JPS58501241A - 燃料供給調整兼流量測定回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料供給調整兼流量測定回路 技術分骨 この発明は一般的には流体流量を正確に測定する必要がある場合の回路に関する ものであり、更にくわしくは、この発明は燃料噴射装置の構成部品を試験するた めの回路に関するものである。

背景技術 一般的に流体の流量を測定するための回路、更にくわしくは、ディーゼル噴射ポ ンプのような噴射ポンプを試験するために燃料を循環させ測定する回路は、正確 な流量の測定が必要である研究、開発、および法令の厳しい要求に適合しなくな ってきた。代表的には、流量測定回路は実際の流量の±７−以内の流量測定精度 を達成するに過ぎない。

正確な流量測定を行なうために数多くの回路が開発されて来ており、正確かつ重 要な流量測定を行なうための燃料調整の重要性が増している。調整された燃料と は、標準的な一定の温度および圧力にあって、その燃料内に支障のある空気が混 入または溶解していない燃料である。

いったん燃料が調整されると、正確なかつ反復自在の流量測定を行うことができ る。

該流量回路の１例が、１９７６年８月１０８６イム・ゼルダースに付与された米 国特許第３．９７３，５３６号に例示されている。この流量回路は圧力および温 度調整装置を備え、かつ回路を過圧して燃料内に混入した空気が離伴するのを防 止している。この型の回路の欠点は次の通りである。

（１）　エルボ、弁ボート、および流量調整オリアイスのような流れの不連続個 所で圧力が低下するにつｔ１？、溶解空気が分離して同伴された空気のあわを形 成しがちである。溶解空気が分離してしまうと、燃料は圧縮性部分と非圧縮性部 分の混合体となる。このことはポンプと流量計の容積効率を不安定なものにし、 反復性と精度が低下する。

（２）噴射ポンプの操作によって発生させられた燃料内の脈動を減衰させる減衰 装置が設けてないため、流量計がこれらの脈動を受け、流量計を損傷させる可能 性があり、かつ流量計の精度と反復性の欠如との原因となる。

（３）新たに挿入された試験用の噴射ポンプから、試験に先立ち、内部の空気を パージして、より多くの空気の同伴を防止できる装置が設けてない。および、（ ４）温度調整装置が燃料の温度を均等化するが、燃料を特定の標準温度に保持す る機構ではないので、燃料の温度が成る期間に亘って変動するにつれ、各種の密 度の燃料が流量計を通過することとなる。

他の型の流量測定回路が、１９７３年８月７日に、カーテイス・エルφアーウィ ンｅジュニアに付与された米１３ｉ１＃許第３．７５０．４６３号に記載されて いる。この回路は燃料内の空気を離伴させる装置を有しているが、しかしこの装 置は流量計の下流に位置しているので、この流量計は同伴空気による圧縮性流量 をまだ受ける。更に、調整された燃料を流量計に通過させることができたり、か つ流量計に面倒な燃料の脈動を受けさせたりしない圧力、温度調整装置、脈動減 衰装置も設けてない。

この発明は、上記の課題の一つまたは多くを克服することに向けられている。

発明の開示 この発明の一面においては、燃料噴射装置を試験するための燃料供給流量測定回 路が提供される。この回路には、燃料リザーバ、噴射装置へ燃料を供給するため リザーバと連通ずるポンプ、噴射装置へ供給される燃料の流量を測定するための 装置、および噴射装置への供給燃料の圧力を調整するための装置を備えている。

特に、この回路には、燃料から同伴空気を除去するための装置があって、この装 置は、ポンプと噴射装置との間に介在させた第１鋭気装置と、噴射装置を出た燃 料から同伴空気を除去するため噴射装置の下流に位置させた第２鋭気装置とを含 んでいる。

図面の簡単な説明 図面はこの発明の１実施例を示しており、ここでは新規の燃料供給調整兼流量測 定回路がディーゼル燃料に適用されている。

特＃ａ５８−５０１２４１（３） 発明を実施するための最良の形態 図面を参照すると、この発明の流量測定回路の実施例が全体的にＩＯで示されて いる。以下更にくわしく説明するとおり、回路１０は取外し可能な入口／４１を 有する試験噴射装置ｌコへ調整されたディーゼル燃料を供給する。試験噴射装置 としては一連のカム駆動燃料噴射ポンプである。

試験のため、モータ（図示なし）によりカムを回転させると、これが個々の噴射 ポンプを作動させて燃料の圧力を増大させるが、この燃料は入口ｌダでは流入圧 力でポンプに入り、前記流入圧力よりかなり高い噴射圧力で噴射ポンプから出る 。試験噴射装置ｌコ内の各噴射ポンプから高圧燃料が噴射導管１１に入るが、こ れらの噴射導管は容易に連結したり分離できて、試験噴射装置ｌコが容易に交換 できるような方法で継手ｌりによって試験噴射装置ｌコに連結されている。各々 の噴射導管／６には、噴射装置１２の出力パラメータを測定する調時兼流況変換 器ｉｔを設けである。各噴射導管ｌｌ−は、噴射された燃料のための受器として 機能するギヤラリ−に連結している予め較正した燃料噴射器弁１？のところで経 っている。ギヤテリ〃のギヤラリ出ロタダにおける出ロオリフイスタ倉、および ギヤラリＸ内の受室と連絡している複数の減衰アキュムレータ７４（一つだけし か示してない）は協力して圧力波を減衰させ、かつギヤラリ〃を離れる流体の流 れをなめらかにする。試験噴射装置ｌコが、図示の６個より多いシリンダを有す るエンジン用の場合には、より多くの燃料噴射弁／？、噴射導管ｌル、継手／７ およびトランスデユーサｉｔが必要になることに注意すべきである。その上に、 追加数の導管を表わすギヤラリが、図示のギヤラリＸの代りに用いられる。

噴射装置１２が交換したさいなどに、最初の燃料または補給燃料を供給するため に、回路ＩＯには高位置にリザーバ５ｇが設けである。プラントの燃料分配装置 に接続している補充ライン６０内のフロート弁タデがリザーバ１ｇを所定の燃料 レベルに維持する。

噴射装置ｌコを試験するための燃料を供給するために、循環ポンプ−が設けであ る。ギヤポンプ等定容量ダンプが好ましいポンプーは、ポンプ−に低定圧燃料を 供給するリザーバタｊと連通している吸込側３と、前記プンプーから高圧燃料を 吐出する吐出側コダとを有する。後の説明で明らかにする理由により、ポンプ− は、例えば試験噴射装置／２の必要量の１０倍もの過剰燃料を供給するような大 きさになっている。下記のように、９０チの過剰容量分が脱気されて、ポンプ− の吸込側へ循環される。

吐出側評を通過する高圧燃料は、分流コロと主流コに分割される。分流ムは１部 の燃料を冷却器３０を経由させる。

冷却器、７０を出ると、分流ａ内の冷却燃料は、主流コを通過している残部の燃 料が入るように、混合弁３コに入る。

混合弁３コは、サーモスタツ）　Ｊ７を介して、冷却燃料の比率、およびそれに より冷却器３θを通る燃料の流量を、主流Ｘを通流する残部の燃料に対し調整す ることにより燃料の温度を調整する。この方法により、混合弁３コを出る燃料は 、一定の標準温度となる。

混合弁３コから出て来る燃料は、回路１０内の人により示された点へと経由する 。ム点では、ポンプ−からの燃料放出の約９０％プラス噴射装置１２により要求 されていない若干の燃料が、ポンプの吸込側コに連結している再循環ライン３ダ を通過する。再循環ライン３ダ内には、調圧弁３番および第１脱気装置３ｔを介 在させである。調圧弁３６は流量を絞ってＡ点でのポンプ−の吐出圧を調整する 。絞り調圧弁Ｊ１を通過する燃料は正圧波および負圧波であるが、これらの正圧 波および負圧波は部分的に溶解空気を同伴空気のあわにさせる。次いで、燃料と 同伴空気の混合物は第１脱気装置３ｔに入り、この脱気装置が空気孔３デを通し て燃料から同伴空気を抜く。同伴空気と溶解空気の１部を第１鋭気装置３ｔによ り除去された燃料は、今度はポンプｎの吸込側コに入る。第１鋭気装置３ｔを通 して９０％の過剰容量を再循環させると、結局回路１０内の燃料全部が第１脱気 装置３ｔを通過して第１脱気装置３ｇにより脱気させられ、それにより、オリフ ィス、配管エルボ、または取付部のような流れの不連続部における溶液から発生 することのある同伴および飽和溶解空気を有する燃料による流量測定の不正確性 を最小限にすることができる。

再循環ライン３参を通過しない残部の燃料（すなわち、噴射装置ｌコに必要な燃 料）は、Ａ点からフィルタりを通過し、燃料中の粒状物質を除去される。フィル タ侵の交換時期を測るために、フィルタｌＩｏの両端に、差圧指示計Ｑ／のよう な差圧を計測するための方策が設けである。

フィルタ侵を出た燃料は、流量測定ステーションダコを通過する。流量測定ステ ーション亭コの内部には、噴射装置／２への燃料流量を測定する流量計仰があり 、この流量計仰は１対のプレツク弁４Ｉ！ｒにより残部の回路ｉｏから孤立させ 得るようになっている。流量計仰とブロック弁ＩＩｔとの間の流量計件の両側に は簡単に取外しできる１対の較正用ライン何が配置しである。流量計仰を孤立さ せると、較正ライン４１Ｋが流量計褌を通して適宜の装置（図示なし）から燃料 の流れを導いて、前記流量計件をその場で較正することができる。流量計件を計 画的に較正しておけば、流量計を通流する流体の流量の正確な測定が確保できる 。

流量測定ステーションダコを出る燃料は在来の調圧弁１０を通過する。調圧弁り ０は下流の回路１０の圧力を入口ｌダで所求の圧力に調整する。

調圧弁り０の下流には従来の脈動減衰器＆／を設けである。

試験噴射装置ｌコ内の操作（すなわち、ポンプ作用、噴射作用）により燃料内に 圧力脈動が生じ、これが流量計仰に向って上流へ移動する。これらの脈動を減衰 させるための手段を講じることにより、流量計杯がパルスによる損傷から保護さ れる。更に、流量計件の精度が改善される。すなわち、圧力脈動に起因する変動 が流量針杯に到達せず、影響しないからである。

脈動減衰器ａｒｉを通過した燃料は３位置セレクタ弁クコへ向けられる。セレク タ弁クコにはまた高圧ライン７４ｍが連絡してあり、該高圧ライン７４１はフィ ルタ侵と流量測定ステーションｌＩ２との間に接続させである。図示の位置にお いては、セレクタ弁クコのボートが形成された第１部分７２αが高圧ライン７ダ の流れをふさぐ一方、調圧弁１０からの低圧燃料の流れはそこを通過させて噴射 装置ｌコの操作試験ができるようにする。セレクタ弁７コを第２位置へ移動させ ると、第２部分７コｂが、セレクタ弁７コに接続しているすべてのラインをふさ いで噴射装置ｌユを分離させる。セレクタ弁７コを第３位置へ入れると、第３部 分７−〇が、調圧弁旬からの燃料をふさいで高圧燃料を通過させる位置に入り、 噴射装置／Ｊに圧力を与える。いったん噴射装置ｌコが遮断され、圧力がかかる と、セレクタ弁は閉塞第２部分７コｂが噴射装置／コを分離させるような配置と なる。

分離させられると噴射装置ｌコ内の時間に対する圧力低下が測定されて、内部に 漏洩欠陥があるかどうかが確かめられる。

セレクタ弁７コから出て来ると、圧力計タコおよび温度計３３によって流体の圧 力と温度が測定される。その後、燃料は試験噴射装置／コの入口／４’へ向けら れる。

ギヤラリＸをその出ロタダで出ると、流体は第２脱気装置り６に入り、この装置 ３基は噴射中に混入された燃料中の空気を放出させる。ギヤラリ〃内へ噴射させ ると非常に多数の同伴空気のあわをしばしば発生するが、これは、アキュムレー タ７４およびオリアイス１１によって若干減衰させられた多数の大きな正圧波お よび負圧波が前記ギヤラリＩ内で引起されるからである。第２脱気装置ｓ４が流 入流体の速度を減衰させるので、同伴空気のあわが生じて自動空気孔タフにより 排出させられる。

第２脱気装置Ｓ６から出て来る燃料は、ポンプｎの吸込側コに向けられる。この ようにして回路１０は与圧された密閉ループ装置として操作されるので、大気圧 のリザーバ絽との接触が避けられ、かつ燃料内へ空気が同伴する機会が少なくな る。

試験噴射装置ｌコを他の試験噴射装置と交換するためには、急速遮断弁６コを閉 めて試験噴射装置／コへの燃料の流れを停止させる。弁６コを閉めると同時に、 パイパスライン６基内に配置しである手動または自動調整による噴射装置バイパ ス弁６ダを開き、燃料がバイパスライン６乙からポンプ二の吸込側ｎへと通るよ うにする。このようにして、パイパスライン１番を通る燃料の流れは回路１０の 温度を維持する。

試験に先立ち、試験噴射装置／コがら空気をパージするのが有利である。急速遮 断弁６コを開いてバイパス弁評を閉めると、燃料が試験噴射装置ｌコに入る。手 動または自動的に空気抜き弁りＯを開くと、空気抜きライン６ｇを通って燃料、 空気混合物がリザーバ！ｊ内へ流入する。空気をパージするために用いた燃料は ポンプ−の吸込側コではなくリザーバ！Ｓへ戻される。なぜならば、試験噴射装 置ｌコから除去された空気が回路ｌＯ内の燃料内に混入または溶解しており、除 去しなければならないためである。いったん空気抜きを完了したら、空気抜き弁 ７０を閉める。

その後で試験噴射装置／コを通して燃料を循環させ、試験を開始する。

産業上の利用可能性 上記の回路１０を操作して、ディーゼル噴射ポンプのような燃料噴射装置１２を 試験するためには、ポンプｎから燃料を例えばＬ６２　Ｉｔ／ｊ　（８０Ｐ８Ｉ Ｇ　）で吐出させる。脱気のために適切に再循環させるよう、ポンプ−は約９０ −の過剰容量がなければならない。

ポンプ−から吐出した燃料は、冷却器３０と混合弁３コとの複合効果により、例 えば７２″Ｆ（２２，２℃）の一定温度に安定させられる。この温度は試験環境 の周囲温度とは！等しく、入念な絶縁の必要がない点で有利である。

９０％過剰容量の燃料は、Ａ点においてポンプ−の周りの再循環ループに入る。

再循環ラインＪｌＩ内においては、＆６２　ｈ／ｃｊ　（８０Ｐ８ＩＧ　）に設 定されている調圧弁３６がＡ点の圧力をほぼ前記設定圧力に維持するよう絞られ る。調圧弁３６を通過する燃料が第１脱気装置３にへ入ると、同伴空気は空気孔 ３デを通して燃料から一掃される。その後、同伴空気のなくなった燃料がポンプ −の吸込側コへ再流入する。

ポンプｎを再循環しない残りの燃料が、噴射装置／２によって要求される量の燃 料である。微粒物を除去するための粒度フィルタ卯を通過した燃料は流量測定ス テーシヨンｔＩ２を流れる。流量測定ステーション弘コには、予めそれ自体較正 した流量計鉾が設けてあり、これがそこを通過する燃料の流量を正確に測定する 。

燃料は流量計件から調圧弁りθを通って進むが、この調圧弁１０が、燃料（すな わち噴射装置ｌコへ供給される燃料）の下流圧を、例えば２−４６Ｋｆ／ｊ　（ ３５Ｐ８ＩＧ　）の圧力に調圧する。その後、燃料は脈動減衰器具に入り、ここ で噴射装置からの圧力脈動が減衰させられる。この燃料はセレクタ弁クコを通過 して更に噴射装置ｌコ、噴射導管１６、およびギヤラリＸへと通流する。

燃料がギヤラリに内へ瞬間的に噴射されて、これが大きな正負の圧力振動をひき 起こす。アキュムレータ７６と出ロオリフイスタ（との共同作用が、流速と圧力 波を緩和させる。燃料は本質的にポンプ入口圧力で第２脱気装置Ｓ１に入り、こ こで、収集器ギヤラリＪに入る負圧諌により同伴空気あわに転換させられた高圧 噴射燃料内の溶解空気が収集されて除去される。第２脱気装置見を出た燃料はポ ンプｎの吸込側コヘ戻されて、密閉ループ回路ＩＯが完成される。

レベル調整されたリザーバＨがポンプ−の吸込側コの上方に位置してポンプｎの 吸込側ｎと連絡しており、ポンプ−のための吸込側へ補給燃料を供給し、かつポ ンプ−のための吸込ヘッドとなっている。

噴射装置ｌコの漏洩試験するには、第３モジユールクコＣ（ｓｏ　Ｐ８ＩＧ　） の燃料を高圧ライン７ダを通して噴射装置／２へ通させるようセレクタ弁７コを 位置させるＯ漏洩試験中は操作していない噴射装置／コが与圧されているとき、 セレクタ弁７コは第２モジユール７２ｂが噴射装置ｌコを孤立させるような位置 にさせられる。セレクタ弁クコをこのようにしておくと、回路ｉｏ内の燃料はす べて第１鋭気装置３ｇを通して再循環させられる。与圧された噴射装置ｌコを孤 立させると、圧力計襠によって圧力低下を測定できるが、この圧力針具は過剰漏 洩を発見する。

検査すべき噴射装置ｌコを取換えるには、弁６コを閉めて、バイパス弁４４１を 開ける。交換が行われている間に、燃料は回路ＩＯを通して絶えず循環させられ て一定の回路温度を維持する。このために、弁赫は噴射装置１２の入口ｌ参に対 しできるだけ接近させておかなければならない。次に、継手１７のところの噴射 導管／ｉ入口／４’および空気抜きライン６ｔを取外して噴射装置／２が交換で きるようにする。

噴射導管／＆、入ロア４ｍおよび空気抜きライン６ｇを再接続させると同時に、 弁６コを開いてバイパス弁評を閉める。その後、空気抜き弁７θを開くと同時に 、噴射装置ｌコに入る燃料は閉じ込められた空気を一掃して、燃料と共にリザー バａｔへ運ぶ、パージ後に噴射装置１２は試験の用意が整う。

回路１０の配管は、全ての空気あわが第１または第２脱気装置の何れかで最終的 に処置されるよう浮遊状で運ばれるような寸法にするのが有利であることがわか った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料リザーバ（ｐｒｙ））と、該リザーバ（３ｔ）と連絡する吸込側（コ） および燃料を噴射装置（ｌコ）へ供給する吐出側（誹）を有するポンプ（２２） と、噴射装置（ｌコ）へ供給される燃料の流量を測定するための装置（件）と噴 射装置（／４への供給燃料の圧力を調整するための装置（１０）とを有する燃料 噴射装置（ｚ２．２Ｄ）を試験するための燃料供給流量測定回路（１０）におい て、 燃料から同伴空気を除去するための第１および第２鋭気装置（、ｙｒ　、　ｔａ ）を含み、前記第１脱気装置（３ｔ）がポンプ（＝）と噴射装置（ｌコ）との間 に位置し、前記第２脱気装置（タロ）が前記噴射装置（ｌコ）の下流で回路（ｌ Ｏ）内に位置して前記燃料噴射装置（ｌコ、　２）を出る燃料から同伴空気を除 去することを特徴とする燃料供給流量測定回路。 １　請求の範囲第１項記載の回路（１０）において、ポンプ（＝）吐出側（Ｊ） からポンプ吸込側（コ）へ燃料を再循環させるため、前記吐出側（コ）と前記吸 込側（財）とを連結するライン（、ｙｐ）を更に含み、前記第１脱気装置（コ） が前記ライン（評）内に介在させである回路。 λ　請求の範囲第１項記載の回路（１０）において、燃料温度を調整するための 装置（ＳＯ、Ｕ）を更に含み、前記温度調整装置（３０、３コ）がぎンプ（−） 吐出側（薯）に位置させである回路。 ４、　請求の範囲第３項記載の回路（ｉｏ）において、前記温度調整装置（、ｙ Ｏ，，７コ）が、ポンプ（＝）吐出側（評）から得る一定量の燃料を分離して冷 却（３０）シ、かつ冷却した燃料（３コ）を残りの供給燃料と混合するための装 置を含む回路。 Ｓ　請求の範囲第１項記載の回路（１０）において、更に前記流量測定装置（件 ）の較正を可能にする安めの装置←めを含む回路。 ６、　請求の範囲第１項記載の回路（１０）において、更に噴射装置（ｌコ）に より発生させられた燃料の脈動を減衰させるための装置（ｔｉ）を含む回路。 ７、燃料リザーｆｉ　（ｒｒ）と、該リザーバ（１ｇ）と連絡していて回路（ｉ ｏ）全体を通して燃料を循環させるポンプ（＝）゛と、噴射装置（ｌコ）に供給 される燃料の流量を測定するための流量計（杯）と、噴射装置（ｌコ）への供給 燃料の圧力を調整するための装置（ｋｏ）とを有する燃料噴射装置（／コ）試験 するための燃料供給流量測定回路（１０）において、 噴射装置（１２）の出力特性を試験するための試験装置（ｉｔ）と、 該試験装置（／Ｓ）を噴射装置（ｌコ）へ連結したり切離したりするための装置 （１７）と、 前記試験装置（１ｇ）から出る燃料を収集するための装置、（Ｘ）と、 同伴空気を除去するために前記ポンプ（＝）の吐出側（ユリと連絡している第１ 脱気装置（３ｇ）と、前記収集装置（Ｊ）によって吐出された燃料を脱気する第 ２鋭気装置け６）と、 を含むことを特徴とする回路。 ８、　請求の範囲第７項記載の回路（ｌＯ）において、前記収集装置（２Ｄ）が ギヤラリ（〃）である回路。 ９、請求の範囲第７項記載の回路（１０）において、この回路が更に、燃料の温 度を調整するための装置（３ｏ　−、，７コ）を含む回路。 １０、請求の範囲第７項記載の回路（１０）において、この回路が更に、前記噴 射装置（／コ）をバイパスさせるための装置（評、６６）を含む回路。 ＩＬ　請求の範囲第７項記載の回路（７０）において、この回路が更に、噴射装 置（ｌコ）から空気をパージするための装置（ｕ　、　７０）を含む回路。 １２−　請求の範囲第７項記載の回路（１０）において、この回路が更に、流量 計（４＃）を隔離させるための装置（ｌＩｙ）と、燃料計を較正するために前記 流量計（杯）に燃料を通過させるための装置（何）を含む回路。 １３、請求の範囲第７項記載の回路（１０）において、前記ポンプ（＝）の吸込 側（コ）へ燃料を再循環させる再循環フィン（評）を含み、かつ前記第１鋭気装 置（ｙｔ）が再循環ライン（評）内に介在させである回路。 １４、請求の範囲第１３項記載の回路（１０）において、前記第１鋭気装置（３ ｇ）の上流で、前記再循環ライン（評）内に調圧弁（３６）が配置しである回路 。 ｌシ　請求の範囲第７項記載の回路（ｌｏ）において、前記回路（／θ）が燃料 の流れを充分な速度に維持して、前記回路（ｌＯ）内の空気あわを前記第１また は前記第２脱気装置（ｓｒ　、　ｔ＋）へ向けて一掃するようになっている回路 。 １６、請求の範囲第７項記載の回路（１０）において、この回路が更に、噴射装 置（／２）を予め与圧しかつ隔離して、前記噴射装置（１２）の漏洩試験するた めの装置（７ユ、７ダ）を含む回路。 １７、請求の範囲第１６項記載の回路（１０）において、前記与圧兼隔離装置が 、セレクタ弁（７コ）およびポンプの吐出側（メ）と連絡している圧力ライン（ γ亭）を含む回路。