JP2004270558A

JP2004270558A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2004270558A
Application number: JP2003062822A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nunokawa; 剛史布川; Satoshi Tsusaka; 智津坂; Hiromasa Ono; 博正大野; Shinya Yamaguchi; 真也山口; Masayoshi Tanuma; 正義田沼; Takesuke Takigawa; 武相瀧川; Hayato Majima; 隼人間嶋; Masahiro Mizoguchi; 昌広溝口
Original assignee: Nikki Co Ltd
Current assignee: Nikki Co Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】ＬＰＧのように気化しやすい液体燃料も高温下で安定した液体の状態で噴射させ、且つ高温再始動生を良好なものとする。
【解決手段】燃料ポンプで加圧した液体燃料の供給管路３と余剰燃料を燃料タンクに戻す戻し管路６との間に、吸気マニホルド枝管毎に設置した燃料噴射弁４に供給管路３の液体燃料を導入する導入管路１２と余剰燃料を戻し管路６に導入をする送出管路１６を燃料噴射弁４毎に個別に設けた個別燃料噴射系１７を互いに独立して並列設置し、液体燃料のエンジン熱による温度上昇を低減するとともに、エンジン停止後の気相燃料発生領域を狭くした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体燃料を吸気管に噴射してエンジンに供給する燃料噴射装置、詳しくはＬＰＧのように気化しやすい燃料を高温時においても安定した液体の状態で噴射することができるとともに、高温再始動性が良好な燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体燃料であるガソリンを吸気管に燃料噴射弁を用いて計量噴射しエンジンに供給するシステムは、図３に示すように燃料タンク５１に貯留されている液体燃料Ｆを燃料ポンプ５２で加圧し、供給管路５３より燃料ギャラリ（または燃料レール）５４に送ってエンジン５６の吸気管である吸気マニホルド各枝管に設置した燃料噴射弁５５に分配するようになっており、燃料噴射弁５５から枝管に噴射される液体燃料Ｆは圧力調整器５７で所定圧力に調整される。また、燃料噴射弁５５から噴射されなかった余剰燃料は戻し管路５８を通って燃料タンク５１に戻される。
【０００３】
以上の燃料噴射装置は例えば特開昭５６−１３２４５４号公報、特開昭５８−３２９６４号公報に記載されているように周知である。一方、ガソリンに代えてＬＰＧを液体のまま燃料噴射弁より各枝管に噴射しエンジンに供給するものにおいても、例えば実開昭６１−１３８８６０号公報、実開昭６２−８７１６２号公報、特開昭６３−１８１７２号公報に記載されているように、基本的に前記ガソリンと同じ燃料噴射装置を使用している。
【０００４】
図４（Ａ）、（Ｂ）は図３に示した燃料ギャラリ５４の内で、現在一般的に使用されているものを説明する図であって、各枝管に設置した燃料噴射弁５５を取り付けてそれらの燃料入口を個別に開口させた分室５８を導管５９によって直列接続し、一段目の分室５８に供給管路５３を接続するとともに最終段の分室５８に戻し管路５７を接続したものである。燃料ポンプ５２で加圧した液体燃料Ｆは一段目の分室５８から最終段の分室５８に向かって流れながら燃料噴射弁５５より各枝管に噴射させられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の燃料ギャラリ５４は、エンジン５６に接近させて各枝管に設置した燃料噴射弁５５の燃料入口を分室５８に開口させているために、エンジン５６に接近した個所に配備されたものとなっており、加えて分室５８は液体燃料が一段目の分室５８から最終段の分室５８へと順次流れながら燃料噴射弁５５から噴射されるように直列に配備されている。
【０００６】
このため、四個または六個の燃料噴射弁５５が一列に配備される多気筒エンジンにおいては、燃料ギャラリ５４が長大且つ大容量のものとなる。従って、液体燃料Ｆが一段目の分室５８から最終段の分室５８に至る間にエンジン熱で次第に加熱され最終段側の液体燃料Ｆおよび燃料噴射弁５５は一段目よりもかなり高温となり、高温の余剰燃料が戻ることによって燃料タンク５１の液体燃料温度が上昇する。
【０００７】
このような状態が続くと、供給管路５３より燃料ギャラリ５４に送られる液体燃料Ｆが次第に高温となり、液体燃料ＦがＬＰＧの場合は殊に最終段側で気化しやすい状態を生じ、エンジン運転中に気化することがあると気相燃料が燃料噴射弁５５から噴射されてエンジン運転性や排気状態を著しく悪化する。また、エンジン停止後のエンジンルーム内温度が上昇した状態での高温再始動時に燃料ギャラリ５４に気相燃料が発生しているとベーパロックによる再始動不良の問題を生じ、そのために再始動にあたって燃料ポンプ５２を長い時間運転し燃料ギャラリ５４および燃料噴射弁５５の燃料入口を液相の液体燃料Ｆに入れ替える必要があるなど、高温再始動性がよくないという不都合を伴う心配が大きい。
【０００８】
本発明は従来の燃料ギャラリがもっている、液体燃料を気化させやすいためにエンジン運転性や排気状態を悪化させたり、高温再始動性に悪影響を与えたりする心配がある、という前記課題を解決するためになされたものであって、ＬＰＧのように気化しやすい燃料についても高温時に安定した液体の状態で噴射することができるとともに、高温再始動性が良好な燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
燃料タンクの液体燃料を燃料ポンプで加圧し圧力調整器で所定圧力に調整してエンジンの吸気マニホルド各枝管に設置した燃料噴射弁より噴射するとともに、余剰燃料を燃料タンクに戻すものとした前記従来の燃料噴射装置の殊に燃料ギャラリがもっている前述の問題点を解決するために、燃料ポンプから延びる供給管路の液体燃料を燃料噴射弁に導入する送入管路と、余剰燃料を燃料タンクに至る戻し管路に導入する送出管路とを燃料噴射弁毎に個別に設け；送入管路、燃料噴射弁および送出管路からなる個別燃料噴射系を互いに独立して並列設置した；ことをもって第一発明とした。
【００１０】
また、前記従来の燃料噴射装置がもっている前述の問題点を解決するために、前記第一発明のものに加えて送入管路のそれぞれに供給管路へ向かって閉じる逆止弁を設けた；ことをもって第二発明とした。
【００１１】
このような第一発明および第二発明によると、供給管路の液体燃料が各送入管路を通る並列流となって各燃料噴射弁に導入されるため、一段目側の燃料噴射弁と最終段側の燃料噴射弁との間の燃料温度差がなくなり、高温度に加熱されることのない液体燃料が燃料噴射弁から噴射され且つ燃料タンクに戻ることとなる。その結果、液体燃料を気化させる心配なく安定した液体の状態で噴射することができるとともに、燃料タンクの液体燃料温度上昇が抑制される。また、送入管路を任意に長くできるので供給管路をエンジンから遠ざけて設置し、エンジン停止後の気相燃料発生領域を狭くして高温再始動性を改善することができる。
【００１２】
殊に、第二発明によるとエンジン停止後に燃料噴射弁付近に気相燃料が発生しても逆止弁によって供給管路への逆流が防止され、高温再始動性を更に良好なものとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１および図２において、燃料タンク１の液体燃料Ｆは電動機駆動の燃料ポンプ２で加圧され、供給管路３を通ってエンジン７の吸気マニホルド枝管８のそれぞれに設置した燃料噴射弁４に送られ、エンジン７の運転状態に応じて計量噴射させられるとともに、エンジン７に供給されなかった余剰燃料は戻し管路６を通って燃料タンク１に戻されるようになっている。戻し管路６には燃料噴射弁４から噴射される液体燃料Ｆを所定圧力に調整する圧力調整器９が設置されている。
【００１４】
供給管路３の終端部にはこれと一体形成または別体形成された管状の分配室１１が設けられており、エンジン７の気筒数と同じ個数、本実施の形態では四個の燃料噴射弁４のそれぞれの燃料入口５に接続開口させた送入管路１２が分配室１１から分岐させて設けられている。一方、戻し管路６の始端部にはこれと一体形成または別体形成された管状の集合室１５が設けられている。この集合室１５は燃料噴射弁４の上方に配置され、それぞれの燃料入口５に開口して上方へ延びる送出管路１６を接続させている。
【００１５】
分配室１１およびこれより分岐させた送入管路１２は燃料噴射弁４に液体燃料Ｆを分配導入する分配器１０を構成し、集合室１５およびこれに接続した送出管路１６は燃料噴射弁４で噴射されなかった余剰燃料を戻し管路６に合流導入する集合器１４を構成する。
【００１６】
また、燃料噴射弁４とそのそれぞれに接続した送入管路１２および送出管路１６とは、供給管路３と戻し管路６との間に互いに独立して並列設置された個別燃料噴射系１７を構成している。更に、本実施の形態では送入管路１２のそれぞれに分配室１１へ向かって閉じるように働く逆止弁１３が設置されている。
【００１７】
このような実施の形態において、エンジン７が運転されているとき燃料ポンプ２で加圧した燃料タンク１の液体燃料Ｆは供給管路３を通ってその終端部の分配室１１から各送入管路１２に分岐し並列流となって各燃料噴射弁４の燃料入口５に流入し、圧力調整器９で所定圧力に調整されてエンジン７の運転状態に応じたデューテイサイクル信号で開閉動作する燃料噴射弁４より枝管８に噴射させられる。エンジン７に供給されなかった液体燃料Ｆは余剰燃料として送出管路１６から集合室１５に入り、戻し管路６を通って燃料タンク１に戻る。
【００１８】
本実施の形態によると、液体燃料Ｆは燃料噴射弁４に順次にではなく並列流となって同様に導入されるので、分配室１１の入口側の一段目燃料噴射弁４と終端側の四段目燃料噴射弁４との間の燃料温度差がなく、且つ燃料噴射弁４のそれぞれから余剰燃料が送出管路１６を並列流となって集合室１５に入り燃料タンク１に戻るので、エンジン７およびその周辺が高温であっても液体燃料Ｆは高温度に加熱されることなく安定した液体の状態で燃料噴射弁４から噴射され、且つ余剰燃料は高温度に加熱されない状態で燃料タンク１に戻り、その内部の液体燃料温度上昇が抑制される。
【００１９】
また、送入管路１２は任意の長さとすることができるので、分配室１１をエンジン７から充分に離れた場所に設置し、或いはエンジン７との間に断熱材を配置するなど、エンジン７の熱的影響を受けにくくすることが容易になる。そして、このことによりエンジン７が停止してその周辺温度が上昇した場合、気相燃料を発生する心配のある領域が燃料噴射弁４付近の狭い範囲となり、気相燃料が発生している状態での高温再始動時に燃料ポンプ２を運転して個別燃料噴射系１７から気相燃料を排出し液体燃料Ｆに入れ替えるのに要する時間が短縮され、高温再始動性が改善される。
【００２０】
この場合、本実施の形態では戻し管路６の始端部である集合室１５を燃料噴射弁４の上方に配置し、余剰燃料の送出管路１６を縦方向に延在させているので、気相燃料の排出がきわめて円滑且つ短時間で行なわれ、ベーパロックによる再始動不良が解消されるばかりか、液体燃料Ｆへの入れ替えがきわめて短時間で行なわれ高温再始動性を良好なものとすることができる。
【００２１】
更に、本実施の形態においては送入管路１２のそれぞれに供給管路３の終端側である分配室１１へ向かって閉じる逆止弁１３を設置している。この逆止弁１３はエンジン７の熱的影響を最も受けやすい燃料噴射弁４およびその付近に充満している液体燃料Ｆがエンジン停止後に高温に加熱されて高圧となったとき、高温高圧の液体燃料Ｆが供給管路３へと逆流することを防止するものであり、従って逆止弁１３の下流側で気相燃料が発生してもこれが供給管路３に入ることが防止される。また、高温高圧となった液体燃料Ｆは戻し管路６を通って燃料タンク１に放出されるが、その量は少量であるので燃料タンク１の液体燃料温度を大幅に上昇させる心配はない。そして、高温再始動時に燃料ポンプ１を運転すると、気相燃料は逆止弁１３の下流側領域に発生しているだけであるので速やかに排出され、高温再始動性を更に良好なものとすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、吸気マニホルド枝管毎に設置した燃料噴射弁を互いに独立して供給管路と戻し管路との間に並列設置した個別燃料噴射系とした本発明によると、ＬＰＧのように気化しやすい液体燃料を高温時に加熱することなく安定した液体の状態で噴射し、エンジン運転性や排気状態を良好に維持することができるとともに、高温度の余剰燃料が戻ることによる燃料タンクの液体燃料温度上昇が抑制されるものである。また、エンジン停止後の温度上昇による気相燃料発生領域を狭くして良好な高温再始動性を得ることができるものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【図２】図１における本発明の主要部分を示す斜視図。
【図３】従来例を示す配置図。
【図４】図３における燃料ギャラリの（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図。
【符号の説明】
１燃料タンク、２燃料ポンプ、３供給管路、４燃料噴射弁、６戻し管路、７エンジン、８吸気マニホルド枝管、９圧力調整器、１０分配器、１１分配室、１２送入管路、１３逆止弁、１４集合器、１５集合室、１６送出管路、１７個別燃料噴射系

Claims

燃料タンクの液体燃料を燃料ポンプで加圧し圧力調整器で所定圧力に調整してエンジンの吸気マニホルド各枝管に設置した燃料噴射弁より噴射するとともに、余剰燃料を前記燃料タンクに戻す燃料噴射装置において、
前記燃料ポンプから延びる供給管路の液体燃料を前記燃料噴射弁に導入する送入管路と、余剰燃料を前記燃料タンクに至る戻し管路に導入する送出管路とが前記燃料噴射弁毎に個別に設けられ、
前記送入管路、燃料噴射弁および送出管路からなる個別燃料噴射系が互いに独立して並列設置されている、
ことを特徴とする燃料噴射装置。
燃料タンクの液体燃料を燃料ポンプで加圧し圧力調整器で所定圧力に調整してエンジンの吸気マニホルド各枝管に設置した燃料噴射弁より噴射するとともに、余剰燃料を前記燃料タンクに戻す燃料噴射装置において、
前記燃料ポンプから延びる供給管路の液体燃料を前記燃料噴射弁に導入する送入管路と、余剰燃料を前記燃料タンクに至る戻し管路に導入する送出管路とが前記燃料噴射弁毎に個別に設けられ、
前記送入管路、燃料噴射弁および送出管路からなる個別燃料噴射系が互いに独立して並列設置されているとともに、
前記送入管路のそれぞれに前記供給管路へ向かって閉じる逆止弁が設けられている、
ことを特徴とする燃料噴射装置。
前記戻し管路の始端部が前記燃料噴射弁の上方に配置され、前記送出管路が縦方向に延びて前記始端部に接続されている請求項１または２に記載した燃料噴射装置。
前記供給管路の終端部に分配室が設けられて前記送入管路を分岐させているとともに、前記戻し管路の始端部に集合室が設けられて前記送出管路を接続させており、前記分配室および送入管路は前記燃料噴射弁に液体燃料を分配導入する分配器を構成するとともに、前記集合室および送出管路は前記燃料噴射弁で噴射されなかった余剰燃料を前記戻し管路に合流導入する集合器を構成し、液体燃料および余剰燃料が前記個別燃料噴射系を並列流となって流れるものとされている請求項１または２に記載した燃料噴射装置。