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Hintergrund
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation und insbesondere einen mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation, bei welchem ein Dieselkraftstofffilter und eine Kraftstoffpumpe eines Fahrzeugkraftstoffsystems kombiniert sind, wodurch die Sicherheit im Fall einer Kollision und die Zuverlässigkeit der Kraftstoffzufuhr beim Fahren auf einer geneigten Straße verbessert werden.
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(b) Hintergrundtechnik
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Im Allgemeinen wird ein Dieselverbrennungsmotor für industrielle Maschinen, Schiffe, Fahrzeuge, etc. aufgrund der hohen thermischen Effizienz und niedriger Kraftstoffkosten weitverbreitet verwendet. Eine Forschung bezüglich Kraftstoffeinspritzung und Verbrennungsmotorrotation wurde durchgeführt und die Forschung führt zur Entwicklung von verbesserten Dieselverbrennungsmotoren, welche eine erhöhte Ausgangsleistungsfähigkeit und verringerte Abgase haben. Der Anwendungsbereich und das Anwendungsziel von verbesserten Dieselverbrennungsmotoren erweitern sich dadurch.
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Dieselkraftstoff, welcher als ein Kraftstoff eines Dieselverbrennungsmotors verwendet wird, enthält ferner eine wesentliche Menge an Verunreinigungen und Wasser. Deshalb ist ein Filtervorgang zum Entfernen von Verunreinigungen und Wasser erforderlich und wird ein Kraftstofffilter, welcher den Filtervorgang durchführt, verwendet. Ein Kraftstoffzufuhrsystem eines Dieselfahrzeugs weist beispielsweise einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe, einen Kraftstofffilter, eine Einspritzpumpe, eine Einspritzdüse, etc. auf. Das Kraftstoffzufuhrsystem führt eine Reihe von Vorgängen des Filterns des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank, des Förderns des Kraftstoffs an die Einspritzpumpe einer Verbrennungsmotoreinheit, des Einstellens der Menge und der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Betriebszustand der Verbrennungsmotoreinheit und des Einspritzens des Kraftstoffs in eine Brennkammer durch die Einspritzdüse durch.
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In vielen Fällen ist ein bei einem Dieselverbrennungsmotor verwendeter Kraftstofffilter an einem Armaturenträger (bzw. Armaturenbrett) oder einem Federbeingehäuse innerhalb eines Verbrennungsmotorraums eines Fahrzeugs montiert. Indem relativ kompakte Fahrzeuge am Markt eingeführt werden und jüngst entwickelte Fahrzeuge gestaltet werden, um den Insassenkomfort in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu verbessern, verringert sich allmählich der verfügbare Raum in einem Verbrennungsmotorraum und verringert sich folglich allmählich der Raum zum Montieren eines Kraftstofffilters in einem Verbrennungsmotorraum. So wie sich der Spalt zwischen einem Kraftstofffilter und umgebenden Komponenten verringert, ist es insbesondere wahrscheinlich, dass ein Kraftstofffilter durch einen Aufprall (z.B. einen Stoß), welcher im Fall einer Fahrzeugkollision direkt darauf aufgebracht wird, beschädigt wird, was eine Kraftstoffleckage aus dem Kraftstofffilter und sogar die ernste Gefahr eines Feuers oder einer Explosion verursachen kann. Die Ergebnisse des nordamerikanischen Dieselfahrzeug-Crashtests mit geringer Überlappung zeigen beispielsweise die Abtrennung von Rädern, das Versagen einer A-Säule, die Abtrennung von Türen und eine Dieselkraftstoffleckage aus einem Dieselfilter, was einer ernsthaften Beschädigung an Sicherheitskomponenten in einem Verbrennungsmotorraum zugeordnet werden kann. Folglich ist ein fundamentalerer Ansatz zum Verhindern der Probleme, welche mit einem Kraftstofffilter in Verbindung stehen, erforderlich.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und können deshalb Informationen beinhalten, welche nicht den Stand der Technik, der dem Fachmann in diesem Land schon bekannt ist, bilden.
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Erläuterung
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Die vorliegende Erfindung schafft einen mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation für ein Dieselkraftstoffsystem eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs), welcher eine innovative Struktur hat, bei welcher ein Kraftstofffilter zum Entfernen von Wasser und Staub, und eine Kraftstoffpumpe zum Zuführen eines Kraftstoffs kombiniert sind und in einem Kraftstofftank angebracht sind, wodurch eine Kraftstofffilterbeschädigung verhindert wird und eine Sicherheit im Fall einer Fahrzeugkollision sichergestellt wird und ferner die Erfordernisse des nordamerikanischen Dieselfahrzeug-Crashtests mit geringer Überlappung erfüllt werden.
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Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation zu schaffen, welcher eine Einheit zum Sammeln von aus Kraftstoff ausgefilterten Wasser, eine Einheit zum Erfassen (bzw. Detektieren) des gesammelten Wassers und Übertragen eines Warnsignals, welches eine Entfernung des Wassers (bzw. eine Entwässerung) anzeigt, und eine Strömungskanal-Umschalteinheit zum Ermöglich eines Wasserentfernungsvorgangs aufweisen kann, wodurch Wasser zu einer geeigneten Zeit entfernt wird und ferner die Leistungsfähigkeit eines einen Dieselkraftstofffilter aufweisenden Dieselkraftstoffsystems verbessert wird.
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In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation bereit, welcher aufweisen kann: ein Filtermodul, welches einen Kraftstoffeinlass, einen Kraftstoffauslass und eine Mehrzahl von Filterpapieren (bzw. Filterelementen) aufweist, wobei das Filtermodul in einem Behältertopf angebracht ist, und ein Pumpenmodul, welches eine Kraftstoffansaugöffnung, die mit einem Innenraum des Behältertopfs in Verbindung steht (bzw. kommuniziert), und eine Kraftstoffauslassöffnung, die mit dem Kraftstoffeinlass in Verbindung steht (bzw. kommuniziert), aufweist, wobei das Pumpenmodul in dem Filtermodul angebracht ist, und wobei das Pumpenmodul und das Filtermodul miteinander kombiniert sind und in einem Kraftstofftank angebracht sind.
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In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Filtermodul ferner aufweisen: eine siebförmige (z.B. gitterförmig, insbesondere lochgitterförmige) Filterführung, ein primäres Filterpapier und ein sekundäres Filterpapier zum Filtern von Kraftstoff, und ein Außengehäuse (bzw. äußeres Gehäuses), welches durch eine obere Filterabdeckung und eine untere Filterabdeckung abgedeckt ist, wobei die Filterführung, das sekundäre Filterpapier, das primäre Filterpapier und das Außengehäuse konzentrisch und von innen nach außen nacheinander angeordnet sind (insbesondere in der genannten Reihenfolge).
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation ferner aufweisen: ein Wassersammelmodul, welches dazu eingerichtet ist, aus dem Kraftstoff ausgefiltertes Wasser zu sammeln (bzw. aufzufangen), wobei das Wassersammelmodul einen Wasserausgeber (z.B. einen Wasserverteiler) und einen Wasserspeichertopf, welche nacheinander mit einem unteren Ende des Filtermoduls verbunden sind, ein Wasserdurchflussrohr bzw. Wasserströmungsrohr, welches mit einer ersten Seite des Wasserspeichertopfs verbunden ist und sich nach oben erstreckt, und einen Wassersensor aufweist, welcher in dem Wasserspeichertopf angebracht ist, um eine Wassermenge zu erfassen (bzw. zu detektieren).
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In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation ferner aufweisen: eine Mehrzahl von Wasserrückflussverhinderungsventilen (bzw. Ventilen zum Verhindern eines Wasserrückflusses), welche in Wasserauslässen des Wasserausgebers angebracht sind, wobei jedes von den Wasserrückflussverhinderungsventilen ein Gehäuse, welches eine in einem oberen Abschnitt davon (bzw. des Gehäuses) ausgebildete Wassereinströmöffnung, und eine in einem unteren Abschnitt davon (bzw. des Gehäuses) ausgebildete Wasserausströmöffnung aufweist, eine Ventilplatte (z.B. einen Ventilteller), welche in dem Gehäuse zum vertikalen Bewegen angebracht ist (bzw. so angebracht ist, dass sie vertikal bewegbar ist), um die Wassereinströmöffnung zu öffnen und zu schließen, und eine Feder, welche in dem Gehäuse angebracht ist, um die Ventilplatte nach oben hin elastisch abzustützen (z.B. in dem Gehäuse so angebracht ist, dass sie die Ventilplatte elastisch nach oben hin vorspannt), aufweist.
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In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation ferner einen Nebenbehältertopf (bzw. Zusatzbehältertopf) aufweisen, welcher an einem unteren Ende des Filtermoduls angebracht ist, um eine vorbestimmte Kraftstoffmenge zu bevorraten, und kann das Filtermodul ferner eine Mehrzahl von Positiver-Temperaturkoeffizient-Wärmeerzeugungselementen (bzw. Kaltleiter-Wärmeerzeugungselementen, kurz: PTC-Wärmeerzeugungselement) zum Erwärmen des Kraftstoffs aufweisen, wobei die PTC-Wärmeerzeugungselemente, welche (z.B. unmittelbar) benachbart zu der Kraftstoffauslassöffnung des Pumpenmoduls und dem Kraftstoffeinlass und dem Kraftstoffauslass des Filtermoduls angeordnet sind, an einer oberen Abdeckung (welche z.B. benachbart zu der Kraftstoffauslassöffnung des Pumpenmoduls und dem Kraftstoffeinlass und dem Kraftstoffauslass des Filtermoduls angeordnet sein kann) angebracht sind.
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In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation ferner aufweisen: ein Strömungskanal-Umschaltventil, welches dazu eingerichtet ist, selektiv einen Vorgang des Zuführens von Kraftstoff oder einen Vorgang des Entfernens (z.B. Auslassens) von Wasser (bzw. eine Entwässerung) durchzuführen, wobei das Strömungskanal-Umschaltventil ein Ventilgehäuse, welches zwei Einlässe, die jeweilig mit dem Kraftstoffauslass des Filtermoduls und dem Wasserdurchflussrohr des Wassersammelmoduls verbunden sind (z.B. ein Einlass mit dem Kraftstoffauslass des Filtermoduls und ein Einlass mit dem Wasserdurchflussrohr des Wassersammelmoduls), und einen Auslass, der mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, aufweist, einen Kolben, welcher in dem Ventilgehäuse angebracht ist und durch eine Feder abgestützt ist, um sich zu bewegen (bzw. um bewegbar zu sein) und selektiv die zwei Einlässe des Ventilgehäuses zu blockieren, und eine Magnet-Einrichtung (z.B. eine Elektromagnet-Einrichtung bzw. Solenoid-Einrichtung, beispielsweise eine Hubmagnet-Einrichtung) zum Betätigen des Kolbens aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, welche durch die beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche nachstehend lediglich zur Veranschaulichung angegeben sind und folglich nicht beschränkend für die Erfindung sind, und wobei:
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1A–1B Ansichten sind, welche einen mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen,
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2 und 3 Schnittansichten sind, welche den mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen,
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4 eine perspektivische Ansicht ist, welche ein Filtermodul des mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilters der nächsten Generation gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
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5 eine perspektivische Ansicht ist, welche ein PTC-Wärmeerzeugungselement darstellt, das an einer oberen Abdeckung des mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilters der nächsten Generation gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist,
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6 eine perspektivische Ansicht ist, welche ein Wasserrückflussverhinderungsventil des mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilters der nächsten Generation gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und
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7A–7B Ansichten sind, welche ein Strömungskanal-Umschaltventil des mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilters der nächsten Generation gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben. In den Figuren beziehen sich durchgehend durch zahlreiche Figuren der Zeichnungen Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug- ...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen einschließt und ferner Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Brennkraft-, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließt.
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Obwohl beispielhafte Ausführungsformen als eine Mehrzahl an Einheiten nutzend beschrieben werden, um die beispielhaften Vorgänge durchzuführen, ist es zu verstehen, dass die beispielhaften Vorgänge auch durch eine oder eine Mehrzahl an Modulen durchgeführt werden können. Es ist zusätzlich zu verstehen, dass sich der Begriff Steuereinrichtung / Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist dazu eingerichtet, die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell dazu eingerichtet, die Module auszuführen, um einen oder mehr Vorgänge, welche weiter unten beschrieben werden, durchzuführen.
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Die wie hierin verwendeten Singular-Formen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sind dazu gedacht, auch die Mehrzahlformen einzuschließen, außer der Kontext weist eindeutig auf etwas anderes hin. Ferner ist zu verstehen, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorliegen von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, und/oder Bauteilen spezifizieren, jedoch nicht die Anwesenheit oder das Hinzufügen von einem oder mehreren weiteren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, weist der Begriff “und/oder“ jede sowie alle Kombinationen von einem oder mehreren der dazugehörig aufgezählten Gegenstände auf.
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Wenn nicht besonders erwähnt oder aus dem Kontext naheliegend (z.B. nichts Gegenteiliges besonders erwähnt oder aus dem Kontext naheliegend ist), ist der hierin verwendete Begriff „etwa“ (bzw. „ungefähr“) als innerhalb einer normalen Toleranz in der Technik, z.B. innerhalb 2 Standardabweichungen vom Mittelwert, zu verstehen. „Etwa“ (bzw. „ungefähr“) kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, oder 0,01% vom genannten Wert verstanden werden. Wenn nicht anderweitig vom Kontext klargestellt, sind alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff „etwa“ (bzw. „ungefähr) modifiziert.
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Es wird nun nachstehend im Detail Bezug auf zahlreiche beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Abwandlungen und andere Ausführungsformen abzudecken, welche in dem Umfang der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, eingeschlossen sind.
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1A bis 3 sind eine perspektivische Ansicht und Schnittansichten, welche einen mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, und ist 4 eine perspektivische Ansicht, welche ein Filtermodul des mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilters der nächsten Generation gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, weist der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation eine Struktur auf, bei welcher ein Pumpenmodul und ein Filtermodul in eine einzige Anordnung (bzw. Einrichtung) kombiniert sein können, und die Anordnung aus Pumpenmodul und Filtermodul kann in einem Kraftstofftank angebracht sein. Der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation der vorliegenden Erfindung kann ein Filtermodul 14 aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, Kraftstoff zu filtern. Das Filtermodul 14 kann insbesondere dazu eingerichtet sein, Verunreinigungen aus dem Kraftstoff zu entfernen, und kann einen Kraftstoffeinlass 10, einen Kraftstoffauslass 11 und eine Mehrzahl von Filterpapieren (bzw. Filterelementen) 12 aufweisen. Das Filtermodul 14, welches in einem Behältertopf 13 untergebracht ist, kann in dem Kraftstofftank angebracht sein.
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Ferner kann das Filtermodul 14 eine siebförmige (z.B. gitterförmige, insbesondere lochgitterförmige) Filterführung 18, ein primäres Filterpapier 20 und ein sekundäres Filterpapier 19, welche aus einem nicht gewebten Fasermaterial (z.B. einem Filterpapier, einem Vliesmaterial, etc.) oder dergleichen hergestellt sind, um den Kraftstoff zu filtern, und ein Außengehäuse 23 aufweisen, welches durch eine obere Filterabdeckung 21 und eine untere Filterabdeckung 22 abgedeckt ist. Die Filterführung 18, das sekundäre Filterpapier 19, das primäre Filterpapier 20 und das Außengehäuse 23 können eine zylindrische Form haben und können konzentrisch und nacheinander von innen (Zentrumsabschnitt) nach außen (Außenseite bzw. äußere Umgebung) angeordnet sein, so dass sie um einen vorbestimmten Abstand voneinander im Abstand angeordnet sind.
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Die Filterführung 18 kann zum Beispiel benachbart zu dem Zentrumsabschnitt angeordnet sein, das sekundäre Filterpapier 19 und das primäre Filterpapier 20 können um die Filterführung 18 herum angeordnet sein, und das Außengehäuse 23 kann um das Filterpapier (bzw. die Filterpapiere) herum angeordnet sein. Das obere Ende und das untere Ende der Anordnung aus der Filterführung 18, dem sekundären Filterpapier 19, dem primären Filterpapier 20 und dem Außengehäuse 23 können durch die obere Filterabdeckung 21 und die untere Filterabdeckung 22 abgedeckt sein (z.B. das obere Ende durch die obere Filterabdeckung 21 und das untere Ende durch die untere Filterabdeckung 22).
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Die obere Filterabdeckung 21 und die untere Filterabdeckung 22 können eine Mehrzahl von Kraftstofföffnungen 34a und 34b aufweisen (z.B. die obere Filterabdeckung 21 die Kraftstofföffnungen 34a und die untere Filterabdeckung 22 die Kraftstofföffnungen 34b), welche entlang des Umfangs in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, so dass sie in einem vorbestimmten Abstand voneinander im Abstand angeordnet sind. Der Kraftstoff, welcher durch die Kraftstofföffnungen 34a hindurch geströmt ist, kann in den Raum, welcher zwischen dem Außengehäuse 23 und dem primären Filterpapier 20 definiert ist, einströmen, und das durch die Kraftstofföffnungen 34b hindurch geströmte Wasser kann einem Wasserausgeber 24, welcher später beschrieben wird, zugeführt werden. Der Kraftstoffeinlass 10 kann in der oberen Kraftstoffabdeckung 21 ausgebildet sein und kann mit einer Kraftstoffauslassöffnung 16 eines Pumpenmoduls 17 verbunden sein. Der von dem Pumpenmodul 17 gepumpte Kraftstoff kann in den Kraftstoffeinlass 10 hineinströmen.
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Der Kraftstoff, welcher von dem Pumpenmodul 17 gepumpt wird, so dass er in den Kraftstoffeinlass 10, der benachbart zu dem Zentrumsabschnitt der oberen Filterabdeckung 21 ausgebildet ist, hinein strömt, kann folglich in den Raum zwischen dem Außengehäuse 23 und dem primären Filterpapier 20 durch die Kraftstofföffnungen 34a, welche entlang des Umfangs der oberen Filterabdeckung 21 ausgebildet sind, hinein strömen, in den Innenraum der Filterführung 18 hinein strömen, nachdem der Kraftstoff nacheinander durch das primäre Filterpapier 20 und das sekundäre Filterpapier 19 hindurch geströmt ist, und kann dann einem Strömungskanal-Umschaltventil 31, welches später beschrieben wird, durch den Kraftstoffauslass 11, welcher in der oberen Filterabdeckung 21 ausgebildet ist, zugeführt werden.
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Ein Kraftstoffförderrohr 35, welches innerhalb der Filterführung 18 vertikal angeordnet ist, kann in dem Kraftstoffauslass 11 angebracht sein, um es dem Kraftstoff zu erlauben, hin zu dem Kraftstoffauslass 11 durch das Kraftstoffförderrohr 35 hindurch zu strömen. Der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Pumpenmodul 17 aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, Kraftstoff zu pumpen. Das Pumpenmodul 17 kann eine Kraftstoffansaugöffnung 15, welche in dem unteren Endabschnitt ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, mit dem Innenraum des Behältertopfs 13 in Verbindung zu stehen (bzw. zu kommunizieren), und eine Kraftstoffauslassöffnung 16 aufweisen, welche in dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, mit dem Kraftstoffeinlass 10 in Verbindung zu stehen (bzw. zu kommunizieren). Das Pumpenmodul 17 kann innerhalb des Filtermoduls 14 angeordnet sein, d.h. innerhalb der Filterführung 18, und kann sich vertikal erstrecken. Die Oberseite des Pumpenmoduls 17 kann durch eine obere Abdeckung 33 abgestützt sein, welche oberhalb der oberen Filterabdeckung 21 mit einem vorbestimmten Abstand dazu angeordnet ist.
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Die Kraftstoffauslassöffnung 16 des Pumpenmoduls 17 kann mit dem Kraftstoffeinlass 10, welcher in der oberen Filterabdeckung 21 des Filtermoduls 14 ausgebildet ist, verbunden sein. Der durch die Kraftstoffauslassöffnung 16 hindurch ausgelassene Kraftstoff kann dadurch in den Raum zwischen der oberen Filterabdeckung 21 und der oberen Abdeckung 33 hinein strömen. Die Kraftstoffansaugöffnung 15 des Pumpenmoduls 17 kann mit einem Rohr verbunden sein, welches sich von einem an dem Boden in dem Behältertopf 13 angeordneten Kraftstoffvorfilter 36 aus vertikal nach oben erstreckt. Der Kraftstoff in dem Behältertopf 13, welcher durch den Betrieb des Pumpenmoduls gepumpt wird, kann folglich über den Kraftstoffvorfilter 36, das Rohr und die Kraftstoffansaugöffnung 15 in das Pumpenmodul hinein strömen und kann dann durch die Kraftstoffauslassöffnung 16 hindurch ausströmen (z.B. ausgelassen werden). Das Rohr kann die Kraftstoffansaugöffnung 15 und den Kraftstoffvorfilter 36 verbinden, wobei es einen Nebenbehältertopf 30 und ein Wassersammelmodul 28, welche später beschrieben werden, durchdringt.
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Der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Nebenbehältertopf (bzw. Zusatzbehältertopf) 30 aufweisen, in welchem eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff bevorratet werden kann. Der Nebenbehältertopf 30 kann eine Form eines runden (z.B. kreisförmigen) Topfs haben und kann abgestützt sein durch einen Stützrahmen 38, welcher sich von der Unterseite einer unteren Abdeckung 37, welche das untere Ende des Pumpenmoduls 17 abdeckt, aus vertikal erstreckt. Der Nebenbehältertopf 30 kann als eine Bodenplatte des Filtermoduls 14 fungieren und folglich kann die Außenumfangsfläche des Nebenbehältertopfs 30 in Kontakt stehen mit der Innenumfangsfläche des Wasserausgebers 24, welcher mit dem unteren Ende des Filtermoduls 14 verbunden ist.
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Sogar wenn ein Fahrzeug auf einer geneigten Straße (z.B. einer Schräge, einer Steigung) fährt und folglich der Kraftstofftank in einem Geneigt-Zustand ist, kann somit eine bestimmte Kraftstoffmenge in sowohl dem Behältertopf 13 als auch dem Nebenbehältertopf 30 verbleiben. Aufgrund dieser Doppelbehältertopf-Struktur kann die Zuverlässigkeit der Kraftstoffzufuhr verbessert werden, sogar in einem Niedriges-Kraftstoffniveau-Zustand (bzw. einem Zustand niedrigen Kraftstoffniveaus), wie zum Beispiel beim Fahren auf einer geneigten Straße.
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Der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation der vorliegenden Erfindung kann eine PTC-Heizeinrichtung aufweisen, zum Beispiel eine Mehrzahl von PTC-Wärmeerzeugungselementen 32, welche dazu eingerichtet sind, einen Kraftstoff bei einer niedrigen Temperatur aufzuheizen. Wie in 5 gezeigt, können die PTC-Wärmeerzeugungselemente 32, welche dazu eingerichtet sind, Wärme zu erzeugen, wenn eine externe Leistung (nicht gezeigt) darauf aufgebracht wird (z.B. durch eine externe, elektrische Energiequelle), benachbart zu der Kraftstoffauslassöffnung 16 des Pumpenmoduls 17 sowie dem Kraftstoffeinlass 10 und dem Kraftstoffauslass 11 des Filtermoduls 14 angeordnet in der oberen Abdeckung 33 untergebracht sein oder an der unteren Fläche der oberen Abdeckung 33 angebracht sein. Da der Kraftstoff durch den Wärmeerzeugungsvorgang der PTC-Wärmeerzeugungselemente 32, die benachbart zu den Komponenten, durch welche der gepumpte Kraftstoff einströmt und ausströmt, angeordnet sind, erwärmt werden kann, kann ein Kaltstartvorgang verbessert werden.
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Der Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation kann ferner ein Wassersammelmodul 28 aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, aus dem Kraftstoff ausgefiltertes Wasser zu sammeln. Das Wassersammelmodul 28 kann einen Wasserausgeber 24, welcher dazu eingerichtet ist, Wasser, das von dem Filtermodul 14 aus abfällt (z.B. ausgelassen wird), zu sammeln, und einen Wasserspeichertopf 25 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, das von dem Wasserausgeber 24 gelieferte Wasser zu speichern. Der Wasserausgeber 24 kann eine Form eines runden (z.B. kreisförmigen) Topfs haben und kann mit dem unteren Ende des Filtermoduls 14 verbunden sein, d.h. mit der unteren Fläche (z.B. der Bodenfläche) der unteren Filterabdeckung 22. Der Wasserausgeber 24 kann dadurch dazu eingerichtet sein, Wasser, welches aufgrund des Unterschieds des spezifischen Gewichts durch die Kraftstofföffnungen 34b, welche in der unteren Filterabdeckung 22 ausgebildet sind, hindurch nach unten tropft oder strömt (bzw. aus dem Kraftstoff abgeschieden wird und dann durch die Kraftstofföffnungen 34b hindurch nach unten tropft oder strömt), aufzunehmen. Der Wasserspeichertopf 25 kann eine Form eines runden (z.B. kreisförmigen) Topfs haben und kann mit dem unteren Ende des Wasserausgebers 24 verbunden sein, um Wasser zu speichern, welches sich durch einen Auslass des Wasserausgebers 24, z.B. durch ein Wasserrückflussverhinderungsventil 29, welches später beschrieben wird, hindurch nach unten bewegt.
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Ein Wassersensor 27, welcher dazu eingerichtet ist, eine Wassermenge zu erfassen, kann in dem Boden des Wasserspeichertopfs 25 angebracht sein. Der Wassersensor 27 kann dazu eingerichtet sein, zu detektieren, wenn das in dem Wasserspeichertopf 25 gespeicherte Wasser ein vorbestimmtes Niveau erreicht, und kann dazu eingerichtet sein, dass Detektionsergebnis an eine Steuereinrichtung 39 zu übertragen bzw. zu übermitteln. In Antwort auf den Empfang des Detektionsergebnisses, kann die Steuereinrichtung 39 dazu eingerichtet sein, eine Warnleuchte (nicht gezeigt) zu betreiben, so dass diese eingeschaltet wird. Die Steuereinrichtung kann alternativ dazu eingerichtet sein, eine andere Vorrichtung zu betreiben, welche in der Lage ist, eine Anzeige des Detektionsergebnisses bereitzustellen. Der Wassersensor kann als ein typischer Sensor, welcher dazu eingerichtet ist, ein Wasserniveau zu erfassen, ausgeführt sein.
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Ein Wasserdurchflussrohr 26 kann mit einer Seitenfläche des Wasserspeichertopfs 24 verbunden sein. Das Wasserdurchflussrohr 26 kann sich außerdem nahe (z.B. benachbart zu) dem Außengehäuse 23 des Filtermoduls 14 vertikal erstrecken und kann mit einem Strömungskanal-Umschaltventil 31, welches später beschrieben wird, mittels eines Wasserschlauchs verbunden sein. Eine Mehrzahl von Wasserrückflussverhinderungsventilen 29, welche dazu eingerichtet sind, das Wasser in dem Wasserspeichertopf 25 daran zu hindern, zurück (bzw. rückwärts) zu strömen, kann in Wasserauslässen des Wasserausgebers 24 angebracht sein. Jedes von den Wasserrückflussverhinderungsventilen 29 kann ein Gehäuse 29c, eine Ventilplatte (z.B. einen Ventilteller) 29d und eine Feder 29e aufweisen.
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Wie in 6 gezeigt, kann das Gehäuse 29c in jedem Wasserauslass des Wasserausgebers 24, d.h. einer Öffnung, welche in dem Boden des Wasserausgebers 24 ausgebildet ist, angebracht sein. Das Gehäuse 29c kann eine Wassereinströmöffnung 29a, welche in dem oberen Abschnitt davon (bzw. des Gehäuses) ausgebildet ist, und eine Wasserausströmöffnung 29b aufweisen, welche in dem unteren Abschnitt davon (bzw. des Gehäuses) ausgebildet ist. Die Ventilplatte 29d kann innerhalb des Gehäuses 29c angebracht sein, so dass sie sich vertikal (z.B. nach oben und nach unten) bewegt bzw. vertikal bewegbar ist, um die Wassereinströmöffnung 29a zu öffnen und zu schließen. Die Feder 29e kann unterhalb der Ventilplatte 29d angeordnet sein. Ferner kann die Feder 29e dazu eingerichtet sein, eine elastische Kraft auf die Ventilplatte 29d auszuüben, um die Ventilplatte 29d nach oben zu drücken.
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Wenn eine vorbestimmte Wassermenge in dem Wasserausgeber 24 gesammelt ist, kann die Ventilplatte 29d durch das Gewicht des Wassers nach unten gegen die elastische Kraft der Feder bewegt werden, wodurch die Wassereinströmöffnung geöffnet wird. Das Wasser kann dadurch in den Wasserspeichertopf 25 hinein strömen. Das Wasser in dem Wasserspeichertopf 25 kann dann am Zurückströmen gehindert werden durch die Ventilplatte 29d, welche die Wassereinströmöffnung durch die elastische Kraft der Feder 29e schließt.
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Der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Strömungskanal-Umschaltventil 31 aufweisen, welches eine Konfiguration eines Drei-Wege-Ventils hat, das dazu eingerichtet ist, selektiv den Vorgang des Zuführens von Kraftstoff an einen Verbrennungsmotor oder den Vorgang des Auslassens von Wasser nach außen (bzw. in die Umgebung) durchzuführen. Das Strömungskanal-Umschaltventil kann als ein Magnetventil ausgeführt sein, welches dazu eingerichtet ist, basierend darauf, ob eine elektrische Energie daran angelegt ist, eingeschaltet / ausgestaltet zu werden, wodurch der Strömungskanal geöffnet und geschlossen wird. Das Strömungskanal-Umschaltventil 31 kann durch einen Abdeckungskörper 40, welcher oberhalb des mit dem Pumpenmodul 17 integrierten Filtermoduls 14 angebracht ist, abgestützt sein. Die Steuereinrichtung 39 kann ebenfalls an dem Abdeckungskörper 40 angebracht sein.
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Das Strömungskanal-Umschaltventil 31 kann ferner ein Ventilgehäuse 31d, einen Kolben 31f, eine Feder 31e und eine Magnet-Einrichtung 31g (z.B. eine Magnet-Einrichtung zum Bewegen des Kolbens) aufweisen. Das Ventilgehäuse 31d kann zwei Einlässe 31a und 31b, wobei ein erster Einlass 31a mit dem Kraftstoffauslass 11 des Filtermoduls 14 verbunden ist und ein zweiter Einlass 31b mit dem Wasserdurchflussrohr 26 des Wassersammelmoduls 28 verbunden ist, und einen Auslass 31c aufweisen, welcher mit dem Verbrennungsmotor (oder mit der Außenseite bzw. der Umgebung) verbunden ist. Der Einlass 31a und der Kraftstoffauslass 11 können miteinander mittels eines Kraftstoffschlauchs verbunden sein, und der Einlass 31b und das Wasserdurchflussrohr 26 können miteinander mittels eines Wasserschlauchs verbunden sein.
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Der Kolben 31f, welcher dazu eingerichtet ist, sich zu bewegen, um selektiv die Einlässe 31a und 31b zu blockieren, wobei er durch die Feder 31e am hinteren Ende abgestützt ist, kann in dem Ventilgehäuse 31d angebracht sein, und die Magnet-Einrichtung 31g, welche durch die Steuereinrichtung 39 betrieben wird und mit dem Kolben 31f mittels eines Stabs / einer Stange (nicht gezeigt) verbunden ist, kann an einem ersten Ende des Ventilgehäuses 31d angebracht sein. Der Kolben 31f kann folglich dazu eingerichtet sein, sich nach vorne zu bewegen, wenn die Magnet-Einrichtung 31g eingeschaltet ist, wodurch der Einlass 31a zum Erhalten von Kraftstoff geschlossen wird und der Einlass 31b zum Erhalten von Wasser geöffnet wird. Wasser kann insbesondere nach außen (bzw. zur Umgebung) ausgelassen werden, wenn eine Wartungs- und Reparaturarbeit durchgeführt wird.
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Wenn beispielsweise eine Verbindungsleitung (nicht gezeigt), wie z.B. ein Schlauch, von dem Auslass 31c abgenommen bzw. gelöst ist, kann ein zusätzlicher Wasserauslassschlauch (nicht gezeigt) an den Auslass 31c angeschlossen werden und kann Wasser nach außen (bzw. zur Umgebung) ausgelassen werden. Der Kolben 31f kann ferner dazu eingerichtet sein, sich durch die Zugkraft der Feder 31e zurück (z.B. rückwärts) zu bewegen, wenn die Magnet-Einrichtung 31g ausgeschaltet ist, wodurch der Einlass 31a zum Erhalten von Kraftstoff geöffnet wird und der Einlass 31b zum Erhalten von Wasser geschlossen wird. Insbesondere kann Kraftstoff auf normale Weise dem Verbrennungsmotor zugeführt werden. Wenn die Warnleuchte, welche mit einer Wasserentfernung (bzw. Entwässerung) in Verbindung steht, zum Leuchten gebracht wird und eine Wartungs- und Reparaturarbeit zum Entfernen des Wassers erforderlich ist, kann ein Schnellverbinder (nicht gezeigt) einer Kraftstoffleitung (welche den Kraftstoffdruck verringert) in einem Verbrennungsmotor-Abgeschaltet-Zustand oder in einem Verbrennungsmotorleerlauf-Zustand gelöst bzw. abgenommen werden.
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Anschließend kann ermittelt werden, ob die Kraftstoffmenge kleiner ist als eine vorbestimmte Menge, bei welcher eine Kraftstoffwarnleuchte eingeschaltet werden soll. Wenn die Kraftstoffmenge kleiner ist als die vorbestimmte Menge, kann eine vorbestimmte Kraftstoffmenge (z.B. ungefähr 3L) injiziert (z.B. eingespritzt) werden, und dann kann der obige Ermittlungsvorgang wiederholt werden. Wenn die Kraftstoffmenge die vorbestimmte Menge, bei welcher eine Kraftstoffwarnleuchte eingeschaltet werden soll, überschreitet, kann ermittelt werden, ob der Kraftstoffdruck kleiner ist als ein vorbestimmter Druck (z.B. ungefähr 2 Bar). Wenn der Kraftstoffdruck größer ist als der vorbestimmte Druck, kann der Schnellverbinder der Kraftstoffleitung entkuppelt oder gelöst werden. Wenn der Kraftstoffdruck kleiner ist als der vorbestimmte Druck, kann eine Wartungs- und Reparaturarbeit zum Entfernen des Wassers begonnen werden.
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Um das Wasser zu entfernen, kann außerdem ein zusätzlicher Schalter (nicht gezeigt) betätigt werden, um die Magnet-Einrichtung des Strömungskanal-Umschaltventils 31 einzuschalten, und ein externer Schlauch kann an den Auslass 31c angeschlossen werden, um das Wasser in dem Wasserspeichertopf 25 des Wassersammelmoduls 28 nach außen (bzw. zur Umgebung) auszulassen. Der Wasserauslassvorgang kann durch den Betrieb des Pumpenmoduls 17 realisiert sein. Wenn die Magnet-Einrichtung des Strömungskanal-Umschaltventils 31 in einem Eingeschaltet-Zustand (z.B. einem Zustand, in welchem der Einlass zum Erhalten von Kraftstoff geschlossen ist und der Einlass zum Erhalten von Wasser geöffnet ist) ist, kann, wenn das Pumpenmodul 17 betrieben wird, beispielsweise ein vorbestimmter Druck in dem Filtermodul 14, einschließlich dem Behältertopf 13, erzeugt werden, da der Einlass, durch welchen der Kraftstoff ausströmt, geschlossen ist, und folglich kann das Wasser in dem Wasserspeichertopf 25 aufgrund des in dem Filtermodul 14 erzeugten Drucks nach außen (bzw. zur Umgebung) durch das Strömungskanal-Umschaltventil 31 hindurch ausgelassen werden.
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Nachstehend wird der Betrieb des mit einer Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilters der nächsten Generation, welcher wie oben ausgebildet ist, erläutert.
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Bei dem mit der Kraftstoffpumpe integrierten Dieselkraftstofffilter, welcher in dem Kraftstofftank angebracht ist, kann der Kraftstoff in dem Behältertopf 13, wenn das Pumpenmodul 17 betrieben wird, unter Bezugnahme auf 2 und 3 nacheinander durch den Kraftstoffvorfilter 36, die Kraftstoffansaugöffnung 15, die Kraftstoffauslassöffnung 16 und den Kraftstoffeinlass 10 hindurch strömen und in den Raum zwischen der oberen Filterabdeckung 21 und der oberen Abdeckung 33 einströmen.
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Der Kraftstoff kann anschließend in den Raum zwischen dem Außengehäuse 23 und dem primären Filterpapier 20 durch die Kraftstofföffnungen 34a der oberen Filterabdeckung 21 hindurch einströmen und kann nacheinander durch das primäre Filterpapier 20, das sekundäre Filterpapier 19 und die Filterführung 18 hindurch strömen, um gefiltert zu werden, um Verunreinigungen daraus zu entfernen. Der gefilterte Kraftstoff kann in den Innenraum der Filterführung 18 hinein strömen. Der gefilterte Kraftstoff kann dann durch die Kraftstoffförderleitung 35 und den Kraftstoffauslass 11 hindurch ausströmen und kann dem Verbrennungsmotor zugeführt werden, nachdem er nacheinander durch den Einlass 31a, das Ventilgehäuse 31d und den Auslass 31c des Strömungskanal-Umschaltventils 31 hindurch geströmt ist.
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Das Strömungskanal-Umschaltventil 31 kann ferner in einem Zustand, in welchem die Magnet-Einrichtung abgeschaltet ist, sein und der Einlass 31a zum Erhalten von Kraftstoff kann dadurch in einem Geöffnet-Zustand sein. Das Wasser, welches in dem Kraftstoff, der in den Raum zwischen dem Außengehäuse 23 und dem primären Filterpapier 20 eingeströmt ist, enthalten ist, kann aufgrund des Unterschieds des spezifischen Gewichts durch die Kraftstofföffnungen 34b der unteren Filterabdeckung 22 hindurch in den Wasserausgeber 24 hinein strömen und kann sich durch das Wasserrückflussverhinderungsventil 29 hindurch in dem Wasserspeichertopf 25 sammeln oder darin aufgefangen werden.
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Da der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, in dem Kraftstofftank angeordnet sein kann, können Probleme hinsichtlich Beschädigungen an dem Kraftstofffilter durch eine Fahrzeugkollision, eines Enteisungsmittels und einer Steinabsplitterung (z.B. einer Absplitterung eines Zeoliths) gelöst werden. Sogar wenn ein Fahrzeug auf einer geneigten Straße fährt, zu welcher Zeit der Kraftstofftank sich in einem Geneigt-Zustand befindet, kann Kraftstoff aufgrund einer Doppelbehälter-Struktur, welche die durch den Behältertopf und den Nebenbehältertopf realisiert, ist zuverlässig zugeführt werden.
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Der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter der nächsten Generation gemäß der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile.
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Da der mit einer Kraftstoffpumpe integrierte Dieselkraftstofffilter in dem Kraftstofftank angeordnet sein kann, können erstens Probleme hinsichtlich Beschädigungen an dem Kraftstofffilter durch eine Fahrzeugkollision, eines Enteisungsmittels und einer Steinabsplitterung (z.B. einer Absplitterung eines Zeoliths) gelöst werden und kann die Sicherheit in dem Fall einer Fahrzeugkollision verbessert werden.
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Zweitens kann die Leistungsfähigkeit eines Dieselkraftstoffsystems durch Entfernen von Wasser (bzw. einer Entwässerung) zu einer geeigneten Zeit unter Verwendung einer Entwässerungsfunktion und eines Entwässerungswarnsystems verbessert werden.
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Schließlich kann aufgrund einer Doppelbehältertopf-Struktur die Zuverlässigkeit einer Kraftstoffversorgung verbessert werden, sogar in einem Niedriges-Kraftstoffniveau-Zustand, wie z.B. beim Fahren auf einer geneigten Straße.
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Die Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben. Jedoch werden die Fachmänner verstehen, dass Veränderungen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dabei von den Prinzipen und dem Wesen der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.
