JPH08296526A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーパ・エアの貯留能力を向上しつつ、ベー
パの液化を促進させる。 【構成】 燃料配管１７，１８の途中にベーパストレー
ナ３０が設けられ、その内部が隔壁３１によって上下２
室に仕切られ、下側の室が主室３２となり、上側の室が
副室３３となっている。隔壁３１には、主室３２と副室
３３とを連通させるパイプ状の連通部絞り３６が設けら
れ、この連通部絞り３６が副室３３の上部に延長され
て、連通部絞り３６の上端開口が副室３３の上部に位置
している。更に、隔壁３１には、副室３３に溜まってい
る燃料を主室３２に少量ずつ戻す小孔３７が形成されて
いる。副室３３は、主室３２から連通部絞り３６を通し
て上昇するベーパやエアを溜めると共に、インジェクタ
２３の弁開閉時に発生する脈動圧を減衰させるエアダン
パとしても機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デリバリパイプに供給
される燃料中に発生するベーパ（燃料蒸発ガス）やエア
の貯留構造を改良した内燃機関の燃料供給装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、特開平６−１２９３２５号公報に
示すように、各インジェクタに燃料を分配するデリバリ
パイプ（燃料分配室）内で発生したベーパや何等かの原
因によりデリバリパイプ内に混入したエアを排除するた
めに、デリバリパイプより上流の燃料配管から分岐した
燃料パイプ（副室）をデリバリパイプの上方に配置する
と共に、該燃料パイプとデリバリパイプとを連通部絞り
によって連通し、デリバリパイプから各インジェクタに
燃料を分配する各コネクタのうちの少くとも１つをデリ
バリパイプ内の上部に延長して、該コネクタの上端開口
を上記連通部絞りの下端開口と対向させ、デリバリパイ
プ内の上部や燃料パイプ内に溜まったベーパやエアをイ
ンジェクタの吸込み力によって排出するようにしたもの
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、デリバリパイ
プはエンジン近傍の狭いスペースに配置されるため、燃
料パイプ（副室）を設置するスペースも狭く、燃料パイ
プの容積を要求される大きさに設定できない。このた
め、ベーパ・エアの貯留能力が不足し、燃料パイプ内が
ベーパやエアで満杯になりやすい。しかも、この燃料パ
イプはエンジンの近くに配置されるため、エンジンの放
熱で燃料パイプの温度が高温になりやすく、該燃料パイ
プ内のベーパの放熱・温度低下が妨げられて、ベーパの
液化（凝縮）が妨げられる可能性がある。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、ベーパ・エアの貯留
能力を向上しつつ、ベーパの液化を促進することができ
て、インジェクタへの燃料供給を安定して行うことがで
きる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料供給装置は、燃
料ポンプから燃料配管を通して送られてくる燃料をデリ
バリパイプで各気筒のインジェクタに分配するようにし
たものにおいて、前記燃料配管の途中に流路断面積が拡
大する主室を設け、前記主室の上側に隔壁を介して副室
を設けると共に、前記隔壁に前記２つの室を連通させる
少なくとも１つの連通部絞りを設けた構成としたもので
ある。

【０００６】この場合、請求項２のように、前記連通部
絞りを前記副室の上部に延長して、前記連通部絞りの上
端開口を前記副室の上部に位置させることが好ましい。
更に、請求項３のように、前記隔壁に、前記副室に溜ま
っている燃料を前記主室に少量ずつ戻す小孔を形成する
ことが好ましい。

【０００７】また、請求項４のように、前記主室に、燃
料を濾過するフィルタ材を収容した構成としても良い。
これらいずれの構成においても、請求項５のように、前
記燃料配管が前記デリバリパイプで終端となるリターン
レス配管構成とすることが好ましい。

【０００８】

【作用】上述した請求項１の構成では、燃料ポンプから
吐出された燃料は、燃料配管を通ってデリバリパイプへ
流れる途中で、流路断面積が拡大する主室内を通る。こ
の主室は、連通部絞りを通して上側の副室と連通してい
るため、主室内の燃料に含まれたベーパやエアは、浮力
により連通部絞りを通過して上側の副室に流れ込み、そ
こで貯留される。主室と副室は、燃料配管の途中に設け
られているため、デリバリパイプからある程度離れた位
置に配置することが可能であり、配置場所にスペース的
に余裕ができて、副室の容積（つまりベーパ・エアの貯
留室の容積）を拡大することが可能になると共に、副室
の冷却性を高めて、ベーパを温度低下させ、ベーパの液
化を促進させる。

【０００９】ところで、インジェクタの燃料噴射動作
（弁開閉）によってデリバリパイプ内で発生する脈動圧
が燃料配管内の燃料中を減衰せずに燃料ポンプ側へ伝播
すると、燃料配管を振動させて騒音を発生させてしま
う。しかし、請求項１の構成では、燃料配管の途中に設
けられた主室の上側の副室内にベーパやエアが溜められ
るため、副室が一種のエアダンパとして機能し、そのエ
アダンパ効果により脈動圧が減衰される。更に、主室と
副室との間で連通部絞りを通して脈動圧による圧力変動
が行き来して、副室内のベーパやエアと燃料とが掻き混
ぜられ、燃料中へのベーパやエアの溶け込みが促進され
る。

【００１０】一方、請求項２では、連通部絞りを副室の
上部に延長して連通部絞りの上端開口を副室の上部に位
置させている。これにより、主室内のベーパやエアが副
室の上部に滞留しているベーパ・エアの領域へ連通部絞
りを通して直線的に上昇移動するようになり、主室から
副室へのベーパ・エアの上昇移動が副室に溜まっている
燃料の粘性抵抗を受けずにスムーズに行われる。

【００１１】更に、請求項３では、副室に溜まっている
燃料が隔壁に形成された小孔から主室に少量ずつ戻され
る。これにより、副室内がベーパやエアで満杯になるこ
とが防がれ、副室内へのベーパやエアの流入が妨げられ
ることがない。また、請求項４では、主室に収容したフ
ィルタ材により燃料中のダスト等を濾過して取り除く。
従って、主室は燃料フィルタとしても機能する。

【００１２】また、請求項５では、燃料配管がデリバリ
パイプで終端となるリターンレス配管構成となってい
る。この構成では、デリバリパイプから燃料の一部を燃
料タンク内に戻すリターン配管が不要であるため、燃料
配管構成が極めて簡単であり、低コスト化・省スペース
化の要求に合った構成となる。従来のリターン配管は、
デリバリパイプ内に溜まるベーパやエアを燃料タンク側
に戻す働きもあるが、本発明では、燃料配管中に設けた
主室と副室とで燃料中のベーパやエアを排除することが
できるため、リターン配管を設けなくてもインジェクタ
への燃料供給を安定して行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１乃至図６に
基づいて説明する。まず、図１に基づいて燃料供給シス
テム全体の概略構成を説明する。車両１１の後部に搭載
された燃料タンク１２内に燃料ポンプ１３が設けられ、
この燃料ポンプ１３の吸込み口にフィルタ１４が装着さ
れている。燃料ポンプ１３の吐出口側には、燃圧を一定
に保つための調圧弁１５が設けられ、燃料ポンプ１３か
ら吐出された燃料のうちの余分な燃料が戻し管１６を通
して燃料タンク１２内に戻される。これら調圧弁１５と
戻し管１６は、燃料ポンプ１３と共に燃料タンク１２内
に設けられている。

【００１４】上記燃料ポンプ１３から調圧弁１５を通し
て吐出される燃料は、燃料配管１７，１８を通してデリ
バリパイプ１９に送られる。燃料配管１７，１８の途中
には、燃料中のダスト等を除去する燃料フィルタ２０
と、後述するベーパストレーナ３０とが設けられてい
る。デリバリパイプ１９は、車両１１の前部に設けられ
たエンジンルーム２１内のエンジン２２の吸気マニホー
ルド（図示せず）の近傍に水平に設置され（図３参
照）、エンジン２２（内燃機関）の各気筒毎に設けられ
たインジェクタ２３にデリバリパイプ１９内の燃料を分
配する。この場合、燃料配管１７，１８は、デリバリパ
イプ１９で終端となるリターンレス配管構成となってお
り、従ってデリバリパイプ１９から燃料を燃料タンク１
２へ戻すリターン配管は設けられていない。

【００１５】燃料配管１７から燃料が送られてくるベー
パストレーナ３０は、エンジン２２から遠ざけるように
エンジンルーム２１内の仕切壁２６近傍に配置されてい
る。このベーパストレーナ３０とデリバリパイプ１９と
を接続する燃料配管１８は、例えば耐熱性のゴムホース
により構成され、デリバリパイプ１９内に溜まるベーパ
やエアがベーパストレーナ３０へ流れやすくするため
に、該燃料配管１８はデリバリパイプ１９側からベーパ
ストレーナ３０側へ漸次高くなるように配管されてい
る。

【００１６】図２に示すように、ベーパストレーナ３０
のハウジングは、２つのハウジング３２ａ，３３ａをフ
ランジ部でかしめ付けて構成され、両ハウジング３２
ａ，３３ａのフランジ部間に隔壁３１が挟み込まれてい
る。これにより、ベーパストレーナ３０の内部が隔壁３
１によって上下２室に仕切られ、下側の室が主室３２と
なり、上側の室が副室３３となっている。主室３２のハ
ウジング３２ａの両側面部には、燃料入口部３４と燃料
出口部３５とが設けられ、燃料入口部３４には燃料ポン
プ１３につながる燃料配管１７が接続され、燃料出口部
３５にはデリバリパイプ１９につながる燃料配管１８が
接続されている。主室３２は燃料配管１７，１８と比較
して流路断面積が拡大され、主室３２内に燃料を溜めな
がらデリバリパイプ１９側へ燃料を供給するようになっ
ている。

【００１７】また、隔壁３１には、主室３２と副室３３
とを連通させる１本のパイプ状の連通部絞り３６が設け
られ、この連通部絞り３６が副室３３の上部に延長され
て、連通部絞り３６の上端開口が副室３３の上部に位置
している。後述するように、デリバリパイプ１９から燃
料配管１８を通って主室３２内に移動したベーパが連通
部絞り３６を通って副室３３へ移動しやすいように、連
通部絞り３６の位置は燃料出口部３５の近くになってい
る。更に、隔壁３１には、副室３３に溜まっている燃料
を主室３２に少量ずつ戻す小孔３７が形成されている。

【００１８】次に、ベーパストレーナ３０の作用につい
て図４乃至図６を用いて説明する。ここで、図４及び図
５は、工場生産ラインでの最初のエンジン始動時の燃料
の流れを斜線で示し、斜線以外の部分がエアの部分とな
る。図４（ａ）は工場生産ラインにおいてエンジン始動
前の状態を示している。この状態では、燃料配管１７，
１８，ベーパストレーナ３０，デリバリパイプ１９には
未だ燃料が供給されず、エアが入っている。この状態
で、燃料ポンプ１３をオンし、スタータ（図示せず）に
通電してエンジン２２をクランキングすると、図４
（ｂ），図５（ａ），（ｂ）に斜線で示すように、燃料
タンク１２から燃料ポンプ１３で汲み上げられた燃料が
調圧弁１５→燃料配管１７→ベーパストレーナ３０の主
室３２→燃料配管１８を通ってデリバリパイプ１９に供
給される。クランキング開始当初は、図４（ｂ）に示す
ように燃料がデリバリパイプ１９に到達していないの
で、インジェクタ２３からエアが噴射されるが、暫くク
ランキングすると、やがて図５（ａ）に示すように燃料
がデリバリパイプ１９に到達してインジェクタ２３から
燃料が噴射されるようになる。このような状態になる
と、エンジン２２の始動が完了し、エンジン２２が自立
回転するようになるが、暫くは、図５（ａ）に示すよう
にベーパストレーナ３０の副室３３内にエアが滞留す
る。

【００１９】その後も、暫くエンジン２２の運転を続け
ると、インジェクタ２３の燃料噴射動作（弁開閉）によ
ってデリバリパイプ１９内で発生する脈動圧が燃料配管
１８内の燃料中を伝播してベーパストレーナ３０の主室
３２内に到達すると、主室３２と副室３３との間に圧力
変動が生じて、図５（ｂ）に示すように主室３２内の燃
料の一部が連通部絞り３６を通して副室３３内に押し上
げられると共に、副室３３内でエアと燃料とが掻き混ぜ
られ、燃料中へのエアの溶け込みが促進される。このよ
うにして、エアが溶け込んだ燃料は、隔壁３１の小孔３
７から主室３２に少量ずつ戻され、エアが燃料供給系か
ら早期に排出され、工場生産ラインでの始動時間を短縮
することが可能となる。

【００２０】また、通常運転時は、主室３２を通過する
燃料に含まれたベーパやエアは、浮力により連通部絞り
３６を通過して副室３３に流れ込み、そこで貯留され
る。これにより、副室３３が一種のエアダンパとして機
能し、そのエアダンパ効果により図３に示すようにイン
ジェクタ２３の弁開閉時の脈動圧が減衰されて、脈動圧
による騒音が低下される。

【００２１】ところで、高負荷走行（登坂，高速走行）
直後にエンジン２２を停止すると、エンジン２２の温度
が高温になり、その放熱により、インジェクタ２３やデ
リバリパイプ１９内の燃料温度がベーパ発生温度まで上
昇して、燃料中にベーパを発生する。このベーパは、燃
料（液）よりも比重が小さいため、図６（ａ）に示すよ
うにデリバリパイプ１９内の上部に浮上し、滞留する。
この状態でエンジン２２を始動（高温再始動）すると、
デリバリパイプ１９内の燃料が動く際に、図６（ｂ）に
示すようにベーパが浮力により燃料配管１８内へ抜け出
てベーパストレーナ３０の主室３２内へ移動し、最終的
に、ベーパが連通部絞り３６を通って副室３３内へ移動
する。

【００２２】この場合、ベーパストレーナ３０をエンジ
ンルーム２１の仕切壁２６の付近に配置し、エンジン２
２から遠ざけているので、ベーパストレーナ３０がエン
ジン２２から受ける放熱が少なくなり、ベーパストレー
ナ３０の副室３３内の温度がデリバリパイプ１９内より
もかなり低くなる。このため、副室３３内でベーパの放
熱・温度低下が促進されてベーパの液化が促進され、前
述した脈動圧による攪拌効果と相俟って、ベーパが比較
的短時間で液化していく。

【００２３】前述したようにベーパストレーナ３０は、
燃料配管１７，１８の途中に設けられているため、デリ
バリパイプ１９からある程度離れた位置に配置すること
が可能であり、配置場所にスペース的に余裕ができて、
副室３３の容積（つまりベーパ・エアの貯留室の容積）
を拡大することが可能になると共に、副室３３の冷却性
を高めて、ベーパの放熱・温度低下による液化を促進さ
せることも可能となる。これにより、高温再始動時でも
デリバリパイプ１９内がベーパで満杯になることが防が
れ、インジェクタ２３への燃料供給が安定して行われ
て、高温再始動時の始動性やアイドル回転安定性を向上
させることができる。

【００２４】また、上記実施例では、連通部絞り３６を
副室３３の上部に延長して連通部絞り３６の上端開口を
副室３３の上部に位置させているので、主室３２内のベ
ーパやエアが副室３３の上部に滞留しているベーパ・エ
アの領域へ連通部絞り３６を通して直線的に上昇移動す
るようになり、主室３２から副室３３へのベーパ・エア
の上昇移動が副室３３に溜まっている燃料の粘性抵抗を
受けずにスムーズに行われ、ベーパ・エアの捕集性が向
上する。

【００２５】更に、上記実施例では、副室３３に溜まっ
ている燃料が隔壁３１に形成された小孔３７から主室３
２に少量ずつ戻されるので、副室３３内がベーパやエア
で満杯になることが防がれ、副室３３内へのベーパやエ
アの流入が妨げられることがなく、常にベーパやエアの
捕集性が良好に維持される。

【００２６】また、上記実施例では、燃料配管１７，１
８がデリバリパイプ１９で終端となるリターンレス配管
構成となっているため、燃料配管構成が極めて簡単であ
り、低コスト化・省スペース化の要求も満たされる。

【００２７】一方、図７は本発明の第２実施例であり、
この第２実施例では、主室３２内にフィルタ材３８を収
納して、このフィルタ材３８で燃料中のダストを濾過で
きるようにし、第１実施例で燃料配管１７中に設けられ
ていた燃料フィルタ２０を省略している。これ以外の構
成は、第１実施例と同じである。

【００２８】この第２実施例では、主室３２を燃料フィ
ルタとしても機能させることができるので、従来の燃料
フィルタ２０が不要となり、一層の部品点数削減・低コ
スト化が可能となる。

【００２９】以上説明した各実施例では、隔壁３１に連
通部絞り３６を１本のみ設けたが、２本以上設けるよう
にしても良い。同様に、隔壁３１に形成する小孔３７も
１個に限定されず、２個以上形成しても良い。

【００３０】また、第１実施例では、ベーパストレーナ
３０をエンジンルーム２１の仕切壁２６の付近に配置し
たが、要は、エンジンルーム２１内であってもエンジン
２２からある程度離れた位置（つまりエンジン２２から
受ける放熱が少ない位置）に配置すれば良く、勿論、エ
ンジンルーム２１の外部に配置しても良いことは言うま
でもない。

【００３１】更に、第１実施例では、燃料タンク１２内
に調圧弁１５と戻し管１６を設けているが、調圧弁１５
と戻し管１６を省き、燃料配管１８内の燃圧を燃圧セン
サで検出し、その検出値に応じて燃料ポンプ１３のモー
タへの印加電圧をフィードバック制御して燃圧を一定化
するようにしても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の構成によれば、燃料配管の途中に、流路断
面積が拡大する主室を設け、この主室と連通部絞りを介
して連通する副室内にベーパやエアを溜めるようにした
ので、ベーパやエアを溜める手段（副室）をエンジンか
ら離れたスペース的に余裕のある場所に配置することが
できて、ベーパ・エアの貯留能力を向上しつつ、冷却性
を高めて、ベーパの液化を促進することができ、インジ
ェクタへの燃料供給を安定して行うことができると共
に、副室のエアダンパ効果により脈動圧を減衰させるこ
とができて、低騒音化の要求も満たすことができる。

【００３３】また、請求項２では、連通部絞りの上端開
口を副室の上部に位置させているので、主室から副室へ
のベーパ・エアの上昇移動が副室内に溜まっている燃料
の粘性抵抗を受けずにスムーズに行われるようになり、
ベーパ・エアの捕集性を向上させることができる。

【００３４】更に、請求項３では、副室に溜まっている
燃料を隔壁に形成された小孔から主室に少量ずつ戻すこ
とができるので、副室内がベーパやエアで満杯になるこ
とが防がれ、常にベーパやエアの捕集性を良好に維持す
ることができる。

【００３５】また、請求項４では、主室内にフィルタ材
を収納したので、主室を燃料フィルタとしても機能させ
ることができて、専用の燃料フィルタが不要となり、一
層の部品点数削減・低コスト化が可能となる。

【００３６】また、請求項５では、燃料配管がデリバリ
パイプで終端となるリターンレス配管構成となっている
ため、燃料配管構成を簡単化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す燃料供給システム全
体の概略構成図

【図２】ベーパストレーナの縦断面図

【図３】インジェクタの弁開閉時に発生する脈動圧の減
衰効果を説明する図

【図４】工場生産ラインでの最初のエンジン始動時にお
ける燃料の流れを説明する図（その１）

【図５】工場生産ラインでの最初のエンジン始動時にお
ける燃料の流れを説明する図（その２）

【図６】高温再始動時のベーパの挙動を説明する図

【図７】本発明の第２実施例のベーパストレーナの縦断
面図

【符号の説明】

１１…車両、１２…燃料タンク、１３…燃料ポンプ、１
５…フィルタ、１６…戻し管、１７，１８…燃料配管、
１９…デリバリパイプ、２０…燃料フィルタ、２１…エ
ンジンルーム、２２…エンジン（内燃機関）、２３…イ
ンジェクタ、２６…仕切壁、３０…ベーパストレーナ、
３１…隔壁、３２…主室、３３…副室、３６…連通部絞
り、３７…小孔、３８…フィルタ材。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ポンプから燃料配管を通して送られ
   てくる燃料をデリバリパイプで各気筒のインジェクタに
   分配するようにした内燃機関の燃料供給装置において、 前記燃料配管の途中に流路断面積が拡大する主室を設
   け、前記主室の上側に隔壁を介して副室を設けると共
   に、前記隔壁に前記２つの室を連通させる少なくとも１
   つの連通部絞りを設けたことを特徴とする内燃機関の燃
   料供給装置。
2. 【請求項２】 前記連通部絞りを前記副室の上部に延長
   して、前記連通部絞りの上端開口を前記副室の上部に位
   置させたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
   燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記隔壁に、前記副室に溜まっている燃
   料を前記主室に少量ずつ戻す小孔が形成されていること
   を特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料供給装
   置。
4. 【請求項４】 前記主室に、燃料を濾過するフィルタ材
   が収容されていることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
5. 【請求項５】 前記燃料配管が前記デリバリパイプで終
   端となるリターンレス配管構成になっていることを特徴
   とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の燃
   料供給装置。