CN206111378U - 车辆碳罐及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆碳罐及车辆，本实用新型的车辆碳罐包括碳罐本体，设置在所述碳罐本体上的吸附口、脱附口和空气进口，以及填充于所述碳罐本体内的活性炭，在所述碳罐本体上设有加热装置，所述加热装置包括固定于所述碳罐本体上的薄膜电加热单元。本实用新型所述的车辆碳罐，通过使加热装置采用薄膜电加热单元，可利用薄膜电加热材料所具有的热效率高，可根据附着物改变外形，加热均匀、部产生局部过热，以及不产生明火加热安全等特点，而对碳罐进行可靠加热，从而可提高碳罐的脱附效果，而具有较好的使用效果。

Description

车辆碳罐及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆碳罐。本实用新型还涉及一种装设有该车辆碳罐的车辆。

背景技术

现有技术中，碳罐的吸附过程为油箱与碳罐吸附口连接，油箱内的汽油蒸汽通过吸附口进入碳罐，并将吸附后的清洁空气排出。碳罐的脱附过程为在发动机控制单元控制碳罐电磁阀打开后，碳罐进入脱附工况，燃油分子经油气管路进入发动机参与燃烧。一般情况下，碳罐脱附时温度越高越有利于燃油分子挥发，但现有技术中碳罐脱附多是在环境温度下进行，脱附效果受制于环境温度的限制，往往达不到理想的状态。吸附在活性炭上的燃油分子若不能完全脱附，长此以往，部分燃油分子将永久占据活性炭孔隙，从而会减少活性炭的吸附量，使活性炭的活性降低，在碳罐饱和后，燃油分子便容易溢出而造成大气污染。

为克服碳罐在环境温度下脱附所带来的弊端，目前多采用在碳罐上设置加热装置的方法来提高碳罐脱附时的温度，具体上，有以下几种方式：

1、加热通过排放管吸入碳罐的空气，该方法通过加热器加热流入碳罐内部的空气，为碳罐提供燃气脱附时所需的热量，使吸附在活性炭上的燃料更容易脱附。但在实际使用中，通过加热器加热的空气温度往往达不到100℃以上，其一般只能保持在80℃左右，并且供给活性炭的加热空气也易被吸入口周边的活性炭吸收，从而无法给整个活性炭供给热量。

2、在与排放管相对应的位置上，向活性炭内部插入加热器线圈，加热活性炭，以达到直接加热活性炭的效果。但是，该方法所提供的热量只能在与排放管相对应的位置上传达，只能向相应部位的活性炭提供热量，也无法实现对整个活性炭提供热量。

3、在碳罐内部安装排管，排管内部填充硫代硫酸钠及磷酸钠，以先储存通过吸附反应获得的热量，在脱附反应时再向活性炭提供所储存的热量，以提高活性炭的脱附效果。但是，由于填充到排管中的蓄热物质所能达到的最高温度受到限制，在脱附时依然存在无法满足所需热量的问题。

4、将碳罐分为两个腔体，一端负责加热空气，另一端则负责吸附、脱附，该方法可经由热空气通过活性炭而带走活性炭中吸附的燃油分子，以达到脱附效果。但该加热方式存在产生明火，以及热空气只能向相应部位的活性炭提供热量的不足，并且该方法也会使碳罐占用较大的空间，而不便于碳罐的布置。

5、在碳罐本体上的空气进口处缠绕电热丝，电热丝的缠绕位置可根据实际情况而定，该加热方式也易产生明火，且热空气只能向相应部位的活性炭提供热量，存在不能对整个活性炭提供热量的不足。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆碳罐，以能够克服现有技术中的不足，且具有较好的使用效果。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆碳罐，包括碳罐本体，设置在所述碳罐本体上的吸附口、脱附口和空气进口，以及填充于所述碳罐本体内的活性炭，在所述碳罐本体上设有加热装置，所述加热装置包括固定于所述碳罐本体上的薄膜电加热单元。

进一步的，所述薄膜电加热单元为设置于所述碳罐本体内的筒状结构。

进一步的，在所述碳罐本体内形成有与所述空气进口相连的进气腔，所述 吸附口和脱附口通过活性炭与所述进气腔连通；在所述进气腔内设有对由所述空气进口进入的空气进行导流，以使空气呈之字形流动的导流机构。

进一步的，所述导流机构包括间隔设于所述进气腔内的多道隔板，相邻隔板间交错布置。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的车辆碳罐，通过使加热装置采用薄膜电加热单元，可利用薄膜电加热材料所具有的热效率高，可根据附着物改变外形，加热均匀、不产生局部过热，以及不产生明火加热安全等特点，而对碳罐进行可靠加热，从而可提高碳罐的脱附效果，而具有较好的使用效果。

(2)薄膜电加热单元为筒状可进一步提升加热效果。

(3)设置进气腔及导流机构，可减小进气速率，以能够充分加热进入碳罐本体内的空气，而提高碳罐脱附效果。

(4)导流机构采用间隔布置的隔板，其结构简单，便于设计实施。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，包括具有油箱及空气滤清器的发动机总成，还包括如上所述的车辆碳罐，所述油箱的顶部经由吸附管路连通于所述吸附口，所述空气滤清器连通于所述空气进口，所述脱附口连通于所述发动机总成的节气门。

进一步的，所述加热装置还包括与所述薄膜电加热单元相连的控制开关，所述控制开关联接于所述发动机总成的控制单元。

进一步的，在所述碳罐本体内设有对所述碳罐本体中的温度及压力进行检测的温度压力检测单元，所述温度压力检测单元联接于所述控制单元。

进一步的，在所述空气滤清器与所述空气进口之间串接有对所述空气滤清器和所述空气进口之间的通断进行控制的控制阀，在所述脱附口和所述节气门之间串接有对所述脱附口与所述节气门之间的通断进行控制的碳罐电磁阀；所述控制阀和碳罐电磁阀联接于所述控制单元。

进一步的，所述控制单元上联接有对所述发动机总成的进气歧管内的压力与氧浓度进行检测的压力及氧浓度检测单元，所述控制单元上还联接有对所述 油箱中的油气混合比例及油箱压力进行检测的油气混合比例及油箱压力检测单元。

进一步的，所述控制单元上联接有对所述发动机总成的发动机转速及车辆车速进行检测的发动机转速检测单元和车速检测单元。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的车辆通过采用如上的车辆碳罐，可利用薄膜电加热单元的加热保证碳罐的脱附效果，并可便于碳罐在车辆上的布置，从而可获得较好的使用效果。

(2)通过与控制单元联接的控制开关以及各检测单元，可便于对碳罐工作的控制，以获得更好的使用效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的车辆碳罐的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的车辆碳罐的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例二所述的车辆的结构简图；

图4为本实用新型实施例二所述的车辆的碳罐的控制流程图；

附图标记说明：

1-碳罐本体，2-空气进口，3-脱附口，4-吸附口，5-薄膜电加热单元，6-活性炭，7-进气腔，8-隔板，9-空气滤清器，10-控制阀，11-碳罐，12-油箱，13-吸附管路，14-燃油管路，15-脱附管路，16-碳罐电磁阀，17-节气门，18-挡板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种车辆碳罐，由图1结合图2所示，该车辆碳罐包括碳罐本体1，碳罐本体1为中空的壳状结构，在碳罐本体1上分别设置有空气进口2、脱附口3以及吸附口4，在碳罐本体1内也填充有活性炭6，经由空气进口2进入碳罐本体1内的空气，以及由吸附口4进入的油气混合气均可通过活性炭6之后，再经由脱附口3排出碳罐本体1。在碳罐本体1上还设置有加热装置，且本实施例中该加热装置为固定于碳罐本体1上的薄膜电加热单元5。

本实施例中薄膜电加热单元5由薄膜加热材料制成，薄膜加热材料是在绝缘材料表面加工形成一层导电薄膜，薄膜加热材料按主要成分可分为金属薄膜加热材料、无机薄膜加热材料和有机薄膜加热材料，在使用中薄膜加热材料具有电压适用范围宽、加热过程不产生明火、热效率高、加热材料外形可根据附着物外形改变，以及加热均匀不会出现局部过热等优点。本实施例中薄膜加热材料选用现有材料即可，如可为聚酰亚胺薄膜电加热膜等。

本实施例中为提高薄膜电加热单元5的加热效果，薄膜电加热单元5也为筒状，并设置于碳罐本体1内侧。而如图2中所示，本实施例中在碳罐本体1内还形成有与空气进口2相连的进气腔7，进气腔7由设于碳罐本体1中的挡板18分隔而成，活性炭6即相对于进气腔7填充于挡板18的另一侧，在挡板18的底部与碳罐本体1的内壁之间也留有一孔隙，以可使得脱附口3及吸附口4可通过活性炭6与该进气腔7连通，以形成空气流通通道。

本实施例中在进气腔7中设有可对由空气进口2进入的空气进行导流，而使空气呈之字形流动的导流机构，该导流机构具体包括间隔设置于进气腔7内的多道隔板8，且相邻的隔板8之间也交错布置，从而因隔板8的阻挡导流而使空气沿之字形流动。通过导流机构的设置，可减小碳罐本体1内的进气速率，从而能够充分加热进入碳罐本体1内的空气，而提高碳罐脱附效果。当然，除了采用如上的由多个隔板8构成的导流机构，本实施例中导流机构也可采用其他结构形式，如采用螺旋式通道，或可以使上述的隔板8呈封堵状设于进气腔7内，并在相邻隔板8上设置错位布置的通孔。

本车辆碳罐通过使加热装置采用薄膜电加热单元5，可利用薄膜电加热材料所具有的热效率高，可根据附着物改变外形，加热均匀、不产生局部过热，以及不产生明火、加热安全等特点，而对碳罐进行可靠加热，从而可提高碳罐的脱附效果，而具有较好的使用效果。

实施例二

本实施例涉及一种车辆，其包括具有油箱及空气滤清器的发动机总成，还包括如实施例一中的车辆碳罐，各部件间的连接如图3中所示，其中，油箱12通过设于其顶部的吸附管路13与碳罐11的吸附口4相连，空气滤清器9与碳罐11的空气进口2相连，碳罐11的脱附口3则连接于发动机总成的节气门17处，而在油箱12上也设置有与节气门17相连的燃油管路14。

本实施例中在空气滤清器9与碳罐11的空气进口2之间的连接管路上还串接有控制阀10，控制阀10采用电磁阀并联接于发动机总成的控制单元，在脱附管路15上也串接有碳罐电磁阀16，碳罐电磁阀16同样联接于发动机总成的控制单元。此外，本实施例中设置于碳罐11上的加热装置中也设置有与薄膜电加热单元5相连的控制开关，该控制单元也联接于发动机总成的控制单元上。

本实施例中为便于在使用时对碳罐11进行自动控制，在碳罐11的碳罐本体1内设置有对碳罐11内的温度及压力进行检测的温度压力检测单元，该温度压力检测单元采用现有的温度及压力传感器即可，且该温度压力检测单元联接于发动机总成的控制单元上。除了设置于碳罐11上的温度压力检测单元，本实施例中在发动机总成的控制单元上还进一步联接有可对发动机总成的进气歧管内的压力与氧浓度进行检测的压力及氧浓度检测单元，对油箱(12)中的油气混合比例及油箱压力进行检测的油气混合比例及油箱压力检测单元，以及对所述发动机总成的发动机转速及车辆车速进行检测的发动机转速检测单元和车速检测单元。压力及氧浓度检测单元和油气混合比例及油箱压力检测单元，以及发动机转速检测单元和车速检测单元均采用现有车辆上的检测元器件即可。

本实施例的车辆在使用中，碳罐11的控制流程如图4中所示，其中薄膜电 加热单元5可由发动机总成的控制单元采用脉宽调制信号(PWM)独立控制。在脱附时，发动机总成控制单元采集进气歧管进气压力与氧浓度、油箱12油气混合比及油箱压力、发动机转速或车辆速度等信号，采集信号通过整波放大后传送至控制单元，当控制单元判断达到一定条件，如发动机转速>1100r/min，或是车速>32Km/h时，发动机总成控制单元控制薄膜电加热单元5的控制开关开启，同时关闭控制阀10，以避免加热过程中燃油分子蒸发至大气中。

当碳罐11上的温度压力检测单元检测到碳罐11中的温度满足要求后，控制单元同时控制控制阀10和碳罐电磁阀16开启，外界空气由空气滤清器9进入碳罐11，经加热后带走活性炭6内的燃油分子，脱附开始，活性炭6中的燃油分子被带入节气门17并进入发动机内进行燃烧。在脱附过程中，薄膜电加热单元5持续加热，直到脱附过程结束。

吸附时，待脱附完成发动机总成控制单元控制碳罐电磁阀16关闭，同时薄膜电加热单元5的控制开关也断开，吸附过程开始。在吸附时碳罐11不需吸热，此时碳罐11可通过流经其周围的空气来进行散热，当然为了快速散热，也可在在碳罐11上加装翅片，或者也可设置风扇等辅助装置，以提高散热效率。

本实施例的车辆通过采用如实施例一中的车辆碳罐，可利用薄膜电加热单元的加热保证碳罐的脱附效果，并可便于碳罐在车辆上的布置，同时，通过与控制单元联接的控制开关以及各检测单元，也可便于对碳罐工作的控制，从而可使得碳罐具有较好的使用效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆碳罐，包括碳罐本体(1)，设置在所述碳罐本体(1)上的吸附口(4)、脱附口(3)和空气进口(2)，以及填充于所述碳罐本体(1)内的活性炭(6)，其特征在于：在所述碳罐本体(1)上设有加热装置，所述加热装置包括固定于所述碳罐本体(1)上的薄膜电加热单元(5)；在所述碳罐本体(1)内形成有与所述空气进口(2)相连的进气腔(7)，所述吸附口(4)和脱附口(3)通过活性炭(6)与所述进气腔(7)连通。

2.根据权利要求1所述的车辆碳罐，其特征在于：所述薄膜电加热单元(5)为设置于所述碳罐本体(1)内的筒状结构。

3.根据权利要求1所述的车辆碳罐，其特征在于：在所述进气腔(7)内设有对由所述空气进口(2)进入的空气进行导流，以使空气呈之字形流动的导流机构。

4.根据权利要求3所述的车辆碳罐，其特征在于：所述导流机构包括间隔设于所述进气腔(7)内的多道隔板(8)，相邻隔板(8)间交错布置。

5.一种车辆，包括具有油箱(12)及空气滤清器(9)的发动机总成，其特征在于：还包括如权利要求1至4中任一项所述的车辆碳罐，所述油箱(12)的顶部经由吸附管路(13)连通于所述吸附口(4)，所述空气滤清器(9)连通于所述空气进口(2)，所述脱附口(3)连通于所述发动机总成的节气门(17)。

6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于：所述加热装置还包括与所述薄膜电加热单元(5)相连的控制开关，所述控制开关联接于所述发动机总成的控制单元。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：在所述碳罐本体(1)内设有对所述碳罐本体(1)中的温度及压力进行检测的温度压力检测单元，所述温度压力检测单元联接于所述控制单元。

8.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：在所述空气滤清器(9)与所述空气进口(2)之间串接有对所述空气滤清器(9)和所述空气进口(2)之 间的通断进行控制的控制阀(10)，在所述脱附口(3)和所述节气门(17)之间串接有对所述脱附口(3)与所述节气门(17)之间的通断进行控制的碳罐电磁阀(16)；所述控制阀(10)和碳罐电磁阀(16)联接于所述控制单元。

9.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：所述控制单元上联接有对所述发动机总成的进气歧管内的压力与氧浓度进行检测的压力及氧浓度检测单元，所述控制单元上还联接有对所述油箱(12)中的油气混合比例及油箱压力进行检测的油气混合比例及油箱压力检测单元。

10.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：所述控制单元上联接有对所述发动机总成的发动机转速及车辆车速进行检测的发动机转速检测单元和车速检测单元。