脱附系统和车辆的制作方法

1.本公开属于车辆领域，具体涉及一种脱附系统和车辆。


背景技术：

2.由于燃油的挥发性以及环境温度的影响，车辆中的燃油会以燃油蒸汽的形式排到大气中，从而污染环境，危害人类身体健康。因此，国家排放法规针对车辆燃油蒸发排放规定了严格的排放限值。
3.车辆燃油蒸发排放控制系统是车辆的重要组成部分，其通常利用炭罐以吸附燃油蒸汽，从而控制燃油蒸发排放。为了达到长期的排放需求，炭罐需要利用新鲜的大气进行脱附再生。在炭罐大小一定的情况下，其工作能力和排放水平取决于脱附气体流量的大小。若脱附气体流量大，则表明炭罐的工作能力、排放水平就越好，反之亦然。
4.目前炭罐存在脱附量不足及脱附噪音大的问题。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于提供一种脱附系统和车辆，用于解决炭罐脱附量不足及脱附噪音大的问题。
6.本公开第一方面提供了一种脱附系统；其中，脱附系统包括：炭罐，具有脱附模式和非脱附模式，且所述炭罐具有吸附口、脱附口和大气口，所述大气口能够在所述炭罐处于所述脱附模式时使外界大气吸入至所述炭罐内；燃油箱，通过第一管路与所述吸附口相连，所述第一管路设有蒸汽电控阀，所述蒸汽电控阀能够根据所述炭罐的模式被打开或关闭。
7.在本公开的一种示例性实施例中，所述蒸汽电控阀能够在所述炭罐处于脱附模式时处于被关闭状态，且还能够在所述炭罐处于非脱附模式时处于被打开状态。
8.在本公开的一种示例性实施例中，还包括：压力检测器，与所述燃油箱相连，用于检测所述燃油箱内的气压；所述蒸汽电控阀的开启程度能够进行调整，其与压力检测器通信连接；在所述炭罐处于脱附模式时，所述蒸汽电控阀用于根据所述压力检测器检测到的气压在不同开启程度下进行调节或者切换至关闭状态。
9.在本公开的一种示例性实施例中，所述燃油箱内的气压包括第一区间、第二区间和第三区间，所述第三区间的气压大于所述第二区间的气压，所述第二区间的气压大于所述第一区间的气压；所述蒸汽电控阀在所述燃油箱的气压处于第一区间时，其开启程度逐渐增大；所述蒸汽电控阀在所述燃油箱的气压处于第二区间时切换至关闭状态；所述蒸汽电控阀在所述燃油箱的气压处于第三区间时，其开启程度逐渐增大。
10.在本公开的一种示例性实施例中，所述脱附系统还包括：发动机，通过第二管路与所述脱附口相连，所述第二管路设有炭罐电控阀，所述炭罐电控阀能够根据所述炭罐的模式被打开或关闭。
11.在本公开的一种示例性实施例中，所述炭罐电控阀能够在所述炭罐处于脱附模式时处于被打开状态，且还能够在所述炭罐处于非脱附模式时处于被关闭状态。
12.在本公开的一种示例性实施例中，所述蒸汽电控阀为常开电磁阀；和/或，所述炭罐电控阀为常闭电磁阀。
13.在本公开的一种示例性实施例中，还包括：电子控制单元，与所述炭罐电控阀和所述蒸汽电控阀通信连接，用于在所述炭罐处于脱附和非脱附模式下控制所述炭罐电控阀和所述蒸汽电控阀的开关状态。
14.在本公开的一种示例性实施例中，还包括：积液器，连接在所述燃油箱与所述第一管路之间，其内部具有容纳腔和挡板，所述挡板用于阻挡从所述燃油箱溢出的燃油流向所述炭罐，所述容纳腔用于收集从所述燃油箱溢出的燃油。
15.在本公开的一种示例性实施例中，还包括：泄漏诊断模块，与所述大气口连接，用于检测燃油蒸汽是否从所述大气口泄漏；和/或，所述脱附系统还包括：过滤器，与所述大气口连接，用于过滤所述大气口排出的气体。
16.在本公开的一种示例性实施例中，所述燃油箱包括加油管、箱本体和循环管，所述加油管与所述箱本体连接，所述循环管的一端与所述加油管连接，另一端与所述箱本体连接；所述箱本体通过所述第一管路与所述吸附口相连。
17.本公开第二方面提供了一种车辆，包括：车辆本体，以及如前任一项所述的脱附系统；所述脱附系统位于所述车辆本体内。
18.本公开方案的有益效果：
19.本方案在炭罐与燃油箱之间设置蒸汽电控阀，蒸汽电控阀能够根据炭罐的模式被打开或关闭，从而精准控制燃油箱内燃油蒸汽流向炭罐的时机，进而提高炭罐脱附能力且降低噪音。
20.本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
21.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
22.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1示出了本公开实施例一所述的脱附系统的结构示意图；
24.图2-图5示出了本公开实施例一所述的脱附系统在不同状态下的工作原理图。
25.附图标记说明：
26.1、燃油箱；1a、箱本体；1b、加油管；1c、循环管；4、燃油泵；5、供油管；6、加油截止阀；7、积液器；8、第三管路；9、重力阀；10、压力检测器；11、第一线路；12、第二线路；13、电子控制单元；14、第三线路；15、第一管路；16、蒸汽电控阀；18、炭罐；181、吸附口；182、脱附口；183、大气口；19、第二管路；20a、泄露诊断模块；20b、过滤器；21、炭罐电控阀；23、发动机。
具体实施方式
27.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
28.在本公开中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。
30.实施例一
31.如图1-图5所示，本公开实施例提供一种脱附系统，包括：炭罐18，具有脱附模式和非脱附模式，且炭罐18具有吸附口181、脱附口182和大气口183，大气口183能够在炭罐18处于脱附模式时使外界大气吸入至炭罐18内；燃油箱1，通过第一管路15与吸附口181相连，第一管路15设有蒸汽电控阀16，蒸汽电控阀16能够根据炭罐18的模式被打开或关闭。
32.也就是说，蒸汽电控阀16根据炭罐18的模式进行切换，从而精准控制燃油箱1内燃油蒸汽流向炭罐18的时机，提高炭罐18工作能力、降低排放及噪音。
33.以下将结合附图对脱附系统的各结构进行详细说明。
34.燃油箱1包括箱本体1a、加油管1b和循环管1c。其中，箱本体1a可以为冲压焊接或吹塑成型的内空腔体，其材料可为金属、塑料。箱本体1a的内腔下部用于储存燃油，内腔上方用于储存燃油蒸汽。
35.加油管1b与箱本体1a连接，用于加注燃油。加油管1b为管件，其材料可为金属、塑料，其尾部可带有胶管、快插接头及紧固件，用于与箱本体1a连接，或者也可以通过焊接的方式与箱本体1a连接。其头部可以设置用于密封的加油口盖，其头部下方还可以设置一个接头，该接头通过橡胶管、快插接头等方式与循环管1c连接。
36.循环管1c的一端与加油管1b连接，另一端与箱本体1a连接。进一步地，循环管1c的两端可以设置两个接头分别与加油管1b和箱本体1a连接。循环管1c为燃油蒸汽管路，材料可为尼龙、橡胶、金属，其材料可以根据整车布置需要选择。循环管1c可以使得部分燃油蒸汽在箱本体1a和加油管1b之间循环，从而减少进入炭罐18的燃油蒸汽，进而使得炭罐18所需的脱附量更少，降低炭罐18的工作负荷。
37.燃油箱1上还可以设置加油截止阀6(fill limit vent valve，简称flvv)。加油截止阀6可以为注塑成型构建的阀体，并可以通过焊接或卡接的方式安装在箱本体1a的顶部。加油截止阀6内设有可随燃油淹没而上浮关闭的阀芯或阀片，用于控制燃油箱1的加油量。具体地，加油截止阀6可设置排气口，排气口可以连接管路，阀芯或阀片可设置于排气口。当燃油液面淹没排气口后，阀芯或阀片在燃油浮力作用下上升，关闭蒸汽排气口，箱本体1a内压力上升导致加油管1b的燃油无法加入而跳枪。当燃油未淹没排气口时，燃油蒸汽可通过
排气口流入管路以进入炭罐18中。
38.燃油箱1上还可以设置重力阀9(grade vent valve，简称gvv)。重力阀9可以为注塑成型构建的阀体重力阀，可以通过焊接或卡接的方式安装在燃油箱1的顶部。重力阀9内有可随燃油淹没而上浮关闭的阀芯或阀片，用于在加油截止阀6关闭时排出燃油箱1内的油气，以释放燃油箱1内的压力。重力阀9上还设有排气口以连接管路，从而使得燃油蒸汽流通至炭罐18中。
39.箱本体1a内还可以设置燃油泵4。燃油泵4主要包括密封法兰、出油接头、泵芯、油压调节器、过滤器、液位传感器、储油桶及附属线束、管路等结构。其中，燃油泵4的储油桶布置在燃油箱1底部，燃油泵4的密封法兰布置在燃油箱1的顶部。
40.箱本体1a上还可以设置压力检测器10，压力检测器10可以内外焊接或卡接在燃油箱1顶部，用于检测燃油箱1内部燃油蒸汽的压力。蒸汽电控阀16可以根据压力检测器10检测到的气压在多个状态下进行切换。如此，可以使蒸汽电控阀16的关闭时机更精准，从而让燃油箱1得到更好的过压保护。后续将结合脱附系统的工作原理图对此进行具体说明。
41.炭罐18可以为装有活性炭的塑料腔体，其上有三个接口：吸附口181，与第一管路15连接；脱附口182，与第二管路19连接；大气口183，与外界大气连通。
42.第一管路15和第二管路19为燃油蒸汽管路，材料可为尼龙、橡胶、金属，根据整车布置需要选择。第一管路15可以包括第一段和第二段，第一段用于连接燃油箱1和蒸汽电控阀16，第二段用于连接吸附口181和蒸汽电控阀16。第二管路19可以包括第一段和第二段，第一段与脱附口182和炭罐电控阀21连接，第二段与炭罐电控阀21和发动机23连接。
43.在一些实施例中，炭罐18可以通过第一管路15直接与燃油箱1相连。在另一些实施例中，如图1所示，脱附系统中还可以设置积液器7，积液器7连接在燃油箱1与第一管路15之间。此外，积液器7与燃油箱1之间还可以通过第三管路8连接。第三管路8为燃油蒸汽管路，其材料可为尼龙、橡胶、金属，可以根据整车布置需要选择相应的材料。
44.可以理解的是，燃油箱1发生晃动时，可能有部分液体燃油溢出。积液器7内部具有容纳腔和挡板，挡板用于阻挡从燃油箱1溢出的燃油流向炭罐18，容纳腔用于收集从燃油箱1溢出的燃油。因此，积液器7可以保护炭罐18不受液体燃油浸泡，从而进一步提高炭罐18的排放性能。积液器7的材料可为塑料、金属。
45.脱附系统还可以包括泄漏诊断模块20a，与大气口183连接，用于检测燃油蒸汽是否从燃油系统泄漏。泄露诊断模块20a可以通过元素检测或结合压力检测器10检测到的压力变化的方法对燃油系统进行泄露诊断，比如其可以检测碳氢的含量以判断是否有燃油蒸汽从大气口183排出或从燃油系统泄漏。
46.脱附系统还可以包括：过滤器20b，与大气口183连接，用于过滤进入炭罐18的空气中的灰尘，避免灰尘堵塞炭罐18。
47.发动机23通过第二管路19与脱附口182相连，第二管路19设有炭罐电控阀21，炭罐电控阀21能够根据炭罐18的模式被打开或关闭。发动机23可以为汽油发动机，其进气系统的负压接口与第二管路19连接，负压接口在进气系统上有不限于一种位置。发动机23的受油口通过供油管5与燃油泵4连接，受油口不限于一种位置。供油管5为燃油管，材料可为尼龙、橡胶、金属，可以根据整车布置需要选择相应的材料。供油管5上可设置接头，以连接燃油泵4和发动机23。
48.以下将对蒸汽电控阀16和炭罐电控阀21进行详细说明。
49.在一些实施例中，蒸汽电控阀16能够在炭罐18处于脱附模式时处于被关闭状态，且还能够在炭罐18处于非脱附模式时处于被打开状态。也就是说，蒸汽电控阀16具有完全打开和完全关闭两种状态，且这两种状态是根据炭罐18的脱附时机来确定的。
50.在另一些实施例中，蒸汽电控阀16还与压力检测器10通信连接；在炭罐18处于脱附状态时，蒸汽电控阀16用于根据压力检测器10检测到的气压在多个模式下进行切换。换句话说，蒸汽电控阀16在炭罐18处于非脱附模式时处于完全打开状态，因而可以无需考虑气压的大小；蒸汽电控阀16在炭罐18处于脱附模式时，还需结合考虑气压大小以进行状态切换。进一步地，当蒸汽电控阀16在炭罐18处于脱附模式时，蒸汽电控阀16可以具有完全打开以及完全关闭状态，此外，还可以具有部分打开状态，且其开启程度能够进行调整。后续将结合脱附系统的工作原理图对此进行详细说明。
51.由于蒸汽电控阀16在更多时候处于打开状态，因此，可以将蒸汽电控阀16设置为常开电子阀，以方便对其进行控制。在另一些实施例中，蒸汽电控阀16也可以设置为常闭电子阀。
52.炭罐电控阀21能够在炭罐18处于脱附模式时处于被打开状态，以使得燃油蒸汽能够进入发动机23中燃烧。炭罐电控阀21还能够在炭罐18处于非脱附模式时处于被关闭状态。由于炭罐电控阀21在更多时候处于关闭状态，因此可以将其设置为常闭电磁阀。在另一些实施例中，也可以将其设置为常开电磁阀。
53.脱附系统还可以包括：电子控制单元13，与炭罐电控阀21和蒸汽电控阀16通信连接，用于在炭罐18处于脱附和非脱附模式下控制炭罐电控阀21和蒸汽电控阀16的开关状态。此外，电子控制单元13还可以与发动机23和压力检测器10通信连接，从而便于根据发动机23运转工况以及压力检测器10数据控制蒸汽电控阀16和炭罐电控阀21的开启关闭。后续将结合脱附系统的工作原理图对此进行详细说明。
54.相应地，脱附系统还包括第一线路11、第二线路12和第三线路14，其中，第一线路11连接电子控制单元13与压力检测器10。第二线路12连接电子控制单元13与蒸汽电控阀16。第三线路14连接电子控制单元13与炭罐电控阀21。此外，脱附系统还包括第四线路，第四线路连接电子控制单元13和发动机23。
55.以下将对脱附系统的工作原理进行详细说明。
56.参考图2，图2为脱附系统在炭罐电控阀21处于关闭状态且蒸汽电控阀16处于打开状态下的工作原理图，此时炭罐18处于非脱附模式，工作原理如下：
57.燃油蒸汽通过箭头所示方向进入炭罐18中储存。即，当燃油箱1内部有燃油蒸汽产生时，燃油蒸汽可以通过第一管路15进入炭罐18，并吸附在炭罐18的活性炭中。
58.参考图3，图3为脱附系统在炭罐电控阀21处于打开状态且蒸汽电控阀16处于关闭状态下的工作原理图，此时炭罐18处于脱附模式，工作原理如下：
59.粗体实线箭头代表燃油蒸汽与大气的混合气体的流动方向。虚线箭头代表大气进入炭罐18的流动方向。也就是说，当发动机23的工况满足一定条件时，电子控制单元13可以打开炭罐电控阀21，并关闭蒸汽电控阀16。如此，外界的新鲜大气可以从泄露诊断模块20a/过滤器20b进入大气口183，之后进入炭罐18，前期吸附了燃油蒸汽的活性炭被大气冲洗。之后，混合燃油蒸汽和大气通过第二管路19的第一段、炭罐电控阀21、第二管路19的第二段进
入发动机23燃烧，炭罐18再生。由于炭罐18中储存的燃油全由新鲜的大气冲洗，再生效率更高。
60.相比于蒸汽电控阀16完全打开的状态下，蒸汽电控阀16完全关闭时可以使得大气口183进入的新鲜空气增多约10％，从而有利于提高脱附量。
61.此外，由于蒸汽电控阀16关闭，发动机23的负压脉动很难导致加油截止阀6内部阀片的振动，从而避免噪音问题。
62.进一步地，由于吸附口181不会流入燃油蒸汽，炭罐18内部的流线更为规则，湍流涡更少，能量损失以及流体阻力相较更小。
63.在另一些实施例中，由于脱附系统包括压力检测器10，相应的，在炭罐18处于脱附模式时，可以根据压力检测器10检测的燃油箱1内的气压大小来进一步控制蒸汽电控阀16的开关状态。
64.具体地，燃油箱1内的气压包括第一区间、第二区间和第三区间，第三区间的气压大于第二区间的气压，第二区间的气压大于第一区间的气压。也就是说，第一区间、第二区间和第三区间的气压依次增大。第一区间的压力值可以小于-5kpa，第二区间的压力值可以为-5kpa～5kpa，第三区间的压力值可以大于5kpa以上。此外，也可以根据脱附系统的具体情况设计第一区间、第二区间和第三区间的气压值。
65.如图4所示，在燃油箱1的气压处于第一区间时，燃油箱1有被压扁的风险。因此，蒸汽电控阀16可以处于打开状态，以吸收大气进入燃油箱1，从而对燃油箱1进行压力补偿。在一些例子中，蒸汽电控阀16的开启程度可以逐渐增大，直到补偿至燃油箱1允许的工作压力；在另一些例子中，蒸汽电控阀16也可以保持一固定的开启程度，其可以保持为部分打开状态或完全打开状态。若蒸汽电控阀16切换至完全打开状态时也无法补偿至燃油箱1允许的工作压力，还可以停止炭罐18脱附，使得从大气口183进入的大气完全用于补偿燃油箱1压力，而不参与脱附过程。
66.图4中的虚线箭头为大气的流动方向，粗体直线箭头为燃油蒸汽和大气的混合气体的流动方向，即，部分大气能够用于补偿燃油箱1内的气压，部分大气能够参与炭罐18的脱附过程。
67.如图3所示，蒸汽电控阀16在燃油箱1的气压处于第二区间时处于完全关闭状态。由于此时燃油箱1处于允许的工作压力范围内，此时其没有风险，蒸汽电控阀16可以完全关闭以避免燃油蒸汽进入炭罐18，从而避免影响炭罐18的脱附过程。
68.如图5所示，在燃油箱1的气压处于第三区间时，燃油箱1有膨胀变形的风险，因此，蒸汽电控阀16可以处于打开状态，以释放燃油蒸汽，从而降低燃油箱1内的气压。在一些例子中，蒸汽电控阀16的开启程度可以逐渐增大，直到释放至燃油箱1允许的工作压力；在另一些例子中，蒸汽电控阀16也可以保持固定的开启程度，其可以保持为部分打开状态或完全打开状态。若蒸汽电控阀16切换至完全打开状态时也无法释放至燃油箱1允许的工作压力，还可以停止炭罐18脱附，以避免过多的燃油蒸汽流入至发动机23，从而避免影响发动机23的工作。
69.图5中的细体实线箭头代表燃油蒸汽的流动方向，粗体实线箭头代表燃油蒸汽和大气的混合气体的流动方向；虚线箭头代表新鲜大气的流动方向。也就是说，大气会从大气口183进入炭罐18以冲洗炭粉，同时，燃油箱1的蒸汽也会进入炭罐18。
70.基于图3-图5可知，炭罐18处于脱附模式下时，蒸汽电控阀16可以结合该模式以及压力检测器10的检测结果进行切换。值得说明的是，炭罐18的脱附模式是与发动机23的工况有关的，当发动机23提供负压时，可以使得炭罐18从外界吸入大气以进行脱附。因此，电子控制单元13可以根据发动机23的工况来确定炭罐18的工作模式，此后，根据炭罐18的工作模式来确定蒸汽电控阀16和炭罐电控阀21的开关状态。
71.综上所示，该蒸汽电控阀16可以在炭罐18脱附时关闭，避免燃油箱1内部的燃油蒸汽被吸入炭罐18，使得炭罐18不会重新加载油气，提高炭罐18的再生效率。如此，能够提升炭罐18脱附量，满足严格的排放法规，还能够解决加油截止阀的振动噪音问题。
72.此外，相比于机械控制，蒸汽电控阀16还可以由电子控制单元13控制，该控制过程更为精准控制。
73.此外，由于蒸汽电控阀16可以只在炭罐18脱附过程下关闭，其他过程中均开启，例如加油过程中。因此，该脱附系统具有加油排气回收功能，且排气阻力较小，能够满足国家第六阶段的排放要求。
74.实施例二
75.本实施例提供一种车辆，包括：车辆本体(图中未示出)，如实施例一所述的脱附系统，该脱附系统位于车辆本体内。本实施例与前述实施例相同或相似的部分请参考前述实施例的详细说明，在此不再赘述。
76.该车辆可以为传统的能源车型，也可以为混合动力车型。该车辆可以为家用汽车、货运车或客运车等等。
77.由于该车辆的脱附系统能够减少炭罐脱附时燃油箱中流入炭罐的气流，从而提高了炭罐工作能力，因此，车辆整体的排放降低。此外，由于炭罐的脱附量大，其脱附后能够继续存储较多的燃油蒸汽，而无需通过增加碳棒数量来满足吸附要求。如此，有利于降低产品成本，提升产品竞争力。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
79.尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本公开的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本公开专利涵盖的范围之内。