安置在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道中的碳?xì)浠衔锊都鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種安置在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道中的碳?xì)浠衔锊都?。該HC捕集器包括連續(xù)堆疊的聚合物板片形成的板片疊層，這些板片的至少一部分浸漬有碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料，該板片疊層從第一外表面延伸至第二外表面。本實(shí)用新型增加碳?xì)浠衔锊都髦刑細(xì)浠衔镎羝奈胶?或解吸率。
【專利說明】安置在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道中的碳?xì)浠衔锊都?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中的碳?xì)浠衔锊都鳌?br> 【背景技術(shù)】
[0002]碳?xì)浠衔?HC)蒸汽可源自發(fā)動機(jī)內(nèi)部并通過發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)逸出。因此，HC捕集器應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)以捕獲否則會泄漏到發(fā)動機(jī)的周圍環(huán)境中的碳?xì)浠衔镎羝?。因此，HC捕集器可減少來自發(fā)動機(jī)的排放物(例如，蒸發(fā)排放物)。
[0003]US2005/0145224公開了一種蒸發(fā)排放物儲存裝置，其具有位于多孔聚合物層之間的HC吸附/解吸材料。碳?xì)浠衔镎羝闪鬟^多孔聚合物層，并流入儲存該蒸汽的HC吸附/解吸材料。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到US2005/0145224所公開的蒸發(fā)排放物儲存裝置的若干缺陷。首先，在多孔聚合物層之間的區(qū)域中填充吸附材料會涉及既復(fù)雜又昂貴的制造工藝，這會增加車輛的成本。其次，圍繞吸附材料的聚合物層會限制HC蒸汽進(jìn)入和/或離開吸附材料的流速。因此，儲存裝置捕獲的HC蒸汽的量會降低，這會增加排放物(例如，蒸發(fā)排放物)。而且，當(dāng)采用聚合物材料包圍吸附材料時(shí)，會增加HC捕集器的輪廓。除此之外，提供儲存裝置中HC蒸汽所需的吸附和/或解吸率的同時(shí)，難以通過多孔聚合物層為儲存裝置提供所需的剛度量。因此，有必要在US2005/0145224所公開的儲存裝置中的所需特性之間進(jìn)行權(quán)衡。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種安置在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道中的碳?xì)浠衔锊都鳎栽黾親C捕集器中HC蒸汽的吸附和/或解吸率。
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到上述問題，并開發(fā)出一種用于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的碳?xì)浠衔?HC)捕集器。該HC捕集器包括連續(xù)堆疊的聚合物板片形成的板片疊層，至少一部分板片浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料，板片疊層從第一外表面延伸至第二外表面。
[0006]本實(shí)用新型提供一種安置在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道中的碳?xì)浠衔?HC)捕集器，包括:連續(xù)堆疊的聚合物板片形成的板片疊層，所述聚合物板片的至少一部分浸潰有碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料，所述板片疊層從第一外表面延伸至第二外表面。
[0007]優(yōu)選地，板片疊層在所述聚合物板片之間未安置吸附/解吸材料，并且所述聚合物板片被成形為整體剛性結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料包括炭、活性炭、沸石、疏水性纖維素、硅油、環(huán)糊精或任意其它碳?xì)浠衔镂?解吸材料中的一種或多種。
[0009]優(yōu)選地，碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料是松散的吸附顆粒。
[0010]優(yōu)選地，碳?xì)浠衔锊都髟谒鼍酆衔锇迤g不包括粘著劑。
[0011]優(yōu)選地，聚合物板片為無紡聚酯板片，且所述碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料為活性炭。
[0012]優(yōu)選地，包括在所述板片疊層中的第一聚合物板片形成所述第一外表面，并且包括在所述板片疊層中第二聚合物板片形成所述第二外表面。
[0013]優(yōu)選地，板片疊層中的每個(gè)板片均與相鄰的板片面對面接觸。
[0014]優(yōu)選地，第一外表面和所述第二外表面以及所述板片疊層的邊緣形成碳?xì)浠衔锊都鹘Y(jié)構(gòu)的邊界。
[0015]優(yōu)選地，板片疊層包括第一凸出部分，所述第一凸出部分相較于第二凸出部分在尺寸和幾何結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)方面不同。
[0016]優(yōu)選地，板片疊層包括橫跨碳?xì)浠衔锊都鹘Y(jié)構(gòu)的熱連接部分并包括兩個(gè)或多個(gè)熱接合板片。
[0017]優(yōu)選地，熱連接部分延伸穿過所述板片疊層。
[0018]優(yōu)選地，熱連接部分保留單獨(dú)層，并提供足夠的剛性使所述碳?xì)浠衔锊都髦胁话ㄆ渌谓Y(jié)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選地，熱連接部分包括用于安裝并保持所述碳?xì)浠衔锊都鞯倪B接結(jié)構(gòu)，并且其中所述熱連接部分提供對齊結(jié)構(gòu)。
[0020]優(yōu)選地，熱連接部分提供與三維輪廓表面的配合。
[0021]本實(shí)用新型還提供一種制造碳?xì)浠衔?HC)捕集器的方法，包括:對碳?xì)浠衔锊都鬟M(jìn)行熱成型，所述碳?xì)浠衔锊都靼◤牡谝煌獗砻嫜由熘恋诙獗砻娴倪B續(xù)堆疊的浸潰有碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料的聚合物板片的疊層，板片的所述疊層在所述板片之間未安置吸附/解吸材料。
[0022]優(yōu)選地，在所述熱成型之前，以所述碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料浸潰聚合物板片的所述疊層。
[0023]優(yōu)選地，所述板片彼此相鄰布置且無任何中間材料。
[0024]優(yōu)選地，所述聚合物板片為無紡聚酯，且所述碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料為活性炭。
[0025]另一方面，本實(shí)用新型還提供一種位于發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道中的碳?xì)浠衔?HC)捕集器，包括:由從第一外表面延伸至第二外表面的連續(xù)堆疊的浸潰有活性炭的無紡聚酯板片形成的疊層，所述板片中的每一個(gè)彼此相鄰安置并且在所述板片之間未安置任何中間吸附/解吸材料，所述中間吸附/解吸材料包括炭、活性炭、沸石、疏水性纖維素、硅油、環(huán)糊精和任意其它碳?xì)浠衔镂?解吸材料中的一種或多種。
[0026]優(yōu)選地，疊層包括第一凸出部分，所述第一凸出部分相較于第二凸出部分具有不同的尺寸和/或幾何結(jié)構(gòu)。
[0027]優(yōu)選地，第一凸出部分和所述第二凸出部分中的板片在所述板片之間具有空隙，所述空隙中并未安置任何中間材料。
[0028]該聚合物板片具有多種用途，為HC捕集器提供結(jié)構(gòu)完整性并通過嵌在板片內(nèi)的吸附/解吸材料提供HC吸附功能。因此，當(dāng)HC吸附材料整合到聚合物板片中時(shí)，可增加HC捕集器中的HC蒸汽的吸附和/或解吸率。此外，當(dāng)板片提供結(jié)構(gòu)整體性以及吸附/解吸功能時(shí)，如若需要，可減小HC捕集器的輪廓。此外，當(dāng)聚合物板片用于多種目的時(shí)，可降低HC捕集器的成本。
[0029]在一個(gè)實(shí)例中，板片之間并未安置中間的吸附/解吸材料(諸如炭球)。通過這種方式，可通過捕集器中的材料的減少來降低HC捕集器的成本。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)板片浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料且板片之間并未安置任何吸附/解吸材料時(shí)，由于消除了以松散的吸附/解吸材料填充板片之間的區(qū)域的步驟，因此可降低HC捕集器的制造成本。
[0030]通過單獨(dú)參照【具體實(shí)施方式】或者結(jié)合附圖參照【具體實(shí)施方式】，本實(shí)用新型的上述優(yōu)勢和其他優(yōu)勢以及特征將會變得顯而易見。
[0031]應(yīng)當(dāng)理解，提供上面的綜述是為了以簡化的形式引入將在下面的詳細(xì)說明書中進(jìn)一步描述的概念的集合。這并不意味著識別要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍由所附權(quán)利要求來唯一地限定。另外，所要求保護(hù)的主題不限于解決上面提到的或在本公開的任何部分中提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。此外，本實(shí)用新型的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到上述問題，并且不認(rèn)為上述其是公知的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1示出了包括蒸汽凈化系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的示意圖；
[0033]圖2示出了位于進(jìn)氣管道中的HC捕集器的示圖；
[0034]圖3示出了圖2所示HC捕集器的示圖；
[0035]圖4示出了圖3所示HC捕集器的一部分的截面圖；
[0036]圖5示出了制造HC捕集器的方法；以及
[0037]圖6示出了圖1所示發(fā)動機(jī)在其熄火期間的進(jìn)氣流動模式；
[0038]圖2至圖3近似按比例繪制，然而，如若需要，還可采用其它相對尺寸。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下描述涉及碳?xì)浠衔?HC)捕集器及其制造方法。HC捕集器可包括連續(xù)堆疊的浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料的聚合物板片疊層。通過這種方式，單個(gè)中間物(即，板片疊層)可為HC捕集器提供吸附功能及結(jié)構(gòu)完整性。特別地，在一些實(shí)例中，該板片疊層中的相鄰聚合物板片之間并未設(shè)置吸附/解吸材料。通過這種方式，相較于在捕集器內(nèi)設(shè)置有吸附/解吸材料的捕集器，可降低HC捕集器的復(fù)雜性。因此，可降低HC捕集器的制造成本。而且，如若需要，當(dāng)該板片疊層用以多種用途時(shí)，可減小HC捕集器的輪廓。
[0040]圖1為示出多缸發(fā)動機(jī)10的一個(gè)氣缸的示意圖，該發(fā)動機(jī)可包括在車輛100的驅(qū)動系統(tǒng)中，其中，排氣傳感器126 (例如,空氣-燃料傳感器)可用以確定由發(fā)動機(jī)10產(chǎn)生的排氣的空氣燃料比。該空氣燃料比(連同其它運(yùn)行參數(shù))可用于處于多種運(yùn)行模式的發(fā)動機(jī)10的反饋控制。發(fā)動機(jī)10可至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)由輸入裝置130來自車輛操作員132的輸入而被控制。在該實(shí)例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的氣缸(即，燃燒室)30可包括燃燒室壁32，活塞36安置其中。氣缸蓋80連接至缸體82以形成氣缸30。
[0041]活塞36可連接至曲軸40，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動被轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸40可經(jīng)由中間傳動系連接至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動輪。此外，啟動馬達(dá)可經(jīng)由飛輪連接至曲軸40以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)10的啟動操作。
[0042]氣缸30可經(jīng)由進(jìn)氣管道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣，并可經(jīng)由排氣通道48排放燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54與氣缸30選擇性連通。在一些實(shí)施例中，氣缸30可包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣門。包括節(jié)流板64的節(jié)氣門62安置在進(jìn)氣管道42中。節(jié)氣門配置成調(diào)節(jié)流入氣缸30的氣流量。
[0043]在該實(shí)例中，進(jìn)氣門52和排氣門54可經(jīng)由進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53致動。在一些實(shí)例中，發(fā)動機(jī)10可包括配置成調(diào)整(提前或延遲)凸輪正時(shí)的可變凸輪正時(shí)系統(tǒng)。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可分別由位置傳感器55和57確定。
[0044]燃料噴射器66被示出以向氣缸30的進(jìn)氣口上游中提供所謂燃料的端口噴射的結(jié)構(gòu)布置在進(jìn)氣歧管44中。燃料噴射器66可與經(jīng)由電子驅(qū)動器68從控制器12獲得的信號FPff的脈寬成比例地噴射燃料。在一些實(shí)例中，可選地或另外地，氣缸30可包括與其直接連接的燃料噴射器，用于以所謂直接噴射的方式向氣缸30中噴射燃料。
[0045]在選定運(yùn)行模式下，點(diǎn)火系統(tǒng)88可響應(yīng)于來自控制器12的點(diǎn)火提前信號SA經(jīng)由火花塞92向氣缸30提供點(diǎn)火火花。盡管示出了火花點(diǎn)火部件，但在一些實(shí)施例中，氣缸30或者發(fā)動機(jī)10的一個(gè)或多個(gè)其它燃燒室可以壓縮點(diǎn)火模式運(yùn)行，有無點(diǎn)火火花均可。
[0046]排氣傳感器126被示出連接至排放控制裝置70上游的排氣系統(tǒng)50的排氣通道48。傳感器126可為用于提供排氣中空氣/燃料比指示的任意合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或UEGO (寬域排氣氧)、兩狀態(tài)氧傳感器或EG0、HEG0 (加熱型EGO)、NOx、HC或CO傳感器。在一些實(shí)例中，排氣傳感器126可為安置在排氣系統(tǒng)中的多個(gè)排氣傳感器中的第一個(gè)。例如，其它排氣傳感器可安置在排放控制裝置70的下游。
[0047]排放控制裝置70被示出為沿著排氣傳感器126下游的排氣通道48布置。排放控制裝置70可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、多種其它排放控制裝置或它們的組合。在一些實(shí)例中，排放控制裝置70可為安置在排氣系統(tǒng)中的多個(gè)排放控制裝置中的第一個(gè)。在一些實(shí)例中，在發(fā)動機(jī)10運(yùn)行期間，排放控制裝置70可通過使發(fā)動機(jī)的至少一個(gè)氣缸在特定空氣/燃料比內(nèi)運(yùn)行而周期性重置。
[0048]控制器12在圖1中示出為微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理單元(CPU) 102、輸入/輸出端口 104、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值且在該特定實(shí)例中示出為只讀存儲器(R0M)106 (例如，存儲芯片)的電子存儲介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲器(RAM) 108、保活存儲器(KAM) 110和數(shù)據(jù)總線。除先前討論的那些信號之外，控制器12還可以接收來自與發(fā)動機(jī)10連接的傳感器的各種信號，包括來自空氣流量傳感器120感測的空氣質(zhì)量流量(MAF)的測量；來自連接至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(ECT);來自連接至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118 (或其它類型)的表面點(diǎn)火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自傳感器122的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號RPM可由信號PIP通過控制器12生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用以指示進(jìn)氣歧管中的真空或壓力。注意，可采用上述傳感器的各種組合，諸如采用MAF傳感器而不采用MAP傳感器，反之亦然。在理想配比操作中，MAP傳感器可指示發(fā)動機(jī)扭矩。此外，該傳感器連同所檢測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可提供對引入到氣缸內(nèi)的充氣(包括空氣)的估算。在一個(gè)實(shí)例中，曲軸每轉(zhuǎn)一周，同樣用作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118可產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間距脈沖。
[0049]運(yùn)行期間，發(fā)動機(jī)10中的氣缸30通常經(jīng)歷四沖程循環(huán):進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在多缸發(fā)動機(jī)中，四沖程循環(huán)可在其它燃燒室中執(zhí)行。通常，在進(jìn)氣沖程期間，排氣門54關(guān)閉而進(jìn)氣門52開啟?？諝饪衫缃?jīng)由進(jìn)氣歧管被引入到氣缸30中，并且活塞36移動至燃燒室的底部以增加氣缸30內(nèi)的容積。本領(lǐng)域技術(shù)人員通常將活塞36靠近燃燒室的底部并處于該沖程結(jié)束的位置(例如，當(dāng)燃燒室30處于其最大容積時(shí))稱為下止點(diǎn)(BDC)。在壓縮沖程期間，進(jìn)氣門52和排氣門54均關(guān)閉?；钊?6向氣缸蓋移動以壓縮氣缸30中的空氣。本領(lǐng)域技術(shù)人員通常將活塞36處于該沖程結(jié)束且最靠近氣缸蓋的位置(例如，當(dāng)氣缸30處于其最小容積時(shí))稱為上止點(diǎn)(TDC)。在以下稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室。在以下稱為點(diǎn)火的過程中，噴射的燃料通過諸如火花塞92的已知點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，從而引起燃燒。另外地或可選地，可使用壓縮來點(diǎn)燃空氣/燃料混合物。在膨脹沖程期間，膨脹氣體將活塞36推回至BDC。曲軸可使活塞的運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最終，在排氣沖程期間，排氣門54打開以向排氣歧管釋放燃燒過的空氣-燃料混合物并且活塞返回TDC。注意，以上描述僅僅作為實(shí)例，可以改變進(jìn)氣門和排氣門的開啟和/或關(guān)閉正時(shí)，如此以致提供正氣門重疊或負(fù)氣門重疊、進(jìn)氣門延時(shí)關(guān)閉或者各種其它實(shí)例。另外地或可選地，可在氣缸30中執(zhí)行壓縮點(diǎn)火。
[0050]圖1還示出了安置在進(jìn)氣管道42中的HC捕集器150。因此，HC捕集器150安置在節(jié)氣門62的上游。然而，還可想到其它合適的HC捕集器位置。HC捕集器150可配置成吸附HC蒸汽。HC捕集器150配置成吸附和解吸進(jìn)氣歧管44中的HC蒸汽。應(yīng)當(dāng)理解，HC捕集器150減少車輛中的排放物(例如，蒸發(fā)排放物)并捕獲否則在例如發(fā)動機(jī)熄火期間可流入周圍環(huán)境中的HC蒸汽。HC捕集器150在圖1以方框示出。然而，HC捕集器的詳細(xì)特征在本文中會參照圖2至圖4更為詳細(xì)地描述。
[0051]還可在進(jìn)氣管道42中安置空氣濾清器170?？諝鉃V清器170配置成從流過進(jìn)氣管道42的空氣中移除微粒。在所述實(shí)例中，空氣濾清器170橫跨進(jìn)氣管道。然而，還可想到其它空氣濾清器結(jié)構(gòu)。
[0052]發(fā)動機(jī)10中還可包括通向進(jìn)氣管道42的排放管172。排放管172配置成排出進(jìn)氣管道42中的冷凝水。在一些實(shí)例中，排放管的出口可安置在發(fā)動機(jī)10的外部。如圖所示，排放管172安置在HC捕集器150下側(cè)。然而，還可想到其它排放管位置。
[0053]還可在HC捕集器150下游的進(jìn)氣管道42中安置第二 HC捕集器174。在所述實(shí)例中，第二 HC捕集器174橫跨進(jìn)氣管道42并因此可被稱作“直通式HC捕集器”。然而，還可想到第二 HC捕集器的其它結(jié)構(gòu)。此外，在一些實(shí)例中，可從發(fā)動機(jī)10中省略第二 HC捕集器174。發(fā)動機(jī)10中還可包括通向進(jìn)氣管道42的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)(PCV) 口 176。PCV 口176可與發(fā)動機(jī)10中的曲軸箱流體連通。冷卻器178也可被安置在進(jìn)氣管道42中。當(dāng)發(fā)動機(jī)經(jīng)由壓縮機(jī)增壓時(shí)，冷卻器178可被包括在發(fā)動機(jī)10中。應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)例中，發(fā)動機(jī)10可不包括冷卻器178。
[0054]箭頭180表示發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間當(dāng)發(fā)動機(jī)執(zhí)行燃燒時(shí)穿過發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣的一般流動。圖1示出了在HC捕集器150和第二 HC捕集器174凈化期間當(dāng)HC蒸汽從HC捕集器150和第二 HC捕集器174解吸時(shí)的發(fā)動機(jī)。如圖所示，進(jìn)氣穿過空氣濾清器170。空氣還從排放管172進(jìn)入進(jìn)氣管道42。箭頭182表示HC蒸汽的一般流動。如圖所示，在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間，HC蒸汽可從HC捕集器150和第二 HC捕集器174沿下游方向朝向節(jié)氣門62流動。箭頭184表示第二 HC捕集器174下游的HC蒸汽和進(jìn)氣的一般流動。如圖所示，進(jìn)氣和HC蒸汽流入PCV 口 176并沿下游流向節(jié)氣門62。應(yīng)當(dāng)理解，箭頭180、182和184通常表示氣流的方向。然而，發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間，進(jìn)氣和HC蒸汽的流動模式可具有未示出的其它復(fù)雜性。[0055]圖6示出了發(fā)動機(jī)熄火期間當(dāng)發(fā)動機(jī)未執(zhí)行燃燒時(shí)圖1所示的發(fā)動機(jī)10和車輛。因此，相似零件被相應(yīng)地標(biāo)記。因此，圖6示出了 HC捕集器150和第二 HC捕集器174加載期間當(dāng)HC蒸汽被吸入HC捕集器150和第二 HC捕集器174時(shí)的發(fā)動機(jī)10。箭頭600表示發(fā)動機(jī)熄火期間當(dāng)發(fā)動機(jī)未執(zhí)行燃燒時(shí)的進(jìn)氣系統(tǒng)中的HC蒸汽的一般流動。
[0056]應(yīng)當(dāng)理解，HC蒸汽可從燃燒室30流動至進(jìn)氣歧管44并從進(jìn)氣歧管44流動至進(jìn)氣管道42。如圖所示，HC蒸汽還從PCV 口 176流入進(jìn)氣管道42。HC蒸汽可流過第二 HC捕集器174，部分HC蒸汽可被吸附到該捕集器中。此外，HC蒸汽可流經(jīng)同樣可吸附部分HC蒸汽的HC捕集器150。一些HC蒸汽還可從排放管172和進(jìn)氣管道42流出而進(jìn)入周圍環(huán)境。然而，應(yīng)當(dāng)理解，HC捕集器150和第二 HC捕集器174可吸附大部分HC蒸汽，從而減少蒸發(fā)排放物。
[0057]圖2示出了位于空氣箱的上半部分中的示例性HC捕集器150的示意圖，空氣箱可為圖1所示進(jìn)氣管道42的一部分。在所述實(shí)例中，空氣箱蓋250安置在圖1所示節(jié)氣門62的上游。然而，在其它實(shí)例中，圖1所示HC捕集器150和/或第二 HC捕集器174可安置在節(jié)氣門的下游。
[0058]空氣箱蓋250包括結(jié)構(gòu)加強(qiáng)肋(webbing) 202。結(jié)構(gòu)加強(qiáng)肋202可增加空氣箱蓋250的結(jié)構(gòu)完整性?？諝庀渖w250還包括凸緣204，其可與位于空氣箱上半部分和下半部分之間的空氣濾清器配合?？諝庀渖w250還包括進(jìn)氣口 208和排氣口 206。箭頭209表示在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間當(dāng)發(fā)動機(jī)執(zhí)行燃燒時(shí)進(jìn)入空氣箱蓋250的進(jìn)氣的流動。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在發(fā)動機(jī)熄火期間，空氣可反向流動。排氣口 206相較于進(jìn)氣口 208可具有較小橫截面積。然而，還可想到空氣箱蓋的其它結(jié)構(gòu)和尺寸。應(yīng)當(dāng)理解，空氣箱蓋250安置在圖1所示節(jié)氣門62的上游。
[0059]HC捕集器150經(jīng)由緊固件200連接至空氣箱蓋250。在所述實(shí)例中，熱熔柱被示出將HC捕集器連接至進(jìn)氣管道。具體地，熱熔柱延伸穿過HC捕集器150中的開孔。另外地或可選地，還可采用聲波焊接將HC捕集器連接至空氣箱蓋。然而，還可使用其它合適的緊固件或連接裝置，諸如螺釘、螺栓、粘著劑等。
[0060]圖1中的HC捕集器150具有圖2和圖3所示的結(jié)構(gòu)210。HC捕集器結(jié)構(gòu)210可配置成吸附和解吸空氣箱蓋250中的HC蒸汽。繼續(xù)參照圖2，HC捕集器150包括凸緣212。其中一個(gè)凸緣212包括加強(qiáng)筋214。
[0061]HC捕集器還包括凸出部分216、217、218和219。凸出部分(216、217、218和219)的尺寸和幾何結(jié)構(gòu)不同。應(yīng)當(dāng)理解，凸出部分的尺寸和/或幾何結(jié)構(gòu)的變型可基于空氣箱蓋250中的氣流模式進(jìn)行選擇。這樣可使得HC捕集器的HC吸附率/解吸率可變并實(shí)現(xiàn)了減少氣流瑞流的改進(jìn)。
[0062]圖3示出了圖2所示HC捕集器150的詳細(xì)視圖。正如上面參照圖2所論述的，圖3示出了 HC捕集器結(jié)構(gòu)210。HC捕集器結(jié)構(gòu)210包括第一外表面300和第二外表面302。在所述實(shí)例中，第二外表面位于第一外表面下方。然而，還可想到其它相對位置。應(yīng)當(dāng)理解，在一些發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件下，諸如在發(fā)動機(jī)熄火期間，進(jìn)氣和HC蒸汽可流過圖2所示空氣箱蓋250的第一外表面300和第二外表面302。連續(xù)布置的聚合物板片的疊層可安置在第一外表面300與第二外表面302之間。介于中間的聚合物板片會在本文中更為詳細(xì)地描述。繼續(xù)參照圖3，凸出部分(216、217、218和219)的部分包括在第一外表面300中。[0063]第一外表面300與第二外表面302可限定HC捕集器結(jié)構(gòu)210的邊界。安置在第一外表面300與第二外表面之間的板片的邊緣304形成吸附結(jié)構(gòu)210的外圍邊界。在一些實(shí)例中，包括在板片疊層中的每個(gè)板片均延伸至HC捕集器結(jié)構(gòu)210的邊緣304。然而，還可想到其它板片結(jié)構(gòu)。因此，在所述實(shí)例中，第一和第二外表面以及板片疊層的邊緣形成HC捕集器結(jié)構(gòu)的邊界。
[0064]第一外表面300和/或第二外表面302可包括浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料的基礎(chǔ)聚合物材料。多個(gè)熱成型的聚合物材料板片的使用，在通過浸潰的HC蒸汽吸附/解吸材料而保持吸附/解吸功能的同時(shí)為HC捕集器提供了結(jié)構(gòu)完整性。通過這種方式，基礎(chǔ)聚合物材料提供了多種功能。因此，如若需要，可降低HC捕集器的成本和/或輪廓。
[0065]在一些實(shí)施例中，聚合物材料可為無紡聚酯并且HC蒸汽吸附/解吸材料可為活性炭。另外地或可選地，HC蒸汽吸附/解吸材料可包括炭、活性炭、沸石、疏水性纖維素、硅油、環(huán)糊精和/或任意其它合適的吸附/解吸材料。具體地，在一些實(shí)例中，第一外表面300可包括與第二外表面302基本相同的材料。然而，在其它實(shí)例中，第一外表面和第二外表面可包括不同的材料。截平面310限定出圖4所示的橫截面。
[0066]第一外表面300可為第一板片(例如,第一聚合物板片)的表面,第二外表面可為第二板片(例如，第二聚合物板片)的表面。如前所述，HC捕集器結(jié)構(gòu)210還可包括位于第一外表面300與第二外表面302之間的多個(gè)板片。位于第一和第二外表面之間的板片可包括相似的材料，諸如浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料的聚合物材料。本文會參照圖4對介于中間的板片進(jìn)行更為詳細(xì)地描述。
[0067]HC捕集器結(jié)構(gòu)210包括凹陷部分306。凹陷部分中的聚合物板片的一個(gè)或多個(gè)可與凹陷部分306中的相鄰板片面對面接觸。具體地，在所述實(shí)例中，凹陷部分中的所有聚合物板片都與凹陷部分中的相鄰聚合物板片面對面接觸。換句話說，該板片疊層中的每個(gè)板片均與相鄰板片面對面接觸。因此，凹陷部分可延伸穿過整個(gè)板片疊層。凹陷部分306中的板片可熱連接。因此，在這種實(shí)例中，凹陷部分可被稱作熱連接部分。具體地，在熱連接部分中，兩個(gè)或多個(gè)板片可熱接合。在其它實(shí)例中，凹陷部分中的一個(gè)或多個(gè)板片可與相鄰板片間隔開。此外，在一些實(shí)例中，熱連接部分可保留單獨(dú)層。應(yīng)當(dāng)理解，凹陷部分可熱成型。也就是說，可使用熱和/或壓力來構(gòu)建凹陷部分。具體地，在一些實(shí)例中，整個(gè)HC捕集器150可熱成型。然而，還可想到其它的HC捕集器構(gòu)建工藝。此外，凹陷部分306橫跨HC捕集器150。而且，凹陷部分306的厚度小于凸出部分(216、217、218和219)的厚度。在一些實(shí)例中，熱連接部分可保留單獨(dú)層。然而，在其它實(shí)例中，熱連接層可被熱連接以形成連續(xù)層。此外，熱連接部分可提供足夠的剛性，使得其它支撐結(jié)構(gòu)不包括在HC捕集器中(如若需要)。此外，熱連接部分可包括用于安裝并保持HC捕集器的連接結(jié)構(gòu)，諸如連接結(jié)構(gòu)330。在所述實(shí)例中，連接結(jié)構(gòu)為開孔。然而，還可想到其它連接結(jié)構(gòu)。此外，熱連接部分還可提供對齊結(jié)構(gòu)并可提供與圖2所示三維輪廓表面的配合。熱連接部分還可提供期望的剛度量，從而減少吸附材料的顫振。
[0068]繼續(xù)參照圖3，第一外表面300的第一部分322與第一外表面的第二部分324之間的夾角320接近90°C。然而，還可想到其它HC捕集器結(jié)構(gòu)。HC捕集器150還包括構(gòu)造成容納諸如螺栓的連接裝置的開孔330，該連接裝置用于將HC捕集器150連接至空氣箱蓋250 (如圖2所示)。[0069]此外，在一些實(shí)例中，如若需要，熱成型的HC捕集器結(jié)構(gòu)210提供足夠的剛性，從而可不必使用其它支撐結(jié)構(gòu)(例如，保持架)。通過這種方式，HC捕集器可具有所需的結(jié)構(gòu)剛度量，這樣可簡化安裝和/或更換過程。圖3所示HC捕集器150并不包括任何其它部件，諸如框架。因此，可降低HC捕集器的成本。應(yīng)當(dāng)理解，HC捕集器結(jié)構(gòu)210可為HC捕集器提供所需的結(jié)構(gòu)剛度量。因此，在一些實(shí)例中，HC捕集器可僅包括HC捕集器結(jié)構(gòu)210。然而，在其它實(shí)例中，如若需要，HC捕集器中可包括其它部件。
[0070]圖4示出了圖3所示HC捕集器150的截面圖。如圖所示，多個(gè)聚合物板片400位于第一外表面300與第二外表面302之間。通過這種方式，聚合物板片疊層從第一外表面300延伸至第二外表面302。如圖所不,第一外表面包括在第一外聚合物板片410中，第二外表面包括在第二外聚合物板片412中。通過這種方式，包括在多個(gè)板片400中的第一聚合物板片形成第一外表面300，包括在該多個(gè)板片中的第二聚合物板片形成第二外表面302。
[0071]每個(gè)聚合物板片均可包含類似的材料。例如，每個(gè)聚合物板片均可為浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料(諸如活性炭)的無紡聚酯板片。然而，在其它實(shí)例中，并非該疊層中的所有板片都被浸潰，并且，通過這種方式可在不改變吸附/解吸特性的條件下控制厚度。因此，在一些實(shí)例中，僅一部分板片可浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料。如圖所示，中間的聚合物板片400中的每一個(gè)均彼此間隔開。然而，在其它實(shí)例中，中間的聚合物板片中的兩個(gè)或多個(gè)可面對面接觸。在所述實(shí)例中，聚合物板片400中的每一個(gè)均具有相同厚度。然而，在其它實(shí)例中，聚合物板片的厚度可彼此不同或沿著每個(gè)板片的長度和/或?qū)挾雀淖儭?br> [0072]該多個(gè)板片400可被稱作“板片疊層”。該多個(gè)板片是連續(xù)堆疊的，且板片間并沒有吸附材料。在所述實(shí)例中，該板片400的疊層形成單個(gè)整體剛性結(jié)構(gòu)(即，圖3中所示的HC捕集器結(jié)構(gòu)210)。然而，在其它實(shí)例中，該板片疊層可形成多重結(jié)構(gòu)和/或該結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)是柔性的。然而，可在HC捕集器中使用剛性結(jié)構(gòu)以簡化安裝和/或更換。浸潰到聚合物板片中的吸附/解吸材料可包括炭、活性炭、沸石、疏水性纖維素、硅油和環(huán)糊精。板片間的間隙可不包括松散的吸附顆粒，該吸附顆粒諸如炭球、沸石、疏水性纖維素、硅油、環(huán)糊精或其它吸附材料。然而，在其它實(shí)例中，松散的吸附/解吸材料可位于板片之間。此夕卜，在一些實(shí)例中，HC捕集器結(jié)構(gòu)可在板片間不包括粘著劑。
[0073]具體地，在所述實(shí)例中，包括在該板片400的疊層中的多個(gè)板片之間并未安置中間材料。通過這種方式，相較于在捕集器的層間安置松散的吸附材料的捕集器，可降低HC捕集器的復(fù)雜性。因此，降低了 HC捕集器的成本。此外，如若需要，可減小HC捕集器的輪廓。如圖所示，空隙404位于所述多個(gè)板片400中的相鄰板片之間。空隙可由諸如空氣的氣體填充。通過這種方式，可不在空隙404內(nèi)安置中間材料。應(yīng)當(dāng)理解，圖4所示橫截面為圖3所示凸出部分219的橫截面。此外，應(yīng)當(dāng)理解，其它凸出部分可具有類似的橫截面。此夕卜，圖3所示凹陷部分306在板片之間可具有較小空隙，或者該板片疊層中的相鄰板片可面對面接觸。此外，應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)例中，板片400中的每一個(gè)均可延伸至圖3所示邊緣304。然而,在其它實(shí)例中，板片400中的一個(gè)或多個(gè)可并不延伸至圖3所示邊緣304。
[0074]圖5示出了制造HC捕集器的方法500。方法500可用以構(gòu)造上文參照圖1至圖4描述的HC捕集器，或者可用以構(gòu)造另一合適的HC捕集器。
[0075]在步驟502中，該方法包括使用HC蒸汽吸附/解吸材料浸潰聚合物板片疊層。接下來，在步驟504中，該方法包括從第一外表面延伸至第二外表面地，對連續(xù)堆疊的浸潰有HC蒸汽吸附/解吸材料的聚合物板片進(jìn)行層疊，該連續(xù)堆疊的聚合物板片疊層在板片之間并未安置吸附材料。在步驟505中，該方法包括使HC捕集器熱成型。HC捕集器包括連續(xù)堆疊的聚合物板片疊層。使HC捕集器熱成型可包括:在步驟506中通過配合模具將該連續(xù)堆疊的聚合物板片疊層壓制成形為所需的三維形狀。使HC捕集器熱成型還可包括:在步驟508中通過向配合模具中引入熱量而在選定區(qū)域中將該連續(xù)堆疊的聚合物板片疊層中的多個(gè)聚合物板片熔合在一起。通過這種方式，可向選定區(qū)域中的HC捕集器提供剛性并將多個(gè)層接合(例如，永久性接合)在一起。在步驟510中，該方法包括模切以封裝、針對吸附能力設(shè)定HC捕集器尺寸以及提供連接/對齊結(jié)構(gòu)。模切HC捕集器可包括模切HC捕集器的周圍邊緣和/或模切連接結(jié)構(gòu)(例如，連接孔)以封裝連接、設(shè)定捕集器容量大小等。步驟510可在HC捕集器處于熱成型機(jī)器中時(shí)執(zhí)行。因此，模切可在熱成型期間灼燒邊緣以減少邊緣磨損。因此，在一些實(shí)例中，步驟510可包括在步驟504中。如前所述，板片可彼此靠近安置而沒有中間材料且聚合物板片可為無紡聚酯，并且HC蒸汽吸附/解吸材料可為活性炭。通過這種方式，可采用不涉及在捕集器中的區(qū)域填充松散的吸附/解吸材料的簡化制造工藝來構(gòu)建HC捕集器。
[0076]所述各種步驟、行為、操作等可以所示順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或者在一些情況下省略。類似地，步驟順序?qū)τ趯?shí)現(xiàn)本文所述示例性實(shí)施例的功能和優(yōu)勢不是必須的，而是為了便于說明和描述而提供。所述步驟中的一個(gè)或多個(gè)可以根據(jù)使用的特定方法而重復(fù)執(zhí)行。
[0077]應(yīng)當(dāng)理解，本文公開的結(jié)構(gòu)和方法在本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實(shí)施例不應(yīng)在限制性的意義上來理解，因?yàn)楸姸嘧冃褪强赡艿?。例如，上面的技術(shù)可應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸以及其他發(fā)動機(jī)類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)以及其他特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f和非顯而易見的組合和子組合。
[0078]所附權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為新穎和非顯而易見的特定組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“元件”或“第一元件”或等同稱謂。這樣的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)個(gè)這種元件?？梢酝ㄟ^對當(dāng)前的權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求來要求保護(hù)所公開的特征、功能、元件和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合。無論與原始權(quán)利要求相比在范圍上更寬、更窄、相同還是不同，這些權(quán)利要求也被認(rèn)作包括在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種安置在發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管道中的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，包? 連續(xù)堆疊的聚合物板片形成的板片疊層，所述聚合物板片的至少一部分浸潰有碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料，所述板片疊層從第一外表面延伸至第二外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，所述板片疊層在所述聚合物板片之間未安置吸附/解吸材料，并且所述聚合物板片被成形為整體剛性結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，所述碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料包括炭、活性炭、沸石、疏水性纖維素、硅油、環(huán)糊精和任意其它碳?xì)浠衔镂?解吸材料中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，所述碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料是松散的吸附顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳?xì)浠衔锊都鳎涮卣髟谟?，所述碳?xì)浠衔锊都髟谒鼍酆衔锇迤g不包括粘著劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，所述聚合物板片為無紡聚酯板片，且所述碳?xì)浠衔镎羝?解吸材料為活性炭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，包括在所述板片疊層中的第一聚合物板片形成所述第一外表面，并且包括在所述板片疊層中第二聚合物板片形成所述第二外表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，所述板片疊層中的每個(gè)板片均與相鄰的板片面對面接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，所述第一外表面和所述第二外表面以及所述板片疊層的邊緣形成碳?xì)浠衔锊都鹘Y(jié)構(gòu)的邊界。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳?xì)浠衔锊都?，其特征在于，所述板片疊層包括第一凸出部分，所述第一凸出部分相較于第二凸出部分在尺寸和幾何結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)方面不同。
【文檔編號】F02M35/00GK203584630SQ201320639387
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】安德魯·喬治·貝利斯, 羅杰·卡米, 大衛(wèi)·S.·摩爾, 埃里克·亨利·赫爾曼 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司