JP3221659B2 - ジメチルエーテル燃料使用ディーゼルエンジン燃料システム - Google Patents
ジメチルエーテル燃料使用ディーゼルエンジン燃料システムInfo
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- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料としてジメチル
エーテルを使用するディーゼルエンジンにおける燃料シ
ステムに関し、さらに詳しくはジメチルエーテルの大気
中への拡散の防止ならびにジメチルエーテルの燃焼室へ
の漏洩によるエンジン始動時の異常燃焼の防止を確実に
行うことができる上記燃料システムに関する。
エーテルを使用するディーゼルエンジンにおける燃料シ
ステムに関し、さらに詳しくはジメチルエーテルの大気
中への拡散の防止ならびにジメチルエーテルの燃焼室へ
の漏洩によるエンジン始動時の異常燃焼の防止を確実に
行うことができる上記燃料システムに関する。
【０００２】
【従来技術】ディーゼルエンジンでは軽油系の燃料が一
般的に使用されてきているが、燃料の気化性や発火燃焼
性あるいはエンジンの性能等の面から検討して、酸素含
有化合物（オキシジェネート）の１種として知られるジ
メチルエーテル（以下、「ＤＭＥ」と略記することがあ
る。）を燃料として使用することが提案されてきてい
る。
般的に使用されてきているが、燃料の気化性や発火燃焼
性あるいはエンジンの性能等の面から検討して、酸素含
有化合物（オキシジェネート）の１種として知られるジ
メチルエーテル（以下、「ＤＭＥ」と略記することがあ
る。）を燃料として使用することが提案されてきてい
る。
【０００３】ＤＭＥ（Ｃ2Ｈ6Ｏ＝４６．１）は、凝固
点：１３８．５℃、沸点：−２３．６℃、燃焼熱：（定
圧）３４４．２ｋｃａｌ、（定容）３４３．１ｋｃａｌ
であり、常温、常圧下で気体であり、ディーゼルエンジ
ン用燃料としてセタン価が高い。従ってＤＭＥ燃料タン
クは、ＤＭＥを液体として保持するために約５ｋｇｆ／
ｃｍ2付近に加圧されている。
点：１３８．５℃、沸点：−２３．６℃、燃焼熱：（定
圧）３４４．２ｋｃａｌ、（定容）３４３．１ｋｃａｌ
であり、常温、常圧下で気体であり、ディーゼルエンジ
ン用燃料としてセタン価が高い。従ってＤＭＥ燃料タン
クは、ＤＭＥを液体として保持するために約５ｋｇｆ／
ｃｍ2付近に加圧されている。
【０００４】軽油を燃料として使用する場合に、軽油は
燃料タンクからフィードポンプで引き出されて燃料フィ
ルターを経て噴射ポンプによって噴射ノズルへ送られ
る。噴射ポンプから送られた燃料の圧力が噴射ノズルの
規定の噴射開始圧力にまで上昇するとノズルのニードル
バルブの円錐形の部分（通常は下向きのスプリング力で
押し下げられて周囲のノズルボディと共にシールを形成
している。）に上向きの力が働いてニードルバルブが押
し上げられ、燃料は噴孔とニードルバルブとの間にでき
る環状の隙間から噴射され（ピントル型またはスロット
ル型）、あるいはノズルボディ先端の噴孔から噴射され
る（ホール型）。そして所定の噴射時間後、噴射ポンプ
からの燃料圧送が停止され、ニードルバルブが押し下げ
られ、ニードルバルブの円錐形部分とノズルボディとの
間にシールが形成される。噴射ノズルには、燃料が噴射
されている間、高圧燃料の一部がニードルバルブとノズ
ルボディとの狭い隙間を流れてそれらを潤滑し、次いで
ノズルホルダー内部を上方へ向かいオーバーフローする
ようになっている。このオーバーフロー燃料は、パイプ
を介して燃料タンクへ返還される。また噴射ポンプにお
ける過剰燃料もオーバーフローパイプを介して燃料タン
クへ返還される。軽油燃料の場合には、このような燃料
システムで特に問題は生じなかった。
燃料タンクからフィードポンプで引き出されて燃料フィ
ルターを経て噴射ポンプによって噴射ノズルへ送られ
る。噴射ポンプから送られた燃料の圧力が噴射ノズルの
規定の噴射開始圧力にまで上昇するとノズルのニードル
バルブの円錐形の部分（通常は下向きのスプリング力で
押し下げられて周囲のノズルボディと共にシールを形成
している。）に上向きの力が働いてニードルバルブが押
し上げられ、燃料は噴孔とニードルバルブとの間にでき
る環状の隙間から噴射され（ピントル型またはスロット
ル型）、あるいはノズルボディ先端の噴孔から噴射され
る（ホール型）。そして所定の噴射時間後、噴射ポンプ
からの燃料圧送が停止され、ニードルバルブが押し下げ
られ、ニードルバルブの円錐形部分とノズルボディとの
間にシールが形成される。噴射ノズルには、燃料が噴射
されている間、高圧燃料の一部がニードルバルブとノズ
ルボディとの狭い隙間を流れてそれらを潤滑し、次いで
ノズルホルダー内部を上方へ向かいオーバーフローする
ようになっている。このオーバーフロー燃料は、パイプ
を介して燃料タンクへ返還される。また噴射ポンプにお
ける過剰燃料もオーバーフローパイプを介して燃料タン
クへ返還される。軽油燃料の場合には、このような燃料
システムで特に問題は生じなかった。
【０００５】参考のため図７に一つのエンジンシリンダ
に取り付けた噴射ノズルへの燃料供給、エンジン燃焼室
への燃料噴射、オーバーフロ燃料の噴射ノズルからの退
去の模様を概念的に示してあるが、エンジンの各部品の
動き及び位置及び噴射ノズルニードルバルブの位置なら
びに燃料の流動のタイミングは同一時点のものではな
い。
に取り付けた噴射ノズルへの燃料供給、エンジン燃焼室
への燃料噴射、オーバーフロ燃料の噴射ノズルからの退
去の模様を概念的に示してあるが、エンジンの各部品の
動き及び位置及び噴射ノズルニードルバルブの位置なら
びに燃料の流動のタイミングは同一時点のものではな
い。
【０００６】またＤＭＥを燃料として用いる場合、ＤＭ
Ｅはセタン価が高く容易に圧縮着火する性質があり、ま
たエンジン停止時に噴射ノズル内に残留しているＤＭＥ
が金属−金属接触で形成されるシールを突破して燃焼室
内へ漏洩しエンジン始動時の異常燃焼の原因となるおそ
れがある。液体ＤＭＥは軽油と比較して粘性が低いの
で、噴射ノズル先端部の金属−金属接触シールを比較的
容易に通り抜けるものと考えられる。また気体ＤＭＥの
比重は空気の比重よりも大きく、系外へ漏出した場合に
は低所に留まる。
Ｅはセタン価が高く容易に圧縮着火する性質があり、ま
たエンジン停止時に噴射ノズル内に残留しているＤＭＥ
が金属−金属接触で形成されるシールを突破して燃焼室
内へ漏洩しエンジン始動時の異常燃焼の原因となるおそ
れがある。液体ＤＭＥは軽油と比較して粘性が低いの
で、噴射ノズル先端部の金属−金属接触シールを比較的
容易に通り抜けるものと考えられる。また気体ＤＭＥの
比重は空気の比重よりも大きく、系外へ漏出した場合に
は低所に留まる。
【０００７】従来ＤＭＥを燃料として使用したディーゼ
ルエンジンにおいては、上記問題を軽減ないし解消する
ために、エンジン停止時にエンジン燃料系（噴射ポン
プ、噴射パイプ、噴射ノズル等）内に残留ＤＭＥを、大
気中へ拡散放出し、あるいはパージ用タンクに気体とし
て抜き取り、コンプレッサーにより加圧液化し、燃料タ
ンクへ戻す等の対策が採用されてきた。なお前述のよう
に燃料タンク内部はＤＭＥを液体として保持するために
約５ｋｇｆ／ｃｍ2またはそれ以上に加圧される。
ルエンジンにおいては、上記問題を軽減ないし解消する
ために、エンジン停止時にエンジン燃料系（噴射ポン
プ、噴射パイプ、噴射ノズル等）内に残留ＤＭＥを、大
気中へ拡散放出し、あるいはパージ用タンクに気体とし
て抜き取り、コンプレッサーにより加圧液化し、燃料タ
ンクへ戻す等の対策が採用されてきた。なお前述のよう
に燃料タンク内部はＤＭＥを液体として保持するために
約５ｋｇｆ／ｃｍ2またはそれ以上に加圧される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】かくして本発明は、Ｄ
ＭＥ燃料使用の場合のディーゼルエンジンの始動、運転
及び停止の各相において燃料システム内に発生する圧力
差を利用すると共に吸着剤を使用するることにより燃料
システム内の各所に存在する過剰または余剰ＤＭＥの回
収及び一時保蔵を行ない、ＤＭＥの大気中の拡散を防止
し、かつ燃焼室への漏洩を防止しうる構成の燃料システ
ムを提供することを主たる目的としている。本発明のさ
らなる目的はＤＭＥ回収一時保蔵機構をコンパクトに組
込んだディーゼルエンジン燃料システムを提供すること
である。
ＭＥ燃料使用の場合のディーゼルエンジンの始動、運転
及び停止の各相において燃料システム内に発生する圧力
差を利用すると共に吸着剤を使用するることにより燃料
システム内の各所に存在する過剰または余剰ＤＭＥの回
収及び一時保蔵を行ない、ＤＭＥの大気中の拡散を防止
し、かつ燃焼室への漏洩を防止しうる構成の燃料システ
ムを提供することを主たる目的としている。本発明のさ
らなる目的はＤＭＥ回収一時保蔵機構をコンパクトに組
込んだディーゼルエンジン燃料システムを提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるジメチルエ
ーテル燃料使用ディーゼルエンジン燃料システムは、添
付図に示されるように、圧力センサ（１３）を備えた燃
料タンク（１）、昇圧ポンプ（３）、エンジン（５）の
噴射ノズル、燃料タンク〜昇圧ポンプ間を結ぶパイプに
設けらけたタンク電磁弁（２）、昇圧ポンプ〜エンジン
の噴射ノズル間のパイプに設けられた燃料電磁弁
（４）、エンジン（５）の噴射ノズル〜燃料タンクを結
ぶ燃料リターンパイプに設けられた圧力センサ（８）、
三方電磁弁（９）、及びエンジンから燃料タンクへ向う
流れのみを許容する逆止弁（１２）から形成される基幹
ループと；エンジンの吸気による負圧発生手段（７）付
き吸気管（６）と；エンジン（５）の上流側と下流側と
の間に電磁弁（１４）を介して設けられたバイパスと；
三方電磁弁（９）の一つの出口からの燃料を吸着するた
めの吸着剤収容タンク（１０）と；吸着剤収容タンク〜
吸気管間を結び吸着剤から脱着される燃料を吸気管の負
圧発生手段の位置へ循環させる吸入電磁弁（１１）付き
循環路と；から構成されるジメチルエーテル燃料使用デ
ィーゼルエンジン燃料システムであって：エンジン始動
時にはバイパスの電磁弁（１４）を閉じた状態としタン
ク電磁弁（２）、燃料電磁弁（４）、吸入電磁弁（１
１）がすべて開かれ、三方電磁弁（９）がエンジンの噴
射ノズルから燃料タンクへの燃料流動を許容する弁位置
とされ、昇圧ポンプ（３）が作動され、スタータモータ
により吸気管内に負圧を発生させる状態として、吸着剤
から脱着された燃料が吸気に混入されるようにし、燃料
が燃料タンク（１）からエンジンの噴射ノズルへ供給さ
れ、エンジンが回転を続け、噴射ノズルからのオーバー
フロー燃料は基幹ループで燃料タンクへ戻り；エンジン
停止時の初期にはタンク電磁弁（２）、燃料電磁弁
（４）が閉じられ、昇圧ポンプ（３）が停止され、エン
ジン（５）が停止し、バイパスの電磁弁（１４）が開け
られて、燃料電磁弁（４）とエンジン（５）の噴射ノズ
ルの間の残留燃料をエンジン（５）の噴射ノズルの下流
側の基幹ループへ流入させ燃料システム中のその他の残
留燃料と共に燃料タンク（１）へ戻し、次いで基幹ルー
プ中の圧力センサ（８）の出力値と燃料タンクの圧力セ
ンサ（１３）の出力値が同等となったときに三方電磁弁
（９）が燃料タンク（１）への流れを止めエンジン
（５）の噴射ノズルから吸着剤収容タンク（１０）へ向
かう残留燃料の流動を許容する弁位置に切り換えられ、
吸入電磁弁（１１）が開かれたままの間、残留燃料が吸
着剤に吸着される。圧力センサ（８）の出力値が大気圧
と同等になったときには吸入電磁弁（１１）及びバイパ
スの電磁弁（１４）を閉じて、次のエンジン始動に備え
るように制御する電子制御装置を備えていることを特徴
とする。
ーテル燃料使用ディーゼルエンジン燃料システムは、添
付図に示されるように、圧力センサ（１３）を備えた燃
料タンク（１）、昇圧ポンプ（３）、エンジン（５）の
噴射ノズル、燃料タンク〜昇圧ポンプ間を結ぶパイプに
設けらけたタンク電磁弁（２）、昇圧ポンプ〜エンジン
の噴射ノズル間のパイプに設けられた燃料電磁弁
（４）、エンジン（５）の噴射ノズル〜燃料タンクを結
ぶ燃料リターンパイプに設けられた圧力センサ（８）、
三方電磁弁（９）、及びエンジンから燃料タンクへ向う
流れのみを許容する逆止弁（１２）から形成される基幹
ループと；エンジンの吸気による負圧発生手段（７）付
き吸気管（６）と；エンジン（５）の上流側と下流側と
の間に電磁弁（１４）を介して設けられたバイパスと；
三方電磁弁（９）の一つの出口からの燃料を吸着するた
めの吸着剤収容タンク（１０）と；吸着剤収容タンク〜
吸気管間を結び吸着剤から脱着される燃料を吸気管の負
圧発生手段の位置へ循環させる吸入電磁弁（１１）付き
循環路と；から構成されるジメチルエーテル燃料使用デ
ィーゼルエンジン燃料システムであって：エンジン始動
時にはバイパスの電磁弁（１４）を閉じた状態としタン
ク電磁弁（２）、燃料電磁弁（４）、吸入電磁弁（１
１）がすべて開かれ、三方電磁弁（９）がエンジンの噴
射ノズルから燃料タンクへの燃料流動を許容する弁位置
とされ、昇圧ポンプ（３）が作動され、スタータモータ
により吸気管内に負圧を発生させる状態として、吸着剤
から脱着された燃料が吸気に混入されるようにし、燃料
が燃料タンク（１）からエンジンの噴射ノズルへ供給さ
れ、エンジンが回転を続け、噴射ノズルからのオーバー
フロー燃料は基幹ループで燃料タンクへ戻り；エンジン
停止時の初期にはタンク電磁弁（２）、燃料電磁弁
（４）が閉じられ、昇圧ポンプ（３）が停止され、エン
ジン（５）が停止し、バイパスの電磁弁（１４）が開け
られて、燃料電磁弁（４）とエンジン（５）の噴射ノズ
ルの間の残留燃料をエンジン（５）の噴射ノズルの下流
側の基幹ループへ流入させ燃料システム中のその他の残
留燃料と共に燃料タンク（１）へ戻し、次いで基幹ルー
プ中の圧力センサ（８）の出力値と燃料タンクの圧力セ
ンサ（１３）の出力値が同等となったときに三方電磁弁
（９）が燃料タンク（１）への流れを止めエンジン
（５）の噴射ノズルから吸着剤収容タンク（１０）へ向
かう残留燃料の流動を許容する弁位置に切り換えられ、
吸入電磁弁（１１）が開かれたままの間、残留燃料が吸
着剤に吸着される。圧力センサ（８）の出力値が大気圧
と同等になったときには吸入電磁弁（１１）及びバイパ
スの電磁弁（１４）を閉じて、次のエンジン始動に備え
るように制御する電子制御装置を備えていることを特徴
とする。
【００１０】本発明のＤＭＥ燃料使用ディーゼルエンジ
ン燃料システムは、ＤＭＥ燃料タンク、電磁弁、昇圧ポ
ンプ、圧力センサを基幹ループ内に有し、大気圧、燃料
タンク内圧及びエンジン下流側の基幹ループ内圧の３つ
の圧力パラメーターを検知することにより圧力差により
燃料を回収し、また基幹ループのエンジン下流位置に三
方電磁弁（９）を配置することにより、吸着剤を収容タ
ンク（１０）へ向かう分岐パイプを付設して、エンジン
停止中に残留燃料を吸着剤に吸着させ一時的に保蔵する
ようになっている。吸着剤に保蔵されている燃料は、エ
ンジン運転時には脱着され、電磁弁を備えた循環路を経
てエンジンの吸気中へ循環されるように吸気管（６）に
は負圧発生手段（７）、例えばスロットバルブ（図１、
３、５、６）またはベンチュリー（図２、４）が設けら
れている。従って、概括すると本発明の燃料システムに
おいてはエンジンの始動時に三方電磁弁（９）〜吸着剤
収容タンク間の回路部分のみが閉鎖され、エンジン運転
中は燃料タンク〜エンジン噴射ノズル〜三方電磁弁〜逆
止弁〜燃料タンクの基幹ループが全通する。ただし始動
及び運転時にはバイパスの電磁弁（１４）は閉じられて
いる。エンジン停止の初期には燃料タンク〜エンジン間
の基幹ループ部分が閉鎖され、終期にはエンジン〜三方
電磁弁〜吸着剤収容タンク間の回路及びバイパスのみが
開通し、エンジンが停止する。それ故にエンジン停止終
期のオーバーフローＤＭＥ燃料は確実に回収され、エン
ジン停止後には残留ＤＭＥ燃料は吸着剤に吸着され、大
気から遮断された状態で保持される。この吸着されたＤ
ＭＥ燃料はエンジン始動及び運転時に吸気管に発生する
負圧によって吸気中に混入され、エンジンで燃焼される
ことになる。本発明の燃料システムを図面を参照して説
明すると、図１のフローシートに示されるように、４つ
の電磁弁（２、４、９、１１；そのうち符号９は三方電
磁弁）、１つの昇圧ポンプ（３）、１つの逆止弁（１
２；燃料タンク１へ向かう流動のみ許容）、２つの圧力
センサ（８、１３）、１つの吸着剤収容タンク（１０）
及び吸着剤からの脱離ＤＭＥ燃料を吸気管（６）中へ吸
引しエンジンへ供給するための負圧発生手段（７）を有
し、燃料タンク（１）内は一般に５〜６ｋｇｆ／ｃｍ2
付近の圧力に調圧されＤＭＥ燃料が液体として貯蔵され
るようになっている。この燃料システムの作動は電子制
御装置（ＥＣＵ）により制御される。
ン燃料システムは、ＤＭＥ燃料タンク、電磁弁、昇圧ポ
ンプ、圧力センサを基幹ループ内に有し、大気圧、燃料
タンク内圧及びエンジン下流側の基幹ループ内圧の３つ
の圧力パラメーターを検知することにより圧力差により
燃料を回収し、また基幹ループのエンジン下流位置に三
方電磁弁（９）を配置することにより、吸着剤を収容タ
ンク（１０）へ向かう分岐パイプを付設して、エンジン
停止中に残留燃料を吸着剤に吸着させ一時的に保蔵する
ようになっている。吸着剤に保蔵されている燃料は、エ
ンジン運転時には脱着され、電磁弁を備えた循環路を経
てエンジンの吸気中へ循環されるように吸気管（６）に
は負圧発生手段（７）、例えばスロットバルブ（図１、
３、５、６）またはベンチュリー（図２、４）が設けら
れている。従って、概括すると本発明の燃料システムに
おいてはエンジンの始動時に三方電磁弁（９）〜吸着剤
収容タンク間の回路部分のみが閉鎖され、エンジン運転
中は燃料タンク〜エンジン噴射ノズル〜三方電磁弁〜逆
止弁〜燃料タンクの基幹ループが全通する。ただし始動
及び運転時にはバイパスの電磁弁（１４）は閉じられて
いる。エンジン停止の初期には燃料タンク〜エンジン間
の基幹ループ部分が閉鎖され、終期にはエンジン〜三方
電磁弁〜吸着剤収容タンク間の回路及びバイパスのみが
開通し、エンジンが停止する。それ故にエンジン停止終
期のオーバーフローＤＭＥ燃料は確実に回収され、エン
ジン停止後には残留ＤＭＥ燃料は吸着剤に吸着され、大
気から遮断された状態で保持される。この吸着されたＤ
ＭＥ燃料はエンジン始動及び運転時に吸気管に発生する
負圧によって吸気中に混入され、エンジンで燃焼される
ことになる。本発明の燃料システムを図面を参照して説
明すると、図１のフローシートに示されるように、４つ
の電磁弁（２、４、９、１１；そのうち符号９は三方電
磁弁）、１つの昇圧ポンプ（３）、１つの逆止弁（１
２；燃料タンク１へ向かう流動のみ許容）、２つの圧力
センサ（８、１３）、１つの吸着剤収容タンク（１０）
及び吸着剤からの脱離ＤＭＥ燃料を吸気管（６）中へ吸
引しエンジンへ供給するための負圧発生手段（７）を有
し、燃料タンク（１）内は一般に５〜６ｋｇｆ／ｃｍ2
付近の圧力に調圧されＤＭＥ燃料が液体として貯蔵され
るようになっている。この燃料システムの作動は電子制
御装置（ＥＣＵ）により制御される。
【００１１】エンジン始動時及び運転時には、燃料タン
ク（１）内の液体ＤＭＥ（約５〜６ｋｇｆ／ｃｍ2の圧
力）は、昇圧ポンプ（３）によって約２５ｋｇｆ／ｃｍ
2へ昇圧されて、エンジン（５）の噴射ノズルへ供給さ
れる。この際、バイパスの電磁弁（１４）は閉じられて
いる。なお図面において燃料タンク（１）内の圧力をＤ
ＭＥ液化保持のために適当な値にする調圧手段は省略さ
れている。吸気管（６）に設けられる負圧発生手段
（７）は、スロットタイプ（図１、３、５、６に図示）
またはベンチュリータイプ（図２、４に図示）とするこ
とができる。図２はベンチュリータイプの負圧発生手段
を採用した場合の図１の右側部分図であり、図１のスロ
ットバルブの代りにベンチュリー管を用いた態様を示す
ものである。
ク（１）内の液体ＤＭＥ（約５〜６ｋｇｆ／ｃｍ2の圧
力）は、昇圧ポンプ（３）によって約２５ｋｇｆ／ｃｍ
2へ昇圧されて、エンジン（５）の噴射ノズルへ供給さ
れる。この際、バイパスの電磁弁（１４）は閉じられて
いる。なお図面において燃料タンク（１）内の圧力をＤ
ＭＥ液化保持のために適当な値にする調圧手段は省略さ
れている。吸気管（６）に設けられる負圧発生手段
（７）は、スロットタイプ（図１、３、５、６に図示）
またはベンチュリータイプ（図２、４に図示）とするこ
とができる。図２はベンチュリータイプの負圧発生手段
を採用した場合の図１の右側部分図であり、図１のスロ
ットバルブの代りにベンチュリー管を用いた態様を示す
ものである。
【００１２】図３は負圧発生手段（７）をスロットタイ
プとした場合のエンジン始動時の燃料システムの状態を
示すフローシートであり、簡明のため図１の部分（制御
装置等）を省略してある。スロットルは暖機の間は「中
閉」の状態とされ、これも電子制御装置を（ＥＣＵ）に
より制御されるが図１においてはＥＣＵへのコネクトラ
インが省略されている。エンジンの始動に際して、燃料
タンク（１）から燃料をエンジン（５）へ供給するため
の燃料供給パイプ中の電磁弁（２、４）は開かれ、エン
ジン（５）の下流側の三方電磁弁（９）はエンジンから
燃料タンクへ向かうＤＭＥ燃料の流動を許容する弁位置
とされ、また既にＤＭＥ燃料を吸着している吸着剤か
ら、スタータモータにより吸気管内に発生する負圧のた
め、脱着されるＤＭＥ燃料を吸気管へ供給するように電
磁弁（１１）は開かれ、昇圧ポンプ（３）が作動して、
燃料タンク（１）からのＤＭＥ燃料は約２５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2程度まで加圧されてエンジン（５）の噴射ノズルへ
供給され、着火、燃焼する。噴射ノズルからオーバーフ
ローＤＭＥ燃料は、基幹ループの三方電磁弁（９）及
び、逆止弁（１２）を経て燃料タンクへ戻される。図３
において太線部分のパイプ中にＤＭＥ燃料が流動または
存在しており、この状態はエンジン運転中継続する。吸
着剤から脱着されるＤＭＥ燃料は、上記の基幹ループと
は別の電磁弁（１１）を有する経路で吸着剤タンク（１
０）から吸気管（６）へ供給され、エンジン中で燃焼さ
れる。従って吸着剤の吸着能力が回復し、次の燃料吸着
に供えることができる。
プとした場合のエンジン始動時の燃料システムの状態を
示すフローシートであり、簡明のため図１の部分（制御
装置等）を省略してある。スロットルは暖機の間は「中
閉」の状態とされ、これも電子制御装置を（ＥＣＵ）に
より制御されるが図１においてはＥＣＵへのコネクトラ
インが省略されている。エンジンの始動に際して、燃料
タンク（１）から燃料をエンジン（５）へ供給するため
の燃料供給パイプ中の電磁弁（２、４）は開かれ、エン
ジン（５）の下流側の三方電磁弁（９）はエンジンから
燃料タンクへ向かうＤＭＥ燃料の流動を許容する弁位置
とされ、また既にＤＭＥ燃料を吸着している吸着剤か
ら、スタータモータにより吸気管内に発生する負圧のた
め、脱着されるＤＭＥ燃料を吸気管へ供給するように電
磁弁（１１）は開かれ、昇圧ポンプ（３）が作動して、
燃料タンク（１）からのＤＭＥ燃料は約２５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2程度まで加圧されてエンジン（５）の噴射ノズルへ
供給され、着火、燃焼する。噴射ノズルからオーバーフ
ローＤＭＥ燃料は、基幹ループの三方電磁弁（９）及
び、逆止弁（１２）を経て燃料タンクへ戻される。図３
において太線部分のパイプ中にＤＭＥ燃料が流動または
存在しており、この状態はエンジン運転中継続する。吸
着剤から脱着されるＤＭＥ燃料は、上記の基幹ループと
は別の電磁弁（１１）を有する経路で吸着剤タンク（１
０）から吸気管（６）へ供給され、エンジン中で燃焼さ
れる。従って吸着剤の吸着能力が回復し、次の燃料吸着
に供えることができる。
【００１３】図４は吸気管（６）に負圧発生手段（７）
としてベンチュリー管を設けた場合のエンジン始動時の
燃料システムの状態を示すフローシートであり、図３と
実質的に同様である。
としてベンチュリー管を設けた場合のエンジン始動時の
燃料システムの状態を示すフローシートであり、図３と
実質的に同様である。
【００１４】図５は、次いでエンジンを停止させるとき
の燃料システムの状態を示すフローシートであり、燃料
供給パイプ中の電磁弁２及び４は閉じられ、バイパスの
電磁弁（１４）は開けられ、昇圧ポンプ（３）は停止さ
れ、エンジンも停止する。この時、昇圧された状態の残
留燃料でエンジン（５）の噴射ノズルの上流側にあるも
のはバイパスを経て噴射ノズルの下流側へ流入され噴射
ノズルよりも下流側にあるものは、三方電磁弁（９）及
び逆止弁（１２）を経て基幹ループで燃料タンク（１）
へ戻され続けるが、圧力センサ（８）の圧力出力値と燃
料タンク（１）の圧力センサ（１３）の圧力出力値とが
同等になると、その燃料リターンは停止する。なおこの
際に三方電磁弁（９）はエンジン（５）から燃料タンク
（１）へのＤＭＥ燃料の流動のみを許容する弁位置にあ
る。
の燃料システムの状態を示すフローシートであり、燃料
供給パイプ中の電磁弁２及び４は閉じられ、バイパスの
電磁弁（１４）は開けられ、昇圧ポンプ（３）は停止さ
れ、エンジンも停止する。この時、昇圧された状態の残
留燃料でエンジン（５）の噴射ノズルの上流側にあるも
のはバイパスを経て噴射ノズルの下流側へ流入され噴射
ノズルよりも下流側にあるものは、三方電磁弁（９）及
び逆止弁（１２）を経て基幹ループで燃料タンク（１）
へ戻され続けるが、圧力センサ（８）の圧力出力値と燃
料タンク（１）の圧力センサ（１３）の圧力出力値とが
同等になると、その燃料リターンは停止する。なおこの
際に三方電磁弁（９）はエンジン（５）から燃料タンク
（１）へのＤＭＥ燃料の流動のみを許容する弁位置にあ
る。
【００１５】そこで圧力センサ（８）と（１３）との圧
力出力値が同等になった時、図６に示されるように三方
電磁弁（９）の弁位置を残留ＤＭＥ燃料がエンジン
（５）から吸着剤収容タンク（１０）へ向けてのみ流動
しうるように切換え、そして電磁弁（１１）は開けたま
まとする。従って三方電磁弁（９）を経て吸着剤収容タ
ンク（１０）に入るＤＭＥ燃料は吸着剤に吸着保蔵され
る。そして圧力がさらに低下して圧力センサ（８）の圧
力出力値が大気圧（すなわち、燃料が気化蒸散してしま
う圧力）と同等になったときに電磁弁（１１）及びバイ
パスの電磁弁（１４）を閉じて、燃料システムを大気か
ら遮断する（普通はエンジン停止数分後となる）。
力出力値が同等になった時、図６に示されるように三方
電磁弁（９）の弁位置を残留ＤＭＥ燃料がエンジン
（５）から吸着剤収容タンク（１０）へ向けてのみ流動
しうるように切換え、そして電磁弁（１１）は開けたま
まとする。従って三方電磁弁（９）を経て吸着剤収容タ
ンク（１０）に入るＤＭＥ燃料は吸着剤に吸着保蔵され
る。そして圧力がさらに低下して圧力センサ（８）の圧
力出力値が大気圧（すなわち、燃料が気化蒸散してしま
う圧力）と同等になったときに電磁弁（１１）及びバイ
パスの電磁弁（１４）を閉じて、燃料システムを大気か
ら遮断する（普通はエンジン停止数分後となる）。
【００１６】以上から明らかなように、エンジン停止中
燃料システム内のＤＭＥ燃料は（燃料タンク内のものを
除き）、実質的に大気圧と同等の圧力であるので、エン
ジン燃焼室中へ漏れることがなく、また大気中へ放散す
ることもない。
燃料システム内のＤＭＥ燃料は（燃料タンク内のものを
除き）、実質的に大気圧と同等の圧力であるので、エン
ジン燃焼室中へ漏れることがなく、また大気中へ放散す
ることもない。
【００１７】なお図１〜６においてはエンジン（５）が
吸気管（６）を有する箱形に抽象化して示されている
が、エンジン（５）は図７に示されたような構造の単一
シリンダの複数個によって構成される多シリンダエンジ
ン、例えば４シリンダ、６シリンダエンジンであること
は当業者の了解するところであろう。
吸気管（６）を有する箱形に抽象化して示されている
が、エンジン（５）は図７に示されたような構造の単一
シリンダの複数個によって構成される多シリンダエンジ
ン、例えば４シリンダ、６シリンダエンジンであること
は当業者の了解するところであろう。
【図１】本発明の燃料システム全体のフローシート。
【図２】図１の部分改変図。
【図３】エンジン始動及び運転時のフローシート。（ス
ロットルタイプ負圧発生手段採用）
ロットルタイプ負圧発生手段採用）
【図４】エンジン始動及び運転時のフローシート。（ベ
ンチュリータイプ負圧発生手段採用）
ンチュリータイプ負圧発生手段採用）
【図５】エンジン停止当初のフローシート。
【図６】エンジン停止中のフローシート。
【図７】エンジン噴射ノズル及びその付近における燃料
の流れを示す概念図。
の流れを示す概念図。
１ 燃料タンク ２ タンク電磁弁 ３ 昇圧ポンプ ４ 燃料電磁弁 ５ エンジン ６ 吸気管 ７ 負圧発生手段（スロットルバルブまたはベンチュリ
ー管） ８ 圧力センサ ９ 三方電磁弁 １０ 吸着剤収容タンク １１ 吸入電磁弁 １２ 逆止弁 １３ 圧力センサ １４ 電磁弁 ＥＣＵ 電子制御装置
ー管） ８ 圧力センサ ９ 三方電磁弁 １０ 吸着剤収容タンク １１ 吸入電磁弁 １２ 逆止弁 １３ 圧力センサ １４ 電磁弁 ＥＣＵ 電子制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 21/10 Ｆ０２Ｍ 21/10 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 37/00 F02M 21/10
Claims (1)
- 【請求項１】 圧力センサ（１３）を備えた燃料タンク
（１）、昇圧ポンプ（３）、エンジン（５）の噴射ノズ
ル、燃料タンク〜昇圧ポンプ間を結ぶパイプに設けらけ
たタンク電磁弁（２）、昇圧ポンプ〜エンジンの噴射ノ
ズル間のパイプに設けられた燃料電磁弁（４）、エンジ
ン（５）の噴射ノズル〜燃料タンクを結ぶ燃料リターン
パイプに設けられた圧力センサ（８）、三方電磁弁
（９）、及びエンジンから燃料タンクへ向う流れのみを
許容する逆止弁（１２）から形成される基幹ループと；
エンジン（５）の上流側と下流側との間に電磁弁（１
４）を介して設けられたバイパスと；エンジンの吸気に
よる負圧発生手段（７）付き吸気管（６）と；三方電磁
弁（９）の一つの出口からの燃料を吸着するための吸着
剤収容タンク（１０）と；吸着剤収容タンク〜吸気管間
を結び吸着剤から脱着される燃料を吸気管の負圧発生手
段の位置へ循環させる吸入電磁弁（１１）付き循環路
と；から構成されるジメチルエーテル燃料使用ディーゼ
ルエンジン燃料システムであって：エンジン始動時には
バイパスの電磁弁（１４）を閉じた状態としタンク電磁
弁（２）、燃料電磁弁（４）、吸入電磁弁（１１）がす
べて開かれ、三方電磁弁（９）がエンジンの噴射ノズル
から燃料タンクへの燃料流動を許容する弁位置とされ、
昇圧ポンプ（３）が作動され、スタータモータで吸気管
内に負圧を発生させる状態として、吸着剤から脱着され
た燃料が吸気に混入されるようにし、燃料が燃料タンク
（１）からエンジンの噴射ノズルへ供給され、エンジン
が回転を続け、噴射ノズルからのオーバーフロー燃料は
基幹ループで燃料タンクへ戻り；エンジン停止時の初期
にはタンク電磁弁（２）、燃料電磁弁（４）が閉じら
れ、昇圧ポンプ（３）が停止され、エンジン（５）が停
止し、バイパスの電磁弁（１４）が開けられて、燃料電
磁弁（４）とエンジン（５）の噴射ノズルの間の残留燃
料をエンジン（５）の噴射ノズルの下流側の基幹ループ
へ流入させ燃料システム中のその他の残留燃料と共に燃
料タンク（１）へ戻し、次いで基幹ループ中の圧力セン
サ（８）の出力値と燃料タンクの圧力センサ（１３）の
出力値が同等となったときに三方電磁弁（９）がエンジ
ン（５）の噴射ノズルから吸着剤収容タンク（１０）へ
向かう残留燃料の流動を許容する弁位置に切り換えら
れ、吸入電磁弁（１１）が開かれたままとされ、残留燃
料が吸着剤に吸着されるようにし、圧力センサ（８）の
出力値が大気圧と同等になったときには吸入電磁弁（１
１）及びバイパスの電磁弁（１４）を閉じて、次のエン
ジン始動に備えるように制御する電子制御装置を備えて
いることを特徴とするジメチルエーテル燃料使用ディー
ゼルエンジン燃料システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26620997A JP3221659B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ジメチルエーテル燃料使用ディーゼルエンジン燃料システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26620997A JP3221659B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ジメチルエーテル燃料使用ディーゼルエンジン燃料システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107872A JPH11107872A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3221659B2 true JP3221659B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17427785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26620997A Expired - Fee Related JP3221659B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | ジメチルエーテル燃料使用ディーゼルエンジン燃料システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221659B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003097307A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | ジメチルエーテル用ディーゼルエンジンの燃料供給システム |
| KR100935487B1 (ko) * | 2002-03-06 | 2010-01-06 | 봇슈 가부시키가이샤 | 디젤 엔진의 dme 연료 공급 장치 |
| KR20040033887A (ko) * | 2002-10-16 | 2004-04-28 | 현대자동차주식회사 | 매연 저감을 위한 디젤엔진의 디메틸에테르 공급장치 및방법 |
| KR100588558B1 (ko) * | 2002-12-13 | 2006-06-13 | 현대자동차주식회사 | 디젤 엔진의 매연 저감 제어장치 및 방법 |
| JP6369336B2 (ja) * | 2015-01-13 | 2018-08-08 | 株式会社デンソー | 燃料供給装置 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26620997A patent/JP3221659B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11107872A (ja) | 1999-04-20 |
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|---|---|---|---|
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