JP2007146806A - 液化ガス燃料エンジンの燃料装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は液化ガス燃料エンジンの燃料装置に関し、簡単な構造によって燃料タンク同士の残量の偏りをなくした燃料装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 液化ガス燃料を貯蔵する第1,第2の燃料タンクと、インジェクタを介してエンジンの燃焼室に燃料を噴射させる噴射ポンプと、噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に夫々配管された燃料供給管と、各燃料供給管に装着されたフィードポンプと、噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に接続された燃料戻り管とを備えた液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、第1,第2の燃料タンクに、タンク内の燃料残量を検出する残量計を装着し、第1,第2の燃料タンクへの燃料戻り管に、ノーマルオープンの制御バルブを装着すると共に、残量計の検出値を入力するコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、残量計の検出値を基に燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉作動して戻り燃料の流れを調整する。
【選択図】 図1
【解決手段】 液化ガス燃料を貯蔵する第1,第2の燃料タンクと、インジェクタを介してエンジンの燃焼室に燃料を噴射させる噴射ポンプと、噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に夫々配管された燃料供給管と、各燃料供給管に装着されたフィードポンプと、噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に接続された燃料戻り管とを備えた液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、第1,第2の燃料タンクに、タンク内の燃料残量を検出する残量計を装着し、第1,第2の燃料タンクへの燃料戻り管に、ノーマルオープンの制御バルブを装着すると共に、残量計の検出値を入力するコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、残量計の検出値を基に燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉作動して戻り燃料の流れを調整する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ジメチルエーテルや液化石油ガス等の液化ガス燃料を用いる液化ガス燃料エンジンの燃料装置に関する。
今日、自動車燃料用として液化石油ガス(LPG)が用いられ、また、代替燃料としてジメチルエーテル(以下、「DME」という)が注目されているが、これらの液化ガス燃料は、未だ燃料の補給ステーションが特定の限られた地域にしか存在しないため、自動車の走行距離を長く設定することが必要となる。
しかし、DMEの発熱量は軽油よりも低いため、倍以上の燃料を車両に搭載しなければならず、このため、十分な走行距離を確保するには1つの燃料タンクだけでは足らず、複数の燃料タンクを併設することが必要となる。
しかし、DMEの発熱量は軽油よりも低いため、倍以上の燃料を車両に搭載しなければならず、このため、十分な走行距離を確保するには1つの燃料タンクだけでは足らず、複数の燃料タンクを併設することが必要となる。
そして、複数の燃料タンクを併設する場合、車両中心線に対して燃料タンクを左右の片側にまとめて配置することは自動車の重量バランスの観点から好ましくなく、燃料タンクは、車両中心線に対し左右に割り振って配置することになる(特許文献1)。
しかし乍ら、燃料タンクに戻る燃料は、燃料タンク同士の圧力バランスの違いや配管路(燃料戻り管)の流路損失等によって均等に戻らないという問題があり、燃料タンク同士の残量が偏ってしまうと、エンジンへの燃料供給量が低下して燃焼不良に繋がる虞があった。
しかし乍ら、燃料タンクに戻る燃料は、燃料タンク同士の圧力バランスの違いや配管路(燃料戻り管)の流路損失等によって均等に戻らないという問題があり、燃料タンク同士の残量が偏ってしまうと、エンジンへの燃料供給量が低下して燃焼不良に繋がる虞があった。
また、特許文献1には、複数の燃料タンクに貯蔵されている燃料を均等に消費するため、各燃料タンク内に於ける燃料の液位を検出して、液位の差を算出した後、算出した液位差に応じ、燃料が多く残されている燃料タンク側のフィードポンプの回転数を増大させると共に、他方の燃料タンク側のフィードポンプの回転数を減少させる燃料供給装置が提案されている。
特開2005−76548号公報
しかし乍ら、特許文献1に開示された燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料の液位差を算出し、斯かる液位差に応じてフィードポンプの回転数を制御する構造上、機構及び制御が複雑化し、また、液位差に応じフィードポンプの回転数を通常時よりも増大させる結果、長期に亘る使用でフィードポンプに大きな負担がかかってしまう虞があった。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、フィードポンプに負担をかけず、簡単な構造によって燃料タンク同士の残量の偏りをなくした液化ガス燃料エンジンの燃料装置を提供することを目的とする。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、フィードポンプに負担をかけず、簡単な構造によって燃料タンク同士の残量の偏りをなくした液化ガス燃料エンジンの燃料装置を提供することを目的とする。
斯かる目的を達成するため、請求項1に係る発明は、液化ガス燃料を貯蔵する第1及び第2の燃料タンクと、インジェクタを介してエンジンの燃焼室に燃料を噴射させる噴射ポンプと、当該噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に夫々配管された燃料供給管と、当該各燃料供給管に装着されたフィードポンプと、上記噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に接続された燃料戻り管とを備えた液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、上記第1及び第2の燃料タンクに、燃料タンク内の燃料残量を検出する残量計を装着し、第1,第2の燃料タンクへの燃料戻り管に、ノーマルオープンの制御バルブを夫々装着すると共に、前記残量計の検出値を入力するコントロールユニットを備え、コントロールユニットは、当該残量計の検出値を基に、燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉作動して戻り燃料の流れを調整することを特徴とする。
そして、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、第1の燃料タンクと第2の燃料タンクの気相部分に、連通管を配管したことを特徴とする。
請求項1に係る発明は、燃料タンクに装着した残量計の検出値を基に、コントロールユニットが燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉じて戻り燃料の流れを調整し、燃料タンク残量が略等しくなったら閉じていた制御バルブを開くように構成したので、従来に比し、極めて簡単な機構と制御で燃料タンク同士の燃料残量の偏りをなくすことが可能となって燃料供給量の低下を抑制できると共に、フィードポンプに大きな負担をかけることがない。
また、請求項2に係る発明によれば、燃料タンクの気相部分に連通管を配管して、燃料タンク内の圧力バランスを調整するため、燃料タンク同士の圧力バランスの違いがなくなって、燃料残量の調整をスムーズに行うことができる利点を有する。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は請求項1及び請求項2に係る液化ガス燃料エンジンの燃料装置の一実施形態を示し、図中、1,3は液化ガス燃料(例えば、DME)5を貯蔵する第1,第2の燃料タンク、7は図示しないインジェクタを介してエンジン9の燃焼室に燃料5を噴射させる噴射ポンプで、燃料タンク1,3は、エンジン9を搭載したトラックのフレームの左右のサイドメンバに1つ宛固定されている。そして、燃料タンク1,3内の燃料5は、常温である外気の温度よりも低い温度で、且つ加圧された液体の状態で貯蔵されている。
図1は請求項1及び請求項2に係る液化ガス燃料エンジンの燃料装置の一実施形態を示し、図中、1,3は液化ガス燃料(例えば、DME)5を貯蔵する第1,第2の燃料タンク、7は図示しないインジェクタを介してエンジン9の燃焼室に燃料5を噴射させる噴射ポンプで、燃料タンク1,3は、エンジン9を搭載したトラックのフレームの左右のサイドメンバに1つ宛固定されている。そして、燃料タンク1,3内の燃料5は、常温である外気の温度よりも低い温度で、且つ加圧された液体の状態で貯蔵されている。
そして、燃料タンク1,3と噴射ポンプ7との間に、燃料供給管11,13が配管されており、燃料供給管11,13は、噴射ポンプ7側の合流部15で1本の燃料供給管17に纏められて噴射ポンプ7に接続されている。
また、燃料供給管11,13には、夫々、燃料タンク1,3に貯蔵された燃料5を汲み上げるフィードポンプ19,21が装着されており、これらのフィードポンプ19,21で汲み上げられた燃料5は、燃料供給管11,13,17を介して噴射ポンプ7へ圧送されるようになっている。
また、燃料供給管11,13には、夫々、燃料タンク1,3に貯蔵された燃料5を汲み上げるフィードポンプ19,21が装着されており、これらのフィードポンプ19,21で汲み上げられた燃料5は、燃料供給管11,13,17を介して噴射ポンプ7へ圧送されるようになっている。
一方、噴射ポンプ7と燃料タンク1,3との間には、分岐部23で燃料タンク1,3側が分岐された燃料戻り管25,27が接続されており、噴射ポンプ7に圧送された燃料5のうち、余剰の燃料5が燃料戻り管25,27を経て各燃料タンク1,3に戻されるようになっている。
そして、本実施形態に係る燃料装置29は、上述の如き従来と同様の構成に加え、以下の如き特徴を有する。
そして、本実施形態に係る燃料装置29は、上述の如き従来と同様の構成に加え、以下の如き特徴を有する。
即ち、図中、31,33は、各燃料戻り管25,27に装着されたノーマルオープンの制御バルブ、35,37は各燃料タンク1,3に装着された残量計で、残量計35,37は、夫々、各燃料タンク1,3内の燃料残量を検出するようになっている。そして、残量計35,37の検出値はコントロールユニット39に入力されている。
而して、コントロールユニット39は、残量計35,37の検出値を基に、例えば燃料タンク1の燃料残量が多ければ、燃料タンク1側の制御バルブ31を閉じて噴射ポンプ7からの戻り燃料を燃料タンク3側へ戻し、燃料タンク残量が略等しくなったら、閉じていた制御バルブ31を開くようになっている。
而して、コントロールユニット39は、残量計35,37の検出値を基に、例えば燃料タンク1の燃料残量が多ければ、燃料タンク1側の制御バルブ31を閉じて噴射ポンプ7からの戻り燃料を燃料タンク3側へ戻し、燃料タンク残量が略等しくなったら、閉じていた制御バルブ31を開くようになっている。
従って、燃料タンク3の燃料残量が多ければ、コントロールユニット39は、燃料タンク3側の制御バルブ33を閉じて燃料を燃料タンク1側へ戻し、燃料タンク残量が略等しくなったら、閉じていた制御バルブ33を開くこととなる。
そして、燃料タンク1と燃料タンク3の気相部分41,43に連通管45が配管されており、斯様に気相部分41,43に連通管45を連通させることで、燃料タンク1,3内の圧力バランスを調整して偏りが生じないようになっている。
そして、燃料タンク1と燃料タンク3の気相部分41,43に連通管45が配管されており、斯様に気相部分41,43に連通管45を連通させることで、燃料タンク1,3内の圧力バランスを調整して偏りが生じないようになっている。
本実施形態に係る燃料装置29はこのように構成されており、次に当該燃料装置29の制御に関するコントロールユニット39の動作を図2のフローチャートにより説明する。
トラックの走行に伴い、エンジン9の駆動で噴射ポンプ7とフィードポンプ19,21が駆動し、各燃料タンク1,3内の燃料5が燃料供給管11,13,17を介して噴射ポンプ7へ圧送されて、図示しないインジェクタにより燃料5がエンジン9の燃焼室に噴射される。
トラックの走行に伴い、エンジン9の駆動で噴射ポンプ7とフィードポンプ19,21が駆動し、各燃料タンク1,3内の燃料5が燃料供給管11,13,17を介して噴射ポンプ7へ圧送されて、図示しないインジェクタにより燃料5がエンジン9の燃焼室に噴射される。
そして、噴射ポンプ7に圧送された燃料5のうち、余剰の燃料5が燃料戻り管25,27を経て各燃料タンク1,3に戻されるが、各燃料タンク1,3に装着した残量計35,37は、夫々、各燃料タンク1,3内の燃料残量を計測,検出し(ステップS1)、残量計35,37の検出値は常時コントロールユニット39に入力される。
而して、コントロールユニット39は、ステップ2に於て、残量計35,37の検出値を基に、燃料タンク1,3間の燃料残量に大きな違いがあるか否かを判定し、例えば燃料タンク1の燃料残量が多ければ、燃料タンク1側の制御バルブ31を閉じて噴射ポンプ7からの戻り燃料を燃料タンク3側へ戻し、また、燃料タンク3の燃料残量が多ければ、コントロールユニット39は、燃料タンク3側の制御バルブ33を閉じて燃料を燃料タンク1側へ戻す(ステップS3)。
而して、コントロールユニット39は、ステップ2に於て、残量計35,37の検出値を基に、燃料タンク1,3間の燃料残量に大きな違いがあるか否かを判定し、例えば燃料タンク1の燃料残量が多ければ、燃料タンク1側の制御バルブ31を閉じて噴射ポンプ7からの戻り燃料を燃料タンク3側へ戻し、また、燃料タンク3の燃料残量が多ければ、コントロールユニット39は、燃料タンク3側の制御バルブ33を閉じて燃料を燃料タンク1側へ戻す(ステップS3)。
そして、コントロールユニット39は、残量計35,37の検出値を基に、制御バルブ31,33の制御による燃料残量の変化を監視し(ステップS4)、燃料タンク残量が略等しくなったら、閉じていた制御バルブ31または制御バルブ33を開いて(ステップS5)、再びステップS1に戻り、以後も同様の工程によって燃料タンク1,3内の燃料残量を監視する。そして、斯様に制御バルブ31,33の開閉動作で戻り燃料の流れが調整される際に、燃料タンク1,3の気相部分41,43に配管した連通管45によって、燃料タンク1,3内の圧力バランスが調整されることとなる。
以上述べたように、本実施形態は、燃料タンク1,3に装着した残量計35,37の検出値を基に、コントロールユニット39が燃料残量の多い燃料タンク1または燃料タンク3側の制御バルブ31または制御バルブ33を閉じて戻り燃料の流れを調整し、燃料タンク残量が略等しくなった処で、閉じていた制御バルブ31,33を開くようにしたので、特許文献1の従来例に比し、極めて簡単な機構と制御で燃料タンク1,3同士の燃料残量の偏りをなくすことが可能となって、燃料供給量の低下を抑制できると共に、フィードポンプ19,21に大きな負担をかけることもない。
また、燃料タンク1と燃料タンク3の気相部分41,43に連通管45を配管して、燃料タンク1,3内の圧力バランスを調整しているため、燃料タンク1,3同士の圧力バランスの違いがなくなって、燃料残量の調整をスムーズに行うことができる利点を有する。
1 第1の燃料タンク
3 第2の燃料タンク
5 液化ガス燃料
7 噴射ポンプ
9 エンジン
11,13,17 燃料供給管
19,21 フィードポンプ
25,27 燃料戻り管
29 燃料装置
31,33 制御バルブ
35,37 残量計
39 コントロールユニット
41,43 気相部分
45 連通管
3 第2の燃料タンク
5 液化ガス燃料
7 噴射ポンプ
9 エンジン
11,13,17 燃料供給管
19,21 フィードポンプ
25,27 燃料戻り管
29 燃料装置
31,33 制御バルブ
35,37 残量計
39 コントロールユニット
41,43 気相部分
45 連通管
Claims (2)
- 液化ガス燃料を貯蔵する第1及び第2の燃料タンクと、
インジェクタを介してエンジンの燃焼室に燃料を噴射させる噴射ポンプと、
当該噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に夫々配管された燃料供給管と、
当該各燃料供給管に装着されたフィードポンプと、
上記噴射ポンプと第1,第2の燃料タンクとの間に接続された燃料戻り管とを備えた液化ガス燃料エンジンの燃料装置に於て、
上記第1及び第2の燃料タンクに、燃料タンク内の燃料残量を検出する残量計を装着し、
第1,第2の燃料タンクへの燃料戻り管に、ノーマルオープンの制御バルブを夫々装着すると共に、
前記残量計の検出値を入力するコントロールユニットを備え、
コントロールユニットは、当該残量計の検出値を基に、燃料残量の多い燃料タンク側の制御バルブを閉作動して戻り燃料の流れを調整することを特徴とする液化ガス燃料エンジンの燃料装置。 - 第1の燃料タンクと第2の燃料タンクの気相部分に、連通管を配管したことを特徴とする請求項1に記載の液化ガス燃料エンジンの燃料装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005345375A JP2007146806A (ja) | 2005-11-30 | 2005-11-30 | 液化ガス燃料エンジンの燃料装置 |
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- 2005-11-30 JP JP2005345375A patent/JP2007146806A/ja active Pending
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