JP4371106B2 - 燃料供給系配管構造 - Google Patents

Description

本発明は、一対のデリバリパイプを有する燃料供給系配管構造に関し、特に燃料温度差や燃圧脈動を低減し、エンジンの制御性を向上できるものに関する。

ガソリンエンジンが搭載された車両では、燃料タンク内の燃料が燃料ポンプによって燃料配管を介してインジェクタへと導かれ、このインジェクタからエンジン本体内へと燃料が噴射される。特に、シリンダがＶ型又は水平対向型に配置されているタイプのガソリンエンジンでは、燃焼配管とインジェクタとの間に左右一対のデリバリパイプが設けられている。これら左右一対の少なくとも一方のデリバリパイプの一端側に燃料配管に接続され、各デリバリパイプは他端側がループ配管で接続されている。このような燃料供給系配管構造のうち、各デリバリパイプに燃料タンクへの戻り回路が設けられていないリターンレスタイプの燃料供給系配管構造ものも知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
国際公開第２００３／００８７９６号パンフレット 特開平８−１４４８８９号公報

上述した燃料供給系配管構造では、次のような問題があった。すなわち、左右一対のデリバリパイプ配管内の燃料温度差が大きくなると、インジェクタ噴射量ばらつきによるエンジン制御性の悪化を招き、排ガス性能が低下する虞がある。また、左右のインジェクタが交互に噴射するためその開弁・閉弁時に水撃作用が生じ、あるエンジン回転数で左右のデリバリパイプ間で燃圧脈動の共振を起こし、インジェクタ噴射量ばらつきによるエンジン制御性の悪化や騒音の増大を招くという問題も発生する。

また、上記のような理由により発生した振動を止めるためには、固定箇所を増やしたり、弾性支持をしなくてはならない等、製造コストが増大する。

そこで本発明は、エンジンの左右に配置された一対のデリバリパイプを用いて燃料供給を行う場合であっても、燃圧脈動を減衰させ、かつ製造コストを抑制できる燃料供給系配管構造を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の燃料供給系配管構造は次のように構成されている。

上記の課題を解決する第１の発明に係る燃料供給系配管構造は、燃料タンクから圧送されてくる燃料を複数のシリンダに分配する燃料供給系配管構造において、前記各シリンダに設けられたインジェクタに接続される一対のデリバリパイプと、前記各デリバリパイプの上流端同士を連結する第１連結配管系と、前記第１連結配管系の途中に接続され、前記燃料タンクから燃料を導く燃料配管と、前記各デリバリパイプの下流端同士を連結する第２連結配管系と、前記第１連結配管系に設けられた第１オリフィスと、前記第２連結配管系に設けられた第２オリフィスとを備えていることを特徴とする。

さらに、前記第２オリフィスのオリフィス径が前記第１オリフィスのオリフィス径よりも小さく設定されていることを特徴とする。

上記の課題を解決する第２の発明（請求項２に対応）に係る燃料供給系配管構造において、前記第２連結配管系は、ループ配管を有し、前記第２オリフィスは、前記ループ配管と前記デリバリパイプとを接続するコネクタに設けられていることを特徴とする。

上記の課題を解決する第３の発明（請求項３に対応）に係る燃料供給系配管構造において、前記第１連結配管系は、前記燃料配管から各デリバリパイプまでの距離が略等しい一対のタンデム配管を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載された発明によれば、エンジンに配置された一対のデリバリパイプを用いて燃料供給を行う場合であっても、燃圧脈動を減衰させることが可能となる。

また、請求項１に記載された発明によれば、燃圧脈動を効果的に減衰させることができる。

請求項２に記載された発明によれば、オリフィスを容易に設置することができる。

請求項３に記載された発明によれば、車体側への燃圧脈動を低減することができる。

図１は本発明の一実施の形態に係る燃料供給系配管構造１０を示す斜視図、図２は燃料供給系配管構造１０に組み込まれた樹脂クイックコネクタ６０を示す縦断面図である。

燃料供給系配管構造１０は、６個のシリンダがＶ字形に配置されているＶ６型ガソリンエンジンに適用されるものである。燃料供給系配管構造１０は、燃料タンク及び燃料ポンプ（いずれも不図示）に接続された燃料パイプ２０と、この燃料パイプ２０に三方コネクタ２１を介して接続されたタンデム配管（第１連結配管系）３０と、このタンデム配管３０に一端側が接続された左右一対のデリバリパイプ４０，５０と、これらデリバリパイプ４０，５０の他端側にそれぞれ接続された樹脂クイックコネクタ６０，７０と、これら樹脂クイックコネクタ６０，７０間に配置された樹脂材製のループ配管（第２連結配管系）８０とを備えている。

タンデム配管３０は、デリバリパイプ４０に接続される分岐管３１と、デリバリパイプ５０に接続される分岐管３２とを備えている。分岐管３１，３２は例えば内径６．６ｍｍに形成されている。分岐管３１内には、燃料噴射に伴う圧力脈動波を減衰させる内径２ｍｍの第１オリフィス３１ａ、分岐管３２内には、燃料噴射に伴う圧力脈動波を減衰させる内径２ｍｍの第１オリフィス３２ａが設けられている。

デリバリパイプ４０，５０は燃料タンクへの戻り回路が設けられていないリターンレスタイプである。デリバリパイプ４０には、各シリンダに対応して３つのインジェクタ４１が取り付けられている。同様に、デリバリパイプ５０には、３つのインジェクタ５１が取り付けられている。

樹脂クイックコネクタ６０は、図２に示すように、デリバリパイプ４０に接続される接続部６１と、ループ配管８０に接続される接続部６２とを備え、この接続部６１，６２相互間に設けられ、燃料噴射に伴う圧力脈動波を減衰させる第２オリフィス６３とを備えている。第２オリフィス６３は、第１オリフィス３１ａ，３２ａより小さい内径に設定され、例えば内径１．４ｍｍに形成されている。ループ配管８０は例えば内径６．６ｍｍに形成されている。第１オリフィス３１ａ，３２ａ及び第２オリフィス６３の内径は、オリフィス抵抗が大きくなることによるインジェクタの噴射量低下を招かない限り、出来るだけ小さい径にて選定する。なお、樹脂クイックコネクタ７０は第２オリフィスを設けても設けなくてもよい。

ループ配管８０はデリバリパイプ４０,５０とは別体であるため、デリバリパイプ４０，５０の各インジェクタ４１，５１をエンジン本体（不図示）へ確実に取り付けた上でループ配管８０を取り付けるので、インジェクタの組み付け信頼性に優れる。また、ループ配管８０は可撓性を有するチューブであるため、取り付ける際に、デリバリパイプ４０，５０相互間の位置関係に誤差が生じた場合でも、これを微調整することが可能であり、組み付け時間を短縮することができる。

このように構成された燃料供給系配管構造１０によれば、次のようにして燃料供給が行われる。すなわち、燃料タンクから燃料ポンプによって燃料パイプ２０に燃料が供給される。燃料は燃料パイプ２０からさらにタンデム配管３０に供給され、分岐管３１，３２を経由して分岐してデリバリパイプ４０，５０に供給される。この際、燃料は第１オリフィス３１ａ，３２ａを通過する。

デリバリパイプ４０，５０に供給された燃料は、インジェクタ４１，５１から各シリンダ（不図示）に供給される。インジェクタ４１，５１に供給されなかった燃料は、ループ配管８０に供給される。この際、燃料は第２オリフィス６３を通過する。

エンジンが回転すると、インジェクタ４１，５１による噴射が行われ、その開弁・閉弁時に発生する水撃作用によってデリバリパイプ４０，５０間で燃圧脈動が発生する。しかしながら、燃圧脈動は、第１オリフィス３１ａ，３２ａ及び第２オリフィス６３によって減衰する。

図３は同燃料供給系配管構造１０における脈動による圧力を比較するための試験方法を示す説明図、図４は第２オリフィスの有無による脈動による圧力比を示す説明図である。図３中Ｔは燃料タンク、Ｐは燃料ポンプ、ＴＢは燃料チューブ、Ｃはシリンダ、Ｓ１〜Ｓ３は圧力センサを示している。図４に示すように、第２オリフィスを設けなかった場合に比べ、第２オリフィスを設けることで、大幅に脈動が減少することがわかる。

また、第２オリフィスを１個設けた場合（樹脂クイックコネクタ６０にのみ設けた）と、第２オリフィスを２個設けた場合（樹脂クイックコネクタ６０，７０に設けた）には、ほとんど差がないことから、第２オリフィス６３を設ければよいことがわかる。

また、第２オリフィス６３の内径を第１オリフィス３１ａ，３２ａの内径より小さく設定することで、脈動を効果的に減衰させることができる。

以上説明したように、本発明の一実施の形態に係る燃料供給系配管構造１０によれば、脈動がオリフィスの狭い隙間を通過する際に減衰され、エンジンの左右に配置された一対のデリバリパイプを用いて燃料供給を行う場合であっても、脈動を減衰させることができる。また、左右一対のデリバリパイプ４０，５０相互間における燃料移送が無く、すなわち燃料伝熱が小さいことから、燃料温度差を低減でき、エンジン制御性を向上させることができる。

さらに、デリバリパイプ４０，５０とループ配管８０との接続を樹脂クイックコネクタ６０，７０を用いて行うとともに、ループ配管８０をデリバリパイプ４０，５０と別体とすることで、組み付け信頼性を向上させることができる。

なお、分岐管３１と分岐管３２の長さを略等しく形成すると、車体側への脈動を低減することができ、エンジン制御性を向上させることができる。また、タンデム配管３０を短くすると、脈動共振が発生するエンジン回転数を高回転域（常用域外）へ外すことができる為、インジェクタの噴射量ばらつきへの影響を小さくし、エンジン制御性を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。本実施形態では、左右一対のバンクを有するエンジンについて説明したが、直列気筒のエンジンのデリバリパイプを一対とし、本発明を適用しても良い。

本発明の一実施の形態に係る燃料供給系構造を示す斜視図。 同燃料供給系配管構造に組み込まれた樹脂クイックコネクタを示す縦断面図。 同燃料供給系配管構造における脈動による圧力を比較するための試験方法を示す説明図。 同試験方法による燃料脈動による圧力比を示す説明図。

符号の説明

１０…燃料供給系配管構造、３０…タンデム配管、３１，３２…分岐管、３１ａ，３２ａ…第１オリフィス、４０，５０…デリバリパイプ、６０，７０…樹脂クイックコネクタ、６３…第２オリフィス、８０…ループ配管。

Claims (3)

1. 燃料タンクから圧送されてくる燃料を複数のシリンダに分配する燃料供給系配管構造において、
   前記各シリンダに設けられたインジェクタに接続される一対のデリバリパイプと、
   前記各デリバリパイプの上流端同士を連結する第１連結配管系と、
   前記第１連結配管系に接続され、前記燃料タンクから燃料を導く燃料配管と、
   前記各デリバリパイプの下流端同士を連結する第２連結配管系と、
   前記第１連結配管系に設けられた第１オリフィスと、
   前記第２連結配管系に設けられた第２オリフィスと
   を具備し、
   前記第２オリフィスのオリフィス径が前記第１オリフィスのオリフィス径よりも小さく設定されている
   ことを特徴とする燃料供給系配管構造。
2. 前記第２連結配管系は、ループ配管を有し、
   前記第２オリフィスは、前記ループ配管と前記デリバリパイプとを接続するコネクタに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給系配管構造。
3. 前記第１連結配管系は、前記燃料配管から各デリバリパイプまでの距離が略等しい一対のタンデム配管を備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給系配管構造。

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