JP5384380B2 - アスピレータ及びアスピレータを備えた燃料供給装置 - Google Patents
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図10に示すように、燃料供給装置210は、エンジン(内燃機関)へ主燃料通路213を介して燃料を供給する燃料ポンプ212と、燃料ポンプ212を配置した旋回槽215、及び、旋回槽215内と隔成した副タンク211bを有する燃料タンク211と、燃料ポンプ212からエンジンに供給する燃料の一部を分配燃料通路219を介して分配した分配燃料の流れ(移動エネルギー)により駆動され、副タンク211b内の燃料を旋回槽215内に移送するジェットポンプ217とを備えている。主燃料通路213に対する分配燃料通路219の分配部に分配燃料制御手段220を設けている。分配燃料制御手段220は、エンジンの燃料要求流量の増大にともなって分配燃料の流量を減少させる。
本発明が解決しようとする課題は、流体の圧力の変動に関わりなく一定の能力を発生することのできるアスピレータ及びアスピレータを備えた燃料供給装置を提供することにある。
本発明の実施例1を説明する。本実施例では、車両用エンジン(内燃機関)に用いられる燃料供給装置について例示する。なお、図1は燃料供給装置を示す構成図である。
図1に示すように、燃料供給装置10は、内部にリザーバカップ13が設けられた燃料タンク12を備えている。リザーバカップ13のカップ内部13aには、カップ内部13aの燃料を燃料供給通路17を介してエンジン(内燃機関)19に供給する燃料ポンプ15を備えている。エンジン19に供給された燃料は、図示しない各燃料噴射弁(インジェクタ)から各気筒毎の燃焼室(図示省略)内に噴射される。
図2に示すように、前記作動弁57は、入口58aと出口58bを有する弁室58cが形成されたボデー58と、弁室58c内に軸方向に移動可能に配置された弁体60と、弁体60を開方向(図2において左方)に付勢するリターンスプリング62とを備えている。弁室58c内には、弁孔65を有する段付部64が形成されている。また、弁体60は、頭付き軸状体で形成されており、軸状体の先端側半部に先細り状のテーパ軸部61が形成されている。弁体60は、弁孔65内にテーパ軸部61が遊嵌状に嵌合されている。弁体60のテーパ軸部61の外周面と弁孔65の内周面との間に、燃料が流れる円環状の流路67が形成されている(図3参照)。したがって、弁孔65に対する弁体60のテーパ軸部61の挿入深さが浅いと流路67の断面積(流路断面積)が増大し(図2中、実線60参照)、その挿入深さが深くなると流路67の断面積が減少する(図2中、二点鎖線60参照)。また、リターンスプリング62は、コイルスプリングからなり、弁体60に嵌合された状態で弁体60の頭部60aとボデー58の段付部64との間に介装されている(図2参照)。なお、リターンスプリング62の線間密着によって弁体60の閉方向の移動位置が規定され、その位置が流路67の断面積が最小となる。
図4において、横軸は作動弁57の入口58aに流入する燃料の圧力とその出口58bから流出する燃料の圧力との差圧P〔kPa〕を示し、左側の縦軸は作動弁57の出口58bから流出する燃料の流量Q〔L/h〕を示し、右側の縦軸は作動弁57の流路67の断面積S〔mm2〕を示している。また、特性線L1は差圧Pの変動に対する流路67の断面積Sの変化を示し、特性線L2は差圧Pの変化に対する流量Qの特性を示している。したがって、特性線L1,L2から分かるように、差圧Pの変動に関わりなく流量Qが一定となることがわかる。なお、流量Qは、
Q=S×√(P)
で表される。
〔エンジン始動時および通常運転時〕
エンジン始動時および通常運転時について説明する。
ECU45は、エンジン19の運転状態に応じて、エンジン19へ供給する燃料の圧力(システム燃圧)を高圧又は低圧のいずれにするかを設定する。例えば、エンジン始動時において、低温時には燃料噴霧の微粒化を促進するために、また、高温時には燃料噴霧の微粒化を促進するとともに燃料中にベーパが発生することを防止するために、システム燃圧を高圧にすることが望ましい。また、車両の定速走行時のように、エンジン19の負荷が低い場合には、システム燃圧は低圧にすることが望ましい。
エンジン19を停止する場合、ECU45は、燃料ポンプ15への通電をオフし、燃料ポンプ15を停止させるとともに、三方切替弁30への通電をオフする。
本発明の実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1を変更したものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明を省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図5は燃料供給装置を示す構成図である。
図5に示すように、本実施例は、前記実施例1(図1参照)における燃料タンク12を鞍型の燃料タンク(符号、70を付す)に変更したものである。燃料タンク70は、その底壁の中央部に上方に隆起する隆起部70aを形成することにより、左右に区画された主室71と副室72とを備えている。主室71には、前記実施例1におけるリザーバカップ13、燃料ポンプ15、プレッシャレギュレータ28、三方切替弁30、アスピレータ54が配置されている。
本発明の実施例3を説明する。本実施例は、前記実施例1を変更したものである。なお、図6は燃料供給装置を示す構成図である。
図6に示すように、本実施例は、前記実施例1(図1参照)の燃料供給装置10の燃圧可変装置27を、プレッシャレギュレータ28を使わない燃圧可変装置に変更したものである。すなわち、燃料ポンプ15は、可変容量タイプとして構成している。燃料供給通路17には、その通路17内を流れる燃料の圧力(システム燃圧)を検出する圧力センサ80が設けられている。圧力センサ80の検出信号は、ポンプコントローラ82に入力される。ポンプコントローラ82は、ECU45にも接続されている。これにより、ポンプコントローラ82は、ECU45からの制御信号、及び、圧力センサ80からの検出信号に基づいて燃料ポンプ15の出力を制御することにより、エンジン19の燃料要求量に応じて燃料ポンプ15の吐出流量すなわちシステム燃圧を可変する。なお、燃料供給通路17には、燃料を濾過するフューエルフィルタ84が設けられている。また、圧力センサ80、ポンプコントローラ82により燃圧可変装置83が構成されている。
本発明の実施例4を説明する。本実施例は、前記実施例2を変更したものである。なお、図7は燃料供給装置を示す構成図である。
図7に示すように、本実施例は、前記実施例2(図5参照)の燃料供給装置10の燃圧可変装置27を、前記実施例3(図6参照)のプレッシャレギュレータ28を使わない燃圧可変装置83に変更したものである。
本発明の実施例5を説明する。本実施例は、前記実施例1を変更したものである。なお、図8は燃料供給装置を示す構成図である。
図8に示すように、本実施例において、前記燃料供給通路17において、調圧燃料通路41の分岐部よりも上流側には、燃料を濾過するフューエルフィルタ86が設けられている。また、燃料ポンプ15は、可変容量タイプとして構成されており、ポンプコントローラ88により駆動制御される。ポンプコントローラ88は、ECU45にも接続されている。これにより、ポンプコントローラ82は、ECU45からの制御信号に基づいて燃料ポンプ15の出力を制御することにより、エンジン19の燃料要求量に応じて燃料ポンプ15の吐出流量を可変する。なお、前記実施例1(図1参照)における三方切替弁30、背圧リリーフ弁32、及び、背圧燃料通路43は省略されている。
〔エンジン始動時および通常運転時〕
エンジン始動時および通常運転時について説明する。
エンジン始動時において、ポンプコントローラ88により燃料ポンプ15が駆動されると、燃料ポンプ15から燃料供給通路17を介してエンジン19に供給されるシステム燃圧が上昇される。このとき、開閉弁94への通電がオフされ、開閉弁94が閉弁されている状態では、駆動燃料通路52が遮断されているので、燃料ポンプ15のベーパ排出口25から吐出された燃料(ベーパ燃料)は、ポンプ用駆動燃料通路92から駆動燃料通路52に分流されない。また、プレッシャレギュレータ28の背圧室35がアスピレータ本体55を介して大気に開放されているので、背圧室35の圧力は大気圧相当となる。
エンジン19を停止する場合、ECU45が開閉弁94への通電がオンした状態すなわちシステム燃圧が低圧化した状態であれば、開閉弁94への通電をオフし、開閉弁94を閉弁した後、ポンプコントローラ88が燃料ポンプ15を停止する。これにより、燃料供給通路17において、燃料ポンプ15の燃料吐出口22の逆止弁(図示省略)の閉弁と燃料噴射弁の閉弁とによって、その逆止弁と燃料噴射弁との間が封止される。これにより、燃料供給通路17内に高圧化されたシステム燃圧が残圧として保持される。したがって、燃料供給通路17内に高圧の残圧を保持することで、エンジン高温時における燃料供給通路17内でのベーパの発生を抑制することができる。
エンジン高温時におけるエンジン再始動時を説明する。エンジン高温時におけるエンジン停止中において、システム燃圧(残圧)は前に述べたように高圧に保たれている。このため、エンジン高温時における燃料供給通路17内でのベーパの発生が抑制されることにより、エンジン19の再始動性を向上することができる。その他についてはエンジン始動時と同様である。
本発明の実施例6を説明する。本実施例は、前記実施例5を変更したものである。なお、図9は燃料供給装置を示す構成図である。
図9に示すように、本実施例は、前記実施例5(図8参照)における駆動燃料通路52を、前記ポンプ用駆動燃料通路92に代えて、前記調圧燃料通路41の途中から分岐したものである。これにより、エンジン19に供給される燃料の一部すなわち調圧燃料通路41内を流れる燃料の一部を駆動燃料通路52に分流することができる。
12…燃料タンク
13…リザーバカップ
13a…カップ内部(第1燃料貯留部)
13b…カップ外部(第2燃料貯留部)
15…燃料ポンプ
17…燃料供給通路
19…エンジン
28…プレッシャレギュレータ
34…調圧室
35…背圧室
45…ECU
47…切替装置
52…駆動燃料通路
54…アスピレータ
55…アスピレータ本体(第1アスピレータ本体)
57…作動弁(流量制御装置)
60…弁体
67…流路
70…燃料タンク
71…主室(第1燃料貯留部)
72…副室(第2燃料貯留部)
78…アスピレータ本体(第2アスピレータ本体)
94…開閉弁
96…切替装置
Claims (2)
- 流体の流れを利用して負圧を発生するアスピレータ本体と、前記アスピレータ本体に流れる流体を圧力の変動に関わりなく一定の流量にする流量制御装置とから構成したアスピレータと、
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料をエンジンへ供給する燃料ポンプと、
前記エンジンに供給される燃料の一部が導入される調圧室の燃圧を背圧室の背圧に応じて調整するプレッシャレギュレータと
を備え、
前記アスピレータのアスピレータ本体を、前記燃料ポンプにより昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧により前記背圧室を減圧する減圧用ポンプとして用い、
前記アスピレータ本体に燃料を流す状態とその燃料の流れを遮断する状態とに切替える切替装置を設けた
ことを特徴とする燃料供給装置。 - 請求項1に記載の燃料供給装置であって、
前記アスピレータの流量制御装置は、流体の圧力の変動に応じて流路断面積を変化する弁体を備えた作動弁であることを特徴とする燃料供給装置。
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