CN207131503U - 碳罐脱附装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车燃油系统技术领域，涉及一种碳罐脱附装置及汽车，该碳罐脱附装置包括进气歧管稳压腔、增压器、碳罐及文丘里阀，所述增压器通过第一进气管与空气滤清器连通，所述增压器与所述进气歧管稳压腔的进气口之间通过第二进气管连通，所述文丘里阀设有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述碳罐的脱附口连通，所述第二接口与所述第一进气管连通，所述第三接口与所述第二进气管连通，所述进气歧管稳压腔的燃油蒸汽入口与所述碳罐的脱附口连通；所述第一接口与所述碳罐之间设有第一单向阀及第二单向阀。该碳罐脱附装置可以保证车辆在各种工况负荷下均可充分脱附碳罐。并且，能够较大地程度增大碳罐的脱附气体流量。

Description

碳罐脱附装置及汽车

技术领域

本实用新型属于汽车燃油系统技术领域，特别是涉及一种碳罐脱附装置及汽车。

背景技术

由于燃油的易挥发性，汽车在加油过程中、行驶过程中或因环境温度增加，燃油箱中的油液易挥发到大气中，造成污染。现有汽车一般是通过活性碳罐来吸收汽车工作过程中的燃油蒸汽，但也需要通过负压抽取外界空气到碳罐中，将燃油蒸汽冲洗到发动机中燃烧才能实现碳罐的再生。另外，为了控制碳罐的油气泄漏到环境中造成污染，国家制定了强制性蒸发排放标准，对汽油车限定了油气排放限值，此种情况下碳罐内的燃油蒸汽能否冲洗干净则尤为重要。

为了使碳罐及时及充分地实现再生，适当的碳罐脱附策略与碳罐脱附空气流量是有必要的。相关研究表明，碳罐脱附量与脱附流量为正相关。

现代的发动机通过节气门后的负压实现碳罐脱附，碳罐的脱附口一般安装在节气门之后。增压发动机的增压导致节气门后在较多工况下存在正压，无法提供负压脱附碳罐。因而，现有技术中通常需要在空气滤清器与涡轮增压器之间的进气管上增加一个接口以增加脱附机会，但由于负压较小，导致燃油蒸汽脱附流量小。

随着国家蒸发排放法规的加严，汽油车需要通过将碳罐的体积增大到2倍左右，那么对碳罐内的燃油蒸汽的脱附流量需求则随之进一步增加。因此，有必要研发一种能够提高对碳罐中存储的燃油蒸汽的脱附流量的技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的汽车碳罐内的燃油蒸汽脱附流量小的技术问题，提供一种能够较大程度地增大碳罐的脱附气体流量碳罐脱附装置及汽车。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种碳罐脱附装置，包括进气歧管稳压腔、增压器、碳罐及文丘里阀，所述增压器通过第一进气管与空气滤清器连通，所述增压器与所述进气歧管稳压腔的进气口之间通过第二进气管连通，所述第二进气管中设置有节气门，所述文丘里阀设有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述碳罐的脱附口连通，所述第二接口与所述第一进气管连通，所述第三接口与所述第二进气管连通，所述进气歧管稳压腔的燃油蒸汽入口与所述碳罐的脱附口连通；

所述第一接口与所述碳罐之间设有使燃油蒸汽从所述碳罐的脱附口流向所述第一接口的第一单向阀，所述进气歧管稳压腔与所述碳罐之间设有使燃油蒸汽从所述碳罐的脱附口流向所述进气歧管稳压腔的燃油蒸汽入口的第二单向阀。

可选地，所述第一单向阀与第二单向阀两者组装一体形成双单向组合阀，所述双单向组合阀具有总进气口、第一分出气口及第二分出气口，所述双单向组合阀的总进气口分别与所述第一单向阀的入口及第二单向阀的入口连通，所述双单向组合阀的第一分出气口与所述第一单向阀的出口连通，所述双单向组合阀的第二分出气口与所述第二单向阀的出口连通。

可选地，所述双单向组合阀的总进气口通过一脱附总管与所述碳罐的脱附口连通，所述第一接口通过一主脱附管与所述双单向组合阀的第一分出气口连通，所述进气歧管稳压腔的燃油蒸汽入口通过一副脱附管与所述双单向组合阀的第二分出气口连通。

可选地，所述脱附总管上设有用于控制所述脱附总管通断的碳罐电磁阀。

可选地，所述文丘里阀设有所述第二接口的一端通过直接焊接或快插安装方式固定连接在所述第一进气管上。

可选地，所述文丘里阀包括入口渐缩部、圆筒形喉部和出口渐扩部，所述第一接口设于所述圆筒形喉部，所述第二接口设于所述出口渐扩部，所述第三接口设于所述入口渐缩部。

可选地，所述增压器为涡轮增压器，所述碳罐脱附装置还包括设置在所述第二进气管上的中冷器。

可选地，所述第二进气管包括第一管段及第二管段，所述第一管段连通于所述增压器与所述中冷器之间，所述第二管段连通于所述中冷器与所述进气歧管稳压腔的进气口之间。

可选地，所述第三接口通过一驱动管与所述第二进气管的第二管段连通。

根据本实用新型实施例的碳罐脱附装置，工作时，当发动机负荷较低时，节气门开度较低且增压器不工作，此时进气歧管稳压腔中产生较大的负压，碳罐中的燃油蒸汽经脱附总管、双单向组合阀上的第二单向阀及副脱附管进入进气歧管稳压腔，此时双单向组合阀上的第一单向阀可以防止增压器之前的第一进气管内的气流经第二接口流过文丘里阀，避免碳罐脱附效果受到影响。当发动机负荷较大时，节气门开度较大且增压器工作，此时增压器后方的第二进气管及进气歧管稳压腔内的气压大于大气压，其中一部分增压气流由第三接口进入文丘里阀，在文丘里阀内部产生较大的负压。在该负压作用下，碳罐的脱附气流经过双单向组合阀上的第一单向阀、主脱附管及第一接口流入文丘里阀，然后经第二接口、第一进气管、增压器及第二进气管进入进气歧管稳压腔，最终进入发动机的各个气缸中燃烧。此过程中，双单向组合阀上的第二单向阀可以防止气流从进气歧管稳压腔逆向流动到碳罐中，避免碳罐脱附效果受到影响。

如此，在发动机负荷较低时，利用进气歧管稳压腔中较大的负压实现碳罐的脱附。而在发动机负荷较大时，利用增压器之后的增压气流通过第三接口流入文丘里阀而产生较大的负压来实现碳罐的脱附。以此，可以保证车辆在各种工况负荷下均可充分脱附碳罐。并且，利用文丘里阀形成的较大的负压，产生较强的冲洗气流，将碳罐中的燃油蒸汽脱附到发动机的各个气缸中燃烧，能够较大程度地增大碳罐的脱附气体流量，使得碳罐脱附更加干净，有利于减少燃油蒸发排放，降低环境污染。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种汽车，其包括上述的碳罐脱附装置。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的碳罐脱附装置的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、进气歧管稳压腔；101、进气口；102、燃油蒸汽入口；

2、增压器；

3、碳罐；301、脱附口；

4、文丘里阀；401、第一接口；402、第二接口；403、第三接口；404、入口渐缩部；405、圆筒形喉部；406、出口渐扩部；

5、第一进气管；

6、第二进气管；601、第一管段；602、第二管段；

7、节气门；

8、第一单向阀；

9、第二单向阀；

10、脱附总管；

11、主脱附管；

12、副脱附管；

13、双单向组合阀；1301、总进气口；1302、第一分出气口；1303、第二分出气口；

14、碳罐电磁阀；

15、中冷器；

16、驱动管。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的碳罐脱附装置，包括进气歧管稳压腔1、增压器2、碳罐3及文丘里阀4，所述增压器2通过第一进气管5与空气滤清器(图中未示出)连通，所述增压器2与所述进气歧管稳压腔1的进气口101之间通过第二进气管6连通，所述第二进气管6中设置有节气门7，所述文丘里阀4设有第一接口401、第二接口402和第三接口403，所述第一接口401与所述碳罐3的脱附口301连通，所述第二接口402与所述第一进气管5连通，所述第三接口403与所述第二进气管6连通，所述进气歧管稳压腔1的燃油蒸汽入口102与所述碳罐3的脱附口301连通。如图1所示，所述第一接口401与所述碳罐3之间设有使燃油蒸汽从所述碳罐3的脱附口301流向所述第一接口401的第一单向阀8，所述进气歧管稳压腔1与所述碳罐3之间设有使燃油蒸汽从所述碳罐3的脱附口301流向所述进气歧管稳压腔1的燃油蒸汽入口102的第二单向阀9。

碳罐3的结构形状按照车辆设计要求，可以有不同的形状。碳罐3的安装位置根据具体车辆具有的安装空间确定。第一单向阀8和第二单向阀9优选为相同结构，且第一单向阀8和第二单向阀9均为一个装有膜片的阀体，用于控制燃油蒸汽单向通行。即，第一单向阀8的作用是使得燃油蒸汽仅能够从碳罐3流向文丘里阀4的第一接口401，第二单向阀9的作用是使得燃油蒸汽仅能够从从碳罐3流向所述进气歧管稳压腔1的燃油蒸汽入口102。

在一优选实施例中，所述第一单向阀8与第二单向阀9两者组装一体形成双单向组合阀13，所述双单向组合阀13具有总进气口1301、第一分出气口1302及第二分出气口1303，所述双单向组合阀13的总进气口1301分别与所述第一单向阀8的入口及第二单向阀9的入口连通，所述双单向组合阀13的第一分出气口1302与所述第一单向阀8的出口连通，所述双单向组合阀13的第二分出气口1303与所述第二单向阀9的出口连通。所述双单向组合阀13的总进气口1301通过一脱附总管10与所述碳罐3的脱附口301连通，所述第一接口401通过一主脱附管11与所述双单向组合阀13的第一分出气口1302连通，所述进气歧管稳压腔1的燃油蒸汽入口102通过一副脱附管12与所述双单向组合阀13的第二分出气口1302连通。所述双单向组合阀13根据整车布置的需要确定安装位置。主脱附管11及副脱附管12根据需要可以使用不同的材质及尺寸，并且，主脱附管11及副脱附管12根据需要可以有不同安装位置及安装方式。

这样，所述双单向组合阀13为两个独立的第一单向阀8及第二单向阀9的集成组合体，相对于两个单向阀分开安装的形式，具有安装简单和节约成本的优势。如图1所示，所述脱附总管10上设有用于控制所述脱附总管10通断的碳罐电磁阀14。碳罐电磁阀14内部设有电磁线圈及阀体元件，通过控制所述碳罐电磁阀14的开关实现脱附总管10的通断，进而控制碳罐3的脱附。

在一实施例中，所述文丘里阀4设有所述第二接口402的一端通过直接焊接或快插安装方式固定连接在所述增压器2之前的所述第一进气管5上，以满足国六法规对OBD泄漏诊断的豁免要求(要求检测文丘里阀后方管路的断开或破损，但文丘里阀后只有25.4mm以内的管路可以豁免)。此处，快插安装方式指的是，所述第一进气管5上设置快插接口，所述文丘里阀4设有所述第二接口402的一端设置快插接头，快插接头与快插接口快速插接。

如图1所示，所述文丘里阀4包括入口渐缩部404、圆筒形喉部405和出口渐扩部406，所述第一接口401设于所述圆筒形喉部405，所述第二接口402设于所述出口渐扩部406，所述第三接口403设于所述入口渐缩部404。

在一实施例中，所述增压器2为涡轮增压器。对应于涡轮增压器，所述碳罐脱附装置还包括设置在所述第二进气管6上的中冷器15。

在一优选实施例中，所述第二进气管6包括第一管段601及第二管段602，所述第一管段601连通于所述增压器2与所述中冷器15之间，所述第二管段602连通于所述中冷器15与所述进气歧管稳压腔1的进气口101之间。所述第三接口403通过一驱动管16与所述第二进气管6的第二管段602连通。

本实用新型上述实施例提供的的碳罐脱附装置工作原理如下：

工作时，当发动机负荷较低时，节气门7开度较低且增压器2不工作，此时进气歧管稳压腔1中产生较大的负压，碳罐3中的燃油蒸汽经脱附总管10、双单向组合阀13上的第二单向阀9及副脱附管12进入进气歧管稳压腔1，此时双单向组合阀13上的第一单向阀8可以防止增压器2之前的第一进气管5内的气流经第二接口402流过文丘里阀4，避免碳罐3脱附效果受到影响。当发动机负荷较大时，节气门7开度较大且增压器2工作，此时增压器2后方的第二进气管6及进气歧管稳压腔1内的气压大于大气压，其中一部分增压气流由第三接口403进入文丘里阀4，在文丘里阀4内部产生较大的负压。在该负压作用下，碳罐3的脱附气流经过双单向组合阀13上的第一单向阀8、主脱附管11及第一接口401流入文丘里阀4，然后经第二接口402、第一进气管5、增压器2及第二进气管6进入进气歧管稳压腔1，最终进入发动机的各个气缸中燃烧。此过程中，双单向组合阀13上的第二单向阀9可以防止气流从进气歧管稳压腔1逆向流动到碳罐3中，避免碳罐3脱附效果受到影响。

如此，在发动机负荷较低时，利用进气歧管稳压腔1中较大的负压实现碳罐3的脱附。而在发动机负荷较大时，利用增压器2之后的增压气流通过第三接口403流入文丘里阀4而产生较大的负压来实现碳罐3的脱附。以此，可以保证车辆在各种工况负荷下均可充分脱附碳罐3。并且，利用文丘里阀4形成的较大的负压，产生较强的冲洗气流，将碳罐3中的燃油蒸汽脱附到发动机的各个气缸中燃烧，能够较大程度地增大碳罐3的脱附气体流量，使得碳罐3脱附更加干净，有利于减少燃油蒸发排放，降低环境污染。

另外，本实用新型一实施例还提供了一种汽车，其包括上述的碳罐脱附装置。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳罐脱附装置，其特征在于，包括进气歧管稳压腔、增压器、碳罐及文丘里阀，所述增压器通过第一进气管与空气滤清器连通，所述增压器与所述进气歧管稳压腔的进气口之间通过第二进气管连通，所述第二进气管中设置有节气门，所述文丘里阀设有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述碳罐的脱附口连通，所述第二接口与所述第一进气管连通，所述第三接口与所述第二进气管连通，所述进气歧管稳压腔的燃油蒸汽入口与所述碳罐的脱附口连通；

所述第一接口与所述碳罐之间设有使燃油蒸汽从所述碳罐的脱附口流向所述第一接口的第一单向阀，所述进气歧管稳压腔与所述碳罐之间设有使燃油蒸汽从所述碳罐的脱附口流向所述进气歧管稳压腔的燃油蒸汽入口的第二单向阀。

2.根据权利要求1所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述第一单向阀与第二单向阀两者组装一体形成双单向组合阀，所述双单向组合阀具有总进气口、第一分出气口及第二分出气口，所述双单向组合阀的总进气口分别与所述第一单向阀的入口及第二单向阀的入口连通，所述双单向组合阀的第一分出气口与所述第一单向阀的出口连通，所述双单向组合阀的第二分出气口与所述第二单向阀的出口连通。

3.根据权利要求2所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述双单向组合阀的总进气口通过一脱附总管与所述碳罐的脱附口连通，所述第一接口通过一主脱附管与所述双单向组合阀的第一分出气口连通，所述进气歧管稳压腔的燃油蒸汽入口通过一副脱附管与所述双单向组合阀的第二分出气口连通。

4.根据权利要求3所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述脱附总管上设有用于控制所述脱附总管通断的碳罐电磁阀。

5.根据权利要求1所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述文丘里阀设有所述第二接口的一端通过直接焊接或快插安装方式固定连接在所述第一进气管上。

6.根据权利要求1所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述文丘里阀包括入口渐缩部、圆筒形喉部和出口渐扩部，所述第一接口设于所述圆筒形喉部，所述第二接口设于所述出口渐扩部，所述第三接口设于所述入口渐缩部。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述增压器为涡轮增压器，所述碳罐脱附装置还包括设置在所述第二进气管上的中冷器。

8.根据权利要求7所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述第二进气管包括第一管段及第二管段，所述第一管段连通于所述增压器与所述中冷器之间，所述第二管段连通于所述中冷器与所述进气歧管稳压腔的进气口之间。

9.根据权利要求8所述的碳罐脱附装置，其特征在于，所述第三接口通过一驱动管与所述第二进气管的第二管段连通。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的碳罐脱附装置。