套筒式碳氢化合物收集器的制作方法

专利名称：套筒式碳氢化合物收集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在发动机脱离湿机状态(off soaks)过程中吸收从车辆发动 机进气系统排出的碳氢化合物的系统。
背景技术：
碳氢化合物蒸气排放物可在一定发动机条件，如发动机停机条件时从发动机进气 系统排放。碳氢化合物收集器可在发动机停机条件下吸收碳氢化合物，因此减少碳氢化合 物蒸气排放物的释放。在发动机工作后，碳氢化合物可解除吸附并被吸进发动机，因此清除 碳氢化合物。本实用新型发明人认识到当前碳氢化合物收集器的多种问题。例如，在某些系统 中，碳氢化合物收集器可阻止和/或中断进气系统中的气流。阻止气流通过进气系统的收 集器可降低发动机性能。进一步，进气系统中气流中断可导致不准确的传感器读数，如不准 确的空气质量流量(MAF)读数。而且，许多收集器必须为特定进气系统特别设计，这增加设 计和实施有效碳氢化合物收集器的成本。此外，某些操作员可干预碳氢化合物收集器且干 预收集器的证据难于发现。
实用新型内容本实用新型能解决上述一些问题，例如碳氢化合物收集器可阻止和/或中断进气 系统中的气流和气流中断导致的不准确的空气质量流量(MAF)读数问题。因此，作为简要 总结，本实用新型公开了套筒式碳氢化合物收集器的设备，系统。在一个示例中，提供了套 筒式碳氢化合物收集器，其包括碳氢化合物吸收套筒和保持套筒的框架。碳氢化合物吸收 套筒可包括一个或多个碳氢化合物吸收片层。套筒式碳氢化合物收集器可适于设置在MAF 孔腔(bore)中以便MAF传感器穿过套筒和框架。碳氢化合物吸收套筒可基本邻接MAF孔 腔的内壁以减小气流中断并降低气流阻力。进一步，本实用新型公开的碳氢化合物收集器 可抗干预并可容易地适应大量不同车辆应用，同时利用现有的封装空间。0004a在一个 实施例中，本实用新型提供一种套筒式碳氢化合物收集器，其特征是包括设置在传感器孔 腔内并包括一个或多个碳氢化合物吸收层的碳氢化合物吸收套筒；以及适于将所述碳氢化 合物吸收套筒保持在所述传感器孔腔内的框架。0004b在另一个实施例中，本实用新型 提供一种用于一种发动机进气系统的套筒式碳氢化合物收集器，发动机进气系统包括空气 滤清器箱；和洁净空气导管，洁净空气导管联接到发动机工作时发动机气流方向上空气滤 清器箱的下游；其特征是所述套筒式碳氢化合物收集器包括作为所述空气滤清器箱和洁净 空气导管间连接器的传感器孔腔，所述孔腔包括限定所述空气滤清器箱和洁净空气导管间 通道的内壁，碳氢化合物吸收套筒被设置在所述孔腔中并包括一个或多个碳氢化合物吸收 层，以及框架，其相对于所述传感器孔腔内壁保持碳氢化合物吸收套筒。0004c本实用新 型具有许多优点。例如，碳氢化合物吸收套筒可减小气流中断并减少气流限制。碳氢化合 物吸收套筒及保持框架的设置可使套筒式碳氢化合物收集器具有最小限度中断进入发动 机的气流。并且，由框架保持在MAF孔腔中的碳氢化合物吸收套筒可最小化封装利用的空 间。例如，这样利用封装空间可将碳氢化合物吸收材料与MAF传感器的设置整合，增加空间效率并因此增加发动机配置灵活性。进一步，套筒式碳氢化合物收集器组件可实现更小空 气滤清器箱的利用，这是由于排除旁通或流经设置在空气滤清器箱中的滤清器。应该理解，提供上面的背景和实用新型内容是为了引入简化形式的概念，其将进 一步在详细说明书中说明。这不是为了确定所要求主题的关键或基本特征，本实用新型的 范畴由权利要求唯一限定。而且，所要求的主题不限于解决上文或本公开其他部分指出的 任何不足的实施例。

图1是可采用包括套筒式碳氢化合物收集器的进气系统的示例发动机的示意图。图2是包括在发动机进气系统中的示例套筒式碳氢化合物收集器的示意图。图3是具有套筒式碳氢化合物收集器的示例发动机的另一个示意图。图4是示例套筒式碳氢化合物收集器和洁净空气导管(duct)的分解示图。图5示出碳氢化合物吸收套筒的形成。图6示出包括多个吸收片层的示例碳氢化合物套筒。图7是示例包括框架和碳氢化合物吸收套筒的碳氢化合物收集器的分解示图。图8是组装的示例套筒式碳氢化合物收集器的侧视图。图9是图8中示例碳氢化合物收集器的后视图。图10示出套筒式碳氢化合物收集器和MAF孔腔的部分分解示图。图11是设置在部分进气系统中的套筒式碳氢化合物收集器。图12示出设置在部分进气系统的示例套筒式碳氢化合物收集器的部分切除的透 视图。图13是示出示例制造方法的流程图。
具体实施方式
下面说明套筒式碳氢化合物收集器，相关方法和系统。套筒式碳氢化合物收集器 可集成到发动机的进气系统中。下面更详细说明套筒式碳氢化合物收集器的构造、布置、使 用和组装。然而，可以理解，发动机可影响碳氢化合物收集器的布置和使用，即，由于封装空 间和发动机系统，如燃烧室或进气歧管。因此，参考图1说明和例解示例发动机。图1是多缸发动机10的一个汽缸的示意图，其可以包括在汽车或车辆的推进系统 中。发动机10可至少部分由包括控制器12的控制系统和车辆操作员132经输入设备130 输入控制的。在该示例中，输入设备130包括油门踏板和产生比例踏板位置信号PP的踏板 位置传感器134。发动机10的燃烧室(即汽缸)30可包括活塞36位于其中的燃烧室壁体 32。活塞36可联接到曲轴40以便活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可经 中间传动系统联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步，起动电动机可经飞轮联接到曲轴40 从而使得能够起动发动机10的操作。燃烧室30可经洁净空气通道42接收进气歧管44的进入空气并可经排气通道48 排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可选择性地经进气阀门52和排气阀门54与燃 烧室30联通。在某些实施例中，燃烧室30可包括两个或多个进气阀门和/或两个或多个 排气阀门。[0024]在该示例中，进气阀门52和排气阀门54可经各凸轮致动系统51和53由凸轮致 动控制。凸轮致动系统51和53每个都可包括一个或多个凸轮，并可利用控制器12可操作 的凸轮轮廓转换系统(CPS)，可变凸轮正时系统(VCT)，可变阀门正时系统(VVT)和/或可 变阀门升程系统(WL)中的一个或多个从而改变阀门操作。进气阀门52和排气阀门54的 位置可由位置传感器55和57确定。在可替换实施例中，进气阀门52和/或排气阀门54 可由电阀门致动系统控制。例如，汽缸30可替换地包括经电阀门致动系统控制的进气阀门 和经包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动系统控制的排气阀门。在提供所谓燃料进气道喷射到燃烧室30的进气口上游的配置中，所示的燃料喷 嘴66设置在进气歧管44中。燃料喷嘴66可与从控制器12经电子驱动器68接收的信号 FPW的脉冲宽度成比例喷射燃料。燃料可由燃料系统(未示出)输送到燃料喷嘴66，该燃 料系统包括燃料箱，燃料泵，燃料导轨。在某些实施例中，燃烧室30可替换地或额外地包括 直接联接到燃烧室30以便将燃料直接喷射到其中的燃料喷嘴，喷射方式为直接喷射。进气通道42可包括具有节流阀片64的节气门62。在该特殊例中，节流阀片64的 位置可由控制器12经提供给包括在节流阀62中的电动马达或致动器的信号改变，该配置 通常被称为电子节气门控制(ETC)。以该方式，节气门62可操作改变提供给燃烧室30以及 其他发动机汽缸的进气。进一步，在某些示例中，节气门62和节流阀片64可包括在进气系 统200中。节流阀片64的位置可以节气门位置信号TP提供给控制器12。进气通道42可 包括分别提供信号MAF和MAP给控制器12的空气质量流量传感器120和歧管气压传感器 122。在进一步示例中，洁净空气通道42可作为进气系统的部件，其具有空气滤清器和/或 碳氢化合物收集器。在选择操作模式下，点火系统88可响应来自控制器12的火花提前信号SA经火花 塞92提供点火火花给燃烧室30。虽然示出了火花点火组件，但在某些实施例中，发动机10 的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室可工作在压缩点火模式中，使用或不使用点火火花。所示排气传感器126联接到排气控制设备70上游的排气通道48。传感器126可 以是提供排气空气/燃料比率指示的任何合适的传感器，如线性氧气传感器或UEGO (通用 或宽范围排气氧气传感器)，两态氧气传感器或EGO，HEGO (加热型EGO)，NOx, HC,或CO传感 器。所示排放控制设备70是沿排气传感器126下游的排气通道48设置的。设备70可以 是三效催化剂(TWC)，NOx收集器，不同的其他排放控制设备，或其组合。在某些实施例中， 在发动机10工作过程中，排放控制设备70可周期性地通过在特定空气/燃料比率内发动 机至少一个汽缸的操作复位。图1中控制器12被示为微计算机，包括微处理器单元102，输入/输出端口 104， 用于可执行程序和校准值的电子存储介质，在该特殊例中被示为只读存储器芯片106，随 机存取存储器108，非失效存储器110，和数据总线。控制器12可接收来自联接到发动机 10的传感器的不同信号，除了前面所述信号，还包括来自空气质量流量传感器120的吸进 空气质量流量(MAF)的测量值，来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却 剂温度(ECT)，来自联接到曲轴40的赫尔效应传感器118(或其他类型)的点火拾波信号 (PIP)，节气门位置传感器的节气门位置(TP)，以及来自传感器122的绝对歧管压力信号， MAP。发动机速度信号，RPM可由控制器12从信号PIP产生。歧管压力传感器的歧管压力 信号MAP可用来提供进气歧管中真空或压力指示。注意，上述传感器的多种组合也可使用，如有MAF传感器而无MAP传感器，或反之。在空燃理论配气比运行中，MAP传感器可给出发 动机扭矩的指示。进一步，该传感器和检测的发动机速度一起可提供估计的吸进汽缸的负 荷(charge)(包括空气)。在一个示例中，也可用作发动机速度传感器的传感器118可在曲 轴没转中产生预定数目的等间距脉冲。存储介质只读存储器106可以表示处理器102可执行指令的计算机可读数据编 程，以便执行下述方法以及其他预见的但未明确列出的变体。如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸，且每个汽缸可类似包括其自有的 进气/排气阀门，燃料喷嘴，火花塞等。图2提供包括套筒式碳氢化合物收集器202的示例进气系统200的示意图。如下 面更详细的说明，所公开的套筒式碳氢化合物收集器包括框架和碳氢化合物吸收套筒，该 吸收套筒具有一个或多个碳氢化合物吸收片层。碳氢化合物收集器可设置在进气系统中， 如MAF孔腔，以便气流由于空气移动穿过孔腔而不被套筒式碳氢化合物收集器中断。进一 步，如下面所述，套筒式碳氢化合物收集器可利用现有封装空间并阻止干预。下面看图2，示例进气系统200能够可包括污空气导管280，空气滤清器箱220和 洁净空气导管210。在发动机操作过程中，空气从污空气导管280流经空气滤清器箱220和 洁净空气导管210到达发动机。进一步，洁净空气210可包括节气门体62和节流阀片64。空气滤清器箱220可包括空气滤清器箱盖224，空气净化器222，排水通道226和 空气滤清器箱托盘228。空气净化器222可以是空气滤清器。进一步，一个或多个碳氢化合 物收集器，如旁通收集器碳氢化合物收集器229和/或流经收集器(未示出)可进一步被 设置在空气滤清器箱220中。在某些示例中，空气滤清器箱220具有有限的尺寸，这是由于 车辆内封装空间的要求。在某些类似示例中，下面更详细说明的套筒式碳氢化合物收集器 可集成到空气滤清器箱盖224和/或可以用在设置在空气滤清器箱220内部代替旁路收集 器碳氢化合物收集器。在发动机工作过程中，空气从空气滤清器箱220通过经孔腔250到达洁净空气导 管210。在某些示例中，孔腔250可以是空气滤清器箱220和洁净空气导管210间的接口， 接头，导管和/或连接器。孔腔250可进一步包括内壁251。内壁251可限定空气滤清器 箱220和洁净空气导管210间的通道或管道。孔腔250可以是包括设置来检测经进气系统 的空气质量流量的MAF传感器的MAF孔腔。虽然所示为圆柱形孔腔，但可以理解MAF孔腔 可以是任何形状或尺寸或部分的进气系统，其包括或基本邻近MAF传感器或其他类似传感 器。在所示示例中，空气流经MAF孔腔到达洁净空气导管210。此外，在某些系统中，至曲轴箱强制通风系统(PCV)新鲜空气端口 284的PCV开口 286可设置在进气系统中，如沿洁净空气导管210。例如，PCV开口 286可设置在MAF传感 器和节流阀片64之间。PCV新鲜空气端口 284可联接到发动机10的曲轴箱，并包括在PCV 系统内的进一步的阀门以便控制洁净空气导管210，曲轴箱，和进气歧管间的气流。在可替 换示例中，PCV新鲜空气端口 284可与进气系统200分开，即，用独立的空气过滤系统，且独 立的空气过滤系统可包括碳氢化合物收集器和/或碳氢化合物收集器系统，例如套筒式碳 氢化合物收集器202。可以理解，除了上面的端口，洁净空气导管可包括额外的端口，闸式吸 气端口、燃料箱净化端口等。在发动机机脱离湿机过程中，蒸发的排放物可经进气系统在相反方向上迁移或扩散。碳氢化合物从进气系统逸出可导致碳氢化合物释放到周围环境中。例如，未燃烧碳氢 化合物燃料蒸气可从发动机和/或经PCV开口 286从PCV新鲜空气端口 284迁移。未吸 收排放物可流经空气滤清器箱220，空气净化器222，以及污空气导管280，和/或排水通道 226。在所示实施例中，套筒式碳氢化合物收集器可至少部分设置在孔腔250中，并可 包括框架230和碳氢化合物吸收套筒242。套筒式碳氢化合物收集器可吸收碳氢化合物，如 下面更详细地说明。碳氢化合物吸收套筒242可设置在孔腔250中，并基本邻接内壁251 且邻近孔腔中限定的通道或管道。邻接内壁251可减小气流中断并减少气流限制。碳氢化 合物吸收套筒242可由框架230相对于内壁251保持。进一步，框架可最小限度从内壁和/ 或碳氢化合物吸收套筒伸出。以该方式，套筒式碳氢化合物收集器202可具有最小限度中 断进入发动机的气流。进一步，套筒式碳氢化合物收集器可在PCV新鲜空气端口前以一定 距离(如，超过2英寸)设置，以便在低发动机真空操作条件下可被推进洁净空气导管的任 何发动机油不会泄漏，否则会污染碳氢化合物收集器。在某些示例中，进出发动机的任何气 流都通过套筒式碳氢化合物收集器。因此，在发动机脱浸过程中从发动机排出的所有蒸气 都可在进入周围环境前通过套筒式碳氢化合物收集器。碳氢化合物吸收套筒242可由软绕的和/或层状碳氢化合物吸收材料，如碳氢化 合物吸收片组成。碳氢化合物吸收材料可以由经配置来吸收碳氢化合物的任何合适材料制 成，例如纸张或泡沫的碳渗透片或涂碳片，活性炭，沸石，等。碳氢化合物吸收套筒242可适 于吸收，收集和/或粘附碳氢化合物气体，如“轻端(light ends)”汽油。这些“轻端”汽油 是在发动机机脱离湿机时从典型进气系统中排出蒸气的主要成分。虽然被描述为吸收器， 在某些示例中，通过充分吸收或结合而收集气体的不同吸收材料也可引入作为套筒式碳氢 化合物收集器的一部分。以该方式，释放到周围环境或大气中的碳氢化合物的量被显著减 少或消除。在所示示例中，框架230可保持孔腔250中碳氢化合物吸收套筒242。例如，框架 230可保持碳氢化合物套筒以便其基本邻近或邻接内壁251设置。框架可由塑料，或其他合 适轻型和耐久材料制成。框架的轮廓可最小化从而减小对气流通过孔腔的影响。框架可至少暴露部分碳氢化合物吸收套筒242以便吸收碳氢化合物。例如，框架 230可包括肋条或其他结构限定的窗口或其他开口。碳氢化合物吸收套筒230的暴露部分 可实现碳氢化合物迁移通过的洁净空气导管210和碳氢化合物吸收套筒242间的充分连 通，从而确保充分的吸收和解吸。因此，套筒式碳氢化合物收集器可以是轻型收集器并具有减小的复杂性。进一步， 所公开的套筒式碳氢化合物收集器不轻易由于不同组件和机械特征以及粘合剂随时间磨 损而老化，如通过车辆操作。类似地，套筒式碳氢化合物收集器可具有延长的产品寿命。进 一步，作为被动排放控制设备，套筒式碳氢化合物收集器可不要求车载OBD II监视。图3是带有套筒式碳氢化合物收集器202的示例发动机10的另一个示意图。套 筒式碳氢化合物收集器可包括在进气系统200中，如上所述。在所示示例中，碳氢化合物吸 收套筒242可基本邻接内壁251并由框架230保持。框架和碳氢化合物吸收套筒可最小限 度地从内壁251伸出并可暴露在从空气滤清器箱220到洁净空气导管210的气流中。进一 步，碳氢化合物吸收套筒242可以是卷绕成一个或多个碳氢化合物吸收片层的碳氢化合物吸收材料。所示MAF传感器120穿透孔腔250，框架230和碳氢化合物吸收套筒242。虽然所 示MAF传感器在套筒内部区域延伸，但可以理解MAF传感器可在孔腔中任何位置。进一步， 在可替换示例中，孔腔250可以是任何形状或尺寸或进气系统的一部分，其包括或基本邻 近MAF传感器或其他类似传感器。现在参考图4，其提供了示例套筒式碳氢化合物收集器402和洁净空气导管410的 分解示图。套筒式碳氢化合物收集器包括框架430和碳氢化合物吸收套筒442。如上面所 述，套筒式碳氢化合物收集器可由MAF传感器420穿透并设置在MAF孔腔450中，联接到洁 净空气导管410。进一步，套筒式碳氢化合物收集器可设置在MAF孔腔中。进一步，MAF孔 腔可联接到洁净空气导管410和/或空气滤清器箱盖子(未示出)。可以理解，套筒式碳氢 化合物收集器402，MAF孔腔450和洁净空气导管410可在横向上组装，如沿虚线L。进一 步，MAF孔腔和套筒式碳氢化合物收集器可被MAF传感器420在垂直或径向上穿过，如沿虚 线P。套筒式碳氢化合物收集器402包括碳氢化合物吸收套筒442和框架430。框架可 由塑料或其他轻型，坚固，平滑和/或非流体阻滞材料制成。框架430可包括锁定或定位结 构，例如洁净空气环432和滤清箱环434。框架430可进一步包括内环436，滤清箱环434 以及凸片(tab)440。框架也可包括限定窗口 437的一个或多个肋条438，该窗口可暴露一 部分被保持的碳氢化合物吸收套筒。在某些示例中，洁净空气环432和/或滤清箱环434包括对准和联接特征。例如， 内环436可保持碳氢化合物吸收套筒。在可替换示例中，还另外包括斜角(bevel)或至少 一个切口(notch)，或取代内环436。进一步，洁净空气环432可具有凸片，扣件，或齿部以 及切口，棘爪或其他紧固或固定机构。这类特征可联接和对准框架430和MAF孔腔450，洁 净空气导管410，和/或碳氢化合物吸收套筒442。洁净空气环432可比滤清箱环434具有 较大外径从而限制碳氢化合物吸收套筒442的运动，如横向运动。在某些示例中，滤清箱环 434进一步可包括凸片440以便联接套筒式碳氢化合物收集器至空气滤清器箱盖子424。在 其他示例中，框架也可包括额外凸片、齿部、切口、扣件、斜角等。这类进一步特征可用来对 准或联接碳氢化合物吸收套筒442、MAF孔腔450和/或空气滤清器箱盖子424。在所示示例中，肋条438桥接两个环。在某些示例中，可提供一个以上的肋条来固 定洁净空气环至滤清箱环，并实现其间恒定的分隔距离。在进一步示例中，肋条可绕环阀边 设置，限定窗口 437，并暴露碳氢化合物吸收套筒442。在某些示例中，肋条可基本平行于空 气流的方向，例如平行于虚线L。可以理解，框架也可考虑其他构型。进一步，除了框架，粘 合剂、连接、焊接、销钉和扣件中至少一种可包括在套筒式碳氢化合物收集器中，以便保持， 定位和/或固定碳氢化合物吸收套筒。碳氢化合物吸收套筒442可具有圆柱形状，一定直径和一个或多个碳氢化合物吸 收片层。碳氢化合物吸收层的数目可决定碳氢化合物吸收层的吸收特性，例如吸收容量。碳 氢化合物吸收套筒442可由碳氢化合物吸收材料的冲切片(die cut sheet)制成，例如下 面在图5中更详细说明的碳氢化合物吸收片。碳氢化合物吸收套筒可通过卷绕碳氢化合物 吸收片为圆柱形或部分圆柱形状而构造或形成。进一步，碳氢化合物吸收片可包括对准结 构，其限定MAF传感器的传感器开口 446。[0050]碳氢化合物吸收套筒442的吸收容量可由碳氢化合物吸收套筒设置在其中的传 感器孔腔的直径，框架的直径，发动机容量，洁净空气导管直径等确定。例如，增加的发动机 容量可导致碳氢化合物吸收套筒的吸收容量增加。吸收容量可通过增加吸收表面积而增 加，在某些示例中，通过增加碳氢化合物吸收套筒的长度。在其他示例中，碳氢化合物吸收 套筒可具有增加数目的碳氢化合物吸收片层。在某些这类示例中，碳氢化合物吸收片层的 数目可用增加长度来处理。在其他类似示例中，增加碳氢化合物吸收片层的有效性被认为 达到通过增加长度而增加碳氢化合物吸收套筒的表面积的有效性的90%到80%。因为碳 氢化合物吸收套筒易于构造且要求碳氢化合物吸收材料量的有限，所以易于在不同碳氢化 合物吸收套筒直径，碳氢化合物吸收片层的数目，以及碳氢化合物吸收套筒长度上按比例 调整。MAF孔腔450是传感器孔腔250的一个示例。进一步，MAF孔腔450可以由塑料 或类似轻型耐久材料制成，并可具有邻接内壁451的套筒式碳氢化合物收集器402。MAF孔 腔可具有独立于套筒式碳氢化合物收集器的结构以便保持并固定MAF传感器420在适当位置。在发动机工作时，空气可流经进气系统，且MAF传感器420可测量进入发动机的空 气的量，如上面参考图1的说明。而且，为了实现适当的MAF功能，MAF孔腔的长度和直径 必须考虑发动机尺寸和通过MAF传感器的流量。在某些这类示例中，缸数或容量增加的发 动机可决定MAF孔腔的直径增加，如V6发动机可具有比14发动机大的传感器孔腔。在其 他这类示例中，MAF孔腔必须是直的并具有恒定的横截面积，或包括其他特征从而实现平稳 (如层流)的流量并因此改善MAF传感器精度。MAF孔腔可包括主体452，提供洁净空气端(clean air end) 454，和滤清箱端 468。滤清箱密封件(filter box seal) 464，包括可环绕MAF孔腔主体452的间隔器466。 间隔器466可适于减小组件的重量。进一步，MAF孔腔可经洁净空气端454通过扣件，螺丝， 粘合剂，浇铸，凸片等联接到洁净空气导管410。洁净空气端可包括对准特征，例如斜角或切 口从而对准洁净空气导管，碳氢化合物吸收套筒，和/或框架。通过联接MAF孔腔到空气滤 清器箱，设置其中的套筒式碳氢化合物收集器可更难于接触到，且因此更大程度上阻止干 预。MAF孔腔主体452可具有内部特征供对准框架和/或碳氢化合物吸收套筒。在某 些示例中，碳氢化合物吸收套筒上或内部的切口、凸片、凸起、凹槽等，框架和MAF孔腔可用 于对准。对准特征可用来确保MAF孔腔洞456，传感器开口 446和框架窗口 437在组装时对 准。以该方式，MAF传感器主体496可经MAF孔腔插入碳氢化合物吸收套筒和框架。传感 器开口 446，MAF孔腔洞456和框架窗口 437的尺寸和相对位置可适应实现MAF传感器插入 到MAF孔腔。而且，在MAF孔腔内设置套筒式碳氢化合物收集器可以多种方式封装空间，增 加封装空间效率。MAF孔腔450的滤清箱端468可包括对准和联接特征供固定套筒式碳氢化合物收 集器在MAF孔腔中。进一步，滤清箱端468可包括对准和联接特征供保持MAF孔腔在空气 滤清器箱盖子上。例如，滤清箱端可包括狭槽470供接收凸片440，从而将套筒式碳氢化合 物收集器和MAF孔腔彼此对准和联接。接收的凸片可进一步联接到具有位于空气滤清器箱 盖子上的互补匹配特征(未示出)的空气滤清器箱盖子。[0056]洁净空气导管410可包括易曲元件，例如柔韧的肘形件412，和匹配端414。在进 一步示例中，柔韧肘形件412可包括活动铰链或其他类似结构，或被其取代。匹配端414可 用来固定洁净空气导管410到框架430和/或MAF孔腔450。进一步，匹配端414可包括匹 配端面416，并是圆形的。在某些示例中，匹配端414可具有恒定直径。在其他示例中，匹配 端可以不是圆形的，但可以是矩形的、椭圆形的或其他类似形状。匹配端可包括螺丝、扣件、 或其他固定和对准特征，如切口或凸片。匹配端面416可包括匹配边缘、斜角、断片(divot) 和/或珠体。这样的特征可用于和框架430和/或MAF孔腔450的对准和联接。MAF传感器420可包括MAF传感器主体496，包括进气口 498，数据端口连接492和 联接在数据端口连接与MAF传感器主体间的安装座494。进气口 498可以受控方式实现空 气流进MAF传感器主体496。传感器主体可包括用于测量经进气口 498进入的空气的流量 和质量的电子电路等。传感器主体496可插入MAF孔腔中。MAF传感器420可测量流入洁 净空气导管410前流经MAF孔腔的空气的量。安装座494可通过扣件、螺丝、粘合剂等联接 到MAF孔腔，并可进一步包括这类对准和联接特征。数据端口连接492可发送MAF传感器 420的电子信号至控制器，例如控制器12。图5示出碳氢化合物吸收材料的碳氢化合物吸收片500。碳氢化合物吸收片可卷 绕为碳氢化合物吸收套筒，例如碳氢化合物吸收套筒442和542。碳氢化合物吸收片500可 通过切割形成，并可以是矩形的。在某些示例中，冲切可用来将较大片的碳氢化合物吸收材 料按所需宽度和长度形成碳氢化合物吸收片。碳氢化合物吸收片的宽度可决定碳氢化合物 吸收套筒的长度。碳氢化合物吸收片的长度可至少部分决定碳氢化合物吸收套筒的数目。碳氢化合物吸收片可进一步包括对准特征，如图案孔口 502和图案切口 504。例 如，当吸收片处于卷绕状态时，图案孔口可交叠并限定传感器开口。在本例中，碳氢化合物 吸收片500具有3个图案孔口和3个图案切口，图案孔口和图案切口周期性地隔开。图案 孔口的位置可取决于MAF传感器的位置。在所示示例中，图案孔口可基本在碳氢化合物吸 收片的内部以便被碳氢化合物吸收材料包围。在可替换例中，碳氢化合物吸收片可具有3 个以上或少于3个图案孔口和3个以上或少于3个图案切口。在进一步可替换实施例中， 图案孔口可在碳氢化合物吸收片的边缘切割。图案孔口和图案切口可以是碳氢化合物吸收 片500中冲切的图案的一个示例。图6示出碳氢化合物吸收套筒542的示例，其包括多个碳氢化合物吸收片层507。 如上所述，碳氢化合物吸收套筒542可以是卷绕状态的碳氢化合物吸收片，例如碳氢化合 物吸收片500。在进一步示例中，碳氢化合物吸收套筒542可包括一个或多个彼此堆叠的 层。在进一步的示例中，由层形成的套筒542，例如可形成“C”形，这里纵向狭槽是沿套筒 的整个长度形成的(不完全包裹片，或片层)，以便从后部看时(如图9中所示的示图)，套 筒的形式可近似为字母“C”。套筒542可包括取代图案孔口 502和图案切口 504，或对其补 充的纵向狭槽。在包括纵向狭槽，而无图案孔口 502的示例中，MAF传感器可经纵向狭槽插 入。碳氢化合物吸收套筒可包括暴露的边缘505。在一个这类示例中，图案孔口 502和 图案切口 504已经对准，以便它们是全等的并分别形成传感器开口 546和套筒切口 506。在 某些示例中，虽然没有要求，但粘合剂，扣件等可用来保持碳氢化合物吸收套筒的形状和对 准。[0062]如上所述，碳氢化合物吸收套筒542可具有一个或多个吸收片层507。在碳氢化 合物吸收片层的数目大于1时，可以有内层和外层。层的数目可决定碳氢化合物吸收套筒 542的吸收容量，如上面图4中的说明。在某些示例中，碳氢化合物吸收套筒可具有2层，其 他示例中有3层。在进一步示例中，碳氢化合物吸收套筒可具有多达5层或更多的层。碳 氢化合物是由碳氢化合物吸收套筒吸收的，并可在碳氢化合物吸收套筒内从内层向外层迁 移。然而，外层吸收的效率可由于内层和大量位于内层和外层之间的影响迁移的中间层而 降低。图7是示例套筒式碳氢化合物收集器702的分解示图，其包括框架730和碳氢化 合物吸收套筒742。框架可进一步包括框架凸片708，而碳氢化合物吸收套筒可进一步包括 套筒切口 706。碳氢化合物吸收套筒沿虚线SC可伸缩地插在框架顶部上。框架凸片708可 插入到套筒切口 706从而提供碳氢化合物吸收套筒相对框架的对准。在一个示例中，这样 的对准特征可使传感器开口 746基本在框架窗口 737的上部或顶上。在另一个示例中，碳 氢化合物吸收套筒的内层暴露的边缘705可由肋条覆盖。进一步，如上所述的对准特征可 确保暴露的边缘705被肋条覆盖。进一步，洁净空气环732可保持并阻止碳氢化合物吸收 套筒的运动，如上面图4中的说明。图8示出组装的示例套筒式碳氢化合物收集器702的侧视图，其包括框架730和 碳氢化合物吸收套筒742。碳氢化合物吸收套筒和框架可进一步与传感器孔腔组装，例如 MAF孔腔(未示出)。传感器开口 746可实现传感器，例如MAF传感器(未示出)，插穿碳氢 化合物吸收套筒和框架。传感器开口可以是这样的形状和尺寸，其至少适合MAF传感器的 形状和尺寸。进一步，传感器开口的形状和尺寸可比MAF传感器的形状和尺寸大，从而允许 MAF传感器插入时的公差。以该方式，可容纳MAF传感器，并可防止传感器开口 746的边缘 沿MAF传感器伸出。图9是图8中示例碳氢化合物收集器702的后视图。肋条738可用来保持碳氢化 合物吸收套筒742。可以理解，框架凸片708和/或套筒切口可实现框架与碳氢化合物吸收 套筒的对准。通过将碳氢化合物吸收套筒和框架设置在MAF孔腔内，框架和碳氢化合物吸 收套筒可进一步与MAF孔腔一起组装。图10是示例套筒式碳氢化合物收集器1002和示例MAF孔腔1050的部分分解装 配图。MAF孔腔1050可包括洁净空气端1054。洁净空气端1054可包括具有MAF孔腔切口 1012的洁净空气面1010。MAF孔腔切口 1012可与框架凸片1008和/或套筒切口对准，从 而实现MAF孔腔相对套筒式碳氢化合物吸收收集器的对准和定位。在其他示例中，洁净空 气端1054和/或洁净空气面1010可进一步包括压痕(d印ression)、凹口(dent)、切口、斜 角、狭槽、扣件或其他进一步的对准，锁定和定位特征。进一步，框架1030和套筒式碳氢化 合物收集器1042可伸缩地沿虚线SCM插入。套筒式碳氢化合物收集器可由扣件、螺丝、粘 合剂等在平行于SCM或垂直于SCM的方向上保持。然而，进一步，MAF传感器(未示出)可沿虚线MS径向插穿MAF孔腔1050，和套 筒式碳氢化合物收集器1002。在某些示例中，凸片1040可插入到狭槽1070中从而将框架 1030相对MAF孔腔1050锁定在适当位置，并因此贴着MAF孔腔的内壁1051保持碳氢化合 物吸收套筒1042。在进一步示例中，框架可增大或用粘合剂取代和/或焊接从而贴着内壁 1051固定和保持碳氢化合物吸收套筒1042。
12[0068]对准和定位特征，例如凸片1040，狭槽1070，套筒切口 1006，框架凸片1008和MAF 切口 1012可实现套筒式碳氢化合物收集器沿线SCM可伸缩插入。进一步，这样的对准和 定位特征可实现传感器开口 1046与MAF孔腔洞1056全等和对准。图11是设置在部分进气系统中的套筒式碳氢化合物收集器1102。套筒式碳氢化 合物收集器1102可设置在MAF孔腔1150内。MAF传感器1120可穿透MAF孔腔1150和套 筒式碳氢化合物收集器1102。MAF孔腔1150和套筒式碳氢化合物收集器1102可进一步联 接并集成到空气滤清器箱盖子(未示出)，和洁净空气导管1110。图12是设置在部分进气系统中的示例套筒式碳氢化合物收集器1102的部分切除 的透视图。碳氢化合物吸收套筒1142可插在框架1130上从而形成套筒式碳氢化合物收 集器1102。然后套筒式碳氢化合物收集器1102可插入MAF孔腔1150的内部。MAF传感 器1120可插穿MAF孔腔，碳氢化合物吸收套筒，和框架从而组装套筒式碳氢化合物收集器， 如下面参考图13更详细的说明。套筒式碳氢化合物收集器1102和/或MAF孔腔1150可 联接到洁净空气导管1110。包括在框架，碳氢化合物吸收套筒，MAF孔腔，洁净空气导管和 MAF传感器中特征的对准和联接可帮助确定套筒式碳氢化合物收集器的组装以及其如何设 置在进气系统中。碳氢化合物吸收套筒可具有套筒边缘1148，在该示例中所示碳氢化合物吸收套筒 1142可具有一个或多个层1107。进一步，随着MAF主体穿透MAF孔腔，框架，和碳氢化合物 吸收套筒从而实现进气口 1198和MAF传感器主体1196相对进气流AS的方向设置，MAF传 感器的相对位置可在该图中看到。图12进一步示出框架1130保持碳氢化合物吸收套筒1142。例如，框架可包括滤 清箱环1134和肋条1138。环可覆盖套筒边缘，因而阻止套筒摇晃或伸出，并因此中断气流 通过MAF孔腔。图13是流程图，其示出可用于按照本实用新型一个示例构造和安装套筒式碳氢 化合物收集器。该方法600可包括在602准备碳氢化合物吸收片以便用作套筒。准备碳 氢化合物吸收片可包括定尺寸和/或切割碳氢化合物吸收材料从而装配到传感器孔腔中。 进一步，对准特征可切割为片。切割可以冲切操作执行。在604，该方法可进一步包括卷绕碳氢化合物吸收片为碳氢化合物吸收套筒。卷 绕的套筒可具有一个或多个碳氢化合物吸收片层。碳氢化合物吸收片层的数目可决定碳氢 化合物吸收套筒的吸收容量。在步骤606，该方法可包括在进气系统的传感器孔腔，如MAF孔腔中定位套筒和框 架。例如，在某些系统中，套筒可设置在传感器孔腔中，并插入框架从而将套筒锁定在适当 位置。在其他示例中，框架可伸缩地插入套筒中。套筒可由框架锁定到适当位置，以便基本 邻接传感器孔腔的内壁。该方法可进一步包括套筒和框架的对准。框架和碳氢化合物吸收 片的对准特征可用来辅助定位套筒和框架。应该理解，由框架保持在MAF孔腔中的碳氢化合物吸收套筒可最小化封装利用的 空间。例如，这样利用封装空间可将碳氢化合物吸收材料与MAF传感器的设置整合，增加 空间效率并因此增加发动机配置灵活性。进一步，所公开的套筒式碳氢化合物收集器可包 括简单并使用最少量材料的套筒。以该方式，套筒式碳氢化合物收集器的设计可在大量应 用，如不同发动机中更具适应性和可按比例调整性。进一步，套筒式碳氢化合物收集器组件可实现更小空气滤清器箱的利用，这是由于排除旁通或流经设置在空气滤清器箱中的滤清 器。进一步，如上面简要提到的那样，在某些示例中，套筒式碳氢化合物收集器可联接到空 气滤清器箱盖子上。某些这类方法可阻止干预，因为难于接触碳氢化合物吸收套筒。可以理解，这里公开的配置和程序在本质上是示例的，且这些特定实施例不能当 作限制意义，因为无数变化都是可能的。例如，上面的技术可用于V6、L4、L6、V12、对置4和 其他发动机类型。本公开的主题包括这里公开的不同系统和构型，以及其他特征、功能和/ 或特性的所有新颖和不明显的组合和次组合。权利要求特别指出新颖的和不明显的一定组合和次组合。这些权利要求引用“一 个”元素或“第一”元素及其等效词。权利要求应理解为包括一个或多个这类元素，不要求 也不排除两个或更多这类元素。公开的特征，功能，元素，和/或特性的其他组合和次组合 可通过本权利要求的补正或在该申请或相关申请中提交新权利要求而得到保护。这些权利 要求，无论范围是否比其原始要求更宽、更窄、同等或不同，都应当作包括在本公开的主题 内。
权利要求一种套筒式碳氢化合物收集器，其特征是包括设置在传感器孔腔内并包括一个或多个碳氢化合物吸收层的碳氢化合物吸收套筒；以及适于将所述碳氢化合物吸收套筒保持在所述传感器孔腔内的框架。
2.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述碳氢化合物吸收 套筒是具有一个或多个碳氢化合物吸收层的卷绕状态的碳氢化合物吸收片，且其中所述传 感器孔腔是MAF传感器孔腔，所述碳氢化合物吸收套筒进一步包括切入到所述碳氢化合物 吸收片中的多个套筒图案孔口中的至少一个，其中在所述卷绕状态中，所述套筒图案孔口 交叠从而形成传感器孔口，所述传感器孔口与穿透所述碳氢化合物吸收套筒的传感器一起 设置，并且所述碳氢化合物吸收套筒还包括切入所述碳氢化合物吸收片的多个套筒图案切 口，其中所述卷绕状态，所述套筒图案切口交叠形成套筒切口从而定向所述氢化合物吸收 套筒在所述传感器孔腔内。
3.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是进一步包括粘合剂、连 接、焊接、销钉和扣件中至少一个以便保持、设置和/或固定所述碳氢化合物吸收套筒。
4.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述框架进一步包括 对准特征，所述对准特征相对所述传感器孔腔和碳氢化合物吸收套筒设置所述框架，以便传感器可通过传感器孔腔被放置，同时所述框架和套筒被插入所述孔腔中。
5.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述框架进一步包括: 凸片，其能够与传感器孔腔狭槽配合从而将所述框架和传感器孔腔联接到一起，且所述凸片和所述狭槽的联接进一步相对所述传感器孔腔对准所述框架，且所述凸片进一步联 接所述套筒式碳氢化合物收集器至空气滤清器箱。
6.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述框架进一步包括 环，其部分被置于所述传感器孔腔内并横向保持所述碳氢化合物吸收套筒，所述环也包括将所述套筒式碳氢化合物收集器和洁净空气导管联接和对准的对准特征。
7.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述框架进一步包括 多个肋条，其连接到环，所述多个肋条限定一个或多个通过所述框架的窗口，当所述套筒绕所述框架外部布置时，所述窗口对碳氢化合物吸收套筒暴露所述框架内的空气，其中 所述框架的多个肋条中至少一个和所述框架内的所述环保持碳氢化合物吸收套筒，以便所 述套筒邻接传感器孔腔的内壁，基本地防止所述套筒向所述传感器孔腔的中心伸出，且所 述套筒的暴露边缘隐藏在所述多个肋条中的一个肋条的后面。
8.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述套筒式碳氢化合物 收集器位于流入发动机的新鲜空气流中空气滤清器箱的下游，其中所述收集器位于与曲柄 箱强制通风系统(PCV)开口相隔两英寸或更多的距离。
9.根据权利要求1所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述套筒式碳氢化合物 收集器位于流入发动机的新鲜空气流中曲柄箱强制通风系统开口的上游，即PCV开口的上 游。
10.一种用于一种发动机进气系统的套筒式碳氢化合物收集器，发动机进气系统包括 空气滤清器箱；和洁净空气导管，洁净空气导管联接到发动机工作时发动机气流方向上空 气滤清器箱的下游；其特征是所述套筒式碳氢化合物收集器包括作为所述空气滤清器箱和洁净空气导管 间连接器的传感器孔腔，所述孔腔包括限定所述空气滤清器箱和洁净空气导管间通道的内 壁，碳氢化合物吸收套筒被设置在所述孔腔中并包括一个或多个碳氢化合物吸收层，以及 框架，其相对于所述传感器孔腔内壁保持碳氢化合物吸收套筒。
11.根据权利要求10所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述传感器孔腔是空 气质量流量传感器，(MAF传感器)的传感器孔腔，该空气质量流量传感器被设置来检测流 经进气系统的空气质量流量，所述MAF传感器穿透所述传感器孔腔，框架和碳氢化合物吸 收套筒。
12.根据权利要求10所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是进一步包括PCV开口，所述开口位于与所述套筒式碳氢化合物收集器相距2英寸或更远，所述PCV 出口设置在所述传感器孔腔和节流阀片间，所述PCV开口联接到PVC新鲜空气端口，所述端 口联接所述进气系统至所述发动机的曲轴箱并进一步包括用于控制进气系统，曲轴箱和进 气歧管间所述气流的PCV系统内的阀门。
13.根据权利要求10所述的套筒式碳氢化合物收集器，其特征是所述空气滤清器箱进 一步包括旁通碳氢化合物收集器，其基本平行于流经空气滤清器箱的所述气流，所述旁通 碳氢化合物收集器在空气滤清器和所述套筒式碳氢化合物收集器之间。
专利摘要本实用新型提供一种套筒式碳氢化合物收集器。在某些示例中，套筒式碳氢化合物收集器包括碳氢化合物吸收套筒，该套筒适于被设置于传感器孔腔内并包括一个或多个碳氢化合物吸收层，套筒式碳氢化合物收集器还包括适于将碳氢化合物吸收套筒保持在传感器孔腔内的框架。
文档编号F02M25/08GK201661389SQ20092021922
公开日2010年12月1日 申请日期2009年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者A·G·贝利斯, S·罗林斯 申请人:福特环球技术公司