CN111550338A - 具备空气探测功能的燃油滤清器、燃油供给系统及除气方法 - Google Patents

具备空气探测功能的燃油滤清器、燃油供给系统及除气方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具备空气探测功能的燃油滤清器，壳体内设有滤芯，滤芯与壳体内壁之间具有空腔，机动车的发动机通过回油管与油箱相连接；滤芯中心管的出口或者作为燃油滤清器的出油口或者与燃油滤清器的出油口相连通；空腔的顶部设有液位传感器，液位传感器连接有电控装置，电控装置连接有抽气用电动泵，抽气用电动泵连接有进气管和出气管，进气管通入所述空腔的顶部且进气管顶端高于液位传感器的监测液位。本发明还公开了一种燃油供给系统和相应的除气方法。本发明结构紧凑，通过主动探测油位，在发动机启动时等燃油滤清器中出现大量气体时，通过开启抽气用电动泵主动迅速地进行除气，保证发动机工作的可靠性，延长了抽气用电动泵的使用寿命。

Description

具备空气探测功能的燃油滤清器、燃油供给系统及除气方法
技术领域
本发明涉及机动车燃油过滤技术领域，具体涉及对燃油中析出空气的探测及相应控制。
背景技术
燃油滤清器作为发动机燃油系统的重要部件，其功能是将燃油中的杂质、水和其它污染物过滤掉，提供清洁的燃油，防止喷油嘴的锈蚀和堵塞，避免发动机的燃烧室产生积碳，进而确保燃油系统的正常运行，提高可靠性，延长发动机的使用寿命。
现有的燃油供给系统包括油箱、燃油滤清器和发动机，燃油滤清器包括壳体，壳体内设有滤芯，滤芯具有中心管，滤芯与壳体内壁之间具有空腔，油箱通过供油管连接所述空腔；空腔内的燃油通过滤层并得到过滤后进入中心管，中心管的出口作为燃油滤清器的出油口（或者是中心管的出口与燃油滤清器的出油口相连接，两者是等同的技术方案）；
发动机内具有抽油用电动泵，抽油用电动泵连接有进油管，进油管与燃油滤清器的出油口相通；工作时发动机处的抽油用电动泵启动，在燃油滤清器处产生负压，使油箱内的燃油在负压的作用下送往燃油滤清器。
为了保证发动机供油充足，对发动机供油时会有过量供油的现象。因此发动机通常连接有回油管，回油管与油箱相通，发动机中多余的燃油通过回油管回流入油箱。
随着产品的使用，燃油滤清器在使用过程中，由于系统压力的变化，会导致燃油中的空气在过饱和后析出。如果不及时进行处理，大量的空气进入发动机，可能导致发动机熄火等异常情况。
由于燃油中的空气在不同的压力下析出是一种正常的物理现象，因而没有办法进行回避，只能进行处理。
目前常用的方式是在燃油滤清器中增加空气处理装置，将空气进行处理后进入发动机。这种处理方式是连续的和缓慢的，并没有对空气进行探测；对于例如启动瞬间所产生的大量空气（发动机启动时油路变为负压状态，压力降低可能导致产生大量气体并聚焦于燃油滤清器内）没有进行特殊处理，对于使用过程中累积的大量空气也没有进行特殊处理，从而导致发动机工作的可靠性存在一定的风险，在燃油滤清器中产生大量气体时，不能主动迅速地进行除气。为此，亟需提供一种结构来解决空气的探测和及时主动迅速处理问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备空气探测功能的燃油滤清器，通过测量空气积累的量并为主动启动排除空气提供基础，能够应对燃油滤清器中产生大量气体的情况。
为实现上述目的，本发明的燃油滤清器包括壳体，壳体内设有滤芯，滤芯具有中心管，滤芯与壳体内壁之间具有用于容纳油箱供给来的燃油的空腔，机动车的发动机通过回油管与油箱相连接；中心管的出口或者作为燃油滤清器的出油口或者与燃油滤清器的出油口相连通；燃油滤清器的出油口用于通过进油管连接机动车的发动机；所述空腔的顶部设有液位传感器，液位传感器连接有电控装置，电控装置连接有抽气用电动泵，抽气用电动泵连接有进气管和出气管，进气管通入所述空腔的顶部且进气管顶端高于液位传感器的监测液位，出气管或者与回油管相通或者与进油管相通。
所述燃油滤清器的出油口或者位于燃油滤清器的壳体的顶部或者位于燃油滤清器的壳体的底部。
本发明的目的还在于提供一种采用上述具备空气探测功能的燃油滤清器的燃油供给系统，包括油箱、具备空气探测功能的燃油滤清器和发动机，油箱通过供油管连接滤芯与壳体内壁之间的空腔；发动机内具有抽油用电动泵，抽油用电动泵连接所述进油管，进油管与燃油滤清器的出油口相通；发动机连接有回油管，回油管与油箱相连接。
本发明的目的还在于提供一种使用上述燃油供给系统的除气方法，在机动车正常工作过程中，电控装置持续接收液位传感器检测的液位信号，当监测液位处检测不到液位信号的时间持续0.5秒以上时，电控装置控制抽气用电动泵开启，将燃油滤清器的滤芯与壳体内壁之间的空腔中的气体抽出并加压送往发动机或油箱；抽气用电动泵为变频泵，将气体送往发动机时抽气用电动泵的工作频率高于将气体送往油箱时抽气用电动泵的工作频率。
本发明具有如下的优点：
发动机启动瞬间燃油滤清器处压力降低，更多空气从油中解析出来，可能产生大量空气。现有连续处理燃油中析出的气体的技术方案不能应对燃油滤清器中出现大量气体的情形。
本发明通过主动探测油位（油位越低气体量越大），在发动机启动时等燃油滤清器中出现大量气体时，通过开启抽气用电动泵主动迅速地进行除气，保证发动机工作的可靠性，同时抽气用电动泵无须持续工作，降低了抽气用电动泵的负担，提高了其使用寿命。
本发明在除气的同时，使气体加压后进入进油管或者回油管，气体进入进油管时压力较高（抽气用电动泵保证气体压力），使大部分气体重新溶入燃油，从而保证发动机正常工作；当然，在气体进入回油管时，无须为气体加较高压力，而只需要保证气体能回流入油箱即可。
圆筒形滤芯，相比平板状的滤层结构，具有过滤面积大，过滤效果较高的优点。采用本发明的结构，对于圆筒形滤芯实现了除气结构，既不降低过滤效果，又增强了发动机工作的可靠性。
出气管通入进油管或回油管，相比直接通入发动机或油箱，可以充分利用现有的发动机的进油管和回油管，减少出气管的长度，既节省材料，又方便在机动车有限的空间内进行安装。
进气管顶端高于液位传感器的监测液位，可以使抽气用电动泵抽入的都是气体。
本发明的除气方法，在监测液位处检测不到液位信号的时间持续0.5秒以上时才开启抽气用电动泵，能够避免机动车晃动等其他因素导致监测液位处检测不到液位信号，从而进行更准确的除气作业。本发明的除气方法通过抽气用电动泵将气体抽出并加压，送往发动机时压力要高于送往油箱时的压力，使得送往发动机时能够使更多气体重新溶入进油管中的燃油，对冲发动机启动时抽油用电动泵在油路中造成的负压、致使气体析出的影响。同时，在将气体送往油箱时为气体增加的压力较低，在保证气体向油箱回流的同时不过多浪费能量。
附图说明
图1是实施例一的燃油供给系统的结构原理示意图，即出气管与进油管相通且燃油滤清器的出油口位于燃油滤清器的壳体的底部时燃油供给系统的结构原理示意图；
图2是实施例二的燃油供给系统的结构原理示意图，即出气管与回油管相通且燃油滤清器的出油口位于燃油滤清器的壳体的底部时燃油供给系统的结构原理示意图；
图3是实施例三的燃油供给系统的结构原理示意图，即出气管与进油管相通且燃油滤清器的出油口位于燃油滤清器的壳体的顶部时燃油供给系统的结构原理示意图；
图4是实施例四的燃油供给系统的结构原理示意图，即出气管与回油管相通且燃油滤清器的出油口位于燃油滤清器的壳体的顶部时燃油供给系统的结构原理示意图。
图1至图4中箭头所示方向为该处流体的流动方向。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明的燃油滤清器包括壳体1，壳体1内设有滤芯2，滤芯2具有中心管3，滤芯2与壳体1内壁之间具有用于容纳油箱6供给来的燃油的空腔4，机动车的发动机9通过回油管5与油箱6相连接；
空腔4内的燃油通过滤芯2的滤层并得到过滤后进入中心管3，中心管3的出口或者作为燃油滤清器的出油口7或者与燃油滤清器的出油口7相连通；燃油滤清器的出油口7用于通过进油管8连接机动车的发动机9；
所述空腔4的顶部设有液位传感器10，液位传感器10连接有电控装置，电控装置连接有抽气用电动泵11，抽气用电动泵11连接有进气管12和出气管13，进气管12通入所述空腔4的顶部且进气管12顶端高于液位传感器10的监测液位（图1至图4中，液位传感器10的下端为其监测液位），出气管13或者与回油管5相通或者与进油管8相通。
其中，电控装置既可以设置在抽气用电动泵11上，也可以设置在燃油滤清器的壳体1上，或者机动车其他部位。电控装置可以采用集成电路或单片机，如芯片式集成电路，为现有技术，图未示电控装置。
发动机9启动瞬间燃油滤清器处压力降低，更多空气从油中解析出来，可能产生大量空气。现有连续处理燃油中析出的气体的技术方案不能应对燃油滤清器中出现大量气体的情形。
本发明通过主动探测油位（油位越低气体量越大），在发动机9启动时等燃油滤清器中出现大量气体时，通过开启抽气用电动泵11主动迅速地进行除气，保证发动机9工作的可靠性。
本发明在除气的同时，使气体加压后进入进油管8或者回油管5，气体进入进油管8时压力较高（抽气用电动泵11保证气体压力），使大部分气体重新溶入燃油，从而保证发动机9正常工作；当然，在气体进入回油管5时，无须为气体加较高压力，而只需要保证气体能回流入油箱6即可。
圆筒形滤芯2，相比平板状的滤层结构，具有过滤面积大，过滤效果较高的优点。采用本发明的结构，对于圆筒形滤芯2实现了除气结构，既不降低过滤效果，又增强了发动机9工作的可靠性。
出气管13通入进油管8或回油管5，相比直接通入发动机9或油箱6，可以充分利用现有的发动机9的进油管8和回油管5，减少出气管13的长度，既节省材料，又方便在机动车有限的空间内进行安装。
所述燃油滤清器的出油口7或者如图3和图4所示位于燃油滤清器的壳体1的顶部或者如图1和图2所示位于燃油滤清器的壳体1的底部。
进气管12顶端高于液位传感器10的监测液位，可以使抽气用电动泵11抽入的都是气体。
本发明还公开了使用上述具备空气探测功能的燃油滤清器的燃油供给系统，包括油箱6、具备空气探测功能的燃油滤清器和发动机9，油箱6通过供油管14连接滤芯2与壳体1内壁之间的空腔4；发动机9内具有抽油用电动泵（发动机9内设置抽油用电动泵为现有技术，图未示抽油用电动泵），抽油用电动泵连接所述进油管8，进油管8与燃油滤清器的出油口7相通；工作时发动机9处的抽油用电动泵启动，在燃油滤清器处产生负压，使油箱6内的燃油在负压的作用下送往燃油滤清器，过滤后的燃油通过进油管8进入发动机9。发动机9连接有回油管5，回油管5与油箱6相连接。工作时发动机9中多余的燃油在压力的作用下经回油管5回流到油箱6中。
本发明还公开了使用上述燃油供给系统的除气方法，在机动车正常工作过程中，电控装置持续接收液位传感器10检测的液位信号，当监测液位处检测不到液位信号的时间持续0.5秒以上时，电控装置控制抽气用电动泵11开启，将燃油滤清器的滤芯2与壳体1内壁之间的空腔4中的气体抽出并加压送往发动机9或油箱6；抽气用电动泵11为变频泵，将气体送往发动机9时抽气用电动泵11的工作频率高于将气体送往油箱6时抽气用电动泵11的工作频率。延时0.5秒启动抽气用电动泵11的功能，可以由电控装置的延时电路实现，也可以由电控装置的延时开关实现。延时电路和延时开关均为现有技术，具体不再详述。
在机动车正常工作过程中，燃油滤清器中产生大量气体时，液位传感器10将检测不到液位，这种情况意味着油位低于液位传感器10的监测液位，意味着监测液位以上被空气充满。机动车晃动也会出现液位传感器10暂时检测不到液位的现象，因此需要延时0.5秒以上、确认并非因晃动等其他因素而检测不到液体后，再打开抽气用电动泵11。
本发明的除气方法，在监测液位处检测不到液位信号的时间持续0.5秒以上时才开启抽气用电动泵11，能够避免机动车晃动等其他因素导致监测液位处检测不到液位信号，从而进行更准确的除气作业。本发明的除气方法通过抽气用电动泵11将气体抽出并加压，送往发动机9时压力要高于送往油箱6时的压力，使得送往发动机9时能够使更多气体重新溶入进油管8中的燃油，对冲发动机9启动时抽油用电动泵在油路中造成的负压、致使气体析出的影响。同时，在将气体送往油箱6时为气体增加的压力较低，在保证气体向油箱6回流的同时不过多浪费能量。
实施例一
如图1所示，本实施例中，出气管13与进油管8相通且燃油滤清器的出油口7位于燃油滤清器的壳体1的底部。
实施例二
如图2所示，本实施例中，出气管13与回油管5相通且燃油滤清器的出油口7位于燃油滤清器的壳体1的底部。
实施例三
如图3所示，本实施例中，出气管13与进油管8相通且燃油滤清器的出油口7位于燃油滤清器的壳体1的顶部。
实施例四
如图4所示，本实施例中，出气管13与回油管5相通且燃油滤清器的出油口7位于燃油滤清器的壳体1的顶部。
以上实施例仅用以说明而非限制发明的技术方案，尽管参照上述实施例对发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对发明进行修改或者等同替换，而不脱离发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.燃油滤清器，包括壳体，壳体内设有滤芯，滤芯具有中心管，滤芯与壳体内壁之间具有用于容纳油箱供给来的燃油的空腔，机动车的发动机通过回油管与油箱相连接；
中心管的出口或者作为燃油滤清器的出油口或者与燃油滤清器的出油口相连通；燃油滤清器的出油口用于通过进油管连接机动车的发动机；其特征在于：
所述空腔的顶部设有液位传感器，液位传感器连接有电控装置，电控装置连接有抽气用电动泵，抽气用电动泵连接有进气管和出气管，进气管通入所述空腔的顶部且进气管顶端高于液位传感器的监测液位，出气管或者与回油管相通或者与进油管相通。
2.根据权利要求1所述的具备空气探测功能的燃油滤清器，其特征在于：所述燃油滤清器的出油口或者位于燃油滤清器的壳体的顶部或者位于燃油滤清器的壳体的底部。
3.使用权利要求1或2中所述具备空气探测功能的燃油滤清器的燃油供给系统，其特征在于：包括油箱、具备空气探测功能的燃油滤清器和发动机，油箱通过供油管连接滤芯与壳体内壁之间的空腔；发动机内具有抽油用电动泵，抽油用电动泵连接所述进油管，进油管与燃油滤清器的出油口相通；发动机连接有回油管，回油管与油箱相连接。
4.使用权利要求3中所述燃油供给系统的除气方法，其特征在于：
在机动车正常工作过程中，电控装置持续接收液位传感器检测的液位信号，当监测液位处检测不到液位信号的时间持续0.5秒以上时，电控装置控制抽气用电动泵开启，将燃油滤清器的滤芯与壳体内壁之间的空腔中的气体抽出并加压送往发动机或油箱；抽气用电动泵为变频泵，将气体送往发动机时抽气用电动泵的工作频率高于将气体送往油箱时抽气用电动泵的工作频率。
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