燃料滤清器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及燃料滤清器。实施例提供一种燃料滤清器，其包括轴向穿过过滤介质的多个回流燃料管道。每个管道包括与燃料再循环通道流体连通的进口。每个管道可以具有邻近所述过滤介质远端的回流燃料管路出口。
【专利说明】燃料滤清器
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于调节柴油发动机的燃料的装置和系统，包括燃料滤清器和不同性质的燃料流在混合以及经过过滤介质之前被引导穿过过滤介质的系统。
【背景技术】
[0002]发动机可以被配置为使用柴油燃料而操作。通常至少有一个燃料滤清器被布置在燃料系统中，以便过滤出柴油燃料中可能存在的微粒。柴油燃料滤清器的共同问题(特别是在低环境温度下，诸如在发动机冷启动期间)是可能从柴油燃料沉淀出蜡。沉淀的蜡可能堵塞燃料滤清器。从燃料沉淀的蜡的量可能依赖于燃料性质和车辆启动时的环境温度。因此，从燃料沉淀的蜡会降低燃料系统的压力、发动机的性能，并且如果足够严重可能对燃料系统造成损坏。
[0003]减轻与沉淀的蜡堵塞柴油燃料滤清器相关的问题的技术大体分为两类。一类是包括具有滤清器的加热机构。另一类是经由再循环管路使发动机变暖的一些燃料再循环通过滤清器。两种技术都具有缺点，但减轻柴油燃料滤清器堵塞的方法在很大程度上已经被限于包括具有滤清器的加热机构。
[0004]在美国专利公布2003/0116490中公开了一种提供具有滤清器的加热机构的示例方法。该公开提供了设置在滤清器总成外壳的环形外表面与燃料滤清器之间的加热器元件。当燃料温度低于预定温度时，行进通过燃料滤清器的燃料被加热器元件加热。
[0005]本文的发明人已经认识到这种方法的若干问题。例如，为滤清器增加加热元件会增加成本和复杂性。与许多类似的方法相同，这种方法的另一缺点是其不能利用使发动机变暖的燃料再循环返回通过滤清器的技术解决若干缺点。本文发明人已经认识到，来自发动机的暖回流燃料趋于保持靠近滤清器的顶部，不会分布到下部。实际上，暖燃料不执行预期的功能。根据本公开的实施例解决了这个缺点。
【发明内容】
[0006]实施例可以提供一种燃料滤清器，其可以包括轴向穿过过滤介质的多个回流燃料管道。每个管道可以包括与燃料再循环通道流体连通的进口。每个管道可以具有邻近过滤介质远端的回流燃料管路出口。以此方式，经由燃料滤清器提供更好的热管理是可能的。例如，诸如对于供以柴油燃料的车辆，通过经由使被加热的燃料沿滤清器的长度向下流过密封管而操作，加热滤清器的更多量以便在冷启动期间减低燃料胶凝是可能的。
[0007]在另一实施例中，一种燃料滤清器包括:容器；在容器中的过滤介质；以及从邻近容器的第一端的进口连接件延伸至邻近容器的第二端的出口的管道，以便引导从第一端到第二端的不同温度的两种流，从而在混合流经过过滤介质之前在靠近第二端处至少部分地热混合两种流。
[0008]在另一实施例中，容器是基本圆柱形的，并且具有中心轴线，而燃料滤清器还包括:基本圆柱形的插入件，其被布置在容器内，插入件包括:基本圆柱形的主体，主体被配置为以环形形状的形式至少部分地支撑过滤介质；管道中的一个是被连接至相对更冷的流的第一进口管道，第一进口管道是与中心轴线同轴的管；以及管道中的另一个是被连接至相对更暖的流的多个管道，多个管道被布置在第一进口管道径向外侧的环形腔中。
[0009]在另一实施例中，该燃料滤清器还包括环形形状的歧管，其被形成在插入件的顶部中，歧管包括环形底板和与底板的周边相交的圆周壁，多个半圆形狭槽被形成到圆周壁内，并且底板中相应的多个协作设置的孔可以提供到每个相应的多个管道的流体入口。
[0010]在另一实施例中，该燃料滤清器还包括这样的出口，其被形成为与第一进口管道同心并且在第一进口管道径向外侧的环形出口流动沟槽，过滤介质是与环形出口流动沟槽同心并且在环形出口流动沟槽径向外侧的环形过滤介质。
[0011]在另一实施例中，一种用于内燃发动机的系统包括:第一燃料运输管路，其用于运输来自燃料箱的燃料；第二燃料运输管路，其用于运输从一个或更多个发动机部件回流的燃料；燃料滤清器，其包括:容器，其具有第一端和第二端；容器内部的过滤介质；混合容积，其被布置在容器的第二端内并且靠近容器的第二端，容器的第二端位于过滤介质下游；第一管道，其靠近容器的第一端被连接至第一燃料运输管路，并且具有通向混合容积的第一出口；以及第二管道，其靠近容器的第一端被连接至第二燃料运输管路，并且具有通向混合容积的第二出口。
[0012]在另一实施例中，该系统还包括温度敏感阀，其被配置为控制燃料从第二燃料运输管路到第二管道的流动。
[0013]在另一实施例中，第二管道是六个单独的管道，每个均与歧管流体连接，歧管被布置在容器的第一端内并且邻近容器的第一端，其中六个单独的管道沿与容器的中心轴线同心的圆周线等距间隔开。
[0014]在另一实施例中，该系统还包括温度敏感阀，其被配置为控制燃料从第二燃料运输管路到歧管内的流动。
[0015]在另一实施例中，该系统还包括出口管道，其被配置为接收来自过滤介质下游侧的滤液，并且被形成为在过滤介质径向内侧并且在第一管道径向外侧的环形流动沟槽。
[0016]在另一实施例中，容器的第一端是容器的顶部，容器的第二端是容器的底部。
[0017]在另一实施例中，该系统还包括安装结构，其用于将容器附接至车辆的发动机舱的内部位置。
[0018]应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一些概念。这并不意味着辨别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围仅由随附的权利要求唯一确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1示出了示例车辆系统布局，其包括燃料系统的细节。
[0020]图2是图示说明了根据本公开的燃料滤清器的所选细节的剖视图。
[0021]图3是在图2的线3-3截取的剖视图。
[0022]图4是与图3所示的视图类似的剖视图，但图示说明了根据本公开的另一示例燃料滤清器的所选细节。[0023]图5是根据本公开的燃料滤清器的立体图，示出了其外部特征。
[0024]图6是可以被配置为配合到图5所示的燃料滤清器内部的插入件的立体图。
[0025]图7是插入件的顶视图，如自图2中的剖面线7-7指示的方向所见。
[0026]图8是图示说明了根据本公开的示例燃料滤清器的剖视图。
【具体实施方式】
[0027]以下描述涉及用于柴油燃料调节的系统和方法。图1描述了示例车辆系统100。在所描述的实施例中，车辆系统100是供以柴油燃料的车辆系统。车辆系统100的驱动力可以由发动机10产生。发动机10可以包括一个汽缸组或两个汽缸组14。在示出四个汽缸16的当前实施例中，显示了一个汽缸组14。尽管发动机10被示为4缸四冲程发动机，但应认识到发动机可以具有不同汽缸构造(例如，直列式、V形或对置式)和/或不同汽缸数量(例如，六个或八个)。
[0028]车辆系统100的发动机10可以包括燃料系统20。燃料系统20可以包括燃料导轨102、供应泵104和燃料喷射器106。燃料导轨102可以提供这样的腔，其用于容纳随后通过燃料喷射器106喷射到汽缸16内的燃料。在所描述的示例中，燃料导轨102可以沿高压喷射器通道108为汽缸组14的燃料喷射器106提供加压的燃料。燃料导轨102可以包括用于感测燃料导轨压力的一个或更多个燃料导轨压力传感器/开关126和用于感测燃料导轨温度(Τ?4#Λ)并且同样与发动机控制器12通信的一个或更多个燃料导轨温度传感器128。为了简便起见，仅示出了一个燃料导轨压力传感器/开关126和一个燃料导轨温度传感器128。还可以包括另外的燃料导轨压力调节器。在所描述的示例中，虽然燃料喷射器106可以是直接喷射类型， 但应明白，可替代地，其可以是进气道喷射类型。此外，每个汽缸16可以包括不止一个喷射器，一些喷射器是直接喷射类型，而其他是进气道喷射类型。
[0029]燃料可以由供应泵104加压，并沿高压导轨通道110传递至燃料导轨102。在一个示例中，供应泵104可以由发动机10的旋转驱动，诸如由发动机曲轴和/或发动机凸轮轴驱动。可替代地，供应泵104可以由可选电动马达驱动。
[0030]低压供给泵112可以被配置为，经由燃料进入管路115从燃料箱114抽取低压燃料，将其泵送至并通过燃料滤清器118，并且经由燃料排出管路116泵送至供应泵104。由于低压供给泵112和供应泵104中的一个或两个的泵送作用，燃料可以移动通过燃料滤清器118。因此，经由燃料滤清器118被供应给供应泵的燃料在下文中也可以被称为供应燃料。
[0031]燃料导轨102还可以被配置为使燃料经由导轨回流流动通道122回流到低压再循环通道120内，并且因此降低燃料压力。导轨出口处的减压阀(未示出)可以调节燃料从燃料导轨到再循环通道120内的回流流量。类似地，自喷射器106回流的燃料还可以经由喷射器回流流动通道124送入再循环通道120。供应泵104还可以被配置为使燃料经由泵回流流动通道130回流到再循环通道120内，并且因此降低燃料压力。泵出口处的减压阀(未示出)可以调节燃料从供应泵到再循环通道120内的回流流量。因此，自供应泵、喷射器和/或导轨回流的燃料在下文中也可以被称为回流燃料。回流燃料可以被一个或更多个发动机部件(例如，汽缸16的汽缸组14或燃料导轨102)加热，并且因此处在比供应燃料更高的温度。燃料再循环通道120可以包括与燃料再循环通道120连接的回流燃料管路136，其中变暖的回流燃料能够被引导通过燃料滤清器118。燃料再循环阀134可以被配置为选择性地将所选量的回流燃料引导至燃料滤清器118。
[0032]图2是图示说明了根据本公开的示例燃料滤清器118的所选细节的剖视图。燃料滤清器118可以在图1所示的系统中使用。燃料滤清器118可以包括轴向穿过过滤介质152的多个回流燃料管道150。每个管道150可以包括进口 153，该进口 153经由例如回流燃料管路136与燃料再循环通道120流体连通。在一些实施例中，每个管道150可以与燃料再循环通道120直接流体连通。各种示例可以包括或可以不包括燃料再循环阀134。每个管道150可以具有回流燃料管路出口 154，其邻近过滤介质152的远端156。每个管道150可以具有任何数量的形状的横截面，例如圆形、椭圆形、半圆形、矩形等。
[0033]燃料滤清器118可以包括用于容纳过滤介质152的容器158。可以具有轴向穿过过滤介质152的燃料管路管道160。燃料管路管道160可以包括与燃料进口管路115流体连通的进口 162。燃料管路管道160还可以包括燃料管路出口 162，其与多个回流燃料管路出口 154流体连通，以便在容器158内邻近过滤介质152的远端156至少部分地混合分别来自多个回流燃料管道150和燃料管路管道160的流。以此方式，供应燃料与被加热的回流燃料在燃料滤清器118内更有效的混合可以被实现。以此方式，可以加快在滤清器处的燃料滤清器除蜡，并且可以更好地解决与过滤介质152处蜡堆积有关的潜在问题。
[0034]在一些实施例中，回流燃料管路136可以包括进口连接件(coupling) 166和出口连接件168。燃料滤清器118可以包括在进口连接件166与出口连接件168之间的容积167。容积167可以是各种形状，例如细长的容积或环形形状。温度敏感阀170可以被可操作地设置在进口连接件166与出口连接件168之间，并且可以被配置为当液流的温度在预定范围内时将来自回流燃料管路136的流的至少一部分引导至多个回流燃料管道150。以此方式，除了或代替上述可以选择性地将各种量的回流燃料引导至燃料滤清器118的燃料再循环阀134，可以依赖于回流燃料温度的另外的控制或替代的控制可以被实现。这种控制可以或可以不与控制器12可操作地连接。
[0035]实施例可以包括被形成在容器158内的歧管172，以便当流的温度在预定范围内时经由温度敏感阀170接收来自回流燃料管路136的流。多个回流燃料管道150可以与歧管172流体地连接。一些示例实施例可以包括两个或更多个温度敏感阀170，以控制来自容积167和歧管172的流。
[0036]图3是在图2的线3-3处截取的剖视图。该图图示说明了这样的示例，其中多个回流燃料管道150可以是六个管道150。图4是示出了具有四个回流燃料管道150的另一示例实施例的剖视图。各种其他实施例可以具有各种数目的回流燃料管道。
[0037]图5是根据本公开的燃料滤清器118的立体图，其示出了包括容器158外侧的燃料滤清器118外部特征。图6是可以被配置为配合到图5所示的燃料滤清器118内部的插入件174的立体图。插入件174可以被配置为配合到容器158内，并且还可以被配置为以环形结构的形式至少部分地支撑过滤介质152。燃料管路管道160可以在中心处设置在插入件174内，并且可以轴向穿过插入件174。燃料管路管道可以具有燃料管路出口 162，该燃料管路出口 162在邻近容器158的远端176处与多个回流燃料管路出口 154流体连通。现在再次参照图2-4 ;插入件174可以形成环形沟槽(channel)出口 178，其在燃料管路管道160的径向外侧，并且在过滤介质152的径向内侧。[0038]各种实施例可以包括燃料滤清器118，其包括容器158和在容器158中的滤清器隔膜152。燃料滤清器118还可以包括从邻近容器的第一端180的进口 153延伸至邻近容器158的第二端176的出口 154的管道150，以便引导从第一端180到第二端176的不同温度的两种流，从而在混合流通过滤清器隔膜152之前靠近第二端176至少部分地热混合两种流。
[0039]再次参照图1，两种流中的一种是来自燃料箱114的第一流182，用箭头表示。两种流中的另一种可以是来自再循环管路120的第二流184，同样用箭头表示，通过来自被燃烧热量间接加热的一个或更多个发动机部件(例如内燃发动机10的燃烧室(多个燃烧室)或燃料导轨等)的热使第二流184比第一流182相对更暖。在一些情况下，回流燃料可以经由其他装置加热，例如通过加热器。
[0040]燃料滤清器118还可以包括环形歧管172，其被布置在容器158的第一端180内。环形歧管172可以被配置为接收两种流中相对更暖的。多个管道150可以与环形歧管172流体连通。多个出口 154可以被布置在多个管道150的各个管道的各终端上，以便使相对更暖的流与两种流中的另一种混合。燃料滤清器118可以包括温度敏感阀170，其被配置为调节从再循环管路120到歧管172内的流。
[0041]容器158可以是大致圆柱形的，并且可以具有中心轴线186。燃料滤清器118可以包括大致圆柱形的插入件174，其被布置在容器158内。插入件174可以包括大致圆柱形的主体，其被配置为以环形形状的形式至少部分地支撑过滤介质152。管道中的一个可以是被连接至相对更冷的流的第一进口管道160。第一进口管道160可以是可以与中心轴线186同轴的管。管道150中的另一个可以是被连接至相对更暖的流的多个管道150。多个管道150可以被设置在第一进口管道160径向外侧的环形腔188中。例如，可以以环形图案190的形式布置多个管道150 (图3和4)。
[0042]图7是插入件174的顶视图，如自图2中的剖面线7_7指示的方向所见。燃料滤清器118可以包括环形形状的歧管172，其被形成在插入件174的顶部中。歧管172可以包括环形底板192和与底板192的周边相交的圆周壁194。多个半圆形狭槽196可以被形成到圆周壁194内。相应的多个协作设置的孔198可以位于底板中，并且可以提供到相应的多个管道150中每个的流体入口。
[0043]燃料滤清器118可以包括这样的出口，其被形成为与第一进口管道160同心并且在第一进口管道160径向外侧的环形出口流动沟槽178。过滤介质152可以是与环形出口流动沟槽178同心并且在环形出口流动沟槽178径向外侧的环形过滤介质152。
[0044]图8是图示说明了根据本公开的另一示例燃料滤清器118的剖视图。燃料滤清器118可以在图1所示的系统100中使用。燃料滤清器118可以包括穿过过滤介质152的回流燃料管道150。管道可以包括经由例如回流燃料管路136与燃料再循环通道120流体连通的进口 153。燃料滤清器118可以包括在过滤介质152下游的出口 178。燃料滤清器118可以包括基本直线形的容器158，其被设置为容纳基本直线形的过滤介质152。
[0045]再次参照图1，其中图示说明了用于内燃发动机10的系统100。图2所示的燃料滤清器118或图8所示的燃料滤清器118或一个或更多个类似配置的滤清器可以被包括在根据各种实施例的系统100。系统100可以包括第一燃料运输管路115，用于运输来自燃料箱114的燃料。可以包括第二燃料运输管路120，用于运输从一个或更多个发动机部件回流的燃料。系统100还可以包括燃料滤清器118。燃料滤清器118可以包括容器158，其具有第一端180和第二端176。过滤介质152可以被布置在容器158内部。混合容积200可以被布置在容器158的第二端176内并且靠近容器158的第二端176，容器158的第二端176位于过滤介质152下游。第一管道160可以在靠近容器158的第一端180处被连接至第一燃料运输管路115，并且可以具有通向混合容积200的第一出口 162。第二管道150可以在靠近容器158的第一端处被连接至第二燃料运输管路120，并且具有通向混合容积200的第二出口 154，混合容积200以粗略近似的形式作为虚线形状示出。
[0046]系统100可以包括温度敏感阀170，其被配置为控制燃料从第二燃料运输管路120到第二管道150的流动。第二管道150可以是六个单独的管道150，其中每个均与歧管172流体地连接，歧管172被布置在容器158的第一端180内并且邻近容器158的第一端180。六个单独的管道150可以沿与容器158的中心轴线186同心的圆周线190基本等距间隔开(图3)。温度敏感阀170可以被配置为控制燃料从第二燃料运输管路120到歧管172内的流动。
[0047]系统100还可以包括出口管道178，其被配置为接收来自过滤介质152下游侧的滤液，并且被形成为在过滤介质152径向内侧并且在第一管道160径向外侧的环形流动沟槽。
[0048]容器158的第一端180可以是容器158的顶部。容器158的第二端176可以是容器158的底部。燃料滤清器118可以包括安装结构202，其用于将容器158附接至车辆的发动机舱的内部位置。
[0049]燃料滤清器118可以包括储水器204，其可以被配置为收集来自经过滤清器118的燃料的水。储水器204可以包括阀206，其中收集的水可以自滤清器118排出。在一些情况下，燃料滤清器118可以是盒式滤清器。在一些情况下，燃料滤清器118可以是基本圆柱形形状的。
[0050]尽管所描述的示例示出了单个燃料滤清器，但在替代实施例中，可以包括两个或更多个滤清器。每个滤清器可以接收来自各自再循环分支通道的回流燃料。在一个示例中，可以借助于各自的热再循环阀调节通过每个通道的流。借助于被设置在滤清器出口处的滤清器压力传感器/开关(未示出)，滤清器处的燃料压力可以被传送至发动机控制器12。
[0051]在本文中所描述的具体方法可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以所示顺序或并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样地，实现此处所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于说明和描述而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所描述的各种动作、功能或操作中的一个或更多个可以被重复执行。此外，所描述的各种操作、功能和/或动作可以图形地表示被编入控制系统中的计算机可读存储介质的代码。
[0052]另外，应当理解，在本文中所描述的系统和方法实质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不被认为是限制性的，因为多种变体是可预期的。因此，本公开包括本文所公开的各种系统和方法以及其任何和所有等同物的所有新颖和非显而易见的组合。
【权利要求】
1.一种燃料滤清器，其包含: 轴向穿过过滤介质的多个回流燃料管道，每个管道包括与燃料再循环通道流体连通的进口，并且每个管道具有邻近所述过滤介质的远端的燃料再循环通道出口。
2.根据权利要求1所述的燃料滤清器，其还包含: 用于容纳所述过滤介质的容器；以及 轴向穿过所述过滤介质的燃料管路管道，其包括与燃料管路进口流体连通的进口和与多个燃料再循环通道出口流体连通的燃料管路出口，所述燃料管路出口用于在所述容器内在邻近所述滤清器的远端处至少部分地混合分别来自所述多个回流燃料管道和所述燃料管路管道的流。
3.根据权利要求1所述的燃料滤清器，其中所述燃料再循环通道包括进口连接件和出口连接件，温度敏感阀被可操作地设置在所述进口连接件与所述出口连接件之间，并且被配置为当流的温度在预定范围内时将来自所述燃料再循环通道的流的至少一部分引导至所述多个回流燃料管道。
4.根据权利要求3所述的燃料滤清器，其还包含被形成在所述容器内的歧管，以便当所述流的温度在预定范围内时经由所述温度敏感阀接收所述流，所述多个回流燃料管道与所述歧管流体连接。
5.根据权利要求1所述的燃料滤清器，其还包含: 插入件，其被配置为适合到所述容器内，并且以环形结构的形式至少部分地支撑所述过滤介质； 所述燃料管路管道 在中心处布置在所述插入件内并且轴向穿过所述插入件，所述燃料管路管道具有在邻近所述容器的远端处与多个燃料再循环通道出口流体连通的燃料管路出口 ； 所述插入件形成环形沟槽出口，该环形沟槽出口在所述燃料管路管道径向外侧，并且在所述过滤介质径向内侧。
6.根据权利要求1所述的燃料滤清器，其中所述多个管道是六个管道。
7.一种燃料滤清器，其包含: 容器； 在所述容器中的过滤介质；以及 从邻近所述容器的第一端的进口连接件延伸至邻近所述容器的第二端的出口的管道，以便引导从所述第一端到所述第二端的不同温度的两种流，从而在混合的流通过所述过滤介质之前在靠近所述第二端处至少部分地热混合所述两种流。
8.根据权利要求7所述的燃料滤清器，其中所述两种流中的一种是来自燃料箱的第一流，而所述两种流中的另一种是来自再循环通道的第二流，来自一个或多个发动机部件的热使所述第二流比所述第一流相对更暖。
9.根据权利要求7所述的燃料滤清器，其还包含环形歧管，所述环形歧管被布置在所述容器的所述第一端内，并且被配置为接收所述两种流中相对更暖的流，并且燃料滤清器还包含与所述环形歧管流体连通的多个管道，多个出口布置在相应的所述多个管道的每个管道的终端上，以便使所述相对更暖的流与所述两种流中的另一种流混合。
10.根据权利要求9所述的燃料滤清器，其还包含温度敏感阀，所述温度敏感阀被配置为调节从所述 再循环通道到所 述歧管内的液流。
【文档编号】F02M37/22GK103883449SQ201310686805
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】E·迈尔斯, P·V·布达根 申请人:福特环球技术公司