專利名稱：箱內(nèi)蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于車輛制造商尋求提高燃料效率并降低環(huán)境影響，對(duì)車輛及其燃料系統(tǒng)的燃料蒸氣的蒸發(fā)排放控制變得越來(lái)越重要。車輛燃料儲(chǔ)存箱包括箱容積，在該箱容積中通常部分地填充有液體燃料，并且部分地填充有燃料蒸氣和/或其它氣體。在燃料箱補(bǔ)給的過(guò)程中燃料蒸氣從箱容積移出。為了防止燃料蒸氣進(jìn)入大氣，已經(jīng)提出各種在箱補(bǔ)給事件期間捕獲蒸氣的系統(tǒng)，例如加裝在車輛內(nèi)的車載燃料再補(bǔ)給蒸氣回收(ORVR)系統(tǒng)或加裝在燃料分送設(shè)備內(nèi)的蒸氣回收系統(tǒng)。ORVR系統(tǒng)可通過(guò)如下方式運(yùn)行引導(dǎo)從燃料箱移出的氣體經(jīng)過(guò)吸附材料以捕獲燃料蒸氣并在車輛運(yùn)行期間引導(dǎo)捕獲的燃料蒸氣流到車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)。這些類型的系統(tǒng)會(huì)增加車輛的成本、重量和復(fù)雜性，且這些因素的中某些可能與ORVR系統(tǒng)的益處相悖。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)包括燃料箱、燃料蒸氣吸附單元、和與燃料蒸氣吸附單元在位于燃料箱內(nèi)的熱連通區(qū)域處物理接觸的熱發(fā)生器。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，用于蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的燃料系統(tǒng)模塊包括燃料泵模塊，該燃料泵模塊具有外殼和位于外殼內(nèi)的燃料泵。所述燃料系統(tǒng)模塊還包括燃料蒸氣吸附單元，該燃料蒸氣吸附單元位于所述外殼內(nèi)且與所述燃料泵物理接觸。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，控制燃料蒸發(fā)排放的方法包括如下步驟在再補(bǔ)給燃料事件期間利用液體燃料冷卻燃料箱內(nèi)的燃料蒸氣吸附單元；和在吹掃(purge)循環(huán)中利用燃料箱內(nèi)生成的熱量加熱燃料蒸氣吸附單元。


下面將參照附圖對(duì)各種實(shí)施例和最佳方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，在附圖中圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的車輛燃料箱的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面描述的排放控制系統(tǒng)的實(shí)施例可以設(shè)置為通過(guò)在燃料箱補(bǔ)給事件期間冷卻燃料蒸氣吸附材料并在吹掃循環(huán)期間加熱燃料蒸氣吸附材料來(lái)管理所述系統(tǒng)內(nèi)的熱能傳遞，從而提高總體系統(tǒng)效率。所述系統(tǒng)在燃料箱補(bǔ)給事件期間利用燃料蒸氣吸附材料捕獲移出的燃料蒸氣。所述吸附過(guò)程是放熱的；即，當(dāng)燃料蒸氣被吸附材料吸附時(shí)放出熱能。這提高了所述材料的溫度，這會(huì)降低其吸附能力或效率。在車輛正常運(yùn)行期間所發(fā)生的吹掃循環(huán)中，系統(tǒng)釋放捕獲的燃料蒸氣。在吹掃循環(huán)中，燃料從吸附材料中解吸出來(lái)。所述解吸過(guò)程是吸熱的，因此冷卻吸附材料并降低解吸效率。已經(jīng)發(fā)明出了可幫助緩和這些效率問(wèn)題的新元件、裝置和方法。更詳細(xì)地參考附圖，圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)10的剖視圖。系統(tǒng)10適用于車輛、船舶、或其他移動(dòng)的或靜止的帶有動(dòng)力裝置的設(shè)備，諸如使用液態(tài)存儲(chǔ)燃料的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油、酒精、或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛或設(shè)備、混合動(dòng)力車輛，或帶有車載烴重整器的燃料電池供電車輛是蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)10的潛在應(yīng)用的一些實(shí)例。系統(tǒng)10可包括燃料箱12和燃料系統(tǒng)模塊14。燃料箱12是存儲(chǔ)液態(tài)燃料16的元件，所述液態(tài)燃料例如為諸如汽油的烴類燃料。箱12包括一個(gè)或多個(gè)至少部分地限定了存儲(chǔ)容積20的壁18，存儲(chǔ)容積20也被稱為所述箱的內(nèi)部。在本實(shí)施例中，箱12包括分別穿透箱壁形成的進(jìn)入開(kāi)口 22和模塊開(kāi)口 24。進(jìn)入開(kāi)口 22是在填充或再補(bǔ)給燃料事件期間燃料通過(guò)其流入存儲(chǔ)容積的開(kāi)口，模塊開(kāi)口 24是系統(tǒng)10裝配時(shí)燃料系統(tǒng)模塊14的至少一部分通過(guò)的開(kāi)口。各開(kāi)口 22和24可位于沿著任一箱壁的任意位置。在所示的實(shí)施例中，進(jìn)入開(kāi)口 22位于箱12底部附近并可靠近模塊14的某些元件，模塊開(kāi)口 24沿著箱12頂部布置。這種布置的一些優(yōu)勢(shì)將在下面更詳細(xì)討論。燃料供給管26的一端，如圖所示但不是必要地包括于系統(tǒng)10中，所述一端流體連接到進(jìn)入開(kāi)口 22和位于進(jìn)入開(kāi)口處或鄰近進(jìn)入開(kāi)口或位于供給管26內(nèi)的進(jìn)口止回閥28。箱12可以利用已知技術(shù)以任何形狀或尺寸形成，例如通過(guò)成形和焊接金屬元件，或通過(guò)吹塑適宜的包括一層或多層材料的塑料材料。所示的燃料系統(tǒng)模塊14包括熱發(fā)生器30、第一燃料蒸氣吸附單元32、第二燃料蒸氣吸附單元34、蓋或安裝法蘭36、液體-蒸氣分離器38、新鮮空氣閥門(mén)40、和各種流體導(dǎo)管42-50。通常，所示的模塊14進(jìn)行如下工作通過(guò)在必要時(shí)(例如在再補(bǔ)給燃料事件期間)弓I導(dǎo)燃料蒸氣經(jīng)過(guò)吸附單元32、34以捕獲來(lái)自存儲(chǔ)容積20的燃料蒸氣，然后在期望時(shí)將捕獲的來(lái)自吸附單元的燃料蒸氣引導(dǎo)到某個(gè)其他有用的位置，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣側(cè)。需指出，用于吸附單元32、34的稱呼“第一”和“第二”是隨機(jī)的，不一定表示沿著任一流動(dòng)路徑的位置順序或次序，它們也不表示重要性、優(yōu)選度、尺寸、容量、或系統(tǒng)中其他吸附單元的存在。例如，至少在某些應(yīng)用中，燃料系統(tǒng)模塊14僅包括一個(gè)燃料蒸氣吸附單元。所述系統(tǒng)的其他吸附單元也可被稱為附加燃料蒸氣吸附單元。如圖所示，系統(tǒng)裝配時(shí)，可將熱發(fā)生器30和吸附單元32、34置于所述箱內(nèi)。吸附單元32、34中的一個(gè)或兩個(gè)可具有一個(gè)或多個(gè)與熱發(fā)生器物理接觸的部分。更具體地，熱發(fā)生器30可包括至少一個(gè)與吸附單元32、34中的一個(gè)或兩個(gè)的至少一個(gè)表面物理接觸的表面。在所示的實(shí)例中，第一吸附單元32與熱發(fā)生器30相鄰，第二吸附單元34靠近箱12的進(jìn)入開(kāi)口 22。這種和其他布置可以為系統(tǒng)10內(nèi)的熱能提供有利的管理，將在下文更詳細(xì)地描述。熱發(fā)生器30是局部地從某種其他形式的能量(如電能)產(chǎn)生熱能的元件。在本實(shí)施例中，熱發(fā)生器是燃料泵30，其是燃料泵模塊52的一部分，其中所示的泵模塊52還包括外殼54和一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器56。燃料泵30位于外殼54內(nèi)并將液體燃料自其底部的進(jìn)入側(cè)吸入模塊52，并加壓液體燃料以經(jīng)由導(dǎo)管48通過(guò)安裝法蘭36內(nèi)的開(kāi)口傳遞到某個(gè)其他的車輛元件，諸如燃料噴射系統(tǒng)。燃料泵30是電力驅(qū)動(dòng)的，其將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能和熱能(例如，通過(guò)電動(dòng)機(jī))。機(jī)械能加壓液體燃料，并且熱能從泵模塊傳遞或耗散到或通過(guò)某個(gè)其他元件。在本實(shí)施例中，至少某些熱能傳遞到吸附單元32。其它類型的箱內(nèi)熱發(fā)生器可被包括在系統(tǒng)10內(nèi)，諸如電驅(qū)動(dòng)電阻加熱器，燃料泵驅(qū)動(dòng)器，熱敏電阻等。燃料蒸氣吸附單兀32可包括外殼58和第一和第二通達(dá)口 60和62。外殼58至少部分地填充有燃料蒸氣吸附材料64，諸如顆粒碳和/或活性碳。每個(gè)通達(dá)口 60、62與外殼58內(nèi)部流體連通并被布置為使得燃料蒸氣可以通過(guò)通達(dá)口之——在本實(shí)施例中是第一通達(dá)口 60——進(jìn)入外殼以被吸附材料吸附，并在燃料泵工作期間(即，在吹掃循環(huán)期間)通過(guò)該相同的通達(dá)口離開(kāi)外殼。燃料蒸氣和/或其他氣體可以在通達(dá)口 60和62之間的任一方向上沿著外殼58內(nèi)的內(nèi)部路徑流動(dòng)，所述內(nèi)部路徑尋求最大化流動(dòng)氣體和吸附材料64之間的表面接觸。在本實(shí)施例中，通達(dá)口 60通過(guò)圖示的導(dǎo)管46連接到第二燃料蒸氣吸附單元34，通達(dá)口 62通過(guò)導(dǎo)管50經(jīng)由閥門(mén)40和安裝法蘭36內(nèi)的開(kāi)口與大氣連通。可替代地，通達(dá)口 60可以直接連接到液體-蒸氣分離器38或某個(gè)其它元件。設(shè)置吸附單元32使得氣體在再補(bǔ)給燃料事件期間從第一通達(dá)口 60流到第二通達(dá)口 62，在吹掃循環(huán)期間以相反的方向從第二通達(dá)口 62流到第一通達(dá)口 60。本實(shí)施例中，吸附單兀外殼58整體位于泵模塊外殼54內(nèi)。吸附單兀外殼58至少部分地限定了同樣位于泵模塊外殼54內(nèi)的熱連通區(qū)域66，在該區(qū)域吸附單元32與燃料泵30物理接觸。如圖所示，吸附單元外殼在熱連通區(qū)域可至少部分地圍繞燃料泵30。在所示的實(shí)施例中，燃料泵30是大致圓柱形的，且由為大致環(huán)形或套筒狀的外殼58圍繞。布置燃料泵30和外殼58使得燃料泵30的外表面65與外殼58的內(nèi)表面67緊密接觸。在本例中，各表面65、67為大致圓柱形，但是可以是任何形狀。在本例中，該表面接觸的區(qū)域限定了燃料泵30和吸附單元32之間的熱連通區(qū)域66。外殼58可以被構(gòu)造為至少在熱連通區(qū)域66比其他公知的燃料蒸氣吸附單元更導(dǎo)熱，以促進(jìn)或最大化對(duì)離開(kāi)燃料泵或其它熱發(fā)生器30并進(jìn)入吸附材料64的熱能的傳導(dǎo)，尤其是在吹掃循環(huán)中。例如，在熱連通區(qū)域66，外殼58可包括壁厚相對(duì)較小的金屬部分，或包括被制造成相對(duì)精確的尺寸的表面，以最大化與熱發(fā)生器30的表面接觸。到示的圓柱/套筒布置僅是說(shuō)明性的，因?yàn)槠渌贾?，例如那些尋求增大熱連通區(qū)域66的總體表面積的布置，也是可能的。第二燃料蒸氣吸附單元34同樣位于燃料箱12內(nèi)，且可操作地與第一燃料蒸氣吸附單元32連接。第二吸附單元34可與第一吸附單元32的操作相似，并可包括外殼68和第一和第二通達(dá)口 70和72。外殼68可至少部分地填充有燃料蒸氣吸附材料74，例如活性碳，但是該材料沒(méi)有必要與吸附材料64相同。各個(gè)通達(dá)口 70、72與外殼68的內(nèi)部流體連通。燃料蒸氣和/或其它氣體可以在通達(dá)口 70和72之間的任一方向沿著外殼68內(nèi)的內(nèi)部路徑流動(dòng)，所述內(nèi)部路徑尋求最大化流動(dòng)氣體和吸附材料74之間的表面接觸。在本實(shí)施例中，通達(dá)口 72與第一吸附單元32的第一通達(dá)口 60相互流體連通，因此燃料蒸氣可以從一個(gè)吸附單元流到另一個(gè)吸附單元。在所示的實(shí)例中，第二燃料蒸氣吸附單元34布置為燃料系統(tǒng)模塊14的一部分，使得當(dāng)與燃料箱12 —起裝配時(shí)，車輛再補(bǔ)給燃料期間其定位在進(jìn)入的液體燃料流內(nèi)或附近。例如，如圖所示，吸附單元34可定位成靠近燃料箱進(jìn)入開(kāi)口 22，因此進(jìn)入的燃料通過(guò)所述進(jìn)入開(kāi)口流入燃料箱12并被引向吸附單元34。可替代地或額外地，第一燃料蒸氣吸附單元32可定位成靠近進(jìn)入開(kāi)口 22以在補(bǔ)給事件期間便于冷卻。燃料系統(tǒng)模塊14也可被構(gòu)造和布置成使得當(dāng)該模塊裝配到燃料箱時(shí)吸附單元32、34中的至少一個(gè)位于或鄰近燃料箱12內(nèi)部的底部。這可允許吸附單元在補(bǔ)給事件的早期浸入到液體燃料中，并在再補(bǔ)給燃料期間定位在液體燃料的自然冷卻部分中。外殼68可至少部分地由熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成，諸如金屬材料，以促進(jìn)或最大化吸附材料74和液體燃料16之間的熱能傳遞。外殼68可具有其它促進(jìn)熱能傳遞的特征，例如相對(duì)較小的壁厚(例如，沿著最接近進(jìn)入開(kāi)口 22的外殼頂部)或?qū)で笤龃蠡蜃畲蠡渑c箱內(nèi)液體燃料和外殼68內(nèi)的吸附材料74兩者接觸的總體表面積的形狀。在本實(shí)施例中，吸附單元34也包括吹掃口 76。吸附單元34可以是多室碳罐，其構(gòu)造和布置成使得燃料蒸氣和/或其它氣體可以相對(duì)于通達(dá)口 72在任一方向并沿著外殼68內(nèi)的內(nèi)部路徑流動(dòng)，所述內(nèi)部路徑尋求最大化流動(dòng)氣體和吸附材料74之間的表面接觸。在所示的實(shí)例中，通達(dá)口 70通過(guò)導(dǎo)管42連接到液體-蒸氣分離器38，通達(dá)口 72通過(guò)導(dǎo)管46連接到第一吸附單元32。吹掃口 76通過(guò)導(dǎo)管44經(jīng)由安裝法蘭36中的開(kāi)口最終連接到車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)或某個(gè)其它車輛元件。吸附單元34被設(shè)置成使得在再補(bǔ)給燃料事件期間氣體從第一通達(dá)口 70流動(dòng)到第二通達(dá)口 72，以及在吹掃循環(huán)期間從第二通達(dá)口 72流動(dòng)到吹掃口 76。再補(bǔ)給燃料期間通達(dá)口 70和吹掃循環(huán)期間吹掃口 76之間的切換可通過(guò)多種公知的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣側(cè)形成的真空可以直接地或間接地打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)閥門(mén)以允許蒸氣流過(guò)導(dǎo)管44，并阻止流體流過(guò)導(dǎo)管42?；蛘咭后w-蒸氣分離器38可包括或者可操作作為止回閥，因此在吹掃循環(huán)期間流體僅被允許從通達(dá)口72經(jīng)由單元34流到吹掃口 76。在一個(gè)替代的實(shí)施例中，省略第二蒸氣吸附單元34，并且第一蒸氣吸附單元32包括與以上結(jié)合單元34描述的吹掃口類似的吹掃口。在這樣的實(shí)施例中，第一吸附單元32可定位成靠近進(jìn)入開(kāi)口 22或以另外的方式位于進(jìn)入的液體燃料流內(nèi)或附近，使得其可以在補(bǔ)給事件期間由液體燃料冷卻。安裝法蘭36是用于模塊開(kāi)口 24的封閉件。其還可作為連接其他元件(諸如分離器38、閥門(mén)40、所示的各種導(dǎo)管、或其他元件)的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)例中，燃料系統(tǒng)模塊14包括連接在一起的安裝法蘭36、第一和第二燃料蒸氣吸附單元32，34和熱發(fā)生器30，使得所述模塊14的一部分延伸離開(kāi)安裝法蘭36并延伸進(jìn)入箱容積20。如圖所示的法蘭36包括各種形成于其中的開(kāi)口和/或用于連接外部軟管或其他導(dǎo)管以傳遞流體到系統(tǒng)10或從系統(tǒng)10傳遞流體的配件78。法蘭36通過(guò)公知的方法連接到箱12，諸如機(jī)械緊固、粘接、焊接或其它連接技術(shù)。法蘭36和開(kāi)口 24中的一個(gè)或兩個(gè)可包括唇部或密封表面，使得當(dāng)模塊14裝配到箱時(shí)，開(kāi)口 24封閉并對(duì)流體密封。液體-蒸氣分離器38在允許燃料進(jìn)入蒸氣吸附單元之前使液體與氣體分離。如圖所示，分離器38優(yōu)選地位于或靠近箱12的頂部，在本實(shí)施例中其連接到法蘭36。其運(yùn)行以允許液體燃料流回存儲(chǔ)的燃料的液體部分中，所述液體燃料例如是，當(dāng)燃料箱近乎填滿時(shí)的所存儲(chǔ)的液體燃料16的上面部分，或與分離器38接觸時(shí)凝結(jié)成液體的蒸氣燃料。在本實(shí)施例中，其連接到第二吸附單元的通達(dá)口 70，但是在其它實(shí)施例中，可以連接到第一吸附單元32。
新鮮空氣閥門(mén)40是布置為阻止向大氣流動(dòng)的閥門(mén)，其將在系統(tǒng)內(nèi)形成可由壓力傳感器監(jiān)測(cè)的壓力差。這可用于測(cè)試對(duì)泄漏的系統(tǒng)完整性。在一個(gè)實(shí)施例中，閥門(mén)40是由可以改變?cè)撻y門(mén)的位置的螺線管操作的。導(dǎo)管42-50是在系統(tǒng)元件之間運(yùn)送燃料蒸氣和/或其他氣體的流體運(yùn)送器。因此，它們中的一個(gè)或多個(gè)是可選的，因?yàn)橐恍┰杀辉O(shè)計(jì)為直接相互連接而無(wú)需使用獨(dú)立的導(dǎo)管。這些導(dǎo)管(若被包括的話)優(yōu)選由耐受系統(tǒng)中的特定燃料的化學(xué)成分的材料構(gòu)成。某些導(dǎo)管(若適用的話)可由相對(duì)剛性的材料構(gòu)成，諸如金屬材料或非彈性體或半剛性塑料材料。例如，在導(dǎo)管被用于限定系統(tǒng)內(nèi)的尺寸或距離的情況下，導(dǎo)管可這樣構(gòu)造。例如，導(dǎo)管42-46中的一個(gè)或多個(gè)可由這樣的材料構(gòu)成以保證第二吸附單元34與法蘭36恰當(dāng)?shù)亻g隔開(kāi)以在安裝單元34時(shí)有效地將其定位在箱12的底部附近。圖1所示的實(shí)施例中的系統(tǒng)10的各種元件可如下文所述那樣在燃料補(bǔ)給事件和吹掃循環(huán)的背景下一起有利地操作。對(duì)于給定車輛，當(dāng)填充有液體燃料16的箱12的容積20的部分變得足夠小，使得車輛操作者決定重新填充燃料箱時(shí)，通常發(fā)生燃料填充或燃料再補(bǔ)給事件。這通常但不總是意味著呈含有燃料蒸氣的氣體的形式的容積20的部分與是液體燃料的部分相比相對(duì)較大。填充液體燃料液位以上的容積20的空間的蒸氣通常是燃料蒸氣和車輛運(yùn)行中進(jìn)入燃料箱的空氣的混合物。燃料填充事件的持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，通常僅持續(xù)幾分鐘。當(dāng)開(kāi)始再補(bǔ)給燃料時(shí)，隨著液體燃料進(jìn)入箱容積20，箱內(nèi)的氣體混合物壓力升高。通過(guò)允許氣體流出容積20流向大氣來(lái)釋放所述壓力。一個(gè)或多個(gè)燃料吸附單元沿著通往大氣的路徑布置以將燃料蒸氣從氣體混合物中除去以在該混合物被排放到大氣中時(shí)最小化或消除燃料蒸氣在混合物中的量。在所示實(shí)施例的燃料填充事件期間，來(lái)自箱容積20的氣體流經(jīng)分離器38，并且任何液體返回到其下方的存儲(chǔ)液體燃料16中。流體流繼續(xù)流過(guò)導(dǎo)管42進(jìn)入第二蒸氣吸附單元34，在這里吸附材料74放熱地吸附來(lái)自氣體混合物的烴或其他類型的燃料。該流繼續(xù)通過(guò)導(dǎo)管46進(jìn)入在某些實(shí)施例中也可稱作烴洗刷器(hydrocarbon scrubber)的第一吸附單元32以去除任何從其流經(jīng)的混合物中殘留的燃料蒸氣。燃料泵30此時(shí)不操作，因?yàn)橥ǔ＼囕v發(fā)動(dòng)機(jī)在再補(bǔ)給燃料時(shí)是關(guān)閉的。最后，剩余氣體，通常為不含燃料的空氣，通過(guò)法蘭36內(nèi)的開(kāi)口排放到大氣。利用圖1所示的吸附單元34定位成靠近燃料進(jìn)入開(kāi)口 22的布置，吸附單元34由進(jìn)入的燃料冷卻。例如，從地下存儲(chǔ)燃料箱進(jìn)入的燃料通常溫度為59° F。不冷卻的話，某些吸附單元可達(dá)到高達(dá)180° F甚至更高的溫度。隨著溫度升高，吸附材料74的吸附能力下降，即給定量的吸附材料表面積在較高溫度時(shí)無(wú)法吸附其在較低溫度時(shí)所能吸附的量的燃料蒸氣。因此，通過(guò)在特定的有用時(shí)間保持吸附材料冷卻，所述的和所示的布置提高了給定量的吸附材料所能吸附的燃料蒸氣(例如，烴)的量，所述特定的有用時(shí)間是在燃料填充事件期間，即吸附材料起作用以吸附來(lái)自箱容積的蒸氣時(shí)。第一吸附單元32也可由進(jìn)入的液體燃料冷卻，這也可提高其吸附效率。吹掃循環(huán)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于燃料再補(bǔ)給事件，通常在車輛運(yùn)行時(shí)進(jìn)了一即，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)。吹掃循環(huán)期間，使吹掃空氣從新鮮空氣閥門(mén)40流到第一蒸氣吸附單元32。空氣流是通過(guò)對(duì)空氣源加壓或在流動(dòng)路徑相對(duì)端產(chǎn)生真空引起的。當(dāng)然，可以使用空氣以外的吹掃氣體。吹掃循環(huán)期間，燃料泵30在其從燃料箱向發(fā)動(dòng)機(jī)泵送燃料時(shí)產(chǎn)生熱量，因此向吸附材料64加溫并降低其吸附能力，從而提高了解吸率。存儲(chǔ)于吸附單元32中的燃料蒸氣自材料64解吸出來(lái)，并被允許與吹掃空氣一起作為混合物流經(jīng)導(dǎo)管46流向第二吸附單元34。進(jìn)入吸附單元34的氣體混合物相對(duì)于進(jìn)入吸附單元32的空氣會(huì)是已被加溫的，因此幫助從單元34的吸附材料74中解吸燃料蒸氣。因此，吸附單元32和34在吹掃循環(huán)期間都可由熱發(fā)生器30直接地或間接地加熱。然后，含燃料的氣體流出吸附單元34，并經(jīng)由導(dǎo)管44從系統(tǒng)中吹掃出去。其可被引導(dǎo)到車輛發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣側(cè)用于燃燒，或者被車輛再利用或再回收。系統(tǒng)10的所述的實(shí)施例和其他實(shí)施例都能在吹掃循環(huán)期間加熱蒸氣吸附單元以及在填充事件期間冷卻蒸氣吸附單元。加熱和冷卻的蒸氣吸附單元可以是同一單元或獨(dú)立的單元。因此，可以描述一種控制燃料蒸發(fā)排放的方法，其包括在燃料再補(bǔ)給事件期間使用液體燃料冷卻燃料箱中的燃料蒸氣吸附單元，在吹掃循環(huán)期間使用燃料箱內(nèi)產(chǎn)生的熱量加熱燃料蒸氣吸附單元。加熱步驟可包括使用燃料泵產(chǎn)生的熱量加熱燃料蒸氣吸附單元。該方法可進(jìn)一步包括在再補(bǔ)給燃料事件期間使用液體燃料冷卻獨(dú)立的燃料蒸氣吸附單元和/或在吹掃循環(huán)期間加熱獨(dú)立的燃料吸附單元。如果該系統(tǒng)包括多于一個(gè)的燃料蒸氣吸附單元，該方法可包括在加熱步驟期間將含有燃料蒸氣的氣體引導(dǎo)進(jìn)入并通過(guò)附加的燃料蒸氣吸附單元。例如，在圖1的實(shí)例中，加熱步驟可在燃料泵操作期間進(jìn)行。捕獲的燃料從第一吸附單元32的吸附材料中解吸出來(lái)并被引導(dǎo)進(jìn)入并通過(guò)第二吸附單元34。所述系統(tǒng)可使用通常被浪費(fèi)掉或否則變?yōu)闊o(wú)用的熱能源和熱沉，以提高系統(tǒng)性能。例如，燃料泵通常產(chǎn)生多余的熱量，這些多余的熱量耗散到大氣中，或在箱內(nèi)燃料泵模塊的情況下耗散到液體燃料容積中。某些燃料泵將提供的電能的高達(dá)約70%或更多的部分轉(zhuǎn)換成熱能。通過(guò)將燃料泵30用作系統(tǒng)10的熱發(fā)生器，通過(guò)實(shí)現(xiàn)更有效率的在更短時(shí)間內(nèi)解吸更大的吸附材料表面積的吹掃循環(huán)，所述系統(tǒng)的性能得到提高。同時(shí)，從燃料泵到液體燃料容積的廢熱傳遞被保持在最低水平，因此降低了箱內(nèi)燃料的過(guò)度蒸發(fā)和吸附單元吸附能力的不必要使用。同樣，進(jìn)入典型的燃料箱的冷燃料通常由于吸收來(lái)自外部環(huán)境或來(lái)自相鄰的或附近的車輛元件的熱能，而隨著時(shí)間的推移溫度升高。相反，上述系統(tǒng)的實(shí)施例使用冷燃料作為熱沉以在再補(bǔ)給燃料的有用時(shí)間將熱量帶離一個(gè)或多個(gè)吸附單元。這樣的系統(tǒng)通過(guò)使用現(xiàn)有的加熱源和冷卻源可提供比其他已知的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)更高的性能。該提高的性能可以允許使用質(zhì)量更輕、成本更低、和采用材料更少的更小系統(tǒng)元件，因此進(jìn)一步提高了車輛的總體運(yùn)行效率。雖然一個(gè)或多個(gè)上述系統(tǒng)元件可以位于燃料箱的外部，但在元件位于燃料箱內(nèi)部的情況下將模塊14的元件包含到單個(gè)組件中可使得裝配變得容易和材料處理變得容易。此外，將所述系統(tǒng)元件和元件間的連接部定位于箱容積內(nèi)相比于具有外部元件的系統(tǒng)也可降低總體車輛燃料蒸氣排放。雖然此處公開(kāi)的本發(fā)明的形式組成了目前優(yōu)選的實(shí)施例，但許多其它形式也是可能的。此處并不意在提及所有可能的本發(fā)明的等同形式或衍生物。需要理解的是，此處使用的術(shù)語(yǔ)僅為說(shuō)明性的，而不是限制性的，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，包括 燃料箱； 燃料蒸氣吸附單元；和 熱發(fā)生器，其在位于燃料箱內(nèi)的熱連通區(qū)域處與燃料蒸氣吸附單元物理接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，其中熱發(fā)生器為燃料泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 燃料泵模塊，其具有外殼和位于所述外殼內(nèi)的燃料泵，其中熱連通區(qū)域位于外殼內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，其中燃料泵是熱發(fā)生器，且燃料蒸氣吸附單元位于模塊的外殼內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，其中燃料蒸氣吸附單元在熱連通區(qū)域處至少部分地圍繞熱發(fā)生器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括附加的燃料蒸氣吸附單元，該附加的燃料蒸氣吸附單元位于燃料箱內(nèi)并與其它的燃料蒸氣吸附單元可操作地連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，其中燃料蒸氣吸附單元中的至少一個(gè)定位成靠近燃料箱的箱進(jìn)口，使得進(jìn)入的燃料通過(guò)箱進(jìn)口流入燃料箱，并被引向燃料蒸氣吸附單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 燃料系統(tǒng)模塊，其包括連接到一起的安裝法蘭、燃料蒸氣吸附單元、和熱發(fā)生器，其中所述模塊的一部分延伸遠(yuǎn)離安裝法蘭并延伸進(jìn)入箱容積。
9.一種控制燃料蒸發(fā)排放的方法，包括如下步驟 在再補(bǔ)給燃料事件期間利用液體燃料冷卻燃料箱內(nèi)的燃料蒸氣吸附單元；和 在吹掃循環(huán)中利用燃料箱內(nèi)生成的熱量加熱燃料蒸氣吸附單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中加熱步驟包括利用燃料泵產(chǎn)生的熱量加熱燃料蒸氣吸附單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 在再補(bǔ)給燃料事件期間利用液體燃料冷卻獨(dú)立的燃料蒸氣吸附單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 在加熱步驟期間，將含有燃料蒸氣的氣體引導(dǎo)進(jìn)入并通過(guò)附加的燃料蒸氣吸附單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種箱內(nèi)蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)，其包括與燃料箱內(nèi)的熱發(fā)生器物理接觸的燃料蒸氣吸附單元。所述熱發(fā)生器可以是燃料泵，該燃料泵在吹掃循環(huán)中加熱所述吸附單元，因此在吹掃循環(huán)中提高了捕獲的燃料蒸氣的解吸率。燃料蒸氣吸附單元和/或附加的燃料蒸氣吸附單元可位于箱容積內(nèi)靠近燃料箱的進(jìn)入開(kāi)口，使得進(jìn)入的燃料可以在再補(bǔ)給燃料事件期間冷卻所述吸附單元，因此在再補(bǔ)給燃料事件期間提高了吸附單元的吸附效率。
文檔編號(hào)F02M25/08GK102996291SQ201210401999
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月12日
發(fā)明者M·N·卡姆巴赫什, E·J·斯特爾策列基 申請(qǐng)人:Ti集團(tuán)自動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)有限責(zé)任公司