JP4234352B2 - 液化ガス燃料供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の液化ガス燃料供給装置に関し、詳しくは、エンジンの始動性を向上させることができる液化ガス燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンク内に貯蔵されたＬＰＧ等の液化ガス燃料を加圧してデリバリパイプに送り、デリバリパイプに設けられたインジェクタにより噴射してエンジンに供給する液化ガス燃料供給装置については、特表平６−５０２４７３号公報等で公知である。前記公報によれば、タンク内に貯蔵され且つタンク内で周囲温度に左右される可変の蒸気圧を有する燃料を、タンクでの可変蒸気圧より一定差圧高い圧力に維持される絶対圧で燃料を燃料流入側レール（本願ではデリバリパイプ）及びインジェクタに圧送し、燃料の絶対圧を監視し、他の通常のエンジンパラメータと共に燃料の絶対圧によって燃料噴射パルス幅を変化させるとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示された構成においては、エンジン停止中にインジェクタの弁部の微小隙間から燃料が僅かずつ漏洩することがあり、インテークマニホールド内に液化ガス燃料が溜まるおそれがある。この時、デリバリパイプ（内径８ｍｍ）内の燃料だけでなく燃料タンクからデリバリパイプ下流のプレッシャレギュレータまでの配管内の燃料までもがインテークマニホールド内に漏洩する場合がある。この場合、エンジンを始動すると、インテークマニホールド内に充満した過濃燃料によりエンジン始動に要する時間が極めて増加するおそれがある。この対策として、デリバリパイプや燃料供給管の内径を小さくして漏洩量を低減させることが考えられるが、エンジン最高出力時の最大燃料流量を確保するためには限界がある。
【０００４】
また、エンジン停止後、時間経過とともに配管内の燃料が燃料タンク内に戻るため配管内の燃料が減圧気化し、エンジン再始動時に配管内を液体燃料が満たされるまでの間エンジン始動に要する時間が増加するおそれがある。すなわち、配管内の圧力が高い時はインテークマニホールド内の過濃燃料のため、また、配管内の圧力が低いときは噴射燃料の不足のため何れの場合でもエンジンの始動に要する時間が増加するおそれがある。そこで本発明は、配管内の圧力が高いときでも低いときでもエンジン始動時間の増加を抑制することができる液化ガス燃料供給装置を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決を目的としてなされた請求項１の発明は、燃料タンク内の液化ガス燃料をフューエルポンプにより加圧してデリバリパイプに送り、前記デリバリパイプに接続されたインジェクタによりエンジンに燃料を供給するとともに、余剰燃料を前記燃料タンクに戻すよう構成された液化ガス燃料供給装置において、前記デリバリパイプの入口部にデリバリ遮断弁を、出口部に下流方向に対してのみ開く弁を設けたことを特徴とする。また、請求項２の発明は、前記デリバリ遮断弁は、前記エンジンが停止されたときに閉じ、前記エンジンが始動されたときに開くことを特徴とする。また、請求項３の発明は、前記下流方向に対してのみ開く弁の下流側にプレッシャレギュレータを配設したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る液化ガス燃料供給装置の概念図である。図１において、液化ガス燃料１を収容する燃料タンク２には、燃料を注入するための充填ユニット３、燃料量を表示するためのレベルケージ４、燃料タンク２内の燃料圧力を検知するためのタンク燃圧センサ５、燃料を加圧してデリバリパイプ６に圧送するためのフューエルポンプ７、デリバリパイプ６内の燃料圧力を調整するためのプレッシャレギュレータ８、燃料タンク２内の燃料温度を計測するための第１の燃温センサ９がそれぞれ装着されている。タンク燃圧センサ５および第１の燃温センサ９は不図示の電気配線を介してエンジン１０を制御するためのＥＣＵ（１１）に接続されている。
【０００８】
フューエルポンプ７の先には燃料供給管１２が連結されインテークマニホールド１３に固定されたデリバリパイプ６に連通されている。燃料供給管１２の途中の燃料タンク２出口近傍にはタンク遮断弁１４が設けられ、不図示の電気配線を介してＥＣＵ（１１）からの電気信号により開閉される。燃料供給管１２の途中のデリバリパイプ６近傍にはデリバリ遮断弁１５が設けられ、電気配線を介してＥＣＵ（１１）からの電気信号によりタンク遮断弁１４とともに開閉される。デリバリパイプ６とインテークマニホールド１３との間には複数のインジェクタ１６が挟持され、ＥＣＵ（１１）からの電気信号によりデリバリパイプ６内の燃料をエンジン１０に噴射するよう構成されている。デリバリパイプ６にはデリバリパイプ６内の燃料圧力を検知するためのデリバリ燃圧センサ１７、燃料温度を検知するための第２の燃温センサ１８が設けられている。デリバリ燃圧センサ１７および第２の燃温センサ１８は不図示の電気配線を介してＥＣＵ（１１）に接続されている。デリバリパイプ６の燃料通路の内径は４〜７ｍｍで形成されている。デリバリパイプ６の内径が４ｍｍ未満では、管路抵抗により要求流量の確保ができず、内径が７ｍｍを超えると燃料がインテークマニホールド１３内へ漏洩する場合は、過濃燃料となる。上述により内径を４〜７ｍｍとすることには臨界的意義を有する。
【０００９】
デリバリパイプ６の出口には燃料配管を構成するリターンパイプ１９が連結され、燃料タンク２の上部に連通されている。リターンパイプ１９途中のデリバリパイプ６近傍には第１の逆止弁２０が設けられリターンパイプ１９からの逆流を阻止するよう構成されている。リターンパイプ１９途中の燃料タンク２近傍には第２の逆止弁２１が設けられ、燃料タンク２からの逆流を阻止するよう構成されている。燃料タンク２内のリターンパイプ１９の終端にはプレッシャレギュレータ８が設けられ、デリバリパイプ６内の燃料圧力を調整するよう構成されている。調整による余剰燃料はプレッシャレギュレータ８から直接燃料タンク２内に流出するよう構成されている。なお、燃料供給管１２、デリバリパイプ６、リターンパイプ１９で燃料配管を構成している。
【００１０】
次に、本実施形態の作用について説明する。エンジン１０が停止されるとイグニッション信号またはエンジン回転数あるいは油圧等々のエンジン停止信号によるＥＣＵ（１１）からの電気信号によりデリバリ遮断弁１５およびタンク遮断弁１４が閉じられる。この後、エンジンルーム内の温度上昇に伴いデリバリパイプ６内の燃料圧力が上昇し、インジェクタ１６の弁部の微小隙間から蒸発燃料が漏洩することがあるが、漏洩する燃料はデリバリ遮断弁１５と逆止弁２０との間のデリバリパイプ６内の燃料に限定されるため、従来に比べインテークマニホールド１３内への漏洩量が低減される。また、燃料供給管１２内の燃料はタンク遮断弁１４に阻まれて燃料タンク２内に戻ることがないので、エンジン１０の再始動時に燃料供給管１２内の燃料がエンジンに即時に供給されるため、エンジン始動時間が増加することがない。エンジン１０の始動時にはデリバリ遮断弁１５およびタンク遮断弁１４は開弁する。
【００１１】
図２は本実施形態と比較技術との比較試験の結果を示すグラフである。試験に供試したデリバリパイプの燃料通路内径は６ｍｍ、使用した液化ガス燃料はＬＰＧ燃料を使用した。図２（ａ）はエンジン停止後の経過時間に対するインテークマニホールド（吸気管）１３内のＬＰＧ濃度（ＶＯＬ％）を示すグラフである。図２（ｂ）は吸気管内のＬＰＧ濃度（ＶＯＬ％）に対するエンジンの始動時間（秒）を示すグラフである。図２（ａ）、（ｂ）において、比較技術として供試したデリバリ遮断弁１５および逆止弁なしの仕様では１２０分後の吸気管内ＬＰＧ濃度はおよそ１１ＶＯＬ％となり、エンジン始動時間は１．６秒かかる。一方、本実施形態においては、吸気管１３内のＬＰＧ濃度はおよそ６ＶＯＬ％で比較技術の半分であり、始動時間は１．３秒となる。両者の吸気管内ＬＰＧ濃度の差はエンジン停止後の経過時間が増すにつれ拡大する傾向にある。
【００１２】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。すなわち、請求項１、２の発明においては、デリバリパイプの入口部にデリバリ遮断弁を、デリバリパイプの出口部に下流方向に対してのみ開く弁を設けたため、エンジンが停止されたときにデリバリ遮断弁を閉じ、エンジンが始動されたときに開くことにより、エンジン停止時のインジェクタ弁部の微小隙間からインテークマニホールド内に漏洩する燃料量が、デリバリパイプ内だけの燃料に限られるので漏洩量が減少するためエンジンの再始動時間を短くすることができる。また、請求項３の発明においては、下流方向に対してのみ開く弁の下流側にプレッシャレギュレータを配設したので、デリバリパイプ内の燃料圧力を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る液化ガス燃料供給装置の概念図である。
【図２】図２（ａ）はエンジン停止後の経過時間に対する吸気管内のＬＰＧ濃度を示すグラフである。
図２（ｂ）は吸気管内のＬＰＧ濃度に対するエンジンの始動時間を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 液化ガス燃料
２ 燃料タンク
６ デリバリパイプ
７ フューエルポンプ
８ プレッシャレギュレータ
１０ エンジン
１２ 燃料供給管
１４ タンク遮断弁
１５ デリバリ遮断弁
１６ インジェクタ
１９ リターンパイプ
２０ 第１の逆止弁

Claims (3)

1. 燃料タンク内の液化ガス燃料をフューエルポンプにより加圧して燃料供給管を介してデリバリパイプに送り、前記デリバリパイプに接続されたインジェクタによりエンジンに燃料を供給するとともに、余剰燃料をリターンパイプを介して前記燃料タンクに戻すよう構成された液化ガス燃料供給装置において、前記デリバリパイプの入口部にデリバリ遮断弁を、前記デリバリパイプの出口部に下流方向に対してのみ開く弁を設けたことを特徴とするエンジンの液化ガス燃料供給装置。
2. 前記デリバリ遮断弁は、前記エンジンが停止されたときに閉じ、前記エンジンが始動されたときに開くことを特徴とする請求項１記載の液化ガス燃料供給装置。
3. 前記下流方向に対してのみ開く弁の下流側にプレッシャレギュレータを配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の液化ガス燃料供給装置。

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