CN101549640B - 燃料加注装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料加注装置(1)，其包括注入头(2)和注入管(3)，所述注入管设置在燃料箱和注入头(2)之间，该燃料加注装置(1)还具有一导向管(7；23)，该导向管(7；23)具有在输入方向上观察的前端(8)以及在输入方向上观察的背端(9)，并设置在注入管(3)内部，其中，所述前端(8)直接设置在注入头(2)下方。

Description

燃料加注装置
技术领域
本发明涉及一种燃料加注装置，该燃料加注装置例如可以用于汽车。
背景技术
在向燃料箱(例如汽车的燃料箱)加注液体燃料时会出现燃料起泡和/或涡流情况，并且在二次加注时会出现反向喷射情况。因为燃料是易燃的，所以存在危险。
为了阻止燃料从燃料箱的注入管回流，可以在燃料箱的注入管内安装加油安全阀。该阀可以设置在注入管的端部分内，也就是说直接设置在油箱旁边。可选的是，可以将阀作为注入头的一体结合的部分而嵌入。DE 199 12 645 A1例如公开了这样的阀。
但是这种已知的装置存在缺点，即，该阀是复杂的，并且因此制造成本较高。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种燃料加注装置，该燃料加注装置能够以简单方式避免加油中出现的问题，尤其避免燃料反向喷射问题，并且允许以较高加注速度加油。
上述技术问题通过这样一种燃料加注装置来解决，该燃料加注装置包括注入头和注入管，所述注入管设置在燃料箱和所述注入头之间，按照本发明，在所述注入管内部还设置有一导向管，该导向管具有在输入方向上观察的前端以及在输入方向上观察的背端，其中，所述前端直接设置在所述注入头下方。
附加设置在注入管内部的导向管使得燃料在注入管内部均匀流动。流体在从外部燃料源(例如加油枪)过渡至注入管时，最好以近似层流的方式流动。在加注时至少能够减少燃料起沫和涡流。同时在二次加注时也能够避免燃料的反向喷射。
根据本发明的附加导向管能够安装在传统的注入管内部，而不是注入头或者油箱的一体结合的部分。因此可以以简单方式用导向管对燃料加注装置进行改造。这是有利的，这是因为不需要为了改善加注而改变注入管以及加注装置的结构。
所述导向管以及燃料加注装置能够应用在例如轿车(PKW)、载重汽车(LKW)等汽车中。该加注装置也可以应用在发动机固定的情况下。
为了降低研发成本和制造成本，已知的是，不同车型以全球共用的基础标准型为基础。因此燃料加注装置不仅要适用于不同车型而且要适用于不同国家。
然而加油时的燃料压力以及加注速度不是在所有国家都相同，所以在一些国家加油时出现反冲和涡流的问题多于其它国家。因而在汽车的燃料加注装置内加装附加导向管是可行的，这些附加导向管销往经常出现加油问题的国家。由于不需要针对同一基础标准型制造不同的加注装置，因此降低了附加的制造成本。
在一个实施例中，导向管前端的棱边如此扩张，即，导向管借助注入头的下侧保持在注入管内部。这个下侧可以是注入头的下限制端部的下侧。这种设置方式的优点在于，导向管以无需附加改造注入管的方式保持在注入管内部。
在另一实施例中，导向管前端的棱边如此扩张，即，在注入车辆燃料箱时，导向管的前端能够接纳加油枪顶端。导向管前端的内径大于加油枪顶端的外径，以便可以接纳加油枪顶端。这种设置方式的优点在于，燃料流体可以借助导向管直接导向离开加油枪顶端。
加油枪顶端的外径可以根据加注装置特性或者根据燃料类型来确定。载重汽车的加油枪顶端通常大于用于轿车的加油枪顶端。在一些国家，柴油加油枪顶端的直径也不同于汽油加油枪顶端的直径，以便避免错误地加注错误燃料，并因此避免损坏马达。
在一个实施例中，导向管设置在注入管的下锥形区域和注入管的注入头下侧之间。这可以通过导向管的相应长度来规定，所述长度与加注装置的结构有关，尤其是与注入管锥形区域上方的扩张区域的结构有关。
在另一实施例中，导向管的尺寸如此选择，即，导向管的背端抵靠注入管的下锥形区域，并且导向管前端位于注入头下方。
导向管在注入管内部的设置方式是通过导向管的长度来准确确定的。此外，能够如此选择导向管的尺寸，即，如果背端抵靠下锥形区域，则在导向管前端和注入头下侧之间会留下间隙。该间隙可以是环形的。以这种方式能够准确确定导向管在注入管内部的可移动性并且优化导向管的效果。
导向管可以具有一附加的长度公差补偿部。在一个实施例中，导向管前端具有弹性元件，该弹性元件充当导向管的长度公差补偿部。通过弹性元件能够补偿例如由于制造公差造成的导向管的长度的差别。
注入头可以具有一个限制端部。在这种情况下，弹性元件能够与该注入头限制端部的外侧相适配，以便补偿导向管的长度的差别。
在一个实施例中，弹性元件设置为可弹性扩张的棱边。在另一实施例中，弹性元件具有多个单独的条带，这些条分别是弹性和可扩张的，并且凸出于导向管前端的棱边。在这两个实施例中，弹性元件都能够与限制端部的外侧相适配。通过以不同方式覆盖限制端部的外侧，弹性元件补偿了长度差别。在导向管长度增加时，弹性元件覆盖限制端部的外侧也相应增加。
如果存在弹性元件，则导向管可以具有一长度，在该长度情况下，导向管的背端抵靠注入管的下锥形区域，并且所述弹性元件在所述注入头的限制端部的外侧上延伸。
导向管可以是基本直的或者弯曲的。如果导向管是弯曲的，则导向管可具有U形或者V形外形。弯曲导向管的优点在于，在较高加注速度情况下，弯曲导向管显示出特别好的性能，从而在较高加注速度情况下，加油时可以不必间断也不会出现反向喷射。
U形或V形弯曲部的张角可以在130°至180°之间，也就是130°≤Θ＜180°。弯曲部拐点能够设置在导向管长度的不同位置处。在一个实施例中，弯曲部的拐点位于这样一个位置处，该位置位于从导向管背端开始的导向管的总长度的50％至30％之间的区域内。如此选择弯曲部的设置位置以及弯曲部的形状和张角，即，使燃料被尽可能均匀地导向。
导向管优选具有多个通孔，这些通孔通过导向管的壁厚延伸。这些通孔呈迷宫式设置，该设置方式用于将气态的燃料与液态的燃料分离。燃料通过通孔导向，以便在关断加油枪或者在再次开启时保证卸压和/或流动转向。视注入管和/或加油枪截面位置的结构状态而定地，确定通孔的数量和位置，以便获得在加油枪端部的最优的流动转向。
这些通孔能够以垂直于导向管纵轴线的方式设置。或者，这些通孔能够以具有相对于该纵轴线呈大于0°至90°角的方式设置。这些通孔可以沿输入方向或者反向于输入方向取向。在另一实施方式中，通孔的方向沿着导向管变化，以便改善流动转向。
与希望的加油枪位置有关地，不仅导向管棱边而且导向管也可以具有一内径，该内径如此确定尺寸，即，导向管能够接纳加油枪顶端。
在一个实施例中，导向管的内径沿着导向管的长度是基本相等的。
在另一实施例中，在导向管的中间区域内，该导向管的内径小于在前端上的内径，并且小于在背端上的内径。在该实施例的一个改进方式中，这种变窄的内径能够设置在导向管弯曲部的拐点的区域内。
在一个实施例中，导向管的内径比待接纳的加油枪顶端的外径大差不多2mm。用于载重汽车加油枪的导向管的内径可以是32mm；或者，用于柴油枪的导向管的内径是27mm；或者，用于汽油枪的导向管的内径是23mm。这两个直径适合在加油枪顶端为30mm或者25mm的情况下应用，所述直径是用于载重汽车或者轿车的传统的欧洲加油枪的直径。
导向管在注入管内部可以是松动的。这种方式的优点在于，无需改造注入管就能采用具有导向管的加注装置。此外安装简单。在旋转加油枪时也不会出现可能导致间断的升高的压力，这是因为导向管能够与加油枪一起旋转。
或者，导向管可以固定在注入管内表面上。这种方式的优点在于，可以固定位置并因而确定效果，从而避免出现不希望的敲击和/或效率差别。
本发明还给出了一种在汽车燃料加注装置中的、根据上述实施例之一的导向管的应用。燃料加注装置包括注入头和注入管，该注入管设置在燃料箱和注入头之间。导向管设置在注入管内部，并且导向管前端直接设置在注入头下方，用于避免在注入燃料箱时燃料回流或者反向喷射。
根据本发明还给出了一种导向管，用于避免在向燃料加注装置注入燃料时燃料回流，该燃料加注装置包括注入头以及设置在燃料箱和注入头之间的注入管。导向管具有在输入方向上观察的前端以及在输入方向上观察的背端，并且导向管如此确定尺寸，即，在使用中，该导向管作为单独的零件适配在注入管内部，其中，前端直接设置在注入头下方。此外导向管如此确定尺寸，即，在使用中，导向管前端的棱边如此扩张，即，使得导向管借助注入头的下侧保持在注入管内部。导向管具有一内径，该内径的尺寸如此确定，即，使得导向管能够接纳加油枪顶端。
导向管可以具有上述实施例之一的结构。导向管前端能够具有根据上述实施例之一的弹性元件，该弹性元件充当导向管的长度公差补偿部。同样导向管可以具有直的或者弯曲的外形。
附图说明
下面借助附图进一步详细说明本发明，附图中：
图1示出燃料加注装置的第一种实施形式；
图2示出图1所示导向管的立体图；
图3示出具有第二种实施形式的导向管的燃料加注装置的局部截面图；
图4示出图3所示导向管的放大视图；
图5示出第二种实施形式的导向管的立体分解图；以及
图6示出图5所示导向管的立体图。
具体实施方式
图1示出汽车燃料加注装置1的示意图。燃料加注装置1包括注入头2和注入管3，注入管3设置在未示出的燃料箱和注入头2之间。图1仅示出注入管3的上输入区域。
图1也示出了加油枪5，加油枪5的顶端6设置在注入管3内部，进而能够向燃料箱注入如柴油或者汽油的液体燃料。
注入管3具有一个下锥形区域4，该下锥形区域4通过注入管3的直径的变小而形成。注入管3在该锥形区域4上方扩张，结果是加油枪顶端6能够被置入注入管3内部。
根据本发明，另一导向管7设置在注入管3内部。导向管7基本呈管形，并且具有在输入方向上观察的前端8以及在输入方向上观察的背端9。在该第一种实施形式中，导向管7的长度基本是直的。
导向管7的前端8直接设置在注入头2下方，并且通过环形间隙10与注入头2的限制端部12的下表面11保持间距。导向管7的背端9抵靠锥形区域4。导向管7还具有多个通孔13，通孔13在导向管7的壁厚之间延伸。
导向管7基本呈圆柱形。前端8的棱边14是扩张的，结果是注入头2的下侧11至少能够部分地适配在棱边14的内侧区域中。因此，导向管7借助注入头2的下侧11保持在注入管3内。
如此选择导向管7的长度，即，使导向管7适配在锥形区域4和注入头2的下侧11之间。如此选择导向管7的内径，即，使导向管7能够接纳加油枪顶端6。在一个实施方式中，导向管7的内径比加油枪顶端6的外径大差不多2mm。如此选择导向管7的外径，即，使导向管7适配在注入管3内部，从而在注入管3的内侧15和导向管7的外侧16之间出现间隙17。
导向管7的背端9设置在注入管3的上扩张区域的锥形区域4上，该设置方式引导燃料在注入时均匀并最好近似层流地进入该区域。图1以箭头18示出这种层流动。
导向管7是一个独立的部件，从而不会由于加油枪5的旋转而发生加油枪5在注入管内的夹持效应。因此在旋转时仍然能够保持从加油枪端部6至导向管7的均匀流动过渡。
如图1所示，在加注期间，加油枪顶端6位于导向管7内。由于体积流量的层流引导仅出现较少的燃料泡沫和涡流。在加注速度较高的情况下也能获得这种效果，从而在加注速度较高的情况下注入也不间断地进行。
在关断加油枪或者在再次开启之后，通孔13允许卸压或者流动转向。在关断加油枪之前的短时间里，导向管内液位的升高快于在导向管的外侧和注入管3的扩张上部区域之间的空间内的液位的升高。在关断加油枪后，通过通孔13卸压，燃料流动速度被降低并且避免了燃料反向喷射。
导向管7的在注入管3内部的组合及设置方式是一种迷宫式的，其中，液体燃料与空气或者说燃料蒸汽隔离，并且被再次导向返回注入管3。这在图1中以箭头19和20表示。
燃料通过导向管7的侧壁内的通孔13转入环形室17，之后被引导通过位于导向管7的上端8和注入头2的下侧11之间的环形间隙10。此后蒸汽能够通过位于加油枪5和下注入头2的限制端部12之间的环形间隙被向外引导。液体燃料再次被引导返回导向管7和注入管3中。
图2示出图1的导向管7以及注入装置1的具有限制端部12的注入头2的立体图。根据第一种实施形式，导向管7基本呈圆柱形。前端8是扩张的，从而该扩张前端的内侧壁21与注入头2的限制端部12的外侧22相适配。通孔13以排成多行的方式设置，它们沿导向管7的纵向延伸，其中，这些行列沿导向管7的表面分布。
图3示出具有第二种实施形式的导向管23的汽车燃料加注装置1。如第一种实施形式，导向管23松动地在注入管3内部直接设置在注入头2下方。在第二种实施形式中，导向管23不是直的而是具有一弯曲部24，从而导向管23具有V形结构。
在图4的局部图中示出图3的导向管23的放大视图。导向管23具有大约V形的外形，其中，V形张角大约为135°。弯曲部24的拐点25差不多设置在导向管23的纵向中心上。如此设置拐点25，即，在加注燃料时，拐点25位于在图4中未示出的加油枪顶端的下方。
如第一种实施形式，导向管23具有多个通孔13，这些通孔13通过导向管23的壁厚延伸，并且沿导向管23的整个长度分布。这些通孔13的功能与第一种实施形式中的通孔的功能相同。
图5和图6分别示出第二种实施形式的导向管23的立体图。导向管23还具有一长度公差补偿部26。在此实施形式中具有呈弹性元件27的长度公差补偿部26，该弹性元件27设置在导向管23的前棱边14上。
弹性元件27具有多个条28，这些条28沿棱边分布，并且向外凸出于棱边。条28是弹性的，并且具有一定的形状和大小，从而条的内表面覆盖注入头的限制端部的外侧。在导向管23长度增加的情况下，条28增加覆盖限制端部12，从而补偿导向管23的长度上的差别。因此尽管导向管23的长度与最优长度有差别，其依然能够最优化地设置在注入管3内。
根据第一种实施形式的导向管7在未示出的实施例中还具有长度公差补偿部。该长度公差补偿部可以是弹性元件，并且如第二种实施形式那样也可以具有多个弹性条。
附图标记列表
1燃料加注装置
2注入头
3注入管
4锥形区域
5加油枪
6加油枪顶端
7根据第一种实施形式的导向管
8导向管的前端
9导向管的背端
10环形间隙
11表面
12注入头的限制端部
13通孔
14导向管的棱边
15注入管的内侧
16导向管的外侧
17环形室
18箭头
19箭头
20箭头
21导向管的前端内侧
22限制端部的外侧
23根据第二种实施形式的导向管
24弯曲部
25弯曲部的拐点
26长度公差补偿部
27弹性元件
28条

Claims (33)

1.一种燃料加注装置(1)，其包括注入头(2)和注入管(3)，所述注入管设置在燃料箱和所述注入头(2)之间，
其特征在于，
在所述注入管(3)内部还设置有一导向管(7；23)，该导向管(7；23)具有在输入方向上观察的前端(8)以及在输入方向上观察的背端(9)，其中，所述前端(8)的棱边直接设置在所述注入头(2)下方。
2.根据权利要求1所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7；23)的前端(8)的棱边(14)如此扩张，即，使得所述导向管(7；23)借助所述注入头(2)的下侧(11)保持在所述注入管(3)内部。
3.根据权利要求2所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7；23)的前端(8)的棱边(14)如此扩张，即，使得在燃料注入车辆燃料箱时，所述导向管(7；23)的前端(8)能够接纳加油枪顶端(6)。
4.根据权利要求1至3之一所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7；23)设置在所述注入管(3)的下锥形区域(4)和所述注入头(2)的下侧(11）之间。
5.根据权利要求1至3之一所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(23)的前端(8)具有弹性元件(27)，所述弹性元件充当所述导向管(23)的长度公差补偿部(26)。
6.根据权利要求5所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述注入头(2)具有一限制端部(12)，并且所述弹性元件(27)可与所述注入头(2)的限制端部(12)的外侧(22)相适配。
7.根据权利要求5所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述弹性元件(27)是可弹性扩张的棱边。
8.根据权利要求5所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述弹性元件(27)具有多个单独的条(28)，这些条分别都是弹性和可扩张的。
9.根据权利要求4所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7)的背端(9)抵靠所述注入管(3)的下锥形区域(4)，并且所述导向管(7)的前端(8)位于所述注入头(2)的下方。
10.根据权利要求9所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
在所述背端(9)抵靠所述下锥形区域(4)时，在所述导向管(7；23)的前端(8)和所述注入头(2)的下侧(11)之间存在间隙(10)。
11.根据权利要求6所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(23)的背端(9)抵靠所述注入管(3)的下锥形区域(4)，并且所述弹性元件(27)在所述注入头(2)的限制端部(12)的外侧(22)上延伸。
12.根据权利要求1至3之一所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7)是直的。
13.根据权利要求1至3之一所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(23)是弯曲的。
14.根据权利要求13所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管沿其纵向具有一弯曲部(24)，该弯曲部(24)具有在130°至180°之间的张角。
15.根据权利要求14所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述弯曲部(24)的拐点(25)位于设置在从所述导向管(23)的背端(9)开始的所述导向管的总长度的50％至30％之间的位置处。
16.根据权利要求1至3之一所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7；23)具有多个通孔(13)，所述通孔通过所述导向管(7；23)的壁厚延伸。
17.根据权利要求16所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述通孔(13)沿所述导向管(7；23)的长度分布。
18.根据权利要求1至3之一所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7；23)在所述注入管(3)内部是松动的。
19.根据权利要求1至3之一所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7；23)具有一内径，该内径这样确定尺寸，即，所述导向管(7；23)能够接纳加油枪顶端(6)。
20.根据权利要求19所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管(7；23)的内径沿着所述导向管的长度是相等的。
21.根据权利要求19所述的燃料加注装置(1)，
其特征在于，
所述导向管在其中间区域内的内径小于其在所述前端处和所述背端处的内径。
22.一种具有根据权利要求1至21之一所述的燃料加注装置(1)的汽车。
23.一种导向管(7；23)的应用，该导向管被应用在汽车的包括注入头(2)和设置在燃料箱和所述注入头(2)之间的注入管(3)的燃料加注装置中，所述导向管具有在输入方向上观察的前端(8)和在输入方向上观察的背端(9)，其中，为了防止燃料回流，在向燃料箱加注燃料时，所述导向管(7；23)设置在所述注入管(3)内部，并且所述导向管(7；23)的前端(8)的棱边直接设置在所述注入头(2)下方。
24.一种导向管(7；23)，该导向管具有在输入方向上观察的前端(8)和在输入方向上观察的背端(9)，并用于在向包括注入头(2)和设置在燃料箱和所述注入头(2)之间的注入管(3)的燃料加注装置(1)加注燃料时防止燃料回流，
其特征在于，
所述导向管(7；23)如此确定尺寸，即，在使用中，所述导向管(7；23)作为独立的零件适配在所述注入管(3)内部，其中，所述前端(8)的棱边直接设置在所述注入头(2)下方，所述导向管(7；23)的前端(8)的棱边(14)如此扩张，即，使得所述导向管(7；23)可以借助所述注入头(2)的下侧(11)保持在所述注入管(3)内部，并且所述导向管(7；23)具有一内径，该内径如此确定尺寸，即，使得所述导向管(7；23)能够接纳加油枪顶端(6)，其中，所述导向管(23)的前端(8)具有弹性元件(27)，该弹性元件充当所述导向管（23)的长度公差补偿部(26)。
25.根据权利要求24所述的导向管(23)，
其特征在于，
所述弹性元件(27)与所述注入头(2)的一限制端部(12)的外侧(22)相适配。
26.根据权利要求24或25所述的导向管(23)，
其特征在于，
所述弹性元件(27)是可弹性扩张的棱边。
27.根据权利要求24或25所述的导向管(23)，
其特征在于，所述弹性元件(27)具有多个单独的条（28)，这些条分别都是可弯曲和可扩张的。
28.根据权利要求24所述的导向管(7)，
其特征在于，
所述导向管(7)是直的。
29.根据权利要求24所述的导向管(23)，其特征在于，所述导向管(23)是弯曲的。
30.根据权利要求29所述的导向管(23)，
其特征在于，
所述导向管(23)具有一弯曲部(24)，该弯曲部具有一个在130°至180°之间的张角。
31.根据权利要求29或30所述的导向管(23)，
其特征在于，
所述弯曲部(24)的拐点(25)位于设置在从所述导向管(23)的背端(9)开始的所述导向管(23)的总长度的50％至30％之间的位置处。
32.根据权利要求24所述的导向管(7)，
其特征在于，
所述导向管(7)具有一内径，该内径沿着所述导向管的长度是相等的。
33.根据权利要求24所述的导向管，
其特征在于，
所述导向管具有一内径，在所述导向管的中间区域内的所述内径小于在所述前端上的所述内径，并且小于在所述背端上的所述内径。
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