CN101311522B - 一种滤清式汽液分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种滤清式汽液分离装置，属于发动机燃油供给技术领域。包括一个交换容积，在交换容积的上方含有一个排气通道，在交换容积的下方含有一个用于向燃油喷射器供油的出油管，以及一个用于接收燃油喷射器回油的回油管，用于使燃油从油箱进入该装置的入油口置于燃油箱之中，在入油口与交换容积之间含有多重燃油滤清器，回油管的出口位于交换容积之中，以至于该距离大于回油管流体的最大混乱区尺寸，使回油管的气泡不可能进入出油管之中，本发明可适用于脉冲式电子燃油喷射系统的，即保证燃油蒸汽能被及时排出，增加多重燃油滤清使燃油喷射系统工作可靠，可对燃油喷射器进行彻底保护，同时在生产性和美观性上得到了进一步的改善。

Description

一种滤清式汽液分离装置 
技术领域
本发明属于发动机(内燃机)燃油供给技术领域，特别是涉及一种适用于具有低压供油回路的脉冲式电子燃油喷射装置的汽液分离装置。 
背景技术
一种已经得到广泛应用的脉冲式电子燃油喷射系统(如中国专利ZL01103954.X，以及日本专利2003-83192)中，燃油直接从燃油箱在常压下获取，由于商业汽油中含有低沸点成分，这些成分在常压或略高温下会产生大量的气泡，若这些气泡在供油系统中不能被及时地排出，电子燃油喷射系统将会出现非正常的工作状态。另外汽油中含有较多的杂质，长期使用后的燃油箱内的铁锈也逐渐增多，这些杂质、铁锈等物质一旦进入燃油喷射器将对喷射装置造成极大的危害。若在供油回路中增设过滤效果较好的燃油滤清器，由于其本身阻力较大，若没有一个简单、巧妙的办法来安装的话，供油回路中的气泡将很难被及时排出。因此如何设计一种适用于脉冲式电子燃油喷射系统的汽液分离装置是保证这种燃油喷射系统工作可靠的一个关键。 
以往解决该问题的思路如中国专利ZL200320124590.6以及进一步改进的方案如中国专利ZL200520100319.8都在应用中存在一定的问题。此类汽液分离装置处于燃油箱下面且尺寸较大，而排气泡装置处于燃油箱的腹部，连接这两者的管路细长又处于燃油箱外部，美观性、生产性和可靠性不尽理想。同时此类汽液分离装置相对于燃油喷射器的高度差较小，稍有气泡就可能使供油流量和 压力过小而造成燃油喷射器吸入气体，工作稳定性受到影响。另外，此类汽液分离装置由于结构限制无法安装一个过滤效果良好而又不对供油系统造成影响的燃油滤清器，对燃油喷射器造成很大的安全隐患。 
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种适用于脉冲式电子燃油喷射系统的滤清式气液分离装置，在保证燃油蒸汽能被及时排出的前提下，增加多重燃油滤清，即保证了燃油喷射系统的工作可靠，又对燃油喷射器进行了彻底的保护，同时在生产性和美观性上得到了进一步的改善。 
本发明目的是通过以下技术达到： 
即这种滤清式汽液分离装置中，包括一个交换容积，在交换容积的上方含有一个排气通道，在交换容积的下方含有一个用于向燃油喷射器供油的出油管，以及一个接收燃油喷射器回油的回油管，用于使燃油从油箱进入该装置的入油口置于燃油箱之中，在入油口与交换容积之间含有至少一个燃油滤清器，回油管的出口位于交换容积之中，并与出油管的入口具有足够的距离，以至于该距离大于回油管流体的最大混乱区尺寸，从而回油管的气泡不可能进入出油管(7)之中。 
本发明的滤清式汽液分离装置在油路中含有燃油滤清器，燃油必须经过滤清器才能进入到交换容积中，最后进入燃油喷射器，因此能够保护燃油喷射器的正常工作、延长其使用寿命。由于本发明装置与燃油喷射器具有较大的高度差，所以对于外部低压油管的布置非常有利，同时气泡能够在经过滤清器时几乎不受滤清器阻力的影响，从而使气泡能够及时的排出到燃油箱内，使燃油喷射器的工作不受任何影响，在入油口与交换容积之间设多重滤清器，能够加装 像纸质滤芯这一类滤清效果非常好滤清器，可对燃油喷射器进行了彻底的保护。本发明回油管的出口位于交换容积之中，并与出油管的入口具有足够的距离，以至于该距离大于回油管流体的最大混乱区尺寸，以至于回油管的气泡不可能进入出油管之中，所谓混乱区指的是流体从细管流到大腔以后存在一个较为混乱的区域，在该区域里，流体流向杂乱无章，气泡在这区域里是朝四面八方扩散的，而在这区域之外，流体是有规律的，即液体部分向下流动，气体部分向上运动。若出油管的入口位于这个混乱区内，气泡有可能被流体带回至出油管中，对喷射装置造成影响，若出油管的入口位于这个混乱区的下方，则气泡出混乱区后就会向上流动，不至于被出油带到喷射装置，本领域技术人员可根据具体应用将出油管的入口调整在混乱区外，如对于含有动力回油的喷射装置时，回油管的出口与出油管的入口具有较大的距离，而没有动力回油的装置则只需要一段很小的距离。 
本发明滤清式汽液分离装置的进一步改进方案是：回油管的入口位于交换容积之下方，排气通道之出口位于燃油箱之上部距离燃油界面的最高位置附近。出油管入口位于交换容积的底部，出油管可以呈垂直布置，方便燃油进入燃油喷射器。 
进一步，本发明滤清式汽液分离装置包括有两个燃油滤清器，第二燃油滤清器介于第一燃油滤清器和交换容积之间，第二燃油滤清器将交换容积分隔为上容积和下容积，上容积和下容积之间通过中间油道联通。 
上述含有多重滤清器的汽液分离装置里，回油管穿过下容积，经中间油通道通向上容积。此时，回油管穿越燃油滤清器的中空腔，到达交换容积的上部，回油管排出的液体燃油可以向下通过燃油滤清器的中空腔到达交换容积的下方，重新进入出油管参与循环流动。回油管所排出的气泡可以向上通过排气通 道到达燃油箱的顶部。 
上述清式汽液分离装置，回油管可以与交换容积外壁为两件独立的物体，其下部与交换容积外壁紧配，回油管之外侧有一个凸起部，凸起部位于第二燃油滤清器之上方。回油管上部外侧包含的凸起部位于燃油滤清器的上方，可以保证回油管因振动而向上窜的时候被排气通道所阻挡，从而保证回油管的下部与交换容积的外壁不会脱开，也方便在更换滤清器时将其滤清器从交换容积中顺利取出。 
当然，本发明滤清式汽液分离装置的回油管出口也可以位于下容积之内。即其回油管不穿越燃油滤清器，仅到达交换容积的下部(燃油滤清器的下方)，回油管排出的液体燃油可以向下直接进入出油管，参与循环流动，回油管排出的气泡可以向上穿越滤清器的中空腔到达交换容积的上部，然后通过排气通道到达燃油箱的顶部。 
上述的滤清式汽液分离装置，其第一滤清器可以由网状材料制成。 
上述的滤清式汽液分离装置，其第二燃油滤清器可以是一个中空的柱状体，其中空腔形成中间油道，即用于燃油流通，也用于气泡的排出。 
上述的滤清式汽液分离装置，形成交换容积的外壁可以分为上体与下体两部分，上体和下体可以通过螺纹力相互压紧的同时，将第二滤清器固定于交换容积中。 
上述的滤清式汽液分离装置，其回油管的入口也均可以位于交换容积的中部也可以位于交换容积的底部，回油管的入口与其出口可以为同一轴线也可以呈一定的角度，其出口与出油管的入口有足够的距离，保证回油管的气泡不可能进入出油管。较为优选的出油管入口和回油管入口均布置于下容积之中。 
进一步，滤清式汽液分离装置中，其出油管入口和回油管入口均可以位于 交换容积的底部，出油管和回油管之轴线方向恰似平行。如出油管垂直布置于交换容积底部，所述回油管也可呈垂直布置，回油管出口与出油管的入口有足够的距离，保证回油管的气泡不可能进入出油管，回油管与出油管的中心轴线恰似平行。 
或所述燃油喷射器的回油管还可以是形成交换容积外壁上的一个回油嘴，回油管的轴线可以与出油管的轴线呈一定角度。 
上述滤清式汽液分离装置可以包含一个具有内螺纹的连接件，连接件固定于燃油箱壁上，交换容积的外壁下体具有外螺纹，通过下体的外螺纹与连接件的内螺纹配合，将第二燃油滤清器固定在上体和下体之间。 
或所述装置中可以包含一个没有螺纹的连接件，连接件固定于燃油箱壁上，连接件与交换容积外壁的下体均含有外沿，外沿含有中孔，通过穿过中孔的螺栓将下体固定于连接体上。 
另一种连接方案：所述装置里没有连接件，交换容积外壁的上体或下体含有外沿，外沿含有中孔，通过穿过中孔的螺栓将下体固定于燃油箱壁上。 
本发明之滤清式汽液分离装置，相比现有技术应用于脉冲式电子燃油喷射系统的汽液分离装置相比，其有益效果在于： 
(1)本发明装置不会对燃油箱造型设计产生影响，制作简单、美观； 
(2)低压管路中的气泡不易累积，内置式汽液分离装置的冷却效果好，燃油蒸汽分离液化容易，从而能够有效防止低压油路的气阻问题发生； 
(3)可以设置像纸质滤芯之类的燃油滤清装置，在不影响循环油路中的气泡及时排出汽液分离装置的前提下，保障进入燃油喷射器的燃油为干净燃油，消除了杂质对燃油喷射器的影响，为脉冲式电子燃油喷射装置提供了一套可靠的供油回路。 
附图说明
图1示意性地说明了本发明之第一个实施例。 
图2示意性地说明了本发明之第二个实施例。 
图3示意性地说明了本发明之第三个实施例。 
标号说明： 
1-燃油箱，2-排气通道，2a-排气通道出口，3-交换容积，3a-上容积，3b-下容积，4-燃油滤清器，5-入油口，6-回油管，6a-回油管出口，6b-回油管入口，6c-凸起部；7-出油管，8-燃油界面；9-第二燃油滤清器，10-中间油道，11-上体，12-下体，13-螺纹，14-连接件，15-燃油箱壁，16-外沿，17-螺栓，18-燃油喷射器。 
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明所述的装置 
实施例1： 
图1为本发明之滤清式汽液分离装置的一种实施例，如图所示，该装置具有置于燃1油箱内部的第一燃油滤清器4和第二燃油滤清器9，出油管7，一个回油管6，一个入油口5以及一个由上体11和下体12所组成的交换容积3.上体11和下体12通过螺纹13相互压紧，同时将第二滤清器9固定于交换容积3之中。 
第一燃油滤清器4为网状材料制成，位于交换容积3外围，其网状空隙形成为入油口5。 
柱状中空的第二燃油滤清器9将交换容积3分成上容积3a与下容积3b，其中空腔形成中间油道10。回油管6穿过下容积3b，经中间油通道10通向上容积3a。回油管6之外侧有一个凸起部6c，凸起部6c位于第二燃油滤清器9之上方，供油过程中回油管6因振动而向上窜的时候因为凸起部6c也被排气通道2所阻挡。 
排气通道2是由上容积3a收缩形成，回油管的出口6a位于排气通道之入口2a附近，排气通道之出口2a位于燃油箱之上部距离燃油界面8的最高位置附近。回油管的入口6b位于交换容积3之下方下容积3b，回油管入口6b也布置于下容积3b之中。 
本实施中，回油管6呈垂直布置，出油管7入口位于交换容积3底部，出油管7和回油管6的中心轴线近似平行。 
燃油通过燃油箱1内的入油口5，经过燃油滤清器4和9进入交换容积3内，并通过中间油道10进入到下容积3b内。汽液分离装置的出油口7a设置在下容积3b的底部，燃油经过出油管7对燃油喷射器18进行供油，接收燃油喷射器18回油的回油管6从下容积3b底部开始，依次穿过下容积3b、中间油道10，到达上容积3a的顶部。回油管6所排出的液体燃油向下经过中间油道10到达下容积3b，重新参与循环流动，回油管6所排出的气泡向上经过排气通道2，在接近燃油箱1顶部的排气出口2a进入到燃油箱1内。 
在回油管出口6a和出油管入口7a之间的交换容积应具有足够大的水平横截面积，以至于燃油通过交换容积时，其流动对于气体(泡)朝向排气通道2的上浮运动影响不大。所述水平横截面积的大小取决于燃油在供油回路中循环流动的速度，速度越高，所需要的横截面积越大，即远离回油管流体的最大混乱区，这样气泡才能摆脱燃油流动的影响到达排气通道2的出口2a。 
连接件14与燃油箱壁15固定在一起，下体12通过在其外沿16处的两个 螺栓17与连接件14固定在一起，同时将上体11与第二燃油滤清器9固定在交换容积3内。 
实施例2： 
图2为本发明之滤清式汽液分离装置的另一种实施例，如图所示，与实施例1不同之处在于：首先所述的回油管6没有穿过中间油道10到达上容积3a，而仅到达下容积3b接近中间油道10的位置；其次所述下体12没有外伸的外沿，通过下体12的外螺纹与连接件14的内螺纹相配合，将上体11与第二燃油滤清器9固定在交换容积3中。燃油喷射器18的回油从回油管6直接进入下容积3b，回油管6所排出的液体燃油向下直接进入出油管7，重新参与循环流动，回油管6所排出的气泡从中间油道10进入上容积3a，最后由排气通道2进入到燃油箱1内。 
实施例3： 
图3为本发明之滤清式汽液分离装置的另一种实施例子，如图所示，与实施例1不同之处在于：所述的回油管6是一个下体12上外伸的回油嘴，其轴线与出油管7的轴线可以成一定的角度。燃油喷射器18的回油从回油管6直接进入下容积3b，回油管6所排出的液体燃油向下直接进入出油管7，重新参与循环流动，回油管6所排出的气泡从中间油道10进入上容积3a，最后由排气通道2进入到燃油箱1内。 
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。如排气通道2为单独的部件，位于回油管的上方，焊接或者活动连接于上容积3a，或排气通道2为回油管6的一部分；又如交换容积为整体拉伸而成到倒漏斗形或者其它利于汽液分离的各种形状。 

Claims (13)

1.一种滤清式汽液分离装置，其包括一个交换容积(3)，一个排气通道(2)，一个出油管(7)，一个回油管(6)，一个入油口(5)，排气通道(2)位于交换容积(3)的上方，其特征在于，入油口(5)置于燃油箱(1)之中，在入油口(5)与交换容积(3)之间设有两个燃油滤清器，回油管的出口(6a)位于交换容积(3)之中并与出油管的入口(7a)具有足够的距离，以至于该距离大于回油管流体的最大混乱区尺寸，从而回油管(6)的气泡不可能进入出油管(7)之中，回油管的入口(6b)位于交换容积(3)之下方，排气通道之出口(2a)位于燃油箱之上部距离燃油界面(8)的最高位置附近，第二燃油滤清器(9)介于第一燃油滤清器(4)和交换容积(3)之间，第二燃油滤清器(9)将交换容积(3)分隔为上容积(3a)和下容积(3b)，上容积(3a)和下容积(3b)之间通过中间油道(10)联通。
2.如权利要求1所述滤清式汽液分离装置，其特征在于回油管(6)穿过下容积(3b)，经中间油通道(10)通向上容积(3a)。
3.如权利要求2所述滤清式汽液分离装置，其特征在于排气通道(2)是由上容积(3a)收缩形成，回油管的出口(6a)位于排气通道之入口附近。
4.如权利要求3所述滤清式汽液分离装置，其特征在于，所述回油管(6)之外侧有一个凸起部(6c)，凸起部(6c)位于第二燃油滤清器(9)之上方。
5.如权利要求1所述滤清式汽液分离装置，其特征在于回油管的出口(6a)位于下容积(3b)之内。
6.如权利要求2或5所述滤清式汽液分离装置，其特征在于：第一滤清器(4)由网状材料制成。
7.如权利要求6所述滤清式汽液分离装置，其特征在于第二滤清器(9)是一个中空的柱状体，其中空部分形成中间油道(10)。
8.如权利要求7所述滤清式汽液分离装置，其特征在于形成交换容积(3)的外壁分为上体(11)和下体(12)，上体(11)和下体(12)通过螺纹(13)相互压紧的同时，将第二滤清器(9)固定于交换容积(3)之中。
9.如权利要求1～5之一所述滤清式汽液分离装置，其特征在于出油管入口(7a)和回油管入口(6b)均布置于下容积(3b)之中。
10.如权利要求9所述滤清式汽液分离装置，其特征在于出油管(7)和回油管(6)之轴线方向恰似平行。
11.如权利要求9所述滤清式汽液分离装置，其特征在于出油管(7)和回油管(6)之轴线方向成一定角度。
12.如权利要求8所述滤清式汽液分离装置，其特征在于包括一个具有内螺纹的连接件(14)，连接件固定在燃油箱壁(15)上，下体(12)具有外螺纹，通过下体(12)之外螺纹与连接件(14)之内螺纹配合，将第二燃油滤清器(9)固定于上体(11)和下体(12)之间。
13.如权利要求8所述滤清式汽液分离装置，其特征在于下体(12)包括两个外沿(16)，外沿(16)含有中孔，下体(12)通过两个穿过中孔的螺栓(17)将其固定于一与燃油箱壁固接、也含有外沿的连接件或带有相应外沿的所述上体(11)。
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