JP2004324556A

JP2004324556A - 内燃機関の燃料供給装置

Info

Publication number: JP2004324556A
Application number: JP2003121237A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Fukaya; 則孝深谷; Kosaku Okochi; 幸作大河内
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】燃料タンク内の液体燃料を内燃機関の所定部へ圧送する燃料ポンプを有するものにおいて、その燃料ポンプ内で発生したベーパを、その燃料ポンプが吸入する液体燃料に混入しないようにして、ベーパ混入による燃料ポンプの吐出性能の低下を防止する。
【解決手段】燃料タンク１の底板２の下側に燃料ポンプ１６を配置し、該燃料ポンプ１６への燃料吸入通路１０における燃料タンク側の燃料吸入口１０ａを、燃料タンク１内の底部に開口する。燃料ポンプ１には、該燃料ポンプ１内に発生したベーパを排出するベーパ逃し穴２５を設け、該ベーパ逃し穴２５から排出されたベーパを燃料タンク１内の底部に開口したベーパ排出口１３ａへ導く通路を設ける。前記燃料吸入口１０ａとベーパ排出口１３ａとの間の間隔Ｌを、ベーパ排出口１３ａから燃料タンク１内へ排出されたベーパが、燃料吸入口１０ａから吸い込まれる液体燃料に引き込まれない距離に設定する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載される燃料タンク内の液体燃料を燃料ポンプによりデリバリパイプへ圧送し、インジェクタから内燃機関の吸気通路へ噴出させる燃料供給装置として、例えば図３に示すように、燃料タンク１０１内の液体燃料を吸い上げる燃料通路１０２を、燃料タンク１０１の外部に設けたポンプケース１０３の収納室１０４に連通し、該収納室内に１個の燃料ポンプ１０５を収納し、該燃料ポンプ１０５の駆動により、燃料タンク１０１内の液体燃料を収納室１０４内に吸入するとともに、該収納室１０４内に溜まった液体燃料を該燃料ポンプ１０５から燃料圧送管１０６に圧送し、該圧送された液体燃料をデリバリパイプ１０７を通じてインジェクタ１０８から内燃機関の吸気通路へ噴出するようにし、更に、デリバリパイプ１０７から余剰燃料をリリーフ弁１０９を介して回収通路１１０から燃料タンク１０１へ回収するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２７７２６号公報（第４頁［００２７］図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術においては、燃料ポンプ１０５のインペラの回転によるキャビテーションによって発生したベーパが前記収納室１０４内に排出されるため、この排出されたベーパが燃料ポンプ１０５へ吸入される液体燃料に混入し、燃料ポンプ１０５の吐出性能が低下したり、ベーパロックが発生する問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、前記の問題を解決する内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、燃料タンクの底部の下側に燃料ポンプを配置し、燃料タンクの底部に、燃料ポンプへ燃料を供給する燃料吸入口と、燃料ポンプ内で発生したベーパを燃料タンク内へ排出するベーパ排出口を設け、これら燃料吸入口とベーパ排出口との間の間隔を、ベーパ排出口から燃料タンク内へ排出されたベーパが、燃料吸入口から吸い込まれる液体燃料に引き込まれない距離に設定したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において、燃料ポンプ内で発生したベーパは、ベーパ排出口から燃料タンク内に排出される。このとき、排出されたベーパは、燃料吸入口から吸い込まれる燃料に引き込まれないため、燃料ポンプは燃料のみを吸入し、ベーパの混入による燃料ポンプの吐出流量及び吐出圧力などの吐出能力の低下やベーパロックの発生が防止される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記燃料タンクに貯溜される液体燃料をＬＰＧ液体燃料としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図１及び図２に示す実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１は内燃機関の燃料系統図で、車両に搭載された燃料タンク１内には液体状の燃料が貯溜される。実施例においては、ＬＰＧ液体燃料を貯溜する燃料タンクとしている。
【００１１】
前記燃料タンク１の底板２にはポンプケース３が、燃料タンク１の底板２よりも下側へ突出して固設されている。すなわち、ポンプケース３は燃料タンク１の最低部よりも下側に設けられている。該ポンプケース３部について図２により詳述する。
【００１２】
図２において、ポンプケース３は、上壁４と周壁５とからなる下側が開口した本体部６と、該本体部６の下側開口部７を密閉状に閉塞する下蓋８とからなり、該下蓋８は本体部６にボルト８ａなどの取付手段により取り外し可能に固着されている。そして、本体部６は前記燃料タンク１の底板２に固設されている。
【００１３】
前記ポンプケース３内には収納室９が形成されており、該収納室９の容積は、後述する燃料ポンプ１６やこれに関連するフィルタ２７等の部品を配置した状態において、これら燃料ポンプ等以外の部分に若干の空間が生じるような、すなわち燃料ポンプ等が略収まるような空間が生じるような容積に形成され、この空間部に液体状の燃料が溜まるようになっている。したがって、この収納室９が燃料溜め部ともなっている。
【００１４】
ポンプケース３の周壁５の一方の周壁５ａには燃料吸入通路１０が形成され、その燃料吸入口１０ａが前記燃料タンク１内の底部に開口し、導入口１０ｂが前記収納室９内に開口している。前記燃料吸入通路１０には、該通路１０を開閉する手動式の開閉弁１１が設けられている。
【００１５】
ポンプケース３の周壁５における前記一方の周壁５ａと対向する側の他方の周壁５ｂには燃料圧送通路１２が形成されている。更に、該他方の周壁５ｂにはベーパ排出通路１３が形成され、そのベーパ排出口１３ａが前記燃料タンク１内の底部に開口し、ベーパ導出口１３ｂが前記収納室９側の上部に設けられている。
【００１６】
前記燃料吸入通路１０の燃料吸入口１０ａと前記ベーパ排出通路１３のベーパ排出口１３ａとは所定の間隔（距離）Ｌ分離れている。この間隔Ｌは、ベーパ排出口１３ａから燃料タンク１内にベーパが排出された場合に、このベーパが、燃料吸入口１０ａから吸入される液体燃料に引きこまれて燃料吸入通路１０内へ吸い込まれないような距離に設定されている。
【００１７】
前記燃料圧送通路１２には、該通路１２を開閉する手動式の開閉弁１４が設けられ、また、前記ベーパ排出通路１３には、該通路１３を開閉する手動式の開閉弁１５が設けられている。
【００１８】
前記収納室９内には燃料ポンプ１６が横向きに配置されており、該燃料ポンプ１６は、ポンプハウジング１７とターミナルハウジング１８と、これらを連結する円筒ハウジング１９を有し、これらにより形成される内部に直流マグネットモータなどのモータ本体２０が収納されている。２１は界磁用のマグネットである。
【００１９】
前記ポンプハウジング１７には、前記モータ本体２０の出力軸２２により回転駆動されるインペラ２３が配置されている。更に、ポンプハウジング１７には、その下側に位置してインペラ２３部に連通する吸込口２４が設けられ、上側に位置してインペラ２３部に連通するベーパ逃し穴２５が設けられている。
【００２０】
前記吸込口２４の外端には吸込管２６が連通して設けられており、該吸込管２６の他端は、収納室９の最底部に配置したフィルタ２７に連通しており、収納室９内の液体燃料がフィルタ２７から吸い込まれ、吸込管２６を通じて吸込口２４からインペラ２３部に吸い込まれるようになっている。
【００２１】
前記ベーパ逃し穴２５の外端口にはベーパ排出管２８が連通して設けられ、該ベーパ排出管２８の他端は、前記ベーパ排出通路１３の導出口１３ｂに連通しており、インペラ２３部で発生したベーパが、ベーパ逃し穴２５、ベーパ逃し管２８、ベーパ排出通路１３を通じてベーパ排出口１３ａより燃料タンク１内に排出するようになっている。
【００２２】
前記ターミナルハウジング１８には、前記インペラ２３の回転により圧送された液体燃料が入る部屋２９が形成されているとともに、該部屋２９に連通する吐出口３０が設けられており、該吐出口３０が前記燃料圧送通路１２に連通している。３１は接続ターミナルを示す。
【００２３】
前記燃料圧送通路１２は、開閉弁１４を介してケース外の燃料圧送通路３２に連通されており、該燃料圧送通路３２の他端は、図１に示すように内燃機関のデリバリパイプ３３に連通している。デリバリパイプ３３には燃料噴射用のインジェクタ３４が設けられており、前記燃料ポンプ１６より圧送された液体燃料をインジェクタ３４から内燃機関の吸気通路内へ噴出するようになっている。
【００２４】
前記デリバリパイプ３３には、リリーフ弁３５を介して回収通路３６が設けられており、余剰燃料を回収通路３６を通じて燃料タンク１内に回収するとともに、リリーフ弁３５によってデリバリパイプ３３内の燃料圧力を所定値に保持するようになっている。
【００２５】
前記の構造において、燃料タンク１内にＬＰＧなどの液体燃料が貯溜された状態では、燃料タンク１内の液体燃料（液相燃料）が、燃料吸入通路１０の燃料吸入口１０ａから吸入され、開弁している開閉弁１１部を通り、導入口１０ｂからポンプケース３の収納室９内に導入されて、収納室９内における燃料ポンプ１６およびこれらの関連部品、すなわち、フィルタ２７、吸込管２６、ベーパ排出管２８以外の部分（空間）に液体燃料が充満される。
【００２６】
この状態で燃料ポンプ１６のモータ本体２０を駆動すると、インペラ２３が回転し、収納室９内の液体燃料が、フィルタ２７、吸込管２６、吸込口２４を通じて燃料ポンプ１６内に吸い込まれ、部屋２９内で加圧される。加圧された液体燃料は、圧送口３０、燃料圧送通路１２、開弁された開閉弁１４を通じて外部の燃料圧送通路３２へ圧送され、デリバリパイプ３３から各インジェクタ３４を通じて内燃機関の吸気通路内へ噴出される。また、圧送された余剰燃料はリリーフ弁３５を介して回収通路３６から燃料タンク１に戻されて回収される。
【００２７】
また、前記インペラ２３の回転によって、該部においてキャビテーションによりベーパが発生すると、そのベーパはベーパ逃し穴２５からベーパ排出管２８に排出され、そのベーパはベーパ排出管２８を通じて、開弁された開閉弁１５を通り、ベーパ排出通路１３のベーパ排出口１３ａから浮力によって燃料タンク１内に排出される。このとき、ベーパ排出口１３ａと前記燃料吸入口１０ａとは、相互に独立して設けられているとともに、ベーパ排出口１３ａから燃料タンク１内の液体燃料中に排出されたベーパが、燃料吸入口１０ａから吸入される液体燃料によって燃料吸入口１０ａ内に引き込まれない所定の距離Ｌ分離れて設けられているため、ベーパが液体燃料に混入して燃料ポンプ１６内に吸入されることを防止し、燃料ポンプ１６には液体燃料のみが吸入される。そのため、燃料ポンプ１６がベーパを吸入して燃料ポンプの吐出流量及び吐出圧力が低下することを防止できる。
特に、ＬＰＧ燃料はガソリン燃料に比べてベーパが発生しやすいため、前記のように、ベーパが引き込まれないようにすることは、ＬＰＧ燃料においては特に有効である。
【００２８】
また、車両の旋回時などにおいて燃料タンク１内の油面が傾斜した場合においても、ポンプケース３の収納室９内の液体燃料は、収納室９内の全体に充満されているため、該収納室９内における液体燃料の油面の傾斜は発生しない。特に、燃料タンク１内の液体燃料の油面が燃料タンク１の底部に近づいた状態で車両が旋回しても収納室９内の液体燃料の油面の傾斜はない。したがって、車両の旋回時に燃料タンク１内の油面が傾斜しても燃料ポンプ１６に空気が吸入されず、すぐには燃料ポンプ１６が空回転せず、所定の容積の収納室に貯溜された液体燃料を用いてこれをデリバリパイプ３３へ圧送することができる。
【００２９】
また、収納室９は燃料タンク１よりも下部に設けられ、かつ、収納室９における液体燃料を貯溜できる容積を燃料タンク１の容積よりも極めて小さくしたので、残り少ない液体燃料を集めて燃料ポンプ１６により有効に圧送できる。
【００３０】
また、前記ポンプケース３内の液体ポンプ１６やフィルタ２７などの部品の修理、交換に際しては、先ず、開閉弁１１及び１５を手動で閉弁して燃料タンク１内の液体燃料のポンプケース３内への流入を遮断し、開閉弁１４を手動で閉弁してデリバリパイプ３３及び燃料圧送通路３２内の液体燃料のポンプケース３内への流入を遮断する。
【００３１】
次に、下蓋８を外し、前記の部品をポンプケース３より取り外して、その部品の修理、交換を行う。このとき、前記のように各開閉弁１１，１４，１５が閉弁されているため、燃料タンク１内の液体燃料は燃料タンク１外へ流出しない。そのため、燃料タンク１を開くことにより気化するＬＰＧの液体燃料が貯溜される燃料タンクにおいても、そのＬＰＧの液体燃料を燃料タンク１から取り出すことなく前記の部品の修理、交換作業が行え、その作業が容易になる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のようであるから本発明によれば、燃料ポンプにて発生したベーパを燃料ポンプが吸入する燃料中に混入させないため、ベーパ混入による燃料ポンプの吐出流量および吐出圧力などの吐出能力の低下を防止することができ、また、燃料ポンプのベーパロックも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す内燃機関の燃料系統図。
【図２】図１における燃料ポンプ部を示す側断面図。
【図３】従来の内燃機関の燃料系統を示す図。
【符号の説明】
１燃料タンク
２底板
３ポンプケース
９収納室
１０燃料吸入通路
１０ａ燃料吸入口
１３ベーパ排出通路
１３ａベーパ排出口
１６燃料ポンプ
２５ベーパ逃し穴
２８ベーパの通路
Ｌ燃料吸入口とベーパ排出口間の間隔

Claims

燃料タンクの底部の下側に燃料ポンプを配置し、燃料タンクの底部に、燃料ポンプへ燃料を供給する燃料吸入口と、燃料ポンプ内で発生したベーパを燃料タンク内へ排出するベーパ排出口を設け、これら燃料吸入口とベーパ排出口との間の間隔を、ベーパ排出口から燃料タンク内へ排出されたベーパが、燃料吸入口から吸い込まれる液体燃料に引き込まれない距離に設定したことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
前記燃料タンクに貯溜される液体燃料がＬＰＧ液体燃料である請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。