[发明专利]蒸发燃料蒸气排放控制系统

说明书

技术领域

本公开在各种实施例中大体上涉及蒸发排放控制系统。更具体而言，本公开涉及蒸发燃料蒸气排放控制系统。

背景技术

来自机动车辆燃料系统的汽油燃料的蒸发是碳氢化合物空气污染的主要潜在来源。此类排放物可由罐系统控制，该罐系统使用活性碳来吸附从燃料系统排出的燃料蒸气。在发动机操作的某些模式下，吸附的燃料蒸气通过以环境空气吹洗罐系统以使燃料蒸气从活性碳解除吸附来从活性碳定期除去。再生碳接着准备吸附附加的燃料蒸气。

环境问题的增加继续驱使来自机动车辆的碳氢化合物排放物的严格规定，甚至在车辆未运行时。当车辆在白天加热(即，日间加热)期间的温暖环境中停放时，燃料箱中的温度升高，导致燃料箱中的蒸气压力增大。通常，为了防止燃料蒸气从车辆泄漏到大气中，燃料箱通过导管排出至容纳适合燃料吸附材料的罐，该适合燃料吸附材料可暂时地吸附燃料蒸气。来自燃料箱的燃料蒸气通过罐的燃料蒸气入口进入罐中，并且扩散到吸附剂体积中，其中，其在通过罐的排出端口释放至大气之前吸附在暂时的储存器中。一旦发动机启动，则环境空气通过罐的排出端口吸入罐系统中。吹洗空气流过罐内的吸附剂体积，并且在通过燃料蒸气吹洗导管进入内燃机中之前使吸附在吸附剂体积上的燃料蒸气解除吸附。吹洗空气并未使吸附在吸附剂体积上的全部燃料蒸气解除吸附，导致了可排出至大气的剩余碳氢化合物(尾气(heel))。此外，该尾气与气相的局部平衡还容许了燃料蒸气从燃料箱迁移穿过罐系统作为排放物。此类排放物典型地在车辆停放和经受几天的时段内的日间温度变化时发生，通常称为日间呼吸损失。加利福尼亚低排放车辆规定使得合乎需要的是，来自罐系统的这些日间呼吸损失(DBL)排放物对于以2003型年开始的一定数量的车辆而言低于10mg(PZEV)，而对于以2004型年开始的较大数量的车辆而言低于50mg，典型地低于20mg(LEV-II)。现在，加利福尼亚低排放车辆规定(LEV-III)要求罐DBL排放物按排气排放物测试程序(BETP)不超过20mg，如写在2012年3月22日的针对2001及以后型号的机动车辆的加利福尼亚蒸发排放物标准和测试规程中的。

已经报告了若干途径来减少日间呼吸损失(DBL)排放物。一种途径在于显著地增加吹洗气体的体积来提高剩余碳氢化合物尾气从吸附剂体积的解除吸附。然而，该途径具有在吹洗步骤期间至发动机的燃料/空气混合物的复杂管理的缺陷，并且趋于不利地影响尾管排放物。见美国专利第4,894,072号。

另一个途径在于通过重新设计现有的罐的大小或通过安装适合大小的辅助排出侧罐来设计具有罐的排出侧上的相对小截面面积的罐。该途径通过增大吹洗空气的强度来减少残余碳氢化合物尾气。此类途径的一个缺陷在于相对小的截面面积将过多的流限制给予罐。见美国专利第5,957,114号。

用于提高吹洗效率的另一个途径在于加热吹洗空气，或具有吸附的燃料蒸气的吸附剂体积的一部分，或两者。然而，该途径增大了控制系统管理的复杂性，并且提出了一些安全问题。见美国专利第6,098,601号和第6,279,548号。

另一个途径在于在排出至大气之前发送燃料蒸气穿过初始吸附剂体积，并且接着穿过至少一个随后的吸附剂体积，其中初始吸附剂体积具有高于随后的吸附剂体积的吸附能力。见美国专利第RE38,844号。

日间呼吸损失(DBL)排放物的规定继续驱动改进的蒸发排气控制系统的新的开发，尤其是在吹洗空气的水平为低的时。此外，日间呼吸损失(DBL)排放物可对于包括内燃机和电动机两者的混合动力车辆而言为更严重的。在此类混合动力车辆中，内燃机在车辆运行期间的几乎一半时间内关闭。由于吸附剂上的吸附的燃料蒸气仅在内燃机启动时吹洗，故混合动力车辆的罐中的吸附剂相比于常规车辆在小于一半时间内以新鲜空气吹洗。混合动力车辆生成与常规车辆几乎相同量的蒸发燃料蒸气。混合动力车辆的较低吹洗频率可不足以从罐中的吸附剂清除残余碳氢化合物尾气，导致高日间呼吸损失(DBL)排放物。

因此，合乎需要的是具有一种即使在使用低水平的吹洗空气时或在罐中的吸附剂被较不频繁地吹洗(如，在混合动力车辆的情况下)时或两者时具有低日间呼吸损失(DBL)排放物的蒸发排放控制系统。尽管极为期望被动途径，但在历史上可用的吹洗的仅小部分现在可用时，现有被动途径仍使DBL排放物留在为20mg LEV-III要求许多倍的水平处。

附图说明

图1为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有一个罐；