CN201687604U - 适于机动车辆中使用的碳罐及碳罐外壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适于机动车辆中使用的碳罐及碳罐外壳。系统具有限定空腔的碳罐外壳，用于储存碳颗粒，碳罐外壳包括：端口以及布置在端口和空腔之间的过滤器，过滤器的表面部分相对于空腔来说是凸起的，其中，过滤器具有多个孔。一体的过滤器避免了使用泡沫过滤件来防止碳颗粒通过端口从碳罐外壳中脱离的需要。在一些应用中，碳罐系统具有三个端口：一个端口连接至发动机，一个端口连接至大气，一个端口连接至油箱通气管，在每个端口处均装有过滤器。

Description

适于机动车辆中使用的碳罐及碳罐外壳

技术领域

本实用新型涉及一种碳罐，该碳罐作为机动车辆上燃油蒸汽管理系统的一部分。

背景技术

多年来，包含活性炭颗粒的碳罐被应用在机动车辆上来减少或防止燃油蒸汽从车辆油箱中逸入大气。在典型的应用中，蒸汽储存罐连接至车辆油箱并通过至大气的通气阀连接至车辆发动机。在储存模式中，例如当油箱加满时，碳罐中的活性炭颗粒吸附来自油箱的燃油蒸汽。在清除模式中，通过使来自大气的空气流经碳颗粒来释放被吸附的燃油蒸汽，使得储存的燃油蒸汽从碳颗粒上被周期性地清除，在发动机运转时，所述大气中的空气连同燃油蒸汽被引入发动机并燃烧。

碳颗粒在装配阶段被装入碳罐。通常，永久过滤件，例如泡沫过滤件被安装在每个入口/出口处，用于在装配期间或后续操作中保留颗粒和任何可能与颗粒脱落的微粒。每个端口的尺寸结合过滤件的特性来确定，以维持预期的过滤件/端口的流速，同时容许由于预期的过滤件阻塞而引起的流速降低。在某些调节驱动故障期间，减少的过滤件/端口流速可导致储存的燃油蒸汽清除不完全。

在碳罐的每个入口/出口处设置过滤件以防止活性炭颗粒移动到碳罐之外，这在现有技术中是已知的。给碳罐外壳加接管子以提供入口/出口，这在现有技术中也是已知的。最终的碳罐是由许多零件装配而成的。希望减少装配零件的数量以降低成本和零件复杂度并增加碳罐的坚固。

实用新型内容

本实用新型提供了一种能够减少装配零件的数量以降低成本和零件复杂度并能够增加坚固程度的碳罐。

本实用新型提供了一种适于机动车辆中使用的碳罐，该碳罐包括碳罐外壳，该碳罐外壳限定一个用于储存碳颗粒的空腔，所述碳罐外壳包括：与所述碳罐外壳模制成一体的管子，该管子限定一个端口；与所述碳罐外壳模制成一体的过滤器，该过滤器被布置在所述端口和所述空腔之间，其中，所述过滤器包含多个孔。

机动车辆可具有带有进气系统的内燃机，所述进气系统连接至所述管子。

机动车辆可具有布置于其中的油箱，油箱连接至所述碳罐的管子，所述管子为燃油通气管，所述过滤器为燃油通气过滤器。

车辆可具备带有进气系统的内燃发动机，所述碳罐还包括：限定发动机端口的发动机管子，所述发动机管子与所述碳罐外壳铸成一体并连接至所述发动机进气系统；进气过滤器，与所述碳罐外壳模制成一体并被布置在所述发动机端口和所述空腔之间，其中，所述进气过滤器包含多个孔。

所述碳罐可确定一个大气口，所述碳罐还包括大气过滤器，该大气过滤器与所述碳罐外壳铸成一体并被布置在所述大气口和所述空腔之间。

所述孔的部分可以是圆形的，其直径小于碳颗粒的预定最小直线尺寸。

所述孔的部分可以是具有一定宽度和一定长度的狭缝，该狭缝的宽度小于碳颗粒的预定最小直线尺寸。

所述碳颗粒可具有平均直径和平均长度，所述碳颗粒的预定最小直线尺寸小于所述碳颗粒的平均直径。

至少一个狭缝可在所述过滤器表面的不止一个平面上遍布。

本实用新型还提供了一种碳罐外壳，该碳罐外壳用于限定一个储存碳颗粒的空腔，所述外壳包括：管子，与所述碳罐外壳模制成一体，所述管子具有端口，以使得所述碳罐内外之间流体连通；过滤器，与所述碳罐外壳模制成一体，所述过滤器布置在所述端口和所述空腔之间，其中，所述过滤器表面在三维方向上延伸。

为了克服现有技术中的至少一个问题，本实用新型公开了一种碳罐，其中：用于连接至碳罐的过滤器和管子与碳罐外壳模制成一体。过滤器孔的宽度小于碳颗粒的平均宽度以防止碳颗粒离开碳罐。通过将管子和过滤器与碳罐模制成一体，避免了固定分离的管子和过滤件的需要。根据本实用新型一个实施例，过滤器在三维方向上延伸进入碳罐空腔内以给过滤器孔提供较大的表面积，从而最小化跨过过滤器的压降。

本实用新型的一个优点是：通过将管子和过滤器与碳罐外壳模制成一体，减少了装配碳罐的单个零件的数目。这使装配变得更加简易，不易出现装配错误，并降低了成本。通过将零件与碳罐外壳模制成一体增加了碳罐的坚固。任何一个管子，例如连接至油箱的管子都可以与碳罐外壳铸成一体。可替代地，可模制过滤器和管子的任何一种结合。

本实用新型的另一个优点是：由于过滤器在三维方向上延伸，所以过滤器的表面积比表面是平面的过滤器的表面积要大。平面过滤器结构可容纳的孔比具有更加包卷形的表面的过滤器可容纳的孔要少。由于三维过滤器具有更多的孔，因此，与过滤件或平面过滤器结构相比，三维过滤器能够容许更多的由碳颗粒所引起的孔阻塞，而不会承受跨过过滤器的如此大的压降。

附图说明

图1是在蒸汽回收模式下运行的燃油回收系统的示意图。

图2是在清除模式下运行的燃油回收系统的示意图。

图3和图4是根据本实用新型实施例的碳罐的剖面图。

图5至图8是根据本实用新型实施例的过滤器的透视图。

图9是碳颗粒简图。

具体实施方式

本领域的技术人员应当理解，参照任何一幅附图所说明和描述的实施例的各种特征可结合一幅或多幅其他附图所说明的特征来产生未被详细说明或描述的替代的实施例。说明的特征的结合提供典型的应用的代表性实施例。然而，针对具体的应用和实施，可期望与本实用新型教导一致的特征的各种结合和修改。无论被详细说明或描述与否，本领域的技术人员可认识到类似的应用或实施。

当汽车油箱被加满时，载有空气的燃油蒸汽被燃油取代。为了防止这些燃油蒸汽进入大气，油箱10设置有燃油通气口12，燃油通气口12经由端口16与装满活性炭颗粒的碳罐14连通，如图1示意性所示。当含有燃油蒸汽的气体穿过碳颗粒床时，燃油蒸汽被碳颗粒吸附。碳罐14还具有与大气连通的端口18。当这样的气体离开碳罐14时，由于和碳颗粒接触，所有燃油或基本上所有燃油从离开油箱的气体中分离出来。图1所示的这一过程有时被称为蒸汽回收模式。

活性炭颗粒储存燃油的能力有限，因此，储存的燃油必须被清除以便能够再次吸附离开油箱10的燃油蒸汽。这通过带动新鲜空气穿过碳罐14内的碳颗粒床，并经由端口22将包含被释放的燃油的空气引入运转的内燃机20中来实现，如图2所示。被释放到进入的空气中的燃油蒸汽在发动机20内燃烧，在从发动机20排出之前大部分生成二氧化碳和水。阀门24位于发动机20的上游，由电控单元26进行调节以控制通过碳罐14的气流量。经放气阀24引入的气体与经由节气门阀27进入发动机进气口的空气混合，节气门阀27同样由电控单元26控制。图2所示的这一过程有时被称为清除模式。

在图3中，显示了具有外壳27的碳罐14，外壳27中限定空腔28。使用中，空腔28被活性炭颗粒填充。不过为了说明起见，图3显示了在空腔28角落中的一部分碳颗粒床31。如图3所示，碳罐14为双通道罐，具有分隔物29，该分隔物29改变流向使得不会从端口16到端口18直接发生短路。在蒸汽回收模式下，经由端口12来自油箱10的气流经由、端口16进入碳罐14的空腔28内并通过端口18排入大气。空腔28中的碳颗粒31从进入碳罐的气体中去除燃油蒸汽，以使排入大气的气体中基本上不含有燃油蒸汽。在端口16和空腔28之间设置过滤器34。过滤器34基本上防止碳颗粒运动到空腔28之外。也可在空腔28和端口18之间设置过滤器32。图3未显示压板，压板通常布置在碳罐14的底部。弹簧加载的压板压缩碳颗粒，如果未设置过滤器34和32，这将迫使颗粒通过端口16和端口18。在图3中所示的实施例中，以截面的形式示出了端口16被设置在延伸入过滤器34的管子33中。管子33有从碳罐外壳27向外延伸的圆柱段，用于提供连接至油箱10的密封表面。在图3所示的实施例中，管子33有圆周凸起部分，提供用于保护连接管子的环形脊。过滤器34在其一端形成圆锥段。圆锥段的末端具有直径为D的孔。宽度为W的狭长切口35形成在所述圆锥段上并延伸至过滤器34的圆柱部分。管子33和过滤器34与罐外壳27模制成一体。在现有技术中，管子33和过滤器34分开模制后连接至罐外壳27。然而，通过使用现代仿真技术，在不采用试验并没有误差的情况下可优化成型工艺，从而在成型过程中避免了不均匀的成型温度和压力。通过对门、浇道以及空腔布局、特征的仔细迭演，例如33和34可与碳罐外壳27模制成一体，而不致使刀具过度磨损并在特征的尺寸公差范围之内。

在图4中提供了碳罐14的视图，图中显示了通向发动机20(未显示)的端口22。在净化碳罐14时，来自大气的空气经由端口18被引入空腔28内并离开端口22被引入发动机20。流动的空气使被吸附的燃油从碳颗粒31上脱落并将其送至发动机20进行燃烧。端口22形成在管子36中，并延伸至过滤器37。过滤器37的一端有直径为D的孔。过滤器37同样具有宽度为W的狭长切口，形成在其圆锥段上并延伸至圆柱部分。过滤器32’被设在端口18和空腔28之间以确保碳颗粒保留在空腔内。

在图1至图4中，端口16、18和22在碳罐14的顶部，碳罐14具有双通道布置。这是非限制性的例子。碳罐14可具有许多通道。当通道数为奇数时，端口18被布置在碳罐14中的与端口16和22的相反的一端。在图3中，端口16以截面图显示，而在图4中，端口22以截面图显示。在一个实施例中，这是因为两个端口彼此之间成一直线，所以只能借助两幅图中不同的截面图可见。

根据一个实施例，图3的过滤器32与外壳27模制成一体。过滤器32延伸入空腔28内。参照图5，过滤器32具有多个孔，其中一个孔由38指示。在非限制性例子中，孔是宽度为W的狭缝。狭缝沿着过滤器32的远端面平行布置。狭缝向下延伸至过滤器32的圆柱面。过滤器32具有三维形状，其被连接至圆柱侧的远端实质上是球体的一部分。从空腔28看过去，过滤器32的表面形状整体上是凸面。

参照图6，过滤器30的截面基本上为正方形，过滤器30在其平面远端上具有直径为D的圆形孔(其中一个孔由42指示)，并具有沿着过滤器30的斜边的宽度为W的狭缝(其中一个狭缝由40指示)。

在图7中，过滤器34具有带锥尖的圆柱部分以及宽度为W的狭缝35，在图8中，过滤器32’被示出既具有圆形孔46又具有狭缝48。

过滤器32、32’、34、37和30的表面是三维的。从空腔28看过去，实施例中的每一个过滤器表面大致都是凸面。然而，这些不是非限制性例子。从空腔28看过去具有凹面部分的过滤器也是可选的。

在图9中示出了典型的碳颗粒，其直径(或最小直线尺寸)为S。狭缝宽度W或圆形孔直径D均小于颗粒直径S以防止颗粒通过过滤器运动出去。一批碳颗粒中各个颗粒的直径有尺寸分布。孔的尺寸W和D这样选择：基本上使得即便是最小的颗粒都不能从过滤器孔中溜走。

如所述，本实用新型提供了与碳罐外壳模制成一体的过滤器和用于连接的管子以避免固定分离的过滤件元件或分离的连接管子的需要，从而减少了系统复杂度，降低了成本。由于过滤器在三维方向上延伸，因此表面积增加并可容纳更多的开口以提供期望的流速，同时容许由颗粒或微粒导致的一些阻塞，从而净化时间不会受到过滤器阻塞的不利影响。

虽然已经关于具体实施例详细描述了最佳实施方式，但本领域的技术人员应该认识到在以下权利要求所限定的范围之内的各种可替代的设计和实施例。虽然将各种实施例进行描述为提供优点或相对一个或多个期望特性优于其他实施例，但如本领域技术人员所意识到的，可折衷处理一个或多个特性来实现期望的系统属性，这取决于具体的应用和实施。这些属性包括但不限于：成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、维修保养方便性、重量、可制造性、易装配性等等。对于一个或多个特性，这里描述的实施例特性不如其他实施例或现有技术的实现方法理想的，并不将其排除于本实用新型范围之外，其对具体应用可能是可取的。

Claims (10)

1.一种适于机动车辆中使用的碳罐，其特征在于包括：

碳罐外壳，该碳罐外壳限定一个用于储存碳颗粒的空腔，所述碳罐外壳包括：

与所述碳罐外壳模制成一体的管子，该管子限定一个端口；及

与所述碳罐外壳模制成一体的过滤器，该过滤器被布置在所述端口和所述空腔之间，其中，所述过滤器包含多个孔。

2.如权利要求1所述的碳罐，其特征在于：机动车辆具有带有进气系统的内燃机，所述进气系统连接至所述管子。

3.如权利要求1所述的碳罐，其特征在于：机动车辆具有布置于其中的油箱，油箱连接至所述碳罐的管子，所述管子为燃油通气管，所述过滤器为燃油通气过滤器。

4.如权利要求3所述的碳罐，其特征在于：车辆具备带有进气系统的内燃发动机，所述碳罐还包括：

限定发动机端口的发动机管子，所述发动机管子与所述碳罐外壳铸成一体并连接至所述发动机进气系统；及

进气过滤器，与所述碳罐外壳模制成一体并被布置在所述发动机端口和所述空腔之间，其中，所述进气过滤器包含多个孔。

5.如权利要求4所述的碳罐，其特征在于：所述碳罐确定一个大气口，所述碳罐还包括：

大气过滤器，与所述碳罐外壳铸成一体并被布置在所述大气口和所述空腔之间。

6.如权利要求1所述的碳罐，其特征在于：所述孔的部分是圆形的，其直径小于碳颗粒的预定最小直线尺寸。

7.如权利要求1所述的碳罐，其特征在于：所述孔的部分是具有一定宽度和一定长度的狭缝，该狭缝的宽度小于碳颗粒的预定最小直线尺寸。

8.如权利要求7所述的碳罐，其特征在于：所述碳颗粒具有平均直径和平均长度，所述碳颗粒的预定最小直线尺寸小于所述碳颗粒的平均直径。

9.如权利要求6所述的碳罐，其特征在于：至少一个狭缝在所述过滤器表面的不止一个平面上遍布。

10.一种碳罐外壳，用于限定一个储存碳颗粒的空腔，所述外壳包括：

管子，与所述碳罐外壳模制成一体，所述管子具有端口，以使得所述碳罐内外之间流体连通；及

过滤器，与所述碳罐外壳模制成一体，所述过滤器布置在所述端口和所述空腔之间，其中，所述过滤器表面在三维方向上延伸。

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