CN101315050B - 用于内燃机的燃料回收*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的燃料回收***，该***包括：包括燃料吸收介质的罐体；第一流体管线，用于从发动机接收泄漏，并且使其提供给罐体；第二流体管线，用于从所述罐体接收流体流，并且使其提供给到所述发动机的吸入歧管；以及位于所述第二流体管线内的控制阀。

Description

用于内燃机的燃料回收***
技术领域
本发明总体涉及一种用于内燃机的燃料回收***，并且更特别是涉及一种用于内燃机的E85燃料的乙醇组分的回收***。
背景技术
在客车和其它机动车辆的内燃机中首先需要减小的排放物来源之一是泄漏，即进入曲轴箱并通过阀盖内的排放口(vent)进入大气的空气和未燃烧燃料。
在1960年早期，采用正曲轴箱通风(PCV)***来收集未燃烧燃料并将其引导到汽化器或进气歧管，其中它在缸内燃烧。这些***不仅消除了这种污染源，而且还稍微改善了燃料经济性，这是由于它们确保过去由于分散到大气而损失的燃料在发动机内燃烧。
在正常发动机操作温度下，即在传统碳氢燃料(即汽油)的不同部分的挥发温度之上，泄漏的燃料直接经过PCV***，并且在曲轴箱内没有燃料的积累。但是，在启动和低温操作状态下，燃料将在曲轴箱内凝结。在发动机暖机时，这种凝结的燃料蒸发，并且经过PCV***。由于汽油包括在不同温度下蒸发的许多不同的碳氢部分，这种蒸发在一段时间内逐渐出现。
近年来在客车中消费者可以得到由农产品制成并标示为E85的低排放燃料。该燃料通常是85％的乙醇或酒精。在E85作为燃料的车辆启动或在低温环境下操作时，某些乙醇以液体形式进入曲轴箱，并且与发动机润滑油混合。在发动机暖机并且达到78℃(172.4℉)时，曲轴箱内的所有乙醇蒸发并以高速流过PCV***。即使氧传感器关断去往缸的燃料流，在极度情况下，会存在很多流过PCV***的蒸发乙醇，使得发动机在可燃情况下运行(run rich)，并且排放物增加。最近，蒸发乙醇高瞬时流过PCV***和发动机使得发动机控制***难以补偿。另外，这种情况会造成操纵性能问题。
为此，明显的是希望改进采用E85作为燃料的车辆的燃料***。
发明内容
用于机动车辆的单一蒸发温度燃料和例如E85燃料的乙醇的燃料组分的燃料回收***包括填充例如活性碳的吸收介质的罐体。罐体包括与内燃机的罐体泄漏排放口流体连通的入口、与发动机的吸入歧管连通的出口以及与大气连通的排放口。控制阀可结合在***中以便控制流体流动。在启动过程中以及在发动机达到操作温度之前与发动机油混合的乙醇在油达到大约78℃时蒸发，它首先被吸收在活性碳内，并且接着在发动机内缓慢释放并燃烧。乙醇从罐体内缓缓释放和燃烧避免了与发动机操作干涉并增加排放物的短暂过渡状态。同样还披露一种被动燃料回收***。
因此本发明的目的在于提供一种用于从内燃机的曲轴箱泄漏中临时吸收例如乙醇的燃料的设备。
本发明的另一目的在于提供一种用于从内燃机的曲轴箱吸收例如乙醇的燃料的设备，该设备具有与发动机的泄漏排放口及其吸入歧管连通的罐体。
本发明的再一目的在于提供一种用于从内燃机的泄漏中临时吸收例如乙醇的燃料的设备，该设备具有包含活性碳的罐体。
本发明的其它目的和优点将通过参考下面的描述和附图得以清楚，附图中类似的参考标号表示相同的部件、元件或特征。
附图说明
图1是与内燃机相关的E85乙醇或燃料回收***的第一实施例的示意图；以及
图2是与内燃机相关的E85乙醇或燃料回收***的第二实施例的示意图。
具体实施方式
现在参考图1，表示了用于内燃机的燃料回收***，并通过参考标号10来标示。***10连接到内燃机12上并与其结合使用，内燃机12具有限定多个缸16的发动机缸体14、连接到曲轴22上的同样的多个活塞18、一个或两个缸盖24、一个或多个阀盖26和吸入歧管28。
燃料回收***10包括可通过导管、管道或软管34连接到一个或两个阀盖26的内部的油分离器32。油分离器32包括挡板36或其它中断流动或重新引导结构，这些结构收集由从阀盖26内部流出的泄漏承载的油雾或液滴。由于它位于阀盖26之上的位置，收集在油分离器32内的油由于重力流回到阀盖26和发动机12内。
第二导管、管道或软管38提供油分离器32和回收罐体40之间的流体路径。回收罐体40可以具有任何规则或不规则形状，例如圆柱形或矩形，并且可以由例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的坚硬塑料制成。罐体40填充例如活性碳42或其它适当介质的E85吸收剂。最好是在罐体40的底部处，或者在任何情况下与第二入口管道或管道或软管38相对的是与大气连通的孔口或排放口44。
第三导管、管道或软管46在罐体40的内部和电磁控制阀48之间连通。控制阀48通过从发动机控制模块50发送的信号来开启和闭合。发动机控制模块50通常是微型处理器，微型处理器包括来自于发动机和车辆传感器(未示出)的信号的输入端，并且控制发动机12的不同操作状态和参数。例如，发动机温度传感器52可用来为发动机控制模块50提供有关发动机12的当前温度的数据信号。
第四导管、管道或软管54提供控制阀48和吸入歧管28之间的流体路径。流动控制器56可以是具有预定尺寸的孔口，或者第二电磁控制阀控制从第四管道或软管54到发动机12的阀盖26内部的流动。
现在将描述燃料回收***10的操作。为此，假设发动机12以E85作为燃料，并且是冷的，而且处于20℉-70℉的环境温度下。当然，根据气候和季节，有时容易遇到此范围之外的温度。在此状态下启动时，采用E85燃料的发动机12使得燃料泄漏到曲轴箱22内，E85燃料以及特别是乙醇与发动机油混合。电磁控制阀48将最好在此时闭合，流动控制器56(如果它是阀的话)将开启。这种情况将继续直到发动机12以及特别是油达到78℃(172.4℉)的温度。
此时，乙醇将开始快速蒸发，并且含有乙醇的泄漏物将离开阀盖26，进入油分离器32，在油从泄漏物中去除时并返回到发动机12，进入回收罐体40，其中乙醇将在活性碳42内吸收。罐体40的排放口44使得乙醇和空气从阀盖26流入罐体40，并且将清洁空气排入大气。如上所述，所有的乙醇将相当快速地蒸发，并且通过活性碳42吸收。
发动机操作温度以及发动机油温度将继续上升。在78℃之上的温度下，例如在95到100℃(203-212℉)或更高，发动机控制模块50或其它控制器将产生指令，来开启电磁控制阀48，并且如果流动控制器56是电磁阀，产生指令使其闭合。在此操作状态下，吸入歧管28内的局部真空将经过罐体40的排放口44抽吸大气空气，从而从活性碳42吸收并承载乙醇。此空气和乙醇将接着流过第四管道或软管54，抽吸到吸入歧管28和缸16，并燃烧。
在正常驾驶的一段时间之后，大致所有的乙醇将从罐体40中清除。因此，E85或具有大致单一蒸发温度的任何其它燃料将在活性碳42内吸收，并且接着缓慢返回并被计量到去往吸入歧管28和其中它燃烧的缸16的泄漏流中。
在另外一段时间之后，电磁控制阀48可闭合，并且流动控制器56(如果它是阀的话)可开启，使得来自于发动机12的泄漏按照传统正曲轴箱通风操作从阀盖26直接流到吸入歧管28。
现在参考图2，表示按照本发明的燃料回收***的第二实施例并且通过参考标号100表示。***100非常类似于第一实施例10，并且通常用于内燃机12，内燃机12具有图1列举并描述的部件。因此不重复这样的描述。***100可描述成被动的(passive)，其中它包括与例如空气入口导管104的新鲜空气源以及阀盖26的内部连通的新鲜空气吸入管线102。位于另一阀盖26内的正曲轴箱通风(PCV)阀106为在另所述另一阀盖26(或阀盖26的相对端(如果只有一个阀盖))和含有活性碳112的罐体110之间延伸的出口管线或软管108供应。从罐体110，返回管线或软管116延伸到吸入歧管28。
被动燃料回收***100基本上在发动机12的正曲轴箱通风回路中连续操作。因此，来自于发动机12的泄漏恒定地循环经过管线106和罐体110内的活性碳112，流动通过吸入歧管28内的局部真空形成，并且通过新鲜空气入口管线102供应。
在采用E85或具有大致单一蒸发温度的其它燃料的发动机12暖机过程中，例如乙醇的相对突然和显著流动将在活性碳112内吸收，并且接着缓慢返回并被计量到去往吸入歧管28的返回管线116内的泄漏流中，并且在发动机12的缸16内燃烧。
本发明的描述只是示例性的，并且不偏离本发明宗旨的变型也在本发明的范围内。这种变型不认为偏离了本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种燃料回收***，组合起来包括：
包括燃料吸收介质的罐体；
第一流体管线，用于从发动机接收泄漏，并且使其提供给所述罐体；
第二流体管线，用于从所述罐体接收流体流，并且使其提供给到所述发动机的吸入歧管；以及
位于所述第二流体管线内的控制阀。
2.如权利要求1所述的燃料回收***，其特征在于，还包括在所述第二流动管线和所述发动机的阀盖的内部之间连通的第三流体管线内的流动控制器。
3.如权利要求2所述的燃料回收***，其特征在于，所述流动控制器是孔口。
4.如权利要求2所述的燃料回收***，其特征在于，所述流动控制器是第二控制阀。
5.如权利要求1所述的燃料回收***，其特征在于，还包括布置在所述第一流体管线内的油分离器。
6.如权利要求1所述的燃料回收***，其特征在于，所述罐体包括连接到所述第一流体管线上的入口以及连接到所述第二流体管线上的出口，以及去往大气的排放口。
7.如权利要求1所述的燃料回收***，其特征在于，所述燃料吸收介质是活性碳。
8.如权利要求1所述的燃料回收***，其特征在于，还包括发动机温度传感器和发动机控制模块，以便从所述发动机温度传感器接收信号并且控制所述控制阀。
9.一种用于回收乙醇燃料并供应到发动机的***，组合起来包括：
包括介质以便回收乙醇燃料的罐体；
流动路径，连接发动机泄漏源和所述罐体；
第二流动路径，连接所述罐体和发动机的吸入歧管；以及
位于所述第二流动路径的控制阀。
10.如权利要求9所述的***，其特征在于，还包括位于所述第一流动路径内的油分离器。
11.如权利要求9所述的***，其特征在于，还包括在所述第二流体路径和所述发动机的阀盖之间位于第三流体路径内的流动控制器。
12.如权利要求11所述的***，其特征在于，所述流体控制器是第二控制阀。
13.如权利要求11所述的***，其特征在于，所述流体控制器是孔口。
14.如权利要求9所述的***，其特征在于，所述介质是活性碳。
15.如权利要求9所述的***，其特征在于，还包括发动机温度传感器和发动机控制模块，以便从所述发动机温度传感器接收信号并且控制所述控制阀。
16.一种回收燃料并将燃料供应到发动机的方法，包括如下步骤：
提供具有燃料吸收剂的罐体；
在燃料从发动机蒸发时，将来自于发动机的泄漏提供给所述罐体；
将燃料临时存储在燃料吸收剂内；以及
将来自于所述吸收剂内的减小的燃料流提供给发动机的吸入歧管，
由此发动机的操作通过减小提供给发动机的蒸发燃料的最大输送速度来改善。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括在提供给所述罐体之前将油从泄漏物中分离的步骤。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述燃料吸收剂是活性碳。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括控制所述吸收剂到所述吸入歧管的流动的步骤。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括在所述吸入歧管和发动机的阀盖的内部之间提供受限制的流动路径的步骤。
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