CN110418885A - 质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器组合 - Google Patents
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Abstract
提供了一种组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器,以用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物。组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器包括导管,其支撑在壳体内呈展开构造的碳氢化合物吸收片。在内燃发动机的运行期间,导管将气流从空气过滤器传送到空气进气导管。壳体中的开口将质量空气流传感器接收到导管中,以使得质量空气流传感器设置在气流内。跨导管延伸的引导叶片降低了通过质量空气流传感器的气流内的空气湍流。沿导管设置的端口允许在内燃发动机不运行时蒸发碳氢化合物排放物被吸入到内部中并被碳氢化合物吸收片捕获。
Description
本申请要求于2017年12月19日提交的美国专利申请第15/847,746号以及于2016年12月20日提交的题为“Mass Airflow Sensor And Hydrocarbon Trap Combination”的且具有申请序列号为62/436,989的美国临时申请的权益和优先权。
技术领域
本公开的领域大体涉及发动机空气进气系统。更具体地说,本发明的领域涉及一种组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器,其显示出对空气流的低阻力,并在发动机停机后吸收来自内燃发动机的进气歧管的蒸发碳氢化合物排放物。
背景技术
空气进气过滤器从进入机动车辆的空气进气歧管的空气移除颗粒物。为此目的,各种过滤器形状随着时间而演变,诸如平板、环、圆柱形和截头圆锥形(圆锥区段)设计。尽管空气过滤器主要起到了从进入空气进气歧管的空气移除颗粒物(诸如灰尘或碎屑)的作用,但是这种过滤器提供很少帮助来阻止蒸发排放物泄漏出进气歧管并进入大气。主要是在发动机关闭和进气歧管是热的时候产生的这种排放物是熟知的空气污染的贡献者。
在内燃发动机的运行期间,空气流通过空气进气系统被抽入到进气歧管,并然后最终进入发动机的燃烧室。空气流是由发动机内的活塞的进气冲程所导致的,其在进气歧管内形成低于环境的大气压力的内部压力,并因此外侧空气被抽入到空气进气系统中。在内燃发动机的运行期间,由于进气歧管内的低内部压力和进入到空气进气系统的空气流,蒸发排放物被阻止离开空气进气系统。
在发动机关闭后,空气继续快速通过空气进气系统,直到进气歧管内的内部压力等于环境的大气压力。如果在空气进气系统中存在未燃烧的燃料,诸如由于通过燃料喷射器从(一个或更多)燃料轨泄漏到进气歧管中的加压燃料,则可能会排放蒸发碳氢化合物。这少量的燃料可蒸发,并且产生的碳氢化合物蒸汽可能迁移出空气进气系统到大气中。尽管这种碳氢化合物蒸汽溢出曾经被认为是可以忽略的,但是当前的法规和环境意识已经产生了消除来自内燃发动机的空气进气系统的蒸发排放物的期望。
消除蒸发碳氢化合物排放物的尝试已包括将第二碳氢化合物吸收过滤器直接跨进入空气进气系统的空气流路径放置。然而,如将被领会是,将过滤介质的额外层跨空气流路径设置会导致将放置于空气进气系统上的额外的流限制。如此,内燃发动机大体是低效的,或者空气进气系统可能需要增加尺寸以便补偿增加的流限制。
消除蒸发碳氢化合物排放物的其他尝试已包括将碳氢化合物蒸汽吸收材料与常规空气过滤器组合。与这些组合过滤器相关联的一个缺点包括蒸汽吸收材料从组合过滤器剥落并进入空气进气系统。此外,蒸汽吸收材料的这种损失可能会对组合过滤器的蒸汽吸收率产生不利影响。因此,存在在不会不利地影响发动机性能的情况下消除来自内燃发动机的空气进气系统的碳氢化合物泄漏的需要。
发明内容
提供了一种碳氢化合物捕集器,以用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物。碳氢化合物捕集器包括导管,其构造成将气流从空气过滤器传送到空气进气导管。多个端口沿着导管设置,以允许蒸发碳氢化合物排放物从空气进气导管抽出。壳体构造成支撑导管和至少一个碳氢化合物吸收片,以捕获蒸发碳氢化合物排放物。壳体构造成与风箱联接,以便在内燃发动机的运行期间通过导管传送空气流。导管与至少一个支撑件联接,该支撑件构造成将呈展开构造的碳氢化合物吸收片维持在邻近于壳体的内周表面处。壳体中的端口构造成支撑导管内的质量空气流传感器。至少一个引导叶片跨导管的内部邻近于质量空气流传感器延伸,并构造成在内燃发动机的运行期间降低通过导管的气流内的空气湍流。
在示例性实施例中,一种用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物的碳氢化合物捕集器包括:导管,其构造成将气流从空气过滤器传送到空气进气导管;沿导管设置的多个端口,以允许将蒸发碳氢化合物排放物从空气进气导管抽出;壳体,其构造成支撑导管和至少一个碳氢化合物吸收片,以捕获蒸发碳氢化合物排放物;以及壳体中的端口,其构造成支撑导管内的质量空气流传感器。
在另一个示例性实施例中,导管与至少一个支撑件联接,支撑件构造成将呈展开构造的碳氢化合物吸收片维持在邻近于壳体的内周表面处。在另一个示例性实施例中,至少一个支撑件构造成具有与内部的形状匹配的形状,并具有为将设置在至少一个支撑件的边缘和内周表面之间的碳氢化合物吸收片提供间隙的尺寸。
在另一个示例性实施例中,壳体构造成与风箱联接,以便在内燃发动机的运行期间通过导管传送气流。在另一个示例性实施例中,壳体包括安装表面,其构造成与设置在风箱上的基本相似的表面配合。在另一个示例性实施例中,设置在安装表面中的一个或更多孔构造成接收用于将壳体联接到风箱的紧固件。
在另一个示例性实施例中,端口构造成在内燃发动机的运行期间将质量空气流传感器延伸到导管内的气流中。在另一个示例性实施例中,导管包括通道,其构造成当导管安装到壳体中时接收质量空气流传感器。在另一个示例性实施例中,碳氢化合物吸收片包括分离部,其构造成当导管被安装到壳体中时接收质量空气流传感器。
在另一个示例性实施例中,至少一个引导叶片跨导管的内部邻近于质量空气流传感器延伸,并且构造成在内燃发动机的运行期间降低通过导管的气流内的空气湍流。在另一个示例性实施例中,至少一个引导叶片包括两个引导叶片,其设置在质量空气流传感器的相对侧上,并且构造成促进质量空气流传感器两侧上基本上为层流的气流。
在示例性实施例中,一种用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物的碳氢化合物捕集器包括:与空气过滤器联接的壳体;设置在壳体内的导管,以将气流从空气过滤器传送到空气进气导管;设置在导管和壳体之间的碳氢化合物吸收片;以及设置在气流内的质量空气流传感器。
在另一个示例性实施例中,导管包括至少一个支撑件,其构造成将呈展开构造的碳氢化合物吸收片维持在邻近于壳体的内周表面处。在另一个示例性实施例中,沿导管设置的多个端口构造成允许蒸发碳氢化合物排放物从空气进气导管被抽入到壳体中。在另一个示例性实施例中,壳体包括端口,其构造成使质量空气流传感器延伸到导管中。
在另一个示例性实施例中,至少两个引导叶片跨导管邻近于质量空气流传感器延伸,并且构造成在内燃发动机的运行期间降低通过质量空气流传感器的气流内的空气湍流。在另一个示例性实施例中,质量空气流传感器设置在至少两个引导叶片之间,以使得气流在质量空气流传感器的两侧上基本上为层。在另一个示例性实施例中,壳体构造成与包含空气过滤器的风箱联接,以使得气流从空气过滤器传送到空气进气导管。
在示例性实施例中,一种用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物的碳氢化合物捕集器包括:导管,其构造成将气流从空气过滤器传送到空气进气导管;壳体,其构造成支撑壳体的内部内的导管和至少一个碳氢化合物吸收片;一个或更多支撑件,其与导管联接,并构造成将呈展开构造的碳氢化合物吸收片维持在壳体内;以及多个端口,其沿导管设置并且构造成允许蒸发碳氢化合物排放物从导管中被抽出并由碳氢化合物吸收片捕获。
在另一个示例性实施例中,壳体构造成与至少部分围绕空气过滤器的风箱联接,以使得气流在内燃发动机的运行期间被传送到导管中。在另一示例性实施例中,壳体包括端口,其构造成将质量空气流传感器接收在导管中,以使得质量空气流传感器暴露于气流。
附图说明
附图涉及本公开的实施例,所述附图中:
图1图示了根据本公开的风箱的示例性实施例,所述风箱包含与组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器联接的空气过滤器;
图2图示了组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器的示例性实施例的第一分解视图;
图3图示了图1的组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器的第二分解视图;
图4图示了组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器的示例性实施例的侧平面视图;
图5图示了图4的组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器的前平面视图;
图5A图示了沿线A-A截取的图5的组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器的横截面视图;
图6图示了图4的组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器的后平面视图;以及
图6A图示了沿线B-B截取的图6的组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器的横截面视图。
虽然本公开可经受各种修改和替代形式,但是其具体实施例已经在附图中以示例的方式示出,并且将在本中详细描述。本发明应当被理解为不限于所公开的特定形式,但是相反,意图在于覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
在下面的描述中,阐述了许多具体细节,以便提供对本公开的透彻理解。然而,对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,本文中公开的发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中,可以做出具体的数字参考,诸如“第一过滤器介质”。然而,具体的数字参考不应被解释为书面顺序,而是应解释为“第一过滤介质”不同于“第二过滤介质”。因此,阐述的具体细节仅仅是示例性的。具体细节可以与本公开的精神和范围不同,并且仍然被认为在本公开的精神和范围内。术语“联接”被定义为意指直接连接到部件或通过另一部件间接连接到部件。此外,如本文中所使用的,用于任何数值或范围的术语“大约”、“近似”或“基本”指示适合的尺寸公差,其允许部件的部分或集合以出于如本文所述的其意指的目的起作用。
大体来说,本公开描述了用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物的组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器。组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器包括壳体,其构造成支撑壳体的内部内的导管和至少一个碳氢化合物吸收片。导管构造成在内燃发动机的运行期间将气流从空气过滤器传送到空气进气导管。壳体的安装表面可以构造成与设置在包含空气过滤器的风箱上的基本相似的表面配合并紧固到其上。壳体包括端口,其构造成将质量空气流传感器接收到导管中,以使得质量空气流传感器设置在气流内。一对引导叶片跨导管延伸,并构造成降低在邻近于质量空气流传感器处通过导管的气流内的空气湍流。包括导管的至少一个支撑件构造成将碳氢化合物吸收片维持在邻近于壳体的内周表面处呈展开构造。支撑件的形状与内部的形状相匹配,并且支撑件具有提供用于设置在支撑件的边缘和内周表面之间的碳氢化合物吸收片的间隙的尺寸。沿导管设置的多个端口构造成当内燃发动机不运行时允许蒸发碳氢化合物排放物被抽入到内部中并被碳氢化合物吸收片捕获。
图1图示了根据本公开的风箱100的下部部分的示例性实施例的上部透视图,所述风箱100包含空气过滤器104,所述空气过滤器104与组合的质量空气流传感器和碳氢化合物捕集器108(下文中称为“碳氢化合物捕集器”)联接。风箱100包括至少一个空气入口112,其通过导管124将气流116传送到风箱的内部120中。空气过滤器104设置在内部120内,并构造成在气流通过碳氢化合物捕集器108之前移除可能随气流116流动的颗粒物和污染物,并且气流然后通过导管128被引导至内燃发动机的空气进气导管。碳氢化合物捕集器108构造成当内燃发动机不运行时吸收从空气进气导管泄漏的蒸发碳氢化合物排放物。
风箱100大体包括壳体132,其构造成改善气流116通过空气过滤器104的运动。壳体132构造成支撑空气过滤器104,并提供空气过滤器的内部和发动机的空气进气导管之间的界面。设想的是可以采用各种技术来将空气过滤器104与壳体132的内部120联接而没有限制。例如,壳体132可以包括安装部分,其便于将空气过滤器104与壳体的内部表面联接,从而在空气过滤器104的内部和发动机的空气进气导管之间建立防漏气连接。壳体132优选地包括足够耐用和耐温的材料,以在与发动机的空气进气导管联接时在运行期间保持其构造。构思的是壳体132可以通过注射模制或其他类似技术来形成。
图2-3图示了根据本公开可以与风箱100联接的碳氢化合物捕集器108的示例性实施例的分解视图。碳氢化合物捕集器108包括壳体136,其支撑壳体的内部148内的导管140和至少一个碳氢化合物吸收片144。导管140包括两个或更多支撑件152,其构造成维持碳氢化合物吸收片144,该碳氢化合物吸收片144呈平滑、展开构造设置在邻近于壳体136的内周表面156处。支撑件152大体具有与内部148的形状相匹配的形状,并且具有为碳氢化合物吸收片144提供足够间隙的尺寸,碳氢化合物吸收片144将被设置在支撑件152的边缘和内周表面156之间,就如图5A中所示。支撑件152可以以个体部件的形式被制造为导管140的延伸部分,或者可以包括可以与导管140联接的分离部件。
沿导管140设置的多个端口160构造成当发动机不运行时允许蒸发碳氢化合物排放物被抽至碳氢化合物吸收片144,并被碳氢化合物吸收片144捕获。如图3和6 A中最佳示出的,端口160可以包括导管140内的窄开口,其允许蒸发碳氢化合物排放物迁移到支撑件152之间的内部148中。然而,应当理解,端口160不限于窄开口,而是端口160可以包括不同于图3和6A所图示的窄开口的成形开口。此外,构思的是在一些实施例中,在被认为有利于碳氢化合物排放物的蒸发时,任意的各种成形的部分、隆起、通道、导管和任何其他表面特征都可以被结合到导管140中,并且与端口160联接,而没有限制。
导管140构造成在发动机运行时引导气流116通过碳氢化合物捕集器108。这样,导管140包括凸缘164,其构造成与空气过滤器104联接。凸缘164可以直接接收在空气过滤器104的基部中,或者可以与构成风箱100的一部分的接收空气过滤器104的管、导管或适配器联接。此外,壳体136包括安装表面168和多个孔172,其构造成能够将碳氢化合物捕集器108紧固到风箱100上,从而将凸缘164放置成与空气过滤器104的内部流体连通,就如本文所描述的。设想的是安装表面168可以构造成与设置在风箱100上的基本相似的表面配合。适合的垫圈可以定位在安装表面168和风箱100上的表面之间,以便在空气过滤器104和发动机的空气进气导管之间提供防漏空气的连结。
如图3中最佳示出的,壳体136包括开口或端口176,其构造成将质量空气流传感器180接收到碳氢化合物捕集器108中,以使得质量空气流传感器180可以被放置成与气流116接触,就如图4、5和6中最佳示出的。设置在导管140内的通道184和构成碳氢化合物吸收片144的分离部188构造成在导管140和碳氢化合物吸收片144安装到壳体136中期间容纳延伸到内部148中的质量空气流传感器180。例如,在质量空气流传感器180已经被插到端口176并紧固到壳体136上之后,通道184和分离部188可以便于将导管140和碳氢化合物吸收片144插入到壳体136中。设想的是通道184和分离部188可以便于定期地移除和更换碳氢化合物吸收片144,而不必须从壳体136移除质量空气流传感器180。然而,在一些实施例中,可以在导管140和碳氢化合物吸收片144中设置任意的各种适合尺寸的开口,以代替通道184和分离部188,并且构造成接收质量空气流传感器180。
如图5和6中最佳示出的,导管140包括至少一对引导叶片192,其跨接导管的内部并邻近于质量空气流传感器180延伸。引导叶片192构造成在发动机的运行期间有利地降低通过质量空气流传感器180的气流116内的空气湍流。设想的是降低通过质量空气流传感器180的气流116的湍流可以提供空气流测量的相对较高准确性。如图6和6 A中所示,质量空气流传感器180可以被设置在引导叶片192之间,以便促进在质量空气流传感器的两侧基本上为层流的气流116。在一些实施例中,引导叶片192可被模制为导管140的一部分,或者引导叶片192可包括可与导管140联接的独立部件,而没有限制。设想的是在可被发现有利地降低气流116中的湍流时,任意的各种结构可以实施来代替引导叶片192,而没有限制。
虽然已经借助特定的变型和示意性附图描述了本发明,但是本领域普通技术人员将认识到,本发明不限于所描述的变型或附图。此外,当上述方法和步骤指示某些事件以某种顺序发生时,本领域普通技术人员将认识到某些步骤的排序可以被修改,并且这种修改是根据本发明的变型。另外,在可能时,某些步骤可以在并行过程中同时执行,也可以如上所述按顺序地执行。在存在本发明的变型的程度上,所述变型是在本公开的精神内或者等同于权利要求中发现的发明,意图是本专利也将覆盖这些变型。因此,本公开要被理解为不受本文中描述的具体实施例的限制,而是仅受所附权利要求的范围的限制。
Claims (21)
1.一种用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物的碳氢化合物捕集器,所述碳氢化合物捕集器包括:
导管,所述导管构造成将气流从空气过滤器传送到所述空气进气导管;
沿所述导管设置的多个端口,以允许蒸发碳氢化合物排放物从所述空气进气导管中被抽出;
壳体,所述壳体构造成支撑所述导管和至少一个碳氢化合物吸收片,以捕获所述蒸发碳氢化合物排放物;以及
所述壳体中的端口,所述端口构造成支撑所述导管内的质量空气流传感器。
2.根据权利要求1所述的碳氢化合物捕集器,其中所述导管与至少一个支撑件联接,所述至少一个支撑件构造成将呈展开构造的所述碳氢化合物吸收片维持在邻近于所述壳体的内周表面处。
3.根据权利要求2所述的碳氢化合物捕集器,其中所述至少一个支撑件构造成具有与所述内部的形状匹配的形状,并具有为将设置在所述至少一个支撑件的边缘和所述内周表面之间的所述碳氢化合物吸收片提供间隙的尺寸。
4.根据权利要求1所述的碳氢化合物捕集器,其中所述壳体构造成与风箱联接,以便在所述内燃发动机的运行期间通过所述导管传送所述气流。
5.根据权利要求4所述的碳氢化合物捕集器,其中所述壳体包括构造成与设置在所述风箱上的基本相似的表面配合的安装表面。
6.根据权利要求5所述的碳氢化合物捕集器,其中设置在所述安装表面中的一个或更多孔构造成接收用于将所述壳体联接到所述风箱的紧固件。
7.根据权利要求1所述的碳氢化合物捕集器,其中所述端口构造成在所述内燃发动机的运行期间使所述质量空气流传感器延伸到所述导管内的所述气流中。
8.根据权利要求7所述的碳氢化合物捕集器,其中所述导管包括构造成当所述导管被安装到所述壳体中时接收所述质量空气流传感器的通道。
9.根据权利要求8所述的碳氢化合物捕集器,其中所述碳氢化合物吸收片包括构造成当所述导管被安装到所述壳体中时接收所述质量空气流传感器的分离部。
10.根据权利要求1所述的碳氢化合物捕集器,其中至少一个引导叶片跨所述导管的内部邻近于所述质量空气流传感器延伸,并且构造成在所述内燃发动机的运行期间降低通过所述导管的所述气流内的空气湍流。
11.根据权利要求10所述的碳氢化合物捕集器,其中所述至少一个引导叶片包括两个引导叶片,所述两个引导叶片设置在所述质量空气流传感器的相对侧上,并且构造成促进所述质量空气流传感器的两侧上的基本上为层流的气流。
12.一种用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物的碳氢化合物捕集器,所述碳氢化合物捕集器包括:
与空气过滤器联接的壳体;
设置在所述壳体内的导管,以将气流从所述空气过滤器传送到所述空气进气导管;
设置在所述导管和所述壳体之间的碳氢化合物吸收片;以及
设置在所述气流内的质量空气流传感器。
13.根据权利要求12所述的碳氢化合物捕集器,其中所述导管包括至少一个支撑件,所述至少一个支撑件构造成将呈展开构造的所述碳氢化合物吸收片维持在邻近于所述壳体的内周表面处。
14.根据权利要求12所述的碳氢化合物捕集器,其中沿所述导管设置的多个端口构造成允许所述蒸发碳氢化合物排放物从所述空气进气导管被吸入到所述壳体中。
15.根据权利要求12所述的碳氢化合物捕集器,其中所述壳体包括构造成使所述质量空气流传感器延伸到所述导管中的端口。
16.根据权利要求12所述的碳氢化合物捕集器,其中至少两个引导叶片跨所述导管邻近于所述质量空气流传感器延伸,并且构造成在所述内燃发动机的运行期间降低通过所述质量空气流传感器的所述气流内的空气湍流。
17.根据权利要求16所述的碳氢化合物捕集器,其中所述质量空气流传感器设置在所述至少两个引导叶片之间,以使得所述气流在所述质量空气流传感器的两侧上基本上为层。
18.根据权利要求12所述的碳氢化合物捕集器,其中所述壳体构造成与包含所述空气过滤器的风箱联接,以使得所述气流从所述空气过滤器传送到所述空气进气导管。
19.一种用于吸收来自内燃发动机的空气进气导管的蒸发碳氢化合物排放物的碳氢化合物捕集器,所述碳氢化合物捕集器包括:
导管,所述导管构造成将气流从空气过滤器传送到所述空气进气导管;
壳体,所述壳体构造成支撑所述壳体的内部内的所述导管和至少一个碳氢化合物吸收片;
一个或更多支撑件,所述一个或更多支撑件与所述导管联接,并构造成将呈展开构造的所述碳氢化合物吸收片维持在所述壳体内;以及
多个端口,所述多个端口沿所述导管设置,并且构造成允许所述蒸发碳氢化合物排放物从所述导管被抽出并被所述碳氢化合物吸收片捕获。
20.根据权利要求19所述的碳氢化合物捕集器,其中所述壳体构造成与至少部分围绕所述空气过滤器的风箱联接,以使得所述气流在所述内燃发动机的运行期间被传送到所述导管中。
21.根据权利要求19所述的碳氢化合物捕集器,其中所述壳体包括构造成将质量空气流传感器接收到所述导管中的端口,以使得所述质量空气流传感器暴露于所述气流中。
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