JP3819308B2 - ディーゼルエンジンのｄｍｅ燃料供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置のインジェクションポンプ、及び該インジェクションポンプを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンによる大気汚染対策として、軽油の代わりに排気がクリーンなＤＭＥ（ジメチルエーテル）を燃料とするものが注目されている。ＤＭＥ燃料は、従来の燃料である軽油と違って液化ガス燃料である。つまり、軽油と比較して沸点温度が低く、大気圧下で軽油が常温において液体であるのに対して、ＤＭＥは、常温において気体となる性質を有している。そのため、ＤＭＥ燃料を使用したディーゼルエンジンは、エンジン停止後に噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、燃料噴射ノズルのノズルシート部からエンジンのシリンダ内に漏れて気化し、シリンダ内に気化したＤＭＥ燃料が充満することによって、次にエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じて、エンジン始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生する虞がある。
【０００３】
そこで、エンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を、いわゆるアスピレータによる吸引手段でタンクに回収することで、エンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料によって、次にエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じることを防止することができる。アスピレータとは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によってＤＭＥ燃料を吸引するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータ等による吸引手段でタンクへ吸引しようとしても、短時間で噴射系内に残留している全てのＤＭＥ燃料を吸引することは困難である。これは、アスピレータによる吸引力が弱く、また、エンジン停止時には、噴射系と燃料タンクとの間の連通が遮断され、噴射系が密閉状態に近い状態になっているため、気化したＤＭＥ燃料を吸引することしかできないからである。つまり、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの余熱や自然気化によって全て気化してしまうまでは、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができないことになる。
【０００５】
そのため、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収するのに、ある程度の時間を要することになり、例えば、最近の都市部の信号交差点におけるアイドリングストップ等のような短時間のエンジン停止時に、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができず、エンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じてしまう虞がある。
【０００６】
本願発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料をタンクに回収する時間を短縮することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、燃料タンク内のＤＭＥ燃料を所定の圧力に加圧し、フィードパイプへ送出するフィードポンプと、該フィードパイプを経由して送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる油溜室の該ＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけ前記ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料、及び前記インジェクションポンプからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ戻すためのオーバーフロー燃料パイプと、前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、前記フィードパイプが連結されている前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを連結する気相圧力送出パイプと、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁とを備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【０００８】
ディーゼルエンジン停止後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開くことによって、燃料タンク内の気相と油溜室の入口側とが気相圧力送出パイプによって連通するので、油溜室に燃料タンク内の気相の圧力が作用することになる。燃料タンク内の気相は、気化したＤＭＥ燃料が油溜室内よりも高圧な状態で存在している。したがって、燃料タンク内の気相の圧力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができる。
【０００９】
これにより、本願請求項１に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、燃料タンク内の気相の圧力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができるので、残留燃料回収手段によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間を短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１３】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプと前記オーバーフロー燃料パイプとの間に配設されたアスピレータによって、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を、そのまま前記燃料タンクへ環流させ、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料が、環流する前記ＤＭＥ燃料に吸引されて、前記燃料タンクへ回収される構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１４】
前述したように、アスピレータは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を吸引する。つまり、ポンプ等の吸引駆動力源と比較して吸引力が弱いので、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に気化した状態で残留しているＤＭＥ燃料しか吸引できない。
【００１５】
したがって、本願請求項２に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、気化する前の液体状態のＤＭＥ燃料を、アスピレータへ強制的に圧送することができるので、本願請求項１に記載の発明による作用効果を特に効果的に得ることができるものである。
【００１６】
本願請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプの送出口を前記アスピレータの環流流路の入口側と前記油溜室の入口側とのいずれか一方に切り換えて連通させる第１の電磁弁と、前記アスピレータの吸入口と前記油溜室及び前記オーバーフロー燃料パイプとの間の開閉を行う第２の電磁弁と、前記第１の電磁弁の連通を前記アスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ環流させる流路を構成するとともに、前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、所定時間経過後に前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる制御を実行するＤＭＥ燃料回収制御部とを備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１７】
第１の電磁弁及び第２の電磁弁の開閉動作によって、燃料タンク内のＤＭＥ燃料がアスピレータの入口から出口へ流れた後に再び燃料タンク内に戻る環状のＤＭＥ燃料の流れを構成する。同時に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、燃料タンク内の気相の圧力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送する。そして、所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じることによって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内を低圧な状態に維持する。つまり、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に液体状態で残留しているＤＭＥ燃料を気相の圧力によって圧送した後、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる。それによって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内が低圧な状態に維持され、圧送できずにわずかに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができる。したがって、より短時間で、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内のＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収することができる。
【００１８】
これにより、本願請求項３に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項２に記載の発明による作用効果に加えて、圧送できなかった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができるので、残留燃料回収手段によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間を、さらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１９】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記インジェクションポンプは、ディーゼルエンジンの駆動軸の回転が伝達されて回転するカムシャフトと係合するプランジャの上下動で開閉可能なデリバリバルブによって、前記フィードパイプを経由して送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる油溜室の該ＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけ前記ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプエレメントと、前記カムシャフトのカムによってデリバリバルブが開閉する噴射状態と前記カムによって前記プランジャが上下動しても前記デリバリバルブが開閉しない無噴射状態とを切り換える噴射状態切換手段とを有し、前記インジェクションポンプエレメントは、前記無噴射状態の時にのみ、前記デリバリバルブが閉じた状態でも前記インジェクションパイプと前記油溜室とが連通する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２０】
このように、エンジン停止後、噴射状態切換手段によって無噴射状態に切り換えられた状態において、デリバリバルブが閉じた状態でも、インジェクションパイプと油溜室とが連通する構成を成しているので、エンジン停止後、残留燃料回収手段によって油溜室のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を回収することができる。
【００２１】
これにより、本願請求項４に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、エンジン停止後、残留燃料回収手段によって油溜室のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を回収することができるので、エンジン停止後にインジェクションポンプエレメントと燃料噴射ノズルとの間に残留しているＤＭＥ燃料を回収することが可能になり、前述したノッキング等の異常燃焼によって、エンジン始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生することを防止することができるという作用効果が得られる。
【００２２】
本願請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記インジェクションポンプエレメントは、略円柱体形状を成す前記プランジャが、前記噴射状態切換手段によって前記プランジャバレル内で周方向に回転し、該回転位置により前記ＤＭＥ燃料の噴射量が変化する構成を成しており、前記噴射量が０となる前記プランジャの回転位置において無噴射状態となり、かつ前記インジェクションパイプと前記油溜室とを連通させるパージ通路が構成される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２３】
本願請求項５に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、インジェクションポンプエレメントは、噴射状態切換手段によってプランジャが周方向に回転し、その回転位置によりＤＭＥ燃料の噴射量が変化する構成を成しており、インジェクションポンプの噴射量が０となるプランジャの回転位置において無噴射状態となって、インジェクションパイプと油溜室とを連通させるパージ通路が構成されることによって、本願請求項４に記載の発明による作用効果を得ることができるものである。
【００２４】
本願請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記インジェクションポンプエレメントは、前記インジェクションパイプに連通しているデリバリバルブ挿設孔を有するデリバリバルブホルダと、前記デリバリバルブ挿設孔に往復動可能に挿設されている前記デリバリバルブと、前記デリバリバルブホルダと一体に配設され、前記デリバリバルブのバルブ部が当接した状態で、前記インジェクションパイプと前記油溜室との連通が遮断されて閉弁状態となるバルブシート部を有するデリバリバルブシートと、前記デリバリバルブを前記デリバリバルブシートに付勢するデリバリスプリングと、前記デリバリバルブシートと一体に配設され、該デリバリバルブシートに連通している液圧室を有するプランジャバレルと、前記液圧室に往復動可能に挿設され、一端側が前記デリバリバルブに面している前記プランジャと、該プランジャを前記カム側に付勢するプランジャスプリングとを備え、前記噴射状態時には、前記閉弁状態から前記プランジャが前記カムに押し上げられ、前記液圧室と前記油溜室との連通が遮断され、前記液圧室内の前記ＤＭＥ燃料が前記デリバリバルブを押し上げて開弁状態となり、開弁状態の前記デリバリバルブから前記液圧室内の前記ＤＭＥ燃料が前記インジェクションパイプへ圧送され、前記プランジャの外周面に形成されている切り欠き部を介して前記液圧室と前記油溜室とが再び連通し、前記液圧室内の液圧が低下して前記デリバリバルブが前記デリバリスプリングの付勢力によって閉弁し、前記無噴射状態時には、前記プランジャの外周面に形成されているパージ溝と、前記プランジャバレルの内周面に形成されているパージポートとが連通する回転位置となる如く、前記噴射状態切換手段によって前記プランジャが周方向に回転し、前記パージポート、前記パージ溝、及び前記デリバリバルブシートに形成され、前記インジェクションパイプと前記パージポートとを連通させるパージ通路を介して前記インジェクションパイプと前記油溜室とが連通する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２５】
このように、インジェクションポンプは、噴射状態切換手段によってプランジャが周方向に回転し、プランジャの外周面に形成されているパージ溝と、プランジャバレルの内周面に形成されているパージポートとが連通する回転位置まで回転した時点で、噴射状態が無噴射状態となる構成を成しているので、デリバリバルブシートに形成されているインジェクションパイプとパージポートとを連通させるパージ通路を介してインジェクションパイプと油溜室とを連通させるパージ通路が構成され、エンジン停止後、残留燃料回収手段によって油溜室のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を回収することができる。
【００２６】
これにより、本願請求項６に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、インジェクションポンプは、噴射状態切換手段によってプランジャが周方向に回転し、プランジャの外周面に形成されているパージ溝と、プランジャバレルの内周面に形成されているパージポートとが連通する回転位置まで回転した時点で、噴射状態が無噴射状態となる構成を成していることによって、本願請求項６に記載の発明による作用効果を得ることができるものである。
【００２７】
本願請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項において、前記インジェクションポンプは、前記カムシャフトが配設され、潤滑油が貯留されているカム室が、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、前記カム室には、前記ＤＭＥ燃料が混入した前記潤滑油から該ＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータと、前記カムシャフトのカムによって駆動され、分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーとが配設されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２８】
このように、インジェクションポンプは、カム室がディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系になっているので、インジェクションポンプエレメントのプランジャとプランジャバレルとの間の隙間からカム室に漏れたＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの潤滑系に侵入する虞がない。また、カム室に配設されたオイルセパレータによって、ＤＭＥ燃料が混入した潤滑油からＤＭＥ燃料を分離し、分離されたＤＭＥ燃料がコンプレッサーによって燃料タンクへ送出されるので、ＤＭＥ燃料の混入による潤滑油の潤滑性能の低下等を防止することができる。さらに、コンプレッサーは、カム室内のカムによって駆動されるので、電動モータ等のコンプレッサーを駆動させる駆動源が必要ない。
【００２９】
これにより、本願請求項７に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項４〜６のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションポンプは、インジェクションポンプエレメントのプランジャとプランジャバレルとの間の隙間からカム室に漏れたＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの潤滑系に侵入する虞がないので、ディーゼルエンジンの潤滑系に侵入したＤＭＥ燃料が気化し、気化したＤＭＥ燃料がエンジンのクランク室に侵入して引火するといった虞をなくすことができるという作用効果が得られる。
【００３０】
また、ＤＭＥ燃料の混入による潤滑油の潤滑性能の低下等を防止することができるので、潤滑油の潤滑性能の低下等によるインジェクションポンプの性能低下を防止することができ、さらに、電動モータ等のコンプレッサーを駆動させる駆動源が必要ないので、より省電力なディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置が可能になるという作用効果も得られる。
また、本願請求項８に記載の発明は、液体ＤＭＥ燃料が燃料タンクから送られる油溜室であり、ディーゼルエンジン停止後には油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体ＤＭＥ燃料が残留燃料回収手段によって前記燃料タンクに回収されるように構成されて成る当該油溜室における残留液体ＤＭＥ燃料の前記残留燃料回収手段に向けての強制圧送装置であって、前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを気相圧力送出パイプにより連結し、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を備え、該気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開とすることによって前記燃料タンク内の気相の高い圧力を油溜室内に作用させて、該油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体ＤＭＥ燃料を強制的に前記残留燃料回収手段に向けて圧送するようにしたことを特徴とする油溜室における残留液体ＤＭＥ燃料の強制圧送装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成について説明する。
図１は、本願発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成を示したシステム構成図である。
【００３２】
ディーゼルエンジン２００にＤＭＥ燃料を供給するＤＭＥ燃料供給装置１００は、本願発明に係るインジェクションポンプ１を備えている。インジェクションポンプ１は、ディーゼルエンジン２００が有するシリンダ３１の数と同じ数のインジェクションポンプエレメント２を備えている。フィードポンプ５は、燃料タンク４に貯留されているＤＭＥ燃料を、所定の圧力に加圧してフィードパイプ５２へ送出する。燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口は、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の液面より下に設けられており、フィードポンプ５を燃料タンク４のＤＭＥ燃料の送出口近傍に配設されている。フィードパイプ５２へ送出されたＤＭＥ燃料は、フィルタ５１でろ過され、３方電磁弁７１を介してインジェクションポンプ１へ送出される。後述する「残留燃料回収手段」の構成要素の１つである３方電磁弁７１は、噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の運転時）にはＯＮ状態で、符号Ａで示した矢印の方向に連通している。
【００３３】
このように、燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口が、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の液面より下に設けられており、フィードポンプ５を燃料タンク４のＤＭＥ燃料の送出口近傍に配設して、ＤＭＥ燃料をインジェクションポンプ１へ送出する構成となっているので、燃料タンク４内の圧力の低下を少なくすることができる。そして、それによって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料が、燃料タンク４内の圧力の低下によって気化してしまう虞を少なくすることができる。
【００３４】
インジェクションポンプ１内のカム室（図示せず）は、ディーゼルエンジン２００の潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、オイルセパレータ７は、インジェクションポンプ１内のカム室に漏れだしたＤＭＥ燃料が混入したカム室内の潤滑油を、ＤＭＥ燃料と潤滑油とに分離し、潤滑油をカム室に戻す。オイルセパレータ７で分離されたＤＭＥ燃料は、カム室内の圧力が大気圧以下になるのを防止するチェック弁６２を介して、カム室内のカムによって駆動されるコンプレッサー６１へ送出され、コンプレッサー６１で加圧された後、チェック弁６３、及びクーラー４１を介して燃料タンク４へ戻される。チェック弁６３は、ディーゼルエンジン２００の停止時に、燃料タンク４からＤＭＥ燃料がカム室へ逆流するのを防止するために設けられている。
【００３５】
このように、インジェクションポンプ１のカム室が、ディーゼルエンジン２００の潤滑系と分離された専用潤滑系になっているので、インジェクションポンプエレメント２からカム室に漏れたＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジン２００の潤滑系に侵入する虞がない。そして、それによって、ディーゼルエンジン２００の潤滑系に侵入したＤＭＥ燃料が気化し、気化したＤＭＥ燃料がエンジンのクランク室に侵入して引火するといった虞をなくすことができる。
【００３６】
また、カム室に配設されたオイルセパレータ６によって、ＤＭＥ燃料が混入した潤滑油からＤＭＥ燃料を分離し、分離されたＤＭＥ燃料がコンプレッサー６１によって燃料タンク４へ送出されるので、ＤＭＥ燃料の混入による潤滑油の潤滑性能の低下等を防止することができる。そして、それによって、潤滑油の潤滑性能の低下等によるインジェクションポンプ１の性能低下を防止することができる。
【００３７】
さらに、コンプレッサー６１は、カム室内のカムによって駆動されるので、電動モータ等の駆動源が必要なく、それによって、より省電力なインジェクションポンプ１が可能になる。
【００３８】
燃料タンク４からフィードポンプ５によって所定の圧力に加圧されて送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１の各インジェクションポンプエレメント２からインジェクションパイプ３を経由して、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジン２００の各シリンダ３１に配設されている燃料噴射ノズル３２へ圧送される。インジェクションポンプ１からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプ８を経由し、オーバーフロー燃料の圧力を決めるチェック弁９１、及びクーラー４１を介して燃料タンク４へ戻される。また、各燃料噴射ノズル３２からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプ９を経由し、オーバーフロー燃料の圧力を決めるチェック弁９１及びクーラー４１を介して燃料タンク４へ戻される。
【００３９】
さらに、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、ディーゼルエンジン２００の停止時に、インジェクションポンプ１内の油溜室（図示せず）、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料を、燃料タンク４へ回収する「残留燃料回収手段」の構成要素として、アスピレータ７、３方電磁弁７１、及び２方電磁弁７２を備えている。
【００４０】
図２は、アスピレータ７の断面図である。アスピレータ７は、入口７ａと出口７ｂと吸入口７ｃとを有している。入口７ａと出口７ｂは真っ直ぐに連通しており、吸入口７ｃは、入口７ａと出口７ｂとの間の連通路から、略垂直方向に分岐している。入口７ａから出口７ｂへのＤＭＥ燃料の流れ（符号Ｂで示した方向の流れ）によって、吸入口７ｃには、符号Ｃで示した方向の吸引力が作用する。この吸引力は、パイプ内の液体状態のＤＭＥ燃料を吸引するほどの力は無く、アスピレータ７は、その吸引力によってパイプ内の圧力が低下させ、それによって気化したＤＭＥ燃料を吸引する。
【００４１】
また、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４内の気相４ａとインジェクションポンプ１の油溜室の入口側（フィードパイプ５２が連結されている部分）とを連結する気相圧力送出パイプ７３を備えている（図１参照）。気相圧力送出パイプ７３は、その内径が部分的に狭くなっている絞り部７４と、気相圧力送出パイプ７３の連通を開閉する気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５とを有している。つづいて、前述した「残留燃料回収手段」によって、ディーゼルエンジン２００の停止時に、インジェクションポンプ１内の油溜室、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料を、燃料タンク４へ回収する際の各部の動作、並びに、気相圧力送出パイプ７３、絞り部７４、及び気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５の動作と作用について説明する。
【００４２】
図３は、噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【００４３】
ＤＭＥ燃料供給装置１００は、ＤＭＥ燃料回収制御部１０を備えており、３方電磁弁７１、２方電磁弁７２、及び気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５は、このＤＭＥ燃料回収制御部１０によって開閉制御される。ＤＭＥ燃料供給装置１００の噴射状態時には、３方電磁弁７１はＯＮ状態に制御されており、フィードパイプ５２と油溜室１１とが連通している。したがって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料は、フィードポンプ５によって油溜室１１へ送出される。また、２方電磁弁７２はＯＦＦ状態に制御されており、オーバーフロー燃料パイプ８及びオーバーフロー燃料パイプ９と、アスピレータ７の吸入口７ｃとの連通が遮断されている。さらに、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５もＯＦＦ制御されており、油溜室１１の入口側と燃料タンク４内の液層４ａとの連通が遮断されている。
【００４４】
図４は、無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【００４５】
無噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の停止時）には、３方電磁弁７１をＯＦＦ制御して符号Ｂの矢印で示した方向の連通路を構成するとともに、２方電磁弁７２をＯＮ制御して、オーバーフロー燃料パイプ８及びオーバーフロー燃料パイプ９とアスピレータ７の吸入口７ｃとの間を連通させる（符号Ｃで示した矢印の方向）。したがって、フィードポンプ５から送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１へ送出されずに、アスピレータ７へ送出され、入口７ａから出口７ｂへ抜け、クーラー４１を介して燃料タンク４へ戻り、再びフィードポンプ５からアスピレータ７へ送出される。つまり、アスピレータ７を介してＤＭＥ燃料液が環流する状態となる。そして、インジェクションポンプ１内の油溜室、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料が気化し、入口７ａと出口７ｂを流れるＤＭＥ燃料液の流れによって、気化したＤＭＥ燃料が吸引口７ｃから吸引されて燃料タンク４へ回収されることになる。
【００４６】
また、同時に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５をＯＮ制御して開状態にし、燃料タンク４の気相４ａと、油溜室１１の入口側とを連結している気相圧力送出パイプ７３を連通状態にする。燃料タンク４のＤＭＥ燃料は、気体に気化した状態の気相４ａと、液体状態の液相４ｂとに分離した状態で存在する。前述したようにＤＭＥ燃料は、常温において気体となる性質を有しているので、気化しやすく、それによって、燃料タンク４内には気化したＤＭＥ燃料が高い圧力を有した状態で存在する気相４ａができることになる。
【００４７】
したがって、この気相４ａとインジェクションポンプ１内の油溜室１１とが連通することで、気相４ａの高い圧力によって、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留している液体状態のＤＭＥ燃料は、アスピレータ７の吸入口７ｃへ向けて圧送されることになる。また、気相圧力送出パイプ７３の内径が部分的に狭くなっている絞り部７４を通って送られる。前述したように、アスピレータ７による吸引力は、気化したＤＭＥ燃料を吸引する程度の吸引力しかないので、気相４ａの圧力を利用して液体状態のＤＭＥ燃料をアスピレータ７の吸入口７ｃへ圧送することによって、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間を大幅に短縮することができる。
【００４８】
図５は、無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図であり、図４に示した状態から所定時間経過した後に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５をＯＦＦ制御して閉状態にした状態を示したものである。
【００４９】
所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５のみを閉じることによって、高圧状態の気相４ａとの間の連通が遮断されるので、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９内を、より低圧な状態にすることができる。それによって、圧送できずにわずかに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化が促進されるので、残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間を、より短縮することができる。尚、この所定時間は、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留するＤＭＥ燃料の量等によって決定される時間であり、実験等によって最適な時間に設定される。
【００５０】
このようにして、ディーゼルエンジン２００のＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン２００の停止後に噴射系（油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９）内のＤＭＥ燃料を燃料タンク４に回収する時間を短縮することができる。
【００５１】
また、他の実施の形態としては、上記一実施の形態に加えて、インジェクションポンプ１のインジェクションポンプエレメントが、無噴射状態の時にのみ、デリバリバルブが閉じた状態でもインジェクションパイプ３と油溜室１１とが連通する構成を成しているものが挙げられる。つづいて、本願発明に係るインジェクションポンプ１を構成するインジェクションポンプエレメント２の概略構造について説明する。
【００５２】
図６は、本願発明に係るインジェクションポンプ１のインジェクションポンプエレメント２の近傍を示した要部斜視図である。
【００５３】
デリバリバルブホルダ２１は、デリバリバルブ挿設孔２１１を有する形状を成しており、インジェクションポンプ１の基体に固定されている。デリバリバルブ挿設孔２１１と連通している燃料液送出口２１２には、インジェクションパイプ３が接続される。デリバリバルブ挿設孔２１１には、デリバリバルブ２３が往復動可能に挿設されており、デリバリバルブ２３は、デリバリスプリング２２によって、デリバリバルブホルダ２１と一体に配設されているデリバリバルブシート２４のバルブシート部２４ａに、バルブ部２３１が当接する如く付勢されている。
【００５４】
プランジャバレル２５は、デリバリバルブシート２４と一体に配設され、デリバリバルブシート２４に連通している液圧室２５ａを有している。液圧室２５ａには、プランジャ２６が往復動可能に挿設されており、その一端側がデリバリバルブ２３に面している。プランジャ２６は、プランジャスプリング２７によって、カム１３側に付勢されている。プランジャ２６は、ディーゼルエンジン２００の駆動軸に連結され、ディーゼルエンジン２００の駆動力で回転するカムシャフト１２のカム１３によって、タペット２８を介してデリバリバルブ２３側（符号Ｄの矢印で示した方向）に押し上げられる。プランジャ２６のつば部２６１は、コントロールラック１４と係合して回転するピニオン２９と一体の円筒状の部材であるスリーブ２９１と係合しており、コントロールラック１４の往復動によってピニオン２９が回転し、プランジャ２６が周方向に回転する構成を成しており、このプランジャの回転位置によってＤＭＥ燃料の噴射量が増減する。
【００５５】
図７は、プランジャバレル２５に挿設されているプランジャ２６の一部を拡大して示した斜視図である。
【００５６】
インジェクションポンプ１において、インジェクションポンプエレメント２は、ＤＭＥ燃料を高圧にし、かつ噴射量を増減できる重要な部品である。そのため、プランジャ２６とデリバリバルブ２３の摺動部は、超精密な仕上げが施されている。プランジャバレル２５の側壁面には、油溜室１１と液圧室２５ａとを連通させる吸排口２５１が形成されている。プランジャ２６には、切り欠き部２６２が形成されている。切り欠き部２６２は、プランジャ２６の外周面に図示の如く斜めに切り欠かれた溝であり、溝部分は、プランジャ２６の中央に形成されている孔２６３に連通している。
【００５７】
ここで、プランジャ２６の作動について、図８〜図１１を参照しながら説明する。
図８は、本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２の断面を示した要部正面図であり、噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の運転時）における吸入工程を示したものである。また、図９は、噴射状態時における噴射工程の噴射始めを示したものであり、図１０は、噴射状態時における噴射工程の噴射終わりを示したものである。
【００５８】
カム１３の下降工程においてプランジャ２６が下降し（符号Ｅで示した矢印の方向）、プランジャ２６の上端面２６４がプランジャバレル２５の吸排口２５１に覗くと、油溜室１１内のＤＭＥ燃料が吸排口２５１から液圧室２５ａ内に送られてくる。そして、カム１３の下死点でＤＭＥ燃料の吸引が終了する（吸入工程）。カム１３が上昇行程になるとプランジャ２６も上昇し、プランジャ２６の上端面２６４が吸排口２５１を塞いだとき、油溜室１１と液圧室２５ａの連通が遮断される（噴射工程の噴射始め）。カム１３の上昇につれてＤＭＥ燃料は、デリバリバルブを押し上げて開き、インジェクションパイプ３を介してディーゼルエンジン２００の噴射ノズルへ圧送されていく。そして、プランジャ２６の切り欠き部２６２が吸排口２５１に到達したときに、液圧室２５ａ内のＤＭＥ燃料は、プランジャ２６の孔２６４から切り欠き部２６２、吸排口２５１を介して、その液圧によって油溜室１１に流れ込む。それによって、液圧室２５ａ内のＤＭＥ燃料の液圧は低下して、デリバリバルブ２３は、デリバリスプリング２２の付勢力によって下降し、バルブ部２３２がデリバリバルブシート２４のバルブシート部２４ａに当接した時点で閉弁状態となる（噴射工程の噴射終わり）。
【００５９】
上述した噴射始め（図９）から噴射終わり（図１０）までのプランジャ２６のストロークを有効ストロークと言う。ＤＭＥ燃料の圧送は、この有効ストロークの間だけ行われ、有効ストロークの長さを変えることによって、圧送されるＤＭＥ燃料の量の増減が行われる。切り欠き部２６２は、図示の如く周方向に斜めに形成されているので、前述したように、コントロールラック１４（図１０）の位置を変えることによって、プランジャ２６を周方向に回転させることで、プランジャ２６の切り欠き部２６２が吸排口２５１に到達する位置を変えることができる。そして、それによって、有効ストロークの長さを変えることができる構成となっている。
【００６０】
ここで、無噴射状態について説明する。
図１１は、本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２の断面を示した要部正面図であり、無噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の停止時）を示したものである。
【００６１】
コントロールラック１４の位置を、圧送されるＤＭＥ燃料の量が０になる位置、つまり、プランジャ２６の上端面２６４が吸排口２５１を塞いだとき、同時に切り欠き部２６２も吸排口２５１に到達しているので、有効ストロークは０となり、プランジャ２６が上昇しても液圧室２５ａと油溜室１１は連通した状態となる。したがって、カム１３によるプランジャ２６の上下動によって、圧送されるＤＭＥ燃料が０となり、この状態が無噴射状態である。これによって、ＤＭＥ燃料の圧送は行われなくなり、ディーゼルエンジン２００へのＤＭＥ燃料の供給がされなくなってディーゼルエンジン２００が停止する。
【００６２】
図１２は、本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２の断面を示した正面図である。
【００６３】
デリバリバルブシート２４には、パージ通路２４２が形成されている。パージ通路２４２は、その一方側が、燃料液送出口２１２と連通しており、他方側は、プランジャバレル２５に形成されているパージ通路２５２に連通している。パージ通路２５２は、プランジャバレル２５の内周面へ連通しているパージポート２５３と連通している。つまり、インジェクションポンプエレメント２は、燃料液送出口２１２に接続されるインジェクションパイプ３と、プランジャバレル２５の内周面とが連通する連通経路が形成されている。
【００６４】
つづいて、無噴射状態時にアスピレータ７によって、インジェクションパイプ３に残留しているＤＭＥ燃料を回収する際の回収経路について説明する。
【００６５】
図１３は、図１２に示した本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２のＸ−Ｘ断面の平面図であり、図１３（ａ）は、噴射状態、図１３（ｂ）は、無噴射状態を、それぞれ示したものである。
【００６６】
図１３（ａ）に示した噴射状態、つまり所定のＤＭＥ燃料を圧送可能な有効ストロークが得られるプランジャ２６の回転位置においては、プランジャ２６の外周面の軸方向に形成されているパージ溝２６５は、プランジャバレル２５の内周面に形成されているパージポート２５３と非連通状態となる位置関係となっている。
【００６７】
図１３（ｂ）に示した無噴射状態時には、プランジャ２６が周方向に回転し、プランジャ２６の外周面に形成されているパージ溝２６５と、プランジャバレル２５の内周面に形成されているパージポート２５３とが連通する回転位置となる。パージ溝２６５は、プランジャ２６の上端面２６４まで形成されているので、パージ溝２６５は、孔２６３、切り欠き部２６２を介して油溜室１１へ連通している。つまり、無噴射状態時において、デリバリバルブ２３が閉じた状態でもインジェクションパイプ３は、パージ通路２４２、パージ通路２５２、パージポート２５３、パージ溝２６５、孔２６３、及び切り欠き部２６２を介したパージ通路が構成されることによって油溜室１１へ連通することになる。したがって、無噴射状態時にアスピレータ７で油溜室１１のＤＭＥ燃料を回収することによって、油溜室１１と連通しているインジェクションパイプ３のＤＭＥ燃料を、このパージ通路を介して回収することができる。
【００６８】
このようにして、当該実施の形態に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ディーゼルエンジン２００の停止時の無噴射状態時には、デリバリバルブ２３が閉じた状態でも、インジェクションパイプ３と油溜室１１とが連通するので、ディーゼルエンジン２００の停止後、アスピレータ７によって油溜室１１のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ３内に残留しているＤＭＥ燃料も気化させて回収することができる。そして、それによって、ディーゼルエンジン２００の停止後に噴射系（油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９）内のＤＭＥ燃料を燃料タンク４に回収する時間を短縮することができるとともに、前述したノッキング等の異常燃焼によって、ディーゼルエンジン２００の始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生することを防止することができる。
【００６９】
尚、本願発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
本願発明によれば、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料をタンクに回収する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成を示したシステム構成図である。
【図２】アスピレータの断面図である。
【図３】噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【図４】無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【図５】無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図であり、図４に示した状態から所定時間経過した後に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を閉状態にした状態を示したものである。
【図６】本願発明に係るインジェクションポンプのインジェクションポンプエレメントの近傍を示した要部斜視図である。
【図７】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントのプランジャバレルに挿設されているプランジャの一部を拡大して示した斜視図である。
【図８】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、噴射状態時における吸入工程を示したものである。
【図９】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、噴射状態時における噴射工程の噴射始めを示したものである。
【図１０】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、噴射状態時における噴射工程の噴射終わりを示したものである。
【図１１】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、無噴射状態時（ディーゼルエンジンの停止時）を示したものである。
【図１２】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した正面図である。
【図１３】図１２に示した本願発明に係るインジェクションポンプエレメントのＸ−Ｘ断面の平面図であり、図１３（ａ）は、噴射状態、図１３（ｂ）は、無噴射状態を、それぞれ示したものである。
【符号の説明】
１ インジェクションポンプ
２ インジェクションポンプエレメント
３ インジェクションパイプ
４ 燃料タンク
５ フィードポンプ
６ オイルセパレータ
７ アスピレータ
８、９ オーバーフロー燃料パイプ
１０ ＤＭＥ燃料回収制御部
１１ 油溜室
１２ カムシャフト
１３ カム
１４ コントロールラック
２１ デリバリバルブホルダ
２２ デリバリスプリング
２３ デリバリバルブ
２４ デリバリバルブシート
２５ プランジャバレル
２６ プランジャ
２７ プランジャスプリング
３１ シリンダ
３２ 燃料噴射ノズル
４１ クーラー
５１ フィルタ
６１ コンプレッサー
７３ 気相圧力送出パイプ
７４ 絞り部
７５ 気相圧力送出パイプ開閉電磁弁
１００ ＤＭＥ燃料供給装置
２００ ディーゼルエンジン
２４２、２５２ パージ通路
２５３ パージポート
２６５ パージ溝
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置のインジェクションポンプ、及び該インジェクションポンプを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンによる大気汚染対策として、軽油の代わりに排気がクリーンなＤＭＥ（ジメチルエーテル）を燃料とするものが注目されている。ＤＭＥ燃料は、従来の燃料である軽油と違って液化ガス燃料である。つまり、軽油と比較して沸点温度が低く、大気圧下で軽油が常温において液体であるのに対して、ＤＭＥは、常温において気体となる性質を有している。そのため、ＤＭＥ燃料を使用したディーゼルエンジンは、エンジン停止後に噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、燃料噴射ノズルのノズルシート部からエンジンのシリンダ内に漏れて気化し、シリンダ内に気化したＤＭＥ燃料が充満することによって、次にエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じて、エンジン始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生する虞がある。
【０００３】
そこで、エンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を、いわゆるアスピレータによる吸引手段でタンクに回収することで、エンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料によって、次にエンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じることを防止することができる。アスピレータとは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によってＤＭＥ燃料を吸引するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン停止後にＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料をアスピレータ等による吸引手段でタンクへ吸引しようとしても、短時間で噴射系内に残留している全てのＤＭＥ燃料を吸引することは困難である。これは、アスピレータによる吸引力が弱く、また、エンジン停止時には、噴射系と燃料タンクとの間の連通が遮断され、噴射系が密閉状態に近い状態になっているため、気化したＤＭＥ燃料を吸引することしかできないからである。つまり、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの余熱や自然気化によって全て気化してしまうまでは、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができないことになる。
【０００５】
そのため、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収するのに、ある程度の時間を要することになり、例えば、最近の都市部の信号交差点におけるアイドリングストップ等のような短時間のエンジン停止時に、ＤＭＥ燃料供給装置の噴射系内に残留しているＤＭＥ燃料を全て回収することができず、エンジンを始動する際にノッキング等の異常燃焼が生じてしまう虞がある。
【０００６】
本願発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料をタンクに回収する時間を短縮することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、燃料タンク内のＤＭＥ燃料を所定の圧力に加圧し、フィードパイプへ送出するフィードポンプと、該フィードパイプを経由して送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる油溜室の該ＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけ前記ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料、及び前記インジェクションポンプからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ戻すためのオーバーフロー燃料パイプと、前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、前記フィードパイプが連結されている前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを連結する気相圧力送出パイプと、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁とを備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【０００８】
ディーゼルエンジン停止後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開くことによって、燃料タンク内の気相と油溜室の入口側とが気相圧力送出パイプによって連通するので、油溜室に燃料タンク内の気相の圧力が作用することになる。燃料タンク内の気相は、気化したＤＭＥ燃料が油溜室内よりも高圧な状態で存在している。したがって、燃料タンク内の気相の圧力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができる。
【０００９】
これにより、本願請求項１に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、燃料タンク内の気相の圧力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送することができるので、残留燃料回収手段によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間を短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１３】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプと前記オーバーフロー燃料パイプとの間に配設されたアスピレータによって、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を、そのまま前記燃料タンクへ環流させ、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料が、環流する前記ＤＭＥ燃料に吸引されて、前記燃料タンクへ回収される構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１４】
前述したように、アスピレータは、ポンプ等の吸引駆動力源によりＤＭＥ燃料を吸引するのではなく、本来はＤＭＥ燃料を送出するためのインジェクションポンプを駆動源として環状のＤＭＥ燃料の流れを構成し、そのＤＭＥ燃料の流れによる吸引力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を吸引する。つまり、ポンプ等の吸引駆動力源と比較して吸引力が弱いので、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に気化した状態で残留しているＤＭＥ燃料しか吸引できない。
【００１５】
したがって、本願請求項２に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、気化する前の液体状態のＤＭＥ燃料を、アスピレータへ強制的に圧送することができるので、本願請求項１に記載の発明による作用効果を特に効果的に得ることができるものである。
【００１６】
本願請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプの送出口を前記アスピレータの環流流路の入口側と前記油溜室の入口側とのいずれか一方に切り換えて連通させる第１の電磁弁と、前記アスピレータの吸入口と前記油溜室及び前記オーバーフロー燃料パイプとの間の開閉を行う第２の電磁弁と、前記第１の電磁弁の連通を前記アスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ環流させる流路を構成するとともに、前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、所定時間経過後に前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる制御を実行するＤＭＥ燃料回収制御部とを備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００１７】
第１の電磁弁及び第２の電磁弁の開閉動作によって、燃料タンク内のＤＭＥ燃料がアスピレータの入口から出口へ流れた後に再び燃料タンク内に戻る環状のＤＭＥ燃料の流れを構成する。同時に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、燃料タンク内の気相の圧力によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体状態のＤＭＥ燃料を残留燃料回収手段へ強制的に圧送する。そして、所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じることによって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内を低圧な状態に維持する。つまり、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に液体状態で残留しているＤＭＥ燃料を気相の圧力によって圧送した後、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる。それによって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内が低圧な状態に維持され、圧送できずにわずかに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができる。したがって、より短時間で、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内のＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収することができる。
【００１８】
これにより、本願請求項３に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項２に記載の発明による作用効果に加えて、圧送できなかった液体状態のＤＭＥ燃料の気化を促進することができるので、残留燃料回収手段によって、油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を燃料タンクへ回収する時間を、さらに短縮することができるという作用効果が得られる。
【００１９】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記インジェクションポンプは、ディーゼルエンジンの駆動軸の回転が伝達されて回転するカムシャフトと係合するプランジャの上下動で開閉可能なデリバリバルブによって、前記フィードパイプを経由して送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる油溜室の該ＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけ前記ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプエレメントと、前記カムシャフトのカムによってデリバリバルブが開閉する噴射状態と前記カムによって前記プランジャが上下動しても前記デリバリバルブが開閉しない無噴射状態とを切り換える噴射状態切換手段とを有し、前記インジェクションポンプエレメントは、前記無噴射状態の時にのみ、前記デリバリバルブが閉じた状態でも前記インジェクションパイプと前記油溜室とが連通する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２０】
このように、エンジン停止後、噴射状態切換手段によって無噴射状態に切り換えられた状態において、デリバリバルブが閉じた状態でも、インジェクションパイプと油溜室とが連通する構成を成しているので、エンジン停止後、残留燃料回収手段によって油溜室のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を回収することができる。
【００２１】
これにより、本願請求項４に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、エンジン停止後、残留燃料回収手段によって油溜室のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を回収することができるので、エンジン停止後にインジェクションポンプエレメントと燃料噴射ノズルとの間に残留しているＤＭＥ燃料を回収することが可能になり、前述したノッキング等の異常燃焼によって、エンジン始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生することを防止することができるという作用効果が得られる。
【００２２】
本願請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記インジェクションポンプエレメントは、略円柱体形状を成す前記プランジャが、前記噴射状態切換手段によって前記プランジャバレル内で周方向に回転し、該回転位置により前記ＤＭＥ燃料の噴射量が変化する構成を成しており、前記噴射量が０となる前記プランジャの回転位置において無噴射状態となり、かつ前記インジェクションパイプと前記油溜室とを連通させるパージ通路が構成される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２３】
本願請求項５に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、インジェクションポンプエレメントは、噴射状態切換手段によってプランジャが周方向に回転し、その回転位置によりＤＭＥ燃料の噴射量が変化する構成を成しており、インジェクションポンプの噴射量が０となるプランジャの回転位置において無噴射状態となって、インジェクションパイプと油溜室とを連通させるパージ通路が構成されることによって、本願請求項４に記載の発明による作用効果を得ることができるものである。
【００２４】
本願請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記インジェクションポンプエレメントは、前記インジェクションパイプに連通しているデリバリバルブ挿設孔を有するデリバリバルブホルダと、前記デリバリバルブ挿設孔に往復動可能に挿設されている前記デリバリバルブと、前記デリバリバルブホルダと一体に配設され、前記デリバリバルブのバルブ部が当接した状態で、前記インジェクションパイプと前記油溜室との連通が遮断されて閉弁状態となるバルブシート部を有するデリバリバルブシートと、前記デリバリバルブを前記デリバリバルブシートに付勢するデリバリスプリングと、前記デリバリバルブシートと一体に配設され、該デリバリバルブシートに連通している液圧室を有するプランジャバレルと、前記液圧室に往復動可能に挿設され、一端側が前記デリバリバルブに面している前記プランジャと、該プランジャを前記カム側に付勢するプランジャスプリングとを備え、前記噴射状態時には、前記閉弁状態から前記プランジャが前記カムに押し上げられ、前記液圧室と前記油溜室との連通が遮断され、前記液圧室内の前記ＤＭＥ燃料が前記デリバリバルブを押し上げて開弁状態となり、開弁状態の前記デリバリバルブから前記液圧室内の前記ＤＭＥ燃料が前記インジェクションパイプへ圧送され、前記プランジャの外周面に形成されている切り欠き部を介して前記液圧室と前記油溜室とが再び連通し、前記液圧室内の液圧が低下して前記デリバリバルブが前記デリバリスプリングの付勢力によって閉弁し、前記無噴射状態時には、前記プランジャの外周面に形成されているパージ溝と、前記プランジャバレルの内周面に形成されているパージポートとが連通する回転位置となる如く、前記噴射状態切換手段によって前記プランジャが周方向に回転し、前記パージポート、前記パージ溝、及び前記デリバリバルブシートに形成され、前記インジェクションパイプと前記パージポートとを連通させるパージ通路を介して前記インジェクションパイプと前記油溜室とが連通する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２５】
このように、インジェクションポンプは、噴射状態切換手段によってプランジャが周方向に回転し、プランジャの外周面に形成されているパージ溝と、プランジャバレルの内周面に形成されているパージポートとが連通する回転位置まで回転した時点で、噴射状態が無噴射状態となる構成を成しているので、デリバリバルブシートに形成されているインジェクションパイプとパージポートとを連通させるパージ通路を介してインジェクションパイプと油溜室とを連通させるパージ通路が構成され、エンジン停止後、残留燃料回収手段によって油溜室のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ内に残留しているＤＭＥ燃料を回収することができる。
【００２６】
これにより、本願請求項６に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、インジェクションポンプは、噴射状態切換手段によってプランジャが周方向に回転し、プランジャの外周面に形成されているパージ溝と、プランジャバレルの内周面に形成されているパージポートとが連通する回転位置まで回転した時点で、噴射状態が無噴射状態となる構成を成していることによって、本願請求項６に記載の発明による作用効果を得ることができるものである。
【００２７】
本願請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項において、前記インジェクションポンプは、前記カムシャフトが配設され、潤滑油が貯留されているカム室が、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、前記カム室には、前記ＤＭＥ燃料が混入した前記潤滑油から該ＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータと、前記カムシャフトのカムによって駆動され、分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーとが配設されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置である。
【００２８】
このように、インジェクションポンプは、カム室がディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系になっているので、インジェクションポンプエレメントのプランジャとプランジャバレルとの間の隙間からカム室に漏れたＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの潤滑系に侵入する虞がない。また、カム室に配設されたオイルセパレータによって、ＤＭＥ燃料が混入した潤滑油からＤＭＥ燃料を分離し、分離されたＤＭＥ燃料がコンプレッサーによって燃料タンクへ送出されるので、ＤＭＥ燃料の混入による潤滑油の潤滑性能の低下等を防止することができる。さらに、コンプレッサーは、カム室内のカムによって駆動されるので、電動モータ等のコンプレッサーを駆動させる駆動源が必要ない。
【００２９】
これにより、本願請求項７に記載の発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置によれば、本願請求項４〜６のいずれか１項に記載の発明による作用効果に加えて、インジェクションポンプは、インジェクションポンプエレメントのプランジャとプランジャバレルとの間の隙間からカム室に漏れたＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジンの潤滑系に侵入する虞がないので、ディーゼルエンジンの潤滑系に侵入したＤＭＥ燃料が気化し、気化したＤＭＥ燃料がエンジンのクランク室に侵入して引火するといった虞をなくすことができるという作用効果が得られる。
【００３０】
また、ＤＭＥ燃料の混入による潤滑油の潤滑性能の低下等を防止することができるので、潤滑油の潤滑性能の低下等によるインジェクションポンプの性能低下を防止することができ、さらに、電動モータ等のコンプレッサーを駆動させる駆動源が必要ないので、より省電力なディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置が可能になるという作用効果も得られる。
また、本願請求項８に記載の発明は、液体ＤＭＥ燃料が燃料タンクから送られる油溜室であり、ディーゼルエンジン停止後には油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体ＤＭＥ燃料が残留燃料回収手段によって前記燃料タンクに回収されるように構成されて成る当該油溜室における残留液体ＤＭＥ燃料の前記残留燃料回収手段に向けての強制圧送装置であって、前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを気相圧力送出パイプにより連結し、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を備え、該気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開とすることによって前記燃料タンク内の気相の高い圧力を油溜室内に作用させて、該油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体ＤＭＥ燃料を強制的に前記残留燃料回収手段に向けて圧送するようにしたことを特徴とする油溜室における残留液体ＤＭＥ燃料の強制圧送装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成について説明する。
図１は、本願発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成を示したシステム構成図である。
【００３２】
ディーゼルエンジン２００にＤＭＥ燃料を供給するＤＭＥ燃料供給装置１００は、本願発明に係るインジェクションポンプ１を備えている。インジェクションポンプ１は、ディーゼルエンジン２００が有するシリンダ３１の数と同じ数のインジェクションポンプエレメント２を備えている。フィードポンプ５は、燃料タンク４に貯留されているＤＭＥ燃料を、所定の圧力に加圧してフィードパイプ５２へ送出する。燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口は、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の液面より下に設けられており、フィードポンプ５を燃料タンク４のＤＭＥ燃料の送出口近傍に配設されている。フィードパイプ５２へ送出されたＤＭＥ燃料は、フィルタ５１でろ過され、３方電磁弁７１を介してインジェクションポンプ１へ送出される。後述する「残留燃料回収手段」の構成要素の１つである３方電磁弁７１は、噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の運転時）にはＯＮ状態で、符号Ａで示した矢印の方向に連通している。
【００３３】
このように、燃料タンク４のＤＭＥ燃料送出口が、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料の液面より下に設けられており、フィードポンプ５を燃料タンク４のＤＭＥ燃料の送出口近傍に配設して、ＤＭＥ燃料をインジェクションポンプ１へ送出する構成となっているので、燃料タンク４内の圧力の低下を少なくすることができる。そして、それによって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料が、燃料タンク４内の圧力の低下によって気化してしまう虞を少なくすることができる。
【００３４】
インジェクションポンプ１内のカム室（図示せず）は、ディーゼルエンジン２００の潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、オイルセパレータ７は、インジェクションポンプ１内のカム室に漏れだしたＤＭＥ燃料が混入したカム室内の潤滑油を、ＤＭＥ燃料と潤滑油とに分離し、潤滑油をカム室に戻す。オイルセパレータ７で分離されたＤＭＥ燃料は、カム室内の圧力が大気圧以下になるのを防止するチェック弁６２を介して、カム室内のカムによって駆動されるコンプレッサー６１へ送出され、コンプレッサー６１で加圧された後、チェック弁６３、及びクーラー４１を介して燃料タンク４へ戻される。チェック弁６３は、ディーゼルエンジン２００の停止時に、燃料タンク４からＤＭＥ燃料がカム室へ逆流するのを防止するために設けられている。
【００３５】
このように、インジェクションポンプ１のカム室が、ディーゼルエンジン２００の潤滑系と分離された専用潤滑系になっているので、インジェクションポンプエレメント２からカム室に漏れたＤＭＥ燃料が、ディーゼルエンジン２００の潤滑系に侵入する虞がない。そして、それによって、ディーゼルエンジン２００の潤滑系に侵入したＤＭＥ燃料が気化し、気化したＤＭＥ燃料がエンジンのクランク室に侵入して引火するといった虞をなくすことができる。
【００３６】
また、カム室に配設されたオイルセパレータ６によって、ＤＭＥ燃料が混入した潤滑油からＤＭＥ燃料を分離し、分離されたＤＭＥ燃料がコンプレッサー６１によって燃料タンク４へ送出されるので、ＤＭＥ燃料の混入による潤滑油の潤滑性能の低下等を防止することができる。そして、それによって、潤滑油の潤滑性能の低下等によるインジェクションポンプ１の性能低下を防止することができる。
【００３７】
さらに、コンプレッサー６１は、カム室内のカムによって駆動されるので、電動モータ等の駆動源が必要なく、それによって、より省電力なインジェクションポンプ１が可能になる。
【００３８】
燃料タンク４からフィードポンプ５によって所定の圧力に加圧されて送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１の各インジェクションポンプエレメント２からインジェクションパイプ３を経由して、所定のタイミングで所定の量だけディーゼルエンジン２００の各シリンダ３１に配設されている燃料噴射ノズル３２へ圧送される。インジェクションポンプ１からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプ８を経由し、オーバーフロー燃料の圧力を決めるチェック弁９１、及びクーラー４１を介して燃料タンク４へ戻される。また、各燃料噴射ノズル３２からオーバーフローしたＤＭＥ燃料は、オーバーフロー燃料パイプ９を経由し、オーバーフロー燃料の圧力を決めるチェック弁９１及びクーラー４１を介して燃料タンク４へ戻される。
【００３９】
さらに、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、ディーゼルエンジン２００の停止時に、インジェクションポンプ１内の油溜室（図示せず）、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料を、燃料タンク４へ回収する「残留燃料回収手段」の構成要素として、アスピレータ７、３方電磁弁７１、及び２方電磁弁７２を備えている。
【００４０】
図２は、アスピレータ７の断面図である。アスピレータ７は、入口７ａと出口７ｂと吸入口７ｃとを有している。入口７ａと出口７ｂは真っ直ぐに連通しており、吸入口７ｃは、入口７ａと出口７ｂとの間の連通路から、略垂直方向に分岐している。入口７ａから出口７ｂへのＤＭＥ燃料の流れ（符号Ｂで示した方向の流れ）によって、吸入口７ｃには、符号Ｃで示した方向の吸引力が作用する。この吸引力は、パイプ内の液体状態のＤＭＥ燃料を吸引するほどの力は無く、アスピレータ７は、その吸引力によってパイプ内の圧力が低下させ、それによって気化したＤＭＥ燃料を吸引する。
【００４１】
また、ＤＭＥ燃料供給装置１００は、燃料タンク４内の気相４ａとインジェクションポンプ１の油溜室の入口側（フィードパイプ５２が連結されている部分）とを連結する気相圧力送出パイプ７３を備えている（図１参照）。気相圧力送出パイプ７３は、その内径が部分的に狭くなっている絞り部７４と、気相圧力送出パイプ７３の連通を開閉する気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５とを有している。つづいて、前述した「残留燃料回収手段」によって、ディーゼルエンジン２００の停止時に、インジェクションポンプ１内の油溜室、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料を、燃料タンク４へ回収する際の各部の動作、並びに、気相圧力送出パイプ７３、絞り部７４、及び気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５の動作と作用について説明する。
【００４２】
図３は、噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【００４３】
ＤＭＥ燃料供給装置１００は、ＤＭＥ燃料回収制御部１０を備えており、３方電磁弁７１、２方電磁弁７２、及び気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５は、このＤＭＥ燃料回収制御部１０によって開閉制御される。ＤＭＥ燃料供給装置１００の噴射状態時には、３方電磁弁７１はＯＮ状態に制御されており、フィードパイプ５２と油溜室１１とが連通している。したがって、燃料タンク４内のＤＭＥ燃料は、フィードポンプ５によって油溜室１１へ送出される。また、２方電磁弁７２はＯＦＦ状態に制御されており、オーバーフロー燃料パイプ８及びオーバーフロー燃料パイプ９と、アスピレータ７の吸入口７ｃとの連通が遮断されている。さらに、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５もＯＦＦ制御されており、油溜室１１の入口側と燃料タンク４内の液層４ａとの連通が遮断されている。
【００４４】
図４は、無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【００４５】
無噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の停止時）には、３方電磁弁７１をＯＦＦ制御して符号Ｂの矢印で示した方向の連通路を構成するとともに、２方電磁弁７２をＯＮ制御して、オーバーフロー燃料パイプ８及びオーバーフロー燃料パイプ９とアスピレータ７の吸入口７ｃとの間を連通させる（符号Ｃで示した矢印の方向）。したがって、フィードポンプ５から送出されたＤＭＥ燃料は、インジェクションポンプ１へ送出されずに、アスピレータ７へ送出され、入口７ａから出口７ｂへ抜け、クーラー４１を介して燃料タンク４へ戻り、再びフィードポンプ５からアスピレータ７へ送出される。つまり、アスピレータ７を介してＤＭＥ燃料液が環流する状態となる。そして、インジェクションポンプ１内の油溜室、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料が気化し、入口７ａと出口７ｂを流れるＤＭＥ燃料液の流れによって、気化したＤＭＥ燃料が吸引口７ｃから吸引されて燃料タンク４へ回収されることになる。
【００４６】
また、同時に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５をＯＮ制御して開状態にし、燃料タンク４の気相４ａと、油溜室１１の入口側とを連結している気相圧力送出パイプ７３を連通状態にする。燃料タンク４のＤＭＥ燃料は、気体に気化した状態の気相４ａと、液体状態の液相４ｂとに分離した状態で存在する。前述したようにＤＭＥ燃料は、常温において気体となる性質を有しているので、気化しやすく、それによって、燃料タンク４内には気化したＤＭＥ燃料が高い圧力を有した状態で存在する気相４ａができることになる。
【００４７】
したがって、この気相４ａとインジェクションポンプ１内の油溜室１１とが連通することで、気相４ａの高い圧力によって、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留している液体状態のＤＭＥ燃料は、アスピレータ７の吸入口７ｃへ向けて圧送されることになる。また、気相圧力送出パイプ７３の内径が部分的に狭くなっている絞り部７４を通って送られる。前述したように、アスピレータ７による吸引力は、気化したＤＭＥ燃料を吸引する程度の吸引力しかないので、気相４ａの圧力を利用して液体状態のＤＭＥ燃料をアスピレータ７の吸入口７ｃへ圧送することによって、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間を大幅に短縮することができる。
【００４８】
図５は、無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置１００の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図であり、図４に示した状態から所定時間経過した後に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５をＯＦＦ制御して閉状態にした状態を示したものである。
【００４９】
所定時間経過後に気相圧力送出パイプ開閉電磁弁７５のみを閉じることによって、高圧状態の気相４ａとの間の連通が遮断されるので、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９内を、より低圧な状態にすることができる。それによって、圧送できずにわずかに残ってしまった液体状態のＤＭＥ燃料の気化が促進されるので、残留しているＤＭＥ燃料を回収する時間を、より短縮することができる。尚、この所定時間は、油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９に残留するＤＭＥ燃料の量等によって決定される時間であり、実験等によって最適な時間に設定される。
【００５０】
このようにして、ディーゼルエンジン２００のＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン２００の停止後に噴射系（油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９）内のＤＭＥ燃料を燃料タンク４に回収する時間を短縮することができる。
【００５１】
また、他の実施の形態としては、上記一実施の形態に加えて、インジェクションポンプ１のインジェクションポンプエレメントが、無噴射状態の時にのみ、デリバリバルブが閉じた状態でもインジェクションパイプ３と油溜室１１とが連通する構成を成しているものが挙げられる。つづいて、本願発明に係るインジェクションポンプ１を構成するインジェクションポンプエレメント２の概略構造について説明する。
【００５２】
図６は、本願発明に係るインジェクションポンプ１のインジェクションポンプエレメント２の近傍を示した要部斜視図である。
【００５３】
デリバリバルブホルダ２１は、デリバリバルブ挿設孔２１１を有する形状を成しており、インジェクションポンプ１の基体に固定されている。デリバリバルブ挿設孔２１１と連通している燃料液送出口２１２には、インジェクションパイプ３が接続される。デリバリバルブ挿設孔２１１には、デリバリバルブ２３が往復動可能に挿設されており、デリバリバルブ２３は、デリバリスプリング２２によって、デリバリバルブホルダ２１と一体に配設されているデリバリバルブシート２４のバルブシート部２４ａに、バルブ部２３１が当接する如く付勢されている。
【００５４】
プランジャバレル２５は、デリバリバルブシート２４と一体に配設され、デリバリバルブシート２４に連通している液圧室２５ａを有している。液圧室２５ａには、プランジャ２６が往復動可能に挿設されており、その一端側がデリバリバルブ２３に面している。プランジャ２６は、プランジャスプリング２７によって、カム１３側に付勢されている。プランジャ２６は、ディーゼルエンジン２００の駆動軸に連結され、ディーゼルエンジン２００の駆動力で回転するカムシャフト１２のカム１３によって、タペット２８を介してデリバリバルブ２３側（符号Ｄの矢印で示した方向）に押し上げられる。プランジャ２６のつば部２６１は、コントロールラック１４と係合して回転するピニオン２９と一体の円筒状の部材であるスリーブ２９１と係合しており、コントロールラック１４の往復動によってピニオン２９が回転し、プランジャ２６が周方向に回転する構成を成しており、このプランジャの回転位置によってＤＭＥ燃料の噴射量が増減する。
【００５５】
図７は、プランジャバレル２５に挿設されているプランジャ２６の一部を拡大して示した斜視図である。
【００５６】
インジェクションポンプ１において、インジェクションポンプエレメント２は、ＤＭＥ燃料を高圧にし、かつ噴射量を増減できる重要な部品である。そのため、プランジャ２６とデリバリバルブ２３の摺動部は、超精密な仕上げが施されている。プランジャバレル２５の側壁面には、油溜室１１と液圧室２５ａとを連通させる吸排口２５１が形成されている。プランジャ２６には、切り欠き部２６２が形成されている。切り欠き部２６２は、プランジャ２６の外周面に図示の如く斜めに切り欠かれた溝であり、溝部分は、プランジャ２６の中央に形成されている孔２６３に連通している。
【００５７】
ここで、プランジャ２６の作動について、図８〜図１１を参照しながら説明する。
図８は、本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２の断面を示した要部正面図であり、噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の運転時）における吸入工程を示したものである。また、図９は、噴射状態時における噴射工程の噴射始めを示したものであり、図１０は、噴射状態時における噴射工程の噴射終わりを示したものである。
【００５８】
カム１３の下降工程においてプランジャ２６が下降し（符号Ｅで示した矢印の方向）、プランジャ２６の上端面２６４がプランジャバレル２５の吸排口２５１に覗くと、油溜室１１内のＤＭＥ燃料が吸排口２５１から液圧室２５ａ内に送られてくる。そして、カム１３の下死点でＤＭＥ燃料の吸引が終了する（吸入工程）。カム１３が上昇行程になるとプランジャ２６も上昇し、プランジャ２６の上端面２６４が吸排口２５１を塞いだとき、油溜室１１と液圧室２５ａの連通が遮断される（噴射工程の噴射始め）。カム１３の上昇につれてＤＭＥ燃料は、デリバリバルブを押し上げて開き、インジェクションパイプ３を介してディーゼルエンジン２００の噴射ノズルへ圧送されていく。そして、プランジャ２６の切り欠き部２６２が吸排口２５１に到達したときに、液圧室２５ａ内のＤＭＥ燃料は、プランジャ２６の孔２６４から切り欠き部２６２、吸排口２５１を介して、その液圧によって油溜室１１に流れ込む。それによって、液圧室２５ａ内のＤＭＥ燃料の液圧は低下して、デリバリバルブ２３は、デリバリスプリング２２の付勢力によって下降し、バルブ部２３２がデリバリバルブシート２４のバルブシート部２４ａに当接した時点で閉弁状態となる（噴射工程の噴射終わり）。
【００５９】
上述した噴射始め（図９）から噴射終わり（図１０）までのプランジャ２６のストロークを有効ストロークと言う。ＤＭＥ燃料の圧送は、この有効ストロークの間だけ行われ、有効ストロークの長さを変えることによって、圧送されるＤＭＥ燃料の量の増減が行われる。切り欠き部２６２は、図示の如く周方向に斜めに形成されているので、前述したように、コントロールラック１４（図１０）の位置を変えることによって、プランジャ２６を周方向に回転させることで、プランジャ２６の切り欠き部２６２が吸排口２５１に到達する位置を変えることができる。そして、それによって、有効ストロークの長さを変えることができる構成となっている。
【００６０】
ここで、無噴射状態について説明する。
図１１は、本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２の断面を示した要部正面図であり、無噴射状態時（ディーゼルエンジン２００の停止時）を示したものである。
【００６１】
コントロールラック１４の位置を、圧送されるＤＭＥ燃料の量が０になる位置、つまり、プランジャ２６の上端面２６４が吸排口２５１を塞いだとき、同時に切り欠き部２６２も吸排口２５１に到達しているので、有効ストロークは０となり、プランジャ２６が上昇しても液圧室２５ａと油溜室１１は連通した状態となる。したがって、カム１３によるプランジャ２６の上下動によって、圧送されるＤＭＥ燃料が０となり、この状態が無噴射状態である。これによって、ＤＭＥ燃料の圧送は行われなくなり、ディーゼルエンジン２００へのＤＭＥ燃料の供給がされなくなってディーゼルエンジン２００が停止する。
【００６２】
図１２は、本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２の断面を示した正面図である。
【００６３】
デリバリバルブシート２４には、パージ通路２４２が形成されている。パージ通路２４２は、その一方側が、燃料液送出口２１２と連通しており、他方側は、プランジャバレル２５に形成されているパージ通路２５２に連通している。パージ通路２５２は、プランジャバレル２５の内周面へ連通しているパージポート２５３と連通している。つまり、インジェクションポンプエレメント２は、燃料液送出口２１２に接続されるインジェクションパイプ３と、プランジャバレル２５の内周面とが連通する連通経路が形成されている。
【００６４】
つづいて、無噴射状態時にアスピレータ７によって、インジェクションパイプ３に残留しているＤＭＥ燃料を回収する際の回収経路について説明する。
【００６５】
図１３は、図１２に示した本願発明に係るインジェクションポンプエレメント２のＸ−Ｘ断面の平面図であり、図１３（ａ）は、噴射状態、図１３（ｂ）は、無噴射状態を、それぞれ示したものである。
【００６６】
図１３（ａ）に示した噴射状態、つまり所定のＤＭＥ燃料を圧送可能な有効ストロークが得られるプランジャ２６の回転位置においては、プランジャ２６の外周面の軸方向に形成されているパージ溝２６５は、プランジャバレル２５の内周面に形成されているパージポート２５３と非連通状態となる位置関係となっている。
【００６７】
図１３（ｂ）に示した無噴射状態時には、プランジャ２６が周方向に回転し、プランジャ２６の外周面に形成されているパージ溝２６５と、プランジャバレル２５の内周面に形成されているパージポート２５３とが連通する回転位置となる。パージ溝２６５は、プランジャ２６の上端面２６４まで形成されているので、パージ溝２６５は、孔２６３、切り欠き部２６２を介して油溜室１１へ連通している。つまり、無噴射状態時において、デリバリバルブ２３が閉じた状態でもインジェクションパイプ３は、パージ通路２４２、パージ通路２５２、パージポート２５３、パージ溝２６５、孔２６３、及び切り欠き部２６２を介したパージ通路が構成されることによって油溜室１１へ連通することになる。したがって、無噴射状態時にアスピレータ７で油溜室１１のＤＭＥ燃料を回収することによって、油溜室１１と連通しているインジェクションパイプ３のＤＭＥ燃料を、このパージ通路を介して回収することができる。
【００６８】
このようにして、当該実施の形態に示したＤＭＥ燃料供給装置１００は、ディーゼルエンジン２００の停止時の無噴射状態時には、デリバリバルブ２３が閉じた状態でも、インジェクションパイプ３と油溜室１１とが連通するので、ディーゼルエンジン２００の停止後、アスピレータ７によって油溜室１１のＤＭＥ燃料を回収する際に、インジェクションパイプ３内に残留しているＤＭＥ燃料も気化させて回収することができる。そして、それによって、ディーゼルエンジン２００の停止後に噴射系（油溜室１１、オーバーフロー燃料パイプ８、及びオーバーフロー燃料パイプ９）内のＤＭＥ燃料を燃料タンク４に回収する時間を短縮することができるとともに、前述したノッキング等の異常燃焼によって、ディーゼルエンジン２００の始動が正常に行えず大きな振動や騒音が発生することを防止することができる。
【００６９】
尚、本願発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
本願発明によれば、ディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置において、ディーゼルエンジン停止後に噴射系内のＤＭＥ燃料をタンクに回収する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置の概略構成を示したシステム構成図である。
【図２】アスピレータの断面図である。
【図３】噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【図４】無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図である。
【図５】無噴射状態時のＤＭＥ燃料供給装置の「残留燃料回収手段」近傍を拡大して示した概略のシステム構成図であり、図４に示した状態から所定時間経過した後に、気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を閉状態にした状態を示したものである。
【図６】本願発明に係るインジェクションポンプのインジェクションポンプエレメントの近傍を示した要部斜視図である。
【図７】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントのプランジャバレルに挿設されているプランジャの一部を拡大して示した斜視図である。
【図８】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、噴射状態時における吸入工程を示したものである。
【図９】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、噴射状態時における噴射工程の噴射始めを示したものである。
【図１０】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、噴射状態時における噴射工程の噴射終わりを示したものである。
【図１１】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した要部正面図であり、無噴射状態時（ディーゼルエンジンの停止時）を示したものである。
【図１２】本願発明に係るインジェクションポンプエレメントの断面を示した正面図である。
【図１３】図１２に示した本願発明に係るインジェクションポンプエレメントのＸ−Ｘ断面の平面図であり、図１３（ａ）は、噴射状態、図１３（ｂ）は、無噴射状態を、それぞれ示したものである。
【符号の説明】
１ インジェクションポンプ
２ インジェクションポンプエレメント
３ インジェクションパイプ
４ 燃料タンク
５ フィードポンプ
６ オイルセパレータ
７ アスピレータ
８、９ オーバーフロー燃料パイプ
１０ ＤＭＥ燃料回収制御部
１１ 油溜室
１２ カムシャフト
１３ カム
１４ コントロールラック
２１ デリバリバルブホルダ
２２ デリバリスプリング
２３ デリバリバルブ
２４ デリバリバルブシート
２５ プランジャバレル
２６ プランジャ
２７ プランジャスプリング
３１ シリンダ
３２ 燃料噴射ノズル
４１ クーラー
５１ フィルタ
６１ コンプレッサー
７３ 気相圧力送出パイプ
７４ 絞り部
７５ 気相圧力送出パイプ開閉電磁弁
１００ ＤＭＥ燃料供給装置
２００ ディーゼルエンジン
２４２、２５２ パージ通路
２５３ パージポート
２６５ パージ溝
Claims (8)
- 燃料タンク内のＤＭＥ燃料を所定の圧力に加圧し、フィードパイプへ送出するフィードポンプと、
該フィードパイプを経由して送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる油溜室の該ＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけ前記ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプと、
前記燃料噴射ノズルからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料、及び前記インジェクションポンプからオーバーフローした前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ戻すためのオーバーフロー燃料パイプと、
前記ディーゼルエンジン停止後、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料を、前記燃料タンクへ回収可能な残留燃料回収手段とを備えたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置であって、
前記フィードパイプが連結されている前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを連結する気相圧力送出パイプと、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁とを備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。 - 請求項１において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプと前記オーバーフロー燃料パイプとの間に配設されたアスピレータによって、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を、そのまま前記燃料タンクへ環流させ、前記油溜室内、及び前記オーバーフロー燃料パイプ内に残留している前記ＤＭＥ燃料が、環流する前記ＤＭＥ燃料に吸引されて、前記燃料タンクへ回収される構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項２において、前記残留燃料回収手段は、前記フィードパイプの送出口を前記アスピレータの環流流路の入口側と前記油溜室の入口側とのいずれか一方に切り換えて連通させる第１の電磁弁と、前記アスピレータの吸入口と前記油溜室及び前記オーバーフロー燃料パイプとの間の開閉を行う第２の電磁弁と、前記第１の電磁弁の連通を前記アスピレータの入口側に切り換え、前記第２の電磁弁を開いて、前記フィードポンプから送出された前記ＤＭＥ燃料を前記燃料タンクへ環流させる流路を構成するとともに、前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開き、所定時間経過後に前記気相圧力送出パイプ開閉電磁弁のみを閉じる制御を実行するＤＭＥ燃料回収制御部とを備える、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項１〜３のいずれか１項において、前記インジェクションポンプは、ディーゼルエンジンの駆動軸の回転が伝達されて回転するカムシャフトと係合するプランジャの上下動で開閉可能なデリバリバルブによって、前記フィードパイプを経由して送出された前記ＤＭＥ燃料が流れる油溜室の該ＤＭＥ燃料を、所定のタイミングで所定の量だけ前記ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに連通しているインジェクションパイプへ送出するインジェクションポンプエレメントと、前記カムシャフトのカムによってデリバリバルブが開閉する噴射状態と前記カムによって前記プランジャが上下動しても前記デリバリバルブが開閉しない無噴射状態とを切り換える噴射状態切換手段とを有し、前記インジェクションポンプエレメントは、前記無噴射状態の時にのみ、前記デリバリバルブが閉じた状態でも前記インジェクションパイプと前記油溜室とが連通する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項４において、前記インジェクションポンプエレメントは、略円柱体形状を成す前記プランジャが、前記噴射状態切換手段によって前記プランジャバレル内で周方向に回転し、該回転位置により前記ＤＭＥ燃料の噴射量が変化する構成を成しており、前記噴射量が０となる前記プランジャの回転位置において無噴射状態となり、かつ前記インジェクションパイプと前記油溜室とを連通させるパージ通路が構成される、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 請求項５において、前記インジェクションポンプエレメントは、前記インジェクションパイプに連通しているデリバリバルブ挿設孔を有するデリバリバルブホルダと、前記デリバリバルブ挿設孔に往復動可能に挿設されている前記デリバリバルブと、前記デリバリバルブホルダと一体に配設され、前記デリバリバルブのバルブ部が当接した状態で、前記インジェクションパイプと前記油溜室との連通が遮断されて閉弁状態となるバルブシート部を有するデリバリバルブシートと、前記デリバリバルブを前記デリバリバルブシートに付勢するデリバリスプリングと、前記デリバリバルブシートと一体に配設され、該デリバリバルブシートに連通している液圧室を有するプランジャバレルと、前記液圧室に往復動可能に挿設され、一端側が前記デリバリバルブに面している前記プランジャと、該プランジャを前記カム側に付勢するプランジャスプリングとを備え、
前記噴射状態時には、前記閉弁状態から前記プランジャが前記カムに押し上げられ、前記液圧室と前記油溜室との連通が遮断され、前記液圧室内の前記ＤＭＥ燃料が前記デリバリバルブを押し上げて開弁状態となり、開弁状態の前記デリバリバルブから前記液圧室内の前記ＤＭＥ燃料が前記インジェクションパイプへ圧送され、前記プランジャの外周面に形成されている切り欠き部を介して前記液圧室と前記油溜室とが再び連通し、前記液圧室内の液圧が低下して前記デリバリバルブが前記デリバリスプリングの付勢力によって閉弁し、
前記無噴射状態時には、前記プランジャの外周面に形成されているパージ溝と、前記プランジャバレルの内周面に形成されているパージポートとが連通する回転位置となる如く、前記噴射状態切換手段によって前記プランジャが周方向に回転し、前記パージポート、前記パージ溝、及び前記デリバリバルブシートに形成され、前記インジェクションパイプと前記パージポートとを連通させるパージ通路を介して前記インジェクションパイプと前記油溜室とが連通する構成を成している、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。 - 請求項４〜６のいずれか１項において、前記インジェクションポンプは、前記カムシャフトが配設され、潤滑油が貯留されているカム室が、前記ディーゼルエンジンの潤滑系と分離された専用潤滑系となっており、前記カム室には、前記ＤＭＥ燃料が混入した前記潤滑油から該ＤＭＥ燃料を分離するオイルセパレータと、前記カムシャフトのカムによって駆動され、分離した前記ＤＭＥ燃料を加圧して前記燃料タンクへ送出するコンプレッサーとが配設されている、ことを特徴としたディーゼルエンジンのＤＭＥ燃料供給装置。
- 液体ＤＭＥ燃料が燃料タンクから送られる油溜室であり、ディーゼルエンジン停止後には油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体ＤＭＥ燃料が残留燃料回収手段によって前記燃料タンクに回収されるように構成されて成る当該油溜室における残留液体ＤＭＥ燃料の前記残留燃料回収手段に向けての強制圧送装置であって、
前記油溜室の入口側と、前記燃料タンク内の気相とを気相圧力送出パイプにより連結し、該気相圧力送出パイプの開閉を行う気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を備え、該気相圧力送出パイプ開閉電磁弁を開とすることによって前記燃料タンク内の気相の高い圧力を油溜室内に作用させて、該油溜室内及びオーバーフロー燃料パイプ内に残留している液体ＤＭＥ燃料を強制的に前記残留燃料回収手段に向けて圧送するようにしたことを特徴とする油溜室における残留液体ＤＭＥ燃料の強制圧送装置。
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