JP3757432B2 - 燃料供給装置およびデリバリパイプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関するものであり、特に複数の燃焼気筒に燃料を分配する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の走行用、あるいは他の動力用のエンジンには、加圧燃料を噴射供給する燃料噴射装置が広く用いられている。この種の燃料噴射装置としては、所定の容積を有するデリバリパイプ内の加圧燃料を複数の燃料噴射弁に分配して各気筒の吸気通路あるいは燃焼室内に燃料を噴射供給するものが一般的に知られており、ガソリンエンジンを始め、ディーゼルエンジンにも類似のものが見られる。この種の燃料噴射装置は、一般的にデリバリパイプ内の燃料圧力を所定値に調整するブレッシャレギュレータを備えており、従来の装置ではデリバリパイプ内の圧力が所定値より高くなるとプレッシャレギュレータが開いてデリバリパイプ内の余剰燃料を燃料タンクへ戻していた。
【０００３】
ところが、エンジン近傍に配設されたデリバリパイプから燃料タンクに戻される余剰燃料は、エンジンの熱を受けて一般に温度が上昇しており燃料蒸発を発生しやすい状態にある。しかもデリバリパイプ内の高圧状態から燃料タンク内の低圧状態へと減圧されるため、さらに燃料蒸気を発生しやすい状態となる。このため、従来の装置では燃料蒸気が発生しやすいという問題点があった。
【０００４】
さらに従来装置では、燃料蒸気が燃料タンクから大気中へ放出されることを防止するために、燃料蒸気を捕集するキャニスタを必要とし、燃料供給装置全体としての装置の複雑化と、価格上昇を招いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記のようなプレッシャレギュレータを採用せずに、燃料タンクへの余剰燃料の還流をなくして燃料上記の発生を抑制することが考えられている。
しかしながら余剰燃料の還流をなくすと、デリバリパイプが一端に入口だけを有する閉塞管となるため、デリバリパイプ内に混入した空気の気泡、あるいはデリバリパイプ内で発生した燃料蒸気の気泡がデリバリパイプ内に滞留することとなる。そしてこれらの気体成分は、液体としての燃料の供給量を減少させ、エンジンの安定的な作動を阻害したり、排気ガス成分の悪化を招くという問題点があった。
【０００６】
本発明は、燃料ポンプから燃料噴射弁の間に混入あるいは発生した空気や燃料蒸気の気泡による悪影響を抑制することを第１の目的とする。
本発明は、燃料ポンプから燃料噴射弁の間に混入あるいは発生した空気や燃料蒸気の気泡を、エンジンの作動の不安定化、あるいは排気ガス成分の悪化といった悪影響を抑制しつつ排出することを目的とする。
【０００７】
さらに本発明は上記目的に加えて、製造にあたって有利な構造を提供することを目的とする。
また本発明は、燃料タンクへの余剰燃料の還流による燃料蒸気発生を抑制することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、内燃機関に加圧燃料を供給する燃料供給装置において、加圧燃料が導入され、加圧燃料中の液体成分と気体成分とを分離する気液分離室と、前記気液分離室の下部領域にのみ連通し、前記内燃機関に燃料を供給する燃料出口手段と、前記気液分離室の上部領域と下部領域との両方に連通し、上部領域と下部領域との両方から前記内燃機関に燃料を供給する単一の通路部材であって、その内部と前記上部領域とを連通する第１開口と、その内部と前記下部領域とを連通する第２開口と、その内部からの出口開口とを有し、該出口開口から内燃機関へ燃料を供給する通路部材とを備えることを特徴とする燃料供給装置という技術的手段を採用する。
【０００９】
なお、燃料出口手段が複数設けられてもよく、通路部材が複数設けられてもよい。
なお、前記気泡分離室は、加圧燃料が導入される入口部と、該入口部から延びる管状の部材であって、その内部を前記入口部の上部領域に連通する第１室と前記入口部の下部領域に連通する第２室とを区画形成する区画壁を一体に形成してなる主管とを備え、前記燃料出口手段を前記第２室にのみ連通させ、前記通路部材を前記第１室と前記第２室との両方に連通させた構成とすることが望ましく、区画壁を一体に形成した管状の部材を採用することが重要である。
【００１０】
さらに前記主管は、前記第１室と前記第２室とをエンジンへの装着状態で前記第１室を上側に、前記第２室を下側に位置させるよう区画することが望ましい。なお前記主管は、アルミ系合金の押し出し材、あるいは樹脂製であることが望ましい。
また、前記通路部材は、前記第２室に連通して前記第２室の燃料を流出させる第１通路と、一端が前記第１室に連通し、他端が前記第１通路に連通した第２通路とを形成する通路部材を備えることが望ましい。
【００１１】
そして、前記通路部材は、前記第１室と前記第２室とを通り前記区画壁を貫通して設けられた単一の管であって、その内部と前記第１室とを連通する第１開口と、その内部と前記第２室とを連通する第２開口と、その内部からの出口開口と、を有する貫通管を備えて構成されるとよい。
また前記通路部材は、前記第２通路を前記第１室から前記区画壁を迂回して前記第１通路に達するよう形成する部材であってもよい。
【００１２】
なお、燃料出口手段と通路部材とはそれぞれが燃料噴射弁を備えてもよい。
本発明は上記目的を達成するために、所定間隔離れて設置される第１および第２の燃料噴射弁に燃料を分配するデリバリパイプにおいて、
加圧燃料が導入される入口部と、
加圧燃料中の液体成分と気体成分とを分離する気液分離室と、
前記気液分離室の下部領域にのみ連通し、前記下部領域の燃料を前記第１の燃料噴射弁に供給する燃料出口部と、
前記気液分離室の上部領域と下部領域との両方に連通し、前記上部領域と下部領域の両方から燃料を前記第２の燃料噴射弁に供給する単一の通路部材であって、その内部と前記第１室とを連通する第１開口と、その内部と前記第２室とを連通する第２開口と、その内部からの出口開口とを有し、
該出口開口から内燃機関へ燃料を供給する通路部材と、を備えることを特徴とするデリバリパイプという技術的手段を採用する。
【００１３】
なお、本発明では第１、第２の燃料噴射弁は同一の構成であってもよく、２以上の複数設けられてもよい。
なお、第１の燃料噴射弁と第２の燃料噴射弁とにわたって延びる筒状の外壁と、該外壁の部材と一体に形成され、外壁の内部空間を上下に区画し、エンジンへの装着状態で上側に位置する室を第１室とし、下側に位置する室を第２室とする区画壁とを有し、燃料出口部は、外壁を貫通して第２室に連通する通路を備え、通路部材は、外壁を貫通する構成としてもよい。
【００１４】
さらに、外壁と区画壁とを一体に形成してなる主管と、該主管の一端側に装着され、第１室と第２室との一端側を閉塞する単一の閉塞部材と、主管の他端側に接続され、燃料タンクから供給される燃料を受け入れるとともに、気液分離室を形成して気体成分を第１室へ導入し、液体成分を第２室に導入する入口部分とを備えて構成されてもよい。
【００１５】
本発明は上記目的を達成するために、複数の燃料噴射弁に燃料を分配するデリバリパイプにおいて、アルミ系合金の押し出し材により形成された筒状の主管であって、その内部がエンジンへの装着状態で上に位置する第１室と、下に位置する第２室とに区画壁によって区画された主管と、主管の端部において第１室と第２室とを閉塞する閉塞部材と、加圧燃料が導入され、主管に接続されて第１室と第２室との両方に連通する入口管と、主管に設けられ、第２室にのみ連通して第１の燃料噴射弁に燃料を供給する燃料出口部と、主管に設けられ、第１室と第２室との両方に連通して第２の燃料噴射弁に燃料を供給する単一の通路部材であってその内部と前記第１室とを連通する第１開口と、その内部と前記第２室とを連通する第２開口とを有する通路部材とを備えるという技術的手段を採用する。
【００１６】
なお、燃料タンク内の燃料を加圧する加圧手段により加圧された加圧燃料は内燃機関の近傍まで供給管により供給され、この供給管から供給された加圧燃料が燃料タンクに戻ることなくすべて内燃機関に供給されることが望ましい。
本発明は上記目的を達成するために、貫通管の第１開口の内径は０．６〜２．５ｍｍであることが望ましい。また貫通管の第１開口の内径は０．８〜１．０ｍｍであることがさらに望ましい。
【００１７】
【作用】
以上に述べた本発明の構成による作用を説明する。
本発明においては、気液分離室の下部領域にのみ連通して内燃機関に燃料を供給する燃料出口手段と、気液分離室の上部領域と下部領域との両方に連通して上部領域と下部領域との両方から内燃機関に燃料を供給する通路部材との２種類の燃料出口手段を備えるから、燃料中に空気あるいは燃料蒸気の気泡が混入しても、この気泡は通路部材から排出され、少なくとも燃料出口手段は液体燃料を内燃機関に供給することが可能となる。このため気泡による悪影響が抑制される。例えば、エンジンの作動の不安定化、あるいは排気ガス成分の悪化といった悪影響を抑制しつつ排出することができる。
【００１８】
さらに、第１室と第２室とを区画する区画壁を一体形成した主管を採用することで、製造にあたっての工程の簡単化、あるいは低コスト化といった利点が生まれる。
なお、燃料室形成部材は、アルミ系合金の押し出し材、あるいは樹脂製により簡単に形成することが可能である。
【００１９】
さらに、貫通管により第２室に連通して第２室の燃料を流出させる第１通路と、一端が第１室に連通し他端が第１通路に連通した第２通路とを形成することで、通路部材を簡単に構成することができる。
さらに、第２通路を、第１室から区画壁を迂回して第１通路に達する構成としても通路部材を簡単に構成することができる。
【００２０】
本発明においては、デリバリパイプ内で加圧燃料中の液体成分と気体成分とが分離され、気体成分が第１室に導入され、液体成分が第２室に導入される。そして、第２室からの燃料が第１の燃料噴射弁に供給され、第１室と第２室との両方から第２の燃料噴射弁に燃料が供給される。このように、デリバリパイプ内で空気あるいは燃料蒸気の気泡が分離され、少なくとも２つの燃料噴射弁のうちの一方にのみ気体成分が選択的に供給される。このため、気泡による悪影響が抑制される。例えば、エンジンの作動の不安定、あるいは排気ガス成分の悪化といった悪影響を抑制しつつ排出することができる。
【００２１】
なお、デリバリパイプを筒状の外壁と、区画壁とを有する構成とすることで、デリバリパイプの製造を簡単にできる。
さらにデリバリパイプを、主管と、閉塞部材と、入口部分とを備えて構成することで、デリバリパイプの製造を簡単にできる。
本発明においては、アルミ系合金の押し出し材により形成され、内部が上下２室に区画された主管を採用し、第１の燃料噴射弁に対しては下側の第２室のみから燃料が供給され、第２の燃料噴射弁に対しては上側の第１室と下側の第２室との両方から燃料が供給される。このため、少なくとも２つの燃料噴射弁のうちの一方にのみ気体成分が選択的に供給され、気泡による悪影響が抑制される。しかも、押し出し材によって上下２室を簡単に区画することができ、デリバリパイプを簡単に製造することができる。
【００２２】
さらに、本発明においては加圧燃料が燃料タンクへ戻ることなくすべて内燃機関に供給される構成とすることで、燃料タンク内での燃料蒸気の発生を抑制することができる。また、加圧燃料を燃料タンクへ戻す必要が無い為、戻り側配管が不要となり、車両のコストダウンも図ることが出来る。
また、第１開口の内径を０．６〜２．５ｍｍとする構成により、第２の燃料噴射弁の動的噴射量の変化率を回転数にかかわらずほぼ一定とすることができると共に、加工が容易となる。
【００２３】
さらに、第１開口の内径を０．８〜１．０ｍｍとする構成により、内燃機関の常用回転数の広い範囲にわたって動的噴射量の変化率をほぼ一定とすることができる。さらに内燃機関の高回転域においても動的噴射量の変化率をより０に近づけることができる。
以上説明したように本発明によると、少なくとも２つの燃料出口のうちの一方に選択的に気体成分が供給され、他方には優先的に液体成分が供給されるため、少なくとも一方の燃料出口は正常に液体燃料を内燃機関に供給することが可能となる。このため気泡による悪影響が抑制される。例えば、エンジンの作動の不安定化、あるいは排気ガス成分の悪化といった悪影響を抑制しつつ排出することができる。
【００２４】
さらに、気液分離室を形成する第１室と第２室とを区画する区画壁を一体成形した主管を採用することで製造上の利点が生まれる。
また、通路部材を単一の貫通管により構成することで製造上の利点が生まれる。
さらに、第１開口の内径を０．６〜２．５ｍｍとすることにより、内燃機関の空燃比をほぼ一定に維持できる。望ましくは第１開口の内径を０．８〜１．０ｍｍとすることにより、常用回転数の広い範囲にわたって空燃比をほぼ一定に維持できる。
【００２５】
【実施例】
（第１実施例）
以下、図１〜図３を参照して本発明の第１実施例を説明する。図１は第１実施例の燃料供給装置の全体構成と、デリバリパイプの一部破断断面を示す構成図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【００２６】
この実施例は、本発明を自動車の走行用内燃機関（エンジン）としての４気筒エンジン燃料噴射供給装置に適用したものである。
この実施例のエンジンはガソリンを燃料とし、燃料は車載の燃料タンク１内に蓄えられている。燃料は電動式モータポンプ２により吸入加圧され、その吐出口２ａから燃料供給管４へ吐出される。この供給管４内の燃料は、燃料圧力調整手段としてのプレッシャレギュレータ３により所定圧力に調圧される。プレッシャレギュレータ３は燃料タンク１内に設置され、燃料圧力を調節するリリーフバルブ３ａと、供給管４からの燃料の逆流を阻止する逆流防止手段としての逆止弁３ｂとを有し、余剰燃料はリターン管５により燃料タンク１内に放出される。
【００２７】
なお、燃料タンク内の燃料温度の上昇を抑制するためには、供給管４によってエンジンの近傍に供給された燃料をすべてエンジンに供給することが望ましく、この実施例ではより望ましい態様として、燃料タンク１の外に出た燃料は再び燃料タンク１内に戻ることなくすべてエンジンに供給される構成となっている。
供給管４の端部には、燃料分配手段としてのデリバリパイプ６が接続されている。このデリバリパイプ６により複数の燃料噴射弁７１，７２，７３，７４へ燃料が分配される。
【００２８】
デリバリパイプ６は一端に入口を有し、他端が閉塞した管状に形成されている。デリバリパイプ６には、気液分離機能と、燃料分配機能と、気体成分の選択的供給機能とが一体化されている。デリバリパイプ６は、主管６００と、主管６００の一端に設けられた供給管４からの入口部としての入口管６４０と、主管６００の他端を閉塞部材としてのキャップ６６０とを有する。
【００２９】
主管６００は、燃料噴射弁取付用のブロック部６０２と、通路を形成する円筒部６０４とを有する。
円筒部６０４は、外壁６０６と、内部を上下に区画する区画壁６０８とを有し、断面がθ字状に形成されている。円筒部６０４の内部は、第１室もしくは気体室としての上室６１０と、第２室もしくは液体室としての下室６１２とに区画ささている。なお、主管６００はアルミ系合金の押し出し材であり、外壁６０４、区画壁６０８、上室６１０、および下室６１２は押し出し時に形成され、主管６００の長手方向に沿って延びている。上室６１０と下室６１２とは、図２に図示されるように、エンジンへの取付状態で重力方向に対して上室６１０が上に、下室６１２が下に位置させられる。さらに、上室６１０と下室６１２とは円筒部６０４の円形断面内に位置している。
【００３０】
ブロック部６０２には、燃料噴射弁７１，７２，７３，７４への燃料通路としての出口部６１４，６１６，６１８，６２０が機械加工により形成されている。第１の燃料出口部としての出口部６１４，６１６，６１８は、外壁６０６を貫通、入口管６４０から最も離れて設けられている。この出口部６２０は、他の出口部より浅い穴として形成されており、さらに細い第１連通穴６２２が外壁６０６を貫通して下室６１２に連通し、第１連通穴６２２の延長上に形成された第２連通穴６２４は区画壁６０８を貫通して上室６１０と下室６１２とを連通している。
【００３１】
第１連通穴６２２と第２連通穴６２４とには、通路部材としての貫通管６２６が液密に圧入されている。貫通管６２６の一端は上室６１０内に押し出し時に形成された平面部６２８により閉塞され、出口開口としての他端は出口部６２０の空間に開口している。貫通管６２６は第１開口としての第１オリフィス６３０と第２開口としての第２オリフィス６３２とを有する。第１オリフィス６３０は貫通管６２６の一端に、上室６１０の最上部に向けて開設されており、第１オリフィス６３２は貫通管６２６の中間に、下室６１２の最上部に向けて開設されている。ここで貫通管６２６は、第２オリフィス６３２を経由して第２室６１２と出口部６２０とを連通する第１通路と、第１オリフィス６３０を経由して第１室６１０と第１通路の入口（第２オリフィス）近傍とを連通する第１通路とを形成している。
【００３２】
なお、貫通管６２６の内部通路の直径と第２オリフィス６３０の開口面積とは、上室６１０から気体成分を吸入する際に気体成分を確実にしかも所定量づつ吸引するように設定される。ここで、上記所定量は、燃料噴射弁７４に対応する気筒が最低限の燃焼を継続できる量から、最適燃焼より僅かに悪い燃焼となる量までの間に設定される。また、上記所定量を設定するためには、貫通管６２６の内部通路の直径と第１オリフィス６３０の開口面積とを調節することはもちろん、第２オリフィス６３２の開口面積を調節することも重要である。
【００３３】
主管６００の一端には、受容穴６３４が形成され、受容穴６３４には円筒状の入口管６４０がＯリング６４２により液密に装着され、主管６００の外周をかしめて固定されている。
入口管６４０は、管部６４４と、管部６４４から供給された燃料を受入れる分岐室６４６とを有する。分岐室６４６は、上室６１０と下室６１２との両方に連通している。分岐室６４６は、管部６４４から供給される燃料中の気体成分を分離し、気体を上室６１０へ、液体を下室６１２へと分離させる。この分岐室６４６は、上室６１０，下室６１２とともに、気液分離室を構成している。
【００３４】
主管６００の他端には、受容穴６３６が形成され、受容穴６３６には円筒状のキャップ６６０がＯリング６６２により液密に装着され、主管６００の外周をかしめて固定されている。
各出口部にはそれぞれ燃料噴射弁がＯリングを介して液密に装着されており、代表例として図２に出口部６２０と燃料噴射弁７４とＯリング７５との装着状態が図示されている。
【００３５】
さらに、ブロック部６０２にはエンジン側への取付ステー６８０、６８２が固定されている。
この実施例では、燃料出口手段として出口部６１４，６１６，６１８とそれらに接続される燃料噴射弁７１，７２，７３が採用され、通路部材として、出口部６２０と、燃料噴射弁７４と、貫通管６２６とが採用されている。
【００３６】
次に、上記第１実施例の作用を説明する。
ポンプ２で加圧され吐出された燃料は、供給管４を経てエンジンの近傍に設けられたデリバリパイプ６に供給される。このとき、供給管４内の燃料圧力はプレッシャレギュレータ３により所定圧力に調整され、ポンプ２から吐出された燃料のうちの余剰燃料は燃料タンク外に出ることなく、特にエンジン、排気管などの高温部に近づくことなく燃料タンク１内に戻される。
【００３７】
一方、燃料噴射弁７１，７２，７３，７４は図示せぬ制御装置からの制御信号に応じて開閉駆動され、出口部６１４，６１６，６１８，６２０に供給された加圧燃料を内燃機関の各気筒への吸気通路へ噴霧する。従ってこの実施例では燃料タンク１から出た燃料はすべて燃料噴射弁から内燃機関へ供給される。
エンジン組立後の最初の始動時には、主管６００内はすべて空気が入っている。このとき、入口管６４０の管部６４４を経て分岐室６４６に入った燃料は、分岐室６４６および上下室６１０，６１２で気体成分（空気と燃料蒸気）と液体成分とに分離され、上室６１０には主として気体成分が溜まり、下室６１２には主として液体成分が溜まる。
【００３８】
このような最初の始動時に燃料噴射弁が開閉駆動されると、始動開始の初期には、まず下室６１２内の気体成分がすべての燃料噴射弁を通して排出され、分岐室６４６から下室６１２内に燃料が流入しはじめるとともに、分岐室６４６を経由して上室６１０に気体成分が移動する。
分岐室６４６から下室６１２内に流入した燃料は、出口部６１４，６１６，６１８に流入し、燃料噴射弁７１，７２，７３からエンジンに液体燃料が噴射されるようになる。このとき、出口部６２０と下室６１２とを連通する第２オリフィス６３２はまだ液体燃料の液面より上にあり、燃料噴射弁７４だけは気体成分を排出し続ける。このようにして４気筒のうちの３気筒が先に正常な燃料噴射を行うようになる。
【００３９】
その後、下室６１２内に残った気体成分が燃料噴射弁７４から排出されると、第２オリフィス６３２にも液体燃料が流入するようになり、燃料噴射弁７４も液体燃料を噴射するようになる。このとき、上室６１０内の気体成分は、第１オリフィス６３０から貫通管６２６内へ僅かづつ吸入され、第２オリフィス６３２から流入する液体燃料とともに出口部６２０へ到達し、燃料噴射弁７４から液体燃料とともに排出される。この上室６１０から出口部６２０への気体成分の流れは、燃料噴射弁の開弁動作に伴って一時的に発生する上室６１０と出口部６２０との圧力差、さらには上室６１０と下室６１２との圧力差により生成される。
【００４０】
さらに、第２オリフィス６３２と貫通管６２４の内部通路とは流路絞り（ベンチュリ）を形成しており、第２オリフィス６３２から流入する液体燃料の流れが負圧を生成し、上室６１０から第２オリフィス６３２の近傍への気体成分の流れが助長される。
こうして上室６１２内きすべての気体成分が排出されると、すべての燃料噴射弁から液体燃料だけが噴射されるようになる。
【００４１】
このようにエンジンの最初の始動時には、デリバリパイプ６内の空気が自動的に排出され、しかもその排出が主として一部の気筒に対応する燃料噴射弁７４だけで行われるため、残りの３気筒が早期に正規の燃料噴射量を与えられることとなり、円滑に最初の始動が行われる。しかも、燃料噴射弁７４は液体成分と気体成分とを混合して、気体成分を僅かづつ排出するため、燃料噴射弁７４に対応する気筒の燃料噴射量変化は運転性に影響のない程度に押さえることができる。
【００４２】
なお、燃料噴射弁７４は上記実施例のように気体成分と液体成分とを混合して排出することが望ましい。さらに、気体成分と液体成分とを混合して排出する場合、該当気筒が最低限の燃焼を継続できる程度の気体成分と液体成分との混合比が望ましく、より望ましくは上記実施例のように運転にほとんど影響がでない程の僅かな量に気体成分の量を制限することがよい。なお、気体成分と液体成分との混合比は、該当気筒の燃焼の悪化に伴う排出ガス成分の悪化も抑制するよう決定するべきである。
【００４３】
上記のような最初の始動の後、あるいは２回目以降のエンジン運転時に、外気温度の上昇や、エンジン温度の上昇、燃料タンク１内の燃料液面の低下などがあると、デリバリパイプ内で燃料上記が発生したり、供給管４から気体成分（空気または気体燃料）が混入した燃料が供給される事態が発生する。
このような場合、気体成分と液体成分とは分岐室６４６内で上下に分離され、気体成分は上室６１０に、液体成分は下室６１２に主として導入される。この気体成分は第１オリフィス６３０から僅かづつ吸入されて燃料噴射弁７４のみから排出される。このため、他の３気筒の燃料噴射弁７１，７２，７３は下室６１２から供給される液体燃料を噴射し、正規の燃料噴射量を得ることができ、燃料噴射弁７４に対応する気筒も運転性に影響の少ない燃焼を継続することができる。
【００４４】
このように気液混合燃料が供給されても、気体は一部気筒である１気筒のみから、さらには僅かづつ排出されるため、気体成分による燃料噴射量の低下は一部気筒のみに限られる。このため、気体成分排出時に多気筒エンジン全体に表れる出力トルクの低下は小さく、また一部気筒のみの燃焼が悪化するだけなので排気ガス成分の悪化も少ない。
【００４５】
同様に、運転中に下室６１２内で燃料蒸気が発生し気泡を生成することがあっても、下室６１２内で気液分離がなされ、気体成分は第２オリフィス６３２を経て燃料噴射弁７４のみから排出される。
さらに、エンジンを停止させた直後の高温状態では、エンジンの熱を受けてデリバリパイプ６全体が高温になり、燃料蒸気が発生する。また、長期間のエンジン停止によりデリバリパイプ内の燃料が燃料タンク側に逆流するとデリバリパイプ内に気泡が発生する。これらの場合でも上室６１０、下室６１２の両方で気液分離がなされ、燃料蒸気の気泡は各室の上部に溜まる。また、下室の気泡の一部は分岐室６４６を経由して上室６１０に流れる。このため、３気筒の燃料噴射弁７１，７２，７３への液体燃料が供給され、気体は第１、第２オリフィス６３０、６３２を経由して燃料噴射弁７４のみに供給される。
【００４６】
以上の第１実施例の構成によると、燃料タンク１の外に出た燃料、特にエンジン近傍にまで一旦供給された燃料は再び燃料タンク１内に戻らないため、燃料タンク１内に高温の燃料が戻されるのを防止することができ、燃料タンク１内での燃料蒸気の発生を抑制することができる。
また、デリバリパイプ６は、燃料噴射弁７１，７２，７３へ液体燃料を優先的に供給し、燃料噴射弁７４のみへ空気や燃料蒸気からなる気体成分を選択的に供給するため、燃料噴射量の減少を多気筒エンジンの一部気筒だけに制限することができ、エンジン全体のトルク低下や、排出ガス成分の悪化を抑制することができる。
【００４７】
しかも、気体成分を選択的に供給する構成に加えて、気体成分を上室６１０内に独立して溜める構成を採用し、さらに、気体成分を上室６１０１ら僅かづつ、しかも液体成分と混合して排出する構成を採用したため、気体成分を排出する燃料噴射弁７４に対応する気筒でもほぼ正常な燃焼が維持され、該当気筒から未燃焼成分が排気ガスとして排出されることが防止される。
【００４８】
しかも、出口部６２０は絞りである第１，第２オリフィスを通して両室に連通し、しかも貫通管６２６内の通路径を他の出口部６１４などへの開口部面積より小さく絞っているため、圧力差を有効に利用して上室または下室内の気泡を確実に吸入して出口部６２０内へ導入することができ、気泡による燃料噴射の停止を招くことが防止される。
【００４９】
特に、デリバリパイプ６内が上下２室に分割され、燃料噴射弁７１，７２，７３は下室６１２にのみ連通し、燃料噴射弁７４だけが上室６１０に連通しているため、気体成分を一部気筒にのみ選択的に供給することができる。
また、燃料噴射弁７４へ連通する第１，第２オリフィス６３０，６３２は各々が上室６１０、下室６１２の上部空間に向けて開口しているため、確実に気体成分が燃料噴射弁７４に供給される。
【００５０】
さらに、燃料噴射弁７１，７２，７３への出口部６１４，６１６，１６８は、下室６１２の中でもその下部にのみ連通しているため、これら３気筒に対してはより確実に液体燃料を噴霧供給することができる。
さらに、第１実施例では押し出し材を使うことで一体成形体の内部を上下２室に分割しているため、製造が簡単である。特に、上室６１０，下室６１２をほぼ円形断面中に配置しているため、デリバリパイプの端部を円形の部材で閉塞することができ、製造が簡単である。また、燃料噴射弁７４への通路を、区画壁６０８を貫通して設けられた貫通管６２６で構成しているため通路を簡単に構成でき、製造が簡単である。
【００５１】
以下、上記第１実施例を変形した他の実施例を説明する。なお、第１実施例と同一の構成については同じ符号を付す。
（第２実施例）
次に本発明を適用した第２実施例を図４に基づいて説明する。この第２実施例では燃料供給装置の全体構成、デリバリパイプの形状などは第１実施例と同一であり、主管６００の材料のみを樹脂製とした。樹脂製とすることで軽量化、低価格化を図ることができる。なお、図４は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ部分に相当する断面である。
【００５２】
（第３実施例）
次に本発明を適用した第３実施例を図５に基づいて説明する。
この第３実施例では燃料供給装置の全体構成，貫通管の構成などは第１実施例と同一であり、デリバリパイプの形状のみが異なる。
この第３実施例では、円筒部６０４に区画壁が設けられてなく断面がＯ字状に形成されている。気液分離室としての円筒部６０４の内部は区画されることなく、上部領域に第１開口としての第１オリフィス６３０が、下部領域に第２開口としての第２オリフィス６３２が開口するように単一の通路部材である貫通管６２６が設けられている。
【００５３】
この第３実施例では上部領域に主として気体成分が溜まり、下部領域に主として液体成分が溜まる。
この第３実施例においても上部領域の気体成分は第１オリフィス６３０から貫通管へ僅かずつ吸入され、第２オリフィス６３２から流入する液体燃料とともに出口部６２０へ到達し、燃料噴射弁７４から液体燃料とともに排出される。
【００５４】
（第４実施例）
次に本発明を適用した第４実施例を図６〜図８に基づいて説明する。この第４実施例では燃料供給装置の全体構成、デリバリパイプの外形形状などは第１実施例と同一であり、燃料噴射弁７４へ選択的に気体成分を供給するための通路構造と、区画壁の形状とが異なるだけである。図６は図１のデリバリパイプの左端部分に相当する断面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図、図８はスペーサプレートの斜視図である。
【００５５】
この第４実施例では、デリバリパイプ６の主管６００の端部を閉塞する部材により上室６１０と下室６１２との両方に連通する通路を形成している。
主管６００の端部には、連通穴６２２にまで達する受容穴６３６ａが形成され、この受容穴６３６ａ内にスペーサプレート６６４と、キャップ６６６とが装着されている。スペーサプレート６６４には、図８に図示されるように、キャップ側に溝６６８が形成され、この溝６６８から上室６１０の上部に向けて連通する第１オリフィス６３０ａと、下室６１２の上部に向けて連通する第２オリフィス６３２ａとが形成されている。溝６６８はキャップ６６６とスペーサプレート６６４との間において通路を形成し、出口部６２０を上室６１０と下室６１２との両方に連通させる。なお、キャップ６６６はＯリング６６２により液密に装着されている。
【００５６】
この第４実施例でも上室６１０から出口部６２０へのみ気体成分が供給される。しかもこの第４実施例では第１実施例のような貫通管の装着を不要にできる。
なお、各オリフィスと上室，下室との位置関係を固定するため、スペーサプレートに主管に対する位置決め突起、あるいは溝を形成してもよい。またキャップ側に溝を形成し、スペーサプレートにはオリフィスのみを形成してもよい。
【００５７】
（第５実施例）
次に本発明を適用した第５実施例を図９〜図１１に基づいて説明する。この第５実施例は、第４実施例のスペーサプレートの形状を変更したものである。図９は図１のデリバリパイプの左端部分に相当する断面図，図１０は図９のＸ−Ｘ断面図，図１１はスペーサプレートの斜視図である。
スペーサプレート６６４ａには、図１１に図示されるように、外周に沿って溝６６８ａが形成され、この溝６６８ａから上室６１０の上部に向けて連通する第１オリフィス６３０ａと、下室６１２の上部に向けて連通する第２オリフィス６３２ａとが形成されている。溝６６８ａは主管６００との間において通路を形成し、出口部６２０を上室６１０と下室６１２との両方に連通させる。この第５実施例でも上室６１０から出口部６２０へのみ気体成分が供給される。しかもこの第５実施例では第１実施例のような貫通管の装着を不要にできる。
【００５８】
（第６実施例）
次に本発明を適用した第６実施例を図１２に基づいて説明する。この第６実施例は、第１実施例の取付ステー６８０，６８２をブロック部６０２にボルト６８４とスプリングワッシャ６８６によって取付けるものである。なお図１２は図１のデリバリパイプを右側から見た平面図である。
【００５９】
（第７実施例）
次に本発明を適用は第７実施例を図１３に基づいて説明する。
この第７実施例は、上室６１０から供給する気体成分により、燃料噴射弁７４が内燃機関の空燃比に悪影響を及ぼさないよう構成されたものである。
図１６に示されるように、上室内の気体成分有無により、噴射信号を受け、噴射弁が開弁したことに伴う上室６１０及び下室６１２の圧力変化の様子は異なる。上室６１０が気体成分で満たされている際は、上室６１０，下室６１２とも圧力変化は上室６１０に気体成分が無い際に比べ変化がなだらかである。特に、上室６１０は上室６１０内の気体成分の存在により、噴射弁７４が開弁し、下室６１２から燃料が吸込まれた際の圧力変化がきわめてなだらかで、ほぼ一定であり、上室６１０の圧力値と下室６１２の圧力値との間に大きな圧力差（斜線部）が生じる。
【００６０】
したがって、この圧力差により上室６１０から貫通管６２６ｃを通過し燃料噴射弁７４が気体成分を吸込むので上室６１０から気体成分を排出することができる。
この第７実施例では、この気体成分を少量ずつ燃料噴射弁７４が吸込むことにより、内燃機関の空燃比に悪影響を及ぼさないよう貫通管６２６ｃの第１開口の形状が定まっている。
【００６１】
貫通管６２６ｃは、第１連通穴６２２と第２連通穴６２４とに液密に圧入され、貫通管６２６ｃの一端の一部は上室６１０内に押し出し時に形成された平面部６２８により閉塞されている。
貫通管６２６ｃは、上室６１０と連通する第１開口を形成する第１通路６３０ｂと、下室と連通する第２開口を形成する第２通路６３７を有しており、第１通路６３０ｂ，第２通路共貫通管と軸方向に形成されている。また、第２通路６３７内径は第１通路６３０ｂ内径より大きく形成され、内燃機関の出力値及び燃料噴射弁７４の流量サイズ等により調節し決定される。また、第２通路６３７と第１通路６３０ｂとの境界部は、貫通管６２６ｃの軸方向と直角方向に第３通路６３２ｃ，第４通路６３２ｄがそれぞれ下室６１２の最上部に向けて開設されている。貫通管６２６ｃの出口開口としての他端は出口部６２０の空間に開口し、その下部側に燃料噴射弁７４が出口部と６２０と連通するように設けられている。
【００６２】
図１５に第１開口内径と変化率の間の関係をエンジン回転数Ｎｅをパラメータとして示す。ここでｑ変化率Δｑとは上室に気体成分が充満した際の動的噴射率ｑ₁ 、上室に気体成分がない際の動的噴射率をｑ₀ とし
【００６３】
【数１】

で表示される。燃料噴射弁７４は、図１５に示されるように３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの内燃機関の常用回転数において、動的噴射量ｑの変化率が、−２（％）≦Δｑ≦３（％）となるようにするのが望ましい。特に内燃機関の回転数が高いほど燃料噴射弁の開弁時間は長くなるので燃料の液体成分により気体成分を吸込む割合が大きくなり、動的噴射量ｑの変化率Δｑは小さくなる。したがって常用回転数の上限値でΔｑ≧−２（％）となるようにしておくのが望ましく、これにより、内燃機関の空燃比をほぼ一定とすることができ良好な運転を維持することができる。
【００６４】
動的噴射量ｑの変化率Δｑを−２（％）≦Δｑ≦３（％）の範囲内に維持するために、貫通管６２６ｃの第１通路６３０ｂの内径は２．５ｍｍ以下とするのがよい。２．５ｍｍを越えると燃料の液体成分より気体成分を吸込む割合が大きくなるので、内燃機関の回転数が５０００ｒｐｍを越えると、動的噴射量の変化率Δｑが２％より小さくなってしまう。これは回転数が高くなるほど燃料噴射弁の開弁時間が長くなり、上室にたまった気体成分が貫通管６２６ｃの内部にまで侵入し燃料噴射弁の吸込み量が多くなるためと推定される。また、貫通管の第１通路６３０ｂの内径は０．６ｍｍ以上とするのがよい。０．６ｍｍ以下では貫通管の加工が困難となる。
【００６５】
さらに望ましくは第１通路の６３０ｂの内径は０．８〜１．０ｍｍとするのがよい。これにより、常用回転数の上限付近である５０００ｒｐｍでの動的噴射量変化率Δｑをより０に近づけることができるとともに、さらに使用頻度の高い３０００ｒｐｍでの動的噴射量変化率Δｑをほぼ０とすることができる。
この第７実施例では第１通路６３０ｂの内径は０．８ｍｍである。
【００６６】
（第８実施例）
次に本発明を適用した第８実施例を図１４に基づいて説明する。
この第８実施例については、第１通路６３０ｂの内径は１．０ｍｍである。また、第２通路６３７と第１通路６３０ｂとの境界部に貫通管の軸方向と直角に第５通路６３２ｅのみが下室６１２の最上部に向けて開設され、第５通路６３２ｅとさらに直角方向の通路は設けられていない。
【００６７】
（変形例）
なお、以上述べた実施例では、θ字状断面及びＯ状状断面の主管を採用したが、これを日字状、あるいは８次状断面としてもよく、このような断面形状とした場合には各室毎に別々の閉塞部材を設けてもよい。
なお、以上に述べた実施例では、入口管６４０に分岐室６４６を形成し、この分岐室と上室，下室の協動により気液分離を行うが、この分岐室の体積を大きくしたり、適宜のバッフルプレートを設けて液体側への気体の進入をより積極的に阻止する構成としてもよい。
【００６８】
また、デリバリパイプとは別体として組み立てられた気液分離容器をデリバリパイプの入口部に接合してもよい。
また、デリバリパイプ入口に十分な大きさの気液分離容器を設けた場合には、気体が導入される室を下側に、液体が導入される室を上側に位置させることも可能である。
【００６９】
また、以上に述べた実施例では入口管６４０をデリバリパイプ６の端部に接続したが、これをデリバリパイプ６の中央部などに接続する構成としてもよい。
また、気体成分を排出する出口は、気液分離の観点から燃料入口から最も遠いことが望ましいが、燃料入口に近くてもよく、気体成分が複数の出口から排出される構成としてもよい。
【００７０】
また、上室６１０と下室６１２との間に、燃料噴射弁の開閉作動に伴う圧力差がより確実に生成されるように、２つの室の連通部、あるいは燃料出口部６１８と燃料出口部６２０との間などに適宜の絞りを形成してもよい。
また、以上に述べた実施例ではトップフィード型の燃料噴射弁に適合したデリバリパイプを説明したが、本発明はボトムフィード型の燃料噴射弁に適合したデリバリパイプにも適用可能である。
【００７１】
また、以上に述べた実施例では、デリバリパイプから燃料タンクへ戻る通路は全く設けられていないが、デリバリパイプ内の燃料圧力が異常高圧に達したときのみ開弁するリリーフバルブをデリバリパイプに設け、その緊急放出用のリターン通路を設けてもよい。このような構成としても、通常運転時に燃料タンクへ余剰燃料が戻ることをなくすことで燃料蒸気の発生を大幅に抑えることができる。
【００７２】
なお本発明は、複数の燃料出口手段としての燃料噴射弁を備える燃料供給装置に適用することができ、例えば多気筒エンジンの各気筒毎に１個以上の燃料噴射弁を備える燃料供給装置、多気筒エンジンの吸気集合部に２個以上の燃料噴射弁を備える燃料供給装置、さらには単気筒エンジンであっても１気筒あたり２個以上の燃料噴射弁を備える燃料供給装置に適用してもよい。
【００７３】
また本発明は、ガソリンを燃料とするエンジンに限らず、軽油あるいはアルコール等の液体を燃料とするエンジンの燃料供給装置に適用することができる。
また、本発明は、燃焼室への吸気通路に燃料を噴霧供給する燃料供給装置に限らす、燃料室内へ直接に燃料を噴射する燃料噴射弁を備える燃料供給装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１実施例の構成図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【図４】本発明を適用した第２実施例の断面図。
【図５】本発明を適用した第３実施例の構成図。
【図６】本発明を適用した第４実施例の要部断面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】第４実施例の要部斜視図。
【図９】本発明を適用した第５実施例の要部断面図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図。
【図１１】第５実施例の要部斜視図。
【図１２】本発明を適用した第６実施例の平面図。
【図１３】本発明を適用した第７実施例の断面図。
【図１４】本発明を適用した第８実施例の断面図。
【図１５】第１開口内径φＤとｑ変化率を示す折れ線図。
【図１６】噴射パルスと圧力変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１ 燃料タンク
２ 電動式モータポンプ
３ プレッシャレギュレータ
４ 燃料供給管
５ リターン管
６ デリバリパイプ
７１，７２，７３，７４ 燃料噴射弁
６００ 主管
６０８ 区画壁
６１０ 上室
６１２ 下室
６１４，６１６，６１８，６２０ 出口部
６２６ 貫通管
６３０ 第１オリフィス
６３２ 第２オリフィス
６４０ 入口管
６６０ キャップ

Claims (20)

1. 内燃機関に加圧燃料を供給する燃料供給装置において、
   加圧燃料が導入され、加圧燃料中の液体成分と気体成分とを分離する気液分離室と、
   前記気液分離室の下部領域にのみ連通し、前記内燃機関に燃料を供給する燃料出口手段と、
   前記気液分離室の上部領域と下部領域との両方に連通し、上部領域と下部領域との両方から前記内燃機関に燃料を供給する単一の通路部材であって、その内部と前記上部領域とを連通する第１開口と、その内部と前記下部領域とを連通する第２開口と、その内部からの出口開口とを有し、該出口開口から内燃機関へ燃料を供給する通路部材と、
   を備えることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記気液分離室は、
   加圧燃料が導入される入口部と、
   該入口部から延びる管状の部材であって、その内部を前記入口部の上部に連通する第１室と前記入口部の下部に連通する第２室とを区画形成する区画壁を一体に形成してなる主管とを備え、
   前記燃料出口手段を前記第２室にのみ連通させ、前記通路部材を前記第１室と前記第２室との両方に連通させたことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記主管は、
   前記第１室と前記第２室とをエンジンへの装着状態で前記第１室を上側に、前記第２室を下側に位置させるよう区画することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記主管は、アルミ系合金の押し出し材であることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
5. 前記主管は、樹脂製であることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
6. 前記通路部材は前記第２室に連通して前記第２室の燃料を流出させる第１通路と、一端が前記第１室に連通し、他端が前記第１通路に連通した第２通路とを形成することを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
7. 前記通路部材は、
   前記第１室と前記第２室とを通り前記区画壁を貫通して設けられた管であって、その内部と前記第１室とを連通する前記第１開口と、その内部と前記第２室とを連通する前記第２開口と、その内部からの出口開口とを有する貫通管であることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給装置。
8. 前記通路部材は、
   前記第２通路を前記第１室から前記区画壁を迂回して前記第１通路に達するよう形成する部材であることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給装置。
9. 前記燃料出口手段と通路部材とはそれぞれが燃料噴射弁を備えることを特徴とする請求項８に記載の燃料供給装置。
10. 燃料タンク内の燃料を加圧する加圧手段と、その加圧手段により加圧された加圧燃料を前記内燃機関の近傍まで供給する供給管を備え、前記供給管から供給された加圧燃料が燃料タンクに戻ることなくすべて前記内燃機関に供給されることを特徴とする請求項９に記載の燃料供給装置。
11. 前記第１開口の内径は０．６〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載の燃料供給装置。
12. 前記第１開口の内径は０．８〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１１に記載の燃料供給装置。
13. 所定間隔離れて設置される第１および第２の燃料噴射弁に燃料を分配するデリバリパイプにおいて、
    加圧燃料が導入される入口部と、
    加圧燃料中の液体成分と気体成分とを分離する気液分離室と、
    前記気液分離室の下部領域にのみ連通し、前記下部領域の燃料を前記第１の燃料噴射弁に供給する燃料出口部と、
    前記気液分離室の上部領域と下部領域との両方に連通し、前記上部領域と下部領域の両方から燃料を前記第２の燃料噴射弁に供給する単一の通路部材であって、その内部と前記第１室とを連通する第１開口と、その内部と前記第２室とを連通する第２開口と、その内部からの出口開口とを有し、
    該出口開口から内燃機関へ燃料を供給する通路部材と、を備えることを特徴とするデリバリパイプ。
14. 所定間隔離れて設置される第１および第２の燃料噴射弁に燃料を分配するデリバリパイプにおいて、
    加圧燃料が導入される入口部と、
    前記入口部の上部に連通する第１室と、
    前記入口部の下部に連通し、前記第１の燃料噴射弁と前記第２の燃料噴射弁とにわたって延びる第２室と、
    前記第２室にのみ連通し、前記第２室からの燃料を前記第１の燃料噴射弁に供給する燃料出口部と、
    前記第１室と前記第２室との両方に連通し、前記第１室と前記第２室との両方から前記第２の燃料噴射弁に燃料を供給する単一の通路部材であって、その内部と前記第１室とを連通する第１開口と、その内部と前記第２室とを連通する第２開口と、その内部からの出口開口とを有する通路部材と、
    を備えることを特徴とするデリバリパイプ。
15. 前記第１の燃料噴射弁と前記第２の燃料噴射弁とにわたって延びる筒状の外壁と、
    該外壁の部材と一体に形成され、前記外壁の内部空間を上下に区画し、エンジンへの装着状態で上側に位置する室を前記第１室とし、下側に位置する室を前記第２室とする区画壁と、
    を有し、
    前記燃料出口部は、前記外壁を貫通して前記第２室に連通する通路を備え、
    前記通路部材は、前記外壁を貫通することを特徴とする請求項１４に記載のデリバリパイプ。
16. 前記外壁と前記区画壁とを一体に形成してなる主管と、
    該主管の一端側に装着され、前記第１室と前記第２室との一端側を閉塞する単一の閉塞部材と、
    前記主管の他端側に接続され、燃料タンクから供給される燃料を受け入れるとともに、前記気液分離室を形成して気体成分を前記第１室へ導入し、液体成分を前記第２室に導入する入口部分と、
    を備えることを特徴とする請求項１４に記載のデリバリパイプ。
17. 複数の燃料噴射弁に燃料を分配するデリバリパイプにおいて、
    アルミ系合金の押し出し材により形成された筒状の主管であって、その内部がエンジンへの装着状態で上に位置する第１室と、下に位置する第２室とに区画壁によって区画された主管と、
    前記主管の端部において前記第１室と前記第２室とを閉塞する閉塞部材と、
    加圧燃料が導入され、前記主管に接続されて前記第１室と前記第２室との両方に連通する入口管と、
    前記主管に設けられ、前記第２室にのみ連通して第１の燃料噴射弁に燃料を供給する燃料出口部と、
    前記主管に設けられ、前記第１室と前記第２室との両方に連通して第２の燃料噴射弁に燃料を供給する単一の通路部材であって、その内部と前記第１室とを連通する第１開口と、その内部と前記第２室とを連通する第２開口とを有する通路部材と、
    を備えることを特徴とするデリバリパイプ。
18. 燃料タンク内の燃料を加圧する加圧手段と、その加圧手段により加圧された加圧燃料を前記内燃機関の近傍まで供給する供給管を備え、前記供給管から供給された加圧燃料が燃料タンクに戻ることなくすべて前記内燃機関に供給されることを特徴とする請求項１６に記載のデリバリパイプ。
19. 前記第１開口の内径は０．６〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１８に記載の燃料供給装置。
20. 前記第１開口の内径は０．８〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１９に記載の燃料供給装置。

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