ВПУСКНАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) С ЛОВУШКОЙ УГЛЕВОДОРОДОВ ПАССИВНОЙ АДСОРБЦИИ
INLET SYSTEM (VERSIONS) WITH PASSIVE ADSORPTION HYDROCARBONS TRAP

Перекрестные ссылки на связанные заявки
Настоящее изобретение является частичным продолжением патентной заявки США №13/456,615 под названием «Впускная система, содержащая ловушку углеводородов пассивной адсорбции», поданную 26 апреля 2012 года, истребующей приоритет предварительной патентной заявки США №61/606,267, поданной 2 марта 2012 года, под названием «Впускная система, содержащая ловушку углеводородов пассивной адсорбции», содержание которых полностью и для любых целей включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Уровень техники
Парообразные выбросы могут быть вызваны утечкой паров топлива из различных систем, компонентов и т.п. в двигателе или в других частях транспортного средства. Например, топливо, впрыскиваемое во впускной коллектор посредством топливного инжектора, может оставаться на стенках впускного коллектора после остановки двигателя и процесса сгорания. Следовательно, пары топлива могут выходить из впускной системы во время остановки двигателя. В результате, количество парообразных выбросов может быть повышено и, в некоторых случаях, превышать установленные государством требования. Парообразные выбросы также имеют негативное влияние на окружающую среду. Например, такие выбросы могут создавать туман под воздействием солнечного света.
Соответственно, были разработаны системы для поглощения паров топлива во впускных каналах для снижения количества выделяемых паров топлива. Например, в патенте США 2006/0054142 раскрыта впускная система с ловушкой углеводородов для уменьшения количества паров топлива, расположенной в нижней точке впускной системы. Пары топлива могут адсорбироваться и выводиться из ловушки углеводородов для уменьшения количества парообразных выбросов.
Тем не менее, разработчики осознали некоторые недостатки впускной системы, раскрытой в патенте США 2006/0054142. Например, ловушка углеводородов интегрирована в корпус канала впускной системы, что увеличивает стоимость производства впускной системы, а также снижает возможности встраивания ловушки углеводородов. Кроме того, активированный уголь непосредственно присоединен к корпусу. Непосредственное соединение активированного угля с корпусом может приводить к невозможности простого демонтажа, ремонта и/или замены ловушки, и может увеличивать производственные затраты. Кроме того, активированный уголь может обладать недостаточной адгезией с корпусом. В результате активированный уголь может попадать во впускную систему и проходить в расположенный далее по ходу потока двигатель, ухудшая работу двигателя. Кроме того, из-за накопленного в активированном угле топлива может изнашиваться корпус. Более того, ловушка углеводородов должна быть расположена в нижней точке впускной системы, что ограничивает возможности по расположению ловушки углеводородов.
В связи с этим, в одном из подходов предложена впускная система в двигателе. Система подачи воздуха содержит впускной канал, содержащий канал потока воздуха, находящийся в соединении по текучей среде по меньшей мере с одной камерой сгорания в двигателе, и ловушку углеводородов пассивной адсорбции, расположенную во впускном канале, причем участок ловушки углеводородов пассивной адсорбции определяет границу канала потока воздуха, и упомянутая ловушка углеводородов пассивной адсорбции содержит проницаемый слой, соединенный с подложкой, которая соединена с впускным каналом, и слой, адсорбирующий углеводороды, расположен между проницаемым слоем и подложкой.
Таким образом, подложка может быть надежно закреплена во впускном канале, способствуя снижению вероятности износа впускного канала под воздействием топлива в адсорбирующем слое и/или износа двигателя под воздействием попадания углеводородов. Кроме того, в том случае, если подложка присоединена к проницаемому слою с охватыванием адсорбирующего углеводороды слоя, ловушка углеводородов пассивной адсорбции может быть изготовлена отдельно от впускного канала. В результате, ловушка углеводородов пассивной адсорбции может быть расположена в большем количестве различных мест, в отличие от адсорбирующего слоя, интегрированного во впускной канал.
Более того, если ловушка углеводородов изготавливается отдельно от впускного канала, может быть снижена стоимость изготовления.
В некоторых примерах, проницаемый слой и внутренняя стенка корпуса впускного канала могут примыкать друг к другу и могут быть расположены с образованием непрерывной линейной поверхности (то есть, без острых углов, выступов, ступеней или других разрывов), определяющей границу канала потока воздуха, благодаря чему снижаются потери в канале потока воздуха. Кроме того, в некоторых примерах, диаметр области поперечного сечения канала потока воздуха может оставаться постоянным при переходе в участок впускного канала, содержащий соединенную с ним ловушку углеводородов пассивной адсорбции. Как результат, потери в каналах потока воздуха дополнительно снижаются, благодаря чему поддерживается эффективность впускной системы.
В другом примере, пример системы содержит воздушную камеру, содержащую воздушный фильтр, причем воздушная камера содержит ловушку углеводородов и съемную крышку и внутренние усиливающие конструкции, образующие одну или большее количество ячеек; и материал ловушки углеводородов, расположенный внутри одной или большего количества ячеек, причем упомянутая крышка определяет границу канала потока воздуха, и воздушная камера содержит слой, соединенный над ячейками. В другом примере, структурные усиливающие элементы могут быть расположены на другой стенке воздушной камеры, тем самым формируя вместо или в дополнение к элементам на крышке ячейки. Таким образом, структурные усиливающие элементы, используемые для снижения шума, вибрации и неплавности движения, могут быть вместо этого использованы для создания эффективной и дешевой в производстве ловушки углеводородов.
Следует понимать, что приведенное выше краткое описание представлено лишь для ознакомления в упрощенном виде с набором идей, более подробно раскрытых в подробном описании. Оно не предназначено для определения ключевых или обязательных признаков истребуемого объема изобретения, объем которого определен исключительно формулой изобретения, следующей за подробным описанием. Кроме того, истребуемый объем изобретения не ограничен вариантами осуществления, в которых устранены недостатки, указанные выше или в любой части настоящего документа.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлено схематическое изображение двигателя.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение транспортного средства, содержащего систему подачи топлива, впускную систему с ловушкой углеводородов пассивной адсорбции, выпускную систему и двигатель, показанный на фиг. 1.
На фиг. 3-5 представлен первый вариант осуществления ловушки углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 2.
На фиг. 6-9 представлены альтернативные варианты осуществления ловушки углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 2.
На фиг. 10 представлен пример впускного канала, содержащего ловушку углеводородов пассивной адсорбции, показанную на фиг. 2.
На фиг. 11 представлен способ выполнения ловушки углеводородов пассивной адсорбции.
На фиг. 12 представлен другой пример впускного канала, содержащего ловушку углеводородов пассивной адсорбции, показанную на фиг. 2; и
На фиг. 13 представлен другой вариант осуществления ловушки углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 2.
На фиг. 14 представлен пример впускного канала и ловушки углеводородов пассивной адсорбции.
На фиг. 15 представлена ловушка углеводородов пассивной адсорбции, показанная на фиг. 14.
На фиг. 16 представлен другой пример ловушки углеводородов пассивной адсорбции в разобранном виде.
На фиг. 17 представлен другой вид ловушки углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 16.
На фиг. 18 представлен пример поддона.
На фиг. 19 представлен пример ловушки углеводородов пассивной адсорбции, содержащей поддон, показанный на фиг. 18, в разобранном виде.
На фиг. 20А и 20В представлен пример обходной ловушки углеводородов. Фиг. 14-20В выполнены приблизительно с соблюдением пропорций.
На фиг. 21 представлен вариант осуществления обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 22 представлен вариант осуществления крышки обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 23 представлен пример канавки утяжины.
На фиг. 24 представлен второй пример канавки утяжины.
На фиг. 25 представлена съемная крышка обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 26 представлен проницаемый слой обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 27 представлен материал, поглощающий углеводороды, расположенный в одной или более ячейках обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 28 представлены треугольные ячейки обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 29 представлены шестиугольные ячейки обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 30 представлены квадратные ячейки обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 31 представлены прямоугольные ячейки обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 32 представлены квадратные ячейки обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 33 представлены шестиугольные ячейки обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 34 представлены круглые ячейки обходной ловушки углеводородов.
Фиг. с 24 по 34 выполнены приблизительно с соблюдением пропорций.
Подробное описание
В настоящей заявке раскрыта ловушка углеводородов пассивной адсорбции, соединенная с впускным каналом. Ловушка углеводородов пассивной адсорбции содержит слой, адсорбирующий углеводороды, расположенный между проницаемым слоем и подложкой. Проницаемый слой может быть соединен с подложкой вдоль поперечного и продольного края каждого из слоев с охватыванием слоя, адсорбирующего углеводороды. Таким образом, ловушка углеводородов пассивной адсорбции может изготавливаться отдельно от впускного канала, в отличие от выполнения в виде покрытия или погружения впускного канала в адсорбирующий материал. Таким образом, ловушка углеводородов пассивной адсорбции может иметь форму и размер, которые желательны для соответствия различным вариантам расположения во впускной системе. Более того, стоимость изготовления ловушки углеводородов пассивной адсорбции может быть снижена, при ее производстве отдельно от впускного канала.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение двигателя. На фиг. 2 представлено схематическое изображение транспортного средства, содержащего двигатель, показанный на фиг. 1, и впускную систему, содержащую ловушку углеводородов пассивной адсорбции. На фиг. 3-5 представлен первый вариант осуществления ловушки углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 2. На фиг. 6-9 представлены альтернативные варианты осуществления ловушки углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 2. На фиг. 10 представлен пример впускного канала, содержащего ловушку углеводородов пассивной адсорбции. На фиг. 11 представлен способ выполнения ловушки углеводородов пассивной адсорбции. На фиг. 12 представлен другой пример впускного канала, содержащего ловушку углеводородов пассивной адсорбции, показанную на фиг. 2, и на фиг. 13 показан другой вариант осуществления ловушки углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 2. На фиг. 20А и 20В показан альтернативный вариант осуществления ловушки углеводородов. Более конкретно, на них показана обходная ловушка углеводородов. На фиг. 21 представлен вариант осуществления обходной ловушки углеводородов.
На фиг. 1-20В показаны примеры конструкций и относительного расположения различных компонентов. Если элементы показаны в непосредственном контакте друг с другом или непосредственно соединенными, то такие элементы могут быть упомянуты как, соответственно, непосредственно контактирующие или непосредственно соединенные по меньшей мере в одном из примеров. Аналогично, элементы, показанные соприкасающимися или близкими друг к другу, могут, соответственно, соприкасаться или располагаться близко друг к другу по меньшей мере в одном из примеров. В качестве примера, компоненты, расположенные в плотном контракте друг с другом, могут быть упомянуты как компоненты, расположенные в плотном контракте. В качестве другого примера, элементы, расположенные отдельно друг от друга, только с пространством и без других компонентов между ними, могут быть упомянуты как таковые по меньшей мере в одном из примеров.
Как показано на фиг. 1, управление двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых показан на фиг. 1, осуществляет электронный контроллер 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с расположенным в их пределах поршнем 36, соединенным с коленчатым валом 40. Камера 30 сгорания показана в коммуникации с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48, соответственно, через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может иметь привод от кулачка 51 впускного клапана и кулачка 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы или дополнительно, один или более из впускных и выпускных клапанов могут регулироваться посредством управляемой электромеханически обмотки клапана и конструкции обмотки. Положение кулачка 51 впускного клапана может быть определено посредством датчика 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может быть определено посредством датчика 57 кулачка выпускного клапана.
Топливный инжектор 66 показан расположенным с возможностью впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в области техники как непосредственный впрыск. Дополнительно или в качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной порт, что известно специалистам в уровне техники как распределенный впрыск. Топливный инжектор 66 осуществляет подачу жидкого топлива пропорционально ширине импульсов впрыска топлива ШИВТ от контроллера 12. Подача топлива к топливному инжектору 66 осуществляется топливной системой (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос, и топливную рампу (не показаны). Топливный инжектор 66 снабжается рабочим током драйвером 68 в зависимости от сигналов контроллера 12. Кроме того, впускной коллектор 44 показан соединенным с необязательным электронным дросселем 62, который осуществляет регулирование положения дроссельной заслонки 64 с целью управления потоком воздуха от впускной нагнетательной камеры 46. В других примерах, двигатель 10 может содержать турбокомпрессор, содержащий компрессор, расположенный во впускной системе, и турбину, расположенную в выпускной системе. Турбина может быть соединена с компрессором валом. Для обеспечения более высоких значений давления топлива в инжекторах 66 может быть использована двухступенчатая топливная система высокого давления.
Система 88 зажигания без распределителя обеспечивает искру зажигания в камере сгорания 30 посредством свечи 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Тем не менее, в других примерах, двигатель 10 может не содержать систему 88 зажигания и может использоваться воспламенение от сжатия. Универсальный датчик 126 кислорода отработавших газов УКВГ (UEGO) показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше каталитического преобразователя 70 по потоку. В качестве альтернативы, датчик 126 УКВГ может быть заменен двухпозиционным датчиком кислорода отработавших газов.
В одном из примеров преобразователь 70 может содержать несколько каталитических блоков. В другом примере могут быть использованы несколько устройств снижения выбросов, каждый из которых содержит несколько блоков. В одном из примеров преобразователь 70 может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве обычного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110, и шину данных известного типа. Контроллер 12 показан получающим различные сигналы, в дополнение к вышеописанным сигналам, отдатчиков, соединенных с двигателем 10, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя ТОЖД (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с охлаждающим рукавом 114; датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора, для определения положения педали акселератора, управляемой ногой водителя 132; датчика детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); показания давления воздуха в коллекторе ДВК (MAP) двигателя от датчика 122 давления, соединенного с впускным коллектором 44; положения двигателя от датчика 118 Холла, оценивающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120 (например, термоанемометра); и положения дроссельной заслонки от датчика 58. Также может осуществляться измерение барометрического давления (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего изобретения датчик 118 положения двигателя вырабатывает за каждый оборот коленчатого вала заранее определенное количество импульсов с равным интервалом, из которого может быть определена скорость вращения двигателя (число оборотов в минуту).
В некоторых примерах, в гибридном транспортном средстве двигатель может быть соединен с системой электродвигателя/аккумулятора. Гибридное транспортное средство может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию или их разновидности или сочетания. Кроме того, в некоторых примерах, могут быть использованы другие двигательные конфигурации, например, дизельный двигатель.
Во время работы каждый из цилиндров двигателя 10 обычно проходит цикл из четырех тактов: этот цикл содержит такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. Во время такта впуска выпускной клапан 54 обычно закрывается, и открывается впускной клапан 52. Через впускной коллектор 44 в камеру 30 сгорания поступает воздух, и поршень 36 движется в сторону нижней части цилиндра с увеличением объема камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится рядом с нижней точкой цилиндра и в конце своего хода (то есть, при наибольшем объеме камеры 30 сгорания), специалистам в уровне техники обычно известен как нижняя мертвая точка НМТ (BDC). При такте сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется в сторону головки цилиндра со сжатием воздуха в камере 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится в конце своего хода, ближайшем к головке цилиндра (например, при наименьшем объеме камеры 30 сгорания), специалистам в области техники обычно известно как верхняя мертвая точка ВМТ (TDC). В процессе, который в дальнейшем упоминается как сжатие, в камеру сгорания поступает топливо. В процессе, который в дальнейшем упоминается как зажигание, осуществляется воспламенение впрыснутого топлива посредством известных средств зажигания, таких как свеча 92 зажигания, в результате чего происходит сгорание. Дополнительно, или в качестве альтернативы, для воспламенения воздушно-топливной смеси может быть использовано сжатие. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ (BDC). Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время такта выпуска выпускной клапан 54 открывается для высвобождения сгоревшей воздушно-топливной смеси в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ (TDC). Следует отметить, что выше приведен лишь пример, и что моменты открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапана могут быть изменены, например, для обеспечения положительного или отрицательного перекрытия клапанов, позднего закрытия впускного клапана, или различных других примеров.
На фиг. 2 представлено транспортное средство 200, содержащее двигатель 10. Транспортное средство 200 дополнительно содержит впускную систему 202, выполненную с возможностью подачи воздуха в камеры сгорания двигателя 10. Таким образом, впускная система 202 может всасывать воздух из окружающей среды и подавать воздух в двигатель 10. Стрелка 203 указывает направление потока воздуха, поступающего из впускной системы 202 в двигатель 10. Впускная система 202 может содержать различные компоненты, такие как дроссель 62, впускной коллектор 44 и впускной канал 42, показанные на фиг. 1.
Транспортное средство 200 дополнительно содержит выпускную систему 204, выполненную с возможностью приема отработавшего газа из двигателя 10. Выпускная система 204 может содержать выпускной коллектор 48 и устройство 70 контроля выбросов, показанные на фиг. 1. Следует понимать, что выпускная система 204 может принимать отработавшие газы из двигателя 10 и выпускать отработавший газ в окружающую среду. Стрелка 205 указывает направление потока отработавших газов из двигателя 10 в выпускную систему 204.
Транспортное средство 200 дополнительно содержит систему 206 подачи топлива, содержащую топливный бак 208, вмещающий топливо 210, такое, как бензин, дизель, биодизель, спирт (например, этанол, метанол) или их комбинации. Топливный бак 208 также может вмещать пары 212 топлива.
Система 206 подачи топлива дополнительно содержит топливный насос 214 с заборной трубкой 216, выступающей в топливный бак 208. В показанном примере топливный насос 214 расположен вне топливного бака 208. Тем не менее, в других примерах топливный насос 214 может быть расположен в топливном баке 208.
Система 206 подачи топлива содержит топливный канал 218, обеспечивающий соединение по текучей среде между топливным насосом 214 и двигателем 10. Стрелка 220 показывает направление потока топлива в двигатель 10. Система 206 подачи топлива может дополнительно содержать клапаны для регулирования количества топлива, подаваемого в двигатель 10. Следует понимать, что система 206 подачи топлива может содержать дополнительные не показанные компоненты, такие как инжекторы (например, инжекторы непосредственного впрыска, инжекторы распределенного впрыска), топливный насос высокого давления, топливную рампу, и так далее.
Впускная система 202 содержит по меньшей мере один впускной канал 222. Впускной канал 222 может содержать ловушку 224 углеводородов пассивной адсорбции. В некоторых примерах, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может быть расположена по ходу потока перед дросселем 62, показанным на фиг. 1. Тем не менее, также предусмотрены другие возможности расположения ловушки углеводородов пассивной адсорбции. Например, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может быть расположена внутри впускного коллектора 44, показанного на фиг. 1. Вернемся к фиг. 2, на которой ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции выполнена с возможностью адсорбции паров топлива. Таким образом, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может снижать количество выбросов, выходящих из впускной системы 202, когда в двигателе 10 не происходит сгорание. Более подробно ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции описана далее в настоящей заявке.
Впускной канал 222 находится в соединении по текучей среде с камерой 30 сгорания, показанной на фиг. 1. Впускная система 202 может дополнительно содержать впускной коллектор 44, показанный на фиг. 1, дроссель 62, показанный на фиг. 1, и впускной клапан 52, показанный на фиг. 1. В некоторых примерах, впускной канал 222 может быть расположен перед дросселем 62 по ходу потока.
Следует понимать, что контроллер 12 может управлять топливным насосом 214. Тем не менее, в других примерах, топливным насосом 214 может управлять встроенный контроллер.
На фиг. 3-5 представлены различные виды первого варианта осуществления ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 2. На фиг. 3 показан вид сверху ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции. Показан проницаемый слой 300. Более конкретно, обозначена первая сторона 302 проницаемого слоя 300. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может содержать дополнительные слои, расположенные под проницаемым слоем 300. В частности, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может содержать подложку 406, показанную в качестве поддона, представленного на фиг. 4, более подробно описанную далее в настоящей заявке. Проницаемый слой 300 может быть соединен с подложкой вдоль поперечного и продольного края проницаемого слоя и подложки. Линия 304 указывает расположение соединений между проницаемым слоем 300 и подложкой. Следует понимать, что такое соединение может находиться на второй стороне проницаемого слоя 300. Кроме того, в некоторых примерах, проницаемый слой 300 может быть соединен с подложкой посредством дополнительных соединений, обозначенных линиями 306. Соединения 306 могут проходить между участками адсорбирующего углеводороды слоя 400, показанного на фиг. 5, и более подробно рассмотренного далее в настоящей заявке. Плоскость сечения 308 определяет поперечный разрез, показанный на фиг. 4. Это соединение может быть клеевым соединением, прошитым соединением и/или сварочным соединением. Более конкретно, это соединение может быть соединением с помощью распыленного адгезива, шитья, термоскрепления, соединением с термической деформацией и/или сваркой (например, ультразвуковой сваркой, сваркой нагретым инструментом, инфракрасной (ИК) сваркой). Клеевое соединение может содержать клевое соединение проницаемого слоя с подложкой. Соединение шитьем может содержать швы, выполняемые нитью. Сварочное соединение может содержать сварку, выполняемую посредством нагрева и/или под действием давления. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления часть соединений 306 может быть выполнена посредством одного типа технологий скрепления, тогда как другая часть соединений может быть образована посредством другой технологии скрепления.
На фиг. 4 показан поперечный разрез ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 3. Более конкретно, адсорбирующий углеводороды слой 400 показан расположенным под проницаемым слоем 300. В других примерах, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может содержать множество слоев, адсорбирующих углеводороды.
Проницаемый слой 300 обеспечивает воздухообмен, позволяющий углеводородам адсорбироваться/десорбироваться в слое 400, адсорбирующем углеводороды. Проницаемый слой 300 также частично охватывает адсорбирующий углеводороды слой 400 для уменьшения вероятности загрязнения впускной системы 202, показанной на фиг. 1. Проницаемый слой 300 дополнительно обеспечивает ограничение перемещений слоя 400, адсорбирующего углеводороды, для уменьшения вероятности сближения этих слоев.
Слой 400, адсорбирующий углеводороды, содержит первый участок 402, отделенный от второго участка 404. Таким образом, первый участок 402 не контактирует со вторым участком 404. Слой 400, адсорбирующий углеводороды, содержит дополнительные участки, не показанные на фиг. 4. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции дополнительно содержит подложку 406, показанную в виде поддона. В некоторых примерах, этот поддон может быть достаточно жестким. То есть, поддон может быть существенно более жестким, чем эластомерный материал. В одном из примеров поддон может быть установлен с возможностью снятия со скольжением, и может скользить в поперечном и/или продольном направлении вдоль в соответствующую углубленную полость. Подложка 406 выполнена с возможностью вмещать слой 400, адсорбирующий углеводороды. Таким образом, подложка 406 частично охватывает слой 400, адсорбирующий углеводороды. Кроме того, слой 400, адсорбирующий углеводороды, располагается между подложкой 406 и проницаемым слоем 300. Подложка 406 может быть соединена с проницаемым слоем 300. Таким образом, проницаемый слой 300 и подложка 406 могут охватывать слой 400, адсорбирующий углеводороды. Как видно, подложка 406 контактирует со слоем 400, адсорбирующим углеводороды, и содержит область 408, проходящую между первой областью 402 и второй областью 404.
Тем не менее, в других примерах, подложка 406 может не содержать область 408 и стенки 410 могут быть расположены на удалении от слоя 400, адсорбирующего углеводороды. Такое разделение адсорбирующего углеводороды слоя 400 на области увеличивает площадь поверхности слоя, адсорбирующего углеводороды, тем самым улучшая характеристики адсорбции и десорбции слоя, адсорбирующего углеводороды. Кроме того, такое разделение слоя 400, адсорбирующего углеводороды, на области обеспечивает воздушные зазоры между областями слоя 400, адсорбирующего углеводороды, что снижает прохождение углеводородов через ловушку 224 углеводородов. В таком примере подложка 406 может быть соединена с проницаемым слоем 300 с охватыванием слоя 400, адсорбирующего углеводороды. Более конкретно, подложка и проницаемый слой могут быть соединены друг с другом вдоль соответствующих поперечного и продольного краев. Поперечная ось и продольная ось показаны на фиг. 5. Также показано соединение 304 между проницаемым слоем 300 и подложкой 406.
В некоторых примерах, проницаемый слой 300 может содержать пенообразный материал (например, пену с открытыми ячейками), проницаемый материал (например, нетканый полиэстер) и/или термо-карбонизированную нетканую мембрану. В некоторых примерах, подложка 406 может содержать полимерный материал, смолу, такую как полиэтилен. Кроме того, в некоторых примерах слой 400, адсорбирующий углеводороды, может содержать активированный уголь.
Проницаемый слой 300 может быть соединен с подложкой 406 посредством клеящих веществ (например, распыленного адгезива), сшивания, термоскрепления, соединения с термической деформацией и/или сварки (например, ультразвуковой сварки, сварки нагретым инструментом, инфракрасной (ИК) сварки). Кроме того, слой 400, адсорбирующий углеводороды, может быть соединен с проницаемым слоем и/или подложкой 406 посредством клеящих веществ (например, распыленного адгезива), сшивания, термоскрепления, соединения с термической деформацией и/или сварки (например, ультразвуковой сварки, сварки нагретым инструментом, ИК сварки). Клеевое соединение слоя 400, адсорбирующего углеводороды, с подложкой 406 и/или проницаемым слоем может уменьшать относительное движение слоя 400, адсорбирующего углеводороды, снижая истирание незакрепленного слоя, адсорбирующего углеводороды. Кроме того, следует понимать, что ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может иметь форму и/или размер, соответствующий различным конфигурациям впускного канала без снижения функциональности ловушки углеводородов. Кроме того, если вышеупомянутые слои в ловушке 224 углеводородов соединены посредством клеящих веществ, сшивания, термоскрепления, соединения с термической деформацией и/или сварки, ловушка углеводородов может быть изготовлена отдельно от впускного канала 222, показанного на фиг. 2, в котором располагается эта ловушка. Таким образом, стоимость производства может быть уменьшена ввиду возможности разделения процесса производства на отдельные этапы. Плоскость 414 сечения, показанная на фиг. 4, определяет поперечный разрез, показанный на фиг. 5.
На фиг. 5 представлен другой вид в разрезе ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 3. Как видно, слой 400, адсорбирующий углеводороды, содержит дополнительные участки. Более конкретно, показаны шесть дополнительных участков 500. Участки 500 могут иметь одинаковый размер и/или конфигурацию с первым и/или вторым участком (402 и 404). Участки 500 располагаются в продольном направлении за первым и вторым участками (402 и 404). Продольная ось и поперечная ось приведены для справки. Также на фиг. 5 показаны соединения (304 и 306). Следует понимать, что соединения 306 делят слой 400, адсорбирующий углеводороды, на участки. Таким образом, может быть уменьшена подвижность участков слоя 400, адсорбирующего углеводороды.
На фиг. 6 показан другой вариант осуществления поперечного разреза ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, представленной на фиг. 2. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции, представленная на фиг. 6, содержит проницаемый слой 300, слой 400, адсорбирующий углеводороды, и подложку 406. В таком примере, проницаемый слой 300 может быть соединен с подложкой посредством сшивания, клеящих веществ (например, распыленного адгезива), сварки (например, ультразвуковой сварки, сварки нагретым инструментом, ИК сварки), соединения с термической деформацией и/или термического скрепления (например, термоскрепления). Более конкретно, слои могут быть соединены по поперечному и продольному краю с охватыванием слоя 400, адсорбирующего углеводороды. Подложка может быть непроницаемой и может содержать полимерный материал, такой как нейлон, полипропилен и так далее. Кроме того, проницаемый слой 300 может быть соединен с подложкой 406 и/или проницаемым слоем посредством клеящих веществ (например, распыленного адгезива), сшивания, термоскрепления, соединения с термической деформацией и/или сварки (например, ультразвуковой сварки, сварки нагретым инструментом, ИК сварки).
На фиг. 7 показан другой вариант осуществления поперечного разреза ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, представленной на фиг. 2. Как видно, слой 400, адсорбирующий углеводороды, расположен между проницаемым слоем 300 и подложкой 406. Подложка 406, показанная на фиг. 7, может быть выполнена из материалов, аналогичных материалу проницаемого слоя 300, таких, как пенообразный материал с открытыми ячейками, нетканый полиэстер и/или другие проницаемые материалы. Подложка 406, показанная на фиг. 7, может быть соединена с первым проницаемым слоем 300 посредством клеящих веществ (например, распыленного адгезива), сшивания, термоскрепления, соединения с термической деформацией и/или сварки (например, ультразвуковой сварки, сварки нагретым инструментом, ИК сварки).
На фиг. 8 показан другой вариант осуществления поперечного разреза ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, представленной на фиг. 2. Как видно, ловушка углеводородов содержит слой 400, адсорбирующий углеводороды, расположенный над проницаемым слоем 300 и соединенный с ним. Следует понимать, что проницаемый слой 300 может быть соединен с корпусом впускного канала 222, показанного на фиг. 2. Таким образом, в некоторых примерах, корпус впускного канала 222 и проницаемый слой 300 могут охватывать слой 400, адсорбирующий углеводороды. Более того, в некоторых примерах проницаемый слой 300 может быть подложкой 406, представленной на фиг. 4, фиг. 6 или фиг. 7.
На фиг. 9 показан другой вариант осуществления поперечного разреза ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, представленной на фиг. 2. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции содержит проницаемый слой 300 и слой 400, адсорбирующий углеводороды. В некоторых примерах проницаемый слой 300 может содержать термо-карбонизированную нетканую мембрану. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции также может содержать подложку 406 в виде поддона. Поддон может быть соединен с проницаемым слоем 300. Кроме того, в некоторых примерах поддон может содержать непроницаемый материал.
На фиг. 10 представлен пример впускного канала 222 с корпусом 1000. Корпус 1000 содержит ловушку 224 углеводородов пассивной адсорбции. Впускной канал 222 также содержит канал 1002 потока воздуха. Границы канала 1002 потока воздуха определяет корпус и наружный слой ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции (например, проницаемый слой 300, показанный на фиг. 3, 6, 7, 8 и 9).
Как видно, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции соединена с корпусом 1000. Более конкретно, подложка 406, показанная на фиг. 3-9, может быть соединена с корпусом 1000. Кроме того, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции имеет форму и размер, позволяющие образовать непрерывную поверхность 1004 с корпусом 1000 впускного канала 222. Таким образом, могут быть снижены потери во впускной системе 202. Тем не менее, предусмотрены другие формы и размеры ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции.
Кроме того, в показанном примере диаметр области 1006 поперечного сечения канала 1002 потока воздуха остается практически постоянным при переходе к участку 1008 впускного канала 222, содержащему соединенную с ним ловушку 224 углеводородов пассивной адсорбции. Таким образом, могут быть снижены потери во впускной системе. Тем не менее, предусмотрены альтернативные варианты конфигурации. Например, диаметр области поперечного сечения канала 1002 потока воздуха может уменьшаться на участке 1008. В таком примере, диаметр области поперечного сечения корпуса 1000 может оставаться практически постоянным на участке впускного канала, содержащем соединенную с ним ловушку 224 углеводородов пассивной адсорбции.
Кроме того, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции расположена на удалении от нижней части 1010 канала 1002 потока воздуха. Более конкретно, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции примыкает к верхней части канала 1002 потока воздуха. Вертикальная ось 1012 приведена для справки относительно поверхности, по которой перемещается транспортное средство, причем упомянутое транспортное средство содержит двигатель, соединенный с системой подачи воздуха, которая содержит канал 222. Тем не менее, предусмотрены другие варианты расположения ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции. Стрелка 1014 указывает на основное направление потока воздуха во время работы двигателя, когда осуществляется сгорание.
На фиг. 10 также показано, как внешняя стенка корпуса 1000 выступает наружу на участке 1008 по отношению к другой внешней стенке корпуса. Этот профиль повторяет выступ наружу внешней стенки участка 1008, тем самым создавая углубленную полость, в которой располагается и удерживается ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции, причем глубина выступа соответствует высоте ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции.
На фиг. 11 представлен способ 1100 конструирования ловушки углеводородов пассивной адсорбции. Способ 1100 может использоваться для конструирования ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, описанной выше со ссылкой на фиг. 2-10, или может использоваться для конструирования другой соответствующей ловушки углеводородов пассивной адсорбции.
На этапе 1102 способ содержит соединение слоя, адсорбирующего углеводороды, по меньшей мере с одним проницаемым слоем и подложкой до соединения проницаемого слоя с подложкой. Более конкретно, в одном из примеров, слой, адсорбирующий углеводороды, может быть соединен с подложкой. Тем не менее, в других примерах, слой, адсорбирующий углеводороды, может быть соединен с проницаемым слоем. Далее, на этапе 1104 способ содержит соединение проницаемого слоя с подложкой вдоль краев проницаемого слоя и подложки с охватыванием слоя, адсорбирующего углеводороды, расположенного между проницаемым слоем и подложкой, с образованием ловушки углеводородов пассивной адсорбции. На этапе 1106 способ содержит соединение ловушки углеводородов пассивной адсорбции с впускным каналом. Как было описано ранее, вышеупомянутые слои (то есть, проницаемый слой, слой, адсорбирующий углеводороды, и подложка) могут быть соединены посредством одного или нескольких из следующих технологий: клеевое соединение (например, соединение при помощи распыленного адгезива), сшивание, термоскрепление, соединение с термической деформацией и сварка (например, ультразвуковая сварка, сварка нагретым инструментом, ИК сварка).
На фиг. 12 представлен другой пример впускного канала 222, содержащего корпус 1000. Показаны также ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции и канал 1002 потока воздуха. В данном примере корпус 1000 имеет неровную поверхность с множеством изгибов. Следует понимать, что в других примерах корпус 1000 может иметь альтернативный профиль. Например, корпус может быть выпуклым, вогнутым, может содержать сложные углы и так далее. Как видно, только одна из поверхностей ловушки 224 может быть изогнута для сопряжения, например, поверхность 1200 ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции может иметь профиль, аналогичный поверхности 1201 корпуса 1000. Поверхность 1201 может быть наружной поверхностью подложки 406, показанной на фиг. 4, 6, 7 и 9. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции показана отделенной от корпуса 1000 для демонстрации соответствующих поверхностей профиля. Тем не менее, должно быть ясно, что при использовании во впускной системе ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может быть в плотном контракте с корпусом 1000, как обозначено стрелкой 1202. Таким образом, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может иметь форму и размер, необходимые для соответствия различным вариантам расположения во впускной системе.
На фиг. 13 показан другой вариант осуществления поперечного разреза ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, представленной на фиг. 2. Как видно, ловушка углеводородов пассивной адсорбции содержит подложку 406 и слой 400, адсорбирующий углеводороды, содержащий только один участок. В некоторых примерах проницаемый слой 300 может быть соединен с подложкой 406 с охватыванием слоя 400, адсорбирующего углеводороды, показанного на фиг. 3, как описано ранее. Тем не менее, в других примерах ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может не содержать проницаемый слой.
На фиг. 14 представлен другой пример впускного канала 1002 и ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции содержит поддон 1400. Следует понимать, что поддон 1400 является примером подложки. Поддон 1400 содержит соединительные фланцы 1402. Для присоединения поддона к впускному каналу 1002 могут быть использованы болты 1404 или другие подходящие соединительные приспособления. Впускной канал 1002 содержит вход или выход 1406 и выход или вход 1408. Впускной канал 1002 может быть соединен с частью двигателя 10 или транспортного средства 200, показанного на фиг. 2.
На фиг. 15 представлено изображение ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, показанной на фиг. 14, в разобранном виде. Как видно, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции содержит поддон 1400, который может содержать полимерный материал. Следует понимать, что поддон 1400 является примером подложки.
Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции дополнительно содержит проницаемый слой 1502 пенистого материала. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может дополнительно содержать проницаемый слой 1504 нетканого полиэстера. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может дополнительно содержать слой, адсорбирующий углеводороды (не показан на фиг. 15), расположенный между поддоном 1400 и слоем 1502 пенистого материала. Следует понимать, что проницаемый слой 1502 пенистого материала и/или проницаемый слой 1504 нетканого полиэстера могут быть соединены с поддоном 1500. Таким образом, может быть охвачен углеродный слой. Также на фиг. 15 показаны соединительные фланцы 1402.
На фиг. 16 представлено изображение другого варианта осуществления ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, в разобранном виде. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции содержит пластиковую кассету 1600, частично охватывающую слой, адсорбирующий углеводороды (не показан). Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции дополнительно содержит два проницаемых слоя 1602 нетканого полиэстера. Кроме того, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции содержит проницаемый слой 1700 пенистого материала, как показано на фиг. 17. Также на фиг. 16 и 17 показаны фланцы 1604. Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции может дополнительно содержать слой, адсорбирующий углеводороды (не показан на фиг. 15), расположенный между одним из проницаемых слоев 1602 нетканого полиэстера и проницаемым слоем 1700 пенистого материала.
На фиг. 18 показан другой вариант осуществления поддона 1800, содержащегося в ловушке 224 углеводородов пассивной адсорбции. Поддон 1800 может быть выполнен термическим формованием и содержать нетканый полиэстер. Поддон 1800 содержит ячейки 1802, выполненные термическим формованием. Контуры поддона 1800 могут быть изменены для сопряжения с контурами впускного канала, в котором он располагается. Более конкретно, поддон 1800 имеет сужение в поперечном направлении. Поперечная ось 1804 приведена для справки.
На фиг. 19 представлено изображение ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции, содержащей поддон 1800, показанный на фиг. 18, в разобранном виде. Как видно, ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции содержит проницаемый слой 1900 пенистого материала и проницаемый слой 1902 нетканого полиэстера.
Вернемся теперь к фиг. 20А, на которой представлен вид спереди обходной ловушки 2000 адсорбции углеводородов. Обходная ловушка 2000 адсорбции углеводородов может быть расположена в месте, аналогичном месту расположения ловушки 224 углеводородов пассивной адсорбции. Обходная ловушка 2000 адсорбции углеводородов также может располагаться в полости впускного канала, причем крышка обходной ловушки 2000 адсорбции углеводородов определяет поверхность впускного канала. Газ может проходить через впускной канал и обтекать крышку обходной ловушки углеводородов, или газ может проходить сквозь крышку обходной ловушки углеводородов. Газ может поступать в одну или несколько ячеек ловушки 2000 углеводородов для осаждения паров топлива и/или других веществ, содержащих углеводороды.
Ловушка 224 углеводородов пассивной адсорбции, описанная выше, является гибридной ловушкой углеводородов, содержащей проницаемые мембраны на обеих сторонах материала, адсорбирующего углеводороды, для обеспечения прохождения газа (например, воздуха) через обе мембраны или дважды через одну мембрану для выхода из ловушки углеводородов. Обходная ловушка 2000 адсорбции углеводородов содержит проницаемый слой 2002, соединенный со множеством отдельных ячеек 2004 на одной стороне обходной ловушки 2000 адсорбции углеводородов, причем каждая из множества ячеек содержит некоторое количество неплотно упакованного материала, поглощающего углеводороды. Таким образом, для изготовления ловушки углеводородов требуется меньшее количество частей, что может обеспечить экономию средств, уменьшить ограничения при упаковке и уменьшить вес ловушки углеводородов. Проницаемый слой 2002 может быть нетканым полиэстером.
Обходная ловушка 2000 адсорбции углеводородов дополнительно содержит ребра (то есть, стенки) 2008, окружающие ячейки 2004. Стенки 2008 могут быть непроницаемы для потока газа, вследствие чего газ не может проходить через стенки 2008. Таким образом, газ из одной ячейки из множества ячеек 2004 не может проникнуть в соседнюю ячейку из множества ячеек 2004. Дополнительно, или в качестве альтернативы, одна или несколько из стенок 2008 (как видно, каждая из ячеек 2004 имеет четыре стенки 2008) ячеек 2004 может быть проницаема для потока газа, но непроницаема для потока жидкости и/или твердых частиц. Таким образом, может осуществляться газообмен между отдельными ячейками множества ячеек 2004 газом и одной или несколькими соседними ячейками множества ячеек 2004.
Съемная крышка 2006 может быть соединена с проницаемым слоем 2002 таким образом, чтобы проницаемый слой был расположен между съемной крышкой 2006 и стенками 2008. В одном из вариантов осуществления, дополнительно или в качестве альтернативы, проницаемый слой 2002 и съемная крышка 2006 могут быть объединены таким образом, что проницаемый слой 2002 интегрирован в отверстия съемной крышки 2006. Отверстия в съемной крышке соответствуют местам расположения ячеек 2004.
Нижняя часть ячеек 2004 может быть закрыта основанием. Как показано на фиг. 20 В, основание 2010 физически соединено со стенками 2008 и полностью закрывает нижнюю часть ячеек 2004 таким образом, что никакие вещества, вне зависимости от их фазового состояния (то есть, газ, жидкость или твердые частицы) не могут пройти через основание 2008. Таким образом, пространство между проницаемым слоем 2002, стенками 2008 и основанием 2010 определяет объем ячейки множества ячеек 2004. Кроме того, газ может поступать в упомянутое пространство и выходить из пространства только посредством прохождения через проницаемый слой 2002.
Как видно, стенки 2008 проходят перпендикулярно основанию 2010. Крышка 2006 может быть соединена со стенками 2008 посредством субстрата, винтов, сварки и/или соединения с термической деформацией. Субстрат может быть проницаемым или непроницаемым субстратом.
Таким образом, обходная ловушка 2000 адсорбции углеводородов содержит множество ячеек 2004, герметично изолированных друг от друга посредством стенок 2008 и основания 2010. Проницаемый слой 2002 соединен со стенками 2008 ячеек 2004 посредством одного или более методов, а именно приваривания, адгезии, крепежных элементов и так далее. Проницаемый слой 2002 может быть единственной поверхностью ячеек 2004, обеспечивающей возможность проникновения газов в ячейки 2004 при одновременном обеспечении выхода для газов в ячейках 2004. Проницаемый слой 2002, стенки 2008 и основание 2010 определяют объем ячеек 2004. Газ может обтекать обходную ловушку 2000 углеводородов без попадания в ячейки 2004 (то есть, обходить ловушку 2000). Дополнительно, или в качестве альтернативы, газ может попадать в одну или несколько ячеек 2004 ловушки 2000 посредством прохождения через проницаемый слой 2002. Газ может попадать в отдельные ячейки множества ячеек 2004 посредством прохождения через проницаемый слой 2002 в первом направлении. Затем газ может покидать отдельные ячейки множества ячеек 2004 посредством прохождения через проницаемый слой 2002 во втором направлении. Второе направление и первое направление являются противоположными направлениями. Газ не может проходить через основание 2010.
Кроме того, ячейки 2004 могут быть эквиваленты по форме конфигурации ребер системы подачи воздуха. Таким образом, они могут быть квадратными, прямоугольными, треугольными, шестиугольными, сотообразными или иметь другую подходящую форму, совпадающую с конфигурацией ребер системы подачи воздуха.
На фиг. 20А и 20В показан пример варианта осуществления обходной ловушки углеводородов, расположенной в полости впускного канала. Полость может быть расположена геодезически в нижней части впускного канала. Например, для транспортного средства с четырьмя колесами на ровной поверхности, полость находится ближе к ровной поверхности, чем другие части впускного канала вдоль общей оси. Таким образом, вероятность попадания углеводородов в полость повышается.
Поверхность полости может содержать внутреннюю усиливающую конструкцию, содержащую ребра и/или стенки, проходящие перпендикулярно от поверхности в направлении впускного канала. Ребра могут быть соединены друг с другом, с пространством между ними, вследствие чего может быть образована емкость (то есть, ячейка). Полость может содержать множество емкостей. Емкости могут иметь форму, напоминающую форму соответствующих соединенных ребер. Например, емкость может быть квадратной, прямоугольной, шестиугольной, круглой, треугольной и так далее. Кроме того, объем емкостей может быть, по существу, одинаковым. Дополнительно, или в качестве альтернативы, одна или несколько емкостей могут иметь различные объемы, причем первая емкость может иметь больший объем, нежели вторая емкость.
Емкости могут быть наполнены некоторым количеством материала, улавливающего углеводороды. В одном из примеров, материал, улавливающий углеводороды, может быть углем, частицами угля, активированным углем и так далее. В одном из вариантов осуществления, емкости могут быть наполнены строго восемью граммами материала, улавливающего углеводороды. В другом варианте осуществления, емкости могут быть наполнены соответствующим количеством материала, улавливающего углеводороды, в зависимости от объема емкости (например, на 60% от объема емкости). Материал, улавливающий углеводороды, может быть упакован внутри емкости без каких-либо субстратов или связывающих агентов. Таким образом, материал, улавливающий углеводороды, может быть легко заменен до достижения полной загрузки углеводородами. Кроме того, материал, улавливающий углеводороды, может способствовать снижению вибрации стенок впускного канала, благодаря чему уменьшается уровень акустических шумов.
Проницаемый слой может быть соединен с верхней частью внутренней усиливающей конструкции емкостей. Проницаемый слой может содержать подложку только в местах расположения проницаемого слоя, соответствующих местам расположения внутренней усиливающей конструкции. Например, подложка и внутренняя усиливающая конструкция выравниваются после соединения проницаемого слоя с внутренней усиливающей конструкцией. Дополнительно, или в качестве альтернативы, проницаемый слой может не содержать подложку, и может быть соединен с внутренней усиливающей конструкцией посредством съемной крышки. Проницаемый слой может обеспечивать возможность прохождения газа (например, воздуха, паров топлива и так далее) через его проницаемую мембрану в одну или несколько емкостей обходной ловушки углеводородов, расположенной в полости впускного канала.
Съемная крышка может содержать множество отверстий, соответствующих количеству емкостей. Расположение отверстий в съемной крышке может соответствовать расположению емкостей, благодаря чему съемная крышка не перекрывает отверстия емкостей. Кроме того, съемная крышка может иметь форму, схожую с формой внутренней усиливающей конструкции. Проницаемый слой может быть расположен между съемной крышкой и внутренней усиливающей конструкцией, если съемная крышка соединена с внутренней усиливающей конструкцией. Таким образом, проницаемый слой закреплен на усиливающей конструкции и не может быть удален до снятия съемной крышки. Кроме того, материал, улавливающий углеводороды, закреплен внутри емкостей посредством закрепления крышки на усиливающей конструкции.
В одном из примеров съемная крышка и проницаемый слой могут быть интегрированы в единую деталь, благодаря чему удаление крышки также обеспечивает удаление проницаемого слоя. Кроме того, интегрированная крышка с проницаемым слоем может содержать подложку с возможностью соединения с усиливающей конструкцией.
Газ во впускном канале может проходить через проницаемый слой и поступать в одну или несколько емкостей обходной ловушки углеводородов. Из газа в емкостях на материале, улавливающем углеводороды, могут осаждаться углеводороды до прохождения через проницаемый слой и попадания во впускной канал. Газ может не проходить через поверхность полости выше усиливающей конструкции или через усиливающую конструкцию. Таким образом, газ может поступать в емкости и покидать их только через проницаемый слой. В качестве альтернативы, газ во впускном канале может обходить проницаемый слой и не поступать ни в одну из емкостей.
На фиг. 21 показан поперечный разрез обходной ловушки 2010 углеводородов, содержащей крышку 2102, основание 2104, стенки 2106 и материал 2108, улавливающий углеводороды. Крышка 2102 и основание 2104 имеют профили, аналогичные стенкам 2106, расположенным между крышкой 2102 и основанием 2104. Крышка 2102 может опираться на верхние части стенок 2106 для предотвращения выпадения материала 2108, улавливающего углеводороды, из ячейки обходной ловушки 2100 углеводородов.
Материал 2108, улавливающий углеводороды, может быть неплотно упакован в ячейках обходной ловушки 2100 углеводородов. Ячейки могут содержать строго 8 граммов материала 2108, улавливающего углеводороды. В одном из вариантов осуществления, материалом, улавливающим углеводороды, может быть уголь.
При попадании газа в обходную ловушку 2100 углеводородов и попадании в ячейки, пары топлива или других углеводородных соединений могут осаждаться в материале 2108, улавливающем углеводороды, до выхода из обходной ловушки 2100 углеводородов. Как описано выше, газ может поступать и выходить из обходной ловушки 2100 углеводородов только через крышку 2102. Крышка 2102 может быть проницаемой только для газов и распыленных жидкостей и непроницаемой для твердых частиц и жидкостей. Таким образом, материал 2108, улавливающий углеводороды, не может выйти из полости обходной ловушки 2100 углеводородов, когда крышка 2012 соединена со стенками 2104.
На фиг. 22 показана обходная ловушка 2200 углеводородов с крышкой 2202 и ячейками 2204. Ячейки 2204 содержат ступенчатые ребра (то есть, стенки), причем высота ребер увеличивается с увеличением высоты профиля основания для обеспечения равной высоты ребер вне зависимости от профиля основания. Таким образом, крышка 2202 линейна и расположена над ребрами ячеек 2204.
На фиг. 23 показана обходная ловушка 2300а углеводородов, содержащая канавку 2300а утяжины. Также показан вид канавки 2300b утяжины в увеличенном масштабе. На фиг. 24 показана обходная ловушка 2400 углеводородов, содержащая канавку 2402 утяжины.
На фиг. 25 показана обходная ловушка 2500 углеводородов, содержащая съемную крышку 2502. Съемная крышка 2502 содержит отверстия, соответствующие ячейкам обходной ловушки 2500 углеводородов. На фиг. 26 показана обходная ловушка 2600 углеводородов с проницаемым слоем 2602. Как видно, съемная крышка убрана. В одном из вариантов осуществления, дополнительно или в качестве альтернативы, проницаемый слой и съемная крышка могут быть объединены.
На фиг. 27 показана обходная ловушка 2700 углеводородов, содержащая материал 2702, улавливающий углеводороды. Как видно, съемная крышка и проницаемый слой удалены из обходной ловушки углеводородов. Таким образом, материал 2702, улавливающий углеводороды, не выпадает из одной или нескольких ячеек обходной ловушки 2700 углеводородов.
На фиг. 28-34 показаны различные варианты осуществления обходной ловушки углеводородов. На фиг. 28 показана обходная ловушка 2800 углеводородов, содержащая множество треугольных ячеек. На фиг. 29 показана обходная ловушка 2900 углеводородов, содержащая множество шестиугольных ячеек с примером ассиметричной схемы заполнения. На фиг. 30 показана обходная ловушка 3000 углеводородов, содержащая множество квадратных ячеек. На фиг. 31 показана обходная ловушка 3100 углеводородов, содержащая множество прямоугольных ячеек. На фиг. 32 показана обходная ловушка 3200 углеводородов, содержащая множество квадратных ячеек с примером заполнения, отличающимся от ловушки 3000 углеводородов, показанной на фиг. 30. На фиг. 33 показана обходная ловушка 3300 углеводородов, содержащая множество шестиугольных ячеек с примером симметричного заполнения. На фиг. 34 показана обходная ловушка 3400 углеводородов, содержащая множество круглых ячеек. Таким образом, в зависимости от формы полости впускного канала могут использоваться различные обходные ловушки углеводородов.
Таким образом, ловушка углеводородов может быть расположена во впускном коллекторе и повторять его форму для предотвращения утечки паров топлива через впускной коллектор при остановках двигателя. Ловушка углеводородов может иметь различную форму в зависимости от конструкции впускного коллектора. Ловушка углеводородов может быть гибридной ловушкой углеводородов или обходной ловушкой углеводородов. Технический эффект расположения ловушки углеводородов во впускном коллекторе состоит в уменьшении количества выбросов топлива через впуск в условиях остановок двигателя.
В первом примере система содержит воздушную камеру содержащую воздушный фильтр, причем воздушная камера содержит ловушку углеводородов, съемную крышку, внутренние усиливающие конструкции, образующие одну или несколько ячеек, и материал ловушки углеводородов, расположенный внутри одной или нескольких ячеек, причем крышка определяет границы канала потока воздуха, и воздушная камера содержит слой, соединяющийся над ячейками.
В первом варианте осуществления в упомянутом первом примере, дополнительно или в качестве альтернативы, ловушка углеводородов может быть обходной ловушкой углеводородов.
Во втором варианте осуществления, который может дополнительно содержать первый вариант осуществления, в упомянутом первом примере слой может быть проницаемым нетканым полиэстеровым материалом.
В третьем варианте осуществления, который может дополнительно содержать первый и второй варианты осуществления, в упомянутом первом примере область поперечного сечения канала потока воздуха может прерываться при переходе на участок впускного канала, содержащий соединенную с ней обходную ловушку адсорбции углеводородов.
В четвертом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до третьего, в упомянутом первом примере внутренняя усиливающая конструкция может быть одним или несколькими ребрами, проходящими перпендикулярно от основания до съемной крышки под ячейками.
В пятом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до четвертого, в упомянутом первом примере основание и ребра могут содержать непроницаемый материал.
В шестом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до пятого, в упомянутом первом примере пространство между внутренней усиливающей конструкцией, основанием и съемной крышкой может определять объем индивидуальной ячейки.
В седьмом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до шестого, в упомянутом первом примере материал ловушки углеводородов может быть неплотно упакован в каждую из ячеек ловушки углеводородов.
В восьмом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до седьмого, в упомянутом первом примере съемная крышка может опираться на внутренние усиливающие конструкции, с расположенным между ними слоем.
В девятом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до восьмого, в упомянутом первом примере съемная крышка может быть соединена с внутренними усиливающими конструкциями вдоль краев съемной крышки.
В десятом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до девятого, в упомянутом первом примере съемная крышка может содержать первый слой и второй слой, причем оба слоя могут быть проницаемыми и по меньшей мере один из слоев может быть адгезивным и быть прикреплен к верхней части внутренних поддерживающих элементов.
В одиннадцатом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до десятого, в упомянутом первом примере основание и внутренние усиливающие конструкции могут быть непроницаемыми и не позволять газам, жидкостям и/или твердым частицам проникать через мембраны основания и внутренних усиливающих конструкций.
В двенадцатом варианте осуществления, который может дополнительно содержать один или несколько из вариантов осуществления от первого до одиннадцатого, в упомянутом первом примере съемная крышка может иметь форму, обеспечивающую плотный контакт с внутренними усиливающими конструкциями воздушной камеры впускного канала.
Необходимо отметить, что примеры приведенных здесь алгоритмов управления и оценки могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти, и могут исполняться системой управления, содержащей контроллеры в сочетании с различными датчиками, приводами и другими компонентами двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопоточные и тому подобные. Таким образом, различные описанные действия, процессы и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно, или, в некоторых случаях, могут быть опущены. Аналогично, такой порядок обработки не обязателен для достижения преимуществ и реализации признаков раскрытых в настоящей заявке примеров осуществления, но приведен для простоты графического представления и описания. Одно или несколько описанных действий, процессов и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Более того, описанные действия, процессы и/или функции могут графически представлять код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, в которой описанные действия реализуются посредством исполнения команд в системе, причем раскрытые действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что конфигурации и последовательности, раскрытые в данном документе, являются по своей сути примерами, и эти конкретные варианты осуществления не должны быть восприняты в ограничивающем значении, поскольку возможно множество модификаций. Например, вышеупомянутая технология может быть применена к V-образному шестицилиндровому, рядному четырехцилиндровому, рядному шестицилиндровому, V-образному двенадцатицилиндровому, оппозитному четырехцилиндровому и другим типам двигателей. Объем настоящего изобретения содержит все неизвестные и неочевидные сочетания и частичные сочетания различных систем, конфигураций, и других признаков, функций и/или свойств, раскрытых в данном документе.
В последующих пунктах формулы изобретения конкретно указаны определенные сочетания и частичные сочетания, которые следует считать новыми и неочевидными. Эти пункты формулы могут ссылаться на «элементы» или «первые элементы», или их эквиваленты. Такие пункты формулы следует считать содержащими возможность наличия одного или нескольких таких элементов, но не требующими наличия и не исключающими возможность наличия двух или большего количества таких элементов. Другие сочетания или частичные сочетания раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены посредством внесения поправок в настоящие пункты формулы или через включение новых пунктов формулы в настоящую или связанную заявку. Такие пункты формулы, вне зависимости от того, шире, уже, эквивалентные или отличные от исходных пунктов формулы изобретения, также включены в объем настоящего изобретения.