JPH0413555B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス圧力により作動する燃料調節及
び／又は燃料噴射装置を備えた内燃機関用の燃料
と圧縮ガスの供給システムに関するものである。
エンジンに対する燃料の供給流入と関連して加圧
状態下の空気を使用する内燃機関には多くのもの
がある。燃料を分配する装置として空気圧を使用
する燃料調節システムはオーストラリア国特許願
第PE2123／81号に基づく本出願人の係属中の特
許出願に開示されている。

前掲の燃料供給システムの大部分のシステムに
おいては、燃料が燃料タンクから燃料調節システ
ムを介して吸入され余分の燃料はタンクに戻され
る。通常、空気はタンクに戻される燃料内に捕獲
され、そのため燃料と燃料蒸気の混合体がタンク
に戻されることになる。前述した係属中の特許出
願で参照したシステムの如き空気圧作動型の燃料
システムの一部のシステムにおいては、システム
から排出される空気があり、そのため現行の大気
汚染規制の下では当該空気は直接大気中に放出さ
せることは出来ない。

従つて、本発明の主要目的は、燃料で汚染され
た空気を大気中に放出することを阻止しシステム
内で利用可能な燃料蒸気を有効に使用する燃料と
空気の供給システムを内燃機関と組合せることに
ある。

この目的を念頭に本発明では内燃機関にガス圧
により燃料を供給する方法であつて、燃料を燃料
溜めから燃料量調節装置を介して循環させるこ
と、燃料の調節された量を調節装置からエンジン
へ圧搾ガスにより分配すること、ガスが捕獲され
ている余分の燃料を調節装置から燃料溜めへ戻す
こと、燃料溜めから吸入された燃料蒸気を含むガ
スを圧縮すること、前記圧縮されたガスをエンジ
ンに対する燃料の前記分配の実施の目的で前記調
節装置に供給することから成る方法が提供され
る。

好適には、本発明によれば、ガス圧作動型の燃
料調節及び／又は燃料噴射装置と、加圧状態下の
ガスを燃料装置に供給する圧縮機及びガスが圧縮
機により吸入されガスが燃料装置から戻されるよ
うなガス溜めを含むガス回路と、燃料を燃料装置
に供給する燃料ポンプ及びポンプにより燃料が吸
入され液体燃料とガスがポンプにより戻されるよ
うな燃料溜めを含む燃料回路と、両方の溜めから
燃料蒸気を含むガスを圧縮機が吸入するよう連通
状態にある前記空気溜めと燃料溜めが内燃機関と
組合せて提供される。

本発明は特に圧搾空気作動型燃料調節及び／又
は燃料噴射装置により液体燃料をエンジン供給す
るのに適用可能である。

戻りガスと戻り燃料は調節及び／又は噴射装置
の近くにおいて合流し、空気溜めと燃料溜めの両
方として作用する共通の溜めへ単一管を介して戻
すことが都合がよい。この溜めはエンジンの燃料
タンクにすることが出来、圧縮機内に吸入される
液体燃料の危険性を伴なわずに燃料タンクの領域
からガスを圧縮機を吸入出来るよう構成されてい
る。これは燃料タンクの適当な形状と邪魔板を設
けることにより達成可能であり、事前の策として
液体分離器をタンクと圧縮機の間の空気回路内に
含ませることも出来る。

空気溜めから圧縮機に到る空気供給管もエンジ
ンの空気導入通路と連通することから溜め内の余
分の蒸気がエンジン内に吸入されることが好まし
く、圧縮機が特定の作動条件下又は通常の作動条
件下で利用可能な蒸気の容積を取扱うことが出来
ない場合には、溜めから利用可能な空気と蒸気が
しばしば圧縮機の所要量を下回わることとなり、
そのためエンジンの空気誘導システムから補給空
気が供給されることになる。

前述したシステムには燃料システムから蒸気の
形態になつて燃料が失なわれることがなく、その
ため燃料消費量の全体的な増加になることがない
という利点がある。又、このシステムでは燃料の
蒸気を含んだガスが大気に排出されることが阻止
され、その結果大気の汚染が防止される。

前述した係属中の特許出願に開示した如く燃料
調節システムが作動している場合には、調節室に
は各燃料調節分配サイクルの完了時にガスが充填
される。従つて、次のサイクルを開始すると、調
節室を通る燃料の循環は室に残留しているガスを
液体燃料と共に捕獲させることになり、当該ガス
は調節室から燃料戻り管を介して燃料タンク内へ
流入される。この作用の結果、燃料タンク内に相
当量の蒸気が発生することとなり、現在提案中の
システムは当該蒸気が圧縮されて再び調節システ
ムに供給されるような圧縮機で蒸気を簡便に処理
するものである。

添附図面に示された本発明の燃料噴射供給シス
テムの実際の装置に関する以下の説明から本発明
について一層簡単に理解されるものと思われる。

以下の説明において本発明の方法及び装置は一
般に自動車輌に適用される如き慣用的な内燃機関
に適用されると考えられるが、本発明はその他の
適用例におけるその他の型式の内燃機関にも同様
に適用可能であることが理解されよう。

第１図を参照すると、当該図には燃料と気体の
可燃性混合気をエンジンの燃焼室に分配するよう
配列された本例での空気誘導システムである吸入
マニホルド１１を有するエンジンすなわち内燃機
関１０が示されている。通常使用される補助的な
構成要素（発電機、冷却フアン）に加えて内燃機
関１０は空気圧縮機１２を駆動する。当該空気圧
縮機の目的については以下の説明から明らかとな
ろう。吸入マニホルド１１には本出願人の前掲し
た係属中の特許出願に述べられた型式の本例での
燃料量調節装置である燃料噴射調節ユニツト１３
が組合せてあり当該燃料噴射調節ユニツトは燃料
の調節された量をノズル１８を介して吸入マニホ
ルド１１内へ給送する。

通常、内燃機関上に備えられているような新鮮
な空気のクリーナー又はフイルター１４は導管１
５を介して吸入マニホルドの真空により新鮮な空
気を当該フイルターを通じて吸入させることが出
来る。

内燃機関１０用の燃料は燃料溜め１６内に収容
され、当該燃料溜めには電気的に作動される低圧
力燃料ポンプ１７が備えられている。燃料ポンプ
１７は代替的に内燃機関１０のクランク軸又はカ
ム軸により直接的に又は間接的に駆動される機械
的型式のものにすることが出来、その場合、燃料
ポンプ１７は燃料を燃料溜め１６から吸引するた
め当該内燃機関上に設置される。燃料ポンプ１７
は前掲の係属中の特許出願に述べた如く、内燃機
関１０の燃焼室への分配のため燃料溜め１６から
燃料を燃料管１９を介して燃料噴射調節ユニツト
１３に分配する。燃料噴射調節ユニツト１３から
の余分の燃料は燃料戻し管２０により燃料溜め１
６に戻される。燃料噴射調節ユニツト１３の構造
及び作動方法のため、燃料溜め１６に戻される余
分の燃料には或る程度の燃料蒸気が含まれること
になる。

燃料噴射調節ユニツト１３に対する圧搾空気は
空気圧縮機１２によつて与えられ、空気管２１を
介して燃料噴射調節ユニツトに供給される。空気
圧縮機１２は圧縮用のその空気供給源を燃料溜め
１６内の燃料の上方にある空気と燃料蒸気の混合
気体とし、これを空気管２２，２３を通り、混合
用Ｔ字部２４を介して吸引する。必要とされる付
加的な新鮮な空気はエアー・クリーナーたるフイ
ルター１４、新鮮な空気の供給管２５、チヤコー
ル・フイルター２６を通つて混合用Ｔ字部２４に
吸引される。

ここで図面の第２図及び第３図を参照すると、
前掲した係属中の特許出願の燃料噴射調節ユニツ
ト１３は側置平行関係を以つて配列された４個の
個々の調節ユニツト１１１を含む本体１１０を含
んでいる。ニツプル１１２及び１１３は各々燃料
管１９と、燃料戻し管２０に接続されるよう適合
しており、各調節ユニツト１１１に対する燃料の
供給及び燃料の戻りのためブロツクたる本体１１
０内の個々の経路と連通している。各調節ユニツ
ト１１１には個々の燃料分配ニツプル１１４が備
えてあり、当該燃料分配ニツプルには当該調節ユ
ニツトを噴射ノズルに連通させるため管を接続す
ることが出来る。

第３図は空気供給室１１９及び調節室１２０に
延在する調節用棒１１５を示す。調節用棒１１５
は本体１１０内に設けた空洞と本体１１０に対し
密封関係を以つて取付けられたカバー・プレート
１２１により形成されている共通の漏洩収集室１
１６を通過する。

調節棒１１５は本体１１０内で軸方向に摺動可
能であり、調節室１２０内への調節用棒の突入の
度合は当該調節室から変位可能な燃料の量を調節
するよう変えることが出来る。調節室に設けた調
節用棒の端部にあるガス流入ポートの弁１４３は
通常空気供給室から調節室１２０へのガスの流れ
を阻止するためばね１４５により閉じた状態に保
持されている。空気供給室１１９内の圧力が所定
の値に上昇すると、弁１４３が開いて空気を調節
室へ流入せしめ、かくして燃料を当該調節室から
変位せしめる。

各調節用棒１１５はクロス・ヘツド１６１に接
続され当該クロス・ヘツドは本体１１０内に摺動
可能に支持されている励起棒１６０に連結されて
いる。励起棒１６０は、調節室１２０内での調節
用棒の突出の度合を調節する目的でエンジンの燃
料所要量に応答して制御されるモーター１６９に
接続されているところから、ガスの流入により送
られる燃料の調節された量は燃料の所要量に従つ
ている。

燃料分配用の各ニツプルはガスが空気供給室１
１９から調節室１２０に流入する際当該調節室内
の圧力に応答してその燃料分配ポートを開く圧力
励起型の弁１０９を備えている。弁１４３を通じ
てガスが調節室に流入すると、分配用の弁１０９
も開き、ガスは当該分配用の弁に向つて移動し、
液体燃料を調節室から当該分配用の弁を介して変
位させる。弁１４３は弁１４３と弁１０９の間の
液体燃料を調節室から分配管１０８に沿つてノズ
ル１８へ変位させる十分なガスが供給される迄、
開いた状態にされている。

ガスによつて調節室１２０から変位可能な液体
燃料の量は調節室に対するガスの流入個所と調節
室からの液体燃料の流出個所の間に設けられた調
節室１２０の該当部分に設けられた燃料となり、
これは空気流入用の弁１４３と分配用の弁１０９
の間の液体燃料の量に相当する。

各調節室１２０には当該調節室に液体燃料を循
環可能とするため個々の弁１２７及び１２８によ
り制御される個々の燃料流入ポート１２５及び燃
料流出ポート１２６が備えてある。弁１２７及び
１２８は各々開いた位置にばね負荷を受けてお
り、ダイアフラム空洞１３１，１３２内に設けら
れた個々のダイアフラム１２９，１３０に加圧状
態下のガスを適用することに応答して閉じられ
る。各ダイアフラム空洞は常時空気導管１３３と
連通状態にあり、当該空気導管１３３も導管１３
５によつて空気供給室１１９と常時連通状態にあ
る。従つて、燃料の分配を実施する目的で加圧状
態下のガスが空気供給室１１９に流入すると、ダ
イアフラム１２９，１３０が燃料流入ポート１２
５と燃料流出ポート１２６を閉じる。

空気導管１３３に対する空気の供給、従つて、
空気供給室１１９とダイアフラム空洞１３１及び
１３２に対するガスの供給を制御することはソレ
ノイド作動型弁１５０を介してエンジンのサイク
ルと調時関係を以つて行なわれる。空気圧縮機１
２からニツプル１５３を介して空気管２１に接続
された共通の空気供給導管１５１は本体を通り
個々の分岐管１５２はガスを各調節ユニツトのソ
レノイド作動型弁１５０に供給する。ソレノイド
作動型弁１５０の作動も調節室から変位される液
体燃料がノズル１８を介して分配されることを確
実にするためガスが空気供給室１１９に供給され
る持続時間を変えるよう制御可能である。

調節室に対するガスの流入はエンジンの燃料所
要量を検出するエンジンからの信号により励起さ
れるエレクトロニクス処理装置によつて制御可能
である。当該処理装置は調節室に対するガスの流
入頻度とその持続時間を変えるようプログラムを
組むことが出来る。

調節室の作動に関する完全に詳細な説明はオー
ストラリア特許願第PF2123／81号に基づく本出
願人の係属中の特許出願から得ることが出来、そ
の開示内容は本明細書に含まれている。

燃料噴射調節ユニツト１３の作動中に、空気導
管１３３及び導管１３５内のガスの圧力は各噴射
サイクル中に解放されなければならず、当該ガス
は導管１５４を介して、ソレノイド作動型弁１５
０のポート１５５に接続せる管２７へ吸入され、
次に空気圧縮機１２に戻るよう混合用Ｔ字部２４
に戻る。漏洩収集室１１６に集められたガスと液
体燃料の漏洩体は導管７１を介してニツプル１１
３に排出され、燃料戻し管２０を介して燃料溜め
１６に戻される。

前述の説明から、燃料噴射調節ユニツト１３に
対する燃料と空気の供給システムが大気に対する
漏洩に対し閉じられ、かくして汚染された空気又
は燃料が大気中に放出されることが防止されるこ
とが理解されよう。本システムが大気と唯一接触
するのは新鮮な空気の供給管２５を通じてである
が、汚染された空気はエンジンの作動中には本シ
ステムから流出不可能であるため、エンジンが作
動停止状態にある場合にはガスをそれが大気中に
解放される前にチヤコール・フイルター２６を通
過しなければならないことが理解されよう。通常
作動状態下にある本システムからの唯一の損失は
調節室から噴射ノズルに給送されるガスと燃料で
ある。余分の蒸気が例えば高い大気温度状態下に
おいて燃料溜め１６に発生する場合には当該蒸気
は燃料が空気から分離されるチヤコール・フイル
ター２６を介して解放される。当該フイルター内
に保持されている燃料は新鮮な空気が引続き本シ
ステム内に吸入される場合に拾われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射供給装置の実際的な一応用例
を模式的に表わした図。第２図はオーストラリア
国特許願第PF2123／81号に記載の調節装置の平
面図。第３図は調節ユニツトの１つの調節ユニツ
トの軸線における、第２図の調節ユニツトの断面
図。 １０……内燃機関、１２……空気圧縮機、１３
……燃料噴射調節ユニツト、１６……燃料溜め、
１７……燃料ポンプ、１９……燃料管、２１……
空気管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料量調節装置１３を介して液体燃料溜め１
   ６から液体燃料を循環し、前記燃料量調節装置１
   ３に圧縮されたガスを供給して前記燃料量調節装
   置１３からエンジン１０へ調節された量の液体燃
   料を分配することより成るエンジンにガス圧によ
   り液体燃料を供給する方法において、 前記圧縮されるガスには前記液体燃料溜め１６
   から吸引される空気と燃料蒸気の混合気体が含ま
   れ、かつ、捕獲された空気と燃料蒸気を有する余
   分の液体燃料は、前記燃料量調節装置１３より前
   記液体燃料溜め１６へと戻されることを特徴とす
   るエンジンにガス圧により液体燃料を供給する方
   法。 ２ 前記エンジン１０は空気誘導システム１１を
   備え、該空気誘導システム１１からの空気は液体
   燃料溜め１６から吸引される空気と燃料蒸気の混
   合気体に付加され、圧縮されて燃料量調節装置１
   ３に供給されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ３ 前記燃料量調節装置１３内に蓄積される漏洩
   ガスと燃料蒸気は前記液体燃料溜め１６に戻され
   該溜め１６内の空気と燃料蒸気の混合気体に付加
   され、圧縮されて前記燃料量調節装置１３に供給
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項のいずれかの項に記載の方法。 ４ 燃料量調節装置１３と、液体燃料溜め１６
   と、前記液体燃料溜め１６より前記燃料量調節装
   置１３へと液体燃料を供給する装置１７と、圧縮
   されたガスを前記燃料量調節装置１３へ分配する
   装置１２とより成り、前記燃料量調節装置１３
   は、前記圧縮されたガスの前記燃料量調節装置１
   ３への導入によつてエンジンに液体燃料の調節さ
   れた量を分配するエンジンにガス圧により液体燃
   料を供給する装置において、 前記圧縮されたガスを分配する装置１２は前記
   液体燃料溜め１６から空気と燃料蒸気の混合気体
   を吸引するに適し、また、前記燃料量調節装置１
   ３は余分な液体燃料と捕獲された空気と燃料蒸気
   を該燃料量調節装置１３より前記液体燃料溜め１
   ６に戻すに適していることを特徴とするエンジン
   にガス圧により液体燃料を供給する装置。 ５ 前記燃料量調節装置１３は、選択的に開放可
   能な燃料分配ポート１０９を備えた調節室１２０
   と、該調節室１２０への圧縮されたガスの導入に
   よつて該調節室１２０より変位し得る液体燃料の
   量を制御する装置１１５，１１９と、前記調節室
   １２０内のガス流入ポート１４３とより成り、前
   記調節室より変位し得る液体燃料の量を制御する
   装置１１５は、前記調節室１２０の一部を形成す
   るとともに前記ガス流入ポート１４３を内部に有
   しており、前記調節室より変位し得る液体燃料の
   量を制御する装置１１５は、前記調節室１２０内
   で燃料分配ポート１０９に対して移動可能であ
   り、前記ガスの導入によつて変位可能な液体燃料
   の量は前記燃料分配ポート１０９に対する前記ガ
   ス流入ポート１４３の位置によつて決定されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装
   置。 ６ 前記燃料量調節装置１３の調節室１２０から
   漏洩する液体燃料及び空気と燃料蒸気の混合気体
   を前記液体燃料溜め１６に戻す装置７１，１１
   ３，２０が設けられたことを特徴とする特許請求
   の範囲第５項に記載の装置。 ７ 前記圧縮されたガスを分配する装置１２が、
   前記液体燃料溜め１６以外の空気供給源より空気
   を吸引するに適することを特徴とする特許請求の
   範囲第４項、第５項又は第６項のいずれかの項に
   記載の装置。 ８ 前記エンジンは空気誘導システム１１を備
   え、前記圧縮されたガスを分配する装置１２は前
   記空気誘導システムからも空気を吸引するに適し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第７項に
   記載の装置。