水分离模块以及燃油过滤分离组件及其组装方法与流程

本发明涉及一种车辆的燃油循环系统的燃油过滤分离组件用的水分离模块，还涉及一种包括上述水分离模块的燃油过滤分离组件及其组装方法。

背景技术：

本发明属于汽车领域。具体地，本发明涉及燃油(优选为柴油)的过滤分离组件，该组件设置在内燃机的燃烧室的上游。换言之，从该过滤分离组件输出的燃油在燃油循环系统中流向发动机组。

具体地，这些组件具有双重功能：它们具有过滤燃油，以从燃油中除去可能损坏燃油循环系统下游的部件(例如发动机组或高压泵)的任何悬浮颗粒和/或杂质的作用；它们还具有分离燃料中可能损坏燃油循环系统下游的部件(例如喷嘴)和/或可能引起非最佳燃烧的任何水粒子的作用。

现有技术中已知多种具备上述双重功能的燃油过滤分离组件。

具体地，已知具有竖直结构的燃油过滤分离组件，即，其适于安装在车辆中并且在基本竖直的位置下工作。这种组件在其上部具有适于对燃油进行相应作用的过滤和/或分离模块，在其下部具有集水室，从燃油中分离出来的水通过重力作用积聚在该集水室中。

文献ep0858825中记载有示出了这种燃油过滤分离组件的实施例。

然而，在车辆中，并不是总能以竖直位置安装燃油过滤分离组件的。

出于这一原因，还已知具有水平结构的燃油过滤分离组件的实施例，即，其适于以基本水平位置安装在车辆中并在基本水平位置下工作。

然而，这种水平结构的燃油过滤分离组件具有明显的技术缺陷。

事实上，已知的这种组件从燃油中分离水的效果较差，但其首要的缺陷是，这种组件在水的收集方面存在很大困难。

出于这些原因，这种已知的水过滤分离组件具有十分复杂笨重的几何形状。实际上，已知的燃油过滤分离组件的实施例是将集水室相对于过滤装置设置在低位。换言之，这些已知实施例在水平方向上处理燃油，同时具有至少部分竖直的结构，以将集水室设置在底部。

文献ep2399019和de102006005108中记载了基于上述描述的水平结构的燃油过滤分离组件的实施例。

技术实现要素：

因此，迫切需要提供一种能够解决上述问题的燃油过滤分离组件用的水分离模块，其具有水平结构。同样地，还迫切需要提供一种包括该水分离模块的燃油过滤分离组件。

本发明的目的在于，提供一种能够有效且高效地执行分离操作的、具有水平结构的水分离模块，但最为首要的是，该水分离模块具有简单、紧凑的几何形状，其竖直尺寸尽可能地受限。

该目的可以通过权利要求1所述的水分离模块以及权利要求14所述的燃油过滤分离组件实现。

辅助权利要求描述了包含更有利方面的优选实施例的变形。

附图说明

以下将参照附图，仅以非限制性示例的方式提供本发明的优选实施例示例的说明，本发明的进一步的特点和优点将从中变得更加明显，其中：

图1示出了根据一个优选实施例的本发明的燃油过滤分离组件对象的俯视图；

图2示出了图1所示的燃油过滤分离组件的侧面纵向剖视图；

图3示出了图1所示的燃油过滤分离组件中各部件分离后的立体视图；

图4示出了图1至图3所示的过滤分离组件包括的根据本发明的一个优选实施例的水分离模块中各部件分离后的立体视图；

图5a和图5b分别以正视剖视图和俯视剖视图示出了图4的水分离模块；

图6a、图6b、图6c和图6d分别以立体视图、俯视图、正视图和侧视图示出了诸如图4中的水分离模块的分离装置；

图7a、图7b、图7c和图7d分别以立体视图、俯视图、正视图和侧视图示出了诸如图4中的水分离模块的阻挡结构。

附图标记：

1水分离模块

2分离装置

20支承结构

200通道口

200’子通道口

21分离表面

21’上部分离表面

21”下部分离表面

3阻挡结构

31阻挡表面

32排水通道

320流通口

10主体

11开口

12底壁

100水分离室

100’上部区域

100”下部区域

900燃油过滤分离组件

950组件外壳

951进油壁

9510进油嘴

952出油壁

9520出油嘴

955侧壁

950’组件壳体

980水位传感器

990泄出塞

500过滤模块

550过滤插入件

d分隔壁

l-l纵向轴线

x-x主轴线

具体实施方式

在附图中，标号1标示根据本发明的一个优选实施例的水分离模块。该水分离模块1具体用于车辆的燃油循环系统的燃油过滤分离组件900。包括所述水分离模块1的燃油过滤分离组件900也同样是本发明的对象。

水分离模块1和组件900均在前述的上下文背景中，其以水平形态进行操作，即，均以大致水平位置被收容在车辆中；其中，“水平位置”意味着，这些部件以与沿着车辆移动方向的地平面大致平行的位置在车辆中工作和与燃油循环系统流体连接。以水分离模块和燃油过滤分离组件的区域、位置和/或部件为参照的“下部”、“上部”、“侧部”等，应当认为是其在车辆中的上述水平定位下的运作。

具体地，组件900沿着纵向轴线l-l延伸，当组件安装在车辆中时，纵向轴线l-l的位置是大致水平的。

根据本发明，燃油过滤分离组件900对回路中循环的燃油执行双重动作：事实上，如下文中详细阐述的以及在附图中示出的内容，燃油过滤分离组件900适于对不纯净燃油进行过滤作用，以从中滤除悬浮颗粒和杂质，并且，还适于对已过滤燃油进行分离动作，以将水从中分离出来。

因此，除了具体适于进行将水从燃油中分离出来的操作的水分离模块1以外，组件900还包括过滤模块500，该过滤模块500具体用于滤除不纯净燃油中的悬浮固体颗粒和杂质。

也就是说，首先，不纯净燃油被过滤模块500截住并在此处滤除杂质，然后，已过滤的燃油被水分离模块1截住并在此处分离出水，从而使得清洁燃油流向组件900的下游。根据一个优选实施例，过滤模块500还适于对以直径通常小于100微米(直径通常小于50微米)的小液滴的形式乳化在燃油中的水进行聚合作用，以使这些小液滴聚集并形成尺寸大于200微米(优选达到2mm)的水颗粒，或在任何情况下均大于输入到过滤模块500中的水滴的水颗粒，从而使水分离模块能够对聚集后的水颗粒进行操作。

具体地，水分离模块1与过滤模块500流体连接，且两者能够以串联的方式互相沿着纵向轴线l-l定位。换言之，组件900沿着纵向轴线l-l的方向首先设有过滤模块500，之后设有水分离模块1。

根据本发明，组件900包括组件外壳950，组件外壳950沿着所述纵向轴线l-l延伸，上述过滤模块500和水分离模块1收容在组件外壳950内。

组件外壳950实际上与燃油循环系统流体连接，组件外壳950包括进油壁951和出油壁952，进油壁951包括至少一个进油嘴9510，出油壁952包括至少一个出油嘴9520。

根据一个优选实施例，组件外壳950的进油壁951和出油壁952之间具有长条形状，且大致持续地具有侧壁955，侧壁955大致平行于纵向轴线l-l延伸。换言之，组件外壳950具有大致柱形的形状，即，组件外壳950的特征在于进油壁951和出油壁952具有相同尺寸。

优选地，形成有组件壳体950’，该组件壳体950’由出油壁952和侧壁955构成，进油壁951可固定在侧壁955上且将侧壁955封闭并以此限定其内部空间，过滤模块500和水分离模块1可收容在该内部空间内。

也就是说，组件900可以以模块化方式纵向地组合，以使其中包括的每个组均对燃油进行特定的操作，例如过滤操作或分离操作。具体地，优选地，包括在组件900中的这两个模块因此能够分别以模块的形式插入外壳950内。

本发明的过滤模块500不限于上述形状和尺寸。如附图所示，过滤模块500的尺寸可以影响组件900的形状(具体为截面形状)，即所述组件900的截面形状可以根据所述过滤模块500的形状尺寸变化而调整。

根据一个优选实施例，燃油过滤模块500包括沿纵向轴线l-l延伸的至少一个管状插入件550，燃油能够沿径向(优选为从外侧向内侧地)穿过管状插入件550。在一个优选实施例中，燃油过滤模块500包括多个管状插入件550(在一个优选实施例中，包括两个管状插入件)，每个管状插入件550均沿纵向轴线l-l延伸，并优选地，平行并排排列。

根据一个优选实施例，收容在组件外壳950内的过滤模块500和水分离模块1通过分隔壁d而相互分离。

可选地，分隔壁d包括在外壳950内，是所述外壳950的一个部分。

可选地，分隔壁d包括在水分离模块1内，是所述水分离模块1的一个部分。

优选地，分隔壁d包括在过滤模块500内。优选地，每个过滤插入件550与所述分隔壁d的一个端面可拆卸地连接。优选地，每个过滤插入件550还与所述分隔壁d流体连接，以使每个过滤插入件的清洁侧与水分离室流体连通，具体是与分离装置2的脏污侧流体连通。

优选地，在组件外壳950内，在分隔壁d的两侧限定有容纳过滤模块500的第一室(或者说过滤室)，以及容纳水分离模块1的第二室(或者说水分离室)。

根据本发明，水分离模块1包括沿主轴线x-x延伸的主体10。

在水分离模块1被安装在车辆内的构造中，主轴线x-x和纵向轴线l-l是大致平行和/或重合的。也就是说，所述主体10也具有大致纵向结构。

根据一个优选实施例，水分离模块1适于在组件外壳950内限定水分离室100，以在水分离室内进行水油分离操作。

并且，根据本发明的水分离模块1包括收容在水分离室100内的分离装置2，分离装置2与出油嘴9520流体连接并适于进行分离操作。

所述分离装置2从所述出油壁952起沿纵向延伸。

根据本发明，分离装置2包括燃油可从中流过的支承结构20，该支承结构20限定了脏污侧和清洁侧(清洁侧与出油嘴9520可流体连接)，来自过滤模块的已过滤燃油流入脏污侧，同时，水分离后的清洁燃油从清洁侧流出。

支承结构20实际上优选为中空的。

支承结构20包括至少一个通道口200，燃油流经该通道口200。优选地，在所述通道口上，分离装置2包括分离表面21，该分离表面21由横向于所述通道口200布置的疏水过滤元件构成。

根据一个优选实施例，该支承结构20可固定至或被固定至出油壁952，以使内侧、即清洁侧，与出油嘴9520是可流体连接的。

优选地，同样如附图所示，在根据一个优选实施例的所述支承结构20上，每个通道口200被分割成在平面上彼此对齐的多个子通道口200’。优选地，分离表面21因此在多个子通道口上平面地延展。

根据一个优选实施例，进一步地，分离装置2具有相对于竖直方向的纵向延伸的主导结构。

根据一个优选实施例，该分离表面21以随着远离所述出油壁952而收拢的方式相对于主轴线x-x的方向倾斜设置。优选地，支承结构20的形状使得其上设置的分离表面21具有这一收拢形状。

根据一个优选实施例，分离装置2包括上部分离表面21’和下部分离表面21”。换言之，根据一个优选实施例，大致形成有沿纵向延伸的两个分离表面。

优选地，支承结构20分别具有上部和下部通道口200(根据描述以及图中以示例方式示出的内容，每个通道口具有多个子通道口200’)。

根据另一个优选实施例，分离装置2还可以进一步包括或单独包括其方位相对于纵向轴线l-l正交的分离表面21；优选地，所述分离表面是竖直定向的。根据一个优选实施例，所述分离表面21设置在支承结构20的底壁上，其方位与纵向轴线l-l横切，且在轴向上与出油壁12互相分离。

根据一个优选实施例，分离表面21由适于在燃油穿过时促进水的分离的疏水过滤元件构成。

优选地，所述疏水过滤元件是以例如用硅树脂或ptfe或等离子体处理后的合成纤维的无纺布(例如pa，pet，pbt，涤纶，粘胶)或者织物(pa，pet或pbt)的形式制成的，以形成大于90°的静态水接触角，从而使疏水过滤元件对水不润湿，并因此适于发挥对水的“屏障”效果，而对燃油而言则是可渗透的。

根据一个优选实施例，分离装置包括固定至支承结构的单个过滤元件：各个分离表面21形成在设置在过滤元件上的每个平面以及每个分离表面上。

根据前述内容，分离装置2优选为锥状，在纵向上沿着远离出油壁952的方向延伸。在竖直纵剖面中，分离装置2(具体是支承结构20)具有大致三角形或梯形，上部分离表面21’和下部分离表面21”位于两个相对的纵向侧。

根据本发明，水分离模块1还包括阻挡结构3，阻挡结构3收容在水分离室内。

具体地，阻挡结构3设置在分离装置2的下方，由此将水分离室100分成上部区域100’和下部区域100”，分离装置2收容在上部区域100’内，因此，上部区域100’也可以成为分离区100’，从燃油中分离出的水收集在下部区域100”内，因此，下部区域100”也可以成为集水区100”。

阻挡结构3适于防止水回流至上部区域100’内。

具体地，阻挡结构3包括排水区域，该排水区域设置在出油壁的附近并且位于出油嘴9520的下方，以便于被分离出的水朝下部区域100”排出。此外，该阻挡结构3具有开口和/或滑行表面，用以在尽可能地减少水在出油嘴附近的聚积的同时，确保被分离出的水朝集水区排出。

根据一个优选实施例，阻挡结构3包括从出油壁952起沿纵向延伸的阻挡表面31。

根据一个实施例变形，阻挡结构3包括阻挡表面31，所述阻挡表面31从出油壁952起延伸，或者可以整体地安装至所述出油壁952。优选地，阻挡结构3与出油壁952整体地形成，所述阻挡结构3还可以与所述出油壁952可操作地连接，具体如所述阻挡结构3与所述出油壁952可拆卸连接，和/或所述阻挡结构3与所述出油壁952的连接使得可以调节所述阻挡表面31相对所述主轴线x-x的倾斜角度等。

根据本发明，所述阻挡表面31与所述分离装置2的下部分离表面21”相对设置；所述阻挡表面31与主轴线x-x的方向之间形成一角度，所述阻挡表面31的至少一部分相对于主轴线x-x倾斜，以允许从燃油中分离出的水流向所述出油壁952。

在一个优选实施例中，阻挡表面31以大致平面的方式延伸。

根据一个优选实施例，阻挡表面31的所述倾斜部分是倾斜的，并且与主轴线x-x形成一角度，该角度与分离表面21延伸所依循的倾斜角度实质上相等。换言之，阻挡表面31大致平行于与其邻近的分离表面21，即下部分离表面21”。

阻挡表面31以这样的方式成形：以便能够使集水区100”纵向上距离出油壁952越远(即，越接近进油壁951)则具有越高的高度。

根据一个优选实施例，阻挡结构3包括至少一个排水通道32，排水通道32沿纵向延伸，相对于由阻挡表面31相对所述主轴线x-x所形成的角度形成相反的倾斜角度。

优选地，通过分离装置2分离出的水沿着两个滑行方向从上部区域100’流向下部区域100”。由分离装置2分离出的水在重力的作用下倾向于首先在阻挡表面31上流向出油壁952，然后流入排水通道32内并朝进油壁951方向流动，之后流入集水室100”内。

在一个优选实施例中，阻挡结构3包括两条排水通道32，这两条排水通道32布置在阻挡表面31在纵向的两侧缘处。

优选地，阻挡表面31和排水通道32包括适于促进水的上述流动的连接部，所述连接部为所述阻挡结构3位于出油壁一端的平面部分，所述阻挡表面31与所述排水通道32均与所述平面部分连接。

根据一个优选实施例，阻挡结构3包括至少一个流通口320，所述至少一个流通口320适于使分离区100’与集水区100”流体连通。

根据一个优选实施例，该流通口320用以允许被分离装置2阻挡住的水朝集水区100”排出。优选地，该流通口320的尺寸和在所述阻挡结构3上的位置被设置成能够尽可能地减少水朝分离区100’的回流。优选地，该流通口320布置在阻挡表面31的侧缘处，示例性的，在所述排水通道32外侧。

根据一个优选实施例，上述水分离模块1适于被插入组件外壳950内，具体地，水分离装置2和阻挡结构3适于与出油壁952一体地连接。

在进一步的优选实施例中，水分离模块1适于作为水分离模块而被插入组件外壳950内。

具体地，实际上，水分离模块1包括主体10，主体10沿着主轴线x-x延伸，主体10内限定有水分离室100，水分离室100包括底壁12，底壁12与出油壁952和上述至少一个出油嘴9520流体连接。

根据该实施例，以上提及出油壁952时所描述的所有特征均相同地适用于所述底壁12。

该主体10的底壁12支撑分离装置2和阻挡结构3，底壁12与外壳950的出油壁952流体连接。

优选地，主体10的几何形状与外壳950互补，从而能够沿纵向插入外壳950内。

优选地，主体10在其底壁12的反向轴向端设有开口11，来自过滤模块500的已过滤燃油流经开口11，具体是从过滤插入件的清洁侧流经开口11。优选地，分隔壁d抵靠在所述开口上，分隔壁d上设有适于允许已过滤燃油通过的横向孔。

根据前文的描述和如附图中以示例的方式示出的内容，水分离模块1具有大致的在主轴线x-x方向延长的柱形结构。

根据一个优选实施例，水分离模块1优选沿横向延伸。换言之，在一个优选实施例中，水分离模块1优选沿着大致平行于车辆移动的水平地面沿横向延伸：具体地，水分离模块1的宽度大致等于组件外壳950的宽度。

根据一个优选实施例，在水分离模块的下部，水分离器1分离出来的水可以通过专门的泄出孔泄出，该泄出孔优选地延伸穿过外壳950，并且可能延伸穿过主体10(当存在时)。优选地，该泄出孔通过适宜的塞子990封闭。换言之，当需要时，可以通过该泄出孔将收集在下部区域100”内的水泄出。

并且，仍根据一个优选实施例，过滤分离组件900还包括水位传感器980，优选的，该传感器980设置在所述出油壁952，其水位探测电极穿过所述出油壁952，并且可能延伸穿过主体10的底壁12(当存在时)，到达所述集水区100”中，水位传感器980适于检测收集在水分离室100内的水的量，具体是收集在下部区域100”内的水。

根据一个优选实施例，还包括燃油加热组，该燃油加热组与燃油过滤模块500是关联的，在燃油过滤模块500的相对于设有水分离模块1的一端的反向端具有纵向相互接合部，具体的，所述燃油加热组设置在所述进油壁951上，一端连接所述进油嘴9510。

根据前述说明，燃油过滤分离组件900的组装方法包括以下步骤：

-准备组件壳体950’，其沿纵向轴线l-l延伸，并且包括侧壁955以及具有出油嘴9520的出油壁952；

-将水分离模块1插入组件壳体950’内，以使水分离模块1与出油嘴9520流体连接；

-将过滤模块500插入组件壳体950’内；

-以使过滤模块500与进油嘴9510流体连接的方式用进油壁951封闭组件壳体950’而得到组件外壳950。

创新地，水分离模块和过滤分离组件包括足以达到本发明的目的、克服现有技术的常见缺陷的相同的技术特征。

有利地，实际上，在特别适于以水平位置在车辆中运行和定位的同时，该水分离模块还能执行有效的水油分离操作。

有利地，水分离模块适于对在压力推力作用下循环的燃油以及在抽吸循环中的燃油进行有效的操作。

有利地，分离装置具有分离表面，所述分离表面具有主导的纵向延伸部，并且适于处理较高的燃油流速。换言之，有利地，分离装置构成为具有较大的处理表面。

有利地，由于分离装置提供的较大过滤表面为圆锥形、梯形或总体上的锥形，从而，分离装置适于通过最大程度地减少燃油供给回路内的压降来执行油水分离操作。

并且，有利地，水分离模块的各个部件均具有适于促进水在下部区域内的积聚的形状。

有利地，分离装置的倾斜壁除了适于促进水的收集之外，还适于促进水的快速斜落。

有利地，阻挡结构构成为，通过两条滑行通道促进水的斜落。同时，阻挡结构构成为防止积聚的水回流至分离装置。

有利地，即便当车辆面临上坡或者下坡和/或当车辆急刹车时，也能够防止收集在集水区中的水回流至分离区内。

有利地，阻挡结构构成为对水分离室进行分隔，以使其具有尽可能大的尺寸的集水区，从而针对制造商的需求进行优化。

有利地，阻挡结构设置在分离装置的附近，界定了集水区，集水区随着远离出油壁而在高度上延伸。

有利地，阻挡结构配置为，增加集水室的延伸范围，同时，当积聚在集水区内的水的量接近或超出由水位传感器定义的阈值水平时，将任何水滴从集水区到达分离区的风险降至最低。

有利地，水分离模块不需要竖直结构的集水室或相对于过滤模块处于低位的集水室。

有利地，分离装置可以通过简单的操作进行制造，例如可以通过铸造，例如以将疏水过滤元件与支承结构共同铸造的方式进行制造。

有利地，阻挡结构可以通过简单的铸造操作得到，可以与进油壁或出油壁，或者，总体上与水分离模块的主体的侧壁一体地形成。

有利地，阻挡结构包括倾斜的阻挡表面，该阻挡表面便于对以铸造的方式形成的工件进行加工，并且，当阻挡表面与主体或出油壁一体地形成时，便于主体或出油壁的取出。

有利地，水分离模块被优化成进行高效的分离、收集、以及水的积聚操作。

有利地，水分离模块为一个单独的模块，当需要时，该模块能够安装至过滤模块。有利地，水分离模块和过滤模块在车辆燃油循环回路中彼此间串联布置。

有利地，水分离模块能够与水平方向的过滤模块连接，以在不适于进行有关油水分离操作的过滤模块中增加这一功能。

有利地，水分离模块不需要竖直结构或者相对于过滤模块处于低位的集水室。实际上，有利地，水分离模块可被设置在组件外壳内。

有利地，水分离模块相对于纵向轴线l-l横向延伸，从而能够通过过滤室部分的作用而提高集水能力以及固体颗粒的过滤及积聚能力，并因此增加设置在过滤室内的过滤插入件的尺寸和/或数量，进而扩大可获得的过滤表面。

有利地，水分离模块为滤芯，该滤芯能够非常顺畅地插入外壳内或从外壳内移出。

应当清楚的是，水分离模块或过滤分离组件的本领域技术人员为满足偶然需求所作出的修改和变形均应落在下述权利要求中所限定的保护范围内。