CN107847830A - 用于燃料喷射器的过滤器适配器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于燃料喷射器(26)的过滤器适配器(42)。过滤器适配器可具有过滤器壳体(44)。过滤器壳体可具有第一连接端(46)和第二连接端(48)。该过滤器壳体还可具有通孔(50)，通孔(50)在第一连接端与第二连接端之间延伸穿过过滤器壳体并且形成过滤器腔体(52)。过滤器适配器还可包括：第一过滤器(60)，其定位在过滤器腔体中并且包括第一多个开口(72)；以及第二过滤器(62)，其定位在过滤器腔体中并且包括第二多个开口(72)。第一连接端可具有第一连接器(54)，第一连接器(54)配置为与第一燃料系统部件的燃料出口配合。第二连接端可具有第二连接器(56)，第二连接器(56)配置为与第二燃料系统部件的燃料入口配合。

Description

用于燃料喷射器的过滤器适配器

技术领域

本发明总体上涉及过滤器适配器，并且更具体地涉及用于燃料喷射器的过滤器适配器。

背景技术

许多发动机包括向发动机的一个或多个汽缸供应燃料的燃料喷射器。当被输送至汽缸的燃料相对无污染物时，这些发动机更有效地操作。这是因为如果不除去污染物，会导致发动机的非期望操作和/或增加发动机部件的磨损率。可具有被制造为具有精确公差和形状的孔口的燃料喷射器可能特别容易受到诸如污垢和碎屑等污染物的损坏和/或损害。由于这些原因，许多发动机在燃料到达燃料喷射器孔口之前采用过滤器来有助于清洁污染物的燃料。

常规燃料过滤器的一个示例是边缘过滤器，其可被按压配合至燃料系统部件(诸如燃料喷射器)的腔体中。边缘过滤器的示例在于1996年10月1日发布的第5,560,825号美国专利(′825专利)中公开。典型的边缘过滤器(诸如′825专利的边缘过滤器)在过滤器的边缘与相关腔体的壁之间的间隙处形成通道。这些通道允许燃料通过，但是阻止不适合通过间隙的颗粒。

虽然边缘过滤器可能有助于防止一些污染物到达燃料喷射器孔口，但是它们可能有一些缺点。例如，由边缘过滤器形成的间隙可为细长的，从而允许仅在一个维度上可能较小(但是在其它维度上相对较大)的碎屑通过。另外，许多边缘过滤器难以维修，因为它们经常被按压配合至形成在燃料喷射器本身的腔体中。该配置限制了通向过滤器的入口，使得操作者难以确定过滤器是否被塞住或阻塞。另外，如果过滤器被塞住或阻塞，那么整个燃料喷射器可能需要更换，因为仅仅过滤器不能被更换。

本发明旨在克服上文阐述的一个或多个缺点和/或现有技术的其它问题。

发明内容

在一个方面中，本发明涉及一种用于燃料喷射器的过滤器适配器。过滤器适配器可包括过滤器壳体。过滤器壳体可包括第一连接端和第二连接端。过滤器壳体还可包括通孔，其在第一连接端与第二连接端之间延伸穿过过滤器壳体并且形成过滤器腔体。过滤器适配器还可包括：第一过滤器，其定位在过滤器腔体中并且包括第一多个开口；以及第二过滤器，其定位在过滤器腔体中并且包括第二多个开口。第一连接端可包括第一连接器，其配置为与第一燃料系统部件的燃料出口配合。第二连接端可包括第二连接器，其配置为与第二燃料系统部件的燃料入口配合。

在另一个方面中，本发明涉及一种用于燃料喷射器的过滤器适配器。过滤器适配器可包括过滤器壳体。过滤器壳体可包括第一连接端和第二连接端。过滤器壳体还可包括通孔，其在第一连接端与第二连接端之间延伸穿过过滤器壳体并且形成过滤器腔体。过滤器适配器还可包括定位在过滤器腔体中的第一过滤器和第二过滤器。第一过滤器可包括圆柱形套环部分、包括会聚区段和圆形尖端的容器部分，以及形成在容器部分中的第一多个开口。第二过滤器可包括圆柱形套环部分、包括会聚区段和圆形尖端的容器部分，以及形成在容器部分中的第二多个开口。第一过滤器可以第一定向按压配合至腔体中，且第二过滤器可以第二定向按压配合至腔体中，该第一定向和第二定向是镜像。

在又一个方面中，本发明涉及一种用于发动机的燃料喷射器。燃料喷射器可包括喷射器主体和过滤器适配器。喷射器主体可包括燃料入口处的喷射器联接器并且包括螺纹连接器和喷射器出口。过滤器适配器可包括过滤器壳体。过滤器壳体可包括第一连接端和第二连接端。过滤器壳体还可包括通孔，其在第一连接端与第二连接端之间延伸穿过过滤器壳体并且形成过滤器腔体。过滤器适配器可进一步包括：第一过滤器，其定位在过滤器腔体中并且包括第一多个开口；以及第二过滤器，其定位在过滤器腔体中并且包括第二多个开口。第一连接端可包括第一连接器，其配置为与燃料管线的燃料出口配合。第二连接端可包括第二连接器，其可移除地接合螺纹连接器使得过滤器适配器可从喷射器主体中移除。

附图说明

图1是动力系统的示例性实施例的示意图；

图2是具有可结合图1的动力系统使用的过滤器适配器的示例性燃料喷射器的图示；

图3是图2的过滤器适配器的分解图；且

图4是图2的燃料喷射器和过滤器适配器的截面图。

具体实施方式

图1说明了配置为将燃料和空气转换为机械动力的动力系统10的示例性实施例。动力系统10可包括发动机12(例如，四冲程压燃式发动机)。本领域技术人员将认识到，发动机12可为任何类型的内燃机，诸如(例如)火花点火发动机、汽油发动机、柴油发动机、气体燃料动力发动机、双燃料发动机等。发动机12可包括至少部分地限定多个汽缸16的发动机缸体14。如图1中所示，示例性发动机12可包括四个汽缸16。可设想的是，发动机12可包括更多或更少数量的汽缸16，且汽缸16可设置为任何配置，诸如(例如)“直列式”配置、“V”配置或任何其它已知的配置。发动机12可包括可旋转地设置在缸体14内的曲轴18。连杆(未示出)可将多个活塞(未示出)连接至曲轴18，使得汽缸16内的燃烧导致每个活塞在相应汽缸16内的滑动运动，这又导致曲轴18旋转，这在往复式活塞发动机中是常规的。

动力系统10可包括燃料系统20，其配置为根据正时方案将加压燃料喷射至每个汽缸16的对应燃烧室中，导致汽缸16内的协调燃烧产生机械动力。例如，燃料系统20可为高压共轨系统并且可包括配置为保持燃料供应的油箱22以及燃料泵24，该燃料泵配置为使燃料流动和/或加压并且将燃料经由共轨28引导至汽缸16相关联的燃料喷射器26。虽然燃料系统20被描述为共轨系统，但是应该理解，其它燃料系统配置也是可能的。例如，燃料系统20可包括专用燃料管线，其将燃料从油箱22直接供应至燃料喷射器26。

动力系统10可进一步包括过滤系统30，其配置为在燃料到达汽缸16的燃烧室之前将燃料过滤。过滤系统30可包括一个或多个过滤装置32，其沿着油箱22与燃烧室之间的燃料路径定位在选定位置。每个过滤装置32可配置为允许燃料通过，同时除去燃料中的至少一些污染物。例如，一个或多个过滤装置32可配置为从燃料中除去污垢和碎屑。在一些实施例中，一个或多个过滤装置32可另外或替代地配置为从燃料(诸如水、空气、油等)中除去其它污染物。

如图1中所示，过滤系统30可包括位于燃料喷射器26与共轨28之间的燃料路径中的多个过滤装置32。过滤系统30可另外或替代地包括定位在燃料泵24与共轨28之间的过滤装置32。过滤系统30和每个过滤装置32的配置不限于所描绘的实施例，并且可适于匹配特定动力系统10和发动机12的要求。例如，在一些实施例中，燃料泵24与共轨28之间的过滤装置32可为与共轨28与燃料喷射器26之间的过滤装置32不同类型的过滤器。在其它实施例中，可包括附加过滤装置32和/或可省略所描绘的任何一个过滤装置32。

图2说明了燃料喷射器26的实施例。燃料喷射器26可包括喷射器主体34，其限定在燃料入口与燃料出口之间的内部燃料通道36。燃料出口可位于喷射器出口38处，其可定位成将燃料喷射至汽缸16的燃烧室中。喷射器出口38可为喷嘴、控制阀、开口等中的一个或多个。燃料入口可位于喷射器联接器40处。喷射器联接器40可配置为连接至燃料管线，诸如以从共轨28接收燃料。例如，喷射器联接器40可为喷射器入口臂。

在示例性实施例中，过滤装置32可连接在共轨28与喷射器联接器40之间。在一个实施例中，过滤装置32可包括连接至喷射器联接器40的过滤器适配器42。过滤器适配器42可为配置为与喷射器联接器40和燃料管线连接器配合以从共轨28接收燃料并且将燃料提供至内部燃料通道36的燃料入口的装置。过滤器适配器42可进一步容纳过滤材料(例如，过滤器)，其配置为当燃料通过过滤器适配器42时从燃料中除去污染物，如将在下面更详细描述的。

图3描绘了过滤器适配器42的示例性实施例。过滤器适配器42可包括过滤器壳体44。过滤器壳体44可为包括第一连接端46和第二连接端48的大致圆柱形部件。过滤器壳体44可进一步包括通孔50，其在第一连接端46与第二连接端48之间延伸穿过过滤器壳体44。通孔50可允许燃料从第一连接端46通过过滤器壳体44到达第二连接端48。通孔50可形成配置为保持过滤材料(例如，一个或多个过滤器)的过滤器腔体52(在图4中示出)。

过滤器壳体44可配置为可移除地附接至两个燃料系统部件。例如，过滤器适配器44可配置为用于在一端处附接至燃料出口(即，使得燃料流入通孔50)并且在相对端处附接至燃料入口(即，使得燃料从通孔50中流出)。在一个实施例中，第一连接端46可包括配置为与第一燃料系统部件的燃料出口配合的第一连接器54，且第二连接端48可包括配置为与第二燃料系统部件的燃料入口配合的第二连接器56。例如，第一连接器54可配置为与燃料管线连接器(未示出)配合，且第二连接器56可配置为与喷射器联接器40配合。应当理解的是，所描绘的实施例是示例性的，且其它配置也是可能的，诸如将过滤器壳体44连接在不同的燃料系统部件(例如，一对燃料管线、燃料管线和共轨28等)之间。

在示例性实施例中，第一连接器54和第二连接器56可与相邻的燃料系统部件形成可移除的连接。在一个实施例中，第一连接器54和第二连接器56可为螺纹连接器。例如，第一连接器54可配置为接合燃料管线连接器(未示出)的螺纹连接件，且第二连接器56可配置为接合喷射器联接器40的螺纹连接件(在图4中示出)。然而，应该理解的是，其它可移除连接件(诸如扣钩、夹子、螺栓等可将过滤器壳体44连接在燃料系统部件之间。

在一个实施例中，过滤器壳体44可包括多个区段58。例如，过滤器壳体44可包括第一区段58A、第二区段58B和第三区段58C。多个部分58可被成形和配置为在燃料系统部件之间提供牢固和可靠的连接。第一区段58A可包括第一连接器54和第一直径，且第二区段58B可包括第二连接器56和第二直径。第一直径可大于第二直径，使得推力面59形成在第三区段58C处。推力面59可配置为邻接相邻的燃料系统部件(例如，燃料喷射器26)的表面以承载在操作期间可施加至过滤器适配器44的轴向力。第三区段58C的直径可大于第二区段58B的直径以形成推力面59。在一些实施例中，第三区段58C可包括也大于第一直径的直径，例如以进一步增大推力面59的表面积和/或创建人机工程学特征以允许操作者容易地附接和移除过滤器适配器42。

过滤器适配器42可进一步包括定位在过滤器腔体52中的第一过滤器60和第二过滤器62。虽然在本文描绘和描述了两个过滤器60、62，但是应当理解的是，在替代实施例中，可将任何数量的过滤器定位在过滤器腔体52中。第一过滤器60和第二过滤器62可被成形为配合在过滤器腔体52内。第一过滤器60和第二过滤器62可配置为允许燃料流过过滤器腔体52，同时除去包含在燃料中的污染物。

在示例性实施例中，第一过滤器60可包括圆柱形套环部分64和容器部分66。圆柱形套环部分64的直径可略大于过滤器腔体52的直径，使得第一过滤器60可被按压配合至过滤器腔体52中并且通过圆柱形套环部分64保持在其中，但是用于将第一过滤器保持在适当位置的其它配置是可能。容器部分66可为当燃料通过过滤器腔体52时接收其中的燃料的封闭部分。在示例性实施例中，容器部分66可包括会聚部分68和圆形尖端70。

容器部分66可进一步包括在其中形成的多个开口72。多个开口可调整大小和配置为允许燃料从中流过，同时阻止诸如污垢和碎屑等污染物从中穿过。在示例性实施例中，多个开口72可形成使得第一过滤器60配置为除去仅在一个维度上可能相对较小的污染物。例如，多个开口72可各自包括大约65μm的直径。以此方式，第一过滤器60可配置为在至少两个维度上除去大小大于65um的颗粒。

在示例性实施例中，第二过滤器62可与第一过滤器60相同。例如，第二过滤器62也可包括圆柱形套环部分64和容器部分66。第二过滤器62的容器部分66也可包括会聚部分68和圆形尖端70。第二过滤器62还可包括多个开口72，其配置为允许燃料通过并同时阻止污染物。在一个实施例中，第二过滤器62可用作第二阶段过滤器，其配置为除去能够穿过第一过滤器60的污染物。

图4描绘了连接至燃料喷射器26的过滤器适配器42。如图4中所示，第二连接器56可移除地接合喷射器联接器40的连接器，其中推力面59抵邻其表面。以此方式，过滤器适配器42可容易地连接至燃料喷射器26和/或从其中移除，诸如以便安装或更换。另外，连接可为安全和耐用的。过滤器60、62可定位在过滤器腔体52中，使得燃料与容器部分66接触。第一过滤器60可以第一定向按压配合至过滤器腔体52中，且第二过滤器62可以第二定向按压配合至过滤器腔体52中。

在示例性实施例中，第一定向和第二定向可为镜像(如图4中所示)。以此方式，燃料可流入第一过滤器60的容器部分66的内部部分中并流过该内部部分，且然后燃料可流入接触第二过滤器62的容器部分66的外部部分并且流过该外部部分。这可允许更复杂的燃料过滤，从而创建不同的流动路径，这些流动路径可增强过滤器60、62阻止颗粒通过的能力。在其它实施例中，第一和第二定向可为相同的，诸如以允许第一过滤器60和第二过滤器62从相同方向按压配合至过滤器腔体52中。

如图4中所示，第一过滤器60和第二过滤器62可以在其间形成空间74的方式定位在过滤器腔体52中。在示例性实施例中，空间74的轴向长度可大于第一过滤器60和/或第二过滤器62的轴向长度的一半。空间74可服务几个目的。例如，空间74可允许通过第一过滤器60的任何颗粒在到达第二过滤器62之前旋转/改变方向，由此增强颗粒将被第二过滤器62阻止的可能性。另外，在燃料适配器42的操作期间，空间74可允许第一过滤器60和第二过滤器62相对于彼此移动。这种相对移动可提供缓冲效果，该缓冲效果有助于减小由于燃料通过过滤器60、62引起的压力降而可能发生的压力脉动。

过滤器60、62可包括限定圆柱形套环部分64和容器部分66的壁构件76。在示例性实施例中，壁构件76在圆柱形套环部分66处包括的壁厚可大约等于容器部分66处的壁厚。以此方式，过滤器60、62可由均匀的材料形成。另外，该配置可允许圆柱形套环部分66的内径大约等于过滤器腔体52的内径，这允许燃料有效地流过且受到圆柱形套环部分66的边缘的干扰最小。

应该理解的是，第一过滤器60和第二过滤器62的所描绘和描述的形状和配置是示例性的。过滤器60、62的形状以及多个开口72的形状和大小可取决于其它因素，诸如特定过滤器适配器42所需的表面积、压力降等。另外，在一些实施例中，过滤器60、62可包括不同的形状、不同的大小、不同的形状或大小的开口等。

工业实用性

所公开的过滤器适配器可适用于从被引导通过其中的液体中除去污染物，诸如污垢和碎屑。所公开的过滤器适配器配置为在任一端处具有多个连接器的模块化部件，这些连接器允许过滤器壳体容易地附接在两个部件之间以将过滤构件插入至相关流动路径中。所公开的过滤器适配器可特别适用于发动机的燃料系统，其需要从燃料中除去污染物以有效地操作。由于其容易安装且容易从燃料系统部件中移除，所以所公开的过滤器适配器提供了其易于进入和更换的优点。可与所公开的过滤器适配器结合使用的所公开的过滤器还可提供几个优点，包括强力除去污染物和脉动缓冲。

为了组装过滤器适配器42，可将过滤器60、62按压配合至过滤器腔体52中。圆柱形套环部分64可调整大小以用空间74将过滤器60、62保持在其间的适当位置。然而，圆柱形套环部分64可调整大小和被成形以允许过滤器60、62的相对移动，使得在发动机12和过滤器适配器42的操作期间，空间74的轴向长度改变。

为了安装过滤器适配器42，第一连接器54和第二连接器56可移除地固定至对应的燃料系统部件。例如，燃料管线可被螺合至第一连接器54上，且第二连接器56可被螺合至喷射器联接器40中，直至推力面59抵邻燃料喷射器26的对应表面。

在操作期间，燃料可在第一连接端46处流入通孔50，使得燃料到达过滤器腔体52。燃料然后可流过第一过滤器60中的开口72，其中在至少两个维度上大于开口72的直径的颗粒被阻止从其中穿过(而且在至少一个维度上大于开口72的直径的大多数颗粒由于颗粒定向而被阻止)。燃料然后可流过空间74并且与第二过滤器62接触，从而穿过第二过滤器。能够穿过第一过滤器60并且在至少一个维度上大于开口72的直径的大部分颗粒(如果不是全部的话)被第二过滤器62阻止。燃料在通过喷射器出口38喷射至对应汽缸16的燃烧室之前，在第二连接端48处从过滤器腔体52中流出并进入燃料通道36。此时，燃料已经被充分清除了污染物颗粒，使得燃料喷射器26可长时间有效地操作。

另外，过滤器适配器42的配置允许过滤器60、62被监视和检查以确定是否应该更换过滤器适配器。由于过滤器适配器42可移除地附接至对应的燃料系统部件，所以该任务容易实现。操作者可根据需要简单地断开过滤器适配器42并且将其替换为另一个过滤器适配器42。该功能还允许具有不同过滤特性的不同类型的过滤器的互换性，诸如为燃料系统20提供过滤器适应性。例如，取决于发动机12的过滤要求，不同的过滤器可在不同的时间容易地安装和使用。

所公开的过滤器适配器与不易检查或不易更换的先前过滤器(例如边，边缘过滤器)相比提供优点，由此节约了成本。例如，在由于过滤器阻塞而可能需要更换整个燃料喷射器的情况下，所公开的实施例的使用允许仅更换过滤器适配器。另外，所公开的过滤器适配器包括过滤材料的配置，该过滤材料有效地阻止污染物并且通过避开流动中的大边缘并允许多个过滤器的相对移动来缓冲压力脉动。

对于本领域技术人员显而易见的是，可对所公开的用于燃料喷射器的过滤器适配器进行各种修改和变化。考虑到用于燃料喷射器的所公开的过滤器适配器的说明和实践，其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。意图是说明书和示例仅被认为是示例性的，其中真正的范围由下面的权利要求及其等同物指示。

Claims (10)

1.一种用于燃料喷射器(26)的过滤器适配器(42)，包括：

过滤器壳体(44)，包括：

第一连接端(46)和第二连接端(48)；

通孔(50)，其在所述第一连接端与所述第二连接端之间延伸穿过所述过滤器壳体并且形成过滤器腔体(52)；

第一过滤器(60)，其定位在所述过滤器腔体中并且包括第一多个开口(72)：以及

第二过滤器(62)，其定位在所述过滤器腔体中并且包括第二多个开口(72)，

其中所述第一连接端包括第一连接器(54)，所述第一连接器(54)配置为与第一燃料系统部件的燃料出口配合，且

所述第二连接端包括第二连接器(56)，所述第二连接器(56)配置为与第二燃料系统部件的燃料入口配合。

2.根据权利要求1所述的过滤器适配器，其中所述第一连接器和所述第二连接器中的至少一者是螺纹连接器。

3.根据权利要求1所述的过滤器适配器，其中所述第一过滤器包括圆柱形套环部分(64)和容器部分(66)，所述容器部分包括会聚区段(68)和圆形尖端(70)。

4.根据权利要求3所述的过滤器适配器，其中所述圆柱形套环部分的壁厚大约等于所述容器部分的壁厚。

5.根据权利要求1所述的过滤器适配器，其中所述第一过滤器和所述第二过滤器定位在所述过滤器腔体内部，使得在所述第一过滤器与所述第二过滤器之间形成空间(74)。

6.根据权利要求5所述的过滤器适配器，其中所述空间包括的轴向长度大于等于所述第一过滤器的轴向长度的一半的距离。

7.根据权利要求5所述的过滤器适配器，其中所述第一过滤器和所述第二过滤器配置为轴向移动，由此在所述过滤器适配器的操作期间改变所述空间的所述轴向长度。

8.一种用于燃料喷射器(26)的过滤器适配器(42)，包括：

过滤器壳体(44)，包括：

第一连接端(46)和第二连接端(48)；

通孔(50)，其在所述第一连接端与所述第二连接端之间延伸穿过所述过滤器壳体并且形成过滤器腔体(52)；

第一过滤器(60)，其定位在所述过滤器腔体中并且包括：

圆柱形套环部分(64)；

容器部分(66)，所述容器部分包括会聚区段(68)和圆形尖端(70)；以及

形成在所述容器部分中的第一多个开口(72)；

第二过滤器(62)，其定位在所述过滤器腔体中并且包括：

圆柱形套环部分(64)；

容器部分(66)，所述容器部分包括会聚区段(68)和圆形尖端(70)；以及

形成在所述容器部分中的第二多个开口(72)；

其中所述第一过滤器以第一定向按压配合至所述腔体中，且所述第二过滤器以第二定向按压配合至所述腔体中，且其中所述第一定向和所述第二定向是镜像。

9.根据权利要求8所述的过滤器适配器，其中所述第一多个开口和所述第二多个开口为圆形。

10.根据权利要求9所述的过滤器适配器，其中所述第一多个开口和所述第二多个开口具有大约65μm的直径。