JP3883813B2

JP3883813B2 - 内燃機関の燃料供給装置

Info

Publication number: JP3883813B2
Application number: JP2001023506A
Authority: JP
Inventors: 潤山田; 賢治金原; 憲示林; 正晴若林; 利浩河合; 佐藤　　亨; 岡田　　隆; 房治大村
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002227726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関には燃料としてＬＰＧ等の液相状態の液化燃料ガスを用いるものがある。かかる内燃機関の燃料供給装置は、液化燃料ガスを一定の低温下で加圧状態にして液化し、これを燃料タンク内に貯蔵してインジェクタに液相で供給する。
【０００３】
インジェクタはシリンダヘッドや吸気管壁等の内側を吸気が流通する隔壁に取り付け穴を形成して取り付けられ、インジェクタ先端面に開口する隔壁の内側に燃料が噴射供給される。燃料は噴射時に気化して多量の気化潜熱を奪うから、その結果、インジェクタの噴孔の近傍において吸気中の水分が氷結して（アイシング）噴孔の周囲に付着し、噴孔を塞ぐ氷塊に成長することがある。これにより噴孔の実質的な開口面積が小さくなってしまい、燃料流量が変化する。ひいては、氷塊に成長した後、氷塊が急に脱離し、これを繰り返すことで、燃料の噴射量が増減して空燃比が変動するという問題が生じる。
【０００４】
特開平９−２６４２２８号公報には、アイシングを防止すべく、燃料タンクからインジェクタに燃料を供給する供給配管と、インジェクタの余剰燃料を燃料タンクに回収するリターン配管とで形成される燃料の循環路の途中にヒータや内燃機関の冷却水の熱を使った加熱部を設けて燃料を加熱し、アイシングの発生を防止するようにしたものがある（第１従来例）。
【０００５】
また、特開２０００−２３４５７８号公報には、インジェクタの噴孔部の前方で吸気マニホールドのインジェクタ取り付け口に、すり鉢状に立ち上がる氷結防止部材を設けたものがある。この技術では、外気が氷点下の時のエンジン停止後にインジェクタの噴孔部が結露してアイシングが発生するのを回避すべく、低温の吸気が噴孔部に達する前に氷結防止部材のすり鉢状の表面において結露させている（第２従来例）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１従来例では、液化燃料ガスを用いる内燃機関に適用すると、燃料を加熱すると燃料がベーパー化しやすくなり、噴射量の調量精度が低下するという問題がある。
【０００７】
また、第２従来例のものは、吸気中の水分を十分に結露させる必要から、氷結防止部材がすり鉢状に開いて伝熱面積がなるべく広くとられており、液化燃料ガスを用いる内燃機関に適用した場合に、噴孔を囲むように配置された氷結防止部材から噴射燃料への伝熱で噴孔の周りの熱がどんどん奪われていく。このため、かえってアイシングが生じやすくなる。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、ベーパ化を伴わずにアイシングを防止することのできる内燃機関の燃料供給システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、吸気が内側を流れる隔壁にインジェクタの取り付け穴を形成して該取り付け穴にインジェクタを保持せしめ、インジェクタの先端面に開口する噴孔から隔壁の内側に前記吸気と混合気を形成する燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置において、インジェクタを断熱性材料で構成された保持部材を介して前記取り付け穴に保持せしめ、
前記燃料を液化燃料ガスとし、
インジェクタの噴孔から液相状態で噴射された燃料を前記隔壁の内側へ案内する燃料案内流路を設け、
該燃料流路を、その形成位置に前記隔壁の内側に達する貫通孔が形成されて前記燃料案内流路を包囲し前記隔壁からの熱を伝達する隔壁の一部、若しくは隔壁と当接させて配置した熱伝導性部材にて形成し、
かつ、燃料案内流路の壁面の面積を、前記隔壁の一部若しくは前記熱伝導性部材から燃料案内流路壁面への伝熱を規定する部位の伝熱面積よりも小さく設定して、前記燃料案内流路の出口近傍へ熱供給する構成とする。
【００１０】
インジェクタの噴孔から噴射された燃料は、氷結防止部材が吸気通路側に向かって開いた形状をしている前記第２従来例と異なり、燃料案内流路では受熱する面積が燃料案内流路の流路壁の面積に制限されているから、気化が抑制されて気液混合状態で燃料案内流路を流通する。そして、燃料案内流路の出口に達すると受熱面積が増大するので、急激に気化する。燃料案内流路は、隔壁の一部若しくは隔壁と当接する熱伝導性部材により包囲されており、これらを介して隔壁の一部若しくは熱伝導性部材よりも外周の隔壁から伝熱する。ここで、燃料案内流路壁面において燃料に奪熱される面積が、隔壁の一部若しくは熱伝導性部材から燃料案内流路壁面への伝熱を規定する部位の伝熱面積よりも小さく制限されているから、燃料案内流路の近傍では燃料による奪熱よりも隔壁からの熱の供給の方が多くなる傾向を示し、燃料案内流路の出口近傍では隔壁から熱が供給されて温度の低下を抑制することができ、アイシングを防止することができる。
【００１１】
また、インジェクタは断熱性材料で構成された保持部材を介して前記取り付け穴に保持されているので隔壁からの伝熱を抑制することができ、インジェクタ内の燃料のベーパ化を防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記燃料案内流路の外周に、該燃料案内流路に近接して低熱伝導性の部位を設ける。
【００１３】
燃料案内流路に近接して低熱伝導性の部位を設けることで、伝熱抑制により、流通燃料による奪熱が抑制され、さらにアイシングを防止することができる。また、この奪熱の抑制により、隔壁から燃料案内流路の近傍への過度な熱供給が不要となり、インジェクタ内の燃料のベーパ化をさらに抑制することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項２の発明の構成において、前記隔壁の一部若しくは前記熱伝導性部材に貫通孔を形成し、
該貫通孔に、前記燃料案内流路の流路壁の最内周部を構成する筒状の部材を挿入して前記低熱伝導性の部位とする。
【００１５】
燃料に最も近い燃料案内流路の流路壁の最内周部では、伝熱抑制により、流通燃料による奪熱が抑制される。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項２の発明の構成において、前記燃料案内流路の流路壁の最内周部の外周に環状間隙を形成して前記低熱伝導性の部位とする。
【００１７】
環状間隙が伝熱障壁となるので、流通燃料による奪熱部位が、燃料に最も近い燃料案内流路の流路壁の最内周部に実質的に制限され、流通燃料による奪熱部位の熱容量は比較的小さなものとなる。これにより流通燃料による奪熱が抑制される。
【００１８】
請求項５記載の発明では、請求項１または２の発明の構成において、前記噴孔が開口するインジェクタの先端面と、前記貫通穴が開口する前記取り付け穴の底面または前記熱伝導性部材の後端面の間にＯリングを設けて前記噴孔から燃料案内流路へと流れる燃料がＯリングの外周に流出しないようにする。
【００１９】
Ｏリングの外周がデッドボリュームとならないので、噴孔から燃料案内流路へと流れる燃料の受熱面積が少なくなって燃料による奪熱が抑制されるので、さらに良好にアイシングを防止することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記隔壁を前記取り付け穴が貫通する構造とし、
前記インジェクタの先端側で前記取り付け穴を前記熱伝導性部材により塞ぎ、インジェクタ先端部と一体的に結合されるとともに、噴孔との対向位置に内部を前記燃料案内流路とした筒状部が突出してなる流路部材を設け、
前記熱伝導性部材と流路部材との間に間隙部を形成する。
【００２１】
流路部材がインジェクタと一体化しているので、インジェクタの隔壁への取り付け状態によらず、噴孔と燃料案内流路の相対位置が変化しない。これにより、噴射特性の経時変化や装置間ばらつきを防止することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明では、請求項１ないし６の発明の構成において、前記燃料案内流路の出口が開口する前記隔壁の一部若しくは前記熱伝導性部材の面に、溝状の凹部を形成する。
【００２３】
内燃機関の停止中に凝結した液滴状の水が燃料案内流路の出口から中に侵入するのが回避され、低温時に燃料案内流路が氷により閉塞して始動性が悪化するのを防止することができる。
【００２４】
請求項８記載の発明では、請求項１ないし７の発明の構成において、前記隔壁の一部または前記熱伝導性部材を前記隔壁の内側に突出せしめる。
【００２５】
吸気の流通速度は隔壁から離れるほど早くなるから、燃料案内流路の出口から噴射された燃料が吸気の下流に速やかに流れる。これにより燃料が燃料案内流路の出口近傍に滞留することが回避され、燃料案内流路の出口から噴射された燃料により前記出口近傍が奪熱されるのをさらに抑制することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図２に本発明の内燃機関の燃料供給装置の全体構成を示す。燃料供給装置は、４気筒内燃機関のもので、ＬＰＧタンク１２内に貯留した液相の液化燃料ガスであるＬＰＧを燃料として各気筒に１対１に対応して設けられた燃料噴射用のインジェクタ１１に送出する送出管路１３を有し、各インジェクタ１１には送出管路１３の下流端に位置するデリバリパイプ１３１からＬＰＧが分配供給される。デリバリパイプ１３１には、余剰ＬＰＧをＬＰＧタンク１２に回収する回収管路１４が接続されている。
【００２７】
送出管路１３には燃料ポンプ１５が設けられて、ＬＰＧが上記デリバリパイプ１３１に送出される。また、回収管路１４には、リリーフ弁１６が設けられて、そのリリーフ圧によりデリバリパイプ１３１内の燃料圧力が規定される。
【００２８】
図１はインジェクタ１１の取り付け状態を示すもので、インジェクタ１１は、後述する燃料ガイド４とともに各気筒の隔壁であるシリンダヘッド６に取り付けられ、シリンダヘッド６を隔壁として形成される吸気通路内に燃料を噴射する。各気筒とも図例の共通の構成を有し、また、共通の前記デリバリパイプ１３１から燃料が供給される。
【００２９】
インジェクタ１１は、筒状のハウジング２１の下端に先端部であるバルブボディ２２が結合し、インジェクタ先端面であるバルブボディ２２の下端面２２１には、下端壁２２０を貫通する噴孔２０１が開口しており、噴孔２０１からはバルブボディ２２内に配設された図示しないバルブの作動により燃料が噴出する。ハウジング２１内にはデリバリパイプ１３１からの燃料をバルブボディ２２内に供給する図示しない供給路が形成されており、ハウジング２１の上端部は燃料の入り口部２１１となっている。燃料入り口部２１１はデリバリパイプ１３１の接続穴１３１１に嵌入され、燃料入り口部２１１の側面と接続穴１３１１の内壁面との間がＯリング２４により液密が保持されている。ハウジング２１内にはまた、バルブ駆動用のソレノイド等が配設されており、ハウジング２１の側面から外方へ突出するコネクタ部２１２から入力する通電制御信号によりソレノイドを作動せしめて燃料の噴射と停止とを切り換える。
【００３０】
インジェクタ１１および燃料ガイド４をシリンダヘッド６に取り付けるための取り付け穴６１はシリンダヘッド６を貫通する段付きのもので、吸気通路側が小径となっている。
【００３１】
インジェクタ１１は、バルブボディ２２の外周に環状でゴム製の断熱性保持部材であるインシュレータ３が取り付けられ、インシュレータ３を介して取り付け穴６１の大径部に保持されている。インシュレータ３はインジェクタ１１のバルブボディ２２の側面から突出する環状の段部２１３にて位置決めされている。
【００３２】
燃料ガイド４は熱伝導性のアルミニウム材を略断面ハット状の肉厚円形に成形したもので、取り付け穴６１をバルブボディ２２の先端側で塞いでいる。そして、上端のフランジ部４１が、取り付け穴６１の段面と前記インシュレータ３の下端面の間に挟持されている。燃料ポンプ１５の作動によりデリバリパイプ１３１内の燃料圧力が上昇すると、その燃料圧力によりインジェクタ１１が下方に押圧され、燃料ガイド４がインジェクタ１１とともにシリンダヘッド６に対して強く固定されることになる。なお、燃料ガイド４の側面には環状溝が形成されてこれにＯリング５が嵌め込まれており、燃料ガイド４とシリンダヘッド６の間をシールし、気密を保持する。
【００３３】
燃料ガイド４にはインジェクタ１１の噴孔２０１位置に貫通孔が形成されて、噴孔２０１から燃焼室へと燃料を案内する燃料案内流路４０１としてある。燃料は燃料ガイド４の下端面４２に開口する燃料案内流路４０１の出口４０１１から噴射される。
【００３４】
また、燃料ガイド４の上端面にはインジェクタバルブボディ２２の下端面２２１よりもやや大径の浅い凹部が形成してあり、その段差は、前記のごとくインジェクタ１１がシリンダヘッド６に強く固定された場合にも、凹部の段底面４３とインジェクタバルブボディ下端面２２１の間に間隙が確保される高さに設定される。
【００３５】
本燃料供給装置の作動を説明する。燃料ポンプ１５の作動で、燃料がインジェクタ１１にリリーフ弁１６で規定される所定の燃料圧力で供給される。そしてインジェクタ１１を開弁すると、燃料が噴孔２０１から燃料案内流路４０１を通って吸気通路内に噴射される。
【００３６】
このとき、アイシングが考えられるのは、吸気通路の空気に晒される燃料ガイド４の下端面４２に開口する燃料案内流路出口４０１１の近傍である。
【００３７】
燃料案内流路出口４０１１の近傍では、燃料案内流路４０１を流通する−１０°Ｃから−４０°Ｃの燃料により奪熱されるが、燃料ガイド４は、熱伝導のよいアルミニウム材からなり、そのフランジ部４１の下端面４１１が前記のごとく取り付け穴段面６１１に密着して、燃料ガイド４とシリンダヘッド６とが一体化していることで、互いに密着する両面４１１，６１１において良好に熱が受け渡され、燃料案内流路出口４０１１と燃料ガイドフランジ部４１とが対極に位置していても燃料ガイド４内部で温度勾配が生じにくく、比較的高温のシリンダヘッド６から燃料案内流路出口４０１１の近傍へ良好に伝熱する。なお、密着する両面４１１，６１１は、燃料案内流路出口４０１１の近傍を含む燃料案内流路４０１の壁面への熱伝達を規定し、密着する両面４１１，６１１の面積の大きさに応じた熱を供給することができることになる。
【００３８】
ここで、シリンダヘッド６から熱を受け取る燃料ガイドフランジ部下端面４１１が取り付け穴段面６１１と接触する面積を、燃料が燃料ガイド４から奪熱する面積である、燃料ガイド４の凹部段底面４３を含む燃料案内流路４０１の流路内壁面の面積よりも十分に大きく設定しておくことで、上記両面４１１，６１１で受け渡されて燃料案内流路４０１の流路内壁面に供給される熱の方が燃料案内流路４０１の流路内壁面で燃料に奪熱される熱よりも多くなる傾向を示し、燃料案内流路出口４０１１の近傍が冷却されすぎず、アイシングを防止することができる。また、前記燃料案内流路４０１の流路内壁の面積を規定する燃料案内流路４０１の径は小さい方が燃料による奪熱面積が小さくなって望ましいが、燃料の流通を考慮して設定する必要がある。すなわち、燃料は一部が気化して燃料案内流路４０１において気液混合状態となっているので、体積が膨張している。したがって、この体積膨張に起因して燃料の流通抵抗が大きくならないように、燃料案内流路４０１の径を確保するのがよい。インジェクタ１１の開弁時間で規定される燃料の噴射量等に影響するおそれがあるからである。発明者らの調査によればφ１〜φ３程度が望ましい。
【００３９】
なお、燃料ガイド４では、シリンダヘッド６から燃料案内流路出口４０１１の近傍が冷却され過ぎないようにする熱輸送がなされるが、インジェクタ１１はインシュレータ３を介してシリンダヘッド６に固定され、インシュレータ３は熱伝導率の低いゴム製であるから、インジェクタ１１自体はシリンダヘッド６からの伝熱は僅かに抑えられる。これにより、インジェクタ１１自体にシリンダヘッド６の有する熱が多量に伝達せず、インジェクタ１１内、特にバルブボディ２２内の燃料がベーパ化するのを防止することができる。
【００４０】
このように、本燃料供給装置によれば、アイシングの防止と燃料のベーパ化の防止とを両立することができ、燃料の調量精度の向上を図ることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図３に本発明の燃料供給装置を示す。第１実施形態において、燃料ガイドの構造を変えたもので、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４２】
第１実施形態では燃料ガイドの径はシリンダヘッド６の取り付け穴６１の小径部の径よりもやや小さくしているが、燃料ガイド４Ａは、取り付け穴６１の小径部の径と略同径であり、組付け時には、取り付け穴６１の大径部側から小径部に打ち込むことで、シリンダヘッド６に取り付けられる。
【００４３】
本実施形態では、燃料ガイド４Ａの側面４４と取り付け穴６１の側面６１２とが密着するので、シリンダヘッド６と燃料ガイド４Ａの間の伝熱面積が増大するとともに、気密保持用のＯリング（図１参照）を不要とすることができる。
【００４４】
（第３実施形態）
図４に本発明の燃料供給装置を示す。第２実施形態において、燃料案内流路が形成される部分の構造を変えたもので、第２実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００４５】
燃料ガイド４Ｂは、基本的に第２実施形態の燃料ガイドと同じ構造のもので、インジェクタ１１の噴孔２０１位置に形成される貫通孔４０２が孔径を前記各実施形態よりもやや大きくとってあり、ここに流路部材であるインナーパイプ７１が挿入してある。インナーパイプ７１は内径がφ１程度で外径が貫通孔４０２よりもやや小径の筒状部材で、アウターパイプ４２よりも低熱伝導材料が望ましい。インナーパイプ７１の中は燃料案内流路４０１としてあり、インナーパイプ７１が燃料案内流路４０１の流路壁の最内周部分となっている。インナーパイプ７１の上端部にはフランジ部７１１が設けてあり、該フランジ部７１１が燃料ガイド４Ｂの凹部底面４３に形成された凹部４３１に嵌着されて、インナーパイプ７１が燃料ガイド４Ｂと一体化している。このとき、インナーパイプ７１の外周面と燃料ガイド４Ｂの貫通孔４０２の側面との間に環状の間隙部４０３が形成される。
【００４６】
本実施形態では、燃料案内流路出口４０１１の近傍である燃料ガイド４Ｂの貫通孔４０２の下端開口部近傍にシリンダヘッド６からの熱が供給されてアイシングを防止するのに加えてつぎの効果を奏する。すなわち、燃料案内流路４０１がインナーパイプ７１内に形成されているので、燃料案内流路４０１を流通する燃料はインナーパイプ７１と接触する。ここで、インナーパイプ７１の熱伝導率を低くしているので、燃料案内流路４０１を流通する燃料による奪熱がさらに抑制され、アイシングをさらに良好に防止することができる。また、燃料による奪熱を抑制することで、シリンダヘッド６から燃料ガイド４Ｂへ過度に熱を供給する必要がなくなり、燃料のベーパ化をさらに好適に抑制することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、燃料ガイド４Ｂの貫通孔４０２の側面とインナーパイプ７１の側面との間に環状間隙部４０３を有している。環状間隙部４０３は空気の層であり、燃料ガイド４Ｂの他の部位よりも低熱伝導性の部位となっている。すなわち、その内周側と外周側との間で伝熱を抑制する伝熱障壁となる。これにより、燃料案内流路４０１の流通燃料により奪熱される部位が、実質的に、燃料案内流路４０１の流路壁の最内周部分であるインナーパイプ７１に制限され、奪熱部位の熱容量がインナーパイプ７１に制限された比較的小さなものになる。流通燃料による奪熱量が抑制される。これにより、アイシングをさらに良好に防止することができ、燃料のベーパ化を防止することができる。
【００４８】
本実施形態の特徴部分は第１実施形態の構成において適用することもできる。
【００４９】
（第４実施形態）
図５に本発明の燃料供給装置を示す。第２実施形態において、燃料ガイドの構造を変えたもので、第２実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５０】
燃料ガイド４Ｃは第２実施形態の燃料ガイドに、その下端面４２側で燃料案内流路出口４０１１の近傍に、これと同軸に環状の深溝を形成したもので、該深溝により形成される環状間隙部４０３Ａが、第３実施形態の環状間隙部４０３と同様に、その内周側と外周側との間で伝熱を抑制する伝熱障壁となる。これにより、燃料案内流路４０１の流通燃料により奪熱される部位が、実質的に、燃料案内流路４０１の流路壁の最内周部分である、環状間隙部４０３Ａよりも内周の筒状部分４２１に制限される。前記奪熱部位の熱容量が、筒状部分４２１に限定された比較的小さなものとなる。これにより、流通燃料による奪熱量が抑制される。また、燃料ガイド４Ｃの環状間隙部４０３Ａよりも外周部分では良好にシリンダヘッド６からの熱が伝達するから、燃料案内流路出口４０１１近傍が冷却されすぎるのが回避される。これにより、アイシングをさらに良好に防止することができ、燃料のベーパ化を防止することができる。
【００５１】
本実施形態の特徴部分は第１実施形態の構成において適用することもできる。
【００５２】
（第５実施形態）
図６に本発明の燃料供給装置を示す。第２実施形態において、燃料ガイドの構造を変えたもので、第２実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５３】
燃料ガイド４Ｄは第２実施形態の燃料ガイドをやや長くして、下側略半部がシリンダヘッド６の内側の面６２から突出せしめてある。
【００５４】
シリンダヘッド６の内側の面６２から離れるほど吸気の流速が相対的に速いから、燃料ガイド４Ｄを前記内側の面６２から突出せしめることで、燃料案内流路出口４０１１から噴射された燃料が吸気流に乗って速やかにその下流に流れ、燃料案内流路出口４０１１から離れる。これにより、噴射された燃料が拡散して燃料案内流路出口４０１１近傍部に達し該近傍部から奪熱することが抑制される。また、燃料ガイド４Ｄが突出部分でシリンダ内の吸気流から良好に受熱する。これにより、アイシングをさらに良好に防止することができる。
【００５５】
本実施形態の特徴部分は第１、第３、第４実施形態の構成において適用することもできる。
【００５６】
（第６実施形態）
図７に本発明の燃料供給装置を示す。第２実施形態において、燃料ガイドの構造を変えるとともに新たな部材を追加したもので、第２実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５７】
燃料ガイド４Ｅは第２実施形態の燃料ガイドと基本的に同じ構造で、上端面に形成された凹部底面４３に、燃料案内流路４０１の入口４０１２を囲み環状の溝４５が形成され、これにＯリング５２が装着されている。Ｏリング５２は燃料ガイド凹部底面４３およびインジェクタ下端面２２１の間に挟持されてこれらの面４３，２２１と弾接しており、両面４３，２２１と密着する環状の密着部が燃料案内流路出口４０１１および噴孔２０１の周囲に形成される。これにより、噴孔２０１から噴出した燃料は、Ｏリング５２よりも外周側に流れることなく燃料案内流路入口４０１２に流入する。したがって、Ｏリング５２よりも外周側で燃料ガイド４Ｅの凹部底面４３が燃料と接しないので、この部分で燃料ガイド４Ｅが燃料から奪熱されることはない。したがって、燃料ガイド４Ｅの温度低下が回避されて、アイシングをさらに良好に防止することができる。
【００５８】
本実施形態の特徴部分は第１、第３、第４、第５実施形態の構成において適用することもできる。
【００５９】
（第７実施形態）
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に本発明の燃料供給装置を示す。第２実施形態において燃料ガイドの構造を変えたもので、第２実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６０】
燃料ガイド４Ｆは第２実施形態の燃料ガイドと基本的に同じ構造で、その下端面４２に、燃料案内流路出口４０１１を通り下端面４２の周縁に達する十字の浅い溝４６を形成したもので、溝４６の幅は略燃料案内流路出口４０１１と同じである。
【００６１】
この溝４６が、燃料ガイド下端面４２で凝結した水を捕捉するので、燃料ガイド下端面４２における水の自由な移動が規制され、燃料案内流路出口４０１１から燃料案内流路４０１の中に水が侵入するのを抑制することができる。これにより、燃料案内流路４０１に侵入した水が内燃機関の停止中に凍結して燃料案内流路出口４０１１を閉塞してしまうのが回避され、低温時における始動性の悪化を防止することができる。
【００６２】
本実施形態の特徴部分は第１、第３、第４、第５、第６実施形態の構成において適用することもできる。
【００６３】
（第８実施形態）
図９に本発明の燃料供給装置を示す。第１実施形態において燃料ガイドを用いないで実質的に同等の作用を得るようにしたもので、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６４】
インジェクタ１１を取り付ける取り付け穴６１Ａは、前記各実施形態の取り付け穴から小径部を省略して大径部のみとしたものと実質的に同じもので、取り付け穴６１の底面６３にはインジェクタの先端面２２１よりもやや大径の凹部が形成されている。また、シリンダヘッド６Ａには取り付け穴６１Ａの下方に前記凹部の段底面６３１に開口する貫通穴が形成され、燃料案内流路４０１としてある。
【００６５】
インジェクタ１１は前記各実施形態と同様にインシュレータ３を介して取り付け穴６１Ａに保持され、図示しないデリバリパイプ内の燃料圧力によりインジェクタ１１の環状段部２１３で位置決めされたインシュレータ３を挟んで取り付け穴底面６３の環状段上面６３２に押しつけられ、シリンダヘッド６Ａに固定される。このときインジェクタ先端面２２１と取り付け穴凹部段底面６３１の間にギャップが確保されるように、取り付け穴底面６３に形成する凹部の段差が設定される。
【００６６】
シリンダヘッド６Ａは通常、熱伝導性のよい鋳鉄等を成形したものであるから、シリンダヘッド６Ａの一部６ａが燃料案内流路４０１を囲むことで、実質的に第２実施形態の構成と同じ効果を得ることができる。燃料ガイドを必要としないので、部品数が少なくなる。なお、燃料ガイドを用いる前記各実施形態の構成では燃料ガイドの材料の選択により熱伝導性を制御することができ、燃料案内流路をシリンダヘッドとは別の部品に形成するので、製造が容易であり、適宜、要求される仕様により、いずれの構成を採るかを決めればよい。
【００６７】
（第９実施形態）
図１０に本発明の燃料供給装置を示す。前記各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。インジェクタ１１Ａは、ハウジング２１の下端にバルブ２５が配設されたバルブボディ２２Ａが結合してなり、バルブボディ２２Ａの下端面には噴孔２０１が貫通する噴孔板２３が取り付けられている。
【００６８】
インジェクタ１１Ａの先端側にはインナーアダプタ７２とアウターアダプタ４Ｇとが設けてある。インナーアダプタ７２、アウターアダプタ４Ｇは例えばアルミニウム材からなる。インナーアダプタ７２はインジェクタ先端部であるバルブボディ２２Ａに嵌着されてこれを覆う蓋部７２１と、その下端面より突出する筒状部７２２とからなる。蓋部７２１はバルブボディ２２Ａに圧入して結合し、蓋部７２１とバルブボディ２２Ａの密着部は液密が保持されている。筒状部７２２は両端開口のもので、インナーアダプタ７２がバルブボディ２２Ａに嵌着されたとき、インジェクタ先端面である噴孔板２３の下端面２３１に開口する噴孔２０１直下に位置し、筒状部７２２内は噴孔２０１と連通して、噴孔２０１から噴射された燃料を吸気通路へと案内する燃料案内流路４０１となる。
【００６９】
アウターアダプタ４Ｇは、前記各実施形態の燃料ガイドと同様に、取り付け穴６１の下側小径半部よりもやや小径の円形部材で、アウターアダプタ４Ｇの上端面にはインナーアダプタ７２よりもやや大径の穴４７が形成されており、アウターアダプタ４Ｇに対しインジェクタ側端部であるその上端部４ａにてインナーアダプタ７２が挿入されている。実質的にインジェクタ１１Ａとは接触しない。また、アウターアダプタ４Ｇにはインナーアダプタ筒状部７２２が挿通する貫通孔４０２Ａが形成してある。貫通孔４０２Ａはインナーアダプタ筒状部７２２よりもやや大径で、インナーアダプタ筒状部７２２の側面と貫通孔４０２Ａの壁面の間には環状の僅かな間隙部４０３Ｂが形成されている。また、インナーアダプタ蓋部７２１の下端面とアウターアダプタ４Ｇの穴４７の底面４７１の間に隙間が確保されている。
【００７０】
アウターアダプタ４Ｇはまた、上端部にフランジ部４１を有しており、フランジ部４１の下側の環状の面４１１は取り付け穴６１の段面６１１と当接している。インシュレータ３はインナーアダプタフランジ部７２１１とアウターアダプタフランジ部４１との間に挟持されるとともに、外周面が取り付け穴６１の側面と密着している。
【００７１】
そして、図示しないデリバリパイプからインジェクタ１１Ａ内に供給される燃料の圧力により、アウターアダプタフランジ部４１は取り付け穴６１１の段面に密着し、シリンダヘッド６からアウターアダプタ４Ｇに良好に熱伝達する。
【００７２】
アウターアダプタの４Ｇの外径を取り付け穴６１の下側小径半部よりもやや小径としているので、実質的に、シリンダヘッド６から熱を受け取るアウターアダプタ４Ｇの伝熱部位がフランジ部４１に制限される。アウターアダプタフランジ部４１と取り付け穴段面６１１との間の接触面積によりシリンダヘッド６からの伝熱量を調整し、インナーアダプタ７２に伝熱する量を抑制している。
【００７３】
また、本実施形態ではアウターアダプタ４Ｇがインナーアダプタ７２と非接触であり、またインジェクタ１１Ａとの間には断熱性部材であるインシュレータ３が介設されている。したがって、シリンダヘッド６からインナーアダプタ７２への伝熱はインナーアダプタ筒状部７２２の外周からのみなされることになる。
【００７４】
本実施形態ではアウターアダプタ４Ｇが燃料案内流路４０１を囲み、シリンダヘッド６からアウターアダプタ４Ｇに伝達される熱により、燃料案内流路出口４０１１の近傍である貫通穴４０２Ａの周縁部が冷却され過ぎるのを抑制することができる。また、インナーアダプタ筒状部７２２とアウターアダプタ４Ｇとの間には僅かな環状間隙部が形成されて、燃料案内流路４０１を流通する燃料による奪熱部位が、燃料案内流路４０１の流路壁の最内周部分であるインナーアダプタ筒状部７２２に制限され、流通燃料による奪熱量が抑制される。これにより、アイシングを良好に防止することができ、燃料のベーパ化を防止することができる。
【００７５】
また、インナーアダプタ７２とアウターアダプタ４Ｇが一体なので、噴孔２０１と燃料案内流路４０１の位置関係が一定している。例えば前記第１実施形態等の構造では、燃料案内流路４０１のうち、燃料ガイド４とバルブボディ２２の間が、第６実施形態で指摘したようにデッドボリュームとなっており、燃料案内流路壁面から燃料への伝熱の増大を招く。ここで燃料ガイド４とバルブボディ２２の間を狭くすればデッドボリュームを減らせるが、そうすると、インシュレータ３が経年変化で上下方向に縮むと（へたると）バルブボディ２２が燃料ガイド４に接触して燃料ガイド４からバルブボディ２２への熱伝達量が急激に増大し、バルブボディ２２内の燃料がベーパ化してしまう。このように、デッドボリュームの削減と、燃料ガイド４とバルブボディ４との間の接触回避とはトレードオフの関係になっている。
【００７６】
本実施形態では、燃料案内流路４０１が形成されるインナーアダプタ７２がインジェクタ１１Ａと一体化しているので、デッドボリュームが変化することはない。一方、アウターアダプタ４Ｇの穴４７の深さはインナーアダプタ７２との接触マージンを規定するが、デッドボリュームの大きさとは無関係なので、インシュレータ３のへたりを考慮して相当程度深くすることができる。これにより、燃料案内流路壁面から燃料への伝熱の抑制と、噴孔２０１形成面と燃料ガイド（本実施形態ではアウターアダプタ）との間の接触の回避とを両立することができる。
【００７７】
また、前記挿入量およびインナーアダプタ筒状部７２２の長さ等は、インナーアダプタ筒状部７２２の下端面がインシュレータ３がへたった場合でもアウターアダプタ４Ｇの下端面から下方に突出しないように設定され、組付け時には、インナーアダプタ筒状部７２２の下端面はアウターアダプタ４Ｇの下端面よりも貫通穴４０２Ａの奥側に後退した位置にある。インナーアダプタ筒状部７２２がアウターアダプタ４Ｇの下端面から突出すると、突出部においてアイシングが生じるおそれがあるからである。
【００７８】
また、噴孔２０１と燃料案内流路４０１の位置関係が一定しているから、組付け時にインジェクタ１１Ａとアウターアダプタ４Ｇとが位置ずれしていても、噴射特性が一定する。
【００７９】
また、インシュレータ３のへたりに対して余裕があるので、インシュレータ３の材料選択が増えるとともに、インシュレータ３の交換時期についても長くとることができる。
【００８０】
（第１０実施形態）
図１１に本発明の燃料供給装置を示す。液化燃料ガスを燃料に用いる内燃機関では、インジェクタ内の燃料のベーパ化を防止するため燃料の熱容量に着目し、燃料供給装置を、インジェクタの略全体がデリバリパイプ内に位置するサイドフィードの構成とし、循環燃料によりインジェクタを冷却するようにしたものがある。本実施形態は、本発明をかかるサイドフィードの燃料供給装置に適用したものである。前記各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付し、前記各実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８１】
デリバリパイプ１３１Ａには、気筒配置方向に伸びるパイプ本体１３１１を横切りシリンダヘッド６側に突出する両端開口の筒状の取り付け部１３１２が各気筒に対応して１つずつ設けてあり、これにインジェクタ１１Ｂが挿入してある。インジェクタ１１Ｂは、取り付け部１３１２との間をシールするＯリング５３１，５３２を介して取り付け部１３１２に保持され、取り付け部１３１２の両端開口部を塞いでいる。インジェクタ１１Ｂ内には、パイプ本体１３１１内を流通する燃料が図示しない供給口から供給されるようになっている。
【００８２】
Ｏリング５３１，５３２を介してインジェクタ１１Ｂと結合する前記取り付け部１３１２は実質的にインジェクタ１１Ｂの一部をなし、その外周に設けられたインシュレータ３を介してシリンダヘッド６を貫通する取り付け穴６１に保持されている。
【００８３】
インジェクタ１１Ｂの先端側にはアウターアダプタ４Ｈとインナーアダプタ７３とが設けてある。アウターアダプタ４Ｈは例えばアルミニウム材からなり、インナーアダプタ７３はアウターアダプタ４Ｈよりも熱伝導率の低い合成樹脂製である。インナーアダプタ７３は下端部が細くなった段付きの棒状体で、インジェクタ先端部であるバルブボディ２２Ａの下端面に形成された凹部２２２に嵌入してある。インナーアダプタ７３の内部には中心を通る燃料案内流路４０１が形成され、凹部２２２の段底面に開口する噴孔２０１からの燃料を案内するようになっている。本実施形態でも燃料案内流路４０１が形成されるインナーアダプタ７３がインジェクタ１１Ｂと一体的に設けられているので、インシュレータ３のへたり等でアウターアダプタ４Ｈとインナーアダプタ７３との相対位置が変化しても、燃料案内流路４０１は形状および噴孔２０１との相対位置が一定している。
【００８４】
アウターアダプタ４Ｈは基本的な全体形状が第１実施形態の燃料ガイドと同じもので、上端のフランジ部４１がインシュレータ３の下端面と取り付け穴６１の段面６１１との間に挟持ざれている。インシュレータ３の上端面はデリバリパイプ取り付け部１３１２の段面と当接しており、デリバリパイプ１３１Ａによる押し付け荷重により、インシュレータ３を介してアウターアダプタフランジ部４１が取り付け穴段面６１１に押し付けられ、アウターアダプタ４Ｈとシリンダヘッド６との間で良好に伝熱する。
【００８５】
アウターアダプタ４Ｈにはインナーアダプタ７３の小径下端部７３１が挿通する貫通孔４０２Ｂが形成されて、アウターアダプタ４Ｈが燃料案内流路４０１を囲んでいる。また、貫通孔４０２Ｂはインナーアダプタ小径下端部７３１よりもやや大径で、インナーアダプタ小径下端部７３１の側面と貫通孔４０２Ｂの壁面の間には僅かな間隙部４０３Ｃが形成されている。
【００８６】
かかる構成によっても、シリンダヘッド６からの伝熱作用により、燃料案内流路出口４０１１に近接する、アウターアダプタ４Ｈの貫通孔４０２Ｂの周縁部が冷却されすぎず、また、燃料案内流路４０１の流路壁の最内周部であるインナーアダプタ下端部７３１を金属等に比して低熱伝導性の合成樹脂で構成するとともに、インナーアダプタ下端部７３１とアウターアダプタ４Ｈの間に前記間隙部４０３Ｃを設けることで、燃料による奪熱を抑制することができる。これにより、アイシングを良好に防止することができる。
【００８７】
なお、インナーアダプタ７３１はアウターアダプタ４Ｈと接触しないので、アウターアダプタ４Ｈと同種金属等の材料でも略同等の伝熱抑制効果を得ることができる。
【００８８】
また、気筒数や燃料性状等、装置の構成は上記実施形態に記載のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限り任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図２】上記内燃機関の燃料供給装置の全体構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第５の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第６の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は本発明の第７の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ矢視図である。
【図９】本発明の第８の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第９の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第１０の内燃機関の燃料供給装置を構成するインジェクタのシリンダヘッドへの取り付け状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１１，１１Ａ，１１Ｂインジェクタ
１２ＬＰＧタンク
１３送出管路
１３１，１３１Ａデリバリパイプ
１３１２取り付け部
１４回収管路
１５ポンプ部
１６リリーフ弁
２０１噴孔
２１ハウジング
２２，２２Ａバルブボディ
２２１バルブボディ下端面（インジェクタ先端面）
２３噴孔板
２３１噴孔板下端面（インジェクタ先端面）
３インシュレータ（保持部材）
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ燃料ガイド（熱伝導性部材）
４Ｇ，４Ｈアウターアダプタ（熱伝導性部材）
４ａ上端部（インジェクタ側端部）
４１フランジ部
４１１下端面
４３燃料ガイド凹段底面（熱伝導性部材後端面）
４０１燃料案内流路
４０２，４０２Ａ，４０２Ｂ貫通孔
４０３，４０３Ａ，４０３Ｂ，４０３Ｃ環状間隙部
４５Ｏリング
４６溝
６，６Ａシリンダヘッド（隔壁）
６ａ一部
６１取り付け穴
６１１段面
７１インナーパイプ（流路部材）
７２インナーアダプタ（流路部材）
７２１蓋部
７２２筒状部
７３インナーアダプタ（流路部材）
７３１下端部

Claims

吸気が内側を流れる隔壁にインジェクタの取り付け穴を形成して該取り付け穴にインジェクタを保持せしめ、インジェクタの先端面に開口する噴孔から隔壁の内側に前記吸気と混合気を形成する燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置において、
前記燃料を液化燃料ガスとし、
インジェクタを断熱性材料で構成された保持部材を介して前記取り付け穴に保持せしめ、
インジェクタの噴孔から液相状態で噴射された燃料を前記隔壁の内側へ案内する燃料案内流路を設け、
該燃料案内流路を、その形成位置に前記隔壁の内側に達する貫通孔が形成されて前記燃料案内流路を包囲し前記隔壁からの熱を伝達する隔壁の一部、若しくは隔壁と当接させて配置した熱伝導性部材にて形成し、
かつ、燃料案内流路の壁面の面積を、前記隔壁の一部若しくは前記熱伝導性部材から燃料案内流路壁面への伝熱を規定する部位の伝熱面積よりも小さく設定して、前記燃料案内流路の出口近傍へ熱供給する構成としたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料案内流路の外周に、該燃料案内流路に近接して低熱伝導性の部位を設けた内燃機関の燃料供給装置。
請求項２記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記隔壁の一部若しくは前記熱伝導性部材に貫通孔を形成し、
該貫通孔に、前記燃料案内流路の流路壁の最内周部を構成する筒状の部材を挿入して前記低熱伝導性の部位とした内燃機関の燃料供給装置。
請求項２記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料案内流路の流路壁の最内周部の外周に環状間隙を形成して前記低熱伝導性の部位とした内燃機関の燃料供給装置。
請求項１または２いずれか記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記噴孔が開口するインジェクタの先端面と、前記貫通穴が開口する前記取り付け穴の底面または前記熱伝導性部材の後端面の間にＯリングを設けて前記噴孔から燃料案内流路へと流れる燃料がＯリングの外周に流出しないようにした内燃機関の燃料供給装置。
請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記隔壁を前記取り付け穴が貫通する構造とし、
前記インジェクタの先端側で前記取り付け穴を前記熱伝導性部材により塞ぎ、
インジェクタ先端部と一体的に結合されるとともに、噴孔との対向位置に内部を前記燃料案内流路とした筒状部が突出してなる流路部材を設け、
前記熱伝導性部材と流路部材との間に間隙部を形成した内燃機関の燃料供給装置。
請求項１ないし６いずれか記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料案内流路の出口が開口する前記隔壁の一部若しくは前記熱伝導性部材の面に、溝状の凹部を形成した内燃機関の燃料供給装置。
請求項１ないし７いずれか記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記隔壁の一部または前記熱伝導性部材を前記隔壁の内側に突出せしめた内燃機関の燃料供給装置。