用于內燃機的燃料回收系統的制作方法

專利名稱：用于內燃機的燃料回收系統的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及一種用于內燃機的燃料回收系統，并且更特別是
涉及一種用于內燃機的E85燃料的乙醇組分的回收系統。
背景技術：
在客車和其它機動車輛的內燃機中首先需要減小的排放物來源之 一是泄漏，即進入曲軸箱并通過閥蓋內的排放口 (vent)進入大氣的 空氣和未燃燒燃料。
在I960年早期，采用正曲軸箱通風(PCV)系統來收集未燃燒燃 料并將其引導到汽化器或進氣歧管，其中它在缸內燃燒。這些系統不 僅消除了這種污染源，而且還稍微改善了燃料經濟性，這是由于它們 確保過去由于分散到大氣而損失的燃料在發動機內燃燒。
在正常發動機操作溫度下，即在傳統碳氫燃料(即汽油)的不同 部分的揮發溫度之上，泄漏的燃料直接經過PCV系統，并且在曲軸箱 內沒有燃料的積累。但是，在啟動和低溫操作狀態下，燃料將在曲軸 箱內凝結。在發動機暖機時，這種凝結的燃料蒸發，并且經過PCV系 統。由于汽油包括在不同溫度下蒸發的許多不同的碳氫部分，這種蒸 發在一段時間內逐漸出現。
近年來在客車中消費者可以得到由農產品制成并標示為EM的低 排放燃料。該燃料通常是85%的乙醇或酒精。在E85作為燃料的車輛 啟動或在低溫環境下操作時，某些乙醇以液體形式進入曲軸箱，并且 與發動機潤滑油混合。在發動機暖機并且達到78X: ( 172. 4下)時，曲 軸箱內的所有乙醇蒸發并以高速流過PCV系統。即使氧傳感器關斷去 往缸的燃料流，在極度情況下，會存在很多流過PCV系統的蒸發乙醇， 使得發動機在可燃情況下運行(run rich),并且排放物增加。最近， 蒸發乙醇高瞬時流過PCV系統和發動機使得發動機控制系統難以補償。 另外，這種情況會造成操縱性能問題。
為此，明顯的是希望改進采用E85作為燃料的車輛的燃料系統。

發明內容
用于機動車輛的單一蒸發溫度燃料和例如E85燃料的乙醇的燃料組分的燃料回收系統包括填充例如活性碳的吸收介質的罐體。罐體包 括與內燃機的罐體泄漏排放口流體連通的入口 、與發動機的吸入歧管
連通的出口以及與大氣連通的排放口 。控制閥可結合在系統中以便控 制流體流動。在啟動過程中以及在發動機達到操作溫度之前與發動機
油混合的乙醇在油達到大約78"C時蒸發，它首先被吸收在活性碳內， 并且接著在發動機內緩慢釋放并燃燒。乙醇從罐體內緩緩釋放和燃燒 避免了與發動機操作干涉并增加排放物的短暫過渡狀態。同樣還披露 一種被動燃料回收系統。
因此本發明的目的在于提供一種用于從內燃機的曲軸箱泄漏中臨 時吸收例如乙醇的燃料的設備。
本發明的另一目的在于提供一種用于從內燃機的曲軸箱吸收例如 乙醇的燃料的設備，該設備具有與發動機的泄漏排放口及其吸入歧管 連通的罐體。
本發明的再一目的在于提供一種用于從內燃機的泄漏中臨時吸收 例如乙醇的燃料的設備，該設備具有包含活性碳的罐體。
本發明的其它目的和優點將通過參考下面的描述和附圖得以清 楚，附圖中類似的參考標號表示相同的部件、元件或特征。


圖1是與內燃機相關的E85乙醇或燃料回收系統的第一實施例的 示意圖；以及
圖2是與內燃機相關的E85乙醇或燃料回收系統的第二實施例的 示意圖。
具體實施例方式
現在參考圖1,表示了用于內燃機的燃料回收系統，并通過參考標 號10來標示。系統10連接到內燃機12上并與其結合使用，內燃機l2 具有限定多個缸16的發動機缸體14、連接到曲軸22上的同樣的多個 活塞18、 一個或兩個缸蓋24、 一個或多個閥蓋26和吸入歧管28。
燃料回收系統10包括可通過導管、管道或軟管34連接到一個或 兩個閥蓋26的內部的油分離器32。油分離器32包括擋板36或其它中 斷流動或重新引導結構，這些結構收集由從閥蓋26內部流出的泄漏承 載的油霧或液滴。由于它位于閥蓋26之上的位置，收集在油分離器32 內的油由于重力流回到閥蓋26和發動才幾12內。第二導管、管道或軟管38提供油分離器32和回收罐體40之間的 流體路徑。回收罐體40可以具有任何規則或不規則形狀，例如圓柱形 或矩形，并且可以由例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的堅硬塑料制 成。罐體40填充例如活性碳42或其它適當介質的E85吸收劑。最好 是在罐體40的底部處，或者在任何情況下與第二入口管道或管道或軟 管38相對的是與大氣連通的孔口或排放口 44。
第三導管、管道或軟管46在罐體40的內部和電磁控制閥48之間 連通。控制閥48通過從發動機控制模塊50發送的信號來開啟和閉合。 發動機控制模塊50通常是微型處理器，微型處理器包括來自于發動機 和車輛傳感器(未示出)的信號的輸入端，并且控制發動機l2的不同 操作狀態和參數。例如，發動機溫度傳感器52可用來為發動機控制模 塊50提供有關發動機12的當前溫度的數據信號。
第四導管、管道或軟管54提供控制閥48和吸入歧管28之間的流 體路徑。流動控制器56可以是具有預定尺寸的孔口，或者第二電磁控 制閥控制從第四管道或軟管54到發動機12的閥蓋26內部的流動。
現在將描述燃料回收系統10的操作。為此，假設發動機12以E85 作為燃料，并且是冷的，而且處于20下-70T的環境溫度下。當然，根 據氣候和季節，有時容易遇到此范圍之外的溫度。在此狀態下啟動時， 采用E85燃料的發動機12使得燃料泄漏到曲軸箱22內，E85燃料以及 特別是乙醇與發動機油混合。電磁控制閥48將最好在此時閉合，流動 控制器56 (如果它是閥的話)將開啟。這種情況將繼續直到發動機12 以及特別是油達到78°C (172.4°F)的溫度。
此時，乙醇將開始快速蒸發，并且含有乙醇的泄漏物將離開閥蓋 26,進入油分離器32，在油從泄漏物中去除時并返回到發動機12,進 入回收罐體40，其中乙醇將在活性碳42內吸收。罐體"的排放口44 使得乙醇和空氣從閥蓋26流入罐體40，并且將清潔空氣排入大氣。如 上所述，所有的乙醇將相當快速地蒸發，并且通過活性碳42吸收。
發動機操作溫度以及發動機油溫度將繼續上升。在78"C之上的溫 度下，例如在95到IOO"C ( 203-212T )或更高，發動機控制模塊50 或其它控制器將產生指令，來開啟電磁控制閥48，并且如果流動控制 器56是電磁閥，產生指令使其閉合。在此操作狀態下，吸入歧管28 內的局部真空將經過罐體40的排放口 44抽吸大氣空氣，從而從活性碳42吸收并承載乙醇。此空氣和乙醇將接著流過第四管道或軟管54, 抽吸到吸入歧管28和缸16,并燃燒。
在正常駕駛的一段時間之后，大致所有的乙醇將從罐體40中清除。 因此，E85或具有大致單一蒸發溫度的任何其它燃料將在活性碳42內 吸收，并且接著緩慢返回并被計量到去往吸入歧管28和其中它燃燒的 缸16的泄漏流中。
在另外一段時間之后，電磁控制閥48可閉合，并且流動控制器56 (如果它是閥的話)可開啟，使得來自于發動機12的泄漏按照傳統正 曲軸箱通風操作從閥蓋26直接流到吸入歧管28。
現在參考圖2，表示按照本發明的燃料回收系統的第二實施例并且 通過參考標號100表示。系統100非常類似于第一實施例10，并且通 常用于內燃機12，內燃機12具有圖1列舉并描述的部件。因此不重復 這樣的描述。系統100可描述成^:動的(passive),其中它包括與例 如空氣入口導管104的新鮮空氣源以及閥蓋26的內部連通的新鮮空氣 吸入管線102。位于另一閥蓋26內的正曲軸箱通風(PCV)閥106為在 另所述另一閥蓋26 (或閥蓋26的相對端(如果只有一個閥蓋))和含 有活性碳112的罐體110之間延伸的出口管線或軟管108供應。從罐 體IIO,返回管線或軟管116延伸到吸入歧管28。
被動燃料回收系統100基本上在發動機12的正曲軸箱通風回路中 連續操作。因此，來自于發動機12的泄漏恒定地循環經過管線106和 罐體110內的活性碳112，流動通過吸入歧管28內的局部真空形成， 并且通過新鮮空氣入口管線102供應。
在采用E85或具有大致單一蒸發溫度的其它燃料的發動機12暖機 過程中，例如乙醇的相對突然和顯著流動將在活性碳112內吸收，并 且接著緩慢返回并被計量到去往吸入歧管28的返回管線116內的泄漏 流中，并且在發動機12的缸16內燃燒。
本發明的描述只是示例性的，并且不偏離本發明宗旨的變型也在 本發明的范圍內。這種變型不認為偏離了本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種燃料回收系統，組合起來包括包括燃料吸收介質的罐體；第一流體管線，用于從發動機接收泄漏，并且使其提供給所述罐體；第二流體管線，用于從所述罐體接收流體流，并且使其提供給到所述發動機的吸入歧管；以及位于所述第二流體管線內的控制閥。
2. 如權利要求1所述的燃料回收系統，其特征在于，還包括在所 述第二流動管線和所述發動機的閥蓋的內部之間連通的第三流體管線 內的流動控制器。
3. 如權利要求2所述的燃料回收系統，其特征在于，所述流動控 制器是孔口。
4. 如權利要求2所述的燃料回收系統，其特征在于，所述流動控制器是第二控制閥。
5. 如權利要求1所述的燃料回收系統，其特征在于，還包括布置 在所述第一流體管線內的油分離器。
6. 如權利要求1所述的燃料回收系統，其特征在于，所述流體罐 體包括連接到所述第 一流體管線上的入口以及連接到所述第二流體管 線上的出口，以及去往大氣的排放口。
7. 如權利要求1所述的燃料回收系統，其特征在于，所述燃料吸 收介質是活性碳。
8. 如權利要求1所述的燃料回收系統，其特征在于，還包括發動 機溫度傳感器和發動機控制模塊，以便從所述發動機溫度傳感器接收 信號并且控制所述控制閥。
9. 一種用于回收乙醇燃料并供應到發動機的系統，組合起來包括 包括介質以便回收乙醇燃料的罐體；流動路徑，連接發動機泄漏源和所述罐體； 第二流動路徑，連接所述罐體和發動才幾的吸入歧管；以及位于所述第二流動路徑的控制閥。
10. 如權利要求9所述的系統，其特征在于，還包括位于所述第 一流動路徑內的油分離器。
11. 如權利要求9所述的系統，其特征在于，還包括在所述第二 流體路徑和所述發動機的閥蓋之間位于第三流體路徑內的流動控制 器。
12. 如權利要求11所述的系統，其特征在于，所述流體控制器是 第二控制閥。
13. 如權利要求11所述的系統，其特征在于，所述流體控制器是 孔口 。
14. 如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述介質是活性碳。
15. 如權利要求9所述的系統，其特征在于，還包括發動機溫度 傳感器和發動機控制模塊，以便從所述發動機溫度傳感器接收信號并 且控制所述控制閥。
16. —種回收燃料并將燃料供應到發動機的方法，包括如下步驟 提供具有燃料吸收劑的罐體；在燃料從發動機蒸發時，將來自于發動機的泄漏提供給所述罐體； 將燃料臨時存儲在燃料吸收劑內；以及將來自于所述吸收劑內的減小的燃料流提供給發動機的吸入歧管，由此發動機的操作通過減小提供給發動機的所述蒸發燃料的最大 輸送速度來改善。
17. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在提供給所 述罐體之前將油從泄漏物中分離的步驟。
18. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述燃料吸收劑是 活性碳。
19. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括控制所述吸 收劑到所述吸入歧管的流動的步驟。
20. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在所述吸入 歧管和發動機的閥蓋的內部之間提供受限制的流動路徑的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種用于內燃機的燃料回收系統，該系統包括包括燃料吸收介質的罐體；第一流體管線，用于從發動機接收泄漏，并且使其提供給罐體；第二流體管線，用于從所述罐體接收流體流，并且使其提供給到所述發動機的吸入歧管；以及位于所述第二流體管線內的控制閥。
文檔編號F02M25/08GK101315050SQ20081010957
公開日2008年12月3日 申請日期2008年6月2日 優先權日2007年5月31日
發明者R·M·奧爾里 申請人:通用汽車環球科技運作公司