专利名称：带燃料过滤器除气设备的发动机总成的制作方法
技术领域：
本公开涉及发动机燃料系统，更具体地，涉及从燃料过滤器中除气。
背景技术：
本部分提供涉及本公开的背景信息，该背景信息并不一定是现有技术。发动机总成可以包括具有燃料过滤器的燃料系统。燃料过滤器可以包括容纳过滤 介质的过滤器外壳。在发动机运行中，液态燃料可以通过过滤介质并输送给发动机。然而， 气体(例如，燃料蒸气和空气)可能会积聚在过滤器外壳内，由此减小了过滤介质暴露给液 态燃料的面积。
发明内容
发动机总成可以包括限定了气缸孔的发动机、燃料箱、与燃料箱和气缸孔流体连 通的燃料供应组件、与燃料供应组件和燃料箱流体连通以便使剩余燃料从燃料供应返回燃 料箱的燃料返回组件、以及燃料过滤器组件。该燃料过滤器组件可以包括具有入口、出口、 以及旁路开口的过滤器外壳，以及位于该过滤器外壳内的过滤介质。过滤介质可以位于入 口和出口之间，并且在入口与过滤介质之间限定过滤器组件的污染的燃料区域，并且在过 滤介质与过滤器出口之间限定清洁的燃料区域。旁路开口可以与污染的燃料区域及燃料返 回组件流体连通，以便将气体从污染的燃料区域中抽出。优选地，所述发动机总成进一步包括从所述旁路开口延伸到所述燃料返回组件的 旁路管道，所述旁路管道包括约束部，以便限制从所述燃料过滤器组件的污染的燃料区域 到所述燃料返回组件的流动。优选地，所述燃料返回组件包括具有约束机构的燃料返回管线，所述燃料过滤器 组件中的旁路开口与约束机构流体连通。优选地，所述约束机构在所述燃料返回管线内产生局部低压区域，并且将气体从 所述燃料过滤器组件的污染的燃料区域抽至所述燃料箱。优选地，所述约束机构包括文氏管。优选地，所述文氏管包括了接收来自所述燃料供应组件的返回燃料流的会聚的喷 嘴区域，发散的喷嘴区域，以及位于所述会聚的喷嘴区域与所述发散的喷嘴区域之间的导 管区域，所述导管区域与所述旁路开口流体连通。优选地，所述导管区域的出口与所述旁路开口流体连通。优选地，所述发动机总成进一步包括从所述旁路开口延伸到所述燃料返回组件的 旁路管道，所述旁路管道不与由所述燃料过滤器组件的清洁的燃料区域提供给所述燃料供 应组件的清洁的燃料供应流体连通。优选地，所述旁路开口位于所述过滤器外壳中积聚有燃料气体的上部。优选地，在通过所述过滤介质之前，燃料被从所述过滤器外壳通过所述旁路开口 抽至所述燃料箱。
根据本发明，还提供了一种燃料系统，包括燃料箱；与所述燃料箱流体连通的燃料供应组件；与所述燃料供应组件和所述燃料箱流体连通以便使剩余燃料从所述燃料供应 组件返回到所述燃料箱的燃料返回组件；以及燃料过滤器组件，其包括过滤介质和具有入 口、出口、以及旁路开口的过滤器外壳，其中所述过滤介质在所述过滤器外壳内位于所述入 口和所述出口之间，并且限定了所述过滤器组件位于所述入口与所述过滤介质之间的污染 的燃料区域以及位于所述过滤介质与所述过滤出口之间的清洁的燃料区域，所述旁路开口 与所述污染的燃料区域和所述燃料返回组件流体连通以便将气体从所述污染的燃料区域 中抽出。优选地，所述燃料系统进一步包括从所述旁路开口延伸到所述燃料返回组件的旁 路管道，所述旁路管道包括约束部，以便限制从所述燃料过滤器组件的污染的燃料区域到 所述燃料返回组件的流动。优选地，所述燃料返回组件包括具有约束机构的燃料返回管线，所述燃料过滤器 组件中的旁路开口与约束机构流体连通。优选地，所述约束机构在所述燃料返回管线内产生局部低压区域，并且将所述气 体从所述燃料过滤器组件的污染的燃料区域抽至所述燃料箱。优选地，所述约束机构包括文氏管。优选地，所述文氏管包括了接收来自所述燃料供应组件的返回燃料流的会聚的喷 嘴区域，发散的喷嘴区域，以及位于所述会聚的喷嘴区域与所述发散的喷嘴区域之间的导 管区域，所述导管区域与所述旁路开口流体连通。优选地，所述导管区域的出口与所述旁路开口流体连通。优选地，进一步包括从所述旁路开口延伸到所述燃料返回管线的旁路管道，并且 所述旁路管道不与由所述燃料过滤器组件的清洁的燃料区域提供给所述燃料供应组件的 清洁的燃料供应流体连通。优选地，所述旁路开口位于所述过滤器外壳中积聚有燃料气体的上部。优选地，在通过所述过滤介质之前，燃料被从所述过滤器外壳通过所述旁路开口 抽至所述燃料箱。更多的应用领域由本文所提供的描述将变得显而易见。在发明内容中的描述和具 体示例仅仅旨在用于说明目的，而并不旨在限制本公开的范围。
本文中所描述的附图仅用于对所选实施例进行说明的目的，而并非对所有可能的 实施方式进行说明，因此本文中所描述的附图并不旨在限制本公开的范围。图1是根据本公开的发动机总成的示意性图示；和图2是图1的发动机总成的燃料系统的约束机构的示意性图示。在所有附图中，相应的附图标记指示相应的部件。
具体实施例方式下面将参照附图更充分地对示例的实施例进行描述。参照图1，发动机总成10可以包括限定了气缸孔14的内燃机12和燃料系统，燃料系统包括燃料箱16、燃料供应组件18、燃料返回组件20、以及燃料过滤器组件22。燃料供 应组件18可以将燃料供应给气缸孔14，并且可以包括燃料过滤器给料器24、燃料泵26、燃 料泵给料器28、燃料供应管线30、以及燃料调节组件32。燃料过滤器给料器24可以在燃料 箱16与燃料过滤器组件22之间提供流体连通。燃料泵26可以包括抽吸泵或抽吸泵与高 压泵的组合。燃料泵给料器28可以将通过燃料过滤器组件22的燃料供应给燃料泵26，燃 料在燃料泵26内被加压并经由燃料供应管线30供应给燃料调节组件32。燃料调节组件32可以对供给到各个气缸孔14的加压燃料的供应进行调节。可以 经由燃料喷射器(未示出)将燃料提供给各个气缸孔14，并且可以通过诸如阀的压力调节 机构(未示出)对供应至喷射器的压力进行调节。作为非限制性示例，可以通过直接喷射 将燃料提供给各个气缸孔14。在燃料泵26仅仅是抽吸泵的配置中，燃料调节组件32可以 包括对提供给燃料喷射器的燃料进行进一步加压的独立的高压泵。燃料调节组件32可以 包括独立的压力调节阀或者与高压泵一体的压力调节阀。本公开能够应用于各种燃料，包 括但不限于柴油燃料和汽油。燃料返回组件20可以包括与燃料调节组件32和燃料箱16两者流体连通的燃料 返回管线36。燃料返回管线36可以包括位于燃料箱16与燃料调节组件32之间的约束机 构38，约束机构38将燃料返回管线36分成第一部分3 7和第二部分39。燃料过滤器组件 22还可以与燃料箱16流体连通。燃料过滤器组件22可以包括容纳有过滤介质42的过滤器外壳40和旁路管线44。 过滤器外壳40可以包括入口 46、出口 48、以及旁路开口 50。过滤介质42可以在过滤器外 壳40内限定位于入口 46和过滤介质42之间的污染的燃料区域52，并且限定位于过滤介质 42和过滤器出口 48之间的清洁的燃料区域54。旁路开口 50可以与污染的燃料区域52流 体连通，并且可以位于过滤器外壳40的上部。使旁路开口 50位于过滤器外壳40的上部可以在过滤器壳体40的气体容纳部分 与旁路开口 50之间提供流体连通。燃料过滤器外壳40内的气体可以包括燃料蒸气和空 气。由于在过滤器外壳40内液态燃料具有更高的密度，所以气体可以积聚在燃料过滤器外 壳40的上部。将气体从过滤器外壳40中除去可以使过滤介质42更多地暴露给液态燃料， 导致燃料行进通过过滤介质42的更低速度以及过滤介质42整个表面面积更大的利用。旁 路管线44可以与旁路开口 50和约束机构38两者流体连通，以便经由燃料返回管线36提 供从污染的燃料区域52到燃料箱16的流动，更具体地，用于从过滤器外壳40到燃料箱16 的气体流动。旁路管线44可以包括流量限制机构55 (例如，节流孔)，以便限制通过旁路管 线44的流量，更具体地，限制通过旁路管线44的液态燃料流的量。在发动机运行期间，加压燃料可以通过燃料泵26供应给发动机12。剩余燃料可以 通过燃料调节组件32返回燃料箱16。随着燃料返回燃料箱16，该燃料通过约束机构38。 正如图2中所见，约束机构38可以形成文氏管，该文氏管在入口处具有会聚的喷嘴部分56， 在出口处具有发散的喷嘴部分(或扩散器)58，在会聚的喷嘴部分56与发散的喷嘴部分58 之间具有导管(或喉道)部分60。会聚的喷嘴部分56可以在入口处具有入口直径D1，并 且在出口处具有出口直径D2。入口直径Dl可以大约等于燃料返回管线36的第一部分37 的直径。导管60的直径D3可以大约等于出口直径D2。发散的喷嘴部分58的入口直径D4 可以大约等于会聚的喷嘴部分56的出口直径D2以及导管60的直径D3。发散的喷嘴部分58可以具有出口直径D5。出口直径D5可以大约等于燃料返回管线36的第二部分39的直 径。会聚的喷嘴部分56的入口直径Dl和发散的喷嘴部分58的出口直径D5均可以大于导 管60的直径D3，并因此大于出口直径D2和入口直径D4。随着燃料流过约束机构38，当燃料流过导管60时燃料压力减小而速度增大。在一 些发动机运行情况中，由于变化的燃料需求中，在导管60内和/或在到导管60的进口处的 流体压力可以小于燃料过滤器组件22的污染的燃料区域52内的流体压力。燃料返回管线 36的第二部分39以及出口直径D5的尺寸大小可以设定成提供从发散的喷嘴部分58到燃 料箱16的低压降。导管60的大小尺寸可以设定成在如上所述那样的一些发动机运行情况 中在导管60内提供比污染的燃料区域中的燃料压力更低的燃料压力，以便周期性地从燃 料过滤器组件22中清除气体。
随着燃料从导管60流过发散的喷嘴部分58，燃料的速度减小而压力再次增大。局 部的速度增大及压力减小可以将气体从燃料过滤器外壳40中抽至燃料箱16。作为非限制 性示例，旁路管线44可与约束机构38的导管60流体连通。更具体地，旁路管线44可以与 导管60的出口流体连通。燃料气体可以通过约束机构38内形成的压力减小被从燃料过滤 器组件22的燃料过滤器外壳40抽至燃料返回管线36中。
权利要求
一种发动机总成，包括限定了气缸孔的发动机；燃料箱；与所述燃料箱和所述气缸孔流体连通的燃料供应组件；与所述燃料供应组件和所述燃料箱流体连通以便使剩余燃料从所述燃料供应组件返回所述燃料箱的燃料返回组件；以及燃料过滤器组件，其包括过滤介质和具有入口、出口、以及旁路开口的过滤器外壳，其中所述过滤介质在所述过滤器外壳内位于所述入口和所述出口之间，并且限定了所述过滤器组件位于所述入口与所述过滤介质之间的污染的燃料区域以及位于所述过滤介质与所述出口之间的清洁的燃料区域，所述旁路开口与所述污染的燃料区域和所述燃料返回组件流体连通以便将气体从所述污染的燃料区域中抽出。
2.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，进一步包括从所述旁路开口延伸 到所述燃料返回组件的旁路管道，所述旁路管道包括约束部，以便限制从所述燃料过滤器 组件的污染的燃料区域到所述燃料返回组件的流动。
3.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述燃料返回组件包括具有约束 机构的燃料返回管线，所述燃料过滤器组件中的旁路开口与约束机构流体连通。
4.根据权利要求3所述的发动机总成，其特征在于，所述约束机构在所述燃料返回管 线内产生局部低压区域，并且将气体从所述燃料过滤器组件的污染的燃料区域抽至所述燃 料箱。
5.根据权利要求3所述的发动机总成，其特征在于，所述约束机构包括文氏管。
6.根据权利要求5所述的发动机总成，其特征在于，所述文氏管包括了接收来自所述 燃料供应组件的返回燃料流的会聚的喷嘴区域，发散的喷嘴区域，以及位于所述会聚的喷 嘴区域与所述发散的喷嘴区域之间的导管区域，所述导管区域与所述旁路开口流体连通。
7.根据权利要求6所述的发动机总成，其特征在于，所述导管区域的出口与所述旁路 开口流体连通。
8.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，进一步包括从所述旁路开口延伸 到所述燃料返回组件的旁路管道，所述旁路管道不与由所述燃料过滤器组件的清洁的燃料 区域提供给所述燃料供应组件的清洁的燃料供应流体连通。
9.根据权利要求1所述的发动机总成，其特征在于，所述旁路开口位于所述过滤器外 壳中积聚有燃料气体的上部。
10.一种燃料系统，包括燃料箱；与所述燃料箱流体连通的燃料供应组件；与所述燃料供应组件和所述燃料箱流体连通以便使剩余燃料从所述燃料供应组件返 回到所述燃料箱的燃料返回组件；以及燃料过滤器组件，其包括过滤介质和具有入口、出口、以及旁路开口的过滤器外壳，其 中所述过滤介质在所述过滤器外壳内位于所述入口和所述出口之间，并且限定了所述过滤 器组件位于所述入口与所述过滤介质之间的污染的燃料区域以及位于所述过滤介质与所 述过滤出口之间的清洁的燃料区域，所述旁路开口与所述污染的燃料区域和所述燃料返回组件流体连通以便将气体从所述污染的燃料区域中抽出.
全文摘要
本发明涉及一种带燃料过滤器除气设备的发动机总成。具体地，提供了一种发动机总成，其可以包括限定了气缸孔的发动机、燃料箱、与燃料箱和气缸孔两者流体连通的燃料供应组件、与燃料供应组件和燃料箱两者流体连通的燃料返回组件、以及燃料过滤器组件。燃料过滤器组件可以包括具有入口、出口和旁路开口的过滤器外壳，以及位于过滤器外壳内的过滤介质。过滤介质可以位于入口和出口之间，并且限定过滤器组件位于入口和过滤介质之间的污染的燃料区域以及位于过滤介质与过滤器出口之间的清洁的燃料区域。旁路开口可以与污染的燃料区域和燃料返回组件两者流体连通，以便将气体从污染的燃料区域中抽出。
文档编号F02M37/20GK101818709SQ201010105478
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月26日 优先权日2009年1月26日
发明者H·W·哈珀, R·D·斯特劳布, R·P·朗加纳桑 申请人:通用汽车环球科技运作公司