JP5208158B2 - 燃料供給装置および燃料供給システム - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、小型二輪車などのエンジンに供給する燃料の圧力を調整する圧力調整装置が内蔵された燃料供給装置および燃料供給システムに関する。
地球温暖化などの環境問題から、ガソリンエンジンへの燃費および排ガスに対する規制が厳しくなってきている。近年では、小型二輪などの小型排気量エンジンにも規制が行われつつあり、このような背景の中、四輪自動車や二輪自動車のエンジンへの燃料供給システムを、キャブレタを用いた従来の機械式のものに代え、エンジンの低燃費化、及び排ガスのクリーン化を目的として、電子制御化、つまりＦＩ（Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）化することが要求されている。
従来の燃料供給装置３を備える燃料供給システム１の主な構成について説明する。図５において、燃料供給システム１は、燃料タンク１０２と、燃料タンク１０２と燃料吸入通路１０８で連結された燃料供給装置３と、燃料供給管１０４を介して燃料供給装置３に接続され、燃料供給装置３から供給された燃料を図示しないエンジンの燃料室内に噴射する燃料噴射弁５とを備えている。
従来の燃料供給装置３は、燃料タンク１０２からフィルタ１０７を通して燃料吸入通路１０８から取り込んだ燃料を高圧に加圧して燃料吐出通路１０９から燃料供給管１０４側へ吐出する燃料加圧装置１１０と、この燃料加圧装置１１０を駆動させる為の電動モータ１１１と、燃料吐出通路１０９内の燃料圧力を所定値に調整するとともに余剰の燃料を燃料排出通路１１２から燃料タンク１０２に戻す圧力調整装置１１３とから構成されている。
また、圧力調整装置１１３を内蔵した燃料供給装置３としては、アキシャルピストンポンプで構成される。従来装置は、圧力調整装置１１３から燃料タンク１０２へ余剰の燃料及びベーパを戻す燃料排出通路１１２と燃料加圧装置１１０の燃料吸入通路側とを分離し、高温時のベーパロックを防止する構成としている。
上述した従来の燃料供給装置３としては、圧力調整装置１１３から燃料タンク１０２へ余剰の燃料及びベーパを戻す燃料排出通路１１２と燃料加圧装置１１０の燃料吸入通路１０８側とを分離し、圧力調整装置１１３で発生するベーパの吸入防止及び燃料加圧装置１１０の燃料吸入通路１０８側の燃料温度上昇を抑制することで、高温時のベーパロックを防止する構成としている。
しかしながら、圧力調整装置１１３から余剰の燃料及びベーパを全て燃料タンク１０２へ戻す構成としていることで、圧力調整装置１１３で発生するベーパの吸い込みは防止できるが、高温時に、燃料加圧装置１１０で発生するベーパや燃料タンク１０２と燃料加圧装置１１０の燃料吸入通路１０８との間に設置されているフィルタ１０７の目詰まりなどが原因で圧力損失が大きくなり、燃料の吸入量が不足し、燃料吐出通路１０９から燃料供給管１０４側への燃料の吐出流量が低下する場合があるという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、安定した燃料供給を行うことができ、燃料吐出流量の低下を防止できる燃料供給装置を提供するものである。
この発明に係わる燃料供給装置は、フィルタを通して燃料吸入通路から吸入される燃料タンク内の燃料を加圧して燃料吐出通路から吐出する燃料加圧装置と、前記燃料加圧装置を駆動させるための電動モータと、前記電動モータと連結されるシリンダと、前記シリンダ内に配置され、前記燃料吐出通路内の燃料圧力を所定値に調整するとともに余剰の燃料を燃料排出通路から前記燃料タンクに戻す圧力調整装置とを備えた燃料供給装置であって、前記シリンダ内に配置され、前記圧力調整装置からの燃料排出通路と前記燃料加圧装置への前記燃料吸入通路を仕切り、前記電動モータ側の前記シリンダに嵌合されたブッシュと、前記ブッシュと前記シリンダの嵌合部に配置され、前記圧力調整装置から前記燃料タンクに戻される余剰の燃料の一部を前記フィルタを介さずに前記燃料加圧装置内に戻すオリフィスとを備えたものである。
この発明に係わる燃料供給システムによれば、安定した燃料供給を行うことができ、燃料吐出流量の低下を防止できる燃料供給装置を得ることができる。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１ないし図４に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を備える燃料供給システムの構成図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を一部破断で示す正面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を一部破断で示す正面図である。図４はこの発明の実施の形態1に係わる燃料供給装置の図３のＢ−Ｂ線における要部断面図である。
以下、この発明の実施の形態１を図１ないし図４に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を備える燃料供給システムの構成図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を一部破断で示す正面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる燃料供給装置を一部破断で示す正面図である。図４はこの発明の実施の形態1に係わる燃料供給装置の図３のＢ−Ｂ線における要部断面図である。
燃料供給装置１０３を備える燃料供給システム１０１の主な構成について説明する。図１において、燃料供給システム１０１は、燃料タンク１０２と、燃料タンク１０２と燃料吸入通路１０８で連結された燃料供給装置１０３と、燃料供給管１０４を介して燃料供給装置１０３に接続され、燃料供給装置１０３から供給された燃料を図示しないエンジンの燃料室内に噴射する燃料噴射弁１０５とを備えている。
この燃料供給装置１０３は、燃料タンク１０２からフィルタ１０７を通して燃料吸入通路１０８から取り込んだ燃料を高圧に加圧して燃料吐出通路１０９から燃料供給管１０４側へ吐出する燃料加圧装置１１０と、この燃料加圧装置１１０を駆動させる為の電動モータ１１１と、燃料吐出通路１０９内の燃料圧力を所定値に調整するとともに余剰の燃料を燃料排出通路１１２から燃料タンク１０２に戻す圧力調整装置１１３とから基本的に構成されている。
また、圧力調整装置１１３を内蔵した燃料ポンプ装置１０６としては、アキシャルピストンポンプで構成される。
ところで、この発明の実施の形態１においては、燃料タンク１０２と燃料加圧装置１１０との間の燃料吸入通路１０８に設置されているフィルタ１０７の下流側に圧力調整装置１１３から排出される余剰の燃料の一部を燃料加圧装置１１０内へ戻す構成としている点が上述した従来装置と異なり、圧力調整装置１１３から排出される余剰の燃料の一部を燃料加圧装置１１０内へ戻す構成を燃料供給装置１０３内の構成部品で構成し、部品点数削減を図っている。
すなわち、圧力調整装置１１３から排出される余剰の燃料の一部をオリフィス１１４を設けて燃料供給装置１０３の燃料加圧装置１１０内へ戻すように構成されている。
次に、この発明の実施の形態１における燃料供給装置１０３の詳細について、図２および図３に基づいて説明する。燃料排出ポート１２０、燃料吸入ポート１１６、燃料吐出ポート１１７を有する樹脂製ボディ１１５内に燃料加圧装置１１０、圧力調整装置１１３が内蔵される構成とされている。
燃料タンク１０２内の燃料をフィルタ１０７を通して上方側から燃料加圧装置１１０に供給するための燃料吸入通路１０８を有する略円筒状の燃料吸入ポート１１６が設けられている。燃料加圧装置１１０により燃料吸入ポート１１６の燃料吸入通路１０８から取り込んだ燃料を高圧に加圧して底部側から燃料供給管１０４側に吐出する燃料吐出通路１０９を有する略円筒状の燃料吐出ポート１１７が設けられている。
圧力調整装置１１３はシリンダ１１８内に配置され、圧力調整装置１１３から排出される余剰の燃料を排出する燃料排出口１１９がシリンダ１１８の上方側、例えば天方向に開口して設けられている。
圧力調整装置１１３から排出される余剰の燃料を排出する燃料排出口１１９と連通し、燃料排出口１１９からの余剰の燃料を燃料タンク１０２に戻す燃料排出通路１１２を有する略円筒状の燃料排出ポート１２０が設けられている。
電動モータ１１１のシャフト１２２に所定の角度で固定された斜板１２３が設けられている。前記斜板１２３にはピストン１２４が当接され、前記ピストン１２４はシリンダ１１８に摺動可能に嵌合されている。
吸入弁１２５、吐出弁１２６及び燃料増圧室を形成するプレート１２７で燃料を加圧する。前記電動モータ１１１側の前記シリンダ１１８に嵌合され、前記圧力調整装置１１３からの燃料排出通路１１２と前記燃料加圧装置１１０との仕切りとなるブッシュ１２８が設けられている。
そして、フィルタ１０７は前記燃料吸入ポート１１６の燃料吸入通路１０８内あるいは図１の燃料吸入通路１０８内に設置しており、燃料タンク１０２から吸入する燃料を濾過する。
また、前記圧力調整装置１１３から前記燃料タンク１０２に戻される余剰の燃料の一部は前記燃料加圧装置１１０内でフィルタ１０７の下流側に配置した、例えば、前記シリンダ１１８と前記ブッシュ１２８の嵌合部に配置したオリフィス１１４を通して前記燃料加圧装置１１０内に戻されるように構成されている。
ところで、燃料供給装置１０３内の燃料流れは図３に示す通りである。前記フィルタ１０７を通して前記燃料吸入ポート１１６の燃料吸入通路１０８から流量Ｑ１を吸入し、前記燃料吐出ポート１１７の燃料吐出通路１０９から図示しないエンジンが必要な流量Ｑ２が前記圧力調整装置１１３により圧力調整されて吐出される。
前記燃料吐出ポート１１７の燃料吐出通路１０９から吐出されない残りの余剰の燃料は前記圧力調整装置１１３を介してシリンダ１１８に設けた燃料排出口１１９から前記燃料排出ポート１２０の燃料排出通路１１２を通して燃料タンク１０２へ流量Ｑ３が排出される。
そして、前記シリンダ１１８と前記ブッシュ１２８の嵌合部に所定のオリフィス１１４を設け、前記圧力調整装置１１３を介してシリンダ１１８に設けた燃料排出口１１９から排出された余剰の燃料の一部をオリフィス１１４を通して前記燃料加圧装置１１０内へ流量Ｑ４が供給される。
このように、燃料排出口１１９から排出された余剰の燃料の一部をオリフィス１１４を通して前記燃料加圧装置１１０内へ流量Ｑ４を供給するようにしたことにより、高温時において、前記燃料加圧装置１１０で発生するベーパや前記フィルタ１０７の目詰まりなどによって、燃料吸入時の圧力損失が大きくなり燃料吸入が不足した場合でも、オリフィス１１４を前記フィルタ１０７と前記燃料加圧装置１１０との間に、すなわち、前記燃料加圧装置１１０内で前記フィルタ１０７の下流側に接続することで、前記燃料加圧装置１１０へ安定した燃料供給ができ、燃料吐出流量の低下を防止できる燃料供給装置を得ることができる。
また、図４に示す通り、前記燃料供給装置１０３の燃料吸入ポート１３０は、高温時の前記燃料加圧装置１１０内で発生するベーパを考慮し、前記シリンダ１１８の中央付近に配置され、前記圧力調整装置１１３からの余剰の燃料及びベーパの燃料排出口１１９が前記シリンダ１１８の上方側、例えば、天方向に開口し、前記オリフィス１１４は前記圧力調整装置１１３の燃料排出口１１９から排出されるベーパの吸い込みを防止する目的で、前記圧力調整装置１１３の燃料排出口１１９より下方側に配置している。なお、ピストン摺動部１２９は図４に示すように配置されている。
燃料排出口１１９から排出された余剰の燃料の一部は、矢印Ｒにて示すように、燃料排出口１１９の上方側から下方側に流れてオリフィス１１４を通して燃料加圧装置１１０内に戻るようになっている。
前記ブッシュ１２８で構成している所定のオリフィス１１４を通過する流量Ｑ４は、所定のオリフィス１１４の断面積Ａ３で調整することができ、必要分の燃料供給を行うことで、前記燃料加圧装置１１０内の燃料温度上昇を抑制できる。
また、オリフィス１１４を通過する圧力損失は、前記燃料加圧装置１１０及び前記フィルタ１０７を通過する圧力損失より大きくなるように設定し、オリフィス１１４から燃料を吸い込まない設定としている。
以上のように構成された燃料供給装置を燃料供給システムに適用することができる。
この発明は、安定した燃料供給を行うことができ、燃料吐出流量の低下を防止できる燃料供給装置の実現に好適である。
１０１ 燃料供給システム
１０２ 燃料タンク
１０３ 燃料供給装置
１０７ フィルタ
１０８ 燃料吸入通路
１０９ 燃料吐出通路
１１０ 燃料加圧装置
１１１ 電動モータ
１１２ 燃料排出通路
１１３ 圧力調整装置
１１４ オリフィス
１１８ シリンダ
１１９ 燃料排出口
１２８ ブッシュ
１０２ 燃料タンク
１０３ 燃料供給装置
１０７ フィルタ
１０８ 燃料吸入通路
１０９ 燃料吐出通路
１１０ 燃料加圧装置
１１１ 電動モータ
１１２ 燃料排出通路
１１３ 圧力調整装置
１１４ オリフィス
１１８ シリンダ
１１９ 燃料排出口
１２８ ブッシュ
Claims (8)
- フィルタを通して燃料吸入通路から吸入される燃料タンク内の燃料を加圧して燃料吐出通路から吐出する燃料加圧装置と、前記燃料加圧装置を駆動させるための電動モータと、前記電動モータと連結されるシリンダと、前記シリンダ内に配置され、前記燃料吐出通路内の燃料圧力を所定値に調整するとともに余剰の燃料を燃料排出通路から前記燃料タンクに戻す圧力調整装置とを備えた燃料供給装置であって、前記シリンダ内に配置され、前記圧力調整装置からの燃料排出通路と前記燃料加圧装置への前記燃料吸入通路を仕切り、前記電動モータ側の前記シリンダに嵌合されたブッシュと、前記ブッシュと前記シリンダの嵌合部に配置され、前記圧力調整装置から前記燃料タンクに戻される余剰の燃料の一部を前記フィルタを介さずに前記燃料加圧装置内に戻すオリフィスとを備えたことを特徴とする燃料供給装置。
- 前記圧力調整装置から前記燃料タンクに戻される余剰の燃料の一部を前記燃料加圧装置内に戻す燃料通路を前記フィルタと前記燃料加圧装置の間に接続するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
- 前記燃料加圧装置の前記燃料排出通路が前記シリンダ中央付近に配置され、前記圧力調整装置からの余剰の燃料を排出する燃料排出口が前記燃料排出通路の位置で前記シリンダの上方側に開口されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
- 前記オリフィスは、前記燃料吸入通路より下方に設置することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
- 前記オリフィスは、前記ブッシュに設置することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
- 前記オリフィスを通過する際の圧力損失は、前記燃料タンク及び前記フィルタを通過する圧力損失より大となるように設定したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
- 前記圧力調整装置からの前記燃料加圧装置内に戻される燃料流量は前記オリフィスの断面積で調整することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
- 前記請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の燃料供給装置を備えたことを特徴とする燃料供給システム。
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