JP3765170B2

JP3765170B2 - 燃料供給装置

Info

Publication number: JP3765170B2
Application number: JP28034597A
Authority: JP
Inventors: 宣博林; 嘉男海老原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2017-10-14
Also published as: JPH11117821A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプが燃料を吸入する第１の燃料タンクにジェットポンプで第２の燃料タンクの燃料を移送する燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばＦＲ車や４ＷＤ車のように車体下部にドライブシャフトが配設されている場合、第１の燃料タンクおよび第２の燃料タンクからなる２槽の鞍型に燃料タンクを成形することがある。この場合、燃料ポンプが収容された第１の燃料タンクに第２の燃料タンクの燃料をジェットポンプで移送するように燃料供給装置を構成することが一般的である。このような燃料供給装置では、燃料ポンプからエンジンに至る燃料供給配管から燃料分岐配管を分岐させ、燃料分岐配管から供給される燃料がジェットポンプに供給される。ジェットポンプのノズルから分岐燃料が噴出されるときに発生する負圧によりジェットポンプは第２の燃料タンク内の燃料を吸い上げ第１の燃料タンクに移送する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来の燃料供給装置では、燃料ポンプ稼働中は燃料供給配管内の圧力は所定圧以上に保持されているが、エンジンが停止し燃料ポンプが稼働しないとジェットポンプを経由して燃料が流出するので、燃料供給配管内の圧力が低下する。その結果、エンジン再始動時に燃料供給配管内の圧力がエンジン始動可能な圧力に上昇するのが遅くなり、エンジンの再始動不良を招くという問題がある。
【０００４】
燃料ポンプから吐出する燃料圧力を調整するプレッシャレギュレータを燃料分岐配管に配設し、プレッシャレギュレータの開弁時にジェットポンプに分岐燃料を供給する燃料供給装置では、エンジンが停止し燃料供給配管内の燃料圧力が所定圧以下になるとプレッシャレギュレータが閉弁し燃料分岐配管を閉塞するので、燃料供給配管内の燃料圧力を所定圧に保持することができる。したがって、エンジン停止中においても燃料供給配管の燃料圧力を所定圧に保持できる。
【０００５】
しかしながら、このように燃料分岐配管にプレッシャレギュレータを配設したものでも、ジェットポンプから噴出する燃料量が多い、つまり燃料供給配管から分岐する燃料量が多いと、必要な燃料量をエンジンに供給するために燃料ポンプを大型化する必要がある。
本発明の目的は、エンジン停止中においても燃料供給系の圧力を所定圧に保持し、エンジンを速やかに再始動する小型化可能な燃料供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の燃料供給装置によると、エンジンが停止しジェットポンプから燃料が流出することにより燃料供給配管内の燃料圧力が所定圧に低下すると、減圧防止手段が燃料分岐配管を閉塞しジェットポンプへの燃料供給を遮断するので、エンジン停止中における燃料供給配管内の圧力を所定圧に保持する。したがって、エンジン再始動時に燃料供給配管内の圧力がエンジン始動可能な圧力に速やかに上昇するので、エンジンの再始動不良を防止することができる。
【０００７】
さらに、燃料供給配管から燃料分岐配管に分岐する燃料流量が２５リットル／ｈ以下になるようにジェットポンプの圧損を設定しているので、燃料ポンプの燃料吐出量を抑え燃料ポンプを小型化することができる。
本発明の請求項１記載の燃料供給装置によると、ジェットポンプのノズル径を１mm以下にするという簡単な構成で燃料供給配管から燃料分岐配管に分岐する燃料流量を２５リットル／ｈ以下にすることができる。
【０００８】
本発明の請求項１記載の燃料供給装置によると、燃料供給配管中の燃料圧力がエンジン運転中における最低圧力の８０％以上かつ１００％以下の範囲に低下すると減圧防止手段が燃料分岐配管を閉塞しジェットポンプへの燃料供給を遮断するので、エンジン停止中における燃料供給配管内の圧力を最低圧力の８０％以上かつ１００％以下の範囲に保持できる。したがって、エンジン再始動時に燃料供給配管内の燃料圧力がエンジン始動可能な燃料圧力に瞬時に上昇する。
本発明の請求項２記載の燃料供給装置によると、ジェットポンプのノズルを多段にすることにより、分岐燃料流量を容易に２５リットル／ｈ以下にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料供給装置を燃料供給システムに用いた一例を図１に示す。燃料供給装置は、燃料タンク１、燃料ポンプ２、分岐管５、減圧防止弁６、ジェットポンプ２０、燃料供給配管１１、燃料分岐配管１３および燃料移送配管１４を有する。
【００１０】
燃料タンク１は第１の燃料タンク１ａと第２の燃料タンク１ｂとが結合して成形された２槽の鞍型タンクである。第１の燃料タンク１ａと第２の燃料タンク１ｂとを別体として成形し、燃料配管で互いに接続する構成としてもよい。
インタンク式の燃料ポンプ２は第１の燃料タンク１ａ内に収容されており、エンジン３と燃料供給配管１１で接続されている。燃料ポンプ２からエンジン３に供給される燃料の圧力はプレッシャレギュレータ４により調圧され、余剰燃料がリターン管１２から第１の燃料タンク１ａにリターンされる。プレッシャレギュレータ４は、エンジン運転中における燃料供給配管１１内の燃料圧力（以下、「エンジン運転中における燃料供給配管１１内の燃料圧力」をシステム燃圧という）を、１９６kPa 〜３２４kPa に調圧している。
【００１１】
減圧防止手段としての減圧防止弁６は燃料供給配管１１に設置した分岐管５と接続している。減圧防止弁６が開弁すると、減圧防止弁６を経て燃料分岐配管１３に燃料供給配管１１内の燃料が分岐しジェットポンプ２０に燃料が供給される。減圧防止弁６は、燃料供給配管１１内の燃料圧力がシステム燃圧の最低圧力（以下、「システム燃圧の最低圧力」をシステム最低燃圧という）の８０％以上かつ１００％未満の範囲内で設定した圧力まで低下すると閉弁するように閉弁圧が設定されている。減圧防止弁６が閉弁すると燃料分岐配管１３が閉塞されるので、ジェットポンプ２０への燃料供給が遮断される。システム燃圧はプレッシャレギュレータ４によりシステム最低燃圧以上に調圧されているので、燃料供給配管１１内の燃料圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満に低下するのはエンジン停止時である。システム燃圧がシステム最低燃圧を僅かに下回ることもあるが、長時間続くことはない。エンジン停止時に燃料供給配管１１内の燃料圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満に低下し減圧防止弁６が閉弁すると、燃料供給配管１１内の燃料圧力をシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満に保持することができる。システム燃圧が丁度システム最低燃圧となることもあるが長時間続くことはないので、減圧防止弁６の閉弁圧をシステム最低燃圧の１００％丁度に設定してもよい。
【００１２】
減圧防止弁６の閉弁圧をシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満に設定したのは、次の▲１▼および▲２▼の理由による。
▲１▼減圧防止弁６の閉弁圧をシステム最低燃圧の８０％よりも低い値に設定すると、エンジン停止中における燃料供給配管１１内の燃料圧力はシステム最低燃圧の８０％よりも低い値に保持される。すると、図３に示すようにエンジン再始動に要する時間が０．４sec を越え、始動が遅いと運転者が感じるようになる。▲２▼減圧防止弁６の閉弁圧をシステム最低燃圧の１００％以上の値に設定すると、アイドル運転時等においてシステム燃圧がシステム最低燃圧近傍にまで低下し減圧防止弁６が長時間閉弁することがある。減圧防止弁６が閉弁するとジェットポンプ２０に燃料が供給されないので、第２の燃料タンク１ｂから第１の燃料タンク１ａに燃料が移送されず、第２の燃料タンク１ｂに燃料が残ったまま第１の燃料タンク１ａの燃料だけが消費される。
【００１３】
ジェットポンプ２０は第２の燃料タンク１ｂに収容されており、燃料分岐配管１３で減圧防止弁６と接続している。図２に示すように、ジェットポンプ２０は第１ハウジング２１および第２ハウジング２２を有し、第１ハウジング２１の燃料下流側端部にノズル２１ａが形成されている。ノズル２１ａの径φ₁は０．６mmである。燃料フィルタ２３を介してノズル２１ａから燃料が噴出すると、噴出燃料の周囲が負圧になるので燃料吸入口２４から第２の燃料タンク１ｂ内の燃料が吸い上げられる。吸い上げられた燃料は、燃料移送配管１４を通って第１の燃料タンク１ａに移送される。燃料移送配管１４は燃料タンク１内外のいずれに配置してもよい。
【００１４】
次に、燃料供給装置の作動について説明する。
(1) エンジン運転中、システム燃圧はプレッシャレギュレータ４によりシステム最低燃圧以上に調圧されている。システム燃圧が１００％未満になることはあるが長時間続かない。したがって、エンジン運転中、減圧防止弁６は通常開弁しており、燃料供給配管１１から燃料分岐配管１３に燃料が分流しジェットポンプ２０に燃料が供給される。ジェットポンプ２０のノズル２１ａから燃料が噴出すると、噴出燃料の周囲に負圧が発生し、第２の燃料タンク１ｂ内の燃料が燃料吸入口２４から吸入される。吸入された燃料は燃料移送配管１４を通って第１の燃料タンク１ａに移送される。
【００１５】
システム燃圧と、燃料供給配管１１から燃料分岐配管１３に分岐する燃料の分岐流量との関係を図４に示す。第１実施例では、ジェットポンプ２０のノズル径を０．６mmにすることにより、１９６kPa 〜３２４kPa のシステム燃圧の範囲内で、第２の燃料タンク１ｂからの燃料吸入量を確保しつつ分岐流量を２５リットル／ｈ以内に抑えるようにジェットポンプ２０の圧損が設定されている。燃料ポンプ２の吐出量を増大せずにエンジン側で要求される燃料量をエンジン３に供給することができるので、燃料ポンプ２を小型化することができる。
【００１６】
(2) エンジン３が停止し燃料ポンプ２から燃料が吐出されなくなると、第１の燃料タンク１ａまたは第２の燃料タンク１ｂにジェットポンプ２０から燃料が流出することにより燃料供給配管１１内の燃料圧力が低下する。そして、燃料供給配管１１内の燃料圧力がシステム最低燃圧の１００％未満になるとプレッシャレギュレータ４が閉弁し、リターン管１２が閉塞される。減圧防止弁６も燃料供給配管１１内の燃料圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満の範囲内で設定した圧力まで低下すると閉弁し、燃料分岐配管１３が閉塞される。これにより、エンジン停止中における燃料供給配管１１内の燃料圧力をシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満に保持することができる。したがって、エンジンを再始動する際に燃料供給配管１１内の燃料圧力がエンジン始動可能な圧力に瞬時に上昇する。
【００１７】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図５に示す。第２実施例は、第１実施例の燃料供給装置においてジェットポンプの構成を変更したものである。
ジェットポンプ３０は、第１ハウジング３１および第２ハウジング３２を有し、第１ハウジング３１の燃料下流側端部に第１ノズル３１ａが形成されている。第１ノズル３１ａと燃料フィルタ３４との間にノズル部材３３が嵌挿されており、ノズル部材３３に第２ノズル３３ａが形成されている。
【００１８】
第１ノズル３１ａおよび第２ノズル３３ａのノズル径φ₂、φ₃はともに１mmに設定されている。第１実施例にくらべ各ノズル径を大きくした代わりにノズルを二段にすることにより、第１実施例のジェットポンプ２０と同程度の圧損にジェットポンプ３０の圧損を設定している。
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図６および図７に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００１９】
ジェットポンプ３５は燃料ポンプ２とともに第１の燃料タンク１ａ内に収容されている。燃料ポンプ２と分岐管５との間に燃料中の異物を除去する燃料フィルタ７が配設されている。ジェットポンプ３５は第１実施例または第２実施例のいずれの構成のジェットポンプを用いてもよいし、その他の構成のジェットポンプを用いてもよい。ジェットポンプ３５の燃料吸入口に第２の燃料タンク１ｂ内に開口する燃料吸入配管１５が接続されている。ジェットポンプ３５に分岐燃料が供給されると、燃料吸入配管１５を通して第２の燃料タンク１ｂ内の燃料が第１の燃料タンク１ａに移送される。
【００２０】
図７に示すように、減圧防止手段としての減圧防止弁４０はハウジング４１内にボール弁４２を収容し、スプリング４３がボール弁４２を弁座４１ａに向けて付勢している。エンジン運転中、ボール弁４２は弁座４１ａから離座し、燃料入口４１ｂから燃料出口４１ｃに燃料が流れジェットポンプ３５に燃料供給配管１１からの分岐燃料を供給する。エンジンが停止し、燃料供給配管１１内の燃料圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満になると、スプリング４３の付勢力によりボール弁４２が弁座４１ａに着座し、ジェットポンプ３５への燃料供給を遮断する。
【００２１】
第３実施例では、減圧防止弁４０の構造が第１実施例に比べて簡単であるから、減圧防止弁の製造コストを低減できる。また、燃料ポンプ２と分岐管５との間に燃料フィルタ７を配設したことにより、ジェットポンプ３５のノズルが異物で閉塞されることを防止できる。
さらに、異物を除去された燃料がジェットポンプ３５に供給されるので、異物を含んだ燃料が第１の燃料タンク１ａ内を循環することを防止できる。これにより、燃料中の異物により燃料ポンプ２の摺動部が摩耗することを防止できる。
【００２２】
また、エンジン停止中においても燃料フィルタ７内がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満に保持されるので、燃料フィルタ７内でのベーパ発生を抑制しエンジンの再始動不良を防止できる。
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図８に示す。第４実施例は第１実施例または第３実施例における減圧防止弁の構成を変更したものである。
【００２３】
減圧防止手段としての減圧防止弁５０はハウジング５１内に弁部材５２を収容し、スプリング５３が弁部材５２を弁座５１ａに向けて付勢している。弁部材５２は案内部材５４に往復移動自在に支持されている。エンジン運転中、弁部材５２は弁座５１ａから離座しており、燃料入口５１ｂから燃料出口５１ｃに燃料が流れジェットポンプに分岐燃料が供給される。エンジンが停止し燃料供給配管内の燃料圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満になると、スプリング５３の付勢力により弁部材５２が弁座５１ａに着座し、ジェットポンプへの燃料供給を遮断する。
【００２４】
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図９に示す。第５実施例は第１実施例または第３実施例における減圧防止弁の構成を変更したものである。
減圧防止手段としての減圧防止弁６０のハウジング６１は燃料の流入および流出方向に対し途中で直角に折れ曲がっており、この折れ曲がり部に弁部材６２、ならびに弁座６１ａに弁部材６２を付勢する板ばね６３が収容されている。エンジン運転中、弁部材６２は弁座６１ａから離座しており、燃料入口６１ｂから燃料出口６１ｃに燃料が流れジェットポンプに分岐燃料が供給される。エンジンが停止し、燃料供給配管内の燃料圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満になると、板ばね６３の付勢力により弁部材６２が弁座６１ａに着座し、ジェットポンプへの燃料供給を遮断する。
【００２５】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、燃料供給配管内の燃料圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満の範囲内で設定した圧力まで低下すると閉弁する減圧防止弁を燃料供給配管とジェットポンプとの間に配設することにより、エンジン停止中においても燃料供給配管内の燃料圧力をシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満に保持することができる。したがって、エンジン再始動時において、燃料供給配管内の燃料圧力がエンジン始動可能な圧力に瞬時に上昇するので、エンジンの再始動不良を防止できる。
【００２６】
さらに、ジェットポンプのノズル径を０．６mm、あるいはジェットポンプのノズルをノズル径１mmの多段にすることにより、ジェットポンプへの分岐燃料量が２５リットル／ｈ以下になるようにジェットポンプの圧損を設定している。したがって、エンジン側で必要な燃料量および分岐燃料量を合わせた燃料ポンプの吐出量を極力抑えることができるので、燃料ポンプを小型化することができる。
【００２７】
エンジン特性に応じ、ノズルが一段であれば１mm以下、多段であれば１mmを僅かに上回るようにジェットポンプのノズル径を設定してもよい。
上記複数の実施例では、燃料供給配管内の圧力がシステム最低燃圧の８０％以上かつ１００％未満の範囲内で設定した圧力まで低下すると閉弁するように減圧防止弁の閉弁圧を設定したが、エンジンを再始動する際に要する時間が多少長くなってもよいのであれば、システム最低燃圧の８０％よりも低い値に減圧防止弁の閉弁圧を設定してもよい。また、システム最低燃圧近傍のアイドル運転が長時間続かないのであれば、システム最低燃圧の１００％以上の値に減圧防止弁の閉弁圧を設定してもよい。
【００２８】
また、第２の燃料タンクを複数設けてもよい。この場合、複数の第２の燃料タンクにジェットポンプを収容するか、第１の燃料タンクに収容したジェットポンプと各第２の燃料タンク内とを燃料吸入配管で接続することにより、複数の第２の燃料タンクから第１の燃料タンクに燃料を移送することができる。
上記複数の実施例では、余剰燃料を燃料タンクにリターンする燃料供給システムに本発明の燃料供給装置を適用したが、燃料ポンプの燃料吐出圧をエンジン運転状態に応じてエンジン制御装置で調圧するリターンレスの燃料供給システムに本発明の燃料供給装置を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料供給装置を用いた燃料供給システムを示す模式的構成図である。
【図２】第１実施例のジェットポンプを示す断面図である。
【図３】第１実施例によるシステム最低燃圧に対する燃料供給配管内の圧力の割合とエンジン再始動必要時間との関係を示す特性図である。
【図４】第１実施例によるシステム燃圧と分岐流量との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第２実施例のジェットポンプを示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施例による燃料供給装置を用いた燃料供給システムを示す模式的構成図である。
【図７】第３実施例の減圧防止弁を示す断面図である。
【図８】第４実施例の減圧防止弁を示す断面図である。
【図９】第５実施例の減圧防止弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１燃料タンク
１ａ第１の燃料タンク
１ｂ第２の燃料タンク
２燃料ポンプ
３エンジン
６、４０、５０、６０減圧防止弁（減圧防止手段）
１１燃料供給配管
１３燃料分岐配管
２０、３０、３５ジェットポンプ

Claims

第１の燃料タンクおよび第２の燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料供給装置であって、
前記第１の燃料タンクから燃料を吸入し、燃料供給配管を通してエンジンに吐出燃料を圧送する燃料ポンプと、
前記燃料供給配管から分岐した燃料分岐配管に接続し、前記燃料分岐配管から供給される燃料を噴出することにより前記第２の燃料タンク内の燃料を前記第１の燃料タンクに移送するジェットポンプと、
前記燃料供給配管と前記ジェットポンプとの間の前記燃料分岐配管に配設され、前記燃料供給配管内の燃料圧力が所定圧以下になるとき前記燃料分岐配管を閉塞する減圧防止手段と、
前記減圧防止手段とは別に設けられ、エンジン運転中における前記燃料供給配管内の燃料圧力としてシステム燃圧を調圧し、余剰燃料を前記第１の燃料タンクにリターンするプレッシャレギュレータとを備え、
前記燃料供給配管から前記燃料分岐配管に分岐する燃料流量が２５リットル／ｈ以下になるように前記ジェットポンプの圧損が設定され、
前記ジェットポンプのノズル径は１ mm 以下であり、
前記減圧防止手段は、前記燃料供給配管内の燃料圧力が前記システム燃圧の最低圧力の８０％以上かつ１００％以下になるとき前記燃料分岐配管を閉塞することを特徴とする燃料供給装置。
前記ジェットポンプのノズルを多段にすることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。