專利名稱：燃油系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的液體燃油供給。特別涉及用于該內(nèi)燃機(jī)的燃油系統(tǒng)，該燃油系統(tǒng)能夠用于供給揮發(fā)性液體燃油的內(nèi)燃機(jī)或者用于供給重質(zhì)液體燃油的內(nèi)燃機(jī)(該重質(zhì)液體燃油取決于國家和地區(qū)有時(shí)被稱為“柴油”或“公路柴油”或“輕柴油”)。本發(fā)明還涉及該系統(tǒng)的制造方法。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)機(jī)動(dòng)車，特別是汽車中，目前，除了用于存儲(chǔ)燃油的油箱之外，燃油系統(tǒng)還包括多個(gè)附件。這些附件為其他的供油管、通風(fēng)閥、用于蒸汽吸收的活性碳濾油罐、濾清器、泵、計(jì)量表、壓力調(diào)節(jié)器、以及注入管。
然而，在油箱的本體內(nèi)安裝這些附件仍然需要一些技巧操作，其通常需要與油箱的制造協(xié)調(diào)進(jìn)行。因此將會(huì)涉及到體積笨大單元的存儲(chǔ)和運(yùn)送到汽車制造廠商的組裝線上。此外，注入管的幾何尺寸越來越復(fù)雜，從而使得這些部件通常需要單獨(dú)進(jìn)行加工，而不再與油箱制作成一個(gè)部件，這樣將會(huì)涉及到第二組裝操作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的燃油系統(tǒng)，其可節(jié)省至少一個(gè)組裝操作。根據(jù)特定方面，本發(fā)明還降低了要被輸送到機(jī)器(例如汽車)組裝線上的部件的體積，而這正是該系統(tǒng)所需要的。
為此目的，本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃油系統(tǒng)，包括燃油箱、用于油箱的注入管、以及通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)又包括液體/蒸汽分離器以及濾油罐，該液體/蒸汽分離器以及濾油罐均整合于油箱的注入管內(nèi)。這樣，使得對(duì)液體/蒸汽分離器以及濾油罐進(jìn)行預(yù)裝配，并且其后將該組件固定到油箱，因此縮減一個(gè)組裝步驟成為可能。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的燃油系統(tǒng)既可適用于供給揮發(fā)性液體燃油的內(nèi)燃機(jī)，也可適用于供給重質(zhì)液體燃油的內(nèi)燃機(jī)。在本發(fā)明的描述中，燃油系統(tǒng)是要結(jié)合到機(jī)動(dòng)車或者固定動(dòng)力(motor)安裝中的元件的組合。其中的機(jī)動(dòng)車可以是汽車(例如小汽車、卡車、摩托車、河船、海船、或飛機(jī))或者可以是限制在軌道上運(yùn)行的車輛(例如鐵路機(jī)車)。該固定驅(qū)動(dòng)單元可以是例如發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力或者機(jī)床的動(dòng)力。
術(shù)語“燃油”是指適用于內(nèi)燃機(jī)的碳?xì)浠衔?。術(shù)語“液體碳?xì)浠衔铩笔侵冈趦?nèi)燃機(jī)正常的操作條件下，在燃油系統(tǒng)的燃油箱內(nèi)呈液態(tài)的碳?xì)浠衔铩?br> “揮發(fā)性的液體碳?xì)浠衔铩钡谋硎鍪侵冈?93K(20℃)下，具有大于1巴(bar)的飽和蒸汽壓力的液體碳?xì)浠衔?在上述限定下)。通常用于汽車內(nèi)燃機(jī)的揮發(fā)性液體碳?xì)浠衔锸悄切┮浴捌汀钡拿Q在市場上銷售的物質(zhì)，并且用于火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)。
“重質(zhì)液體碳?xì)浠衔铩钡谋硎鍪侵冈?93K(20℃)下，具有小于1巴的飽和蒸汽壓力的液體碳?xì)浠衔?。用于汽車?nèi)燃機(jī)的重質(zhì)液態(tài)碳?xì)浠衔锸悄切┮浴安裼汀被颉拜p柴油”的名稱在市場上銷售的物質(zhì)，并用于根據(jù)柴油機(jī)循環(huán)的自點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，燃油系統(tǒng)的元件由可與每種該液體碳?xì)浠衔锕泊?，即易于處理的材料制成。該材料必須在通常的操作壓力和溫度下相?duì)于揮發(fā)性的液態(tài)碳?xì)浠衔镆约爸刭|(zhì)液體碳?xì)浠衔锍驶瘜W(xué)惰性。其可以是塑料或金屬。根據(jù)本發(fā)明的該系統(tǒng)的元件也可以是混合型的，也即，可包括金屬部分和塑料部分。
根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容，熱塑性塑料由于其重量、強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、以及容易加工等方面的優(yōu)點(diǎn)而可呈現(xiàn)良好的效果，特別是該系統(tǒng)的元件具有復(fù)雜的形狀時(shí)。
術(shù)語“熱塑性的”是指任意的熱塑性聚合物，包括熱塑性彈性體及其混合物。術(shù)語“聚合物”是指均聚物和共聚物(特別是二元共聚物或三元共聚物)。該共聚物的實(shí)例例如可以是但并不限于任意共聚物、線性嵌段共聚物、其他嵌段共聚物、以及接枝共聚物。
熔點(diǎn)低于分解溫度的任意類型的熱塑性聚合物或共聚物都是可行的。熔點(diǎn)范圍覆蓋至少10℃的合成熱塑性塑料特別適合。該材料的實(shí)例包括那些其分子重量呈現(xiàn)多分散性的物質(zhì)。
特別地，聚烯烴、聚乙烯鹵化物、熱塑性聚酯、聚酮(polykeytones)、聚酰胺、及其共聚物均可采用。聚合物或共聚物的混合物也可采用，類似地，聚合物材料與無機(jī)、有機(jī)、和/或自然填料的混合物也可采用，其中的自然填料例如可以是但并不限于碳、鹽、和其他無機(jī)衍生物、自然纖維、玻璃纖維、以及聚合物纖維。還可使用包括通過粘接在一齊的堆棧層的多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)如上所述的聚合物或共聚物。
聚乙烯鹵化物和聚烯烴通常是優(yōu)選的。聚合物通常使用聚乙烯。高密度的聚乙烯(HDPE)可獲得極好的效果。眾所周知，該塑料的對(duì)于揮發(fā)性的碳?xì)浠衔锏牟豢蓾B透性可通過表面處理(氟化作用、磺化作用等)、和/或通過阻擋層(例如基于聚酰胺(PA)基、或基于乙烯醇聚合物(均聚物(PVOH)或乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH))的使用而獲得改善。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的至少油箱和注入管由熱塑性塑料制成，并且優(yōu)選地，包括HDPE。特別優(yōu)選地，油箱和注入管是多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括至少一層基于HDPE以及至少一層基于EVOH(術(shù)語“基于”的意思是“主要包括”，可以理解，這些層還可包括其他的聚合物和/或少量(重量方面)的添加劑)。根據(jù)本發(fā)明的燃油系統(tǒng)的泵還可包括塑料(HDPE)殼體。
根據(jù)本發(fā)明，液體/蒸汽分離器以及濾油罐整合于注入管，并且優(yōu)選地也可與后者形成一個(gè)部件(例如通過擠壓吹模而成)或者通過任何適當(dāng)?shù)姆绞?焊接、粘接連接、扣合緊固到座內(nèi)、鉚接等)緊固到所述注入管的內(nèi)側(cè)，優(yōu)選地通過扣合緊固。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變形，注入管包括注入頸管和基座，該兩個(gè)部件限定出注入管的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明，注入管還可包括外部，也即，至少一個(gè)連接(即緊固到或與之形成一個(gè)部件)到頸管和/或基座上的部件，并且限定出其外部的容積。特別優(yōu)選地，液體/蒸汽分離器以及濾油罐整合于(優(yōu)選地緊固或與之形成一個(gè)部件)到該外部容積。該內(nèi)部和外部部件(如果合適)可模制為一個(gè)部件或者分開模制并且在其安裝到油箱中之前預(yù)組裝。類似地，注入管的注入頸管和基座也可模制為一個(gè)部件，或者單獨(dú)制造并且在其安裝到油箱之前進(jìn)行組裝。
本發(fā)明的主要構(gòu)思(主要思路)可擴(kuò)展到將其他附件整合于注入管中。特別地，管也可結(jié)合至少一個(gè)通風(fēng)回路(將油箱的頂部連接到濾油罐)和/或換氣回路(將油箱的頂部連接到注入管的頂部)的其他元件，例如閥。該元件優(yōu)選地整合于管的外部。該種整合可以通過上述的直接整合于管的方法實(shí)現(xiàn)，或者通過固定到已經(jīng)整合于其上的部件而實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選地，通風(fēng)系統(tǒng)還可包括提供ROV(翻轉(zhuǎn)閥)作用的閥和/或提供OPV(抑流閥)作用的閥，其中當(dāng)車輛翻轉(zhuǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)閥關(guān)閉，而抑流閥可防止油箱注油過多。在這種情況下，特別優(yōu)選地，注入管設(shè)置有無蓋閉合裝置(沒有蓋，具有自動(dòng)開口)，優(yōu)選地，該無蓋閉合裝置通過啟動(dòng)器啟動(dòng)，而該啟動(dòng)器可操作閥。
本發(fā)明的目的還在于提供一種用于向內(nèi)燃機(jī)供給燃油的泵和/或燃油濾清器和/或壓力調(diào)節(jié)器和/或計(jì)量系統(tǒng)。特別地，根據(jù)本發(fā)明的變形，可使用整合的泵/濾清器模塊來作為泵?？蛇x擇地，也可使用兩個(gè)分開的元件，該分開的元件可以在其連接到注入管上的之前、之后、或連接時(shí)進(jìn)行組裝。
注入管還優(yōu)選地結(jié)合有壓力調(diào)節(jié)器，從而使得內(nèi)燃機(jī)可在所需的壓力下被供給燃油。
本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于提供一種用于油箱中燃油的計(jì)量系統(tǒng)，即，整合模塊或單獨(dú)的計(jì)量系統(tǒng)。這樣，例如，可使用整合的泵/計(jì)量模塊，例如通常用于汽車領(lǐng)域的和那些包括臂和浮子的計(jì)量系統(tǒng)來作為泵。然而，結(jié)合該類型的計(jì)量表通常會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，因此優(yōu)選地，基于其他原理而使用單獨(dú)的計(jì)量表系統(tǒng)?；谥亓炕蚧诟袘?yīng)方法或基于霍爾效應(yīng)的計(jì)量表系統(tǒng)可獲得良好的效果。這樣，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變形，基于重量、基于感應(yīng)效應(yīng)、或基于霍爾效應(yīng)的計(jì)量表系統(tǒng)連接到泵上。特別地，SENSOPAD的感應(yīng)計(jì)量表系統(tǒng)可獲得不錯(cuò)的效果。
本發(fā)明還涉及如上所述燃油系統(tǒng)的制造方法。該方法包括如下步驟1、制造燃油箱；2、制造用于該油箱的注入管；3、將液體/蒸汽分離器和濾油罐緊固到所述注入管上；以及4、組裝燃油箱和管/分離器/濾油罐單元。
在該方法中，步驟4確實(shí)為最后一步，而步驟2可以在步驟3之前執(zhí)行。與之相對(duì)地，步驟1和步驟2和步驟3可顛倒順序或甚至合并(在管、分離器、濾油罐同時(shí)制作為一個(gè)部件的情況下)。事實(shí)上，如上所述，本發(fā)明的一個(gè)目的在于使得注入管可在特定的制造單元進(jìn)行加工，而油箱的吹模制作以及兩個(gè)部件的組裝可以在接近客戶(汽車制造廠商)生產(chǎn)線的單元進(jìn)行。因此可非常方便地將結(jié)合有最大數(shù)量附件的注入管安裝到油箱。
油箱和管的制造可通過模制非常方便地進(jìn)行，并且如果這些部件主要由熱塑性塑料制成，則其可通過擠壓/吹模來方便制造。這樣，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變形，至少油箱和注入管可通過擠壓/吹模制造，并且特別地，通過混合擠壓-吹模來制造(在如上所述的優(yōu)選變形中，油箱和管是多層結(jié)構(gòu))。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可知，該技術(shù)包括擠壓多層坯料以及吹模。應(yīng)該注意到，當(dāng)存在基座時(shí)，優(yōu)選通過注模制造。
可通過任何已知的方式將液體/蒸汽分離器和濾油罐緊固到管上，以及將管緊固到油箱上。用于將液體/蒸汽分離器和濾油罐緊固到管的方式如上已經(jīng)描述過了。如上所述，采用該方式還可將其他的附件緊固到管上(緊固到其內(nèi)部或外部)。至于將組件緊固到油箱上，可通過各種方式進(jìn)行(焊接、粘接連接、機(jī)械緊固(緊固帶、軟管夾、鉚釘、螺栓等))。當(dāng)然，該組件是密封的組件，優(yōu)選通過采用密封劑或其他的密封裝置來制造。優(yōu)選地，通過熱焊接，或通過采用螺紋、螺栓、環(huán)、卡口裝置等來機(jī)械連接。


附圖1到3以非限定的方式示出了本發(fā)明，其中附圖示出了根據(jù)本發(fā)明特定優(yōu)選實(shí)施例的原理。
圖1和圖2示出了可適用于歐洲市場的兩種特定結(jié)構(gòu)；以及圖3示出了可適用于北美市場的一種實(shí)施例。
在這些附圖中，相同的標(biāo)號(hào)代表相同的部件/附件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了燃油系統(tǒng)，其包括燃油箱1、注入管2(在圖中以粗體示出并且包括注入頸管2′)、外部護(hù)套2″、以及基座4，這些部件單獨(dú)安裝(管從單個(gè)部件通過吹模而形成，基座注模成型，之后進(jìn)行組裝)，以及泵3?；?限定出位于頸管2′的延伸部分上的中空的容積(空間)4′，泵3插入和固定在該容積(空間)中。該泵3通過濾清器5連接到壓力調(diào)節(jié)器6上，該調(diào)節(jié)器6和濾清器5通過扣合緊固而插入并緊固到基座4上，濾清器同時(shí)焊接到泵3上。泵位于泡沫材料7上，而該泡沫材料用作燃油預(yù)濾器和分離器。包括臂和浮子的燃油計(jì)量表8也緊固到基座4，并且當(dāng)管2固定到燃油箱1內(nèi)時(shí)，其隨同基座4一起插入到燃油箱1內(nèi)。注入控制裝置(閥)9緊固到注入頸管2′的端部。該閥9通過臂和浮子10啟動(dòng)。前述的用來供給內(nèi)燃機(jī)燃油的和/或用來控制燃油箱內(nèi)燃油高度的附件整合于注入管2的內(nèi)部2′內(nèi)。
該管2還包括外部2″，該外部自身又包括通風(fēng)和換氣回路的元件，即濾油罐12，設(shè)計(jì)用來在正常工作以及在向燃油箱1內(nèi)注入燃油時(shí)吸收燃油蒸汽；兩個(gè)液體/蒸汽分離器11、11′，分別用于通風(fēng)回路(連接燃油箱1的頂部和濾油罐12)和換氣回路(連接燃油箱1的頂部和注入頸管2′的頂部)；閥13，位于液體/蒸汽(L/V)分離器11和濾油罐12之間，在車輛翻轉(zhuǎn)時(shí)該閥閉合(本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱其為ROV閥)；此外，在燃油系統(tǒng)沒有設(shè)置前述的閥9/浮子10裝置的情況下，該閥還具備防止注入過多燃油的功能(起OPV作用)；以及管路14，將換氣回路的L/V分離器11′連接到注入頸管2′的頂部。
最后，注入管2還設(shè)置有無蓋閉合裝置15，即，自動(dòng)閉合裝置(不同于具有螺紋帽的常規(guī)系統(tǒng))，該自動(dòng)閉合裝置通過啟動(dòng)器16來啟動(dòng)，該啟動(dòng)器同樣可以操作閥13(該自動(dòng)閉合裝置在圖中以點(diǎn)劃線17示意示出)。這樣，當(dāng)閉合裝置15打開時(shí)，可以直接閉合閥13并且防止注入過多燃油。
所有前述的附件(2到16)在所述注入管2與燃油箱1組裝之前整合于(緊固到)注入管2。燃油箱1自身緊固到通風(fēng)管18和換氣管19。當(dāng)管2通過焊接或者燃油箱1內(nèi)的基座4的機(jī)械緊固件20與燃油箱1組裝之后，通風(fēng)管18和換氣管19連接到其各自的L/V分離器11、11′上。
該過程使得在用于該燃油系統(tǒng)的特定單元進(jìn)行制造，以及僅設(shè)置有其附件并且可移動(dòng)的注入管在接近用于安裝所述系統(tǒng)的生產(chǎn)線的“簡單”單元進(jìn)行制造，以及設(shè)置有通風(fēng)管和換氣管的燃油箱的制造成為可能，并且較大體積的組件的制造相對(duì)簡單。
圖2示出了與圖1相似的另一實(shí)施例，不同之處在于通風(fēng)管18和換氣管19已經(jīng)整合于注入管2中，因此進(jìn)一步簡化了燃油箱部分1，并且使得徹底地降低碳?xì)浠衔锏呐欧懦蔀榭赡堋Ｔ谠搶?shí)施例中，泵3可與濾清器5以及壓力調(diào)節(jié)器6結(jié)合，因此不再示出。該泵3還可以置于后方，從而能夠在組裝時(shí)將注入管2的基座插入到燃油箱1中。后者與圖1所示的實(shí)施例相比，其通過更加簡單的焊接或機(jī)械緊固件20連接，并且基座4更小。泵緊固(例如通過扣合緊固)到燃油分離器7′。
圖3示出了適用于常規(guī)的北美燃油系統(tǒng)，其中該燃油系統(tǒng)設(shè)置有美國調(diào)節(jié)器所需要的ORVR(車載燃油蒸發(fā)排放控制)系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要設(shè)置有第二濾油罐12′，以能夠吸收在注入過程中產(chǎn)生的所有蒸汽，并且還需要設(shè)置有檢測泄漏傳感器21或OBD(車載診斷)裝置以及FLVV(限流排出閥)22，即，在所述管破裂時(shí)防止液體從燃油箱流到注入管19或外面的閥。還應(yīng)該注意到，液體/蒸汽分離器11′的設(shè)置使得與目前所普遍使用的系統(tǒng)相比該閥被簡化(或不太重要)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃油系統(tǒng)，包括燃油箱(1)、用于向所述油箱注入燃油的管(2)、以及通風(fēng)系統(tǒng)，所述通風(fēng)系統(tǒng)包括液體/蒸汽分離器(11)和濾油罐(12)，其特征在于所述液體/蒸汽分離器(11)和所述濾油罐(12)均整合于用于向所述油箱注入燃油的所述管(2)中。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述油箱(1)和所述管(2)由塑料制成。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述油箱(1)和所述注入管(2)為多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括至少一層基于高密度聚乙烯以及至少一層基于乙烯/乙烯醇共聚物。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述注入管(2)包括注入頸管(2′)以及用于限定所述管的內(nèi)部的基座(4)，并且還包括通過連接到所述頸管(2′)和/或所述基座(4)的部分限定的外部容積(2″)，并且所述液體/蒸汽分離器(11)和所述濾油罐(12)整合于所述外部容積(2″)中。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述通風(fēng)系統(tǒng)還包括具有翻轉(zhuǎn)閥功能和/或抑流閥功能的閥(13)，并且所述閥(13)也整合于所述注入管(2)中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述注入管(2)設(shè)置有無蓋封閉裝置(15)，所述無蓋封閉裝置通過啟動(dòng)器(16)來啟動(dòng)，所述啟動(dòng)器也用來操作所述閥(13)。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述注入管(2)還結(jié)合有至少一個(gè)另外的附件，所述至少一個(gè)另外的附件用來向所述內(nèi)燃機(jī)供給燃油和/或用于控制所述油箱內(nèi)的燃油高度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述另外的元件選自用于向所述內(nèi)燃機(jī)供給燃油的泵(3)、燃油濾清器(5)、壓力調(diào)節(jié)器(6)、以及/或計(jì)量系統(tǒng)(8)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)，其特征在于，所述另外的元件是基于重量、感應(yīng)效應(yīng)、或霍爾效應(yīng)的計(jì)量系統(tǒng)(8)。
10.用于制造根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃油系統(tǒng)的方法，包括如下步驟制造燃油箱(1)；制造用于所述油箱(1)的注入管(2)；將所述液體/蒸汽分離器(11)和所述濾油罐(12)緊固到所述管上；以及組裝所述燃油箱(1)以及所述管(2)/所述分離器(11)/所述濾油罐(12)單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃油系統(tǒng)，包括燃油箱(1)、用于向油箱注入燃油的管(2)、以及通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)又包括液體/蒸汽分離器(11)以及濾油罐(12)，該液體/蒸汽分離器(11)以及濾油罐(12)均整合于用于向油箱注入燃油的管(2)內(nèi)。本發(fā)明還公開了一種該系統(tǒng)的制造方法。
文檔編號(hào)F02M37/00GK1696489SQ20051006806
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者文森特·波鐵爾, 皮埃爾·拉科姆, 埃里克·里維埃 申請(qǐng)人:因勒紀(jì)汽車系統(tǒng)研究公司