JPS6132132Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイーゼル機関等の燃料噴射式内燃機
関の燃料供給装置に関する。

燃料噴射式内燃機関の燃料供給系路は一般に、
燃料タンク内の燃料をセジメンタと称する水分離
装置で水との分離を図つた後、フイルタを介して
噴射ポンプに供給し、該噴射ポンプから噴射ノズ
ルに導いた燃料を機関に噴射供給する一方、噴射
ノズル若しくは噴射ポンプから流出する溢流燃料
を燃料リターン通路を介して燃料タンク内に還流
している。

ところで従来の水分離装置は水位センサを有し
ており、燃料内から分離した水分が溜まつて水位
センサに水位が到達すると、運転者に警報を発し
て注意を喚起する。

これは特に噴射ポンプが分配型燃料噴射ポンプ
等であると、ポンプ内各運動部分の潤滑をポンプ
ハウジング内に導入した燃料で行うものであるた
め、ポンプ内に水が入るとポンプが破損すること
になるからである。（日産自動車(株)：昭和55年４
月発行、サービス周報第418号「ダツトサンブル
ーバード」P.60参照） しかしながらかかる燃料供給装置によると、警
報を発して運転者に注意を促すだけであるから、
運転者が水抜きを怠つた時や、何らかの理由でタ
ンク内に大量に溜まつた水分が一度に水分離装置
内に導入された場合には、ポンプが破損するおそ
れがあつた。そのため、水位が所定以上となつた
時に、自動的に燃料の供給を停止することも考え
られるが、燃料カツトがなされてしまうと、車両
は急激に失速して走行不能になるという不都合が
生じる。

本考案はかかる従来装置の不都合に鑑み、水分
離装置の水位センサが所定の水位を検出した時に
直ちに燃料遮断をすることはせず、水分を含まな
い燃料で満たされている補助タンク内の燃料を使
用して機関を運転可能としたものである。

以下に本考案を図面に示す実施例に基づいて説
明する。

第１図は本考案の燃料供給系の系統図であつ
て、燃料タンク１内の燃料２は燃料供給通路３に
よつて吸引され、水分離装置４において水と分離
された後、燃料フイルタ５により濾過され、噴射
ポンプ６に導入される。噴射ポンプ６は例えば分
配型燃料噴射ポンプである。そして該噴射ポンプ
６によつて計量された燃量は噴射ノズル７に圧送
されこれにより機関の燃焼室に噴射供給される。

噴射ノズル７における噴射にあずからない燃料
及び噴射ポンプ６内の噴射時期調整用等に溢流さ
せる燃料は夫々燃料リターン通路８を介して燃料
タンク１内に還流される。しかしリターン燃料は
直接燃料タンク１内に還流されるのではなく、燃
料タンク１内に配設された補助タンク１０内に燃
料リターン通路８の先端開口を臨設し、該補助タ
ンク１０内に還流する。補助タンク１０は燃料タ
ンク１の底壁から所定高さで上端が開放されてい
る。

ここで前記水分離装置４は第２図に示すよう
に、燃料タンク１からの燃料が導入される燃料入
口１１と燃料フイルタ５へ向けて燃料を排出する
燃料出口１２とを有すると共に、底壁にソレノイ
ドバルブ１３によつて開閉されるドレン通路１４
が接続してある。また水分離装置４の内部にはリ
ードスイツチからなる低レベル水位センサＬと高
レベル水位センサＨとが上下に配設されていて、
これら水位センサＬ・Ｈを内蔵したパイプ１５の
外周を上下摺動可能なフロート１６に磁石１７が
埋設されている。

従つて、該水分離装置４内に導入された燃料は
水との比重差によつて水の上位に層をなして溜ま
ることになり、燃料出口１２からは水分離された
燃料のみが送出され得る。そして分離貯留された
水のレベルが上昇するにつれフロート１６が浮動
して低レベルにまで上昇すると、フロート１６の
磁石がリードバルブを閉成して低レベル水位セン
サＬがオンとなり、また更に水位が上昇して高レ
ベルに達すると高レベル水位センサＨがオンとな
る。これら水位センサＬ・Ｈのオンオフ信号はリ
ード線１８を介して第４図に示す制御回路に印加
される。

また前記燃料フイルタ５の入口部には第３図に
示す通路切換弁２０が装着される。このものは燃
料リターン通路８から分岐された通路１９と水分
離装置４から導かれる燃料供給通路３とのいずれ
か一方を遮断すると同時に他方を燃料フイルタ５
へ通じる燃料供給通路３Ａに連通するソレノイド
バルブで、ソレノイド２１、アーマチユアである
弁体２２及び弁体２２をストツパ２３に押圧付勢
するリターンスプリング２４からなる。弁体２２
はスプールバルブで、ストツパ２３に当接した位
置で水分離装置４からの燃料供給通路３を燃料フ
イルタ５に通じる燃料供給通路３Ａに連通する、
通路２６を有すると共に、ソレノイド２１の通電
励磁によりリターンスプリング２４の弾性力に抗
して図で右端に位置した状態で前記燃料供給通路
３を遮断し、燃料リターン通路８に通じる通路１
９を前記燃料フイルタ５に通じる燃料供給通路３
Ａに連通する環状通路２７を有する。

これら各構成要素の作動制御回路を第４図に示
す。

バツテリ電源３１はメインスイツチ３２、リレ
ースイツチ３３を介して水分離装置４の水抜き用
ソレノイドバルブ１３及び通路切換弁２０のソレ
ノイド２１に接続される。またメインスイツチ３
２は運転席に設けた警報ランプ３４、低レベル水
位センサＬ及びリレーコイル３５Ａと直列結線さ
れかつ同じく運転席に設けた警報ブザー３６及び
高レベル水位センサＨと直列結線される。警報ブ
ザー３６と並列接続したリコーコイル３３Ａは高
レベル水位センサＨの閉成により通電励磁されリ
レースイツチ３３を閉成する。３５はレギユレー
タＬ端子である。またリレースイツチ３３の一側
端子は自己保持用コイル３７及びリレースイツチ
３５Ｂを介して接地され、該自己保持用コイル３
７の励磁によりリレースイツチ３３をオン状態に
保持する。

上記構成の作用を説明する。

通常燃料タンク１内の燃料は水分離装置４、燃
料フイルタ５噴射ポンプ６へと導かれ噴射ノズル
７から噴射供給される。噴射ノズル７及び噴射ポ
ンプ６の溢流燃料は燃料リターン通路８を介して
補助タンク１０内に還流される。このとき補助タ
ンク１０にはその上端開放部を通じて燃料タンク
１内の燃料２が流入すると共に燃料リターン通路
８を介してリターン燃料が導入される。従つて燃
料タンク１内の燃料液面が補助タンク１０の上端
開放部以下に低下しても常時満タン状態を保ち、
運転中は燃料が上端開放部からオーバーフローす
る。また補助タンク１０内の燃料は噴射ポンプ６
及び噴射ノズル７から戻つてきたもので水分を含
まずかつ燃料タンク１の底部に水が貯溜されても
補助タンク１０上の上端開放部が充分高い位置に
あるので補助タンク１０内に水が侵入することが
ない。

経時運転により水分離装置４内に水が溜まり、
その水位が低レベル水位センサＬの位置に達する
と該センサＬがオンとなり警報ランプ３４を点灯
させて運転者にドレン通路１４を手で開いて水抜
きを行うべきことを警告する。

若し水抜きを怠るか或いは燃料タンク１内の水
が一度に多量に導入されると、水位は急昇して高
レベル水位センサＨのレベルに達し、噴射ポンプ
を破壊するか否かの放置できない状態に至る。こ
のとき高レベル水位センサＨはオンとなり、警報
ブザー３６を鳴らすと共にドレン用ソレノイドバ
ルブ１３に通電励磁してドレン通路１４を開弁し
溜まつた水を抜き取る。またこれと同時に通路切
換弁２０のソレノイド２１をも通電励磁し弁体２
２をリターンスプリング２４の弾性力に抗して第
３図で右行させ、水分離装置４から至る燃料供給
通路３を遮断すると共に燃料リターン通路８に接
続する通路１９を燃料フイルタ５に通じる通路３
Ａへ連通させる。従つて補助タンク１０内の水分
を含まない燃料を燃料リターン通路８を介して燃
料フイルタ５内に供給し噴射ポンプ６を介して噴
射ノズル７から機関に該燃料を噴射供給する。こ
の燃料供給量は、補助タンク１０の上端開放口が
燃料タンク１内の燃料液面上にある場合は、満タ
ンの補助タンク１０内燃料、例えば１となり、
前記上端開放口が燃料タンク１内の液面下にある
場合は、補助タンク１０容量に、燃料液面と補助
タンク１０上端開放口との間の燃料タンク内燃料
量を加算した値となり、通常の乗用車では少くと
も約20Km程度は走行可能となる。この間適当なス
タンドを見つけて停車し水分離装置４の水抜きを
行うと共に燃料補充を行うことができる。

一方、ドレン用ソレノイドバルブ１３によつて
水抜きされるから水分離装置４内の水位が下り始
め高レベル水位センサＨがオフとなるが、低レベ
ル水位センサＬがオンのためリレースイツチ３５
がオンとなつており、またそれ以前のリレースイ
ツチ３３のオン状態によつて自己保持用リレーコ
イル３７が励磁されてリレースイツチ３３がオン
状態を維持しているから、前記ソレノイドバルブ
１３は通常励磁されて水抜きを継続する。そして
水位が低レベルになり低レベル水位センサＬがオ
フとなつてはじめてリレースイツチ３５がオフと
なり、自己保持が解除されて、リレースイツチ３
３をオフとするから、ソレノイドバルブ１３がオ
フとなつて前記ドレン作用を停止すると同時に通
路切換弁２０も消磁されて弁体２２がリターンス
プリング２４の弾性力で左行され、通路１９を遮
断して燃料供給通路３を開通し、通常状態に復帰
する。

従つて必ずしも上記の如く手動によつて水抜き
を行わずとも、通路切換弁２０の開閉を繰り返し
行わせしめれば、かなり多量の水が燃料中に混入
していても、噴射ポンプ６への水侵入を防止する
ことができる。

上記実施例において、高及び低レベル水位セン
サＨ，Ｌのオン・オフ作動をコンピユータ等に入
力しその出力信号によつて警報ランプ３４、警報
ブザー３６、ドレン用ソレノイドバルブ１３、通
路切換弁２０のソレノイド２１の作動を制御して
もよいことは勿論である。この場合、前記水位セ
ンサＨ，Ｌのオン・オフを検出するには、例えば
これら水位センサＨ，Ｌを並列接続し、一方の低
レベル水位センサＬには抵抗R₁を直列に入れ
て、これら水位センサＨ，Ｌの並列回路の端子電
圧Ｖを検出すればよい。即ち、水位センサＨ，Ｌ
の並列回路に抵抗R₂を介して定電圧V₀を印加す
れば、低レベル水位センサＬがオンのときは端子
電圧ＶはV₀に対する抵抗R₁，R₂の分圧即ち、Ｖ
＝R₂／R₁＋R₂・V₀となり、高レベル水位センサ
ＨがオンのときはＶ＝０となり、両水位センサ
Ｈ，ＬがオフのときはＶ＝V₀となるから、この
電圧レベルを判別すればよい。この場合水位セン
サとしての端子は２個で足りることとなる。

尚、上記実施例において、運転者に注意を喚起
するため、警報ランプ３４をブザーにしてもよ
い。また前記の如く燃料リターン通路８を介して
機関に燃料を供給することは、噴射ポンププ６で
加熱された燃料を冷やすことなく使用することに
もなるので、燃料温度過昇を防止するため例えば
通路１９にオリフイス４１を設け、噴射ポンプへ
の給油量を制限してリターン燃料使用時の出力を
規制するようにしてもよい。

補助タンク１０内の燃料は正常運転状態にある
限り燃料タンクが空になつても不使用となる死蔵
量となるから、補助タンクの容量はさほど大きく
する必要はない。

また、通路切換弁２０の取付位置は本実施例の
ように燃料フイルタ５に付設する他に、水分離装
置４の下流側燃料供給通路３に介装するようにし
てもよい。

尚、水分離装置内の水位が高レベルに達したと
きに供給燃料を停止しない方法として、補助水分
離装置を従来の水分離装置と並列に配設し、上記
非常時に補助水分離装置を流通すべく切換える方
法、或いは水位が高レベルに達した時に警報を発
した後、時間遅れをもつて燃料を停止する方法等
が考えられる。しかし、これらは最悪時に水がど
の程度水分離装置に流入してくるかによつて噴射
ポンプに水が流入するのを完全に防止できるとは
言えないものである。

以上述べたように本考案によると、従来構造に
簡単な構造の補助タンクと通路切換弁を設けるだ
けで、水分離装置内の水位が許容限度以上になつ
ても一時的に水を含まない補助タンクから燃料を
機関に供給できるので、運転者が水位警報を無視
したり或いは何らかの理由で多量の水が一度に燃
料タンクから送られるようなことがあつても、こ
れを噴射ポンプに送ることなくかつ機関を停止せ
ずに運転を継続でき、走行中の失速による後続車
追突事故等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図本考案に係る燃料供給装置の概略系統
図、第２図は同上に使用される水分離装置の概略
縦断面図、第３図は第１図に使用される通路切換
弁の要部断面図、第４図は本実施例の制御回路図
例である。 １……燃料タンク、３……燃料供給通路、４…
…水分離装置、６……噴射ポンプ、８……燃料リ
ターン通路、１６……フロート、１７……磁石、
１９……通路、２０……通路切換弁、Ｈ……高レ
ベル水位センサ、Ｌ……低レベル水位センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料タンクから水位センサを有する水分離装置
   を介して噴射ポンプに燃料を供給する燃料供給通
   路と、噴射ノズル及び噴射ポンプの少くとも一方
   の溢流燃料を燃料タンクに還流する燃料リターン
   通路と、を備えた燃料供給装置において、前記水
   位センサからの水位検出信号に応じ警報を発する
   手段及び同じく水位検出信号に応じ燃料供給通路
   を遮断して前記燃料リターン通路の燃料を噴射ポ
   ンプに供給する通路切換弁と、を設けたことを特
   徴とする燃料噴射式内燃機関の燃料供給装置。