[发明专利]具有通风和防燃料回流结构的燃料系统

说明书

相关申请的参考

本申请是申请人为Cummins Filtration IP，Inc.的PCT国际申请，并且要求申请日为2006年8月14日的名称为“具有通风和防燃料回流构造的燃料系统”的美国专利申请第11/464,384号的优先权。

技术领域

本发明提供了一种发动机的燃料系统，该燃料系统具有如此的手段，当发动机关闭时其能使积聚在燃料系统的燃料过滤器中的空气进行通风(vent)，并能防止清洁燃料回流到燃料过滤器中，其中，通风和防止回流(drainback)的手段可整合在单件的、非-偏置的活塞阀中。

背景技术

图1是柴油发动机中的燃料系统10的示意图。燃料系统10包括燃料罐12、从罐12泵吸燃料的低压燃料泵14、过滤器来自泵14之燃料的燃料过滤器16、以及提高燃料压力并且将燃料供应给燃料箱20的高压燃料泵18。燃料从燃料箱20被分配给多个燃料喷射器22，燃料在燃料喷射器22被喷射并且在发动机内燃烧。

在柴油发动机的操作期间，空气会在燃料系统内积聚，例如，在燃料过滤器内。此外，替换燃料过滤器也会导致空气进入燃料系统的结果。不论空气如何进入燃料系统，因为空气会干扰向发动机流畅且连续地输送燃料，降低发动机的性能并且可能导致发动机损坏，因此期望提供一种使燃料系统排空空气的手段。

过去已经提供了使燃料系统通风的多种手段。一种该手段包括连接到流动管线的通风管线，流动管线将低压泵连接到燃料过滤器上，通风管线连接到燃料罐上使得空气被通风进入燃料罐内。另外一种已知的方法是在燃料过滤器上或者靠近燃料过滤器提供通风机构。通常采用与燃料过滤器相关联的手动操作的机械通风阀和通风螺丝。这些机构很难由人来致动，而且如果它们未被正确致动时可能导致燃料溢出。为了避免这些困难，自动通风已经变得很常见。一种自动通风方法是在燃料过滤器内提供小的通气孔，该通气孔允许空气从燃料过滤器流出并通过通风管线回到燃料罐。

图2A-C显示了另一种已知的与燃料过滤器相关联的自动通风机构24。机构24设置为靠近燃料过滤器，但位于燃料过滤器的下游，从而通过入口26接收清洁燃料。清洁燃料出口28通向发动机并且提供连接到燃料罐的通风通道30以便用于通风。提供阀机构来控制经过机构24的空气和燃料流。阀机构包括相互配合的用于控制流量的内阀32和外阀34。

阀32、34由上游的燃料泵所生成的流体压力致动，或者在没有燃料泵压力的情况下，由重力致动。图2A表示当发动机关闭时阀32、34所处的位置，在此阀32和34位于其最低的位置上，阀32挡住入口26并且阀34挡住出口28，从而试图防止清洁燃料从出口28经过入口26回流返回。当发动机启动时，燃料泵所生成的压力作用在阀32的下端，从而如图2B所示向上提升阀32。在该位置，空气能够流过阀32与设置有阀32的阀34内部之间的间隙，经过阀34顶部中的孔口，并且流出通风通道30回到燃料罐。图2C显示了一旦通风且液体燃料开始流动时，阀32、34位于最高的位置上。燃料作用在阀32、34的端部上，从而向上提升阀32、34。提升阀32的顶部，关闭穿过阀34顶部的开口，从而避免进一步通风。阀34被向上提升，直到其上的直径减小部分与出口28相交。随后燃料可从阀34的一侧与阀壳体的内部之间流过阀34，到达出口28。

图2A-C所示的机构24采用相互配合的两个阀32、34，以试图实现通风并避免清洁燃料的回流。因为采用两个阀，该机构略显复杂，并且由于积聚在阀上或者阀内的颗粒物质或者其它污染物，阀32、34中的一个或两个的运行可能受损。此外，燃料必须流经阀34的外部与阀壳体的内部之间的相对狭窄的开口到达出口28。这减少了能够到达出口的燃料总量，并增大了燃料泵泵送燃料所必需的压力。另外，从过滤器入口到出口增加的压差将会明显缩短过滤器的服务寿命。

因此，有必要提供一种改进的燃料过滤器系统的自动通风手段，以实现自动通风并防止清洁液体燃料的回流。

发明内容

本发明提供了一种发动机燃料系统的通风组件，该通风组件具有如此的手段，当发动机关闭时其能使积聚在燃料系统中燃料过滤器内的空气排空、并能防止清洁燃料朝向燃料过滤器回流。在一实施方式中，通风和防止回流的手段整合在单件的、非-偏置的活塞阀中。在另一实施方式中，活塞阀被偏压构件如弹簧等偏置到关闭位置。