JP5261238B2 - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによりディーゼルエンジンに供給するエンジンの燃料供給装置に関する。

従来より、ディーゼルエンジンにおいては、プライミング時や、サブタンクとメインタンクを有する鞍型燃料タンク内で燃料をサブタンクからメインタンクへ移送する等の場合に、燃料ポンプを作動させるものがある。また例えば、特開２００８−３８６９５号公報（以下、特許文献１）では、サブタンクとメインタンクを有する鞍型燃料タンク内にジェットポンプを配設し、エンジンからのリターン燃料を作動液として利用して、サブダンクからメインタンクへ燃料を移送できるようにしたディーゼルエンジンの燃料供給装置の技術が開示されている。

特開２００８−３８６９５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されるジェットポンプを配設する技術では、エンジンからのリターン燃料が少ない場合には、ジェットポンプのみではサブタンクからメインタンクへの燃料移送量が不足するという問題がある。そこで、移送用のジェットポンプ以外の燃料ポンプを別途設けることも考えられるが、たとえ、レベルセンサ等を用いて燃料ポンプの運転を制御したとしても、燃料移送用に燃料ポンプを追加することになるため、効率的ではないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料供給に用いる燃料ポンプを効率良く運用し、プライミング時のエンジンへの燃料移送、及び、燃料タンク内でのサブタンクからメインタンクへの燃料移送が的確に行えるエンジンの燃料供給装置を提供することを目的としている。

本発明は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによりデリバリ通路を通じてエンジンのフィードポンプに供給し、該エンジンからのリターン燃料をリターン通路を通じて上記燃料タンク内に導入するエンジンの燃料供給装置において、上記デリバリ通路の上記フィードポンプと上記燃料ポンプとの間に流路の分岐部を設けて分岐させ、上記フィードポンプにより上記燃料タンク内の燃料を吸入自在とする端部を上記燃料タンク内に臨ませた分岐配管を設け、上記分岐部に、上記燃料ポンプが作動した際には該燃料ポンプから上記フィードポンプへの燃料供給を行わせる一方、上記燃料ポンプが停止した際には上記フィードポンプが上記分岐配管を通じて上記燃料タンク内の燃料を吸入する流路切替手段を設け、上記リターン通路の上記燃料タンク内の端部には第２のジェットポンプを設け、該第２のジェットポンプと上記燃料ポンプの吐出側とを連結して上記リターン通路の背圧を低減することを特徴としている。

本発明によるエンジンの燃料供給装置によれば、燃料供給に用いる燃料ポンプを効率良く運用し、プライミング時のエンジンへの燃料移送、及び、燃料タンク内でのサブタンクからメインタンクへの燃料移送を的確に行うことが可能となる

本発明の実施の一形態に係る燃料供給装置の概略説明図である。 本発明の実施の一形態に係る流路切替バルブの構造説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は燃料供給装置を示し、この燃料供給装置１は、燃料タンク２内の燃料が、燃料タンク２内に配設された燃料ポンプ３によりデリバリ通路４を通じてエンジン（ディーゼルエンジン）５のフィードポンプ６に供給され、余剰となったエンジン５からのリターン燃料がリターン通路７を通じて燃料タンク２内に戻される。尚、符号８は、燃料噴射弁等（図示せず）が配設されたエンジン５のコモンレールを示す。

燃料タンク２は、略中央に、盛り上がったタンク鞍部２ａが形成され、このタンク鞍部２ａを挟んでメインタンク２ｂとサブタンク２ｃが形成された鞍型のタンクとなっており、メインタンク２ｂとサブタンク２ｃとの間には、サブタンク２ｃ内の燃料をメインタンク２ｂ内に移送するための移送管９が配設されている。

燃料ポンプ３は、インレットフィルタ１０を介して吸い込んだ燃料タンク２内の燃料を、デリバリ通路４に圧送するポンプであり、始動時、クランキング前のイグニッションオンの際と、サブタンク２ｃの燃料がメインタンク２ｂの燃料よりも多くなっている（図示しないレベルセンサ等で検出）場合と、リターン通路７からのリターン燃料の温度が高温になる運転状態を判断した（エンジン回転数、車速、燃料噴射量等から判断）場合に運転されて、燃料を圧送するようになっている。

デリバリ通路４には、燃料ポンプ３の吐出口側からフィードポンプ６までの間に順に、オリフィス１１、流路切替手段としての流路切替バルブ１２、フィルタ１３が設けられている。

燃料ポンプ３とオリフィス１１との間は、第１の分岐管１４で分岐され、この第１の分岐管１４の端部には、移送管９の一端部に連結されたメインタンク２ｂ内の第１のジェットポンプ１５が連結されて、燃料ポンプ３による燃料の圧送により、サブタンク２ｃの燃料をメインタンク２ｂに移送可能になっている。尚、移送管９の他端部にはフィルタ１６が設けられている。

また、燃料ポンプ３とオリフィス１１との間は、第２の分岐管１７で分岐され、この第２の分岐管１７の端部には、リターン通路７の端部に連結されたメインタンク２ｂ内の第２のジェットポンプ１８が連結されて、燃料ポンプ３による燃料の圧送により、リターン通路７の背圧が低減可能になっている。

オリフィス１１は、燃料ポンプ３が作動した際に、エンジン５側に圧送される燃料量と第１、第２のジェットポンプ１５、１８側に圧送される燃料量を最適に分配するべく予め設定されている。

また、オリフィス１１の上流側には、燃料ポンプ３から圧送された燃料圧力を所定に調圧するプレッシャレギュレータ１９が設けられている。

燃料ポンプ３から圧送される燃料は、このプレッシャレギュレータ１９で調圧されるため、オリフィス１１上流側の圧力は、燃料ポンプ３の流量特性のばらつきに影響されることなく、一定圧力に保たれる。そして、オリフィス１１を通過する流量（エンジン側に圧送される流量）は、予め設定されたオリフィス１１の圧力−流量特性に基づいて、一定流量に保たれるので、燃料ポンプ３の流量特性がばらついても安定したものとなる。

流路切替バルブ１２には、燃料ポンプ３とは異なる管路で、メインタンク２ｂの底部側から燃料を流通自在な、メインタンク２ｂ側端部にフィルタ２０を有する分岐配管２１が接続されている。

流路切替バルブ１２は、流路を、燃料ポンプ３側からエンジン５側への通路と、或いは、分岐配管２１側からエンジン５側への通路のどちらかに切り替えるものとなっている。流路切替バルブ１２は、例えば、図２に示すように、本体１２ａ内で移動自在で、燃料ポンプ３側からの通路と分岐配管２１側からの通路のどちらかを閉塞自在なボール１２ｂと、常時、燃料ポンプ３側からの通路を閉塞する方向にボール１２ｂを移動させて付勢するバネ１２ｃを有して構成されている。そして、燃料ポンプ３が停止されている場合は、分岐配管２１側からの通路とエンジン５側とを連通する（図２（ｂ））一方、燃料ポンプ３が運転された場合には、燃料ポンプ３側からの通路とエンジン５側とを連通する（図２（ａ））。

すなわち、このような流路切替バルブ１２の構成とし、分岐配管２１を設けることにより、燃料ポンプ３停止時に、エンジン５側のフィードポンプ６で生じる負圧により、燃料を燃料タンク２から吸い上げることが可能となっている。また、燃料ポンプ３が運転されている際には、圧送された燃料が分岐配管２１から燃料タンク２に戻ってしまうこともない。

デリバリ通路４のフィルタ１３とフィードポンプ６との間にはリターン通路７と連通するバイパス管路２２が設けられており、このバイパス管路２２には、デリバリ通路４側からリターン通路７側への燃料の流れのみを許容する逆止弁２３が設けられている。

このバイパス管路２２は、燃料タンク２から圧送された低温燃料をリターン通路７に合流させることで、高温となるリターン燃料の温度を低下させるべく設けられている。また、バイパス管路２２の逆止弁２３により、燃料ポンプ３停止時に、エンジン５側のフィードポンプ６で生じる負圧により、燃料がバイパス管路２２を逆流することが確実に防止される。

次に、上記構成の作用について説明する。
まず、エンジン５が停止されている状態からクランキング前のイグニッションオンの状態となると、燃料ポンプ３が運転され、燃料タンク２内の燃料がエンジン５のフィードポンプ６に向けて圧送される。この際、この圧力により、流路切替バルブ１２は、燃料ポンプ３側からエンジン５側への通路に切り替えられて、確実に燃料がエンジン５のフィードポンプ６に向けて圧送される。

この燃料ポンプ３の運転により、第１、第２の分岐管１４、１７を通じて第１、第２のジェットポンプ１５、１８にも燃料が送出されて、これにより、サブタンク２ｃの燃料が移送管９を経て第１のジェットポンプ１５からメインタンク２ｂへと移送されると共に、ジェットポンプ１８の作用によりリターン通路７の背圧が低減される。

また、燃料ポンプ３の運転により、圧送された低温燃料が、バイパス管路２２を通じて、リターン通路７に合流されて、高温となるリターン燃料の温度が低下させられる。

そして、エンジン５の運転が開始された後は、サブタンク２ｃの燃料がメインタンク２ｂの燃料よりも多くなっている（図示しないレベルセンサ等で検出）場合と、リターン通路７からのリターン燃料の温度が高温になる運転状態を判断した（エンジン回転数、車速、燃料噴射量等から判断）場合の少なくとも一方の場合には、燃料ポンプ３が運転されて、上述のように燃料が圧送されて、サブタンク２ｃからメインタンク２ｂへの燃料の移送、及び、リターン燃料の温度低下が行われる。

また、メインタンク２ｂの燃料量も十分な場合で、且つ、リターン燃料の温度も十分に低い場合には、燃料ポンプ３は停止される。

そして、燃料ポンプ３が停止されると、流路切替バルブ１２は、流路を、分岐配管２１側からエンジン５側へと切り替える。これにより、エンジン５側のフィードポンプ６で生じる負圧により、燃料が燃料タンク２から吸い上げられて、フィードポンプ６に十分な燃料が供給されることになる。

このように、本発明の実施の形態によれば、１つの燃料ポンプ３を、プライミング時における燃料供給用のポンプ、燃料タンク２内での燃料移送用のポンプ、リターン燃料の温度低下用のポンプとして兼用し、これらが必要無い場合は停止させることができるので、、効率が良く、コストの低減、部品点数の削減、重量の軽減に大きく寄与することができる。

また、本発明の実施の形態によれば、オリフィス１１とプレッシャレギュレータ１９とを設けたことにより、エンジン５側への燃料の圧送量を安定化させることができ、リターン燃料の低温化を図るためのバイパス管路２２を流れる燃料も安定化させることができ、リターン燃料の流量も安定化させることができる。すなわち、エンジン５側の制約条件として、リターン通路７の背圧に規定がある場合、リターン通路７の流量を安定化させることにより、リターン燃料の背圧条件を適切に満足させながら、安定したリターン燃料の温度低下を図ることができる。

更に、本発明の実施の形態によれば、第２のジェットポンプ１８によりリターン通路７の背圧が低減可能になっているので、リターン燃料の背圧条件を適切に満足させながら、バイパス管路２２を流れる燃料の流量を十分確保しつつ、安定したリターン燃料の温度低下を図ることができる。

尚、燃料ポンプ３は、エンジン５側への吐出と、第１、第２のジェットポンプ１５、１８側への吐出とをそれぞれ異なった吐出口から行えるポンプで構成するものであっても良い。

また、本実施の形態の他の実施例として、燃料の流量を調整するオリフィス１１、流量圧力を一定に維持するプレッシャレギュレータ１９、サブタンク２ｃからメインタンク２ｂへの燃料移送を行う第１のジェットポンプ１５に関する構成、リターン通路７の背圧を低減する第２のジェットポンプ１８に関する構成、リターン燃料の低温化を図るためのバイパス管路２２の構成は、全て用いることなく、それぞれの何れかを、適宜、選択的に採用するものであっても良い。

更に、流路切替バルブ１２の構成は、本実施の形態に限るものではなく、他の公知の切替バルブを用いることもできる。

１ 燃料供給装置
２ 燃料タンク
２ｂ メインタンク
２ｃ サブタンク
３ 燃料ポンプ
４ デリバリ通路
５ エンジン
６ フィードポンプ
７ リターン通路
８ コモンレール
９ 移送管
１１ オリフィス
１２ 流路切替バルブ（流路切替手段）
１３ フィルタ
１５ 第１のジェットポンプ
１８ 第２のジェットポンプ
１９ プレッシャレギュレータ
２１ 分岐配管
２２ バイパス管路
２３ 逆止弁

Claims (5)

1. 燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによりデリバリ通路を通じてエンジンのフィードポンプに供給し、該エンジンからのリターン燃料をリターン通路を通じて上記燃料タンク内に導入するエンジンの燃料供給装置において、
   上記デリバリ通路の上記フィードポンプと上記燃料ポンプとの間に流路の分岐部を設けて分岐させ、上記フィードポンプにより上記燃料タンク内の燃料を吸入自在とする端部を上記燃料タンク内に臨ませた分岐配管を設け、上記分岐部に、上記燃料ポンプが作動した際には該燃料ポンプから上記フィードポンプへの燃料供給を行わせる一方、上記燃料ポンプが停止した際には上記フィードポンプが上記分岐配管を通じて上記燃料タンク内の燃料を吸入する流路切替手段を設け、上記リターン通路の上記燃料タンク内の端部には第２のジェットポンプを設け、該第２のジェットポンプと上記燃料ポンプの吐出側とを連結して上記リターン通路の背圧を低減することを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
2. 上記燃料タンクは、メインタンクとサブタンクとが形成された鞍型の燃料タンクであって、
   上記サブタンクの燃料を上記メインタンクに移送する移送管を設けて該移送管の上記メインタンク側の端部には第１のジェットポンプを設け、該第１のジェットポンプと上記燃料ポンプの吐出側とを連結して上記サブタンクの燃料を上記メインタンクに移送することを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料供給装置。
3. 上記デリバリ通路の上記流路切替手段と上記フィードポンプとの間と上記リターン通路とを連通し、上記デリバリ通路側から上記リターン通路側への燃料の流れのみを許容するバイパス管路を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの燃料供給装置。
4. 上記燃料ポンプと上記デリバリ通路の上記バイパス管路との間には、燃料の流量を調整するオリフィスを設けたことを特徴とする請求項３記載のエンジンの燃料供給装置。
5. 上記燃料ポンプと上記流路切替手段との間にはプレッシャレギュレータを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載のエンジンの燃料供給装置。

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