[发明专利]一种汽油蒸汽排放控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃用汽油的内燃机，以及以汽油发动机为动力的动力装置。

背景技术

汽油发动机是汽车、摩托车、通用动力机械等常用的原动机之一，其汽油从油箱蒸发出的汽油蒸汽是对大气环境非常有害的HC排放的主要来源之一。近年来，对汽车的汽油蒸汽排放，很多国家实施了控制法规，对摩托车和通用动力机械，也有部分国家开始实施控制法规，因此，如何以最低的成本减少这些汽油蒸汽排放，成为了有关行业的核心主题之一。特别是，对于摩托车和通用动力机械，因为产品本身附加值比汽车低很多，结构也要更为紧凑，所以汽油蒸汽排放控制系统的成本和占用空间的控制非常关键。

在汽车上，常用活性炭罐吸附汽油温度上升过程中产生的汽油蒸汽，在发动机运行后又通过发动机进气需要的新鲜空气来脱附活性炭罐，从而控制汽油蒸汽排放达到有关法规标准。这样的系统需要设计与油箱容积相匹配的活性炭罐容积，以及脱附控制装置，否则，如果活性炭罐的循环吸附能力小于在一个循环周期中产生的汽油蒸汽量，那么就会有多余的汽油蒸汽量排入大气。因此，汽车用活性炭罐系统比较复杂，活性炭罐体积较大，同时需要设计各种控制装置，还要采用为防止车辆倾斜或翻倒状态下的燃油大量泄漏所用的倾倒截止阀。这使汽车用汽油蒸汽排放控制系统更为复杂，成本也很高，体积也较大，在摩托车及小型汽油发动机动力装置上完全照搬有一定困难。

发明内容

本发明之目的在于提供一种简单有效的低成本汽油蒸汽排放控制系统，尤其适用于汽油油箱容积较小的摩托车及小型汽油发动机动力装置。

本发明之另一个目的在于减小大容积汽油箱所用的活性炭罐体积，降低汽油蒸汽排放控制系统在结构紧凑的摩托车及小型汽油发动机动力装置上的布置设计难度。

本发明之目的通过下列技术方案达到，即：一种汽油蒸汽排放控制装置，包括汽油油箱、油箱呼吸管路、油汽分离器、双向压力控制阀，其特征在于，所述油箱能够承受的内部最大压力为Pmax，所述双向压力控制阀在向外方向打开的正向最小压差为一预设压力Pout，Pout小于Pmax、但大于油箱内部液体所能够产生的最大重力压力，而在向内方向打开的反向最小压差为Pin，所述双向压力控制阀串接在所述油箱呼吸管路中，位于所述油汽分离器的下游，所述油箱与外界的呼吸通过所述双向压力控制阀进行控制，在所述油箱倾倒或翻转时，所述双向压力控制阀限制汽油通过呼吸管路向外大量泄漏。

根据上述技术方案，汽油蒸汽产生后首先被封存在油箱内部，只有油箱内部压力(表压)大于预设压力Pout时，汽油或汽油蒸汽才会通过所述双向压力控制阀从油箱呼吸管路排出，因此，只要设计Pout大于或接近于汽油由于温度上升而可能产生的压力升高值，就基本能够保证汽油蒸汽很少从油箱呼吸管路排出，达到控制汽油蒸汽排放的目的。

附图1为封闭的汽油油箱内部压力随汽油温度上升时的变化曲线举例，其中，由于气体(空气和汽油蒸汽)热涨产生的压力变化与温度变化成正比，由于汽油蒸发物饱和压力的变化而产生的压力变化与温度变化近似为指数关系，总压力变化为两者之和。图中的饱和压力曲线为一符合中国汽油夏季用油标准的典型汽油的数值，其雷德饱和蒸气压接近标准规定的上限值74kPa，代表了挥发性好的汽油。图中已经假定在15℃时盖上油箱盖，这时油箱内的压力等于外部大气压力，即油箱内部表压力为零。

由附图1可知，如果将汽油油箱设计为能够承受的最大内部压力Pmax大于95kPa，那么，在汽油温度小于等于40℃的情况下，可以通过设计所述双向压力控制阀的正向打开预设压力Pout＝95kPa，来保证不会产生汽油蒸发物向外部的排放。实际上，日常使用的昼夜温度变化导致的汽油温度的变化不可能达到25℃之大，一般也就5-10℃，因此，一般不需要设计Pout达到50kPa以上。Pout＝15kPa就可以保证在汽油温度小于30℃的情况下基本不会向外排出汽油蒸汽。

油箱内部液体所能够产生的最大重力压力等于油箱长宽高尺寸中的最大值对应的液体重力压力，一般不会超过7.3kPa(1米高度液体汽油产生的重力压力)，所以，一般可以设计Pout＝7.5-50kPa。这样，即使油箱倾倒或翻转从而导致油箱内汽油重力压力施加到油箱呼吸管路，所述双向压力控制阀一般也不会打开，即使打开也会在流出一些油后关闭，从而限制了汽油通过呼吸管路向外的大量泄漏。这样，就能够省略汽车上常用的倾倒截止阀。