CN1904343B - 一种低压供油回路的汽液分离器 - Google Patents

一种低压供油回路的汽液分离器 Download PDF

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Abstract

一种低压供油回路的汽液分离器，其包括一个具有一定容积的汽液分离室(22)，出油口(17)、回油口(10)和排汽口(8)，排汽口(8)位于汽液分离室(22)之上部并高于回油口(10)所在的位置，通向油箱(1)液面的上方，回油口(10)高于出油口(17)所在的位置，汽液分离室(22)中的燃油从出油口(17)流出，在供油回路中以特定的方向流动，途经串联在供油回路上的燃油喷射装置(23)，然后从回油口(10)回到汽液分离室(22)，其中汽相成分通过排汽口(8)排到油箱(1)中，汽液分离室(22)还包括一个进油口(11)，进油口(11)连接油箱(1)，以补充所述供油回路中的燃油消耗。

Description

一种低压供油回路的汽液分离器
技术领域
本发明涉及发动机(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器。
背景技术
由于商业汽油中含有的低沸点成分，这些成分在常压和略高于气温的条件下回蒸发，产生大量的气泡。汽油的这种特性对于具有低压供油回路的发动机燃油供给系统造成了极大的危害。这种低压供油回路适用于脉冲式电子燃油喷射装置(中国发明专利CN1133810C)，在小型发动机的缸内和缸外电子燃油喷射系统中正得到越来越广泛得应用。为了避免燃油蒸汽对电子喷射装置工作的干扰，在低压供油回路中就需要一种不断地排出气泡的汽液分离器。
燃油蒸汽对这种脉冲式电子燃油喷射装置的干扰主要表现在影响正常工作和热车启动困难。为了有效快速地排出汽泡，申请人在中国专利申请200410089253.7进一步提出了一种新型脉冲式电子燃油喷射装置结构，它能够在正常喷油的同时，在低压回路中产生一个持续定向的回流流动。脉冲式电子燃油喷射装置中的燃油蒸汽被及时地排到体外的低压供油回路中，这种低压燃油回路则需要一种具有特殊结构的汽液分离器，再进一步将燃油蒸汽从这个低压供油回路排出。
发明内容
本发明之目的是提供一种汽液分离器，它应用于具有低压供油回路的脉冲式电子燃油喷射系统中，能有效、及时地将燃油蒸汽从低压供油回路中排出。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种汽液分离器，串联于含有燃油喷射装置的供油回路中，其包括出油口、回油口和排汽口，所述供油回路中的燃油消耗由油箱中的燃油补充，排汽口通向油箱液面的上方，其特征在于：所述汽液分离器还包含一个具有一定容积的汽液分离室，排汽口位于汽液分离室之上部并高于回油口所在的位置，回油口高于出油口所在的位置，汽液分离室中的燃油从出油口流出，在所述供油回路中以特定的方向流动，途经燃油喷射装置，然后从回油口回到汽液分离室，其中汽相成分通过排汽口排到油箱中。
上述汽液分离器之进一步的改进方案是：在回油口和出油口之间，所述汽液分离室具有足够大的水平横截面积，以至于燃油在通过汽液分离室时，其流动对于气体(泡)朝向排汽口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，只有这样，气泡才能摆脱燃油流动的影响到达排汽口。
上述汽液分离器之汽液分离室还可以包括一个进油口，进油口连接油箱，以补充所述供油回路中的燃油消耗。它可以位于汽液分离室的上部，也可以在其下部。
一种简单的汽液分离室的形状大致为一个圆柱体。
对于大致为圆柱体汽液分离室，回油口布置在汽液分离室的直径方向，以避免在汽液分离室中产生漩流从而影响气泡排出。
对于大致为圆柱体汽液分离室，另一种汽液分离室的结构特征是：回油口沿汽液分离室的水平切向布置以产生漩流，排汽口布置在汽液分离室的垂直轴线附近，出油口则偏离汽液分离室的轴线布置。所述结构利用漩流将汽液分离的原理，将气体锁定在汽液分离室的轴线附近，防止其由出油口进入供油回路中。
另一种汽液分离室由上室和下室两部分组成，两室之间由通道连接，其中排汽口和回油口位于上室，而出油口位于下室。所述两室(或者多室)结构能够减弱两室之间的热交换，使得下室保持较低的温度。
在汽液分离室与燃油喷射装置之间可以串连一个回流泵，以促进原有供油回路中燃油的循环流动。所述回流泵并非连续工作，通常仅仅在燃油温度过高时工作。
也可以在进油口处设置一个燃油泵，从而使得燃油连同气泡一起被从排汽口挤出，所述燃油泵通常仅仅在燃油温度过高时工作。
上述汽液分离器设有燃油过滤器，在进油口的前端至少设置一个过滤装置，燃油必须经过所述过滤装置才能进入汽液分离室。
上述过滤器之一种结构是：包含上过滤和下过滤，它们通过一个手动开关与进油口连接，手动开关为一个多位开关：其一位用于切断下过滤，连通上过滤；再一位同时连通下过滤和上过滤，剩下一位切断进入汽液分离室的燃油通道。
另一种过滤器的布置方案是：通过一个真空开关与进油口连接。真空开关的真空度来自于发动机的进气道。
上述两种方案的任一种之进一步的改进是：在进油口处设置有一个位于汽液分离室内的过滤装置。
上述过滤装置可设置为可更换滤芯之过滤装置。
为了增大汽液分离室的容积和便于安装，汽液分离室可以为一个具有一定长度的油管与设有出油口、回油口、排汽口和进油口的两个端头所形成的空间。
附图说明
图1为本发明的燃油汽液分离器的结构原理图。
图2为本发明的燃油汽液分离器在电子燃油喷射系统中的一种应用。
图3为本发明的燃油汽液分离器在电子燃油喷射系统中的另一种应用。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明所述装置。
图1为本发明的燃油汽液分离器的结构原理图。图2为本发明的燃油汽液分离器在电子燃油喷射系统中的一种应用。
如图1和图2所示，这种燃油汽液分离器具有置于油箱内的过滤装置3和4、汽液分离室22、
置于汽液分离室内的过滤装置12、连接上述过滤装置的油管5和6、置于连接油管上的燃油开关7、汽液分离室上的燃油进口11、汽液分离室上的燃油出口17、汽液分离室上的燃油回口10、汽液分离室上的排汽口8、设置在油箱内部的蒸汽排出管2。
设置在油箱内部的蒸汽排出管2上端开口于油箱内燃油上方空间内，下端与汽液分离室上的排汽口8相连。蒸汽排出管2可以是一从下开口端逐渐抬高到上开口端固定形状金属管，也可以是固定在油箱上的一断竖直金属管通过用固定件固定为某一形状的软管与汽液分离室上的排汽口8相连。
蒸汽排出管2上端可以开口于油箱内燃油上方空间内，也可以开口于环境大气中。
进油口11前端设有的过滤装置包含上过滤和下过滤，它们通过一个手动开关与进油口11连接，置于油箱内，如图2过滤装置3和4平行放置，过滤装置3的位置高于过滤装置4，当燃油低于水平面h时，只能通过过滤装置4流出。
过滤装置3和4都能够从油箱内取出，便于更换过滤网。
置于连接油管上的燃油开关7是一个多位开关：其一位用于切断下过滤，连通上过滤；再一位同时连通下过滤和上过滤，剩下一位切断进入汽液分离室的燃油通道。即旋到一位可以使汽液分离室22只和过滤装置3连通；二位是使汽液分离室22只和过滤装置4连通；三位是使汽液分离室22与过滤装置3和过滤装置4都断开，过滤装置3和过滤装置4连通。燃油较多时燃油开关7使用一位位置，作为正常开通使用。当燃油低于水平面h时，燃油开关7使用二位位置，使用备用燃油，作为备用开通使用。关闭燃油开关7时，使用三位位置。
过滤装置12插接置于汽液分离室22内，插接处用橡胶O圈密封，燃油必须通过过滤装置12进入汽液分离室22，过滤装置12下面由处于汽液分离室22下部空间c中的肋片15支撑定位。汽液分离室22的壳体由上部分9和下部分16通过螺纹连接构成，连接处同样具有密封装置。肋片15与汽液分离室下部分壳体16制成一体。
过滤装置12也可以更换，旋开带有支撑肋片15的汽液分离室下部分壳体16，取下旧过滤装置，把带有密封橡胶O圈的新过滤装置插接到汽液分离室上的燃油回口10上，旋紧带有支撑肋片15的汽液分离室下部分壳体16，和汽液分离室上的燃油回口10一起，支撑肋片15恰好支撑固定好过滤装置12。
汽液分离室22、置于汽液分离室内的过滤装置12、汽液分离室上的燃油进口11、汽液分离室上的燃油出口17、汽液分离室上的燃油回口10、汽液分离室上的排汽口8构成本发明提供的燃油汽液分离器，或通过螺纹固定在油箱底部，也可以单独串联在安装在油箱1上的燃油开关7和喷油器23之间形成一低压供油回路。
在汽液分离室22与燃油喷射装置23之间亦可串连一个回流泵31，以促进原有供油回路中燃油的循环流动。
汽液分离室上的燃油进口11低于置于连接油管上的燃油开关7，一般它们被布置在一起距离非常接近；喷油器23的进油口21低于汽液分离室上的燃油出口17，它们由进油管18连接；喷油器23的回油口20低于汽液分离室上的燃油回口10，它们由进油管19连接；汽液分离室上的排汽口8低于蒸汽排出管2的上部开口端，它们由蒸汽排出管2连接。上述四对连接的连接部分均保持由低到高的平滑过渡。
如图2所示，当燃油高于水平面h时，燃油通过置于油箱内的过滤装置3过滤后，进入连接油管6中，再通过使用一位位置的燃油开关7和置于汽液分离室内的过滤装置12，到达汽液分离室22的下部空间c中。不带蒸汽的燃油由汽液分离室底部的燃油出口17、进油管18和喷油器进油口21进入喷油器，喷油器工作把一部分燃油喷射出去，工作过程中会产生热量而使处在喷油器燃油通道内的部分燃油汽化，喷油器23把带有蒸汽燃油沿回油口20、回油管19和汽液分离室上的燃油回口10输送到汽液分离室22内。
不管喷油器23是否工作，喷油器23内的燃油通道、进油管18、回油管19和汽液分离室22中的燃油蒸汽都会在燃油压力下自然的排到汽液分离室22中。从燃油的进出口到汽液分离室22空腔内，由于容积扩大，因此到达汽液分离室22空腔内带有蒸汽的燃油会进行汽液分离，蒸汽会集中在汽液分离室22中的上部空间b中，同时沿汽液分离室上的排汽口8和设置在油箱内部的蒸汽排出管2排到油箱内或大气中。不带蒸汽的燃油会集中在汽液分离室22中的下部空间c中，充满底部空间，通过进油管再次进入下一个喷射循环。
当燃油低于水平面h时，燃油开关7转换到二位位置，燃油只能通过置于油箱内的过滤装置4过滤后，进入连接油管5中，再通过置于汽液分离室内的过滤装置12，到达汽液分离室22的下部空间c中，进行上述燃油高于水平面h时同样的工作循环。
燃油喷射系统初次使用或者因特殊原因造成燃油供油油路中混有其他气体(如：空气)，汽液分离器会起到相同的作用。
上述蒸汽的排出过程中，由于带有蒸汽的燃油不断远离热源(发动机和喷油器)，在排出过程中被冷却，部分燃油蒸汽会液化成燃油液体状态。
图3为本发明的燃油汽液分离器在电子燃油喷射系统中的另一种应用。
汽液分离器进油口11前端的过滤装置为过滤装置4，置于油箱1内。
燃油开关7为利用发动机进气管处的真空度来操纵打开的阀，发动机转动时进气管因空气流动而压力下降，燃油开关7内的膜片在真空吸引下动作，打开燃油开关，导通置于油箱内的过滤装置4和置于汽液分离室内的过滤装置12，发动机停止转动时，燃油开关关闭。
汽液分离室22被分隔为上室22a和下室22b，两室之间由通道22c连接，汽液分离器的排汽口8和回油口10位于上室22a，而出油口17位于下室22b，可以使得下室保持较低的温度，为喷油器23提供低温燃油。
同时在进油口11处设置一燃油泵32，燃油温度过高时开启，将燃油连通气泡一起被从排汽口8挤出，以保障电子燃油喷射系统的正常工作。

Claims (14)

1.一种低压供油回路的汽液分离器，其包括出油口(17)、回油口(10)和排汽口(8)，所述的供油回路串联有燃油喷射装置(23)，燃油喷射装置(23)的燃油消耗由油箱(1)中的燃油补充，排汽口(8)通向油箱(1)液面的上方，其特征在于：所述汽液分离器还包含一个具有一定容积的汽液分离室(22)，排汽口(8)位于汽液分离室(22)之上部并高于回油口(10)所在的位置，回油口(10)高于出油口(17)所在的位置，汽液分离室(22)中的燃油从出油口(17)流出，在所述供油回路中以特定的方向流动，途经燃油喷射装置(23)，然后从回油口(10)回到汽液分离室(22)，其中汽相成分通过排汽口(8)排到油箱(1)中，汽液分离室(22)还包括一个进油口(11)，进油口(11)连接油箱(1)，以补充所述供油回路中的燃油消耗。
2.如权利要求1所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：在回油口(10)和出油口(17)之间，所述汽液分离室(22)具有足够大的水平横截面积，以至于燃油在通过汽液分离室(22)时，其流动对于气泡朝向排汽口(8)的上浮运动影响不大。
3.如权利要求1所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：汽液分离室(22)大致为一个圆柱体。
4.如权利要求3所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：回油口(10)布置在汽液分离室(22)的直径方向，以避免在汽液分离室(22)中产生漩流。
5.如权利要求3所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：回油口(10)沿汽液分离室(22)的水平切向布置以产生漩流，排汽口(8)布置在汽液分离室(22)的垂直轴线附近，出油口(17)则偏离汽液分离室(22)的轴线布置。
6.如权利要求1所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：汽液分离室(22)由上室(22a)和下室(22b)组成，两室之间由通道(22c)连接，其中排汽口(8)和回油口(10)位于上室(22a)，出油口(17)位于下室(22b)。
7.如权利要求3-6之一项所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：在汽液分离室(22)与燃油喷射装置(23)之间串连一个回流泵(31)，以促进原有供油回路中燃油的循环流动。
8.如权利要求3-6之一项所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：在进油口(11)处设置一个燃油泵(32)，从而使得燃油连同气泡一起被从排汽口(8)挤出。
9.如权利要求3-6之一项所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：在进油口(11)的前端设置至少一个过滤装置，燃油必须经过所述过滤装置才能进入汽液分离室(22)。
10.如权利要求9所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：所述过滤装置包含上过滤(3)和下过滤(4)，它们通过一个燃油开关(7)与进油口(11)连接，燃油开关(7)为一个多位开关：其一位用于切断下过滤(4)，连通上过滤(3)；再一位同时连通下过滤(4)和上过滤(3)，剩下一位切断进入汽液分离室(22)的燃油通道。
11.如权利要求10所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：所述过滤器通过一个真空开关与进油口(11)连接。
12.如权利要求10或者11所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：在进油口(11)处设置有一个位于汽液分离室(22)内的过滤装置(12)。
13.如权利要求12所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：所述汽液分离器其内的过滤装置为可更换滤芯之过滤装置。
14.如权利要求1所述低压供油回路的汽液分离器，其特征在于：汽液分离室(22)为一个具有一定长度的油管与设有出油口(17)、回油口(10)、排汽口(8)和进油口(11)的两个端头所形成的空间。
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Patentee before: Zhejiang FAI Electronics Co., Ltd.

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