RU147655U1 - Топливно-воздушный отделитель и система двигателя - Google Patents

Топливно-воздушный отделитель и система двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU147655U1
RU147655U1 RU2013155805/06U RU2013155805U RU147655U1 RU 147655 U1 RU147655 U1 RU 147655U1 RU 2013155805/06 U RU2013155805/06 U RU 2013155805/06U RU 2013155805 U RU2013155805 U RU 2013155805U RU 147655 U1 RU147655 U1 RU 147655U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
air
side wall
separator according
air separator
Prior art date
Application number
RU2013155805/06U
Other languages
English (en)
Inventor
Эрик МАЙЕРС
И Чжан
Саид К АЛИ
Майк ДОНГ
Карлос АРМЕСТО
Original Assignee
ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи filed Critical ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Application granted granted Critical
Publication of RU147655U1 publication Critical patent/RU147655U1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/20—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines characterised by means for preventing vapour lock
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0217—Separation of non-miscible liquids by centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • B01D19/0057—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused the centrifugal movement being caused by a vortex, e.g. using a cyclone, or by a tangential inlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/267—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a cyclone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0041—Means for damping pressure pulsations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

1. Топливно-воздушный отделитель, содержащий:камеру с внутренней поверхностью боковой стенки и смежными внутренними верхней и нижней поверхностями;впуск, открывающийся к поверхности боковой стенки, чтобы вводить топливо и воздух и вызывать протекание топлива и воздуха по спирали вниз и вдоль поверхности боковой стенки;погружную трубу, открывающуюся к нижней поверхности и продолжающуюся вдоль оси поверхности боковой стенки до выпуска топлива; ивыпуск воздуха на верхней поверхности.2. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором погружная труба ориентирована вертикально.3. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором внутренняя поверхность боковой стенки является цилиндрической.4. Топливно-воздушный отделитель по п.3, в котором внутренняя верхняя поверхность расположена непосредственно над внутренней нижней поверхностью.5. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором впуск расположен смежно внутренней верхней поверхности.6. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором впуск выровнен по касательной внутренней поверхности боковой стенки.7. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором внутренняя верхняя поверхность больше в диаметре, чем внутренняя нижняя поверхность.8. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором внутренняя нижняя поверхность больше в диаметре, чем внутренняя верхняя поверхность.9. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором камера является упруго деформируемой под действием пульсации давления топлива и воздуха, введенных во впуск.10. Система двигателя, содержащая:топливно-воздушный отделитель, имеющий камеру с внутренней поверхностью боковой стенки и смежными внутренними

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к области техники моторных транспортных средств, а более точно - к отделению воздуха от топлива в топливной системе моторного транспортного средства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В топливной системе моторного транспортного средства с топливным впрыском высокого давления воздух, увлеченный в топливо, может иметь нежелательные эффекты. Такие эффекты включают в себя неустойчивую работу и остановку двигателя, затрудненный запуск и повреждение топливно-воздушной системы. На современном техническом уровне вовлеченный воздух может отделяться от топлива в топливном насосе и компонентах регулятора давления, а в большинстве случаев - в корпусе топливного фильтра. Отделенный воздух может вводиться в магистраль возврата топлива системы впрыска топлива, которая возвращает его обратно в топливный бак, где он вентилируется в атмосферу (см., например, US 5115784, опубликованный 26.05.1992).
Решение, обобщенное выше, имеет несколько недостатков. Во-первых, воздух, присутствующий в корпусе топливного фильтра, может ограничивать эффективную площадь фильтрации топливного фильтра, вызывая недостаточное повышение давления ниже по потоку от топливного фильтра при относительно высоких расходах. Во-вторых, в современной системе моторного транспортного средства различные компоненты (например, нагревательные компоненты) могут отводить топливо от магистрали возврата топлива обратно в магистраль питания двигателя. Если магистраль возврата топлива переносит воздух, который был отделен от топлива, этот воздух будет повторно вводиться обратно в магистраль питания двигателя. В-третьих, компоненты, используемые для отделения вовлеченного воздуха от топлива, типично делают немногое, чтобы демпфировать пульсации давления от возвратно-поступательного движения топливных насосов топливной системы. Поэтому дополнительные компоненты могут требоваться для подачи устойчивого потока топлива в двигатель.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Соответственно один из вариантов осуществления настоящей полезной модели предусматривает топливно-воздушный отделитель, содержащий:
камеру с внутренней поверхностью боковой стенки и смежными внутренними верхней и нижней поверхностями;
впуск, открывающийся к поверхности боковой стенки, чтобы вводить топливо и воздух и вызывать протекание топлива и воздуха по спирали вниз и вдоль поверхности боковой стенки;
погружную трубу, открывающуюся к нижней поверхности и продолжающуюся вдоль оси поверхности боковой стенки до выпуска топлива; и
выпуск воздуха на верхней поверхности.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором погружная труба ориентирована вертикально.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором внутренняя поверхность боковой стенки является цилиндрической.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором внутренняя верхняя поверхность расположена непосредственно над внутренней нижней поверхностью.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором впуск расположен смежно внутренней верхней поверхности.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором впуск выровнен по касательной внутренней поверхности боковой стенки.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором внутренняя верхняя поверхность больше в диаметре, чем внутренняя нижняя поверхность.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором внутренняя нижняя поверхность больше в диаметре, чем внутренняя верхняя поверхность.
В одном из вариантов предложен топливно-воздушный отделитель, в котором камера является упруго деформируемой под действием пульсации давления топлива и воздуха, введенных во впуск.
В одном из дополнительных аспектов предложена система двигателя, содержащая:
топливно-воздушный отделитель, содержащий камеру с внутренней поверхностью боковой стенки и смежными внутренними верхней и нижней поверхностями, впуск, открывающийся к поверхности боковой стенки, чтобы вводить топливо и воздух, и вызывать протекание топлива и воздуха по спирали вниз и вдоль поверхности боковой стенки, погружную трубу, открывающуюся к нижней поверхности и продолжающуюся вдоль оси поверхности боковой стенки до выпуска топлива, и выпуск воздуха на верхней поверхности;
всасывающий насос, присоединенный к впуску топливо-воздушного отделителя, и топливный бак.
В одном из вариантов предложена система двигателя, в которой топливно-воздушный отделитель присоединен в топливном баке, причем погружная труба присоединена к выпускной магистрали, которая выходит из топливного бака.
В одном из вариантов предложена система двигателя, дополнительно содержащая:
топливную форсунку, присоединенную к выпуску топлива, причем выпуск воздуха вентилируется в атмосферу.
В одном из вариантов предложена система двигателя, в которой топливная форсунка присоединена к камере сгорания системы двигателя.
В одном из вариантов предложена система двигателя, в которой топливная форсунка присоединена к впускному коллектору или отверстию цилиндра системы двигателя.
С описанным отделителем, установленным в топливной системе моторного транспортного средства, вовлеченный воздух эффективно отделяется от топлива и некоторым образом, который не ограничивает эффективную площадь фильтрации топливного фильтра или повторное введение воздуха в магистраль питания двигателя. В дополнение раскрытый топливно-воздушный отделитель обеспечивает эффективное демпфирование пульсаций давления, вызванных возвратно-поступательным движением топливных насосов, давая возможность более устойчивой подачи топлива в двигатель.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 схематично показывает аспекты примерной системы двигателя в соответствии с вариантом осуществления настоящей полезной модели.
Фиг. 2 показывает аспекты примерной топливной системы в соответствии с вариантом осуществления настоящей полезной модели.
Фиг. 3 показывает аспекты примерного топливно-воздушного отделителя в соответствии с вариантом осуществления настоящей полезной модели.
Фиг. 4 и 5 показывают аспекты дополнительных топливных систем в соответствии с вариантами осуществления настоящей полезной модели.
Фиг. 6 иллюстрирует примерный способ отделения воздуха от топлива с использованием топливно-воздушного отделителя в топливной системе моторного транспортного средства в соответствии с вариантом осуществления настоящей полезной модели.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Аспекты настоящей полезной модели далее будут описаны посредством примера и со ссылкой на проиллюстрированные варианты осуществления, перечисленные выше. Компоненты, этапы последовательности операций и другие элементы, которые могут быть по существу идентичными в одном или более вариантах осуществления, идентифицируются согласованно и описаны с минимальным повторением. Однако следует отметить, что элементы, идентифицированные согласованно, к тому же могут отличаться до некоторой степени. Дополнительно должно быть отмечено, что признаки чертежей, включенные в это раскрытие, схематичны и вообще не начерчены в масштабе. Скорее, различные масштабы чертежей, коэффициенты пропорциональности и количества компонентов, показанных на фигурах, могут быть преднамеренно искажены, чтобы сделать некоторые признаки или зависимости более легкими для понимания.
Фиг. 1 схематично показывает аспекты примерной системы 10 двигателя моторного транспортного средства. В системе 10 двигателя свежий воздух вводится в воздушный фильтр 12 и втекает в компрессор 14. Компрессор может быть любым пригодным компрессором всасываемого воздуха, например, компрессором турбонагнетателя с приводом от электродвигателя или с приводом от ведущего вала. В системе 10 двигателя, однако, компрессор механически присоединен к турбине 16 в турбонагнетателе 18, турбина приводится в движение расширением выхлопных газов двигателя из выпускного коллектора 20. В одном из вариантов осуществления компрессор и турбина могут быть соединены в пределах двухспирального турбонагнетателя. В еще одном варианте осуществления турбонагнетатель может быть турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VGT), в котором геометрия турбины активно меняется в зависимости от скорости вращения двигателя.
Компрессор 14 присоединен по текучей среде к впускному коллектору 22 через охладитель 24 наддувочного воздуха (CAC) и дроссельный клапан 26. Сжатый воздух из компрессора течет через CAC и дроссельный клапан по пути во впускной коллектор. В проиллюстрированном варианте осуществления перепускной клапан 28 компрессора присоединен между впуском и выпуском компрессора. Перепускной клапан компрессора может быть нормально закрытым клапаном, выполненным с возможностью открываться, чтобы понижать избыточное давление наддува при выбранных условиях работы.
Выпускной коллектор 20 и впускной коллектор 22 присоединены к ряду цилиндров 30 через ряд впускных клапанов 32 и выпускных клапанов 34 соответственно. В одном из вариантов осуществления выпускные и/или впускные клапаны могут быть с электронным приводом. В еще одном варианте осуществления выпускные и/или впускные клапаны могут быть с кулачковым приводом. С любым из электронного привода или кулачкового привода установка моментов открывания и закрывания выпускных и впускных клапанов может регулироваться по необходимости под требуемое функционирование сгорания и снижения токсичности выхлопных газов.
Цилиндры 30 могут снабжаться любым из многообразия видов топлива в зависимости от варианта осуществления: дизельным, биодизельным или их смесями. В проиллюстрированном варианте осуществления топливо из топливной системы 36 подается в цилиндры посредством непосредственного впрыска через топливные форсунки 38. В различных вариантах осуществления, рассмотренных в материалах настоящего описания, топливо может подаваться посредством непосредственного впрыска, многоточечного впрыска, впрыска во впускной канал или любой их комбинации. В системе 10 двигателя сгорание инициируется посредством воспламенения от сжатия в любом варианте. В других вариантах осуществления подаваемое топливо может включать в себя бензин, спирты или их смеси, и сгорание может инициироваться посредством искрового зажигания.
Система 10 двигателя включает в себя клапан 40 рециркуляции выхлопных газов (EGR) высокого давления (HP) и охладитель 42 EGR HP. Когда клапан EGR HP открыт, некоторое количество выхлопных газов высокого давления из выпускного коллектора 20 втягивается через охладитель EGR HP во впускной коллектор 22. Во впускном коллекторе выхлопные газы высокого давления разбавляют заряд всасываемого воздуха для более низких температур сгорания, сниженных выбросов и других преимуществ. Оставшиеся выхлопные газы втекают в турбину 16 для приведения в движение турбины. Когда требуется уменьшенный крутящий момент турбины, взамен некоторое количество или все выхлопные газы могут направляться через регулятор 44 давления наддува, обходя турбину. Смешанный поток из турбины и регулятора давления наддува затем течет через различные устройства последующей очистки выхлопных газов системы двигателя, как дополнительно описано ниже.
В системе 10 двигателя окислительный нейтрализатор 46 дизельного топлива (DOC) присоединен ниже по потоку от турбины 16. DOC выполнен с возможностью окислять остаточные CO, водород и углеводороды, присутствующие в выхлопных газах двигателя. Дизельный сажевый фильтр 48 (DPF) присоединен ниже по потоку от DOC 46, и форсунка 50 для восстановителя, смеситель 52 восстановителя и каскад 54 SCR присоединены ниже по потоку от DPF 48. Будет отмечено, что природа, количество и компоновка каскадов последующей очистки выхлопных газов в системе двигателя могут отличаться для разных вариантов осуществления настоящей полезной модели. Например, некоторые конфигурации могут включать в себя дополнительный сажевый фильтр или каскад комплексной последующей очистки выхлопных газов, который объединяет фильтрацию сажи с другими функциями снижения токсичности выхлопных газов, такими как улавливание NOx.
Продолжая по фиг. 1, все или часть очищенных выхлопных газов могут выпускаться в окружающую среду через глушитель 56. В зависимости от условий работы, однако, некоторое количество очищенных выхлопных газов может отводиться через охладитель 58 EGR низкого давления. Выхлопные газы могут отводиться посредством открывания клапана 60 EGR LP, соединенного последовательно с охладителем EGR LP. Из охладителя 58 EGR LP охлажденные выхлопные газы втекают в компрессор 14. Посредством частичного закрывания клапана 62 обратного давления выхлопных газов потенциал потока для LP EGR может повышаться во время выбранных условий работы. Другие конфигурации могут включать в себя дроссельный клапан выше по потоку от воздушного фильтра 12 взамен клапана обратного давления выхлопных газов.
Система 10 двигателя включает в себя электронную систему 64 управления (ECS), выполненную с возможностью управлять различными функциями системы двигателя. ECS 64 включает в себя интерфейс 66 датчиков, интерфейс 68 управления двигателем и блок 70 бортовой диагностики (OBD). Для оценки условий работы системы 10 двигателя и транспортного средства, в котором установлена система двигателя, интерфейс 66 датчиков принимает впускные сигналы с различных датчиков, расположенных в транспортном средстве, датчиков расхода, датчиков температуры, датчиков положения педали, датчиков давления топлива и т.д. Некоторые примерные датчики показаны на фиг.1: датчик 72 давления воздуха в коллекторе (MAP), датчик 74 температуры воздуха в коллекторе (MAT), датчик 76 массового расхода воздуха (MAF), датчик 78 содержания NOx и датчик 80 температуры системы выпуска. Различные другие датчики также могут быть предусмотрены. Интерфейс 68 управления двигателем выполнен с возможностью приводить в действие клапаны, исполнительные механизмы и другие компоненты транспортного средства с возможностью электронного управления, например, перепускной клапан 26 компрессора, регулятор 44 давления наддува и клапаны 40 и 60 EGR.
Фиг.2 показывает аспекты примерной топливной системы 361, которая включает в себя всасывающий насос 82 и насос 84 впрыска топлива высокого давления (HP). В проиллюстрированном варианте осуществления внутренний перекачивающий насос 86 (ITP) присоединен к впуску насоса HP. Всасывающий насос и ITP втягивают дизельное топливо из топливного бака 88 в насос HP, всасывая топливо через топливный фильтр 901. В варианте осуществления по фиг.2 насос HP включает в себя выпускное отверстие 921 левой стороны и выпускное отверстие 922 правой стороны. Здесь топливо под давлением из обоих выпускных отверстий левой и правой стороны втекает в направляющую-распределитель 941 для топлива левой стороны, которая подает топливо в топливные форсунки 381 левой стороны. Из направляющей-распределителя для топлива левой стороны топливо под давлением также течет в направляющую-распределитель 942 для топлива правой стороны, которая подает топливо в топливные форсунки 382 правой стороны. Таким образом, топливная система присоединена по текучей среде к двигателю. Обратные магистрали 961 и 962 отводят невпрыснутое топливо от топливных форсунок обратно в ITP. Обратная магистраль 98 также снабжается из направляющей-распределителя для топлива левой стороны. Эта магистраль отводит невпрыснутое топливо из направляющих-распределителей для топлива, наряду с охлаждающим и смазывающим потоком из насоса HP, обратно в топливный бак 88.
Никакие аспекты вышеизложенных описания или чертежей не интерпретируются в ограничивающем смысле из-за того, что также предполагаются многочисленные варианты и комбинации. Например, обратная магистраль 98 может быть не включена в состав в некоторых вариантах осуществления. В дополнение любой или все из топливных фильтров 90 может включать в себя дополнительные компоненты, такие как датчик воды в топливе, водяной резервуар для временного хранения воды, удаленной из топлива топливным фильтром, и дренаж для постоянного отведения накопленной воды. Более того, хотя проиллюстрированные компоненты топливной системы совместимы с системой дизельного двигателя по фиг.1, они также могут использоваться в системе двигателя с непосредственным впрыском бензина (GDI).
В топливных системах, как описано в материалах настоящего описания, наличие вовлеченного воздуха в топливных магистралях может обладать нежелательными эффектами, которые включают в себя неустойчивую работу и остановку двигателя, затрудненный запуск и повреждение топливных насосов и топливных форсунок. Соответственно топливная система 361 включает в себя топливно-воздушный отделитель 100, присоединенный между топливным баком 88 и топливным фильтром 901. В других конфигурациях топливной системы топливно-воздушный отделитель может быть присоединен в другом месте.
Фиг.3 показывает аспекты топливно-воздушного отделителя 100 в одном из вариантов осуществления. Топливно-воздушный отделитель включает в себя камеру 102 с внутренней поверхностью 104 боковой стенки. Смежными к внутренней поверхности боковой стенки являются внутренняя верхняя поверхность 106 и внутренняя нижняя поверхность 108. Впуск 110 открывается на внутреннюю поверхность боковой стенки, чтобы впускать топливо и воздух в камеру. В проиллюстрированном варианте осуществления впуск является смежным с внутренней верхней поверхностью камеры. Он выровнен по касательной 112 внутренней поверхности боковой стенки, вызывая протекание топлива и воздуха через впуск, чтобы протекать по спирали вниз и вдоль внутренней поверхности боковой стенки. Погружная труба 114 открывается на внутреннюю нижнюю поверхность и продолжается вверх, вдоль центральной оси 116 внутренней поверхности боковой стенки до выпуска 118 топлива. В проиллюстрированном варианте осуществления выпуск 120 воздуха расположен на внутренней верхней поверхности камеры. В других вариантах осуществления выпуск воздуха может быть расположен на внутренней поверхности боковой стенки, прилегающей к внутренней верхней поверхности.
Кратко возвращаясь к фиг.2, впуск 110 топливно-воздушного отделителя 100 принимает топливо (которое может вовлекать воздух) из расположенных выше по потоку компонентов топливной системы 36, например, топливного бака 88 и всасывающего насоса 82. Из выпуска 118 топлива топливо (со значительно меньшим вовлеченным воздухом) подается в расположенные ниже по потоку компоненты топливной системы, например, топливные насосы (84, 86), топливный фильтр 901 и топливные форсунки 38. Между тем, воздух, отделенный от топлива, вентилируется в атмосферу через выпуск 120 воздуха. В варианте осуществления по фиг.2 воздух вентилируется через бачок 122 с активированным углем для снижения атмосферных выбросов углеводородов. Однако бачок с активированным углем может быть не включен в некоторые варианты осуществления, в особенности когда топливо, используемое в топливной системе, является относительно нелетучим, например, дизельным топливом. Большей частью отделенный воздух может вентилироваться в любой пригодный приемник давления, в том числе сам топливный бак, который может поддерживаться около атмосферного давления.
Продолжая далее по фиг.3, погружная труба 114 ориентирована вертикально в проиллюстрированном варианте осуществления с внутренней верхней поверхностью 106, расположенной над внутренней нижней поверхностью 108. В других вариантах осуществления погружная труба может быть по меньшей мере до некоторой степени наклонной, а верхняя и нижняя поверхности могут быть смещены горизонтально друг от друга. Внутренняя поверхность боковой стенки камеры 102 является цилиндрической в проиллюстрированном варианте осуществления, но этот признак никоим образом не является обязательным ввиду того, что в других вариантах осуществления внутренняя поверхность боковой стенки может быть конической. Другими словами, часть камеры, ограниченная внутренней поверхностью боковой стенки и внутренними верхней и нижней поверхностями, может быть усеченной пирамидой. Соответственно внутренняя нижняя поверхность может быть большей в диаметре, чем внутренняя верхняя поверхность, в некоторых вариантах осуществления. Этот признак может вызывать образующее завихрение топливо замедляться во время своего прохождения к внутренней нижней поверхности, уменьшая турбулентность, которая могла бы сгонять дополнительный воздух в топливо. В других вариантах осуществления внутренняя верхняя поверхность может быть большей в диаметре, чем внутренняя нижняя поверхность. Этот признак позволяет ускоряться топливу во время прохождения к внутренней нижней поверхности, обеспечивая продолжительное центробежное отделение воздуха от топлива.
При работе топливно-воздушный отделитель 100 непрерывно принимает топливо из расположенных выше по потоку компонентов топливной системы и непрерывно выпускает топливо в расположенные ниже по потоку компоненты топливной системы. Стационарный уровень 124 топлива тем самым поддерживается в камере 102 с погружной трубой 114, тянущейся ниже стационарного уровня. Как показано на фиг. 3, запас топлива в топливно-воздушном отделителе может не полностью заполнять объем камеры. Соответственно короткий столб 126 воздуха поддерживается выше стационарного уровня топлива в камере. Этот воздух сжимается, когда давление на впуске повышается, и разрежается, когда давление на впуске снижается. Это действие помогает демпфировать пульсации давления в топливе, давая в результате более равномерный поток топлива через топливную систему.
Другие меры могут приниматься для усиления эффекта демпфирования пульсаций давления топливно-воздушного отделителя 100 в дополнение к сжатию и разрежению столба 126 воздуха. В некоторых вариантах осуществления более точно камера может быть упруго деформируемой под действием пульсации давления топлива и воздуха, прошедших на впуск. Например, одна или более из внутренней нижней поверхности, внутренней верхней поверхности и внутренней поверхности боковой стенки может быть упруго деформируемой. Упруго деформируемые поверхности могут формироваться из пригодного материала, например, пружинной стали или устойчивого к углеводородам упругого полимерного материала. В некоторых вариантах осуществления поверхности, указанные «упруго деформируемыми», могут деформироваться в большей степени под пульсациями давления из топливной системы, поверхности, не указанные упруго деформируемыми, даже если какая-нибудь или все из поверхностей топливно-воздушного отделителя могут деформироваться до некоторой степени.
Посредством расширения наружу в ответ на положительный импульс давления и спадания внутрь в ответ на отрицательный импульс давления упруго деформируемые поверхности камеры 102 динамически регулируют объем топливной магистрали, чтобы компенсировать положительные и отрицательные импульсы давления, давая в результате значительное демпфирование пульсаций давления. В некоторых вариантах осуществления деформация упруго деформируемых поверхностей может быть достаточной, когда комбинируется с эффектом демпфирования столба воздуха внутри камеры, чтобы демпфировать пульсации давления из топливной системы по меньшей мере настолько же, на сколько отдельный демпфер пульсаций давления, который известен в данной области техники.
Фиг.4 показывает аспекты еще одной примерной топливной системы 362 в одном из вариантов осуществления. Топливная система 362 включает в себя многие из признаков топливной системы 361, но не имеет ITP. Эта топливная система включает в себя охладитель 128 топлива, чтобы обеспечивать охлаждение топлива в обратной магистрали 98 в выбранных условиях. Система также включает в себя перепускной клапан 130, который отводит возвратное топливо на впуск топливного фильтра 901 в выбранных условиях, например, при низких температурах, где функционирование улучшается посредством удерживания как можно большего количества тепла в подвергнутом рециркуляции топливе.
В топливной системе 362 модуль 1321 подачи топлива присоединен внутри топливного бака 88. Топливно-воздушный отделитель 100 присоединен в пределах модуля подачи топлива, с погружной трубой 114, продолжающейся наружу через стенку топливного бака, например, присоединенной к выпускной магистрали, которая выходит из топливного бака. Топливо из бака поступает внутрь модуля подачи топлива через зонтичный клапан 134. Когда всасывающий насос 82 является работающим, зонтичный клапан смещается в открытое положение посредством всасывания из струйного насоса 136. Струйный насос втягивает топливо через открытый зонтичный клапан, чтобы поддерживать пригодный уровень топлива внутри модуля подачи топлива независимо от уровня или плескания топлива вне модуля. В варианте осуществления, показанном на фиг.4, струйный насос приводится в действие переливом из топливно-воздушного отделителя 100 (например, из выпуска 120 воздуха). Конфигурация по фиг.4 может использоваться с бензиновыми или дизельными системами двигателя в условиях, где имеется в распоряжении высококачественное топливо.
Фиг.5 показывает аспекты еще одной примерной топливной системы 363 в одном из вариантов осуществления. Топливная система 363 включает в себя многие из признаков топливной системы 362, но не имеет струйного насоса. Взамен всасывающий насос 82 обеспечивает всасывание, которое втягивает топливо в камеру 138, в которой установлен всасывающий насос. Топливо втягивается в камеру из вторичного топливного фильтра 902, который принимает топливо изнутри модуля 1322 подачи топлива. Топливо поступает в модуль подачи топлива через зонтичный клапан 134, как в вышеизложенном варианте осуществления. Конфигурация по фиг.5 может быть наиболее полезна в условиях, где качество топлива является недостаточным или несовместимым.
Конфигурации, описанные выше, дают возможность различных способов отделения воздуха от топлива в топливной системе моторного транспортного средства. Соответственно некоторые такие способы описаны далее в качестве примера с непрерывной ссылкой на вышеприведенные конфигурации. Однако следует понимать, что способы, описанные здесь и другие, в пределах объема настоящей полезной модели также могут быть задействованы другими конфигурациями. Способы могут начинаться в любой момент времени, когда система 10 двигателя является работающей, и могут выполняться повторно.
Фиг. 6 иллюстрирует примерный способ 140 отделения воздуха от топлива (например, дизельного топлива или бензина) в топливно-воздушном отделителе топливной системы транспортного средства. На этапе 142 способа 140 топливо и воздух вводят по касательной на внутреннюю поверхность боковой стенки камеры топливно-воздушного отделителя. Как описано выше, топливо и воздух могут вводиться из топливной магистрали под давлением топливной системы моторного транспортного средства. На этапе 144 воздух отделяют от топлива под действием центробежной силой, вызванной спиральным потоком топлива и воздуха вниз и вдоль внутренней поверхности боковой стенки. На этапе 146 столб воздуха внутри камеры подвергают воздействию пульсации давления впускаемого топлива и воздуха, что приводит к демпфированию пульсации давления. На этапе 148 топливо собирают в лужицу на внутренней нижней поверхности камеры. На этапе 150 топливо выпускают через проем погружной трубы на внутреннюю нижнюю поверхность, и продолжающуюся параллельно оси внутренней поверхности боковой стенки. На этапе 152 топливо, выпущенное через погружную трубу, подают в топливную форсунку системы двигателя. На этапе 154 воздух выпускают через выпуск на внутренней верхней поверхности камеры. Выпущенный воздух может вентилироваться в атмосферу вместо возврата в систему двигателя. В некоторых вариантах осуществления воздух может вентилироваться в атмосферу через бачок с адсорбентом.
Следует понимать, что изделия, системы и способы, описанные выше, являются неограничивающими примерами, для которых также предполагаются многочисленные варианты и расширения. Настоящее раскрытие также включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации вышеприведенных изделий, систем и способов и любые и все их эквиваленты.

Claims (14)

1. Топливно-воздушный отделитель, содержащий:
камеру с внутренней поверхностью боковой стенки и смежными внутренними верхней и нижней поверхностями;
впуск, открывающийся к поверхности боковой стенки, чтобы вводить топливо и воздух и вызывать протекание топлива и воздуха по спирали вниз и вдоль поверхности боковой стенки;
погружную трубу, открывающуюся к нижней поверхности и продолжающуюся вдоль оси поверхности боковой стенки до выпуска топлива; и
выпуск воздуха на верхней поверхности.
2. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором погружная труба ориентирована вертикально.
3. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором внутренняя поверхность боковой стенки является цилиндрической.
4. Топливно-воздушный отделитель по п.3, в котором внутренняя верхняя поверхность расположена непосредственно над внутренней нижней поверхностью.
5. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором впуск расположен смежно внутренней верхней поверхности.
6. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором впуск выровнен по касательной внутренней поверхности боковой стенки.
7. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором внутренняя верхняя поверхность больше в диаметре, чем внутренняя нижняя поверхность.
8. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором внутренняя нижняя поверхность больше в диаметре, чем внутренняя верхняя поверхность.
9. Топливно-воздушный отделитель по п.1, в котором камера является упруго деформируемой под действием пульсации давления топлива и воздуха, введенных во впуск.
10. Система двигателя, содержащая:
топливно-воздушный отделитель, имеющий камеру с внутренней поверхностью боковой стенки и смежными внутренними верхней и нижней поверхностями, впуск, открывающийся к поверхности боковой стенки, чтобы вводить топливо и воздух и вызывать протекание топлива и воздуха по спирали вниз и вдоль поверхности боковой стенки, погружную трубу, открывающуюся к нижней поверхности и продолжающуюся вдоль оси поверхности боковой стенки до выпуска топлива, и выпуск воздуха на верхней поверхности;
всасывающий насос, присоединенный к впуску топливо-воздушного отделителя, и
топливный бак.
11. Система двигателя по п.10, в которой топливно-воздушный отделитель присоединен в топливном баке, причем погружная труба присоединена к выпускной магистрали, которая выходит из топливного бака.
12. Система двигателя по п.10, дополнительно содержащая: топливную форсунку, присоединенную к выпуску топлива, причем выпуск воздуха вентилируется в атмосферу.
13. Система двигателя по п.12, в которой топливная форсунка присоединена к камере сгорания системы двигателя.
14. Система двигателя по п.12, в которой топливная форсунка присоединена к впускному коллектору или отверстию цилиндра системы двигателя.
Figure 00000001
RU2013155805/06U 2012-12-17 2013-12-16 Топливно-воздушный отделитель и система двигателя RU147655U1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/717,402 2012-12-17
US13/717,402 US9366206B2 (en) 2012-12-17 2012-12-17 Fuel-air separator and pulse dampener

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU147655U1 true RU147655U1 (ru) 2014-11-10

Family

ID=50821673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013155805/06U RU147655U1 (ru) 2012-12-17 2013-12-16 Топливно-воздушный отделитель и система двигателя

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9366206B2 (ru)
CN (1) CN203879660U (ru)
DE (1) DE102013225888A1 (ru)
RU (1) RU147655U1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014002631B4 (de) * 2014-02-27 2016-08-04 Mann + Hummel Gmbh Filterelement und Fluidfilter mit radialer Entlüftungsbohrung
DE112016000402T5 (de) * 2015-02-16 2017-10-26 Eaton Corporation Ansaug- und abgasstrom-management für verbrennungsmotoren
US11794138B2 (en) * 2020-10-19 2023-10-24 Sierra Space Corporation Microgravity system phase separator

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4281626A (en) 1979-04-30 1981-08-04 Fishe Gerald R A Vaporizable liquid injection system and method for internal combustion engine
USRE33270E (en) 1982-09-16 1990-07-24 Bkm, Inc. Pressure-controlled fuel injection for internal combustion engines
US4628881A (en) 1982-09-16 1986-12-16 Bkm, Inc. Pressure-controlled fuel injection for internal combustion engines
US4707165A (en) * 1985-03-04 1987-11-17 Aeroquip Corporation Gas and fluid separator
US5241935A (en) 1988-02-03 1993-09-07 Servojet Electronic Systems, Ltd. Accumulator fuel injection system
CA2019360C (en) 1989-06-21 1994-05-17 Mitsumasa Mito Fuel injection system
JPH0388957A (ja) 1989-08-22 1991-04-15 New Zealand Government 圧縮点火エンジンの燃料供給装置及びその制御装置
JPH08312485A (ja) 1995-05-22 1996-11-26 Sanshin Ind Co Ltd 船外機用エンジンの燃料噴射装置
DE19602082B4 (de) 1996-01-20 2004-04-08 Mann + Hummel Gmbh Kraftstoffmodul
US5758610A (en) 1996-11-12 1998-06-02 Park; Gile Jun Yang Air cooled self-supercharging four stroke internal combustion engine
GB9817073D0 (en) * 1997-11-04 1998-10-07 Bhr Group Ltd Phase separator
US6290760B1 (en) * 1999-04-30 2001-09-18 Tokheim Corporation Air separator system
NL1012451C1 (nl) * 1999-06-28 2001-01-02 Cds Engineering B V Inrichting en werkwijze voor het scheiden van aardgas en water.
JP2001246216A (ja) * 1999-12-28 2001-09-11 Denso Corp 気液分離装置
US6485854B1 (en) * 2000-10-19 2002-11-26 General Motors Corporation Gas-liquid separator for fuel cell system
US7001448B1 (en) * 2001-06-13 2006-02-21 National Tank Company System employing a vortex finder tube for separating a liquid component from a gas stream
US6576029B2 (en) * 2001-06-13 2003-06-10 National Tank Company System for separating an entrained liquid component from a gas stream
US6896819B2 (en) * 2001-06-25 2005-05-24 Jerry Friedman Method for water treatment utilizing a liquid/vacuum cyclone interface apparatus
US6602327B2 (en) * 2001-06-25 2003-08-05 Dwain E. Morse Process for removing an undesirable dissolved gas from a liquid
US6748872B2 (en) 2001-11-08 2004-06-15 Bombardier Motor Corporation Of America Swirl-producing fuel injection nozzle and system and method incorporating same
US6622709B2 (en) * 2001-12-20 2003-09-23 Caterpillar Inc Fuel conditioning module for reducing air in a fuel injection system
JP4091771B2 (ja) * 2002-02-08 2008-05-28 愛三工業株式会社 トラップ装置
US6976713B2 (en) * 2003-02-18 2005-12-20 Tom Kish Apparatus for use in applying granular material to a rail
US7013878B1 (en) * 2004-06-03 2006-03-21 Walbro Engine Management, L.L.C. Fuel vapor separator
US7811345B2 (en) * 2006-03-10 2010-10-12 G.B.D. Corp. Vacuum cleaner with a removable cyclone array
JP4626586B2 (ja) * 2006-08-03 2011-02-09 トヨタ紡織株式会社 気液分離器
US7713335B2 (en) * 2006-10-30 2010-05-11 Caterpillar Inc. Air separator
US7870848B2 (en) * 2008-02-01 2011-01-18 Ford Global Technologies, Llc Reducing fuel-vapor emissions by vortex effect
JP5176986B2 (ja) * 2008-05-09 2013-04-03 日産自動車株式会社 エバポパージシステムのリーク診断装置
US20110067568A1 (en) * 2008-05-15 2011-03-24 Outotec Oyj Apparatus and method for mechanical deaeration
JP5014269B2 (ja) * 2008-06-20 2012-08-29 本田技研工業株式会社 作業機における蒸発燃料処理装置
US7905946B1 (en) * 2008-08-12 2011-03-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Systems and methods for separating a multiphase fluid
JP5150415B2 (ja) * 2008-08-29 2013-02-20 本田技研工業株式会社 自動二輪車のキャニスタ配置構造
KR100999624B1 (ko) * 2008-09-04 2010-12-08 현대자동차주식회사 고압 연료 공급회로
JP2011021505A (ja) * 2009-07-14 2011-02-03 Aisan Industry Co Ltd 蒸発燃料処理装置
US8147575B2 (en) * 2009-09-09 2012-04-03 Ingersoll-Rand Company Multi-stage oil separation system including a cyclonic separation stage
US8273165B2 (en) * 2009-12-11 2012-09-25 Micronic Technologies, LLC Compacted air flow rapid fluid evaporation system
US8132559B2 (en) * 2010-07-15 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Water/air separator

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013225888A1 (de) 2014-06-18
US9366206B2 (en) 2016-06-14
US20140165971A1 (en) 2014-06-19
CN203879660U (zh) 2014-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10196992B2 (en) Engine control device
RU2642916C2 (ru) Способ для двигателя с турбонаддувом (варианты)
JP6112046B2 (ja) 過給機付きエンジンの蒸発燃料処理装置
EP1970544A3 (en) Internal combustion engine system and method
CN101772625B (zh) 柴油机的控制装置
JP5708507B2 (ja) 内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置
US20110067395A1 (en) Method of controlling an engine during transient operating conditions
EP3517767A1 (en) Engine intake and exhaust system, engine equipped therewith and method of providing the same
CN100436770C (zh) 用于控制内燃机中排气压力脉冲的构造
RU140416U1 (ru) Воздуховод охладителя наддувочного воздуха (варианты)
RU147655U1 (ru) Топливно-воздушный отделитель и система двигателя
JP4803007B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN117365764A (zh) 内燃机的控制装置及控制方法
EP2816208A1 (en) Control device for internal combustion engine
EP3517768A1 (en) Engine intake and exhaust system, engine equipped therewith and method of providing the same
EP2527628B1 (en) Control device of an internal combustion engine
RU153007U1 (ru) Система двигателя (варианты)
EP2067947A1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2017075608A (ja) Ｅｇｒガス凝縮水の処理装置
JP2012237231A (ja) ブローバイガス還流装置
CN201554574U (zh) 一种燃油蒸发脱附控制装置
US20130305693A1 (en) Exhaust Gas Recirculation Device for an Internal Combustion Engine
JP5262992B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2014066167A (ja) 蒸発燃料処理装置
US11801465B2 (en) Filter arrangement for a selective catalytic reduction system