CN103982338A - 带有静电排出减轻的燃料模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及带有静电排出减轻的燃料模块。提供了用于燃料模块的静电排出减轻的方法和装置。在一个实施例中，该系统包括用于泵送燃料的燃料泵，该燃料泵具有动力与接地连接。燃料过滤器与燃料泵流体连通，燃料过滤器包括一个或多个部件，这些部件由非导电塑料制成并具有磺化表面，该磺化表面覆盖有形成在该磺化表面上的导电表面。导电表面被电联接到车辆接地平面。提供了一种方法以实现燃料模块内的静电排出减轻。在一个实施例中，该方法包括磺化燃料模块的非导电塑料部件以提供在非导电塑料部件上的磺化层并且在磺化层上形成导电层以提供用于由运动通过燃料模块的燃料产生的静电累积的放电路径。

Description

带有静电排出减轻的燃料模块

技术领域

技术领域总体涉及机动车的燃料运送模块，其从燃料贮器提供燃料，并且更具体地涉及燃料运送模块，其能够减轻由通过燃料模块的燃料流产生的静电排出。

背景技术

已知暴露给湍流燃料流的导管结构在一些环境下可获得静电（或静电的）电荷。如果不加减弱，静电电荷累积可导致在电荷超过带电元件和最接近的大地之间的击穿电压时自主地排出，这可最终导致导管的故障从而需要更换。因此，通常提供到达车辆接地平面的导电路径以排出可能在导管中发展的任何静电电荷，例如在车辆的燃料运送模块中。被用于燃料运送模块的塑料材料，例如，聚甲醛（POM），通常是不导电的并且因此通常与导电添加剂组合或浸渍有导电添加剂（例如，碳粉、碳纤维或不锈钢纤维）以增加导电性。这些添加剂通常减少该材料的抗拉强度或抗蠕变强度并可能在被暴露给环境输入，例如热和燃料，时与基础塑料相比有不同的反应。另外，这些材料可能成本更高并且要求更加复杂的处理。因此，优选地是最小化这些导电添加剂的使用。

因此，由于其更低的成本和更高的强度，期望在车辆的燃料模块内使用非导电聚甲醛。而且，期望使用的非导电聚甲醛可被以不减少材料强度或性能的方式使其成具有导电性。另外，本发明的其它令人满意的特征和特点将从下面的具体描述和所附的权利要求并结合附图以及前面的技术领域和背景技术而变得易于理解。

发明内容

提供了一种系统以使燃料运送模块带有静电排出减轻。在一个实施例中，该系统包括用于泵送燃料的燃料泵，该燃料泵具有动力和接地连接。燃料过滤器与燃料泵流体连通，燃料过滤器包括一个或多个部件，这些部件由非导电塑料制成并具有磺化表面，该磺化表面覆盖有形成在该磺化表面上的导电表面。该导电表面被电联接到燃料泵的接地连接（或者到车辆接地平面的其它合适连接）。该系统包括与燃料过滤器流体连通的燃料出口端口，燃料出口端口由非导电塑料形成，该塑料具有磺化内表面，该内表面带有形成在该磺化内表面上的并也电联接到燃料泵的接地连接的导电表面。

提供了一种方法以实现燃料模块内的静电排出减轻。在一个实施例中，该方法包括磺化燃料运送模块的非导电塑料部件以提供在非导电塑料部件上的磺化层并且在磺化层上形成导电层以提供用于由运动通过燃料模块的燃料产生的静电累积的放电路径。

本申请还提供了如下方案：

方案1.   一种方法，其包括：

磺化燃料运送模块的至少一个非导电塑料部件以提供在该至少一个非导电塑料部件上的磺化层；以及

在该磺化层上形成导电层以给由运动通过该燃料运送模块的燃料产生的静电累积提供电排出路径。

方案2.   如方案1所述的方法，其中形成所述导电层包括通过下面工艺中的一种涂覆导电金属：  电镀；蒸气沉积；溅射。

方案3.   如方案2所述的方法，其中导电金属是选自下组导电金属：锡，镍；金和钯。

方案4.   一种系统，其包括：

用于泵送燃料的燃料泵，其具有动力和接地连接；

燃料过滤器，其与燃料泵流体连通，燃料过滤器包括一个或多个部件，这些部件由非导电塑料制成并具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上且电联接到燃料泵的接地连接的导电表面，以及

与燃料过滤器流体连通的燃料出口端口，燃料出口端口由非导电塑料形成，该塑料具有磺化内表面，该内表面带有形成在该磺化内表面上的并电联接到燃料泵的接地连接的导电表面。

方案5.   如方案4所述的系统，还包括：

壳体，其容纳燃料泵和燃料过滤器；

壳体盖，其具有定位在其中的燃料出口端口。

方案6.   如方案5所述的系统，还包括在燃料泵和燃料过滤器之间的连接器导管，该连接器导管由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上并电联接到燃料泵的接地连接的导电表面。

方案7.   如方案4所述的系统，其中燃料过滤器包括：

过滤器壳体，其由具有磺化表面的非导电塑料形成；

过滤器壳体盖，其由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面并具有涂覆在其内部磺化表面上的导电表面。

方案8.   如方案7所述的系统，其中导电表面也被涂覆到过滤器壳体的内部磺化表面。

方案9.   如方案4所述的系统，其中燃料出口端口形成为肘形构造，该肘形构造具有在成一定角度的部分任一侧上的进口和出口。

方案10.   如方案9所述的系统，其中燃料出口端口具有形成在从进口到所述成一定角度的部分的磺化内部表面上的导电表面。

方案11.   如方案9所述的系统，其中燃料出口端口具有形成在从进口到所述出口的磺化内部表面上的导电表面。

方案12.   如方案4所述的系统，还包括在燃料过滤器和燃料出口端口之间的过滤器导管，该过滤器导管由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上并电联接到接地连接的导电表面。

方案13.   一种车辆，其包括：

燃烧发动机；

燃料贮器，其容纳用于燃烧发动机的燃料并被构造成接收燃料模块，该燃料模块包括：

       用于将燃料从燃料贮器泵送到燃烧发动机的燃料泵，其具有动力和接地连接；

       燃料过滤器，其与燃料泵流体连通，燃料过滤器包括一个或多个部件，这些部件由非导电塑料制成并具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上且电联接到燃料泵的接地连接的导电表面；

       与燃料过滤器流体连通的燃料出口端口，燃料出口端口由非导电塑料形成，该塑料具有磺化内表面，该内表面带有形成在该磺化内表面上的并电联接到燃料泵的接地连接的导电表面；以及

燃料导管，其联接燃料模块的燃料出口端口到燃烧发动机。

方案14.   如方案13所述的车辆，还包括：

壳体，其容纳燃料泵和燃料过滤器；

壳体盖，其具有定位在其中的燃料出口端口。

方案15.   如方案14所述的车辆，在燃料泵和燃料过滤器之间的连接器导管，该连接器导管由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上并电联接到燃料泵的接地连接的导电表面。

方案16.   如方案13所述的车辆，其中燃料过滤器包括：

过滤器壳体，其由具有磺化表面的非导电塑料形成；

过滤器壳体盖，其由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面并具有涂覆在其内部磺化表面上的导电表面。

方案17.   如方案16所述的车辆，其中导电表面也被涂覆到过滤器壳体的内部磺化表面。

方案18.   如方案13所述的车辆，其中燃料出口端口形成为肘形构造，该肘形构造具有在成一定角度的部分任一侧上的进口和出口。

方案19.   如方案18所述的车辆，其中燃料出口端口的磺化表面从进口至少延伸到其成一定角度的部分。

方案20.   如方案13所述的系统，还包括在燃料过滤器和燃料出口端口之间的过滤器导管，该过滤器导管由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上并电联接到接地连接的导电表面。

附图说明

此后将结合下面的附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件；并且附图中：

图1是根据实施例的车辆的图示；

图2是根据实施例的燃料模块的图示；以及

图3是根据实施例的用于在燃料模块的部件上形成磺化和导电层的过程的图示。

具体实施方式

下面的具体描述本质上仅仅是示例性的，并非用于限定应用和使用。而且，并不意在受在前面的技术领域、背景技术、发明内容或者后面的具体实施方式中出现的任何明示或暗示的理论的约束。

在本文中，关系术语例如第一和第二等可被单独使用以区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示在这些实体或动作之间有任何实际的这种关系或顺序。数字序数例如“第一”、“第二”、“第三”等仅指示多个中的不同的单个而不暗示任何的顺序或次序，除非由权利要求语言明确定义。

另外，下面的描述指的是元件或特征被“连接”或“联接”在一起。当在本文中使用时，“连接”可描述一个元件/特征被直接连接到另一元件/特征（或与其直接连通），但不一定是机械地。同样地，“联接”可描述一个元件/特征被直接或间接连接到另一元件/特征（或与其直接或间接连通），但不一定是机械地。不过，应该理解，尽管两个元件可在下面的实施例中被描述为被“连接”，但是在另一个实施例中类似的元件可以是被“联接”，反之亦然。因此，尽管本文中示出的示意图描述了元件的示例性布置，但是在实际的实施例中可以出现额外的中间元件、设备、特征或部件。

最后，为了简要起见，与车辆电力和机械零件有关的传统技术和部件，以及本系统的其它功能方面（以及该系统的各个操作部件）可能在本文中没有被具体描述。另外，在本文中包含的各个附图中示出的连接线被用于代表各种元件之间的示例功能关系和/或物理联接。应该注意到，在本发明的实施例中可存在许多替换的或附加的功能关系或物理连接。还应该理解，图1-3 仅是说明性的并且可能不是按比例绘制的。

参照附图，其中同样的附图标记描述同样的部件，图1示出了根据示例性实施例的车辆100。除了所示车辆以外，车辆100可以是数个不同类型的交通工具中的任一种，例如，飞行器、船舶、摩托车、越野车辆、或其它机动车辆，其中包括轿车、货车、卡车或运动型多用途车（SUV），并且可以是两轮驱动（2WD）、四轮驱动（4WD）或全轮驱动（AWD）。

在图1中，车辆100的简化图示实施例包括但不限于：  车辆发动机102，其经由燃料导管106联接到燃料贮器104。发动机102可以是数个不同类型的发动机中的任一个或者组合，这些发动机例如是，以汽油或柴油为燃料的燃烧发动机，可变燃料车辆（FFV）发动机（即，使用汽油和乙醇的混合物），以气体化合物（例如，氢气和/或天然气）为燃料的发动机，燃烧/电动马达混合动力发动机，和电动马达。燃料通过燃料导管106被从燃料模块108提供到发动机102。燃料可时不时地经过加油管110被添加到燃料贮器。在操作期间，发动机102通过驱动轴114驱动车轮112以推进车辆100。

现在参照图2，根据各种实施例示出了图1的燃料模块108的示意图。燃料模块108可包括燃料泵、燃料过滤器、压力调节器、和其它部件，并且可被容纳在塑料壳体200和模块盖202内，模块盖202用于将燃料模块密封在燃料箱内。燃料从燃料贮器（在图2中未示出）通过单向阀204（例如，止回阀）进入塑料壳体200（如果被用在特定的实施方式中）。尽管被图示为被定位在塑料壳体200的底部，应该意识到，止回阀可被定位在塑料壳体200上的其它位置。燃料泵206通过燃料滤器208如燃料流动箭头210所示地抽吸燃料。被泵送的燃料（如箭头212所示地）此后通过连接器导管214被运送到燃料过滤器216。压力释放阀218被定位在燃料过滤器216上，其打开以维持压力到根据被实施的实施例确定的极限。经过滤的燃料（如箭头220所示）如由箭头224所示地经过过滤器导管222到达燃料出口端口226，从燃料出口端口226燃料（如箭头228所示地）经过燃料导管106（在图1中）被运送到发动机（图1中的102）。燃料出口端口226被密封地连接到模块盖202，模块盖202进而密封地安置到塑料壳体200。在一些实施例中，引导杆230可引导地将模块盖202与塑料壳体200互连。

为了供应电能以操作燃料泵206，电力引线232（或者一系列引线）和接地（或底盘）引线234被提供给燃料泵206。如上面指出的，暴露给湍流燃料流的导管或表面可在一些情况下获得静电（或静电的）电荷。如果不加减弱，静电电荷累积可导致在电荷超过带电元件和最接近的大地之间的击穿电压时自主地排出，这可最终导致被暴露的部件的故障从而需要更换。提供到达车辆接地平面的导电路径以排出可能发展的任何静电电荷。在一些实施例中，这个导电路径被从联接到燃料泵206的接地引线243提供。导管214被制作成导电，这提供了到燃料过滤器216的接地路径。在一些实施例中，燃料过滤器被提供有经由任选的接地引线236的排出到大地的路径。

根据示例性实施例，燃料模块108的各种部件由非导电聚甲醛（POM）形成并且通过磺化过程使其导电，此后在该部件上的由磺化过程形成的磺化层上形成导电层，下面接合附图3具体讨论磺化过程。正常情况下，非导电聚甲醛不粘合或结合到导电层，从而引起要使用遍及基础塑料基体的导电纤维、粉末或其它添加剂。不过，磺化过程促进了导电材料结合到非导电聚甲醛的表面，从而允许这个材料支持排出在燃料模块108的实施例中的静电累积。

现在参照图3，示出了燃料模块108的部件的示例性部分。虽然燃料模块108的任何部件可采用这个过程，但通常，燃料模块108的一些部件由各种不同的材料并且通过各种不同的过程制成，并且可能不需要使用根据示例性实施例的磺化和导电层过程。那些可能尤其受益于磺化和导电层过程的部件（和/或它们的表面）将在下面结合附图4讨论。

在一些实施例中，燃料模块108的部件的基础材料300由非导电聚甲醛（POM）制成。在本文中使用时，磺化指的是一种过程，通过该过程部件被暴露给二氧化硫或三氧化硫的气氛中，二氧化硫或三氧化硫足以在基础材料300上形成磺化层302。在磺化过程之后，导电层304可通过传统的电镀、溅射或蒸气沉积技术被涂覆在磺化层302上。在一些实施例中，导电层由燃料相容材料形成，例如锡、镍、金或钯。

向回参照图2，燃料运送模块108的各种各样的部件可受益于图3的过程。通常，接触增加的燃料湍流的那些部件可尤其受益于本公开的实施例。例如，燃料过滤器216包括过滤器盖240和过滤器壳体242。过滤器盖240的内部表面244通常经历在由燃料泵206提供的压力下被作用的燃料，这可能是湍流流动。在一些实施例中，接地排出路径由连接器导管214被提供到燃料泵206的接地引线234。不过，连接器导管可以是由聚酰胺、聚乙烯、POM、或聚偏二氟乙烯（PVDF）制成的挤压零件，它们可通过传统的共同挤压多层构造技术被制成为导电，在该技术中内层如上所述地与导电添加剂混合。不过，如果连接器导管214是由非导电聚甲醛制成的，那么内部表面246可被磺化并具有所涂覆的导电层。在一些实施例中，接地排出路径可通过直接接地引线236被提供给燃料过滤器216。在这种实施例中，可能有用的是，过滤器盖240的外表面248也如结合图3讨论地被磺化并使其导电。在一些实施例中，过滤器壳体402的内部表面250可受益于图3的磺化和形成导电层过程。

经历可能引起湍流的高燃料流动的另一部件是过滤器导管222。在一些实施例中，过滤器导管222是由聚酰胺、聚乙烯、POM、或聚偏二氟乙烯（PVDF）制成的挤压部件，它们可通过传统的共同挤压多层构造技术使其导电，在该技术中内层如上所述地与导电添加剂混合。不过，如果过滤器导管222是由非导电聚甲醛制成的，那么内部表面252可被磺化并具有所涂覆的导电层。

经历可能导致湍流的高燃料流动的又一部件是燃料出口端口226。在一些实施例中，燃料出口端口226被形成为肘形，其具有进口254、和出口256和成一定角度的部分258。这种构造可引起流过燃料出口端口226的燃料经历90度的方向改变。因此，在燃料出口端口226内发展出燃料流动湍流的可能性更大。因此，内部表面260（或者至少其形成成一定角度的部分258的那部分）可被磺化并具有被涂覆的导电层。

因此，提供了改善的燃料模块以实现具有静电累积排出保护的车辆。磺化过程允许导电层被涂覆在诸如非导电聚甲醛的材料上，而不引起该材料变脆或难以模塑。磺化和形成导电层过程可被选择性地用在一些部件或部件表面上，因为其与通过传统技术形成带有导电性的其它部件是电相容的。

虽然已经在前面的具体描述中给出了至少一个示例性实施例，但应当意识到存在大量的变型。还应意识到，一个或多个示例性实施例仅为示例，并且决不是用来限制本公开的范围、应用性、或构造。更确切地说，前面的具体描述将给本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的方便的路线图。应该理解的是，可在元件的功能和布置方式方面进行各种改变，而不脱离在所附权利要求及其法律等同方式中公开的范围。

Claims (10)

1.  一种方法，其包括：

磺化燃料运送模块的至少一个非导电塑料部件以提供在该至少一个非导电塑料部件上的磺化层；以及

在该磺化层上形成导电层以给由运动通过该燃料运送模块的燃料产生的静电累积提供电排出路径。

2.  如权利要求1所述的方法，其中形成所述导电层包括通过下面工艺中的一种涂覆导电金属：  电镀；蒸气沉积；溅射。

3.  如权利要求2所述的方法，其中导电金属是选自下组导电金属：锡，镍；金和钯。

4.  一种系统，其包括：

用于泵送燃料的燃料泵，其具有动力和接地连接；

燃料过滤器，其与燃料泵流体连通，燃料过滤器包括一个或多个部件，这些部件由非导电塑料制成并具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上且电联接到燃料泵的接地连接的导电表面，以及

与燃料过滤器流体连通的燃料出口端口，燃料出口端口由非导电塑料形成，该塑料具有磺化内表面，该内表面带有形成在该磺化内表面上的并电联接到燃料泵的接地连接的导电表面。

5.  如权利要求4所述的系统，还包括：

壳体，其容纳燃料泵和燃料过滤器；

壳体盖，其具有定位在其中的燃料出口端口。

6.  如权利要求5所述的系统，还包括在燃料泵和燃料过滤器之间的连接器导管，该连接器导管由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上并电联接到燃料泵的接地连接的导电表面。

7.  如权利要求4所述的系统，其中燃料过滤器包括：

过滤器壳体，其由具有磺化表面的非导电塑料形成；

过滤器壳体盖，其由非导电塑料形成，该塑料具有磺化表面并具有涂覆在其内部磺化表面上的导电表面。

8.  如权利要求7所述的系统，其中导电表面也被涂覆到过滤器壳体的内部磺化表面。

9.  如权利要求4所述的系统，其中燃料出口端口形成为肘形构造，该肘形构造具有在成一定角度的部分任一侧上的进口和出口。

10.  一种车辆，其包括：

燃烧发动机；

燃料贮器，其容纳用于燃烧发动机的燃料并被构造成接收燃料模块，该燃料模块包括：

       用于将燃料从燃料贮器泵送到燃烧发动机的燃料泵，其具有动力和接地连接；

       燃料过滤器，其与燃料泵流体连通，燃料过滤器包括一个或多个部件，这些部件由非导电塑料制成并具有磺化表面，该磺化表面带有形成在该磺化表面上且电联接到燃料泵的接地连接的导电表面；

       与燃料过滤器流体连通的燃料出口端口，燃料出口端口由非导电塑料形成，该塑料具有磺化内表面，该内表面带有形成在该磺化内表面上的并电联接到燃料泵的接地连接的导电表面；以及

燃料导管，其联接燃料模块的燃料出口端口到燃烧发动机。