专利名称：用于化油器排气的系统和方法
技术领域：
本发明涉及内燃引擎，并且更具体地，涉及内燃引 擎中使用的控制、降低或处理蒸发排放的系统和方法。
背景技术：
小型内燃引擎有很广泛的应用，例如包括割草机、剪草机、吹雪机和动力机械。这样的内燃引擎通常会使用化油器来向内燃引擎的燃烧室提供合适的空气/燃料混合物(也称为“装料”)。经常地，在这类内燃引擎中的化油器经由供应管路连接至存储有燃料(例如汽油、柴油以及特定引擎使用的其它类型的液体燃料)的燃料箱。通常，燃料进入化油器至少部分地源于燃料箱和化油器的文氏管区域之间的压差。在化油器的文氏管区域内，燃料与空气混合。当处于燃料箱内时，一定量的液体燃料通常汽化为碳氢化合物，尤其是在箱体内的温度升高时，或在箱体经历高强度的冲撞时，和/或在箱体内未被燃料占用(并且填充有空气)的体积变得相对于整个箱体较大时。甚至在燃料箱内正常的燃料存储过程中，燃料的汽化过程也持续着。来自于内燃引擎的燃料箱的燃料蒸汽是此类引擎的整个蒸发排放物的主要贡献者。来自燃料箱的此类排放能够具体发生在形成通道时，所述通道联接燃料箱的内部与外部大气，例如，用于排放目的的通道以及加油时在燃料箱内部和外部大气之间存在的通道。因为燃料蒸汽排放至臭氧和城市烟雾，对环境产生了消极影响，因此越来越希望这些来自燃料箱的蒸发排放物能够完全消除或至少能够降低。特别是，近期在多个管辖范围内已经制定了相关法规(或处于制定过程中)，例如美国加州(California)对小型非道路用车辆引擎(SORE)的蒸发排放物施加的限制，所述小型非道路用车辆引擎例如用在多种小型非道路用车辆和其它用于执行多种关于环境的功能的小型车辆中，例如割草机和吹雪机中。另外，EPA要求运转损失在小型汽油引擎上受到控制。在至少一些常规的蒸发排放控制系统中，活性炭罐用于过滤或吸收燃料蒸汽。但是通常，活性炭罐对于引擎以及引擎应用/客户单元(customer units)来说是成本较高的附件。因此，至少基于一些理由，如果能够提出一种改进的系统(或装置或设备)和/或方法来消除、防止或至少降低来自燃料箱(例如内燃引擎如SORE引擎的燃料箱)的蒸发排放，将是有利的。
发明内容
发明人意识到，能够不使用活性炭罐，而满足适于小型汽油引擎的运转损失控制的EPA标准(对比于一些其它标准，例如加州空气资源委员会(CARB)的那些标准)。更具体地，尽管一些其它标准需要引擎满足“昼间试验”(考虑在多种环境下，例如引擎运转和非运转情况下，经过持续一段时间的引擎排放)，EPA标准并不是那样严格并且尤其不强制引擎的蒸发排放在引擎非运转时被控制。鉴于此，发明人进一步意识到，至少对于EPA标准以及其它类似严格的标准，在提供蒸发排放控制系统方面是能够避免使用任何活性炭罐的。尤其，发明人另外意识到，在至少一些蒸发排放系统，替代采用活性炭罐，能够使用一个或多个其它部件来满足蒸发排放目标，例如适当的过滤器部件，将在下文中详述。其它部件的使用由此能够相对于使用活性炭罐的情况减少引擎制造成本。而且，通过适当地实施此类部件，还能够实现蒸发排放目标，而不会消极地影响来自燃料箱的燃料流。在至少一个实施例中，本发明涉及一种用于从内燃引擎的燃料箱排放燃料蒸汽的 系统。所述系统包括联结设备，该设备具有第一、第二和第三端口，它们在联结设备内部的接合点处都彼此内部地相连接，还具有与第三端口连通的过滤器，其中第一端口构造用以至少间接地联结至燃料箱，第二端口构造用以至少间接地联结至化油器，以及第三端口经由过滤器与外部环境连通。所述系统还包括形成在从接合点朝向化油器的途中的接合点的下游位置处的障碍部，该位置或者在联结设备内部，或者在联结设备的下游位置处。联结设备构造为允许至少一些燃料蒸汽从燃料箱行进至化油器，以及至少一些来自外部环境的空气能够经由过滤器行进至第三端口，并随后朝向燃料箱行进。在至少一个另外的实施例中，本发明涉及一种具有用于排放燃料蒸汽的系统的内燃引擎装置。内燃引擎装置包括燃料箱、和用于接收进入空气(供内燃引擎装置的引擎使用)的构件。内燃引擎装置还包括连接器组件，连接器组件包括过滤器和联结设备，所述联结设备具有第一、第二和第三端口，它们在联结设备的内部在接合点处都彼此内部地相连接，其中第一端口与燃料箱连通，第二端口与所述构件连通，第三端口经由过滤器间接地与外部大气连通。至少一个障碍部形成在(a)第一渠道和(b)第二渠道中的一个或两个之内，所述第一渠道在联结设备内联接接合点与第二端口，所述第二渠道至少部分地联接第二端口与所述构件，其中至少一个障碍部部分地而不是完全地阻塞经过第一和第二渠道中的一个或两个的流动路径。另外，在至少一个实施例中，本发明涉及一种操作内燃引擎装置的方法。所述方法包括提供联结设备，所述联结设备具有彼此连通的第一、第二和第三端口，其中第一端口至少间接地联结至引擎装置的燃料箱，其中第二端口至少间接地联结至引擎装置的节流构件(throttle structure),并且第三端口经由过滤器与外部大气连通。所述方法还包括在引擎装置的引擎非运转的第一时期，或者(a)允许燃料蒸汽的第一部分从燃料箱经由联结设备和过滤器行进至外部环境，或(b)由于过滤器，至少部分地限制燃料蒸汽的第一部分从燃料箱行进至外部环境。所述方法还包括，在引擎运转的第二时期，或者(C)允许燃料蒸汽的第二部分从燃料箱经由联结设备行进至节流构件，或者(d)允许至少一些来自外部环境的空气经由过滤器并朝向燃料箱行进至联结设备中，由此减少燃料箱内的真空。在另外的实施例中，本发明还涉及一种引擎或引擎装置，包括所述排气系统，以及操作或装配所述引擎、引擎装置、排气系统或相关部件的其它方法，例如由T形连接器、过滤器部件和盖部装配T形连接器组件的方法。本发明的实施例能够结合多种内燃引擎实施，包括例如多种具有化油器的引擎，以及其它类型的引擎，例如采用电控燃料喷注(EFI)的引擎。可预期的很多其它方面和实施例也包括在本发明的范围内。
参照附图描述本发明的实施例。应该理解，附图所示实施例仅用于说明，并且本发明并不限于附图所示的各部件的具体构造或设置的应用。图I为示出根据本发明的至少一个实施例的示例引擎装置的示意图，所述引擎装置包括具有T形连接器组件的示例蒸发排放控制系统或化油器排气系统的部件；图2为图I中的化油器排气系统的T形连接器组件的局部横截面剖视图；图3至图6分别为示出图I中的T形连接器组件的拆装、部分装配以及完全装配后的侧视立体图；图7为根据本发明的不同于图I的另一实施例的具有替代形式的化油器排气系统的引擎的替代实施例的立体的、部分去掉的视图，所述替代形式的化油器排气系统包括替代T形连接器组件和不同的孔洞部件；图8为图I中的T形连接器组件的横截面视图，并且进一步示出经由T形连接器组件流入化油器排气系统的空气；以及图9A至图9B为示出图I中的化油器排气系统如何关于化油器实施的更多细节的两个示意图。
具体实施例方式参照图1，提供一示意图示出，根据本发明的至少一个实施例的引擎装置2的部件，引擎装置2包括蒸汽排放控制系统(下文中称作化油器排气系统4)。如图所示，除了化油器排气系统4以外，引擎装置2还包括化油器6，化油器6联结或整合于引擎8，可以理解为除了其它部分之外还包括曲轴箱和一个或多个汽缸。引擎装置2还包括燃料箱10，所述燃料箱能够经由燃料管路12供应燃料至化油器6 (或更具体地至化油器燃料杯)。化油器6接收来自引擎装置2的空气清洁器(或空气过滤器)14的进入空气，并用于在化油器的文氏管区域利用进入空气混合燃料(经由燃料管路提供)，以产生供应至引擎8的一个或多个弓I擎汽缸的装料(charge )。对于化油器排气系统4，其包括多个连接化油器6与燃料箱10的部件。更具体地示出，化油器排气系统4包括清洗管路16、附加管路18、以及T形连接器组件或T形配件20。如图所示，T形连接器组件20联结在清洗管路16与附加管路18之间。清洗管路16将T形连接器组件20的第一端24联接至燃料箱10，而附加管路18将T形连接器组件20的第二端25联接至化油器6。更具体地，清洗管路16将T形连接器组件20联接至燃料箱10的排气口 26，排气口 26处于燃料箱10的上部区域28 (其中存在燃料蒸汽)。这和燃料管路12形成对比，燃料管路12连接至燃料箱10的下部区域30 (燃料32在此处聚集)。关于附加管路18，该管路联接T形连接器组件20至化油器6，并且更具体地，联接至化油器处的位于化油器的文氏管区域附近的清洗端口 90，在文氏管区域经由燃料管路12接收的燃料被混合以空气。特别参照图9A至图9B所示，在该实施例中，清洗端口 90位于化油器6内的节流阀92的位置附近。如图9A所示，在该实施例中，清洗端口 90定位为使得在引擎空转期间，清洗端口 90位于节流阀92的稍微上游处，即在节流阀的更靠近空气清洁器14而不是引擎8的汽缸的一侧。因此，清洗端口 90处受到的压力更接近于大气压而不是与引擎汽缸有关的减小的(真空)压力。相比之下，如图9B所示，当节流阀92完全打开，使得引擎全节流运转时，清洗端口 90更接近于承受与引擎汽缸有关的减小的(真空)压力。在至少一些实施例中，化油器排气系统4尤其倾向于允许引擎装置2满足一个或多个蒸汽排放标准，例如由环境保护机构(EPA, Environmental ProtectionAgency)制定，并且能够在以下地址 http://www.epa.gov/otaq/regs/nonroad/marinesi-equipld/420d07004. pdf(EPA 文件 EPA420-D-07-004，2007 年 4 月)中找到的“海用SI及小型SI引擎、船和设备的排放控制(Control of Emissions from Marine SI andSmall SI Engines, Vessels and Equipment)”中记载的那些标准，由此将其合并于此,其它信息也可在以下文件http://www. epa. gov/otaq/equip-ld. htm找到，该内容也以引用的方式合并于此。由于这些EPA排放标准(和/或一些其它排放标准)的特殊要求，化油器排气系统的实施例，例如化油器排气系统4，能够允许引擎(或引擎装置)满足这些标准，即使 没有使用任何活性炭罐，尽管如此，活性碳罐可以是需要的或是必需的，以允许引擎(或引擎装置)满足其它更严格的排放标准，例如上文提到的CARB标准。另外，如图I所示，在本实施例中，燃料32从燃料箱10被提供的位置物理上处于燃料提供至化油器6的位置(例如化油器燃料杯)上方，使得燃料从燃料箱出发，独自地或占主要部分地因施加在燃料上的重力而向化油器行进。即，化油器6由燃料“重力补给”。也就是说，如下文将讨论的，化油器排气系统4的特定设计尤其适合于允许燃料蒸汽从燃料箱10 (以及上部区域28)的所需排放，而不损害(或不至于很大程度的损害)燃料32适当地经由燃料管路12供给至化油器6的能力，即使是在燃料箱10中的燃料液面高度为低时。化油器排气系统4可结合多种不同内燃引擎中的任意使用(或结合实施)，并且引擎8能够采用多种形式中的任意。在至少一些实施例中，引擎8(或引擎装置2)能够是SORE引擎，例如类型(Class) I或类型2的小型道路外用车辆引擎(off-road engine)，例如在多种机器和交通工具中使用的引擎，包括例如割草机、空气压缩机以及类似。事实上，在至少一些此类实施例中，本发明倾向于适用在40C. F. R. § 90. 3中限定的“非道路用车辆引擎(non-road engines)”中，在有关部分中陈述为以下内容“非道路用车辆引擎是指……任意内燃引擎(i)在机动式或自推进与执行其它功能的两用设备(例如园艺拖拉机、越野汽车起重机、以及推土机)中或设备上；或(^)在倾向于执行其功能时被推进的设备(例如剪草机以及打草机)中或设备上；或(iii)其本身或在设备中或设备上，是便携的或可运输的，是指设计为并且能够实现从一个位置至另一个位置的携带或移动。可运输性的标志包括但不限于，轮子、滑板、运送手柄、推车、拖车或平台”。现在参照图2，清楚详细地示出T形连接器组件20的局部截面视图，更详细地示出T形连接器组件的具体部件(图2的视图为对应于图I中的示意图的侧视透视图，其中视图的截面部分基本沿着穿过T形连接器组件延伸的中间平面)。如图所示，T形连接器组件20包括T形连接器(或联结设备)21、过滤部件22、以及盖子23。还如图所示，T形连接器21包括第一管部34，其联接第一端24与第二端25。形成在第一管部34中的主渠道36因此在第一端24和第二端25之间延伸。还进一步示出，在本实施例中，第一端24的直径稍微大于第二端25的直径(但在其它实施例中不需要这样，即两个直径能够相同或者第一端直径能够小于第二端直径)。邻近第一端24的第一管部34包括圆周锁定(例如带刺的)凸起部38，通过该凸起部，第一端能够锁定在清洗管路16中。尽管在本实施例中，邻近第二端25处不包括这类凸起部，第二端25构造为与附加管路18互相连接，在替代实施例中，凸起部也能够在该端设置。同样地，在其它一些实施例中，多个(例如两个、三个或更多个此类凸起部)能够邻近第一和第二端24、25中的一个或两个连续设置，和/或以其它形式设置以允许清洗管路16和/或附加管路18固定至T形连接器21。除了具有主渠道36的第一管部34，T形连接器21还包括第二管部40，第二管部以垂直的方式(或基本垂直)远离第一管部的中间区域41 (在第一端24和第二端25之间)向外延伸，使得第一和第二管部有效地形成“T形”。在第二管部40内形成的第二渠道42在第二管部40的端部从T形连接器21的第三端44延伸，上至与主渠道36的接合点，使得主渠道和副渠道在T形连接器21内彼此内部地连通。将从图2注意到，T形连接器21的局部截面视图以这种方式示出T形连接器，使得邻近第一、第二和第三端24、25和44，主渠 道和副渠道36、42被显示出来，即使那些渠道并不向那些端部内部显示。由于主和副渠道36、42，第一、第二和第三端口 46、48和50分别设置在T形连接器21的第一、第二和第三端24、25和44处，并且全部三个端口彼此连通。已经提到，在本实施例中，第一管部34在第一端24处的直径大于在第二端25处的直径(已经提到，在其它实施例中，不一定是这样设置)。同样地，其内部形成的主渠道36在邻近第一端24处的直径大于邻近第二端25处的直径。而且，在本实施例中，在第二端25处，主渠道36的直径尤其减小，由此在第二端处形成孔洞52，尤其是它形成第二端口 48。孔洞52用于限制蒸汽从T形连接器21流入附加管路18的速度，用以由化油器6接收(例如不超过最大水平)。主渠道36的形成孔洞52的直径减小的部分还可被视作障碍部。尽管孔洞52的横截面形状是圆形，并且与主渠道36的其余部分同轴，在替代实施例中，孔洞的形状不必是圆形的或与主渠道同轴，而是可以采取多种其它形状或形式。但是，在每个此类实施例中，孔洞的横截面面积仍将小于该孔洞上游的主渠道的横截面面积(即在孔洞和T形连接器的中间区域41之间的主渠道的横截面面积)。已经提到，T形连接器组件20还包括过滤器部件22和盖子23，当T形连接器组件完全装配好时，它们均支撑在T形连接器21之上。在本实施例中，过滤器部件22为环形结构，而盖子23为蘑菇形结构。当T形连接器组件20完全装配好时，如图2所示，过滤器部件22更具体地环绕盖子23的管状杆部54设置，使得过滤器部件的上部56延伸入并且由盖子23的盖部58包围。管状杆部54转而放置在T形连接器21的第二管部40上并且覆盖第二管部40，使得第二管部在管状杆部之中同轴延伸达几乎管状杆部的整个长度，上至管状杆部接触盖子23的盖部58的位置。尽管并不是在所有实施例中是必需的，在本实施例中，第二管部40邻近第三端44还包括圆周锁定(例如带刺的)凸起部60，其允许盖子23的管状杆部54锁定在第二管部上。在其它实施例中，多个此类凸起部或其它形成部也能够设置在第三端附近，或替代地设置在第三端附近。进一步示出，当T形连接器组件20完全装配好时，管状杆部54的端部62延伸上至环形脊部64，环形脊部64径向向外延伸，稍微超过第二管部40的其余部分(邻近第二管部与第一管部34的接合点)的外直径(环形脊部本身也是第二管部的一部分)。在这种方式下，盖子23抵靠在T形连接器21之上，并由T形连接器21支撑。同样地，过滤器部件22的下部68的下边缘(尤其是下部内环形边缘)66还支撑在环形脊部64之上。因此，由于过滤器部件22和盖子23之间的 接触，以及由于过滤器部件和环形脊部64之间的直接接触，过滤器部件还支撑在T形连接器21之上。特别是对于盖子23，应该注意到，在本实施例中，提供有两个孔洞70，它们径向延伸穿过管状杆部54，邻近管状杆部接合盖部58的位置。并且，进一步提供两个另外的孔洞72，它们径向延伸穿过盖部58的环形凸缘74，在此处，两个另外的孔洞72分别与相应的孔洞70对准，并且便于相应的孔洞70的钻孔(boring)。如以下将参照图8讨论的，孔洞70用于使空气/蒸汽流动在管状杆部54的内部(与第三端口 50连通)和管状杆部的外部(与过滤器部件22接触)之间，反之亦然。由于孔洞70，因此，第三端口 50通过过滤器部件22与外部环境连通。最后，关于T形连接器组件20的本实施例，还应该注意到，紧固(或支撑)构件76还整体成形在T形连接器21之上，从而以相反于第二管部40的方向、远离中间区域41、基本垂直地远离第一管部34径向地延伸。在本实施例中，紧固构件可被称作“花蕾状(rosebud)部件”并且包括锚形部78 (具有平坦箭形)和弓形部件80。尽管未示出为图I中的情况，能够理解，紧固构件76使得T形连接器组件20固定至引擎8或引擎装置2的一个或多个部分(甚至在一些实施例中被固定至一个或多个清洗管路16或附加管路18)。例如，锚形部78能够滑过引擎8的一部分金属板内形成的互补孔洞，使得最后，金属板固持在锚形部和弓形部件80的顶端部之间，它们分别接合金属板部的相对两侧。再来参照图3至图6，另外的侧视立体视图示出处于装配和拆卸的不同状态下的T形连接器组件20。图3具体示出彼此拆离的T形连接器21、过滤器部件22和盖子23。作为比较，图4和图5示出不同装配程度下的T形连接器组件20，图4示出从T形连接器21上拆卸且将被彼此装配在一起的盖子23和过滤器部件22，并且图5示出将被装配并且部分地位于T形连接器21之上的盖子23和过滤器部件22。最后，图6示出T形连接器21、过滤器部件22和盖子23，它们将被完全装配好，从而形成整个T形连接器组件20。再来看图7，引擎装置102的替代实施例的立体、部分去掉视图，提供了具有替代形式的化油器排气系统104的引擎装置102。正如图I中的引擎装置2，引擎装置102包括化油器106、引擎108、以及燃料箱110。尽管未示出，应该理解，燃料箱110通过燃料管路联结至化油器106，并且将空气清洁器应用在化油器106的上游，从而提供经过过滤的空气至化油器。进一步如图7所示，提供了 T形连接器组件120 (以横截面示出)的替代实施例，其具有通过清洗管路116联结至燃料箱110的排气口 126的第一端124，以及联结至附加管路118的第二端125。T形连接器组件120与T形连接器组件20在所有方面都相同，并且包括上述T形连接器组件的所有特征(例如包括过滤器部件122和盖子123)，除了 T形连接器组件120的第一管部134缺少在第二端125处形成孔洞的直径减小的部分，对应于T形连接器组件20的在第二端25处形成孔洞52的第一管部34的直径减小部分。替代地，在第二端125处存在的端口处，第一管部134的直径并不小于第一管部的从该端口更靠近内部处的直径。尽管图7所示的化油器排气系统104缺少在T形连接器组件120处的对应于T形连接器组件20的孔洞52的孔洞，然而还是在该化油器排气系统中以独立的孔洞连接器180的方式提供了用于限制蒸汽流向化油器106的适当的孔洞。如图所示，独立的孔洞连接器180为管状构件，其具有联结至附加管路118的第一端182 (使得附加管路118具体地联结在孔洞连接器与T形连接器组件120之间)，以及联结至附加管路186 (联接第二端至化油器106)的第二端184。孔洞连接器180的一部分(以及附加管路186)以横截面形式示出在图7中，由此示出孔洞连接器内的内部渠道188，其联接第一端182处的第一端口 190与第二端184处的第二端口 192。与T形连接器组件20的第二端25 (具有第二端口 48，第二端口 48具有孔洞52)相似，孔洞连接器180的第二端口 192具有孔洞194，所述孔洞194是由于内部渠道188的直径相对于其沿孔洞连接器180的其余部分的直径减小而形成。由于孔洞194，流向化油器106的蒸汽被以相同的方式约束，如同T形连接器组件120的第二端125处具有孔洞。基于实施例，孔洞连接器180能够采取多种具体形式。在一些实施例中，能够采用可从威斯康星洲(Wisconsin)的科勒公司(Kohler)获得的型号为25 155 40的孔洞连接器。尽管不是完全可见，图7还是示出了孔洞连接器180包括紧固(或支撑)构件196，通过该紧固构件，孔洞连接器附接至引擎108。在至少一些实施例中，紧固构件196能够采用上述花蕾状部件的形式。尽管该描述是关于图7的，但是可以理解，图I至图2示出的设置(其中孔洞52作为T形连接器组件20的一部分与其构成整体)对于图7中的设置通常也是有利的，因为相比较于具有独立的孔洞连接器(例如孔洞连接器180)的系统，仅需要更少的部件就能实施化油器排气系统。在另一替代实施例中，通过采用从威斯康星洲(Wisconsin)的沃尔沃思(Walworth)的小型精密兀件公司(Miniature Precision Components, Inc.)可得的部件(即部件号码CS3286的T形连接器(替代T形连接器21或121)，以及部件号码A2693总体地用作过滤器部件和盖子(替代过滤器部件22或122，和盖子23或123))能够提供具有与T形连接器组件20、120相似(但不是完全相同)的特征的T形连接器组件。使用所述部件 的T形连接器组件不同于T形连接器组件20、120，特别体现在对应于紧固构件76的紧固构件，以及对应于环形脊部64的环形脊部能够省去。同样地，如T形连接器组件120 (而不是T形连接器组件20)，使用所述部件的这种T形连接器组件可能缺少在其对应于第二端25、125的端部处的障碍部，从而形成孔洞，例如孔洞52 (因此，在该实施例中能够使用独立的孔洞连接器)。下面再来看图8，提供了另外的横截面视图，示出引擎装置的一部分，例如引擎装置2，具体地示出空气流入T形连接器组件20的一示例方式。尤其是由箭头198所指示，首先通过流入过滤器部件22的下部68，空气能够流入T形连接器组件20。通过以这种方式进入后，空气随后能够朝向上部56并穿过过滤器部件22，由此空气被过滤。随后，进入过滤器部件的环形内部并经过管状杆部54的孔洞70，空气从过滤器部件22的上部56排出。穿过孔洞70后，空气进入第二管部40的第三端口 50，并最终进入T形连接器组件20的第一管部34。因此，空气能够向燃料箱或化油器行进。应该理解，图7中的T形连接器组件120能够经历与图8所示完全相同的方式的空气流动。而且，应该理解，来自T形连接器组件20、120中的任一个的蒸汽外流的示例路径，能够以完全相反于图8的箭头198所示方向的方式进行。图8中还表示出，第二管部40的副渠道42的直径能够基于实施例而改变，以调整进入T形连接器组件120和/或从T形连接器组件120输出的流速(或调整来自过滤器或箱体的流量)。用于构成上述多种部件的材料，尤其是上述T形连接器组件20、120和/或孔洞连接器设备，能够采用多种形式。在至少一些实施例中，T形连接器例如T形连接器21、121和/或孔洞连接器例如孔洞连接器180能够由模塑塑料制成，尽管也能够使用其它柔性或刚性材料，或者甚至是金属。T形连接器组件20、120所用的盖子，例如盖子23、123，能够由橡胶或塑料或其它柔性或半柔性(或刚性)材料制成。过滤器部件例如过滤器部件22、122能够由多种过滤介质中的任意制成，例如褶纸、泡沫、带有小孔/洞的材料、或其它材料。通常，管路(例如清洗管路16、116、附加管路18、118，和/或另外的管路186，以及其它被那些管路所附接的部件)之间的所有连接应该是被紧密地密封的，以防止燃料蒸汽从这些密封位置中的任意处逸出。利用化油器排气系统4、104，上述引擎装置2、102能够实现增强的蒸发排放性能，而不需使用任何活性炭罐。这种增强的性能在至少一些实施例中足以满足一个或多个环境标准，例如上述一个或多个EPA标准。更具体地，当相应的引擎装置2、102的相应的引擎8、 108是不可操作时，来自相应的燃料箱10、110的燃料蒸汽能够从相应的燃料箱经过，到达相应的T形连接器组件20、120，上至相应的过滤器部件22、122。在一些情况中，例如，当由于温度变化(例如温度升高)致使相应的燃料箱10、110内的燃料蒸汽的压力增大时，那些蒸汽的一部分或全部能够通过相应的过滤器部件22、122从相应的化油器排气系统4、104穿出。然而，在其它情况下，当相应的引擎8、108非运转(non-operational)时,但是相应的燃料箱10、100内的燃料蒸汽的压力并不过度时，由于相应的过滤器部件22、122的设置，这些燃料蒸汽一部分或大部分(或全部)被阻止从相应的化油器排气系统4、104逸出至外部环境。而且，在引擎运转期间，来自相应的燃料箱10、110的燃料蒸汽能够通过相应的清洗管路16、116，相应的T形连接器组件20、120，相应的附加管路18、118以及在图7所示的实施例中的孔洞连接器180和另外的管路186，行进至相应的引擎装置2、102的相应的化油器6、106。燃料蒸汽以这种方式行进，由于在相应的化油器6、106的相应的文氏管区域处产生的局部真空，使得燃料蒸汽被从相应的燃料箱10、110排出至相应的引擎8、108用于燃烧。另外，在该操作期间，正是由于相应的T形连接器组件20、120的存在，它们各自的第三端口 50、150经由相应的过滤器部件22、122联接至外部环境，这种局部真空不会对相应的燃料箱10、110的燃料的流出产生消极影响。反而，在这些时候，特别是相对于相应的燃料箱10、110内的燃料的液面高度，当局部真空可能过度变大时，外部空气能够经由相应的过滤器部件22、122和相应的T形连接器21、121进入相应的化油器排气系统4、104，并因此行进至或朝向相应的燃料箱，由此改善(或完全消除)过度真空。另外，由于在T形连接器组件20或在孔洞连接器180处形成的相应的孔洞52、194，流向相应的化油器6、106的燃料蒸汽并不是过度大量从而浸没相应的化油器，并且不需要因为引擎运转情况或其它原因对化油器设置或化油器校准做出调整。即使孔洞52、194一直保持打开，并且不采用任何打开或关闭的阀门或类似阀门装置，也是这样。这就是说，在出现特定的操作条件或期望出现特定的操作条件时，或当引擎规格参数改变时(例如当适应不同的燃料箱尺寸时)，孔洞52、194的尺寸能够通过用提供不同尺寸孔洞的替代部件来替换孔洞连接器180和/或连接器组件20的T形连接器21而进行调整。通过以这种方式改变孔洞尺寸，能够实现所需的清洗流速。关于改变孔洞尺寸以实现不同目标的其它信息，以及化油器排气系统的其它特征，在提交日为2008年10月15日，申请号为12/251，588，标题为“用于调节内燃引擎中的清洗流速的系统和方法(Systems and Methods for Regulating Purge Flow Rate in anInternal Combustion Engine)”的待批准的美国专利申请中提供,其全部内容通过引用合并于此。而且，应该注意到，在这些实施例中，为了正确地操作并遵从法规，相应的化油器排气系统4、104应仅允许燃料蒸汽在相应的引擎8、108不运转时从化油器排气系统逸出至外部大气。就是说，在这些实施例中，相应的化油器排气系统4、104设计为运转后使得燃料蒸汽不会从相应的T形连接器21的相应的第三端口逃逸出来并经由相应的过滤器部件22、122到达外部大气，除了当相应的引擎8、108并不运转时，而是在引擎运转期间，燃料蒸汽 或者容纳在化油器排气系统4、104和相应的燃料箱10、110中，或传输至相应的引擎的相应的汽缸。尽管上述关于具有化油器的引擎装置的描述，在其它实施例中，本发明的实施例预期配合电控燃料喷注(EFI)系统使用，其中，清洗后的燃料蒸汽穿过引擎的EFI节气门体(throttle body)。在这些实施例中,尽管未提供化油器,清洗后的燃料蒸汽仍然连通于引擎汽缸的上游和空气清洁器的下游的节气门体处的清洗端口(例如以图9A至9B所示方式)。在这些实施例中，与上述那些作为化油器排气系统4、104的部件相似或相同的部件仍可以提供，即使在这些实施例中，排气系统并不适当地涉及化油器排气系统，而是简单地涉及蒸发排放系统。而且，除了以上那些具体描述的系统以外，本发明还要包括化油器排气系统的多种其它设置或其它蒸发排放系统。例如，当上述实施例采用T形连接器(一个或多个)组件时，在其它实施例中，能够采用具有其它形状的连接器组件，包括具有三个(或者更多)端口且不是以T形设置而是以其它方式(例如“Y形”或与三个或更多输出端口相一致的一些其它形状)设置的其它连接器组件。而且，当上述实施例采用T形连接器(一个或多个)组件时(所述组件以两个或多个管路的方式联结在燃料箱和化油器之间)，T形连接器组件能够放置在燃料箱和化油器之间的任意位置。例如，在一些替代实施例中，T形连接器组件直接附接至燃料箱/燃料箱排气口，或直接附接至化油器。在一些这样的实施例中，T形连接器组件的一端能够直接联结至化油器或燃料箱中的一个，而T形连接器组件的另一端能够间接地(例如通过一个或多个附加管路)联结至燃料箱或化油器中的另一个。同样地，在其它实施例中，能够使用其它设备或装置来替代上述花蕾状紧固设备，或除了上述花蕾状紧固设备之外还使用其它设备或装置，以实现T形连接器组件(或其它组件)固定/紧固至引擎装置的一个或多个其它部件上。 尽管上述孔洞52、194设置在T形连接器20/孔洞连接器180的第二端口处，可以理解，根据实施例，这类孔洞能够用于同样的目的，而无论其位置如何，只要孔洞设置在接合点下游的任何位置处，在此处，T形连接器(或其它三端口连接器)的三个支路相结合，上至化油器(或其它燃料蒸汽容器)本身，且在该接合点至化油器的中途。而且，尽管在上述实施例中，提供了单个孔洞，在其它实施例中，提供有多个孔洞，包括连续或平行于彼此设置的多个孔洞。同样地，在一些替代实施例中，孔洞能够形成在T形连接器的大气端口(例如第三端口 50)与T形连接器内的内部接合点(在此处，连接器的全部三个端口联接在一起)之间。除了位于内部接合点与化油器(或其它燃料蒸汽容器)之间的上述孔洞，还能够提供这样的孔洞进行替代或另外再提供这样的孔洞。另外，过滤器部件以及相应的T形连接器组件(或具有不同形状的连接器组件)的其它部件的具体设置和/或形状能够基于实施例采用不同的形式，只要除了此类连接器组件另外设置一个孔洞连接器或独立于此类连接器组件设置。而且，尽管上述描述，本发明的实施例还可包括一个或多个其它部件。例如，尽管在上述图I至图2和图7中的实施例中，孔洞52、194用于调整朝向化油器的蒸汽流，在其它实施例中，能够使用其它设备或方法用于该目的(例如，止回阀、减压阀或其它阀门/调节装置)。同样地，例如，在一些实施例中，能够提供一个或多个其它设备和/或其它额外部件，并且用于除了限制燃料蒸汽和/或空气在化油器排气系统(或其它蒸发排放系统)内的流动以外的其它目的。而且，例如，在一些实施例中，能够提供一个或多个翻转阀(roll-over valve)来防止燃料箱内的液体燃料流入化油器排气系统。 而且，尽管上述说明构想化油器排气系统(或其它蒸发排放系统)并不采用任何的活性炭罐，但是在至少一些替代实施例中，本发明的化油器排气系统(或其它蒸发排放系统)具体地用于利用给定类型的活性炭罐、多种不同类型的活性炭罐(例如小型、中型、或大型活性炭罐)、或多种类型的蒸发排放控制设备替代T形连接器组件，反之亦然，或用于利用活性炭罐替代T形连接器组件的一部分(例如过滤器部件)(例如，活性炭罐能够联结至T形连接器的第三端口，第三端口与过滤器部件连通)。再次结合所述实施例，化油器排气系统(或其它蒸发排放系统)要以这种方式操作，使得在引擎在运转时，燃料蒸汽不会逸出至外部大气(而是再次容纳在那些系统或燃料箱或传输至引擎汽缸)。在引擎非运转期间，来自燃料箱的燃料蒸汽能够行进至活性炭罐(例如经由具有第三端口的T形连接器，第三端口与活性炭罐连通)，那些燃料蒸汽在此处过滤/吸收。假定设计允许化油器排气系统(或其它蒸发排放系统)部件的互换性，给定的引擎装置设计能够适当地构造用于满足不同环境标准的多种不同位置/区域中的任意。例如，在一个位置处，引擎装置能够采用大型(成本较高)活性炭罐，而在其它位置，相同的引擎装置能够采用小型(成本较低)活性炭罐，而在另外的其它的位置，相同的引擎装置能够采用上述T形连接器组件(成本最低的选择)。同样地，在另外一些实施例中，多种设备(例如过滤器和活性炭罐)能够联合使用。而且，尽管连接器组件的上述实施例设计了过滤器部件(例如部件22、122)的使用，在一些替代实施例中，不需要提供过滤器，而是替代地提供大气端口，例如第三端口 50能够直接联结至外部环境。同样地，尽管在上述实施例中，设计使燃料蒸汽仅行进至外部环境，当引擎不运转时(并且当引擎运转时，燃料蒸汽不允许行进至外部环境中)，在一些替代实施例中，在引擎运转期间或在引擎特定的运转方式期间，至少一些燃料蒸汽能够行进至外部环境中。同样地，在一些替代实施例中，软管能够以其它方式连接过滤器设备至燃料箱蒸汽采集管路。尽管便于包装和装配，但是所示及上述过滤器部件可以仅采用多种不同构造中的一些构造。另外，尽管上述实施例设计燃料箱本身是密封的，使得除了排气口(例如排气口 26、126)以外，没有其它通路进入或离开燃料箱，通过所述排气口，燃料箱联结至化油器排气系统(或其它蒸发排放系统)、用于燃料行进至化油器(或其它燃料容器例如EFI系统)的输出口、以及燃料箱盖子本身(通常是密封闭合的)，在其它实施例中，可以有一个或多个其它通路进入或离开燃料箱，包括例如单向阀，其允许空气从外部环境行进至燃料箱内，但不允许空气/蒸汽输出至外部环境。进一步，应该注意到，预期到本发明的至少一些实施例适用于具有少于一公升排量的引擎，或既具有少于一公升的排量又符合上述规则限定的引导方针的引擎。在另一些实施例中，本发明是要包括其它小型引擎、大型火花点火(LSI)引擎、和/或其它大型(中型或者甚至大型)引擎。在另外的实施例中，本发明是要结合容器或存储箱体使用，而不是容纳易挥发流体(易挥发有机混合物(VOC)或蒸发排放的生产者)的燃料箱。尤其需要说明，本发明并不限于本文所记载的实施例和说明，还包括那些包括所 附权利要求的范围内形成的实施例的部分以及不同实施例的元件的组合的实施例。
权利要求
1.一种用于从内燃引擎的燃料箱排放燃料蒸汽的系统，该系统包括 联结设备，具有第一、第二和第三端ロ，所述第一、第二和第三端ロ在所述联结设备内的接合点处都彼此内部地相连接， 与所述第三端ロ连通的过滤器，其中所述第一端ロ构造为至少间接联结至所述燃料箱，其中所述第二端ロ构造为至少间接联结至化油器，并且其中所述第三端ロ经由过滤器与外部环境连通；以及 障碍部，形成在从接合点朝向化油器的途中的接合点的下游位置处，该位置或者在所述联结设备内，或者在所述联结设备的下游位置， 其中，所述联结设备构造为允许至少ー些燃料蒸汽从燃料箱行进至化油器，并且其中至少ー些来自外部环境的空气能够经由过滤器行进至第三端口中，井随后朝向所述燃料箱行进。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述障碍部形成邻近所述第二端ロ的孔洞。
3.根据权利要求I所述的系统，其中所述障碍部形成在与所述联结设备不同且至少间接地连接至所述联结设备的部件中，处于朝向化油器的途中的第二端ロ的下游。
4.根据权利要求I所述的系统，其中，所述过滤器为圆柱形。
5.根据权利要求I所述的系统，其中，盖子附接在所述过滤器之上，将所述过滤器相对于所述第三端ロ固定就位。
6.根据权利要求I所述的系统，进一歩包括软管，所述软管构造为至少间接联接所述第二端ロ至所述化油器。
7.根据权利要求I所述的系统，进一歩包括软管，所述软管构造为至少间接联接所述第一端ロ至所述燃料箱。
8.根据权利要求I所述的系统，其中所述过滤器还允许在内燃引擎非运转期间，至少ー些燃料蒸汽从第三端ロ行进至外部环境。
9.根据权利要求I所述的系统，其中所述过滤器由活性碳罐替换。
10.根据权利要求I所述的系统，其中所述联结设备基本为T形。
11.根据权利要求I所述的系统，其中所述联结设备基本为Y形。
12.根据权利要求I所述的系统，其中，或者包括第三端ロ的所述联结设备的一部分具有带刺的锁定凸起部，或者所述系统还包括翻转阀。
13.—种包括权利要求I所述系统的内燃引擎装置，其中所述引擎装置还包括燃料箱和化油器，并且其中，基于作用在燃料上的重力，化油器装填有来自燃料箱的燃料。
14.ー种利用权利要求13中的引擎装置执行化油器排气的方法，所述方法包括 在引擎装置的引擎非运转的第一时期，或者(a)允许燃料蒸汽的第一部分从燃料箱输出并经由联结设备和过滤器行进至外部环境，或者(b)由于过滤器，至少部分地限制燃料蒸汽的第一部分行进至外部环境；以及 在引擎运转的第二时期，允许至少一些来自外部环境的空气经由过滤器并朝向燃料箱行进至联结设备中，由此减少燃料箱内的真空。
15.ー种具有用于排放燃料蒸汽的系统的内燃引擎装置，所述内燃引擎装置包括 燃料箱； 接收供内燃引擎装置的引擎使用的进入空气的构件；连接器组件，包括过滤器和联结设备，所述联结设备具有第一、第二和第三端ロ，所述第一、第二和第三端ロ在所述联结设备内的接合点处都彼此内部地相连接，其中第一端ロ与燃料箱连通，第二端ロ与所述构件连通，以及第三端ロ通过过滤器间接地与外部大气连通； 其中至少ー个障碍部形成在(a)第一渠道和(b)第二渠道中的ー个或两个之内，所述第一渠道处于所述联结设备内，联接接合点与第二端ロ，所述第二渠道至少部分地联接第ニ端ロ与所述构件，其中至少ー个障碍部部分地而不是完全地阻塞经过所述第一渠道和第ニ渠道中的ー个或两个的流动路径。
16.根据权利要求15所述的内燃引擎装置，其中或者(c)所述系统为化油器排气系统，并且所述构件包括化油器，或者(d)所述系统为蒸发排放系统，并且所述构件包括关联于电控燃料喷注系统的节流件。
17.根据权利要求15所述的内燃引擎装置，其中内燃引擎装置构造用于小型非道路用车辆弓I擎应用或道路外用车辆弓I擎应用。
18.根据权利要求15所述的内燃引擎装置，其中所述构件包括节流组件，所述节流组件包括节流阀，其中第二端ロ至少间接地与位于所述节流阀附近的清洗端ロ联结，并且其中，清洗端ロ相对于所述节流阀以下列方式设置，当节流阀定位在促使引擎空转的位置，在由所述构件接收的进入空气的方向上，使得清洗端ロ相对地设置在节流阀的上游。
19.根据权利要求15所述的内燃引擎，其中所述内燃引擎装置包括第一渠道和第二渠道，所述第一渠道和第二渠道形成从接合点引向所述构件的整个渠道，并且其中至少ー个障碍部包括形成在邻近第二端ロ的第一渠道内的第一接合点。
20.ー种操作内燃引擎装置的方法，所述方法包括 提供联结设备，所述联结设备具有第一、第二和第三端ロ，所述第一、第二和第三端ロ彼此连通，其中第一端ロ至少间接地联结至引擎装置的燃料箱，第二端ロ至少间接地联结至引擎装置的节流构件，以及第三端ロ通过过滤器与外部大气连通； 在引擎装置的引擎非运转的第一时期，或者(a)允许燃料蒸汽的第一部分从燃料箱经由联结设备和过滤器行进至外部环境，或者(b)由于过滤器，至少部分地限制燃料蒸汽的第一部分从燃料箱行进至外部环境；以及 在引擎运转的第二时期，或者(C)允许燃料蒸汽的第二部分从燃料箱经由联结设备行进至节流构件，或者(d)允许至少一些来自外部环境的空气经由过滤器并朝向燃料箱行进至联结设备中，由此减少燃料箱内的真空。
全文摘要
本发明提供一种用于从引擎的燃料箱中排出蒸汽的系统，一种具有该系统的引擎，和一种相关方法。在一实施例中，所述系统包括联结设备，该联结设备具有在接合点相连接的第一、第二和第三端口，其中第一和第二端口分别构成为至少分别间接地联结至箱体和化油器，并且第三端口经由过滤器与外部环境连通。该系统还包括在朝向化油器的途中的接合点的下游位置处形成的障碍部，该位置既可以在联结设备内也可以在该设备的下游位置处，使得至少一些蒸汽能够从箱体行进至化油器，并且至少一些来自环境的空气能够朝向箱体行进。
文档编号B60K15/035GK102781704SQ201180012166
公开日2012年11月14日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者T·D·斯基赛尔 申请人:科勒公司