JP2016008566A - Fuel heating device and fuel rail using fuel heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料を加熱する燃料加熱装置、および、これを用いた燃料レールに関する。 The present invention relates to a fuel heating device for heating fuel and a fuel rail using the same.
従来、内燃機関に燃料を噴射供給する複数の燃料噴射弁に対し燃料を分配する燃料レールに設けられ、燃料を加熱する燃料加熱装置が知られている。
一般に、エタノール等のアルコール燃料、または、アルコールとガソリンとの混合燃料を内燃機関に用いる場合、アルコールの濃度が高く、かつ、環境温度が低いとき、燃料の着火性が低下し、内燃機関が始動できなくなることがある。その際、燃料レールから燃料噴射弁に供給する燃料を加熱することにより、燃料の着火性を高め、内燃機関を始動させることが可能である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a fuel heating device that is provided on a fuel rail that distributes fuel to a plurality of fuel injection valves that inject and supply fuel to an internal combustion engine and heats the fuel.
In general, when an alcohol fuel such as ethanol or a mixed fuel of alcohol and gasoline is used for an internal combustion engine, when the alcohol concentration is high and the environmental temperature is low, the ignitability of the fuel is reduced and the internal combustion engine is started. It may not be possible. At that time, by heating the fuel supplied from the fuel rail to the fuel injection valve, it is possible to improve the ignitability of the fuel and start the internal combustion engine.
また、ガソリンを内燃機関に用いる場合、環境温度が低いとき、燃料の粘度が増大し、燃料噴霧の粒度が増大することがある。この場合、燃料の着火性が低下し、内燃機関の出力が低下し、エミッションが悪化するおそれがある。その際にも、燃料レールから燃料噴射弁に供給する燃料を加熱することにより、内燃機関の出力を高め、エミッションの悪化を抑制することが可能である。
例えば特許文献1に記載された燃料レールは、円筒状のレール本体と、そのレール本体に取り付けられた複数個の燃料加熱装置を備えている。この燃料加熱装置は、レール本体に交差するように取り付けられた円筒部材の内側に、棒状の発熱部を有している。燃料レールは、燃料加熱装置により加熱した燃料を内燃機関に供給し、燃料の着火性の向上を図っている。
When gasoline is used for an internal combustion engine, when the environmental temperature is low, the viscosity of the fuel may increase and the particle size of the fuel spray may increase. In this case, the ignitability of the fuel is lowered, the output of the internal combustion engine is lowered, and the emission may be deteriorated. At that time, it is possible to increase the output of the internal combustion engine and suppress the deterioration of the emission by heating the fuel supplied from the fuel rail to the fuel injection valve.
For example, the fuel rail described in
しかしながら、特許文献1に記載された燃料レールが備える燃料加熱装置は、レール本体から円筒部材に燃料を導入する入口開口部と、円筒部材から燃料噴射弁に燃料を導く出口開口部とがそれぞれ、円筒部材の軸方向の一方の側と他方の側に設けられている。円筒部材の内側に設けられた棒状の発熱部は、円筒部材の中心軸に沿って設けられている。そのため、入口開口部から円筒部材の内側に流入した燃料は、円筒部材の延びる方向に速やかに流れ、出口開口部から燃料噴射弁に導かれる。したがって、この燃料加熱装置は、燃料が円筒部材の内側に滞在する時間が短いものとなる。また、この燃料加熱装置は、燃料が発熱部に接触する機会が少ないものとなる。その結果、燃料加熱装置は、発熱部に供給するエネルギに対し、燃料を高温に加熱することが困難となり、加熱効率が悪化するおそれがある。よって、この燃料加熱装置は、加熱が十分にされていない低温の燃料が燃料噴射弁に導かれることが懸念される。
However, the fuel heating device provided in the fuel rail described in
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、燃料の加熱効率を高めることの可能な燃料加熱装置、および、それを備えた燃料レールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel heating device capable of increasing the heating efficiency of fuel, and a fuel rail including the same.
第1発明は、入口開口部から加熱室に流入した燃料を、加熱室内に設けられた棒状の発熱部により加熱し、出口開口部から燃料噴射弁に導く燃料加熱装置において、入口開口部から出口開口部へ直線状に流れる燃料の流れを遮る遮蔽部を備えることを特徴とする。
これにより、加熱室内の燃料の流れに乱れが発生し、加熱室内での燃料の滞在時間が長くなる。したがって、燃料が発熱部に接触する機会が増え、又は燃料が発熱部の近傍を流れる機会が増えるので、燃料加熱装置は、加熱効率を向上することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel heating apparatus in which fuel flowing into a heating chamber from an inlet opening is heated by a rod-like heat generating portion provided in the heating chamber and led to a fuel injection valve from the outlet opening. It is characterized by comprising a shielding part that blocks the flow of fuel that flows linearly to the opening.
As a result, the fuel flow in the heating chamber is disturbed, and the residence time of the fuel in the heating chamber is increased. Therefore, the fuel heating device can improve the heating efficiency because the chance that the fuel comes into contact with the heat generating portion or the chance that the fuel flows in the vicinity of the heat generating portion increases.
第2発明は、上述した第1発明による燃料加熱装置を備えた燃料レールである。この燃料レールは、複数の燃料噴射弁に対し、十分に加熱された燃料を分配供給することができる。 A second invention is a fuel rail provided with the fuel heating device according to the first invention described above. This fuel rail can distribute and supply sufficiently heated fuel to a plurality of fuel injection valves.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、図面の記載が煩雑になることを避けるため、1つの図面において、実質的に同一の複数の部材または部位には、複数のうち1つのみに符号を付す場合がある。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In addition, in order to avoid complicated description of the drawings, a plurality of substantially identical members or parts may be denoted by only one of the plurality.
(第1実施形態)
図1に示すように、第1実施形態の燃料レール1は、内燃機関(以下、「エンジン」という)2の近傍に取り付けられる。エンジン2は、4つの気筒3を有する4気筒エンジンである。各気筒3には、燃焼室4が形成されている。エンジン2は、例えばエタノール等のアルコール燃料、または、アルコールとガソリンとの混合燃料を燃料として駆動する。各燃焼室4には、吸気ポート5が接続されており、当該吸気ポート5を経由して燃焼室4に吸気が導入される。吸気ポート5は、インテークマニホールド6に形成されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
吸気ポート5のそれぞれに燃料噴射弁10が設けられる。すなわち、燃料噴射弁10は、4つ設けられる。燃料噴射弁10は、噴孔11が吸気ポート5内に露出するよう設けられる。燃料噴射弁10の噴孔11から吸気ポート5内に噴射される燃料は、霧状となって吸気とともに燃焼室4に導入され、燃焼室4で燃焼する。
本実施形態では、燃料レール1は、燃料噴射弁10とともに、エンジン2近傍のインテークマニホールド6に取り付けられ、燃料供給源としての燃料タンク7から供給される燃料を燃料噴射弁10に分配する。
A
In the present embodiment, the
燃料レール1は、レール本体20、および、燃料加熱装置100等を備えている。
図1、2に示すように、レール本体20は、上部材21および下部材22からなる。
上部材21および下部材22は、例えば、所定の板厚の金属板をプレス加工等の塑性変形加工をすることにより形成されている。上部材21および下部材22は、長尺状に形成されている。ここで、上部材21と下部材22との長手方向の長さ、および、短手方向の長さは、概ね同じである。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
上部材21は、一方の面側から他方の面側へ凹む凹部を有している。また、下部材22も、一方の面側から他方の面側へ凹む凹部を有している。
下部材22は、上部材21に対し長手方向および短手方向が対応するよう、かつ、凹部が上部材21の凹部に対向するよう上部材21に接合している。これにより、上部材21の凹部と下部材22の凹部との間に燃料流路200が形成されている。この燃料流路200を燃料タンク7から供給される燃料が流れる。
The
The
また、レール本体20には、長手方向に略等間隔で、4個の凸部23が形成されている。凸部23は、レール本体20の長手方向に対し垂直な方向に突出している。4個の凸部23は、そこに固定される4個の燃料加熱装置100及び4個の燃料噴射弁10に対応して形成されている。
The
上部材21には、長手方向の一端に燃料入口24が形成されている。燃料入口24は、上部材21の一方の面と他方の面とを接続するよう、すなわち、上部材21を板厚方向に貫くよう形成されている。
The
レール本体20(上部材21)の燃料入口24には、インレットパイプ25の一端が接続される。インレットパイプ25の他端には、燃料タンク7から延びる燃料供給路8が接続される(図1参照)。燃料供給路8の燃料タンク7とインレットパイプ25との間には、燃料ポンプ9が設けられている。燃料ポンプ9は、燃料タンク7内の燃料を吸引し吐出する。燃料ポンプ9が作動すると、燃料タンク7内の燃料が燃料供給路8を経由してインレットパイプ25へ圧送される。これにより、燃料タンク7からの燃料が燃料流路200に流入する。
One end of an
本実施形態では、燃料加熱装置100は、レール本体20の凸部23に取り付けられるよう、レール本体20の長手方向に沿って複数が略等間隔で設けられている。燃料加熱装置100は、取り付けられる燃料噴射弁10に対応するよう4つ設けられており、燃料タンク7からレール本体20の燃料流路200を経由して供給される燃料を加熱して燃料噴射弁10に導くものである。
In the present embodiment, a plurality of the
図3〜6に示すように、燃料加熱装置100は、加熱室形成部30、入口開口部33、出口開口部34、加熱手段60および遮蔽部70等を備えている。
加熱室形成部30は、上部材40および下部材50から構成される。
上部材40および下部材50は、例えば、所定の板厚の金属板をプレス加工や深絞り加工等の塑性変形加工をすることにより形成されている。
上部材40は、一方の面側から他方の面側へ凹む上凹部41を有している。下部材50は、一方の面側から他方の面側へ凹む下凹部51を有している。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
The heating
The
The
加熱室形成部30は、上部材40の上凹部41と下部材50の下凹部51とが対向するよう、上部材40と下部材50とを接合することにより形成されている。上部材40と下部材50との接合面は筒状に形成されている。本実施形態では、上部材40と下部材50とは、例えばろう付けにより接合されている。これにより、加熱室形成部30の上凹部41と下凹部51との間に、所定の容積の加熱室300が形成される。
The heating
加熱室形成部30は、加熱室300を形成する略平面状の壁面として、第1壁面301、第2壁面302、第3壁面303、第4壁面304、第5壁面305および第6壁面306を有している。
第1壁面301は、上部材40の上凹部41の底に形成されている。第6壁面306は、第1壁面301に対向し、下部材50の下凹部51の底に形成されている。
第2壁面302、第3壁面303、第4壁面304および第5壁面305は、第1壁面301および第6壁面306に対して略垂直に設けられ、第1壁面301と第6壁面306とを接続する。
第5壁面305に、加熱手段60が取り付けられる。第5壁面305に向き合うのが第3壁面303である。第2壁面302は、第3壁面303に接続し、レール本体側に位置する。第4壁面304は、第5壁面305に接続し、反レール本体側に位置する。
The heating
The
The
The heating means 60 is attached to the
図4に示すように、本実施形態では、加熱室形成部30は、加熱室300を形成する曲面状の壁面として、第1曲面部310および第2曲面部320を有している。第1曲面部310は、加熱室300内の特定の点Pを中心とする円弧に沿うよう形成され、第3壁面303と第4壁面304とを接続している。
第2曲面部320は、加熱室300内の特定の点Qを中心とする円弧に沿うよう形成され、第2壁面302と第5壁面305とを接続している。第2曲面部320は、断面が外側に凸の円弧状に形成され、後述する第2筒部32の周囲に設けられている。加熱室形成部30に第1曲面部310及び第2曲面部320を設けることにより、加熱室300の容積を小さくし、燃料の加熱効率を高めることができる。
本実施形態の第1曲面部310は、特許請求の範囲に記載の「曲面部」の一例に相当する。また、本実施形態の第2曲面部320は、特許請求の範囲に記載の「容積縮小部」の一例に相当する。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the heating
The second
The first
加熱室形成部30は、第2曲面部320の外気側に、燃料噴射弁10のコネクタ13に嵌合する外部コネクタ14(図4参照)に当接可能な鍔37を有する。図6に示すように、加熱室形成部30が有する鍔37は、燃料噴射弁10の中心軸Ocを挟んで外部コネクタ14の左右2カ所A,Bに当接可能である。これにより、加熱室形成部30に第2曲面部320を設けた場合でも、加熱室形成部30が有する鍔37は、燃料噴射弁10が軸周りに回転することを防ぐことが可能である。
なお、仮に、外部コネクタ14が燃料噴射弁10のコネクタ13の内側に嵌合するものである場合、加熱室形成部30が有する鍔37は、燃料噴射弁10のコネクタ13に当接可能な位置に設けてもよい。
The heating
If the
本実施形態では、燃料加熱装置100は、第1筒部31および第2筒部32をさらに備えている。
第1筒部31は、上部材40と同じ材料により筒状に形成されている。第1筒部31は、加熱室300外に位置し、一端が上部材40に接続するよう上部材40と一体に形成されている。
入口開口部33は、上部材40の上凹部41の第1筒部31の一端に対応する位置に形成されている。入口開口部33は、第1壁面301上に位置している。
In the present embodiment, the
The first
The
第2筒部32は、下部材50と同じ材料により有底筒状に形成されている。第2筒部32は、加熱室300内に位置している。本実施形態では、第2筒部32は、例えば深絞り加工により下部材50と一体に形成され、第6壁面306から加熱室300内に延びている。
出口開口部34は、第2筒部32の第6壁面306とは反対側の端部に形成されている。このように、第2筒部32は、一端(底部側の端部)に出口開口部34が形成され、他端(底部とは反対側の端部)が加熱室形成部30の下部材50に接続するよう加熱室300内に設けられている。ここで、第2筒部32は、特許請求の範囲における「筒部」に対応している。
The second
The
出口開口部34は、第2筒部32の軸Axに対し第2壁面302側に位置するよう形成されている。すなわち、出口開口部34は、第2壁面302の近傍に形成されている。
また、出口開口部34は、加熱室300を形成する壁面のうち互いに対向する第1壁面301と第6壁面306との間の距離の1/2の位置よりも第1壁面301側に寄った位置に形成されている。すなわち、第2筒部32の底部に形成された出口開口部34は、加熱室300の全体の高さの1/2よりも高い所に位置している。
The
Further, the
入口開口部33と出口開口部34とは、互いに対向するのを避けた位置に形成されている。また、入口開口部33および出口開口部34は、互いに所定距離以上離れるよう形成されている。
図4に示すように、入口開口部33と出口開口部34はいずれも、燃料加熱装置100が車両に搭載された状態で、後述する発熱部62より所定距離h1、h2分、重力方向上側に位置している。
The
As shown in FIG. 4, the
加熱室形成部30は、第1筒部31の他端側がレール本体20の燃料流路200内に位置するよう、上部材40がレール本体20の凸部23(下部材22)に接合されている。これにより、レール本体20の燃料流路200内の燃料は、第1筒部31の他端側の開口部、内側、および、入口開口部33を経由して加熱室300内に流入する。本実施形態では、加熱室形成部30(上部材40)とレール本体20(下部材22)とは、例えばろう付けにより接合されている。
In the heating
第2筒部32の内側には、燃料噴射弁10の噴孔11とは反対側の端部が接続される。そのため、加熱室300内の燃料は、出口開口部34を経由して燃料噴射弁10に導かれる。
An end of the
加熱手段60は、本体61、発熱部62およびホルダ63を有している。
本体61は、略円筒状に形成されている。発熱部62は、例えば金属により棒状、より具体的には長い円柱状に形成されている。発熱部62は、本体61と同軸となるよう本体61に設けられている。発熱部62は、電力を供給されることにより発熱する。これにより、発熱部62は、周囲の媒体(気体または液体等)を加熱することができる。
The heating means 60 has a
The
ホルダ63は、例えば金属により略円筒状に形成され、加熱室形成部30の上部材40に形成された開口部に一端が接続するよう上部材40に設けられている。ホルダ63と上部材40とは、例えばろう付けにより接続されている。
The
本体61は、発熱部62が加熱室300内に位置するようホルダ63の内側に設けられている。すなわち、加熱手段60は、発熱部62が加熱室300内に位置するよう加熱室形成部30に設けられている。これにより、加熱手段60は、加熱室300内の燃料を発熱部62により加熱可能である。
The
ここで、上述の特定の点Pは、発熱部62と出口開口部34との間に位置している(図6参照)。また、加熱手段60は、発熱部62の軸が第1壁面301および第6壁面306に対し傾斜するよう加熱室形成部30に設けられている。また、本体61とホルダ63との間は、液密に保持されている。
Here, the specific point P described above is located between the
図1、2に示すように、本実施形態では、4つの加熱手段60は、それぞれ、長手方向が、「レール本体20の長手方向および凸部23の突出方向を含む仮想平面」に対し傾斜するよう設けられている。すなわち、加熱手段60は、本体61の軸が前記仮想平面に対し傾斜するよう設けられている。また、4つの加熱手段60は、それぞれの本体61の軸が互いに略平行になるよう、加熱室形成部30に設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, each of the four
図3〜6に示すように、遮蔽部70は、例えば、所定の板厚の金属板を折り曲げ加工等の塑性変形加工することにより形成されている。
遮蔽部70は、固定部71、遮蔽部本体72及び流路形成部73を有する。
固定部71は、加熱室300の重力方向上側に位置する内壁である第1壁面301に固定される。固定部71は、入口開口部33と出口開口部34との間から、発熱部62の重力方向上側に亘って延びており、第1壁面301に対し、例えばろう付けにより固定される。固定部71と第1壁面301との接合面積を大きくすることで、エンジン2又は車両の振動などにより固定部71が第1壁面301から脱落することが防がれる。
As shown in FIGS. 3-6, the shielding
The shielding
The fixing
遮蔽部本体72は、固定部71から加熱室300の重力方向下側の内壁へ向けて延びる。遮蔽部本体72は、加熱室300をその遮蔽部本体72よりも入口開口部33側の予備加熱空間400と、遮蔽部本体72よりも出口開口部34側の本加熱空間500とに仕切るものである。なお、第2壁面302、第4壁面304および第6壁面306と、遮蔽部本体72との間には、燃料が流れる隙間があけられている。遮蔽部本体72は、入口開口部33と出口開口部34とを結ぶ仮想直線に対して交差するように設けられる。そのため、遮蔽部本体72は、入口開口部33から出口開口部34へ向けて直線状に流れる燃料の流れを遮り、加熱室300内の燃料の流れに乱れを発生させることが可能である。
遮蔽部本体72は、入口開口部33と出口開口部34との間で固定部71から第6壁面306の近傍まで延びる第1部分721と、固定部71から発熱部62の近傍まで延びる第2部分722を有する。図4では、第1部分721と第2部分722の境界を概念的に破線Bで示しているが、これらは一体のものである。
The shield part
The shield
流路形成部73は、遮蔽部本体72のうち発熱部62に対応する位置に設けられ、燃料の流れる流路を形成する。流路形成部73は、遮蔽部本体72の第4壁面304側、および遮蔽部本体72の第6壁面306側が切り欠かれている。
加熱手段60の発熱部62は、流路形成部73を通過し、本加熱空間500と予備加熱空間400に亘って配置されている。発熱部62は、予備加熱空間400の燃料を加熱すると共に、その予備加熱空間400から本加熱空間500へ流入した燃料を本加熱空間500でさらに加熱することが可能である。予備加熱空間400から流路形成部73を通過して本加熱空間500に流れる燃料は、発熱部62に接触し、又は、発熱部62の近傍を流れることで効率よく加熱される。
The flow
The
また、上述した加熱室形成部30の第1曲面部310は、発熱部62に対して入口開口部33とは反対側に位置する第4壁面304から、加熱手段60の本体61が固定される第5壁面305とは反対側に位置する第3壁面303に亘り、断面が外側に凸の円弧状に形成されている。これにより、第4壁面304と第3壁面303との接合箇所で燃料が渦を形成することが防がれる。したがって、燃料は、第1曲面部310に沿って、流路形成部73の外側を発熱部62に接触して流れ、又は発熱部62の近傍を流れる。
In addition, the first
図1、2に示すように、本実施形態では、燃料レール1は、取付部材90をさらに備えている。
取付部材90は、本体91および取付部92を有している。
本体91は、例えば金属により長尺の板状に形成されている。取付部92は、本体91の長手方向の2箇所に形成されている(図2参照)。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the
The
The
取付部材90は、本体91が、4つの加熱室形成部30の下部材50に接合するよう設けられている。取付部材90と加熱室形成部30(下部材50)とは、例えばろう付けにより接合されている。
取付部92は、取付部92が有する穴部に例えばボルト等の締結部材が通されて、エンジン2近傍のインテークマニホールド6に固定される。これにより、燃料レール1は、インテークマニホールド6に取り付けられる。
The
The
本実施形態では、燃料加熱装置100(燃料レール1)は、入口開口部33が加熱室300の重力方向上側に位置するよう、インテークマニホールド6に取り付けられる。このとき、発熱部62は、入口開口部33および出口開口部34に対し重力方向下側に位置している。すなわち、本実施形態では、入口開口部33および出口開口部34は、燃料加熱装置100(燃料レール1)がインテークマニホールド6に取り付けられた状態において、発熱部62に対し重力方向上側に位置するよう形成されている。
また、出口開口部34は、燃料加熱装置100がエンジン2近傍のインテークマニホールド6に取り付けられた状態において、加熱室300の重力方向の長さの1/2の位置よりも重力方向上側の位置に形成されている。
In the present embodiment, the fuel heating device 100 (fuel rail 1) is attached to the
In addition, the
図1に示すように、本実施形態では、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)12をさらに備えている。ECU12は、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのROM、RAM、および、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ECU12は、車両の各部に取り付けられたセンサ類からの信号等に基づき、ROMに格納されたプログラムに従って処理を行い、車両各部の装置等を制御する。
As shown in FIG. 1, this embodiment further includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 12. The
本実施形態では、ECU12は、エンジン2の始動時、燃料のアルコール濃度が所定値以上で、かつ、環境温度が所定値以下の場合、燃料噴射弁10から燃料の噴射を開始する前に、燃料のプレヒート(予熱)を行う。このとき、加熱室300には、レール本体20の燃料流路200および入口開口部33を経由して、燃料タンク7からの燃料が流入しているものとする。
In this embodiment, the
ECU12は、プレヒートにおいて、加熱手段60に電力を供給し、発熱部62を発熱させる。これにより、加熱室300内の発熱部62近傍の燃料が加熱される。発熱部62により加熱された燃料は、重量が変化し、本加熱空間500の重力方向上側に滞留する。発熱部62により加熱室300内の燃料が十分に加熱されると、プレヒートが完了する。
The
ECU12は、プレヒートの完了後、燃料噴射弁10に燃料の噴射を指示する。これにより、加熱室300に滞留した温度の高い燃料が出口開口部34を経由して燃料噴射弁10に導かれ、噴孔11から吸気ポート5内に噴射され、エンジン2の燃焼室4に供給される。このとき噴射される燃料は、温度が高いため、着火性が向上している。よって、燃料のアルコール濃度が所定値以上で、かつ、環境温度が所定値以下であっても、エンジン2を始動させることができる。
The
ECU12は、エンジン2の始動後も、燃料のアルコール濃度が所定値以上で、かつ、環境温度が所定値以下の場合、加熱手段60に継続的に電力を供給し、加熱室300内の燃料を加熱する。そのため、発熱部62により加熱された温度の高い燃料が燃料噴射弁10から噴射される。
Even after the
以上説明した第1実施形態の燃料レール1は、次の作用効果を奏する。
(1)第1実施形態では、燃料加熱装置100が備える遮蔽部70は、入口開口部33と出口開口部34との間に設けられ、入口開口部33から出口開口部34へ直線状に流れる燃料の流れを遮る。
これにより、加熱室300内の燃料の流れに乱れが発生し、加熱室300内での燃料の滞在時間が長くなる。したがって、燃料が発熱部62に接触する機会が増え、又は燃料が発熱部62の近傍を流れる機会が増えるので、燃料加熱装置100は、加熱効率を向上することができる。
また、遮蔽部70によって加熱室300を仕切ることにより、発熱部62により加熱された燃料を、出口開口部34の周囲に滞留させることが可能である。
The
(1) In the first embodiment, the shielding
As a result, the fuel flow in the
Further, by partitioning the
(2)第1実施形態では、燃料加熱装置100が車両に搭載された状態で、出口開口部34は、発熱部62よりも重力方向上側に位置している。
これにより、発熱部62により加熱された燃料は、加熱室300を重力方向上側に移動するので、燃料加熱装置100は、加熱された燃料を出口開口部34から燃料噴射弁10に導くことができる。
(2) In the first embodiment, the
As a result, the fuel heated by the
(3)第1実施形態では、燃料加熱装置100が車両に搭載された状態で、入口開口部33は、発熱部62よりも重力方向上側に位置している。
また、遮蔽部70は、加熱室300の重力方向上側の第1壁面301に固定され、そこから重力方向下側の第6壁面306へ向けて延びている。
これにより、入口開口部33から加熱室300に導かれた燃料は、遮蔽部本体72により、入口開口部33から出口開口部34への流れを遮蔽される。そのため、燃料加熱装置100は、加熱室300内の燃料の流れに乱れを発生することができる。
(3) In the first embodiment, the
Further, the shielding
As a result, the fuel guided from the inlet opening 33 to the
(4)第1実施形態では、遮蔽部70は、固定部71、遮蔽部本体72および流路形成部73を有する。流路形成部73は、遮蔽部本体72のうち発熱部62に対応する位置に設けられ、予備加熱空間400と本加熱空間500とを連通する流路を形成する。
これにより、遮蔽部70は、予備加熱空間400から流路形成部73を経由して本加熱空間500へ燃料を流すことにより、発熱部62に燃料が接触する機会を増やし、又は発熱部62の近傍を燃料が流れる機会を増やすことができる。
(4) In 1st Embodiment, the shielding
As a result, the shielding
(5)第1実施形態では、発熱部62は、流路形成部73を通過して、本加熱空間500から予備加熱空間400に亘って設けられる。
これにより、発熱部62は、予備加熱空間400の燃料を加熱すると共に、その予備加熱空間400から本加熱空間500へ流入した燃料をさらに加熱することが可能である。
(5) In the first embodiment, the
Thus, the
(6)第1実施形態では、遮蔽部70が有する固定部71は、入口開口部33と出口開口部34との間から、発熱部62の重力方向上側に亘って延びており、加熱室300の重力方向上側の内壁である第1壁面301に固定される。
これにより、遮蔽部70が有する固定部71と第1壁面301との接合面積を大きくすることが可能である。そのため、エンジン2又は車両の振動などにより、固定部71が第1壁面301から脱落することを防ぐことができる。
(6) In 1st Embodiment, the fixing | fixed
Thereby, it is possible to increase the bonding area between the fixing
(7)第1実施形態では、加熱室形成部30は、第3壁面303から第4壁面304に亘り、断面が外側に凸の円弧状に形成された第1曲面部310を有する。
これにより、入口開口部33から加熱室300に導入された燃料は、第4壁面304と第3壁面303との接続箇所で渦を形成することなく、流路形成部73の外側を発熱部62に向かって流れる。そのため、燃料が発熱部62に接触する機会が増え、又は燃料が発熱部62の近傍を流れる機会が増えるので、燃料加熱装置100は、加熱効率を向上することができる。
(7) In 1st Embodiment, the heating
As a result, the fuel introduced into the
(8)第1実施形態では、第6壁面306から加熱室300内に筒状に延び、加熱室300内の端部に出口開口部34が形成される第2筒部32を備える。
これにより、加熱室300の容積を小さくすることで、燃料の加熱効率を高めることができる。また、燃料噴射弁10の端部を第2筒部32の内側に取り付けることで、燃料噴射弁10を接続した状態の燃料加熱装置100と燃料噴射弁10とを合わせた体格を小型化することができる。
(8) In the first embodiment, the second
Thereby, the heating efficiency of fuel can be improved by reducing the volume of the
(9)第1実施形態では、加熱室形成部30は、第2筒部32の周囲に形成された第2曲面部320を有する。
これにより、加熱室300の容積を小さくすることで、燃料の加熱効率を高めることができる。
(9) In the first embodiment, the heating
Thereby, the heating efficiency of fuel can be improved by reducing the volume of the
(10)第1実施形態では、加熱室形成部30は、第2曲面部320の外気側に、燃料噴射弁10のコネクタ13に嵌合する外部コネクタ14に当接可能な鍔37を有する。
これにより、加熱室形成部30に第2曲面部320を形成した場合でも、鍔37を設けることにより、燃料噴射弁10が軸周りに回転することを防ぐことができる。
(10) In the first embodiment, the heating
Thereby, even when the 2nd
(11)第1実施形態では、燃料レールは、上述した燃料加熱装置100を備える。
この燃料レールは、複数の燃料噴射弁10に対し、十分に加熱された燃料を分配供給することができる。
(11) In the first embodiment, the fuel rail includes the
This fuel rail can distribute and supply sufficiently heated fuel to the plurality of
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図7〜10に示す。第2実施形態の燃料加熱装置100が備える加熱室形成部30は、第3壁面303と第4壁面304とを接続する第7壁面307を有する。第7壁面307は、第3壁面303と第4壁面304に対して傾斜して設けられる。また、第7壁面307は、略平面状に形成される。
第2実施形態の第7壁面307は、特許請求の範囲に記載の「傾斜部」の一例に相当する。
燃料加熱装置100は、加熱室形成部30に第7壁面307を設けることにより、加熱室300の容積を小さくし、燃料の加熱効率を高めることができる。また、燃料加熱装置100は、第7壁面307により、第4壁面304と第3壁面303との接合箇所で燃料の渦が形成されるのを防ぐことができる。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. The heating
The
The
第2実施形態では、第7壁面307により、予備加熱空間400の容積が小さくなる。そのため、加熱手段60の発熱部62は、その大部分が本加熱空間500に配置され、予備加熱空間400に配置される部分が小さいものとなる。しかし、予備加熱空間400から流路形成部73を通過して本加熱空間500に流れる燃料は、発熱部62に接触し、又は、発熱部62の近傍を流れるので、燃料加熱装置100は、加熱室300の燃料を効率よく加熱することが可能である。
第2実施形態では、燃料加熱装置100は、第7壁面307により、第1実施形態よりも加熱室300の容積を小さくすることで、燃料の加熱効率を高めることができる。
In the second embodiment, the
In the second embodiment, the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図11に示す。第3実施形態では、遮蔽部70が有する流路形成部73が、加熱手段60の発熱部62の周りに円形の流路として形成されている。
加熱手段60の発熱部62は、その円形の流路形成部73を通過し、本加熱空間500と予備加熱空間400に亘って配置されている。予備加熱空間400から流路形成部73を通過して本加熱空間500に流れる燃料は、発熱部62に接触し、又は、発熱部62の近傍を流れることで効率よく加熱される。
第3実施形態では、上述した第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, the flow
The
In 3rd Embodiment, there can exist an effect similar to 1st Embodiment mentioned above.
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、筒部(第2筒部32)は、加熱室形成部30と別体に形成されることとしてもよい。
(Other embodiments)
In another embodiment of the present invention, the cylindrical portion (second cylindrical portion 32) may be formed separately from the heating
また、本発明の他の実施形態では、加熱室形成部30は、上部材40と下部材50とが一体に形成されることにより形成されていてもよい。また、加熱室形成部30は、例えば切削加工等、プレス加工以外の方法により形成されていてもよい。また、加熱室形成部30は、どのような形状に形成されていてもよい。
Moreover, in other embodiment of this invention, the heating
また、本発明の他の実施形態では、入口開口部33は、加熱室300を形成する壁面のうち、どの壁面に形成されていてもよく、下部材50に形成されていてもよい。また、本発明の他の実施形態では、第1筒部31を備えないこととしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、出口開口部34とは反対側の端部が上部材40に接続するよう設けられていてもよい。
In another embodiment of the present invention, the
Moreover, in other embodiment of this invention, the edge part on the opposite side to the
また、本発明の他の実施形態では、入口開口部33と出口開口部34とは、互いに対向する位置に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、出口開口部34は、加熱室300を形成する壁面のうち互いに対向する第1壁面301と第6壁面306との間の距離の1/2の位置、または、当該位置よりも第6壁面306側に寄った位置に形成されていてもよい。
In another embodiment of the present invention, the
Further, in another embodiment of the present invention, the
また、本発明の他の実施形態では、出口開口部34は、燃料加熱装置100がエンジン2またはその近傍に取り付けられた状態において、加熱室300の垂直方向の長さの1/2の位置、または、当該位置よりも重力方向下側の位置に形成されていてもよい。
In another embodiment of the present invention, the
また、上述の実施形態では、取付部材90を加熱室形成部30の下部材に接合し、燃料加熱装置100(燃料レール)をインテークマニホールドに取り付ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、取付部材90を、例えば加熱室形成部30の上部材40等、下部材50以外の部位に接合することとしてもよい。また、本発明の他の実施形態では、取付部材90を備えず、燃料加熱装置(燃料レール)を、エンジン2またはその近傍に直接取り付けることとしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the
また、本発明の他の実施形態では、加熱手段60の本体61、発熱部62およびホルダ63は、どのような形状に形成されていてもよい。また、ホルダ63は、加熱室形成部30と一体に形成されていてもよい。また、加熱手段60は、本体61およびホルダ63を備えていなくてもよい。
Moreover, in other embodiment of this invention, the
また、本発明の他の実施形態では、レール本体20は、上部材21と下部材22とが一体に形成されることで形成されていてもよい。また、レール本体21は、例えば切削加工等、プレス加工以外の方法により形成されていてもよい。また、レール本体21は、内側に燃料流路200を有し、長尺状に形成されるのであれば、例えばパイプ状の部材等、どのような部材により形成されていてもよい。
また、上述の実施形態では、各部材同士をろう付けにより接合する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、各部材同士を、例えば溶接等、ろう付け以外の方法により接合することとしてもよい。
Moreover, in other embodiment of this invention, the rail
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the example which joins each member by brazing was shown. On the other hand, in other embodiment of this invention, it is good also as joining each member by methods other than brazing, for example, welding.
また、上述の実施形態では、燃料レール1を、燃料噴射弁10の噴孔が吸気ポート内に露出するようインテークマニホールド6に取り付ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、燃料レール1を、例えば燃料噴射弁10の噴孔11がエンジン2の燃焼室4に露出するよう、すなわち、直噴式のエンジン2に取り付けることとしてもよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the example which attaches the
また、本発明の他の実施形態では、加熱室形成部30および加熱手段60は、エンジン2に取り付けられる燃料噴射弁10の数に応じて、任意の数設けることができる。すなわち、本発明は、任意の気筒数のエンジン2に適用することができる。例えば、本発明の燃料加熱装置100を単気筒のエンジンに適用することもできる。この場合、加熱室形成部30および加熱手段60はそれぞれ1つ設けられ、レール本体20は不要である。
Moreover, in other embodiment of this invention, the heating
また、本発明は、エタノール等のアルコール燃料、または、アルコールとガソリンとの混合燃料を燃料とするエンジン2に限らず、ガソリンを燃料とするエンジン2にも適用することができる。この場合、環境温度が低くても、燃料加熱装置100による燃料の加熱により、燃料の粘度が低下し、噴霧の粒度を小さくできる。よって、燃焼室4での燃料の着火性を向上できる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
Further, the present invention is not limited to the
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
10 ・・・燃料噴射弁
30 ・・・加熱室形成部
33 ・・・入口開口部
34 ・・・出口開口部
60 ・・・加熱手段
61 ・・・本体
62 ・・・発熱部
70 ・・・遮蔽部
100・・・燃料加熱装置
300・・・加熱室
DESCRIPTION OF
Claims (12)
内側に加熱室(300)を形成する加熱室形成部(30)と、
前記燃料供給源から供給される燃料を前記加熱室内に導く入口開口部(33)と、
前記加熱室内の燃料を前記燃料噴射弁に導く出口開口部(34)と、
発熱可能な棒状の発熱部(62)、及び、その発熱部が前記加熱室内に位置するように前記加熱室形成部に固定される本体(61)を有し、前記加熱室内の燃料を前記発熱部により加熱可能な加熱手段(60)と、
前記加熱室内で前記入口開口部と前記出口開口部との間に設けられ、前記入口開口部から前記出口開口部へ直線状に流れる燃料の流れを遮る遮蔽部(70)と、を備えることを特徴とする燃料加熱装置。 A fuel heating device (100) for heating fuel supplied from a fuel supply source (7) and guiding the fuel to a fuel injection valve (10),
A heating chamber forming part (30) for forming a heating chamber (300) inside,
An inlet opening (33) for guiding the fuel supplied from the fuel supply source into the heating chamber;
An outlet opening (34) for guiding the fuel in the heating chamber to the fuel injection valve;
A rod-like heat generating part (62) capable of generating heat, and a main body (61) fixed to the heating chamber forming part so that the heat generating part is located in the heating chamber, and the fuel in the heating chamber generates heat. Heating means (60) capable of being heated by the section;
A shielding portion (70) provided between the inlet opening and the outlet opening in the heating chamber and blocking a flow of fuel flowing linearly from the inlet opening to the outlet opening. A fuel heating device.
前記遮蔽部は、前記入口開口部と前記出口開口部との間で、前記加熱室の重力方向上側の内壁(301)に固定され、そこから前記加熱室の重力方向下側の内壁(306)へ向けて延びるものであることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料加熱装置。 In a state where the fuel heating device is mounted on a vehicle, the inlet opening is located above the heat generating portion in the gravity direction,
The shielding portion is fixed to the inner wall (301) on the upper side in the gravity direction of the heating chamber between the inlet opening and the outlet opening, and from there, the inner wall (306) on the lower side in the gravity direction of the heating chamber. The fuel heating device according to claim 1, wherein the fuel heating device extends toward the front.
前記加熱室の重力方向上側の内壁に固定される固定部(71)と、
前記固定部から前記加熱室の重力方向下側の内壁へ向けて延び、前記加熱室を前記遮蔽部よりも前記入口開口部側の予備加熱空間(400)と、前記遮蔽部よりも前記出口開口部側の本加熱空間(500)とに仕切る遮蔽部本体(72)と、
前記遮蔽部本体のうち前記発熱部に対応する位置に設けられ、前記予備加熱空間と前記本加熱空間とを連通する流路を形成する流路形成部(73)と、を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の燃料加熱装置。 The shielding part is
A fixing portion (71) fixed to the inner wall on the upper side in the gravity direction of the heating chamber;
A preheating space (400) that extends from the fixed portion toward the inner wall on the lower side in the gravity direction of the heating chamber, and that has the heating chamber closer to the inlet opening than the shielding portion, and the outlet opening from the shielding portion. A shielding part main body (72) that partitions the main heating space (500) on the part side;
It has a flow path forming part (73) provided in a position corresponding to the heat generating part in the shielding part main body, and forming a flow path that connects the preliminary heating space and the main heating space. The fuel heating device according to any one of claims 1 to 3.
前記レール本体の前記燃料流路に前記入口開口部が連通し、前記燃料流路から前記入口開口部を経由して前記加熱室内に導かれた燃料を加熱する請求項1から11のいずれか一項に記載の燃料加熱装置と、を備え、
前記燃料加熱装置は、前記レール本体の長手方向に沿って複数個設けられ、
前記燃料噴射弁は、複数個の前記燃料加熱装置のそれぞれに対応するよう複数個取り付けられることを特徴とする燃料レール(1)。 An elongated rail body (20) having a fuel flow path (200) through which fuel supplied from the fuel supply source flows;
12. The fuel cell according to claim 1, wherein the inlet opening communicates with the fuel flow path of the rail body, and heats the fuel guided from the fuel flow path to the heating chamber via the inlet opening. A fuel heating device according to claim
A plurality of the fuel heating devices are provided along the longitudinal direction of the rail body,
A fuel rail (1), wherein a plurality of the fuel injection valves are attached to correspond to each of the plurality of fuel heating devices.
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