JP4108376B2 - ディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器 - Google Patents
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- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン用リターン燃料の冷却器に係り、主にコモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムにおけるリターン燃料温度を低下させるための冷却器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に内燃機関のエンジンの燃料が燃料タンクから燃料噴射装置へ送給される過程で機関や排気系部品からの伝熱などにより高温となり、燃料液中に気泡（ベーパ）が発生すると、燃料噴射装置によりシリンダー内に噴射される燃料液中にこの気泡が混入してベーパーロックを生じ噴射時間当りの燃料の噴射量が減少し、所定の出力が得られないといった問題がある。
一方、エンジンで燃焼されなかった余剰燃料は、リターン配管を経由してタンクへ戻されるが、いったん高圧とされてエンジンの高温部付近を通過するため加温されて高温の戻り燃料となり、やがてタンク内すべての燃料の温度を上昇（ガソリン車で約６０℃）させ、タンクからベーパとなって放出され、大気汚染や、キャビンの燃料臭となって問題を起こす可能性もあり、ディーゼルエンジン、特にコモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムにおいては、圧力が極めて高圧であるためリターン燃料の高温化（タンク内温度は１２０〜１７０℃まで昇温する）が特に問題となる。
【０００３】
かかる対策として、ガソリンエンジンの場合は、燃料タンクと燃料噴射装置間の燃料供給配管を自動車の空調装置（エアコン）の配管で冷却して燃料温度を沸点未満に下げる方法がとられているが、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンの場合にあっては、燃料は全く冷却されていないのが現状である。このため、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンの場合は、ベーパロックによる噴射の不安定化をはじめ、樹脂製のタンク部品（ホース等）、樹脂製タンクの熱劣化も余儀なくされるという問題があった。
なお、ディーゼルエンジンのリターン燃料を冷却する方法として、例えば熱交換器を利用すると、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムの配管構成の複雑化を招き、コストが高くつく上、操作回路も複雑となるためほとんど実用されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特にコモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンにおける前記問題を解決するためになされたもので、比較的簡易な手段で効率よく冷却できるディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器は、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンのリターン燃料配管の途中に配設し、該リターン燃料温度を低下させるためのディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器であって、蛇行状に折曲げた蛇行チューブで構成され、かつ水平面状の蛇行チューブ部分と該蛇行チューブ部分に連続して斜めに立ち上がる傾斜面状の蛇行チューブ部分を有し、蛇行チューブ内にリターン燃料を通流させて空冷する方式となし、前記水平面状の蛇行チューブ部分と傾斜面状の蛇行チューブ部分が車両のアンダーフロア形状に沿うように、車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に設置して用いることを特徴とし、また、蛇行状に折曲げた蛇行チューブを連続して多段に重ねた多段形蛇行チューブで構成され、かつ水平面状の多段蛇行チューブ部分と該多段蛇行チューブ部分に連続して斜めに立ち上がる傾斜面状の多段蛇行チューブ部分を有し、多段蛇行チューブ内にリターン燃料を通流させて空冷する方式となし、前記水平面状の多段蛇行チューブ部分と傾斜面状の多段蛇行チューブ部分が車両のアンダーフロア形状に沿うように、車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に設置して用いることを特徴とするものである。
なお、前記蛇行チューブとしては、より冷却効果を上げるために外周面がフラットな通常のチューブに限らず、外周面にフィンを設けたフィン付き蛇行チューブを用いてもよい。
【０００６】
すなわち、本発明におけるディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器は、車両の走行により発生する空気流を利用して、蛇行チューブ内を通流するリターン燃料を冷却する方式であるから、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムの配管構成の複雑化の問題を解決することができる。
なお、本発明において、冷却器を蛇行チューブで構成したのは、チューブ長さを長くすることができることおよび、蛇行チューブを連続して多段に重ねることにより容易にさらなるチューブ延長が可能となり、熱交換性能を高めることができるとともに、冷却器自体を小型・コンパクト化できることにより省スペース化が可能となるためである。
また、リターン燃料冷却器の配設位置を車両のアンダーフロア下の後輪手前位置としたのは、可及的に車両の前輪より離隔させることによって、走行中における前輪によるチッピング（飛石）やスプラッシュ（泥水）の影響を受けないようにするためである。なお、必要に応じてリターン燃料冷却器の下面に飛石・泥水よけカバーを付設してもよい。
さらに、本発明では蛇行チューブとしてフィン付き蛇行チューブを用いると、熱交換性能をより高めることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器の一実施例を示す斜視図、図２は同上リターン燃料冷却器の側面図、図３は同上リターン燃料冷却器の配設場所を示す概略説明図であり、１はリターン燃料冷却器、２は蛇行チューブ、２−１は水平面状の蛇行チューブ部分、２−２は傾斜面状の蛇行チューブ部分、３は連結金具、４は車両、５はアンダーフロアー、６は前輪、７は後輪である。なおここでは、蛇行状に折曲げた蛇行チューブを連続して多段（３段）に重ねた多段形蛇行チューブで構成したリターン燃料冷却器を例にとり説明する。
【０００８】
図１示すリターン燃料冷却器１は、１本のチューブ（パイプ）を曲げ加工装置によりＵ字形に曲げ加工して蛇行状に形成した蛇行チューブ２を連続して３段に重ねた多段形蛇行チューブで構成するとともに、曲げ加工装置により路面と平行な水平面状の蛇行チューブ部分２−１と、車両のアンダーフロア形状に沿うように上方に立ち上げた傾斜面状の蛇行チューブ部分２−２を形成する。蛇行チューブ２の両端部は本体部より若干延ばして一方をリターン燃料入口Ｐ１、他方をリターン燃料出口Ｐ２とし、リターン燃料入口Ｐ１はエンジン（図面省略）側のリターン配管に、リターン燃料出口Ｐ２は燃料タンク（図面省略）側のリターン配管に、それぞれ接続されている。蛇行チューブ２を多段に重ねて構成した冷却器本体部とリターン燃料の出入口部は、チューブが揺動しないように連結金具３で固定して一体化する。
【０００９】
上記構成のリターン燃料冷却器１は図３に示すごとく、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンを搭載した車両４のアンダーフロア５下の後輪７の手前位置に配設する。リターン燃料冷却器１を後輪７の手前位置に配設するのは、前記したごとく、可及的に車両４の前輪６より離隔させることによって、走行中における前輪６によるチッピング（飛石）やスプラッシュ（泥水）の影響を受けないようにするためである。
【００１０】
上記構成のリターン燃料冷却器１において、エンジン（図面省略）で燃焼されなかった高温の余剰燃料すなわちリターン燃料は当該燃料入口Ｐ１より、蛇行チューブ２を多段に重ねて構成した冷却器本体部に供給される。冷却器本体部に供給されたリターン燃料は、多段に重ねられた蛇行チューブ２内を通流する間に当該車両の走行により発生する空気流により自然冷却されて燃料タンクへ戻されるる。したがって、エンジンで燃焼されなかった高温の余剰燃料は、リターン配管を経由してタンクへ戻される途中でリターン燃料冷却器１により冷却されることにより、ベーパロックによる噴射の不安定化、樹脂製のタンク部品（ホース等）、樹脂製タンクの熱劣化等の防止が可能となる。
【００１１】
なおここでは、蛇行状に折曲げた蛇行チューブを連続して多段（３段）に重ねた多段形蛇行チューブで構成したリターン燃料冷却器のみ示したが、１段の蛇行チューブで構成したリターン燃料冷却器の場合も冷却能は多段形に比べて低いものの、実用的効果は十分に得られることはいうまでもない。また、多段形蛇行チューブで構成するリターン燃料冷却器の場合は、１本の長いチューブで多段に構成したものに限らず、１段分の蛇行チューブを必要段数製作し、各蛇行チューブを重ねて接続してなる分割構造の多段形蛇行チューブで構成してもよいことはいうまでもない。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明によれば、車両の走行により発生する空気を利用して、蛇行チューブ内を通流するリターン燃料を冷却する方式であるから、コストが安くつくだけでなく、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムの配管構成の複雑化の問題を解決することができ、その上タンク廻り部品（樹脂製部品、ゴムホース、樹脂タンク等）の寿命延長もはかられる。さらに、冷却器本体を蛇行チューブで構成したことにより、チューブ長さを長くすることができることおよび、蛇行チューブを連続して多段に重ねることにより容易にさらなるチューブ延長が可能となり、熱交換性能を高めることができるとともに、冷却器自体を小型・コンパクト化できることにより省スペース化も可能となる。さらに、本発明のリターン燃料冷却器は、車両のアンダーフロア形状に沿うように車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に配設して用いるので、走行中における前輪によるチッピング（飛石）やスプラッシュ（泥水）の影響を最小限に抑えることも可能であり、高寿命を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器の一実施例を示す斜視図である。
【図２】同上リターン燃料冷却器の側面図である。
【図３】同上リターン燃料冷却器の配設場所を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ リターン燃料冷却器
２ 蛇行チューブ
２−１ 水平面状の蛇行チューブ部分
２−２ 傾斜面状の蛇行チューブ部分
３ 連結金具
４ 車両
５ アンダーフロアー
６ 前輪
７ 後輪
Ｐ１ リターン燃料入口
Ｐ２ リターン燃料出口
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン用リターン燃料の冷却器に係り、主にコモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムにおけるリターン燃料温度を低下させるための冷却器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に内燃機関のエンジンの燃料が燃料タンクから燃料噴射装置へ送給される過程で機関や排気系部品からの伝熱などにより高温となり、燃料液中に気泡（ベーパ）が発生すると、燃料噴射装置によりシリンダー内に噴射される燃料液中にこの気泡が混入してベーパーロックを生じ噴射時間当りの燃料の噴射量が減少し、所定の出力が得られないといった問題がある。
一方、エンジンで燃焼されなかった余剰燃料は、リターン配管を経由してタンクへ戻されるが、いったん高圧とされてエンジンの高温部付近を通過するため加温されて高温の戻り燃料となり、やがてタンク内すべての燃料の温度を上昇（ガソリン車で約６０℃）させ、タンクからベーパとなって放出され、大気汚染や、キャビンの燃料臭となって問題を起こす可能性もあり、ディーゼルエンジン、特にコモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムにおいては、圧力が極めて高圧であるためリターン燃料の高温化（タンク内温度は１２０〜１７０℃まで昇温する）が特に問題となる。
【０００３】
かかる対策として、ガソリンエンジンの場合は、燃料タンクと燃料噴射装置間の燃料供給配管を自動車の空調装置（エアコン）の配管で冷却して燃料温度を沸点未満に下げる方法がとられているが、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンの場合にあっては、燃料は全く冷却されていないのが現状である。このため、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンの場合は、ベーパロックによる噴射の不安定化をはじめ、樹脂製のタンク部品（ホース等）、樹脂製タンクの熱劣化も余儀なくされるという問題があった。
なお、ディーゼルエンジンのリターン燃料を冷却する方法として、例えば熱交換器を利用すると、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムの配管構成の複雑化を招き、コストが高くつく上、操作回路も複雑となるためほとんど実用されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特にコモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンにおける前記問題を解決するためになされたもので、比較的簡易な手段で効率よく冷却できるディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器は、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンのリターン燃料配管の途中に配設し、該リターン燃料温度を低下させるためのディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器であって、蛇行状に折曲げた蛇行チューブで構成され、かつ水平面状の蛇行チューブ部分と該蛇行チューブ部分に連続して斜めに立ち上がる傾斜面状の蛇行チューブ部分を有し、蛇行チューブ内にリターン燃料を通流させて空冷する方式となし、前記水平面状の蛇行チューブ部分と傾斜面状の蛇行チューブ部分が車両のアンダーフロア形状に沿うように、車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に設置して用いることを特徴とし、また、蛇行状に折曲げた蛇行チューブを連続して多段に重ねた多段形蛇行チューブで構成され、かつ水平面状の多段蛇行チューブ部分と該多段蛇行チューブ部分に連続して斜めに立ち上がる傾斜面状の多段蛇行チューブ部分を有し、多段蛇行チューブ内にリターン燃料を通流させて空冷する方式となし、前記水平面状の多段蛇行チューブ部分と傾斜面状の多段蛇行チューブ部分が車両のアンダーフロア形状に沿うように、車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に設置して用いることを特徴とするものである。
なお、前記蛇行チューブとしては、より冷却効果を上げるために外周面がフラットな通常のチューブに限らず、外周面にフィンを設けたフィン付き蛇行チューブを用いてもよい。
【０００６】
すなわち、本発明におけるディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器は、車両の走行により発生する空気流を利用して、蛇行チューブ内を通流するリターン燃料を冷却する方式であるから、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムの配管構成の複雑化の問題を解決することができる。
なお、本発明において、冷却器を蛇行チューブで構成したのは、チューブ長さを長くすることができることおよび、蛇行チューブを連続して多段に重ねることにより容易にさらなるチューブ延長が可能となり、熱交換性能を高めることができるとともに、冷却器自体を小型・コンパクト化できることにより省スペース化が可能となるためである。
また、リターン燃料冷却器の配設位置を車両のアンダーフロア下の後輪手前位置としたのは、可及的に車両の前輪より離隔させることによって、走行中における前輪によるチッピング（飛石）やスプラッシュ（泥水）の影響を受けないようにするためである。なお、必要に応じてリターン燃料冷却器の下面に飛石・泥水よけカバーを付設してもよい。
さらに、本発明では蛇行チューブとしてフィン付き蛇行チューブを用いると、熱交換性能をより高めることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器の一実施例を示す斜視図、図２は同上リターン燃料冷却器の側面図、図３は同上リターン燃料冷却器の配設場所を示す概略説明図であり、１はリターン燃料冷却器、２は蛇行チューブ、２−１は水平面状の蛇行チューブ部分、２−２は傾斜面状の蛇行チューブ部分、３は連結金具、４は車両、５はアンダーフロアー、６は前輪、７は後輪である。なおここでは、蛇行状に折曲げた蛇行チューブを連続して多段（３段）に重ねた多段形蛇行チューブで構成したリターン燃料冷却器を例にとり説明する。
【０００８】
図１示すリターン燃料冷却器１は、１本のチューブ（パイプ）を曲げ加工装置によりＵ字形に曲げ加工して蛇行状に形成した蛇行チューブ２を連続して３段に重ねた多段形蛇行チューブで構成するとともに、曲げ加工装置により路面と平行な水平面状の蛇行チューブ部分２−１と、車両のアンダーフロア形状に沿うように上方に立ち上げた傾斜面状の蛇行チューブ部分２−２を形成する。蛇行チューブ２の両端部は本体部より若干延ばして一方をリターン燃料入口Ｐ１、他方をリターン燃料出口Ｐ２とし、リターン燃料入口Ｐ１はエンジン（図面省略）側のリターン配管に、リターン燃料出口Ｐ２は燃料タンク（図面省略）側のリターン配管に、それぞれ接続されている。蛇行チューブ２を多段に重ねて構成した冷却器本体部とリターン燃料の出入口部は、チューブが揺動しないように連結金具３で固定して一体化する。
【０００９】
上記構成のリターン燃料冷却器１は図３に示すごとく、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンを搭載した車両４のアンダーフロア５下の後輪７の手前位置に配設する。リターン燃料冷却器１を後輪７の手前位置に配設するのは、前記したごとく、可及的に車両４の前輪６より離隔させることによって、走行中における前輪６によるチッピング（飛石）やスプラッシュ（泥水）の影響を受けないようにするためである。
【００１０】
上記構成のリターン燃料冷却器１において、エンジン（図面省略）で燃焼されなかった高温の余剰燃料すなわちリターン燃料は当該燃料入口Ｐ１より、蛇行チューブ２を多段に重ねて構成した冷却器本体部に供給される。冷却器本体部に供給されたリターン燃料は、多段に重ねられた蛇行チューブ２内を通流する間に当該車両の走行により発生する空気流により自然冷却されて燃料タンクへ戻されるる。したがって、エンジンで燃焼されなかった高温の余剰燃料は、リターン配管を経由してタンクへ戻される途中でリターン燃料冷却器１により冷却されることにより、ベーパロックによる噴射の不安定化、樹脂製のタンク部品（ホース等）、樹脂製タンクの熱劣化等の防止が可能となる。
【００１１】
なおここでは、蛇行状に折曲げた蛇行チューブを連続して多段（３段）に重ねた多段形蛇行チューブで構成したリターン燃料冷却器のみ示したが、１段の蛇行チューブで構成したリターン燃料冷却器の場合も冷却能は多段形に比べて低いものの、実用的効果は十分に得られることはいうまでもない。また、多段形蛇行チューブで構成するリターン燃料冷却器の場合は、１本の長いチューブで多段に構成したものに限らず、１段分の蛇行チューブを必要段数製作し、各蛇行チューブを重ねて接続してなる分割構造の多段形蛇行チューブで構成してもよいことはいうまでもない。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明によれば、車両の走行により発生する空気を利用して、蛇行チューブ内を通流するリターン燃料を冷却する方式であるから、コストが安くつくだけでなく、コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムの配管構成の複雑化の問題を解決することができ、その上タンク廻り部品（樹脂製部品、ゴムホース、樹脂タンク等）の寿命延長もはかられる。さらに、冷却器本体を蛇行チューブで構成したことにより、チューブ長さを長くすることができることおよび、蛇行チューブを連続して多段に重ねることにより容易にさらなるチューブ延長が可能となり、熱交換性能を高めることができるとともに、冷却器自体を小型・コンパクト化できることにより省スペース化も可能となる。さらに、本発明のリターン燃料冷却器は、車両のアンダーフロア形状に沿うように車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に配設して用いるので、走行中における前輪によるチッピング（飛石）やスプラッシュ（泥水）の影響を最小限に抑えることも可能であり、高寿命を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器の一実施例を示す斜視図である。
【図２】同上リターン燃料冷却器の側面図である。
【図３】同上リターン燃料冷却器の配設場所を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ リターン燃料冷却器
２ 蛇行チューブ
２−１ 水平面状の蛇行チューブ部分
２−２ 傾斜面状の蛇行チューブ部分
３ 連結金具
４ 車両
５ アンダーフロアー
６ 前輪
７ 後輪
Ｐ１ リターン燃料入口
Ｐ２ リターン燃料出口
Claims (3)
- コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンのリターン燃料配管の途中に配設し、該リターン燃料温度を低下させるためのディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器であって、蛇行状に折曲げた蛇行チューブで構成され、かつ水平面状の蛇行チューブ部分と該蛇行チューブ部分に連続して斜めに立ち上がる傾斜面状の蛇行チューブ部分を有し、蛇行チューブ内にリターン燃料を通流させて空冷する方式となし、前記水平面状の蛇行チューブ部分と傾斜面状の蛇行チューブ部分が車両のアンダーフロア形状に沿うように、車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に配設して用いることを特徴とするディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器。
- コモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システム採用のディーゼルエンジンのリターン燃料配管の途中に配設し、該リターン燃料温度を低下させるためのディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器であって、蛇行状に折曲げた蛇行チューブを連続して多段に重ねた多段形蛇行チューブで構成され、かつ水平面状の多段蛇行チューブ部分と該多段蛇行チューブ部分に連続して斜めに立ち上がる傾斜面状の多段蛇行チューブ部分を有し、多段蛇行チューブ内にリターン燃料を通流させて空冷する方式となし、前記水平面状の多段蛇行チューブ部分と傾斜面状の多段蛇行チューブ部分が車両のアンダーフロア形状に沿うように、車両のアンダーフロア下の後輪手前位置に配設して用いることを特徴とするディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器。
- 前記蛇行チューブとして、フィン付き蛇行チューブを用いることを特徴とする請求項１または２記載のディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器。
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|---|---|---|---|
| JP2002174207A JP4108376B2 (ja) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | ディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002174207A JP4108376B2 (ja) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | ディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004019516A JP2004019516A (ja) | 2004-01-22 |
| JP4108376B2 true JP4108376B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=31173237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002174207A Expired - Fee Related JP4108376B2 (ja) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | ディーゼルエンジン用リターン燃料冷却器 |
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| Country | Link |
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-
2002
- 2002-06-14 JP JP2002174207A patent/JP4108376B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2004019516A (ja) | 2004-01-22 |
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