JP2719567B2 - エンジンのｌｐｇ供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はLPGを燃料ポンプで加圧して燃料噴射弁より
吸気管に噴射しエンジンに供給する装置に関するもので
あって、主に自動車エンジンのLPG供給に利用される。

（従来の技術） 火花点火式の自動車エンジンにLPGを供給するシステ
ムとして、ボンベのLPGをベーパライザで減圧ガス化し
混合器で吸入空気流に吸引させる代りに、減圧ガス化す
ることなく液状のまま燃料噴射弁で吸入空気流に噴射さ
せることが提案されている。

ところで、燃料噴射弁を用いたLPG供給装置において
は、特開昭59−82556号、同59−108855号の各公報に開
示されているようにボンベの内圧をほぼそのまま噴射圧
力とすると熱的影響を受けたとき容易にガス化して圧力
を極度に変動させ燃料噴射弁による計量が著しく不正確
になるので、実願昭60−21997号（実開昭61−138860
号）、同60−177417号（実開昭62−87162号）の各マイ
クロフイルム、特開昭63−16160号、同63−16161号、同
63−16162号、同63−18172号の各公報に開示されている
ようにボンベのLPGを燃料ポンプで更に加圧しガス化し
にくい状態としたうえで圧力調整器で所定圧力に調整し
噴射圧力とすることが考えられている。

このようなシステムにおいて圧力調整器から放出され
る余剰LPGはボンベに戻されるが、自動車では燃料噴射
弁や圧力調整器は狭いエンジンルームに設置されている
のでエンジン熱で加熱されやすく、余剰LPGは熱的影響
を受けにくいトランクルームに設置されているボンベ内
のLPGよりも高温である。従って、LPG供給系が完全密閉
形でLPGが循環することと相俟って、エンジンを長時間
運転するとボンベ内のLPG温度が徐々に上昇し蒸気圧も
次第に高くなって危険である。

その対策として、前記実願昭60−21997号のマイクロ
フイルムに開示されているように余剰LPGをボンベに戻
さないで燃料ポンプの入口側に戻すことが考えられてい
るが、前述のように余剰LPGは燃料ポンプで加圧された
ものであるためボンベ内圧よるも高圧であり、そのため
燃料ポンプに余剰LPGのみが供給されて循環し、温度を
加速度的に上昇して一部がガス化し気泡を増加して燃料
ポンプによる加圧が不可能となって燃料噴射弁からの噴
射量を減少し、エンジン停止に至るという不都合があ
る。

一方、前記実願昭60−177417号のマイクロフイルムに
開示されているように圧力調整器から燃料ポンプ入口側
に至る余剰LPGの戻し通路に冷却装置を設けるという改
善案もあるが、排気量２程度の標準的な自動車エンジ
ンで試験したところ、冷却実容量300〜500Kcal/h程度の
冷却器が必要であってこれの運転するためにエンジンが
必要とする余分のLPGを無視できず、燃料経済性の面で
実用的でない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はボンベのLPGを燃料ポンプで更に加圧し圧力
調整器で所定圧力に調整して燃料噴射弁より吸気管に噴
射させるとともに、余剰LPGをボンベに戻すというシス
テムでは、エンジンが長時間運転されたときボンベ内の
LPG温度が上昇して危険であり、且つ正常な燃料噴射機
能を損うことなく経済的に温度上昇を防止できる対策手
段がなかった、という前記課題を解決するためになされ
たものであって、ボンベに戻す余剰LPGを冷却装置で強
制冷却することなく温度上昇させないとともに正常な燃
料噴射機能が維持されるエンジンのLPG供給装置を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） ボンベのLPGを燃料ポンプで加圧し所定圧力に調整し
て燃料噴射弁から噴射させるとともに余剰LPGを前記ボ
ンベに戻すというエンジンのLPG供給装置がもっている
課題を解決するため本発明が講じた手段は次の通りであ
る。

即ち、前記ボンベの近傍に設置された第一の圧力調整
器およびエンジンルーム内の設置された第二の圧力調整
器と、前記二つの圧力調整器を各別に有し前記ボンベに
接続された第一の戻し管路および第二の戻し管路と、前
記二つの戻し管路にそれぞれ設けられた第一の開閉弁お
よび第二の開閉弁とを具えている。

そして、前記第一の圧力調整器は第二の圧力調整器よ
りも高い制御圧力に設定されているとともに、前記二つ
の開閉弁はエンジン始動時にともに開弁するが或る時間
経過後に第二の開閉弁が閉弁するようになっている。

（作用） エンジンが始動すると運転初期は制御圧力が低い方の
第二の圧力調整器によってLPGの噴射圧力が調整され、
且つ余剰LPGは燃料噴射弁の近くからボンベに戻される
ので供給管路などに溜っている気泡は完全に排出され
る。始動から或る時間が経過すると第一の圧力調整器に
よってLPGの噴射圧力が調整されるようになり、余剰LPG
はボンベの近くで循環する。このため、気泡を含まない
完全な液体LPGが燃料噴射弁に送られ、また余剰LPGはエ
ンジンの熱的影響を受けないのでボンベ内のLPG温度は
上昇しない。

（実 施 例） 図面を参照して本発明の実施例を説明する。

エンジン１の各燃焼室に混合気を分配する吸気マニホ
ルドを含む吸気管２の絞り弁３の下流側に燃料噴射弁４
が設けられており、ボンベ５の液相部から燃料噴射弁４
に接続された供給管路６にボンベ５側から順にフイルタ
７、電磁式の遮断弁８、燃料ポンプ９、燃料溜め10が設
置されている。

そして、供給管路６の燃料ポンプ９と燃料溜め10との
間の部分から分岐してボンベ５の気相部に接続された第
一の戻し管路11が設けられ、第一の圧力調整器12と電磁
式の第一の開閉弁13とが順に設置されている。この圧力
調整器12はその出口側から第一の導管14によって導入さ
れる出口圧と入口圧との差圧力に応じて動作するダイヤ
フラム・弁式のよく知られた構成であって、燃料ポンプ
９から燃料噴射弁４に送られるLPGを所定圧力の噴射圧
力に調整する。

また、燃料噴射弁４の入口から第一の導管14に接続さ
れた第二の戻し管路15が設けられ、第二の圧力調整器16
と電磁式の第二の開閉弁17とが順に設置されている。こ
の圧力調整器16もその出口側から第二の導管18によって
導入される出口圧と入口圧との差圧力に応じて動作する
ダイヤフラム・弁式のよく知られた構成であって、燃料
ポンプ９から燃料噴射弁４に送られたLPGを所定圧力の
噴射圧力に調整するが、入口側と出口側とを常時連通す
る小径のバイパス19を弁と並列に有している。

第一の圧力調整器12は第二の圧力調整器16よりも0.1
〜0.5kg/cm²程度高い圧力にLPGを調整するように設定さ
れている。

更に、吸気管２に沿って絞り弁３の開度センサ21およ
び吸入負圧の圧力センサ22が、エンジン１の例えばデイ
ストリビュータに回転速度センサ23が、排気管20に酸素
センサ24が、更に燃料溜め10にLPGの温度センサ25およ
び圧力センサ26がそれぞれ設けられており、これらのセ
ンサ21…26からの電気信号は自動車に搭載されているA/
D変換器28、中央処理装置29、駆動回路30などを含んだ
マイクロコンピュータ27に入力され、エンジン１の運転
状態に応じて適正流量のLPGが供給されるように駆動回
路30から燃料噴射弁４に所定デューティ比の駆動電流が
送られる。

このような構成に係る装置において、遮断弁８および
二つの開閉弁13、17はエンジン１の停止時に閉弁してお
り、キイスイッチをオンにするとこれらが開弁すると同
時に燃料ポンプ９が駆動され、ボンベ５から流出した圧
力ある液体LPGは燃料ポンプ９で更に加圧され、エンジ
ン１の運転状態に応じたデューティ比の駆動電流で開閉
駆動される燃料噴射弁４から吸気管２に噴射される。燃
料噴射弁４から噴射されるLPGは圧力調整器12、16によ
って所定の噴射圧力に調整され、また余剰LPGは戻し管
路11、15を通ってボンベ５に戻される。

エンジン１が運転を開始したとき、第二の圧力調整器
16はバイパス19を有しているので設定された制御圧力に
達するまでの間の入口側から出口側へLPGが通過し、供
給管路６、戻し管路11、15などにエンジン停止中に発生
して溜っていた気泡はボンベ５に速やかに排出されて燃
料ポンプ９による加圧や圧力調整器12、16による圧力調
整が円滑且つ正確に行なわれるようになり、且つ気泡が
完全に排出されるとLPGは燃料ポンプ９によって蒸気圧
以上に加圧されるようになる。そして、二つの圧力調整
器12、16は制御圧力に差をもたせてあるので、LPGは低
い方に設定した第二の圧力調整器16によって調整された
噴射圧力で吸気管２に噴射される。

キイスイッチをオンとしてから或る時間が経過する
と、前記のようにLPGは完全な液体の状態で供給管路６
を流れ、且つ第二の圧力調整器16により調整された圧力
で燃料噴射弁４において軽量噴射されている状態とな
る。このような状態となったとき、即ちエンジン１が始
動して或る時間が経過したとき第二の開閉弁17をマイク
ロコンピュータ27または別に設置した図示しないタイマ
の指令に基いて閉弁し第二の戻し管路15を閉鎖させる。
このため、供給管路６のLPGの圧力が上昇し第一の圧力
調整器12に設定した圧力に達すると、以後は第一の圧力
調整器12がLPGを所定の噴射圧力に調整するようになる
のである。

ここで、フイルタ７、遮断弁８、燃料ポンプ９、第一
の戻し管路11およびその圧力調整器12、開閉弁13は矢印
Ａ−Ａで示されるトランクルーム内、即ちエンジンルー
ム外であってボンベ５の近くに設置されている。また、
燃料溜め10、第二の圧力調整器16および開閉弁17は矢印
Ｂ−Ｂで示されるエンジンルーム内に設置されている。

前記構成ではエンジン１の始動時に二つの戻し管路1
1、15の開閉弁13、17がともに開弁し、制御圧力が低い
方のエンジンルーム内の第二の圧力調整器16がLPGの圧
力を制御するが、始動時のエンジンルーム内は特殊な場
合を除いて大気に近い温度であるため、第二の戻し管路
15を通ってボンベ５に戻される余剰LPGは殆んど温度上
昇をしておらず、また高温度であっても短時間で閉鎖さ
れるためボンベ５のLPG温度を著しく上昇させない。更
に、燃料噴射弁４に近い部分から余剰LPGをボンベ５に
戻すので、エンジン停止中に供給管路６などに溜った気
泡を運動初期に余す所なく排出することが可能である。
そして、エンジン１が始動して或る時間が経過するとエ
ンジンルーム外のボンベ４の近傍に設置された第一の圧
力調整器12がLPGの圧力を制御するようになり、余剰LPG
はエンジン１の熱的影響を受けない場所でボンベ５に戻
され循環するので、運転が長時間に及んでもボンベ５の
LPG温度を上昇させない。

（発明の効果） 以上の説明から理解されるように、本発明によると、
エンジンを始動したとき先ずエンジンルーム内の第二の
圧力調整器を経て余剰LPGがボンベに戻されることによ
って供給管路などの気泡が排出除去され、燃料ポンプや
圧力調整器の機能を円滑且つ正確ならしめて燃料噴射弁
からの噴射量を狂わせることがない。また、或る時間を
経過した後はボンベの近傍の第一の圧力調整器を経て余
剰LPGがエンジンの熱的影響を受けることなくボンベに
戻され、エンジンを長時間運転しても正常な燃料噴射機
能を損い或いは燃料消費量を増大させることなくボンベ
内のLPG温度を上昇させず高い安全性が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す配置図である。 １……エンジン、２……吸気路、４……燃料噴射弁、５
……ボンベ、６……供給管路、９……燃料ポンプ、11…
…第一の戻し管路、12……第一の圧力調整器、13……第
一の開閉弁、15……第二の戻し管路、16……第二の圧力
調整器、17……第二の開閉弁、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボンベ（５）のLPGを燃料ポンプ（９）で
   加圧し所定圧力に調整して燃料噴射弁（４）から噴射さ
   せるとともに余剰LPGを前述ボンベ（５）に戻すエンジ
   ンのLPG供給装置において、前記ボンベ（５）の近傍に
   設置された第一の圧力調整器（12）およびエンジンルー
   ム内に設置された第二の圧力調整器（16）と、前記二つ
   の圧力調整器（12、16）を各別に有し前記ボンベ（５）
   に接続された第一の戻し管路（11）および第二の戻し管
   路（15）と、前記二つの戻し管路（11、15）にそれぞれ
   設けられた第一の開閉弁（13）および第二の開閉弁（1
   7）とを具えており、前記第一の圧力調整器（12）は第
   二の圧力調整器（16）よりも高い制御圧力に設定されて
   いるとともに、前記二つの開閉弁（13、17）はエンジン
   始動時にともに開弁するが或る時間経過後に第二の開閉
   弁（17）が閉弁するように構成されていることを特徴と
   するLPG供給装置。