燃料過濾裝置和具有該裝置的燃料供應系統的製作方法

2023-09-09 14:39:15

專利名稱：燃料過濾裝置和具有該裝置的燃料供應系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機的燃料輸送裝置的燃料過濾裝置。 本發明還涉及一種具有所述燃料過濾裝置的燃料供應系統。
背景技術：
JPA-2004-519618公開了一種用於向內燃機供應燃料的燃料輸 送裝置。所述燃料輸送裝置包括設置在燃料箱與燃料泵之間的燃料 過濾裝置，用於去除在燃料中含有的比如碎屑這樣的有機材料和比 如金屬這樣的無機材料。所述燃料輸送裝置包括高壓部件，比如燃料噴射閥，每個部件 都設置在每個汽缸上，和用於將高壓燃料供應給每個燃料噴射閥的 燃料泵。每個高壓部件具有高壓滑動部分，該部分限定與高壓燃料 通道連通的幾微米的微小間隙。燃料過濾裝置被用來保護高壓滑動 部分免於進入外來物質。所述燃料過濾裝置具有的目徑大小能夠捕 獲比外來物質更小的微粒物質。在JPA-2006-105092中，在燃料過濾裝置的內側或者上遊設置 了離子交換樹脂，用於去除金屬離子，以限制金屬離子在通過燃料 過濾裝置之後沉積並容納在高壓滑動部分中。在這種結構中，容納 離子交換樹脂的離子交換裝置設置在燃料箱和燃料泵之間，與燃料 過濾裝置分離。可選擇地，所述離子交換樹脂能被插在兩個過濾件 之間，並且與所述燃料過濾裝置結合為一體。在JPA-2006-105092中，所述離子交換樹脂作為與燃料過濾裝置分離的裝置，需要被設置在燃料箱與燃料泵之間的燃料通道中。 可選擇地，需要附加的一個箱體來容納插在燃料過濾裝置的兩個過 濾件之間的離子交換樹脂。另外，其中的過濾件插入離子交換樹脂， 由此增加了體積。因此，燃料過濾裝置被擴大。近些年來，生物柴油燃料和複合燃料，其既包含生物柴油燃料 也包含柴油燃料，作為替代燃料逐漸被廣泛使用。本發明人發現，金屬離子傾向存在於燃料箱內包含的生物柴油 燃料或複合燃料中，這種燃料含有生物柴油燃料和低硫柴油燃料。 例如，當生物柴油燃料或複合燃料洩漏進高壓部件比如燃料噴射閥 的高壓滑動部分時，燃料迅速地流過高壓滑動部分的微小間隙，並 因與限定高壓滑動部分的壁面之間產生的摩擦而導致溫度局部升高。溫度升高超過18crc的燃料回流到燃料箱，而不是返回到燃料 噴射閥等。在這種情況下，金屬離子傾向於被金屬性部件洗提，比 如燃料箱和連接燃料噴射閥與燃料箱的管道。被燃料洗提的金屬離子可能沉積，並沒有結合有機材料或者無機材料。可選擇地，金屬離子可以與有機材料化合成為((R-COO) 2Zn)羧酸酯等。具體地，在生物柴油燃料或者複合燃料中，金屬 離子在流過燃料過濾裝置之後可能聚集在燃料過濾裝置下遊的高 壓滑動部分內。發明內容鑑於上述問題和其它問題，本發明的一個目的是提供一種減少 尺寸並能夠容納離子交換樹脂的燃料過濾裝置，離子交換樹脂用於 去除燃料中的金屬離子。本發明的另一個目的是提供一種減少尺寸 並能夠容納體積增大的離子交換樹脂的燃料過濾裝置。本發明的還 一個目的是提供一種具有所述燃料過濾裝置的燃料供應系統。按照本發明的一方面，燃料過濾裝置包括外殼。所述燃料過濾 裝置還包括容納在所述外殼中的第一過濾件和第二過濾件。第一過 濾件包括用於去除燃料中金屬離子的離子交換樹脂。第二過濾件包 括用於捕獲燃料中微粒物質的過濾材料。第一過濾件和第二過濾件 都相對於燃料的流動方向彼此重疊。按照本發明的另一方面，燃料過濾裝置包括外殼。所述燃料過 濾裝置還包括容納在所述外殼中的第一過濾件和第二過濾件。第一 過濾件包括去除燃料中金屬離子的離子交換樹脂。第二過濾件包括 用於捕獲燃料中微粒物質的過濾材料。第一過濾件被置於第二過濾 件的內部。相對於燃料的流動方向，第一過濾件被置於第二過濾件 的下遊。按照本發明的另一方面，用於內燃機的燃料供應系統，所述燃 料供應系統包括用於供應燃料給內燃機的燃料泵，所述燃料泵包括 外殼和柱塞，在外殼和柱塞之間具有柱塞滑動間隙。所述燃料供應 系統還包括燃料過濾裝置，該過濾裝置設置在燃料泵上遊並且具有 容納第一過濾件和第二過濾件的外殼。所述第一過濾件包括去除燃 料中金屬離子的離子交換樹脂。所述第二過濾件包括捕獲燃料中微 粒物質的過濾材料。第一過濾件和第二過濾件相對於燃料的流動方 向都彼此重疊。


本發明的上述和其它目的、特徵和優點從參照附圖的下述詳細 說明會變得更明顯。其中圖1是按照第一實施方式的包括燃料過濾裝置的燃料輸送裝置 的示意圖；圖2是表示按照第一實施方式的燃料過濾裝置的截面圖；圖3是表示按照第二實施方式的燃料過濾裝置的截面圖； 圖4是表示按照第三實施方式的燃料過濾裝置的截面圖； 圖5是表示按照第四實施方式的燃料過濾裝置的截面圖； 圖6是表示按照第五實施方式的燃料過濾裝置的截面圖。
具體實施方式
(第一實施方式)如圖1所示，蓄積燃料的噴射裝置包括共軌5，燃料噴射閥6 和ECU 90。共軌5用作蓄積基本處於噴射壓力(共軌壓力)下的高 壓燃料的蓄積器。每個燃料噴射閥6針對柴油發動機8的每個汽缸 進行設置，並且被供應來自共軌5的高壓燃料，於是將高壓燃料噴 射進汽缸。ECU 90用作操縱燃料噴射閥6和燃料輸送裝置1的控制 單元。所述柴油發動機8比如是四缸發動機，作為一個例子，圖l描 繪了四缸柴油發動機8的一個汽缸和一個燃料噴射閥6。共軌5可 具有通道，經過這些通道高壓燃料被供應給除了所述一個燃料噴射 閥6以外的燃料噴射閥，所述通道沒有在圖1中畫出。ECU 90是具有通常已知結構的微型計算機，並按照發動機的工 作條件，通過確定與噴射周期相應的最適宜的噴射時間和最適宜的 噴射量，用於控制每個燃料噴射閥6。在設置在共軌5的壓力傳感 器51的檢測信號的基礎上，ECU 90還確定供應給共軌5的燃料的 排出量。壓力傳感器51用作壓力檢測單元。ECU 90在確定後的燃 料的排出量的基礎上輸出控制信號，以控制燃料噴射泵4，於是ECU 90控制壓力，即控制從燃料噴射泵4排出的燃料的共軌壓力。含有燃料噴射泵4的燃料輸送裝置1將高壓燃料通過高壓燃料 管52供應給共軌5。共軌5蓄積高壓燃料。共軌5通過高壓燃料管53將高壓燃料供應給每個燃料噴射閥6。在這種結構中，燃料噴射 泵4通過共軌5將高壓燃料排放到燃料噴射閥6,而且作為過剩燃 料的高壓燃料通過燃料回收管791等部分地返回到低壓系統中的燃 料箱2。燃料箱2包括圖1中彼此分離的第一燃料箱2a和第二燃料箱 2b。燃料箱2可以是一個整體的部件。參照圖l，每個燃料噴射閥6具有噴嘴部分60，該部分限定至 少一個噴嘴孔611，高壓燃料通過噴嘴孔被噴出。所述噴嘴部分60 容納用於打開和關閉噴嘴孔611的噴嘴針69。每個燃料噴射閥6具 有容納控制活塞72的支撐體70，所述支撐體70將壓力控制室73 內的燃料的壓力(背壓)施加到控制活塞72上，用於通過控制活 塞72來操縱噴嘴針69。每個燃料噴射閥6包括電磁閥79，該電磁 閥用於控制作為壓力控制室73內的偏壓力的壓力。圖1中，作為一個例子，支撐體70容納噴嘴部分60中除了其 頂端之外的部分。可選擇地，噴嘴部分60的噴嘴體61可以使用緊 固螺母，沒有畫出的螺紋件，與支撐體70的噴嘴支架75固定在一 起。在這種結構中，噴嘴體61的上端面被緊緊地與噴嘴支架75的 下端面固定在一起，所述下端面與噴嘴體61的上端面相對。噴嘴部分60包括噴嘴針69和噴嘴體61。噴嘴針69在噴嘴體 61內可軸向滑動。噴嘴體61基本上是圓筒體形狀，並具有在圖1下側的頂端。噴 嘴體61的頂端具有至少一個噴嘴孔611，高壓燃料通過噴嘴孔被噴 射進發動機8的燃燒室。此處按照朝向燃料流下遊的順序排歹U，噴嘴體61限定導孔62， 燃料蓄積室67，閥座66，和噴嘴孔611。燃料蓄積室67位於導孔 62的中間部分。噴嘴針69具有被落向閥座66並從閥座66被提起的接觸部分69a。噴嘴孔611連通噴嘴體61的外部和噴嘴體61的 內部。此處噴嘴體61還限定穿過圖1中噴嘴體61上端的接觸表面、 朝著燃料蓄積室67延伸的燃料輸送通道68。燃料輸送通道68連通 噴嘴支架75的第一燃料供應通道71。蓄積在共軌5內的高壓燃料 通過燃料輸送通道68和燃料蓄積室67被供應向閥座66。燃料輸送 通道68，第一燃料供應通道71和第二燃料供應通道74用作高壓燃 料通道。第二燃料供應通道74在噴嘴支架75內從第一燃料供應通 道71分流。高壓燃料通過第二燃料供應通道74被供應給壓力控制 室73。參照圖1，噴嘴支架75是基本上圓筒形的形狀，並在內部限定 控制活塞72在其中軸向移動的容納孔725。彈簧76被容納在噴嘴支 架75的容納孔725內。容納孔725在圖1中具有下端，所述下端連 接其內徑比第二導孔725a大的彈簧室孔725b。控制活塞72在第二 導孔725a內可滑動。限定彈簧室孔725b的上端面和彈簧接受部分 72a之間插有彈簧76，於是彈簧76朝著閥座66偏壓噴嘴針69。限定壓力控制室73的壁面和控制活塞72共同限定壓力控制室 73。控制活塞72和支撐體70的壁面之間限定第一滑動間隙(活塞 滑動間隙)，所述支撐體的壁面限定第二導孔725a。所述壁面，其 限定噴嘴體61內的導孔62,和噴嘴針69之間限定第二滑動間隙(針 滑動間隙)。燃料噴射泵4的柱塞45和汽缸44之間限定第三滑動 間隙(柱塞滑動間隙)，所述汽缸44限定滑動孔44。所述第一到第 三間隙用作燃料在其中流動的高壓滑動間隙。電磁閥79具有普通的已知結構，包括沒有畫出的線圈，線圈 被供應有來自外部電源的的電能用於產生電磁力，與閥體一體移動 的動鐵心，和沒有畫出的靜鐵心，所述靜鐵心通過施加電磁力用於 磁性吸引閥體和動鐵心。電磁閥79控制壓力控制室73內燃料的壓力。具體地，電磁閥79和控制活塞72之間具有開口 755。開口 755， 控制活塞72，和限定第二導孔725a的壁面構成壓力控制室73。開 口 755在動鐵心的一側具有端面，該端面限定沒有畫出的第二閥座。 所述閥體適用於與所述動鐵心一體地坐向第二閥座並從第二閥座 提升。接著，參照圖1描述燃料輸送裝置1。燃料輸送裝置1包括燃 料噴射泵4和燃料過濾裝置3。燃料噴射泵4包括低壓泵42，其充 當初級的壓力輸送單元，和高壓泵43，其充當壓縮單元。燃料過濾 裝置3設置在燃料噴射泵4的低壓泵42的入口與燃料箱2之間。 低壓泵42和高壓泵43分離地設置在圖1的結構中。可選擇地，低 壓泵42可以與高壓泵43成為一體。參照圖1，燃料噴射泵4包括低壓泵42，高壓泵43，驅動軸41， 和外殼43a。通過利用發動機8的驅動力，驅動軸41用於轉動低壓 泵42和高壓泵43。外殼43a容納低壓泵42，高壓泵43,驅動軸 41，和外殼43a。燃料噴射泵4具有凸輪室43c，凸輪室43被供應 從低壓泵42部分排放的燃料。驅動軸41經由軸承被外殼43a支撐，並且在其中可旋轉。凸輪 41a具有基本圓形的橫截面。凸輪41a與驅動軸41偏心地結合在一 起。驅動軸41在一端設有沒畫出的傳動單元，比如皮帶輪和齒輪， 並且經由齒輪，同步皮帶等與發動機8的曲柄軸同步轉動。在此實 施例中，驅動軸41設有齒輪。驅動軸41在另一端連接有低壓泵42，於是驅動軸41也用作低 壓泵42的驅動軸。驅動軸41的另一端可通過低壓泵42的驅動軸 連接低壓泵42，而不是直接與低壓泵42相連。低壓泵42包括沒有畫出的內齒輪和沒有畫出的外齒輪。低壓泵 42是內齒輪型泵，其中內齒輪被驅動軸41驅動。低壓泵42不限定200710160190.3 為內齒輪型泵，可以是任何其它的泵，比如葉輪泵。高壓泵43包括凸輪41a、至少一個柱塞45,每個柱塞部分地限 定壓縮室46，壓縮室46用於從低壓泵42供應的壓力輸送燃料。壓 縮室46與每個柱塞45相對。在此實施例中，高壓泵43包括三個 柱塞45。低壓泵42通過進口控制閥48向高壓泵43供應燃料。低 壓泵42還向凸輪室43c供應燃料，用於潤滑柱塞45。凸輪室43c 通過沒有畫出的第二輸送燃料通道被供應燃料，該通道是從輸送燃 料通道425分支的，於是被供應壓力降低的輸送燃料。圖l只畫出 了一個柱塞45。進口控制閥48是電磁閥，用於按照發動機8的工作條件控制被 供應到壓縮室46的燃料。在此實施例中，三個柱塞45圍繞驅動軸41以120°間隔布置。 每個柱塞45在充當外殼43a內的汽缸的滑動孔44內可以軸向移動。 柱塞45在圖1中上方的一端處部分地限定壓縮室46。柱塞45通過 在圖1下方的另一端的底託與凸輪41a連接。柱塞45隨著凸輪41a 的轉動發生軸向運動。在這種結構中，底託具有基本平的與凸輪41a相對的面。在圖1中，省略了底託。壓縮室46具有設有排放閥49的出口 。排放閥49用於限制燃料 倒流進壓縮室46。接著，參照圖2描述燃料過濾裝置3。燃料過濾裝置3包括過 濾件33， 37和沉澱器34。過濾件33, 37被用於去除燃料中的外來 物質。沉澱器34用作蓄積水的沉降室。過濾件33， 37和沉澱器34 被容納在外殼39中。例如，外殼39由樹脂製成，並被分成包括上 外殼和下外殼的兩個件。在組裝時，過濾件33， 37和沉澱器34被 裝在下外殼內，接著，上外殼通過連接表面與下外殼相連。所述連 接表面被焊接，於是上下外殼彼此成為一體。沉澱器34設有排水管38和排水閥38a。蓄積在沉澱器34內的 水通過打開排水閥38從排水管38a排出。上外殼設有作為壓力輸送單元的致動泵(沒有畫出)。致動泵是 手動的壓力輸送泵，具有通常已知的結構，包括隔膜和旋鈕。操作 員抓住所述旋鈕並上下移動隔膜，於是通過燃料過濾裝置3內的燃 料通道，將來自燃料箱2的燃料壓力輸送進燃料輸送裝置1的燃料 噴射泵4。在燃料過濾裝置3內延伸的燃料通道32包括向下遊的方向按順 序布置的進口管321，內部出口通道322，內部進口通道323和出 口管329。燃料流進進口管321，並流過內部出口通道322和內部 進口通道323，然後燃料流出出口管329。每個進口管321和出口 管329都是由樹脂製成的圓筒形件，並被安裝到上外殼。內部出口 通道322和內部進口通道323均基本上與外殼39同軸，以用作引 導燃料進入外殼39的內部管道。設置基本盤狀的下部支撐件(沒有畫出)，用於支撐內部進口通 道323的下方開口。所述下部支撐件由金屬比如彈簧鋼製成。下部 支撐件的外圍被鉤到下外殼的側壁。內部進口通道323被容納在外 殼39中，並與外殼39基本同軸。圓周狀地圍繞下部支撐件設置開 口 (沒有畫出)，並且燃料在通過燃料通道32以後流過所述開口。過濾件33， 37包括過濾金屬離子的第一過濾件33和過濾微粒 物質的第二過濾件37。第一和第二過濾件33， 37都容納在外殼39 中。第一過濾件33通過吸附等方式去除金屬離子，所述離子被流過 燃料通道32的燃料洗提。第一過濾件33包括用作金屬離子捕獲單 元的離子交換樹脂331。離子交換樹脂331是球形微粒，粉末物質， 纖維等用作基礎材料。在此實施例中，離子交換樹脂331是微粒狀。第二過濾件37由用於捕獲流過燃料通道32的燃料中微粒物質 的過濾材料製成。所述過濾材料是濾紙，無紡織物等，其目徑大小 能夠捕獲微粒物質。過濾材料可以是圓筒形過濾材料，螺旋形過濾 材料，蜂窩形過濾材料，或者菊花形(torx)過濾材料。在此實施 例中，過濾材料是圓筒形過濾材料。相對於圖2中由箭頭指示的流動方向，第一過濾件33和第二過 濾件37彼此重疊。具體地，第一過濾件33，其基本上為柱狀，被 置於圓筒形第二過濾件37的內部。圓筒狀第一過濾件33和圓筒形 第二過濾件37之間插有內部進口通道323的內壁。更具體地，柱 狀第一過濾件33置於圓筒形第二過濾件37的徑向內部。柱狀第一 過濾件33和圓筒形第二過濾件37之間徑向插有內部進口通道323 的內壁。在這種結構中，相對於其軸向方向，通過內部進口通道323的 內壁，第一過濾件33的外圓周和第二過濾件37的內圓周彼此重疊。 第一過濾件33，其包括離子交換樹脂331，和第二過濾件37，其屬於捕獲微粒物質的過濾材料，相對於它們的軸向方向彼此重 疊。在這種結構中，與過濾材料之間插入離子交換樹脂331的結構 相比，過濾件33， 37被限制內部體積的增大。另外，在此實施例中，相對於燃料流動而言，第一過濾件33 設置在第二過濾件37的上遊。一般，燃料過濾裝置包括用於去除燃料中水分的水分分離器。 水分，即水微粒通過燃料和水之間的濃度差被從燃料中分離，於是 分離後的水相對於過濾件向下運動。因此，設置在水分分離器的外 殼的下方部分中的沉澱器蓄積分離後的水。此外， 一般，與油比如 燃料(非水溶液)相比，金屬離子傾向於存在在水溶液中，並且金屬離子不穩定地存在在燃料內的水微粒內。金屬離子可變為沉澱器內的沉澱金屬。因此，在沉澱器內，金屬離子以離子、沉澱金屬、 和離子與沉澱金屬的混合物的形式存在。在此實施例中，第一過濾件33的離子交換樹脂331置於第二過 濾件37的上遊，於是離子交換樹脂331能夠被用於保持水分分離 性能的燃料過濾裝置3。另外，過濾件33， 37能夠有效地去除含在 從此流過的燃料內的金屬離子。此外， 一般燃料過濾裝置包括外殼下部的沉澱器。燃料從外殼 上部流入，並且燃料迂迴通過第二過濾件，第二過濾件用於捕獲微 粒物質，接著，燃料從第二過濾件的下部向上流過第二過濾件。在 這種結構中，第二過濾件具有限定燃料旁通用的燃料通道的內圓 周，以引導來自第二過濾件下部的燃料向上流過第二過濾件。與此對比，在此實施例中，第二過濾件37是基本圓筒形形狀， 第一過濾件33的離子交換樹脂331被布置在第二過濾件37內部。在此結構中，離子交換樹脂331能夠被布置在燃料通道32內， 具體地，布置在內部進口通道323內，內部進口通道323設置在用 於旁通燃料的第二過濾件37內部。因此，不需要設置附加的空間 來容納離子交換樹脂331。含有離子交換樹脂331的第一過濾件33 被布置在燃料通道32內，於是限制燃料過濾裝置3尺寸的增加。當被裝在第一過濾件33內的離子交換樹脂331含有微粒時，在 離子交換樹脂331的上遊以及在離子交換樹脂331的下遊優選設置 網狀物35，內壁限定內部進口通道323。每個網狀物35用作燃料 過濾件。網狀物35由樹脂或者金屬製成，並且用於保持裝在第一 過濾件33內的離子交換樹脂331的微粒。在此實施例中，網狀物 35由樹脂製成。燃料能夠通過網狀物35。限定內部進口通道323 的內壁和所述網狀物35構建被微粒裝滿並且保持所述微粒的裝填 外殼，所述微粒是離子交換樹脂331的基礎材料。利用固定材料36比如粘結劑，網狀物35被固定到限定內部進口通道323的內壁。一般，離子交換樹脂331的基礎件包括為球形微粒的小球、粉 末物質、纖維等。基礎材料包括相對微小的小球以具有去除金屬離 子用的大表面積。因此，離子交換樹脂331的基礎材料傾向於只有 通過封裝才能被分散。在此實施例中，裝填外殼323， 35保持離子交換樹脂331。網 狀物35分別設置在第一壁面和第二壁面，第一壁面限定離子交換 樹脂331上遊的進口通道，第二壁面限定離子交換樹脂331下遊的 出口通道。g卩，第一壁面限定允許燃料從中流過而流進裝填外殼 323， 35的進口通道，第二壁面限定允許燃料從中流過而流出裝填 外殼323， 35的出口通道。網狀物35能夠保持離子交換樹脂的基 礎材料，而且燃料能夠流過設有基礎材料的網狀物35。 g卩，網狀物 35分別限定允許燃料流過的通道。離子交換樹脂331的基礎材料被 保持，於是限制這些基礎材料被分散，即使當基礎材料是球形微粒、 粉末物質、纖維等時。網狀物35可被焊接到限定內部進口通道323的內壁。在這種結 構中，能夠省略固定材料36。第一過濾件33被連接到第二過濾件37以構成一個組件，而且 離子交換樹脂331的基礎材料通過裝填外殼323， 35的上遊和下遊 之一的開口被裝進所述組件。接著，所述開口被堵上網狀物35。按 照第二過濾件37的過濾性能可以調整基礎材料的量。參照圖1， ECU90與多個傳感器電連接，比如檢測共軌5內壓力 的壓力傳感器51，檢測燃料輸送裝置1等的燃料溫度的溫度傳感器 91，曲柄角傳感器94，凸輪角傳感器95，和加速踏板位置傳感器 96。曲柄角傳感器94是普通已知的角度位置傳感器，由與調速轉 子(信號轉子)81相對的電磁拾波線圈(沒有畫出)構成，所述調速轉子由磁性材料製成並被固定到發動機8的曲柄軸。調速轉子81 具有多個以預定角度間隔的齒，比如每個為IO。曲柄角。凸輪角傳 感器95是普通已知的角度位置傳感器，由與調速轉子82 (信號轉 子)相對的電磁拾波線圈(沒有畫出)構成，所述調速轉子82由 磁性材料製成並被固定到發動機8的曲柄軸。加速踏板位置傳感器 96檢測加速踏板的俯角(加速踏板位置)。ECU90與多個致動器連 接，比如每個燃料噴射閥6的電磁閥79，燃料噴射泵4的進口控制 閥48，用於控制節流閥(沒有畫出)的致動器92，和用於控制EGR 閥(沒有畫出)以控制廢氣再循環(EGR)的致動器93。在燃料輸送裝置1中，燃料噴射泵4的柱塞45與滑動孔44之 間限定用作高壓滑動間隙的第一滑動間隙，高壓燃料流進所述第一 滑動間隙。在燃料噴射裝置的燃料噴射閥6中，限定噴嘴體61的 導孔62的內壁與所述噴嘴針69之間限定用作高壓滑動間隙的第二 滑動間隙。控制活塞72和限定第二導孔725a的內壁之間限定用作 高壓滑動間隙的第三滑動間隙。在此實施例中，過濾件33， 37包括第一過濾件33，其具有去 除金屬離子的離子交換樹脂331，和第二過濾件37，其用於捕獲微 粒物質。第一過濾件33和第二過濾件37相對於燃料的流動方向彼 此重疊。在此結構中，外殼39容納第一過濾件33和第二過濾件37，這 兩個件相對於燃料的流動方向彼此重疊。因此，對所述外殼不需要 另外設置用於離子交換樹脂的空間或者容器，該外殼容納所述過濾 件。第一過濾件33，其包括離子交換樹脂331，和第二過濾件37，其為捕獲微粒物質用的過濾材料，相對於它們的軸向彼此重疊。在 此結構中，與在過濾材料之間插有離子交換樹脂331的結構相比， 過濾件33， 37被限制體積的增大。因此，沒有增加它的尺寸，能夠得到具有離子交換樹脂331的 燃料過濾裝置3。另外，在此實施例中，相對於燃料的流動方向，第一過濾件33 設置在第二過濾件37的上遊。在這種結構中，離子交換樹脂331 被置於第二過濾件37的上遊，於是對保持水分分離性能的燃料過 濾裝置3設置離子交換樹脂331。此外，過濾件33， 37能夠去除金 屬離子，這些金屬離子含在從中穿過的燃料中。(第二實施例)如圖3所示，在此第二實施例中，第一過濾件133設置在第二 過濾件237的外部。過濾件133， 237包括具有離子交換樹脂331的第一過濾件133， 和具有捕獲微粒物質用的過濾材料的第二過濾件237。第一和第二過濾件133， 237相對於燃料的流動方向彼此重疊。 燃料通道32包括朝著下遊按順序布置的進口管321，限定內部進口 通道1323的壁的外部，限定內部進口通道1323的壁的內部，第二 內部進口通道328，和出口管329。圓筒形第一過濾件133置於圓筒形第二過濾件237的徑向外部。 圓筒形第一過濾件133和圓筒形第二過濾件237之間於徑向插有內 部進口通道1323的壁。在這種結構中，第二過濾件237的外圓周 表面和第一過濾件133的內圓周表面通過內部進口通道1323的內 壁在它們的軸向方向彼此重疊。另外，在此實施例中，具有離子交換樹脂331的第一過濾件133 置於基本上為圓筒形的第二過濾件237的外部，於是離子交換樹脂 331能夠增加體積。因此，能夠提高燃料輸送裝置在去除金屬離子 方面的使用壽命。(第三實施例)在此第三實施例中，相對於燃料的流動方向，具有離子交換樹脂331的第一過濾件33設置在第二過濾件37的下遊。在第一實施例中，在燃料過濾裝置3內，燃料從進口管321流 到出口管329。與此相反，在如圖4所示的燃料過濾裝置3的該實 施例中，燃料以與第一實施例相反的方式從出口管329流到進口管 321。在這種結構中，通過穿過沉澱器34和進入過濾器33， 37，金 屬離子被減少，離子交換樹脂331去除減少後的金屬離子。因此， 離子交換樹脂331能夠在體積上減小。另外，優選地，第一過濾件33和第二過濾件37之間具有第二 過濾元件335 (隔水過濾件)，該過濾件具有阻擋燃料中水微粒的隔 水特性。在這種結構中，第二過濾元件335能夠保護第一過濾件33 的離子交換樹脂331不進水，而水從燃料中被分離。(第四實施例)在如圖5所示的第四實施例中，燃料從第二過濾件37徑向流進 第一過濾件33。在此實施例中，燃料流動方向不同於第一過濾件 33和第二過濾件37彼此重疊的軸向方向。過濾件33， 37包括第一過濾件33，其具有去除金屬離子的離 子交換樹脂331，和第二過濾件37，其具有捕獲微粒物質的過濾材 料。燃料通道32包括朝著下遊按順序布置的進口管321，在外殼 439的側壁與第二過濾件37的外周面之間限定的燃料通道，第二內 部進口通道328，和出口管329。在圖5中第一過濾件33的下部塞有蓋435。比如通過摺疊像濾紙這樣的過濾材料成為菊花形狀來製成第二 過濾件37，並且優選第二過濾件37容納第一過濾件33的離子交換 樹脂331。在這種結構中，離子交換樹脂331被置於由菊花狀過濾材料製成的第二過濾件37的徑向內部。因此，為了容納離子交換 樹脂331,能夠有效地利用過濾材料的內部體積。燃料徑向向內地流過第二過濾件37和第一過濾件33,於是插 在第二過濾件37的內周面與第一過濾件33的外周面之間的內壁能 夠予以省略。在此實施例中，第一過濾件33徑向設置在第二過濾件37內部， 並且置於第二過濾件37的下遊。在此結構中，外殼439容納第一過濾件33和第二過濾件37。因此，對所述外殼不需要另外設置用於離子交換樹脂的空間或 者容器，該外殼容納所述過濾件。第一過濾件33，其包括離子交換 樹脂331，和第二過濾件37，其為捕獲微粒物質用的過濾材料，徑 向布置在外殼439內，並且燃料從第二過濾件37徑向向內流進第 一過濾件33。在此結構中，與在過濾材料之間插有離子交換樹脂 331的結構相比，過濾件33， 37被限制體積的增大。(第五實施例)在如圖6所示的第五實施例中，第一過濾件533設有通過離子 交換官能團的接合聚合產生的纖維(接合聚合纖維)5331,而不是 離子交換樹脂。過濾件533， 37包括第一過濾件533，其具有去除金屬離子的 接合聚合纖維5331，和第二過濾件37，其包括捕獲微粒物質的過 濾材料。接合聚合纖維5331比如是離子交換無紡織物，所述離子交換無 紡織物通過向聚乙烯無紡織物這樣的構成過濾材料的基礎材料施 加放射線並對基礎材料引入官能團產生。接合聚合纖維5331通過根據金屬離子選擇官能團能夠有效地 去除金屬離子。(其它實施例)外殼439可以由金屬材料或者金屬與樹脂的複合材料製成。第 二過濾件可以是螺旋形。第一過濾件33可包括去除金屬離子用的 蝥合樹脂。含有離子交換樹脂331、接合聚合纖維5331和蝥合樹脂之一的 第一過濾件能夠去除被洗提進燃料的金屬離子。因此，包括燃料噴 射泵的第一滑動間隙、燃料噴射閥6的第二滑動間隙和燃料過濾裝 置3下遊的第三滑動間隙的高壓間隙，能夠被防止金屬離子的沉積、由金屬離子產生的金屬或羧化物的粘附或者蓄積。網狀物35可被焊接到第二過濾件37的過濾材料。例如，離子 交換樹脂331的基礎材料被裝進設有網狀物35的第一過濾件33， 然後第一過濾件33被組裝到第二過濾件37。接著，第一過濾件33 的網狀物35被焊到第二過濾件37,於是得到整體組裝的過濾器。 因此，含有離子交換樹脂331的第一過濾件33能夠做成一個濾筒。各個實施例的上述結構能夠適當地進行組合。例如，在第五實 施例中的接合聚合纖維5331可被應用到第二至四實施例中的一個。在上述實施例中，燃料輸送裝置和燃料過濾裝置被用於柴油發 動機。然而，所述燃料輸送裝置和燃料過濾裝置可應用於任何其它 的內燃機。沒有脫離本發明的精神，對上述實施例能夠做出各種各樣的不 同的改變和變換。
權利要求
1、一種燃料過濾裝置，其包括外殼(39)；和容納在所述外殼(39)內的第一過濾件(33)和第二過濾件(37)，其中第一過濾件(33)包括用於去除燃料中金屬離子的離子交換樹脂(331)，第二過濾件(37)包括用於捕獲燃料中微粒物質的過濾材料，以及相對於燃料的流動方向，第一過濾件(33)和第二過濾件(37)都彼此重疊。
2、 如權利要求1所述的燃料過濾裝置，其中相對於燃料的流動 方向，第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的上遊。
3、 如權利要求1所述的燃料過濾裝置，其中相對於燃料的流動 方向，第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的下遊。
4、 如權利要求3所述的燃料過濾裝置，還包括 設置在第一過濾件(33)和第二過濾件(37)之間的隔水過濾件(335)，其中所述隔水過濾件(335)能夠阻擋燃料中的水微粒。
5、 如權利要求l-4任一個所述的燃料過濾裝置，其中第一過濾 件(33)置於第二過濾件(37)的內側。
6、如權利要求l-4任一個所述的燃料過濾裝置，其中第一過 濾件(33)置於第二過濾件(37)的外側。
7、 如權利要求l-4任一個所述的燃料過濾裝置， 其中第二過濾件(37)的過濾材料基本上為圓筒形或者基本上為螺旋形，以及第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的過濾材料的內側。
8、 如權利要求l-4任何一個所述的燃料過濾裝置， 其中第二過濾件(37)的過濾材料基本上為圓筒形或者基本上為螺旋形，以及第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的過濾材料的外側。
9、 一種燃料過濾裝置，其包括 外殼(39);和容納在所述外殼(39)內的第一過濾件(33)和第二過濾件(37)， 其中第一過濾件(33)包括用於去除燃料中金屬離子的離子交 換樹脂(331)，第二過濾件(37)包括用於捕獲燃料中微粒物質用的過濾材料， 第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的內側，以及 相對於燃料的流動方向，第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的下遊。
10、 如權利要求9所述的燃料過濾裝置，其中第二過濾件(37) 的過濾材料基本上為通過摺疊過濾材料形成的菊花形。
11、 如權利要求1-4， 9和IO任何一個所述的燃料過濾裝置， 其中第一過濾件(33)包括基礎材料，含有採用球形微粒、粉末物質和纖維中至少一種形 狀的離子交換樹脂(331);和設置到外殼(39)的、並被裝有基礎材料的裝填外殼(323， 35)，所述裝填外殼(323， 35)包括設置到第一壁面和第二壁面中至 少一個的燃料過濾件(35)，所述第一壁面限定裝填外殼(323, 35) 的進口通道，所述第二壁面限定裝填外殼(323， 35)的出口通道， 所述燃料過濾件(35)用於保持所述基礎材料，和 所述燃料過濾件(35)限定允許燃料從中流過的通道。
12、 如權利要求11所述的燃料過濾裝置，其中所述燃料過濾件 (35)被焊接到裝填外殼(323， 35)。
13、 如權利要求11所述的燃料過濾裝置，其中所述燃料過濾件 (35)被焊接到第二過濾件(37)的過濾材料。
14、 一種用於內燃機(8)的燃料供應系統，所述燃料供應系統 包括向內燃機(8)供應燃料的燃料泵(43)，所述燃料泵(43)包 括外殼(43a)和柱塞(45)，在外殼和柱塞之間限定柱塞滑動間隙； 和燃料過濾裝置(3)，其設置在所述燃料泵(43)上遊，並具有 容納第一過濾件(33)和第二過濾件(37)的外殼，其中第一過濾件(33)包括用於去除燃料中金屬離子的離子交 換樹脂(331)，第二過濾件(37)包括用於捕獲燃料中微粒物質的過濾材料，和相對於燃料的流動方向，第一過濾件(33)和第二過濾件(37) 都彼此重疊。
15、 如權利要求14所述的燃料供應系統，還包括 燃料噴射閥(6),其設置在燃料泵(43)的上遊，並用於被供應來自燃料泵(43)的燃料以及將燃料噴射進內燃機(8)的燃燒 室，其中所述燃料噴射閥(6)包括容納噴嘴針(69)的噴嘴體(61)， 噴嘴針在噴嘴體(61)內可滑動以便於噴射燃料，以及所述噴嘴體(61)和噴嘴針(69)之間限定針滑動間隙。
16、 如權利要求15所述的燃料供應系統，其中所述燃料噴射閥(6)還包括容納控制活塞(72)的支撐體 (70)，控制活塞在支撐體(70)內可滑動以致動噴嘴針(69)，以 及支撐體(70)和控制活塞(72)之間限定活塞滑動間隙。
17、 如權利要求14-16任一個所述的燃料供應系統， 其中第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的內側，以及 相對於燃料的流動方向，第一過濾件(33)置於第二過濾件(37)的下遊。
全文摘要
本發明涉及一種燃料過濾裝置和具有該裝置的燃料供應系統，該燃料過濾裝置包括外殼(39)、第一過濾件(33)和第二過濾件(37)。第一過濾件(33)和第二過濾件(37)容納在所述外殼(39)內。第一過濾件(33)包括用於去除燃料中金屬離子的離子交換樹脂(331)，第二過濾件(37)包括用於捕獲燃料中微粒物質的過濾材料。相對於燃料的流動方向，第一過濾件(33)和第二過濾件(37)都彼此重疊。
文檔編號F02M37/22GK101255837SQ200710160190
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月26日 優先權日2006年12月27日
發明者大矢芳彥, 野野山林, 高見澤修 申請人:株式會社電裝;京三電機株式會社