JP4234352B2 - Liquefied gas fuel supply device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の液化ガス燃料供給装置に関し、詳しくは、エンジンの始動性を向上させることができる液化ガス燃料供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料タンク内に貯蔵されたLPG等の液化ガス燃料を加圧してデリバリパイプに送り、デリバリパイプに設けられたインジェクタにより噴射してエンジンに供給する液化ガス燃料供給装置については、特表平6−502473号公報等で公知である。前記公報によれば、タンク内に貯蔵され且つタンク内で周囲温度に左右される可変の蒸気圧を有する燃料を、タンクでの可変蒸気圧より一定差圧高い圧力に維持される絶対圧で燃料を燃料流入側レール(本願ではデリバリパイプ)及びインジェクタに圧送し、燃料の絶対圧を監視し、他の通常のエンジンパラメータと共に燃料の絶対圧によって燃料噴射パルス幅を変化させるとしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示された構成においては、エンジン停止中にインジェクタの弁部の微小隙間から燃料が僅かずつ漏洩することがあり、インテークマニホールド内に液化ガス燃料が溜まるおそれがある。この時、デリバリパイプ(内径8mm)内の燃料だけでなく燃料タンクからデリバリパイプ下流のプレッシャレギュレータまでの配管内の燃料までもがインテークマニホールド内に漏洩する場合がある。この場合、エンジンを始動すると、インテークマニホールド内に充満した過濃燃料によりエンジン始動に要する時間が極めて増加するおそれがある。この対策として、デリバリパイプや燃料供給管の内径を小さくして漏洩量を低減させることが考えられるが、エンジン最高出力時の最大燃料流量を確保するためには限界がある。
【0004】
また、エンジン停止後、時間経過とともに配管内の燃料が燃料タンク内に戻るため配管内の燃料が減圧気化し、エンジン再始動時に配管内を液体燃料が満たされるまでの間エンジン始動に要する時間が増加するおそれがある。すなわち、配管内の圧力が高い時はインテークマニホールド内の過濃燃料のため、また、配管内の圧力が低いときは噴射燃料の不足のため何れの場合でもエンジンの始動に要する時間が増加するおそれがある。そこで本発明は、配管内の圧力が高いときでも低いときでもエンジン始動時間の増加を抑制することができる液化ガス燃料供給装置を提供することを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決を目的としてなされた請求項1の発明は、燃料タンク内の液化ガス燃料をフューエルポンプにより加圧してデリバリパイプに送り、前記デリバリパイプに接続されたインジェクタによりエンジンに燃料を供給するとともに、余剰燃料を前記燃料タンクに戻すよう構成された液化ガス燃料供給装置において、前記デリバリパイプの入口部にデリバリ遮断弁を、出口部に下流方向に対してのみ開く弁を設けたことを特徴とする。また、請求項2の発明は、前記デリバリ遮断弁は、前記エンジンが停止されたときに閉じ、前記エンジンが始動されたときに開くことを特徴とする。また、請求項3の発明は、前記下流方向に対してのみ開く弁の下流側にプレッシャレギュレータを配設したことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に係る液化ガス燃料供給装置の概念図である。図1において、液化ガス燃料1を収容する燃料タンク2には、燃料を注入するための充填ユニット3、燃料量を表示するためのレベルケージ4、燃料タンク2内の燃料圧力を検知するためのタンク燃圧センサ5、燃料を加圧してデリバリパイプ6に圧送するためのフューエルポンプ7、デリバリパイプ6内の燃料圧力を調整するためのプレッシャレギュレータ8、燃料タンク2内の燃料温度を計測するための第1の燃温センサ9がそれぞれ装着されている。タンク燃圧センサ5および第1の燃温センサ9は不図示の電気配線を介してエンジン10を制御するためのECU(11)に接続されている。
【0008】
フューエルポンプ7の先には燃料供給管12が連結されインテークマニホールド13に固定されたデリバリパイプ6に連通されている。燃料供給管12の途中の燃料タンク2出口近傍にはタンク遮断弁14が設けられ、不図示の電気配線を介してECU(11)からの電気信号により開閉される。燃料供給管12の途中のデリバリパイプ6近傍にはデリバリ遮断弁15が設けられ、電気配線を介してECU(11)からの電気信号によりタンク遮断弁14とともに開閉される。デリバリパイプ6とインテークマニホールド13との間には複数のインジェクタ16が挟持され、ECU(11)からの電気信号によりデリバリパイプ6内の燃料をエンジン10に噴射するよう構成されている。デリバリパイプ6にはデリバリパイプ6内の燃料圧力を検知するためのデリバリ燃圧センサ17、燃料温度を検知するための第2の燃温センサ18が設けられている。デリバリ燃圧センサ17および第2の燃温センサ18は不図示の電気配線を介してECU(11)に接続されている。デリバリパイプ6の燃料通路の内径は4〜7mmで形成されている。デリバリパイプ6の内径が4mm未満では、管路抵抗により要求流量の確保ができず、内径が7mmを超えると燃料がインテークマニホールド13内へ漏洩する場合は、過濃燃料となる。上述により内径を4〜7mmとすることには臨界的意義を有する。
【0009】
デリバリパイプ6の出口には燃料配管を構成するリターンパイプ19が連結され、燃料タンク2の上部に連通されている。リターンパイプ19途中のデリバリパイプ6近傍には第1の逆止弁20が設けられリターンパイプ19からの逆流を阻止するよう構成されている。リターンパイプ19途中の燃料タンク2近傍には第2の逆止弁21が設けられ、燃料タンク2からの逆流を阻止するよう構成されている。燃料タンク2内のリターンパイプ19の終端にはプレッシャレギュレータ8が設けられ、デリバリパイプ6内の燃料圧力を調整するよう構成されている。調整による余剰燃料はプレッシャレギュレータ8から直接燃料タンク2内に流出するよう構成されている。なお、燃料供給管12、デリバリパイプ6、リターンパイプ19で燃料配管を構成している。
【0010】
次に、本実施形態の作用について説明する。エンジン10が停止されるとイグニッション信号またはエンジン回転数あるいは油圧等々のエンジン停止信号によるECU(11)からの電気信号によりデリバリ遮断弁15およびタンク遮断弁14が閉じられる。この後、エンジンルーム内の温度上昇に伴いデリバリパイプ6内の燃料圧力が上昇し、インジェクタ16の弁部の微小隙間から蒸発燃料が漏洩することがあるが、漏洩する燃料はデリバリ遮断弁15と逆止弁20との間のデリバリパイプ6内の燃料に限定されるため、従来に比べインテークマニホールド13内への漏洩量が低減される。また、燃料供給管12内の燃料はタンク遮断弁14に阻まれて燃料タンク2内に戻ることがないので、エンジン10の再始動時に燃料供給管12内の燃料がエンジンに即時に供給されるため、エンジン始動時間が増加することがない。エンジン10の始動時にはデリバリ遮断弁15およびタンク遮断弁14は開弁する。
【0011】
図2は本実施形態と比較技術との比較試験の結果を示すグラフである。試験に供試したデリバリパイプの燃料通路内径は6mm、使用した液化ガス燃料はLPG燃料を使用した。図2(a)はエンジン停止後の経過時間に対するインテークマニホールド(吸気管)13内のLPG濃度(VOL%)を示すグラフである。図2(b)は吸気管内のLPG濃度(VOL%)に対するエンジンの始動時間(秒)を示すグラフである。図2(a)、(b)において、比較技術として供試したデリバリ遮断弁15および逆止弁なしの仕様では120分後の吸気管内LPG濃度はおよそ11VOL%となり、エンジン始動時間は1.6秒かかる。一方、本実施形態においては、吸気管13内のLPG濃度はおよそ6VOL%で比較技術の半分であり、始動時間は1.3秒となる。両者の吸気管内LPG濃度の差はエンジン停止後の経過時間が増すにつれ拡大する傾向にある。
【0012】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。すなわち、請求項1、2の発明においては、デリバリパイプの入口部にデリバリ遮断弁を、デリバリパイプの出口部に下流方向に対してのみ開く弁を設けたため、エンジンが停止されたときにデリバリ遮断弁を閉じ、エンジンが始動されたときに開くことにより、エンジン停止時のインジェクタ弁部の微小隙間からインテークマニホールド内に漏洩する燃料量が、デリバリパイプ内だけの燃料に限られるので漏洩量が減少するためエンジンの再始動時間を短くすることができる。また、請求項3の発明においては、下流方向に対してのみ開く弁の下流側にプレッシャレギュレータを配設したので、デリバリパイプ内の燃料圧力を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る液化ガス燃料供給装置の概念図である。
【図2】図2(a)はエンジン停止後の経過時間に対する吸気管内のLPG濃度を示すグラフである。
図2(b)は吸気管内のLPG濃度に対するエンジンの始動時間を示すグラフである。
【符号の説明】
1 液化ガス燃料
2 燃料タンク
6 デリバリパイプ
7 フューエルポンプ
8 プレッシャレギュレータ
10 エンジン
12 燃料供給管
14 タンク遮断弁
15 デリバリ遮断弁
16 インジェクタ
19 リターンパイプ
20 第1の逆止弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquefied gas fuel supply apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a liquefied gas fuel supply apparatus that can improve the startability of the engine.
[0002]
[Prior art]
Regarding a liquefied gas fuel supply device that pressurizes liquefied gas fuel such as LPG stored in a fuel tank, sends it to a delivery pipe, and injects it by an injector provided in the delivery pipe and supplies it to an engine, No. 502473 and the like. According to the publication, the fuel having a variable vapor pressure stored in the tank and depending on the ambient temperature in the tank is fueled at an absolute pressure that is maintained at a pressure higher than the variable vapor pressure in the tank by a certain differential pressure. Is pumped to the fuel inflow side rail (delivery pipe in this application) and the injector, the absolute pressure of the fuel is monitored, and the fuel injection pulse width is changed by the absolute pressure of the fuel together with other normal engine parameters.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration disclosed in the above publication, fuel may leak little by little from the minute gap in the valve portion of the injector while the engine is stopped, and liquefied gas fuel may accumulate in the intake manifold. At this time, not only the fuel in the delivery pipe (inner diameter 8 mm) but also the fuel in the pipe from the fuel tank to the pressure regulator downstream of the delivery pipe may leak into the intake manifold. In this case, when the engine is started, there is a possibility that the time required for starting the engine may be extremely increased due to the rich fuel filled in the intake manifold. As a countermeasure, it is conceivable to reduce the leakage amount by reducing the inner diameter of the delivery pipe or the fuel supply pipe, but there is a limit in securing the maximum fuel flow rate at the maximum engine output.
[0004]
In addition, since the fuel in the pipe returns to the fuel tank as time passes after the engine stops, the fuel in the pipe is depressurized and vaporized, and the time required for starting the engine is filled until the liquid is filled in the pipe when the engine is restarted. May increase. That is, when the pressure in the pipe is high, it may be due to the rich fuel in the intake manifold, and when the pressure in the pipe is low, the time required for starting the engine may increase in any case due to the lack of injected fuel. There is. Therefore, an object of the present invention is to provide a liquefied gas fuel supply apparatus that can suppress an increase in engine start time even when the pressure in the pipe is high or low.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention of claim 1 is directed to pressurizing a liquefied gas fuel in a fuel tank by a fuel pump and sending it to a delivery pipe, and supplying the fuel to the engine by an injector connected to the delivery pipe. with it, in the produced liquefied gas fuel supply device so as to return the surplus fuel to the fuel tank, a delivery shut-off valve at the inlet portion of said delivery pipe, digits set the open-ku valve only for the downstream direction in the outlet section It is characterized by. The invention according to
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a liquefied gas fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
[0008]
A
[0009]
A
[0010]
Next, the operation of this embodiment will be described. When the
[0011]
FIG. 2 is a graph showing the results of a comparative test between this embodiment and the comparative technique. The fuel pipe inner diameter of the delivery pipe used for the test was 6 mm, and the liquefied gas fuel used was LPG fuel. FIG. 2A is a graph showing the LPG concentration (VOL%) in the intake manifold (intake pipe) 13 with respect to the elapsed time after the engine is stopped. FIG. 2B is a graph showing engine start time (seconds) with respect to LPG concentration (VOL%) in the intake pipe. 2A and 2B, in the specification without the
[0012]
Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects. That is, in the first and second aspects of the invention, the delivery shutoff valve is provided at the inlet of the delivery pipe, and the valve that opens only in the downstream direction is provided at the outlet of the delivery pipe, so that the delivery shutoff is performed when the engine is stopped. By closing the valve and opening it when the engine is started, the amount of fuel that leaks into the intake manifold from the minute gap in the injector valve when the engine is stopped is limited to the fuel in the delivery pipe, reducing the amount of leakage. Therefore, the restart time of the engine can be shortened. In the invention of claim 3, since the pressure regulator is disposed on the downstream side of the valve that opens only in the downstream direction, the fuel pressure in the delivery pipe can be adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a liquefied gas fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 (a) is a graph showing the LPG concentration in the intake pipe with respect to the elapsed time after engine stop.
FIG. 2B is a graph showing the engine start time with respect to the LPG concentration in the intake pipe.
[Explanation of symbols]
1 liquefied
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