JP4393471B2 - Ｌｐｉエンジンの燃料供給システム - Google Patents

Description

本発明はＬＰＩエンジンの燃料供給システムに関し、詳しくはＬＰＩエンジンの燃料システムで使用されるインジェクターにおいてエンジンの作動停止後、再作動時の燃料漏れを防止するＬＰＩエンジンの燃料供給システムに関するものである。

一般にＬＰＧエンジンは供給される燃料をミキサーと気化器によって気化させ、エンジンに供給するように構成されている。
しかし、ＬＰＧエンジンは精密制御が難しいため冬季の始動が難しく、動力性能及び燃費水準が低下し、ＬＰＧ燃料のタール問題によってアイドル不安定及び始動オフの現象が発生する。
このような問題を解決するためにミキサーと気化器を使用せず、ＬＰＧ燃料がインジェクターを通じて直接噴射されるＬＰＩ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ＧａｓＩｎｊｅｃｔｉｏｎ）エンジンが提供された。

このようなＬＰＩエンジンはＬＰＧ燃料をインジェクターを通じて直接噴射する。したがって、車両のＥＣＵ（制御装置）によりインジェクターが精密制御され、燃費及び動力性能が改善されるとともに冬季の始動性が向上し、整備周期の不満などが解消できる。
図１は従来技術によるＬＰＩエンジンの燃料供給システムを示した図面である。
燃料タンク１の内部には液状のＬＰＧ燃料をポンピングするための燃料ポンプ２が装着されている。
燃料ポンプ２でポンピングされた燃料は第１遮断バルブ３を通じて燃料供給ライン４に送られ、送られた燃料はインジェクター５を通じてエンジンの燃焼室６へ噴射される。
剰余の燃料は燃料リターンライン７によって燃料タンク１にリターンされる。

一方、燃料供給ライン４にはエンジンの停止時に燃料の供給を遮断するための第２遮断バルブ８と、燃料の温度を測定するための温度センサー９が装着される。
また、燃料供給ライン４には燃料で発生する気体を捕集して燃料の液状を維持するためのサービスバルブ１０が設置されている。
燃料リターンライン７には燃料の圧力を測定するための圧力センサー１１が設置されている。

このような従来のＬＰＩエンジンの燃料供給システムは車両が走行を終了してエンジンが停止すれば、第２遮断バルブ８が燃料タンク１から燃料供給ライン４への燃料供給ができないように燃料を遮断する。
しかし、燃料供給ライン４の第２遮断バルブ８が設置された部分から燃料リターンライン７の圧力調節器１１２が設置された部分の間の区間には燃料が残留する。

残留した燃料はエンジンが徐々に常温状態に温度が下がる間に圧力が上昇してインジェクター５を通じて燃焼室に漏洩する。
したがって、インジェクターにおける燃料漏れによって燃焼室の燃料が濃厚になる。
その後、エンジンを再び始動すれば、エンジン始動初期に炭化水素の過剰排出を招き、排気ガス規制を満足できない問題があった。
前記問題を解決するために、インジェクターの端部に燃料漏洩遮断バルブを装着する技術が開発された。

図２はインジェクターの端部に設置される燃料漏洩遮断バルブの構成を示す断面図である。
インジェクター５に設置された燃料漏洩遮断バルブ５ａは点火装置が作動すればインジェクター５から噴射される燃料がシリンダーに吸入されるように開放される。
また、点火装置が作動停止すれば、エンジンの燃料圧力が上昇するように燃料漏洩遮断バルブ５ａが閉鎖される。
すなわち、燃料漏洩遮断バルブ５ａはインジェクター５で漏洩する燃料を捕集して吸気マニホールドに漏洩するのを防止する。

上述した技術の場合、車両エンジンに設置されたインジェクターごとに遮断バルブを設置しなければならないので、追加費用が多くなる問題があった。
また、遮断バルブに故障が発生すればインジェクターでの燃料噴射が円滑でないためエンジンの作動が不安になる問題があった。
特開２００３−２０６８３２号公報

本発明はこのような従来の諸般問題点を解決するためのものであって、ＬＰＩエンジンの燃料システムで使用されるインジェクターにおいてエンジンの作動停止後、再作動時の燃料漏れを防止するＬＰＩエンジンの燃料漏洩防止システムを提供することを目的とする。

本発明は、燃料タンク１から燃料をエンジンに供給する燃料ポンプ２と、前記燃料タンクから燃料をエンジンに供給する燃料供給ラインと送られた燃料をエンジンの燃焼室へ噴射するインジェクターと、余剰の燃料を前記燃料タンクにリターンする燃料リターンラインと、前記燃料ポンプと前記燃料供給ラインの間に設置された第１遮断バルブと、前記燃料供給ラインに設置された第２遮断バルブ、温度センサー及び圧力センサーとを備える、ＬＰＩエンジンの燃料供給システムにおいて、前記燃料タンクの前記燃料ポンプと前記第１遮断バルブとの間に設置されて前記燃料ポンプの供給圧力が設定圧力を超えれば、燃料を前記燃料タンクに循環させる圧力レギュレーターと、前記インジェクターの前記燃料リターンライン側に設置されて前記インジェクターの動作時に発生する脈動音を除去する脈動音吸収器と、エンジン作動時には燃料が前記燃料タンクに復帰しないように、前記燃料リターンラインを閉鎖し、エンジン作動停止時に前記インジェクターに残っている燃料を前記燃料タンクに復帰させるように開放する第３遮断バルブと、を含み、前記圧力レギュレーターには燃料供給圧力が設定圧力を超えた時に燃料を循環させる燃料循環管が追加的に設置されることを特徴とする。

前記第３遮断バルブはエンジン作動信号入力を受ける信号線と、前記信号線を通じて入力される信号により動作するソレノイドと、前記ソレノイドの作動時に下向移動するプランジャーと、前記ソレノイドの作動停止時に引張力を印加してプランジャーを上部に原状復帰させる復原スプリングと、前記構成要素を内蔵して外部の影響から保護するケースと、を含んで成り、前記第３遮断バルブの作動開始時にエンジン作動が始まり、一定時間後に前記第3遮断バルブが閉鎖されることを特徴とする。

本発明の実施例によれば、ＬＰＩエンジンの燃料システムで使用されるインジェクターの残余燃料をエンジン作動停止後に燃料タンクへ循環できる。
したがって、エンジンの再作動時初期の炭化水素の過剰排出を防止することができる。

以下に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

図３は本発明によるＬＰＩエンジンの燃料漏洩防止装置の構成を示す図面であり、図４は本発明で使用する第３遮断バルブの構成を示す断面図である。
ＬＰＩエンジンで使用する燃料は燃料タンク１に保存され、エンジンの点火が開始すれば、第１遮断バルブ３が開放される。
同時に、燃料ポンプ２が作動して燃料タンク１の燃料を燃料供給ライン４を通じてエンジンに供給し、エンジン動力が発生できるようにする。

この時、燃料ポンプ２の異常動作によって燃料供給圧力が適正水準を超えれば、圧力レギュレーター１００は燃料を外部に送らない。
また、圧力レギュレーター１００は燃料循環管１１０を通じて燃料タンク１内部に燃料を循環させ燃料供給ライン４を通じて過剰な圧力を有する燃料が供給されないようにする。
燃料供給ライン４を通じてエンジンに供給される燃料は、第２遮断バルブ８と温度センサー９及び圧力センサー１１を通じてインジェクター５に供給される。

インジェクター５は外部から供給される燃料を噴射し、エンジン作動による動力を発生させる。
この時、第３遮断バルブ３００は閉鎖して燃料が燃料リターンライン７を通じて燃料タンク１に流入しないようにする。
すなわち、エンジンが作動すれば、エンジン作動信号が信号線３１０を通じて第３遮断バルブ３００に入力されてソレノイド３２０を作動させる。
ソレノイド３２０の作動によってプランジャー３４０が下部に移動しながら燃料供給路３５０を閉鎖し燃料が燃料タンクに復帰しないようになる。

この時、エンジン作動が停止すればソレノイド３２０の作動は停止し、復原スプリング３３０の弾性力によりプランジャー３４０は上向き移動して元の位置に戻る。
したがって、燃料供給路３５０が開放される。
前記のように第３遮断バルブ３００の作動開始時にエンジン作動が始まり、一定時間経過後に第３遮断バルブ３００が閉鎖される。
エンジンと燃料タンク１に設置されている燃料ポンプ２はエンジン作動開始と同時に作動することが好ましい。

第３遮断バルブ３００が燃料ポンプ２の作動より遅く作動するのは、燃料供給ライン４内に燃料を完全に充填するためである。
すなわち、燃料ライン内に燃料が完全に充填される前に第３遮断バルブ３００が閉鎖される場合、燃料ライン内部に存在する燃料と空気がインジェクターを通じて同時に噴射される。
したがって、エンジンに噴射された燃料の混合気の中で燃料が稀薄になるので、精密な空燃比の制御が行われない。

その後、エンジン作動途中に停止した時、第３遮断バルブ３００は開放状態になり、燃料ポンプ２は停止する。
したがって、インジェクター５で噴射されなかった燃料はインジェクター５側に継続して留まらず、開放されている第３遮断バルブ３００を通じて燃料タンク１側に再循環される。
第３遮断バルブ３００はケース３６０に内蔵されて外部の影響を受けないような構造となっており、ケース３６０はボルト３７０によって固定される。
また、エンジン作動開始時にインジェクター５で脈動音が発生するが、インジェクター５で発生する脈動音は脈動音吸収器２００によって吸収するようにするのが好ましい。

以上、本発明の特定の好ましい実施例について示して説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

従来のＬＰＩエンジンで使用されている燃料供給システムの構成を示す図面である。 従来の技術で使用するインジェクターの端部に設置される燃料漏洩遮断バルブの構成を示す断面図である。 本発明によるＬＰＩエンジンの燃料漏洩防止装置の構成を示す図面である。 本発明で使用する第３遮断バルブの構成を示す断面図である。

符号の説明

１００ 圧力レギュレーター
１１０ 燃料循環管
２００ 脈動音吸収器
３００ 第３遮断バルブ

Claims (3)

1. 燃料タンクから燃料をエンジンに供給する燃料ポンプと、
   前記燃料タンクから燃料をエンジンに供給する燃料供給ラインと、
   送られた燃料をエンジンの燃焼室へ噴射するインジェクターと、
   余剰の燃料を前記燃料タンクにリターンする燃料リターンラインと、
   前記燃料ポンプと前記燃料供給ラインの間に設置された第１遮断バルブと、
   前記燃料供給ラインに設置された第２遮断バルブ、温度センサー及び圧力センサーとを備える、ＬＰＩエンジンの燃料供給システムにおいて、
   前記燃料タンクの前記燃料ポンプと前記第１遮断バルブとの間に設置されて前記燃料ポンプの供給圧力が設定圧力を超えれば、燃料を前記燃料タンクに循環させる圧力レギュレーターと、
   前記インジェクターの前記燃料リターンライン側に設置されて前記インジェクターの動作時に発生する脈動音を除去する脈動音吸収器と、
   エンジン作動時には燃料が前記燃料タンクに復帰しないように、前記燃料リターンラインを閉鎖し、エンジン作動停止時に前記インジェクターに残っている燃料を前記燃料タンクに復帰させるように開放する第３遮断バルブと、
   を含んで成ることを特徴とするＬＰＩエンジンの燃料供給システム。
2. 前記圧力レギュレーターには燃料供給圧力が設定圧力を超えた時に燃料を循環させる燃料循環管が追加的に設置されることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩエンジンの燃料供給システム。
3. 前記第３遮断バルブはエンジン作動信号入力を受ける信号線と、
   前記信号線を通じて入力される信号により動作するソレノイドと、
   前記ソレノイドの作動時に下向移動するプランジャーと、
   前記ソレノイドの作動停止時に引張力を印加してプランジャーを上部に原状復帰させる復原スプリングと、
   前記構成要素を内蔵して外部の影響から保護するケースとを含んで成り、
   前記第３遮断バルブの作動開始時にエンジン作動が始まり、一定時間後に前記第3遮断バルブが閉鎖されることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩエンジンの燃料供給システム。

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