JP2016537547A - 内燃機関の燃料供給システム - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関の燃料供給システムに関し、低圧燃料ポンプ（１８）と、前記低圧ポンプ（１８）により一つあるいは複数の高圧回路（１６）へとそれを通って燃料が供給される低圧供給回路（３４）であり、前記高圧回路（１６）に燃料を供給するための少なくとも一つの供給接続（３６）を有している低圧供給回路（３４）と、前記低圧供給回路（３４）からの過剰燃料を前記ポンプ戻り回路（５６）の前記圧力調整器（５４）を介して排出し、前記ポンプ戻り回路（５６）が前記燃料タンク（１４）を通過することなしに前記低圧ポンプ（１８）の入口（２０）に流体的に接続されている、圧力調整器（５４）と、を備え、前記圧力調整器（５４）は、供給接続（３６）の下流に配置され、かつ燃料導出回路（６０）が、前記高圧回路に対する前記少なくとも一つの供給接続（３６）の下流でかつ前記圧力調整器（５４）の上流の導出取出し位置（６１）において、前記低圧燃料供給回路（３４）に対し流体的に接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は内燃機関の燃料供給システムに関する。

本発明は、自動車、特にトラック、バス、建設機械といったヘビーデューティ車両、あるいは固定設備の内燃機関に関連して適用できる。

燃料が内燃機関のシリンダ内に噴射される前にいわゆる低圧ポンプによって、最初に加圧され、次いで一つあるいは複数の高圧ポンプによって、高い圧力レベルに加圧される高圧噴射システムを内燃機関が有することは一般的である。そのようなシステムにおいて、低圧ポンプは、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続を有する低圧供給回路に燃料を供給する。

特許文献１は、そのようなシステムを記載している。そのシステムにおいて、低圧ポンプは、組み合わせ弁の形態の圧力調整器によって、その内部の燃料の圧力が調整される燃料ギャラリに燃料を供給する。圧力調整器の出口において、燃料は、戻りラインを介して、燃料タンクを通過することなしに低圧ポンプに戻される。そのようなシステムにおいては、循環しているすべての燃料を系統的にタンクに戻すことなしに、低圧供給回路の内部の燃料の循環割合を高くすることができる。このことは、タンクと低圧ポンプ入口の間に取り付けられているプライマリフィルタに燃料を通過させて循環させる必要性を回避する。特許文献１のシステムにおいては、タンクに通気管路が設けられている。この通気管路は加圧されない。

米国特許出願公開第２００４／０２６１７７２号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２３３９９４号明細書

いくつかの場合、高圧回路は、低圧供給回路の内部に圧力の変化あるいはパルスを生じさせる得るやり方で燃料を吸収する、一つあるいは複数の高圧ポンプを含んでいる。これらの圧力変化あるいはパルスは、マイナスの効果を有し得る。また、循環する燃料がタンクを通過することなしに低圧ポンプに直接戻るという事実により、始動したエンジンにおける燃料の加熱はより速いものになる。しかしながら、一定の作動状態において、低圧供給回路の内部を循環する燃料の温度は、かなり高いものとなり得る。

従って、本発明の目的は、上記したタイプの燃料供給回路を改善することにある。

本発明の目的は、
−燃料供給回路（１２）に流体的に接続されて燃料タンクからの燃料を受け入れる低圧燃料ポンプと、
−その低圧ポンプにより一つあるいは複数の高圧回路へとそれを通って燃料が供給される低圧供給回路であり、高圧回路に燃料を供給するための少なくとも一つの供給接続を有している低圧供給回路と、
−その低圧供給回路に流体的に接続されている入口とポンプ戻り回路に流体的に接続されている出口とを有する圧力調整器であり、低圧供給回路（３４）からの過剰燃料をポンプ戻り回路の圧力調整器を介して排出し、ポンプ戻り回路が燃料タンクを通過することなしに低圧ポンプの入口に流体的に接続されている圧力調整器と、を備え、
圧力調整器が、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続の下流に配置され、かつ燃料導出回路が、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続の下流でかつ圧力調整器の上流の導出取出し位置において、低圧燃料供給回路に流体的に接続されていることを特徴とする、内燃機関の燃料供給システムを提供することにある。

本発明の更なる選択的な特徴によると、以下のうちのいくつかを組み合わせることができる。
−燃料供給システムの通常作動時に、加圧された燃料の定常流れが燃料導出回路内で循環し、導出回路内に維持されている圧力が大気圧より高い、好ましくは少なくとも大気圧より１バール高いので、燃料の循環が保証される。
−低圧燃料供給回路は、異なる高圧ポンプに関連付けられた高圧回路に対する少なくとも二つの供給接続を有することができ、かつ導出取出し位置は、高圧回路に対する少なくとも二つの供給接続の下流に位置する。
−低圧供給回路は、高圧回路からの燃料が低圧燃料供給回路に回収される、高圧回路に対する少なくとも一つの燃料回収接続を含むことができ、かつ圧力調整器は、高圧回路に対する少なくとも一つの回収接続の下流に配置できる。
−燃料導出回路は、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続の下流でかつ高圧回路に対する少なくとも一つの回収接続の下流とし得る導出取出し位置において、低圧燃料供給回路に流体的に接続できる。
−低圧供給回路は、エンジンブロックあるいはエンジンシリンダヘッドに熱的に接続された少なくとも一つのギャラリを含むことができ、かつ導出取出し位置はギャラリの下流に配置される。
−ギャラリは、エンジンブロックに、あるいはエンジンシリンダヘッドに形成できる。
−燃料導出回路は、導出流れリミッタを有することができる。導出流れリミッタは、導出取出し位置から少し離して、例えば導出取出し位置から少なくとも５０センチメートル離して配置できる。導出流れリミッタの上流の導出回路内の燃料の圧力は、大気圧を上回るものとすることができる。それは、大気圧より１〜１０バール高い範囲、好ましくは大気圧より１〜５バール高いオーダーとすることができる。
−燃料導出回路は、燃料を燃料タンクに導くことができる。
−燃料システムは、少なくとも一つのフィルタとフィルタ加熱回路を備えることができ、かつ燃料導出回路はフィルタ加熱回路に燃料を導くことができる。
−燃料導出回路は、燃料タンク、及びフィルタ加熱回路の両方に燃料を導くことができる。
−燃料導出回路は、タンク戻り流れリミッタを含むことができ、かつフィルタ加熱回路は、タンク戻り流れリミッタの上流で燃料導出回路に流体的に接続できる。
−フィルタ加熱回路は、加熱回路流れリミッタを有することができる。
−燃料導出回路は、燃料導出回路から低圧供給回路に戻る流体流れを防止するための逆止弁を有することができる。
−逆止弁は、燃料導出回路内の流れリミッタの上流に配置できる。
−フィルタ加熱回路は、燃料導出回路から低圧供給回路に戻る流体流れを防止するための逆止弁の下流で、燃料導出回路に流体的に接続できる。
−フィルタ加熱回路からの燃料は、フィルタを通って循環できる。
−フィルタ加熱回路からの燃料は、フィルタの近傍で循環できる。
−フィルタは、低圧ポンプの上流で燃料供給回路内に配置されたプライマリフィルタとすることができる。
−燃料システムは、燃料を低圧ポンプに供給するための、燃料供給回路内の燃料供給ポンプを備えることができる。

本発明の目的は、上記した特徴のうちのいずれかを含む燃料供給システムを備える内燃機関構造を提供することにある。

本発明の目的は、上記した特徴のうちのいずれかを含む内燃機関構造を備えた車両を提供することにある。

本発明の更なる利点および有利な特徴は、以下の説明および従属クレームに開示されている。

添付図面を参照することによって、実施例に引用された本発明の詳細な形態がより明らかになる。

図１は、本発明の燃料供給システムの一実施形態の図式的な表示である。 図２は、本発明の燃料供給システムの他の実施形態の図式的な表示である。 図３は、本発明の燃料供給システムの他の実施形態の図式的な表示である。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料供給システム１０が示されている。

この燃料供給システム１０は、内燃機関（図示せず）、例えばマルチシリンダ、４ストロークピストンのディーゼルエンジンに燃料を供給することが意図されている。燃料供給システム１０は、燃料タンク１４からの燃料を燃料システムに供給できる燃料供給回路１２に流体的に接続されることが意図されている。また、燃料供給システム１０は、一つあるいは複数の高圧回路１６に流体的に接続されて、それらの高圧回路に燃料を供給することが意図されている。従って、図示される実施形態において、この燃料供給システム１０は、内燃機関に直接的に燃料を供給しないが一つあるいは複数の高圧ポンプを含む一つあるいは複数の高圧回路に燃料を供給する、いわゆる低圧燃料供給システムである。

図から判るように、この燃料供給システムは、低圧ポンプと呼ぶことができるとともに、少なくとも一つの燃料入口ポート２０及び少なくとも一つの燃料出口ポート２２を有するポンプ１８を備えている。このポンプ１８は内燃機関によって、機械的に駆動することができ、あるいは、例えば電気モータによって、駆動できる。ポンプ１８は、そのような装置において、低圧燃料ポンプとして一般的に用いられる、例えばギヤポンプといった任意のタイプとすることができる。ポンプ１８は、内燃機関によって、機械的に駆動される場合、エンジン回転数に比例した流量で燃料の流れを供給できる定容量型ポンプとすることができる。このポンプは、その入口ポート２０において、燃料供給回路１２から燃料を受け入れることができる。

燃料供給回路１２は、低圧ポンプ１８によって、タンク１４から燃料が導出される吸入回路とすることができる。図示されない実施形態において、燃料供給回路は、低圧燃料ポンプ１８に燃料を供給するための追加の供給ポンプを有することができる。両方の場合において、燃料供給回路１２は、燃料タンク内に上流端部２４１を具備し得る供給管路２４を有することができる。供給管路２４の下流端部２４２は、出口接続２６１も具備しているプライマリフィルタ組立２６の入口接続に流体的に接続できる。その入口接続と出口接続との間で、プライマリフィルタ組立２６は、燃料を濾過すべくフィルタ２６２を通る燃料の流れを生じさせるように構成されている。フィルタ組立２６は、その最も低い領域に水捕集部分２６３を有する水分離器として作用できる。水捕集部分は、水を放出するための逃がし弁２６４を有することができる。逃し弁は電気的に制御できる。代わりに、逃し弁は手動で制御できる。フィルタ組立の出口接続２６１は、低圧ポンプ１８の入口ポート２０に流体的に接続されて、濾過した燃料を低圧ポンプ１８に供給する。

燃料供給回路１２は、管路２４を通る流れを遮断するための遮断弁２８を有することができる。

燃料供給回路は、燃料が他の装置と熱交換できる熱交換器部分３０を有することもできる。そのような装置は、電子制御装置あるいは電気モータとすることができる。その場合、燃料供給管路内で循環する燃料は、少なくとも一定の作動状態において、電子制御装置あるいは電気モータを冷却するために用いることができる。

燃料供給回路１２は、プライミングポンプユニット３２、例えば手動プライミングポンプユニットを有することができる。

遮断弁２８は、プライマリフィルタ組立２６の上流に配置できる。遮断弁２８は、プライミングポンプユニット３２の上流に配置できる。プライミングポンプユニット３２は、プライマリフィルタ２６２の上流に配置できる。図示の実施形態において、プライミングポンプユニット３２は、燃料供給管路２４の遮断弁２８とプライマリフィルタ組立２６との間に配置されている。

低圧ポンプ１８は、一つあるいは複数の高圧回路１６に燃料を供給するための少なくとも一つの供給接続３６を有する低圧供給回路３４に、加圧した燃料を供給する。従って、燃料は、低圧ポンプ１８により、低圧供給回路３４を介して一つあるいは複数の高圧回路に供給される。

高圧回路は、コモンレール型とし得るアキュムレータ４０に高圧下で燃料を供給する、一つあるいは複数の高圧ポンプ３８を有することができる。加圧した燃料を内燃機関に供給すべく、一つあるいは複数のインジェクタ４２をアキュムレータ４０に接続できる。直接噴射システムの場合、インジェクタ４２は、内燃機関のシリンダの燃焼室内に燃料を直接噴射するように構成できる。システムの通常動作時には、高圧回路１６の燃料の圧力は低圧供給回路３４の圧力より高い。高圧回路１６の燃料の温度は、高圧ポンプ内における追加の圧縮作業により、かつ内燃機関のより高い温度の部分に対する潜在的な露出により、典型的に、低圧供給回路３４における温度より高いものとなる。

図示されない実施形態において、高圧回路は、一つの高圧ポンプが一つのインジェクタに直接結合される、いくつかのインジェクタポンプユニットの形態とすることができる。

本テキストにおいて、回路は、接続されて、その内部での流れ方向に沿った流体の循環を可能とする、パイプ、チューブ、コネクタ等から構成できる。回路は、平列な分岐を含むことができる。

図示する供給システムにおいて、低圧燃料供給回路３４は、異なる高圧ポンプ３８に関連付けられた、高圧回路に対する少なくとも二つの供給接続３６を含んでいる。少なくとも２台のポンプは、同じアキュムレータ４０に対して加圧燃料を並列に供給できる。

高圧回路は、過剰燃料のための一つあるいは複数の放出回路を含むことができる。例えば、アキュムレータ４０の内部の圧力を調整する高圧調整器４６の出口に、一つの放出回路４４を接続できる。他の実例として、放出回路４８は、インジェクタからの戻り燃料を収集すべくインジェクタ４２に接続できる。一つあるいは複数の放出回路４６、４８を低圧供給回路３４に流体的に接続できる。

低圧燃料供給回路は、高圧回路からの燃料を低圧燃料供給回路に回収する、高圧回路に対する少なくとも一つの燃料回収接続５０を有することができる。そのような接続５０は、少なくとも一つの前記放出回路４４、４８に流体的に接続できる。好ましくは、燃料回収接続５０は燃料供給回路における供給接続３６の下流に配置され、その供給接続３６を通って高圧回路に供給される燃料が、ちょうど高圧回路から戻った、従って加熱され得た燃料ではないようになっている。最も好ましくは、全ての燃料回収接続５０は、燃料供給回路の全ての燃料供給接続３６の下流に配置される。一つあるいは複数の放出回路は、低圧供給回路３４の同じ燃料回収接続５０に接続される前に高圧回路に接続できる。

低圧供給回路３４は、エンジンブロックにあるいはエンジンシリンダヘッドに熱的に接続された、少なくとも一つのギャラリ５２を有することができる。作動の際には、ギャラリ５２内で循環する燃料は、エンジンブロックあるいはシリンダヘッドに蓄えられている熱により加熱される。

前記ギャラリ５２は、例えば、エンジンブロックあるいはシリンダヘッドの空洞の形態として、エンジンブロックあるいはエンジンシリンダヘッドに形成できる。代わりに、前記ギャラリは、エンジンブロックあるいはシリンダヘッドと物理的に接触する別の構成部品とすることができる。前記ギャラリは、例えば、エンジンの各シリンダと平行にエンジン全長に沿って延びる空洞とすることができる。

前記少なくとも一つの供給接続３６および／または前記少なくとも一つの回収接続５０は、前記ギャラリ５２に配置できる。図示のように、低圧燃料供給回路がいくつかの燃料供給接続を有する場合、前記いくつかの燃料供給接続３６は前記ギャラリ５２に沿った別個の位置に配置できる。ギャラリ５２は、そこを通って低圧ポンプ１８から燃料を受け入れる入口ポート５２１と、出口ポート５２２を有することができる。高圧回路に対する全ての供給接続及び回収接続は、有利にはギャラリ５２に配置できる。

燃料供給システムは、低圧供給回路３４に流体的に接続されている入口とポンプ戻り回路５６に流体的に接続されている出口とを有する圧力調整器５４を備え、低圧供給回路３４からの過剰燃料はポンプ戻り回路５６における圧力調整器５４を通って排出される。図示のように、ポンプ戻り回路５６は、燃料タンク１４を通過することなしに、低圧ポンプ１８の入口２０に流体的に接続されている。

図示の実施形態において、圧力調整器５４は、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続３６の下流で、かつ高圧回路に対する少なくとも一つの回収接続５０の下流に配置されている。圧力調整器５４は、好ましくは、高圧回路に対する全ての燃料供給接続３６の下流に配置される。圧力調整器は、ギャラリ５２の下流に配置できる。圧力調整器は、ギャラリ５２の出口に直接隣接させることができ、あるいは出口５２２に対して距離を開けつつ、例えば管路によって、流体的に接続できる。

作動の際に、低圧供給調整器５４は、低圧供給回路のうち調整器の上流の部分の燃料圧力を、第１の圧力レベルより高く維持する。図示の実施形態においては、ただ一つの圧力調整器だけが低圧供給回路５４に設けられていて、高圧回路に供給される燃料の圧力は圧力調整器５４により調整される。

しかしながら、図示されない実施形態においては、より高い圧力の設定の中間の圧力調整器を、例えば高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続の下流であって圧力調整器５４の上流に設け、両方の調整器が低圧燃料供給回路３４において、直列となるようにすることができる。

通常の作動時には、調整器５４の出口の燃料の圧力は、低圧燃料供給回路３４の圧力より低い、すなわち第１の圧力レベルより低い。ポンプの吸入効果により、ポンプ戻りライン５６における圧力調整器５４の下流の圧力は、大気圧より低いものとなり得る。

図面において判ることは、プライマリフィルタ組立の出口２６１を、圧力調整器５４の下流であるが低圧ポンプの入口ポート２０の上流において、燃料戻り回路５６に流体的に接続できることである。その場合、低圧ポンプ１８は、供給回路１２を通ってタンクから来る燃料と、圧力調整器５４及び燃料戻り回路５６を通って低圧供給回路３４から直接循環して出て来る燃料との混合物を、その入口において、受け入れる。また、プライマリフィルタ組立２６のガス抜き出口は、ガス抜き弁２６５を有することができるが、低圧ポンプの入口ポート２０の上流で燃料戻り回路５６に流体的に接続することもできる。

圧力調整器５４は、図示の実施形態においては、閉鎖位置に付勢されるとともに、調整器の上流の圧力の作用が調整器の下流の圧力の作用とばねの作用との組み合わせを上回ると開放する、逆止弁として例示されている。圧力調整器は、大気圧より１〜１０バール高いオーダーの、好ましくは大気圧より３〜５バール高いオーダーの第１の圧力レベルに圧力を調整するように設定できる。

低圧供給回路３４は、メインフィルタ組立５８を有することができる。メインフィルタ組立５８は、低圧ポンプ１８の下流、好ましくは高圧回路に対するあらゆる燃料供給接続３６の上流において、低圧燃料供給回路３４に挿入できる。メインフィルタ組立５８は、低圧ポンプ１８の出口２２に接続された入口接続５８１を有することができる。メインフィルタ組立５８は、ギャラリ５２の入口５２１に接続された出力接続５８２を有することができる。その入口接続５８１とその出口接続５８２との間で、メインフィルタ組立５８は、フィルタ５８３を通る燃料の流れを生じさせてその燃料を濾過するように構成されている。図示する実施形態において、メインフィルタ組立の出口５８２は三方自動脱気弁５８４を有しているが、それはこの参照によって、本願明細書に援用される特許文献２に記載されたタイプのものとすることができる。脱気弁５８４は、メインフィルタ組立５８の出口５８２に接続されている入口と、燃料供給回路３４によって、ギャラリ５２の入口に接続されている燃料出口５８５と、特にフィルタ５８３あるいは２６２を交換した後の回路のプライミングにより燃料供給回路内に閉じ込められたあらゆるガスを排気するためのガス抜き管５８８に接続されているガス抜き出口５８７と、を有することができる。

図示するように、燃料導出回路６０は、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続３６の下流で圧力調整器５４の上流の導出取出し位置６１において、低圧燃料供給回路３４に流体的に接続されている。

以下に示すように、燃料導出回路６０は、好ましくは、燃料供給システムの通常動作時に燃料の定常流が導出回路６０内を循環するように設計される。

図１に示す本発明の第１実施形態において、導出回路６０は燃料タンク１４に燃料を導く。

図１に示すように、タンク戻り流れリミッタ６２を導出回路６０に設けることができる。このタンク戻り流れリミッタ６２は、導出回路の下流、好ましくは導出取出し位置１の下流に配置される。好ましくは、タンク戻り流れリミッタ６２は、導出取出し位置のすぐ上流の低圧供給回路の流量の５０％未満、好ましくは２５％未満に導出回路内の流量を制限する。好ましくは、導出回路内の流体の流量は、導出取出し位置のすぐ上流の低圧供給回路の流量の５０％未満である。

しかしながら、ここで理解できることは、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続３６の下流にある導出が、その接続の近くにおいて、低圧供給回路内で循環する燃料の流量に影響を及ぼさないことである。従って、この位置の近くにおいて、最大流量が維持されるので、その供給接続３６における低圧供給回路３４の高い流量のおかげで、低圧電力供給内に生じるいかなる圧力変動も高圧回路による燃料吸収によって、最小化される。

タンク戻り流れリミッタ６２は、導出回路６０における単純な流れ絞り、例えば較正オリフィスとすることができる。しかしながら、それは可変流れリミッタとすることもできる。可変流れリミッタは、導出回路６０を通って燃料タンクに戻る燃料の流量と、燃料タンクを通過することなしに燃料戻り回路５６を通って低圧ポンプ１８の入口２０に直接戻る燃料の流量との比率を制御すべく、制御できる。

タンク流れリミッタ６２の上流における導出回路６０内の燃料の圧力は、圧力調整器５４により調整される圧力に近付けることができる。この圧力は、大気圧を上回っている。それは、大気圧より１〜１０バール高い範囲、好ましくは大気圧より１〜５バール高いオーダーとすることができる。

導出取出し位置６１は、燃料が実質的に最も高い温度である低圧供給回路の部分に対応する。従って、導出回路内の燃料の温度は比較的高い。

図示するように、低圧燃料供給回路３４は、高圧回路に対する複数の供給接続３６、すなわち少なくとも２つのそのような接続を有することができ、それぞれは、例えば異なる高圧ポンプ３８に関連付けられる。その場合、導出取出し位置６１は、好ましくは、上記と同じ理由により、高圧回路に対する少なくとも二つの供給接続３６の下流に配置できる。

更に、燃料導出回路６０は、高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続３６の下流であり、かつ高圧回路に対する少なくとも一つの回収接続５０の下流の導出取出し位置６１において、低圧燃料供給回路３４に流体的に接続できる。したがって、高圧回路内の燃料は普通は低圧供給回路内より高い温度であるので、このことは、導出回路６０内の燃料の温度を更に高める傾向にある。

図示の実施例において、判ることは、導出取出し位置６１を、ギャラリ５２の下流であるが圧力調整器５４の上流に有利に配置できることである。

図示するように、導出回路６０には、導出回路６０から低圧供給回路３４に戻る流体の流れを防止する逆止弁６５を設けることができる。この逆止弁６５は、導出取出し位置６１の近くにおいて、あるいは導出取出し位置６１において、導出回路に設けることができる。

図示するように、ガス抜き管５８８は、ガス抜き管を通って漏れるあらゆる流体を導出回路を介してタンクに戻すべく、導出回路６０に接続できる。好ましくは、ガス抜き管５８８は、このガス抜き管５８８から低圧供給回路に戻る流体の流れを防止するために、逆止弁６５の下流において、導出回路に接続できる。

図２に示されている本発明の第２実施形態は、上記の全ての要素を含んでおり、従って２回は説明しない。

しかしながら、本発明のこの第２実施形態は、それに加えて、フィルタ加熱回路６４を含んでおり、かつ導出回路６０がフィルタ加熱回路６４に燃料を導いている。

より正確には、図２の実施形態において、燃料供給システムは、燃料タンク１４とフィルタ加熱回路６４の両方に燃料を導く導出回路６０を備えている。

フィルタ加熱回路６４は、例えば、燃料に本質的に含まれて低い作動温度で固化するパラフィンによって、フィルタが詰まることを防止するために、フィルタの少なくとも一つに熱を供給できる。図示の実施形態において、フィルタ加熱回路は、プライマリフィルタ組立２６に熱を供給しているが、それに代えてメインフィルタ組立５８に、あるいはその両方に熱を供給できる。導出取出し位置６１のおかけで、燃料加熱回路内で循環する燃料は比較的高い温度であり、もちろん加熱効率を高める。

従って、フィルタ加熱回路６４は、導出回路６０に流体的に接続されるとともに、加熱回路から導出回路６０に戻る流体の流れを防止する付勢逆止弁６６を有することができる。この付勢逆止弁６６は、好ましくは、導出回路６０内の圧力がフィルタ加熱回路６４内の圧力を一定の圧力閾値だけ上回るときに開放して、導出回路６０から加熱回路６４への流体の流れを可能にするようにセットされる。好ましくは、この閾値は０．３〜１バールの間、より好ましくは０．５〜０．８バールの間にセットされる。そのため、システムの通常動作時に、付勢逆止弁６６は絶えず開放することができる。

加熱回路６４は、加熱回路流れリミッタ６８を有することもできる。この加熱回路流れリミッタ６８は、フィルタ加熱回路６４の単純な流れ絞り、例えば較正オリフィスとすることができる。加熱回路流れリミッタ６８は、図２に示すように、付勢逆止弁６６の下流に配置できるが、それに代えて上流に配置することもできる。

図２の実施形態においては、導出回路６０がタンク１４と燃料加熱回路６４の両方に燃料を導いており、かつ導出回路がタンク戻り流れリミッタ６２を有しているが、フィルタ加熱回路６４は、好ましくは、タンク戻り流れリミッタ６２の上流において、導出回路６０に流体的に接続される。それにより、流体加熱回路に入る流体は、流量調整器５４により調整される圧力と略同値の圧力である。タンク戻り流れリミッタ６２及び加熱回路流れリミッタ６８の上流の導出回路６０内の燃料圧力は、圧力調整器５４により調整される圧力に近いものとなり得る。この圧力は大気圧を上回っている。それは、大気圧より１〜１０バール高い範囲、好ましくは大気圧より１〜５バール高いオーダーとすることができる。これは、燃料加熱回路６４内の燃料の安定した流れを確実にする。

導出回路内の燃料が大気圧より高い圧力下にあるという事実は、導出回路の様々なチューニング、逆止弁あるいは接続による如何なる圧力損失にもかかわらず十分な圧力下で供給しつつ、フィルタ加熱回路６４を内燃機関から離して取り付けることを可能にする。言い換えると、図２の実施形態において、導出取出し位置６１から離れてタンク流れリミッタ６２を有することが好ましい。導出取出し位置６１とタンク流れリミッタ６２との間の導出回路６０の長さは、５０センチメートルを上回り、又は好ましくは１メートルを上回るものとすることができる。

図２に示すように、フィルタ加熱回路６４は、導出回路から低圧供給回路に戻る流体の流れを妨げる逆止弁６５の下流において、導出回路６０に流体的に接続できる。

言い換えると、燃料導出回路６０は、導出取出し位置６１の下流の分割位置において、２つの並列な分岐に分けることができ、一方の分岐がフィルタ加熱回路６４を形成し、他方の分岐が燃料を燃料タンク１４に戻す。それぞれの分岐は、流れリミッタ６２、６８を有することができる。

また、燃料加熱回路をプライマリフィルタ組立２６の入口側に流体的に接続し、フィルタ加熱回路６４からの燃料がフィルタ２６２を通って循環するようにし得ることが判る。このことは、低い外部温度によって、凝固したパラフィンによるフィルタの目詰まりを最も効果的に防止できるようにする。その場合、燃料加熱回路６４からの燃料を、燃料タンク１４から燃料供給回路１２を通って直接来る燃料と、燃料フィルタ組立２６内で混合し得ることが判る。好ましくは、混合は、フィルタ２６２の上流で実行される。

代わりに、フィルタ加熱回路からの燃料は、フィルタの近傍で、例えばプライマリフィルタ組立を囲む流れチャンバ内で循環させることができる。その場合、フィルタ加熱回路６４からの燃料は、タンクからフィルタ組立２６に到着する燃料とは必ずしも混合されず、フィルタ加熱回路からの燃料は、そのような場合にフィルタの近傍で循環した後に、例えば燃料タンクに導くことができる。

図示する実施形態において、低圧ポンプ１８は、高圧ポンプ３８から明らかに分離した構成要素であって、共通の部品は無い。しかしながら、本発明は、同一ハウジング内に統合された低圧段及び高圧段を含む、低圧及び高圧のタンデム型ポンプを有する燃料供給回路において、実施できる。そのようなタンデム型ポンプにおいて、低圧段及び高圧段は、一般的に、同一の共通の駆動軸により駆動される。

図３は本発明の別の実施形態を描写しており、図２のそれと比較すると、導出回路６０は、燃料をタンク１４にではなくフィルタ加熱回路だけに導いている。言い換えると、この実施形態において、フィルタ導出回路６０及び燃料加熱回路６４は、専ら燃料加熱回路と称することができる。

導出取出し位置６１と加熱回路流れリミッタ６８との間の導出回路６０の長さは、５０センチメートルを上回り、又は好ましくは１メートルを上回ることができる。導出回路６０内の圧力は、導出回路内における望ましくはないが回避不能な圧力損失にもかかわらず、安定した流れを可能にする。導出回路６０内の燃料の圧力は、流れリミッタ６８の上流において、圧力調整器５４により調整される圧力に近いものとすることができる。この圧力は、大気圧を上回っている。それは、大気圧より１〜１０バール高い範囲、好ましくは大気圧より１〜５バール高いオーダーとすることができる。

図３の実施形態において、燃料をタンク１４に戻すために専用のタンク戻り回路７０を設け得ることが判る。専用のタンク戻り回路７０は、メインフィルタ組立５８に流体的に接続されることが示されており、好ましくはフィルタ５８３の上流でフィルタ組立５８から燃料を取り出す。

専用のタンク戻り回路７０は、圧力逃がし弁７２を回路に有することができる。この圧力逃がし弁７２は、回路７０における弁７２の上流の圧力がある圧力レベルを上回る場合に、燃料がタンク戻り回路だけを通ってタンク１４に流れることを可能にする。圧力逃がし弁７２は、圧力調整器５４により調整される圧力より高い圧力レベルにおいて、開放するように設定できる。専用のタンク戻り回路は、流れリミッタ７４を有することができる。この流れリミッタ７４は、燃料供給回路の圧力逃がし弁７２の下流にセットすることができる。

図３の実施形態においては、脱気弁５８４のガス抜き出口に接続されているガス抜き管５８８を専用のタンク戻り回路７０に接続し、ガス抜き管を通って漏れる如何なる流体もタンク戻り回路７０を介してタンクに戻し得ることが判る。好ましくは、ガス抜き管５８８は、流れリミッタ７４の下流において、タンク戻り回路７０に接続できる。

ここで理解されるべきことは、本発明が上述しかつ図面に例示した実施形態には限定されないことであり、むしろ、添付の請求の範囲の範囲内において、多くの改変及び変更態様をなしうることは当業者が認めるところである。

１０ 燃料供給システム
１２ 供給回路
１２ 燃料供給回路
１４ 燃料タンク
１４ タンク
１６ 高圧回路
１８ 低圧ポンプ
１８ 低圧燃料ポンプ
１８ ポンプ
２０ 入口
２２ 出口
２４ 燃料供給管路
２６ プライマリフィルタ組立
２８ 遮断弁
３０ 熱交換器部分
３２ プライミングポンプユニット
３４ 低圧燃料供給回路
３６ 燃料供給接続
３８ 高圧ポンプ
４０ アキュムレータ
４２ インジェクタ
４４ 放出回路
４６ 放出回路
４６ 高圧調整器
４８ 放出回路
５０ 燃料回収接続
５２ ギャラリ
５４ 圧力調整器
５４ 流量調整器
５６ ポンプ戻り回路
５６ 燃料戻り回路
５８ メインフィルタ組立
６０ 燃料導出回路
６１ 導出取出し位置
６２ リミッタ
６４ 燃料加熱回路
６４ フィルタ加熱回路
６５ 逆止弁
６６ 付勢逆止弁
６８ リミッタ
７０ タンク戻り回路
７２ 圧力逃がし弁
７４ リミッタ
２４１ 上流端部
２４２ 下流端部
２６１ 出口接続
２６２ プライマリフィルタ
２６３ 水捕集部分
２６４ 逃がし弁
２６５ ガス抜き弁
５２１ 入口ポート
５２２ 出口ポート
５８１ 入口接続
５８２ 出口接続
５８３ フィルタ
５８４ 三方自動脱気弁
５８５ 燃料出口
５８７ ガス抜き出口
５８８ ガス抜き管

Claims (22)

1. 内燃機関の燃料供給システムであって、
   −燃料供給回路（１２）に流体的に接続されて 燃料タンク（１４）からの燃料を受け入れる低圧燃料ポンプ（１８）と、
   −前記低圧ポンプ（１８）により一つあるいは複数の高圧回路（１６）へとそれを通って燃料が供給される低圧供給回路（３４）であり、前記高圧回路（１６）に燃料を供給するための少なくとも一つの供給接続（３６）を有している低圧供給回路（３４）と、
   −低圧供給回路（３４）に流体的に接続されている入口とポンプ戻り回路（５６）に流体的に接続されている出口とを有する圧力調整器（５４）であり、前記低圧供給回路（３４）からの過剰燃料を前記ポンプ戻り回路（５６）の前記圧力調整器（５４）を介して排出し、前記ポンプ戻り回路（５６）が前記燃料タンク（１４）を通過することなしに前記低圧ポンプ（１８）の入口（２０）に流体的に接続されている、圧力調整器（５４）と、を備え、
   前記圧力調整器（５４）は、前記高圧回路に対する少なくとも一つの供給接続（３６）の下流に配置され、かつ燃料導出回路（６０）が、前記高圧回路に対する前記少なくとも一つの供給接続（３６）の下流でかつ前記圧力調整器（５４）の上流の導出取出し位置（６１）において、前記低圧燃料供給回路（３４）に対し流体的に接続されていることを特徴とする、燃料供給システム。
2. 前記燃料供給システムの通常作動時に、加圧された燃料の定常流れが前記燃料導出回路（６０）内で循環することを特徴とする、請求項１に記載の燃料供給システム。
3. 前記低圧燃料供給回路（３４）は、異なる高圧ポンプ（３８）に関連付けられている前記高圧回路への少なくとも二つの供給接続（３６）を有しており、かつ前記導出取出し位置（６１）が、前記高圧回路に対する前記少なくとも二つの供給接続（３６）の下流に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料供給システム。
4. 前記低圧供給回路（３４）が、前記高圧回路に対する少なくとも一つの燃料回収接続（５０）を有していて前記高圧回路からの燃料が前記低圧燃料供給回路（３４）に回収され、かつ前記圧力調整器（５４）が、前記高圧回路に対する前記少なくとも一つの回収接続（５０）の下流に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料供給システム。
5. 前記燃料導出回路（６０）が、前記高圧回路に対する前記少なくとも一つの供給接続（３６）の下流でかつ前記高圧回路に対する前記少なくとも一つの回収接続（５０）の下流の導出取出し位置（６１）において、前記低圧燃料供給回路（３４）に流体的に接続されていることを特徴とする、請求項４に記載の燃料供給システム。
6. 前記低圧供給回路（３４）が、エンジンブロックにあるいはエンジンシリンダヘッドに熱的に接続された少なくとも一つのギャラリ（５２）を有しており、かつ前記導出取出し位置（６１）が前記ギャラリ（５２）の下流に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の燃料供給システム。
7. 前記ギャラリ（５２）が、前記エンジンブロックにあるいは前記エンジンシリンダヘッドに形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の燃料供給システム。
8. 前記燃料導出回路（６０）が、導出流れリミッタ（６２、６８）を有していることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の燃料供給システム。
9. 前記燃料導出回路（６０）が前記燃料タンク（６４）に燃料を導くことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の燃料供給システム。
10. 少なくとも一つのフィルタ（２６２、５８３）とフィルタ加熱回路（６４）を備え、前記燃料導出回路（６０）が前記フィルタ加熱回路（６４）に燃料を導くことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の燃料供給システム。
11. 前記燃料導出回路（６０）が、前記燃料タンク（１４）と前記フィルタ加熱回路（６４）の両方に燃料を導くことを特徴とする、請求項９又は１０に記載のものを組み合わせてなる燃料供給システム。
12. 前記燃料導出回路（６０）が、タンク戻り流れリミッタ（６２）を有しており，かつ前記フィルタ加熱回路（６４）が、前記タンク戻り流れリミッタ（６２）の上流で前記燃料導出回路（６０）に流体的に接続されていることを特徴とする、請求項１１に記載の燃料供給システム。
13. 前記フィルタ加熱回路（６４）が、加熱回路流れリミッタ（６８）を有していることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の燃料供給システム。
14. 前記燃料導出回路（６０）は、前記燃料導出回路（６０）からの流体流れが前記低圧供給回路（３４）に戻ることを防止するための逆止弁（６５）を有していることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載の燃料供給システム。
15. 前記逆止弁（６５）が、前記燃料導出回路（６０）内の流れリミッタ（６２、６８）の上流に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の燃料供給システム。
16. 前記フィルタ加熱回路（６４）が、前記燃料導出回路（６０）からの流体流れが前記低圧供給回路（３４）に戻ることを防止するための前記逆止弁（６５）の下流で前記燃料導出回路（６０）に流体的に接続されていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の燃料供給システム。
17. 前記フィルタ加熱回路（６４）からの燃料が、前記フィルタ（２６２）を通って循環することを特徴とする、請求項１０又は１３又は１６のいずれかに記載の燃料供給システム。
18. 前記フィルタ加熱回路（６４）からの燃料が、前記フィルタ（２６２）の近傍で循環することを特徴とする、請求項１０又は１３又は１６のいずれかに記載の燃料供給システム。
19. 前記フィルタが、前記低圧ポンプ（１８）の上流で前記燃料供給回路（１２）に配置されるプライマリフィルタ（２６２）であることを特徴とする、請求項１０又は１３又は１６乃至１８のいずれかに記載の燃料供給システム。
20. 前記低圧ポンプに燃料を供給するための燃料供給ポンプを前記燃料供給回路内に備えていることを特徴とする、請求項１乃至１９のいずれかに記載の燃料供給システム。
21. 請求項１乃至２０のいずれかに記載の燃料供給システムを備える内燃機関構造。
22. 請求項２１に記載の内燃機関構造を備える車両。

Images