[实用新型]车辆燃料蒸汽控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料蒸发排放的控制装置。

背景技术

常规车辆具有连接至燃料箱的出口的炭罐。在燃料补给期间炭罐中的活性炭粒在随着燃料进入燃料箱而转移的气体中去除燃料蒸汽。去除燃料的气体从炭罐出口中逸出至大气中，另外，由于车辆停车经受日常气温自然变化(昼夜循环)，加热及冷却燃料，从而分别蒸发和冷却燃料。对于常规机动车辆燃料箱，如果车辆燃料和燃料箱温度增加30华氏度，燃料箱中燃料上方的气体体积将膨胀大约25升。通过设置从燃料箱进入炭罐的出口，膨胀逸出燃料箱的气体中的燃料蒸汽由活性炭吸收。该步骤称之为蒸汽回收模式。

最终，活性炭粒趋于饱和且不能再吸收更多的燃料。为了避免炭罐饱和以及随之而来的燃料蒸汽释放，要在发动机运转期间定期地净化或抽取(purge)炭罐。炭罐具有连接至发动机的进气口的端口，且在炭罐和发动机之间具有阀门。当发动机在适合净化炭罐的工况下运转时，打开阀门使来自大气的新鲜空气吸进炭罐，新鲜空气使得燃料蒸汽从活性炭粒中脱附出来。将带有燃料蒸汽的空气引入发动机中并燃烧。这称之为净化模式。

在现代车辆中遇到的问题是发动机很少在适合净化炭罐的工况下运转。例如，在插电式混合动力电动车辆(PHEV)中，特别是在低扭矩运转工况下，车辆可能仅仅在电动运转下驱动车辆。在该运转情况下，除非不必要的运转内燃发动机，否则炭罐不能净化。而且在PHEV中当内燃发动机运转时，其趋于在较高扭矩运转工况下运转，从而带来较低的歧管真空，会阻止炭罐尽快地净化。这是因为炭罐依赖于进气歧管真空使新鲜空气流过炭罐进入进气歧管。这样减少了净化炭罐的机会，不仅因为发动机不再频繁运转，而且因为发动机在运转时更可能以低歧管真空运转。

本实用新型已经认识到，PHEV不是唯一在净化炭罐控制蒸汽排放时遇到困难的车辆系统。带有充压装置(例如机械增压器或涡轮增压)的发动机与装配相同车辆的自然吸气发动机相比所需要装配空间较小。与自然吸气发动机相比充压发动机在较高的歧管压力(或更低的歧管真空)下工作。因此，对于连接至这些发动机的炭罐完全净化也有问题。这些发动机可包含例如涡轮增压汽油直接喷射发动机(GTDI)。另外，任何采取措施减少泵送损失的发动机(例如使用可变正时气门(VVT)、稀薄燃烧、分层燃烧、均质充气压缩燃烧(HCCI)等)也在需要高歧管真空充分运转来净化炭罐方面遇到困难。

当炭罐饱和时，不能够从流过炭罐的气体中吸取更多的燃料蒸汽，且任何燃料补充或由于气温变化而引起的燃料箱中的气体膨胀均会导致含有燃料蒸汽的气体移动，会无意地释放到大气中。当车辆停车多日时会发生特别麻烦的情形，在一天中较热的时候从燃料箱释放进入炭罐的蒸汽在炭罐中进行了处理。在夜间，气体接触并将新鲜空气吸入系统中。在这种循环多次之后，炭罐会饱和，此后的循环可导致燃料蒸汽的释放。

一种替代方法是采用燃料蒸汽回收系统，其可抵御由于温度升高引起的压力以及温度降低引起的真空。此种系统需要成本更高的零部件：钢燃料箱(相比于通常使用的塑料燃料箱)、结构更坚固的炭罐、以及遍布该系统的压力和真空密封配件/连接器。

实用新型内容

本实用新型能解决上述一些问题。根据本实用新型的一个实施例，引入了一种燃料蒸汽回收系统中的气囊，从而提供了一种体积更灵活最大容量更大的系统。在燃料蒸汽回收系统的大气端设有常闭阀，从而气囊响应于燃料蒸发而膨胀。这与不能增加系统容积的现有技术系统正相反。在现有系统中，由于燃料箱中的气体膨胀引起的流体流动通过炭罐并穿过通向大气的常开阀逸出。

通向大气的常开隔离阀受电动控制单元的控制在两种情况下打开：补充燃料以及净化炭罐时。气囊不具有足够的容积以容纳在燃料箱补充燃料时逸出的气体。当电控制单元确定燃料箱正在加注时，隔离阀打开以允许燃料箱蒸汽穿过炭罐(其去除了燃料成分)并且散逸到大气中。在净化过程中，将新鲜空气引导进入燃料蒸汽回收系统并穿过炭罐以去掉存储的燃料并将这些燃料蒸汽送至发动机进气。电动控制单元在要求净化时打开隔离阀。