CN101348074A - 具有油箱排气***的车辆,特别是机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆，特别是机动车辆，包括具有油箱排气装置的燃料箱和具有真空泵的车辆设备，特别是制动力放大器，其中所述油箱排气装置具有活性炭过滤器以吸收燃料蒸汽，冲刷空气流可流动穿过所述活性炭过滤器。本发明设想，所述真空泵(17)的压力侧(18)产生用于驱动冲刷空气流(28)的压力空气和/或压力空气形成冲刷空气流(28)。

Description

具有油箱排气***的车辆，特别是机动车辆
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的具有油箱排气***的车辆，特别是机动车辆。
背景技术
车辆，特别是机动车辆，装备有油箱排气***，所述油箱排气***用于确保燃料箱内部希望的压力状态并且特别是防止从燃料中释放出的(特别是气相的)碳氢化合物的浓度升高。不希望将这种碳氢化合物导出到环境中；因此给用于吸附燃料蒸汽的油箱排气装置设置活性碳过滤器。这种活性碳过滤器必须进行再生，即必须尽可能彻底地对其进行清洁，就是说必须除去位于/吸附于其中的碳氢化合物。因此，在现有技术中已知，通过一油箱排气阀利用内燃机吸(进)气管的低压对活性碳过滤器进行加载作用，从而通过设置在内燃机的其它***中的新鲜空气管路获得输入空气的活性碳过滤器受到冲刷。携带有燃料蒸汽的冲刷空气被重新输送给燃烧过程，即直接输送到内燃机的吸气管的区域内。因此，活性碳过滤器通过低压加载即由吸气管用环境空气冲刷，其中燃料蒸汽要根据吸气管的负压被输送给燃烧过程。这种方案的不利之处在于，在当节气门打开较大时在内燃机的吸气管中存在较低的低压时，不能抽吸对于使活性碳过滤器充分地再生足够的冲刷空气使其通过活性碳过滤器。这在不利的情况下可能导致燃料蒸汽所谓的穿透(Durchschlagen)，此时燃料蒸汽以不希望的方式被排放到外部环境中，这会导致车辆有汽油的味道。特别是在活性碳过滤器的负载程度(Beladungsgrad)较高、燃料箱内的温度较高、特别是在高海拔处爬坡行驶时载荷较高时，会出现这种运行状态。特别是在活性碳过滤器的负载程度较高和怠速运行时，可以设想这样的运行状态，在所述运行状态中，只利用从活性碳过滤器中冲刷出来的燃料蒸汽即已经可以维持内燃机正常的怠速运行；此时几乎不可能实现无瑕疵的、特别是受调节的怠速运行。此外，当车辆在阳光照射下运行较长时间后，活性碳过滤器通常会高度饱和，从而在起动的油箱排气装置长时间运行之后，未经调整适配的混合气准备***进行λ调节，从而会对行驶特性造成不利的影响。这里，特别是通过量较低或者低压较高的运行点是非常关键的，因为经测量的空气量和未经测量的来自活性碳过滤器的燃料蒸汽之间的比例是不利的。此外不利的是，不能在所有特性曲线区域内对活性碳过滤器进行冲刷，而不会对发动机运行特性或行驶特性产生不利影响。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具有油箱排气***的车辆，该车辆可以避免上述缺点。
为此，建议一种带具有油箱排气***的燃料箱的车辆，特别是机动车辆，其中，油箱排气装置具有一活性碳过滤器以吸附燃料蒸汽，冲刷空气流可流动穿过所述活性碳过滤器，并且所述车辆还具有一具有真空泵的车辆设备，特别是制动力放大器。为此设想，在真空泵的压力侧产生用于驱动冲刷空气流的压力空气和/或所述压力空气形成冲刷空气流。与现有技术中已知的油箱排气***不同，这里对活性碳过滤器的冲刷不是通过经由内燃机的吸气管对活性碳过滤器进行低压加载来实现的，而是通过加载在车辆设备的真空泵的压力侧提取的压力空气来实现的。例如通过真空泵提供的低压在机动车辆的较宽范围内对附属设备是必需的，与此相反，这里形成的过压/这里形成的压力空气通常未经使用就被排出。根据本发明利用所述压力空气，以用压力空气对活性碳过滤器进行加载，以进行冲刷。这里有利的是，冲刷过程原理上与内燃机的燃烧***、特别是进气***中的压力状态是无关的。与现有的***相比，这里只需要进行较小的改动，特别是例如可以取消当前多数是向气缸体曲轴箱内吹气的真空泵压力出口和/或将真空泵压力出口的布设设计成可通过所述压力出口向活性碳过滤器提供压力空气，通过该真空泵压力出口将从附属设备中排出的空气输送到气缸体曲轴箱内。这样就可以实现与内燃机的运行状态无关地对活性碳过滤器进行冲刷。
在另一个实施形式中设想，所述车辆设备是制动力放大器。在车辆运行期间制动力放大器是始终需要使用的，并且因此始终由(多数是通过凸轮轴驱动的)真空泵加载低压。因此在真空泵的压力侧，在内燃机的整个运行期间，始终可以提供本发明要求的过压/压力空气。
在另一个实施形式中，在油箱排气装置中在燃料箱的下游而在活性碳过滤器的上游设有关闭朝向燃料箱的方向的止回阀。这样可以防止，燃料蒸汽被回输到燃料箱中或燃料箱不希望地受到冲刷空气流和/或压力空气流的加载。
在另一个实施形式中，在使真空泵的压力侧与活性碳过滤器相连的压力空气管路内设置一个过压(保护)阀。这样可以避免不希望的高压力水平进入活性碳过滤器或者与活性碳过滤器相连的部件中。
在另一个实施形式中设想，在活性碳过滤器的上游设有使所述活性碳过滤器与车辆内燃机的进气***(Ansaugtrakt)相连的、具有油箱排气阀的排出空气管路，所述排出空气管路在空气滤清器的下游通入进气***中。所述排出空气管路是冲刷空气管路，该冲刷空气管路通过油箱排气阀将冲刷空气送入内燃机的进气***，以用于燃烧。
在另一个实施形式中设想，所述排出空气管路在内燃机的废气涡轮增压器的上游通入内燃机的进气***。对于涡轮增压的发动机，这种变型方案使得可以特别有利地将冲刷空气输送给燃烧过程，特别是在避免与吸气管低压的相互作用的情况下。
在另一个实施形式中设想，在活性碳过滤器的下游设有由真空泵的压力空气驱动的、产生冲刷空气流的(抽吸)喷射泵(Saugstrahlpumpe)。在该实施形式中，不是用压力空气/过压，而是用低压对所述活性碳过滤器进行加载，其中所述低压不是如现有技术中那样来自内燃机的进气***，特别是吸气管，而是来自由真空泵的压力侧的过压驱动的喷射泵。这里真空泵的压力空气流用作喷射泵的驱动流束，所述压力空气流以这样的速度穿过驱动喷嘴，即，使得从活性碳过滤器中携带出附加的体积流，并由此将其输送到设置在喷射泵后面的冲刷空气管路中。如上所述，所述冲刷空气管路通过油箱排气阀与内燃机的进气***相连。
在另一个实施形式中，活性碳过滤器与一与周围环境相连的冲刷空气输入口相连。这里，必须确保，所述冲刷空气输入口是单向的，即，要避免碳氢化合物蒸汽/燃料蒸汽流出到周围环境中。所述冲刷空气输入口特别是与喷射泵相结合特别适于对活性碳过滤器进行特别有效的冲刷/再生。
在另一个实施形式中，所述活性碳过滤器通过一用于抽出燃料蒸汽的抽吸管路与用于切换通过真空泵的抽吸侧对车辆设备和活性碳过滤器进行的低压加载的开关阀相连。所述真空泵因此一方面从车辆设备，特别是从制动力放大器出发进行输送，另一方面从所述活性碳过滤器出发进行输送。这里压力侧通过油箱排气阀连接在内燃机的进气***上，特别是连接在废气涡轮增压器的前面。这里真空泵交替地并且是通过开关阀控制地从活性碳过滤器出发和从制动力放大器出发进行输送。这里与运行状态相关地进行所述切换。如已经由现有技术的结构形式已知的那样，这里活性碳过滤器的再生通过抽吸，而不是通过压力空气加载(吹出)来进行。但与由现有技术已知的结构形式不同，所述抽吸与内燃机的运行状态无关；特别是所述抽吸与内燃机进气***内存在的压力状态无关。与现有技术中不同，所述活性碳过滤器或包括所述活性碳过滤器的容器不是用来自进气***、特别是来自吸气管的(与运行状态或载荷相关的)低压来加载，而是用车辆设备，例如制动力放大器的真空泵的低压来加载。由此可以确保，活性碳过滤器有利地总是用大致相同的真空泵低压加载。通过经由开关阀进行的切换，可以在不必使用制动器放大器的时间内进行活性碳过滤器的再生，或者可以通过按目的的切换在不对制动力放大器的作用产生不利影响的情况下实现对活性碳过滤器进行满足要求的再生。
在另一个实施形式中，所述开关阀是电动开关阀。这允许在机动车辆现有的调节和控制***中毫无问题地进行控制致动。
在另一个优选的实施形式中，在真空泵的压力侧的下游例如在压力空气管路中设有一油分离器。所述油分离器防止润滑剂，特别是润滑油通过压力空气管路窜入(
Figure A20081013333100081
)活性碳过滤器或进气***中。这样可以可靠地防止由于不希望的润滑剂进入而对内燃机的运行状态产生不利的影响。
其它有利的实施形式由从属权利要求和从属权利要求的组合得出。
附图说明
下面借助于实施例和附图详细说明本发明。
其中：
图1示出车辆的油箱排气***，具有经由真空泵的压力侧通过压力空气加载进行的活性碳过滤器再生；
图2也示出这种油箱排气***，具有经由喷射泵进行的活性碳过滤器再生；以及
图3示出通过借助于车辆设备的真空泵进行的抽吸进行的活性碳过滤器再生。
具体实施方式
图1示出一未示出的车辆的油箱排气***1，所述车辆具有燃料箱2、设置在活性碳过滤器容器3中的活性碳过滤器4、油箱排气阀5和内燃机6。所述内燃机6配设有空气滤清器7、废气涡轮增压器8和进气***9，其中进气***9包括节气门10和吸气管11。空气滤清器7用于吸入燃烧用空气并对其进行净化；废气涡轮增压器8设置在空气滤清器的后面，在废气涡轮增压器的后面在下游设置有进气***9。燃料箱2具有填充管口12以对其进行填充；在燃料箱2中存储有燃料13。所述燃料箱2优选在上侧具有油箱排气管路14，所述油箱排气管路的后面在下游设有具有设置在其中的活性碳过滤器4的活性碳过滤器容器3。在活性碳过滤器容器3的后面在下游设置有油箱排气阀5，通过排出空气管路15，所述油箱排气阀在一侧与活性碳过滤器容器3相连，并且和连接空气滤清器7和废气涡轮增压器8的抽吸空气管路16相连，所述抽吸空气管路在下游设置在油箱排气阀5的后面，并用于将从活性碳过滤器容器3输出的、碳氢化合物饱和的空气导入内燃机6的进气***9。所述未示出的车辆还具有真空泵17，所述真空泵具有一压力侧18和一抽吸侧19。真空泵17的抽吸侧19通过电动开关阀20和止回阀21连接在一车辆设备22，即制动力放大器23上。所述电动开关阀20具有另一个入口24，该入口与环境空气25相连通。所述真空泵17由此通过开关阀20以及通过止回阀21对作为车辆设备22的制动力放大器23进行加载，或者所述真空泵在电动开关阀20另一个切换状态输送来自周围环境的环境空气25。在真空泵17的压力侧18上在下游连接有压力空气管路26，所述压力空气管路通过油分离器37和过压阀27用冲刷空气流28对具有位于其中的活性碳过滤器4的活性碳过滤器容器3进行加载。因此所述冲刷空气流28由环境空气25形成，所述环境空气从真空泵17的压力侧18通过压力空气管路26吹入活性碳过滤器容器3中。这里过压阀27防止在活性碳过滤器容器3的区域内出现过度的压力水平。附加地在活性碳过滤器容器3和燃料箱2之间设有一用于关闭朝向燃料箱2的方向的止回阀29。该止回阀29防止由于通过冲刷空气流28带入活性碳过滤器容器3中的过压而造成燃料蒸汽30可能通过油箱排气管路14返回作用到燃料箱2中。通过压力空气管路26输入的冲刷空气流28在通过活性碳过滤器4时由吸附在其中燃料蒸汽30饱和化，并作为排出空气流31通过排出空气管路15离开活性碳过滤器容器3。排出空气管路15经由油箱排气阀导入内燃机6的抽吸空气管路16。通过抽吸空气管路16，排出空气流31由此经过废气涡轮增压器9和进气***9被输送给内燃机6的燃烧过程。目前为止，不再需要在现有技术中常用的、由真空泵17通过压力侧18向内燃机6中，特别是向这里未示出的内燃机6的曲轴箱进行的吹送，因为来自真空泵17的压力空气和环境空气25(通过电动开关阀20的控制)一起形成用于再生活性碳过滤器4的冲刷空气流28。由此，可以实现油箱排气***与内燃机6的进气***9中的，特别是吸气管11中的压力状态完全无关的运行，特别是实现活性碳过滤器再生。因此活性碳过滤器再生在其有效性上与内燃机6的运行状态无关，并且不会对车辆运行产生不利的影响。
图2示出油箱排气***1的另一个实施形式，该油箱排气***也具有存储燃料13的燃料箱2、通过油箱排气管路14连接在燃料箱2上的带有位于其中的吸附有燃料蒸汽30的活性碳过滤器4的活性碳过滤器容器3，以及油箱排气阀5，所述油箱排气阀使活性碳过滤器容器3与抽吸空气管路16相连，所述抽吸空气管路位于空气滤清器7下游和废气涡轮增压器8以及内燃机6的具有节气门10和吸气管11的进气***9上游。此外所述车辆还具有一具有压力侧18和抽吸侧19的真空泵17，其中，所述抽吸侧19同样经由电动开关阀20一方面通过所述电动开关阀20的一个切换状态和其另外的入口24与环境空气25相连，另一方面经由止回阀21与车辆设备22，即制动力放大器23相连。所述真空泵的压力侧18通过油分离器37与设置在活性碳过滤器3和油箱排气阀5之间的排出空气管路15中的喷射泵32相连，并在这里通过由其产生的过压用于在喷射泵32中形成驱动流束以驱动冲刷空气流28，其中冲刷空气流28通过与周围环境特别是环境空气25相连的冲刷空气输入口33进入活性碳过滤器容器3中，由这里吸附在活性碳过滤器4中的燃料蒸汽30饱和化，作为排出空气31经由排出空气管路15，即经由喷射泵32离开活性碳过滤器容器3，并经由内燃机6的抽吸空气管路16的油箱排气阀5输送，以用于燃烧的目的。冲刷空气输入口33设计成单向的通道34，即设计成这样的通道，所述通道尽管允许环境空气25进入，以形成流向活性碳过滤器容器3的冲刷空气流28，但不允许处于活性碳过滤器3中的气体，特别是燃料蒸汽30逸出到周围环境中。在该实施形式中，可以确保与内燃机6的运行状态无关地对活性碳过滤器容器3进行低压加载，并确保相应地连续输送冲刷空气流28，从而实际上与内燃机6的运行和负载状态完全无关地进行活性碳过滤器再生，并且特别是也不会对车辆的行驶性能或者内燃机6的运行性能产生不利影响。
图3示出了油箱排气***1的另一个实施形式，该油箱排气***具有包含燃料13的燃料箱2、通过油箱排气管路14设置在燃料箱后面的包含活性碳过滤器4的活性碳过滤器容器3-其中存在燃料蒸汽30、具有包括节气门10和吸气管11的进气***9的内燃机6，所述进气***的前面在上游设置有废气涡轮增压器8，而废弃涡轮增压器的前面又设置有空气滤清器7。车辆此外还具有用于通过电动开关阀20和止回阀21对车辆设备22，即制动力放大器23进行低压加载的真空泵7，其中低压加载通过真空泵17的抽吸侧19进行。电动开关阀20此外还具有用于另一个切换位置的另一个入口24，其中电动开关阀20的所述另一个入口24通过抽吸管路35与活性碳过滤器容器3并由此与活性碳过滤器4相连。由此通过抽吸管路35吸出活性碳过滤器容器3中的燃料蒸汽30，其中为了输入用于形成冲刷空气流28的冲刷空气，所述活性碳过滤器容器3具有(作为单方向通道34的)冲刷空气输入口33。来自活性碳过滤器容器3的周围环境的环境空气25通过冲刷空气输入口33进入通过抽吸管路25加载低压的活性碳过滤器容器3，而形成冲刷空气流28。排出空气31由此通过抽吸管路35和处于其另外的切换位置中的电动开关阀25经由开关阀另外的入口24输送给真空泵17。从这里出发，经由设置在真空泵17的压力侧18下游的油分离器37通过排出空气压力管路36将排出空气31输送给油箱排气阀5，所述油箱排气阀将排出空气31输送给在其下游设置在后面的抽吸空气管路16(在空气滤清器7的下游以及废气涡轮增压器8的上游)，以用于内燃机6的燃烧过程。这样可以实现与内燃机6的运行和负载状态无关地对活性碳过滤器4进行低压加载并由此对其进行冲刷，因为该低压不再与吸气管11中的低压相关，如由现有技术已知的那样。相反，在直接连接到例如凸轮轴驱动的真空泵17上时实现对活性碳过滤器4与转速相关的冲刷和再生，在高转速时有非常高的冲刷流率，从而在内燃机6低负载或怠速时，即在行驶状态临界/关键的运行点，不存在冲刷活性碳过滤器4的需要。所示实施形式特别有利的是，用总是始终由内燃机6驱动的真空泵17来实现附加的用途，在这种用途中，所述真空泵驱动冲刷空气流28或提供冲刷空气流。所示的实施形式明显降低了来自活性碳过滤器容器3的燃料蒸汽30穿透进入周围环境的危险，如在极端条件下在由现有技术已知的解决方案中可能出现的那样，例如在非常高的温度下，在持续的爬坡行驶或在高海拔行驶时可能出现的那样。还可以取消在现有技术中对于废气涡轮增压的内燃机6已知必需的、油箱排气阀5和进气***9之间的油箱排气路径。对于油箱排气，在抽吸运行和加载运行之间的切换不是必需的。从活性碳过滤器容器3向内燃机6的燃烧过程输送燃料蒸汽30仅在废气涡轮增压器8的上游进行。
附图标记表
1油箱排气***
2燃料箱
3活性碳过滤器容器
4活性碳过滤器
5油箱排气阀
6内燃机
7空气滤清器
8废气涡轮增压器
9进气***
10节气门
11吸气管
12填充管口
13燃料
14油箱排气管路
15排出空气管路
16抽吸空气管路
17真空泵
18压力侧
19抽吸侧
20电动开关阀
21止回阀
22车辆设备
23制动力放大器
24另外的入口
25环境空气
26压力空气管路
27过压阀
28冲刷空气流
29止回阀
30燃料蒸汽
31排出空气
32喷射泵
33冲刷空气输入口
34单向通道
35抽吸管路
36排出空气压力管路
37油分离器

Claims (11)

1.车辆，特别是机动车辆，包括具有油箱排气装置的燃料箱和具有真空泵的车辆设备，特别是制动力放大器，其中所述油箱排气装置具有活性碳过滤器以吸收燃料蒸汽，冲刷空气流可流动穿过所述活性碳过滤器，其特征为：所述真空泵(17)的压力侧(18)产生用于驱动冲刷空气流(28)的压力空气和/或压力空气形成冲刷空气流(28)。
2.按权利要求1的车辆，其特征为：所述车辆设备(22)是制动力放大器(23)。
3.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：在油箱排气装置中，在燃料箱(2)的下游并且在活性碳过滤器(4)的上游设有关闭朝向燃料箱(2)的方向的止回阀(29)。
4.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：在将真空泵(17)的压力侧(18)与活性碳过滤器(4)相连的压力空气管路(26)内设置一个过压阀(27)。
5.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：在活性碳过滤器(4)的上游设有使所述活性碳过滤器与车辆内燃机(6)的进气***(9)相连的、具有油箱排气阀(5)的排出空气管路(15)，所述排出空气管路在空气滤清器(7)的下游通入进气***(9)中。
6.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：所述排出空气管路(15)在内燃机(6)的废气涡轮增压器(8)的上游通入内燃机(6)的进气***(9)。
7.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：在活性碳过滤器(4)的下游设有由真空泵(17)的压力空气驱动的、产生冲刷空气流(28)的喷射泵(32)。
8.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：活性碳过滤器(4)具有一与周围环境相连的冲刷空气输入口(33)。
9.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：所述活性碳过滤器(4)通过一用于抽出燃料蒸汽(30)的抽吸管路(35)与用于切换通过真空泵(17)的抽吸侧(19)对车辆设备(22)和活性碳过滤器(4)进行的低压加载的开关阀相连，并且真空泵(17)的压力侧(18)经由油箱排气阀(5)通入进气***(9)。
10.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：所述开关阀是电动开关阀(20)。
11.按前述权利要求之任一项的车辆，其特征为：在真空泵(17)的压力侧(18)的下游设有一油分离器(37)。
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