CN112879183A - 一种加热通风管及含该加热通风管的燃油蒸发控制系统 - Google Patents

一种加热通风管及含该加热通风管的燃油蒸发控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加热通风管及含该加热通风管的燃油蒸发控制系统，该加热通风管包括第一快插接头和第二快插接头，所述第一快插接头与第二快插接头之间连接有通气管，所述通气管外套设有保护管；所述通气管外壁与保护管内壁之间形成的夹腔内设置有沿其长度方向螺旋延伸的电阻丝，所述电阻丝用于对通气管内流动的气体进行加热，所述第一快插接头内设置有用于控制电阻丝通电或者断电的温控开关。本发明的加热通气管路不仅具备通气管路本身功能，同时也具备降低炭罐蒸发排放值的功能，而且结构简单、温度可控，整车上方便布置。

Description

一种加热通风管及含该加热通风管的燃油蒸发控制系统
技术领域
本发明属于汽车燃油蒸汽排放的技术领域，具体涉及一种加热通风管及含该加热通风管的燃油蒸发控制系统。
背景技术
炭罐可吸附来自燃料箱挥发出燃油蒸汽，发动机工作时进气歧管内负压可将炭罐内吸附的燃油蒸汽输送至燃烧室内参与燃烧。这样炭罐既减少燃油蒸汽的挥发有实现了节能的目的。但是，因节能减排的要求混动车型会越来越多，这类车型主要的特点是发动机的工作时间越来越短，会造成炭罐内吸附的燃油蒸汽无法脱附干净，车辆在停车时会造成从炭罐内挥发出的燃油蒸汽较多。近些年来国家已经开始执行国六排放法规对整车的燃油蒸发排放限值为0.7g/test，未来国七排放法规肯定会加严整车的燃油蒸发排放量。为了满足更低的排放限值，最经济的对策方案是提高发动机工作时长来提高脱附体积，这样势必会造成节能减排的目标无法达成。
经过研究发现在相同的空气体积量的条件下，通过炭罐进入发动机的空气温度高，炭罐内的燃油蒸汽更容易被空气带入发动机，炭罐内残留量会更少，那么燃油蒸汽排放量变少，因此，提高其空气温度同样也是降低燃油蒸发排放和加油排放的一个重要方法。为了提高进入炭罐的空气温度，现已公开的专利中申请号为201110212977.6的中国发明专利申请公开一种炭罐总成，基本结构为在炭罐的通大气口端连接单独一个加热模块来实现提高进入炭罐的空气温度。上述技术方案中主要存在两个问题：(1)缺少温度控制的策略，如果PTC加热元件长期工作存在不仅会存在耗能问题，还会造成炭罐塑料材料寿命降低风险；(2)结构复杂而且功能元件成本较高。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种结构简单、安装方便、温度可控且成本可控的加热通风管及含该加热通风管的燃油蒸发控制系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种加热通风管，包括第一快插接头和第二快插接头，所述第一快插接头与第二快插接头之间连接有通气管，所述通气管外套设有保护管；所述通气管外壁与保护管内壁之间形成的夹腔内设置有沿其长度方向螺旋延伸的电阻丝，所述电阻丝用于对通气管内流动的气体进行加热，所述第一快插接头内设置有用于控制电阻丝通电或者断电的温控开关。
作为优选实施方式地，所述第一快插接头包括壳体，所述壳体的上端设置有线束接头，所述壳体内由上至下依次设置有温控开关、密封圈以及弹片锁结构，所述弹片锁结构用于与外部连接接头卡接，所述密封圈用于与外部连接接头密封连接。
作为优选实施方式地，所述壳体的侧部设置有与其内腔连通的插头，所述插头用于与通气管过盈插接。
作为优选实施方式地，所述温控开关具有第一触端和第二触端，所述线束接头具有第一PIN针脚和第二PIN针脚，所述电阻丝具有第一接头和第二接头；
所述温控开关的第一触端与线束接头的第一PIN针脚相连，所述温控开关的第二触端与电阻丝的第一接头相连，所述线束接头的第二PIN针脚与电阻丝的第二接头相连。
作为优选实施方式地，所述温控开关还包括感温探头，所述感温探头位于壳体用于监测其内部流动气体的温度。
本发明还提供一种燃油蒸发控制系统，包括依次连接的灰滤器总成、通风电磁阀、炭罐总成、燃油箱总成，以及上述的加热通风管，所述加热通风管设置在灰滤器总成与通风电磁阀之间的管路上或者设置在通风电磁阀与炭罐总成之间的管路上。
作为优选实施方式地，所述炭罐总成包括大气管口、脱附管口以及吸附管口，所述脱附管口上设置有脱附控制阀，所述吸附管口与燃油箱总成相连；所述炭罐总成与燃油箱总成之间的管路上设置有压力传感器。
作为优选实施方式地，当加热通风管设置在灰滤器总成与通风电磁阀之间的管路上时，所述加热通风管的一端与灰滤器总成相连，所述加热通风管的另一端与通风电磁阀的一端相连，所述通风电磁阀的另一端与炭罐总成的大气管口相连。
作为优选实施方式地，当加热通风管设置在通风电磁阀与炭罐总成之间的管路上时，所述加热通风管的一端与通风电磁阀连接，所述加热通风管的另一端与炭罐总成的大气管口相连。
作为优选实施方式地，所述燃油蒸发控制系统还包括发动机控制单元，所述压力传感器的压力信号输出端与发动机控制单元的压力信号输入端连接，所述发动机控制单元的控制信号输出端分别与通风电磁阀的控制信号输入端、加热通风管的控制信号输入端、以及脱附控制阀的控制信号输入端连接。
与现有技术相比，具有如下有益效果：
其一，本发明的加热通气管路不仅具备通气管路本身功能，同时也具备降低炭罐蒸发排放值的功能，而且结构简单、价格便宜，整车上方便布置。
其二，本发明的电阻丝位于通气管和保护管的夹层内，电阻丝沿着通气管方向呈螺旋方式布置，这样电阻丝产生的温度均匀传递至内层通气管的管壁，用保护管将电阻丝包裹在内部，避免外界的水分造成电阻丝的短路。
其三，本发明的燃油蒸发控制系统增设加热通气管路，当空气通过时会被加热，加热后的空气进入炭罐总成内，可以提高炭罐的脱附效率，减少燃油蒸汽在炭罐内残留量，从而实现了炭罐低排放限值的目的。
附图说明
图1为一种加热通风管的剖视结构示意图；
图2为第一快插接头的放大剖视结构示意图；
图3为温控开关与电阻丝的装配结构示意图；
图4为本发明燃油蒸发控制系统的第一种实施方式示意图；
图5为本发明燃油蒸发控制系统的第二种实施方式示意图；
图中，1-第一快插接头、1.1-温控开关、1.11-第一触端、1.12-第二触端、1.13-感温探头、1.2-壳体、1.3-线束接头、1.31-第一PIN针脚、1.32-第二PIN针脚、1.4-密封圈、1.5-弹片锁结构、1.6-插头、2-第二快插接头、3-通气管、4-保护管、5-电阻丝、5.1-第一接头、5.2-第二接头、6-灰滤器总成、7-通风电磁阀、8-炭罐总成、8.1-大气管口、8.2-脱附管口、8.3-吸附管口、9-燃油箱总成、10-加热通风管、11-脱附控制阀、12-压力传感器、13-发动机控制单元。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示的一种加热通风管，包括第一快插接头1和第二快插接头2，第一快插接头1与第二快插接头2之间连接有通气管3，通气管3可通过冷压工艺将第一快插接头1和第二快插接头2过盈插接在一起。通气管3外套设有保护管4，通气管3外壁与保护管4内壁之间形成的夹腔内设置有沿其长度方向螺旋延伸的电阻丝5，电阻丝5和第一快插接头1连接完成后，可通过硫化等工艺用保护管4将电阻丝包裹在内部，避免外界的水分造成电阻丝5的短路。电阻丝5用于对通气管3内流动的气体进行加热，第一快插接头1内设置有用于控制电阻丝5通电或者断电的温控开关1.1。这样，电阻丝位于通气管和保护管的夹层内，电阻丝在通气管外部呈螺旋式布置，电阻丝产生的温度均匀传递至通气管的管壁。电阻丝的导电材料可选择铁铬铝、铁铬镍等材料，优选为碳纤维材料。外层包裹材料为铁氟龙。外层保护管材料可选择PA12或其他柔性材料。厚度可根据实际工况自由设定，优选厚度为1mm；保护管的长度和通气管的长度一致。内层的通气管可以选择铜、铝或其他导热系数良好金属材料，也可以选择PA12、PA66和其他柔性塑料，长度可根据整车边界而设定；优选地，出于成本的考虑可将长度控制在500mm以下。第二快插接头2采用标准接头。在燃油蒸发控制系统中，第一快插接头1与炭罐总成的大气管口相连接，而第二快插接头2与泄漏检查装置相连接。
如图2所示，第一快插接头1包括壳体1.2，壳体1.2的上端设置有线束接头1.3，壳体1.2内由上至下依次设置有温控开关1.1、密封圈1.4以及弹片锁结构1.5，弹片锁结构1.5用于与外部连接接头卡接，密封圈1.4用于与外部连接接头密封连接。其中，弹片锁结构1.5和密封圈1.4与常用的SAE标准接头结构及材料相同。壳体1.2的侧部设置有与其内腔连通的插头1.6，插头1.6用于与通气管3过盈插接。线束接头、温控开关和电阻丝连接完成一个总成后，放入特定模具内，通过注塑方式和壳体结构合为一体。本实施例中，密封圈1.4采用O型密封圈。外部连接接头采用SAE标准阳接头，弹片锁结构用于卡紧SAE标准阳接头，防止松脱的功能。O型圈的功能是用于与SAE标准阳接头外径过盈配合形成密封。
如图3所示，温控开关1.1具有第一触端1.11和第二触端1.12，线束接头1.3具有第一PIN针脚1.31和第二PIN针脚1.32，电阻丝5具有第一接头5.1和第二接头5.2；温控开关1.1的第一触端1.11与线束接头1.3的第一PIN针脚1.31相连，温控开关1.1的第二触端1.12与电阻丝5的第一接头5.1相连，线束接头1.3的第二PIN针脚1.32与电阻丝5的第二接头5.2相连。温控开关1.1还包括感温探头1.13，感温探头1.13位于壳体1.2用于监测其内部流动气体的温度。线束接头1.3的第一PIN针脚1.31和第二PIN针脚1.32、温控开关1.1和电阻丝5通过导体串连完成后，可采用注塑工艺可将零件包裹塑料内部，这样可以避免外界的水分造成电器件的短路问题。温控开关的感温探头位于腔体结构内，直接接触流动的空气。温控开关为常闭类型开关，断开温度可以根据工况自行选定规格，优选断开温度为40℃～85℃。
如图4所示的燃油蒸发控制系统的第一种实施方式，包括依次连接的灰滤器总成6、通风电磁阀7、炭罐总成8、燃油箱总成9、加热通风管10以及发动机控制单元13，加热通风管10设置在通风电磁阀7与炭罐总成8之间的管路上。加热通风管10的一端与通风电磁阀7连接，加热通风管10的另一端与炭罐总成8的大气管口8.1相连。炭罐总成8包括大气管口8.1、脱附管口8.2以及吸附管口8.3，脱附管口8.2上设置有脱附控制阀11，吸附管口8.3与燃油箱总成9相连；炭罐总成8与燃油箱总成9之间的管路上设置有压力传感器12。
燃油蒸发控制系统还包括发动机控制单元13，压力传感器12的压力信号输出端与发动机控制单元13的压力信号输入端连接，发动机控制单元13的控制信号输出端分别与通风电磁阀7的控制信号输入端、加热通风管10的控制信号输入端、以及脱附控制阀11的控制信号输入端连接。燃油蒸发控制系统收到发动机控制单元13的通电指令后，加热通气管开始工作。当内部空气温度到达温控开关规定的温度时，自动断开电源。当空气通过时会被加热，加热后的空气进入炭罐总成内，可以提高炭罐的脱附效率，减少燃油蒸汽在炭罐内残留量，从而实现了炭罐低排放限值的目的。
如图5所示的燃油蒸发控制系统的第二种实施方式，与第一种实施方式不同之处在于，加热通风管10设置在灰滤器总成6与通风电磁阀7之间的管路上，加热通风管10的一端与灰滤器总成6相连，加热通风管10的另一端与通风电磁阀7的一端相连，通风电磁阀7的另一端与炭罐总成8的大气管口8.1相连。
本发明燃油蒸发控制系统的工作原理如下：
当发动机不工作时，脱附控制阀11为关闭状态，通风电磁阀7为常通状态，加热通风管10不通电。燃油箱总成9内挥发出的燃油蒸汽被炭罐总成8所吸收。
当车辆启动时或发动机开始工作时，发动机控制单元13发出指令加热通风管10开始通电，电阻丝5开始加热，当管路内壁空气温度到达设定温度例如80℃时，温控开关1.1自动断开通电，电阻丝5停止加热。发动机控制单元13发出指令将脱附控制阀11打开，外界常温空气从灰滤器总成6、加热通风管10和通风电磁阀7经过后，进入炭罐总成内的空气自然带有高温，高温的气体会将炭罐总成内吸附的燃油蒸汽脱附的更干净。因为通过的空气流动会使加热通风管10内空气温度降低，温控开关1.1自动接通，电阻丝5开始加热，通过温控开关1.1的温度感应，使加加热通风管10内的空气始终保持在一个设定温度范围内。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，其余未详细说明的为现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加热通风管，其特征在于：包括第一快插接头(1)和第二快插接头(2)，所述第一快插接头(1)与第二快插接头(2)之间连接有通气管(3)，所述通气管(3)外套设有保护管(4)；所述通气管(3)外壁与保护管(4)内壁之间形成的夹腔内设置有沿其长度方向螺旋延伸的电阻丝(5)，所述电阻丝(5)用于对通气管(3)内流动的气体进行加热，所述第一快插接头(1)内设置有用于控制电阻丝(5)通电或者断电的温控开关(1.1)。
2.根据权利要求1所述的加热通风管，其特征在于：所述第一快插接头(1)包括壳体(1.2)，所述壳体(1.2)的上端设置有线束接头(1.3)，所述壳体(1.2)内由上至下依次设置有温控开关(1.1)、密封圈(1.4)以及弹片锁结构(1.5)，所述弹片锁结构(1.5)用于与外部连接接头卡接，所述密封圈(1.4)用于与外部连接接头密封连接。
3.根据权利要求2所述的加热通风管，其特征在于：所述壳体(1.2)的侧部设置有与其内腔连通的插头(1.6)，所述插头(1.6)用于与通气管(3)过盈插接。
4.根据权利要求2或3所述的加热通风管，其特征在于：所述温控开关(1.1)具有第一触端(1.11)和第二触端(1.12)，所述线束接头(1.3)具有第一PIN针脚(1.31)和第二PIN针脚(1.32)，所述电阻丝(5)具有第一接头(5.1)和第二接头(5.2)；
所述温控开关(1.1)的第一触端(1.11)与线束接头(1.3)的第一PIN针脚(1.31)相连，所述温控开关(1.1)的第二触端(1.12)与电阻丝(5)的第一接头(5.1)相连，所述线束接头(1.3)的第二PIN针脚(1.32)与电阻丝(5)的第二接头(5.2)相连。
5.根据权利要求4所述的加热通风管，其特征在于：所述温控开关(1.1)还包括感温探头(1.13)，所述感温探头(1.13)位于壳体(1.2)用于监测其内部流动气体的温度。
6.一种燃油蒸发控制系统，包括依次连接的灰滤器总成(6)、通风电磁阀(7)、炭罐总成(8)、燃油箱总成(9)，其特征在于：还包括权利要求1～5任一项所述的加热通风管(10)，所述加热通风管(10)设置在灰滤器总成(6)与通风电磁阀(7)之间的管路上或者设置在通风电磁阀(7)与炭罐总成(8)之间的管路上。
7.根据权利要求6所述的燃油蒸发控制系统，其特征在于：所述炭罐总成(8)包括大气管口(8.1)、脱附管口(8.2)以及吸附管口(8.3)，所述脱附管口(8.2)上设置有脱附控制阀(11)，所述吸附管口(8.3)与燃油箱总成(9)相连；所述炭罐总成(8)与燃油箱总成(9)之间的管路上设置有压力传感器(12)。
8.根据权利要求7所述的燃油蒸发控制系统，其特征在于：当加热通风管(10)设置在灰滤器总成(6)与通风电磁阀(7)之间的管路上时，所述加热通风管(10)的一端与灰滤器总成(6)相连，所述加热通风管(10)的另一端与通风电磁阀(7)的一端相连，所述通风电磁阀(7)的另一端与炭罐总成(8)的大气管口(8.1)相连。
9.根据权利要求7所述的燃油蒸发控制系统，其特征在于：当加热通风管(10)设置在通风电磁阀(7)与炭罐总成(8)之间的管路上时，所述加热通风管(10)的一端与通风电磁阀(7)连接，所述加热通风管(10)的另一端与炭罐总成(8)的大气管口(8.1)相连。
10.根据权利要求7～9任一项所述的燃油蒸发控制系统，其特征在于：还包括发动机控制单元(13)，所述压力传感器(12)的压力信号输出端与发动机控制单元(13)的压力信号输入端连接，所述发动机控制单元(13)的控制信号输出端分别与通风电磁阀(7)的控制信号输入端、加热通风管(10)的控制信号输入端、以及脱附控制阀(11)的控制信号输入端连接。
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