JPH06123261A - 内燃機関用燃料供給システム及び燃料供給ユニット - Google Patents

内燃機関用燃料供給システム及び燃料供給ユニット

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JPH06123261A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンへの燃料供給圧力をほぼ一定に維持
することができる燃料供給システムを提供することを目
的としている。 【構成】 燃料ポンプ22は、燃料供給装置13内の燃
料を取り入れ、二つの出口から燃料を吐出する。このう
ちの一方の出口に燃料フィルタ46を接続し、燃料フィ
ルタ46の出口52は、逆止弁56を介してエンジンに
向かう燃料通路64に接続する。逆止弁56の下流側と
ポンプ22の他方の出口との間には、圧力調整機74を
設け、この圧力調整機74には、ポンプの前記他方の出
口と燃料供給装置13とをつなぐバイパス開口104を
穿設する。燃料通路64の圧力が上がると、圧力調整機
74が作動してバイパス開口104が開き、燃料供給量
が減少して燃料通路64の圧力を下げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関等の燃料供給シ
ステムに関し、特に、燃料供給圧を一定に保持するため
のシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】米国特許第4,649,884 号には、タンクか
らエンジンに設けられた燃料レールまで加圧燃料を電動
式定量供給燃料ポンプによって供給する内燃機関用燃料
供給システムが記載されている。燃料レールと連結して
燃料圧力調整機が設けられ、燃料レールとエンジンの空
気取入れマニホルドとの差圧により余分な燃料を供給タ
ンクへ戻すので、基準入力が圧力調整機に供給される。
燃料レールとエンジンの空気取入れマニホルドとの間に
複数個の燃料噴射装置を取付け、各エンジンシリンダの
燃料空気取入れ口に隣接して噴射ノズルを位置決めす
る。
【0003】供給装置から戻った燃料によってエンジン
から燃料タンクに熱が伝達される問題を解決するため
に、圧力制御の電動式燃料ポンプと、このポンプとエン
ジンの燃料レールとを接続する片道又は非循環式燃料ラ
インとによるエンジンへの燃料供給方法が提案されてい
る。例えば、米国特許第5,044,344 号に記載の燃料供給
システムによれば、加圧燃料をタンクから燃料レールに
供給するために燃料ポンプは電力応答式になっている。
ポンプを停止したときに燃料がエンジンからポンプまで
逆流しないようにポンプ出口と燃料レールとの間の燃料
ラインに逆止弁を設ける。ポンプ出口と逆止弁との間の
燃料ライン内に配置された圧力センサは、電気回路に接
続し、燃料ラインの圧力によってポンプモータに電力を
供給する。逆止弁とエンジンとの間に、燃料をエンジン
から供給装置へ戻すための圧力リリーフ弁を設け、燃料
ライン内が過圧状態になった場合に燃料をタンクへ戻
す。
【0004】いままで記載してきた燃料供給システムは
従来までの多くの欠点を克服しているが更に改良が望ま
れる。例えば、非循環式燃料供給システムのエンジンと
ポンプとの間の燃料ラインに燃料フィルタを配置するこ
とによって、フィルタが詰まったときのエンジンにおけ
る燃圧制御に損失が生じる。これに関するもう一つの問
題点は、極めて高温になったときに燃料ラインと燃料供
給装置で燃料が気化することである。例えば、燃料レー
ルの温度は、エンジンが停止され、冷却装置が停止した
後も上昇する傾向にある。特に周囲温度が比較的高い場
合にレールや噴射区域及びポンプにおいて燃料が気化す
る。一般にこのような燃料の気化は、エンジンの再始動
に支障をきたしたり、不安定なアイドリングの原因とな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、フィルタが詰まったときもエンジンへの燃料供給圧
力をほぼ一定に維持するために燃料フィルタの出口にお
ける燃料圧力の直接制御が簡単な内燃機関用燃料供給シ
ステムを提供することである。本発明のもう一つの目的
は、高温状態下にてエンジンへの燃料ラインの燃料圧力
が上昇すると、燃料ポンプが自動的に通気されてポンプ
での蒸気形成が減少するような内燃機関用燃料供給シス
テムを提供することである。本発明の別の目的は、高価
な電子制御部品や回路を使用することなく前記目的の両
方又はいずれかを達成可能な燃料供給システムを提供す
ることである。更に本発明のもう一つの目的は、車の燃
料タンク内に沈めるように構成した一体型形式の燃料供
給ユニットであって、前記特徴を有する燃料供給システ
ムを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による燃料供給シ
ステムは、燃料供給装置から燃料を取り入れるための入
口と、燃料フィルタに連結される出口とを備え、エンジ
ンへ送り出された燃料がフィルタを通過するようにした
燃料ポンプを有する。圧力調整機は、ポンプ出口と連結
する流体入口と、燃料フィルタの出口側と連結する基準
入力の入口とを有する。圧力調整機の出口は、エンジン
に送り出す燃料の圧力をほぼ一定に維持するように、フ
ィルタにおける燃料圧力の作用として燃料をフィルタを
通さずにバイパスして燃料供給装置まで戻すようにして
連結される。ポンプが停止したときにエンジンから供給
装置に向かって燃料が逆流しないようにするためにフィ
ルタ出口と燃料ラインとの間に逆止弁を設けることが望
ましい。圧力調整機への基準入力はエンジンへの燃料ラ
インにおける逆止弁の下流に接続する。かくして、熱な
どによって燃料ラインやエンジンの燃圧がいくらかでも
増加すると、調整機が自動的に開口してポンプ出口と供
給装置を連通させる。
【0007】本発明の好適実施例による圧力調整機は、
弁体と弁通路とからなる弁を有し、弁通路内における弁
体の移動によって開閉される。この弁通路は、ポンプ出
口と燃料供給装置との間に接続される。フィルタ出口は
逆止弁を介して調整機内のダイヤフラムの片側と連通
し、逆止弁の下流側における燃料圧力により弁体が移動
させられて弁通路が開き、ポンプ出口と供給装置とが連
通する。この燃料圧に対抗するコイルばねをダイヤフラ
ムの反対側に設け、弁体が通路を閉鎖するように付勢す
る。かくして、エンジンへの燃料の出口圧力がばね力を
越える場合にのみ、そしてかかる圧力が該ばね力を越え
る程度までのみ、ポンプ出口からの燃料はフィルタを通
らずにバイパスして供給装置に戻る。
【0008】
【実施例】本発明の他の特徴及び利点は、本発明の好適
実施例を非制限例として示す添付の図面を参照して以下
に詳述する。図1に示す本発明の好適実施例による燃料
供給システム10は、離れたところにあるエンジン(図
示せず)に加圧燃料を供給するために車の燃料タンクに
沈めるようにした燃料供給ユニット12を有する。ユニ
ット12は、上方筒体及び下方筒体18,20にそれぞ
れ分割する隔壁又は壁16を有するほぼ円筒形の筒体1
4を備える。上方筒体18内に取付けた電動式燃料ポン
プ22は、壁16を介して下方筒体20内に延びる入口
24を有する。フィルタ26は室20内にあってポンプ
入口を取り囲む。筒体壁16に取付けた弁28はフィル
タ26によって担持されるダイヤフラム30の運動に応
答して上方筒室18と下方筒室20とを連通する。ここ
まで説明してきた限り、ユニット12は基本的に米国特
許第4,747,388 号に記載されているものに類似している
ので、構造及び操作を更に詳述する際に参照するものと
する。キャップ32は筒体14の上部を包囲する懸垂ス
リーブ34を有する。スリーブ34と筒体14との間に
はコイルばね36が圧縮保持され、キャップ32をかぶ
せてタンク13内の取付け開口部を閉鎖するとばね36
によって筒体14の下端部が第1図に示すようにタンク
13の底壁に押し付けられる。
【0009】ポンプ22の出口はポンプの出口端末キャ
ップ38によって2つの流出通路に分割される。第1流
出通路は、継手40とホース42とによって燃料フィル
タ組立体46の入口44に連結する。フィルタ組立体4
6は、円筒形フィルタエレメント50を内蔵する閉鎖筒
体48を有する。継手52はフィルタ筒体48の上端部
から延び、出口マニホルド54と接続する。マニホルド
54は、逆止弁56を有し、該逆止弁の弁体58はばね
60によってフィルタ出口継手52に形成された弁座6
2に押し付けられる。通路64は、逆止弁56から延び
てマニホルド54内を貫通し、ホース66によってエン
ジンの燃料レール(図示せず)と連結するポンプ装置の
出口を形成する。圧力解放弁68はマニホルド54内に
て逆止弁56の下流側で燃料通路64と連結し、通路6
4、燃料ライン66及びエンジン燃料レールの燃料が過
圧状態にある場合に通路64からの燃料を上方筒室18
に放出する。ここまで説明してきた限り、逆止弁56,
58を含むマニホルド54は、参照として記載している
米国特許第5,044,344 号のものに全体として類似してい
る。
【0010】本発明によれば、ポンプ出口の端末キャッ
プ38からの第2出口通路は、ホース70(第1,2,
6図)によって圧力調整機74(第1,2図)の入口7
2と連結する。入口継手72は入口継手72から離れる
につれて外側に広がるシェル76に形成され、シェル内
には、内側通路78と、該通路と弁座突起82によって
区画される上方容積部80とが形成される。端末キャッ
プ又はリング84は86のところでシェル76の開口端
を塞ぐように屈曲し、容積部80内にダイヤフラム88
を嵌装する。ダイヤフラム88は適切な可撓構造のもの
であればどのようなものでもよい。開放頸部90はキャ
ップ84からシェル通路78と同軸に延びている。ホー
ス92はマニホルド54上にて口部94と頸部90とを
連結し(図1)、逆止弁56のすぐ下流にて燃料通路6
4内に開口する。
【0011】圧力調整機74内において、ダイヤフラム
88は内部空間80を図1に示すように上方室と下方室
とに分割し、上方室は頸部90とホース92とによって
マニホルド上の口部94と連通し、下方室は弁座82と
通路78を経てポンプ出口と連通する。アクチュエータ
96はダイヤフラム88に取付けられ、アクチュエータ
の突起部98は、弁座82によって画定された開口部を
貫通して通路78内に突出している。弁体100は通路
78内に担持される。コイルばね102は通路内にあっ
て、弁体100と入口継手72との間に圧縮保持され、
弁体100を弁座82に押し付ける。弁座82の下流側
の室80からシェル76の側壁を貫通して開口104が
穿設される。
【0012】操作中、弁体100に加わるコイルばね1
02の力によって弁体100及びダイヤフラム88は図
2に点線で示すように上方に押しやられ、弁座82を弁
体100で閉鎖し、燃料流が通路78を介して開口10
4に行かないようにする。一方、逆止弁56の下流側に
おける燃料の圧力が、ばね102の力を上回る場合、ダ
イヤフラム88の燃料圧力によってアクチュエータ96
と弁体100は図2に実線で示す位置まで下方に移動
し、図2に矢印で示すように、燃料は通路78及び弁座
82を通って容積部80に入り次に開口104を通過す
る。こうして、フィルタにおける燃料の出口圧力がばね
102によって生じる力を越える場合、ポンプ22の出
力部は自動的にバイパスされ、燃料筒体の内部に戻るの
で、フィルタを通ってエンジンまで流れる燃料の圧力を
減少させることになる。
【0013】調整機74の作動中、常に少しだけ開口を
しているようにばね102を選択することが望ましい。
即ち、ばね102は、調整機の製造時に、装置によって
与えられる予め決められた基準となる燃料圧力に適する
ように設計され、調整機74が常に一部開となってポン
プにより供給される燃料の一部がフィルタ46を通らず
にバイパスを通って供給装置まで戻り、残りがフィルタ
を通ってエンジンまで流れるようにする。燃料フィルタ
の詰まり又はエンジンの燃料需要増加等により逆止弁5
6における燃料の出口圧力が低下すると、調整機74は
ばね102の力で閉鎖されることになるので、より多い
量の燃料がフィルタを通してポンプ出口からエンジンに
送給される。反対に、例えば、逆止弁56における燃料
圧力がエンジンの需要減少等が原因で増加した場合、増
加した燃料圧力により更に調整機74が大きく開口する
ことになるので、燃料ポンプ22から吐出される燃料の
より多くの部分がフィルタ46を通らずに燃料供給装置
に戻る。こうして、燃料ポンプ22は車の電動システム
部と直接連結可能であるから出力が一定となり、調整機
74はフィルタを通る出力ラインと供給装置に至る戻り
ラインとに該流れを自動的に配分する役割を果たし、逆
止弁56における出口圧力を所望通り一定に維持可能と
なる。
【0014】同様に本発明の大きな特徴の一つによれ
ば、逆止弁56の下流側において調整機74に基準入力
を入力することによって、燃料供給装置及びエンジンの
温度が高すぎる場合にポンプ出口が自動的に通気可能と
なることが分かる。即ち、燃料ライン66とマニホルド
通路64内の圧力がエンジンの高温によって上昇した場
合、かかる圧力は調整機74に作用して図2に実線で示
すように通路78が開くので、ポンプ22の出口が筒体
14内部に向けて解放される。従ってポンプハウジング
内に形成される燃料蒸気は周囲の筒体の方へ自動的に流
れる。
【0015】図3−5は、それぞれ改変型圧力調整機7
4a,74b,及び74cである。図3−5の各々にお
ける構成部材は、図2を参照して前文に詳述した調整機
74の部材と機能的に同等か又は相応する場合にはそれ
ぞれ同じ参照番号を付けるものとする。図3の調整機7
4aの場合、弁体100は、シェル76の通路78内に
枢動可能に取付けたレバー106の一端に取付けられ
る。アクチュエータ96の突起部98はレバー106の
他端側にあって、コイルばね102と対向している。ば
ね102用の反対側を受ける座はシェル76に螺入され
たナット108に形成され、ばね102によってレバー
106上に加えられる力を調整する。かくして、図2の
実施例の場合のように、ダイヤフラム88に抗する燃料
圧力がばね102によって加わる力より十分大きい場
合、弁体100は弁座82から離れ、入口72とバイパ
ス開口104とを連通させる。
【0016】圧力調整機74b,74cは、単一の又は
分割しない出口通路のみを有する燃料ポンプ22(図
1)と共に使用可能である故に、前述の調整機74,7
4aに勝る利点がある。図4において、調整機74bの
シェル76はフィルタ46と連結するように入口72か
ら出口110まで延びる主要燃料通路と、弁座82と弁
体100を過ぎて開口104(ナット108内にて)を
介して筒体14の内部に至る迂回通路とを有する(図1
参照)。図3の実施例の場合のように、ばね102の圧
縮力はナット108によって調整可能であるから、調整
の役割とバイパス開口104を設ける役割とを成す。図
5に示した調整機の場合、図2,3の実施例の場合と同
様に調整機のシェル76内にバイパス開口104を設け
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適実施例によるタンク内の燃料供給
装置の一部断面図である。
【図2】図1に示す装置の一部を示す拡大部分断面図で
ある。
【図3】本発明による改変型圧力調整機を示す部分断面
図である。
【図4】本発明による改変型圧力調整機を示す部分断面
図である。
【図5】本発明による改変型圧力調整機を示す部分断面
図である。
【図6】図1,2に示す燃料供給システムの概略ダイヤ
グラムである。
【符号の説明】
10 燃料供給システム 12 燃料供給ユニット 13 燃料供給装置 22 燃料ポンプ 30 ダイヤフラム 32 キャップ 34 スリーブ 36,60 ばね 40 継手 44 入口 46 燃料フィルタ 50 フィルタ 52 継手 56 逆止弁 58 弁体 60 ばね 62 弁座 64 燃料通路 72 入口継手 74 圧力調整機 76 シェル 78 通路 82 弁座 88 ダイヤフラム 90 頸部 96 アクチュエータ 100 弁体 102 コイルばね

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関用燃料供給システムであっ
    て、 燃料供給装置、及び該供給装置から燃料を取り入れるた
    めの入口と出口とを備えた燃料ポンプと、 該ポンプ出口と連結する燃料フィルタ、及び該フィルタ
    とエンジンとを連結し該ポンプによってエンジンに送り
    出された燃料が該フィルタを通過するようにする手段
    と、 前記ポンプ出口と連結する第1入力部及び前記フィルタ
    と連結する第2入力部を備え、前記フィルタにおける燃
    料の圧力に応じて燃料をフィルタを通さずにバイパスさ
    せて前記供給装置へ戻すための出口を備え、エンジンへ
    の燃料供給圧力をほぼ一定に保持するための圧力調整手
    段とからなり、 該圧力調整手段が、可動弁体及び該弁体の移動によって
    選択的に開口する通路と、弁体とフィルタ出口とを連結
    して前記フィルタ出口における燃料圧力によって前記弁
    体が前記通路及び前記ポンプ出口と供給装置間のバイパ
    スを開かせる手段と、前記弁体に設けられ該弁体を燃料
    圧力に抗する方向に付勢して前記通路を閉鎖するばね装
    置とを有することを特徴とする内燃機関用燃料供給シス
    テム。
  2. 【請求項2】 前記弁体に加わる前記ばね装置の力を調
    節する装置を更に設けたことを特徴とする請求項1記載
    の内燃機関用燃料供給システム。
  3. 【請求項3】 前記ポンプを停止したときにエンジンか
    ら前記供給装置に向かって燃料が逆流しないように前記
    フィルタ装置とエンジンとの間に逆止弁を更に設け、前
    記圧力調整機の第2入力部が該逆止弁の下流においてフ
    ィルタと連結することを特徴とする請求項1記載の内燃
    機関用燃料供給システム。
  4. 【請求項4】 燃料タンクからエンジンまで加圧燃料を
    送り出すために該タンク内に嵌装される燃料供給ユニッ
    トであって、 入口及び出口を有する燃料ポンプと、 周囲のタンクからの燃料を取り入れるように該ポンプの
    入口を連結する手段と、 入口及び出口を有する燃料フィルタと、 該フィルタ装置の入口とポンプ出口とを連結する手段、
    及び該フィルタ装置の出口とエンジンとを連結する逆止
    弁と、 ポンプ出口と連結する入口を有する燃料圧力調整手段
    と、前記逆止弁の下流においてフィルタ装置の出口と連
    結する基準入力の入口と、前記タンクに燃料を戻すため
    の流体出口と、前記基準入力の入口における圧力が予め
    決められたしきい値を越えた場合に前記流体入口と前記
    流体出口とを相互連結する手段と、 前記ポンプと、フィルタ装置と、圧力調整手段と、前記
    連結手段とを燃料タンク内に沈めるように一体化した組
    立体として取付けるフレームとを有することを特徴とす
    る燃料供給ユニット。
  5. 【請求項5】 前記しきい値を調節する装置を更に有す
    ることを特徴とする請求項4記載の燃料供給ユニット。
  6. 【請求項6】 前記圧力調整手段が、弁体及び一端が前
    記ポンプ出口と連結する弁通路を備える弁と、該弁体と
    連結するダイヤフラムと、前記フィルタ出口における燃
    料圧力により前記弁体が前記弁通路を開口するようにフ
    ィルタ出口とダイヤフラムの片側とを連結する手段と、
    前記弁体が弁通路を閉鎖するように燃料圧力に抗してダ
    イヤフラムを付勢するスプリング装置とを有することを
    特徴とする請求項4記載の燃料供給ユニット。
  7. 【請求項7】燃料供給装置、及び該供給装置から燃料を
    引き入れるための入口と出口とを有する燃料ポンプと、 該ポンプの出口と連結する燃料フィルタ、及び該ポンプ
    によってエンジンに送出された燃料が該フィルタを通過
    するように該フィルタをエンジンに連結する手段と、 該ポンプ出口と連結する第1入力部と該フィルタと連結
    する第2入力部とを有し、エンジンへの燃料供給圧力を
    ほぼ一定に保持するように該フィルタにおける燃料の圧
    力により該フィルタを通らずにバイパスさせて燃料を供
    給装置へ戻すための出口を有する圧力調整手段と、 該ポンプを停止したときにエンジンから供給装置に向か
    って燃料が逆流しないようにフィルタ装置とエンジンと
    の間に逆止弁を設け、前記圧力調整手段の第2入力部が
    前記逆止弁の下流においてフィルタと連結するようにし
    た手段とを有することを特徴とする内燃機関用燃料供給
    システム。
  8. 【請求項8】 前記圧力調整手段が、可動弁体及び該弁
    体の移動によって選択的に開口する通路からなる弁と、
    前記弁体とフィルタ出口とを連結してフィルタ出口にお
    ける燃料の圧力によって弁体が前記通路を開いてポンプ
    出口から供給装置までのバイパスを開く手段と、前記弁
    体によって前記弁通路を閉鎖するようにフィルタ出口に
    おける燃料圧力に抗して弁体を付勢するばね手段とを有
    することを特徴とする請求項7記載の内燃機関用燃料供
    給システム。
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