蒸发排放控制设备及方法

专利名称：蒸发排放控制设备及方法
技术领域：
本发明涉及内燃机，更具体而言，涉及用于控制或限制这种内燃机蒸汽
排;改的i殳备和方法。
背景技术：
内燃机的应用非常广泛。作为内燃过程以及为执行该过程而对燃料的需求 的结果，这种发动机必然产生含有多种碳基和其它物质的排放物。人们越来越 期望在内燃机以这样方式工作而使得排放物中的至少一种或多种成分能够被减 少或去除。
并且，小型发动机制造厂同时面临环境保护局(EPA)和加州大气资源管 委会(CARB)为2006新产品年度开始生产的发动机所制定的排放和蒸发物规 定。这些机构制定的排放限制将会一年比一年更加严格，预期在2009年进入稳 定期。碳氢化合物分子浓度是环境保护局和加州大气资源管委会测量的最主要 成分。
内燃机的碳氢化合物排放物的主要来源是从通常由高密度聚乙烯 (HDPE)，聚丙烯，聚酰胺(PA)或其它低成本材料制成的燃料箱及燃料箱盖 所散发出的蒸发燃料。另 一个蒸发排放的来源是从化油器所散发出的蒸发燃料。
小型发动机企业所采取的减少上述蒸发排放的一种方法是采用碳罐(CC ) 作为当发动机没有工作时由燃料箱、化油器或二者结合所产生的燃料蒸汽的临 时储藏室。在发动机启动后的某些时候，上述碳罐将净化所储藏的蒸汽。这一 类型的控制系统通常被称为"开放式系统设计"。
有两种典型的与碳罐相关的控制阀。第一种阀为已知的翻转阀(roll-over valve ) ( ROV )。通常，ROV将碳罐连接到燃料箱，允许只燃料箱从排出蒸汽。 翻转阀必须阻止流体进入碳罐，否则碳罐将失效。在一些系统中，还有另一个翻转间，通过该翻转阀碳罐被连接到化油器燃料杯排放口。第二种阀为已知的
清洗阀(PV)，其控制蒸汽从碳罐进入化油器的主进气线路流动到发动4几。PV
由发动机歧管操作、文丘里真空操作或两个过程的结合来控制。
尽管开放式系统设计确实对蒸汽排进行了 一些控制，但是这种系统有几个 缺点 首先，碳罐可能会由于发动机的剧烈震动发生损坏。第二如果流体燃料 进入到碳腔中，碳罐将失效。第三，很难对开放系统的零部件进行布置而不使 零部件由于和其它发动机部件间的相互作用或摩擦而发生损坏。第四，当系统
只包括一个ROV时，由于化油器所产生的碳氢化合物排放没有被清除，所以 有潜在地被排放的可能，从而导致不期望的高排放(例如导致排放水平测试失 败)。在化油器上增加一个ROV固然能够帮助减轻这个问题，但是将提高成本。 因此，如果能够开发出用于减少从包括例如小型发动机的内燃机排放到周 围环境中的碳氢化合物泄露或燃料蒸发(或其它潜在的排放物)的改良系统(或 几个系统)将是有益的。在至少一些实施例中，如果上述的改良系统能够减少 从包括例如化油器、化油器燃料软管、真空软管、燃料箱和/或燃料箱加油盖中 漏出的燃料蒸汽的量将是有益的。

发明内容
在至少一些实施例中，本发明涉及一种用于发动机的排放控制设备，该排 放控制设备包括第一阀组件，其调节从燃料杯到化油器的第一燃料流动；第 二阀组件，其调节从燃料杯和燃料箱进入发动机汽缸上游的区域的第二燃料蒸 汽流动；和致动器，其控制所述第一阀组件和所述第二阀组件的打开和关闭。
并且，在至少一些实施例中，本发明涉及一种发动机，该发动机包括(a) 化油器；(b)相对于所述化油器被支撑的燃料杯；(c)被连接到所述燃料杯的 燃料箱；和(d)第一阀组件，其中所述第一阀组件包括与所述燃料箱和所述燃 料杯相连的输入端口以从所述燃料箱和所述燃料杯接收蒸汽。该发动机还包括 (e)第二阀组件，其中所述第二阀组件调节从所述燃料杯进入到所述化油器的 燃料流动；以及(f)致动器，其至少间接地被连接到所述f一阀组件和所述第第一阀组件和所述第二阀组件的打开和关闭被 调节。
此外，在至少一些实施例中，本发明涉及一种减少发动^L排放的方法。该 方法包括提供组件，该组件包括燃料箱、化油器、被连接到所述燃料箱和 所述化油器的燃料杯、将所述燃料杯与所述化油器相连且控制从所述燃料杯到 所述化油器的第 一燃料流动的第 一阀组件、以及将所述燃料箱和所述燃料杯中 的至少一个连接到气缸上游的区域的二阀组件。该方法还包括打开所述第二 阀组件以允许来自所述燃料杯和所述燃料箱中的至少一个的第一燃料蒸汽流动 进入所述区域；和随后打开所述第一阀组件以允许来自所述燃料杯的第二燃料 流动进入所述化油器。
进一步，在至少一些实施例中，本发明提供一种方法，通过此方法，当 第一和第二阀组件同时关闭时，能够基本上防止化油器、燃料杯、燃料箱的
蒸发排放。在至少一些实施例中，本发明还涉及一种方法，通过此方法，当 第 一和第二阀组件同时关闭时，燃料箱中的燃料变质的速度减緩。


图1是根据本发明至少一个实施例的用于内燃机的蒸发排放控制系统 的零部件的透视图2是局部剖面示意图，其描述了作为燃料切断阀组件的第一阀组件、 作为蒸汽排泄阀组件的第二阅组件、以及控制上述阀组件打开和关闭的致动 器之间的连接关系，以上这些都是图l所示控制系统中的部件；
图3是图2的第一阀组件的局部剖面示意图4是图2的第二阀组件的局部剖面示意图5是在图1的蒸发排放控制系统中使用的燃料箱的局部剖面示意图。
具体实施例方式
本发明涉及用于减少从包括例如汽油机或柴油机的内燃机到环境中的燃料蒸发或碳氢化合物泄露的系统的各种实施例和相关机械零部件的操作方法。尽 管下面将参照附图描述几个具体实施例，应该理解的是，除了 (或结合)参照 附图所示和描述的特定系统和零部件之外，本发明旨在包括^几械零部件和相关 部件的各种其它实施例。
此外，尽管本发明所包括的用于减少到周围环境中的燃料蒸发或义灰氢化合 物泄露的机械零部件系统适用于种类广泛的发动机，特别地，所描述的发明适 用于诸如使用在包括例如割草机、履带式雪地车等等的各种才几械设备和车辆中
的1类和2类小型越野发动机(off-road engines )。在至少一些这种实施例中， 本发明适用于40 C.F.R. §90.3中所定义的"非道路用发动机"(non-road engines )， 40C.F.R§90.3在相关部分中有如下叙述"非道路用发动机的意思是...满足下列 条件的任何内燃机(i)在自推进式或者通过推进其自身并且执行其它功能来 提供双重目的的设备(例如园艺拖拉机，非公路用移动式起重机和推土机)内 或上；或(ii)位于在执行其功能的同时被推进的设备(例如割草机和无绳修正 机)内或上；或(iii)独立地或位于设备内或上，是可携带的或可运输的，其 含义是设计成可从一个地点搬运或移动到另 一个地点。可运输性的标志包括但 不限于车轮、滑道、搬运把手、移动车、拖车或平台。"
并且，在至少一些另外的实施例中，本发明适用于排量小于1升的发动机 或排量小于1升同时还符合上述规定所声明的指导方针的发动机。在另外的实 施例中，本发明包括其它小型发动机、大火花点火(LSI)发动机、和/或其它 更大型(中型或更大)发动机。在至少一些实施例中，本发明适用于V型双汽 釭发动机(V-twin engine )。
参见图1，提供了根据本发明至少一个实施例的用于内燃机的蒸发排 放控制系统的透视图。如所示，系统l包括两个阀组件，即作为燃料切断阀组 件的第一阀组件2，和作为蒸汽排泄控制阀组件的第二阀组件8。进一步如所示， 第一阀组件2被支撑为与燃料杯4紧邻(和位于其内部)，燃料杯4被定位在化 油器6的下方，而第二阀组件8被支撑为与空气过滤器壳体(或空气清洁器组 件或空气盒)9紧邻。第二阀组件8具有输入端口 35 (其在图1中被部分隐藏，但也示出在图4 中)和输出端口 37 (见图4 )。输入端口 35通过燃料箱蒸汽软管10被同时连接 到燃料箱12和燃料杯4的燃料杯蒸汽出口 81。输出端口 37被直接连接到空气 过滤器壳体9 (特别连接到空气过滤器壳体中的与化油器相连通且位于空气过 滤器壳体中的空气过滤器的下游的区域)，使得第二阀组件8的输出被直接提供 到发动机用于燃烧。在可替换的实施例中，输出端口 37可被连接到鼓风机壳体 或吸入岐管，而不与空气盒/空气过滤器壳体/空气清洁器组件相连。
如图1所示，燃料箱蒸汽软管10实际上是y形软管结构，其具有将第二阀 组件8的输入端口 35和燃料箱12相连接的主要部分83，和将该主要部分连才妄 到燃料杯4的出口 81的次要部分85。另外，通过发动机燃料供应线路14,燃 料箱12和燃料杯4的出口 81也被连接，从而使燃料能够从燃料箱输送到燃料 杯。
如所示，燃料箱12包括位于顶(或上)表面15上的燃料盖13。燃料箱蒸 汽软管IO在接近顶表面15处还被连接到燃料箱12,因为该处是蒸汽倾向于聚 集的位置，而供应线路14在接近燃料箱的底表面17处被连接。在可替换的实 施例中，可使用第一燃料箱蒸汽软管将输入端口 35和燃料箱12连接，使用第 二燃料箱蒸汽软管将燃料箱连接到燃料杯4的出口 81。
燃料箱12、燃料盖13、燃料箱蒸汽软管10以及发动机燃料供应线路14 都优选由对于碳氬化合物/燃料蒸汽不可渗透的材料来制造。依照本实施例，可 被用于这些结构(特别是用于燃料箱)的低渗透性材料例如包括(单层)注模 材料，像聚邻苯二甲酰胺(PPA)，聚碳酸酯和聚对苯二曱酸丁二醇酯(PC+PBT) 的混合物，或聚亚苯基硫化物(PPS)。也可以使用多层(例如，吹塑模制、滚 塑模制(roto )或热板双层注模(twin sheet molded))材料，例如夹在HDPE (高 密度聚乙烯)或PP (聚丙烯)中间的EVHO (乙烯-乙烯醇共聚物)。此外，例 如还可使用涉及两个注模材料的包胶模处理过程(例如，将一种不昂贵的材料 如聚酰胺(PA)注模到PPS薄壳上)。 .参见图2，其提供局部剖面示意图以更详细地示出蒸汽排放控制系统1的某些零部件。如所示，第一和第二阀组件2和8(再次示出后者相对于燃料杯4 和化油器6被安装)都被连接到手柄16，且都由手柄16致动。手柄16可以是 操作者致动手柄，或者在至少一些实施例中可以是自动致动的。在一些实施例 中，手柄16可被其它种类的致动器代替，如按钮。在至少一些实施例中，手柄 16或其它致动器可由控制器或甚至远程(例如无线遥控)控制装置控制，和/ 或可为电机驱动式。在本实施例中，手柄16不仅控制阀组件2、 8的打开/关闭， 而且还控制包括本蒸发排放控制系统1的发动机的操作，例如"打开"或"关闭" 发动机。在至少一些实施例中，控制阀组件2、 8的打开/关闭的手柄可以是和 控制发动机操作的手柄不同的且独立的另 一手柄。
图2特别示出手柄16是绕支点91枢转的操纵杆。图中所示的手柄16所处 的特定位置为"关闭"位置，使得第一和第二阀组件2、 8同时处于关闭位置。特 别是对于第一阀组件2，该阀组件用于控制从燃料杯4至化油器6的燃料供应。 当被关闭时，第一阀组件2用于堵塞连结燃料杯14和化油器6的化油器燃料供 应通道79,从而防止在化油器6中产生可能会泄漏到环境中的燃料蒸汽。此时， 来自燃料杯4的蒸汽通过出口 81被输送到燃料箱蒸汽软管10，所述出口 81通 过燃料杯蒸汽端口 92被连接到燃料杯。
对于第二阀组件8，该阀组件用于控制在输入端口 35处/人燃料箱12和燃 料杯4至输出端口 37的碳氢化合物或燃料蒸汽的供应。当手柄16位于"关闭" 位置时，第二阀组件8被关闭，从而阻止碳氢化合物/燃料蒸汽从燃料箱12或 燃料杯4通过空气盒/空气过滤器壳体9 (或其它部件)泄漏到大气中。
相反，当手柄16沿着箭头73所指示的方向朝着"打开"位置被移动时，第 二阀组件8被部分打开，上述手柄16的移动在本发明实施例中还会导致发动机 被启动。第二阀组件8的输入端口 35被连接到燃料箱12和燃料杯4,第二阀 组件8的输出端口 37被连接到发动机的空气过滤器壳体9 (如上所述，特别是 在空气过滤器的下游处)，输出端口 37可沿着发动机的进气口设置，如空气过 滤器和化油器6之间。这样，当第二阀组件8打开时，燃料箱12、燃沐+杯4和
燃料箱蒸汽软管10中形成的燃料蒸汽和过压力将被释放到空气盒和发动机进气口。
当手柄16沿着箭头73的方向继续被进一步打开时，第二阀组件8允许燃 料箱12、燃料杯4和空气盒之间的连续连通，另外，第一阀组件2被打开，从 而允许燃料从燃料杯4进入化油器6。由于大气压力与因文丘里作用(venturi action)而存在于化油器中的减小的压力之间的压力差，燃料被供应到化油器6 中。另夕卜，此时，从燃料箱12和燃料杯4中产生的烟雾，其中包括当发动机停 止时从燃料箱12和燃料杯4中产生的烟雾，通过进气口被吸入到发动机中，而 不是被排放到大气中。
给定上述设计，蒸发排放控制系统1的本实施例可被称为"封闭式系统设 计"，因为它即使不是全部，也大部分地消减了排放到大气中的燃料和/或其它 碳氢化合物烟雾。更具体地，当发动机被"关闭"时，来自化油器6的燃料烟 雾的排放可被减少，因为此时燃料从燃料杯4到化油器6的流动被阻止。此外， 当发动机关闭时，从燃料箱12和燃料杯4产生的燃料烟雾被第二阀组件8截留。 通过利用本身不可渗透碳氩化合物/燃料蒸汽的材料来制造燃料箱12(包括燃料 盖13)、燃料杯4和燃料箱蒸汽软管10,因此此时这些蒸汽将不会泄露到大气 中。另外，由于系统1在发动机关闭时防止烟雾泄漏，该系统还提供了附加的 益处防止残存在燃料箱12和燃料杯4中的燃料在发动机长时间不运转期间变 质。
仅仅在发动机被启动时触发第二阀组件打开是有益的，在该情况下发动机 工作的开始阶段容易产生使燃料箱12、燃料杯4和燃料箱蒸汽软管10中的碳 氢化合物/燃料蒸汽通过第二阀组件被吸入发动机的真空压力。另外，在以上所 描述的方式中，第二阀组件8的打开发生在第一阀组件2打开之后，这样时间 上的错开打开是所希望的，因为其在允许燃料流进化油器6之前降低了在燃料 箱12和燃料杯4中形成的压力。结果是，在打开第一阀组件2后立即发生的燃 料过早和过多地喷射进化油器6的可能性降低了。在至少一些可替换的实施例 中，第一和第二阀组件2、 8的打开以间歇的方式、非触发的方式或其它方式执 行。转到图3,更详细地示出了第一阀组件2的一个示例性实施例。如所 示，第一阀组件2具有第一和第二主体部28和30。第一主体部28呈杯、状，且 具有允许第二主体部30旋入该第一主体部的孔29和内螺紋19。第二主体部30 不仅具有用来连接到第一主体部28的互补螺紋19，还具有沿从第一主体部伸 出的颈部18的外螺紋20。上述螺紋20能够使阀组件2被直接旋入化油器6的 主体中，并且，在至少一些实施例中，上述阀组件可很容易地替代采用其它方 式将燃料杯4连接到化油器6的螺栓(未示出)。可用来制作第二主体部30上 的螺紋19、 20的材料包括但不限于黄铜、不锈钢、镀锌型钢、铜、青铜、白铜、 铝铜、磷青铜或炮铜。在至少一些实施例中，第二主体部30的其余部分由黄铜 或不锈钢制成。同样地，第一主体部28能够用任何一种如前所述的适用于主体 部30的材料制成。
除主体部28、 30之外，第一阀组件2还包括轴向延伸穿过两个主体部 的活塞33。从第一主体部的颈部18伸出的活塞33的笫一端75包括燃料不可 渗透的多重塑模的氟硅氧烷橡胶活塞末端22。同样由燃料不可渗透的氟硅氧烷 橡胶制成的两个阀体活塞密封O型圈24在颈部18的内表面和活塞33之间形 成密封，以防止阀组件的外泄漏。并且，第一阀组件2包括不锈钢(或黄铜) 的活塞回复弹簧26。
当发动机不运转(例如，手柄16处于关闭位置)时，如图所示，活塞回复 弹簧26将活塞33压迫向颈部18，从而迫使活塞末端22进入化油器燃料供应 通道79 (见图2 )。这防止燃料流和溢出的烟雾从燃料杯4进入化油器6中以及 随后泄漏到大气中。然而，当手柄16净皮致动到"打开"位置时，该手柄(其被连 接到与第一端75相反的活塞33的第二端77 ) ^使活塞向着与弹簧力相反的方向 移动，从而使活塞末端22相对于通道79打开。
转到图4， l是供了第二阀组件8的一个示例性实施例的剖^L图。如所 示，第二阀组件8具有第一 (上)圆柱状主体部32、第二 (下)圆柱状主体部 39、在一端(阀组件的上端)覆盖第一主体部的盖状主体部88、以及可滑动地 容纳在第一主体部中的内部活塞34。第一和第二圆柱状主体部32和39沿焊缝95被焊接到一起。还如所示，阀组件8的入口 35和出口 37 /人第一圆柱状主体 部32的相反侧向外延伸，延伸方向大体上与主体部32和39的中心轴线97垂 直。还如所示，在本实施例中，与入口35相比，出口 37处于丰文高的位置，更 接近阀组件的上端。
在至少一些实施例中，主体部32、 39和活塞34是4吏用热塑性材料注 模成型的，例如各种类型的PA包括PA-6和PA-66 (例如，可从特拉华州威明 顿市的杜邦公司获得的Zyte产尼龙，或可从康涅狄格州波特兰市的通用电器公 司获得的Gelon A100)， PPA(例如，可从乔治亚州阿尔法利塔的苏威高性能 工程塑料有限公司获得的^01(1@聚邻苯二曱酰邻苯二胺)，PC+PBT(例如， 同样可从GE获得的乂611(^@树脂)，或者PPS热塑性材料。在至少一些实施例 中，盖状主体部88可以是Metalok Bantam塑料工业用圓形连接器(例如可从 宾夕法尼亚州纽约市的苏里奥美国公司获得)。根据所使用的材料，可获得各种 等级的燃料蒸汽渗透率。
另外，如图所示，活塞34具有上部96、下部99和中间部69,所述上部 96具有大体上与第一圆柱状主体部32的内径相等的较大直径，所述下部99具 有与第二圆柱状主体部39的内径相等的相对较小直径，所述中间部69总体上 呈沙漏状，其最大部位(例如相对端)的直径仅比下部99的直径略小。在本实 施例中，活塞34被注模为环绕蒸汽控制阀活塞致动杆36,该蒸汽控制阀活塞 致动杆36可由钢或其它合适的材料制成且沿着中心轴线97延伸穿过主体部 32、 39。可被用来控制活塞34的移动的上述杆36能够通过向外延伸越过盖状 主体部88的顶端61被操控，也能够通过从阀组件上的与盖状主体部相反的下 端伸出的底端63而^皮才喿控。
并且，两个槽被形成为环绕活塞34的外部，用来支撑两个(上和下)密封 0型圈38，上述密封圏可用氟硅氧烷橡胶材料(例如，由Viton⑧氟橡胶制成， 也可从杜邦公司获得)制成。在本实施例中，位于上方的O型圈38 (靠近盖状 主体部88的O型圏)被定位为接近活塞34的上端(靠近盖状主体部88的一 端)，且具有至少5psi的最小设计等级，而位于下方的O型圏被定位为接近活塞34的下端，且具有至少10psi的最小设计等级。第二阀组件8还包括活塞回 复弹簧40，该弹簧可用任何合适的材料制成，包括但不限于不锈钢(或可能的 其它金属材料)。
除了 0型圏38以外，活塞34在沿上部96的环形下边缘64处还包括垫圏 密封件68(例如，还是由Viton⑧氟橡胶制成且具有至少10psi的最小设计等级)。 活塞34在主体部32、 39内的运动受到约束，这是由于上部96在第一圆柱状主 体部32内向下移动不能够超过环状隆起部74，所述环状隆起部74从输入端口 35的上边缘和从输出端口 37的下边缘向内延伸的程度几乎相同。当活塞34在 阀组件8内向下充分地移动时，位于上部96上的垫圏密封件68与隆起部74 相接触并在它们之间形成密封。
阀组件8的操作如下所述。当手柄16 (见图2)处于"关闭"位置时，活塞 回复弹簧40倾向于使活塞34移动远离盖状主体部88，从而通过垫圏密封件68 和隆起部74二者的结合形成密封。当活塞34处于这种位置时，活塞倾向于防 止流体从阀组件8的输入端口 35流动到阀组件8的输出端口 37，使得阀组件 处在其正常、非排放位置。另外，由于上、下O型圏38分别与第一和第二圓 柱状主体部32和39相互配合，流体在输入和输出端口 35， 37以及和阀组件8 的任何一端之间的流动都^皮阻止。
尽管通常手柄16处于"关闭"位置且阀组件8 (由于弹簧40的作用)处于 关闭位置，例如图4所示，阀组件8也能够如下面那样被打开。致动杆36的底 端63是钩子67 (或孔或其它连接结构)，通过上述钩子67，手柄16被连接到 杆36。当手柄16向上移动使阀组件趋向"打开"位置时，活塞34被向上移动克 服弹簧40的作用力。结果是，垫圈密封件68和隆起部74之间的密封首先被破 坏。随后，活塞34的中间部69被移动以在输入端口 35和输出端口 37之间延 伸。这样，环形通道形成在中间部69和第一圆柱状主体部32的内表面之间， 以连结输入和输出端口 35, 37，该通道能够使燃料蒸汽从化油器、燃料杯和燃 料箱进入到空气盒中。
如上所提到的，例如通过系统控制缆绳66 (见图1)施加于杆36的顶端61上的力还能够例如通过影响系统状态属性而操作第二阀组件8。此外在至少 一些实施例中，空气过滤器基底设置于化油器的顶部。蒸汽控制阀体32被直接 连接到空气过滤器基底(未示出)的内侧，当发动机处在启动或运行冲莫式时， 直接排放到发动机的吸入气流内。当发动机处在关闭模式时，燃料蒸汽不能被 排放到发动机内或泄漏到周围环境中。
参照图5,该图描述了示例性一体式燃料箱和鼓风机壳体42的部分截面剖 视图，上述一体式燃料箱和鼓风机壳体42在至少一些实施例中能够被应用于系 统1。 一体式燃料箱和鼓风机壳体42的燃料箱部分44使用包括但不限于聚邻 苯二曱酰胺(PPA)和聚亚苯基硫化物(PPS)的低渗透性材料注模而成。 一体 式燃料箱和鼓风机壳体42的鼓风机壳体部分46也可使用包括但不限于PPA和 PPS的低渗透性材料注模而成，或者可替换地由包括但不限于填充玻璃的聚丙 烯的较便宜的材料制成。部分44和46沿焊接线54被焊接在一起。
进一步如所示，燃料箱部分44包括在焊接线89处被焊接在一起的两个主 体部48和49。箱部分44的上主体部48包括安装部件78，用于将一体式燃料 箱和鼓风机壳体42完整安装到发动机上。箱44的下主体部49包括其它装置。 例如，燃料箱44的下主体部49支撑轴50,燃料浮子52才艮据燃料的量能够沿 轴50上移或下移。在至少一些实施例中，浮子机构可由两个半球构成并提供三 种功能(1)用来指示满燃料水平状况，通过上浮子半球的视觉反馈来实现； (2)用作燃料限制装置和通过在接管颈(fillerneck)处将自己部分密封来防止 燃料快速进入燃料箱(例如，当快速填充燃料箱而导致过满时此功能是有必要 的)；和(3)允许燃料稳定化学剂緩慢释放化学剂。上述化学剂可被添加到浮 子的下半球中，当与燃料接触超过一定的时间后将緩慢溶解。上述化学剂可以 任何合适的形式被添加，包括但不限于液体，胶体或固体。在至少一些实施例 中，化学剂作为胶体或固体被添加。上述化学剂可以是任何能够使燃料稳定的 剂，包括但不限于STA-BII、储存安全燃料稳定剂(Store Safe Fuel Stabilizer) 或中性燃泮牛稳定剂(Neutra Fuel Stabilizer )。
燃料箱部分44还包括颈部98，该颈部可连接到燃料箱加油口盖，例如图1中所示的盖13。燃料箱加油口盖由以上讨论的低渗透性材料制成，在至少一些 实施例中，包括如下特征(1 )使盖保持在组件上的系留环(tethering strap )， 防止盖被》文错位置；(2)可感知的关闭声响或触觉，从而当盖子处于完全旋紧 和密封位置时给出指示；和(3)压力释放机构，使得液体燃料在特定的条件下 如当盖子被从加油口颈部移除时不会从燃料箱中排放出来。在此方面，箱中多 余的蒸汽压力在燃料加油口盖部分打开过程中被排放到大气中。虽然没有在图 5中示出，燃料箱部分44还包括蒸汽出口，通过该蒸汽出口燃料箱部分被连接 到蒸汽软管10 (该出口形成在燃料箱部分的在图5中被切掉的部分上)，并因 此被连接到第二阀组件8 (见图1 )。
在至少一些实施例中，本发明还涉及一种将燃料注入发动机用于发动机冷
启动的方法。更具体地，如上讨论，当手柄16被移动向"打开"位置时，第二阀 组件8被打开，从而允许燃料箱12、燃料杯4和燃料箱蒸汽软管10中形成的 燃料蒸汽和过压力被释放到空气盒和发动机进气口 。上述压力的释放可起到为 发动机"注入燃料"的作用。
本发明适用于种类广泛的不同类型发动机，特别是不局限于单缸发动机。 例如，本发明的实施例可被用于双缸、四缸或其它多缸发动机。进一步，上述 实施例主要涉及一种用于防止燃料蒸发或碳氢化合物泄漏到大气中的机械零部 件系统，在其它实施例中，其它类型的蒸发排放也同样能够被防止或减少。另 外，本发明还包括这样的实施例在该实施例中包括第一和第二阀组件的单独 零件的变型，^旦第 一和第二阀组件继续以在此所详述的方式或以相似的方式工 作。还应该理解的是，此处用于表明不同零件间的相对位置关系所使用的术语 (例如，与图4中的阀组件8的零部件相关的术语"上"和"下"的使用)在这里 是为了方便而使用，并且，尽管使用这些术语，本发明的目的并不局限于如上 所述的零部件相互间或相对于任何特定参考点的位置关系的实施例(例如，阀 组件8的"上"部不一定必须相对于地面比阀组件的"下"部位于更高的水平面 上)。
本发明不局限于此处所包括的实施例和图示说明，而是包括落入所附权利
17要求范围内的那些实施例、部分实施例的修改形式和不同实施例的元件的组合。
权利要求
1、一种用于发动机的排放控制设备，包括(a)第一阀组件，其调节从燃料杯到化油器的第一燃料流动；(b)第二阀组件，其调节从燃料杯和燃料箱进入发动机汽缸上游的区域的第二燃料蒸汽流动；和(c)致动器，其控制所述第一阀组件和所述第二阀组件的打开和关闭。
2、 根据权利要求1所述的排放控制设备，其中当被关闭时，所述第二阀组 件减少会从所述化油器和所述燃料箱中的至少一个泄露到大气中的燃料蒸汽的 量。
3、 根据权利要求1所述的排放控制设备，其中当被关闭时，所述第一阀组 件减少在化油器中形成的燃料蒸汽的量。
4、 根据权利要求1所述的排放控制设备，其中所述致动器是操作者致动手 柄和电^/L驱动致动器中的一个。
5、 根据权利要求4所述的排放控制设备，其中所述致动器是操作者致动手 柄，其中所述操作者致动手柄的移动还控制安装有所述排放控制设备的发动才几 的开/关状态。
6、 根据权利要求1所述的排放控制设备，其中所述致动器、所述第一阀组 件和所述第二阀组件-陂配置为使所述致动器的移动使得所述第 一 阀组件和所述 第二阀组件的打开为错开的方式。
7、 根据权利要求1所述的排放控制设备，其中在所述第一阀组件的第二打 开之前，所述致动器的初始移动引发所述第二阀组件的第一打开，以允许第二 燃料蒸汽流动进入到空气盒中。
8、 根据权利要求1所述的排放控制设备，进一步包括燃料箱。
9、 根据权利要求8所述的排放控制设备，其中燃料浮子位于所述燃料箱中。
10、 根据权利要求9所述的排放控制设备，其中所述燃料浮子包括能够是 胶状或固体形式的燃料稳定剂。
11、 根据权利要求1所述的排放控制设备，其中所述阀组件中的至少一个 包括壳体、内部活塞和用于相对于所述壳体偏压所述内部活塞的弹簧。
12、 根据权利要求1所述的排放控制设备，其中所述第二阀组件包括 壳体，其限定内腔且具有沿所述壳体的轴线分别位于不同位置的输入端口和输出端口，其中所述壳体包括从所述壳体的内表面向内延伸到所述空腔中的 第一隆起部；活塞，其能够沿所述壳体的所述内表面的至少一个部分在所述空腔中滑行 移动，其中所述活塞包括从所述活塞的至少一个外表面向外延伸的第二隆起部； 以及安装在所述第一隆起部和所述笫二隆起部中的至少一个上的密封装置，其 中当所述活塞沿所述轴线被移动使得所述第一隆起部和所述第二隆起部通过所 述密封装置至少间接地相互接触时，所述密封装置基本上阻止所述输入端口和 所述输出端口之间的气流。
13、 一种发动才几，包括(a) 化油器；(b) 相对于所述化油器被支撑的燃料杯；(c) 被连接到所述燃料杯的燃料箱；(d) 第一阀组件，其中所述第一阀组件包括与所述燃料箱和所述燃^"杯相 连的输入端口以从所述燃料箱和所述燃料杯接收蒸汽；(e) 第二阀组件，其中所述第二阀组件调节从所述燃料杯进入所述化油器的燃料流动；以及(f) 致动器，其至少间接地-陂连接到所述第一阀组件和所述第二阀组件 中的每一个，从而所述第一阀组件和所述第二阀组件的打开和关闭被调节。
14、 根据权利要求13所述的发动机，其中软管结构被使用以将所述输入端 口连接到所述燃料箱和所述燃料杯中的每一个的上方区域，以*接收所述蒸汽。
15、 根据权利要求14所述的发动机，进一步包括发动机燃料供应线路，其
16、 根据权利要求15所述的发动机，其中燃料浮子位于所述燃料箱中。
17、 根据权利要求16所述的发动机，其中所述燃料浮子包括燃料稳定剂。
18、 根据权利要求13所述的发动机，其中当所述第一阀组件被打开时，在 .所述输入端口处接收到的所述蒸汽中的至少一些被允许通过所述第一阀组件的输出端口 ，且随后到达所述发动机的发动机汽缸上游的位置。
19、 根据权利要求18所述的发动机，其中所述输出端口被连接到空气过滤 器壳体、鼓风机壳体、空气盒和吸入歧管中的至少一个。
20、 根据权利要求13所述的发动机，其中所述致动器是操作者致动手柄和 自动致动器中的一个。
21、 根据权利要求13所述的发动机，其中所述发动机是V型双汽缸发动 机和d 、型越野发动机中的 一个。
22、 一种用于减少发动机排放的方法，该方法包括提供组件，该组件包括燃料箱、化油器、被连接到所述燃料箱和所述化 油器的燃料杯、将所述燃料杯与所述化油器相连且控制从所述燃料杯到所述化 油器的第 一燃料流动的第 一 阀组件、以及将所述燃料箱和所述燃料杯中的至少 一个连接到气缸上游的区域的第二阀组件；打开所述第二阀组件以允许来自所述燃料杯和所述燃料箱中的至少一个的 第一燃料蒸汽流动进入所述区域；和随后打开所述第一阀组件以允许来自所述燃料杯的第二燃料流动进入所述 化油器。
23、 根据权利要求22所述的方法，其中当所述第一阀组件和所述第二阀组 件都被关闭时，所述化油器、所述燃料杯和所述燃料箱的蒸汽排放被基本防止。
24、 根据权利要求23所述的方法，其中当所述第一阀组件和所述第二阀组 件都被关闭时，所述燃料箱中的所述燃料变质的速度减緩。
25、 才艮据权利要求22所述的方法，其中所述第一阀组件和所述第二阀组件 的打开通过致动装置来实现。
26、根据权利要求25所述的方法，进一步包括当所述致动装置移动以引发所述阀组件的打开时，启动所述发动机的运转。
27、根据权利要求22所述的方法，其中所述第一岡组件和所述第二阀组件 的打开以间歇的方式^皮执行。
全文摘要
公开一种机械零部件系统，所述机械零部件协同工作来控制发动机的燃料蒸发或碳氢化合物泄露。在至少一些实施例中，上述机械零部件系统包括第一阀组件(2)和第二阀组件(8)。作为燃料切断阀组件的第一阀组件用于控制是否允许燃料由燃料杯(4)进入到化油器(6)，以及当其被关闭时，防止在化油器中产生燃料蒸汽。作为“蒸汽排泄控制阀组件”的第二阀组件具有通过燃料箱蒸汽软管同时与燃料箱和燃料杯相连的输入端口。当处于关闭状态时，第二阀组件控制从燃料箱和燃料杯供应到其输入端口的燃料蒸汽不被传输到第二阀组件的输出端口。
文档编号F02M25/08GK101617115SQ200880005706
公开日2009年12月30日 申请日期2008年2月5日 优先权日2007年2月20日
发明者阿莱科·D·索蒂里亚德斯 申请人:科勒公司