JP2719568B2 - エンジンのｌｐｇ供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はLPGを燃料ポンプで加圧して燃料噴射弁より
吸気管に噴射しエンジンに供給する装置に関するもので
あって、主に自動車エンジンのLPG供給に利用される。

（従来の技術） 火花点火式の自動車エンジンにLPGを供給するシステ
ムとして、ボンベのLPGをベーパライザで減圧ガス化し
混合器で吸入空気流に吸引させる代りに、減圧ガス化す
ることなく液状のまま燃料噴射弁で吸入空気流に噴射さ
せることが提案されている。

ところで、燃料噴射弁を用いたLPG供給装置において
は、特開昭59−82556号、同59−108855号の各公報に開
示されているようにボンベの内圧をほぼそのまま噴射圧
力とすると熱的影響を受けたとき容易にガス化して圧力
を極度に変動させ燃料噴射弁による計量が著しく不正確
になるので、実願昭60−21997号（実開昭61−138860
号）、同60−177417号（実開昭62−87162号）の各マイ
クロフイルム、特開昭63−16160号、同63−16161号、同
63−16162号、同63−18172号の各公報に開示されている
ようにボンベのLPGを燃料ポンプで更に加圧しガス化し
にくい状態としたうえで圧力調整器で所定圧力に調整し
噴射圧力とすることが考えられている。

このようなシステムにおいて圧力調整器から放出され
る余剰LPGはボンベに戻されるが、燃料噴射弁と圧力調
整器とが離れて設置される場合には、エンジン停止中に
供給管路などに気泡が溜って燃料ポンプや圧力調整器の
機能を狂わせ燃料噴射弁から正確な噴射を行なうことが
できないという不都合がある。従って、自動車では燃料
噴射弁や圧力調整器は狭いエンジンルームに設置される
こととなり、圧力調整器から燃料ポンプ入口に至る戻し
通路内を通過する余剰LPGがエンジン熱で加熱されて熱
的影響を受けにくいトランクルームに設置されているボ
ンベ内のLPGよりも高温となり、LPG供給系が完全密閉形
でLPGが循環することと相俟って、エンジンを長時間運
転するとボンベ内のLPG温度が徐々に上昇し蒸気圧も次
第に高くなって危険である。

その対策として、前記実願昭60−21997号のマイクロ
フイルムに開示されているように余剰LPGをボンベに戻
さないで燃料ポンプの入口側に戻すことが考えられてい
るが、前述のように余剰LPGは燃料ポンプで加圧された
ものであるためボンベ内圧よりも高圧であり、そのため
燃料ポンプに余剰LPGのみが供給されて循環し、温度を
加速度的に上昇して一部がガス化し気泡を増加して燃料
ポンプによる加圧が不可能となって燃料噴射弁からの噴
射量を減少し、エンジン停止に至るという不都合があ
る。

一方、前記実願昭60−177417号のマイクロフイルムに
開示されているように圧力調整器から燃料ポンプ入口側
に至る余剰LPGの戻し通路に冷却装置を設けるという改
善案もあるが、排気量２程度の標準的な自動車エンジ
ンで試験したところ、冷却実容量300〜500Kcal/h程度の
冷却器が必要であってこれを運転するためにエンジンが
必要とする余分のLPGを無視できず、燃料経済性の面で
実用的でない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明はボンベのLPGを燃料ポンプで更に加圧し圧力
調整器で所定圧力に調整して燃料噴射弁より吸気管に噴
射させるとともに、余剰LPGをボンベに戻すというシス
テムでは、エンジンが長時間運転されたときボンベ内の
LPG温度が上昇して危険であり、且つ正常な燃料噴射機
能を損うことなく経済的に温度上昇を防止できる対策手
段がなかった、という前記課題を解決するためになされ
たものであって、ボンベに戻す余剰LPGを冷却装置で強
制冷却することなく温度上昇させないとともに正常な燃
料噴射機能が維持されるエンジンのLPG供給装置を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） ボンベのLPGを燃料ポンプで加圧し所定圧力に調整し
て燃料噴射弁から噴射させるとともに余剰LPGを前記ボ
ンベに戻すというエンジンのLPG供給装置がもっている
課題を解決するため本発明が講じた手段は次の通りであ
る。

即ち、前記ボンベの近傍に設置された第一の圧力調整
器およびエンジンルーム内に設置された第二の圧力調整
器と、前記二つの圧力調整器を各別に有し前記ボンベに
接続された第一の戻し管路および第二の戻し管路と、前
記二つの戻し管路にそれぞれ設けられた第一の開閉弁お
よび第二の開閉弁とを具えている。

そして、エンジン始動時に前記第一の開閉弁が閉弁す
るとともに前記第二の開閉弁が開弁し、始動から或る時
間経過後に前記第一の開閉弁が開弁するとともに前記第
二の開閉弁が閉弁するようになっている。

（作用） エンジンが始動すると運転初期は第一の開閉弁が閉弁
するとともに第二の開閉弁が開弁して第二の圧力調整器
によってLPGの噴射圧力が調整され、且つ余剰LPGは燃料
噴射弁の近くからボンベに戻されるので供給管路などに
溜っている気泡は完全に排出される。始動から或る時間
が経過すると第一の開閉弁が開弁するとともに第二の開
閉弁が閉弁して第一の圧力調整器によってLPGの噴射圧
力が調整されるようになり、余剰LPGはボンベの近くで
循環する。このため、気泡を含まない完全な液体LPGが
燃料噴射弁に送られ、また余剰LPGはエンジンの熱的影
響を受けないのでボンベ内のLPG温度は上昇しない。

（実 施 例） 図面を参照して本発明の実施例を説明する。

エンジン１の各燃焼室に混合気を分配する吸気マニホ
ルドを含む吸気管２の絞り弁３の下流側に燃料噴射弁４
が設けられており、ボンベ５の液相部から燃料噴射弁４
に接続された供給管路６にボンベ５側から順にフイルタ
７、電磁式の遮断弁８、燃料ポンプ９、燃料溜め10が設
置されている。

そして、供給管路６の燃料ポンプ９と燃料溜め10との
間の部分から分岐してボンベ５の気相部に接続された第
一の戻し管路11が設けられ、第一の圧力調整器12と電磁
式の第一の開閉弁13とが順に設置されている。この圧力
調整器12はその出口側から第一の導管14によって導入さ
れる出口圧と入口圧との差圧力に応じて動作するダイヤ
フラム・弁式のよく知られた構成であって、燃料ポンプ
９から燃料噴射弁４に送られるLPGを所定圧力の噴射圧
力に調整する。

また、燃料噴射弁４の入口に接続された第二の戻し管
路15が設けられ、第二の圧力調整器16と電磁式の第二の
開閉弁17とが順に設置されている。この圧力調整器16も
その出口側から第二の導管18によって導入される出口圧
と入口圧との差圧力に応じて動作するダイヤフラム・弁
式のよく知られた構成であって、燃料ポンプ９から燃料
噴射弁４に送られたLPGを所定圧力の噴射圧力に調整す
るが、入口側と出口側とを常時連通する小径のバイパス
19を弁と並列に有している。更に、吸気管２に沿って絞
り弁３の開度センサ21および吸入負圧の圧力センサ22
が、エンジン１の例えばデイストリビュータに回転速度
センサ23が、排気管20に酸素センサ24が、更に燃料溜め
10にLPGの温度センサ25および圧力センサ26がそれぞれ
設けられており、これらのセンサ21…26からの電気信号
は自動車に搭載されているA/D変換器28、中央処理装置2
9、駆動回路30などを含んだマイクロコンピュータ27に
入力され、エンジン１の運転状態に応じて適正流量のLP
Gが供給されるように駆動回路30から燃料噴射弁４に所
定デューティ比の駆動電流が送られる。

このような構成に係る装置において、遮断弁８および
二つの開閉弁13、17はエンジン１の停止時に閉弁してお
り、キイスイッチをオンにすると遮断弁８および開閉弁
17が開弁すると同時に燃料ポンプ９が駆動され、ボンベ
５から流出した圧力ある液体LPGは燃料ポンプ９で更に
加圧され、エンジン１の運転状態に応じたデューティ比
の駆動電流で開閉駆動される燃料噴射弁４から吸気管２
に噴射される。燃料噴射弁４から噴射されるLPGは第二
の圧力調整器16によって所定値に調整された噴射圧力で
吸気管２に噴射される。また、余剰LPGは戻し管路15を
通ってボンベ５に戻される。

エンジン１が運転を開始したとき、第二の圧力調整器
16はバイパス19を有しているので設定された制御圧力に
達するまでの間も入口側から出口側へLPGが通過し、供
給管路６、戻し管路15などにエンジン停止中に発生して
溜っていた気泡はボンベ５に速やかに排出されて燃料ポ
ンプ９による加圧や圧力調整器16による圧力調整が円滑
且つ正確に行なわれるようになり、且つ気泡が完全に排
出されるとLPGは燃料ポンプ９によって蒸気圧以上に加
圧されるようになる。

キイスイッチをオンとしてから或る時間が経過する
と、前記のようにLPGは完全な液体の状態で供給管路６
を流れ、且つ第二の圧力調整器16により調整された圧力
で燃料噴射弁４において計量噴射されている状態とな
る。このような状態となったとき、即ちエンジン１が始
動して或る時間が経過したときマイクロコンピュータ27
または別に設置した図示しないタイマの指令に基いて第
二の開閉弁17を閉弁して第二の戻し管路15を閉鎖させ、
代って第一の開閉弁13を開弁して第一の戻し管路11を開
放させる。このため、以後は第一の圧力調整器12がLPG
を所定の噴射圧力に調整するようになるのである。

ここで、フイルタ７、遮断弁８、燃料ポンプ９、第一
の戻し管路11およびその圧力調整器12、開閉弁13は矢印
Ａ−Ａで示されるトランクルーム内、即ちエンジンルー
ム外であってボンベ５の近くに設置されている。また、
燃料溜め10、第二の圧力調整器16および開閉弁17は矢印
Ｂ−Ｂで示されるエンジンルーム内に設置されている。

前記構成ではエンジン１の始動時にエンジンルーム内
の第二の圧力調整器16がLPGの圧力を制御するが、始動
時のエンジンルーム内は特殊な場合を除いて大気に近い
温度であるため、第二の戻し管路15を通ってボンベ５に
戻される余剰LPGは殆んど温度上昇をしておらず、また
高温度であっても短時間で閉鎖されるためボンベ５のLP
G温度を著しく上昇させない。更に、燃料噴射弁４に近
い部分から余剰LPGをボンベ５に戻すので、エンジン停
止中に供給管路６などに溜った気泡を運転初期に余す所
なく排出することが可能である。そして、エンジン１が
始動して或る時間が経過するとエンジンルーム外のボン
ベ４の近傍に設置された第一の圧力調整器12がLPGの圧
力を制御するようになり、余剰LPGはエンジン１の熱的
影響を受けない場所でボンベ５に戻され循環するので、
運転が長時間に及んでもボンベ５のLPG温度を上昇させ
ない。

（発明の効果） 以上の説明から理解されるように、本発明によると、
エンジンを始動したとき先ずエンジンルーム内の第二の
圧力調整器を経て余剰LPGがボンベに戻されることによ
って供給管路などの気泡が排出除去され、燃料ポンプや
圧力調整器の機能を円滑且つ正確ならしめて燃料噴射弁
からの噴射量を狂わせることがない。また、或る時間を
経過した後はボンベの近傍の第一の圧力調整器を経て余
剰LPGがエンジンの熱的影響を受けることなくボンベに
戻され、エンジンを長時間運転しても正常な燃料噴射機
能を損い或いは燃料消費量を増大させることなくボンベ
内のLPG温度を上昇させず高い安全性が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す配置図である。 １……エンジン、２……吸気路、４……燃料噴射弁、５
……ボンベ、６……供給管路、９……燃料ポンプ、11…
…第一の戻し管路、12……第一の圧力調整器、13……第
一の開閉弁、15……第二の戻し管路、16……第二の圧力
調整器、17……第二の開閉弁、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボンベ（５）のLPGを燃料ポンプ（９）で
   加圧し所定圧力に調整して燃料噴射弁（４）から噴射さ
   せるとともに余剰LPGを前述ボンベ（５）に戻すエンジ
   ンのLPG供給装置において、前記ボンベ（５）の近傍に
   設置された第一の圧力調整器（12）およびエンジンルー
   ム内に設置された第二の圧力調整器（16）と、前記二つ
   の圧力調整器（12、16）を各別に有し前記ボンベ（５）
   に接続された第一の戻し管路（11）および第二の戻し管
   路（15）と、前記二つの戻し管路（11、15）にそれぞれ
   設けられた第一の開閉弁（13）および第二の開閉弁（1
   7）とを具えており、エンジン始動時に前記第一の開閉
   弁（13）が閉弁するとともに前記第二の開閉弁（17）が
   開弁し、始動から或る時間経過後に前記第一の開閉弁
   （13）が開弁するとともに前記第二の開閉弁（17）が閉
   弁するように構成されていることを特徴とするLPG供給
   装置。