CN118254568A - 一种泄压型油箱 - Google Patents

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CN118254568A CN202410529733.8A CN202410529733A CN118254568A CN 118254568 A CN118254568 A CN 118254568A CN 202410529733 A CN202410529733 A CN 202410529733A CN 118254568 A CN118254568 A CN 118254568A
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Abstract

本发明公开了一种泄压型油箱,包括油箱,油箱的一侧设有泄压器,泄压器的入口通过油箱的顶部与油箱内腔连通,泄压器与油箱之间设有能将油箱内腔中的气体送往泄压器的压气泵;泄压器内腔中设有上穿孔板和下穿孔板,上穿孔板与下穿孔板之间设有吸液棉,上、下穿孔板适于相对移动并挤压吸液棉;泄压器的出口与油箱连通并在两者之间设有可开闭的阀;油箱的顶壁上设有能连通内腔与外界以调控油箱内外压力平衡的平衡装置;压气泵将油箱内的包含空气与汽油蒸气的混合气体送入泄压器内加压,利用汽油蒸气比空气更高的沸点,使汽油蒸气液化并与空气实现气液分离,实现将油箱内的汽油蒸气液化并回流至油箱中,从而解决油箱的耐压问题。

Description

一种泄压型油箱
技术领域
本发明涉及一种汽车油箱,特别是涉及一种泄压型油箱。
背景技术
新能源汽车包括纯电动汽车与插电混动汽车,纯电动汽车由于充电时间长,所以不适合于长途驾驶,而插电混动汽车可油可电,在电池电量不足且无法充电时可通过发动机来驱动汽车,因此受到广大消费者的喜爱。但长期短途行驶且充电方便的插电混动汽车的车主,会长期以纯电方式驾驶该汽车,该车的发动机极少启动甚至不启动。由于插电混动汽车也带有油箱,油箱内的汽油由于受汽车晃动与外界气温的影响而在油箱内挥发形成汽油蒸气。
油箱与发动机连接管路上设有活性碳罐并且其内活性碳具有吸收汽油蒸气的功能,活性碳罐的一端通过只进不出的单向阀与外界大气连通,另一端与发动机的进气管连通,第三端与油箱连通,当发动机启动后,在进气管内负压作用下,不但油箱内的汽油蒸气能够经过活性碳罐进入发动机,而且外界的空气也会经所述单向阀进入活性碳罐,并将之前被活性碳吸附的汽油蒸气一并带走,从而实现活性碳的再生。
普通的燃油车,当汽车行驶时,发动机持续工作,油箱内受晃动与外界气温影响产生的汽油蒸气能够被抽吸,以便维持油箱内的压力稳定,同时还能对活性碳罐内的活性碳进行再生。当燃油车停放时,靠活性碳罐内的活性碳来吸附油箱内的汽油蒸气,从而稳定油箱内的压力。
然而,上述插电混动汽车,在长期发动机不启动的情况下,发动机无法抽吸油箱内的汽油蒸气,并且活性碳罐内的活性碳在吸饱后无法再生,便失去了吸附能力,会导致油箱内的压力过高。因此,现有技术中,汽车厂家为了解决这个技术问题,在插电混动汽车上采用相比普通燃油车耐高压性能更强的油箱,导致其生产成本的增加,并且为了防止油箱内的压力超过该耐压油箱的压力上限,汽车厂家还通过修改发动机启动的控制程序,提高发动机启动的频率与次数,即在无需发动机启动时强制启动发动机来抽吸油箱内的汽油蒸气,从而防止油箱在高压下被破坏,这将导致油耗的增加。因此本发明的泄压型油箱,解决技术问题,能够根据需要将油箱内的汽油蒸气液化后回流至油箱中,从而解决油箱的耐压问题。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术的不足,本发明提供一种泄压型油箱,能够根据需要将油箱内的汽油蒸气液化后回流至油箱中,从而解决油箱的耐压问题。
技术方案:为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
本发明公开的一种泄压型油箱,包括油箱,油箱的一侧设有泄压器,泄压器的入口通过油箱的顶部与油箱内腔连通,泄压器与油箱之间设有能将油箱内腔中的气体送往泄压器的压气泵,泄压器内腔中设有上穿孔板和下穿孔板,上穿孔板与下穿孔板之间设有吸液棉,上、下穿孔板适于相对移动并挤压吸液棉;泄压器的出口与油箱连通并在两者之间设有可开闭的阀;油箱的顶壁上设有能连通内腔与外界以调控油箱内外压力平衡的平衡装置。
泄压器的入口通过导气管与油箱的顶部连接,压气泵设于该导气管上;泄压器的出口通过导流管与油箱连通,所述可开闭的阀为电磁阀,电磁阀设于导流管上邻近油箱的端部。
泄压器的底壁上设有驱动缸,其内的施压活塞杆密封地穿过泄压器的底壁并伸入内腔中,施压活塞杆分别穿过吸液棉与下穿孔板上设置的通孔并与上穿孔板连接,所述上穿孔板滑动配合于泄压器的内腔中。
泄压器的底壁截面呈中心高、边缘低的凸字型,所述泄压器的出口设于其底壁的边缘处。
所述平衡装置包括设于油箱的顶壁上且连通内腔与外界的平衡管,该平衡管上依次设有电控阀和过滤器,过滤器内装有设定粒径的活性碳颗粒。
泄压型油箱还包括控制器和位于油箱内的压力传感器,压气泵的出口处设有气压传感器,所述压力传感器、驱动缸、电控阀、电磁阀、压气泵及气压传感器分别与控制器信号连接。
所述油箱适于垂直升降,油箱邻近导流管的侧壁上开设有轴向沿垂向的滑孔;滑孔两侧的油箱侧壁上分别密封地滑动配合有外密封板和内密封板,内、外密封板之间通过支撑套连接且三者内部设有贯通内、外密封板的导流孔,支撑套滑动配合于滑孔内,所述导流管适于密封地穿过导流孔。
一种泄压型油箱工作方法,其包括以下步骤:
a、控制器初始化;
b、控制器检测压力传感器的压力值P1;
c、控制器判断压力值P1,若P1≤M,其中M为限值,则返回步骤b;否则进入步骤d;
d、控制器开启压气泵和电控阀,从油箱内腔向泄压器内腔泵气,驱动缸的施压活塞杆移动并脱离吸液棉,电磁阀关闭,控制器检测气压传感器的气压值P2,若P2≥N,其中N为气压设定值,则进入步骤e;
e、控制器关闭压气泵并控制驱动缸的施压活塞杆驱动上穿孔板与下穿孔板相互挤压吸液棉,将其中吸附的汽油液滴挤出,开启电磁阀,在重力作用及高压气体喷出时的驱动作用下,液滴通过导液孔、导流管、电磁阀后回流至油箱内;
f、油箱内的过量的气体经过滤器和电控阀排入外界,控制器检测压力传感器的压力值P1;
若P1与大气压相等,则控制器关闭电控阀与电磁阀,返回步骤b。
有益效果:本发明所具有的技术效果包括:(1)压气泵将油箱内的包含空气与汽油蒸气的混合气体送入泄压器内加压,在此过程中平衡装置用于调节油箱内外的压力平衡,防止油箱因负压而塌陷;利用汽油蒸气比空气更高的沸点,使汽油蒸气液化并与空气实现气液分离,利用吸液棉吸收汽油液滴,并在泄压器排放时、利用上、下穿孔板对吸液棉的挤压作用将汽油液滴挤出,液滴在重力与高压排放气体冲击作用下返回至油箱内,实现将油箱内的汽油蒸气液化并回流至油箱中,从而解决油箱的耐压问题。本发明中采用吸液棉吸收汽油液滴,能够在泄压器向油箱排放时,减少由于泄压器内压力降低而导致的汽油液滴二次蒸发,因为从吸液棉内挤压出的液滴相比由气态直接液化而成的液滴直径更大,更难以蒸发,从而提高了汽油蒸气的回收率。
(2)泄压器的入口通过导气管与油箱进行连接,泄压器的出口通过导流管与油箱进行连接,提高了泄压器在车身上的布置便利性。
(3)所述驱动缸通过施压活塞杆来驱动上穿孔板,有利于根据需要适时地挤压吸液棉并精确地控制挤压力。
(4)泄压器的底壁截面呈中心高、边缘低的凸字型,有利于向边缘处汇集汽油液滴,泄压器的出口设于底壁边缘处,有利于导出泄压器底部的所有汽油液滴。
(5)通过电控阀能够灵活地控制油箱与外界的连通时间,利用过滤器内的活性碳颗粒,既能起到过滤进入油箱的外界空气,又能吸附从油箱流向外界的气体中的汽油蒸气,在气体进出过程中、既能将活性碳过滤下来的灰尘重新排入外界,又能将活性碳吸附的汽油蒸气重新带入油箱中,使活性碳再生。
(6)利用控制器的自动控制功能,能够实现汽油蒸气液化后回流至油箱的过程控制自动化,提高了控制的精度与效率。
(7)利用可垂直升降的油箱,在不改变导流管的形状与位置的情况下,当泄压器工作时油箱下降、导流管的出口位于油箱限定的最高液面之上,汽油液滴在排入油箱时,不会与油箱中的汽油发生冲击而受到阻碍,有利于导流管中汽油液滴的排空。当泄压器不工作时油箱上升、导流管的出口位于油箱限定的最高液面之下,保证油箱有足够的离地间隙。因此,汽车行驶中升起油箱、保持了足够的离地间隙,汽车停放时降低油箱、使泄压器工作,一举两得。
(8)本发明的泄压型油箱工作方法,利用控制器自动化控制过程来实现,利用压力传感器、气压传感器检测油箱内和泄压器内的压力,并根据不同的设定值进入不同的操作步骤,既实现了油箱内汽油蒸气液化后回流至油箱中,解决因发动机长期不启动而导致的油箱内压力超限的问题,又实现了在泄压器工作过程中、保持油箱内外的压力平衡,防止油箱因负压而塌陷或因过压而爆裂。
附图说明
图1是本发明实施例1中的泄压型油箱的整体结构图;
图2是本发明实施例1中的上穿孔板的俯视图;
图3是本发明实施例1中的下穿孔板的俯视图;
图4是本发明实施例2中的泄压型油箱的结构示意图;
图5是本发明实施例2中的油箱去除顶盖后的背面视图;
图6是本发明实施例2中的内密封板安装位置图;
图7是本发明实施例2中的滑孔位置图;
图8是本发明实施例2中的内、外密封板的结构图;
图9是本发明实施例2中的导流孔位置图。
图中:1、油箱;2、汽油;3、油泵;4、输油管;5、活性碳罐;6、发动机;7、导气管;8、泄压器;9、上腔;10、下腔;11、上穿孔板;111、上板体;112、上导气孔;12、吸液棉;13、下穿孔板;131、下板体;132、下导气孔;133、导孔;14、压气泵;15、导流管;16、密封圈;17、驱动缸;18、施压活塞杆;19、支撑杆;20、平衡管;21、电控阀;22、过滤器;23、连接柱;24、电磁阀;25、导液孔;26、车身;27、滑杆;28、升降缸;29、升降活塞杆;30、滑槽;31、外密封板;32、内密封板;33、滑孔;34、支撑套;35、导流孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行进一步的技术说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,不用于限定本发明。
实施例一:
如图1所示,本发明的泄压型油箱包括:油箱1,油箱1内储存有汽油2,油箱1底部设有油泵3,其通过输油管4密封地伸出油箱1并与一侧的汽车发动机6连接,该输油管4上设有活性碳罐5。
油箱1的一侧通过连接柱23连接有一泄压器8,其包括壳体,该壳体为密封中空结构,该壳体的内腔从上至下依次设有上穿孔板11、吸液棉12和下穿孔板13,下穿孔板13边缘固定地与内腔壁连接,上穿孔板11滑动配合于该内腔中,上穿孔板11上侧的内腔为上腔9,下穿孔板13下侧的内腔为下腔10。吸液棉12支撑于下穿孔板13上,吸液棉12上设有一通孔,下穿孔板13上设有导孔133。壳体的底部断面呈中心向上凸起的结构,壳体的底部外壁通过一对支撑杆19固定地连接有驱动缸17,驱动缸17的施压活塞杆18向上密封地穿过壳体的底壁中心并伸入其内腔中,施压活塞杆18的顶端穿过所述吸液棉12的通孔和下穿孔板13的导孔133后与上穿孔板11固定连接,施压活塞杆18通过密封圈16与壳体的底壁密封地连接。壳体的顶部设有一通气孔,导气管7的一端与该通气孔密封地连接,其另一端与油箱1的顶壁连接并由顶壁伸入油箱1的内腔中,该导气管7上设有压气泵14,压气泵14的入口连通油箱1且出口连通泄压器8,压气泵14的入口处设有防止气体返流的单向阀,压气泵14的出口处设有气压传感器,用于监测泄压器8内的气压。油箱1的顶壁上还设有一压力平衡管20,该压力平衡管20的一端与油箱1内腔连通,其另一端与外界相通,该压力平衡管20上还设有电控阀21和过滤器22。壳体的底壁边缘凹进处分别设有多个导液孔25,各导液孔25分别与导流管15密封地连接并且连通至油箱1的内腔,邻近油箱1的导流管15上设有电磁阀24。
如图2-3所示,上穿孔板11包括上板体111与贯通其上下面的上导气孔112。下穿孔板13包括下板体131、贯通其上下面的下导气孔132以及用于穿设施压活塞杆18的导孔133。
本发明还包括设置在油箱1内的压力传感器及位于油箱外的控制器,压力传感器、驱动缸17、电控阀21、电磁阀24、压气泵14及气压传感器分别与控制器信号连接,所述驱动缸17的施压活塞杆18能够在设定距离内往复移动,驱动缸可以是液压缸或气压缸。
本发明的泄压型油箱,其工作方法包括以下步骤:
(1)控制器初始化。
(2)控制器检测压力传感器的压力值P1。
(3)控制器判断压力值P1,若P1≤M,其中M为限值,则返回步骤(2);若P1>M,则进入步骤(4)。
(4)控制器开启压气泵14,从油箱内腔向泄压器8内腔泵气,驱动缸17的施压活塞杆18向上移动并脱离吸液棉12,电磁阀24关闭,控制器检测气压传感器的气压值P2,若P2≥N,N为气压设定值,则进入步骤(5)。
此时,压气泵14将油箱1内腔顶部的气体(包括汽油蒸气与空气的混合气)抽送至泄压器8壳体的内腔中。随着该内腔中气体的逐渐增多,其压力持续上升。随着压力升高,气体中的空气和汽油蒸气的沸点都会升高,但由于汽油的沸点远高于空气,所以汽油蒸气会先于空气出现液化现象。当压力达到设定值N后,汽油蒸气会凝结成液态的汽油液滴而与空气进行气液分离,液滴在重力作用下流过上穿孔板11的上导气孔111后进入吸液棉12内而被吸附。在此抽送过程中、油箱1内会出现负压,即压力值P1低于外界大气压,控制器开启电控阀21,使外界的空气经过滤器22后进入油箱1内,防止油箱1在过大的负压下出现塌陷变形而损坏。
(5)控制器关闭压气泵14并控制驱动缸17的施压活塞杆18下移,使得上穿孔板11与下穿孔板13相互挤压吸液棉12,将其中吸附的汽油液滴挤出,开启电磁阀24,在重力作用及高压气体喷出时的驱动作用下,液滴通过导液孔25、导流管15、电磁阀24后回流至油箱1内。
当电磁阀24开启后,泄压器8内腔中原有的高压气体将被泄压至油箱1中,此时若油箱1内的压力值P1超过外界大气压,由于电控阀21尚未关闭,一部分气体将经过过滤器22和电控阀21排入外界。
(6)油箱1内的过量的气体经过滤器22和电控阀21排入外界,控制器检测压力传感器的压力值P1,若P1与大气压相等,则控制器关闭电控阀21与电磁阀24,返回步骤(2)。
本发明中,相比原有发动机旁的活性碳罐5中的活性碳,所述过滤器22内装有更多且粒径更小的活性碳,比如粒径为0.5mm,当油箱1内出现负压(即低于大气压)且电控阀21开启后,外界的空气进入油箱,其中夹杂的灰尘被活性碳阻挡;当油箱内出现正压(即高于大气压)且电控阀21开启时,油箱内的气体向外界排出,气体中夹杂的汽油蒸气会被活性碳吸附,并且由于此时的气流方向与之前相反,所以气体经过活性碳时会将之前被活性碳阻挡的灰尘反向吹走而排入外界。当油箱1内再次出现负压且电控阀21开启时,外界空气穿过过滤器22的活性碳时,会将之前被活性碳吸附的汽油蒸气一并带入油箱内,从而实现活性碳的再生,防止活性碳出现吸附饱和而失去吸附能力,便于活性碳再次吸附汽油蒸气。在此过程中,过滤器内的活性碳既起到过滤灰尘的作用,又能除尘自清洁并实现再生,持续地发挥活性碳的过滤和吸附作用。同时,发动机6无需启动,油箱1也无需采用成本更高的耐高压油箱,实现了油箱的自泄压并防止油箱内的汽油蒸汽泄漏至外界而污染环境。
作为一种优选,为了进一步提升过滤能力并降低过滤器内活性碳的负荷,可以在电控阀21与过滤器22之间设置一个专用于过滤灰尘的空气过滤器。
实施例二:
如图4-9所示,本实施例相对于实施例1的区别在于:泄压器8单独与车身26固定连接,泄压器8不再通过连接柱23与油箱1连接。油箱1的背部外壁上设有一对垂直的滑槽30,一对滑杆27滑动配合于该对滑槽30内且各滑杆27的顶端与车身26固定连接,车身26上还设有垂直的升降缸28,升降缸28内的升降活塞杆29的外端与油箱1的顶部连接。油箱1邻近导流管15的侧壁上开设有一长度方向(或轴向)沿垂直方向的滑孔33,该滑孔33处的油箱1外侧壁上设有外密封板31,该滑孔33处的油箱1内侧壁上设有内密封板32,内、外密封板之间通过支撑套34密封地固定连接,支撑套34适于沿滑孔33进行垂向滑动并且在此过程中内、外密封板能够密封地覆盖所述滑孔33。内、外密封板与支撑套34内设有贯通内、外密封板的导流孔35,所述导流管15邻近油箱1的端部密封地穿过导流孔35后伸入油箱1的内腔中。升降缸28可以是液压缸或气压缸,并与所述控制器进行信号连接。
在压气泵14的抽吸作用下、导气管7与油箱1的连接处为负压,该连接处通过可变形的软管与油箱1连接不会影响压气泵14对油箱1的抽吸作用。同时,输油管4属于低压管,其与油箱1的连接处也能够使用可变形的软管进行过渡连接。由于导流管15用于导出汽油液滴,汽油液滴在泄压腔8内的高压气体与自身重力作用下回流油箱1,因此导流管15与油箱1之间必须保持设定的倾角或坡度并且导流管15必须具有耐受高压气体冲击的强度,所以导流管15需要采用硬管,如无缝钢管或不锈钢管,导流管15与油箱1的连接处不能采用可变形的软管连接。
本实施例中,在正常状态下,油箱1位于初始高度,此时导流管15的出口位于油箱1中限定的最高液面之下,油箱1具有正常的离地间隙。在油箱1进入泄压工作状态时,升降缸28驱动油箱1下降至设定高度,此时导流管15的出口位于油箱1中限定的最高液面之上,便于导流管15内的汽油液滴回流至油箱;此时,油箱1的离地间隙会减小,为了防止汽车行驶颠簸中油箱1与地面刮蹭,作为一种优选,上述油箱泄压过程在汽车停放后进行。所述油箱1中限定的最高液面是指油箱加满油后的液面位置。
本实施例既解决了因油箱加满油或导流管坡度改变而影响导流管15中的汽油液滴回流问题,又避免油箱离地间隙过低而与地面刮蹭。
以上为本发明的较佳的优选实施例的描述,本技术领域的普通技术人员根据上述公开内容,在不脱离上述基本原理情况下做出若干修改和优化,也应当视为本发明的所理解的保护范围。

Claims (9)

1.一种泄压型油箱,其特征在于:包括油箱(1),油箱(1)的一侧设有泄压器(8),泄压器(8)的入口通过油箱(1)的顶部与油箱内腔连通,泄压器(8)与油箱(1)之间设有能将油箱内腔中的气体送往泄压器(8)的压气泵(14);
所述泄压器(8)内腔中设有上穿孔板(11)和下穿孔板(13),上穿孔板(11)与下穿孔板(13)之间设有吸液棉(12),上穿孔板(11)和下穿孔板(13)适于相对移动并挤压吸液棉(12);
所述泄压器(8)的出口与油箱(1)连通并在两者之间设有可开闭的阀;
油箱(1)上设有能连通内腔与外界以调控油箱内外压力平衡的平衡装置。
2.根据权利要求1所述的泄压型油箱,其特征在于:所述泄压器(8)的入口通过导气管(7)与油箱(1)连接,压气泵(14)设于该导气管(7)上;
所述泄压器(8)的出口通过导流管(15)与油箱(1)连通,所述可开闭的阀为电磁阀(24),电磁阀(24)设于导流管(15)上邻近油箱(1)的端部。
3.根据权利要求2所述的泄压型油箱,其特征在于:所述可开闭的阀为电磁阀(24),电磁阀(24)设于导流管(15)上邻近油箱(1)的端部。
4.根据权利要求2所述的泄压型油箱,其特征在于:所述泄压器(8)的底壁上设有驱动缸(17),其内的施压活塞杆(18)密封地穿过泄压器(8)的底壁并伸入内腔中,施压活塞杆(18)分别穿过吸液棉(12)与下穿孔板(13)上设置的通孔并与上穿孔板(11)连接,所述上穿孔板(11)滑动配合于泄压器(8)的内腔中。
5.根据权利要求4所述的泄压型油箱,其特征在于:所述泄压器(8)的底壁截面呈中心高、边缘低的凸字型,所述泄压器(8)的出口设于其底壁的边缘处。
6.根据权利要求5所述的泄压型油箱,其特征在于:所述平衡装置包括设于油箱(1)的顶壁上且连通内腔与外界的平衡管(20),该平衡管(20)上依次设有电控阀(21)和过滤器(22),过滤器(22)内装有设定粒径的活性碳颗粒。
7.根据权利要求6所述的泄压型油箱,其特征在于:还包括控制器和位于油箱(1)内的压力传感器,压气泵(14)的出口处设有气压传感器,所述压力传感器、驱动缸(17)、电控阀(21)、电磁阀(24)、压气泵(14)及气压传感器分别与控制器信号连接。
8.根据权利要求7所述的泄压型油箱,其特征在于:所述油箱(1)适于垂直升降,油箱(1)邻近导流管(15)的侧壁上开设有轴向沿垂向的滑孔(33);滑孔(33)两侧的油箱侧壁上分别密封地滑动配合有外密封板(31)和内密封板(32);
内密封板(32)和外密封板(31)之间通过支撑套(34)连接且三者内部设有贯通内密封板(32)和外密封板(31)的导流孔(35),支撑套(34)滑动配合于滑孔(33)内,所述导流管(15)适于密封地穿过导流孔(35)。
9.一种根据权利要求7所述的泄压型油箱的工作方法,其特征在于包括以下步骤:
a、控制器初始化;
b、控制器检测压力传感器的压力值P1
c、控制器判断压力值P1,若P1≤M,其中M为限值,则返回步骤b;否则进入步骤d;
d、控制器开启压气泵(14)和电控阀(21),从油箱内腔向泄压器(8)内腔泵气,驱动缸(17)的施压活塞杆(18)移动并脱离吸液棉(12),电磁阀(24)关闭,控制器检测气压传感器的气压值P2,若P2≥N,其中N为气压设定值,则进入步骤e;
e、控制器关闭压气泵(14)并控制驱动缸(17)的施压活塞杆(18)驱动上穿孔板(11)与下穿孔板(13)相互挤压吸液棉(12),将其中吸附的汽油液滴挤出,开启电磁阀(24),在重力作用及高压气体喷出时的驱动作用下,液滴通过导液孔(25)、导流管(15)、电磁阀(24)后回流至油箱(1)内;
f、所述油箱(1)内的过量的气体经过滤器(22)和电控阀(21)排入外界,控制器检测压力传感器的压力值P1
若P1与大气压相等,则控制器关闭电控阀(21)与电磁阀(24),返回步骤b。
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