JP2002339832A - ジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構 - Google Patents
ジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構Info
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Abstract
の燃料のリークを防止する。 【解決手段】 高圧燃料ポンプ6と燃料噴射装置3との
間に余剰のジメチルエーテルを燃料タンク2に戻す燃料
戻し流路8を接続し、高圧燃料ポンプ6と燃料噴射装置
3との間にその内部のジメチルエーテルの温度を検出す
る温度センサ23を設け、燃料戻し流路8に燃料噴射装
置3内の圧力を制御する制御弁24を設け、この制御弁
24に温度センサ23により検出された温度より燃料噴
射装置3内のジメチルエーテルに気泡が発生しない圧力
を算出すると共に制御弁24を開けて燃料噴射装置3内
の圧力を算出された圧力にまで低下させるコントロール
ユニット25を接続した。
Description
送されたジメチルエーテルを高圧燃料ポンプにて所定の
圧力に高めて燃料噴射装置が接続されたコモンレールに
送るジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構に係り、
特に、エンジン停止後の燃料噴射装置から燃焼室への燃
料のリークを防止できるジメチルエーテルエンジンの燃
料制御機構に関するものである。
制御機構は、図5に示すように、燃料タンク51内に、
ジメチルエーテル燃料供給用の電動の圧送ポンプ52が
設けられており、燃料パイプ53を介して、高圧燃料ポ
ンプ54にジメチルエーテルを送るようになっている。
この高圧燃料ポンプ54は、燃料噴射装置55が複数接
続されたコモンレール56に接続されており、ここでジ
メチルエーテルをエンジン内に噴射するのに適した所定
の圧力に高めてコモンレール56に送るようになってい
る。
タンク51内に戻す燃料戻し流路57が接続されてい
る。この燃料戻し流路57には、高圧燃料ポンプ54の
ポンプ隙間部よりリークした燃料を燃料タンク51内に
戻す燃料戻し流路58が接続されている。燃料戻し流路
57には圧力調整弁59が設けられており、コモンレー
ル56内の圧力を燃料噴射に必要な圧力に調整するよう
になっている。
気式であったり、或いは両方を併用したものが使用され
ている。機械式の圧力調整弁59の場合、コモンレール
56内の圧力がエンジンに求められる燃料噴射圧力とな
る所定の圧力になるように調整されている。電気式の圧
力調整弁59の場合は、コントロールユニットからの信
号により、コモンレール56内の圧力がエンジンの最適
となる圧力になるように調整されている。
止の際には、エンジンキーからのエンジン停止信号より
コントロールユニットにてエンジン停止を判断し、燃料
噴射装置55等の停止を行う。
ルエンジンの燃料制御機構では、エンジン停止時に、コ
モンレール56内に燃料噴射圧力が残っている場合、燃
料噴射装置55の噴射ノズル近辺の残留燃料がエンジン
の余熱で加熱されて、燃焼室内にリークしてしまうこと
があった。これは、ジメチルエーテルが加熱されて膨張
して燃料噴射装置55内の圧力が上昇するのと、ジメチ
ルエーテルが軽油と比較して粘性が低いため、燃料噴射
装置55のノズルシート部からリークするためである。
このように、残留燃料が燃焼室内にリークすると、エン
ジン再始動時に、異常燃焼を起こしたり、エンジンを破
損してしまう場合があるといった問題があった。
出されたものであり、その目的は、エンジン停止後の燃
料噴射装置から燃焼室への燃料のリークを防止できるジ
メチルエーテルエンジンの燃料制御機構を提供すること
にある。
本発明は、燃料タンクから圧送されたジメチルエーテル
を高圧燃料ポンプにて所定の圧力に高めて燃料噴射装置
が接続されたコモンレールに送るジメチルエーテルエン
ジンの燃料制御機構において、上記高圧燃料ポンプと上
記燃料噴射装置との間に余剰のジメチルエーテルを上記
燃料タンクに戻す燃料戻し流路を接続し、上記高圧燃料
ポンプと上記燃料噴射装置との間にその内部のジメチル
エーテルの温度を検出する温度センサを設け、上記燃料
戻し流路に上記燃料噴射装置内の圧力を制御する制御弁
を設け、この制御弁に上記温度センサにより検出された
温度より上記燃料噴射装置内のジメチルエーテルに気泡
が発生しない圧力を算出すると共に制御弁を開けて上記
燃料噴射装置内の圧力を算出された圧力にまで低下させ
るコントロールユニットを接続したものである。
噴射装置との間のジメチルエーテルの温度から、コント
ロールユニットによって燃料噴射装置内のジメチルエー
テルに気泡が発生しない圧力を算出すると共に、制御弁
を開閉させて燃料噴射装置内の圧力を調節することによ
って、燃料噴射装置の噴射ノズル近辺の残留燃料がエン
ジンの余熱で加熱されてその圧力が上昇しても、燃料噴
射装置内の圧力をジメチルエーテルに気泡が発生しない
程度まで下げることができ、エンジン停止後にジメチル
エーテルが燃焼室内にリークするのを防止できる。
ポンプと上記燃料噴射装置との間に配置された上記コモ
ンレールに設けられたものが好ましい。
設けられた圧力調整弁をバイパスして配置されたバイパ
ス流路に設けられたものが好ましい。
れたジメチルエーテルを高圧燃料ポンプにて所定の圧力
に高めて燃料噴射装置が接続されたコモンレールに送る
ジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構において、上
記高圧燃料ポンプと上記燃料噴射装置との間に余剰のジ
メチルエーテルを上記燃料タンクに戻す燃料戻し流路を
接続し、上記燃料戻し流路に上記燃料噴射装置内の圧力
を制御する制御弁を設け、この制御弁にエンジンの温度
やその周囲の温度等の環境条件より上記燃料噴射装置内
のジメチルエーテルに気泡が発生しない圧力を算出する
と共に制御弁を開けて上記燃料噴射装置内の圧力を算出
された圧力にまで低下させるコントロールユニットを接
続したものでもよい。
図面に従って説明する。
ジンの燃料制御機構の好適な実施の形態を示した構成
図、図2は本発明に係るジメチルエーテルエンジンの燃
料制御機構の作動を示したフローチャート、図3はジメ
チルエーテルの蒸気圧線図、図4は燃料噴射装置を示し
た断面図である。
料制御機構の構成を説明する。
メチルエーテル(DME)燃料を溜める燃料タンク2
と、エンジンの燃焼室(図示せず)に設けられた複数の
燃料噴射装置3とを備えている。燃料タンク2と燃料噴
射装置3間には、ジメチルエーテルを供給するための燃
料供給流路4が接続されている。燃料タンク2内には、
ジメチルエーテルの圧力を飽和蒸気圧以上に高めて燃料
噴射装置3側に送るための圧送ポンプ5が設けられてい
る。
送されたジメチルエーテルをエンジン内で噴射するのに
適した所定の圧力に高める高圧燃料ポンプ6が設けられ
ている。燃料供給流路4の下流側には、コモンレール7
が設けられており、このコモンレール7を介して、燃料
噴射装置3にジメチルエーテルを供給するようになって
いる。
ンク2に戻す燃料戻し流路8が接続されている。この燃
料戻し流路8の途中には、高圧燃料ポンプ6のポンプ隙
間部からリークした燃料を燃料タンク2に戻す燃料戻し
流路9が接続されている。燃料戻し流路8には、高圧燃
料ポンプ6で昇圧されたジメチルエーテルを所定の圧力
に保持する機械式の圧力調整弁11が設けられている。
料遮断弁をそれぞれ示す。
ズルの針弁18を電磁コイル22によって直接引き上げ
るタイプとなっている。図4に示すように、燃料噴射装
置3は、噴射孔17を開閉する針弁18と、この針弁1
8を噴射孔17の閉方向(下側)に付勢するスプリング
19と、針弁18と一体化された可動子21を噴射孔1
7の開方向(上側)に移動させる電磁コイル22とを有
している。
の下端に噴射孔17を有するチップホルダ27が設けら
れている。このチップホルダ27は円筒状に形成されて
おり、その内部に、針弁18を収容するようになってい
る。針弁18の上部には、可動子21と針弁18とを一
体的に接続するためのロッド28が設けられている。チ
ップホルダ27には、針弁18の上部で、内周面が拡径
して形成された油溜まり31が設けられている。チップ
ホルダ27の上部には、チップホルダ27を押さえる押
さえ部材30が設けられており、その押さえ部材30に
は燃料流路が形成されている。チップホルダ27には、
燃料流路29から油溜まり31に繋がる燃料流路32が
形成されている。
溜まり31内の燃料はチップホルダ27の内周面と針弁
18との隙間を流れて、噴射孔17側へと供給される。
噴射孔17の上部には、噴射孔17の開閉を行うべく、
針弁18の下端面と密着するシート部33が設けられて
いる。針弁18の下降時には、針弁18がシート部33
と密着して、噴射孔17を塞いで閉じるようになってい
る。
は、下部が縮径しており、その周囲に空洞部34が形成
されている。可動子21は、その上方に設けられた燃料
受入パイプ35から延出された固定鉄心部36に接続さ
れている。固定鉄心部36は筒状部材からなり、その内
部に燃料が流れる燃料流路37が形成されている。
上述のスプリング19が設けられている。このスプリン
グ19は、噴射孔17の閉鎖時に、針弁18を噴射孔1
7のシート部33に押圧する役目を有している。
の燃料を、空洞部34に流すための燃料流路38が形成
されている。空洞部34は、その下部の空洞部29に繋
がっており、燃料を油溜まり31に供給するようになっ
ている。
と、その電磁力を発生させるコア39が設けられてい
る。コア39は、筒状に形成され、燃料流路37を囲繞
して配置されており、その外周部に、電磁コイル22が
配置されている。
0,空洞部34、可動子21及び電磁コイル22の外周
部は、燃料噴射装置の外殻を構成するボス部41で覆わ
れている。
から延びる燃料パイプを接続するための接続ノズル43
が取り付けられている。
プ6と燃料噴射装置3との間にその内部のジメチルエー
テルの温度を検出する温度センサ23を設け、燃料戻し
流路8に燃料噴射装置3内の圧力を制御する制御弁24
を設け、この制御弁24に温度センサ23により検出さ
れた温度より燃料噴射装置3内のジメチルエーテルに気
泡が発生しない圧力を算出すると共に制御弁24を開け
て燃料噴射装置3内の圧力を算出された圧力にまで低下
させるコントロールユニット25を接続したことを特徴
とする。
料噴射装置3との間に配置されたコモンレール7に設け
られている。これは、燃料噴射装置3が、ノズルの針弁
18を電磁コイル22によって直接引き上げるタイプと
なっているので、燃料噴射装置3のシート部33とコモ
ンレール7内が繋がっており、各部の温度を実験等にて
相関をとることによって、シート部33の燃料の温度を
算出することが可能であるためである。
装置3のシート部33の近傍に温度センサを設ける場合
よりも、取付の構造が簡単であると共に、温度センサの
信頼性及び耐久性を高めることができる。
検出する圧力センサ26が設けられている。一方、燃料
タンク2には、その内部の燃料圧を検出する圧力センサ
44が設けられている。この圧力センサ26,44及び
温度センサ23は共に、コントロールユニット25に電
気的に接続されている。
られた圧力調整弁11をバイパスして配置されたバイパ
ス流路45が設けられており、制御弁24は、そのバイ
パス流路45に設けられている。
により構成されている。制御弁24は、コントロールユ
ニット25によって、開閉が制御され、その開閉によっ
てコモンレール7内の燃料圧をコントロールするように
なっている。
ンジンの燃料制御機構1の作動と共にその作用を説明す
る。
置に回すと、コントロールユニット25がエンジン停止
信号を受信する(step1)。そして、温度センサ2
3によってコモンレール7内のジメチルエーテルの温度
を検出して、コントロールユニット25で、上記温度よ
り燃料噴射装置3のシート部33内部のジメチルエーテ
ルの温度を算出すると共に、図3に示したジメチルエー
テルの蒸気圧線図を参照して、上記シート部33内部の
温度におけるジメチルエーテルの気化する圧力を算出す
る。そして、その圧力に所定の安全率(圧力値)を加え
て、目標圧力値(図3中、破線にて示す)を設定する。
出される燃料タンク2内の圧力よりも低くならないよう
に設定されるようになっており、燃料タンク2からの燃
料の逆流を防止するようになっている。
圧力センサ26によってコモンレール7内の圧力を検出
する。そして、コモンレール7内の圧力が上記目標圧力
値まで低下したところ(step3)で、制御弁24を
閉じる(step4)。このように、制御弁24を開い
て、コモンレール7内、すなわち燃料噴射装置3内の燃
料の圧力を制御するので、その圧力を即座に低下させる
ことができ、噴射孔17からの燃料のリークを防止でき
る。
(step5)、エンジン停止動作が終了する。
射装置3との間のコモンレール7内のジメチルエーテル
の温度から、コントロールユニット25によって燃料噴
射装置3内のジメチルエーテルに気泡が発生しない圧力
を算出すると共に、制御弁24を開閉させて燃料噴射装
置3内の圧力を調節することによって、燃料噴射装置3
の噴射ノズル近辺(シート部33)内部の残留燃料がエ
ンジンの余熱で加熱されてその圧力が上昇しても、燃料
噴射装置3内の圧力をジメチルエーテルに気泡が発生し
ない程度まで下げることができ、エンジン停止後にジメ
チルエーテルが燃焼室内にリークするのを防止できる。
これによって、エンジン再始動時の異常燃焼やエンジン
の破損を未然に防ぐことができる。
レール7内の温度を検出して、その温度より目標圧力値
を設定するようになっているが、これに限られるもので
はない。
温度やその周囲の温度、或いは外気温、燃料温度等の環
境条件と燃料噴射装置3内のジメチルエーテル温度との
相関を、実験等により予めとっておき、コントロールユ
ニット25にて、その相関とジメチルエーテルの蒸気圧
線図とを参照して、燃料噴射装置3内のジメチルエーテ
ルに気泡が発生しない所定の圧力を算出し、その圧力に
燃料噴射装置3内の燃料圧を制御するものであっても、
上記と同様の作用を得ることができる。
タンク2内(圧力調整弁11から燃料タンク2間の燃料
戻し流路8であってもよい)の圧力よりも一定圧力高い
所定圧力まで、コモンレール7内の圧力を低下させるよ
うにしてもよい。
ポンプと燃料噴射装置との間のジメチルエーテルの温
度、或いはエンジンの温度やその周囲の温度等の環境条
件から、コントロールユニットによって燃料噴射装置内
のジメチルエーテルに気泡が発生しない圧力を算出する
と共に、制御弁を開閉させて燃料噴射装置内の圧力を調
節することによって、燃料噴射装置の噴射ノズル近辺の
残留燃料がエンジンの余熱で加熱されてその圧力が上昇
しても、燃料噴射装置内の圧力をジメチルエーテルに気
泡が発生しない程度まで下げることができ、エンジン停
止後にジメチルエーテルが燃焼室内にリークするのを防
止できるという優れた効果を発揮する。
制御機構の好適な実施の形態を示した構成図である。
制御機構の作動を示したフローチャートである。
構を示した構成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 燃料タンクから圧送されたジメチルエー
テルを高圧燃料ポンプにて所定の圧力に高めて燃料噴射
装置が接続されたコモンレールに送るジメチルエーテル
エンジンの燃料制御機構において、上記高圧燃料ポンプ
と上記燃料噴射装置との間に余剰のジメチルエーテルを
上記燃料タンクに戻す燃料戻し流路を接続し、上記高圧
燃料ポンプと上記燃料噴射装置との間にその内部のジメ
チルエーテルの温度を検出する温度センサを設け、上記
燃料戻し流路に上記燃料噴射装置内の圧力を制御する制
御弁を設け、この制御弁に上記温度センサにより検出さ
れた温度より上記燃料噴射装置内のジメチルエーテルに
気泡が発生しない圧力を算出すると共に制御弁を開けて
上記燃料噴射装置内の圧力を算出された圧力にまで低下
させるコントロールユニットを接続したことを特徴とす
るジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構。 - 【請求項2】 上記温度センサが、上記高圧燃料ポンプ
と上記燃料噴射装置との間に配置された上記コモンレー
ルに設けられた請求項1記載のジメチルエーテルエンジ
ンの燃料制御機構。 - 【請求項3】 上記制御弁が、上記燃料戻し流路に設け
られた圧力調整弁をバイパスして配置されたバイパス流
路に設けられた請求項1又は2いずれかに記載のジメチ
ルエーテルエンジンの燃料制御機構。 - 【請求項4】 燃料タンクから圧送されたジメチルエー
テルを高圧燃料ポンプにて所定の圧力に高めて燃料噴射
装置が接続されたコモンレールに送るジメチルエーテル
エンジンの燃料制御機構において、上記高圧燃料ポンプ
と上記燃料噴射装置との間に余剰のジメチルエーテルを
上記燃料タンクに戻す燃料戻し流路を接続し、上記燃料
戻し流路に上記燃料噴射装置内の圧力を制御する制御弁
を設け、この制御弁にエンジンの温度やその周囲の温度
等の環境条件より上記燃料噴射装置内のジメチルエーテ
ルに気泡が発生しない圧力を算出すると共に制御弁を開
けて上記燃料噴射装置内の圧力を算出された圧力にまで
低下させるコントロールユニットを接続したことを特徴
とするジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001143300A JP3965936B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | ジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001143300A JP3965936B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | ジメチルエーテルエンジンの燃料制御機構 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002339832A true JP2002339832A (ja) | 2002-11-27 |
JP3965936B2 JP3965936B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JP3965936B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004031569A1 (ja) * | 2002-10-02 | 2004-04-15 | Bosch Automotive Systems Corpopation | ディーゼルエンジンの燃料供給装置 |
JP2006170048A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Toyota Motor Corp | 車両の燃料噴射装置 |
JP2010156298A (ja) * | 2008-12-29 | 2010-07-15 | Denso Corp | 燃料供給装置及びそれに用いる高圧ポンプ |
KR101054659B1 (ko) | 2004-12-07 | 2011-08-08 | 현대자동차주식회사 | 엘피아이 연료 시스템의 연료누유 진단장치 및 진단방법 |
CN107304730A (zh) * | 2016-04-25 | 2017-10-31 | 法国大陆汽车公司 | 用于借助于喷射轨的强制冷却限制发动机停止之后的喷射器的燃料泄漏的方法 |
-
2001
- 2001-05-14 JP JP2001143300A patent/JP3965936B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN107304730B (zh) * | 2016-04-25 | 2020-10-23 | 法国大陆汽车公司 | 用于借助于喷射轨的强制冷却限制发动机停止之后的喷射器的燃料泄漏的方法 |
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---|---|
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