JP2006257979A - 燃料噴射装置におけるインライン式燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ポンプのポンプ部を効果的に冷却するとともにポンプケースの環状間隙内のベーパーを効率よく燃料タンクに向けて排出し、ポンプ性能の向上を図るとともにインライン式燃料供給装置における燃料ポンプの装置の自由度を向上する。
【解決手段】燃料ポンプＰはポンプケース１内に環状間隙９をもって支持され、ポンプ吸入路３８はポンプケース１の燃料流入室６に開口配置され、ポンプ吐出路３９は燃料吐出路８に挿入接続される。燃料吐出路８は第１燃料管１３をもって燃料噴射弁Ｊに接続され、第２燃料管１４がレギュレター燃料流入路５５に接続され、レギュレター燃料制御孔５６が第３燃料管１５にて燃料タンクＴに接続される。燃料流入室６は環状間隙９を介して上部空間７に接続され、燃料流入室６は燃料流入管１２を介して燃料タンクＴに連絡され、上部空間７に開口するベーパー排出孔１０は第４燃料管１６を介して燃料タンクＴに接続される。
【選択図】図１

Description

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をプレッシャーレギュレターによって所定の燃料圧力に調圧し、この調圧された燃料が燃料噴射弁に向けて供給される燃料噴射装置に関し、そのうち特に燃料ポンプが燃料タンク外に配置されるとともに燃料タンクと燃料噴射弁とを連絡する燃料管内に前記燃料ポンプが配置されるインライン式燃料供給装置に関する。

従来のインライン式燃料供給装置は図２に示される。
３０は、下側筐体３１と上側筐体３２とによって密閉状に形成されたポンプケースであり、ポンプケース３０の下端に燃料吸入路３３が開口し、上端にポンプ吐出路３４が開口する。
燃料ポンプＰはインペラ３５を備えるウエスコ式のポンプ部３６と前記インペラを回転するモータ部３７とによって構成されるとともに筒状のケーシングＫ内に配置され、ポンプ部３６に連絡されるポンプ吸入路３８が図において右方の下端に向けて開口し、左方の上端にはポンプ吐出路３９が突出して開口する。
かかる燃料ポンプＰは、ケーシングＫの外周を押圧する押圧支持片部４０ａを有する右方の第１支持部材４０と左方の第２支持部材４１とによってポンプケース３０内に挿入されて支持されるもので、このとき燃料ポンプＰの外周を形成するケーシングＫと、ポンプケース３０の内周との間に環状間隙４２が形成される。
そして、燃料ポンプＰのポンプ吸入路３８は、フィルター４３を介してポンプケース３０の右端に形成される燃料流入室４４内に連絡され、ポンプ吐出路３９は、第２支持部材４１のポンプ吐出路支持孔４５に挿入支持され、このポンプ吐出路支持孔４５は、ポンプケース３０の左端に形成される燃料流出室４６を介してポンプケース３０の左端に開口する燃料吐出路３４に連絡される。
尚、環状間隙４２と燃料流出室４６とは、前記第２支持部材によって遮断され、又、前記燃料吸入路は燃料流入室４４内に開口する。又４７は環状間隙４２に連絡される燃料リターン路である。

Ｒはプレッシャーレギュレターであり以下よりなる。
５０は第１筐体５１と第２筐体５２とによって挟持される区画体であり、区画体５０の右側面と第１筐体５１の凹部とによって燃料室５３が形成され、区画体５０の左側面と第２筐体５２の凹部とによって圧力室５４が区分形成される。
又、燃料室５３内にはレギュレター燃料流入孔５５とレギュレター燃料制御孔５６とが開口するもので、前記レギュレター燃料制御孔の燃料室５３内への開口端に臨んで区画体５０と同期的に移動する制御弁５７が配置される。
又、５８は圧力室５４内に縮設されるスプリングであり、制御弁５７を含む区画体５０はスプリング５８によって燃料室５３側へ付勢される。
そして、レギュレター燃料流入孔５５はポンプケース３０の燃料流出室４６に連絡され、レギュレター燃料制御孔５６はポンプケース３０の環状間隙４２に連絡される。
又、圧力室５４に開口する圧力管５９は例えば図示せぬスロットルボデーの絞り弁より下流側の吸気通路に連絡される。

そして、かかるプレッシャーレギュレターＲ、燃料ポンプＰを備えるポンプケース３０は燃料タンクの外方に配置され、以下によって配管接続される。
燃料吸入路３３は第１燃料管６０によって燃料タンクＴと連絡される。
燃料吐出路３４は第２燃料管６１によって燃料噴射弁Ｊに向けて連絡される。
又、燃料リターン路４７は、第3燃料管６２によって燃料タンクＴと連絡される。
以上によると、燃料タンクＴ内に貯溜される燃料は、第１燃料管６０を介して燃料流入室４４内に供給されて燃料流入室４４を燃料で満たす。
一方、燃料ポンプＰが駆動すると、燃料流入室４４内の燃料は、フィルター４３、ポンプ吸入路３８を介してインペラ３５を備えるポンプ部３６に吸入されるとともにポンプ部３６によって昇圧され、この昇圧された燃料はモータ部３７の外周とケーシングＫの内周とのモータ間隙Ｍを通過してポンプ吐出路３９に達し、第２支持部材４１のポンプ吐出路支持孔４５を介して燃料流出室４６に吐出される。
ここで燃料流出室４６内に供給される燃料は、レギュレター燃料流入孔５５を介して燃料室５３内へ供給されるもので、燃料室５３内に充満する燃料は区画体５０を介して制御弁５７を図において左動させ、設定圧力でスプリング５８と釣り合い、レギュレター燃料制御孔５６の開口が制御弁５７によって制御される。
これによって、燃料流出室４６内の燃料が所定の燃料圧力に制御される。
従って、燃料流出室４６内の所定の燃料圧力を有する燃料がポンプケース３０の燃料吐出路３４、第２燃料管６１を介して燃料噴射弁Ｊへと供給できる。
一方、レギュレター燃料制御孔５６を流れる燃料は、ポンプケース３０の環状間隙４２内に排出され、この排出された燃料は燃料リターン路４７、第３燃料管６２を介して燃料タンクＴへと還流される。

かかるインライン式燃料供給装置によると、ポンプ部３６によって昇圧された燃料は、モータ間隙Ｍを通過してポンプ吐出路３９、ポンプ吐出路支持孔４５、燃料流出室４６、を介してプレッシャーレギュレターＲの燃料室５３内へ供給され、さらに、燃料室５３内の燃料はレギュレター燃料制御孔５６よりポンプケース３０の環状間隙４２内へ供給され、さらに環状間隙４２内の燃料は、燃料リターン路４７、第３燃料管６２を介して燃料タンクＴ内へと戻される。
以上によると、モータ間隙Ｍを流れる燃料は、燃料ポンプＰのモータ部３７の外周を冷却してモータ部３７の温度上昇を抑止するもので、これによると燃料流出室４６よりプレッシャーレギュレターＲの燃料室５３内にはモータ部３７の発熱を吸収した高い温度を有する燃料が流入し、この燃料がレギュレター燃料制御孔５６を介して環状間隙４２へと流入する。
上記によれば、高い温度を有する燃料が、狭い環状間隙を形成するケーシングＫの外周とポンプケース３０の内周との間の環状間隙４２内に流入するもので、これによると環状間隙４２内において多くのベーパーが発生することになる。
そして、このベーパーを含む燃料のおおくは、燃料リターン路４７、第３燃料管６２を介して燃料タンクＴへと戻されるものであるが、ポンプ吸入路３８と環状間隙４２が第１支持部材４０によって正確に気密保持されていない場合、環状間隙４２を流れるベーパーの一部がポンプ吸入路３８を介して再びポンプ部３６に吸入されることがあり、これによるとポンプ部３６より吐出される燃料圧力を充分に上昇できない。あるいは燃料供給が断続的となり連続した円滑な燃料供給を行なうことができない、という不具合を生ずる。
又、図２に示されるように、燃料タンクＴから燃料流入室４４内に供給される燃料中にベーパーが混入されることがあり、燃料流入室４４内に滞溜する前記ベーパーをベーパー排出路６５を介して環状間隙４２内へ排出することがよく行われるが、これによると環状間隙４２内に生起するベーパーが遂にベーパー排出路６５より負圧状態にある燃料流入室４４内に吸入され、このベーパーが再びポンプ部３６に吸入されることがあり、前記と同様の不具合を生ずる。
又、燃料ポンプＰのケーシングＫの外周、すなわち環状間隙４２内には一度モータ部３７の熱を吸収した高温度の燃料が流れることになり、これによるとモータ部３７を効果的に冷却することが困難であり、特にインライン式燃料供給装置にあっては機関等の発熱部分より大きく離して配置されること、あるいは走行風を受け易い位置に配置されること、が要求され、燃料ポンプの配置の自由度が制限される。

本発明は前記不具合に鑑み成されたもので、プレッシャーレギュレターのレギュレター燃料制御孔から燃料タンクに戻されるレギュレター燃料によってポンプケースの環状間隙内にベーパーが発生し、このベーパーが再び燃料ポンプのポンプ部に吸入されることがなく、燃料ポンプのポンプ性能を向上すること。及び、燃料ポンプのモータ部を効果的に冷却できてモータ効率を向上すること。更にポンプケース内に滞溜するベーパーを効果的に排出すること。更に又、インライン式燃料供給装置における燃料ポンプの配置の自由度を向上すること。のできる燃料噴射装置におけるインライン式燃料供給装置を提供することを目的とする。

本発明の燃料噴射装置におけるインライン式燃料供給装置は前記目的達成の為に、燃料タンク内の燃料が燃料タンク外に配置される燃料ポンプによって昇圧され、この燃料がプレッシャーレギュレターによって所定の燃料圧力に調圧されて燃料噴射弁に向けて供給される燃料噴射装置における燃料供給装置において、前記燃料ポンプは、燃料ポンプの外周を囲繞するポンプケース内に環状間隙をもって支持されるとともに燃料ポンプのポンプ吸入路は、ポンプケースの下端に形成される燃料流入室にフィルター を介して開口配置され、燃料ポンプのポンプ吐出路は、ポンプケースの上端に形成される燃料吐出路に挿入接続され、更に前記環状間隙に連なるポンプケースの上部空間にベーパー排出孔が開口し、一方、プレッシャーレギュレターは、区画体によって燃料室と圧力室とに区分され、燃料室には、レギュレター燃料流入孔と、レギュレター燃料制御孔とが開口するとともに区画体にレギュレター燃料制御孔の開口を制御する制御弁が一体的に配置され、前記ポンプケースの燃料吐出路を第１燃料管をもって燃料噴射弁に向けて接続するとともに第１燃料管より分岐する第２燃料管をプレッシャーレギュレターのレギュレター燃料流入路に接続し、レギュレター燃料制御孔を第３燃料管をもって燃料タンク内に接続開口し、更にポンプケースのベーパー排出孔を第４燃料管をもって燃料タンク内に接続開口したことを第１の特徴とする。

又、本発明は前記第１の特徴に加え、前記燃料ポンプの長手軸心線Ｘ−Ｘを重力方向における水平線Ｙ−Ｙより上方に、４５度以上の角度Ａをもって傾斜配置し、更にベーパー排出孔を上部空間の重力方向における上方位置に開口したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によると、燃料タンク内の燃料は、燃料流入管を介してポンプケースの燃料流入室内に供給され、燃料流入室内の燃料は、フィルターを介してポンプ吸入路より燃料ポンプのポンプ部に吸入される。
ポンプ部によって昇圧された燃料は、モータ部の外周を通過してポンプ吐出路、燃料吐出路、第１燃料管を介して燃料噴射弁に供給される。
ここで、第１燃料管内を流れる燃料の一部が第２燃料管、レギュレター燃料流入路を介してプレッシャーレギュレターの燃料室内へ供給されて所定の一定燃料圧力に調圧されるもので、これによって第１燃料管から燃料噴射弁に調圧された燃料を供給できる。
一方、プレッシャーレギュレターの調圧作用による余剰燃料は、レギュレター燃料制御孔、第３燃料管を介して燃料タンク内へと排出される。
以上によると、燃料ポンプのポンプ部によって昇圧された燃料が、モータ部を通過する際、モータ部に生起する熱を吸収して燃料温度が上昇するが、この温度上昇した燃料は、第１燃料管を介して燃料噴射弁に供給され、又、第２燃料管、プレッシャーレギュレター、レギュレター燃料制御孔、第３燃料管を介して燃料タンクへ戻される、もので前記温度上昇した燃料が再び燃料ポンプへ直接供給されることがない。
従って燃料ポンプのモータ部を、効果的に冷却することができ、モータ効率を向上できる。
又、モータ部を効果的に冷却できたことにより、燃料ポンプを機関の近傍等へ配置することが可能となり、特にインライン式燃料供給装置における燃料ポンプの配置の自由度を向上できる。
又、燃料タンクから燃料流入管を介して燃料流入室内へ流入する燃料中にベーパーが混入されることがあるが、この燃料流入室内のベーパーは環状間隙内に流入し、環状間隙内のベーパーはポンプケースの上部空間、ベーパー排出孔、第４燃料管を介して燃料タンク内へと排出されるので、燃料流入室内のベーパーが燃料ポンプのポンプ部に吸入されることがなく、ポンプ部によって確実に燃料を上昇できるとともに燃料を連続的に円滑に供給できる。
又、インライン式燃料供給装置にあっては、環状間隙内には燃料流入室から燃料が流入するもので、この環状間隙内の燃料が燃料ポンプの熱を受け、環状間隙内においてベーパーが発生することがあるが、環状間隙内において発生したベーパーもまた前記と同様に第４燃料管を介して燃料タンク内へと排出されるので、ベーパーが環状間隙内に充満し、ポンプ吸入路から燃料ポンプのポンプ部に吸入されることがない。

又、本発明の第２の特徴によると、燃料ポンプが水平線より上方に４５度以上の角度をもって傾斜配置され、且つベーパー排出孔がポンプケースの上部空間の重力方向の上方位置に開口されるので、環状間隙内のベーパーを確実にポンプケースの上部空間に集合させることができ、且つこのベーパーを確実に第４燃料管から燃料タンクへと排出できるので環状間隙内のベーパーの排出性を向上できるとともに環状間隙内のベーパーがより一層燃料ポンプ内に吸入されることがない。

以下、本発明になる燃料噴射装置におけるインライン式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１において用いられる燃料ポンプ及びプレッシャーレギュレターの構造は図２に示されるものと同一構造であるので同一符号を使用し、説明を省略する。
１は下側筐体２と上側筐体３とによって密閉状に形成されたポンプケースであり、下側筐体２は上方が開口する有底筒状をなし、上側筐体３は下方が開口する有底筒状をなし、両開口部の鍔部が当接配置される。
燃料ポンプＰは、下側筐体２の上方に臨む係止段部２ａと上側筐体３の下方に臨む係止段部３ａとの間に第１支持体４と第２支持体５とにより挟持されるもので、このとき燃料ポンプＰのポンプ吸入路３８を有する燃料ポンプＰの下部Ｐａは下側筐体２の下底部２ｂに形成される燃料流入室６に臨んで配置され、燃料ポンプＰの上部Ｐｂは、上側筐体３の上底部３ｂに形成される上部空間７に臨んで配置される。
そして、前記燃料ポンプのポンプ吸入路３８はフィルター４３を介して燃料流入室６内に連絡され、燃料ポンプＰの上部Ｐｂから上方に突出するポンプ吐出路３９は上側筐体３において下方に向かって開口して穿設された燃料吐出路８に挿入接続される。
又、燃料ポンプＰのケーシングＫの外周と下側筐体２の内周との間には環状間隙９が連続して形成されるもので、この環状間隙９の下方は燃料流入室６内に連絡され、環状間隙９の上方は上部空間７に接続され、更に上側筐体３の上底部３ｂには上部空間７に向かってベーパー排出孔１０が開口する。
すなわち、燃料流入室６は環状間隙９を介して上部空間７に連絡される。

そして、ポンプケース１の燃料流入室６には燃料吸入路１１が開口するもので、この燃料吸入路１１は燃料流入管１２を介して燃料タンクＴの底部に連絡される。
又、燃料吐出路８は第１燃料管１３を介して燃料噴射弁Ｊに連絡される。
又、プレッシャーレギュレターＲのレギュレター燃料流入孔５５は第１燃料管１３より分岐する第２燃料管１４に連絡され、レギュレター燃料制御孔５６は第３燃料管１５を介して燃料タンクＴへ連絡される。
更にベーパー排出孔１０は第４燃料管１６を介して燃料タンクＴの上部へ開口して連絡される。

以上によると、燃料タンクＴ内の燃料は、燃料タンクＴより下方位置に配置されるポンプケース１の燃料流入室６に向けて燃料流入管１２を介して燃料が供給され、燃料流入室６内に貯溜する燃料は、フィルター４３、ポンプ吸入路３８を介してポンプ部３６に吸入され、ポンプ部３６によって昇圧された燃料は、モータ部３７の外周を通り、ポンプ吐出路３９、燃料吐出路８、第１燃料管１３を介して燃料噴射弁Ｊに向けて供給される。
一方、第１燃料管１３を流れる燃料の一部は、第２燃料管１４、レギュレター燃料流入孔５５を介してプレッシャーレギュレターＲの燃料室内に供給され、制御弁５７によって所定の一定燃料圧力に調圧される。
以上によって、第２燃料管１４と連絡される第１燃料管１３内を流れる燃料圧力も前記所定の一定燃料圧力に調圧されるもので、この調圧された燃料が第１燃料管１３を介して燃料噴射弁Ｊに供給されることになる。
一方、制御弁によって調圧された余剰燃料はレギュレター燃料制御孔５６を流下するもので、この余剰燃料は第３燃料管１５を介して燃料タンクＴ内へと排出される。
又、燃料流入管１２内を流れる燃料中には、燃料タンクＴの振動によって燃料中に巻き込まれて浮遊する空気、燃料流入管１２が周囲によって暖められて発生するベーパーが含まれ、これらベーパー（空気を含む）が燃料流入管１２を介して燃料流入室６内へ供給されることがあるが、これらベーパーは自己の有する浮力によって燃料流入室６から環状間隙９内へ流入し、更に上部空間７、ベーパー排出孔１０、第４燃料管１６を介して燃料タンクＴ内へと排出される。

以上によると、燃料ポンプＰのポンプ部３６によって昇圧された燃料は、モータ部３７を通過する際、モータ部３７を冷却するものでモータ部３７が温度上昇することによる回転性能を低下させることがなく、ポンプ性能を良好に維持することができる。
又、ポンプ部３６には、従来の如く一度モータ部３７によって暖められた燃料が再びモータ部３７に戻されて、モータ部３７のケーシングＫに接触することがないので、モータ部３７の温度が大きく上昇することがなく、これによって燃料ポンプＰの配置が限定されることはなく、燃料ポンプＰの配置の自由度を向上できる。
又、モータ部３７のケーシングＫは、燃料タンクＴから燃料流入管１２を介して新気なる燃料が供給されるので、モータ部３７を含む燃料ポンプＰ自体の温度上昇を抑止でき、これによって燃料ポンプＰ内におけるベーパーの発生が抑止され、第１燃料管１３から燃料噴射弁Ｊに向かう燃料中にベーパーを含むことが抑止でき、燃料噴射弁Ｊから連続して安定された燃料を供給できる。
又、燃料流入管１２から燃料流入室６内にベーパーを含む燃料が供給されると、このベーパーは環状間隙９内へ自己の有する浮力によって即座に流入して燃料流入室６内にベーパーが貯溜されることがないので、燃料ポンプＰのポンプ部３６がベーパーを吸入することがなく、安定した燃料を連続的に第１燃料管１３内へ供給できる。
一方、環状間隙９内へ流入したベーパーは、即座に上部空間７内へ流入するもので、これは上部空間７の横断面積が環状間隙９の横断面積に比較して大なるためで、抵抗なく上部空間７内へベーパーが流入する。
又、環状間隙９内の燃料が燃料ポンプＰによって暖められ、これによって環状間隙９内にベーパーが発生した際、前記と同様に上部空間７内へベーパーが流入することができる。
更に、燃料ポンプＰの長手軸心線Ｘ−Ｘを重力方向における水平線Ｙ−Ｙに対して４５度以上の角度Ａをもって上方に向けて傾斜配置し、更にベーパー排出孔１０の開口１０ａを上部空間７の重力方向における上方位置に開口すると、環状間隙９から上部空間７内へベーパーが流入し易く、且つ上部空間７内に流入するベーパーを重力方向の上部空間７に集中的に集めることができ、更にこのベーパーを効果的に第４燃料管１６内へと排出でき、ベーパーの排出性を一層向上できる。

尚、第１燃料管１３をプレッシャーレギュレターＲのレギュレター燃料流入孔５５に接続し、燃料室５３と燃料噴射弁Ｊと第５燃料管１８をもって接続してもよい。
この第５燃料管１８は図１において点線で示される。

本発明の燃料噴射装置におけるインライン式燃料供給装置の一実施例を示す要部縦断面図。 従来の燃料噴射装置におけるインライン式燃料供給装置の縦断面図。

符号の説明

１ ポンプケース
６ 燃料流入室
７ 上部空間
８ 燃料吐出路
１０ ベーパー排出孔
１２ 燃料流入管
１３ 第１燃料管
１４ 第２燃料管
１５ 第３燃料管
３４ 燃料吐出路
３９ ポンプ吐出路
Ｐ 燃料ポンプ
Ｒ プレッシャーレギュレター
Ｔ 燃料タンク

Claims (2)

1. 燃料タンク内の燃料が燃料タンク外に配置される燃料ポンプによって昇圧され、この燃料がプレッシャーレギュレターによって所定の燃料圧力に調圧されて燃料噴射弁に向けて供給される燃料噴射装置における燃料供給装置において、前記燃料ポンプは、燃料ポンプＰの外周を囲繞するポンプケース１内に環状間隙９をもって支持されるとともに燃料ポンプＰのポンプ吸入路３８は、ポンプケース１の下端に形成される燃料流入室６にフィルター４３を介して開口配置され、燃料ポンプＰのポンプ吐出路３９は、ポンプケース１の上端に形成される燃料吐出路８に挿入接続され、更に前記環状間隙に連なるポンプケース１の上部空間７にベーパー排出孔１０が開口し、一方、プレッシャーレギュレターＲは、区画体５０によって燃料室５３と圧力室５４とに区分され、燃料室５３には、レギュレター燃料流入孔５５と、レギュレター燃料制御孔５６とが開口するとともに区画体５０にレギュレター燃料制御孔５６の開口を制御する制御弁５７が一体的に配置され、前記ポンプケースの燃料吐出路８を第１燃料管１３をもって燃料噴射弁Ｊに向けて接続するとともに第１燃料管１３より分岐する第２燃料管１４をプレッシャーレギュレターＲのレギュレター燃料流入路５５に接続し、レギュレター燃料制御孔５６を第３燃料管１５をもって燃料タンクＴ内に接続開口し、更にポンプケース１のベーパー排出孔１０を第４燃料管１６をもって燃料タンクＴ内に接続開口したことを特徴とする燃料噴射装置におけるインライン式燃料供給装置。
2. 前記燃料ポンプの長手軸心線Ｘ−Ｘを重力方向における水平線Ｙ−Ｙより上方に、４５度以上の角度Ａをもって傾斜配置し、更にベーパー排出孔１０を上部空間７の重力方向における上方位置に開口したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置におけるインライン式燃料供給装置。
   

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