JP2009014464A - エンジンテストベンチ用燃料配管の構造及びエンジンテストベンチの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料供給ラインの流量異常を検知し、燃料ポンプの焼付きを防止でき、テスト終了後の燃料漏出を防止出来るエンジンテストベンチの燃料配管の構造及び、エンジンテストベンチの運転方法の提供。
【解決手段】燃料供給系統（Ｌｃ）には、燃料流量が所定値未満となったことを検知する検知手段（流量スイッチ５）が介装されており、前記制御手段（１０）は前記検知手段によって燃料流量が所定値未満になったことを受信した際にエンジン（１）を停止させるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのテストベンチの構造に関して、詳細にはディーゼルエンジンのテストベンチ用燃料配管の構造及びエンジンテストベンチの運転方法に関する。

エンジンテストベンチの燃料供給ラインには、ラインフィルタ等が介装されている。ここでラインフィルタは、長時間の使用によって、目詰まりを生じる場合がある。
従来のエンジンテストベンチでは、かかる目詰まりをチェックする手段が無く、目詰まりを生じた場合は、エンジン側の燃料ポンプ（フィードポンプ）への燃料供給が滞る。燃料ポンプへの燃料供給の停滞は、燃料ポンプを焼き付きを惹起する可能性があり、あるいは、ポンプの構成部品を異常磨耗させる恐れがある。

エンジンテストベンチには燃料供給ラインの他に、余剰の燃料を回収タンクに戻す余剰燃料回収ラインも敷設されている。燃料供給ラインにおけるエンジンとの接続側の端部には供給用配管カプラが設けられている。また、余剰燃料回収ラインにおけるエンジンとの接続側の端部には回収用配管カプラが設けられている。
エンジンテスト終了時には、供給用配管カプラ及び回収用配管カプラをエンジンから取り外す。

しかし、供給用配管カプラ及び回収用配管カプラをエンジンから取り外した際に、接続部近傍及び配管内に残留した燃料が、ベンチ近傍の床面に漏れ出し、床面を燃料で汚してしまう。
また、床面に漏れ出した燃料や床面に付着した燃料によって、作業者が滑り易くなり、作業環境としては好ましくなくなる。

その他の従来技術として、シミュレーションにより、発進・変速時の動的負荷を求めることが出来るエンジンベンチが提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）は、ダイナモメータが発生するトルク負荷を求めるものであり、上述した従来技術の問題点を解消するものではない。
特開平１１−３２６１３８号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、エンジンテストベンチにおいて、燃料供給ラインの流量異常を検知し、燃料ポンプの焼付きを防止でき、しかも、テスト終了後の燃料の漏出を防止することの出来るエンジンテストベンチの燃料配管の構造及び、テストベンチの運転方法の提供を目的としている。

本発明のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造は、試験対象であるエンジン（１）に燃料を供給する燃料供給系統（Ｌｃ）と、試験終了後の残余の燃料をエンジン（１）及び燃料供給系統（Ｌｃ）から回収タンク（７）に回収する燃料回収系統（Ｌｒ）と、制御手段（１０）とを有するエンジンテストベンチ用燃料配管の構造において、燃料供給系統（Ｌｃ）には、燃料流量が所定値未満となったことを検知する検知手段（流量スイッチ５）が介装されており、前記制御手段（１０）は前記検知手段（５）によって燃料流量が所定値未満になったことを受信した際にエンジン（１）を停止させる機能を有している（請求項１）。

本発明において、前記燃料回収系統（Ｌｒ）と前記燃料供給系統（Ｌｃ）とは第２のバイパスライン（Ｌｂ２）によって連通され、燃料回収系統（Ｌｒ）における第２のバイパスライン（Ｌｂ２）との合流点（Ｇ２）と回収タンク（７）との間の領域には流路制限手段（Ｖ２）が介装されており、前記制御手段（１０）は試験中に流路制限手段（Ｖ２）を操作して燃料回収系統（Ｌｒ）から残余の燃料を燃料供給系統（Ｌｃ）に循環させるべく制御を行う機能を有しているのが好ましい（請求項２）。

また本発明において、燃料回収系統（Ｌｃ）には流路切換え手段（Ｖ１）が介装されており、前記制御手段（１０）は試験終了後、流路切換え手段（Ｖ１）によって、燃料供給系統（Ｌｃ）におけるエンジン（１）との接続側（３）を燃料回収系統（Ｌｒ）に連通させるべく制御を行う機能を有しているのが好ましい（請求項３）。

さらに本発明において、燃料回収系統（Ｌｒ）における回収タンク（７）近傍に回収用ポンプ（９）を介装しているのが好ましい（請求項４）。

本発明のエンジンテストベンチの運転方法は、請求項１のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造を有するエンジンテストベンチの運転方法において、燃料流量が所定値以上であるか否かを判断する工程（Ｓ５）と、燃料流量が所定値未満となった場合はエンジン（１）を停止させる工程（Ｓ１０）を有している（請求項５）。

本発明のエンジンテストベンチの運転方法は、請求項２及び請求項３のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造を有するエンジンテストベンチの運転方法において、エンジン始動時（テスト開始時）に流路制限手段（Ｖ２）を操作して燃料回収系統（Ｌｒ）から残余の燃料を燃料供給系統（Ｌｃ）に循環させる工程（Ｓ４）と、運転終了時（テスト終了時）に流路切換え手段（Ｖ１）によって、燃料供給系統（Ｌｃ）におけるエンジン（１）との接続側（３）を第１のバイパスライン（Ｌｂ１）を介して燃料回収系統（Ｌｒ）に連通させ、燃料供給系統（Ｌｃ）及び燃料回収（Ｌｒ）に残った燃料を回収タンクに回収する工程（Ｓ６、Ｓ７）とを有している（請求項６）。

上述する構成を具備する本発明のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造によれば、燃料供給系統（Ｌｃ）には、燃料流量が所定値未満となったことを検知する検知手段（流量スイッチ５）が介装されており、前記制御手段（１０）は前記検知手段によって燃料流量が所定値未満になったことを受信した際にエンジン（１）を停止させるように構成されているので、燃料流量が不足した（所定値未満になった）場合にはエンジン（１）を停止し、以って、燃料流量不足による燃料ポンプ（１Ｐ）の焼付きや、燃料ポンプ（１Ｐ）の異常磨耗を防止することができる。

また、本発明のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造によれば、燃料回収系統（Ｌｒ）と燃料供給系統（Ｌｃ）とは第２のバイパスライン（Ｌｂ２）によって連通され、燃料回収系統（Ｌｒ）における第２のバイパスライン（Ｌｂ２）との合流点（Ｇ２）と回収タンク（７）との間には流路制限手段（Ｖ２）が介装され、試験中に燃料回収系統（Ｌｒ）から残余の燃料を燃料供給系統（Ｌｃ）に循環させているため、当該残余の燃料を燃料供給系統（Ｌｃ）に循環させている分だけ、エンジンテストで消費する燃料を節約することができる。

さらに、本発明のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造によれば、燃料回収系統（Ｌｃ）には流路切換え手段（Ｖ１）が介装されており、制御手段（１０）は試験終了後、流路切換え手段（Ｖ１）によって、燃料供給系統（Ｌｃ）におけるエンジン（１）との接続（３）側を燃料回収系統（Ｌｒ）に連通させ、且つ、燃料回収系統（Ｌｒ）における回収タンク（７）近傍に介装した回収用ポンプ（９）を駆動することにより、燃料供給系統（Ｌｃ）におけるエンジン（１）との接続（３）側及び燃料回収系統（Ｌｒ）に残留する燃料は完全に回収タンク（７）に回収される。
そのため、燃料供給系統（Ｌｃ）のエンジン側との接続部（３）及び燃料回収系統（Ｌｒ）のエンジン（１）側との接続部（８）をエンジン（１）から取り外しても、燃料供給系統（Ｌｃ）及び燃料回収系統（Ｌｒ）に残留する燃料は、完全に回収タンク（７）に回収され、テストベンチの床に漏れ出すことはない。そして、テストベンチ周辺を、常時、清浄且つ安全に保つことが出来る。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンテストベンチの燃料配管における構成を示している。
エンジンテストベンチの燃料配管は、燃料供給系統である燃料供給ライン（以下、供給ラインと言う）Ｌｃと、燃料回収系統である燃料回収ライン（以下、回収ラインと言う）Ｌｒと、制御手段であるコントロールユニット１０とを有している。

供給ラインＬｃは、テスト対象であるディーゼルエンジン（以下、エンジンと言う）１と、燃料供給源２とを接続するように構成されている。供給ラインＬｃにおけるエンジン１側の端部は供給用カプラ３が取付けられている。
エンジンテスト時には、カプラ３はエンジン１の燃料ポンプ１Ｐの吸入口１Ｐｉに接続されるように構成されている。

供給ラインＬｃには、流路切換え用ソレノイドバルブＶ１が介装されている。流路切換え用ソレノイドバルブＶ１と燃料供給源２との間の領域には、ラインフィルタ４が介装されている。
流路切換え用ソレノイドバルブＶ１とラインフィルタ４との間の領域には、流量スイッチ５と圧力ゲージ６とが介装されている。流量スイッチ５は入力信号ラインＳｉによってコントロールユニット１０と接続されており、流路切換え用ソレノイドバルブＶ１は制御信号ラインＳｏ１によってコントロールユニット１０と接続されている。

供給ラインＬｃにおいて、ラインフィルタ４と燃料供給源２との間の領域には、合流点Ｇ３が形成されている。合流点Ｇ３におけるラインの連通については、詳細は後述する。

供給ラインＬｃにおいて、供給用カプラ３とソレノイドバルブＶ１との間の領域と、ソレノイドバルブＶ１と圧力ゲージ６との間の領域と、合流点Ｇ３と燃料供給源２との間の領域には、手動の開閉弁Ｖ０がそれぞれ介装されている。

回収ラインＬｒは、エンジン１と回収タンク７とを接続するように構成されている。回収ラインＬｒにおけるエンジン１側の端部は、回収用カプラ８が取付けられている。
エンジンテスト時には、回収用カプラ８は、エンジン１の燃料ポンプ１Ｐの燃料戻し口１Ｐｏに接続される。

回収ラインＬｒには、流路制限ソレノイドバルブＶ２が介装されている。
回収ラインＬｒにおいて、流路制限ソレノイドバルブＶ２と回収タンク７との間の領域には、燃料回収用のポンプ（以下、ポンプと言う）９が介装されている。
回収用カプラ８と流路制限ソレノイドバルブＶ２との間の領域には、第１及び第２の合流点Ｇ１、Ｇ２が形成されている。
回収用カプラ８と合流点Ｇ１との間の領域、流路制限ソレノイドバルブＶ２と回収ポンプ９との間の領域、回収ポンプ９と回収タンク７との間の領域には、手動の開閉弁Ｖ０がそれぞれ介装されている。

流路切換えソレノイドバルブＶ１と合流点Ｇ１とは、第１のバイパスライン（回収用バイパスライン）Ｌｂ１によっても連通可能なように、構成されている。
回収ラインＬｒにおける合流点Ｇ２と供給ラインＬｃの合流点Ｇ３とは、第２のバイパスライン（循環用バイパスライン）Ｌｂ２によって連通している。
第２のバイパスライン（循環用バイパスライン）Ｌｂ２には、逆止弁Ｖｃが介装されており、逆止弁Ｖｃは、合流点Ｇ２から合流点Ｇ３に向かう流れのみを許容する。

コントロールユニット１０は、制御信号ラインＳｏによって、エンジン１の運転を制御するエンジンコントローラ１Ｃに接続されている。
また、コントロールユニット１０は、制御信号ラインＳｏ２によって、流路制限ソレノイドバルブＶ２と接続され、制御信号ラインＳｏ３によってポンプ９と接続されている。

流量スイッチ５は、例えば、テスト中に供給ラインＬｃに介装されたラインフィルタ４が詰まり、供給ラインＬｃを流れる燃料の量が所定量未満となった場合に作動（ＯＮ）する。換言すれば、流量スイッチ５は、燃料流量が所定値以上であれば不作動（ＯＦＦ）である。
流量スイッチ５が作動（ＯＮ）することにより、コントロールユニット１０に対して、供給燃料の流れが所定値以下になった旨の情報を送出する。そしてコントロールユニット１０は、流量スイッチ５が作動した場合は、エンジンコントローラ１Ｃに制御信号を発信して、エンジン１を即座に停止させる様に構成されている。

図２は、エンジンテスト中の作動（燃料の流れ：図中、太い実線で流れの方向は矢印方向）を示している。
コントロールユニット１０は、テストのためにエンジンを始動させた場合、図２に示すように、流路切換えソレノイドバルブＶ１を操作して、エンジン１の燃料ポンプ１Ｐと燃料供給源２とを連通させる。
また、コントロールユニット１０は、テストのためにエンジンを始動させた場合、流路制限ソレノイドバルブＶ２を操作して、流路制限ソレノイドバルブＶ２の回収タンク７側を遮断する。

図２で示すエンジンテスト中は、回収ラインＬｒと供給ラインＬｃとは、常時第２のバイパスライン（循環バイパスライン）によって連通しているので、回収ラインＬｒの燃料は第２のバイパスラインＬｂ２から供給ラインＬｃ側に循環し（戻り）、燃料供給源２からエンジン１の燃料ポンプ１Ｐに向かう燃料と一緒になって、テスト運転のための燃料として供される。
なお、第２のバイパスラインＬｂ２には逆止弁Ｖｃが介装してあるため、燃料供給源２の燃料がエンジン１を迂回して、第２のバイパスラインＬｂ２を経由して、回収ラインＬｒ側に流入してしまうことはない。

図３は、エンジンテストを終了した直後の作動（燃料の流れ：図中、太い実線で、流れの方向は破線の矢印方向）を示している。
コントロールユニット１０は、テスト終了後で、エンジンを停止させた場合、図３に示すように、流路切換えソレノイドバルブＶ１を操作して、エンジン１の燃料ポンプ１Ｐの吸入口１Ｐｉと回収ラインＬｒ側とを第１のバイパスラインＬｂ１を介して連通させる。
コントロールユニット１０は、エンジンを停止させた場合、流路制限ソレノイドバルブＶ２を操作して、回収ラインＬｒ全域を回収タンク７に連通させる。
コントロールユニット１０はその際更に、ポンプ回収用ポンプ９を稼動させる。

図３で示す連通状態にすれば、回収ラインＬｒに残留する燃料はポンプ９によって、回収タンク７に回収される。
一方、供給ラインＬｃにおける供給用カプラ３から流路切換えソレノイドバルブＶ１の間の領域に残留する燃料も、第１のバイパスラインＬｂ１を経由して、回収ラインＬｒから回収タンク７に回収される。
ポンプ９が稼動すると、第１のバイパスラインＬｂ２の燃料の圧力よりも、（回収ラインＬｒにおける）合流点Ｇ２からポンプ９の間の領域の燃料の圧力の方が低くなるので、回収ラインＬｒから第２のバイパスラインＬｂ２側（すなわち供給ラインＬｃ側）には燃料は流れ込まない。

エンジンテスト後で、供給ラインＬｃにおける供給用カプラ３と流路切換えソレノイドバルブＶ１の間の領域に残留した燃料と、回収ラインＬｒに残留した燃料とが、完全に回収タンク７へ回収された後、供給ラインＬｃ及び回収ラインＬｒに介装された開閉弁Ｖ０は、次回のエンジンテストまでの間、閉鎖される。

図４は、テストベンチの流路切換えソレノイドバルブＶ１、流路制限ソレノイドバルブＶ２及び回収ポンプ９の動作状態を示した動作シーケンスである。
図４では、各ユニットＶ１、Ｖ２、９毎に、待機、機種選択、運転準備、始動、運転、運転終了、搬出準備完了を「ＯＮ」、「ＯＦＦ」で示している。

次に、主として図５を参照して、図示の実施形態に係るエンジンのベンチテストの手順について説明する。
ステップＳ１において、エンジンテストベンチにテストするべきエンジン１をセットする。ステップＳ２では、供給ラインＬｃのカプラ３をエンジンの燃料ポンプ１Ｐの吸入口１Ｐｉに接続し、回収ラインＬｒのカプラ８を燃料戻し口１Ｐｏに接続する。

ステップＳ３ではエンジンを始動する。エンジンの始動と共に、コントロールユニット１０は、流路切換えソレノイドバルブＶ１を操作して、エンジン１の燃料ポンプ１Ｐと燃料供給源２とを連通させる。同時に、流路制限ソレノイドバルブＶ２を操作して、回収ラインＬｒの回収タンク７側を遮断する（図２の状態）。
図２の状態であれば、回収ラインＬｒ側の残余燃料は、循環バイパスラインＬｂ２を介して供給ラインＬｃ側に循環する。そしてエンジンの運転を続ける（ステップＳ４）。運転中、流量スイッチ５は供給ラインＬｃを流れる燃料流量を監視している。

次のステップＳ５では、供給ラインＬｃを流れる燃料流量が所定値以上を維持しているか否か、即ち、流量スイッチ５が例えば、ＯＦＦ状態となっているか否かを判断する。
燃料流量が所定値以上を維持していれば（ステップＳ５がＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。

一方、スイッチがＯＮ状態となってしまったならば、すなわち燃料流量が所定値未満となったなら（ステップＳ５のＮＯ）、コントロールユニット１０は異常があると判断して、エンジン１を停止させる（ステップＳ１０）。そして燃料配管を点検して、故障があればそれを修理する（ステップ１１）。係る点検・修理が終了したならばステップＳ３に戻り、ステップＳ３以降を繰り返す。

ステップＳ６では、一通りのテスト項目が終了したと判断して、エンジンのテスト運転を終了する。この時、コントロールユニット１０は、流路切換えソレノイドバルブＶ１を操作して、供給ラインＬｃにおけるカプラ３側と回収ラインＬｒ側とを第１のバイパスラインＬｂ１を介して連通させる。
同時に、コントロールユニット１０は、流路制限ソレノイドバルブＶ２を操作して、回収ラインＬｒを回収タンク７に連通させる（図３の状態）。

ステップＳ７では、回収用ポンプ９を作動して、燃料を回収する。図３の状態において、回収ラインＬｒに残留する燃料は回収タンク７に回収される。そして、供給ラインＬｃにおける供給用カプラ３から流路切換えソレノイドバルブＶ１の間の領域に残留する燃料も、第１のバイパスラインＬｂ１を経由して、回収ラインＬｒから回収タンク７に回収される。
回収ラインＬｒに残留する燃料と、供給ラインＬｃにおける供給用カプラ３から流路切換えソレノイドバルブＶ１の間の領域に残留する燃料とを、全て回収し終わったならば、供給用カプラ３及び回収用カプラ８をエンジン１の燃料ポンプ１Ｐから取り外す（ステップＳ８）。
供給ラインＬｃ、回収ラインＬｒをエンジンから取り外した後、エンジン１をベンチから搬出（ステップＳ９）して、一連のエンジンテストを終了する。

図示の実施形態によれば、供給ラインＬｃに介装した流量スイッチ５により、燃料流量が所定値未満になったことを検出することが出来る。そして、燃料流量が所定値未満になったことを検出した際に、エンジン１の運転を停止することが出来るので、燃料流量不足による燃料ポンプ１Ｐの焼付きや、燃料ポンプ１Ｐの構成部品の異常磨耗が防止できる。

また、図示の実施形態によれば、エンジンのベンチテスト中に、回収ラインＬｒから残余の燃料を供給ラインＬｃに循環させているため、エンジンテストで消費する燃料を、当該残余の燃料を循環させている分だけ節約することができる。

さらに、図示の実施形態によれば、エンジンのベンチテスト終了後、ソレノイドＶ１によって、供給ラインＬｃにおけるエンジン１との接続側（供給用カプラ３側）を回収ラインＬｒに連通させ、且つ、回収ラインＬｒに介装した回収用ポンプ９を駆動することにより、供給ラインＬｃにおけるエンジン１との接続側（供給用カプラ３側）及び回収ラインＬｒに残留する燃料は完全に回収タンク７に回収される。

したがって、供給用カプラ３及び回収用カプラ８をエンジン１から取り外しても、供給ラインＬｃ及び回収ラインＬｒに残留する燃料は、テストベンチの床に漏れ出すことはない。そのため、テストベンチ周辺は、常時、清浄且つ安全な状態（作業者が足を滑らせることがない状態）に保たれる。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。

本発明の実施形態の構成を示したブロック図。 実施形態においてテストベンチ運転時の作動を説明する図。 テストベンチ終了時の燃料回収作動を説明する図。 各ユニットの作動シーケンスをマトリックスで示した図。 実施形態におけるテストベンチの運転手順のフローチャート。

符号の説明

１・・・エンジン
２・・・燃料供給源
３・・・供給用カプラ
４・・・フィルタ
５・・・流量スイッチ
６・・・圧力ゲージ
７・・・回収タンク
８・・・回収用カプラ
９・・・回収用ポンプ
１０・・・コントロールユニット
Ｌｃ・・・燃料供給系統／燃料供給ライン
Ｌｒ・・・燃料回収系統／燃料回収ライン
Ｖ１・・・流路切換え手段／流路切換えソレノイドバルブ
Ｖ２・・・流路制限手段／流路制限ソレノイドバルブ
Ｖｃ・・・逆止弁

Claims (6)

1. 試験対象であるエンジンに燃料を供給する燃料供給系統と、試験終了後の残余の燃料をエンジン及び燃料供給系統から回収タンクに回収する燃料回収系統と、制御手段とを有するエンジンテストベンチの燃料配管の構造において、燃料供給系統には、燃料流量が所定値以下となったことを検知する検知手段が介装されており、前記制御手段は、前記検知手段によって燃料流量が所定値以下になったことを受信した際にエンジンを停止させる機能を有することを特徴とするエンジンテストベンチ用燃料配管の構造。
2. 前記燃料回収系統と前記燃料供給系統とは第２のバイパスラインによって連通され、燃料回収系統における第２のバイパスラインとの合流点と回収タンクとの間の領域には流路制限手段が介装されており、前記制御手段は、試験中に流路制限手段を操作して燃料回収系統から残余の燃料を燃料供給系統に循環させる制御を行う機能を有する請求項１のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造。
3. 燃料回収系統には流路切換え手段が介装されており、前記制御手段は試験終了後、流路切換え手段によって、燃料供給系統におけるエンジンとの接続側を燃料回収系統に連通させるべく制御を行う機能を有する請求項１、請求項２の何れかのエンジンテストベンチ用燃料配管の構造。
4. 燃料回収系統における回収タンク近傍に回収用ポンプを介装している請求項１から請求項３の何れかのエンジンテストベンチ用燃料配管の構造。
5. 請求項１のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造を有するエンジンテストベンチの運転方法において、燃料流量が所定値以上であるか否かを判断する工程と、燃料流量が所定値未満となった場合はエンジンを停止させる工程を有することを特徴としたエンジンテストベンチの運転方法。
6. 請求項２及び請求項３のエンジンテストベンチ用燃料配管の構造を有するエンジンテストベンチの運転方法において、エンジン始動時に流路制限手段を操作して燃料回収系統から残余の燃料を燃料供給系統に循環させる工程と、運転終了時に流路切換え手段によって、燃料供給系統におけるエンジンとの接続側を第１のバイパスラインを介して燃料回収系統に連通させ、燃料供給ライン及び燃料回収ラインに残った燃料を回収タンクに回収する工程とを有することを特徴としたエンジンテストベンチの運転方法。

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