CN204646382U - 一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其包括第一管路、第二管路、第三管路、余热回收模块、温控模块以及控制阀单元。其中所述第一管路穿过所述余热回收模块，其内气体被所述余热回收模块利用收集来自排气系统的废热气加热后进入到所述控制阀单元。所述第二管路引入外界环境自然气体进入到所述控制阀单元。所述温控模块控制所述控制阀单元，使得进入到其内的两路气体混合后，输出到所述第三管路进而进入到汽车碳罐内的混合气体的温度，其温度符合预定范围。

Description

一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及汽车炭罐装置，更具体地，涉及一种通过回收排气系统废热，以提高炭罐脱附气体温度，来改善炭罐脱附性能的排气余热回收系统。

背景技术

随着环境问题越来越受到人们的重视，汽车的排放标准也在不断的提高，其中作为汽车排放性能重要指标之一的燃油蒸发污染物的控制，也越发受到挑战。

在当前的汽车行业中，大体上都是使用炭罐作为燃油蒸发污染物的控制装置。其主要具有在油箱挥发过程中吸附油蒸汽，以及在发动机工作的过程中，利用发动机进气负压使得活性炭内部的油蒸汽脱附等两大功能。为此，吸附能力和脱附能力自然就成为其重要的性能指标。

 另外，每当夏季高温时，在地下停车场等封闭场合，经常可以闻到浓烈的汽油味。这一方面来自于车辆的尾气排放；另一方面，则由于夏季高温，车辆油箱内的汽油挥发加快，一旦停车时间过长而行驶距离相对较短时，则油箱炭罐容易饱合。这样，多余的油蒸汽就会溢出到大气中，产生污染。

从国标GB18352.3-2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》中可以看出，该国标不仅关注炭罐本身的最大容量，而且还关注经过多次吸附/脱附之后的有效容积，也就是对炭罐油蒸汽残余量的考察。

为了使得炭罐不至于过快的饱合，并且减小油蒸汽的残余量。希望能够尽可能的提高炭罐的脱附效率。从相关的文献中获知，温度对于炭罐的脱附过程有着至关重要的影响。在SAE论文及相应的专利中就有人偿试通过电热丝加热炭罐底板和进气温度的方式来提高脱附的效率和能力。然而，这种方式由于加热过程需要消耗大量的电量，而电能又直接来自于发动机动力，会间接的影响油耗，所以目前并没有得到大量的使用和推广。

因此，非常有必要研发出一种新型的碳罐加热方式，来克服现有技术中的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于汽车碳罐的排气余热回收系统，通过利用回收排气系统废气余热的方式，加热炭罐的进气温度，实现保证炭罐脱附时的工作温度，提高相应的工作效率和能力，又可以节省能源，达到真正意义上的“绿动未来”。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下。

一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其包括第一管路、第二管路、第三管路、余热回收模块、温控模块以及控制阀单元，其中所述第一管路穿过所述余热回收模块，从所述第一管路通过的气体被所述余热回收模块利用来自排气系统的废热加热后进入到所述控制阀单元；所述第二管路引入外界环境常温气体进入到所述控制阀单元；所述温控模块控制所述控制阀单元的运行，调节来自所述第二管路的常温气体和来自所述第一管路的加热气体的流量大小，使得进入到所述控制阀单元内的两路气体混合后，从所述第三管路输出到汽车碳罐内的混合气体的温度处于预定值范围。

进一步的，其中所述温控模块包括温度控制单元以及分别设置于所述第一、第二、第三管路上的第一、第二、第三温度传感器。

进一步的，其中所述温度控制单元接收来自所述第三温度传感器感测到的混合气体温度，并与炭罐脱附过程中所需的理想工作温度进行比对，同时接收来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器感测到的气体温度值，经相应的内部算法计算后向控制阀单元发送相应的调控指令。

进一步的，其中所述余热回收模块包括热交换器，用以进行所述第一管路内的气体和车辆排气管热废气之间的热交换。

进一步的，其中所述温控模块与发动机控制模块（ECM）通过总线相连，只有当发动机油蒸汽管路阀门开启时，温控模块才进行工作。

进一步的，其中所述温控模块集成于发动机控制模块（ECM）上。

进一步的，其中所述控制阀单元包括三通可调式电磁阀，其分别与所述第一、第二、第三管路连接。

进一步的，其中所述控制阀单元包括两个可调式电磁阀及一个三通接头，其中所述第一、第二管路分别通过一个所述可调式电磁阀与所述三通接头连接，所述三通接头的第三接口连接在所述第三管路上。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的一种适用于汽车碳罐的排气余热回收系统，其余热回收模块，通过利用回收排气系统经过三元催化后废气的多余热量，来加热炭罐脱附时的进气，使得进入炭罐的混合气体的温度，处于预定的温度范围，进而使得碳罐在一个理想的温度状态下进行工作，从而能够实现提高炭罐脱附的效率，减少脱附后油蒸汽在炭罐内的残余量，起到既环保又节能的作用。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方式涉及的一种适用于汽车碳罐的排气余热回收系统的结构示意图。

图2是本实用新型又一个实施方式涉及的一种适用于汽车碳罐的排气余热回收系统的结构示意图，其中温控单元集成于ECM中。

图3是本实用新型又一个实施方式中涉及的控制阀单元的结构示意图，其采用单个电机进行控制。

图4是本实用新型又一个实施方式中涉及的控制阀单元的结构示意图，其采用两个电机进行控制。

图中的附图标记说明如下。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本实用新型涉及的一种适用于汽车碳罐的排气余热回收系统的技术方案作进一步的详细描述。

请参阅图1所示，本实用新型涉及的一个实施方式提供了一种适用于汽车碳罐的排气余热回收系统。其包括第一管路16、第二管路18、第三管路20、余热回收模块、温控模块以及控制阀单元6。

其中第一管路16穿过余热回收模块，其内通过的气体被所述余热回收模块利用收集来自排气系统的废热加热后进入到所述控制阀单元。具体地说，余热回收模块包括热交换器7，其进行第一进气管路16内的通过的气体，和车辆排气管12内的气体之间的热交换。

在本实用新型的实施例中，其中热交换器又分为两种：一种是通过与排气管平行的金属管路进行辐射换热获取能量；另一种是通过换热器，采用对流的方式使得炭罐进气与发动机排气之间进行换热。

第二管路18引入外界环境自然气体进入到控制阀单元6。

温控模块包括温度控制单元5以及分别设置于第一、第二、第三管路16、18、20上的第一、第二、第三温度传感器4、3、2。其中温度控制单元接收来自第一、第二、第三温度传感器的信息，并向控制阀单元6发送控制指令。

第一管路16与第二管路18内的气体进入到控制阀单元6混合后，形成的混合气体在由第三管路20经由碳罐接口14输入到碳罐1内。

工作时，第一、第二、第三温度传感器4、3、2分别测试加热气体温度、外界环境气体温度以及混合气体温度，并且将这三组温度信号经过各自的信号线23、22、24把信号传输到温控单元5。温控单元5根据三路温度的大小以及预设的逻辑法则，经过计算后，将控制信号通过信号线25发送给控制阀单元6。具体地说，温控单元5根据来自第三温度传感器2感测到的混合气体温度与炭罐1脱附过程中所需的理想工作温度的比对结果，并结合来自第一温度传感器4和第二温度传感器3感测到的气体温度值，经相应的内部算法计算后，向控制阀单元6发送相应的调控指令，控制阀单元6根据接收的信号调节阀门的大小，控制第一管路16和第二管路18内的气体流量大小，从而调节第三管路20输出气体的温度值，使得进入炭罐1的混合气体工作在一个理想的温度状态，形成闭环控制。

请参阅图2所示，其图示了本实用新型的又一个实施方式，其与图1所示的实施方式主要的区别在于，本实施方式中，其温控模块中的温度控制单元5，是直接集成到ECM中。然后由ECM直接通过信号线24、22、23接收温度传感器2、3、4的温度信号，并在ECM中进行计算，在通过信号线25向控制阀单元6发送相应的控制指令。

进一步的，在又一个实施方式中，其也可以是，其中温控模块与发动机控制模块（ECM）通过总线相连，只有当发动机油蒸汽管路阀门开启时，温控模块才进行工作。

请参阅图3所示，其图示了一个本实用新型涉及使用的控制阀单元6，其为三通可调式电磁阀。其包括阀体61，阀体61上设置接口分别连接第一、第二、第三管路16、18、20。且，阀体61接收来自控制电机62的信号控制，而控制电机62通过信号线63接收来自控制模块的信号。

工作时，第一管路16内的被加热后的气体，第二管路18内外界环境温度的气体，这两路气体经过阀体61混合后由阀体上的接口流出到第三管路20。

而控制电机62，通过信号线63接收来自控制模块的信号后，控制阀体61的运转，进而控制第一、第二管路内的两路气体的进气流量，从而使得流出到第三管路20的气体的温度处于设定的温度范围内。本实施方式中，采用对两路气体进行联动控制的方式，其优点在于控制结构相对简单。

进一步的，请参阅图4所示，其图示了一个本实用新型涉及使用的又一个控制阀单元6，其包括两个可调式电磁阀71、72及一个三通接头8。

其中第一、第二管路16、18上分别设置第一、二电磁阀71、72，在分别接入到三通接头8上。这两路气体经过三通接头8的混合舱后由其又一个接口流出到第三管路20。

本实施方式与图3所示的控制阀单元实施方式的最大区别在于，本实施方式设置了两个可调式电磁阀，进而通过两路信号线73、74分别接收来自控制模块的信号，分别对第一、二电磁阀71、72进行调节，起到对两路管路进行分别控制的作用。本实施方式中，第一、二电磁阀71、72可以分别是一个可调式电机，采用双电机对两进气管路分别进行控制，其优点在于控制速度更快，控制精确更高。

本实用新型利用其余热回收模块，通过回收排气系统经过三元催化后废气的多余热量，来加热炭罐脱附时的进气，使得进入炭罐的混合气体的温度，处于预定的温度范围，进而使得碳罐在一个理想的温度状态下进行工作，从而能够实现提高炭罐脱附的效率，减少脱附后油蒸汽在炭罐内的残余量，起到既环保又节能的作用。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的范围内。

Claims (8)

1.一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其包括第一管路、第二管路、第三管路、余热回收模块、温控模块以及控制阀单元；其中所述第一管路穿过所述余热回收模块，从所述第一管路通过的气体被所述余热回收模块利用来自排气系统的废热加热后进入到所述控制阀单元；所述第二管路引入外界环境常温气体进入到所述控制阀单元；所述温控模块控制所述控制阀单元的运行，调节来自所述第二管路的常温气体和来自所述第一管路的加热气体的流量大小，使得进入到所述控制阀单元内的两路气体混合后，从所述第三管路输出到汽车碳罐内的混合气体的温度处于预定值范围。

2.根据权利要求1所述的一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其中所述温控模块包括温度控制单元以及分别设置于所述第一、第二、第三管路上的第一、第二、第三温度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其中所述温度控制单元接收来自所述第三温度传感器感测到的混合气体温度，并与炭罐脱附过程中所需的理想工作温度进行比对，同时接收来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器感测到的气体温度值，经相应的内部算法计算后向控制阀单元发送相应的调控指令。

4.根据权利要求1所述的一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其中所述余热回收模块包括热交换器，用以进行所述第一管路内的气体和车辆排气管热废气之间的热交换。

5.根据权利要求1所述的一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其中所述温控模块与发动机控制模块（ECM）通过总线相连，只有当发动机油蒸汽管路阀门开启时，温控模块才进行工作。

6.根据权利要求1所述的一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其中所述温控模块集成于发动机控制模块（ECM）上。

7.根据权利要求1所述的一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其中所述控制阀单元包括三通可调式电磁阀，其分别与所述第一、第二、第三管路连接。

8.根据权利要求1所述的一种适用于汽车炭罐的排气余热回收系统，其特征在于，其中所述控制阀单元包括两个可调式电磁阀及一个三通接头，其中所述第一、第二管路分别通过一个所述可调式电磁阀与所述三通接头连接，所述三通接头的第三接口连接在所述第三管路上。