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【発明の名称】 内燃機関における燃料供給装置
【発明者】 【氏名】斎藤芳夫

【要約】 【課題】

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項1】 燃料タンク内の燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される昇圧された燃料を、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )に調圧し、第1燃料通路を介してディマンド式燃料圧力制御弁に供給する第1燃料圧力制御弁と、ディマンド式燃料圧力制御弁にて第2の所定圧力B(kgf/cm2 )に低減され、吸気管内に臨む燃料噴射弁が装着された燃料分配管に燃料を供給する第2燃料通路とを備える内燃機関における燃料供給装置において、燃料分配管を含む第2燃料通路内の圧力が、第2の所定圧力B(kgf/cm2 )を超え、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )以下の圧力に上昇した際、第2燃料通路内の圧力を逆止弁を介して開放したことを特徴とする内燃機関における燃料供給装置。
【請求項2】 燃料タンク内の燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される昇圧された燃料を、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )に調圧し、第1燃料通路を介してディマンド式燃料圧力制御弁に供給する第1燃料圧力制御弁と、ディマンド式燃料圧力制御弁にて第2の所定圧力B(kgf/cm2 )に低減され、吸気管内に臨む燃料噴射弁が装着された燃料分配管に燃料を供給する第2燃料通路とを備える内燃機関における燃料供給装置において、燃料分配管を含む第2燃料通路内の圧力が、第1燃料通路の第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を超えて上昇した際、第2燃料通路内の圧力を逆止弁を介して第1燃料通路に向けて開放したことを特徴とする内燃機関における燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによって昇圧し、この昇圧された燃料が第1燃料圧力制御弁にて第1の所定圧力に調圧されてディマンド式燃料圧力制御弁に供給され、次いでディマンド式燃料圧力制御弁にて第2の所定圧力に調圧されて低減された燃料が燃料分配管に装着された燃料噴射弁を介して機関に連なる吸気管内に向けて噴射供給される内燃機関における燃料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関における燃料供給装置について図3により説明する。Tは内部に燃料が貯溜される燃料タンクであり、Pは燃料タンクT内の燃料を吸入して吐出する電動式の燃料ポンプであり、燃料ポンプPによって昇圧されて吐出される燃料は第1燃料通路F1を介して後述するディマンド式燃料圧力制御弁DRに供給される。Rは第1燃料圧力制御弁であり、弁本体10とカバー11との間にダイヤフラム12が挟持され、ダイヤフラム12と弁本体10の凹部とにより燃料室13が形成され、カバー11の凹部とダイヤフラム12とによりスプリング室14が形成される。燃料室13にはリターン通路15と燃料導入路F3とが開口するもので、燃料導入路F3の上流側は第1燃料通路F1に連なり、リターン通路15の下流側は燃料タンクT内に開口する。スプリング室14内には第1スプリングS1が縮設されるもので、これによるとダイヤフラム12及びダイヤフラム12と一体的に形成されるとともにリターン通路15の開口に臨んで配置された弁体16は燃料室13側に付勢される。尚、スプリング室14は開口11Aを介して燃料タンクT内へ連絡される。又Mは第1燃料通路F1に配置されたメインフィルタであり、燃料ポンプPから第1燃料通路F1を流下する燃料中に含まれる異物を除去する役目をなす。ディマンド式燃料圧力制御弁DRは以下よりなる。弁本体20とカバー21との間にダイヤフラム22が挟持され、ダイヤフラム22と弁本体20の凹部とにより燃料室23が形成され、カバー21の凹部とダイヤフラム22とによりスプリング室24が形成される。燃料室23内には弁座25を介して弁孔26が開口するとともに第2燃料通路F2が開口するもので、前記弁孔内には第2スプリングS2によって弁座25に向けて押圧される弁体27が移動自在に配置される。又、第2燃料通路F2の下流は燃料噴射弁Jを備える燃料分配管Dの燃料分配路D1に接続されるもので、燃料噴射弁Jから噴射される燃料は吸気管Kの吸気路K1を介して図示せぬ機関に供給される。又、前記スプリング室には第3スプリングS3が縮設されるもので、これによるとダイヤフラム22、ダイヤフラム22に一体的に取着されて弁体27に臨む押圧杆28は燃料室23側に付勢される。そして前記第3スプリングS3のバネ力が第2スプリングS2のバネ力より強く設定されることから燃料室23、スプリング室24に何等の圧力が作用しない状態において、弁体27は押圧杆28によって下方へ押圧され、弁体27は弁座25を開放保持する。尚、29はディマンド式燃料圧力制御弁DRのスプリング室24と吸気管Kとを連絡する第3負圧通路であり、この第3負圧通路29は吸気管Kの吸気路K1内に生起する負圧をディマンド式燃料圧力制御弁DRのスプリング室24に導入するものであり、燃料噴射弁Jの噴射雰囲気である吸気管Kの吸気路K1内圧力に対して常に設定圧力分高くなるよう燃料圧力を保持することができる。又、前記第1燃料通路の下流側はディマンド式燃料圧力制御弁DRの弁孔26に連絡される。
【0003】かかる従来の燃料供給装置によると、燃料タンクT内の燃料は、燃料ポンプPによって昇圧されて吐出されるもので、この昇圧された燃料はメインフィルターMによって異物が除去されるとともに燃料導入路F3を介して第1燃料圧力制御弁Rの燃料室13内へ流入し、弁体16を含むダイヤフラム12をスプリング室14側へ移動させ、設定された第1の所定圧力A(kgf/cm2 )(例えば3.5kgf/cm2 )で第1スプリングS1のバネ力と釣り合って前記第1の所定圧力A(kgf/cm2 )に調圧する。このとき、燃料室13内の燃料は、弁体16の開口に応じてリターン通路15を介して燃料タンクT内へ排出される。そして前記第1の所定圧力A(kgf/cm2 )に調圧された燃料が第1燃料通路F1を介してディマンド式燃料圧力制御弁DRに向けて供給される。ディマンド式燃料圧力制御弁DRの弁孔26には第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を有する燃料が供給され、この燃料が開口状態にある弁座25を介して燃料室23内へ供給されることによって押圧杆28を含むダイヤフラム22が第3スプリングS3を圧縮して上動するものであり、これによって弁体27が弁座25を閉塞し、第2の所定圧力B(kgf/cm2 )(例えば3kgf/cm2 )に低減して調圧する。そしてこの第2の所定圧力B(kgf/cm2 )を有する燃料が第2の燃料通路F2を介して燃料分配管Dの燃料分配路D1へ供給され、次いで、燃料噴射弁Jから吸気管Kの吸気路K1内に向けて噴射供給される。以上のように、第1燃料圧力制御弁Rによって第1の所定圧力A(kgf/cm2 )に調圧されて第1燃料通路F1に供給される燃料圧力A(kgf/cm2 )(例えば3.5kgf/cm2 )を有する燃料は、ディマンド式燃料圧力制御弁DRによって第1の所定圧力A(kgf/cm2 )(3.5kgf/cm2 )より低い第2の所定圧力B(kgf/cm2 )(3kgf/cm2 )に調圧されて燃料分配管Dに供給される。そして、燃料噴射弁Jからの燃料消費によって第2燃料通路F2を含む燃料室23内の燃料圧力が第2の所定圧力(3kgf/cm2 )より低下すると、ダイヤフラム22は第3スプリングS3のバネ力によって下方向へ変位し、これによって押圧杆28が弁体27を下方に移動させて弁座25を開放して第1燃料通路F1内の第1の所定圧力(3.5kgf/cm2 )を有する燃料を弁座25を介して再び燃料室23内へ供給するもので、燃料室23内の燃料圧力が第2の所定圧力(3kgf/cm2 )に復帰調圧された状態で再び弁体27が弁座25を閉塞する。従って、弁体27が燃料室23内の圧力に応じて弁座25をくり返して開閉することにより第2燃料通路F2内の燃料圧力を第2の所定圧力B(kgf/cm2 )(3kgf/cm2 )に調圧する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の燃料供給装置において、機関の急減速時等において、燃料噴射弁Jより燃料の噴射が一時的に停止される。一方燃料噴射弁Jに至る燃料分配管D、第2燃料通路F2は機関の近傍であって且つ車輌のエンジンルーム内に配置されていることから大きく加熱されるもので、これによると第2燃料通路F2内の燃料は膨張し、燃料分配管D、第2燃料通路F2、ディマンド式燃料圧力制御弁DRの燃料室23内の燃料圧力は第2の所定圧力B(kgf/cm2 )(3kgf/cm2 )を超えて大きく上昇する。そして、ディマンド式燃料圧力制御弁DRの燃料室23内の燃料圧力が{第1燃料通路F1内の第1の所定圧力A(kgf/cm2 )(3.5kgf/cm2 )+第2スプリングS2のバネ力(例えば0.5kgf/cm2 )}を超えた圧力状態において、弁体27が第2スプリングS2のバネ力に抗して弁座25を開放することによって燃料室23内の過大な燃料圧力が第1燃料通路F1に向けて戻される。より具体的に述べると、燃料室23内の燃料圧力が(3.5kgf/cm2 +0.5kgf/cm2 )の和である4kgf/cm2 を超えた状態において、燃料室23内の過大な燃料圧力が第1燃料通路F1に向けて放出され、燃料室23内の燃料圧力が4kgf/cm2を超えて大きく上昇することが抑止される。然しながら、前記状態において、燃料室23、第2燃料通路F2を含む燃料分配管D内の燃料圧力は、4kgf/cm2 を超えて上昇することはないもののディマンド式燃料圧力制御弁DRが通常時において調圧する第2の所定圧力B(kgf/cm2 )(3kgf/cm2 )に比較すると4kgf/cm2 に近いかなり高圧力を有する燃料がそれら配管内に存在することになる。そして前記燃料の供給が停止される機関の急減速状態が解除されて通常の機関運転状態に復帰されると、燃料噴射弁Jより通常の設定圧力B(kgf/cm2 )より高圧力を有する燃料が吸気管K内に噴射されるもので、これによると混合気濃度が濃化傾向にあって機関の運転性が阻害されるとともに有害排気ガス成分の排出を低減できない。
【0005】本発明は前記不具合に鑑み成されたもので、機関の急減速状態等が解除されて通常の機関運転状態に復帰した際において、燃料噴射弁から噴射供給される燃料を適正に制御することができ、もって機関の運転性を良好に維持することができるとともに有害排気ガス成分の排出を効果的に抑止することのできる内燃機関における燃料供給装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明になる内燃機関における燃料供給装置は前記目的を達成する為に、燃料タンク内の燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される昇圧された燃料を、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )に調圧し、第1燃料通路を介してディマンド式燃料圧力制御弁に供給する第1燃料圧力制御弁と、ディマンド式燃料圧力制御弁にて第2の所定圧力B(kgf/cm2 )に低減され、吸気管内に臨む燃料噴射弁が装着された燃料分配管に燃料を供給する第2燃料通路とを備える内燃機関における燃料供給装置において、燃料分配管を含む第2燃料通路内の圧力が、第2の所定圧力B(kgf/cm2 )を超え、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )以下の圧力に上昇した際、第2燃料通路内の圧力を逆止弁を介して開放したことを第1の特徴とする。
【0007】又、本発明は、燃料タンク内の燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される昇圧された燃料を、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )に調圧し、第1燃料通路を介してディマンド式燃料圧力制御弁に供給する第1燃料圧力制御弁と、ディマンド式燃料圧力制御弁にて第2の所定圧力B(kgf/cm2 )に低減され、吸気管内に臨む燃料噴射弁が装着された燃料分配管に燃料を供給する第2燃料通路とを備える内燃機関における燃料供給装置において、燃料分配管を含む第2燃料通路内の圧力が、第1燃料通路の第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を超えて上昇した際、第2燃料通路内の圧力を逆止弁を介して第1燃料通路に向けて開放したことを第2の特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の第1の特徴によると、第2燃料通路内の圧力が、第2の所定圧力B(kgf/cm2 )を超え、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )以下の圧力に上昇した際、第2燃料通路内の圧力は逆止弁を介して開放される。以上によると機関の急減速運転時において、第2燃料通路内の圧力を、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )以下の圧力に保持できるので、これによって急減速運転状態から通常運転状態へ復帰した際における混合気の濃化傾向を抑止できる。
【0009】又、本発明の第2の特徴によると、第2燃料通路内の圧力が、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を超えて上昇した際、第2燃料通路内の圧力が逆止弁を介して第1燃料通路に向けて開放される。以上によると、機関の急減速運転時において、第2燃料通路内の圧力を第1の所定圧力A(kgf/cm2 )よりわずかに上昇した範囲に抑止できるので、急減速運転状態から通常運転状態への復帰した際における混合気の濃化傾向を抑止できるとともに逆止弁の設計的自由度を向上できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明になる内燃機関における燃料供給装置の一実施例について図1により説明する。尚、図3と同一構造部分は同一符号を使用して説明を省略する。1はディマンド式燃料圧力制御弁DRの弁座25より下流側にある第2燃料通路F2と、略大気圧状態にある燃料タンクT内とを連絡するリリーフ圧通路であり、リリーフ圧通路1には第2燃料通路F2から燃料タンクTへ向かう流体流れのみを許容する逆止弁V(一方向逆止弁)が配置される。逆止弁Vは、弁座2と弁座2を開閉する弁体3と、弁体3を弁座2に向けて押圧する弁体スプリング4とにより形成され、この逆止弁Vは燃料分配管Dの燃料分配路D1を含む第2燃料通路F2内の燃料圧力が、ディマンド式燃料圧力制御弁DRが調圧する第2の所定圧力B(kgf/cm2 )を超え、第1燃料圧力制御弁Rが調圧する第1の所定圧力A(kgf/cm2 )以下の圧力に上昇した際において、弁体3が弁体スプリング4のバネ力に抗して弁座2を開放し、前記圧力状態にある第2燃料通路F2内の燃料をリリーフ圧通路1を介して燃料タンクT内へ放出する。より具体的に説明すれば、第2燃料通路F2内の圧力が3kgf/cm2 を超え、3.5kgf/cm2 以下において逆止弁Vは弁座2を開放して第2燃料通路F2内の燃料を燃料タンクT内へ戻すものである。但し、第2燃料通路F2内の圧力を第2の所定圧力B(kgf/cm2 )である3kgf/cm2 に保持する為には第2燃料通路F2内の圧力が略3.2kgf/cm2 程度に上昇した際において、前記逆止弁Vを作動開放することが使用上において好ましい。又、逆止弁Vの構造は実施例のボール弁型に限定されるものでなく、フラットバルブ、アンブレラバルブ等に変更してもよい。更に第2燃料通路F2内の圧力とは燃料分配管Dの燃料分配路D1、ディマンド式燃料圧力制御弁DRの燃料室23を含むことを理解すべきである。
【0011】次にその作用について説明する。機関が運転されて燃料ポンプPが駆動することによって昇圧された燃料が第1燃料圧力制御弁Rの燃料室13内に供給されるや、即座にダイヤフラム12が変位して燃料圧力の調圧作用を行なうことができるもので、第1燃料通路F1内の燃料圧力を遅滞なく第1の所定圧力A(kgf/cm2 )(3.5kgf/cm2 )に調圧できる。そして、この第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を有する燃料は弁孔26、弁座25を介してディマンド式燃料圧力制御弁DRの燃料室23内へ供給されるもので、ディマンド式燃料圧力制御弁DRによって第2の所定圧力B(kgf/cm2 )に低減されて調圧された燃料が第2燃料通路F2、燃料分配管Dを介して燃料噴射弁Jに供給され、燃料噴射弁Jから吸気路K1内に燃料が噴射され、もって減速運転以外の機関の運転を良好に行なうことができる。
【0012】次に、吸気路K1を開閉制御する絞り弁Wが急速に閉塞される機関の急減速運転状態について説明する。かかる機関の急減速運転時において、図示せぬECUには絞り弁Wの閉方向回転速度信号、吸気路K1内の負圧信号等が入力され、ECUから燃料噴射弁Jに向けて急減速状態信号が出力される。以上によると、燃料噴射弁Jにあっては燃料の噴射が一時的に停止される。
【0013】そして、かかる急減速運転時において、燃料噴射弁の燃料の供給が停止されたこと。及び燃料分配管D、第2燃料通路F2が前述の如く加熱されること。によると第2燃料通路F2内の燃料圧力が大きく上昇するものであるが、本発明にあっては、第2燃料通路F2内の圧力が、第2の所定圧力B(kgf/cm2 )を超え、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )以下の圧力に上昇した際、該第2燃料通路F2内の上昇した圧力を受けて逆止弁Vの弁体3が弁体スプリング4のバネ力に抗して弁座2を開放し、第2燃料通路F2内の燃料をリリーフ圧通路1を介して燃料タンクT内へ戻す。具体的には、第2燃料通路F2内の圧力が3kgf/cm2 を超え、3.5kgf/cm2 以下の圧力に上昇した際、この上昇圧力を逆止弁Vを介してリリーフ圧通路1から燃料タンクT内へ開放する。従って、第2燃料通路F2内の燃料圧力は、例えば3.2kgf/cm2 程度の上昇圧力に抑止することができるもので、機関の急減速運転が終了して通常の機関運転に復帰した際、燃料噴射弁Jからの燃料噴射量が大きく増量することがなく、機関の良好な運転性を保持できるとともに、有害排気ガス成分の排出が増加したりする不具合が解消できたものである。又、過剰な燃料の排出が抑止されたことは、燃料の無駄な消費が改善されたもので、これによって燃料経済性の向上も達成できたものである。
【0014】次に図2により本発明の第2の実施例について説明する。5は、第2燃料通路F2と第1燃料通路F1とを弁座25をまたいで連絡するリリーフ圧通路であり、該リリーフ圧通路には第2燃料通路F2から第1燃料通路F1に向かう燃料流れのみを許容する逆止弁Vが配置される。逆止弁Vは前記実施例と同様に弁座2、弁体3、弁体スプリング4により形成されるもので、第2燃料通路F2内の圧力が第1燃料通路F1の第1の所定圧力A(kgf/cm2 )をわずかに超えて上昇した際、弁体3が弁体スプリング4のバネ力に抗して弁座2を開放し、第2燃料通路F2内の上昇した圧力を第1燃料通路F1に向けて開放し、これによって第2燃料通路F2内の圧力が第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を大きく超えて上昇することを抑止する。より具体的に説明すると、第2燃料通路F2内の燃料圧力が略3.6kgf/cm2 迄上昇すると、逆止弁Vの弁体3が弁座2を開放してこの上昇圧力を開放するもので、3.6kgf/cm2 以上の圧力が第2燃料通路F2内に存在することが阻止される。
【0015】以上によれば、従来の如く第2燃料通路F2内の燃料圧力が第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を大きく超えて上昇することがないもので、これによって機関の急減速運転が終了して機関の通常運転に復帰した際における混合気の濃化傾向を抑止できる。
【0016】そして、本実施例によれば、特にリリーフ圧通路5を第1燃料通路F1に連絡したので、逆止弁Vを含むリリーフ圧通路5をディマンド式燃料圧力制御弁DRの弁本体20に一体配置することができ、これによってリリーフ圧通路5、逆止弁Vをコンパクトにまとめることができ、設計的自由度を向上できたものである。又、前記逆止弁Vを含むリリーフ圧通路5を、燃料分配管Dに一体形成しても前記効果を達成できる。
【0017】尚、前記リリーフ通路に電磁弁を配置し、第2燃料通路F2内の圧力が一定圧力以上(例えば3.2kgf/cm2 )に上昇した際、該上昇圧力を感知して電磁弁を操作し、リリーフ通路を開放して第2燃料通路F2内の上昇圧力を開放させてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上の如く、本発明になる内燃機関における燃料供給装置によると、燃料分配管を含む第2燃料通路内の圧力が、第2の所定圧力B(kgf/cm2 )を超え、第1の所定圧力A(kgf/cm2 )以下の圧力に上昇した際、第2燃料通路内の圧力を逆止弁を介して開放したので、機関の急減速運転時において第2燃料通路内の燃料圧力が第2の所定圧力に比較して大きく上昇することが抑止でき、これによって急減速運転から通常運転に復帰した際における混合気の濃化傾向を抑止でき、運転性の悪化、有害排気ガス成分の増加を抑止でき、更には燃料経済性の悪化を改善できる。又、燃料分配管を含む第2燃料通路内の圧力が第1燃料通路の第1の所定圧力A(kgf/cm2 )を超えて上昇した際、第2燃料通路内の圧力を逆止弁を介して第1燃料通路に向けて開放したことによると、前記効果に加え、逆止弁を含むリリーフ圧通路の設計的自由度を高めることができるとともにコンパクトにまとめることができる。
【出願人】 【識別番号】000141901
【氏名又は名称】株式会社ケーヒン
【出願日】 平成12年6月9日(2000.6.9)
【代理人】 【識別番号】100076358
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 宏
【公開番号】 特開2001−355547(P2001−355547A)
【公開日】 平成13年12月26日(2001.12.26)
【出願番号】 特願2000−173020(P2000−173020)