JPS59108859A

JPS59108859A - デイ−ゼルエンジンの燃料加熱装置

Info

Publication number: JPS59108859A
Application number: JP57217686A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takeuchi; 武内　公一; Masaji Kato; 雅二加藤
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1984-06-23

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】この発明はディーゼルエンジンの燃料加熱装置に関し、
特に自動車等に搭載されるディーゼルエンジンの燃料に
低温時にワックスが析出するのを防ぐだめの燃料加熱装
置に関する。

従来、ディーゼルエンジンにおいては、第１図に示すよ
うに燃料タンク１からフィードポンプ２により吸い上げ
られた燃料Ｆは、燃料フィルタ６を経て燃料噴射ポンプ
４に供給され、燃料噴射ノズル５から各燃焼室に噴射さ
れる。６は余分な燃料を燃料タンク１に戻すリターンパ
イプである。

ところで、寒冷地等では気温が低い時に燃料内にワック
スが析出し、これが燃料フィルタ３に付着するとフィル
タが目詰りを起こして燃料の供給がスムーズに行なえな
くなるので、第２図に示すように燃料フィルタ６内にヒ
ータ７を設けて燃料を加熱することが行なわれている。

このヒータ７をスイッチ４３によりオン・オフして制御
する従来のディーゼルエンジンの燃料加熱装置は、燃料
フィルタ内等の燃料流路に取り付けたセンサ８により燃
料の温度を検出し、これをコントローラ９の内部で設定
温度と比較し、設定温度より低い場合にはスイッチ４３
をオンしてヒータ７に通電し、高い場合にはスイッチ４
３をオフするようにして制御する方法であった。

しかしながら、燃料中にワックスが析出する温度は、軽
油の種類によって異なり、また、同一種類であっても地
域等によりかなり広い温度範囲にばらつきを持っている
のが現状であるので、一つの設定温度を定めてもワック
スが析出し始める温度（くもシ点）が低い軽油について
は、必要以上に暖めることになり、逆に、くもり点が高
い軽油については不十分な温度上昇となっていずれにし
ても低温時のワックス析出対策としては不十分なもので
あった。

この発明の目的は前記従来のディーゼルエンジンの燃料
加熱装置の有する問題点を解消し、燃料の種類にかかわ
らず低温時に燃料中にワックスの析出が始まるのを検知
して燃料を加熱することができる優れたディーゼルエン
ジンの燃料加熱装置を提供することである。

前記目的のだめ、この発明のディーゼルエンジンの燃料
加熱装置は、燃料フィルタ内に設置したヒータのオン・
オフを、この燃料フィルタの燃料入口側の燃料圧力と燃
料出口側の燃料圧力との圧力差により制御するようにし
たことを特徴としている。

以下図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第３図はこの発明のディーゼルエンジンの燃料加熱装置
の一実施例の構成を示すものである。

この実施例の燃料フィルタ１ｏでは、図示しないフィー
ドポンプから燃料供給パイプ１１内を送られてきた燃料
Ｆは、燃料人口１２から燃料フィルタ１０内に入り、セ
ンタパイプ１３がらフィルタエレメント１４の内側に導
かれる。そして、フィルタエレメント１４にて燃料Ｆ中
のごみ等がろ過されつつ“″これを通過し、フィルタケ
ース１５内をめぐって燃料出口１６から燃料フィルタ１
ｏ外に流出し、再び燃料供給パイプ１７がら燃料噴射ポ
ンプに送られる。この過程で燃料Ｆ中に含まれる水Ｗは
フィルタケース１５の下部に溜まり、燃料出口１６から
は排水されない。１８はこの水Ｗを外部に排出するドレ
イン、１８ａはドレインコック、１９はフィルタボテ−
１１９ａはプライミングポンプである。

以上のように構成された燃料フィルタ１ｏにおいて、こ
の実施例では燃料Ｆを加熱するヒータ２１を、前記セン
タパイプ１３の内部に設けている。そして、ヒータ２１
のリード線のうちの一方はそのｉｔコントローラ２２に
接続するが、他方はセンタパイプ１３の底部１３ａ内に
設けたサーモスイッチ２３を介してコントローラ２２に
接続する。このサーモスイッチ２３は、温度が設定値を
越えると回路を遮断する働きをもっている。さらに、こ
の実施例では燃料フィルタ１０内に水Ｗの溜りすぎを検
知するウォータレベルセンサ２４を設置し、これもコン
トローラ２２に接続している。

そして、この発明では前記ヒータ２１をオン・オフ制御
するために、前記燃料フィルタ１０の燃料人口１２の燃
料圧力Ｐ１と燃料出口１６の燃料圧力Ｐ２との差圧△Ｐ
を検出し、この差圧△Ｐがコン）ｏ−ラ２２に設定した
設定圧Ｐ。を越えたときにはヒータ２１をオン、設定圧
Ｐ。を下まわっているときにはオフするように制御する
。

このために、この実施例では前記差圧△Ｐを検出する差
圧検出装置３０を燃料フィルタ１０のの外部に設けてい
る。この差圧検出装置３０には、そのシリンダ６１内に
中空ピストン３２を設け、このシリンダ６１内を滑らか
に摺動できるようにする。そして、このピストン６１の
中空部３２ａの開口側とシリンダ６１の一方の底壁３１
ａとの間には弱いばね３３を装着して、このピストン６
１が燃料フィルタ１０の正常時の差圧△Ｐｏの影響を受
けないようにしている。さらに、前記中空部３２ａには
筒状の磁石３４を取り付けると共に、ピストン３２が前
記ばね３６を圧縮しながら移動する時にこの磁石３４内
に没入する位置にリードスイッチ３５を設置し、これを
前記コントローラ２２に接続する。

そして、前記ピストン３２のヘッド３２ｂとシリンダ６
１の底壁３１ｂとの間の部屋３６は、連絡管３７を用い
て燃料フィルタ１０の燃料人口１２に接続する燃料供給
パイプ１１に接続し、ピストン３２の中空部３２ａ側の
部屋６８は、連絡管３９を用いて燃料フィルタ１０の燃
料出口１６に接続する燃料供給パイプ１７に連通ずる。

このフィルタ出入口の差圧△Ｐはエンジンの回転の上昇
と圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の圧力変化が比例関係にあるため
、エンジン回転にほとんど影響されない。

なお、前記実施例では差圧検出装置６ｏをピストン３２
とシリンダ６１とで構成したが、差圧検出装置６０の構
成は特に限定されるものではなく、第４図に示すように
シリンダ２９内にダイヤフラム２８を取り付けて、これ
を前記同様にばね２７で付勢すると共に、このダイヤフ
ラム２８には円筒状磁石２６を突設し、その移動方向に
リードスイッチ３５を設置するなど、その構成は種々考
えられる。また、差圧検出装置３ｏは、燃料フィルタ１
０に一体的に組み込んでも良いものである。

第５図は前記のように構成された燃料加熱装置２０の回
路４０を示すものである。コントローラ２２には燃料フ
ィルタ１ｏ内に設置されたヒータ２１とこれに直列に接
続するサーモスイッチ２３、ウォータレベルセンサ２４
と、差圧検出装置３０内に設置されたリードスイッチ６
５が接続しているほか、前記ヒータ２１に電源２５がら
電流を供給するヒータリレー４１、ヒータ２１がオンし
た状態および燃料フィルタ１０内の水Ｗの溜りすぎを表
示するインジケータ４２が接続している。４８はスター
タスイッチである。

以上のように構成されたこの発明のディーゼルエンジン
の燃料加熱装置２０ではスタータスイッチ４６がオンに
なると、ヒータリレー４１がオンになり、燃料フィルタ
１０内のヒータ２１に通電可能となる。ところが、燃料
温度が高い時には、燃料Ｆはスムーズに燃料フィルタ２
１を通過しているので差圧検出装置６ｏによって検出さ
れる差圧△Ｐは正常時の差圧△Ｐｏであり、ピストン６
２の移動はなく、従ってリードスイッチ６５はオフのま
まであるので、コントローラ２２はヒータ２１に通電し
ない。また、燃料フィルタ１゜内に溜る水Ｗが少ない時
にはウォータレベルセンサ２４も導通しないのでインジ
ケータ４２は全く点灯しない。

しかしながら、気温が低くてエンジンもまだ暖まってい
ない時に燃料Ｆ中にワックスが析出し始めると、このワ
ックスが燃料フィルタ１０のフィルタエレメント１４に
付着し、燃料Ｆのフィルタエレメント１４を通過する時
の抵抗が大きくなる。フィードポンプは燃料Ｆを一定量
ずつ送り続けるので、フィルタエレメント１４の目詰り
により燃料フィルタ１０の燃料人口１２側の燃料圧力Ｐ
１が上昇し、逆に、燃料Ｆの流入量の少なくなった燃料
出口１６側の燃料圧力Ｐ２が減少する。従って差圧△Ｐ
は増大し、差圧検出装置３０のピストン６２が第３図の
矢印Ａ方向に移動する。

ピストン３２の移動によ）、リードスイッチ６５の位置
に磁石６４が移動し、その磁力でリードスイッチ６５が
オンする。サーモスイッチ２３は低温時にはオンしてい
るので、リードスイッチ３５０オンによシヒータ２１に
ヒータリレー４１から電流が流れ、燃料フィルタ１０の
センタパイプ１３内の燃料Ｆが加熱される。加熱された
燃料Ｆはフィルタエレメント１４の内側に流出し、これ
を通過するので、フィルタエレメント１４に付着してい
たワックスは加熱された燃料Ｆの熱で再び燃料Ｆ中に溶
解し、フィルタエレメント１４を通過して燃料噴射ポン
プに送られる。この時、コントローラ２２によりインジ
ケータ４２は弱く点灯してヒータ２１の作動中であるこ
とを表示する。

このようにしてフィルタエレメント１４に付着したワッ
クスが溶解すると、燃料Ｆは再びフィルタエレメント１
４をスムーズに通過するようになり、差圧△Ｐが減少し
てピストン６２が元の位置に復帰してヒータ２１への通
電がオフする。ところが、エンジンが暖まっていないう
ちは燃料タンク内のまだ冷たくかつワックスを含んだ燃
料Ｆが燃料フィルタ１０に流れ込むため、再びフィルタ
エレメント１４に目詰りが生じて差圧△Ｐが上昇し、ヒ
ータ２１がオンする。

この発明の燃料加熱装置２０は、以上のような作動を走
行中繰り返すことにより燃料Ｆを燃料フィルタ１０にて
停滞させることなく燃料噴射ポンプに供給する。そして
、燃料系全体の温度がエンジンからの発熱や加熱された
燃料のリターンパイプからの戻りなどによりワックスが
析出しなくなる温度まで上昇すれば以後差圧は上昇しな
くなる。

なお、リードスイッチ６５やコントローラ２２の誤作動
や故障等によりヒータ２１がオンし続ける危険な状態と
なっても、この発明の装置ではヒータ２１に直列に接続
したバイメタル式等のサーモスイッチ２６がヒユーズ同
様に回路をオフするので燃料Ｆの過度の加熱を防ぐとと
ができる。

また、この発明の装置には燃料フィルタ１０内にウォー
タレベルセンサ２４が設けられており、これは燃料フィ
ルタ１０内に水Ｗが溜りすぎて設定レベルを越えるとオ
ンするので、この時にコントローラ２２に前記インジケ
ータ４２を強く点灯させて燃料フィルタ１０のドレイン
から水Ｗを排出せよとの警告を与えることができる。

さらに、以上のようなこの発明の燃料加熱装置はマイク
ロコンピュータを用いて制御することも可能である。

以上説明したように、この発明のディーゼルエンジンの
燃料加熱装置は、ディーゼルエンジン用燃料である軽油
の寒冷時のワックス析出による走行性能の悪化を防ぐた
めに、燃料フィルタの燃料入口側と出口側の燃料圧力の
差圧を検出して燃料フィルタに内蔵したヒータのオン・
オフ制御を行なうようにしたことにより、軽油のくもり
点のばらつきに関係なくフィルタの閉塞度合を絶対値と
して知ることができるため、くもり点の低い燃料の時の
暖め過ぎおよびくもり点の高い燃料の時の暖め不足によ
る走行中のトラブル（エンジンストップや走行性能悪化
）を完全になくすことができるという効果がある。

また、ポジスタ等の温度センサを用いた温度センサ回路
に比べて温度−電圧値変換回路等が不要になるのでコン
トローラの小型化およびコストダウンが図れるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はディーゼルエンジンの燃料系路を示す説明図、
第２図は燃料フィルタ内にヒータを組込んだ従来の燃料
加熱装置の要部構成を示す説明図、第３図はこの発明の
ディーゼルエンジンの燃料加熱装置の一実施例を示す燃
料フィルタ部分の断面図、第４図は第３図の差圧検出装
置の他の実施例の断面図、第５図はこの発明の装置の回
路構成図である。１０・・・燃料フィルタ、１２・・・燃料入口、１６・
・・センタパイプ、１４・・・フィルタエレメント、１
６・・・燃料出口、２０・・・燃料加熱装置、２１・・
・ヒータ、２２・・・コントローラ、２６・・・サーモ
スイッｆ、−２４・・・ウォータレベルセンサ、３０・
・・差圧検出装置、６２・・・ピストン、３４・・・磁
石、３５・・・リードスイッチ、４１・・−ヒータリレ
ー、４２・・・インジケータ。代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　賢　照弁理士　斎　下　和　彦

Claims

【特許請求の範囲】

ディーゼルエンジンの燃料フィルタにヒータを内蔵させ
ると共に、燃料フィルタの燃料入口側の燃料圧力と燃料
出口側の燃料圧力との圧力差を検出する差圧検出装置を
設け、この差圧検出装置よりの検出差圧が設定値を越え
た時のみ前記ヒータに通電するように構成してなるディ
ーゼルエンジンの燃料加熱装置。