JP3389833B2 - デリバリパイプ - Google Patents

デリバリパイプ

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/04Devices damping pulsations or vibrations in fluids

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製のデリバリ
パイプに関し、とくに燃料の脈動圧力を低くすることが
できるデリバリパイプに関する。
【0002】
【従来の技術】燃料を複数の燃料噴射弁(インジェクタ
ー)に分配するデリバリパイプは、従来、鉄または樹脂
から構成されており、樹脂デリバリパイプは、たとえば
特開平8−82268号公報などにより知られている。
従来の樹脂デリバリパイプは、ほぼ円形の横断面を有
し、安全のために壁厚を厚くしてある。そのため、内圧
の変動では変位しないため、脈動共振圧および共振回転
数が高い。鉄デリバリパイプはさらに変位しにくく、脈
動共振圧および共振回転数はさらに高い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、デリバリパイ
プに接続されたインジェクターの燃料噴射時に、燃料圧
力が変動(脈動)し、脈動共振圧が大きいと空燃比のば
らつきが大となりエンジン性能低下を招いたり、燃料噴
射弁の噴射圧力より低下するとエンジン停止を起こす。
さらに詳しくは、燃料圧力は約3kg/cm2 (294
kPa)で、燃料噴射弁の必要噴射圧力が約2kg/c
2 (196kPa)であるから、片振幅で1kg/c
2 (98kPa)も変動すると、燃料噴射弁は燃料を
噴射できず、エンジン停止を起こす。それを防止するた
めに、従来の鉄デリバリパイプではパルセーションダン
パーを燃料系に設置しているが、その場合は、部品点数
の増大、費用の増大、設置スペースの問題を招く。本発
明の課題は、パルセーションダンパーを設置することな
く、燃料圧力の変動を抑制する(たとえば、約0.5k
g/cm2 (49kPa)以下にまで低減する)ことに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (内部に燃料通路を形成する樹脂製パイプからな
り、 容積が100cm 3 以上とされており、 横断面形状
が少なくとも1つの円弧部と少なくとも1つの直線部を
有しており、前記直線部の壁厚が前記円弧部の壁厚より
小とされている、デリバリパイプ。 () 前記樹脂製パイプが樹脂材と複合材のガラス材
との複合樹脂からなり、複合材の含有率が40体積%以
下とされている(1)記載のデリバリパイプ。 (前記円弧部を前方にして車両に搭載された
(1)または(2)記載のデリバリパイプ。インジェクション通路からの燃料噴射弁脈動圧
の反射波が前記直線部に当たりその反射波が別の直線部
に当たる、インジェクション通路と直線部との位置関係
を有する(1)または(2)または(3)記載のデリバ
リパイプ。
【0005】上記(1)、(3)、(4)のデリバリパ
イプでは、容積を100cm3 以上と大にしたことによ
り、脈動共振圧力(気筒噴射順に燃料噴射弁を噴射して
いくときにデリバリパイプ内に生じる脈動の共振時の圧
力変動片振幅値)が低下し、従来の鉄デリバリパイプの
ように約50cm3 の容積のデリバリパイプの場合に比
べて燃料圧力の変動を抑えることができる(脈動共振圧
は、パルセーションダンパ無しの約50cm3 の容積の
鉄デリバリパイプで約1.0kg/cm2 (98kP
a)であるが、約140cm3 の樹脂デリバリパイプで
約0.5kg/cm2 (49kPa)近くにまで低減す
る)。また、材料を樹脂とし横断面に直線部(3次元で
見れば平面部)を形成したため、脈動圧を受けたときに
壁が変形しやすくなり、共振点の脈動共振圧を低下させ
ることができる。そして、容積増大と直線断面壁によ
り、脈動共振圧を容積約140cm3 で約0.42kg
/cm2 (41kPa)にまで低下させることができ
る。また、デリバリパイプを樹脂から構成したため、音
を吸収し、静かである。また、円弧部の壁厚は安全上必
要な厚さ以上として円弧部を前方に向けて車両に搭載す
ることにより安全が確保されるとともに、直線部を円弧
部より薄くしたので、脈動圧を受けたときに壁が変形し
やすくなり、さらに共振点の脈動共振圧を低下させるこ
とができる。上記()のデリバリパイプでは、複合樹
脂の複合材の割合を40%より小にしたので、良好な変
形性が維持され、脈動圧を受けたときに壁が変形しやす
くなり、共振点の脈動共振圧の低下に寄与する
【0006】
【発明の実施の形態】図1〜図7は本発明の第1実施例
の樹脂デリバリパイプとその作用を示している。図8、
図9は本発明の第2実施例の樹脂デリバリパイプを含む
燃料噴射制御装置とその作用を示している。両実施例に
共通な部分は両実施例にわたって同じ符号を付してあ
る。図1〜図3に示すように、本発明の第1実施例の樹
脂デリバリバイプ1は、内部に燃料通路を形成するため
に中空の、複合樹脂からなる樹脂パイプからなり、長手
方向に間隔をおいて気筒数だけのインジェクション通路
2が形成され、長手方向一端にコネクタ3を有する。イ
ンジェクション通路2には燃料噴射弁(インジェクタ
ー、図8に示す6)が設けられ、燃料噴射弁は気筒噴射
順(たとえば、第1番気筒、第4番気筒、第3番気筒、
第2番気筒の順)で燃料を噴射する。燃料はコネクタ3
から樹脂デリバリバイプ1に入り、インジェクション通
路2から出ていき各気筒の燃料噴射弁から噴射される。
【0007】樹脂デリバリバイプ1の横断面(長手方向
と直交する断面)は、少なくとも1つの円弧部4と、少
なくとも1つの直線部5(3次元で見れば平面部)を有
する。図2の例では、樹脂デリバリバイプ1の横断面
は、ほぼ半円の円弧部4と、その両端の各々に接続する
直線部5(合計2つ)と、これらの直線部5の円弧部4
への接続側と反対側の端部の間にわたって延びる略半円
の、円弧部4より小径の円弧部6と、を有する。直線部
5は内圧に対して直線部5と直交する方向に比較的容易
に変位することができる。そして、燃料噴射によって生
じる樹脂デリバリバイプ1内の脈動を直線部5の変位に
よって緩衝する。
【0008】円弧部4の厚さは約4〜5mmで、直線部
5の厚さは円弧部4の厚さより小にしてある。図3に示
すように、樹脂デリバリパイプ1は、厚さの大きい円弧
部4を前方にして車両に搭載され、前方から何らかの衝
撃を受けてもそれを円弧部4で受けることにより安全を
確保できるようにしてある。また、インジェクション通
路2と直線部5との位置関係は、図3に示すように、イ
ンジェクション通路2からの燃料噴射弁脈動圧の反射波
が一方の直線部5に当たり、その直線部5で反射した脈
動圧波が他方の直線部5に当たり、これによって脈動を
効果的に直線部5の変位で緩和することができるように
することが望ましい。
【0009】樹脂デリバリパイプ1の材料は、複合材と
樹脂材の複合樹脂であり、複合材はたとえばガラス繊維
で樹脂材はポリアミド66(商標名がナイロン)であ
る。樹脂デリバリパイプ1、とくに直線部5に良好な変
位性をもたせるために、複合樹脂中の複合材の含有率を
40体積%以下にする。上記樹脂デリバリパイプ1に接
続される燃料系にはパルセーションダンパーは設けられ
ていない。
【0010】本発明の第1実施例の作用を、図4〜図7
(図中、デリバリパイプをデリパイ、パルセーションダ
ンパーをパルダンと略して記載してある)を参照して説
明する。気筒噴射順で燃料噴射弁から燃料を噴射する
と、樹脂デリバリパイプ1内燃料は、図4に示すよう
に、圧力が変動し、脈動共振が表れる。この圧力変動の
片振幅(脈動共振圧)とエンジン回転数との関係を示す
と図5のようになる。図5から分かるように、脈動共振
圧のピークはアイドル回転域(500rpm以上)にあ
り、その値は0.5kg/cm2 (49kPa)よりか
なり大きい。ピーク値は、従来の鉄デリバリパイプで約
620rpmで、約0.8kg/cm2 (78kP
a)、従来の樹脂デリバリパイプで約580rpmで、
約0.6kg/cm2 (59kPa)であるが、本発明
では、空燃比のばらつき抑制とアイドル時のエンジン停
止防止の観点から、ピーク値におけるエンジン回転数お
よび脈動共振圧の目標値を約500rpm以下、約0.
5kg/cm2 (49kPa)以下としたい。
【0011】そのために、樹脂デリバリパイプ1の容積
を100cm3 以上、望ましくは約140cm3 以上と
大にした。脈動共振圧と樹脂デリバリパイプ1の容積の
容積との間には図6に示す関係(実測によるグラフ)が
ある。脈動共振圧は、樹脂デリバリパイプ1の容積が大
になるにつれて脈動共振圧が低下していき、パルセーシ
ョンダンパ無しの約50cm3 の容積の鉄デリバリパイ
プ(従来)で約1.0kg/cm2 (98kPa)であ
ったものが、約140cm3 の樹脂デリバリパイプ(本
発明)で約0.5kg/cm2 (49kPa)近くにま
で低減する。
【0012】また、材料を樹脂とし横断面に直線部5
(3次元で見れば平面部)を形成したため、かつ直線部
5を円弧部4より薄くしたため、脈動圧を受けたときに
直線部5の壁が変形、変位しやすくなり(曲げ剛性が小
のため)、共振点の脈動共振圧を低下させることができ
る。そして、容積増大と直線断面壁により、脈動共振圧
を容積約140cm3 で約0.42kg/cm2 (41
kPa)にまで低下させることができた。また、デリバ
リパイプを樹脂から構成したため、音を吸収し、静かで
ある。図5、図6、図7は、容積大から、直線部5によ
ってさらに脈動共振圧が低下することを示している。た
とえば、図6では、実線が容積大の効果を示し、破線が
直線部5によりさらに脈動共振圧が低下することを示し
ている。また、図7では、容積を大とすることにより脈
動共振圧が領域Aから領域Bに低下することを示してお
り、直線部5を設けそれを円弧部4より薄くすることに
より脈動共振圧がさらに領域Bから領域Cに低下するこ
とを示している。図5では容積大、直線部の効果によ
り、脈動共振圧が480rpm、0.42kg/cm2
(41kPa)にまで低下することを示している。
【0013】これによって、アイドル回転になっても、
アイドル回転域は500rpm以上にあるため共振回転
数(480rpm)から外れ、脈動圧力は共振圧である
0.42kg/cm2 (41kPa)より小になる。し
たがって、脈動による空燃比のばらつきが小になり、車
がエンストを起こすこともない。また、樹脂は音を吸収
するので静かである。
【0014】図8は、本発明の第2実施例のデリバリパ
イプを有する燃料噴射装置を示している。樹脂デリバリ
パイプ1からの燃料は燃料噴射弁6によりエンジン7の
吸気通路8のスロットルバルブ9より下流の部分に(ま
たはエンジンの吸気に直接)噴射される。エンジン回転
数センサ10(たとえば、ディストリビューターに内
蔵)からのエンジン回転数信号、および吸気管負圧セン
サー11からのエンジン負荷信号はエンジン制御装置1
2に入力され、それに基づいてエンジン制御装置(CP
U)12は現在の運転状態がアイドル状態にあるか否か
を判定し、アイドル状態にあると判定した場合、燃料噴
射弁6に燃料噴射パルス時間を約7ms(ミリセカン
ド)に減少させる指令を出す。これによって、アイドル
時の脈動振幅圧力を0.5kg/cm2 (49kPa)
以下に制御する。デリバリパイプ1は樹脂製、容積大お
よび薄肉直線部をもつものが望ましい。
【0015】本発明の第2実施例の作用を、図9を参照
して説明する。樹脂デリバリパイプ1の容積大の脈動振
幅圧力(片振幅)、共振回転数と、燃料噴射パルス時間
との間には、図9に示す関係がある。図9に示すよう
に、パルス時間を5msから25msに増加させると、
共振回転数はほとんど同じ値であるが、脈動振幅圧力が
次第に増加する特性を有する。したがって、本発明の第
2実施例では、図5に示すように大きな脈動振幅圧力が
生じるアイドル領域で、パルス時間を約7ms以下とす
るので、図9から脈動振幅圧力が0.5kg/cm
2 (49kPa)以下に制御されることがわかる。
【0016】
【発明の効果】請求項1、3、4のデリバリパイプによ
れば、容積を100cm3 以上と大にしたことにより、
脈動共振圧力を低下できる。また、材料を樹脂とし横断
面に直線部(3次元で見れば平面部)を形成したため、
脈動圧を受けたときに壁が変形、変位しやすく、共振点
の脈動共振圧をさらに低下させることができる。また、
デリバリパイプを樹脂から構成したため、音を吸収し、
静かである。また、直線部を円弧部より薄くしたので、
脈動圧を受けたときに壁が変形、変位しやすくなり、さ
らに脈動共振圧を低下させることができる。請求項2
デリバリパイプによれば、複合樹脂の複合材の割合を4
0%より小にしたので、良好な変形性が維持され、脈動
圧を受けたときに壁が変形、変位しやすくなり、共振点
の脈動共振圧の低下に寄与できる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のデリバリパイプの正面図
である。
【図2】図1のデリバリパイプの横断面図である。
【図3】図1のデリバリパイプのインジェクターからの
脈動波の反射と直線部との望ましい位置関係を示す断面
図である。
【図4】デリバリパイプ内の脈動圧と時間の関係を示す
グラフである。
【図5】本発明の第1実施例におけるデリバリパイプの
脈動共振圧とエンジン回転数との関係を示すグラフであ
る。
【図6】本発明の第1実施例におけるデリバリパイプの
脈動共振圧と樹脂デリバリパイプ容積との関係を示すグ
ラフである。
【図7】本発明の第1実施例におけるデリバリパイプの
脈動共振圧と樹脂デリバリパイプ容積と直線部の有無お
よびパルセーションダンパーの有無の関係を示すグラフ
である。
【図8】本発明の第2実施例のデリバリパイプを備えた
燃料噴射制御装置の系統図である。
【図9】本発明の第2実施例の制御装置における脈動振
幅圧力とパルス時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 (樹脂)デリバリパイプ 2 インジェクション通路 3 コネクター 4 円弧部 5 直線部(3次元で見れば平面部) 6 燃料噴射弁 7 エンジン 12 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 55/02 F16L 55/02 - 55/045

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に燃料通路を形成する樹脂製パイプ
    からなり、 容積が100cm 3 以上とされており、 横断面形状が少なくとも1つの円弧部と少なくとも1つ
    の直線部を有しており、 前記直線部の壁厚が前記円弧部の壁厚より小とされてい
    、デリバリパイプ。
  2. 【請求項2】 前記樹脂製パイプが樹脂材と複合材のガ
    ラス材との複合樹脂からなり、複合材の含有率が40体
    積%以下とされている請求項1記載のデリバリパイプ。
  3. 【請求項3】 前記円弧部を前方にして車両に搭載され
    た請求項1または請求項2記載のデリバリパイプ。
  4. 【請求項4】 インジェクション通路からの燃料噴射弁
    脈動圧の反射波が前記直線部に当たりその反射波が別の
    直線部に当たる、インジェクション通路と直線部との位
    置関係を有する請求項1または請求項2または請求項3
    記載のデリバリパイプ。
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