JP4340627B2 - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクと、燃料ポンプと、供給管路内において前記燃料ポンプとエンジンの燃料消費要素との間に配置される燃料フィルタとからなる内燃機関用燃料供給装置に関し、前記供給管路は上側弁座と下側弁座との間の弁室内を移動可能に配置される円錐弁を有するとともに、前記燃料フィルタの下流に配置される弁室からなる。

内燃機関用燃料供給装置は、一般に、燃料フィルタを交換するためには、フィルタハウジングの出口とシリンダヘッドとの間における燃料経路を空にすることが必要となるような態様に設計されている。このことと関係して、環境学的に有害な物質を回収して飛散を防がなければならない。燃料フィルタの交換は、特に、非常に多く用いられる重荷重ディーゼル機関においては一般的な維持修理作業である。ディーゼル機関用燃料供給装置は、通常、空気の放出および燃料補給が行なわれるときに用いられうるブリードニップルと手動ポンプとを備える。エンジンの始動前に、この手動ポンプの多数回にわたる行程動作が必要とされ、１個以上のブリードニップルを開いて、新しいフィルタ内に存在する空気の全量を除去することが必要である。これは費用のかさむ作業時間を伴い、さらにまた前記のニップルは一般に燃料が流れる前に閉じられていないため、燃料飛散の危険性をも伴う。

空気を除去する手順を自動化する装置を備える燃料供給装置がある（米国特許第５５３４１６１号参照）。この特許には、マイクロプロセッサによって２方向に駆動されうるとともに、燃料供給装置から水分を除去するのに用いられうるポンプについて説明されている。しかしながら、この装置は、燃料供給装置から空気を抜く手順を容易にするだけであって、燃料供給装置の高圧側から空気を除去するためには、さらに他の作業が必要とされる。したがって、この装置は、空気抜きの手順を容易にするという問題を完全に解決することなしに、燃料供給装置の構成部品点数を増加させることを意味する。

よって、本発明のひとつの目的は、燃料供給装置を複雑化または高額化させることなしに、フィルタ交換後の空気の自動除去を可能にする燃料供給装置を作り出すことにある。

これを目的として設計される燃料供給装置は、燃料タンクと、燃料ポンプと、供給管路内において前記燃料ポンプとエンジンの燃料消費要素との間に配置される燃料フィルタとからなる。前記供給管路は上側弁座と下側弁座との間の弁室内で移動可能に配置される円錐弁を有し前記燃料フィルタの下流に配置される弁室からなるとともに、本発明によれば、前記弁室の上部は、燃料タンクへの空気抜き用の出口を有し、前記円錐弁は、弁座を有する内側通路を備え、前記弁座は、通常の燃料圧力下において、前記通路内を移動可能なブリード円錐弁と相互作用することを特徴とする。一方では、この燃料供給装置の設計は、フィルタ交換時の燃料飛散が最小限に抑えられることを保証し、他方では、燃料供給装置のその後の空気抜きを自動的に行なうことを可能にしている。

本発明の有利な例証的実施例は、以下の従属請求項から明らかになる。

以下に、添付図面に示される例証的な実施例を参照して、本発明をより詳細に説明する。

図１の線図に示される内燃機関１０は、対応する個数の標準型の噴射装置１１を有する６気筒ディーゼル機関である。このエンジンは、たとえば重トラックの駆動に用いられうる。

ディーゼル燃料は、エンジンにより駆動されるポンプ１２によって、タンク１３から共通供給管路１４を介して噴射装置１１に供給される。圧力制御および空気抜き用組合せ弁１５は、噴射装置１１の下流に配置される。未燃焼燃料の戻り管路１６は、前記組合せ弁に接続される。ブリード管路１７もまた、前記組合せ弁に接続されており、このブリード管路は、燃料タンク１３と連通する。

前記燃料供給装置は、さらにまた、燃料フィルタ１９を有するフィルタホルダ１８を含む。このフィルタホルダは、図２により詳細に図示されており、前記燃料フィルタの下流において配置されるとともに図３〜５により詳細に図示される円筒形弁室２０を備える。この弁室の下端壁２０ａは、燃料フィルタ１９からの中央入口２１を備える。中央出口２２を介して、上端壁２０ｂは、燃料タンク１３とブリード管路１７を介して連通する。前記弁室は、さらにまた、側面２０ｃに配置される横方向出口２３を介して供給管路１４と連通する。

弁室２０は、弁座２５ａを有する内側通路２５と、前記通路内において移動可能なブリード円錐弁２６とを備える円錐弁２４と連通する。このブリード円錐弁は、弁室の下側弁座２７と低燃料圧力において相互作用するように構成される（図３参照）。燃料圧力が増大すると、円錐弁２４よりはるかに自由に移動する前記ブリード円錐弁は、弁座２７から離脱し得、以って気泡がブリード円錐弁を通過してブリード孔２２を介して脱出しうる（図４参照）。燃料圧力が十分に高くなると、ブリード円錐弁２６は、弁座２５ａと相互作用して、以って円錐弁２４が弁座２７から移動して、燃料が出口２３を介して供給管路１４へと抜け出すことができるようになる。

エンジンが燃料フィルタ１９の交換後に始動すると、燃料ポンプ１２は、タンク１３から燃料を吸い込むとともに、フィルタ１９を満たす。フィルタ内の圧力が十分に高くなると、ブリード円錐弁２６が弁座２７から持ち上げられ、空気は、通路２５を介してブリード円錐弁を通過するとともに、さらに出口２２から抜け出すことができる。燃料が弁室２０に到達すると、ブリード円錐弁は、弁座２５ａを閉じ、以って円錐弁２４が上方に変位せしめられるとともに、空気を含まない燃料が供給管路１４への出口２３を介してエンジンの燃料消費要素１１へと圧送開始される。

ブリード円錐弁２６の重さは、燃料中の気泡によって下側弁座２７から容易に持ち上げられるような態様に適合せしめられる。さらにまた、円錐弁２４の重さは、燃料圧力のみによって下側弁座２７から持ち上げられうるような態様に適合せしめられる。

ブリード円錐弁２６は、逆止め弁としての役割を果たすとともに、入口２１を迅速に閉鎖しうるため、供給管路１４内の正圧の大部分がフィルタ交換時に維持されうる。この正圧は、エンジンが始動し、かつ全ての空気がブリード孔２２を介して排出されて圧力が組合せ弁１５によって維持される正常レベルまで上昇しうるのに要する時間にわたって動作し続けるための必要条件を構成する。したがって、エンジンは、燃料が依然として噴射装置１１のまわりおよび該噴射装置へと至る燃料管路１４内に残っているため、ブリーディング過程においても動作する。このことは、エンジンが、ポンプがフィルタ内に存在する空気の全量を燃料に置き換えることを可能にする低負荷下において、すなわち低燃料消費量で動作していると見なされることを指摘しておくべきである。さらにまた、このブリーディング過程は、約１０秒しかかからない。

本発明は、前記の例証的な実施例に制限されるものと見なされるべきではなく、数多くのさらに他の形態および改変が以下の特許請求の範囲内において考えられうる。たとえば、閉鎖方向に作用するばね手段を、円錐弁２４および／またはブリード円錐弁２６自体の重さを補足するものとして用いることが可能である。

本発明にしたがった燃料供給装置を有する内燃機関の線図である。 図１の燃料供給装置の一部分を形成するフィルタホルダと付随するフィルタとの拡大図である。 本発明の燃料供給装置の一部分を形成する弁室の３つの異なる機能状態を示す、さらに大きい倍率の拡大線図である。 本発明の燃料供給装置の一部分を形成する弁室の３つの異なる機能状態を示す、さらに大きい倍率の拡大線図である。 本発明の燃料供給装置の一部分を形成する弁室の３つの異なる機能状態を示す、さらに大きい倍率の拡大線図である。

Claims (9)

1. 燃料タンク（１３）と、燃料ポンプ（１２）と、供給管路（１４）内において前記燃料ポンプとエンジンの燃料消費要素との間に配置される燃料フィルタ（１９）を備え、前記供給管路（１４）は上側弁座（２０ｂ）と下側弁座（２７）との間の弁室内で移動可能に配置される円錐弁を有しかつ前記燃料フィルタの下流に配置される弁室（２０）からなる、内燃機関（１０）用燃料供給装置において、前記弁室（２０）の上部は、前記燃料タンク（１３）への空気抜き用の出口（２２）を有し、前記円錐弁（２４）は、弁座（２５ａ）を有する内側通路（２５）を備え、前記弁座は、通常の燃料圧力下において、前記通路内を移動可能なブリード円錐弁（２６）と相互作用し、
   前記ブリード円錐弁（２６）は、燃料圧力が低いときに前記弁室（２０）の前記下側弁座（２７）と相互作用するように構成されることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記ブリード円錐弁（２６）は、空気抜き時において、燃料圧力が増大すると、前記下側弁座（２７）から移動するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記弁室（２０）は、前記燃料フィルタ（１９）からの中央入口（２１）を有する下端壁（２０ａ）を備える円筒形であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
4. 前記弁室（２０）は、前記燃料タンク（１３）への中央出口（２２）を有する上端壁（２０ｂ）を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
5. 前記弁室（２０）の側面（２０ｃ）は、エンジンの前記燃料消費要素（１１）への横方向出口（２３）を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の燃料供給装置。
6. 前記ブリード円錐弁（２６）の重さは、燃料中の気泡によって前記下側弁座（２７）から持ち上げられうるような態様に適合せしめられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の燃料供給装置。
7. 前記円錐弁（２４）の重さは、燃料圧力によって前記下側弁座（２７）から持ち上げられうるような態様に適合せしめられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の燃料供給装置。
8. 前記円錐弁（２４）および／または前記ブリード円錐弁（２６）は、閉鎖方向に作用するばね手段の作用を受けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の燃料供給装置。
9. 前記弁室（２０）は、フィルタホルダ（１８）内において前記燃料フィルタ（１９）の接続部に近接して配置されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の燃料供給装置。

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