一种用于车辆的吹扫喷射器组件

文档序号:1642998 发布日期:2019-12-20 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于车辆的吹扫喷射器组件 (Purging injector assembly for vehicle ) 是由 R·默斯坦 E·弗雷德霍姆 于 2018-04-28 设计创作,主要内容包括:一种用于车辆的吹扫喷射器组件(10)包括:第一流体通道(111)、第二流体通道(115)和流动成形单元(20);流动成形单元(20)设置于第一流体通道(111)内,处于发动机气流端口(122)和空气通道气流端口(112)之间,其中,流动成形单元(20)被构造为能够在第一压力水平(P1)被施加到发动机气流端口(122)上时提高沿自发动机气流端口(122)至空气通道气流端口(113)的方向流动的空气的流速,从而使第二流体通道(115)经受低于第一压力水平(P1)的第二压力水平(P2)。吹扫喷射器组件能够控制各种发动机工况下汽车燃料系统的炭罐的排空过程。利用这种类型的吹扫喷射器组件,可以有效地从炭罐清除燃料蒸汽。(A purge injector assembly (10) for a vehicle comprising: a first fluid channel (111), a second fluid channel (115) and a flow shaping unit (20); a flow shaping unit (20) is disposed within the first fluid channel (111), between the engine airflow port (122) and the air channel airflow port (112), wherein the flow shaping unit (20) is configured to increase a flow rate of air flowing in a direction from the engine airflow port (122) to the air channel airflow port (113) when a first pressure level (P1) is applied to the engine airflow port (122), thereby subjecting the second fluid channel (115) to a second pressure level (P2) that is lower than the first pressure level (P1). The purge injector assembly is capable of controlling the evacuation of the canister of an automotive fuel system under various engine operating conditions. With this type of purge injector assembly, fuel vapor may be effectively purged from the canister.)

一种用于车辆的吹扫喷射器组件

技术领域

本公开内容涉及一种用于车辆的吹扫喷射器组件,其中所述吹扫喷射器组件通常在车辆燃料系统中或车辆发动机系统中实施。本公开内容还涉及一种包括吹扫喷射器组件的蒸发燃料吹扫系统、一种用于喷射蒸发燃料的方法以及一种包括吹扫喷射器组件的车辆。

尽管将相对于轿车描述本技术方案,但是本技术方案不仅限于该特定车辆,而是也可以安装在其他类型的车辆中,例如小型货车、休闲车、越野车和重型车辆(诸如卡车、巴士和建筑设备)。

背景技术

车辆发动机,尤其是以汽油燃料为动力的内燃发动机,但也包括其它发动机,通常连接至被构造为向发动机或发动机系统提供燃料的燃料系统,该燃料系统包括燃料箱和其它部件,诸如例如燃料泵和燃料管线。大多数这些系统还包括所谓的燃料蒸发吹扫(EVAP)系统,用于防止燃料箱中的燃料蒸汽逸出到大气中。在该背景下,应当注意的是,通常不允许燃料系统在大气中泄漏比法律允许限度更多的燃料蒸汽。

EVAP系统通常被构造为从燃料箱捕集燃料蒸汽并且将它们临时存储在炭罐中。当车辆发动机在一定工况下运行时,燃料蒸汽从炭罐被清除并在发动机内燃烧。炭罐需要排出碳氢化合物,以确保排放物仍然保持在令人满意的水平。为了确定炭罐何时应当被排空,EVAP系统还可以包括适于控制旨在从活性炭罐被清除的燃料蒸汽的量的清污阀或其他控制机构。在许多车辆例如现代汽车中,清污阀由发动机计算机控制。当发动机关闭时,清污阀关闭。当发动机运转并完全升温时,发动机计算机逐渐开启清污阀,以允许一定量的燃料蒸汽从活性炭罐传输至发动机。

一些系统可以包括吹扫喷射器组件,以进一步改进以高效的方式排空炭罐的过程,其在车辆发动机的低压工况和增压工况期间均可运转。吹扫喷射器系统可以以多种不同的方式设计,其包括吹扫喷射器和用以控制燃料蒸汽在构成EVAP系统和发动机系统的部件之间的流动的一个或多个阀。

然而,汽车市场中当前的法规条件已经导致出现不断增长的、要求改进现有车辆中将燃料蒸汽从炭罐吹扫到发动机的过程的需求。此外,随着对环境问题的越发关注,燃料蒸汽的法规变得越来越严格。这些法规条件必须与对提供车辆高性能的发动机系统的需求进行平衡。这些问题和需求对于具有诸如例如涡轮增压器的压缩机的发动机系统尤其明显。

有多种不同的解决方案将吹扫喷射器布置在位于炭罐和发动机系统之间的流体通道中,这些解决方案部分地取决于发动机系统和EVAP系统的设计。

如果能够确保用于发动机的吹扫喷射器或吹扫喷射器组件能够安装在已知的或商用可得的车辆中而不会对燃料系统或EVAP系统进行大量的改变,同时能够在发动机系统运行期间有效地对炭罐进行吹扫,这将是有利的。此外,还期望有吹扫喷射器的解决方案,其能够在发动机的低压和增压工况期间均具有高的效率,从而使得从炭罐清除燃料蒸汽所用的能量最小化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于车辆的改进的吹扫喷射器组件,一种燃料蒸发吹扫系统和一种用于喷射蒸发燃料的方法,其中避免了前述问题。尤其是,本公开内容的目的是提供一种用于发动机的吹扫喷射器组件,其能够在各种发动机工况期间,例如在怠速期间以及在车辆的驾驶循环中的增压期间,控制排空车辆燃料系统的炭罐的过程。这一目标至少部分地由独立权利要求限定的特征来实现。从属权利要求包含该吹扫喷射器组件的进一步改进。

通过提供包括如上所述的构造的吹扫喷射器组件,改进燃料系统的现有操作就变得可行。尤其是,本发明提供了一种能够在发动机在低压和增压工况下运转时均能够控制吹扫气流的吹扫喷射组件。以这种方式,该吹扫喷射器组件能够控制在各种发动机工况期间,即在驾驶循环中的怠速期间以及在驾驶循环的升压期间,排空车辆燃料系统的炭罐的过程。对于具有小的发动机排量和所谓的停止/启动功能的车辆以及具有混合动力发动机的车辆而言,这可能尤其重要。上述优点还被认为进一步有助于更好地满足关于废气和燃料排放的现行法规。因此,本公开内容的示例性实施方式能够改善吹扫喷射器组件的总体性能。

本公开内容涉及一种用于车辆的吹扫喷射器组件,包括第一流体通道,其具有彼此相互流体连通的发动机气流端口和空气通道气流端口;连接所述第一流体通道的第二流体通道,所述第二流体通道具有布置在所述第一流体通道外部的吹扫气流端口和喷嘴开口,其中所述吹扫气流端口和所述空气通道气流端口彼此相互流体连通,其中所述吹扫气流端口能够连接到炭罐清污通道,使得蒸发的燃料能够在所述第二流体通道中从所述炭罐清污通道经由所述吹扫气流端口流动到所述空气通道气流端口。所述吹扫喷射器组件还包括流动成形单元,其设置在位于所述发动机气流端口和所述空气通道气流端口之间的所述第一流体通道内,其中,所述流动成形单元被构造为能够在第一压力水平被施加到所述发动机气流端口上时提高沿着自所述发动机气流端口至所述空气通道气流端口的方向流动的空气的流速,从而使所述第二流体通道经受低于所述第一压力水平的第二压力水平。所述第二流体通道延伸到所述第一流体通道中,以使得所述喷嘴开口布置于在所述第一流体通道内并面向所述空气通道气流端口,从而使得所述第一流体通道中的气流围绕所述喷嘴开口流动,并且其中,所述流动成形单元设置于所述第一流体通道内并与所述喷嘴开口有关。

这些特征带来的优点在于,利用这种类型的吹扫喷射器组件,可以有效地自炭罐中吹扫燃料蒸汽。在喷嘴开口周围产生的流动将产生低的第二压力水平,其会吸出燃料蒸汽,与此同时,第一流体通道中的空气流动所需的能量消耗较低。此外,所述吹扫喷射器组件可以安装在已知的或市售的车辆中,不会对燃料系统或EVAP系统进行较大的改变,同时能够在发动机系统的运转期间有效地吹扫炭罐。

根据本公开内容的一个方面,所述第一流体通道中的气流沿所述第一流体通道的内壁围绕所述喷嘴开口流动。通过这种方式,气流被有效地分布在所述吹扫喷射器组件中,用于从所述炭罐高效地抽出燃料蒸汽。

根据本公开内容的另一方面,所述喷嘴开口和所述第一流体通道的所述内壁分别具有基本呈圆形的横截面形状,从而使得在所述第一流体通道中的气流,在沿着所述第一流体通道从所述发动机气流端口朝向所述空气通道气流端口的方向上围绕所述喷嘴开口流动时,具有基本呈环形的横截面形状。气流流动的环形形状将进一步提高吹扫喷射器组件的效率,因而从炭罐有效地吹扫燃料蒸汽。

根据本公开内容的一个方面,所述流动成形单元包括会聚部,所述会聚部被构造为能够提高自所述发动机气流端口至所述空气通道气流端口的气流的流速。会聚部用于在第一流体通道中的空气的速度升高时在第二流体通道中建立低压力水平。

根据本公开内容的另外一方面,所述会聚部由所述第二流体通道的延伸到所述第一流体通道中的端部形成。以这种方式,第二流体通道的端部被用于建立该会聚部,这提供了简单而可靠的结构。

根据本公开内容的另一方面,所述会聚部由所述第一流体通道内的管道收缩部形成。这提供了构造该会聚部的一种替代方式,其提供了在围绕喷嘴开口的气流的形状塑造中的灵活性。

根据本公开内容的其他方面,所述流动成形单元包括沿所述流动方向布置于所述会聚部之后的发散部,其中,所述发散部由所述第一流体通道内的管道扩张部形成。所述发散部产生穿过所述吹扫喷射器组件的有效流动,以便吹扫来自所述炭罐的燃料蒸汽。

根据本公开内容的一个方面,所述吹扫喷射器组件还包括第一阀,所述第一阀设置于所述第一流体通道中,处于在所述发动机气流端口和所述流动成形单元之间的位置,所述第一阀被构造为允许流体从所述发动机气流端口朝向所述流动成形单元流动通过所述第一阀,同时限制流体从所述流动成形单元朝向所述发动机气流端口流动通过所述第一阀。第二阀设置于所述第二流体通道中,并被构造为允许流体从所述吹扫气流端口朝向所述空气通道气流端口流动通过所述第二阀,同时限制流体从所述空气通道气流端口朝向所述吹扫气流端口流动通过所述第二阀。所述第一阀的布置和位置有助于在所述第一流体通道中形成不受扰动的流动,由此进一步改进所述吹扫喷射器组件的性能。这使得提供这样一种吹扫喷射器组件变得可行,即,该吹扫喷射器组件有助于以高效的方式排空炭罐,同时以更令人满意的方式满足对于废气和燃料排放的法规。

根据本公开内容的另一方面,所述吹扫喷射器组件还包括第三流体通道和第三阀,所述第三流体通道建立所述吹扫气流端口和所述发动机气流端口之间的流体连通,所述第三阀设置于所述第三流体通道中,位于在所述发动机气流端口和所述吹扫气流端口之间的位置处。所述第三阀被构造为允许流体从所述吹扫气流端口朝向所述发动机气流端口流动通过所述第三阀,同时限制流体从所述发动机气流端口朝向所述吹扫气流端口流动通过所述第三阀,从而使得蒸发燃料能够在低压被施加至所述发动机气流端口时在所述第三流体通道中自所述炭罐清污通道流动至所述发动机气流端口。第一阀、第二阀和第三阀的布置和位置允许在低压工况和增压工况下都能够确定和控制吹扫气流。以这种方式,能够在车辆的不同行驶情况下吹扫炭罐。

根据本公开内容的另外一方面,所述吹扫喷射器组件是组装好的单个单元。采用单个单元,所述吹扫喷射器组件易于安装在车辆中,还易于安装在已知的或市售的车辆中,无需对燃料系统或EVAP系统做大量的改变,同时能够在发动机系统的运行期间有效地吹扫炭罐。

本公开内容还涉及用于存储燃料的燃料箱、碳罐及自所述炭罐延伸至发动机进气歧管的炭罐清污通道,其中所述碳罐用于吸收从所述燃料箱排出的蒸发燃料并适于解吸蒸发燃料,所述炭罐经由蒸气排放通道连接所述燃料箱。所述炭罐清污通道中设置有清污阀,所述清污阀被构造为能够调节所述炭罐清污通道中的蒸发燃料的流动。该系统还包括如上所述的吹扫喷射器组件。

本公开内容还涉及一种用于在具有吹扫喷射器组件的车辆中喷射蒸发燃料的方法,其中在所述吹扫喷射器组件的第一流体通道中围绕喷嘴开口设置气流,其中所述喷嘴开口设置于所述第一流体通道内,以使得所述第一流体通道中的气流围绕所述喷嘴开口流动。进一步地,本公开内容涉及一种包括吹扫喷射器组件的车辆。

术语“连接”通常意味着部件直接或间接地与另一个部件在操作上相关联。在本文中使用的术语“燃料”通常是指汽油,尽管燃料还可以指柴油或适合于车辆发动机的任何其它燃料类型。

尽管以和汽车相关联的方式描述本公开内容,但是本公开内容不限于这种特定车辆,而是也可用于其它类型的车辆,诸如例如卡车、巴士、建筑设备、工业工程机械和轮式装载机。

附图说明

以下将参照附图更详细地描述本公开内容,在附图中,

图1示意性地示出了包括根据本公开内容的吹扫喷射器组件的燃料系统的示例性实施方式,其中该吹扫喷射器组件是燃料蒸发吹扫系统的一部分,

图2示意性地示出了图1中的燃料蒸发吹扫系统的示例性实施方式,其包括根据本公开内容的吹扫喷射器组件,

图3示意性地示出了根据本公开内容的各种示例性实施方式的吹扫喷射器组件,其中吹扫喷射器组件在低压工况下运转,

图4示意性地示出了根据本公开内容的各种示例性实施方式的吹扫喷射器组件,其中吹扫喷射器组件在增压工况下运转,以及

图5a-b示意性地示出了根据本公开内容的吹扫喷射器组件的示例性实施方式。

具体实施方式

在下文中将结合附图来描述本技术公开的各个方面,以说明而非限制本技术公开,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且所描述的各个方面的变型不限于具体示出的实施方式,而是适用于本技术公开的其它变型。

图1-4示意性地示出了待安装在诸如例如汽车的车辆中的燃料蒸发吹扫系统102。所述燃料蒸发吹扫系统102包括吹扫喷射器组件10,并且燃料蒸发吹扫系统102通常是车辆燃料系统100的一部分。下文将参考图3-4和图5a-b更详细地描述吹扫喷射器组件10。车辆例如可以是轿车。但是,所述燃料蒸发吹扫系统也可以安装和布置在其它类型的车辆中。

在图1中示意性地示出了车辆燃料系统100。车辆燃料系统也可以被标示为燃料系统100。类似地,车辆燃料蒸发吹扫系统102也可以表示为蒸发吹扫系统、蒸发排放物控制系统,或简单地表示为EVAP系统。尽管并非严格必须,但燃料蒸发吹扫系统102通常是燃料系统的一部分

在这一示例性实施方式中,包括EVAP系统的燃料系统100连接车辆的发动机或发动机系统180。发动机系统180包括车辆的发动机,并且发动机包括一个或多个汽缸。此外,发动机系统180具有发动机进气歧管104以及发动机排气装置,发动机进气歧管也被称为歧管或进口。通常,发动机进气歧管104具有与发动机进气歧管104流体连通的节气门。该发动机排气装置可以包括连接排气通道的排气歧管,该排气通道被构造为能够将废气引导到大气。发动机系统180的这些零部件以及这些零部件在发动机系统180中的功能和配置是本领域中公知的,因而不做赘述。

如图1所示,燃料系统100连接到进气单元185,例如空气过滤器单元或类似布置,其适于自外部114接收新鲜空气。在本实施方式中,进气单元185位于发动机进气歧管104的上游。另外,这类车辆系统还可包括压缩机188,例如涡轮增压器、机械增压器或类似装置。压缩机188被构造为能够在发动机的增压操作工况期间作为增压装置运转。在这个示例中,压缩机188位于或者被布置于发动机系统180和进气单元185之间。通常,压缩机188布置在位于发动机系统180的发动机进气歧管中的节气门与进气单元185之间。压缩机188通常可以被构造为在大气压力下吸入进气空气,并且将空气增压到通常对应于第一压力水平P1的较高压力,P1也被表示为增压压力。

通过利用加压的进气,即已增压的进气,可由发动机系统180执行发动机的增压运转。用以获得适当的增压压力的压缩机188的运转可以根据车辆类型和发动机类型而变化。此外,就发动机系统180而言,进气单元185和压缩机188的布置、零部件和功能可以根据车辆类型、发动机系统的类型和燃料系统的类型而变化。由于这些部件及其功能在本领域中是公知的并且可根据车辆类型和系统的类型进行选择,因而在此不做赘述。

如图1所示,燃料系统100包括经由燃料过滤器管通道152连接到燃料箱140的燃料过滤器管150。燃料箱140在本示例中适于存储燃料,诸如例如汽油。燃料箱140可以包括燃料泵系统或者被连接到燃料泵系统,该燃料泵系统适于输送加压的燃料,这些加压的燃料被输送到发动机系统180,通常是被输送到发动机系统180的一个或多个燃料喷射器。如上所述,如图1和2中所示,燃料系统通常可包括燃料蒸发吹扫系统102。

图2示出了根据本发明的示例性实施方式的燃料蒸发吹扫系统102。在该示例中,燃料蒸发吹扫系统102包括用于存储燃料的燃料箱140。所述EVAP系统还包括炭罐110,所述炭罐110用于吸收从所述燃料箱排出的燃料蒸汽并且适于解吸蒸发燃料。换句话说,炭罐110旨在起到燃料蒸汽保持装置的作用,炭罐110通常填充有能够结合大量汽化的碳氢化合物的吸附剂。举例来说,炭罐110可以例如包括活性炭形式的吸附剂。

如图2所示,炭罐110经由蒸气排放通道142连接燃料箱140。由此,炭罐110可以经由蒸气排放通道142从燃料箱140接收燃料蒸汽。在一些示例中,EVAP系统可以包括一个单个的炭罐110。然而,在其他示例中,EVAP系统可以包括多个相互连接的炭罐。从上文中应当理解,当燃料被填充到燃料箱140中时,来自燃料箱140的燃料蒸汽可以经由蒸气排放通道142排放到炭罐110,以便避免碳氢化合物被释放到环境中

EVAP系统可以经由空气过滤器通风通道132连接到空气过滤器130。空气过滤器130允许炭罐110经由空气过滤器通风通道132与周围大气连通。应当容易理解的是,根据车辆的类型、EVAP系统的类型和炭罐110的类型,可以以各种方式控制炭罐110。作为一个示例,炭罐110可以由一个或数个炭罐换气电磁阀控制,如本领域中公知的那样。

如图2所示,炭罐清污通道92从炭罐110延伸到发动机进气歧管104。如下文将要进一步详述的,炭罐110需要排出碳氢化合物,以确保排放物保持在令人满意的水平。因此,EVAP系统通常可以包括设置于炭罐清污通道92中的清污阀90。清污阀90被构造为能够调节炭罐清污通道92中的蒸发燃料的流动。通过开启清污阀,包含在炭罐中的碳氢化合物可以被输送到发动机系统180并且随后在发动机中燃烧。清污阀90可以例如由软件操作并且设置为基于连接到清污阀90的电磁阀的工作周期而打开和关闭。例如,清污阀90可以被设置为关闭状态,以使得没有燃料蒸汽通过炭罐清污通道92被清除。相反地,当清污阀90被设置为打开状态时,变成可以自炭罐110清除燃料蒸汽。清污阀90可以是常规的止回阀、电磁阀等等。进一步地,如上所述,蒸发燃料吹扫系统102包括根据本文所述的各种示例性实施方式的吹扫喷射器组件10。

如图1和图2所示,吹扫喷射器组件10设置于炭罐清污通道92中位于清污阀90和发动机进气歧管104之间的位置处。然而,应当理解的是,吹扫喷射器组件10可以安装在EVAP系统和/或炭罐清污通道92的其它位置上。换言之,炭罐清污通道92连接到吹扫喷射器组件10,该吹扫喷射器组件10然后经由发动机进气歧管104连接到发动机系统180。

吹扫喷射器组件10包括真空喷射器泵类型的喷射器泵,所述喷射器泵利用已知的文丘里效应(Venturi effect)将动力流体的压力能量转换成速度能量,其产生吸入流体并夹带吸入的流体的低压区。吹扫喷射器组件10的细节将在下文中进行更详细地描述。

图3示意性地示出了根据示例性实施方式的吹扫喷射器组件10,其中吹扫喷射器组件10受到低压,以使得吹扫喷射器组件10被设置成在所谓的低压工况下运转。在低压工况下,空气和燃料的混合物在发动机的自然吸气模式下被吸入发动机,而不使用压缩机188。

图4示意性地示出了图3中的吹扫喷射器组件10的示例性实施方式,其中吹扫喷射器组件10受到增压,以使得吹扫喷射器组件10被设置成在所谓的增压工况下运转,如上所述。

图3和图4中的EVAP系统102包括吹扫喷射器组件10,其中吹扫喷射器组件10可以被提供为单个单元。然而,在其他示例中,吹扫喷射器组件10还可以被提供为EVAP系统中的独立的多个部件,这些部件组合地构成吹扫喷射器组件10。

如图5a所示,吹扫喷射器组件10包括第一流体通道111,第一流体通道111具有彼此流体连通的发动机气流端口122和空气通道气流端口112。第一流体通道111适于输送诸如空气和燃料蒸汽的流体,并且除非第一流体通道111受到如下所述的阀的限制,否则第一流体通道111能够在发动机气流端口122和空气通道气流端口112之间沿两个方向输送流体。第一流体通道111被布置为用于引导来自压缩机188的加压的气流,所述加压的气流自发动机气流端口122沿朝向空气通道气流端口112的方向流动。第一流体通道111可被布置成使得加压的空气在其中流动的管道结构。发动机气流端口122被布置成经由发动机进气歧管104与压缩机188流体连通。这样,来自压缩机188的加压空气的一部分被引导通过发动机进气歧管104,并进一步通过第一流体通道111。如图1所示,空气通道气流端口112被布置为与布置于进气单元185和压缩机188之间的进气通道流体连通,从而使得通过第一流体通道111的气流可以流回到压缩机188的入口。如上所述,进气单元185通常可以连接到压缩机188。然而,该示例仅是系统的各个部件之间的流体连接方式的诸多可能的示例中的一种。第一流体通道111中的气流可以被认为是吹扫喷射器组件10中具有第一压力水平P1的工作流体,第一压力水平P1基本上对应于来自压缩机188的增压压力。

第二流体通道115连接第一流体通道111。第二流体通道115具有布置在第一流体通道111外的吹扫气流端口118和喷嘴开口116,其中吹扫气流端口118和空气通道气流端口112彼此相互流体连通。第二流体通道115被布置为用于引导燃料蒸汽流,其沿着自吹扫气流端口118通过喷嘴开口116朝向空气通道气流端口112的方向流动。第二流体通道115可以被布置为使得蒸发燃料在其中流动的管道结构。吹扫气流端口118可连接到炭罐清污通道92,使得蒸发的燃料能够在第二流体通道115中自炭罐清污通道92经由吹扫气流端口118流动到空气通道气流端口112。如上所述,如图1所示,空气通道气流端口112被布置为与布置于进气单元185和压缩机188之间的进气通道流体连通,从而使得通过第二流体通道115的燃料蒸汽流可以流动到压缩机188的进口。因此,第二流体通道115被布置为用于经由炭罐清污通道92将蒸发的燃料从炭罐110中排空或清除。

第一流体通道111中的气流在喷嘴开口116之后与来自第二流体通道115的燃料蒸汽流混合。因此,空气流和燃料蒸气流的混合将发生在第一流体通道内,并进而通过空气通道气流端口112被输送。

流动成形单元20设置在第一流体通道111内,处于发动机气流端口122与空气通道气流端口112之间,并且流动成形单元20被构造成能够当在压缩机188运转下的增压工况期间将第一压力水平P1施加到发动机气流端口122时,提高沿着自发动机气流端口122到空气通道气流端口112的方向流动的空气的流速,由此使第二流体通道115处于第二压力水平P2,第二压力水平P2由于文丘里效应而低于第一压力水平P1。这种效应在本领域中是广泛公知的,并且通常用于不同的喷射器应用中。该系统被设计成使得在增压压力下,第二压力水平P2低于炭罐110中和炭罐清污通道92中的压力水平,并且以这种方式,通过穿过第二流体通道115的炭罐清污通道92,自炭罐110吸出燃料蒸汽。第二流体通道111中的燃料蒸汽流可以被视为是在具有第二压力水平P2的吹扫喷射器组件10中的抽吸流体。系统中的第一压力水平P1可以根据压缩机188的压力输出而变化。吹扫喷射器组件10可以基于系统参数设计成使得在增压工况期间实现适当的第二压力水平P2。

第二流体通道115延伸到第一流体通道111中,以使得喷嘴开口116布置在第一流体通道111内并面向空气通道气流端口112,从而使得第一流体通道111中的气流围绕喷嘴开口116流动。如图5a所示,流动成形单元20设置于第一流体通道111内并与喷嘴开口116有关。

第一流体通道111中的气流沿着第一流体通道111的内壁117围绕喷嘴开口116流动。喷嘴开口116具有基本上为圆形的横截面形状,并且第一流体通道111的内壁117具有基本上为圆形的横截面形状。这样,第一流体通道111中的气流可以被布置成使得其在沿着第一流体通道111从发动机气流端口122朝向空气通道气流端口112的方向上围绕喷嘴开口116流动时具有基本上为环形的横截面形状。试验已经表明,在喷嘴开口116周围具有环形横截面形状的气流在第二流体通道115中产生了高效的抽吸作用。以这种方式,可以利用吹扫喷射器组件10的这种具体设计,以一种具有低能耗的高效率方式清洗炭罐100。为了支持降低车辆的总排放,吹扫喷射器组件10中的低能量消耗是重要的。

流动成形单元20包括会聚部119,会聚部119被构造为能够提高从发动机气流端口122到空气通道气流端口112的气流的流动速度。如图5a所示,会聚部119可以由第二流体通道115的延伸到第一流体通道111中的端部120形成。如图5a所示,由于第二流体通道115的管道状构造,端部120例如可以是漏斗形的,以便形成会聚部119,其中在横截面视图中,形成喷嘴开口116的端部120朝向第一流体通道111的内壁117以曲线形加宽。

当吹扫喷射器组件在增压工况下工作时,如图1和图4所示,空气从压缩机188流动经过发动机进气歧管并进而流入第一流体通道111的发动机气流端口122。如上所述,增压压力在第一流体通道111中产生具有第一压力水平P1的气流,而进入第一流体通道111的气流是在增压压力工况下运转吹扫喷射器组件10的工作流体。当气流到达流动成形单元20时,气流的速度增大,并且由于该效应,在第二流体通道115中产生第二压力水平P2。通过这种方式,蒸发的燃料可以从炭罐110被清除并流动通过炭罐清污通道92,并进而流入第二流体通道115的吹扫气流端口118中。蒸发燃料流在到达喷嘴开口116时将离开第二流体通道,并且在喷嘴开口116之后,第一流体通道111中的气流将与来自第二流体通道115的燃料蒸汽混合,而混合的流体将自第一流体通道111通过空气通道气流端口112流出,并进而流到布置于进气单元185和压缩机188之间的进气通道中。因此,气流围绕喷嘴开口116设置于吹扫喷射器组件10的第一流体通道111中,其中喷嘴开口116布置在第一流体通道111内,使得第一流体通道111中的气流围绕喷嘴开口116流动。混合的流体将被吸入压缩机188中并成为来自压缩机188的气流的一部分。来自压缩机188的气流的主要部分被增压至发动机中,并且来自炭罐的蒸发燃料由此在发动机中燃烧。应当注意的是,与空气的量相比,来自压缩机188的气流中的蒸发燃料的总量非常少,这些少量的燃料蒸汽将不会不利地影响发动机和其他系统的性能。应当理解的是,来自压缩机188的进入第一流体通道111的气流还可以包含少量的蒸发燃料。

在图5b中示出了吹扫喷射器组件的一种替代实施方式,其中会聚部119由第一流体通道111内的管道收缩部121形成。此外,如图5b所示,流动成形单元20还可包括沿流动方向布置在会聚部119之后的发散部123。法散部123可以由第一流体通道111内的管道扩张部125形成。会聚部119和发散部123是用来控制第一流体通道内的流动的惯常方式。如图5b所示,例如可通过对第一流体通道111的内壁117的成型来形成管道收缩部121。因此,流体通道111可以简单地在成形过程中成形为所期望的构造,以使得管道收缩部121成为第一流体通道的壁结构的一部分。同样,管道扩张部125也可以通过对第一流体通道111的内壁117的成型而形成。作为一种替代方案,管道收缩部121和管道扩张部125可以由被***到第一流体通道111中的一块单独的材料件形成。

如图3和图4所示,吹扫喷射器组件10还可以包括设置于第一流体通道111中且位于发动机气流端口122和流动成形单元20之间的第一阀30。第一阀30被构造成允许流体从发动机气流端口122朝向流动成形单元20流动通过第一阀30,同时限制流体从流动成形单元20朝向发动机气流端口122流动通过第一阀。在第二流体通道115中可以设置第二阀50。第二阀50被构造成允许流体从吹扫气流端口118朝向空气通道气流端口112流动通过第二阀50,同时限制流体从空气通道气流端口112朝向吹扫气流端口118流动通过第二阀50。

如图3和图4所示,第二流体通道115在吹扫气流端口118和空气通道气流端口112之间建立流体连通。第二流体通道115自第二流体通道位置124延伸至第一流体通道位置126,其中第二流体通道位置124位于吹扫气流端口118和第三阀40之间,第一流体通道位置126位于流动成形单元20和空气通道气流端口112之间。在该示例中,第二流体通道位置124位于第三流体通道113和第二流体通道115的接合处。并且,第一流体通道位置126位于第一流体通道111和第二流体通道115的接合处。

第二阀50设置于第二流体通道115中。第二阀50被构造成允许流体沿着从吹扫气流端口118朝向空气通道气流端口112的方向流动通过第二阀50,同时限制流体沿着从空气通道气流端口112朝向吹扫气流端口118的方向流动通过第二阀50。由此,当吹扫喷射器组件10经由发动机气流端口122处于增压压力之下时,蒸发的燃料被允许在第二流体通道115中自炭罐清污通道92经由吹扫气流端口118流动至空气通道气流端口112。换句话说,影响组件10的第一压力水平形成了在第二流体通道115中的第二压力水平P2。换句话说,由于该组件的构造,特别是第一阀30和流动成形单元20,由压缩机188在第一流体通道111中产生第一压力水平P1,使得在吹扫气流端口118和空气通道气流端口112之间延伸的第二流体通道115处于第二压力水平P2,其中第二压力水平P2低于第一压力水平P1并且也低于炭罐110中的压力水平。当系统在增压压力下运转时,第二流体通道115中的第二压力水平P2使得炭罐110能够经由第二流体通道115被排空到空气通道气流端口112。换句话说,由压缩机188在第一流体通道111中产生的第一压力水平P1在第二流体通道115中形成较低的第二压力水平P2。

第二阀50可以为止回阀。还应注意的是,除非第二流体通道115被第二阀50所限制,否则第二流体通道115能够在吹扫气流端口118和空气通道气流端口112之间沿两个方向输送流体。

如上所述,第二流体通道115在第一流体通道111与第三流体通道113之间延伸。第二流体通道115在吹扫气流端口118和空气通道气流端口112之间建立流体连通,并且经由第三流体通道113连接吹扫气流端口118,并且还经由第一流体通道111连接空气通道气流端口112。第二流体通道115因此连接第一流体通道111和第三流体通道113。此外,第二流体通道115在位于吹扫气流端口和第三阀40之间的接合部处(对应于第二流体通道位置124)连接到第三流体通道113,并且,在位于流动成形单元20与空气通道气流端口112之间的接合部处(对应于第一流体通道位置126)连接到第一流体通道。第三流体通道113中的第二流体通道位置124的位置也可以对应于吹扫气流端口118。类似地,第一流体通道中的第一流体通道位置126的位置也可以对应于空气通道气流端口112。

第二流体通道115和第二阀50被构造为限制流体从空气通道气流端口112朝向吹扫气流端口118流动通过第二阀50。

当压缩机188以增压模式运转以产生致使吹扫喷射器组件10经受第一压力水平P1的增压压力时,空气沿着自发动机气流端口122朝向空气通道气流端口112的方向流动通过第一流体通道111。换句话说,当压缩机以增压模式运转时,空气流动通过第一阀30并通过流动成形单元20。由此,因流动成形单元20的构造而在第二流体通道115中产生了第二压力水平P2。第二压力水平P2使得燃料蒸汽能够在增压发动机工况期间得以通过第二流体通道115清除。在增压发动机工况期间,第一流体通道111中的空气流动由图4中的箭头指示。在增压发动机工况期间,第二流体通道115中的燃料蒸汽的流动由图4中的箭头指示。

如上所述,吹扫喷射器组件10还可以包括第三流体通道113,如图3和图4所示,第三流体通道113在吹扫气流端口118和发动机气流端口122之间建立流体连通。第三阀40可以设置于第三流体通道113中,位于在发动机气流端口122和吹扫气流端口118之间的位置处。第三阀40被构造成允许流体从吹扫气流端口118朝向发动机气流端口122流动通过第三阀40,同时限制流体从发动机气流端口122朝向吹扫气流端口118流动通过第三阀40,由此使得当向发动机气流端口122施加低压时,蒸发的燃料能够在第三流体通道113中从炭罐清污通道92流动到发动机气流端口122。

吹扫气流端口118可连接到炭罐清污通道92。如图所示,第三流体通道113在第一流体通道111中位于发动机气流端口122和第一阀30之间的接合部处连接至发动机气流端口122。第三阀40设置于所述第三流体通道113中,位于在发动机气流端口122和吹扫气流端口118之间的位置处。进一步地,第三阀40被构造成允许流体从吹扫气流端口118朝向发动机气流端口122流动通过第三阀40,同时限制流体从发动机气流端口122朝向吹扫气流端口118流动通过第三阀40。由此,当该组件10经由发动机气流端口122在低压工况下工作时,蒸发的燃料被允许在第三流体通道113中自炭罐清污通道92流动至发动机气流端口122。第三阀40可以例如是止回阀。还应当注意的是,除非第三流体通道113受到第三阀40的限制,否则第三流体通道113能够在发动机气流端口122和吹扫气流端口118之间沿两个方向输送流体。

第三流体通道113在吹扫气流端口118和发动机气流端口122之间建立流体连通,并且第三流体通道113经由第一流体通道111连接至发动机气流端口122。以这种方式,第三流体通道113连接到第一流体通道111。第三流体通道113可以在位于第一止回阀30和发动机气流端口122之间的接合部处连接到第一流体通道111。然而,作为一种替代方案,建立吹扫气流端口118和发动机气流端口122之间的流体连通的第三流体通道113可以替代地直接且独立地连接到发动机进气歧管104。

还应当注意的是,在吹扫喷射器组件10处于增压压力的增压发动机工况期间,没有流体能够流动通过第三流体通道113中的第三阀40,因为第三阀40被构造成限制流体从发动机气流端口122朝向吹扫气流端口118流动通过第三阀40。

如图3所示,当吹扫喷射器组件处于低压时,第三阀40被构造成允许流体从吹扫气流端口118朝向发动机气流端口122流动通过第三阀40。由此,在低压发动机工况期间,炭罐110可以经由炭罐清污通道92和吹扫喷射器组件10被清除到发动机系统180。通过第一流体通道111和第一阀30的上述构造也可以容易地理解,因为第一阀30被构造成限制流体从流动成形单元20朝向发动机气流端口122流动通过第一阀30,燃料蒸汽在这一模式中被限制流动通过第一阀30。

进一步地,如图3和图4所示,吹扫喷射器组件10包括设置于第一流体通道111中且位于处在发动机气流端口122和流动成形单元20之间的位置处的第一阀30。第一阀30被构造成允许流体从发动机气流端口122朝向流动成形单元20和空气通道气流端口112流动通过第一阀30,同时限制流体从流动成形单元20朝向发动机气流端口122流动通过第一阀。作为示例,第一阀30可以例如是控制通过第一通道111的流动的止回阀。

根据关于吹扫喷射器组件10的示例性实施方式的以上说明,吹扫喷射器组件10提供了在各种工况(即,在增压发动机工况和低压工况)下都能清扫炭罐的可能性。通过这种方式,使得进一步改善燃料系统和EVAP系统的现有操作变成是可行的。尤其是,本公开内容提供了一种吹扫喷射器组件10,其在发动机在低压和增压工况下工作时均能够控制吹扫流。由此,本发明的示例性实施方式改善了吹扫喷射器组件的总体性能。

吹扫喷射器组件10可以被构造为单独的单个单元,其安装在车辆的燃料系统内。通过这种方式,吹扫喷射器组件10的功能可以集成在一个单个单元内。这样的单个单元可以是装配好的单个单元,其由不同的部分形成,包括必要的流动通道和阀。流体通道和流动成形单元可以由任何合适的材料构成,例如塑料材料、复合材料和金属。

如图1和图2所示,吹扫喷射器组件10的空气通道气流端口112通常在处于进气单元185和压缩机188之间的位置处连接到进气通道。但是还应当容易理解的是,吹扫喷射器组件可以以其他方式安装在蒸发燃料吹扫系统中的其他位置处。例如,吹扫喷射器组件10可以在处于压缩机188下游的位置处连接到进气通道,但是是直接连接到进气单元185,或至少邻近进气单元185。

根据发动机的构造,还可以使用除呈涡轮增压器或机械增压器形式的压缩机以外的其他压缩空气源。可以替代地使用其它类型的压缩机单元,以便产生流到吹扫喷射器组件的工作流体。

可以理解的是,以上描述本质上仅仅是示例性的,并且不旨在限制本公开内容、其应用或用途。尽管具体实施方式已经在说明书中进行描述并且在附图中示出,但本领域的普通技术人员应当理解,在不脱离如权利要求所限定的本公开内容的范围的情况下,可以做出各种改变并可利用等同物替代各元件。此外,在不脱离本公开内容的实质范围的情况下,可以进行修改以使特定情形或特定材料适应于本公开内容的教导。因此,本公开内容旨在不限于附图中示出并在说明书中描述为目前预期的用于执行本公开内容的教导的最佳模式的特定示例,而本公开内容的范围将包括落入前述描述和所附权利要求内的任何实施方式。权利要求中提及的附图标记不应被视为限制权利要求所保护的内容的范围,其唯一的作用在于使权利要求更易于理解。

附图标记

10吹扫喷射器组件 20流动成形单元

30第一阀 40第三阀

50第二阀 90清污阀

92炭罐清污通道 100车辆燃料系统

102燃料蒸发吹扫系统 104发动机进气歧管

110炭罐 111第一流体通道

112空气通道气流端口 113第三流体通道

114新鲜空气 115第二流体通道

116喷嘴开口 117内壁

118吹扫气流端口 119会聚部

120端部 121管道收缩部

122发动机气流端口 123发散部

124第二流体通道位置 125管道扩张部

126第一流体通道位置 130空气过滤器

132空气过滤器通风通道 140燃料箱

142蒸气排放通道 150燃料过滤器

152燃料过滤器通道 180发动机系统

185进气单元 188压缩机

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