JPH09296768A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デリバリパイプの長手方向に圧力脈動幅を低
減するようにした内燃機関の燃料供給装置を提供する。 【解決手段】 複数のインジェクタ２３、２４、２５、
２６が設けられるデリバリパイプ本体１１の内部に上室
１４と下室１３とを仕切る仕切板１２を設け、仕切板１
２の一端側に連通空間１５、他端側にもう一方の連通空
間としての入口空間２１を形成する。下室１３への燃料
の供給は連通空間１５側と入口空間２１側の両側である
から圧力脈動の変動幅は小さい。したがって、各インジ
ェクタ間でインジェクタ入口側で相対的に燃料圧力を均
一にすることができ、複数のインジェクタ間の噴射直後
に発生するインジェクタ入口の燃料圧力脈動幅を抑制
し、燃料噴射特性の不均一を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のフュー
エルデリバリパイプを含む燃料供給装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のフューエルデリバリパ
イプ内に混入したエアや高温時にフューエルデリバリパ
イプで発生したベーパは、フューエルポンプが運転され
たとき、プレッシャレギュレータを介してリターン配管
に排出される構成となっている。

【０００３】特開平６−１２９３２５号公報に開示され
る内燃機関のフューエルデリバリパイプは、リターン配
管を廃止した場合のエアやベーパによる噴射量低下を防
ぎ、フューエルデリバリパイプ内上部に滞留したエアや
ベーパを排出する燃料供給装置が開示されている。この
燃料供給装置は、フューエル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を全て、フューエ
ルデリバリパイプ内上部に延長し、このデリバリパイプ
内の上部に各インジェクタの吸込口を開口したことを特
徴としている。

【０００４】従来の燃料リターンレスシステム用デリバ
リパイプは、主室と副室とを燃料入口から最も離れた位
置で連通し、この連通部のオリフィス径が０．８〜１．
０ｍｍの範囲であった。このため、この連通オリフィス
が絞りとなり、インジェクタが燃料を噴射するときに供
給される燃料は主室のみの燃料になる傾向があった。ま
た、デリバリパイプの一端が閉塞しているため、インジ
ェクタが燃料を噴射した場合に発生する圧力脈動が反射
し、この圧力脈動を増幅させる現象があった。この圧力
脈動の増幅現象は、デリバリパイプの閉塞端に近いほど
大きい。燃料リターンレスシステムでは、燃料タンク近
傍にプレッシャレギュレータが設置されているため、デ
リバリパイプから相対的に離れた位置にプレッシャレギ
ュレータが位置するので、インジェクタの燃料噴射後に
インジェクタ側に近い位置で減少した圧力が回復するま
でに時間を要し、その結果、圧力脈動が大きくなる傾向
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点を説明するため、燃料リターンレスシステムにお
けるデリバリパイプ内の圧力脈動について、図面にもと
づいて詳述すると次のとうりである。燃料リターンレス
システムにおいては、図７Ａに示すように、燃料ポンプ
２の近傍にプレッシャレギュレータ３が燃料タンク１内
に設けられており、このプレッシャレギュレータ３から
比較的距離の遠い位置にデリバリパイプ本体４１が設け
られている。この従来の燃料リターンレスシステムＡに
ついては、プレッシャレギュレータ３で調圧された燃料
が燃料配管５を通してデリバリパイプ本体４１に供給さ
れている。

【０００６】そして、燃料リターンレスシステムにおい
て、デリバリパイプ本体４１の一方側に燃料入口９が形
成される場合、この燃料入口９側からデリバリパイプ本
体４１内に導入された燃料が反入口側の閉塞端で反射す
るため、圧力脈動が大きくなり、デリバリパイプ本体４
１の入口９側のインジェクタ２６と反入口側のインジェ
クタ２３とでは圧力脈動の大小差が大きく、さらに搬送
時間差があることから、燃料の噴射特性がインジェクタ
間においてバラツキが大きくなるという問題があった。

【０００７】これに対し、従来の燃料リターン有システ
ムでは、例えば図７Ｂに示すように、長手方向に延びる
デリバリパイプ本体４１の閉塞端にプレッシャレギュレ
ータ３が設置されている。このシステムでは、インジェ
クタによる圧力脈動が発生してもデリバリパイプ本体４
１の閉塞端側のプレッシャレギュレータ３により圧力脈
動が低減される。

【０００８】上述したように、燃料リターンレスシステ
ムにおいては、デリバリパイプ本体４１の入口側と反対
側の閉塞端側において、各インジェクタで発生した圧力
脈動が反射し、この圧力脈動が増幅されることがあり、
閉塞端に近いほど圧力脈動が大きくなる傾向がある。こ
の圧力脈動の増大現象が問題となっている。また燃料リ
ターンレスシステムでは、インジェクタの燃料噴射の直
後、そのインジェクタの燃料入口側でのデリバリパイプ
本体内の燃料圧力が低下する。この低下した燃料圧力を
回復するため、図７Ａに示すように、プレッシャレギュ
レータ３からデリバリパイプ本体４１までに燃料を搬送
する時間を要し、この燃料回復遅れが圧力脈動を増大す
る原因ともなる。さらには、従来のデリバリパイプ構造
では、図８に示すように、プレッシャレギュレータとデ
リバリパイプ遠い側位置間の距離Ｌとすると、このＬの
長さに応じて圧力脈動の大きさが図８に示すように異な
る。燃料リターンレスシステムでは、燃料ポンプ２の近
傍にプレッシャレギュレータ３が設置されることから、
インジェクタの入口側で生じる燃圧低下に伴う燃料のダ
ンパ効果が小さく、圧力脈動が大となる傾向がある。

【０００９】従来の燃料リターンレスシステムでは、Ｌ
の大きさが大きくなるにしたがい圧力脈動も大になると
いう結果が得られている。これは、上述したようにデリ
バリパイプ本体４１の入口側のプレッシャレギュレータ
によるダンパ効果が低いことが原因の一つと考えられ
る。本発明の目的は、デリバリパイプの長手方向に圧力
脈動の反射による圧力脈動の増幅を低減するようにした
内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
内燃機関の燃料供給装置は、フューエルデリバリパイプ
本体にその長手方向に並ぶように取付けた複数のインジ
ェクタを設けた内燃機関の燃料供給装置において、前記
フューエルデリバリパイプ本体の両端に燃料供給用入口
を設ける技術的手段を採用した。この技術的手段を採用
すると、デリバリパイプ本体の両端に燃料供給用入口を
設ける構成としたため、デリバリパイプ本体の長手方向
に並ぶ複数のインジェクタ間の噴射直後に発生するイン
ジェクタ入口の燃料圧力現象を抑制するように比較的各
インジェクタ間で燃料圧力を均一にすることができる。
したがって、インジェクタ間の圧力脈動差が相対的に小
さくなり、燃料噴射特性の不均一を低減することができ
る。

【００１１】請求項２記載の内燃機関の燃料供給装置に
よると、デリバリパイプ本体の内部の一方の端部に第１
の燃料供給用入口、他方の端部に第２の燃料供給用入口
を設けたため、一方側の端部と他方側の端部との両側か
ら各インジェクタ入口に燃料が供給されるため、燃料供
給圧の反射波の振幅を低減し、各インジェクタ間に供給
する燃料圧力差を低減し、燃料噴射特性をインジェクタ
間で均一にすることができる。

【００１２】請求項３記載の内燃機関の燃料供給装置に
よると、従来のデリバリパイプ本体を用い、燃料配管の
みの構成を変えることで、デリバリパイプ本体の一方側
の端部と他方側の端部との両方の燃料供給用入口から燃
料を各インジェクタに供給するようにしたため、配管の
みの構成を変えるという簡単な構成で圧力脈動を低減
し、燃料の搬送遅れを小さくすることができるという効
果がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の第１実施例を図１および図２
に示す。図１は本発明の実施例の燃料供給装置の全体構
成とデリバリパイプの一部切欠断面を示す構成図であ
る。この実施例は自動車用四気筒エンジンに本発明を適
用した燃料供給装置の例である。燃料タンク１の内部に
燃料ポンプ２およびプレッシャレギュレータ３を備え、
燃料タンク１内に蓄えられる燃料を燃料ポンプ２により
吸入し圧送しフィルタ４を通して燃料供給用配管５へ燃
料を吐出する。燃料供給用配管５内の燃料圧力調整は、
プレッシャレギュレータ３により所定圧力に調整され
る。燃料ポンプ２で汲み上げた燃料の余剰燃料はプレッ
シャレギュレータ３を通して燃料タンク１内に放出され
る。

【００１４】燃料供給用配管５の出口側端部にはデリバ
リパイプ８が接続されている。デリバリパイプ８は、一
端に入口９を有し、他端に閉塞部１０を有する管状に形
成されている。デリバリパイプ本体１１の内部は仕切板
１２によりデリバリパイプ本体１１の長手方向に下室１
３と上室１４とに仕切られている。仕切板１２の一端１
２ａは、下室１３と上室１４とを連通する連通空間１５
の一部を区画形成する。この連通空間１５の一部は、デ
リバリパイプ本体１１の一端開口部に嵌合する栓体１６
により区画形成される。栓体１６は、その外周壁に嵌合
されるＯリング１７により連通空間１５をシールする。

【００１５】デリバリパイプ本体１１の他端側開口端に
はキャップ１８が嵌合される。仕切板１２の他端１２ｂ
がキャップ１８の内部の入口空間２１に対向する。キャ
ップ１８の入口９は入口空間２１に連通し、内部の入口
空間２１は矢印に示すように下室１３および上室１４に
連通している。キャップ１８の内側外周壁に嵌められる
Ｏリング２０によりキャップ１８とデリバリパイプ本体
１１とがシールされている。上室１４と下室１３とはデ
リバリパイプ本体１１の内部に一体形成されている。下
室１３と上室１４とを連通する連通空間１５は、デリバ
リパイプ８の入口側から最も離れた位置に形成されてい
る。

【００１６】エンジンの各気筒に対応する４個のインジ
ェクタ２３、２４、２５、２６は、デリバリパイプ本体
１１の長手方向に沿って配列される取付穴２７、２８、
２９、３０にＯリング３１、３２、３３、３４によって
シールされている。燃料供給用配管５からデリバリパイ
プ本体１１の内部に供給される燃料は入口空間２１から
上室１４と下室１３とに分流され、上室１４の燃料は連
通空間１５に供給される。したがって、各インジェクタ
２３、２４、２５、２６に供給される燃料は、デリバリ
パイプ本体１１の一方側の連通空間１５側と他方側の入
口空間２１側の両方側から各インジェクタ２４、２５、
２６に燃料が供給される。したがって、各インジェクタ
２４、２５、２６が燃料を噴射した直後に下室１３の燃
料の圧力が低下するが、この低下した燃料圧力を回復す
るのにデリバリパイプ本体１１の一方の端部と他方の端
部の両側から下室に燃料が供給されるから、燃料の圧力
の回復の遅れが比較的インジェクタ２３から２６まで均
一になる。したがって、圧力脈動が小さくなるため、燃
料噴射特性のバラツキが低減されるという効果がある。
したがって、空燃比Ａ／Ｆがずれる度合が小さくなる。

【００１７】また、この第１実施例では、デリバリパイ
プ本体１１の一方側の連通空間１５を利用し、デリバリ
パイプ本体１１の端部側のインジェクタ２３の吸込口を
前記連通空間１５の上部に延長している。これにより、
内燃機関の停止後などにデリバリパイプ８内に燃料ベー
パが発生したとき、例えば内燃機関の高温再始動時、イ
ンジェクタ２３の吸込口から優先的に燃料ベーパを吸い
込んでデリバリパイプ８内からベーパを排出し、供給燃
料の性状を早期に液体燃料に切り替え、通常の理論空燃
比近傍の運転状態に移行する。従って、過度の燃料リー
ンや燃料リッチとなるような不安定な運転状態の長期継
続を回避することができる。

【００１８】（第２実施例）本発明の第２実施例を図３
および図４に示す。図３および図４に示す第２実施例
は、デリバリパイプの下室４３と上室４４とを別部材に
よって構成した例である。デリバリパイプ本体４１の一
方の端部に第１キャップ４６が嵌合し、他方の端部に第
２キャップ４７が嵌合している。

【００１９】燃料供給用配管５は、その途中に第２燃料
供給用配管４８の一端が接続し、この第２燃料供給用配
管４８の他端がデリバリパイプ本体４１の一方の側の第
１キャップ４６側に接続されている。第１キャップ４６
と第２キャップ４７は、それぞれ同様の形状および構造
をもつ。この第１キャップ４６を代表して構造を説明す
る。

【００２０】第１キャップ４６は、キャップ部４９と円
柱部５０とからなる。円柱部５０は、径方向に開口しか
つ上室４４に連通する第１連通路５１を有し、第２連通
路５２は軸方向に開口しかつ第１連通路５１と下室４３
に連通している。円柱部５０の外周に形成されるねじ部
がデリバリパイプ本体４１の端部にねじ結合している。
第２キャップ４７については、第１キャップ４６と実質
的に同一の構成部分について同一符号を付し、説明を省
略する。第２キャップ４７の第１連通路５１は燃料供給
用配管５に連通している。

【００２１】この第２実施例では、一方の端部側のイン
ジェクタ２３の燃料入口は、燃料入口パイプ５３の上端
が下室４３の上側空間に延びている。これは、下室４３
に気泡が発生しているとき、この気泡を優先的にインジ
ェクタ２３に吸い込み、インジェクタ３から優先的にバ
ブルジェットするためである。これにより、早期にバブ
ル燃料が解消し、液体燃料噴射に早期に移行することが
できる。したがって、通常運転時の空燃比に早期に移行
することができる。

【００２２】（実験例１）従来の一端閉塞型のデリバリ
パイプを用いて燃料リターンシステムおよび燃料リター
ン有システムにおける各箇所の圧力脈動について測定し
た。その結果を図５および図６に示す。図５は圧力脈動
の測定点Ａ、Ｂ、Ｃを示し、インジェクタ４個の例を示
している。

【００２３】実験結果は図６に示すとおりである。
（１）デリバリパイプの入口のＡ点では燃料リターン有
システム、燃料リターンレスシステム、Ｗインレットシ
ステムともに圧力脈動幅が比較的近似する値となってい
る。（２）デリバリパイプ内の入口側に近い位置Ｂにお
いては、燃料リターン有システムでは圧力脈動幅が大き
いことが判る。また（３）デリバリパイプの反入口側の
位置Ｃにおいては、図８と対比すると理解されるよう
に、圧力脈動がかなり低減できる。もっとも、燃料リタ
ーン有システムは燃料リターンレスシステム並びにＷイ
ンレットシステムに比べて相対的に圧力脈動幅が小さ
い。

【００２４】本実施例では、デリバリパイプのインジェ
クタ＃１側と＃４側の両端側にそれぞれ燃料入口を設け
ているため、両側の燃料入口からデリバリパイプ本体内
の下室に燃料が供給されるため、インジェクタ間の燃料
噴射直後の燃料圧力降下が小さく、圧力脈動が低減し、
平均化し、燃料リーンずれ幅が小さくなり、燃料噴射特
性を各インジェクタ間で比較的近似した特性にすること
ができるという効果がある。

【００２５】（実験例２）実験例２は、デリバリパイプ
本体の図５に示すＣ点の位置における圧力脈動を従来の
デリバリパイプ、従来デリバリパイプ＋パルセーション
ダンパー付き、および本発明実施例のデリバリパイプに
ついて対比した結果を示すものである。図９に示すよう
に、本発明の実施例によるデリバリパイプによると、従
来のデリバリパイプに比べて圧力脈動が小さいことが判
る。これにより、内燃機関の空燃比Ａ／Ｆのリーンずれ
がインジェクタ間で小さくなるという効果がある。

【００２６】（実験例３）実験例３では、内燃機関の空
燃比Ａ／Ｆと圧力脈動の関係について実験した。圧力脈
動が大きくなることは圧力幅が大きくなることに相当
し、図１０に示すようにインジェクタの噴射後に燃料の
圧力が降下し、この降下量が大きいほど空燃比Ａ／Ｆは
リーンにずれる。逆に燃料の圧力が設定圧より上昇すれ
ば、空燃比Ａ／Ｆはリッチとなる。すなわち、従来の燃
料リターンレスシステムにおいて、デリバリパイプの反
入口側のインジェクタが相対的に圧力脈動大となり空燃
比のリーンとリッチの差が大きいという傾向があった。
これに対し本発明の上記実施例においては、デリバリパ
イプの長手方向に並ぶ複数のインジェクタの入口側の圧
力脈動が相対的に均一に発生することから、各インジェ
クタ間の噴射特性のバラツキが小さく、燃料リーンのず
れも低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のデリバリパイプを示す断
面図である。

【図２】本発明の第１実施例のデリバリパイプの部分断
面図である。

【図３】本発明の第２実施例のデリバリパイプを示す断
面図である。

【図４】本発明の第２実施例のデリバリパイプの部分断
面図である。

【図５】実験において圧力脈動測定点を示す図である。

【図６】圧力脈動幅と圧力脈動測定箇所との関係を示す
グラフである。

【図７】燃料リターンシステムと燃料リターン有システ
ムとの模式図である。

【図８】燃料ポンプとデリバリパイプの一端間の距離Ｌ
と各燃料供給システムの圧力脈動との関係を示すグラフ
である。

【図９】本発明の実施例と従来例との圧力脈動低減効果
を比較したグラフである。

【図１０】内燃機関のインジェクタ噴射信号のタイミン
グとデリバリパイプ内の圧力脈動の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】 ５ 燃料供給用配管 ８ デリバリパイプ １０ 閉塞端 １１ デリバリパイプ本体 １２ 仕切板 １３ 下室 １４ 上室 １５ 連通空間部（燃料供給用入口） １８ キャップ ２０ Ｏリング ２１ 入口空間（燃料供給用入口） ２３、２４、２５、２６ インジェクタ ３６ 燃料入口パイプ ３７ 上端開口 ４１ デリバリパイプ本体 ４８ 第２燃料供給用配管（第２の燃料供給用配
管）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅津 邦広 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フューエルデリバリパイプ本体にその長
   手方向に並ぶように取付けた複数のインジェクタを設け
   た内燃機関の燃料供給装置において、前記フューエルデ
   リバリパイプ本体の両端に燃料供給用入口を設けたこと
   を特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記デリバリパイプ本体の内部に上室と
   下室とを仕切る仕切板を設け、前記仕切板の両端に連通
   空間を形成し、この連通空間の一方に燃料供給用配管を
   接続したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃
   料供給装置。
3. 【請求項３】 前記デリバリパイプ本体の一端に燃料供
   給用配管を接続し、この燃料供給用配管と前記デリバリ
   パイプ本体の他端とを接続する第２の燃料供給用配管を
   前記デリバリパイプ本体とは別体に設けたことを特徴と
   する請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。