一種控制車輛燃料蒸氣排放的系統的製作方法

2023-05-26 17:04:01 1

專利名稱：：一種控制車輛燃料蒸氣排放的系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及控制車輛的燃料蒸氣排放物的系統，特別涉及包括運用活性碳吸附蒸氣的系統的控制系統。
背景技術：
：用於機動車輛的燃料箱通常裝配有用於控制排放物的系統，該系統包括由"金屬罐"或者臨時收集器構成的吸附系統，以用於防止當燃料蒸氣從燃料箱出來時散布到大氣中。該金屬罐通常包括連接到燃料箱和連接到外部環境中的外殼，和容納在該外殼中並且由朝向外部環境排出的燃料蒸氣流經過的主過濾器。主過濾器通常充滿活性碳顆粒，該活性碳顆粒能夠吸附碳氫化合物，該碳氫化合物是從燃料箱出來的燃料蒸氣的主要組分。最近的研究已經致力於控制蒸氣的系統，該系統能夠實現在蒸氣吸附方面獲得更佳效果，並且還將減少燃料蒸氣到車輛外部環境中的擴散。通常，在金屬罐內的蒸氣吸附發生在平均尺寸大約為2毫米的活性碳顆粒上，其能夠產生吸附的高容量並且同時確保低壓降，該壓降是材料對穿過它的一定流量進行阻擋的阻力測量值。基本上，在採用插入在燃料箱的燃料槍的加燃料階段期間,活性碳的壓降必須使得，系統的壓力使得燃料蒸氣被吸入而不是散發到大氣中，由於稱為"機載的加燃料蒸氣回收"(ORVR)系統，並且從而由汽油的輸送產生的所有蒸氣將不得不在蒸發控制系統內通過，並且因此通過金屬罐的活性碳。由於在燃料蒸氣的排放提供隨之發生的汙染期間，如果壓降過高,系統在反向上的壓力增加，對進一步燃料箱的填充產生阻力並且由此產生槍的頻繁的急停或者回彈。因此吸附系統必須存在吸附的高容量並且確保低壓降,但是同時還確保高的洗選效率。近來，已經公布了法律，其要求朝向外部環境的未燒盡的碳氫化合物排放的容許水平減少到如此低的數值，使得有必要不再僅僅對來自燃料箱的，沒有被金屬罐的活性碳吸附的蒸氣進行作用，而且還對當車輛保持停車許多天時，在再生步驟之後，作為殘留物由活性碳所釋放的碳氫化合物蒸氣進行作用。所述排放物通常還稱為"洩漏排放物"。洩漏排放物一般包括短鏈烴分子,例如丁烷,其通過薄弱的範德瓦耳斯力捕集在吸附系統的碳粒之內，朝向金屬罐的區域緩慢移動的所述分子與空氣接觸，然後散布入周圍環境中。所述的分子的散布取決於菲克定律,並且是擴散率，分子類型，散布區域,也就是金屬罐的幾何結構的函數，並且依據分子的濃度。當前金屬罐中的碳在吸附容量方面是優良的並且能夠實現較好的壓降，但是通常不能實現低值的洩漏排放物以及同時高的洗選效率。為了解決所述問題，例如已經建議採用具有高吸附能力的第一活性碳形成的第一層和採用低吸附能力的活性碳的第二層，對主過濾器進行填充。可選擇的，還建議採用由輔助過濾器組成的吸附系統替換活性碳的第二層，其相對於主過濾器串聯使用，以進一步減少有害物的含量並且特別用於減少洩漏排放物。所述系統不總是證明非常有效率的並且在經濟上有利，從而一直對控制蒸發的良好系統存在持續的研究。
發明內容因此，本發明的第一目的是提供一種控制蒸氣的系統，其能夠在燃料蒸氣的吸附和脫附之間實現良好的折中，並且同時使得洩漏排放物的減少,也就是使得在車輛保持靜止不動時，防止碳氫化合物的洩漏,所述洩漏應歸於通過吸附系統的蒸氣的脫附。本發明的第二目的在於提供一種控制燃料蒸氣蒸發的系統，其包括具有充分的吸附能力的吸附系統,但是同時將不存在任何壓降並且將實現高的洗選效率。本發明的第三目的在於提供具有適當和經濟上有利結構的蒸氣的臨時收集器。上述目的是利用根據權利要求l的控制蒸氣蒸發的系統來實現。附圖簡述為了更好地理解本發明，完全通過非限制的例子和參見附圖，現在對優選實施例進行描述，該附圖包括根據本發明並且以剖視圖示出的控制蒸發的控制系統，所述系統包括箱形外殼2，其包圍由金屬罐3b形成的第一吸附系統3,該金屬罐3b接著包圍第二吸附系統4。具體實施方式箱形的外殼2包括基本上正方形和水平的頂壁7，其形成罩或者蓋7b並且具有開口5和洩出管6;垂直側壁8，在附圖中僅僅示出了兩個；和平行於頂壁7的底壁9。箱形的外殼2具有帶有縱軸A的開口5,通過該開口5，第一吸附系統3連通未示出的燃料箱/和帶有縱軸B的洩出管6，通過該洩出管6，第二吸附系統4與外部環境連通。金屬罐3b充滿活性碳的顆粒14，其優選具有大於4毫米的粒徑，更優選在4毫米和6毫米之間。活性碳由設置在底壁9上的支撐裝置15所支撐，並且包含在頂部和底部處，由多孔的和柔韌的材料，例如羊毛超製成的一個或多個水平層16中。在它的內部上，箱形的外殼2由平面縱向的隔開壁10所分開,該壁從頂.壁7中出來，垂直於連接兩個軸線A和B的直線，並且設置在平行於一對側壁8的方向上。該隔開壁10在橫向上延伸，直到側壁8並且在縱向上延伸一定量，從而限定用於燃料蒸氣的通道ll的基本上的矩形截面。而且,隔開壁10和箱形的外殼2限定兩個室12，13，其中第一個連接開口5並且第二個容納第二吸附系統4。在室12中，頂層16支撐在面對底壁9的多個突出部分17上並且與頂壁7整合以便於與側壁8—起限定進口空間18，該空間18具有沿著主過濾器3的橫截面均勻地分配燃料蒸氣的目的。容納在室13中的是由從頂壁7中出來的圓柱形的外殼24形成的第二吸附系統4，其由單塊製成並且是細長的，從而使得其與第二吸附系統4的洩出管6同軸。外殼24充滿由支撐裝置25支撐的活性碳28顆粒，並且包含在頂部和底部處，在由多孔的和柔韌的材料，例如羊毛氈製成的一個或多個水平層26中。第二吸附系統4限定當量直徑D和由外殼部分24的厚度總和構成的軸向高度H，該厚度總和包括活性碳和支撐裝置25和層26的厚度。外殼24部分填充活性碳的顆粒28，其具有粒徑，即顆粒的平均尺寸，大於4毫米，優選在4毫米和6毫米之間。優選的，構造第二吸附系統以便於使得軸向高度H大於當量直徑D，並且直徑在20毫米和50毫米之間。更優選的，管狀外殼24具有在1:2.5和1:4.5之間的當量直徑D和軸向高度H之間的比率。已經發現,對於在當量直徑和軸向高度之間的比率值大於l:4.5,不可能獲得壓降容許值，但是，對於該數值低於i:2.5，不能實現適當的洗選效率。更優選的，在當量直徑D和軸向高度H之間的比率等於1:3，並且在絕對項，例如，直徑是30毫米並且軸向高度是90毫米。已經意外地發現,不同於通常所認為的,與第二吸附系統的幾何結構的適當選擇相結合的，具有粗粒尺寸的活性碳的選用使得已知的蒸氣控制系統的問題得到解決。在運行期間,在燃料箱內產生的蒸氣，例如在晴天蒸發的，傾向於穿越用於控制蒸發的系統l朝向外部環境逸出。一旦蒸氣已經通過開口5,它們累積在進口空間18內並且在基本上均勻的路線通過包含在室12中的吸附劑顆粒14散布下行。一旦蒸氣己經達到通道11的部分,它們進入室13，在此它們與它們的運動方向反向，達到在箱形的外殼2的頂壁7的附近的通道30。此時,再次對它們的方向進行反向，並且沿著導管32下行，直到它們穿過底部支撐26，然後是活性碳28和頂部多孔支撐35，並且最後進入洩出管6。表1提供了粒徑大於4毫米的活性碳類型，其能使用在第一吸附系統3和第二吸附系統4兩者中。tableseeoriginaldocumentpage6在根據本發明的控制蒸發的第一系統和根據已知技術的系統之間實施比較測試。根據現有技術構成的比較蒸發系統由2.7升金屬罐組成，其充滿具有2毫米粒徑的NoritCNR115活性碳。根據本發明的蒸發系統包含由2.7升金屬罐組成的第一吸附系統，該金屬罐填充有5毫米粒徑的GPA55活性碳，和第二吸附系統，其由具有30毫米直徑的和90毫米的高度，和包含具有5毫米粒徑的GPA55活性碳的50立方釐米的圓柱形的管狀外殼組成。壓降在60Sl/min處測量並且由比較系統獲得的值是14毫巴，但是根據本發明的系統獲得的值是15毫巴。對於具有極低衝洗水平(390It)的三天中，還根據標準USACARB在洩漏排放物上實施測試。採用已知的控制蒸發的系統，在第三天獲得120mg/24h的排放物，但是根據本發明的控制蒸發的系統獲得10mg/24h，因此遠遠低於先前的值。從根據本發明構成的蒸發系統l的特徵的測驗中得到，其優點是明顯的。特別地，根據本發明構成的控制蒸發的系統可在從燃料箱的輸出處實現優良的燃料蒸氣吸附，同時在車輛的停止期間沒有任何壓降或者燃料蒸氣漏失,並且可獲得高的洗選效率。而且，與利用整料選用作為第二吸附系統所獲得的相當的蒸氣控制系統相比，根據本發明構造的控制蒸發的系統具有更低的成本。權利要求1.一種用於從車輛中控制燃料蒸氣排放的控制系統(1)，所述系統包括第一吸附系統(3)，該第一吸附系統(3)包括金屬罐(3b)，和第二吸附系統(4)，該第二吸附系統(4)包括沿著第一軸線延伸的管狀外殼(24)，所述系統的特徵在於所述管狀外殼(24)充滿具有粒徑大於4毫米的活性碳。2.如權利要求1所述的控制系統，其特徵在於所述管狀外殼(24)充滿粒徑在4毫米和6毫米之間的活性碳。3.如權利要求1或2所述控制系統，其特徵在於所述第二吸附系統(4)具有大於當量直徑D的軸向高度H。4.如權利要求前述任一所述的控制系統，其特徵在於所述第二吸附系統(4)具有在l:2.5和1:4.5之間的當量直徑D和軸向高度H之間的比率。5.如權利要求前述任一所述的控制系統，其特徵在於所述第二吸附系統(4)具有等於l:3的當量直徑D和軸向高度H之間的比率。6.如權利要求前述任一所述的控制系統，其特徵在於所述管狀外殼(24)從所述金屬罐的頂壁(7)獲得。7.如權利要求前述任一所述的控制系統，其特徵在於所述金屬罐(3b)充滿粒徑大於4毫米的活性碳。8.如權利要求前述任一所述的控制系統，其特徵在於所述第一吸附系統(3)和所述第二吸附系統(4)連續作用，以用於燃料蒸氣的減少。9.如權利要求前述任一所述的控制系統，其特徵在於所述第一吸附系統(3)和所述第二吸附系統(4)被分離，並且可連接在一起以便於實現與燃料蒸氣的連續接觸。10.如權利要求前述任一所述的控制系統，其特徵在於所述第一吸附系統(3)和所述第二吸附系統(4)容納在一個或相同的箱形的外殼(2)內。全文摘要在此描述的是控制從車輛出來的燃料蒸氣排放物的控制系統(1)，該控制系統包括第一吸附系統(3)和第二吸附系統(4)。第一吸附系統由金屬罐(3b)形成，該金屬罐(3b)優選充滿粒徑大於4毫米的活性炭。第二吸附系統(4)由管狀的外殼(24)構成，其具有在1∶2.5和1∶4.5之間的當量直徑D和軸向高度H之間的比率，並且充滿粒徑大於4毫米的活性炭。文檔編號F02M25/08GK101155985SQ200580049140公開日2008年4月2日申請日期2005年1月21日優先權日2005年1月21日發明者德菲利皮·羅伯特申請人:德科福路德科技有限責任公司