CN101253064A - 包括燃料储存容器和保持槽的燃料系统 - Google Patents

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Abstract

一种燃料系统，用于热力发动机并且包括燃料箱、用于灌注箱体的管道、以及用于为发动机供应燃料的泵。所述泵被供以来自燃料储存容器的燃料，该燃料系统另外包括独立于储存容器的保持槽，该保持槽被定位成使得储存容器被供以来自槽的燃料并具有穿过箱体中的开口而限定在顶部处出现的容积的壁。所述壁形成了将槽的容积与箱体的其余部分分开的连续包围体。

Description

包括燃料储存容器和保持槽的燃料系统
本发明涉及将液体燃料供应到内燃机。本发明更具体地涉及用于这样的发动机的燃料系统，其中该燃料系统可以统一地(无差别地)应用于被供以挥发性液体燃料的发动机或被供以重质液体燃料的发动机，在一些国家和地区中这些重质液体燃料被称为柴油、道路用柴油(on-road diesel oil)或瓦斯油。
在热力发动机中，尤其是在机动车辆的热力发动机中，燃料系统目前除了包括用于储存燃料的箱体之外还包括一定数量的附件。这些附件有很多，其中可以发现燃料泵和过滤器。
在泵/过滤器方面，例如以Solvay名义的申请EP 0 758 589中所描述的，一种趋势是将泵和过滤器结合成单一模块，该模块实际上被安装在燃料箱内。
燃料箱必须满足的一个要求是，在非常苛刻的行驶条件下(诸如爬坡、在几乎空箱的情况下试图进行转弯等等)将燃料供应到发动机。目前，在这些条件下，即使箱体仅容纳很少量的燃料，也必须规律地向燃料泵供应燃料。
为了满足这种类型的要求，一种已知的方法是，借助于用于收集和保存燃料的燃料储存容器以便防止泵发生未被起动(unpriming)的情况并且确保泵在车辆用尽燃料之后仍能够得到灌注。
已知两种类型的燃料储存容器。第一种是与泵供应无关的保持槽(retaining trough)，当箱体是通过吹气模制模具的形状或通过将部件引入到箱体内而被吹气模制而成时该保持槽为分隔件(隔板，partition)的形式，其可能是螺旋的形式，这种形式的保持槽可以获取处于角落的燃油。第二种是储存容器，该储存容器液压地连接至泵或至少连接至喷射泵(jet pump)，当由泵和过滤器构成的组件被插入到箱体中时该喷射泵通常是被插入于储存容器的，但有些时候当燃料箱是吹气模制而成时也是这种情况。
第一种类型的缺点是：为了确保使燃料从箱体流至槽，槽壁只能具有有限的高度，从而储存在该槽中的燃料的量可能会在有些时候过少并且可能会导致故障。
第二种类型的燃料箱的缺点是：储存容器的尺寸受到箱体中形成的孔(orifice)的尺寸的限制，储存容器是通过该孔而插入到箱体中的。
此外，为了满足新型车辆结构的要求而试图降低现有箱体的高度。这也会具有一种效果，即，限制插入在燃料箱中的部件的尺寸，具体地是泵和燃料储存容器。
因此，本发明的目的在于提供一种具有改进结构的燃料系统，其旨在提高燃料储存容器的总容量，降低连接至泵的储存容器的尺寸以及由此引出的降低用于引入泵的孔的尺寸，这在对于薄箱体来说仅减小尺寸的孔可用的情况下尤其是有价值的。
将薄箱体理解为表示其沿竖轴测得的高度基本上在100至300mm之间，以及优选在150至250mm之间的箱体。
为此，本发明涉及一种燃料系统，该燃料系统旨在用于热力发动机并包括燃料箱、用于灌注箱体的管道、用于将燃料供应给发动机的泵，所述泵被供以来自燃料储存容器的燃料，该燃料系统另外包括独立于储存容器(或与储存容器无关)的保持槽，该保持槽被定位成使得储存容器由该槽被供以燃料，并且具有穿过箱体中的开口限定在上部分中出现的容积的壁，所述壁形成将槽的容积与箱体的其余部分分开的连续包围体(封套，envelope)。
根据本发明的燃料系统统一地适合于被供以挥发性液体燃料的热力发动机或适合于被供以如上所述的重质液体燃料的发动机。在本发明的说明书中，燃料系统是多个部件构成的组件，所述部件用于被结合到机动车辆或具有固定发动机的装置中。自推进车辆可以是机动车辆(例如，汽车、卡车、摩托车、河船、海船、或飞机)或限制在轨道上的车辆(例如，铁路客车)。固定发动机装置可以例如包括发电单元(电力产生单元，electricity generating unit)的发动机或机床的发动机。
燃料是用来指适合于供给内燃机的碳氢化合物(烃)。表达“液态碳氢化合物”指在使用发动机的正常状态下在燃料系统的燃料箱中以液态形式存在的碳氢化合物。
表达“挥发性液态碳氢化合物”是指在293°K(20℃)下具有的饱和蒸气压大于0.1bar的液态碳氢化合物(根据上述的定义)。通常用于供给机动车辆的热力发动机的挥发性液态碳氢化合物是商业上以“汽油”为名称销售的并用于被称为“内燃机”的火花点火式热力发动机的那些挥发性液态碳氢化合物。
表达“重质液态碳氢化合物”是指在293°K(20℃)下具有的饱和蒸气压小于0.1bar的液态碳氢化合物。通常用于供给机动车辆的热力发动机的重质液态碳氢化合物是商业上以“瓦斯油”或“柴油(柴油机燃料)”为名称销售的并用于根据狄塞尔循环(diesel cycle)进行操作的压缩点火式热力发动机的那些重质液态碳氢化合物。
根据本发明，燃料系统的部件由与其可能遇到的每种液态碳氢化合物相容的材料制成。该材料在其正常使用时的压力和温度下对于挥发性液态碳氢化合物和重质液态碳氢化合物两者都必须是化学惰性的。其可以是塑料或金属。根据本发明的系统的部件也可是混合的，即，包括金属部件和塑料部件。
尤其是当系统的部件具有复杂的形状时，特别是由于重量、机械强度、和耐化学性、以及处理过程中的方便性方面的优势，热塑性材料在本发明的范围内给出了良好的结果。
热塑性材料是指任何热塑性聚合物，包括热塑性弹性体以及它们的混合物。术语“聚合物”是指指均聚物和共聚物(尤其是二元或三元共聚物)。这样的共聚物的实例在非限制的方式下为：无规共聚物、线性嵌段共聚物、其它嵌段共聚物以及接枝共聚物。
熔点低于分解温度的任何类型的热塑性聚合物或共聚物是适合的。熔程范围超过至少10℃的合成热塑性塑料是特别适合的。这样的材料的实例是其分子量具有多分散性的那些物质。
具体地，可以使用聚烯烃、聚乙烯卤化物、热塑性聚酯、聚酮、聚酰胺及其共聚物。也可以使用聚合物和共聚物的混合物，以及可以是聚合材料与无机、有机和/或天然填料的混合物，该填料的实例诸如但不限于：碳、盐和其它无机衍生物、天然纤维、玻璃纤维以及聚合物纤维。同样还可以使用由叠层式粘合层组成的多层结构，该粘合层包括上述聚合物或共聚物中的至少一种。聚乙烯卤化物和聚烯烃通常是优选的。经常被采用的一种聚合物是聚乙烯。利用高密度聚乙烯(HDPE)已经获得了优异的结果。以公知方式，通过表面处理(氟化作用、磺化作用等)和/或通过使用阻挡层(例如基于聚酰胺(PA)或乙烯醇聚合物[均聚物(PVOH)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)])可以改进这种材料对于挥发性碳氢化合物的不可渗透性。
以优选的方式，根据本发明的系统的至少箱体和灌注管(填料管，filling pipe)是由热塑性塑料制成的并且优选包括HDPE。以更特别优选的方式，箱体和灌注管是多层结构，该多层结构包括基于HDPE的至少一层以及基于EVOH的至少一层(术语“基于”表示“主要由...组成”)，可以理解，这些层可以包括其它聚合物和/或少量(按重量计)的添加剂)。根据本发明的燃料系统的泵也可具有由塑料制成的壳体。
根据本发明，燃料泵被供以来自燃料储存容器的燃料。
根据本发明，燃料系统另外包括独立于燃料储存容器(或与燃料储存容器无关)的保持槽。
也将这样的燃料储存容器称为平稳槽(calming trough)，该平静槽使得燃料储存容器形成为用于供应燃料泵。
根据本发明，保持槽(holding tank)具有穿过箱体中的开口限定在顶部处出现的容积的壁。而且，该壁形成了将保持槽与箱体的其余部分分开的连续包围体。
保持槽优选与箱体底部的壁一体制成。
以这样的方式可以获得改进的密封性并可以克服安装保持槽以及将其相对于箱体保持的过程中存在的任何问题。
换句话说，可以避免必须将保持槽安装到箱体上，因此在通过与箱体底部的壁一体模制而将保持槽固定于箱体的底部壁时产生了特别可靠和简单的系统。
在一个特定的具体实施方式中，可以将燃料储存容器定位在由保持槽的壁所限定的容积的外部。
以优选的方式，保持槽通过独立于燃料储存容器的主抽吸装置(或与燃料储存容器的主抽吸装置无关)的副抽吸装置被供以燃料。
槽的抽吸装置能够通过开口将燃料递送到保持槽中，其中该保持槽通过该开口而连通到箱体中。
有利地，主抽吸装置以及副抽吸装置是喷射泵。
优选地，通过压力调节器来供应主抽吸装置以及副抽吸装置。
优选地对构成主抽吸装置的喷射泵的输送速度(delivery rate)进行选择以使得由该喷射泵泵送的燃料的量补偿由于燃料泵消耗而减少的量并且保证保持槽中具有最低的燃料水平，从而使得燃料泵不会拒绝起动(prime)。
优选地，箱体具有终止于燃料储存容器/保持槽上方的灌注管，这使得箱体可以为储存容器/保持槽填充(灌注)少量的燃料，其原因在于被引入到灌注管中的所有燃料都在填充箱体的其余部分之前先开始填充储存容器/保持槽。
在一种特定的具体实施方式中，燃料储存容器还是具有对被吸上来的燃料进行过滤的功能的筛子(screen)，以便防止泵的污染。该筛子通常由连接至泵的柔性袋构成，其围绕物(envelope)由燃料能渗透但燃料中包含的任何杂质均不能通过的材料制成。
筛子的柔性特性所具有的优点是使得筛子可以在燃料箱中运动，这使得筛子可以较容易地回收需要从箱体供应到泵的燃料。
以优选的方式，泵和燃料储存容器被水平地安装在箱体的内部以便降低燃料箱的工作高度。
燃料箱优选还包括燃料过滤器。
通过构成本发明一些优选变型的示意图的图1和图2，以非限制方式对本发明进行图解说明。
图1示出了包括插在燃料箱(1)中的泵(3)、压力调节器(8)、和燃料过滤器(9)，其中泵(3)被定位在燃料储存容器(4)中。储存容器(4)位于由保持槽(5)限定的空间内并且通过喷射泵(7)被供以来自槽(5)的燃料。位于由所述槽(5)所限定的空间之外的同样也是喷射泵的抽吸装置(6)将来自燃料箱(1)的燃料供应给保持槽(5)。
图2示出了具有50至150mm的总高度的储存装置(reservoir)，其具有减少尺寸的储存容器(4)，该储存容器具有200ml的容量。从保持槽(5)为该储存容器(4)提供再供应，当箱体是吹气模制时可以获得该保持槽的几何尺寸并且该保持槽具有不间断的壁。保持槽(5)具有开口，使得可以与箱体(1)连通。水平地安装在组件(assembly)中的模块包括两个喷射泵(6和7)，它们从与左侧或右侧曲线一起升高的轧制(rolled)部分相对应的区域(燃料过滤器(9)以及包含泵(3)的被连接的储存容器(4))抽吸(drawing)以分别供应保持槽(5)和储存容器(4)。一旦燃料过滤器(9)被引入到箱体中，燃料过滤器可至少部分地阻挡保持槽(5)与箱体(1)之间的连通，这意味着有利地是在突然的燃料运动中保持槽(5)将不能够被清空。

Claims (10)

1.一种燃料系统，用于热力发动机并且包括燃料箱(1)、用于灌注所述箱体(1)的管道(2)、用于为所述发动机供应燃料的泵(3)，所述泵(3)被供以来自燃料储存容器(4)的燃料，所述燃料系统另外包括独立于所述储存容器(4)的保持槽(5)，所述保持槽被定位成使得所述储存容器(4)被供以来自所述槽(5)的燃料并具有穿过所述箱体(1)中的开口限定在顶部处出现的容积的壁，所述壁形成将所述槽(5)的所述容积与所述箱体(1)的其余部分分开的连续包围体。
2.根据权利要求1所述的燃料系统，其特征在于，所述箱体(1)具有底部壁，并且其特征还在于，所述槽(5)与所述箱体(1)的所述底部壁一体制成。
3.根据权利要求1或2所述的燃料系统，其特征在于，所述储存容器(4)被定位在由所述槽(5)的所述壁所限定的容积的外部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料系统，其特征在于，通过独立于所述储存容器(4)的主抽吸装置(7)的副抽吸装置(6)向所述槽(5)供应燃料。
5.根据权利要求4所述的燃料系统，其特征在于，所述主抽吸装置(7)和副抽吸装置(6)是喷射泵。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述灌注管(2)的一端位于所述燃料储存容器(4)和/或所述槽(5)的上方。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述槽(5)的所述壁通过补充部分而延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述储存容器(4)是筛子。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述泵(3)和所述储存容器(4)被水平地安装在所述箱体(1)的内部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述燃料系统包括燃料过滤器(9)，并且其特征还在于，所述过滤器(9)至少部分地阻挡允许在所述槽(5)与所述箱体(1)之间的连通的所述开口。
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