳罐，其特征在于，延伸板（12）插入碳粉的距离为10mm～15mm。

4.根据权利要求1所述的一种吸脱附平衡的碳罐，其特征在于，罐体（1）的上、下两侧的盖板分别为上盖板（13）和下盖板（14），吸附口（3）和脱附口（4）连通在上盖板（13）上，延伸板（12）一体连接在上盖板（13）的内侧，上盖板（13）的下表面一体设置有多个导流板（15），导流板（15）垂直于上盖板（13）设置，导流板（15）与碳粉之间设置有无纺布层（17）。

5.根据权利要求4所述的一种吸脱附平衡的碳罐，其特征在于，导流板（15）包括主导流板（151）和副导流板（152），主导流板（151）将上盖板（13）与吸附口（3）和脱附口（4）连通的通孔一分为二，副导流板（152）分别位于主导流板（151）的两侧并且垂直于主导流板（151）。

6.根据权利要求5所述的一种吸脱附平衡的碳罐，其特征在于，上盖板（13）上开设有第一通孔（131）和第二通孔（132），上盖板（13）上方密封盖合有连通盒（16），吸附口（3）和脱附口（4）均一体设置在连通盒（16）上，连通盒（16）内一体设置有连通盒隔板（161），连通盒隔板（161）将吸附口（3）和脱附口（4）所在的腔体隔开，吸附口（3）和脱附口（4）分别与第一通孔（131）和第二通孔（132）连通。

7.根据权利要求1所述的一种吸脱附平衡的碳罐，其特征在于，空腔（11）包括呈四角排列的第一空腔（111）、第二空腔（112）、第三空腔（113）和第四空腔（114），第一空腔（111）和第二空腔（112）在下端连通，第二空腔（112）和第三空腔（113）在上端连通，第三空腔（113）和第四空腔（114）在下端连通，大气口（5）与第四空腔（114）连通，吸附口（3）和脱附口（4）与第一空腔（111）连通。

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