专利名称：燃料过滤装置和具有该装置的燃料供应系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的燃料输送装置的燃料过滤装置。 本发明还涉及一种具有所述燃料过滤装置的燃料供应系统。
背景技术：
JPA-2004-519618公开了一种用于向内燃机供应燃料的燃料输 送装置。所述燃料输送装置包括设置在燃料箱与燃料泵之间的燃料 过滤装置，用于去除在燃料中含有的比如碎屑这样的有机材料和比 如金属这样的无机材料。所述燃料输送装置包括高压部件，比如燃料喷射阀，每个部件 都设置在每个汽缸上，和用于将高压燃料供应给每个燃料喷射阀的 燃料泵。每个高压部件具有高压滑动部分，该部分限定与高压燃料 通道连通的几微米的微小间隙。燃料过滤装置被用来保护高压滑动 部分免于进入外来物质。所述燃料过滤装置具有的目径大小能够捕 获比外来物质更小的微粒物质。在JPA-2006-105092中，在燃料过滤装置的内侧或者上游设置 了离子交换树脂，用于去除金属离子，以限制金属离子在通过燃料 过滤装置之后沉积并容纳在高压滑动部分中。在这种结构中，容纳 离子交换树脂的离子交换装置设置在燃料箱和燃料泵之间，与燃料 过滤装置分离。可选择地，所述离子交换树脂能被插在两个过滤件 之间，并且与所述燃料过滤装置结合为一体。在JPA-2006-105092中，所述离子交换树脂作为与燃料过滤装置分离的装置，需要被设置在燃料箱与燃料泵之间的燃料通道中。 可选择地，需要附加的一个箱体来容纳插在燃料过滤装置的两个过 滤件之间的离子交换树脂。另外，其中的过滤件插入离子交换树脂， 由此增加了体积。因此，燃料过滤装置被扩大。近些年来，生物柴油燃料和复合燃料，其既包含生物柴油燃料 也包含柴油燃料，作为替代燃料逐渐被广泛使用。本发明人发现，金属离子倾向存在于燃料箱内包含的生物柴油 燃料或复合燃料中，这种燃料含有生物柴油燃料和低硫柴油燃料。 例如，当生物柴油燃料或复合燃料泄漏进高压部件比如燃料喷射阀 的高压滑动部分时，燃料迅速地流过高压滑动部分的微小间隙，并 因与限定高压滑动部分的壁面之间产生的摩擦而导致温度局部升高。温度升高超过18crc的燃料回流到燃料箱，而不是返回到燃料 喷射阀等。在这种情况下，金属离子倾向于被金属性部件洗提，比 如燃料箱和连接燃料喷射阀与燃料箱的管道。被燃料洗提的金属离子可能沉积，并没有结合有机材料或者无机材料。可选择地，金属离子可以与有机材料化合成为((R-COO) 2Zn)羧酸酯等。具体地，在生物柴油燃料或者复合燃料中，金属 离子在流过燃料过滤装置之后可能聚集在燃料过滤装置下游的高 压滑动部分内。发明内容鉴于上述问题和其它问题，本发明的一个目的是提供一种减少 尺寸并能够容纳离子交换树脂的燃料过滤装置，离子交换树脂用于 去除燃料中的金属离子。本发明的另一个目的是提供一种减少尺寸 并能够容纳体积增大的离子交换树脂的燃料过滤装置。本发明的还 一个目的是提供一种具有所述燃料过滤装置的燃料供应系统。按照本发明的一方面，燃料过滤装置包括外壳。所述燃料过滤 装置还包括容纳在所述外壳中的第一过滤件和第二过滤件。第一过 滤件包括用于去除燃料中金属离子的离子交换树脂。第二过滤件包 括用于捕获燃料中微粒物质的过滤材料。第一过滤件和第二过滤件 都相对于燃料的流动方向彼此重叠。按照本发明的另一方面，燃料过滤装置包括外壳。所述燃料过 滤装置还包括容纳在所述外壳中的第一过滤件和第二过滤件。第一 过滤件包括去除燃料中金属离子的离子交换树脂。第二过滤件包括 用于捕获燃料中微粒物质的过滤材料。第一过滤件被置于第二过滤 件的内部。相对于燃料的流动方向，第一过滤件被置于第二过滤件 的下游。按照本发明的另一方面，用于内燃机的燃料供应系统，所述燃 料供应系统包括用于供应燃料给内燃机的燃料泵，所述燃料泵包括 外壳和柱塞，在外壳和柱塞之间具有柱塞滑动间隙。所述燃料供应 系统还包括燃料过滤装置，该过滤装置设置在燃料泵上游并且具有 容纳第一过滤件和第二过滤件的外壳。所述第一过滤件包括去除燃 料中金属离子的离子交换树脂。所述第二过滤件包括捕获燃料中微 粒物质的过滤材料。第一过滤件和第二过滤件相对于燃料的流动方 向都彼此重叠。
本发明的上述和其它目的、特征和优点从参照附图的下述详细 说明会变得更明显。其中图1是按照第一实施方式的包括燃料过滤装置的燃料输送装置 的示意图；图2是表示按照第一实施方式的燃料过滤装置的截面图；图3是表示按照第二实施方式的燃料过滤装置的截面图； 图4是表示按照第三实施方式的燃料过滤装置的截面图； 图5是表示按照第四实施方式的燃料过滤装置的截面图； 图6是表示按照第五实施方式的燃料过滤装置的截面图。
具体实施方式
(第一实施方式)如图1所示，蓄积燃料的喷射装置包括共轨5，燃料喷射阀6 和ECU 90。共轨5用作蓄积基本处于喷射压力(共轨压力)下的高 压燃料的蓄积器。每个燃料喷射阀6针对柴油发动机8的每个汽缸 进行设置，并且被供应来自共轨5的高压燃料，于是将高压燃料喷 射进汽缸。ECU 90用作操纵燃料喷射阀6和燃料输送装置1的控制 单元。所述柴油发动机8比如是四缸发动机，作为一个例子，图l描 绘了四缸柴油发动机8的一个汽缸和一个燃料喷射阀6。共轨5可 具有通道，经过这些通道高压燃料被供应给除了所述一个燃料喷射 阀6以外的燃料喷射阀，所述通道没有在图1中画出。ECU 90是具有通常已知结构的微型计算机，并按照发动机的工 作条件，通过确定与喷射周期相应的最适宜的喷射时间和最适宜的 喷射量，用于控制每个燃料喷射阀6。在设置在共轨5的压力传感 器51的检测信号的基础上，ECU 90还确定供应给共轨5的燃料的 排出量。压力传感器51用作压力检测单元。ECU 90在确定后的燃 料的排出量的基础上输出控制信号，以控制燃料喷射泵4，于是ECU 90控制压力，即控制从燃料喷射泵4排出的燃料的共轨压力。含有燃料喷射泵4的燃料输送装置1将高压燃料通过高压燃料 管52供应给共轨5。共轨5蓄积高压燃料。共轨5通过高压燃料管53将高压燃料供应给每个燃料喷射阀6。在这种结构中，燃料喷射 泵4通过共轨5将高压燃料排放到燃料喷射阀6,而且作为过剩燃 料的高压燃料通过燃料回收管791等部分地返回到低压系统中的燃 料箱2。燃料箱2包括图1中彼此分离的第一燃料箱2a和第二燃料箱 2b。燃料箱2可以是一个整体的部件。参照图l，每个燃料喷射阀6具有喷嘴部分60，该部分限定至 少一个喷嘴孔611，高压燃料通过喷嘴孔被喷出。所述喷嘴部分60 容纳用于打开和关闭喷嘴孔611的喷嘴针69。每个燃料喷射阀6具 有容纳控制活塞72的支撑体70，所述支撑体70将压力控制室73 内的燃料的压力(背压)施加到控制活塞72上，用于通过控制活 塞72来操纵喷嘴针69。每个燃料喷射阀6包括电磁阀79，该电磁 阀用于控制作为压力控制室73内的偏压力的压力。图1中，作为一个例子，支撑体70容纳喷嘴部分60中除了其 顶端之外的部分。可选择地，喷嘴部分60的喷嘴体61可以使用紧 固螺母，没有画出的螺纹件，与支撑体70的喷嘴支架75固定在一 起。在这种结构中，喷嘴体61的上端面被紧紧地与喷嘴支架75的 下端面固定在一起，所述下端面与喷嘴体61的上端面相对。喷嘴部分60包括喷嘴针69和喷嘴体61。喷嘴针69在喷嘴体 61内可轴向滑动。喷嘴体61基本上是圆筒体形状，并具有在图1下侧的顶端。喷 嘴体61的顶端具有至少一个喷嘴孔611，高压燃料通过喷嘴孔被喷 射进发动机8的燃烧室。此处按照朝向燃料流下游的顺序排歹U，喷嘴体61限定导孔62， 燃料蓄积室67，阀座66，和喷嘴孔611。燃料蓄积室67位于导孔 62的中间部分。喷嘴针69具有被落向阀座66并从阀座66被提起的接触部分69a。喷嘴孔611连通喷嘴体61的外部和喷嘴体61的 内部。此处喷嘴体61还限定穿过图1中喷嘴体61上端的接触表面、 朝着燃料蓄积室67延伸的燃料输送通道68。燃料输送通道68连通 喷嘴支架75的第一燃料供应通道71。蓄积在共轨5内的高压燃料 通过燃料输送通道68和燃料蓄积室67被供应向阀座66。燃料输送 通道68，第一燃料供应通道71和第二燃料供应通道74用作高压燃 料通道。第二燃料供应通道74在喷嘴支架75内从第一燃料供应通 道71分流。高压燃料通过第二燃料供应通道74被供应给压力控制 室73。参照图1，喷嘴支架75是基本上圆筒形的形状，并在内部限定 控制活塞72在其中轴向移动的容纳孔725。弹簧76被容纳在喷嘴支 架75的容纳孔725内。容纳孔725在图1中具有下端，所述下端连 接其内径比第二导孔725a大的弹簧室孔725b。控制活塞72在第二 导孔725a内可滑动。限定弹簧室孔725b的上端面和弹簧接受部分 72a之间插有弹簧76，于是弹簧76朝着阀座66偏压喷嘴针69。限定压力控制室73的壁面和控制活塞72共同限定压力控制室 73。控制活塞72和支撑体70的壁面之间限定第一滑动间隙(活塞 滑动间隙)，所述支撑体的壁面限定第二导孔725a。所述壁面，其 限定喷嘴体61内的导孔62,和喷嘴针69之间限定第二滑动间隙(针 滑动间隙)。燃料喷射泵4的柱塞45和汽缸44之间限定第三滑动 间隙(柱塞滑动间隙)，所述汽缸44限定滑动孔44。所述第一到第 三间隙用作燃料在其中流动的高压滑动间隙。电磁阀79具有普通的已知结构，包括没有画出的线圈，线圈 被供应有来自外部电源的的电能用于产生电磁力，与阀体一体移动 的动铁心，和没有画出的静铁心，所述静铁心通过施加电磁力用于 磁性吸引阀体和动铁心。电磁阀79控制压力控制室73内燃料的压力。具体地，电磁阀79和控制活塞72之间具有开口 755。开口 755， 控制活塞72，和限定第二导孔725a的壁面构成压力控制室73。开 口 755在动铁心的一侧具有端面，该端面限定没有画出的第二阀座。 所述阀体适用于与所述动铁心一体地坐向第二阀座并从第二阀座 提升。接着，参照图1描述燃料输送装置1。燃料输送装置1包括燃 料喷射泵4和燃料过滤装置3。燃料喷射泵4包括低压泵42，其充 当初级的压力输送单元，和高压泵43，其充当压縮单元。燃料过滤 装置3设置在燃料喷射泵4的低压泵42的入口与燃料箱2之间。 低压泵42和高压泵43分离地设置在图1的结构中。可选择地，低 压泵42可以与高压泵43成为一体。参照图1，燃料喷射泵4包括低压泵42，高压泵43，驱动轴41， 和外壳43a。通过利用发动机8的驱动力，驱动轴41用于转动低压 泵42和高压泵43。外壳43a容纳低压泵42，高压泵43,驱动轴 41，和外壳43a。燃料喷射泵4具有凸轮室43c，凸轮室43被供应 从低压泵42部分排放的燃料。驱动轴41经由轴承被外壳43a支撑，并且在其中可旋转。凸轮 41a具有基本圆形的横截面。凸轮41a与驱动轴41偏心地结合在一 起。驱动轴41在一端设有没画出的传动单元，比如皮带轮和齿轮， 并且经由齿轮，同步皮带等与发动机8的曲柄轴同步转动。在此实 施例中，驱动轴41设有齿轮。驱动轴41在另一端连接有低压泵42，于是驱动轴41也用作低 压泵42的驱动轴。驱动轴41的另一端可通过低压泵42的驱动轴 连接低压泵42，而不是直接与低压泵42相连。低压泵42包括没有画出的内齿轮和没有画出的外齿轮。低压泵 42是内齿轮型泵，其中内齿轮被驱动轴41驱动。低压泵42不限定200710160190.3 为内齿轮型泵，可以是任何其它的泵，比如叶轮泵。高压泵43包括凸轮41a、至少一个柱塞45,每个柱塞部分地限 定压縮室46，压縮室46用于从低压泵42供应的压力输送燃料。压 縮室46与每个柱塞45相对。在此实施例中，高压泵43包括三个 柱塞45。低压泵42通过进口控制阀48向高压泵43供应燃料。低 压泵42还向凸轮室43c供应燃料，用于润滑柱塞45。凸轮室43c 通过没有画出的第二输送燃料通道被供应燃料，该通道是从输送燃 料通道425分支的，于是被供应压力降低的输送燃料。图l只画出 了一个柱塞45。进口控制阀48是电磁阀，用于按照发动机8的工作条件控制被 供应到压縮室46的燃料。在此实施例中，三个柱塞45围绕驱动轴41以120°间隔布置。 每个柱塞45在充当外壳43a内的汽缸的滑动孔44内可以轴向移动。 柱塞45在图1中上方的一端处部分地限定压縮室46。柱塞45通过 在图1下方的另一端的底托与凸轮41a连接。柱塞45随着凸轮41a 的转动发生轴向运动。在这种结构中，底托具有基本平的与凸轮41a相对的面。在图1中，省略了底托。压縮室46具有设有排放阀49的出口 。排放阀49用于限制燃料 倒流进压縮室46。接着，参照图2描述燃料过滤装置3。燃料过滤装置3包括过 滤件33， 37和沉淀器34。过滤件33, 37被用于去除燃料中的外来 物质。沉淀器34用作蓄积水的沉降室。过滤件33， 37和沉淀器34 被容纳在外壳39中。例如，外壳39由树脂制成，并被分成包括上 外壳和下外壳的两个件。在组装时，过滤件33， 37和沉淀器34被 装在下外壳内，接着，上外壳通过连接表面与下外壳相连。所述连 接表面被焊接，于是上下外壳彼此成为一体。沉淀器34设有排水管38和排水阀38a。蓄积在沉淀器34内的 水通过打开排水阀38从排水管38a排出。上外壳设有作为压力输送单元的致动泵(没有画出)。致动泵是 手动的压力输送泵，具有通常已知的结构，包括隔膜和旋钮。操作 员抓住所述旋钮并上下移动隔膜，于是通过燃料过滤装置3内的燃 料通道，将来自燃料箱2的燃料压力输送进燃料输送装置1的燃料 喷射泵4。在燃料过滤装置3内延伸的燃料通道32包括向下游的方向按顺 序布置的进口管321，内部出口通道322，内部进口通道323和出 口管329。燃料流进进口管321，并流过内部出口通道322和内部 进口通道323，然后燃料流出出口管329。每个进口管321和出口 管329都是由树脂制成的圆筒形件，并被安装到上外壳。内部出口 通道322和内部进口通道323均基本上与外壳39同轴，以用作引 导燃料进入外壳39的内部管道。设置基本盘状的下部支撑件(没有画出)，用于支撑内部进口通 道323的下方开口。所述下部支撑件由金属比如弹簧钢制成。下部 支撑件的外围被钩到下外壳的侧壁。内部进口通道323被容纳在外 壳39中，并与外壳39基本同轴。圆周状地围绕下部支撑件设置开 口 (没有画出)，并且燃料在通过燃料通道32以后流过所述开口。过滤件33， 37包括过滤金属离子的第一过滤件33和过滤微粒 物质的第二过滤件37。第一和第二过滤件33， 37都容纳在外壳39 中。第一过滤件33通过吸附等方式去除金属离子，所述离子被流过 燃料通道32的燃料洗提。第一过滤件33包括用作金属离子捕获单 元的离子交换树脂331。离子交换树脂331是球形微粒，粉末物质， 纤维等用作基础材料。在此实施例中，离子交换树脂331是微粒状。第二过滤件37由用于捕获流过燃料通道32的燃料中微粒物质 的过滤材料制成。所述过滤材料是滤纸，无纺织物等，其目径大小 能够捕获微粒物质。过滤材料可以是圆筒形过滤材料，螺旋形过滤 材料，蜂窝形过滤材料，或者菊花形(torx)过滤材料。在此实施 例中，过滤材料是圆筒形过滤材料。相对于图2中由箭头指示的流动方向，第一过滤件33和第二过 滤件37彼此重叠。具体地，第一过滤件33，其基本上为柱状，被 置于圆筒形第二过滤件37的内部。圆筒状第一过滤件33和圆筒形 第二过滤件37之间插有内部进口通道323的内壁。更具体地，柱 状第一过滤件33置于圆筒形第二过滤件37的径向内部。柱状第一 过滤件33和圆筒形第二过滤件37之间径向插有内部进口通道323 的内壁。在这种结构中，相对于其轴向方向，通过内部进口通道323的 内壁，第一过滤件33的外圆周和第二过滤件37的内圆周彼此重叠。 第一过滤件33，其包括离子交换树脂331，和第二过滤件37，其属于捕获微粒物质的过滤材料，相对于它们的轴向方向彼此重 叠。在这种结构中，与过滤材料之间插入离子交换树脂331的结构 相比，过滤件33， 37被限制内部体积的增大。另外，在此实施例中，相对于燃料流动而言，第一过滤件33 设置在第二过滤件37的上游。一般，燃料过滤装置包括用于去除燃料中水分的水分分离器。 水分，即水微粒通过燃料和水之间的浓度差被从燃料中分离，于是 分离后的水相对于过滤件向下运动。因此，设置在水分分离器的外 壳的下方部分中的沉淀器蓄积分离后的水。此外， 一般，与油比如 燃料(非水溶液)相比，金属离子倾向于存在在水溶液中，并且金属离子不稳定地存在在燃料内的水微粒内。金属离子可变为沉淀器内的沉淀金属。因此，在沉淀器内，金属离子以离子、沉淀金属、 和离子与沉淀金属的混合物的形式存在。在此实施例中，第一过滤件33的离子交换树脂331置于第二过 滤件37的上游，于是离子交换树脂331能够被用于保持水分分离 性能的燃料过滤装置3。另外，过滤件33， 37能够有效地去除含在 从此流过的燃料内的金属离子。此外， 一般燃料过滤装置包括外壳下部的沉淀器。燃料从外壳 上部流入，并且燃料迂回通过第二过滤件，第二过滤件用于捕获微 粒物质，接着，燃料从第二过滤件的下部向上流过第二过滤件。在 这种结构中，第二过滤件具有限定燃料旁通用的燃料通道的内圆 周，以引导来自第二过滤件下部的燃料向上流过第二过滤件。与此对比，在此实施例中，第二过滤件37是基本圆筒形形状， 第一过滤件33的离子交换树脂331被布置在第二过滤件37内部。在此结构中，离子交换树脂331能够被布置在燃料通道32内， 具体地，布置在内部进口通道323内，内部进口通道323设置在用 于旁通燃料的第二过滤件37内部。因此，不需要设置附加的空间 来容纳离子交换树脂331。含有离子交换树脂331的第一过滤件33 被布置在燃料通道32内，于是限制燃料过滤装置3尺寸的增加。当被装在第一过滤件33内的离子交换树脂331含有微粒时，在 离子交换树脂331的上游以及在离子交换树脂331的下游优选设置 网状物35，内壁限定内部进口通道323。每个网状物35用作燃料 过滤件。网状物35由树脂或者金属制成，并且用于保持装在第一 过滤件33内的离子交换树脂331的微粒。在此实施例中，网状物 35由树脂制成。燃料能够通过网状物35。限定内部进口通道323 的内壁和所述网状物35构建被微粒装满并且保持所述微粒的装填 外壳，所述微粒是离子交换树脂331的基础材料。利用固定材料36比如粘结剂，网状物35被固定到限定内部进口通道323的内壁。一般，离子交换树脂331的基础件包括为球形微粒的小球、粉 末物质、纤维等。基础材料包括相对微小的小球以具有去除金属离 子用的大表面积。因此，离子交换树脂331的基础材料倾向于只有 通过封装才能被分散。在此实施例中，装填外壳323， 35保持离子交换树脂331。网 状物35分别设置在第一壁面和第二壁面，第一壁面限定离子交换 树脂331上游的进口通道，第二壁面限定离子交换树脂331下游的 出口通道。g卩，第一壁面限定允许燃料从中流过而流进装填外壳 323， 35的进口通道，第二壁面限定允许燃料从中流过而流出装填 外壳323， 35的出口通道。网状物35能够保持离子交换树脂的基 础材料，而且燃料能够流过设有基础材料的网状物35。 g卩，网状物 35分别限定允许燃料流过的通道。离子交换树脂331的基础材料被 保持，于是限制这些基础材料被分散，即使当基础材料是球形微粒、 粉末物质、纤维等时。网状物35可被焊接到限定内部进口通道323的内壁。在这种结 构中，能够省略固定材料36。第一过滤件33被连接到第二过滤件37以构成一个组件，而且 离子交换树脂331的基础材料通过装填外壳323， 35的上游和下游 之一的开口被装进所述组件。接着，所述开口被堵上网状物35。按 照第二过滤件37的过滤性能可以调整基础材料的量。参照图1， ECU90与多个传感器电连接，比如检测共轨5内压力 的压力传感器51，检测燃料输送装置1等的燃料温度的温度传感器 91，曲柄角传感器94，凸轮角传感器95，和加速踏板位置传感器 96。曲柄角传感器94是普通已知的角度位置传感器，由与调速转 子(信号转子)81相对的电磁拾波线圈(没有画出)构成，所述调速转子由磁性材料制成并被固定到发动机8的曲柄轴。调速转子81 具有多个以预定角度间隔的齿，比如每个为IO。曲柄角。凸轮角传 感器95是普通已知的角度位置传感器，由与调速转子82 (信号转 子)相对的电磁拾波线圈(没有画出)构成，所述调速转子82由 磁性材料制成并被固定到发动机8的曲柄轴。加速踏板位置传感器 96检测加速踏板的俯角(加速踏板位置)。ECU90与多个致动器连 接，比如每个燃料喷射阀6的电磁阀79，燃料喷射泵4的进口控制 阀48，用于控制节流阀(没有画出)的致动器92，和用于控制EGR 阀(没有画出)以控制废气再循环(EGR)的致动器93。在燃料输送装置1中，燃料喷射泵4的柱塞45与滑动孔44之 间限定用作高压滑动间隙的第一滑动间隙，高压燃料流进所述第一 滑动间隙。在燃料喷射装置的燃料喷射阀6中，限定喷嘴体61的 导孔62的内壁与所述喷嘴针69之间限定用作高压滑动间隙的第二 滑动间隙。控制活塞72和限定第二导孔725a的内壁之间限定用作 高压滑动间隙的第三滑动间隙。在此实施例中，过滤件33， 37包括第一过滤件33，其具有去 除金属离子的离子交换树脂331，和第二过滤件37，其用于捕获微 粒物质。第一过滤件33和第二过滤件37相对于燃料的流动方向彼 此重叠。在此结构中，外壳39容纳第一过滤件33和第二过滤件37，这 两个件相对于燃料的流动方向彼此重叠。因此，对所述外壳不需要 另外设置用于离子交换树脂的空间或者容器，该外壳容纳所述过滤 件。第一过滤件33，其包括离子交换树脂331，和第二过滤件37，其为捕获微粒物质用的过滤材料，相对于它们的轴向彼此重叠。在 此结构中，与在过滤材料之间插有离子交换树脂331的结构相比， 过滤件33， 37被限制体积的增大。因此，没有增加它的尺寸，能够得到具有离子交换树脂331的 燃料过滤装置3。另外，在此实施例中，相对于燃料的流动方向，第一过滤件33 设置在第二过滤件37的上游。在这种结构中，离子交换树脂331 被置于第二过滤件37的上游，于是对保持水分分离性能的燃料过 滤装置3设置离子交换树脂331。此外，过滤件33， 37能够去除金 属离子，这些金属离子含在从中穿过的燃料中。(第二实施例)如图3所示，在此第二实施例中，第一过滤件133设置在第二 过滤件237的外部。过滤件133， 237包括具有离子交换树脂331的第一过滤件133， 和具有捕获微粒物质用的过滤材料的第二过滤件237。第一和第二过滤件133， 237相对于燃料的流动方向彼此重叠。 燃料通道32包括朝着下游按顺序布置的进口管321，限定内部进口 通道1323的壁的外部，限定内部进口通道1323的壁的内部，第二 内部进口通道328，和出口管329。圆筒形第一过滤件133置于圆筒形第二过滤件237的径向外部。 圆筒形第一过滤件133和圆筒形第二过滤件237之间于径向插有内 部进口通道1323的壁。在这种结构中，第二过滤件237的外圆周 表面和第一过滤件133的内圆周表面通过内部进口通道1323的内 壁在它们的轴向方向彼此重叠。另外，在此实施例中，具有离子交换树脂331的第一过滤件133 置于基本上为圆筒形的第二过滤件237的外部，于是离子交换树脂 331能够增加体积。因此，能够提高燃料输送装置在去除金属离子 方面的使用寿命。(第三实施例)在此第三实施例中，相对于燃料的流动方向，具有离子交换树脂331的第一过滤件33设置在第二过滤件37的下游。在第一实施例中，在燃料过滤装置3内，燃料从进口管321流 到出口管329。与此相反，在如图4所示的燃料过滤装置3的该实 施例中，燃料以与第一实施例相反的方式从出口管329流到进口管 321。在这种结构中，通过穿过沉淀器34和进入过滤器33， 37，金 属离子被减少，离子交换树脂331去除减少后的金属离子。因此， 离子交换树脂331能够在体积上减小。另外，优选地，第一过滤件33和第二过滤件37之间具有第二 过滤元件335 (隔水过滤件)，该过滤件具有阻挡燃料中水微粒的隔 水特性。在这种结构中，第二过滤元件335能够保护第一过滤件33 的离子交换树脂331不进水，而水从燃料中被分离。(第四实施例)在如图5所示的第四实施例中，燃料从第二过滤件37径向流进 第一过滤件33。在此实施例中，燃料流动方向不同于第一过滤件 33和第二过滤件37彼此重叠的轴向方向。过滤件33， 37包括第一过滤件33，其具有去除金属离子的离 子交换树脂331，和第二过滤件37，其具有捕获微粒物质的过滤材 料。燃料通道32包括朝着下游按顺序布置的进口管321，在外壳 439的侧壁与第二过滤件37的外周面之间限定的燃料通道，第二内 部进口通道328，和出口管329。在图5中第一过滤件33的下部塞有盖435。比如通过折叠像滤纸这样的过滤材料成为菊花形状来制成第二 过滤件37，并且优选第二过滤件37容纳第一过滤件33的离子交换 树脂331。在这种结构中，离子交换树脂331被置于由菊花状过滤材料制成的第二过滤件37的径向内部。因此，为了容纳离子交换 树脂331,能够有效地利用过滤材料的内部体积。燃料径向向内地流过第二过滤件37和第一过滤件33,于是插 在第二过滤件37的内周面与第一过滤件33的外周面之间的内壁能 够予以省略。在此实施例中，第一过滤件33径向设置在第二过滤件37内部， 并且置于第二过滤件37的下游。在此结构中，外壳439容纳第一过滤件33和第二过滤件37。因此，对所述外壳不需要另外设置用于离子交换树脂的空间或 者容器，该外壳容纳所述过滤件。第一过滤件33，其包括离子交换 树脂331，和第二过滤件37，其为捕获微粒物质用的过滤材料，径 向布置在外壳439内，并且燃料从第二过滤件37径向向内流进第 一过滤件33。在此结构中，与在过滤材料之间插有离子交换树脂 331的结构相比，过滤件33， 37被限制体积的增大。(第五实施例)在如图6所示的第五实施例中，第一过滤件533设有通过离子 交换官能团的接合聚合产生的纤维(接合聚合纤维)5331,而不是 离子交换树脂。过滤件533， 37包括第一过滤件533，其具有去除金属离子的 接合聚合纤维5331，和第二过滤件37，其包括捕获微粒物质的过 滤材料。接合聚合纤维5331比如是离子交换无纺织物，所述离子交换无 纺织物通过向聚乙烯无纺织物这样的构成过滤材料的基础材料施 加放射线并对基础材料引入官能团产生。接合聚合纤维5331通过根据金属离子选择官能团能够有效地 去除金属离子。(其它实施例)外壳439可以由金属材料或者金属与树脂的复合材料制成。第 二过滤件可以是螺旋形。第一过滤件33可包括去除金属离子用的 蝥合树脂。含有离子交换树脂331、接合聚合纤维5331和蝥合树脂之一的 第一过滤件能够去除被洗提进燃料的金属离子。因此，包括燃料喷 射泵的第一滑动间隙、燃料喷射阀6的第二滑动间隙和燃料过滤装 置3下游的第三滑动间隙的高压间隙，能够被防止金属离子的沉积、由金属离子产生的金属或羧化物的粘附或者蓄积。网状物35可被焊接到第二过滤件37的过滤材料。例如，离子 交换树脂331的基础材料被装进设有网状物35的第一过滤件33， 然后第一过滤件33被组装到第二过滤件37。接着，第一过滤件33 的网状物35被焊到第二过滤件37,于是得到整体组装的过滤器。 因此，含有离子交换树脂331的第一过滤件33能够做成一个滤筒。各个实施例的上述结构能够适当地进行组合。例如，在第五实 施例中的接合聚合纤维5331可被应用到第二至四实施例中的一个。在上述实施例中，燃料输送装置和燃料过滤装置被用于柴油发 动机。然而，所述燃料输送装置和燃料过滤装置可应用于任何其它 的内燃机。没有脱离本发明的精神，对上述实施例能够做出各种各样的不 同的改变和变换。
权利要求
1、一种燃料过滤装置，其包括外壳(39)；和容纳在所述外壳(39)内的第一过滤件(33)和第二过滤件(37)，其中第一过滤件(33)包括用于去除燃料中金属离子的离子交换树脂(331)，第二过滤件(37)包括用于捕获燃料中微粒物质的过滤材料，以及相对于燃料的流动方向，第一过滤件(33)和第二过滤件(37)都彼此重叠。
2、 如权利要求1所述的燃料过滤装置，其中相对于燃料的流动 方向，第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的上游。
3、 如权利要求1所述的燃料过滤装置，其中相对于燃料的流动 方向，第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的下游。
4、 如权利要求3所述的燃料过滤装置，还包括 设置在第一过滤件(33)和第二过滤件(37)之间的隔水过滤件(335)，其中所述隔水过滤件(335)能够阻挡燃料中的水微粒。
5、 如权利要求l-4任一个所述的燃料过滤装置，其中第一过滤 件(33)置于第二过滤件(37)的内侧。
6、如权利要求l-4任一个所述的燃料过滤装置，其中第一过 滤件(33)置于第二过滤件(37)的外侧。
7、 如权利要求l-4任一个所述的燃料过滤装置， 其中第二过滤件(37)的过滤材料基本上为圆筒形或者基本上为螺旋形，以及第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的过滤材料的内侧。
8、 如权利要求l-4任何一个所述的燃料过滤装置， 其中第二过滤件(37)的过滤材料基本上为圆筒形或者基本上为螺旋形，以及第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的过滤材料的外侧。
9、 一种燃料过滤装置，其包括 外壳(39);和容纳在所述外壳(39)内的第一过滤件(33)和第二过滤件(37)， 其中第一过滤件(33)包括用于去除燃料中金属离子的离子交 换树脂(331)，第二过滤件(37)包括用于捕获燃料中微粒物质用的过滤材料， 第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的内侧，以及 相对于燃料的流动方向，第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的下游。
10、 如权利要求9所述的燃料过滤装置，其中第二过滤件(37) 的过滤材料基本上为通过折叠过滤材料形成的菊花形。
11、 如权利要求1-4， 9和IO任何一个所述的燃料过滤装置， 其中第一过滤件(33)包括基础材料，含有采用球形微粒、粉末物质和纤维中至少一种形 状的离子交换树脂(331);和设置到外壳(39)的、并被装有基础材料的装填外壳(323， 35)，所述装填外壳(323， 35)包括设置到第一壁面和第二壁面中至 少一个的燃料过滤件(35)，所述第一壁面限定装填外壳(323, 35) 的进口通道，所述第二壁面限定装填外壳(323， 35)的出口通道， 所述燃料过滤件(35)用于保持所述基础材料，和 所述燃料过滤件(35)限定允许燃料从中流过的通道。
12、 如权利要求11所述的燃料过滤装置，其中所述燃料过滤件 (35)被焊接到装填外壳(323， 35)。
13、 如权利要求11所述的燃料过滤装置，其中所述燃料过滤件 (35)被焊接到第二过滤件(37)的过滤材料。
14、 一种用于内燃机(8)的燃料供应系统，所述燃料供应系统 包括向内燃机(8)供应燃料的燃料泵(43)，所述燃料泵(43)包 括外壳(43a)和柱塞(45)，在外壳和柱塞之间限定柱塞滑动间隙； 和燃料过滤装置(3)，其设置在所述燃料泵(43)上游，并具有 容纳第一过滤件(33)和第二过滤件(37)的外壳，其中第一过滤件(33)包括用于去除燃料中金属离子的离子交 换树脂(331)，第二过滤件(37)包括用于捕获燃料中微粒物质的过滤材料，和相对于燃料的流动方向，第一过滤件(33)和第二过滤件(37) 都彼此重叠。
15、 如权利要求14所述的燃料供应系统，还包括 燃料喷射阀(6),其设置在燃料泵(43)的上游，并用于被供应来自燃料泵(43)的燃料以及将燃料喷射进内燃机(8)的燃烧 室，其中所述燃料喷射阀(6)包括容纳喷嘴针(69)的喷嘴体(61)， 喷嘴针在喷嘴体(61)内可滑动以便于喷射燃料，以及所述喷嘴体(61)和喷嘴针(69)之间限定针滑动间隙。
16、 如权利要求15所述的燃料供应系统，其中所述燃料喷射阀(6)还包括容纳控制活塞(72)的支撑体 (70)，控制活塞在支撑体(70)内可滑动以致动喷嘴针(69)，以 及支撑体(70)和控制活塞(72)之间限定活塞滑动间隙。
17、 如权利要求14-16任一个所述的燃料供应系统， 其中第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的内侧，以及 相对于燃料的流动方向，第一过滤件(33)置于第二过滤件(37)的下游。
全文摘要
本发明涉及一种燃料过滤装置和具有该装置的燃料供应系统，该燃料过滤装置包括外壳(39)、第一过滤件(33)和第二过滤件(37)。第一过滤件(33)和第二过滤件(37)容纳在所述外壳(39)内。第一过滤件(33)包括用于去除燃料中金属离子的离子交换树脂(331)，第二过滤件(37)包括用于捕获燃料中微粒物质的过滤材料。相对于燃料的流动方向，第一过滤件(33)和第二过滤件(37)都彼此重叠。
文档编号F02M37/22GK101255837SQ200710160190
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月26日 优先权日2006年12月27日
发明者大矢芳彦, 野野山林, 高见泽修 申请人:株式会社电装;京三电机株式会社