CN108422853B - 燃料箱蒸汽抑制装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆中的燃料箱内的燃料蒸汽抑制系统，其包括燃料存储舱、开口、进口止回阀以及蒸汽抑制装置，其中，进口止回阀设置在开口中并且连接至燃料加注器管，蒸汽抑制装置设置在燃料存储舱中并且与进口止回阀连接。蒸汽抑制装置可以包括具有不小于1mm的孔尺寸的圆柱网状主体。

Description

燃料箱蒸汽抑制装置
技术领域
本公开总的来说涉及燃料蒸汽抑制装置。更具体地，涉及用于车辆燃料箱的蒸汽抑制装置。
背景技术
燃料箱蒸汽抑制装置在用户以燃料加注燃料箱时减少以蒸汽逃离燃料箱的燃料量。由于环境问题和政府法规旨在减少空气排放，制造商已采取各种措施以减少燃料蒸汽的逃离，诸如通过将它们引导至发动机用于燃烧或引导至具有吸附蒸汽的碳的滤罐。
抑制加油时产生的燃料蒸汽的量减少了控制蒸汽所需的工作并且改善了燃料系统中的滤罐内的碳吸附介质的性能。抑制燃料蒸汽产生的一种方法是机械地分散进入燃料箱的液体燃料的力。已知的蒸汽抑制装置对于使用它们的应用范围不能完全令人满意。例如，一些燃料系统使用设置在燃料箱中的过滤介质以减少由燃料加油导致的蒸汽。然而，这些蒸汽减少装置的尺寸和构造会显著地限制燃料流动并且影响燃料系统的操作。
发明内容
描述了一种在液体燃料被泵送至车辆的燃料箱内时用于抑制燃料蒸汽产生的蒸汽抑制装置。根据一个方面，一种车辆燃料箱可以包括进口止回阀和蒸汽抑制装置。燃料箱包括具有开口的燃料存储舱、设置在开口上并且连接至燃料加注器管的进口止回阀、以及蒸汽抑制装置。蒸汽抑制装置包括连接至进口止回阀的进口端、出口端以及在二者之间的中空圆柱体。出口端与燃料箱的底部间隔开，并且中空圆柱体包括网状部分，网状部分具有至少1mm的孔尺寸。在一个实施例中，网状部分可以包括在约1.0mm至1.5mm的范围内的孔尺寸。
在一个实施例中，蒸汽抑制装置的长度在约100mm至约150mm的范围内。在另一个实施例中，蒸汽抑制装置的进口端包括卡扣安装至进口止回阀的主体的衬圈。在另一个实施例中，进口端通过塑料束带连接至进口止回阀。在另一个实施例中，中空圆柱体在出口端处封闭。
在另一个实施例中，中空圆柱体包括侧壁和底壁，并且网状部分包括在侧壁上的网状部和在底壁上的网状部。磁性环可以连接至底壁。
根据另一方面，蒸汽抑制装置设置在燃料箱中。蒸汽抑制装置具有与燃料箱底部间隔开的出口端、构造成连接在燃料进口止回阀上的进口端、以及包括网状部分的中空圆柱体。在一个实施例中，网状部分的厚度为约0.3mm。在另一个实施例中，网状部分可以包括不小于1mm的孔尺寸。在另一个实施例中，网状部分可以包括在约1.0mm至1.5mm的范围内的孔尺寸。
在另一个实施例中，圆柱体包括侧壁和在出口端处的底壁。侧壁可以包括第一网状部并且底壁包括第二网状部。第一网状部的孔尺寸可以大于第二网状部的孔尺寸。
在另一个实施例中，磁性环可以连接至底壁。
根据本发明的另一方面，一种车辆中的燃料箱可以包括：进口止回阀，该进口止回阀设置在燃料箱的开口上并且连接至燃料加注器管；以及蒸汽抑制装置，该蒸汽抑制装置设置在燃料箱中。蒸汽抑制装置包括连接至进口止回阀的进口端、出口端以及与出口端收缩在一起的网状圆柱体。蒸汽抑制装置的出口端与燃料箱的底部间隔开。
在一个实施例中，网状圆柱体的至少一部分具有不小于1mm的孔尺寸。
在另一个实施例中，网状圆柱体的孔基本上为正方形。
附图说明
图1示意性示出了车辆中的示例性燃料系统。
图2A示意性示出了根据本公开的一个实施例的安装在燃料箱中的蒸汽抑制装置的实例。
图2B示出了图2A中蒸汽抑制装置的放大图。
图3是根据本公开的另一个实施例的示例性蒸汽抑制装置的立体图。
图4是根据本公开的另一个实施例的示例性蒸汽抑制装置的立体图。
图5是根据本公开的另一个实施例的示例性蒸汽抑制装置的立体图。
图6是根据本公开的另一个实施例的示例性蒸汽抑制装置的立体图。
图7是示出了具有安装有蒸汽抑制装置的燃料箱和未安装蒸汽抑制装置的燃料箱的燃料系统的滤罐中碳氢化合物吸收的测试数据。
具体实施方式
通过结合附图阅读以下具体实施方式，将更好地理解所公开的燃料箱蒸汽抑制系统。本文公开的具体实施方式以及附图仅仅提供各种发明的实例。本领域技术人员将理解，在不脱离本文所描述的本发明的范围的情况下，可以改变、修改以及替换所公开的实例。出于不同的应用和设计考虑，许多变型都是可以想到的；然而，为了简洁起见，在下面的具体实施方式中没有单独地描述每个及每一预期的变化。
通过下面的具体实施方式，提供了燃料箱蒸汽抑制系统的实例。实例中的相关特征可以在不同的示例中相同、相似或不相似。为了简洁起见，相关特征将不在每个实例中冗余地解释。相反，相关特征名称的使用将提示读者，具有相关特征名称的部件可以类似于之前解释的实例中的相关特征。对于给定实例的具体特征将在特定实例中描述。读者应该理解，给定特征不需要与任何给定附图或者实例中的相关特征的具体描绘相同或相似。
图1示意性描述了车辆中的示例性燃料系统10。燃料系统10可以包括发动机20，发动机20具有多个汽缸22。发动机20通过一个或者多个泵与燃料箱40和进气燃料流体连通。在一些实施例中，燃料系统10可以包括燃料蒸汽回收系统，燃料蒸汽回收系统包括燃料蒸汽路径50和碳滤罐52。燃料系统10包括燃料箱80。燃料箱80包括燃料存储舱40和进口止回阀30。由燃料存储舱40产生的蒸汽可以被引导至燃料蒸汽回收路径50和碳滤罐52并且随后在碳滤罐中的碳吸附。燃料蒸汽回收路径50可以包括选择性地与燃料存储舱40连接或断开的燃料蒸汽阀62和64，用于燃料蒸汽回收。此外，碳滤罐52可以通过滤罐回收阀16连接至发动机20，使得回收的燃料蒸汽被抽取至发动机20用于燃烧。滤罐回收阀16可以是开口阀(open valve)，使得可以通过碳滤罐52上游的阀62和64调整抽取速率。滤罐52可以具有开口以将过滤的空气排放到大气中。此外，在燃料存储舱40和碳滤罐52之间的阀可以保持碳滤罐52和燃料存储舱40中合适的压力，使得来自燃料存储舱40的蒸汽的量不会增加。例如，阀62和64可以控制燃料蒸汽回收路径50中的燃料的流动速率，以允许在燃料存储舱40处以不同压力条件进行燃料蒸汽回收。车辆可以进一步包括控制模块70以获得来自各种传感器的信息并且启动诸如阀的控制装置。在描述的实施例中，燃料系统10可以包括燃料箱压力传感器68以测量箱80中的蒸汽压力。
在一些实施例中，燃料箱80可以包括接收加油加注器(refuel filler)90的燃料进口92以及设置在燃料进口92和燃料箱体上的开口之间的加注器管94。进口止回阀30可以设置在开口上并且与加注器管94相连接。在一些实施例中，密封件93设置在燃料进口92上。图1还示出了车身上的加油盖96。
在一些实施例中，蒸汽抑制装置98可以设置在燃料存储舱40中。蒸汽抑制装置98减少加油时产生的蒸汽，这可以改善碳滤罐52的性能并且允许碳滤罐52中低成本碳的使用。图1示出了蒸汽抑制装置98相对于燃料存储舱40的底部以角度α设置。应该理解，蒸汽抑制装置98可以任何合适的角度设置。下面将描述蒸汽抑制装置的示例性实施例。
图2A和图2B示意性示出了车辆中的示例性燃料箱100。燃料箱100包括具有开口120的燃料存储舱110、进口止回阀130以及设置在燃料存储舱110中的蒸汽抑制装置140。设置在开口120中的进口止回阀130连接至燃料加注器管132。当用户将燃料泵送入存储舱时，燃料通过燃料加注器管132和进口止回阀130，止回阀130防止燃料回流至燃料加注器管132。燃料蒸汽抑制装置140可以包括网状部分，网状部分被构造成消散进入燃料的能量并且在燃料离开进口止回阀时减小喷雾效应，同时防止由于颗粒和其他污染物在蒸汽抑制装置上的积聚而导致的阻塞，其可能导致燃料最大流速的减小。
继续参考图2A和图2B，燃料蒸汽抑制装置140包括进口端142、主体144以及出口端146。在一些实施例中，主体144可以包括具有网状部分148的中空柱体。在描述的实施例中，主体144是圆柱体，但是主体144可以是任何合适的柱形形状，诸如具有椭圆形截面的柱体。进口端142可以通过任何合适的机构连接至进口止回阀130。出口端146远离燃料存储舱110的底部设置。在一些实施例中，主体144可以由塑料制成。然而，主体144可以由例如包括不锈钢的任何合适的材料制成。形成主体144的侧壁的网状部分148构造成消散进入燃料的能量以减少蒸汽的产生，同时在没有不期望的限制的情况下允许燃料自由流动通过。孔大小的尺寸、圆柱体的配置和位置是用以确定燃料蒸汽减少和期望流速的效果的因素。在一些实施例中，网状部分148具有的孔尺寸不小于1毫米(mm)。不小于1mm的孔尺寸可以允许燃料在不限制最大流动速率的情况下流动通过圆柱体。孔尺寸可以在约1.0mm至约1.5mm的范围内，其中，该值可以指圆形孔的直径、方形孔的边或者矩形孔的长边。应该理解的是，网状部分148的孔可以是诸如矩形、圆形、三角形或者多边形的任何合适的形状。在图2A和图2B描述的实例中，网状部分的孔基本上是相同的。
蒸汽抑制装置140可以通过任何合适的方法连接至进口止回阀130。例如，蒸汽抑制装置140可以包括衬圈(诸如图5中示出的与蒸汽抑制装置440相关的衬圈)，衬圈通过卡扣安装连接至进口止回阀130。在其它实例中，燃料蒸汽抑制装置140可以通过束带连接至进口止回阀130，诸如图4中示出的与蒸汽抑制装置340相关的塑料束带。
根据燃料箱的尺寸和配置，蒸汽抑制装置140可以是包括约100mm至约150mm范围内的任何长度。在一些实施例中，圆柱体的长度可以不大于燃料箱的一半高度。在一些实施例中，邻近于出口端146的主体144的一部分可以随着填充的燃料高于出口端146而浸没在燃料中。应该理解，出口端146不需要漂浮在燃料液面上。
图3示出了根据本公开的另一实施例的蒸汽抑制装置240的立体图。在描述的实施例中，蒸汽抑制装置240包括进口端242、出口端246以及圆柱体248。衬圈250允许该装置通过卡扣安装连接至进口止回阀的主体。圆柱体248由诸如塑料网或者金属网的网状材料形成。在描述的实施例中，圆柱体248的侧壁在出口端246处封闭，即，侧壁的一端被密封或者收缩一起。在这种配置中，圆柱体248的截面面积沿着进入燃料箱的燃料的路径逐渐减小。由此，在燃料通过蒸汽抑制装置240时，动能增加并且更多能量被消散。由于能量的消耗，燃料的蒸发减少。同时，因为孔网的尺寸不小于1mm从而允许自由流动。
图4示出了蒸汽抑制装置340的另一个实施例。蒸汽抑制装置340包括进口端352、出口端354以及由侧壁350和底壁352限定的圆柱体348。根据本领域已知的方法，塑料束带352允许蒸汽抑制装置340连接至进口止回阀的主体。底壁352可以具有比侧壁350更小的孔。更小的孔由于流动的阻力可以通过更多的能量消散而更有效率地减少蒸汽的产生，同时侧壁350上较大的孔允许自由流动通过蒸汽抑制装置340。圆柱体348可以由硬塑料材料或者软塑料材料制成。孔可以通过任意合适的方法形成，例如，诸如成型工艺中钻孔、冲孔、成型孔。在一些实施例中，圆柱体348可以由具有不同孔尺寸的网状材料制成。
图4还示出了圆柱体348通过束带352连接至进口止回阀330。应该理解，可以使用任何合适的方法将蒸汽抑制装置340连接至进口止回阀330。
图5示出了蒸汽抑制装置440的另一个实施例。蒸汽抑制装置440包括进口端442、出口端446以及圆柱体448，圆柱体448由侧壁450和底壁452限定并且被构造成在侧壁450和/或底壁452上具有孔。衬圈450允许蒸汽抑制装置440通过卡扣安装连接至进口止回阀的主体。侧壁450可以包括具有第一孔尺寸的第一部分454和具有第二孔尺寸的第二部分456。第一部分454邻近于进口端442。第一部分454中的第一孔尺寸可以大于第二部分456中的第二孔尺寸。在描述的实施例中，底壁452可以包括孔并且具有第三孔尺寸。在一些实施例中，第三孔尺寸可以小于、大于或者等于第二孔尺寸。在其它实例中，第三孔尺寸可以小于、大于或者等于第一孔尺寸。圆柱体448可以由硬塑料材料或者软塑料材料制成。孔可以通过任意合适的方法形成，例如，诸如成型工艺中钻孔、冲孔、成型孔。在一些实施例中，圆柱体448可以由具有不同孔尺寸的网状材料制成。
应该理解，可以依据燃料箱的配置而改变圆柱体448的不同部分的孔尺寸，以实现燃料蒸汽减少同时保持燃料自由流动至圆柱体外的效果。
图6示出了根据本公开的蒸汽抑制装置540的另一个实施例。为了简洁起见，不再详细描述类似于前述实施例的特征。蒸汽抑制装置540包括进口端542、出口端546以及由侧壁550和底壁552限定的圆柱体548。圆柱体548的配置、孔尺寸和形状可以相似于上面描述的实施例。不同之处在于磁性环554可以附接至底壁552。磁性环554可以捕获具有含铁性质的微粒，否则微粒由于它们较小的尺寸将会离开蒸汽抑制装置540。通过这种方式，除了能够过滤出具有大于蒸汽抑制装置540的孔尺寸的尺寸的颗粒，蒸汽抑制装置540还可以具有通过磁力捕获微粒的附加功能。
本公开的燃料蒸汽抑制装置可以在加油期间明显地减少蒸汽的产生。图7示出了测试结果，该测试结果示出通过由如图1所示的车辆燃料系统中的滤罐捕获的碳氢化合物。在测试期间，加载至滤罐的蒸汽为38升/分钟。在测试中使用的燃料箱具有80升的内部体积容量。在测试中使用的蒸汽抑制装置包括具有网状部分的长度为120mm、内径为39mm以及网状部分中的1.3mm×1.3mm的孔的圆柱体。圆柱体在出口端是封闭的。圆柱体的进口端连接至进口止回阀。以38升/分钟的速率泵送燃料。在测试期间环境温度介于15℃至18℃之间。图6中表明和确定对在燃料系统中的滤罐的蒸汽负载。图7中示出了分配的每升汽油通过滤罐捕获的碳氢化合物的量(克)。测试1至测试4是在一次操作中完成从0至100％的填充。测试4至测试6在箱内进行的是从燃料箱8％满载时开始加油并且在燃料箱100％燃料时终止。测试1至测试3是在没有蒸汽抑制装置的燃料箱中进行的。测试4至测试6是在装备有蒸汽抑制装置的箱处进行的。
在对燃料箱进行从0至100％容量的加油操作期间，与没有蒸汽抑制装置的燃料箱相比，具有蒸汽抑制装置的燃料箱中的滤罐内吸收的蒸汽减少了约36％。在对燃料箱进行从8％至100％容量的加油操作期间，与没有蒸汽抑制装置的燃料箱相比，具有蒸汽抑制装置的燃料箱中的滤罐内吸收的蒸汽减少了约40％。该测试数据表明通过使用本公开的蒸汽抑制装置明显减少了进入滤罐的蒸汽。蒸汽的减少可允许在滤罐中包括较高百分比的较低BAX等级的碳，这改善了泄放性能(bleed emission performance)并且节省了滤罐的成本。
以上公开包含具有独立实用性的多个不同的发明。虽然已经以具体形式公开这些发明中的每一个，但是上述公开和示出的特定实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。本发明的主题包括上面公开的和本领域技术人员对于这些发明固有的各种元件、特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。在本公开或随后提交的权利要求叙述的“一个”元件、“第一”元件或任何这样的等同术语中，本公开或权利要求应当被理解成包括一个或多个这样的元件，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。
申请人保留提交针对被认为是新颖和非显而易见的所公开的发明的组合和子组合的权利要求的权利。以特征、功能、元件和/或属性的其他组合及子组合实施的发明可通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这种修改或新的权利要求，无论它们是针对相同的发明还是不同的发明，以及无论它们在范围上与原始权利要求不同、更宽、更窄或相等，都应被认为在本文所描述的发明的主题内。

Claims (20)

1.一种车辆中的燃料箱，包括：
燃料存储舱；
开口；
进口止回阀，所述进口止回阀设置在所述开口上并且连接至燃料加注器管；以及
蒸汽抑制装置，所述蒸汽抑制装置设置在所述燃料箱中，其中，所述蒸汽抑制装置包括连接至所述进口止回阀的进口端、出口端以及中空圆柱体，所述中空圆柱体位于所述进口端和所述出口端之间并且包括网状部分，其中，所述出口端与所述燃料箱的底部间隔开，并且所述网状部分具有不小于1mm的孔尺寸，
其中，所述中空圆柱体包括侧壁和底壁，磁性环连接至所述底壁。
2.根据权利要求1所述的燃料箱，其中，所述中空圆柱体的所述网状部分的孔尺寸在1.0mm至1.5mm的范围内。
3.根据权利要求1所述的燃料箱，其中，所述蒸汽抑制装置的长度在100mm至150mm的范围内。
4.根据权利要求1所述的燃料箱，其中，所述进口端包括卡扣安装至所述进口止回阀的主体的衬圈或者所述进口端通过塑料束带连接至所述进口止回阀。
5.根据权利要求1所述的燃料箱，其中，所述中空圆柱体在所述出口端处封闭。
6.根据权利要求1所述的燃料箱，其中，所述网状部分包括在所述侧壁上的第一网状部和在所述底壁上的第二网状部。
7.根据权利要求1所述的燃料箱，其中，所述网状部分的孔是矩形、圆形或者三角形。
8.一种设置在燃料箱中的蒸汽抑制装置，包括：
进口端，所述进口端构造成连接在燃料进口止回阀上；
出口端；以及
中空圆柱体，其中，所述中空圆柱体包括网状部分并且所述出口端与所述燃料箱的底部间隔开，并且所述中空圆柱体的所述网状部分的孔尺寸不小于1mm，
其中，所述中空圆柱体包括侧壁和在所述出口端处的底壁，磁性环连接至所述底壁。
9.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述中空圆柱体的所述网状部分的厚度为0.3mm。
10.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述中空圆柱体的所述网状部分的孔尺寸在1.0mm至1.5mm的范围内。
11.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述蒸汽抑制装置的长度在100mm至150mm的范围内。
12.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述进口端包括卡扣安装至所述进口止回阀的主体的衬圈。
13.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述中空圆柱体在所述出口端处封闭。
14.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述蒸汽抑制装置由塑料材料制成。
15.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述侧壁包括第一网状部并且所述底壁包括第二网状部。
16.根据权利要求15所述的蒸汽抑制装置，其中，所述第一网状部的孔尺寸大于所述第二网状部的孔尺寸。
17.根据权利要求8所述的蒸汽抑制装置，其中，所述网状部分的孔是矩形、圆形或者三角形。
18.一种车辆中的燃料箱，包括：
进口止回阀，所述进口止回阀设置在所述燃料箱的开口上并且连接至燃料加注器管；以及
蒸汽抑制装置，所述蒸汽抑制装置设置在所述燃料箱中，其中，所述蒸汽抑制装置包括连接至所述进口止回阀的进口端、出口端以及与所述出口端收缩在一起的网状圆柱体，
其中，所述蒸汽抑制装置的所述出口端与所述燃料箱的底部间隔开，所述网状圆柱体包括侧壁和底壁，磁性环连接至所述底壁。
19.根据权利要求18所述的燃料箱，其中，所述网状圆柱体的至少一部分具有不小于1mm的孔尺寸。
20.根据权利要求18所述的燃料箱，其中，所述网状圆柱体的孔为正方形。
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