JP2002276473A - ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム - Google Patents

ジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム

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JP2002276473A
JP2002276473A JP2001082894A JP2001082894A JP2002276473A JP 2002276473 A JP2002276473 A JP 2002276473A JP 2001082894 A JP2001082894 A JP 2001082894A JP 2001082894 A JP2001082894 A JP 2001082894A JP 2002276473 A JP2002276473 A JP 2002276473A
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pressure
fuel
pump
engine
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Naoki Yanagisawa
直樹 柳澤
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧燃料ポンプ内の潤滑が確実な状態で高圧
燃料ポンプを駆動させ、高圧燃料ポンプの損傷を防止す
る。 【解決手段】 ジメチルエーテルを燃料タンク３から圧
送ポンプ１２を介して飽和蒸気圧以上に高めて高圧燃料
ポンプ５に送り、その高圧燃料ポンプ５でエンジン内に
噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置７が接続
されたコモンレール８に送るジメチルエーテルエンジン
の燃料供給システム１において、高圧燃料ポンプ５への
燃料パイプに配置され圧送ポンプ１２からのジメチルエ
ーテルの状態を感知するためのジメチルエーテル検出装
置１６と、そのジメチルエーテル検出装置１６に接続さ
れ高圧燃料ポンプ５への燃料パイプ６内のジメチルエー
テルが液体の場合に高圧燃料ポンプ５を駆動させる電子
制御装置１７とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジメチルエーテル
を燃料タンクから圧送ポンプを介して飽和蒸気圧以上に
高めて高圧燃料ポンプに送り、その高圧燃料ポンプでエ
ンジンの燃焼室に噴射するのに適した圧力に高めて燃料
噴射装置が接続されたコモンレールに送るジメチルエー
テルエンジンの燃料供給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のジメチルエーテルエンジンの燃料
供給システムは、図４に示すように、燃料タンク５１内
に、ジメチルエーテル燃料供給用の電動の圧送ポンプ５
２が設けられており、この圧送ポンプ５２で、燃料パイ
プ５３を介して、高圧燃料ポンプ５４にジメチルエーテ
ルを送るようになっている。この高圧燃料ポンプ５４
は、燃料噴射装置５５が接続されたコモンレール５６に
接続されており、ここでジメチルエーテルをエンジン内
に噴射するのに適した圧力に高めてコモンレール５６に
送るようになっている。
【０００３】ところで、高圧燃料ポンプ５４はプランジ
ャ等のピストン構造を有しており、このプランジャの往
復運動によって、ジメチルエーテルの圧力を高めるよう
になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のジメチルエーテ
ルエンジンの燃料供給システムでは、高圧燃料ポンプ５
４の内部のプランジャとプランジャバレルとの潤滑は、
潤滑剤を加えたジメチルエーテル燃料によって行われて
いる。
【０００５】そのため、ジメチルエーテル燃料が高圧燃
料ポンプ５４に液体の状態で供給されないと、その内部
のプランジャの潤滑が円滑に行われずに、プランジャの
齧りや焼付き等を引き起こしてしまうといった問題があ
った。
【０００６】すなわち、燃料が軽油等の場合には、燃料
の供給が短時間行われなくても、プランジャ周りがすぐ
にドライな状態になることはないが、ジメチルエーテル
の場合は、常温、常圧では気体になってしまうため、プ
ランジャ周りがすぐにドライな状態となってしまい、上
記問題が起こりやすくなる。この問題は、特にエンジン
の始動時に発生することが多い。
【０００７】そこで、本発明は上記問題を解決すべく案
出されたものであり、その目的は、高圧燃料ポンプ内の
潤滑が確実な状態で、高圧燃料ポンプを駆動させること
ができるジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく、
請求項１の発明は、ジメチルエーテルを燃料タンクから
圧送ポンプを介して飽和蒸気圧以上に高めて高圧燃料ポ
ンプに送り、その高圧燃料ポンプでエンジン内に噴射す
るのに適した圧力に高めて燃料噴射装置が接続されたコ
モンレールに送るジメチルエーテルエンジンの燃料供給
システムにおいて、上記高圧燃料ポンプへの燃料パイプ
に配置され上記圧送ポンプからのジメチルエーテルの状
態を感知するためのジメチルエーテル検出装置と、その
ジメチルエーテル検出装置に接続され上記高圧燃料ポン
プへの燃料パイプ内のジメチルエーテルが液体の場合に
上記高圧燃料ポンプを駆動させる電子制御装置とを備え
たジメチルエーテルエンジンの燃料供給システムであ
る。
【０００９】上記構成によれば、ジメチルエーテル検出
装置で、高圧燃料ポンプへの燃料パイプ内のジメチルエ
ーテルの状態を感知し、電子制御装置で、そのジメチル
エーテルの状態に応じて高圧燃料ポンプを駆動させるよ
うにしたので、高圧燃料ポンプ内に液体のジメチルエー
テルが供給されその潤滑が確実な状態でのみ、高圧燃料
ポンプが駆動してジメチルエーテルの圧縮を行うことと
なり、高圧燃料ポンプ内部の齧りや焼付き等を防止する
ことができる。
【００１０】請求項２の発明は、上記ジメチルエーテル
検出装置が、上記高圧燃料ポンプへの燃料パイプ内のジ
メチルエーテルの温度を検知する温度センサと圧力を検
知する圧力センサとからなる請求項１記載のジメチルエ
ーテルエンジンの燃料供給システムである。
【００１１】請求項３の発明は、上記電子制御装置が、
上記圧送ポンプに接続されると共にエンジンキー部に接
続されており、エンジンキーをエンジンＯＮ位置にした
時に上記圧送ポンプを始動させ、エンジンキーをスター
タＯＮ位置にした時に上記ジメチルエーテル検出装置で
上記高圧燃料ポンプへの燃料パイプ内のジメチルエーテ
ルが液体であると感知された場合のみ上記高圧燃料ポン
プを始動させる請求項１または２いずれかに記載のジメ
チルエーテルエンジンの燃料供給システムである。
【００１２】請求項４の発明は、ジメチルエーテルを燃
料タンクから圧送ポンプを介して飽和蒸気圧以上に高め
て高圧燃料ポンプに送り、その高圧燃料ポンプでエンジ
ン内に噴射するのに適した圧力に高めて燃料噴射装置が
接続されたコモンレールに送るジメチルエーテルエンジ
ンの燃料供給システムにおいて、エンジンキーをエンジ
ンＯＮ位置にした時に上記圧送ポンプを始動させ、エン
ジンキーをスタータＯＮ位置にした時に上記圧送ポンプ
の始動から所定時間経過後に上記高圧燃料ポンプを始動
させる電子制御装置を備えたジメチルエーテルエンジン
の燃料供給システムである。
【００１３】請求項５の発明は、上記電子制御装置が、
エンジン室内の温度に応じて、上記所定時間を補正変更
する請求項４記載のジメチルエーテルエンジンの燃料供
給システムである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
【００１５】図１は本発明に係るジメチルエーテルエン
ジンの燃料供給システムの好適な実施の形態を示した概
略構成図、図２はジメチルエーテルの蒸気圧線図であ
る。
【００１６】まず、本実施の形態に係るジメチルエーテ
ルエンジンの燃料供給システムの構成を説明する。
【００１７】図１に示すように、本実施の形態の燃料供
給システム１は、シャシ側（図示せず）に燃料タンク３
が設けられている。燃料タンク３には、エンジン側（図
示せず）に設けられた高圧燃料ポンプ５にジメチルエー
テル（ＤＭＥ）燃料を供給するための燃料パイプ６が接
続されている。
【００１８】高圧燃料ポンプ５には、エンジンの燃焼室
（図示せず）内に燃料を噴射するための燃料噴射装置
（インジェクタ）７が複数接続されたコモンレール８が
接続されている。
【００１９】高圧燃料ポンプ５には、余剰の燃料を燃料
タンク３に戻す燃料戻しパイプ９が接続されている。こ
の燃料戻しパイプ９の途中には、コモンレール８から余
剰の燃料を燃料タンク３に戻す燃料戻しパイプ１１が接
続されている。
【００２０】燃料タンク３内には、ジメチルエーテルを
その圧力を飽和蒸気圧以上に高めて高圧燃料ポンプ５に
送るための圧送ポンプ１２が設けられている。
【００２１】なお、図中、１４は燃料クーラ、１５は燃
料カットバルブをそれぞれ示す。
【００２２】ところで、本発明は、燃料パイプ６の上記
高圧燃料ポンプ５への入口部分１８に配置され上記圧送
ポンプ１２からのジメチルエーテルの状態を感知するた
めのジメチルエーテル検出装置１６と、そのジメチルエ
ーテル検出装置１６に接続され高圧燃料ポンプ５への燃
料パイプ６内のジメチルエーテルが液体の場合に高圧燃
料ポンプ５を駆動させる電子制御装置（ＥＣＵ）１７と
を備えたことを特徴とする。
【００２３】ジメチルエーテル検出装置１６は、高圧燃
料ポンプ５の入口部分１８の燃料パイプ６に設けられた
温度センサ２１と圧力センサ２２とで構成されている。
これら温度センサ２１および圧力センサ２２は、燃料パ
イプ６内のジメチルエーテルの温度および圧力を計測す
るようになっている。
【００２４】電子制御装置１７には、図２に示すジメチ
ルエーテルの蒸気圧線図の温度と蒸気圧との関係が入力
されており、高圧燃料ポンプ５内の入口部分１８のジメ
チルエーテルの温度と圧力から、その状態（液体である
かどうか）を感知するようになっている。
【００２５】電子制御装置１７は、高圧燃料ポンプ５と
圧送ポンプ１２と電気的に接続されており、これら高圧
燃料ポンプ５と圧送ポンプ１２の駆動信号を送るように
なっている。
【００２６】また、電子制御装置１７は、エンジンキー
部２３と接続されており、エンジンキーをエンジンＯＮ
位置にした時に圧送ポンプ１２を始動させ、エンジンキ
ーをスタータＯＮ位置にした時にジメチルエーテル検出
装置１６で高圧燃料ポンプ５内の入口部分１８のジメチ
ルエーテルが液体であると感知された場合のみ高圧燃料
ポンプ５を始動させるように設定されている。
【００２７】次に、上記構成によるジメチルエーテルエ
ンジンの燃料供給システム１の作用を説明する。
【００２８】上記構成によれば、エンジンの始動時に、
エンジンキーをエンジンＯＮ位置にすると電子制御装置
１７が圧送ポンプ１２を始動させて、燃料パイプ６内の
ジメチルエーテルが加圧される。
【００２９】そして、エンジンキーをスタータＯＮ位置
にするとジメチルエーテル検出装置１６が高圧燃料ポン
プ５の入口部分１８のジメチルエーテルの温度と圧力を
検出する。検出された圧力と温度は、電子制御装置１７
に入力され、予め電子制御装置１７に入力されているジ
メチルエーテルの蒸気圧線図と照合され（入口部分１８
の圧力が、その温度における蒸気圧よりも高いか低いか
を検知して）、ジメチルエーテルが液体であるか気体で
あるかを感知する。
【００３０】ジメチルエーテルが気体であると感知した
場合には、高圧燃料ポンプ５を含むエンジンスタータは
始動せずに、圧送ポンプ１２の駆動およびジメチルエー
テルの状態の感知が継続して行われる。
【００３１】ジメチルエーテルが液体であると感知した
場合には、高圧燃料ポンプ５を含むスタータが始動す
る。このとき、高圧燃料ポンプ５の内部には液体状態の
ジメチルエーテルが流れ込んでおり、プランジャ周りが
潤滑され、齧りや焼付き等を防止することができる。
【００３２】すなわち、本発明によれば、高圧燃料ポン
プ５内に液体のジメチルエーテルが供給されその潤滑が
確実な状態でのみ、高圧燃料ポンプ５を駆動させて、ジ
メチルエーテルの圧縮を行うこととなり、高圧燃料ポン
プ５の損傷を防止することができる。
【００３３】また、本発明に係るジメチルエーテルエン
ジンの燃料供給システムでは、ジメチルエーテル検出装
置１６で高圧燃料ポンプ５内の入口部分１８のジメチル
エーテルの状態を常時感知しておれば、エンジンの始動
時のみならず、故障等の何らかの原因で、高圧燃料ポン
プ５内に供給されるジメチルエーテルが液体でなくなっ
た場合に、これを感知して、高圧燃料ポンプ５を停止さ
せることができるので、その損傷を防止することができ
る。
【００３４】図３は、本発明に係るジメチルエーテルエ
ンジンの燃料供給システムの好適な他の実施の形態を示
した概略構成図である。
【００３５】図３の燃料供給システム２５は、図１の燃
料供給システム１のジメチルエーテル検出装置１６をな
くして、高圧燃料ポンプ５の始動を、圧送ポンプ１２の
始動から所定時間経過後に行うようにしたものである。
【００３６】すなわち、燃料供給システム２５に設けら
れた電子制御装置２６は、タイマー機能を有しており、
エンジンキーをエンジンＯＮ位置にした時に圧送ポンプ
１２を始動させ、エンジンキーをスタータＯＮ位置にし
た時に圧送ポンプ１２の始動から予め設定入力された所
定時間経過後に上記高圧燃料ポンプ５を始動させるよう
になっている。
【００３７】また、電子制御装置２６には、エンジン室
内の温度を検出する温度センサ２７が接続されており、
温度センサで検出されたエンジン室内温度に応じて、上
記所定時間を調整するようになっている。
【００３８】なお、他の構成については、図１の燃料供
給システム１と同様であるので、同じ符号を付して説明
を省略する。
【００３９】上記構成によれば、図１のジメチルエーテ
ル検出装置１６を必要とせず、装置の簡素化、軽量化お
よび低コスト化が達成されつつ、燃料供給システム１と
同様の作用を得ることができる。
【００４０】但し、この場合には、図１の燃料供給シス
テム１よりも、確実性が若干劣るが、設定する時間に余
裕を持たせれば、その問題は解決する。また、エンジン
室内温度に応じて、上記所定時間を調整するので、時間
的ロスを最小限に抑えることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、高圧燃料
ポンプ内の潤滑が確実な状態でのみ、高圧燃料ポンプを
駆動させて、ジメチルエーテルの圧縮を行うので、高圧
燃料ポンプの損傷を防止することができるといった優れ
た効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料
供給システムの好適な実施の形態を示した概略構成図で
ある。
【図２】ジメチルエーテルの蒸気圧線図である。
【図３】本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃料
供給システムの好適な他の実施の形態を示した概略構成
図である。
【図４】従来のジメチルエーテルエンジンの燃料供給シ
ステムを示した概略構成図である。
【符号の説明】
１ 燃料供給システム ３ 燃料タンク ５ 高圧燃料ポンプ ６ 燃料パイプ ７ 燃料噴射装置 ８ コモンレール １２ 圧送ポンプ １６ ジメチルエーテル検出装置 １７ 電子制御装置 ２１ 温度センサ ２２ 圧力センサ ２３ エンジンキー部 ２５ 燃料供給システム ２６ 電子制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 37/08 Ｆ０２Ｍ 37/08 Ａ 47/00 47/00 Ｚ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ジメチルエーテルを燃料タンクから圧送
    ポンプを介して飽和蒸気圧以上に高めて高圧燃料ポンプ
    に送り、その高圧燃料ポンプでエンジン内に噴射するの
    に適した圧力に高めて燃料噴射装置が接続されたコモン
    レールに送るジメチルエーテルエンジンの燃料供給シス
    テムにおいて、上記高圧燃料ポンプへの燃料パイプに配
    置され上記圧送ポンプからのジメチルエーテルの状態を
    感知するためのジメチルエーテル検出装置と、そのジメ
    チルエーテル検出装置に接続され上記高圧燃料ポンプへ
    の燃料パイプ内のジメチルエーテルが液体の場合に上記
    高圧燃料ポンプを駆動させる電子制御装置とを備えたこ
    とを特徴とするジメチルエーテルエンジンの燃料供給シ
    ステム。
  2. 【請求項２】 上記ジメチルエーテル検出装置が、上記
    高圧燃料ポンプへの燃料パイプ内のジメチルエーテルの
    温度を検知する温度センサと圧力を検知する圧力センサ
    とからなる請求項１記載のジメチルエーテルエンジンの
    燃料供給システム。
  3. 【請求項３】 上記電子制御装置が、上記圧送ポンプに
    接続されると共にエンジンキー部に接続されており、エ
    ンジンキーをエンジンＯＮ位置にした時に上記圧送ポン
    プを始動させ、エンジンキーをスタータＯＮ位置にした
    時に上記ジメチルエーテル検出装置で上記高圧燃料ポン
    プへの燃料パイプ内のジメチルエーテルが液体であると
    感知された場合のみ上記高圧燃料ポンプを始動させる請
    求項１または２いずれかに記載のジメチルエーテルエン
    ジンの燃料供給システム。
  4. 【請求項４】 ジメチルエーテルを燃料タンクから圧送
    ポンプを介して飽和蒸気圧以上に高めて高圧燃料ポンプ
    に送り、その高圧燃料ポンプでエンジン内に噴射するの
    に適した圧力に高めて燃料噴射装置が接続されたコモン
    レールに送るジメチルエーテルエンジンの燃料供給シス
    テムにおいて、エンジンキーをエンジンＯＮ位置にした
    時に上記圧送ポンプを始動させ、エンジンキーをスター
    タＯＮ位置にした時に上記圧送ポンプの始動から所定時
    間経過後に上記高圧燃料ポンプを始動させる電子制御装
    置を備えたことを特徴とするジメチルエーテルエンジン
    の燃料供給システム。
  5. 【請求項５】 上記電子制御装置が、エンジン室内の温
    度に応じて、上記所定時間を補正変更する請求項４記載
    のジメチルエーテルエンジンの燃料供給システム。
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