[實用新型]車輛燃料蒸汽控制裝置

有效

• 申請號: 201020224204.0
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN201991648U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: M·皮特斯;S·J·赫夫曼;J·海格斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02M25/08
• 分類號: F02M25/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本實用新型涉及燃料蒸發排放的控制裝置。

背景技術

常規車輛具有連接至燃料箱的出口的炭罐。在燃料補給期間炭罐中的活性炭粒在隨著燃料進入燃料箱而轉移的氣體中去除燃料蒸汽。去除燃料的氣體從炭罐出口中逸出至大氣中，另外，由于車輛停車經受日常氣溫自然變化(晝夜循環)，加熱及冷卻燃料，從而分別蒸發和冷卻燃料。對于常規機動車輛燃料箱，如果車輛燃料和燃料箱溫度增加30華氏度，燃料箱中燃料上方的氣體體積將膨脹大約25升。通過設置從燃料箱進入炭罐的出口，膨脹逸出燃料箱的氣體中的燃料蒸汽由活性炭吸收。該步驟稱之為蒸汽回收模式。

最終，活性炭粒趨于飽和且不能再吸收更多的燃料。為了避免炭罐飽和以及隨之而來的燃料蒸汽釋放，要在發動機運轉期間定期地凈化或抽取(purge)炭罐。炭罐具有連接至發動機的進氣口的端口，且在炭罐和發動機之間具有閥門。當發動機在適合凈化炭罐的工況下運轉時，打開閥門使來自大氣的新鮮空氣吸進炭罐，新鮮空氣使得燃料蒸汽從活性炭粒中脫附出來。將帶有燃料蒸汽的空氣引入發動機中并燃燒。這稱之為凈化模式。

在現代車輛中遇到的問題是發動機很少在適合凈化炭罐的工況下運轉。例如，在插電式混合動力電動車輛(PHEV)中，特別是在低扭矩運轉工況下，車輛可能僅僅在電動運轉下驅動車輛。在該運轉情況下，除非不必要的運轉內燃發動機，否則炭罐不能凈化。而且在PHEV中當內燃發動機運轉時，其趨于在較高扭矩運轉工況下運轉，從而帶來較低的歧管真空，會阻止炭罐盡快地凈化。這是因為炭罐依賴于進氣歧管真空使新鮮空氣流過炭罐進入進氣歧管。這樣減少了凈化炭罐的機會，不僅因為發動機不再頻繁運轉，而且因為發動機在運轉時更可能以低歧管真空運轉。

本實用新型已經認識到，PHEV不是唯一在凈化炭罐控制蒸汽排放時遇到困難的車輛系統。帶有充壓裝置(例如機械增壓器或渦輪增壓)的發動機與裝配相同車輛的自然吸氣發動機相比所需要裝配空間較小。與自然吸氣發動機相比充壓發動機在較高的歧管壓力(或更低的歧管真空)下工作。因此，對于連接至這些發動機的炭罐完全凈化也有問題。這些發動機可包含例如渦輪增壓汽油直接噴射發動機(GTDI)。另外，任何采取措施減少泵送損失的發動機(例如使用可變正時氣門(VVT)、稀薄燃燒、分層燃燒、均質充氣壓縮燃燒(HCCI)等)也在需要高歧管真空充分運轉來凈化炭罐方面遇到困難。

當炭罐飽和時，不能夠從流過炭罐的氣體中吸取更多的燃料蒸汽，且任何燃料補充或由于氣溫變化而引起的燃料箱中的氣體膨脹均會導致含有燃料蒸汽的氣體移動，會無意地釋放到大氣中。當車輛停車多日時會發生特別麻煩的情形，在一天中較熱的時候從燃料箱釋放進入炭罐的蒸汽在炭罐中進行了處理。在夜間，氣體接觸并將新鮮空氣吸入系統中。在這種循環多次之后，炭罐會飽和，此后的循環可導致燃料蒸汽的釋放。

一種替代方法是采用燃料蒸汽回收系統，其可抵御由于溫度升高引起的壓力以及溫度降低引起的真空。此種系統需要成本更高的零部件：鋼燃料箱(相比于通常使用的塑料燃料箱)、結構更堅固的炭罐、以及遍布該系統的壓力和真空密封配件/連接器。

實用新型內容

本實用新型能解決上述一些問題。根據本實用新型的一個實施例，引入了一種燃料蒸汽回收系統中的氣囊，從而提供了一種體積更靈活最大容量更大的系統。在燃料蒸汽回收系統的大氣端設有常閉閥，從而氣囊響應于燃料蒸發而膨脹。這與不能增加系統容積的現有技術系統正相反。在現有系統中，由于燃料箱中的氣體膨脹引起的流體流動通過炭罐并穿過通向大氣的常開閥逸出。

通向大氣的常開隔離閥受電動控制單元的控制在兩種情況下打開：補充燃料以及凈化炭罐時。氣囊不具有足夠的容積以容納在燃料箱補充燃料時逸出的氣體。當電控制單元確定燃料箱正在加注時，隔離閥打開以允許燃料箱蒸汽穿過炭罐(其去除了燃料成分)并且散逸到大氣中。在凈化過程中，將新鮮空氣引導進入燃料蒸汽回收系統并穿過炭罐以去掉存儲的燃料并將這些燃料蒸汽送至發動機進氣。電動控制單元在要求凈化時打開隔離閥。