專利名稱：用于控制小型發(fā)動機內(nèi)的燃料蒸氣排放的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制小型發(fā)動機內(nèi)的燃料蒸氣排放的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
小于50馬力(37.4千瓦)的小型發(fā)動機廣泛用于例如園藝拖拉機、割草機、便攜式發(fā)電機組以及小型船舶等應(yīng)用。盡管在某些接近50馬力的應(yīng)用中可以使用燃料泵，但是這種發(fā)動機通常使用靠近發(fā)動機安裝的燃料箱，該燃料箱設(shè)置成利用重力從燃料箱向發(fā)動機化油器供給燃料。
迄今為止，還沒有對小型發(fā)動機提出如機動車輛那樣的燃料蒸氣排放要求；但是，近來要求用于這種應(yīng)用的小型發(fā)動機具有在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間和發(fā)動機停止期間防止向大氣排放蒸氣的燃料系統(tǒng)。小型發(fā)動機的燃料箱通常使用在燃料加注口蓋中的開放式通風(fēng)口，以便在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間隨著燃料的抽取而允許補償空氣通過，并防止由于燃料蒸氣導(dǎo)致燃料箱內(nèi)的壓力增加。
要求密封燃料箱通風(fēng)口導(dǎo)致在改造小型發(fā)動機燃料系統(tǒng)以滿足蒸氣排放要求時復(fù)雜性和成本增加，具體是因為這種發(fā)動機大批量制造、加工是永久類型的并且花費很大。從而，要求改變?nèi)剂舷到y(tǒng)和燃料箱的設(shè)計會導(dǎo)致發(fā)動機的制造成本大大增加。因此，希望提供一種對小型發(fā)動機進(jìn)行燃料蒸氣排放控制而無需進(jìn)行重大的重新設(shè)計且無需對燃料箱和燃料系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行重新加工的方法或手段。
因此，希望將提供用于控制這種小型發(fā)動機內(nèi)的燃料蒸氣排放的密閉燃料箱系統(tǒng)所必需的附加構(gòu)件所需的空間降到最小。

發(fā)明內(nèi)容
本說明書、附圖以及權(quán)利要求描述了用于小型發(fā)動機的燃料系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有一體形成的加注管的燃料箱，加注管具有用于加注管的不通風(fēng)的蓋，加注管的下端位于燃料箱內(nèi)防止在所希望的水平高度(位置)上方完全充滿燃料箱的預(yù)定水平高度處，從而在燃料箱內(nèi)的液體燃料上方提供蒸氣頂罩。該燃料箱包括加注限制蒸氣通風(fēng)閥/傾翻(傾卸)閥，該閥的蒸氣出口連接到與發(fā)動機空氣入口相連的存儲炭罐，以便在工作期間使蒸氣流到發(fā)動機。該存儲炭罐上設(shè)置有大氣凈化通風(fēng)口，在所述實施例中該通風(fēng)口連接到發(fā)動機空氣濾清器，以允許在凈化流動期間過濾后的空氣被抽入炭罐。該燃料箱形成有蒸氣不能透過的阻隔層，該阻隔層可以包括諸如散布有乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或散布有聚酰胺的HDPE的材料。在一個實施例中，燃料箱加注器從燃料箱壁頂部的凹入?yún)^(qū)域延伸，使得加注管的下端位于低于燃料箱頂部的水平高度處，從而限定一蒸氣頂罩。在另一實施例中，加注管的下端由一體模制的加注管內(nèi)的插入件限定，插入件的下端限定了所希望的燃料加注液面。


圖1是用于小型發(fā)動機的燃料蒸氣排放系統(tǒng)的示意圖；圖2是示出圖3的燃料箱的燃料加注器的可選實施例的局部截面圖；圖3是用于圖1的系統(tǒng)的燃料箱的側(cè)視圖；圖4是圖3的燃料箱的左視圖。
具體實施例方式
參照圖1，用于控制小型發(fā)動機內(nèi)的燃料蒸氣排放的系統(tǒng)總體上由10指示并包括總體上由12指示的一示例性實施例的燃料箱，該燃料箱具有連接到小型發(fā)動機18的化油器16的重力供給燃料管14。上部燃料箱壁20與燃料加注管22形成一體，燃料加注管的上端設(shè)置有不通風(fēng)的并且使用者可以取下的封閉蓋24。該加注管的下端26伸入燃料箱的內(nèi)部至所希望的預(yù)定水平高度，下文將詳細(xì)說明其原因。
上部燃料箱壁20內(nèi)還設(shè)置有總體上由28指示的加注限制蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥，該閥具有沿管線32連接到可容納吸附材料的存儲炭罐34的蒸氣通風(fēng)出口30。存儲炭罐34具有沿管線36連接至設(shè)置在發(fā)動機18的空氣入口處的空氣濾清器38的凈化出口或蒸氣出口。存儲炭罐34還具有大氣通風(fēng)口，可例如通過沿管線40連接到發(fā)動機的空氣濾清器38對通風(fēng)大氣進(jìn)行過濾。
加注限制蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥28可以是浮子操作類型的，以在燃料箱中的燃料液面達(dá)到預(yù)定水平高度時封閉通風(fēng)出口30。該閥還可具有當(dāng)燃料箱失向至預(yù)定傾翻程度或當(dāng)?shù)怪没蚍嚂r封閉該閥的功能。
參照圖2，上部燃料箱壁20與垂直向上延伸的加注管22形成一體，該加注管的上端設(shè)有螺紋42，蓋44螺紋接合在該螺紋42上以封閉加注管；用戶可以取下該蓋來補給燃料。
在圖1和2的實施例中，加注管的下端26由插入件46形成，該插入件形成有向外延伸的環(huán)形凸緣48并可以通過諸如焊接或粘結(jié)劑結(jié)合的任何適當(dāng)手段固定到加注管22上。
如上所述，加注管的下端26位于燃料箱內(nèi)的預(yù)定水平高度處。當(dāng)使用者取下蓋44并且補給燃料時，如果燃料箱內(nèi)的燃料液面超過加注管的下端26，則繼續(xù)補給燃料會導(dǎo)致燃料迅速上升到插入件46內(nèi)。當(dāng)燃料液面達(dá)到插入件46的上端并從該上端溢出時，這為使用者提供了燃料箱已經(jīng)加注到所希望水平高度的可視信號。這種設(shè)置防止了燃料顯著地上升到插入件的下端的水平高度26上方；從而在位于液體燃料液面上方且上部燃料箱壁20下方的燃料箱內(nèi)保持有蒸氣空間。
加注管插入件的下端26以如下方式設(shè)置在燃料箱內(nèi)，即，當(dāng)燃料液面達(dá)到端部26時閥28保持打開；并且當(dāng)蓋44再次封閉時燃料蒸氣可通過閥28到達(dá)存儲炭罐34，從而防止了燃料箱內(nèi)的壓力增加。
在本實施例中，燃料箱12可以通過任何低成本工藝形成，例如通過燃料蒸氣基本不能透過的材料的吹塑形成，這種材料例如為散布有乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)材料的高密度聚乙烯(HDPE)或散布有聚酰胺材料的HDPE。但是，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其它合適的蒸氣不能透過的材料。
參照圖3和4，另一示例性實施例的燃料箱總體上由50指示，其中上部燃料箱壁52形成有凹部或較低部分54，該凹部可以形成為與燃料箱的一端相鄰。垂直向上延伸的加注管56與燃料箱形成為一體，加注管56的上端設(shè)有螺紋58。應(yīng)當(dāng)理解，螺紋58可以與合適的封閉加注口蓋(圖3和4中未示出)相接合。
通向燃料箱內(nèi)的加注管56的下端由附圖標(biāo)記60指示并設(shè)置在上部燃料箱壁52下方的預(yù)定水平高度處，當(dāng)燃料液面達(dá)到下端60時使燃料在加注管內(nèi)迅速上升；從而，下端60與上文在圖1和2的實施例中所述的下端26起到相同的作用。
燃料箱50包括總體上由62指示的加注限制蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥，該閥具有適于連接到存儲炭罐34的出口64。燃料箱50還包括可以連接到發(fā)動機化油器16的重力供給燃料出口66。
在圖3和4的實施例中，閥62起到在燃料箱失向至預(yù)定傾翻程度或當(dāng)翻車時封閉的功能。當(dāng)燃料箱50豎直時，只要在上部燃料箱壁52和加注管下端60的下方存在蒸氣空間，閥62就保持打開并且允許燃料蒸氣流向存儲炭罐。
此處參照圖示實施例描述的實施例提供了用于小型發(fā)動機的燃料蒸氣排放控制而無需大大增加燃料系統(tǒng)所需的空間，在燃料箱內(nèi)的液體燃料液面上方提供了必需的蒸氣空間以允許加注口蓋被密封而仍允許蒸氣流向存儲炭罐并與大氣通風(fēng)，并防止了燃料箱內(nèi)的壓力增加。
應(yīng)當(dāng)理解，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)參照此處所示和所述的實施例做出修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于小型發(fā)動機(18)的燃料蒸氣排放控制系統(tǒng)(10)，包括(a)燃料箱(12)，該燃料箱具有在箱壁內(nèi)燃料蒸氣不能透過的阻隔層并具有形成蒸氣頂罩的上壁部分；(b)與燃料箱的壁結(jié)構(gòu)一體形成的加注管(22)，該加注管在燃料室內(nèi)的端部(26)設(shè)置在比蒸氣頂罩低的水平高度處，從而在補給燃料期間燃料在到達(dá)蒸氣頂罩之前在所述加注管內(nèi)上升；(c)加注過量限制蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥(28)，該閥具有設(shè)置成通過所述蒸氣頂罩的壁的蒸氣通風(fēng)出口(30)；以及(d)將所述蒸氣通風(fēng)出口連接到發(fā)動機的空氣入口的管道(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述管道包括蒸氣存儲炭罐(34)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥包括浮子操作器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料箱的所述上壁部分(54)構(gòu)造成安置在所述較低水平高度(60)處的加注管的下端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述加注管包括伸入燃料箱內(nèi)并包括在所述較低水平高度處的所述端部的插入件(46)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于，所述閥是浮子操作閥并延伸到防止在補給燃料期間所述浮子封閉所述閥的水平高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述管道包括具有大氣凈化通風(fēng)口的存儲炭罐(34)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述大氣凈化通風(fēng)口連接到發(fā)動機空氣入口上的空氣濾清器(38)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述阻隔層主要由乙烯-乙烯醇共聚物材料制成。
10.一種控制小型發(fā)動機燃料系統(tǒng)內(nèi)的燃料蒸氣排放的方法，包括(a)形成內(nèi)部有蒸氣阻隔層的燃料箱壁結(jié)構(gòu)(12)和一體的加注管(22)；(b)將加注管的下端(26)設(shè)置在低于燃料箱壁結(jié)構(gòu)的最上部的預(yù)定水平高度；(c)在所述燃料箱壁結(jié)構(gòu)的最上部設(shè)置加注過量限制蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥(28)；(d)將所述閥的蒸氣出口(30)連接到發(fā)動機的空氣入口；以及(e)在補給燃料期間將加注液面限制到所述加注管的下端的水平高度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料箱和加注管通過吹塑法制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述形成燃料箱的步驟包括形成主要由乙烯-乙烯醇共聚物材料制成的阻隔層。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述形成燃料箱壁結(jié)構(gòu)和一體的加注管的步驟包括在所述加注管內(nèi)設(shè)置插入件(46)并用所述插入件形成所述下端。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述設(shè)置加注管的下端的步驟包括在上部燃料箱壁形成凹部(54)并將加注管設(shè)置在該凹部內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述形成凹部的步驟包括將該凹部設(shè)置在燃料箱的邊緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述設(shè)置閥的步驟包括設(shè)置浮子操作閥。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述形成燃料箱壁結(jié)構(gòu)的步驟包括形成主要由聚酰胺材料制成的阻隔層。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制小型發(fā)動機內(nèi)的燃料蒸氣排放的系統(tǒng)和方法。小型發(fā)動機燃料系統(tǒng)包括帶有一體形成的加注管的燃料箱，加注管的下端位于上部燃料箱壁下方的水平高度處，燃料箱壁由蒸氣不能透過的材料形成，所述材料可包括散布有EVOH或聚酰胺的HDPE。在一個示例性實施例中，加注口設(shè)置在上部燃料箱壁的凹部內(nèi)；在另一示例性實施例中，加注管具有伸入燃料箱內(nèi)至上部燃料箱壁下方一位置處的插入件，以形成蒸氣空間。該燃料箱包括加注過量限制蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥，該閥的出口連接到存儲炭罐，該炭罐輸出到發(fā)動機并具有大氣通風(fēng)口。
文檔編號F02M25/08GK1837600SQ200610066149
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者V·K·米爾斯 申請人:伊頓公司