混合动力汽车的燃油蒸汽系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，燃油箱的顶壁上安装有温度传感器和压力传感器，油位传感器安装在燃油箱内，控制阀连通燃油箱与炭罐，温度传感器、压力传感器及油位传感器分别接入电子控制单元的信号输入端，电子控制单元与发动机信号连接，电子控制单元采集到油蒸汽的温度、压力及体积参数后，计算出每次向炭罐排放油蒸汽质量并进行累计，累计量超过设定值时，指令发动机清洗炭罐，清洗完毕后将油蒸汽累计量归零，进入下一个累积周期。该燃油蒸汽系统，能够很好地适应混合动力汽车采用外插式充电，及时启动发动机清洗炭罐，避免油蒸汽排放污染。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车燃油系统制造领域，特别涉及一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统。
技术介绍
混合动力汽车是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式，动力性好，排放量低。随着石油供应的日趋紧缺、价格持续上涨和环境污染的日益加剧，混合动力汽车凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。按照两种不同能量的搭配比例不同，混合动力车辆有四种类型，即微混合、轻度混合、全混合、外电源插座充电混合。 由于汽油易挥发，其饱和蒸汽压较大，在较高的环境温度下往往能够达到70KPa甚至到lbar，容易造成塑料燃油箱变形。为了使燃油箱中的燃油蒸汽压力得到降低，传统的混合动力汽车的燃油蒸汽系统，采取使燃油箱顶部连通压力控制阀，压力控制阀的排出口通往炭罐或油气吸收装置，当燃油箱中的燃油蒸汽超过一定压力时，打开压力控制阀，使箱体内的燃油蒸汽不断被炭罐或油气吸收装置吸收，从而降低燃油箱内部的压力。由于燃油箱中的汽油仍然继续不断进行蒸发，经过一段时间以后，再次达到一定的压力，迫使压力控制阀再次打开，炭罐或油气吸收装置再次对燃油蒸汽进行吸收，使箱体内部的压力降低。如此反复，炭罐或油气吸收装置会逐渐趋于饱和，无法继续吸收燃油蒸汽，这时需要开启发动机对炭罐进行清洗。 外插充电式混合动力汽车由于采用外插式充电，可能使发动机长期处于关闭状 态，不能及时对炭罐进行清洗，在这期间由于燃油箱中的燃油蒸汽超过一定压力，使箱体压 力控制阀打开，并不断被炭罐或油气吸收装置吸收，导致炭罐可能处于饱和状态，无法继续 吸收燃油蒸汽，会导致燃油蒸汽排放到外界环境产生污染。 为改善以上状况，目前的混合动力汽车的燃油蒸汽系统，采用金属油箱或者厚壁 塑料油箱来提高油箱的可承载压力，从而将大部分油蒸汽保存在燃油箱中，减少油蒸汽碳 氢化合物向炭罐的排放。但是采用高承载力的油箱，在较长时间内仍然有汽油蒸汽向炭罐 排放，最终导致炭罐吸收饱和，从而导致环境的污染，而且由于燃油箱内部承载压力变化较 大，可能导致材料疲劳失效，对油箱寿命产生负面影响。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，当炭罐接近饱和时，能够及时启动汽车发动机清洗炭罐，脱附炭罐内的碳氢化合物。 为解决该技术问题，本技术的技术方案为，提供一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，包括燃油箱、油位传感器及炭罐，油位传感器位于燃油箱内，燃油箱的顶部与炭罐通过管路相连通，该管路上设有控制阀，该燃油蒸汽系统还设有测量燃油蒸汽温度和压力的温度传感器、压力传感器及电子控制单元，电子控制单元根据油蒸汽压力、温度、体积参数计算排向炭罐的油蒸汽质量并进行累计，温度传感器和压力传感器分别安装在燃油箱的3顶壁上，温度传感器、压力传感器及油位传感器分别接入电子控制单元的信号输入端，电子控制单元根据排放的油蒸汽质量与设定值比较，发出信号控制汽车发动机启动清洗炭罐。 控制阀可以为压力控制阀。在燃油箱内的油蒸汽压力大于设定值时，压力控制阀自动打开，使油蒸汽排向炭罐；当油蒸汽压力小于设定值时，压力控制阀自动切断。 控制阀还可以为电磁阀，该电磁阀由电子控制单元控制其通断。电子控制单元控制电磁阀的通断使压力控制更加灵活，在加油过程中，可以打开电磁阀，使油蒸汽排向炭罐。 所述温度传感器与压力传感器可以集成在一个模块内。这样不但可以縮小体积，还可以减少燃油箱上的开孔。 相对于现有技术，本技术取得如下有益效果，从油位传感器提供的油位信号可以得到油蒸汽的体积，电子控制单元获取油蒸汽的温度、压力、体积的参数后，计算出每 次开启控制阀排至炭罐的油蒸汽的质量并进行累计，及时报警并向汽车发动机发出指令对 炭罐进行清洗，避免炭罐饱和及燃油蒸汽排放到外界环境产生污染，且可向发动机提供一 定浓度的汽油蒸汽以提高燃油的利用效率。附图说明图1为本技术的燃油蒸汽系统第一种实施例的示意图。图2为本技术的燃油蒸汽系统第二种实施例的示意图。 图中1燃油箱、2油位传感器、3温度传感器、4压力传感器、5电子控制单元、6翻 转切断阀、7a压力控制阀、7b电磁阀、8发动机、9炭罐。具体实施方式图1所示为本技术燃油蒸汽系统的第一种实施例，该混合动力汽车的燃油蒸 汽系统包括燃油箱1、安装在燃油箱1顶壁上的温度传感器3、压力传感器4和翻转切断阀 6，油位传感器2位于燃油箱内。压力控制阀7a的一端与翻转切断阀6相连通，另一端与炭 罐9相连通，当燃油箱1倒置时，翻转切断阀6将燃油箱1与压力控制阀7a的通路切断。温 度传感器3、压力传感器4及油位传感器2分别接入电子控制单元5的信号输入端，电子控 制单元5可发出信号控制汽车发动机8启动。温度传感器3可以采用热敏电阻传感器或车 载温度传感器，压力传感器4可以采用0BD II传感器，也可以将温度传感器与压力传感器 可以集成在一个模块内。 电子控制单元5根据油位计算出燃油箱内燃油蒸汽的体积，并对采集到的油蒸汽 温度、压力及体积参数数值的变化进行识别、记录、计算和存储，将每次排放出的燃油蒸汽 的质量进行累加。当油蒸汽的累计质量达到炭罐9接近饱和时，如达到炭罐容量的80%时， 电子控制单元5发出报警信号，并提示汽车发动机8对炭罐9进行脱附，脱附可以控制在 适当时机例如下次汽车启动时，可以采取传统的发动机清洗或其他独立于发动机的方式清 洗。 炭罐9的脱附清洗过程应该是充分的，根据炭罐的容积大小，通入数倍于其容积 的空气进行清洗，清洗后向发动机8供应含一定汽油浓度的空气，并在完全清洗结束时关 闭发动机。然后将所有的采集信息和计算归零，重新进入下个周期的程序监测和电子控制单元累积计算，如此周而复始地进行。 图2所示为本技术燃油蒸汽系统的第二种实施例，该实施例将第一种实施例 中的压力控制阀7a改为采用电磁阀7b，由电子控制单元5控制其通断，其余与第一种实施 方法相同。采用电磁阀7b使得压力控制更加灵活。本方式可用于北美的车载加油蒸汽回 收系统，即0RVR系统，在加油过程中，可以打开电磁阀7b向炭罐排放油蒸汽，电子控制单元 通过油量变化和当时的压力和温度计算出油蒸汽质量，用于控制炭罐的清洗。该实施方式 还可以将电磁阀7b安装于炭罐的排放口处，燃油箱的上部与炭罐进口直接连通。 该燃油蒸汽系统可用于外插式混合动力汽车上，也可以用于其它类型的混合动力 汽车上。 被炭罐有效吸附的油蒸汽质量的采集和计算是本技术的技术核心，也是程序 监测的理论基础，根据密度方程和理想气体状态方程 p = m/V PV = nRT 式中p为蒸汽密度，m为油蒸汽质量，V为油蒸汽体积，P为油箱内部蒸气压，R为 气体常数，其值为8. 314J/(mo1 k) ;T为绝对温度。 控制阀的某次开启和关闭后，燃油箱内部油蒸汽的损失即为被炭罐所吸收的油蒸 汽，燃油箱中的油蒸汽体积为即时的油蒸汽空间。 设燃油箱内排放前的油蒸汽压力、体积、温度分别为Pp K、 1\，排出燃油箱的油蒸 汽压力、体积、温度分别为P'、 V'、 T'，排放后燃油箱内的油蒸汽压力、体积、温度分别为P2、V2、 T2 ;则 P， V， /T， = P^/VP^/L 此式可变换为 V， = (P^/VP^/TW /P， 温度传感器可测出油蒸汽在排放前后温度的具体数值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，包括燃油箱、油位传感器及炭罐，油位传感器位于燃油箱内，燃油箱的顶部与炭罐通过管路相连通，该管路上设有控制阀，其特征在于，该燃油蒸汽系统还设有测量燃油蒸汽温度和压力的温度传感器、压力传感器及电子控制单元，电子控制单元根据油蒸汽压力、温度、体积参数计算排向炭罐的油蒸汽质量并进行累计，温度传感器和压力传感器分别安装在燃油箱的顶壁上，温度传感器、压力传感器及油位传感器分别接入电子控制单元的信号输入端，电子控制单元根据排放的油蒸汽质量与设定值比较，发出信号控制汽车发动机启动清洗炭罐。

【技术特征摘要】
一种混合动力汽车的燃油蒸汽系统，包括燃油箱、油位传感器及炭罐，油位传感器位于燃油箱内，燃油箱的顶部与炭罐通过管路相连通，该管路上设有控制阀，其特征在于，该燃油蒸汽系统还设有测量燃油蒸汽温度和压力的温度传感器、压力传感器及电子控制单元，电子控制单元根据油蒸汽压力、温度、体积参数计算排向炭罐的油蒸汽质量并进行累计，温度传感器和压力传感器分别安装在燃油箱的顶壁上，温度传感器、压力传感器及油位传感器分别接入电子控制单元的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙岩，姜林，刘亮，黄然，王晔，
申请(专利权)人：亚普汽车部件有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]