JPH1047190A

JPH1047190A - ディーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置

Info

Publication number: JPH1047190A
Application number: JP22450496A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sakai; 喜彦酒井; Yoshihiko Haruta; 欣彦春田; Godo Ozawa; 吾道小沢; Shoji Kono; 昭二河野; Keisuke Io; 圭輔猪尾
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料フィルタと燃料噴射ポンプとの相対的な
取着位置に関係なく、ディーゼル機関の燃料回路に入っ
たエアをエンジンの始動時には開口を大きくして自動的
に燃料回路より排出するとともに、エンジンの定常運転
時には排出回路を閉じてタンクへの戻りを無くすディー
ゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置を提供する。【解決手段】燃料タンク、フィードポンプ、燃料フィ
ルタ、燃料噴射ポンプの順に配管されたディーゼル機関
の燃料回路からエアを自動的に抜き出すディーゼル機関
燃料回路の自動エア抜き装置において、エアまたは燃料
にエアが混入して流れ、その圧力が所定圧力以下の時に
は開いてエアまたはエアが混入した燃料をタンクに戻
し、かつ、その圧力が所定圧力を越えた時には閉じて燃
料を燃料噴射ポンプに送る開閉弁を、燃料フィルタの濾
過済み燃料室上部および燃料噴射ポンプの燃料入口部、
あるいは、燃料フィルタの濾過済み燃料室上部および燃
料噴射ポンプのオーバフローバルブ取着穴部近傍、に取
着したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関燃
料回路の自動エア抜き装置に係わり、特に、ディーゼル
機関の燃料回路に入ったエアをエンジンの始動時に自動
的に燃料回路より排出するディーゼル機関燃料回路の自
動エア抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼル機関の燃料回路のエア
抜き装置は、手動ポンプを有し、燃料フィルタ上部の燃
料入口部にエア抜きプラグを設けたもの、あるいは、プ
ラグを緩める手間や、燃料が洩れる点を改良したものが
提案されている。しかし、これらの装置では、エア抜き
は、燃料フィルタの主フィルタ交換時にフィルタに溜ま
ったエアを抜くためのものであり、フィルタ交換も稀で
ある時には問題にならなかったが建設機械のレンタルの
発展に伴い問題が顕在化された。このため、実公平７−
１００５５号公報が提案されている。同公報によれば、
燃料フィルタは、燃料噴射ポンプに内蔵されたカムによ
り往復駆動されるフィードポンプを有した燃料噴射ポン
プより上方に装備し、燃料フィルタの濾過済み燃料室に
出口部より高位置にエア抜き孔を設けている。このエア
抜き孔には、小さな穴に絞りを設け、小さな穴を通った
エア抜きの戻り回路は燃料タンクに連通し、燃料フィル
タの出口から燃料噴射ポンプのギャラリーには、エア抜
き部に設けた小さな穴に比べて十分に大きな断面積を有
した配管に接続し、クランキングにより燃料回路中にエ
アを自動的に排出可能としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記実
公平７−１００５５号公報の場合に、燃料フィルタが燃
料噴射ポンプより上方に装備したときにはエアを小さな
穴から十分に抜くことができるが、車両によっては、燃
料フィルタを燃料噴射ポンプより上方に装備することが
できないことがある。小さな穴を通して燃料をエアとと
もにタンクに戻しているため、この場合には、燃料噴射
ポンプのギャラリー内のエアがフィルター側に移動せ
ず、エア抜きが十分にできないという問題がある。ま
た、フィードポンプからの燃料は運転中に絶えず小さな
穴を通してタンクに戻しているため、燃料の温度が上昇
という問題がある。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点に着目し、デ
ィーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置に係わり、特
に、燃料フィルタと燃料噴射ポンプとの相対的な取着位
置に関係なく、ディーゼル機関の燃料回路に入ったエア
をエンジンの始動時に自動的に燃料回路より排出するデ
ィーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置を提供するこ
とを目的とする。

【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、本発明のディーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装
置の第１の発明は、燃料タンク、フィードポンプ、燃料
フィルタ、燃料噴射ポンプの順に配管されたディーゼル
機関の燃料回路からエアを自動的に抜き出すディーゼル
機関燃料回路の自動エア抜き装置において、エアまたは
燃料にエアが混入して流れ、その圧力が所定圧力以下の
時には開いてエアまたはエアが混入した燃料をタンクに
戻し、かつ、その圧力が所定圧力を越えた時には閉じて
燃料を燃料噴射ポンプに送る開閉弁を、燃料フィルタの
濾過済み燃料室上部および燃料噴射ポンプの燃料入口
部、あるいは、燃料フィルタの濾過済み燃料室上部およ
び燃料噴射ポンプのオーバフローバルブ取着穴部近傍に
取着したことを特徴とする。上記構成によれば、燃料に
入ったエアは、エンジン始動時に複数の開閉弁より自動
的に抜くことができるとともに、燃料フィルタは燃料噴
射ポンプの位置に囚われることなく高さ方向の何処の位
置にも装着しても燃料に入ったエアを開閉弁より自動的
に抜くことができる。

【０００６】第１の発明を主体とする第２の発明は、開
閉弁は、燃料フィルタおよび燃料噴射ポンプからの通路
側に向けてバネで押圧されて開口し、かつ、燃料フィル
タおよび燃料噴射ポンプの通路側の圧力が上昇したとき
バネに抗して燃料タンクの通路側に移動して閉口する遮
断弁からなることを特徴とする。上記構成によれば、始
動時には開閉弁が大きく開口してエアを抜き、運転時に
は燃料タンクに戻る回路は開閉弁により遮断されるた
め、従来に比べて、タンクへの戻る配管を細くできると
ともに、エネルギー損失も少なくなる。

【０００７】第１の発明を主体とする第３の発明は、開
閉弁は、エンジン始動時のキースイッチがスターテイン
グ位置にあるときソレノイドにより移動して燃料フィル
タおよび燃料噴射ポンプからの通路と燃料タンクの通路
とを連通し、かつ、運転時はバネにより戻され燃料フィ
ルタおよび燃料噴射ポンプからの通路と燃料タンクの通
路とが遮断される電磁弁からなることを特徴とする。上
記構成によれば、第２の発明と同様に作用効果が得られ
る。

【０００８】第１の発明から第３の発明のいずれかを主
体とする第４の発明は、エンジン始動時のキースイッチ
がスターテイング位置にあるとき、電動フィードポンプ
から吐出される燃料を燃料フィルタの入口側で合流させ
ることを特徴とする。上記構成によれば、燃料に入って
いるエアを早く抜くことができる。また、一時的に、セ
ルモータが抜けて、機械的に駆動される第１フィードポ
ンプからの燃料が供給されなくても、電気で駆動される
第２フィードポンプから燃料が供給されるので、エアを
早く抜くことができ、始動も早くできる。

【０００９】

【発明の実施の形態および実施例】以下に、本発明に係
わるディーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置の実施
例につき、図面を参照して詳細に説明する。図１はディ
ーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置の第１実施例の
回路図である。図１において、燃料タンク１は図示しな
い車両等に搭載され、図示しないディーゼル機関に燃料
を供給している。図示しないディーゼル機関には燃料噴
射ポンプ３が付設され、ディーゼル機関からの回転を受
けて燃料を吐出している。燃料噴射ポンプ３には、機械
的に駆動される第１フィードポンプ７が付設されてい
る。第１フィードポンプ７から吐出された燃料は燃料フ
ィルタ１１の入口側に取着されたプラグ１１ａより燃料
フィルタ１１に入る。燃料フィルタ１１に入った燃料は
主フィルタ１１ｂにより濾過され、濾過された燃料は燃
料フィルタ１１の燃料室１１ｃを経て、後述する遮断弁
２０等からなる開閉弁１３の通路１３ａに入る。通路１
３ａに入った濾過済み燃料は、通路１３ａから分岐され
た通路１３ｂを経て、燃料噴射ポンプ３のギャラリー３
ａに入る。また、一方では、通路１３ａから開閉弁１３
を経て、スピル配管１９を通って燃料タンク１に戻る。
燃料噴射ポンプ３のギャラリー３ａに入った濾過済み燃
料は、一方では燃料噴射ポンプ３で加圧された後、燃料
噴射ノズル１５からディーゼル機関の気筒内に噴射され
る。また、他方では、余分な濾過済み燃料は、オーバフ
ローバルブ１７を経て燃料タンク１に戻る。また、一方
では、ギャラリー３ａから開閉弁１３を経て、スピル配
管１９Ａを通って燃料タンク１に戻る。なお、開閉弁１
３は、燃料フィルタ１１、および燃料噴射ポンプ３から
離間して図示しているが、付設して設けている。

【００１０】上記のディーゼル機関燃料回路に用いる開
閉弁１３の一例の遮断弁２０について説明する。図２は
遮断弁２０の断面図である。遮断弁２０は、ケース２１
と、バルブ２２と、バネ２３と、および、栓２４から形
成されている。ケース２１は、外形が六角ボルト形状で
形成され、そのネジ部２１ａ側の一方に開口された大径
穴２１ｂと、それに接続する小径穴２１ｃが同心で明け
られている。大径穴２１ｂと小径穴２１ｃとの間には、
段付き平面部２１ｄが設けられている。また、小径穴２
１ｃには、小径穴２１ｃの軸芯に直交する穴２１ｅが明
けられている。バルブ２２は、Ｕ字形状よりなり、Ｕ字
形状のヘッド側に突起２２ａが設けられている。また、
突起側には平面部２２ｂが設けられ、この平面部２２ｂ
は、ケース２１の段付き平面部２１ｄに当接する。ま
た、突起側には、Ｕ字形状の外方と内方を繋ぐ小さい穴
２２ｃが明けられている。バルブ２２は、突起２２ａを
ケース２１の小径穴２１ｃ側に向け、かつ、ケース２１
の大径穴２１ｂに摺動自在で枢密に挿入されている。バ
ネ２３は円筒形状のコイルバネにて形成され、ケース２
１の小径穴２１ｃに挿入され、一端側はバルブ２２の平
面部２２ｂに、他端側は後述する栓２４に当接してい
る。バネ２３は、バルブ２２を栓２４側（燃料タンク１
側）に押圧し、通常ではバルブ２２を開口（すきまＳ）
している。栓２４は円盤形状に形成され、その平面には
穴２４ａが明けられている。栓２４はケース２１の大径
穴２１ｂ側に挿入され、挿入後に固設されている。

【００１１】図３は遮断弁２０を燃料噴射ポンプ３の入
口（ギャラリー３ａ）に装着した一例を示す断面図であ
る。同図において、燃料噴射ポンプ３のボデー３ｂに
は、ギャラリー３ａに繋がるネジ穴３ｃが明けられてい
る。このネジ穴３ｃには、ネジ穴付きプラグ３１が取着
され、このネジ穴付きプラグ３１は、燃料フィルタ１１
からの配管に接続する継ぎ手３２をボデー３ｂに取着し
ている。ネジ穴付きプラグ３１のネジ穴３１ａには、遮
断弁２０のケース２１のネジ部２１ａが螺着されてい
る。遮断弁２０のケース２１は、燃料タンク１に戻るス
ピル配管１９Ａをネジ穴付きプラグ３１に取着してい
る。上記において、燃料フィルタ１１からの濾過済み燃
料は、継ぎ手３２からネジ穴付きプラグ３１の供給口３
１ｂ（開閉弁１３の通路１３ａに相当）に入る。ネジ穴
付きプラグ３１の供給口３１ｂでは濾過済み燃料は分岐
され、一方では、燃料噴射ポンプ３のギャラリー３ａ
に、また、他方では、遮断弁２０のケース２１に入り、
遮断弁２０を経てスピル配管１９Ａを通って燃料タンク
１に戻る。遮断弁２０では、ケース２１から、栓２４の
穴２４ａ、バルブ２２の小さい穴２２ｃ、およびケース
２１の穴２１ｅを順次通過（矢印Ｙａ）して、スピル配
管１９Ａにより燃料タンク１に戻る。このとき、ネジ穴
付きプラグ３１の供給口３１ｂ、すなわち、ケース２１
の圧力が上昇すると、圧力は、バネ２３に抗してバルブ
２２を燃料タンク１側に押圧し、バルブ２２の平面部２
２ｂとケース２１の段付き平面部２１ｄとに当接してバ
ルブ２２により、燃料タンク１に戻るのを閉口する。

【００１２】次に作動について説明する。オペレータは
エンジン始動時に、キースイッチをスターテイング位置
にする。これにより、第１フィードポンプ７および燃料
噴射ポンプ３が回転し、まず、燃料は燃料タンク１から
第１フィードポンプ７に吸い込まれる。第１フィードポ
ンプ７に吸い込まれた燃料は燃料フィルタ１１に送られ
て濾過される。濾過済み燃料は、燃料フィルタ１１の燃
料室１１ｃを経て、遮断弁２０が取着されているネジ穴
付きプラグ３１の供給口３１ｂに入る。このとき、通常
の第１フィードポンプ７、燃料フィルタ１１までの配
管、および燃料フィルタ１１が燃料で充満されている
と、第１フィードポンプ７により吐出された燃料は、当
初遮断弁２０を経て、スピル配管１９Ａを通って燃料タ
ンク１に戻る。しかし、燃料で充満されていると、バル
ブ２２の穴２２ｃを通過する抵抗が直ぐに所定の圧力に
上昇し、バネ２３に抗してバルブ２２を燃料タンク１側
に押圧し、燃料タンク１に戻るのを閉口する。これによ
り、第１フィードポンプ７により吐出された燃料は、燃
料噴射ポンプ３の入口（ギャラリー３ａ）に送られる。
上記において、燃料タンク１から第１フィードポンプ７
への配管、第１フィードポンプ７、燃料フィルタ１１ま
での配管、および燃料フィルタ１１が燃料で充満されて
いないとき、すなわち、エアで充満、あるいは、一部エ
アが入っていると、第１フィードポンプ７により吐出さ
れた燃料は、当初この間に入っているエアを押し出す。
これにより、エアが入っている燃料は当初遮断弁２０を
経て、スピル配管１９Ａを通って燃料タンク１に戻る。
しかし、バルブ２２の穴２２ｃを通過する抵抗は、燃料
内にエアが入っていると直ぐに所定の圧力に上昇しない
のでバルブ２２は開口したままでおり、エアが入った燃
料は燃料タンク１に戻る。燃料内に入っているエア量が
少なくなるにしたがいバルブ２２の穴２２ｃを通過する
抵抗は上昇を始める。所定以下のエア量になると、ネジ
穴付きプラグ３１の供給口３１ｂは所定の圧力に上昇
し、バネ２３に抗してバルブ２２を燃料タンク１側に押
圧し、燃料タンク１に戻るのを閉口する。

【００１３】次に、燃料噴射ポンプ３の入口（ギャラリ
ー３ａ）に送られた濾過済み燃料は、燃料噴射ポンプ３
で加圧された後、燃料噴射ノズル１５からディーゼル機
関の気筒内に噴射される。このとき、燃料フィルタ１１
から燃料噴射ポンプ３の入口への配管、および、燃料噴
射ポンプ３がエアで充満、あるいは、一部にエアが入っ
ていると、濾過済み燃料は当初燃料噴射ポンプ３の入口
に付設された遮断弁２０から、前記と同様な作用によ
り、スピル配管１９Ａを経て燃料タンク１に戻り、充満
されると気筒内に噴射される。上記実施例によれば、燃
料タンク１から第１フィードポンプ７への配管、第１フ
ィードポンプ７、燃料フィルタ１１までの配管、および
燃料フィルタ１１に入っているエアは、燃料フィルタ１
１の燃料室１１ｃの上方に配設された遮断弁２０により
エアを自動的に抜くことができる。また、燃料フィルタ
１１から燃料噴射ポンプ３の入口への配管、および、燃
料噴射ポンプ３に入っているエアは、燃料噴射ポンプ３
の入口（ギャラリー３ａ）に配設された遮断弁２０によ
りエアを自動的に抜くことができる。したがって、燃料
フィルタ１１と燃料噴射ポンプ３との取り付け位置には
制限がなくなり、燃料フィルタ１１は燃料噴射ポンプ３
の下方に配置されても自動的にエアを抜くことができ
る。また、始動時には開閉弁が大きく開口してエアを抜
き、運転時には燃料タンクに戻る回路は開閉弁により遮
断されるため、従来に比べて、タンクへの戻る配管を細
くできるとともに、エネルギー損失も少なくなる。

【００１４】上記実施例では、燃料噴射ポンプ３の入口
に図２と同一の開閉弁１３Ａ（図１に示す）を付設した
が、ギャラリー３ａが接続しているオーバフローバルブ
１７側近傍に開閉弁１３Ｂ（図１に示す）付設しても良
い。

【００１５】図４はディーゼル機関燃料回路の自動エア
抜き装置の第２実施例の回路図である。第１実施例で
は、機械的に駆動される第１フィードポンプ７により燃
料噴射ポンプ３に燃料を供給する例を説明したが、第２
実施例では、更に、電気で駆動される第２フィードポン
プ４１が付加されている。また、第１実施例では、油圧
式遮断弁２０を用いたが、第２実施例では、電磁弁４３
を用いている。なお、第１実施例と同一部品には同一符
号を付して説明する。ディーゼル機関には、電気モータ
４５で駆動される第２フィードポンプ４１が付設されて
いる。第２フィードポンプ４１から吐出された燃料は、
燃料フィルタ１１の入口側に取着されたプラグ１１ａ
で、第１フィードポンプ７から吐出された燃料と合流し
て燃料フィルタ１１に入る。電磁弁４３および電気モー
タ４５はエンジンの始動スイッチ４７に接続されてい
る。電磁弁４３は、エンジン始動時の始動スイッチ４７
がスターテイング位置（接続位置ＯＮ）にあるときソレ
ノイド４３ａによりＣ位置に移動して燃料フィルタ１１
および燃料噴射ポンプ３からの通路１３ａと燃料タンク
１の通路１５とを連通する。また、運転時はバネ４３ｂ
によりＤ位置に戻され、燃料フィルタ１１および燃料噴
射ポンプ３からの通路１３ａと燃料タンク１の通路１５
とが遮断される。このＤ位置に戻るのは、タイマー、あ
るいは、セルモータ等の回転により行っても良い。

【００１６】また、上記実施例では、機械的に駆動され
る第１フィードポンプ７により燃料噴射ポンプ３に燃料
を供給する例を説明したが、電気で駆動される第２フィ
ードポンプ４１を付設し、両者により噴射ポンプ３に燃
料を供給しても良い。このときには、エンジン始動時
に、オペレータが始動スイッチ４７をスターテイング位
置（接続ＯＮ）にしたことにより、電気で駆動される第
２フィードポンプ４１も回転を始め、第１フィードポン
プ７とともに、吸い込まれた燃料を燃料フィルタ１１に
送る。これにより、燃料フィルタ１１、燃料フィルタ１
１から燃料噴射ポンプ３の入口への配管、および、燃料
噴射ポンプ３に入っているエアを早く抜くことができ
る。また、一時的に、セルモータが抜けて、機械的に駆
動される第１フィードポンプ７からの燃料が供給されな
くても、電気で駆動される第２フィードポンプ４１から
燃料が供給されるので、エアを早く抜くことができ、始
動も早くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置の
第１実施例の回路図である。

【図２】自動エア抜き装置の遮断弁２０の断面図であ
る。

【図３】遮断弁２０を取り付けた断面図である。

【図４】ディーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置の
第２実施例の回路図である。

【符号の説明】

１燃料タンク３燃料噴射ポンプ３ａギャラリー７第１フィードポンプ１１燃料フィルタ１３開閉弁１７オーバフローバルブ２０遮断弁４１第２フィードポンプ４３電磁弁４５電気モータ４７始動スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野昭二栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松製作所小山工場内 (72)発明者猪尾圭輔栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松製作所小山工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンク、フィードポンプ、燃料フィ
ルタ、燃料噴射ポンプの順に配管されたディーゼル機関
の燃料回路からエアを自動的に抜き出すディーゼル機関
燃料回路の自動エア抜き装置において、エアまたは燃料
にエアが混入して流れ、その圧力が所定圧力以下の時に
は開いてエアまたはエアが混入した燃料をタンクに戻
し、かつ、その圧力が所定圧力を越えた時には閉じて燃
料を燃料噴射ポンプに送る開閉弁を、燃料フィルタの濾
過済み燃料室上部および燃料噴射ポンプの燃料入口部、
あるいは、燃料フィルタの濾過済み燃料室上部および燃
料噴射ポンプのオーバフローバルブ取着穴部近傍、に取
着したことを特徴とするディーゼル機関燃料回路の自動
エア抜き装置。
【請求項２】請求項１のディーゼル機関燃料回路の自
動エア抜き装置において、開閉弁は、燃料フィルタおよ
び燃料噴射ポンプからの通路側に向けてバネで押圧され
て開口し、かつ、燃料フィルタおよび燃料噴射ポンプの
通路側の圧力が上昇したときバネに抗して燃料タンクの
通路側に移動して閉口する遮断弁からなることを特徴と
するディーゼル機関燃料回路の自動エア抜き装置。
【請求項３】請求項１のディーゼル機関燃料回路の自
動エア抜き装置において、開閉弁は、エンジン始動時の
キースイッチがスターテイング位置にあるときソレノイ
ドにより移動して燃料フィルタおよび燃料噴射ポンプか
らの通路と燃料タンクの通路とを連通し、かつ、運転時
はバネにより戻され燃料フィルタおよび燃料噴射ポンプ
からの通路と燃料タンクの通路とが遮断される電磁弁か
らなることを特徴とするディーゼル機関燃料回路の自動
エア抜き装置。
【請求項４】エンジン始動時のキースイッチがスター
テイング位置にあるとき、電動フィードポンプから吐出
される燃料を燃料フィルタの入口側で合流させることを
特徴とする請求項１から３のいずれかのディーゼル機関
燃料回路の自動エア抜き装置。