JP3776760B2 - 液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧されて液化した状態で供給される液化石油ガス(LPG)を気化して噴射する液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の燃料供給装置として、例えば図5に示すものが知られている。この従来技術では、加圧されて液化した燃料タンク11内の液化石油ガス(以下、LPGという)を燃料とし、同燃料が液化した状態で燃料ポンプ12によりデリバリパイプ13に供給される。デリバリパイプ13に供給された燃料は、図6に示すプレッシャレギュレータ14により燃料タンク圧力(燃料タンク11内の圧力)に対してほぼ一定差圧で加圧される。つまり、デリバリパイプ13内部が、リターン圧力(リターン経路16内の圧力)に対して一定差圧で加圧された状態になる。このように加圧されたデリバリパイプ13内の燃料が、各気筒のインジェクタ15で噴射される。こうした燃料供給装置において、燃料噴射による燃料圧力の脈動による噴射量の変化や異音の発生を防止するために、図7に示すようにデリバリパイプ13の燃料入口側に脈動減衰器(パルセーションダンパ)17を設けたものが知られている(例えば、特開2000−265924号公報)。その脈動減衰器17では、ダイアフラム18により燃料室19と大気室20とに仕切られている。この脈動減衰器17は、燃料室19に供給される燃料を大気圧に対してほぼ一点差圧で加圧するガソリンエンジンで一般に用いられるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、LPGの燃料タンク圧力は、燃料タンク11内の燃料の性状や温度によって決まる飽和蒸気圧に保たれるため、その燃料タンク圧力に対して加圧すると、燃料供給経路21の圧力も条件によって大きく変わる。こうしてLPGのように圧力が大きく変わる燃料に対してガソリンエンジン用の脈動減衰器17を用いた上記従来技術では、燃料噴射による燃料圧力の脈動に対して常に安定した減衰効果を得るのが難しい。すなわち、燃料室19に導入される燃料圧力が高く、ダイアフラム18を付勢するばね22に対する抗力が大きすぎると、ばね22が線間接触し、所望の減衰機能を発揮できなくなるおそれがある。また、燃料室19に導入される燃料圧力が低く、前記抗力が小さすぎると、ダイアフラム18が脈動減衰器17本体の燃料通路23の燃料入口を塞いでしまい、所望の減衰機能を発揮できなくなるおそれがある。この結果、ガソリンエンジン用の脈動減衰器17を用いた上記従来技術では、燃料噴射による燃料圧力の脈動による噴射量の変化や異音の発生を充分に防止することができない。
【0004】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、燃料圧力が大きく変動する場合でも、燃料圧力の脈動に対して常に安定した減衰効果が得られ、その脈動による噴射量の変化や異音の発生を防止可能な液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に係る発明は、加圧されて液化した燃料タンク内の液化石油ガスを燃料とし、同燃料を燃料ポンプによりデリバリパイプに供給し、燃料タンク圧に対してほぼ一定差圧で加圧してインジェクタで噴射する液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置において、前記デリバリパイプに供給される燃料の脈動を減衰させる脈動減衰器を備え、同減衰器は前記燃料が導入される第1の圧力室と第2の圧力室を区画するダイアフラムを備え、前記第2の圧力室には、前記デリバリパイプから前記燃料タンクへ前記燃料を戻すリターン経路の圧力或いは前記燃料タンク内の圧力を導くようにしたことを要旨とする。
【0006】
この構成によれば、脈動減衰器の第1の圧力室には燃料が供給され、その第2の圧力室にはリターン経路の圧力或いは前記燃料タンク内の圧力が導入される。リターン経路の圧力は、デリバリパイプ内の燃料よりほぼ一定差圧だけ圧が下がり、燃料タンク圧力にほぼ等しい。これにより、脈動減衰器のダイアフラム両側の圧力差、すなわち両圧力室の圧力差がほぼ一定になる。このため、デリバリパイプに供給される燃料の圧力(燃料圧力)が大きく変動する場合でも、その変動に応じてダイアフラムが動くことができる。したがって、燃料圧力が大きく変動する場合でも、燃料圧力の脈動を常に安定して減衰させることができ、その脈動による噴射量の変化や異音の発生を充分に防止することができる。
【0007】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置において、前記脈動減衰器の第2の圧力室に前記リターン経路の圧力を導入する場合、同リターン経路から前記脈動減衰器への分岐点から前記第2の圧力室に至る経路は、前記分岐点から上方へ延びていることを要旨とする。
【0008】
この構成によれば、デリバリパイプからリターン経路に流入した燃料は、デリバリパイプ内の燃料よりほぼ一定差圧だけ圧が下がるので、ベーパ化し気体を含んでいる。この気体を、リターン経路の分岐点から、同分岐点から上方へ延びる経路を通って脈動減衰器の第2の圧力室に導入することできる。このため、第1の圧力室に供給される燃料の脈動(燃料圧力の脈動)によりダイアフラムが動く際の抵抗が小さくなり、燃料噴射による燃料圧力の脈動に対してより安定した減衰効果を得ることができる。
【0009】
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置において、前記脈動減衰器の第2の圧力室に前記燃料タンク内の圧力を導入する場合、前記燃料タンク上部の気体相の圧力を、同気体相と前記第2の圧力室を連通する経路を介して導入することを要旨とする。
【0010】
この構成によれば、燃料タンク上部の気体相の圧力を脈動減衰器の第2の圧力室に導入することができる。このため、第1の圧力室に供給される燃料の脈動によりダイアフラムが動く際の抵抗が小さくなり、燃料噴射による燃料圧力の脈動に対してより安定した減衰効果を得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態に係る液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置について、図1〜図3を参照して説明する。この燃料供給装置は、図2に示すように、加圧されて液化した燃料タンク31内の液化石油ガスを燃料とする。この液化した状態の燃料は、燃料ポンプ32により燃料供給経路33及び燃料フィルタ35を介してデリバリパイプ34に供給される。
【0012】
デリバリパイプ34に供給された燃料は、プレッシャレギュレータ36により燃料タンク圧力(燃料タンク31内の圧力)に対してほぼ一定差圧で加圧される。つまり、デリバリパイプ34内部が、リターン圧力(リターン経路37内の圧力)に対して一定差圧で加圧された状態になる。なお、プレッシャレギュレータ36は、図6に示す構成を有する公知のものである。
【0013】
こうして加圧されたデリバリパイプ34内の燃料は、各気筒毎に設けた4つのインジェクタ38に送られ、各インジェクタ38により機関運転状態に応じて適切なタイミングで適切な量ずつ、図3に示す内燃機関39の各吸気通路40に噴射される。その噴射タイミング及び噴射量は、各インジェクタ38の電磁ソレノイドを機関運転状態に応じてECU41が制御することで得られる。図3において、符号42はエアクリーナ、符号43は吸気管(吸気マニホールド)、符号44は排気管(排気マニホールド)である。なお、各インジェクタ38から各吸気通路40に噴射される液化した状態の燃料は、加圧状態から解放されて気化する。こうして液化された状態で各インジェクタ38に供給された燃料が、気体燃料として内燃機関39の各吸気通路40に噴射供給される。
【0014】
また、図1及び図2に示すように、デリバリパイプ34の燃料入口側には、燃料供給経路33を通って供給される燃料圧力の脈動を減衰させる脈動減衰器50が装着されている。この脈動減衰器50は、ダイアフラム51で仕切られた第1の圧力室52及び第2の圧力室53と、一体化された2つの部材54,55からなる減衰器本体56とを備えている。減衰器本体56には、同本体の燃料入口に端部が接続された燃料供給経路33と第1の圧力室52とを連通する燃料通路54a,55aと、第1の圧力室52とデリバリパイプ34内とを連通する燃料通路57とが形成されている。また、ダイアフラム51は、ばね58により第1の圧力室52側に付勢されている。
【0015】
また、脈動減衰器50の第2の圧力室53には、デリバリパイプ34から燃料タンク31へ燃料を戻すリターン経路37の圧力を導くようになっている。このために、リターン経路37から脈動減衰器50への分岐点Aから脈動減衰器50の第2の圧力室53に到る経路59は、分岐点Aから上方へ延びている。
【0016】
以上のように構成された上記第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
(イ)脈動減衰器50の第1の圧力室52には燃料ポンプ32により液化した状態の燃料が供給され、その第2の圧力室53にはリターン経路37の圧力が経路59を通って導入される。リターン経路37の圧力は、デリバリパイプ34内の燃料よりほぼ一定差圧だけ圧が下がり、燃料タンク圧力にほぼ等しい。ここにいう「リターン経路37の圧力」は、デリバリパイプ34からプレッシャレギュレータ36を通ってリターン経路37に流入した燃料の圧力をいう。これにより、脈動減衰器50のダイアフラム51両側の圧力差、すなわち両圧力室52,53の圧力差がほぼ一定になる。このため、第1の圧力室52に供給される燃料の圧力(燃料圧力)が大きく変動する場合でも、その変動に応じてダイアフラム51が動くことができる。したがって、燃料圧力が大きく変動する場合でも、燃料圧力の脈動を脈動減衰器50により常に安定して減衰させることができ、その脈動による噴射量の変化や異音の発生を充分に防止することができる。
【0017】
(ロ)デリバリパイプ34からプレッシャレギュレータ36を通ってリターン経路37に流入した燃料は、デリバリパイプ34内の燃料よりほぼ一定差圧だけ圧が下がるので、ベーパ化し気体を含んでいる。この気体を、リターン経路37の分岐点Aから経路59を通って脈動減衰器50の第2の圧力室53に導入することできる。このため、第1の圧力室52に供給される燃料の脈動によりダイアフラム51が動く際の抵抗が小さくなり、燃料噴射による燃料圧力の脈動に対してより安定した減衰効果を得ることができる。
【0018】
(ハ)脈動減衰器50がデリバリパイプ34の燃料入口側に装着されているので、燃料タンク31から送られる燃料の脈動を、デリバリパイプ34の直前で減衰させることができる。
【0019】
[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置について、図4を参照して説明する。この燃料供給装置は、脈動減衰器50の第2の圧力室53に燃料タンク31内の圧力を導入するように構成されており、この点でのみ上記第1の実施形態と異なる。
【0020】
この燃料供給装置では、燃料タンク31内の圧力を53に導入するのに、燃料タンク31上部の気体相31aの圧力を、同気体相31aと第2の圧力室53を連通する経路60を介して導入するようになっている。
【0021】
以上のように構成された第2の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
(ニ)燃料タンク31上部の気体相31aの圧力を脈動減衰器50の第2の圧力室53に導入することができる。このため、脈動減衰器50の第1の圧力室52に供給される燃料の脈動によりダイアフラム51が動く際の抵抗が小さくなり、燃料噴射による燃料圧力の脈動に対してより安定した減衰効果を得ることができる。
【0022】
[変形例]
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記第1及び第2の実施形態では、脈動減衰器50を、図1に示すようにデリバリパイプ34の燃料入口側に装着してあるが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、脈動減衰器50を、燃料ポンプ32とデリバリパイプ34の間の燃料供給経路33に設けるように構成してもよい。
【0023】
・上記第1及び第2の実施形態では、デリバリパイプ34に供給された燃料を、プレッシャレギュレータ36により燃料タンク圧力に対してほぼ一定差圧で加圧するようにしているが、本発明は、このような構成に限定されない。すなわち、デリバリパイプ34に供給された燃料を、プレッシャレギュレータ36以外の調圧手段により燃料タンク圧力に対してほぼ一定差圧で加圧する場合にも本発明を適用可能である。
【0024】
・上記第1及び第2の実施形態では、本発明を4気筒の内燃機関に適用した例を示してあるが、本発明を任意の気筒数の内燃機関に適用可能であることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態に係る液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置の主要部を示す断面図。
【図2】 同燃料供給装置全体を示す概略構成図。
【図3】 同燃料供給装置を用いた内燃機関を示す概略構成図。
【図4】 第2の実施形態に係る液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置全体を示す概略構成図。
【図5】 従来の液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置全体を示す概略構成図。
【図6】 同燃料供給装置のプレッシャレギュレータ部分を示す拡大図。
【図7】 同燃料供給装置に脈動減衰器を用いた構成を示す断面図。
【符号の説明】
31…燃料タンク、31a…燃料タンクの気体相、32…燃料ポンプ、34…デリバリパイプ、37…リターン経路、38…インジェクタ、50…脈動減衰器、51…ダイアフラム、52…第1の圧力室、53…第2の圧力室、59,60…経路、A…分岐点。
Claims (3)
- 加圧されて液化した燃料タンク内の液化石油ガスを燃料とし、同燃料を燃料ポンプによりデリバリパイプに供給し、燃料タンク圧に対してほぼ一定差圧で加圧してインジェクタで噴射する液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置において、
前記デリバリパイプに供給される燃料の脈動を減衰させる脈動減衰器を備え、同減衰器は前記燃料が導入される第1の圧力室と第2の圧力室を区画するダイアフラムを備え、
前記第2の圧力室には、前記デリバリパイプから前記燃料タンクへ前記燃料を戻すリターン経路の圧力或いは前記燃料タンク内の圧力を導くようにしたことを特徴とする液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置。 - 前記脈動減衰器の第2の圧力室に前記リターン経路の圧力を導入する場合、同リターン経路から前記脈動減衰器への分岐点から前記第2の圧力室に至る経路は、前記分岐点から上方へ延びていることを特徴とする請求項1に記載の液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置。
- 前記脈動減衰器の第2の圧力室に前記燃料タンク内の圧力を導入する場合、前記燃料タンク上部の気体相の圧力を、同気体相と前記第2の圧力室を連通する経路を介して導入することを特徴とする請求項1に記載の液化石油ガス用内燃機関の燃料供給装置。
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