碳氢化合物捕集器及用于发动机的进气系统技术方案

本实用新型专利技术涉及碳氢化合物捕集器及用于发动机的进气系统。在一个示例中，提供一种进气系统碳氢化合物捕集器，其包括：具有纵向轴线的多层卷绕结构，所述多层卷绕结构围绕所述纵向轴线卷绕，所述多层卷绕结构包括：包括非波浪形的吸附材料片材的第一层；及结构上支撑所述第一层的第二层，所述第二层包括波浪形的、塑料的波形片材，所述第一层和第二层形成纵向通道以允许空气流过所述碳氢化合物捕集器；所述碳氢化合物捕集器还包括固持所述多层卷绕结构的捕集器壳体。本实用新型专利技术的碳氢化合物捕集器具有提高的可调节性、简化的构造、改进的耐久性和可用在各种系统中的自适应性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及捕集在发动机停机环境适应(engine off soaks)期间从车辆发动机 进气系统排放的碳氢化合物的装置，具体涉及碳氢化合物捕集器及用于发动机的进气系 统。
技术介绍
在内燃发动机停机时，未燃烧的碳氢化合物燃料蒸气会留在进气歧管系统、发动 机汽缸和/或发动机曲轴箱中。这些碳氢化合物燃料蒸气会通过开启的进气门迁移出发动 机汽缸进入进气歧管，且有蒸气通过PCV(曲轴箱强制通风)系统从曲轴箱迁移到进气歧管 中。进气歧管中的蒸气还可以通过节气门迁移进入新鲜空气进气系统然后流出到周围的大 气中。此外蒸气还可以通过曲轴箱新鲜空气软管从曲轴箱迁移进入新鲜空气进气系统然后 流出到周围的大气中。已表明在发动机停机环境适应期间可由环境温度的升高和降低或其 他类似工况造成的发动机温度的升高和降低会增强碳氢化合物燃料蒸气的迁移。现有技术中已知可在AIS内增加包括一个或多个碳氢化合物吸附表面的进气系 统(AIS)碳氢化合物(HC)捕集器以在发动机停机环境适应期间吸附汽化的碳氢化合物以 防止或减少这样的碳氢化合物到环境的释放。可以在发动机重起动时吹扫这些AIS碳氢化 合物捕集器中临时吸附的碳氢化合物蒸气并可以在正常的发动机燃烧期间消耗这些蒸气。在美国专利申请2003/0192512公开的一种方案中，碳氢化合物捕集器如该文所 示为可涂覆有适当的吸附器并包括单元或环的金属结构。在美国专利6，905，536公开的另 一个方案中，第二 AIS碳氢化合物捕集器可以包括具有折角折叠或弧形折叠的褶皱的环， 用介于环之间的中间、内部和外部支撑构件在圆筒内形成同心或离心的圆筒。环的材料可 以沿配合边粘附到其自身以形成环，且可以进一步粘附到支撑构件。在两种方案中，一个或 多个吸附表面可以平行于空气流轴线的方向以界定出位于壳体中和/或连接到用于安装 的法兰的一个或多个吸附通道。专利技术人在此认识到这样的方案的多种问题。在一些示例中，在AIS碳氢化合物捕 集器中界定的吸附通道，如上文所述的吸附通道对于不同的应用需要具有不同的尺寸。例 如，在一些发动机中，发动机容积与其他发动机相比较大，在每个发动机循环中需要较大质 量的空气并需要较大的吸附通道开口。现有技术中的AIS碳氢化合物捕集器难以按比例调 节或可调节(scaled)并且不具备可调节的吸附通道开口，捕集器会阻碍发动机吸入空气 的能力并造成发动机效率劣化。此外，由于车辆的构造和组织，对AIS碳氢化合物捕集器存 在空间限制及尺寸和材料约束。增加单元的密度或改变褶皱或环的尺寸不能满足特定的发 动机配置或工况的需要，因为目前的AIS碳氢化合物捕集器不能容易地根据不同系统的需 求和尺寸改变。如上所述，目前的AIS碳氢化合物捕集器不能容易地在不同的应用中调节或转换 及在不同的工况下使用。例如，增加AIS碳氢化合物捕集器中的圆筒内的同心或离心圆筒 的数量会增加由褶皱和中间构件支撑的重量，造成结构不稳定性。此外，结构不稳定性会以不期望的方式改变吸附通道开口面积、吸附表面和吸附表面积。此外，目前的AIS碳氢化合物捕集器用紧固件、螺钉、模制成型，和/或粘合剂将捕 集器的壳体和吸附材料连接到一起。然而，这样的紧固件和/或粘合剂会随着时间推移而 失效并造成捕集器劣化并需要更换。在一个示例中，由于车辆操作造成的磨损和破损会导 致紧固件和/或粘合剂的劣化和变形并会造成捕集器的功能性损失。在功能性损失时，AIS 碳氢化合物捕集器不能满足整个寿命期的耐久性需求并且需要更换。此外，由于AIS碳氢 化合物捕集器的部分会被吸入到发动机中，功能性损失还会导致与安全相关的问题。
技术实现思路
本技术的目的包括提供具有提高的可调节性、构造简单并具有改进的耐久性 和自适应性的碳氢化合物捕集器及用于发动机的进气系统以克服现有技术中的上述缺点。根据本技术的一个方面，提供一种进气系统碳氢化合物捕集器，其包括具有 纵向轴线的多层卷绕结构，所述多层卷绕结构围绕所述纵向轴线卷绕，所述多层卷绕结构 包括包括非波浪形的吸附材料片材的第一层；及结构上支撑所述第一层的第二层，所述 第二层包括波浪形的、塑料的波形片材，所述第一层和第二层形成纵向通道以允许空气流 过所述碳氢化合物捕集器；所述碳氢化合物捕集器还包括固持所述多层卷绕结构的捕集器 壳体。根据本技术的另一方面，提供一种用于发动机的进气系统，其包括空气过滤 箱；在发动机运行期间的发动机空气流的方向上连接在所述空气过滤箱下游的洁净空气导 管；及在所述空气过滤箱和所述洁净空气导管中的节气门体之间位于所述洁净空气导管中 的碳氢化合物捕集器。所述碳氢化合物捕集器还包括呈连续的螺旋形并包括交替的波形 支撑件层和吸附材料层的吸附器卷，所述吸附器卷具有螺纹的形状；呈圆柱形并固持所述 吸附器卷的捕集器壳体；及连接到所述捕集器壳体的壳体盖，所述壳体盖阻止所述吸附器 卷沿空气流轴线的移动，且所述捕集器壳体和壳体盖围起吸附器卷。根据本技术的又一方面，提供一种卷绕式碳氢化合物捕集器，其设置在进气 系统中，所述碳氢化合物捕集器包括具有纵向轴线的多层卷绕结构，所述多层卷绕结构围 绕所述纵向轴线卷绕，所述多层卷绕结构包括包括非波浪形的吸附材料片材的第一层，所 述第一层为吸附材料层，所述吸附材料层在展开状态时是单个平坦的片材，吸附材料包括 具有碳氢化合物吸附涂层的纸张、具有碳涂层的泡沫塑料，及沸石中的至少一个；及结构上 支撑所述第一层的第二层，所述第二层包括波浪形的、塑料的波形片材，所述波形片材包括 具有正弦曲线形的多个波浪形结构，所述第一层和第二层形成纵向通道以允许空气流过碳 氢化合物捕集器。所述碳氢化合物捕集器还包括固持所述多层卷绕结构的捕集器壳体；及 连接到所述捕集器壳体的壳体盖，所述捕集器壳体和壳体盖围起所述多层卷绕结构以形成 捕集器装置，所述壳体盖阻止卷绕结构沿与所述纵向轴线平行的轴线的移动。因此，公开了用于改进的AIS碳氢化合物捕集器的装置和方案。在一个示例中，所 公开的AIS碳氢化合物捕集器包括围起吸附器卷的捕集器壳体，其中吸附器卷包括一起卷 起的碳氢化合物吸附材料及波形支撑件。在一些示例中，可以通过将波形支撑件和吸附材 料卷绕为卷绕的吸附器卷并将该吸附器卷安装在捕集器壳体中来形成改进的AIS碳氢化 合物捕集器。因此，在一些示例中，AIS碳氢化合物捕集器可以为螺旋形。本技术提供的改进的AIS碳氢化合物捕集器具有提高的可调节性、简化的构造、改进的耐久性和可用 在各种系统中的高水平的自适应性。所公开的AIS碳氢化合物捕集器可以是可容易地自适应和可调节的轻量级的构 造。该AIS碳氢化合物捕集器的可调节性允许优化横截面积，从而不妨碍正常的发动机进 气操作同时保持碳氢化合物捕集器的有效性。通过该AIS碳氢化合物捕集器的构造可以容 易地控制吸附通道开口尺寸和吸附表面积以使该AIS碳氢化合物捕集器可以适用于特定 的发动机空气流量和汽化碳氢化合物吸附需求。例如，吸附材料的长度和宽度可以控制为 在每个发动机循环中允许期望的空气质量通过吸附通道转移到发动机，且允许该AIS碳氢 化合物捕集器在要求不同吸附表面积的应用中使用。应理解，提供上述
技术介绍
和
技术实现思路
以便以简化的形式介绍选择的概念， 这些概念本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进气系统碳氢化合物捕集器，其特征在于，包括：具有纵向轴线的多层卷绕结构，所述多层卷绕结构围绕所述纵向轴线卷绕，所述多层卷绕结构包括：包括非波浪形的吸附材料片材的第一层；及结构上支撑所述第一层的第二层，所述第二层包括波浪形的、塑料的波形片材，所述第一层和第二层形成纵向通道以允许空气流过所述碳氢化合物捕集器；固持所述多层卷绕结构的捕集器壳体。

【技术特征摘要】
US 2008-9-18 61/098,213;US 2009-7-8 12/499,497一种进气系统碳氢化合物捕集器，其特征在于，包括具有纵向轴线的多层卷绕结构，所述多层卷绕结构围绕所述纵向轴线卷绕，所述多层卷绕结构包括包括非波浪形的吸附材料片材的第一层；及结构上支撑所述第一层的第二层，所述第二层包括波浪形的、塑料的波形片材，所述第一层和第二层形成纵向通道以允许空气流过所述碳氢化合物捕集器；固持所述多层卷绕结构的捕集器壳体。2.如权利要求1所述的进气系统碳氢化合物捕集器，其特征在于，所述多层卷绕结构 是呈连续螺旋形且包括交替的所述第一层和所述第二层的吸附器卷，所述吸附器卷具有螺 纹的形状；所述碳氢化合物捕集器还包括连接到捕集器壳体的壳体盖，所述捕集器壳体和 壳体盖围起所述吸附器卷以形成捕集器装置，所述吸附器卷位于并固持在捕集器壳体中且 所述壳体盖阻止所述吸附器卷沿空气流轴线的移动；所述碳氢化合物捕集器还包括锁定装 置，所述锁定装置包括掣子、滑动配合、齿、法兰和槽中的至少一个，所述锁定装置集成到壳 体盖和捕集器壳体的至少一个的一端，所述锁定装置还在进气系统内将所述碳氢化物捕集 器固定在位置上。3.如权利要求2所述的进气系统碳氢化合物捕集器，其特征在于，还包括从壳体盖和 捕集器壳体中的至少一个的周边朝向捕集器壳体的内部延伸的多个肋条，所述多个肋条支 撑环，所述肋条和环允许空气流通过所述碳氢化合物捕集器同时将所述吸附器卷固持在所 述捕集器壳体内。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁乔治贝利斯，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：实用新型
国别省市：US[美国]