JP4796000B2

JP4796000B2 - 燃料供給装置

Info

Publication number: JP4796000B2
Application number: JP2007075906A
Authority: JP
Inventors: 康史鈴木
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2027-03-23
Also published as: JP2008232088A

Description

本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関し、特に鞍型燃料タンクを備えた燃料供給装置に関する。

従来、４輪駆動車等では、プロペラシャフトや排気管との干渉を避けるため底面が上方に盛り上がったタンク鞍部を挟んでメインタンクとサブタンクが配置された鞍型燃料タンクが採用されている。また、このようなメインタンクとサブタンクの２つタンクを備えるディーゼル機関やガソリン機関の内燃機関の燃料タンクは、その一方のタンク内にジェットポンプを設け、このジェットポンプによって他方のタンクからの燃料を移送する構成がある。

この種の鞍型燃料タンクを備えた燃料供給装置として例えば特許文献１がある。この特許文献１の燃料供給装置について図２を参照して説明する。

鞍型燃料タンク１０１は、ほぼ中央に底面が盛り上がったタンク鞍部１０４が形成され、タンク鞍部１０４を挟んでメインタンク１０２とサブタンク１０３が配置されている。メインタンク１０２内にはチャンバ１１６が設けられ、軽油等のディーゼル燃料が溜められる。このメインタンク１０２のチャンバ１１６内にインレットフィルタ１０５が設けられ、インレットフィルタ１０５から燃料ポンプ１０７に至るデリバリー通路１１５の途中にセジメンタ１０６が設けられている。

燃料噴射ポンプ１０７によって、メインタンク１０２内の燃料が、インレットフィルタ１０５、デリバリー通路１１５、セジメント１０６を経由して吸引される。燃料噴射ポンプ１０７に達した燃料の一部がディーゼル機関１０８の各気筒に供給される。また、燃料噴射ポンプ１０７において余剰となった燃料はリターン通路１１４を通って再びメインタンク１０２に戻される。

リターン通路１１４の端部にジェットポンプ１０９が設けられ、ジェットポンプ１０９からメインタンク１０２の底部に向けて燃料が吐き出される。ジェットポンプ１０９には、サブタンク１０３からメインタンク１０２へ取り出された鞍移送通路１１３が接続され、鞍移送通路１１３のサブタンク１０３にはインレットフィルタ１１１が設けられる。更に、ジェットポンプ１０９の吐出口の周囲には、筒状に形成され上方に開口部１１０ａを有するジェットポンプ用チャンバ１１０が設けられる。従って、ジェットポンプ１０９からジェットポンプ用チャンバ１１０内に供給された燃料は、開口部１１０ａからあふれ出して、チャンバ１１６内に供給される。

この構成により、リターン通路１１４を通してリターン燃料がメインタンク１０２に戻されると、ジェットポンプ１０９が機能し、インレットフィルタ１１１、鞍移送通路１１３を経由してサブタンク１０３内の燃料を吸引し、メインタンク１０２に移送する。

特開平５−９９０９０号公報

上記特許文献１によると、燃料噴射ポンプ１０７において余剰となった燃料はリターン通路１１４を通って戻され、ジェットポンプ１０９からメインタンク１０２に燃料が吐き出された際、ジェットポンプ１０９が機能してインレットフィルタ１１１及び鞍移送通路１１３を経由して燃料を吸引し、サブタンク１０３からメインタンク１０２に移送される。

しかし、燃料の消費量が比較的少ない運転領域ではリターン通路１１４を通って戻されるリターン燃料の流量が少なく、リターン燃料の負圧を利用したジェットポンプ１０９の機能が十分に得られず、サブタンク１０３から鞍移送通路１１３を経由してメインタンク１０２への安定した燃料移送に影響を及ぼす。また、外気低温時においてサブタンク１０３内に貯留される軽油等のディーゼル燃料に含まれるパラフィン等の成分が結晶化してワックスが生成されると、その生成されたワックスにより燃料の粘度が増大してインレットフィルタ１１０や鞍移送通路１１２を流れる燃料の流動性が落ちてサブタンク１０３からメインタンク１０２への燃料移送に大きく影響する。さらに、サブタンク１０３内で生成されたワックスによってインレットフィルタ１１１が詰まりジェットポンプ１０９による吸い込み及び吐出不良を発生することが懸念される。

一方、外気高温時でかつ高負荷運転時にあっては、ディーゼル機関１０８で加熱された極めて高温のリターン燃料がジェットポンプ１０９からジェットポンプ用チャンバ１１０内に吐き出され、高温状態の燃料が開口部１１０ａからチャンバ１１６内に供給される。このチャンバ１１６内の高温状態の燃料が燃料噴射ポンプ１０７によってインレットフィルタ１０５、デリバリー通路１１５、セジメント１０６を経由して吸引されると、燃料噴射ポンプ１０７の性能に影響を及ぼすと共に、燃料噴射ポンプ１０７のシール部等が熱的影響を受けて劣化や耐久性の低下を招くことが懸念される。

また、この鞍型燃料タンクを備えた燃料供給装置をガソリン機関に適用すると、高温の燃料が燃料噴射ポンプに供給されて、ベーパロック等の不具合を発生させる原因となる。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、低温時においてサブタンクからメインタンクへの安定した燃料の移送を確保すると共に、高温高負荷運転においてデリバリー通路に供給される燃料温度が抑制できる鞍型燃料タンクを備えた燃料供給装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載の燃料供給装置の発明は、メインタンクとサブタンクが配置された鞍型燃料タンク、該メインタンクに配設されて内燃機関に燃料を送出するデリバリー通路、上記内燃機関からのリターン燃料を上記メインタンクに導入するリターン通路を備えた燃料供給装置において、上記メインタンクから吸引した燃料を上記サブタンクを経由して上記メインタンクに移送する鞍移送通路と、上記メインタンク内に設けられて上記デリバリー通路の吸込口及び上記鞍移送通路の吐出口を囲む第１チャンバと、上記メインタンク内に設けられて上記リターン通路の吐出口及び上記鞍移送通路の吸込口を囲む第２チャンバと、上記鞍移送通路に配設されて該鞍移送通路の吸込口から燃料を吸い込むと共に該鞍移送通路の吐出口に送出する移送ポンプと、上記サブタンク内に配設された吸込口を有し上記移送ポンプと上記鞍移送通路の吐出口との間で上記鞍移送通路に接続されたサクション通路とを備えたことを特徴とする。

この発明によると、内燃機関で余剰となった高温のリターン燃料がリターン通路を通して第２チャンバ内に戻され、そのリターン燃料によって第２チャンバ７内の燃料が加熱され、その高温となった燃料が移送ポンプによって鞍移送通路の吸込口から吸引され、かつ移送ポンプにより鞍移送通路内を圧送されて第１チャンバ内に戻る。ここで、移送ポンプから圧送されて鞍移送通路を通過する燃料の負圧によって、サクション通路を経由してサブタンク内の比較的温度の低い燃料が吸引され、この低い温度の燃料によって冷却された比較的低温となった燃料が鞍移送通路を経由して第１チャンバに移送される。

これにより、低温時においても第２チャンバ内がリターン燃料によって加熱されてワックスの生成が防止された高温で流動性が良好な燃料が鞍移送通路を流れることから、サクション通路を介してサブタンク内の燃料の吸引量が確保でき、サブタンク内の燃料をメインタンクに安定した状態で移送することができる。また、ワックスによる鞍移送通路に配設されるフィルタの詰まりの発生が防止できる。

また、サクション通路を経由して比較的低温のサブタンク内の燃料を吸引した燃料が鞍移送通路から第１チャンバに移送されて第１チャンバ内の燃料の温度が抑制され、外気高温時でかつ高負荷運転時にあってもデリバリー通路に供給される燃料の温度を許容温度以下に抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１の燃料供給装置において、上記第２チャンバが上方に開口部を備え下部に燃料供給口が開口する容壁であって、上記第１チャンバが上方に開口部を備え下部に燃料供給口が開口する容壁で上記第２チャンバを収容したことを特徴とする。

この発明によると、第２チャンバを第１チャンバ内に収容することから、第１チャンバ及び第２チャンバの占有スペースの削減が得られ、メインタンク内に第１チャンバ及び第２チャンバが配置できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２の燃料供給装置において、上記内燃機関がディーゼル機関であり、上記燃料がディーゼル燃料であることを特徴とする。

この発明は、請求項１また請求項２における内燃機関及び燃料が具体的なディーゼル機関及びディーゼル燃料であって、低温時に成分がワックス化して流動性が低下するおそれがある一方、高温高負荷時に高温となることが懸念されるディーゼル燃料を使用するディーゼル機関用の燃料供給装置に特に優れた効果が期待できる。

本発明によると、低温時においても第２チャンバ内がリターン燃料によって加熱されて高温で流動性が良好な燃料が移送ポンプによって鞍移送通路を流れることから、サクション通路を介してサブタンク内の燃料の吸引量が確保できてサブタンク内の燃料をメインタンクに安定した状態で移送することができる。また、高温高負荷運転時にあっても、第１チャンバ内が比較的低温のサブタンクの燃料で冷却されることからデリバリー通路から内燃機関に供給される燃料温度を許容温度以下に抑えることができる。

以下、本発明における鞍型燃料タンクを備えた燃料供給装置の実施の形態を、内燃機関がディーゼル機関である燃料供給装置を例に図１に示す構成図を参照して説明する。

鞍型燃料タンク１は、ほぼ中央に底面が盛り上がったタンク鞍部４が形成され、このタンク鞍部４を挟んでメインタンク２とサブタンク３が配置され、メインタンクにフィラパイプ５が配設されている。

メインタンク２内には、下部にメインタンク２内の底部に連通する燃料供給口６ａが開口すると共に上方に開口部６ｂを有する筒状の第１チャンバ６が設けられ、第１チャンバ６内に軽油等のディーゼル燃料が溜められる。この第１チャンバ６内の底部にインレットフィルタ１１が設けられ、インレットフィルタ１１から燃料ポンプ１５に至るデリバリー通路１２の途中に燃料内に混在する不純物を除去するセジメンタ１４が設けられている。

燃料ポンプ１５によって、第１チャンバ６内の燃料が、デリバリー通路１２の吸込口となるインレットフィルタ１１、デリバリー通路１２、セジメント１４を経由して吸引される。燃料ポンプ１５に達した燃料の一部が図示しないディーゼル機関の各気筒に供給される。また、燃料ポンプ１５において余剰となった燃料はリターン通路１６を通ってその吐出口１６ａから第１チャンバ６内に設けられた筒状の第２チャンバ７内に戻される。第２チャンバ７は下部に第１チャンバ６内の底部に連通する燃料供給口７ａが開口すると共に上方に開口部７ｂが形成されている。

第２チャンバ７内の底部にインレットフィルタ２１が設けられ、インレットフィルタ２１からメインタンク２の上方に誘導されて移送ポンプ２３が介在され、更にサブタンク３内を経由して再びメインタンク２内に導入されて第１チャンバ６内に吐出口２２ａが開口する鞍移送通路２２が配設されている。

移送ポンプ２３の作動により第２チャンバ７内の燃料が、鞍移送通路２２の吸込口を形成するインレットフィルタ２１及び鞍移送通路２２を経由して吸引され、更に移送ポンプ２３によって圧送されて鞍移送通路２２内を通ってサブタンク３内を経由して吐出口２２ａからメインタンク２内の第１チャンバ６内に供給される。この移送ポンプ２３は電動ポンプによって構成され、ディーゼル機関の運転領域、即ち運転状態に影響されることなく安定して機能し、鞍移送通路２２における所期燃料流量が常時確保できる。

サブタンク３内の底部にインレットフィルタ２５が設けられ、吸込口を形成するインレットフィルタ２５に接続されたサクション通路２６がサブタンク３内において鞍移送通路２２の移送ポンプ２３より下流側に接続されている。

この構成により、デリバリー通路１２の吸込口となるインレットフィルタ１１及び鞍移送通路２２の吐出口２２ａが筒状の第１チャンバ６によって囲まれ、かつリターン通路１６の吐出口１６ａ及び鞍移送通路２２の吸込口となるインレットフィルタ２１が第１チャンバ６内に収容された筒状の第２チャンバ７によって囲まれる。移送ポンプ２３によりインレットフィルタ２１及び鞍移送通路２２を経由して吸引された第２チャンバ７内の燃料が、移送ポンプ２３によって圧送されて鞍移送通路２２を通って吐出口２２ａからメインタンク２の第１チャンバ６内に戻ると、鞍移送通路２２とサクション通路２６の接合部２２ｂを通過する移送ポンプ２３によって圧送される燃料の負圧によって、インレットフィルタ２５及びサクション通路２６を経由してサブタンク３内の燃料が吸引され、移送ポンプ２３から圧送されて鞍移送通路２２を流れる燃料と共に第１チャンバ６に移送される。

次に、このように構成された燃料供給装置の作用を説明する。

ディーゼル機関で余剰となった高温の燃料がリターン通路１６を通してその吐出口１６ａから第２チャンバ７内に戻され、そのリターン燃料によって第２チャンバ７内の燃料が加熱され高温となる。

その高温となった第２チャンバ７内の燃料が移送ポンプ２３によってインレットフィルタ２１から鞍移送通路２２を経由して吸引され、移送ポンプ２３により圧送されて鞍移送通路２２を経由してメインタンク３の第１チャンバ６内に戻る。ここで、移送ポンプ２３から圧送されて鞍移送通路２２の接合部２２ｂを通過する燃料の負圧によって、インレットフィルタ２５及びサクション通路２６を経由してサブタンク３内の比較的温度の低い燃料が吸引され、この温度の低い燃料によって冷却された比較的低温の燃料が鞍移送通路２２を経由して吐出口２２ａから第１チャンバ６に移送される。

これにより、低温時においても第２チャンバ７内がリターン燃料によって加熱されて第２チャンバ７内の燃料が低温になることがなく第２チャンバ７内におけるワックスの生成が防止されて、ワックスによるインレットフィルタ２１の詰まり等の不具合の発生が防止できる。更に、高温で流動性が良好な第２チャンバ７内の燃料がディーゼル機関に運転領域、即ち運転状態に拘わらず安定した機能が確保できる電動ポンプによって構成された移送ポンプ２３によってインレットフィルタ２１から吸引され鞍移送通路２２を流れることから、接合部２２ｂにおけるインレットフィルタ２５及びサクション通路２６を経由するサブタンク３からの燃料吸引量が確保でき、サブタンク３の燃料をメインタンク２に安定した状態で移送することができる。

また、移送ポンプ２３によって圧送されて鞍移送通路２２の接合部２２ｂを通過する燃料の負圧によって、インレットフィルタ２５及びサクション通路２６を経由してサブタンク３内の比較的低温の燃料が吸引されて鞍移送通路２２を経由して吐出口２２ａから第１チャンバ６に移送されることから、第１チャンバ６内の燃料の温度上昇が抑制される。これにより、燃料ポンプ１５によってデリバリー通路１２に接合されたインレットフィルタ１１から第１チャンバ６内の比較的低温の燃料が吸引されることから、外気高温時でかつ高負荷運転時にあっても燃料ポンプ１５によって吸い込まれる燃料温度が許容温度以下に抑えられる。これにより燃料ポンプ１５の性能が確保できると共に、燃料ポンプ１５のシール部等に及ぼす熱的影響が回避されて、耐久性の向上が得られる。

また、第２チャンバ７が上方に開口部７ｂを備え下部に燃料供給口７ａが開口する筒状で、第１チャンバ６が上方に開口部６ｂを備え下部に燃料供給口６ａが開口する筒状で第２チャンバ７を収容することから、第１チャンバ６及び第２チャンバ７の占有スペースの削減が得られて第１チャンバ６及び第２チャンバ７をメインタンク２内に容易に配設することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では鞍移送通路２２の吸込側にインレットフィルタ２１を配設したが、インレットフィルタ２１に代えて移送ポンプ２３の吸込側近傍に仮想線で示すようにフィルタ２１ａを配設することもできる。

また、上記実施の形態ではディーゼル機関の燃料供給装置を例に説明したが、ガソリン機関の燃料供給装置に適用することもできる。この場合ガソリン機関に供給される燃料の温度が抑制されて、ガソリン機関においてベーパロック等の発生が抑制できる。

本発明に係る実施の形態の燃料供給装置の構成図である。従来の燃料供給装置の構成図である。

符号の説明

１鞍型燃料タンク
２メインタンク
３サブタンク
４タンク鞍部
６第１チャンバ
６ａ燃料供給口
６ｂ開口部
７第２チャンバ
７ａ燃料供給口
７ｂ開口部
１１インレットフィルタ（デリバリー通路の吸込口）
１２デリバリー通路
１５燃料ポンプ
１６リターン通路
１６ａ吐出口
２１インレットフィルタ（鞍移送通路の吸込口）
２２鞍移送通路
２２ａ吐出口
２３移送ポンプ
２５インレットフィルタ（サクション通路の吸込口）
２６サクション通路

Claims

メインタンクとサブタンクが配置された鞍型燃料タンク、該メインタンクに配設されて内燃機関に燃料を送出するデリバリー通路、上記内燃機関からのリターン燃料を上記メインタンクに導入するリターン通路を備えた燃料供給装置において、
上記メインタンクから吸引した燃料を上記サブタンクを経由して上記メインタンクに移送する鞍移送通路と、
上記メインタンク内に設けられて上記デリバリー通路の吸込口及び上記鞍移送通路の吐出口を囲む第１チャンバと、
上記メインタンク内に設けられて上記リターン通路の吐出口及び上記鞍移送通路の吸込口を囲む第２チャンバと、
上記鞍移送通路に配設されて該鞍移送通路の吸込口から燃料を吸い込むと共に該鞍移送通路の吐出口に送出する移送ポンプと、
上記サブタンク内に配設された吸込口を有し上記移送ポンプと上記鞍移送通路の吐出口との間で上記鞍移送通路に接続されたサクション通路と、を備えたことを特徴とする燃料供給装置。
上記第２チャンバが上方に開口部を備え下部に燃料供給口が開口し、
上記第１チャンバが上方に開口部を備え下部に燃料供給口が開口し上記第２チャンバを収容したことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
上記内燃機関がディーゼル機関であり、上記燃料がディーゼル燃料であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。