CN101892928B - 一种燃油开关 - Google Patents

Abstract

一种内燃机用燃油箱的燃油开关，包括开关本体、开关组件、进油组件、固定连接法兰、油气分离器、燃油精滤器滤芯、精滤油杯，其特征在于，所述油气分离器与所述开关本体成整体结构，且位置高于所述燃油精滤滤芯，所述油气分离器内腔宽度尺寸最小不小于10mm、高度尺寸不小于20mm、长度尺寸不小于25mm。

Description

一种燃油开关

技术领域

本发明涉及内燃机用燃油箱，特别是搭载于摩托车等车辆或动力装置之上的、采用燃油喷射系统供油的火花点火式内燃机的燃油箱。

背景技术

火花点火式内燃机采用燃油喷射系统供油是降低汽车、摩托车、通用动力机械等的有害废气排放和燃油消耗、提高启动及驾驶(操作)性能的有效方案，然而，由于油路封闭的燃油喷射系统的可靠工作受油路内部的燃油蒸汽(气泡)的影响非常大，如果气泡累积过多就可能造成燃油供应中断等气阻现象。所以，如何排除油路中的气泡是一个重要课题。油路内部的燃油蒸汽(气泡)会因为内部残留空气或高温、局部真空等而产生，是不可避免的。

汽车常用的燃油喷射系统采用内置于燃油箱内部的嵌入式电子油泵保持在油路中始终存在一定的压力，并且使油路中的燃油循环流动，从而阻止气泡的生成及累积。然而这种系统应用于摩托车或通用动力机械等会带来过于复杂、设计布置困难、成本高等缺点。

低压供油的电磁驱动脉冲式燃油喷射装置因为功能集成度高、对燃油箱设计改动要求低等优点而成为摩托车及通用动力机械等的更有价值的燃油喷射系统(中国专利ZL02146111.2)。然而这种系统的低压油路的排气泡问题和燃油过滤问题一直没有得到彻底解决。中国专利ZL2003201245906公开了一种排气泡方案，但在车上的布置比较困难，同时如果设置燃油精滤器，则燃油开关到燃油精滤器之间的气泡无法排出；中国专利ZL200520100319.8公开了另一种燃油开关及排气泡方案，但油气分离器的位置偏低，难以适用于喷油器安装位置较高的场合，同时因为燃油开关到燃油精滤器之间的气泡无法排出，也同样不能设置燃油精滤器；中国专利ZL200820081930.4公开了另一种油气分离器排气泡方案，但因为油气分离器与燃油开关完全独立而又必须一起焊接或安装到燃油箱的同一侧，导致燃油箱改动较大、工艺性欠佳，也同样不好设置高性能的燃油精滤器；中国专利申请ZL200810059700.2公开了一种可以设置高性能的燃油精滤器的油气分离装置，但必须取消燃油开关和备用燃油功能。

发明内容

本发明之目的在于提供一种通用性好、油气分离和排气泡能力强、具有高性能的燃油精滤功能、同时配备备用燃油和开关功能的燃油开关，用于为电磁驱动脉冲式燃油喷射装置提供燃油。

本发明之另一个目的在于简化油路系统、减少对燃油箱的结构设计要求，使燃油精滤滤芯的更换方便快捷，从而降低电喷系统的应用开发及售后服务成本。

本发明之目的通过下列技术方案达到，即：一种燃油开关，包括开关本体、开关组件、进油组件、固定连接法兰、油气分离器、燃油精滤滤芯和精滤油杯，其特征在于，所述油气分离器与所述开关本体成整体结构，且位置高于所述燃油精滤滤芯，所述油气分离器内腔宽度尺寸最小不小于10mm、高度尺寸不小于20mm、长度尺寸不小于25mm；所述燃油精滤滤芯安装在所述开关本体上的凸台上，通过O型圈或锥面保证连接的密封，从而与所述开关本体和所述精滤油杯等一起形成滤芯上游油腔和滤芯下游油腔，所述滤芯上游油腔与燃油开关油道相连通，承接来自燃油箱经过所述开关组件的燃油，所述滤芯下游油腔通过一连接通道与所述油气分离器的内腔相连通，将过滤后的燃油输送到所述油气分离器；所述油气分离器上设有出油接嘴和回油接嘴，所述出油接嘴位于所述油气分离器的下部，所述回油接嘴位于所述油气分离器的上部或中部，与所述出油接嘴的垂直距离在20mm-100mm以内；所述油气分离器的上部设有排气泡接嘴或大排气泡口，所述油气分离器中的气泡通过所述排气泡接嘴或大排气泡口排出。

根据上述技术方案，整体结构的油气分离器和开关本体，能够充分利用燃油开关背面部分的空间来设计处于较高位置的油气分离器内腔，足够大的内部尺寸可以保证油气的充分分离，并把油气分离器中的气泡通过排气泡接嘴或大排气泡口排出，从而防止了气阻的发生，提高燃油系统的耐热性能。所述排气泡接嘴可以外接一个大排气泡管直通燃油箱顶部，或所述大排气泡口与内置在燃油开关的大排气泡管相连通，也通向燃油箱顶部。燃油精滤滤芯保证了进入油气分离器的燃油不含对燃油喷射装置可能造成损伤的较大尺寸固体物，从而提高燃油喷射装置的工作稳定性和使用寿命。另外，可拆卸的精滤油杯使燃油精滤滤芯的更换简便快捷。

下列技术方案可对本发明进行进一步改进。

所述燃油精滤滤芯的过滤精度不低于60微米，以10～40微米为最佳，所述燃油精滤滤芯的过滤元件可采用燃油滤纸，或高分子纤维材料的微孔滤膜，或多层组合式滤网。

滤芯的过滤精度的选择主要取决于两个方面的要求：能够保护燃油喷射装置，又不至于太容易堵塞而必须频繁更换。60微米的颗粒物是燃油喷射装置能够忍耐的最大颗粒物。而如果将10微米以上的颗粒物全部过滤掉，那么滤芯的寿命会很短，特别是因为在摩托车上，滤芯尺寸有限，而燃油依靠重力的自然流出流量受滤芯流动阻力的影响很大，所以不宜使用过滤精度高于10微米的滤芯。

根据本发明之燃油开关，所述油气分离器与所述燃油精滤滤芯的下游油腔的连接通道最高点为进入所述油气分离器内腔的通道出口，最低点为所述燃油精滤滤芯的下游油腔上部的通道入口。

上述方案可保证滤芯的下游油腔内的气泡能够依靠浮力或跟随燃油流动进入油气分离室，从而避免在连接通道及滤芯的下游油腔内累积。

根据本发明所述之燃油开关，在所述滤芯上游油腔的上部设有一个内径大于等于2mm的小排气泡孔，从所述固定连接法兰上紧配合插入一个内径大于等于2mm的小排气泡管到所述小排气泡孔内，在所述燃油开关安装到燃油箱后，所述小排气泡管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部位置，所述滤芯上游油腔中的气泡通过所述小排气泡管排出到燃油箱内腔的上部。还可以使所述小排气泡管的上半部分弯向前方或侧前方，以适应不同的燃油箱顶面形状，保证所述小排气泡管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部最高位置。

上述方案能够保证滤芯上游油腔内的气泡顺利排出到燃油箱内腔的上部，从而不会因为滤芯上游油腔内的压力升高而导致通过燃油开关向精滤油杯中的供油停止。这是因为，当采用了所述高精度的燃油精滤滤芯后，在滤芯湿润的情况下，精滤油杯中的气体不可能克服滤芯的冒泡压力通过滤芯排除到油气分离室，同时又由于燃油开关的曲折通道和进油组件上的粗滤网的阻力及冒泡压力的作用，也不可能通过开关组件和进油组件被排除到燃油箱。只有通过所述小排气泡孔和小排气泡管来排除这些气泡。小排气泡管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部最高位置是为了尽可能阻止燃油箱中的燃油不通过开关组件和粗滤网而直接进入滤芯上游油腔，使燃油开关失去功能。

根据本发明所述之燃油开关，可以在所述油气分离器内腔的上部设置大排气泡口，与设置在所述固定连接法兰上的大排气泡管相连通，所述大排气泡口和大排气泡管以及它们之间的连接通道的横截面最小尺寸大于4mm；所述大排气泡管紧配合插接安装在所述固定连接法兰上的安装孔中，其长度取决于燃油箱的顶面高度，在所述燃油开关安装到燃油箱后，所述大排气泡管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部最高位置，所述油气分离器中的气泡通过所述大排气泡管排出燃油箱内腔的上部。

上述方案取消了外部的大排气泡管，使得所述燃油开关与燃油箱的连接部分只有连接法兰，大排气泡管处于燃油箱内部，可以简化系统，使燃油开关和燃油箱的整体性更好。大排气管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部最高位置，是为了尽可能阻止燃油箱中的燃油即不通过开关组件也不被过滤而直接进入油气分离器。如果过多的未被过滤的燃油直接进入油气分离器，不但会使燃油开关失去功能，而且未被过滤的燃油会直接进入燃油喷射装置，给燃油喷射装置的工作带来风险。

根据本发明所述之燃油开关，所述进油组件包括常用油进油管及其粗滤网和备用油进油管及其粗滤网，安装于所述连接法兰上，在所述开关组件处于“常用油”位置时，所述常用油进油管与所述滤芯上游油腔相连通，而在所述开关组件处于“备用油”位置时，所述备用油进油管与所述滤芯上游油腔相连通，从而通过粗滤网将燃油过滤后向所述滤芯上游油腔供油；当所述开关组件处于“关闭”位置时，两个进油管与所述滤芯上游油腔的连接通道都被切断，停止供油。

根据本发明所述之燃油开关，所述常用油进油管及其粗滤网或备用油进油管及其粗滤网，可以套装在所述小排气泡管的外面，燃油经过所述进油管及粗滤网与所述小排气泡管的外壁面形成的环形截面管道流动。

上述方案实现了燃油开关的所有功能：常用油供油、备用油供油和关断燃油，还具备粗滤网，将燃油箱内特别是燃油箱底部的铁锈等较大尺寸颗粒物过滤掉，减轻下游的燃油精滤滤芯的负担。同时使小排气泡管的设置并不影响连接法兰的设计和安装。

总之，本发明的益处在于，提供了一种通用性好、油气分离和排气泡能力强、具有两级燃油过滤装置、实现高精度燃油过滤、同时配备常用燃油、备用燃油和开关功能的燃油开关，最适用于为电磁驱动脉冲式燃油喷射装置提供燃油，特别适用于摩托车的电磁驱动脉冲式燃油喷射系统。本发明还简化了油路系统、减少对燃油箱的结构设计要求，也使燃油精滤滤芯的更换方便快捷，从而降低电喷系统的应用开发及售后服务成本。

附图说明

图1为本发明实施例一之燃油开关组成及外形图。

图2为本发明实施例一之燃油开关剖面图。

图3和图4为本发明实施例二之燃油开关的内部结构图。

下面借助这些附图来详细说明本发明。

具体实施方式

在图1所示的实施例中，燃油开关主要由以下各部分构成：进油组件1、连接法兰2、开关组件3、开关本体4、精滤油杯5、精滤滤芯6(在精滤油杯5的内部)、出油接嘴7、回油接嘴8、油气分离器9、排气泡接嘴10，以及小排气泡管11。

如图1和图2所示，进油组件1包括常用燃油供油管101、常用燃油粗滤网102、备用燃油供油管103、备用燃油粗滤网104，供油管101与粗滤网102注塑在一起，供油管103与粗滤网104注塑在一起，常用燃油供油管101紧配合插入固定在连接法兰2上的孔105中，备用燃油供油管103紧配合插入固定在连接法兰2上的孔106中。连接法兰2上还设有密封胶圈201，胶圈沟槽202、固定连接孔203。

开关组件3由开关手柄301、限位压紧钢圈302、密封垫片303等组成，这些组件安装于开关本体4的开关孔401中。开关手柄301的内部平面上开有开关连通槽305。开关本体4的开关孔401中，设有与常用燃油供油管101相通的孔402、与备用燃油供油管103相通的孔403、与精滤油杯5和精滤滤芯6等形成的滤芯上游油腔405相通的孔406。开关本体4的下部设有安装精滤油杯5的螺纹407、安装精滤滤芯6的凸台408、通向油气分离器9的连接通道409、安装小排气泡管11的小排气泡孔410。

开关手柄301可以在开关孔401中转动，当开关连通槽305处于连通孔402和孔406的位置时，给油气分离器9供给常用油，燃油箱(图中未示出)中油面的位置必须在常用燃油粗滤网102的最低位置107以上。当开关连通槽305处于连通孔403和孔406的位置时，给油气分离器9供给备用燃油，燃油箱(图中未示出)中油面的位置可以低至备用燃油粗滤网104的最低位置108。当开关连通槽305不与孔406连通时，燃油箱(图中未示出)中的燃油被切断。

精滤滤芯6与凸台408的连接密封通过O型圈601保证，还可以在精滤油杯5放置一个压缩弹簧602来保证精滤滤芯6与凸台408不会脱开。精滤滤芯6的过滤元件可采用带骨架的折叠燃油滤纸，或带骨架的折叠高分子纤维材料微孔滤膜，或由多层组合式滤网热合而成的滤袋。

在开关本体4的背面设置了与开关本体4成为一个整体的油气分离器9，位置高于精滤滤芯6。油气分离器9的内腔901为近似长方体，长方体的尺寸不能太小以保证燃油中的液体和气体能够在内腔901中依靠重力浮力作用而充分分离，使气体在上液体在下。在油气分离器9的下部设有向燃油喷射装置(图中未示出)供油的出油接嘴7，在油气分离器9的上侧部设有接收来自燃油喷射装置(图中未示出)回油的回油接嘴8，在油气分离器9的上部或顶部设有向燃油箱(图中未示出)顶部空间排出气体的排气泡接嘴10。来自凸台408的连接通道409与在油气分离器9的内腔901的壁面上设置的供油口902连通。经过精滤滤芯6过滤后的燃油，流入滤芯下游油腔603，再经过连接通道409和供油口902进入油气分离器9。

一般地，内腔901的宽度尺寸不宜小于10mm、高度尺寸不宜小于20mm、长度尺寸不宜小于25mm。回油接嘴8必须高于内腔901底面20mm以上，以保证从回油接嘴8向内腔901中喷射出的回油中的气体不会被吸入出油接嘴7，但也不宜高于100mm，以保证油气分离器9中只剩底部燃油时燃油喷射装置(图中未示出)仍然能够产生一定量的回油。排气泡接嘴10的内孔孔径要足够大(一般要大于4mm)，以保证向上排出的气体不会阻塞排气泡管(与排气泡接嘴10相连接，通向燃油箱顶部空间，图中未示出)内向下流动的液体燃油流动，随时防止由于气体不能及时排出而导致的内腔901内的压力高于滤芯上游油腔405内的压力的状态出现，从而防止因排气泡管气阻而导致的供油中断。

小排气泡管11紧配合插入小排气泡孔410中，直接将滤芯上游油腔405中的气体排向燃油箱(图中未示出)顶部空间，小排气泡管11和小排气泡孔410的孔径必须大于2mm，以保证其中的气体向上的流动阻力小于进油组件1和开关组件对气体向上的流动阻力，从而及时释放滤芯上游油腔405中的气体压力。小排气泡管11的出口端可以弯向燃油箱(图中未示出)的最高顶部，但不能将内孔折死。小排气泡管11是穿过常用燃油供油管101和常用燃油粗滤网102后插入小排气泡孔410中的，因此小排气泡管11的外径必须小于常用燃油供油管101的内径和常用燃油粗滤网102的内径，从而保证常用燃油能够通过小排气泡管11与常用燃油供油管101和常用燃油粗滤网102形成的环形截面通道而流入孔402。

当然，小排气泡管11也可以设计为穿过备用燃油供油管103和备用燃油粗滤网104后插入小排气泡孔，只要把开关组件3和孔406等改变设计即可。

在图3和图4所示的本发明第二个实施例中，油气分离器9上的排气泡接嘴变成了大排气泡口921，大排气泡管922被紧配合安装到了连接法兰2上的大排气泡孔923中，大排气泡孔923与大排气泡口921直接连通，大排气泡管922、大排气泡孔923以及大排气泡口921的孔径都大于4mm。大排气泡管922的出口必须通到燃油箱(图中未示出)的顶部空间，因此必要时也可以将其弯向燃油箱(图中未示出)的最高顶部，但不能将内孔折死。其他部分的技术特征与实施例一相同。

本发明第二个实施例的优点在于，燃油开关与燃油箱的连接部位只有连接法兰，因此可以提高燃油系统的整体性。

上述实施例的目的是为了说明本发明，但并不限定本发明。凡利用本发明之构思和精神实质进行的、对于本领域普通专业技术人员而言显而易见的改变设计，仍然属于本发明之权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种燃油开关，包括开关本体、开关组件、进油组件、固定连接法兰、油气分离器、燃油精滤滤芯、精滤油杯，其特征在于，所述油气分离器与所述开关本体成整体结构，且位置高于所述燃油精滤滤芯，所述燃油精滤滤芯安装在所述开关本体上设置的凸台上，一连接通道与所述油气分离器的内腔相连通，将过滤后的燃油输送到所述油气分离器；所述燃油精滤滤芯在所述凸台上通过O型圈或锥面保证连接的密封，从而与所述开关本体和所述精滤油杯一起形成滤芯上游油腔和滤芯下游油腔，所述滤芯上游油腔与燃油开关油道相连通，承接来自燃油箱经过所述开关组件的燃油，所述连接通道与所述滤芯下游油腔相连通。

2.如权利要求1所述燃油开关，其特征在于，所述油气分离器内腔宽度尺寸最小不小于10mm、高度尺寸不小于20mm、长度尺寸不小于25mm。

3.如权利要求1所述燃油开关，其特征在于，所述油气分离器上设有出油接嘴和回油接嘴，所述出油接嘴位于所述油气分离器的下部，所述回油接嘴位于所述油气分离器的上部或中部，与所述出油接嘴的垂直距离在20mm-100mm以内。

4.如权利要求3所述燃油开关，其特征在于，所述燃油精滤滤芯的过滤精度不低于60微米。

5.如权利要求4所述燃油开关，其特征在于，所述燃油精滤滤芯的过滤元件为燃油滤纸，或高分子纤维材料的微孔滤膜，或多层组合式滤网。

6.如权利要求3所述燃油开关，其特征在于，所述油气分离器与所述燃油精滤滤芯的下游油腔的连接通道最高点为进入所述油气分离器内腔的通道出口，最低点为所述燃油精滤滤芯的下游油腔上部的通道入口。

7.如权利要求3所述燃油开关，其特征在于，所述油气分离器的上部设有排气泡接嘴，其内孔孔径大于4mm，所述油气分离器中的气泡通过所述排气泡接嘴排出。

8.如权利要求3所述燃油开关，其特征在于，所述滤芯上游油腔的上部设有一个小排气泡孔，从所述固定连接法兰上紧配合插入一个小排气泡管到所述小排气泡孔内，在所述燃油开关安装到燃油箱后，所述小排气泡管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部最高位置，所述滤芯上游油腔中的气泡通过所述小排气泡管排出到燃油箱内腔的上部。

9.如权利要求8所述燃油开关，其特征在于，所述小排气泡管及所述小排气泡孔的内径大于等于2mm。

10.如权利要求9所述燃油开关，其特征在于，所述小排气泡管的上半部分弯向前方或侧前方，以适应燃油箱顶面形状，保证所述小排气泡管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部最高位置。

11.如权利要求3所述燃油开关，其特征在于，所述油气分离器内腔的上部设有大排气泡口，与设置在所述固定连接法兰上的大排气泡管相连通，所述大排气泡口和大排气泡管以及它们之间的连接通道的横截面最小尺寸大于4mm。

12.如权利要求11所述燃油开关，其特征在于，所述大排气泡管紧配合插接安装在所述固定连接法兰上的安装孔中，其长度取决于燃油箱的顶面高度，在所述燃油开关安装到燃油箱后，所述大排气泡管出口到达或接近燃油箱内腔的顶部位置，所述油气分离器中的气泡通过所述大排气泡管排出燃油箱内腔的上部。

13.如权利要求8所述燃油开关，其特征在于，所述进油组件包括常用油进油管及其粗滤网和备用油进油管及其粗滤网，安装于所述连接法兰上，在所述开关组件处于“常用油”位置时，所述常用油进油管与所述滤芯上游油腔相连通，而在所述开关组件处于“备用油”位置时，所述备用油进油管与所述滤芯上游油腔相连通，从而通过粗滤网将燃油过滤后向所述滤芯上游油腔供油；当所述开关组件处于关闭位置时，两个进油管与所述滤芯上游油腔的连接通道都被切断，停止供油。

14.如权利要求13所述燃油开关，其特征在于，所述常用油进油管及其粗滤网套装在所述小排气泡管的外面，常用油经过所述常用油进油管及其粗滤网与所述小排气泡管的外壁面形成的环形截面管道流动。

15.如权利要求13所述燃油开关，其特征在于，所述备用油进油管及其粗滤网套装在所述小排气泡管的外面，备用油经过所述备用油进油管及其粗滤网与所述小排气泡管的外壁面形成的环形截面管道流动。

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