專(zhuān)利名稱(chēng)：用于減少燃料析蠟的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例性實(shí)施方式涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料供給系統(tǒng)，更為具體地，涉及一種用于防止由低溫下燃料的蠟結(jié)晶所導(dǎo)致的燃料濾清器元件堵塞的裝置。
背景技術(shù)：
用于內(nèi)燃機(jī)的燃料，例如柴油、煤油、輕質(zhì)油、生物燃料或它們的組合，會(huì)包括一種 蠟成分，其在低于大約-10攝氏度的溫度下易于結(jié)晶(“析蠟")。懸浮的蠟結(jié)晶物可附著 于燃料濾清器的過(guò)濾介質(zhì)上或被該過(guò)濾介質(zhì)捕集，從而導(dǎo)致該燃料濾清器局部地或完全地 堵塞。該燃料濾清器的這種堵塞會(huì)引起供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料流的中斷，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 的降低或發(fā)動(dòng)機(jī)失速。為減輕此種燃料固有的析蠟問(wèn)題所做的嘗試已經(jīng)涉及加熱元件在供給發(fā)動(dòng)機(jī)的 燃料系統(tǒng)中的應(yīng)用。這種加熱元件可包括燃料箱或燃料管路加熱器以及發(fā)動(dòng)機(jī)本體加熱器 或換熱器。加熱燃料從燃料噴射系統(tǒng)到燃料箱的再循環(huán)也已經(jīng)被利用。盡管這些以及其他 用于防止燃料析蠟的方法已經(jīng)取得了一些成效，但這些裝置利用了大量的能量因此降低了 發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，這些裝置很昂貴且不能足夠迅速地運(yùn)行，尤其是在低溫發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程 之后，因?yàn)閷?duì)全部燃料體積進(jìn)行加熱而不是直接處理懸浮在其中的蠟結(jié)晶物。因此，期望提供一種能有效地消除由燃料蠟結(jié)晶引起的柴油燃料濾清器堵塞且在 發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)運(yùn)行溫度范圍內(nèi)有效和高效的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，一種用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成， 包括構(gòu)造成發(fā)射高頻聲波或壓力波的超聲換能器，該聲波或壓力波沖擊懸浮在燃料中的蠟 結(jié)晶物以通過(guò)超聲空化來(lái)減小蠟結(jié)晶物的尺寸。本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，包括燃料貯存 器和構(gòu)造成通過(guò)與燃料貯存器和燃料泵流動(dòng)連通的燃料管道從燃料貯存器抽取燃料的燃 料泵。與燃料管道流體連通的燃料濾清器包括具有用于從燃料管道接收燃料以及將燃料送 回燃料管道的燃料進(jìn)口和燃料出口的燃料歧管。超聲換能器與燃料濾清器歧管相連并構(gòu)造 成發(fā)射作用于燃料的高頻聲波或壓力波，以通過(guò)超聲空化來(lái)減小懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶物 的尺寸。本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施方式中，一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，包括燃料貯存 器和用于通過(guò)與燃料貯存器和燃料泵流體連通的燃料管道從燃料貯存器抽取燃料的燃料 泵。與燃料管道流體連通的燃料濾清器包括用于從燃料管道接收燃料以及將燃料送回燃料 管道的燃料進(jìn)口和燃料出口。超聲換能器設(shè)置在燃料進(jìn)口附近并構(gòu)造成發(fā)射作用于懸浮在 燃料中的蠟結(jié)晶物的高頻聲波或壓力波，以通過(guò)超聲空化來(lái)減小蠟結(jié)晶物的尺寸。本發(fā)明還提供了以下方案。方案1 一種用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，包括
超聲換能器，構(gòu)造成發(fā)射作用于懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶物的高頻聲波或壓力波， 以通過(guò)超聲空化來(lái)減小所述蠟結(jié)晶物的尺寸。方案2 如方案1所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，進(jìn)一步包括控制器，構(gòu)造成基于影響燃料的狀態(tài)來(lái)啟動(dòng)超聲換能器的運(yùn)行。方案3 如方案2所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，其中影響燃料穩(wěn) 定性的狀態(tài)包括環(huán)境溫度。方案4:如方案2所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，其中影響燃料穩(wěn) 定性的狀態(tài)包括燃料溫度。方案5 如方案1所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，其中所述高頻聲 波或壓力波處于大約20千赫至大約200兆赫的超聲波范圍。方案6 —種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，包括燃料貯存器； 燃料泵，其構(gòu)造成通過(guò)與貯存器和燃料泵流動(dòng)連通的燃料管道從燃料儲(chǔ)貯存器抽 取燃料；與燃料管道流體連通的燃料濾清器，其包括具有用于從燃料管道接收燃料并將燃 料送回燃料管道的燃料進(jìn)口和燃料出口的燃料歧管；和超聲換能器，其與所述燃料濾清器歧管相連并構(gòu)造成發(fā)射作用于燃料的高頻聲波 或壓力波，以通過(guò)超聲空化減小懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶物的尺寸。方案7 如方案6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，構(gòu)造成基于影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)來(lái)啟動(dòng)所述超聲換能器的運(yùn)行。方案8 如方案7所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)包括 環(huán)境溫度。方案9 如方案7所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)包括 燃料溫度。方案10 如方案6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中所述高頻聲波或壓力波處 于大約20千赫至大約200兆赫的超聲波范圍。方案11 一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，包括燃料貯存器；燃料泵，用于通過(guò)與所述貯存器和所述燃料泵流體連通的燃料管道從燃料貯存器 抽取燃料；與燃料管道流體連通的燃料濾清器，其包括用于從燃料管道接收燃料以及將燃料 送回燃料管道的燃料進(jìn)口和燃料出口 ；和超聲換能器，其設(shè)置在燃料進(jìn)口附近并構(gòu)造成發(fā)射作用于懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶 物的高頻聲波或壓力波，以通過(guò)超聲空化來(lái)減小蠟結(jié)晶物的尺寸。方案12 如方案11所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，進(jìn)一步包括換能器歧管，其與燃料管道流體連通并設(shè)置在燃料濾清器的上游，所述換能器歧 管構(gòu)造成將所述超聲換能器接收在其中。方案13 如方案11所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，構(gòu)造成基于影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)來(lái)啟動(dòng)超聲換能器的運(yùn)行。
方案14 如方案13所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)包 括環(huán)境溫度。方案15 如方案13所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)包 括燃料溫度。方案16 如方案11所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中所述高頻聲波或壓力波處 于大約20千赫至大約200兆赫的超聲波范圍。結(jié)合附圖，通過(guò)以下對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳方式的詳細(xì)描述，將易于體現(xiàn)本發(fā)明的 上述特征和優(yōu)點(diǎn)及其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


以下對(duì)實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，僅通過(guò)示例的方式體現(xiàn)其它的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì) 節(jié)，詳細(xì)說(shuō)明部分參考如下附圖圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)的示意圖；和圖2是用于實(shí)施本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的一示例性實(shí)施方式，用于如柴油機(jī)12這樣的內(nèi)燃機(jī)中的燃料系統(tǒng) 10在圖1中示出。該燃料系統(tǒng)10包括燃料箱14和構(gòu)造成將燃料從燃料箱14輸送至燃料 系統(tǒng)10各部件的燃料管道16。與燃料管道相連的是燃料泵18，其構(gòu)造成從燃料箱14抽取 燃料34并將燃料加壓至可被燃料噴射器(未示出)噴射入柴油機(jī)12的適當(dāng)水平。燃料回 流管路19使過(guò)多的燃料從該燃料噴射器返回到該燃料箱14。與燃料管道16相連的還有 燃料濾清器總成20。該燃料濾清器總成20可包括具有與燃料管道16流體連通的進(jìn)口 24 和出口 26的燃料歧管22。燃料濾清器罩28構(gòu)造成附接于燃料歧管22并具有與燃料歧管 22的進(jìn)口 24和出口 26流體連接的進(jìn)口 30和出口 32。燃料濾清器罩38可以永久地附接 于燃料濾清器歧管22，例如通過(guò)焊接或類(lèi)似的方式，或者為了便于更換燃料濾清器罩38也 可以是可拆卸的。當(dāng)附接于燃料歧管22時(shí)，燃料濾清器罩28以及與其依次相連的進(jìn)口和 出口 24、26限定出用于燃料34通過(guò)燃料濾清器總成20的燃料通道。燃料濾清器罩28中布置有濾清器元件36。濾清器元件可以是纖維、紙、絲網(wǎng)或其 它適于去除懸浮在燃料34中的污染物的結(jié)構(gòu)或材料。該濾清器元件36布置在燃料濾清器 罩28內(nèi)部位于進(jìn)口 30和出口 32之間，以使得流過(guò)燃料濾清器總成20的燃料34從濾清器 進(jìn)口 30流至濾清器出口 32時(shí)必然穿過(guò)該濾清器元件。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方式中，超聲換能器38構(gòu)造成安裝在燃料歧管22中。該 超聲換能器構(gòu)造成在通過(guò)控制器42啟動(dòng)時(shí)發(fā)射高頻聲波或壓力波。在一個(gè)非限制性的實(shí) 施方式中，高頻聲波或壓力波的波頻處于的超聲波范圍可包括從大約20千赫至大約200兆 赫的范圍，如以下進(jìn)一步細(xì)節(jié)所描述的那樣，可選擇實(shí)際頻率以用于有效破壞懸浮在燃料 中的蠟結(jié)晶物。該超聲換能器38優(yōu)選地鄰近于或緊靠燃料歧管22的進(jìn)口 24安裝，從而使 得高頻聲波或壓力波作用于駐留在燃料歧管22中的燃料34，以在蠟結(jié)晶物進(jìn)入燃料濾清 器罩28之前通過(guò)超聲空化減小該蠟結(jié)晶物。由于產(chǎn)生位于該超聲波范圍內(nèi)的波所需的較 高功率需求，該超聲換能器38可以設(shè)置成直接與該歧管22中的燃料34流體接觸以改善對(duì)懸浮其中的蠟結(jié)晶物的減小。通過(guò)該超聲換能器38發(fā)射的高頻聲波或壓力波所致使的懸浮蠟結(jié)晶物尺寸的物理減小，允許蠟結(jié)晶物穿過(guò)濾清器元件36而不被濾清器元件捕集或 附著于濾清器元件上。因此，防止了燃料濾清器元件的堵塞，并且便于燃料34至柴油機(jī)12 的燃料系統(tǒng)的無(wú)限制流動(dòng)。超聲換能器38的運(yùn)行，可基于通過(guò)溫度傳感器46測(cè)定的環(huán)境溫度、通過(guò)溫度傳感 器48測(cè)定的燃料箱14中的燃料溫度或通過(guò)會(huì)影響與燃料中產(chǎn)生析蠟有關(guān)的燃料34穩(wěn)定 性的其它狀態(tài)，由控制器42來(lái)啟動(dòng)。如果控制器42測(cè)定出燃料位于或低于可能出現(xiàn)燃料 析蠟的預(yù)定溫度，則通過(guò)控制器啟動(dòng)超聲換能器38，此時(shí)進(jìn)入燃料濾清器總成20的燃料34 將遭受高頻波。在如圖2所示的本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，相同的數(shù)字用來(lái)表示已描述過(guò)的相同 結(jié)構(gòu)特征，超聲換能器38構(gòu)造成安裝在與燃料管道16相連的換能器歧管44中。該換能器 歧管44優(yōu)選位于，緊靠燃料濾清器罩28的進(jìn)口 30上游的位置。如所示的那樣，超聲換能 器構(gòu)造成在通過(guò)控制器42啟動(dòng)時(shí)發(fā)射高頻聲波或壓力波。在一非限制性實(shí)施方式中，處于 大約20千赫至200兆赫的超聲波范圍的高頻聲波或壓力波，作用于駐留在直接位于燃料濾 清器20的進(jìn)口 30上游的換能器歧管44中的燃料34，以在蠟結(jié)晶物進(jìn)入燃料濾清器之前通 過(guò)超聲空化減小該蠟結(jié)晶物。通過(guò)超聲換能器38發(fā)射高頻聲波或壓力波所致使的蠟結(jié)晶 物的減小，防止了燃料濾清器元件36的堵塞，并由此允許燃料34至柴油機(jī)12的燃料系統(tǒng) 的無(wú)限制流動(dòng)。盡管已經(jīng)參考示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)為 可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下對(duì)其做出各種改變并且等價(jià)物可替代其元件。另外，在不 脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下基于本發(fā)明的教導(dǎo)可進(jìn)行許多修改以適應(yīng)特定的情況或材 料。因此，本發(fā)明并不旨在局限于作為實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行描述的特定實(shí)施方式，本 發(fā)明將包括落入本發(fā)明應(yīng)用范圍的所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
一種用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，包括超聲換能器，構(gòu)造成發(fā)射作用于懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶物的高頻聲波或壓力波，以通過(guò)超聲空化來(lái)減小所述蠟結(jié)晶物的尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，進(jìn)一步包括 控制器，構(gòu)造成基于影響燃料的狀態(tài)來(lái)啟動(dòng)超聲換能器的運(yùn)行。
3.如權(quán)利要求2所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，其中影響燃料穩(wěn)定性 的狀態(tài)包括環(huán)境溫度。
4.如權(quán)利要求2所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，其中影響燃料穩(wěn)定性 的狀態(tài)包括燃料溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)燃料的燃料濾清器總成，其中所述高頻聲波或 壓力波處于大約20千赫至大約200兆赫的超聲波范圍。
6.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，包括 燃料貯存器；燃料泵，其構(gòu)造成通過(guò)與貯存器和燃料泵流動(dòng)連通的燃料管道從燃料儲(chǔ)貯存器抽取燃料；與燃料管道流體連通的燃料濾清器，其包括具有用于從燃料管道接收燃料并將燃料送 回燃料管道的燃料進(jìn)口和燃料出口的燃料歧管；和超聲換能器，其與所述燃料濾清器歧管相連并構(gòu)造成發(fā)射作用于燃料的高頻聲波或壓 力波，以通過(guò)超聲空化減小懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶物的尺寸。
7.如權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，進(jìn)一步包括控制器，構(gòu)造成基于影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)來(lái)啟動(dòng)所述超聲換能器的運(yùn)行。
8.如權(quán)利要求7所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)包括環(huán)境 溫度。
9.如權(quán)利要求7所述的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，其中影響燃料穩(wěn)定性的狀態(tài)包括燃料溫度。
10.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，包括 燃料貯存器；燃料泵，用于通過(guò)與所述貯存器和所述燃料泵流體連通的燃料管道從燃料貯存器抽取 燃料；與燃料管道流體連通的燃料濾清器，其包括用于從燃料管道接收燃料以及將燃料送回 燃料管道的燃料進(jìn)口和燃料出口 ；和超聲換能器，其設(shè)置在燃料進(jìn)口附近并構(gòu)造成發(fā)射作用于懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶物的 高頻聲波或壓力波，以通過(guò)超聲空化來(lái)減小蠟結(jié)晶物的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于減少燃料析蠟的裝置。提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料濾清器，包括構(gòu)造成將燃料從燃料箱運(yùn)輸至內(nèi)燃機(jī)的燃料管道。燃料濾清器歧管具有用于與燃料管道流體連通的進(jìn)口和出口。燃料濾清器罩與燃料濾清器歧管相連并構(gòu)造成從燃料濾清器歧管接收燃料以及將燃料配送至燃料濾清器歧管。濾清器元件設(shè)置在燃料濾清器罩內(nèi)部位于進(jìn)口和出口之間，并構(gòu)造成對(duì)流經(jīng)燃料濾清器罩的燃料進(jìn)行過(guò)濾。電磁換能器與燃料濾清器相連并構(gòu)造成發(fā)射作用于燃料的高頻波，以通過(guò)超聲空化來(lái)減小懸浮在燃料中的蠟結(jié)晶物。
文檔編號(hào)F02M37/22GK101858285SQ20101016438
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者T·J·庫(kù)欣 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司