CN1462336A - 气体燃料供给装置 - Google Patents

Abstract

在蒸发器(15)中使燃料箱(2)内的液化石油气燃料气化成气体燃料并供给到内燃机的气体燃料供给装置中，使其检测部(18b)对液面(D)略高地斜着向上配置燃料液位传感器(18)用于检测有无流入上述蒸发器(15)内的液态的液化石油气燃料(B)的。

Description

气体燃料供给装置

技术领域

本发明涉及在蒸发器中使燃料箱内的液化石油气燃料气化成气体燃料并供给到内燃机的气体燃料供给装置，详细地说涉及检测有无流入蒸发器内的液态液化石油气燃料的燃料液位检测器的配置结构。

背景技术

在以丙烷、丁烷等液化石油气作为燃料的发动机中，备有在蒸发器中使燃料箱的液化石油气燃料气化并供给到上述发动机的气体燃料供给装置。作为这种蒸发器，历来的技术一般是通过引入发动机冷却水来促进液化石油气燃料的气化。

然而，在上述历来的蒸发器中，存在着流入蒸发器的液化石油气燃料以液态燃料的状态供给到发动机的危险。为了防止这种液态燃料流入发动机，一种有效的方法是检测蒸发器内的液化石油气燃料的液面从而控制燃料的供给。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种可以防止流入蒸发器内的液化石油气燃料以液态燃料的状态供给到发动机的气体燃料供给装置。

发明内容

本发明第一方案是在蒸发器中使燃料箱内的液化石油气燃料气化成气体燃料并供给到内燃机的气体燃料供给装置，其特征在于：配置了燃料液位传感器，用于检测有无液态的液化石油气燃料流入上述蒸发器内。

本发明第二方案是在蒸发器中使燃料箱内的液化石油气燃料气化成气体燃料并供给到内燃机的气体燃料供给装置，其特征在于：设置了燃料温度控制机构，用于控制液化石油气燃料的温度以便上述蒸发器内的液化石油气燃料的温度不高于规定值。

这里，如何配置上述燃料液位传感器关系着，是否存在发生与蒸发器内的燃料液位是否达到检测部无关地输出燃料检测信号这样的误动作的担心。例如，如果吸附于燃料液位传感器的顶面部分的液态燃料滴到检测部，则容易产生误动作。

因此，本发明第三方案的特征在于：第一方案中的上述燃料液位传感器对上述蒸发器内的液面成检测部一侧略高的状态倾斜向上地配置。

本发明第四方案的特征在于：在第三方案中的上述蒸发器中形成燃料遮蔽肋，用于防止液态的液化石油气燃料直接接触于上述检测部。

本发明第五方案的特征在于：在第一方案或第二方案中的上述蒸发器中成放射形地形成多个分散促进肋，用于促进液态的液化石油气燃料的分散。

本发明第六方案的特征在于：在上述第一方案至第五方案中，在上述蒸发器中形成水套，用于引入上述内燃机的冷却水，该水套靠隔壁来分开，与一方的水套连通的冷却水入口和与另一方的水套连通的冷却水出口临近地配置。

附图说明

图1是构成本发明的一个实施例的气体燃料供给装置的一部分的蒸发器的主视图。

图2是上述蒸发器的右侧视图。

图3是上述蒸发器的接合面主视图(图2的III-III线接合面图)。

图4是上述蒸发器的断面主视图(图2的IV-IV线剖视图)。

图5是上述蒸发器的接合面后视图(图2的V-V线接合面图)。

图6是上述燃料液位传感器所装设的蒸发器的剖视图(图4的VI-VI线剖视图)。

图7是上述蒸发器的断面侧视图(图3的VII-VII线剖视图)。

图8是上述燃料液位传感器的燃料检测动作图。

图9是上述燃料液位传感器的燃料检测动作图。

图10是上述气体燃料供给装置的总体构成图。

具体实施方式

下面基于附图来说明本发明的实施例。

图1至图10是用来说明本发明的一个实施例的气体燃料供给装置的图，图1和图2是配置于气体燃料供给装置的蒸发器的主视图和侧视图，图3是蒸发器的接合面主视图(图2的III-III线接合面图)，图4是蒸发器的断面主视图(图2的IV-IV线剖视图)，图5是蒸发器的接合面后视图(图2的V-V线接合面图)，图6是燃料液位传感器所装设的蒸发器的剖视图(图4的VI-VI线剖视图)，图7是蒸发器的断面侧视图(图3的VII-VII线剖视图)，图8和图9是燃料液位传感器的燃料检测动作说明图，图10是气体燃料供给装置的总体构成图。

在图10中，1表示气体燃料供给装置，用于使填充于燃料箱2内的液化石油气(LPG)燃料气化成气体燃料并将其供给到发动机3的各燃料喷射阀4。此发动机3是水冷式四冲程四汽缸发动机，在每个汽缸上装设上述燃料喷射阀4。在各燃料喷射阀4上连接着共用的输送管5。

燃料供给管6的上游端部6a插入上述燃料箱2内，该燃料供给管6的下游端部6b连接于上述输送管5。此外燃料泵7配置于上述燃料箱2内，在该燃料泵7的输出口7a上夹着阻止燃料逆流的单向阀10连接着上述燃料供给管6的上游端部6a。

此外，在上述燃料供给管6的上游端部6a上连接着带有溢流阀8的溢流管9。此一溢流阀8的溢流压力与后面将要叙述的压力设定器16的出口侧的燃料压力设定值相同，或者设定得稍低于该设定值。此外，在上述燃料供给管6上从上游侧依次设置手动阀11、在紧急情况下阻断燃料供给的电磁阀12、和过滤燃料的燃料过滤器13。

而且在上述燃料供给管6的燃料过滤器13的下游侧设置使液化石油气燃料气化成气体燃料的蒸发器15和具有储存气体燃料的稳压罐部16a的压力设定器16。此稳压罐部16a的容积设定成发动机3的总行程容积的3～7.5％。

上述压力设定器16将稳压罐部16a内的气体燃料的压力调节成为设定压力，此设定压力设定成例如0.2～0.45Mpa的范围内的值，并且将上述气体按该设定压力(燃料喷射压力)供给到上述各燃料喷射阀4。

上述气体燃料供给装置1备有ECU(未图示)。此ECU根据发动机3的运行状态来控制各燃料喷射阀4的喷射时机、喷射量和点火线圈的点火时机等。

此外，上述ECU输入来自设在上述燃料箱2上的燃料箱压力传感器17、设在上述蒸发器15上的燃料液位传感器18、和设在上述压力设定器16的出口侧的气体燃料压力传感器19的各检测值，并且基于这些检测值来驱动控制燃料泵7、电磁阀9、和节气门等。

具体地说，在来自气体燃料压力传感器19的检测值低于设定值时，驱动燃料泵7，在来自上述燃料液位传感器18的检测值超过规定值时，即使上述气体燃料压力低于设定值也停止燃料泵7的运行。也就是说，在起动发动机后，上述燃料液位传感器18未检测到燃料的状态下，而且压力设定器16的出口侧的气体燃料压力低于设定值(例如0.4Mpa)时，判断成液化石油气燃料的温度低，运行燃料泵7积极地进行向蒸发器15的燃料供给。借此，即使在燃料箱2内的温度低于常温的场合，也可以稳定地供给燃料，能够进行稳定的燃料喷射控制。

另一方面，在燃料泵7处于运行状态下，如果流入蒸发器15内的液化石油气燃料超过规定液位，则使燃料泵7停止运行。另外，即使是液化石油气燃料低于规定液位，在气体燃料压力超过设定值时也燃料泵7停止运行。借此可以避免因燃料泵7引起的过剩的燃料供给，确保燃料喷射压力，并且可以防止液化石油气燃料的流出。

如图1至图7中所示，上述蒸发器15把上述发动机3的冷却水A引入形成于壳体20上的水套22内，并且把来自燃料箱2的液化石油气燃料B供给到蒸发器室21内使之气化成气体燃料，其详细结构如下。

上述壳体20由前后两部分构成：由螺栓把壳体块20b气密地紧固于壳体主体20a。在上述壳体主体20a的中心部，上述蒸发器室21形成圆筒形，上述水套22将该蒸发器室21的外周面和背面包围地形成。此蒸发器室21和水套22靠上述壳体块20b和水套盖24气密地封闭。此外，壳体块20b的后端面靠盖板23气密地封闭。

在上述壳体块20b的左壁上部形成向左侧开口的燃料流入口25，在上述壳体主体20a的左壁上部形成向与上述燃料流入口25同一方向开口的燃料流出口26。在该燃料流入口25上连接着上述燃料过滤器13的下游侧，在燃料流出口26上连接着燃料供给管6的上游侧。

在上述壳体主体20a的下部斜着向下地形成与蒸发器室21的底面部21a连通的燃料引入通路30。上述燃料流入口25经由形成于上述壳体块20b的燃料通路(未画出)与此燃料引入通路30连通(参照图3、4、7)。

此外，在上述壳体主体20a的蒸发器室21的顶面部21b上形成飞溅燃料遮蔽肋31，该飞溅燃料遮蔽肋31与该顶面部21b围成横断面为长槽状的筒，。蒸发器室21与上述燃料流出口26通过由此飞溅燃料遮蔽肋31形成的筒状的燃料流出通路32连通着。

在上述蒸发器室21内形成多个分散促进肋35。这些分散促进肋35总体形成为向上的放射形，其下端指向上述燃料引入通路30的排出口。借此从燃料引入通路30流入蒸发器室21内的燃料B靠各分散促进肋35放射形地分配、扩散，以加速气化。此气化燃料通过燃料流出通路32流到燃料流出口26(参照图4)。

此外，在上述蒸发器室21的底面部21a上形成从该处向左右扩展并向上延伸的左、右一对燃料遮蔽肋36、36。上述燃料引入通路30开口于这些左右的燃料遮蔽肋36之间，各燃料遮蔽肋36的上端接近于蒸发器室21的内周壁。借此避免在蒸发器室21内飞溅的液态燃料直接滴落到后面将要说明的燃料液位传感器18的检测部18b上。

在上述壳体主体20a的右侧壁部上连接形成向下开口的冷却水入口38，该冷却水入口38与上述水套22的流水口22a连通。此外，在左侧壁部的下部连接形成向左侧开口的冷却水出口39，该冷却水出口39与上述水套22的排水口22b连通。

此外，在壳体主体20a的下端部上形成连通冷却水出口39和上述排出口22b的冷却水通路40，在该冷却水通路40内设有恒温阀(燃料温度控制机构)41。此恒温阀41靠弹簧44始终把开闭与上述冷却水通路40的排水口22b连通的通路开口40a的阀芯42加载于关闭位置，并且具有靠双金属、恒温蜡等热敏动作元件43来进退驱动的概略结构。此恒温阀41的结构为：在来自发动机3的冷却水温度达到30～40℃之前，靠上述阀芯42打开上述通路开口40a；超过此温度，则靠阀芯42关闭上述通路开口40a。再者，40b是始终把排水口22b与冷却水通路40连通的旁通通路，始终有少量的冷却水在其内部流动。

靠引入上述水套22的冷却水A，促进流入蒸发器室21内的液化石油气燃料B的气化。而且如果发动机3的冷却水温度超过30～40℃则恒温阀41关闭。

由于像这样靠恒温阀41控制蒸发器室21内的液化石油气燃料的温度而使其不超过规定值，所以可以控制在蒸发器室21内气化的液化石油气燃料的体积变化程度。也就是说，把空燃比成功地维持在一定范围内，不必大幅度地修正喷射的燃料量，能够容易地进行喷射燃料量的修正，并且可以提高上述燃料修正的精度。

如图4～图6中所示，上述水套22由包围蒸发器室21的外周面的外周侧水套46，和覆盖该蒸发器室21的背面的背面侧水套47组成。

如图5所示，上述背面侧水套47从背面看靠隔壁肋48左右分开。上述流水口22a位于左侧的水套47b的下端部，上述排水口22b位于右侧的水套47a的下端部，该流水口22a、排水口22b夹着隔壁肋48邻接。

此外，在左右的水套47b、47a中形成沿着隔壁肋48延伸的一对导向肋50、49。从流水口22a流入左侧的水套47b的冷却水A经导向肋50之间上升并从在隔壁肋48的上端部形成的连通路51流入右侧的水套47a内，从该处经导向肋49之间下降并从排水口22b排出。这样一来可以流经左右的背面侧水套47b、47a的整个区域。

上述外周侧水套46从背面看靠隔壁48左右分开，左侧的水套46b与流水口22a连通，右侧的水套46a与排水口22b连通。从上述流水口22a流入左侧的水套46b的冷却水A从上述连通路51流入右侧的水套46a内，从排水口22b排出。这样一来可以流经左右的外周侧水套46b、46a的整个区域。

在上述壳体主体20a的左侧壁上形成与蒸发器室21的底面部21a连通的通孔20c，上述燃料液位传感器18插入并由螺纹固定于该通孔20c。

如图8和图9中所示，上述燃料液位传感器18是光传感器，在传感器主体18a的前端装设圆锥形的检测部18b，并且在该传感器主体18a内配置发光部18c和受光部18d。此光传感器燃料液位传感器18因为没有电气接点，所以可以得到稳定的检测精度。不过，燃料液位传感器不限于光传感器，也可以采用电传感器或浮子式传感器。

上述燃料液位传感器18在检测部18b处于空气中时，从发光部18c发出的光在检测部18b处反射而射入受光部18d；在燃料达到上述检测部18b时，来自发光部18c的光具有透射燃料的特性，借此来检测液态燃料的有无。

而且上述燃料液位传感器18以其轴线C相对于液面(水平面)D倾斜向上的状态倾斜地配置。具体地说，检测部18b以大约5°左右的倾斜角θ倾斜向上地配置。

此外，上述检测部18b的上方被前述燃料遮蔽肋36所覆盖。因为在蒸发器室21内飞溅的液态燃料顺着上述燃料遮蔽肋36的上表面或蒸发器室21的内周面返回到底面部21a，所以液态燃料几乎不会直接到达上述液位传感器18的检测部18b。

接下来就本实施例的作用效果进行说明。

发动机冷却水A通过冷却水入口38、流水口22a供给到外周侧水套46、背面侧水套47，流经各水套46、47后从排水口22b向冷却水出口39排出。

另一方面，从燃料流入口25流入的液化石油气(LPG)燃料B通过燃料引入通路30流入蒸发器室21内，被各分散促进肋35放射形地分配、扩散并被加速气化。成为气体的燃料通过燃料流出通路32从燃料流出口26流出，供给到压力调整器16。此外，在上述蒸发器室21中飞溅的液态燃料B顺着燃料遮蔽肋36的上表面或蒸发器室21的内周面返回到底面部21a。而且在液态燃料B的液面D达到高于燃料液位传感器18的检测部18b的位置时，则有燃料检测信号输出；在由于滞留于底面部21a的液态燃料的气化而导致液面D降低至检测部18b之下，则燃料检测信号的输出被解除。

而且在实施例中，由于传感器主体18a倾斜向上，所以吸附于该传感器主体18a的顶面部分(图8中斜线所示的部分)的液态燃料a沿着该传感器主体18a的斜面向图示左方流下，不会滴落到检测部18b一侧，液态燃料不会覆盖检测部18b。

这样，根据本实施例，由于使传感器主体18a相对燃料的液面D斜着向上地配置燃料液位传感器18，所以吸附于传感器主体18a的顶面部分的液态燃料不会流到检测部18b一侧，可以防止误动作。

此外，由于靠燃料遮蔽肋36来覆盖上述燃料液位传感器18的检测部18b，所以即使流入蒸发器室21内的液化石油气燃料飞溅，也不会直接落到检测部18b，这一点也可以防止误动作。

此外，由于在蒸发器室21中成放射形地形成多个分散促进肋35，所以靠各分散促进肋35促进了燃料的分配、扩散，可以加快燃料的气化。

在本实施例中，由于在蒸发器室21的外周部、背面侧部形成水套46、47，并且靠隔壁肋48把该水套46、47左右分开，所以使供给到右侧的各水套46b、47b的冷却水A流到左侧的水套46a、47a，借此可以高效地流经整个区域，可以进一步促进燃料的气化。

此外，由于使上述冷却水入口22a、出口22b接近于隔壁肋48的下端部地配置，所以可以把该入口、出口22a、22b取为紧凑的结构。

再者，虽然在上述实施例中说明了把燃料液位传感器18的倾斜角度θ取为5°左右的场合，但是本发明不限于此，也可以把上述倾斜角度进一步加大，还可以根据情况把检测部分体配置于大致正上方。总之，设定成吸附于传感器主体的液态燃料不会滴到检测部的倾斜角度。

此外，虽然在上述实施例中说明了在蒸发器15上形成水套22，把发动机冷却水A供给到该水套22的场合，但是本发明也可以，例如，在蒸发器内配置电气加热器，靠该电气加热器使液化石油气燃料气化，在这种场合也可以促进液化石油气(LPG)燃料的气化。

根据本发明第一方案，由于在蒸发器内配置了燃料液位传感器，所以如果流入蒸发器内的液态的液化石油气(LPG)燃料未气化而保持液态到达一定液位以上，则靠燃料液位传感器检测到该状态，例如，暂时停止向蒸发器内的液态的液化石油气(LPG)燃料供给，使液态的液化石油气(LPG)燃料液位不高于规定值，借此可以防止液化石油气燃料保持液态地供给到发动机。结果，可以防止空燃比的偏差或未燃烧废气增加。

根据本发明第二方案，由于设置了控制液化石油气(LPG)燃料的温度以便蒸发器内的液化石油气燃料的温度不高于规定值的燃料温度控制机构，所以可以抑制在蒸发器内气化的液化石油气燃料的体积变化程度。也就是说，把空燃比成功地维持在一定范围内，不必大幅度地修正喷射的燃料量，可以容易地进行喷射燃料量的修正，并且可以提高上述燃料修正的精度。

根据本发明第三方案，由于把燃料液位传感器以检测部一例略高地斜着向上地配置，所以吸附于燃料液位传感器的表面的液态燃料流向检测部的对峙侧，该液态燃料几乎不会滴落到检测部一侧而覆盖其表面，可以防止误动作。

根据本发明第四方案，由于靠燃料遮蔽肋来防止流入蒸发器室内的液化石油气燃料直接接触检测部，所以在蒸发器室内飞溅的液态燃料几乎不会滴落到检测部，这一点也可以防止误动作。

根据本发明第五方案，由于在蒸发器中成放射形地形成多个分散促进肋，所以靠各分散促进肋促进燃料的分配、扩散，可以加快燃料的气化。

根据本发明第六方案，由于在蒸发器上形成水套，并且靠隔壁把该水套一分为二，所以可以使流过一方的水套的冷却水流到另一方的水套，借此可以使冷却水高效地流动，可以可靠地进行燃料的气化。此外由于接近地配置冷却水入口、出口，所以可以把该入口、出口取为紧凑的结构。

Claims (6)

1.一种气体燃料供给装置，是在蒸发器中使燃料箱内的液化石油气燃料气化成气体燃料并供给到内燃机的气体燃料供给装置，其特征在于：配置了燃料液位传感器，用于检测有无液态的液化石油气燃料流入上述蒸发器内。

2.一种气体燃料供给装置，是在蒸发器中使燃料箱内的液化石油气燃料气化成气体燃料并供给到内燃机的气体燃料供给装置，其特征在于：设置了燃料温度控制机构，用于控制液化石油气燃料的温度以便上述蒸发器内的液化石油气燃料的温度不高于规定值。

3.如权利要求1所述的气体燃料供给装置，其特征在于：上述燃料液位传感器以对上述蒸发器内的液面成检测部一侧略高的状态倾斜向上地配置。

4.如权利要求3所述的气体燃料供给装置，其特征在于：在上述蒸发器中形成有燃料遮蔽肋，用于防止液态的液化石油气燃料直接接触上述检测部。

5.如权利要求1至4所述的任何一项的气体燃料供给装置，其特征在于：在上述蒸发器中成放射形地形成多个分散促进肋，用于促进液态的液化石油气燃料的分散。

6.如权利要求1至5所述的任何一项的气体燃料供给装置，其特征在于：在上述蒸发器上形成水套，用于引入上述内燃机的冷却水，该水套靠隔壁来分开，与一方的水套连通的冷却水入口和与另一方的水套连通的冷却水出口邻近地配置。

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