CN217950558U - 一种适用于cat3306发动机的燃油系统 - Google Patents

一种适用于cat3306发动机的燃油系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及发动机的燃油系统技术领域,特别是涉及一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,包括通过多段油管依次连接的用于储存柴油的燃油箱、用于通过柴油的粗滤装置、用于对柴油进行精滤的精滤器、用于抽取柴油的燃油泵、用于向CAT发动机的汽缸内喷出柴油的喷油器,粗滤装置与精滤器之间还设有油水分离装置,油水分离装置包括本体和可拆卸的设置在本体下部的油水分离体,油水分离体内设有用于过滤水分的油水分离滤芯和用于排水的排水阀,油水分离滤芯采用可阻挡水分通过的超疏水亲油材料制成,精滤器对杂质的过滤精度为1‑2.5微米。通过油水分离装置去除柴油中的水分,避免水分进入汽缸内燃烧,大幅降低尾气排放,使得这款老旧发动机更加环保。

Description

一种适用于CAT3306发动机的燃油系统
技术领域
本申请涉及发动机技术领域,具体涉及一种适用于CAT3306发动机的燃油系统。
背景技术
CAT3306发动机是一款用于卡特皮勒挖掘机、平地机等工程机械动力的发动机,该发动机在各种施工现场使用非常广泛,附图1示出了CAT3306发动机的燃油系统,从左至右依次为燃油箱、粗滤器、精滤器、燃油泵、喷油器。经过在施工现场长期的实际使用、观测分析和研究,我们发现该发动机的燃油系统存在缺陷,由于长期在野外的各种气候下工作,柴油中会产生一定的水分,而该发动机的燃油系统未设置油水分离器及排水阀,燃油中的水分无法排除,被强制输入发动机汽缸内燃烧,油水混合致使柴油在发动机汽缸内燃烧不充分,除了产生二氧化碳和水,还会生成一氧化碳、白色烟尘和氮氧化物,其中,氮氧化物包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等,这些氮氧化物遇光、湿或热就会在施工现场反应混合生成硝烟,不仅具有一定程度的毒性,容易对施工人员的身体带来伤害,尾气排放污染严重,也对环境造成了严重的污染。此外,除了缸内燃油燃烧不充分排放增加污染外,油质长期含水还容易对喷油泵、喷油器柱塞等精细配件造成拉伤、锈蚀等损害,从而使该发动机产生机械故障,提高设备维护保养成本,降低CAT3306发动机的使用寿命。因此,非常有必要对CAT3306发动机现有的燃油系统进行改进和优化。
发明内容
本申请旨在解决CAT3306发动机现有的燃油系统尾气排放污染严重,容易对喷油泵、喷油器柱塞等精细配件造成拉伤、锈蚀等损害,从而使该发动机产生机械故障的问题。
为了解决上述技术问题,本申请采取的技术方案为:
一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,包括通过多段油管依次连接的用于储存柴油的燃油箱、用于通过柴油的粗滤装置、用于对柴油进行精滤的精滤器、用于抽取柴油的燃油泵、用于向CAT发动机的汽缸内喷出柴油的喷油器,所述粗滤装置与所述精滤器之间还设有油水分离装置,所述油水分离装置包括本体和可拆卸的设置在所述本体下部的油水分离体,所述油水分离体内设有用于过滤水分的油水分离滤芯和用于排水的排水阀,所述油水分离滤芯采用可阻挡水分通过的超疏水亲油材料制成,所述精滤器对杂质的过滤精度为1-2.5微米。
进一步的,所述油水分离体包括内壳体和套设于所述内壳体外用于储存分离出的水分的透明观察杯,所述内壳体和透明观察杯均通过螺纹连接在所述本体上,所述油水分离滤芯置于所述内壳体内,所述内壳体底部设有出水孔,所述排水阀位于所述透明观察杯底部;所述本体上设有连通油水分离滤芯与内壳体之间的空间的进油通道和连通油水分离滤芯内部空间的出油通道。
进一步的,所述透明观察杯底部中心设有排水孔,所述排水阀包括从里侧覆盖住所述排水孔的阀板和与所述阀板一体连接并穿过所述排水孔的阀杆,所述阀板上连接有弹簧,所述内壳体底部中心设有弹簧导柱,所述弹簧上部套设于所述弹簧导柱上。
进一步的,所述透明观察杯外表面设有纵向的容积刻度线,并标注有容积数值。
进一步的,所述粗滤装置为拆除滤网的不具备过滤功能的粗滤器,所述油水分离滤芯与所述内壳体之间还设有初级滤芯,所述出水孔设置在油水分离滤芯与初级滤芯之间的内壳体底部,所述初级滤芯对杂质的过滤精度为10-20微米。
进一步的,所述燃油箱与粗滤装置之间还设有初级泵,所述精滤器与燃油泵之间还设有净油箱。
与现有技术相比,本申请的有益效果为:
1、通过在CAT3306发动机原有的燃油系统的基础上增加了油水分离装置,通过油水分离装置去除柴油中的水分,从而避免水分输入CAT3306发动机的汽缸内燃烧,防止因为油水混合而导致的柴油燃烧不充分,而生成一氧化碳、白色烟尘和氮氧化物,避免对施工人员的身体造成伤害,大幅降低尾气排放,消除氮氧化物对环境的污染,使得这款老旧的发动机更加环保;
2、解决了油质长期含水量高的问题,进而解决了含水油质容易使喷油泵、喷油器柱塞等精细配件易造成拉伤、锈蚀的问题;从而降低CAT3306发动机产生机械故障的概率;
3、通过将精滤器对杂质的过滤精度提升至1-2.5微米,相较于CAT3306发动机原有的精滤器过滤精度大幅提升,从而可以大幅提升最终喷入汽缸的柴油的洁净度,燃油更纯净,系统更稳定,进一步保护汽缸,降低设备维护保养成本,提升CAT3306发动机的使用寿命。
附图说明
图1是CAT3306发动机现有的燃油系统示意图;
图2是本申请改进后的CAT3306发动机的燃油系统示意图;
图3是本申请改进后的CAT3306发动机的燃油系统中油水分离装置的结构示意图;
图4是本申请一个实施例中油水分离装置的结构示意图;
图5是本申请一个实施例的CAT3306发动机的燃油系统示意图。
具体实施方式
下面对本申请的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本申请,但并不构成对本申请的限定。此外,下面所描述的本申请各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图2-3,本实施例提供一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,包括通过多段油管依次连接的用于储存柴油的燃油箱100、用于通过柴油的粗滤装置200、用于对柴油进行精滤的精滤器300、用于抽取柴油的燃油泵400、用于向CAT3306发动机的汽缸600内喷出柴油的喷油器500,粗滤装置200与精滤器300之间还设有油水分离装置700,油水分离装置700包括本体710和可拆卸的设置在本体710下部的油水分离体720,油水分离体720内设有用于过滤水分的油水分离滤芯730和用于排水的排水阀740,油水分离滤芯730采用可阻挡水分通过的超疏水亲油材料制成,精滤器300对杂质的过滤精度为2微米。
本实施例只在CAT3306发动机原有的燃油系统的基础上增加了油水分离装置700,整个燃油系统仍然是依靠燃油泵400的动力来运转,抽油时,柴油从燃油箱100中抽出,先经过粗滤装置200进行初级过滤,滤除较大的杂质后,通过油水分离装置700去除柴油中的水分,再通过精滤器300进一步过滤杂质,经过这样处理后,柴油中的水分被去除,从而避免水分输入CAT3306发动机的汽缸600内燃烧,防止因为油水混合而导致的柴油燃烧不充分,而生成一氧化碳、白色烟尘和氮氧化物,消除了氮氧化物对环境的污染,大幅降低尾气排放,使得这款老旧的发动机更加环保;同时,解决了油质长期含水量高的问题,也就解决了含水油质容易使喷油泵、喷油器柱塞等精细配件易造成拉伤、锈蚀的问题,从而降低CAT3306发动机产生机械故障的概率。
且由于本实施例中油水分离装置700的油水分离滤芯730采用可阻挡水分通过的超疏水亲油材料制成,可以有效的阻挡水分而允许油分通过,从而快速的实现油水分离,分离出的水分集中至油水分离体720后可通过排水阀740排出;为了保障分离效果,油水分离滤芯730可设置成多层结构,通过采用超疏水亲油材料制成油水分离滤芯730,油水分离效率最高可达到95%以上。具体的,超疏水亲油材料可以选用现有的成熟材料,这些材料已有大量文献公开,例如超疏水亲油纳米纤维过滤材料(CN112354377A)等,可以直接选用,故在此不做赘述。
具体的,本实施例中的油水分离体720包括内壳体721和套设于内壳体721外用于储存分离出的水分的透明观察杯722,内壳体721和透明观察杯722均通过螺纹连接在本体710上,油水分离滤芯730置于内壳体721内,内壳体721底部设有出水孔723,排水阀740位于透明观察杯722底部;本体710上设有连通油水分离滤芯730与内壳体721之间的空间的进油通道711和连通油水分离滤芯730内部空间的出油通道712。其实现油水分离的原理为:带有水滴的柴油通过进油通道711进入到内壳体721内,在向油水分离滤芯730内渗透的过程中,柴油中的水分无法穿透油水分离滤芯730,而留在油水分离滤芯730外侧,而油分则渗透到油水分离滤芯730内侧,进而通过出油通道712流出,继续经由精滤器300过滤后,通过喷油器500喷入到CAT3306发动机的汽缸600内进行缸内燃烧。而无法穿透油水分离滤芯730的水分在聚集成水滴后,从出水孔723流出,进入透明观察杯722内,由于水比油重,且水也无法穿透油水分离滤芯730,因而会自然沉积在透明观察杯722内,从而可以定期打开透明观察杯722底部的排水阀740,排出沉积的水分。
此外,本实施例还将精滤器300对杂质的过滤精度提升至2微米,相较于CAT3306发动机原有的精滤器过滤精度大幅提升,从而可以过滤掉剩余的粒径在2微米以上的杂质,大幅提升最终喷入汽缸的柴油的洁净度,燃油更纯净,系统更稳定,进一步保护汽缸,降低设备维护保养成本,提升CAT3306发动机的使用寿命。
在一个实施例中,透明观察杯722底部中心设有排水孔724,排水阀740包括从里侧覆盖住排水孔724的阀板741和与阀板741一体连接并穿过排水孔724的阀杆742,阀板741上连接有弹簧743,内壳体721底部中心设有弹簧导柱725,弹簧743上部套设于弹簧导柱725上。其中,阀杆742的直径小于排水孔724的,这样在排水时,向上按压阀杆下端,阀板741上移,敞开排水孔724,开始排水,此时弹簧743压缩,排水完毕后,松开阀杆,弹簧回弹,将阀板弹回覆盖住排水孔724的状态。这样的排水阀结构简单,操作简便,为了便于排水,还可在透明观察杯722外表面设置纵向的容积刻度线,并标注容积数值,以便于观察。
参照图4,在一个实施例中,粗滤装置200为拆除滤网的不具备过滤功能的粗滤器,油水分离滤芯730与内壳体721之间还设有初级滤芯750,出水孔723设置在油水分离滤芯730与初级滤芯750之间的内壳体721底部,初级滤芯750对杂质的过滤精度为15微米。本实施例将原燃油系统粗滤装置200中的滤网拆除,将其作为一个只传输燃油的通道,取消粗滤功能,而在油水分离装置700内增加一个初级滤芯750,使油水分离装置700具备油水分离功能、排水功能、过滤功能,增加对油质的过滤和分离水分,然后定期更换油水分离装置700内的两组滤芯即可;为了提高集成度,还可将初级滤芯750与油水分离滤芯730集成为一体,以便于更换。
参照图5,在一些实施例中,为了保证柴油处理的压力,在燃油箱100与粗滤装置200之间还设有初级泵800,精滤器300与燃油泵400之间还设有净油箱900,通过初级泵800抽油来进行粗滤、油水分离和精滤处理,处理后进入净油箱900,净油箱900作为一个过渡油箱,燃油泵400从净油箱900内抽油,以保证燃油压力。
以上结合附图对本申请的实施方式作了详细说明,但本申请不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本申请原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,包括通过多段油管依次连接的用于储存柴油的燃油箱(100)、用于通过柴油的粗滤装置(200)、用于对柴油进行精滤的精滤器(300)、用于抽取柴油的燃油泵(400)、用于向CAT3306发动机的汽缸(600)内喷出柴油的喷油器(500),其特征在于:所述粗滤装置(200)与所述精滤器(300)之间还设有油水分离装置(700),所述油水分离装置(700)包括本体(710)和可拆卸的设置在所述本体(710)下部的油水分离体(720),所述油水分离体(720)内设有用于过滤水分的油水分离滤芯(730)和用于排水的排水阀(740),所述油水分离滤芯(730)采用可阻挡水分通过的超疏水亲油材料制成,所述精滤器(300)对杂质的过滤精度为1-2.5微米。
2.根据权利要求1所述的一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,其特征在于,所述油水分离体(720)包括内壳体(721)和套设于所述内壳体(721)外用于储存分离出的水分的透明观察杯(722),所述内壳体(721)和透明观察杯(722)均通过螺纹连接在所述本体(710)上,所述油水分离滤芯(730)置于所述内壳体(721)内,所述内壳体(721)底部设有出水孔(723),所述排水阀(740)位于所述透明观察杯(722)底部;所述本体(710)上设有连通油水分离滤芯(730)与内壳体(721)之间的空间的进油通道(711)和连通油水分离滤芯(730)内部空间的出油通道(712)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,其特征在于,所述透明观察杯(722)底部中心设有排水孔(724),所述排水阀(740)包括从里侧覆盖住所述排水孔(724)的阀板(741)和与所述阀板(741)一体连接并穿过所述排水孔(724)的阀杆(742),所述阀板(741)上连接有弹簧(743),所述内壳体(721)底部中心设有弹簧导柱(725),所述弹簧(743)上部套设于所述弹簧导柱(725)上。
4.根据权利要求2所述的一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,其特征在于,所述透明观察杯(722)外表面设有纵向的容积刻度线,并标注有容积数值。
5.根据权利要求2所述的一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,其特征在于,所述粗滤装置(200)为拆除滤网的不具备过滤功能的粗滤器,所述油水分离滤芯(730)与所述内壳体(721)之间还设有初级滤芯(750),所述出水孔(723)设置在油水分离滤芯(730)与初级滤芯(750)之间的内壳体(721)底部,所述初级滤芯(750)对杂质的过滤精度为10-20微米。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种适用于CAT3306发动机的燃油系统,其特征在于,所述燃油箱(100)与粗滤装置(200)之间还设有初级泵(800),所述精滤器(300)与燃油泵(400)之间还设有净油箱(900)。
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