JPH1068362A - 燃料噴射システムの為の燃料回路及び循環方法 - Google Patents
燃料噴射システムの為の燃料回路及び循環方法Info
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- JPH1068362A JPH1068362A JP9180721A JP18072197A JPH1068362A JP H1068362 A JPH1068362 A JP H1068362A JP 9180721 A JP9180721 A JP 9180721A JP 18072197 A JP18072197 A JP 18072197A JP H1068362 A JPH1068362 A JP H1068362A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
- F02M37/0052—Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
- F02M37/0058—Returnless fuel systems, i.e. the fuel return lines are not entering the fuel tank
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
- F02M37/32—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
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- F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
- F02M37/24—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】余分な燃料の流れの一部を燃料噴射ポンプから
再循環する為の燃料循環回路とその循環方法を提供す
る。 【解決手段】燃料タンク１４、燃料噴射システム１６、
燃料吸い上げポンプ２２及び燃料濾過器アッセンブリ２
０を含む燃料システム１２の為の燃料回路１０を有す
る。燃料回路は、余分な燃料の流れを燃料噴射ポンプの
出口５０から燃料噴射ポンプの入り口に再循環させるた
めの燃料通路４４，６６を含む。燃料噴射ポンプによっ
て加圧された余分な燃料の流れは、好適には、低圧であ
る燃料タンクの燃料の燃料供給源として利用される。燃
料噴射システムおよび燃料吸い上げポンプによって発生
する熱の量と予想周囲温度条件によって、燃料回路は、
単独の燃料から空気への熱交換器５６か、燃料から冷却
液への熱交換器６０と冷却液から空気への熱交換器６２
を含む。燃料通路６６と冷却液ライン７０の循環ポンプ
６４，６８は２つの熱交換器システムの熱の除去を促進
する為に使われる。
再循環する為の燃料循環回路とその循環方法を提供す
る。 【解決手段】燃料タンク１４、燃料噴射システム１６、
燃料吸い上げポンプ２２及び燃料濾過器アッセンブリ２
０を含む燃料システム１２の為の燃料回路１０を有す
る。燃料回路は、余分な燃料の流れを燃料噴射ポンプの
出口５０から燃料噴射ポンプの入り口に再循環させるた
めの燃料通路４４，６６を含む。燃料噴射ポンプによっ
て加圧された余分な燃料の流れは、好適には、低圧であ
る燃料タンクの燃料の燃料供給源として利用される。燃
料噴射システムおよび燃料吸い上げポンプによって発生
する熱の量と予想周囲温度条件によって、燃料回路は、
単独の燃料から空気への熱交換器５６か、燃料から冷却
液への熱交換器６０と冷却液から空気への熱交換器６２
を含む。燃料通路６６と冷却液ライン７０の循環ポンプ
６４，６８は２つの熱交換器システムの熱の除去を促進
する為に使われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して内燃機関と
関連して利用される燃料供給システムに関する。より詳
細には、本発明は、燃料噴射を含む燃料供給システムの
ための燃料回路に関する。
関連して利用される燃料供給システムに関する。より詳
細には、本発明は、燃料噴射を含む燃料供給システムの
ための燃料回路に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決課題】一般に、燃料噴射システム
は、最大エンジン出力を要求するときエンジンによって
消費されるもの以上の燃料の流れを供給するポンプを含
む。従来、余分な燃料の流れは燃料タンクに戻されてい
た。従って、こうしたシステムは、燃料濾過器を通過す
ることによって除去された微粒子物質や水を有する再循
環された燃料を、燃料タンクに貯蔵された燃料と混合す
る。その結果、再循環された燃料は、燃料システムと燃
料タンクに存在する異物によって汚染される。再循環さ
れた燃料は貯蔵された燃料の上の空間にある水の凝結に
よる付加的な湿気にさらされることもある。さらに、再
循環された燃料を常に加えることによって、燃料タンク
の底の沈殿物が燃料中に浮遊するようになり、それによ
って異物が燃料の流れに加わることもある。
は、最大エンジン出力を要求するときエンジンによって
消費されるもの以上の燃料の流れを供給するポンプを含
む。従来、余分な燃料の流れは燃料タンクに戻されてい
た。従って、こうしたシステムは、燃料濾過器を通過す
ることによって除去された微粒子物質や水を有する再循
環された燃料を、燃料タンクに貯蔵された燃料と混合す
る。その結果、再循環された燃料は、燃料システムと燃
料タンクに存在する異物によって汚染される。再循環さ
れた燃料は貯蔵された燃料の上の空間にある水の凝結に
よる付加的な湿気にさらされることもある。さらに、再
循環された燃料を常に加えることによって、燃料タンク
の底の沈殿物が燃料中に浮遊するようになり、それによ
って異物が燃料の流れに加わることもある。
【０００３】燃料噴射ポンプは一般に多量の熱を発生す
る高圧ポンプである。この熱の多くはポンプを流れる燃
料によって吸収される。燃料タンクに戻る余分な燃料は
この熱の一部分を運ぶ。この熱は、エンジンが熱の上昇
を有する環境で動作する時、ベーパロックを起こし、燃
料システムの性能を低下させることがある。
る高圧ポンプである。この熱の多くはポンプを流れる燃
料によって吸収される。燃料タンクに戻る余分な燃料は
この熱の一部分を運ぶ。この熱は、エンジンが熱の上昇
を有する環境で動作する時、ベーパロックを起こし、燃
料システムの性能を低下させることがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】概述すると、好適形態で
の本発明は多量の燃料を貯蔵するための燃料タンク、加
圧された燃料をエンジンに供給するための燃料噴射シス
テム、水と微粒子物質を燃料から除去するための燃料濾
過器アッセンブリおよび燃料タンクから燃料噴射システ
ムへの燃料の流れを供給するための燃料吸い上げポンプ
を含む燃料システムのための燃料回路である。燃料噴射
システムは燃料噴射ポンプ、レール型配置などの燃料噴
射技術を利用する。
の本発明は多量の燃料を貯蔵するための燃料タンク、加
圧された燃料をエンジンに供給するための燃料噴射シス
テム、水と微粒子物質を燃料から除去するための燃料濾
過器アッセンブリおよび燃料タンクから燃料噴射システ
ムへの燃料の流れを供給するための燃料吸い上げポンプ
を含む燃料システムのための燃料回路である。燃料噴射
システムは燃料噴射ポンプ、レール型配置などの燃料噴
射技術を利用する。
【０００５】本発明による燃料回路は、正常な動作条件
下で燃料噴射システムによって発生する余分な燃料の流
れを再循環させるための燃料通路を含む。この通路は、
燃料噴射システムの戻り出口から燃料噴射システムの供
給通路に延びる。燃料噴射システムによって加圧された
余分な燃料の流れは、好適には、より低い圧力の燃料タ
ンク中の燃料の燃料供給源として利用される。水や微粒
子物質といった汚染物質はすでに再循環された余分な燃
料の流れから除去されているので、燃料濾過器に伴う濾
過器負荷は大きく低減できる。
下で燃料噴射システムによって発生する余分な燃料の流
れを再循環させるための燃料通路を含む。この通路は、
燃料噴射システムの戻り出口から燃料噴射システムの供
給通路に延びる。燃料噴射システムによって加圧された
余分な燃料の流れは、好適には、より低い圧力の燃料タ
ンク中の燃料の燃料供給源として利用される。水や微粒
子物質といった汚染物質はすでに再循環された余分な燃
料の流れから除去されているので、燃料濾過器に伴う濾
過器負荷は大きく低減できる。
【０００６】燃料噴射システムと燃料吸い上げポンプの
動作は、燃料によって吸収される熱を発生する。ポンプ
によって発生する熱の量と予想周囲温度条件によって、
燃料回路は、余分な燃料の流れから熱を除去するため
に、単独の燃料から空気への熱交換器または燃料から冷
却液への熱交換器および冷却液から空気への熱交換器を
利用する。燃料回路は、燃料とフレオンの間で熱を交換
することによって空調システムと連結している。燃料通
路と冷却液ラインの循環ポンプは熱交換器を２個使う実
施形態で熱の除去を促進するために利用される。
動作は、燃料によって吸収される熱を発生する。ポンプ
によって発生する熱の量と予想周囲温度条件によって、
燃料回路は、余分な燃料の流れから熱を除去するため
に、単独の燃料から空気への熱交換器または燃料から冷
却液への熱交換器および冷却液から空気への熱交換器を
利用する。燃料回路は、燃料とフレオンの間で熱を交換
することによって空調システムと連結している。燃料通
路と冷却液ラインの循環ポンプは熱交換器を２個使う実
施形態で熱の除去を促進するために利用される。
【０００７】本発明の目的は、余分な燃料の流れの一部
を燃料噴射ポンプから再循環するための新しい改善され
た装置と方法を供給することである。
を燃料噴射ポンプから再循環するための新しい改善され
た装置と方法を供給することである。
【０００８】本発明の他の目的は、燃料濾過器の負荷率
を低減し燃料を噴射システムに供給するためのポンプの
能力を低減する新しい改善された燃料回路を供給するこ
とである。
を低減し燃料を噴射システムに供給するためのポンプの
能力を低減する新しい改善された燃料回路を供給するこ
とである。
【０００９】本発明のさらに他の目的は、燃料と冷却媒
体の間の拡大された温度差を発生するための有効な燃料
循環システムを供給することである。
体の間の拡大された温度差を発生するための有効な燃料
循環システムを供給することである。
【００１０】本発明のさらに他の目的は、燃料噴射シス
テムのための燃料回路を通じて流れる燃料から熱を除去
するための有効な装置と方法を供給することである。
テムのための燃料回路を通じて流れる燃料から熱を除去
するための有効な装置と方法を供給することである。
【００１１】本発明の他の目的と利点は明細書と図面か
ら明らかになる。
ら明らかになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】多数の図面を通じて同じ数字が同
じ部分を示す図面を参照して、本発明による燃料回路１
０を組み込む代表的な燃料システムが一般に数字１２に
よって示される。燃料システム１２は、多量の燃料を貯
蔵するための燃料タンク１４、加圧された燃料をエンジ
ン１８に供給するための燃料噴射ポンプ１６、水と微粒
子物質を燃料から除去するための燃料濾過器アッセンブ
リ２０、燃料タンク１４から燃料噴射ポンプ１６への燃
料の流れを発生するのに十分な圧力を供給するための燃
料吸い上げポンプ・ユニット２２を含む。ここで説明さ
れる燃料回路は、燃料噴射ポンプとともに例示される。
しかし、本発明は、レール型システムおよびアキュムレ
ータ・システムを含む多数の種類の燃料噴射システムに
関して適用性を有する。
じ部分を示す図面を参照して、本発明による燃料回路１
０を組み込む代表的な燃料システムが一般に数字１２に
よって示される。燃料システム１２は、多量の燃料を貯
蔵するための燃料タンク１４、加圧された燃料をエンジ
ン１８に供給するための燃料噴射ポンプ１６、水と微粒
子物質を燃料から除去するための燃料濾過器アッセンブ
リ２０、燃料タンク１４から燃料噴射ポンプ１６への燃
料の流れを発生するのに十分な圧力を供給するための燃
料吸い上げポンプ・ユニット２２を含む。ここで説明さ
れる燃料回路は、燃料噴射ポンプとともに例示される。
しかし、本発明は、レール型システムおよびアキュムレ
ータ・システムを含む多数の種類の燃料噴射システムに
関して適用性を有する。
【００１３】図２及び図３を参照すると、燃料濾過器ア
ッセンブリ２０は、ベース２４と、止め輪２８又はカラ
ーによってベース２４に固定される使い捨て濾過器カー
トリッジ２６を含む。１つの実施形態では、燃料吸い上
げポンプ・ユニット２２がカートリッジ２６の反対側の
ベース２４に装架され、ロック・リング３０によって固
定される。こうした燃料濾過器アッセンブリは、本発明
の譲受人に譲渡され、その開示を引用によって本明細書
の記載に援用する１９９６年４月１９日出願の同時係属
出願の米国特許出願第０８／６３４，８１２号で説明さ
れている。また、燃料システム１２は、燃料濾過器アッ
センブリから分離された燃料吸い上げポンプを含むこと
がある。
ッセンブリ２０は、ベース２４と、止め輪２８又はカラ
ーによってベース２４に固定される使い捨て濾過器カー
トリッジ２６を含む。１つの実施形態では、燃料吸い上
げポンプ・ユニット２２がカートリッジ２６の反対側の
ベース２４に装架され、ロック・リング３０によって固
定される。こうした燃料濾過器アッセンブリは、本発明
の譲受人に譲渡され、その開示を引用によって本明細書
の記載に援用する１９９６年４月１９日出願の同時係属
出願の米国特許出願第０８／６３４，８１２号で説明さ
れている。また、燃料システム１２は、燃料濾過器アッ
センブリから分離された燃料吸い上げポンプを含むこと
がある。
【００１４】濾過器カートリッジ２６は、一定の有効寿
命を有する濾過器（図示せず）を収容する。カートリッ
ジ２６は、濾過の質が大きく低下すると、周期的に互換
性のある交換カートリッジと交換される。例示される濾
過器アッセンブリ２０は、カートリッジ２６が一般にベ
ース２４またはヘッダの下に吊り下げられる反転型濾過
器アッセンブリである。カートリッジ２６は、一般に燃
料ラインから微粒子物質を除去し、また必要に応じて燃
料から水を除去するよう機能する二重型または他の種類
の濾過システムを含む。ある実施形態では、カートリッ
ジ２６と燃料吸い上げポンプ２２の方向は、反転した
り、エンジン室の寸法上の制約によって規定される様々
な他の角度の方向に位置したりする。
命を有する濾過器（図示せず）を収容する。カートリッ
ジ２６は、濾過の質が大きく低下すると、周期的に互換
性のある交換カートリッジと交換される。例示される濾
過器アッセンブリ２０は、カートリッジ２６が一般にベ
ース２４またはヘッダの下に吊り下げられる反転型濾過
器アッセンブリである。カートリッジ２６は、一般に燃
料ラインから微粒子物質を除去し、また必要に応じて燃
料から水を除去するよう機能する二重型または他の種類
の濾過システムを含む。ある実施形態では、カートリッ
ジ２６と燃料吸い上げポンプ２２の方向は、反転した
り、エンジン室の寸法上の制約によって規定される様々
な他の角度の方向に位置したりする。
【００１５】燃料吸い上げポンプ・ユニット２２は、燃
料噴射ポンプ１６に燃料タンク１４から燃料噴射ポンプ
１６の低圧側３４にある燃料濾過器アッセンブリ２０を
経由して燃料の安定した流れを供給するよう機能する電
動ポンプ３２（図２および図３）を含む。燃料吸い上げ
ポンプ３２は、従来の形態の電源（図示せず）によって
電気的に動力を供給されている。ある実施形態では、燃
料吸い上げポンプ３２はエンジンの点火燃料吸い上げス
イッチまたは車両の運転室操作盤の特定のスイッチによ
って起動される。燃料吸い上げポンプ３２は関連するエ
ンジン１８の動作と同時に作動する。
料噴射ポンプ１６に燃料タンク１４から燃料噴射ポンプ
１６の低圧側３４にある燃料濾過器アッセンブリ２０を
経由して燃料の安定した流れを供給するよう機能する電
動ポンプ３２（図２および図３）を含む。燃料吸い上げ
ポンプ３２は、従来の形態の電源（図示せず）によって
電気的に動力を供給されている。ある実施形態では、燃
料吸い上げポンプ３２はエンジンの点火燃料吸い上げス
イッチまたは車両の運転室操作盤の特定のスイッチによ
って起動される。燃料吸い上げポンプ３２は関連するエ
ンジン１８の動作と同時に作動する。
【００１６】燃料吸い上げポンプ３２は、一般に外被３
６の中心に配置された直列ローラ羽根型またはジェロー
タ・ポンプである。燃料吸い上げポンプ３２は、通常燃
料を１０ｐｓｉ以上に加圧し、毎時４０〜７０ガロンの
能力を有する容積式ポンプである。燃料吸い上げポンプ
・ユニット２２を通る流れ経路は図３に矢印で示され
る。燃料が入り口（図示せず）を通って濾過器アッセン
ブリ２０に入ると、燃料は燃料吸い上げポンプ３２に流
れ込み、そこで加圧される。ポンプ３２からの加圧され
た燃料は濾過器カートリッジ２６への入り口通路として
機能するコンジット４０と連絡するために通路３８を経
由して内部に形成された環（図示せず）に導かれる。燃
料は、濾過器エレメント、出口通路および出口（図示せ
ず）を通って燃料噴射ポンプ１６に流れる。ばねバイパ
ス弁４２が、圧力が、例えば８ｐｓｉといったばねの力
によって規定されるしきい値を超える場合、燃料を燃料
吸い上げポンプ３２から迂回させる。
６の中心に配置された直列ローラ羽根型またはジェロー
タ・ポンプである。燃料吸い上げポンプ３２は、通常燃
料を１０ｐｓｉ以上に加圧し、毎時４０〜７０ガロンの
能力を有する容積式ポンプである。燃料吸い上げポンプ
・ユニット２２を通る流れ経路は図３に矢印で示され
る。燃料が入り口（図示せず）を通って濾過器アッセン
ブリ２０に入ると、燃料は燃料吸い上げポンプ３２に流
れ込み、そこで加圧される。ポンプ３２からの加圧され
た燃料は濾過器カートリッジ２６への入り口通路として
機能するコンジット４０と連絡するために通路３８を経
由して内部に形成された環（図示せず）に導かれる。燃
料は、濾過器エレメント、出口通路および出口（図示せ
ず）を通って燃料噴射ポンプ１６に流れる。ばねバイパ
ス弁４２が、圧力が、例えば８ｐｓｉといったばねの力
によって規定されるしきい値を超える場合、燃料を燃料
吸い上げポンプ３２から迂回させる。
【００１７】エンジン１８によって必要とされる燃料の
流れＦ１はエンジン１８の出力需要に比例する。一般
に、燃料吸い上げポンプ３２と燃料噴射ポンプ１６は両
方とも最大出力需要時のエンジンの燃料消費量を超える
燃料の流れＦｍａｘを供給するような大きさの一定能力
のポンプである。その結果、燃料吸い上げポンプ３２と
燃料噴射ポンプ１６は、余分な燃料の流れＦ２（ここで
Ｆ２＝Ｆｍａｘ−Ｆ１）を供給することになる。従来、
こうした余分な燃料の流れＦ２は、燃料タンク１４に戻
されていた。本発明による燃料回路１０は、余分な燃料
の流れＦ２を燃料噴射ポンプ１６の出口４６から燃料濾
過器の入り口に再循環させるための燃料通路４４を含
む。燃料タンク１４は大気圧にあり、余分な燃料の流れ
Ｆ２は燃料噴射ポンプ１６によって加圧されているの
で、余分な燃料の流れＦ２は好適には、燃料源として利
用される。その結果、燃料タンク１４からの燃料の流れ
Ｆ３は、燃料吸い上げポンプ３２および燃料噴射ポンプ
１６の一定量の流れ率Ｆｍａｘと余分な燃料の流れＦ２
の差に等しい（Ｆ３＝Ｆｍａｘ−Ｆ２）。水や微粒子物
質のような汚染物質は再循環される余分な燃料の流れＦ
２から除去されているので、燃料濾過器２０に伴う濾過
負荷は大きく低減される。
流れＦ１はエンジン１８の出力需要に比例する。一般
に、燃料吸い上げポンプ３２と燃料噴射ポンプ１６は両
方とも最大出力需要時のエンジンの燃料消費量を超える
燃料の流れＦｍａｘを供給するような大きさの一定能力
のポンプである。その結果、燃料吸い上げポンプ３２と
燃料噴射ポンプ１６は、余分な燃料の流れＦ２（ここで
Ｆ２＝Ｆｍａｘ−Ｆ１）を供給することになる。従来、
こうした余分な燃料の流れＦ２は、燃料タンク１４に戻
されていた。本発明による燃料回路１０は、余分な燃料
の流れＦ２を燃料噴射ポンプ１６の出口４６から燃料濾
過器の入り口に再循環させるための燃料通路４４を含
む。燃料タンク１４は大気圧にあり、余分な燃料の流れ
Ｆ２は燃料噴射ポンプ１６によって加圧されているの
で、余分な燃料の流れＦ２は好適には、燃料源として利
用される。その結果、燃料タンク１４からの燃料の流れ
Ｆ３は、燃料吸い上げポンプ３２および燃料噴射ポンプ
１６の一定量の流れ率Ｆｍａｘと余分な燃料の流れＦ２
の差に等しい（Ｆ３＝Ｆｍａｘ−Ｆ２）。水や微粒子物
質のような汚染物質は再循環される余分な燃料の流れＦ
２から除去されているので、燃料濾過器２０に伴う濾過
負荷は大きく低減される。
【００１８】バイパス弁４２は、燃料濾過器２０、燃料
噴射ポンプ１６およびエンジン１８への燃料の流れを調
整するよう動作する。燃料ポンプ１４からの流れＦ３
は、燃料吸い上げポンプ２２および燃料噴射ポンプ１６
の一定量の流れ率Ｆｍａｘと余分な燃料の流れＦ２の差
を表すので、余分な燃料の流れＦ２が減少すると、燃料
タンク１４から要求される流れＦ３は増大する。増大し
た燃料の流れＦ２は燃料タンク１４からの燃料の流れＦ
３に対する必要を低減する。増大した余分な燃料の流れ
Ｆ２による初期の圧力変動があると、燃料吸い上げポン
プ・ユニット２２のバイパス弁４２は、余分な燃料の流
れＦ２の一部Ｆ４を燃料吸い上げポンプ・ユニット２２
の入り口に戻す。このバイパス流れＦ４は初期の圧力変
動を低減する。
噴射ポンプ１６およびエンジン１８への燃料の流れを調
整するよう動作する。燃料ポンプ１４からの流れＦ３
は、燃料吸い上げポンプ２２および燃料噴射ポンプ１６
の一定量の流れ率Ｆｍａｘと余分な燃料の流れＦ２の差
を表すので、余分な燃料の流れＦ２が減少すると、燃料
タンク１４から要求される流れＦ３は増大する。増大し
た燃料の流れＦ２は燃料タンク１４からの燃料の流れＦ
３に対する必要を低減する。増大した余分な燃料の流れ
Ｆ２による初期の圧力変動があると、燃料吸い上げポン
プ・ユニット２２のバイパス弁４２は、余分な燃料の流
れＦ２の一部Ｆ４を燃料吸い上げポンプ・ユニット２２
の入り口に戻す。このバイパス流れＦ４は初期の圧力変
動を低減する。
【００１９】ある好適実施形態では、燃料通路４４は外
部燃料ラインを含む。燃料ラインの一部は燃料噴射ポン
プ１６および燃料吸い上げポンプ／燃料濾過器の設計が
許容するところでは内部通路に置き換えられる。燃料噴
射ポンプ１６の出口４６は、それぞれ余分な燃料の流れ
Ｆ２と燃焼する燃料Ｆ１のための内部通路と分離出口ポ
ート５０、５２を含む。燃料噴射ポンプが単一の燃料出
口ポートを供給するならば、「Ｔ」が燃料噴射ポンプ１
６とエンジン１８の間の燃料供給ラインに加えられる。
部燃料ラインを含む。燃料ラインの一部は燃料噴射ポン
プ１６および燃料吸い上げポンプ／燃料濾過器の設計が
許容するところでは内部通路に置き換えられる。燃料噴
射ポンプ１６の出口４６は、それぞれ余分な燃料の流れ
Ｆ２と燃焼する燃料Ｆ１のための内部通路と分離出口ポ
ート５０、５２を含む。燃料噴射ポンプが単一の燃料出
口ポートを供給するならば、「Ｔ」が燃料噴射ポンプ１
６とエンジン１８の間の燃料供給ラインに加えられる。
【００２０】燃料噴射ポンプ１６と燃料吸い上げポンプ
・ユニット２２が作動すると、熱が発生し、燃料の流れ
によって吸収される。この熱の一部は余分な燃料の流れ
Ｆ２によって運ばれ、燃料システムの性能を低下させ、
また燃料の品質を低下させる。これは、エンジンが低い
出力需要で動作し、余分な燃料の流れＦ２の率が高いと
き特にそうである。例えば、一定量の流れ率Ｆｍａｘが
毎時１００ガロンであるのに対して、エンジンの燃料の
流れＦ１は毎時２０ガロン程度であり、余分な燃料の流
れＦ２は毎時８０ガロンとなる。
・ユニット２２が作動すると、熱が発生し、燃料の流れ
によって吸収される。この熱の一部は余分な燃料の流れ
Ｆ２によって運ばれ、燃料システムの性能を低下させ、
また燃料の品質を低下させる。これは、エンジンが低い
出力需要で動作し、余分な燃料の流れＦ２の率が高いと
き特にそうである。例えば、一定量の流れ率Ｆｍａｘが
毎時１００ガロンであるのに対して、エンジンの燃料の
流れＦ１は毎時２０ガロン程度であり、余分な燃料の流
れＦ２は毎時８０ガロンとなる。
【００２１】２つの燃料回路の実施形態５４、５８（図
４、図５）を参照すると、燃料噴射ポンプ１６および燃
料吸い上げポンプ・ユニット２２によって発生する熱
は、熱交換器によって除去され、燃料の加熱を防止す
る。余分な燃料の流れＦ２は燃料濾過器２０の上流また
は下流に戻される。多くの適用例では、余分な燃料の流
れＦ２を再濾過するのは必要でも望ましくもない。ま
た、比較的低い能力を有する第２濾過器２１が戻り回路
に挿入されることもある。
４、図５）を参照すると、燃料噴射ポンプ１６および燃
料吸い上げポンプ・ユニット２２によって発生する熱
は、熱交換器によって除去され、燃料の加熱を防止す
る。余分な燃料の流れＦ２は燃料濾過器２０の上流また
は下流に戻される。多くの適用例では、余分な燃料の流
れＦ２を再濾過するのは必要でも望ましくもない。ま
た、比較的低い能力を有する第２濾過器２１が戻り回路
に挿入されることもある。
【００２２】一般に、ラジエータのような燃料から空気
への熱交換器５６は燃料の熱含量の加熱を防止するのに
十分な部分を除去する（図４）。
への熱交換器５６は燃料の熱含量の加熱を防止するのに
十分な部分を除去する（図４）。
【００２３】しかし、周囲温度が常に高く、燃料ポンプ
および燃料吸い上げポンプが異常に多い量の熱を燃料に
加えることが予想される適用例に適用される燃料回路５
８（図５）については、燃料から熱を除去するために燃
料から冷却液への熱交換器６０が使われる。こうしたシ
ステムは冷却液から熱を除去するために冷却液から空気
への第２の熱交換器６２を利用する。冷却液は空調機用
のフレオンである。燃料ライン６６の第１循環ポンプ６
４と冷却液ライン７０の第２循環ポンプ６８が熱の除去
を促進するために使われる。燃料の流れＦ２によって動
力を供給される単純な外車型ポンプが使われる。図５に
示されるように、第１および第２循環ポンプ６４、６８
の制御装置７２、７４は循環ポンプ６４、６８の両方が
一緒に起動・停止するよう相互接続される。
および燃料吸い上げポンプが異常に多い量の熱を燃料に
加えることが予想される適用例に適用される燃料回路５
８（図５）については、燃料から熱を除去するために燃
料から冷却液への熱交換器６０が使われる。こうしたシ
ステムは冷却液から熱を除去するために冷却液から空気
への第２の熱交換器６２を利用する。冷却液は空調機用
のフレオンである。燃料ライン６６の第１循環ポンプ６
４と冷却液ライン７０の第２循環ポンプ６８が熱の除去
を促進するために使われる。燃料の流れＦ２によって動
力を供給される単純な外車型ポンプが使われる。図５に
示されるように、第１および第２循環ポンプ６４、６８
の制御装置７２、７４は循環ポンプ６４、６８の両方が
一緒に起動・停止するよう相互接続される。
【００２４】図６を参照すると、本発明による燃料回路
１００の一例が試験目的で構成された。燃料が燃料タン
ク１４から燃料濾過器１２０を経由して燃料噴射ポンプ
１１６に流れた。関連する吸い上げポンプ１２２が移送
圧力を燃料に供給した。燃料噴射ポンプ１１６が加圧さ
れた燃料を毎時２０ガロンの燃料消費率の８．１リット
ルエンジン１１８に投入した。噴射ポンプからの余分な
燃料は熱交換器１５６を経て、スタナダイン・フュ−エ
ル・マネジャ−１０００（商標名）燃料濾過器である、
燃料濾過器１２１に送られた。濾過器１２１の出口の燃
料は燃料噴射ポンプに戻すために吸い上げポンプ１２２
（またはバイパス経路）に供給された。温度・圧力ゲー
ジが選択された回路位置で温度と圧力を測定する為に燃
料回路に挿入された。ゲージ１３１が吸い上げポンプ１
２２への供給圧力と温度を測定した。ゲージ１３２がポ
ンプ入り口の圧力と温度を測定した。ゲージ１３３が燃
料噴射ポンプからの戻りラインと熱交換器入り口での出
口圧力と温度を測定した。ゲージ１３４が熱交換器の出
口圧力と温度を測定した。ゲージ１３５が吸い上げポン
プに戻るために濾過器１２１を出る圧力を測定した。流
量計１３６もまた戻りライン濾過器１２１と吸い上げポ
ンプ１２２の間に挿入された。ゲージ１３１〜１３５の
温度と圧力は、エンジン全負荷条件で２２００ｒｐｍで
測定された。測定結果を以下の表１に示す。
１００の一例が試験目的で構成された。燃料が燃料タン
ク１４から燃料濾過器１２０を経由して燃料噴射ポンプ
１１６に流れた。関連する吸い上げポンプ１２２が移送
圧力を燃料に供給した。燃料噴射ポンプ１１６が加圧さ
れた燃料を毎時２０ガロンの燃料消費率の８．１リット
ルエンジン１１８に投入した。噴射ポンプからの余分な
燃料は熱交換器１５６を経て、スタナダイン・フュ−エ
ル・マネジャ−１０００（商標名）燃料濾過器である、
燃料濾過器１２１に送られた。濾過器１２１の出口の燃
料は燃料噴射ポンプに戻すために吸い上げポンプ１２２
（またはバイパス経路）に供給された。温度・圧力ゲー
ジが選択された回路位置で温度と圧力を測定する為に燃
料回路に挿入された。ゲージ１３１が吸い上げポンプ１
２２への供給圧力と温度を測定した。ゲージ１３２がポ
ンプ入り口の圧力と温度を測定した。ゲージ１３３が燃
料噴射ポンプからの戻りラインと熱交換器入り口での出
口圧力と温度を測定した。ゲージ１３４が熱交換器の出
口圧力と温度を測定した。ゲージ１３５が吸い上げポン
プに戻るために濾過器１２１を出る圧力を測定した。流
量計１３６もまた戻りライン濾過器１２１と吸い上げポ
ンプ１２２の間に挿入された。ゲージ１３１〜１３５の
温度と圧力は、エンジン全負荷条件で２２００ｒｐｍで
測定された。測定結果を以下の表１に示す。
【００２５】表１ゲージ 圧力（ｐｓｉ） 温度°Ｆ 温度℃ １３１ １ ８８°Ｆ ３１℃ １３２ ７ １４４°Ｆ ６２℃ １３３ ３２ １６７°Ｆ ７５℃ １３４ ９ １５４°Ｆ ６８℃ １３５ ７ １５３°Ｆ ６７℃ 燃料噴射ポンプ前後の温度差が２３°Ｆで、熱交換器前
後の温度差が１３°Ｆ、圧力降下が２３ｐｓｉであるこ
とが推奨される。流量計は、再循環回路の燃料流量が毎
時８５〜９０ガロンであることを示した。
後の温度差が１３°Ｆ、圧力降下が２３ｐｓｉであるこ
とが推奨される。流量計は、再循環回路の燃料流量が毎
時８５〜９０ガロンであることを示した。
【００２６】説明された燃料回路１０、５４、５８、１
００は、燃料噴射システムによって発生した余分な燃料
から熱を除去するために有効な方法で機能する。余分な
燃料は、濾過器ユニットに過度の負荷をかけず、噴射シ
ステムの出口圧力を有効に利用して再循環された余分な
燃料を燃料噴射システムの入り口に戻す有効な方法で噴
射システムの入り口に再循環される。
００は、燃料噴射システムによって発生した余分な燃料
から熱を除去するために有効な方法で機能する。余分な
燃料は、濾過器ユニットに過度の負荷をかけず、噴射シ
ステムの出口圧力を有効に利用して再循環された余分な
燃料を燃料噴射システムの入り口に戻す有効な方法で噴
射システムの入り口に再循環される。
【００２７】好適実施形態が例示の目的で示されたが、
上記の説明は発明を制限することを意図しない。従っ
て、当業者には、本発明の精神と範囲から逸脱すること
なく、様々な変更、適用例及び代替案を想起できる。
上記の説明は発明を制限することを意図しない。従っ
て、当業者には、本発明の精神と範囲から逸脱すること
なく、様々な変更、適用例及び代替案を想起できる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、燃料噴射システムによ
って加圧された余分な燃料の流れは、より低い圧力の燃
料タンク中の燃料の燃料供給源として利用され、また、
水や微粒子物質といった汚染物質はすでに再循環された
余分な燃料の流れから除去されているので、燃料濾過器
に伴う濾過器負荷は大きく低減できる。
って加圧された余分な燃料の流れは、より低い圧力の燃
料タンク中の燃料の燃料供給源として利用され、また、
水や微粒子物質といった汚染物質はすでに再循環された
余分な燃料の流れから除去されているので、燃料濾過器
に伴う濾過器負荷は大きく低減できる。
【００２９】そして、本発明によれば、余分な燃料の流
れの一部を燃料噴射ポンプから再循環するための改善さ
れた装置と方法を提供でき、更には、燃料濾過器の負荷
率を低減し燃料を噴射システムに供給するためのポンプ
の能力を低減する改善された燃料回路を提供できる。
れの一部を燃料噴射ポンプから再循環するための改善さ
れた装置と方法を提供でき、更には、燃料濾過器の負荷
率を低減し燃料を噴射システムに供給するためのポンプ
の能力を低減する改善された燃料回路を提供できる。
【００３０】また、本発明では、燃料と冷却媒体の間の
拡大された温度差を発生するための有効な燃料循環シス
テムを提供できると共に、燃料噴射システムのための燃
料回路を通じて流れる燃料から熱を除去する為の有効な
装置と方法を提供できる。
拡大された温度差を発生するための有効な燃料循環シス
テムを提供できると共に、燃料噴射システムのための燃
料回路を通じて流れる燃料から熱を除去する為の有効な
装置と方法を提供できる。
【図１】本発明による燃料回路を利用する内燃機関のた
めの燃料供給システムの略図である。
めの燃料供給システムの略図である。
【図２】図１の燃料回路のための燃料吸い上げポンプを
組み込んだモジュラー燃料濾過器アッセンブリを示す、
一部がカットされ、一部が除去された部分を有する断面
図になっている正面図である。
組み込んだモジュラー燃料濾過器アッセンブリを示す、
一部がカットされ、一部が除去された部分を有する断面
図になっている正面図である。
【図３】図１の燃料濾過器アッセンブリ・ベースと燃料
吸い上げポンプの、一部が略図になっている、拡大断面
図である。
吸い上げポンプの、一部が略図になっている、拡大断面
図である。
【図４】本発明による燃料回路の第２の実施形態を利用
する内燃機関のための燃料供給システムの略図である。
する内燃機関のための燃料供給システムの略図である。
【図５】本発明による燃料回路の第３の実施形態を利用
する内燃機関のための燃料供給システムの略図である。
する内燃機関のための燃料供給システムの略図である。
【図６】本発明による燃料回路の第４の実施形態を利用
する内燃機関のための燃料供給システムの略図である。
する内燃機関のための燃料供給システムの略図である。
【符号の説明】 １０ 燃料回路 １２ 燃料システム １４ 燃料タンク １６ 噴射ポンプ １８ エンジン ２０ 燃料濾過器アッセンブリ ２１ 燃料濾過器 ２２ 吸い上げポンプ・ユニット
フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ジェイ・ウイリアムズ アメリカ合衆国、コネチカット州 06033、 グラストンバリィ、ハンプシャ−・ドラ イブ 144
Claims (15)
- 【請求項１】 燃料をエンジン（１８）に供給する燃料
システム（１２）の為の燃料循環回路（１０）であっ
て、前記燃料システムが燃料タンク（１４）、燃料噴射
ポンプ（１６）、燃料をタンクから燃料噴射ポンプに供
給するための供給路、供給路に配置された燃料濾過器
（２０）および燃料濾過器とタンクの中間に配置された
吸い上げポンプ（２２）を有し、前記燃料噴射ポンプが
入り口と戻り出口（５０）を有し、戻り通路（４４）が
余分な燃料を燃料噴射ポンプの戻り出口から燃料噴射ポ
ンプの入り口に再循環させ、その際余分な燃料が燃料濾
過器を通じて再循環されないことを特徴とする燃料循環
回路。 - 【請求項２】 熱交換手段（５６）（６０）が、再循環
される燃料の流れから熱を除去するために戻り通路手段
に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の燃料
循環回路。 - 【請求項３】 熱交換手段が、再循環される燃料の流れ
のための第１流れ経路（６６）と冷却液の流れのための
第２流れ経路（７０）を形成する手段を含む第１熱交換
器（６０）を含み、その際冷却液の流れが再循環される
燃料の流れを冷却することを特徴とする、請求項２に記
載の燃料循環回路。 - 【請求項４】 熱交換手段が、冷却液の流れから熱を除
去するための第２熱交換器（６２）と、第１及び第２熱
交換器の間に冷却液経路を供給する為の冷却液経路手段
（７０）を含むことを特徴とする、請求項３に記載の燃
料循環回路。 - 【請求項５】 調整器手段（２２）（４２）がタンクか
らの燃料の流れを調整するために供給手段に配置される
ことを特徴とする、請求項１から請求項４に記載の燃料
循環回路。 - 【請求項６】 調整器手段が燃料タンクと液体を流通さ
せており、貯蔵された燃料の流れを燃料タンクから燃料
噴射ポンプに注入する為のポンプ手段２２を含むことを
特徴とする、請求項５に記載の燃料循環回路。 - 【請求項７】 濾過器手段がベース手段（２４）を含
み、調整器手段がベース手段の上に装架されることを特
徴とする、請求項５及び請求項６に記載の燃料循環回
路。 - 【請求項８】 燃料噴射ポンプ入り口への燃料の流れが
再循環される余分な燃料の流れを含むことを特徴とす
る、請求項１から請求項７に記載の燃料循環回路。 - 【請求項９】 燃料をエンジン（１８）に供給する為の
燃料システム（１２）の為の燃料循環回路（１０）であ
って、前記燃料システムが燃料タンク（１４）、入り口
と余分な燃料の流れを戻す為の戻り出口（５０）を含む
燃料噴射ポンプ（１６）、タンクと噴射ポンプ入り口の
間に液体の流通を供給する供給路、供給路に配置された
濾過器（２０）、余分な燃料を燃料噴射ポンプの戻り出
口から供給路の中間位置に再循環させる為の戻り通路
（４４）および再循環された燃料の流れから熱を除去す
る為に戻り通路に配置された熱交換手段（６０）（６
２）を有し、熱交換手段が第１及び第２熱交換器を含
み、第１熱交換器（６０）が再循環される燃料の流れの
為の第１流れ経路（６６）と冷却液の流れの為の第２流
れ経路（７０）を形成する手段を含み、その際冷却液の
流れが再循環される燃料の流れを冷却し、第２熱交換器
（６２）が冷却液の流れから熱を除去する為の手段と、
第１及び第２熱交換器の間に冷却液の流れ経路を供給す
る為の冷却液経路手段とを含むことを特徴とする燃料循
環回路。 - 【請求項１０】 第２ポンプ手段（６８）が冷却液の流
れを冷却液流れ経路を通じて汲み移すことを特徴とす
る、請求項９に記載の燃料循環回路。 - 【請求項１１】 第１ポンプ手段（６４）が再循環され
る燃料の流れを第１熱交換器を通じて汲み移し、第１及
び第２制御手段（７２）（７４）が第１及び第２ポンプ
手段をそれぞれ制御し、相互接続手段（７６）が第１及
び第２制御手段を相互接続し、その際第１及び第２制御
手段の一方が起動されると、第１及び第２制御手段の一
方が第１及び第２制御手段のもう一方を起動し、第１及
び第２制御手段の一方が停止されると、第１及び第２制
御手段の一方が第１及び第２制御手段のもう一方を停止
することを特徴とする、請求項１０に記載の燃料循環回
路。 - 【請求項１２】 再循環される燃料の流れが第２ポンプ
手段に動力を供給することを特徴とする、請求項１０及
び請求項１１に記載の燃料循環回路。 - 【請求項１３】 エンジン（１８）の為の燃料供給シス
テム（１２）に於いて燃料から熱を除去する為の方法で
あって、前記燃料供給システムが、入り口、燃料タンク
（１４）、燃料タンクと燃料噴射ポンプの中間にある燃
料供給路、燃料供給路に配置された燃料濾過器（２
０）、燃料タンクと燃料濾過器の中間の燃料供給路に配
置された吸い上げポンプ（２２）及び燃料噴射ポンプと
エンジンの中間に配置された高圧部分を有する燃料噴射
ポンプ（１６）を含み、前記方法が、燃料の流れを燃料
タンクからエンジンへの吸い上げポンプ、燃料濾過器及
び燃料噴射ポンプを経由する燃料供給路を通じて汲み移
すステップと、燃料の流れの余分な部分を高圧部分から
再循環流れ経路（６６）を通じて迂回させるステップ
と、燃料の流れの余分な部分を第１熱交換装置（６０）
を通じて通過させるステップと、冷却液の流れを第１熱
交換装置に供給し、その際冷却液の流れが燃料の流れの
余分な部分を冷却するステップとを有し、前記方法が燃
料の余分な流れの一部を燃料噴射ポンプの入り口に噴射
し、その際燃料の余分な流れが吸い上げポンプを通過し
ないことを特徴とする燃料循環方法。 - 【請求項１４】 冷却液の流れを第２熱交換装置（６
２）で冷却するステップをさらに含むことを特徴とす
る、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 タンクからの燃料の流れを、燃料タン
クと燃料濾過器の中間の供給流れ経路に配置された調整
手段（４２）で調整するステップをさらに含む、請求項
１３及び請求項１４に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66764496A | 1996-06-21 | 1996-06-21 | |
| US08/667,644 | 1996-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068362A true JPH1068362A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=24679031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9180721A Pending JPH1068362A (ja) | 1996-06-21 | 1997-06-20 | 燃料噴射システムの為の燃料回路及び循環方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5794598A (ja) |
| EP (1) | EP0814256A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1068362A (ja) |
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