JPS5918261A

JPS5918261A - 燃料供給装置

Info

Publication number: JPS5918261A
Application number: JP57125811A
Authority: JP
Inventors: Takashige Ooyama; 宜茂大山; Yutaka Nishimura; 豊西村; Hiroshi Kuroiwa; 弘黒岩; Mamoru Fujieda; 藤枝　護; Teruo Yamauchi; 山内　照夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1984-01-30
Also published as: JPS6229636B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は燃料供給装置に係り、特に多気筒内燃機関に使
用するに好適な燃料供給装置に関する。

一般に、多気筒内燃機関の燃料供給装置としては、各気
筒毎に設けた電磁弁を０Ｎ−ＯＦＦ制御して独立に計量
する方式と、１個の計算弁の燃料音分流して各気筒に分
配する方式（例えば、特開昭５５−２９０９６号１％開
昭５２−１１８１２）がある。このいずれの方式も燃料
配管中に燃料の蒸気泡が発生し易く、これ全防止するに
は、配管内の燃料圧力を２．０　Ｋｇ　／　ｔｙｎ　’
以上に維持する必要があり、気化器に比べ燃料ポンプの
駆動馬力が大きく、燃費が増大するという欠点を有して
いる。また、前者の独立計量方式は、各気筒の燃料＃を
均一にするために高精度の電磁弁を設ける必要があり、
コスト高になるという欠点を有している。

本発明の目的は、燃料配管中の燃料蒸気泡の発生を防止
し、燃料圧力ｆ：０．６　Ｋｇ　／　ｃｍ”程度に低下
させ、燃料ポンプの駆動馬力を低減することができる分
配方式の燃料供給装置を提供することにある。

本発明の要旨は次の如くである。すなわち、従来の分配
方式の公知例、特開昭５５−２９０９６では定圧弁の下
流で分岐し、分岐管の先端に固定オリフィスを設けて分
流しているので、アイドリンク運転時等の燃料流量が小
さい領域で分岐管内の流量、圧力が小さくなり、蒸気泡
の発生を防止することが困難であることがわかった。上
記公知例では、第２の定圧弁、第２の分岐管を付加して
流量の大きい領域で、第２の定圧弁を作蛎させ、第２の
分岐管で一部の燃料を分流することによって、相対的に
第一の分岐管内の流量、圧力の低下を抑止する方法も開
示され一部いるが、機関停止時、流量が零の場合の管内
の圧力は大気圧になり、蒸気泡の発生全抑止することが
できない。蒸気泡の発１．１：で管内の燃料の一部がオ
リフィスから押し出され、吸気管に入り、吸気管内の混
合気が過濃となり、將らに機関の再始動を困難にする。

これを回避する一般的な方法は、固定オリフィスの先端
にチェックバルブを設け、圧力の低下、燃料の流出全防
止する方法である。しかし先端にチェックバルブを設け
、分岐管内の圧力を高圧に維持しようとすると、チェッ
クバルブの流１゛特性で分流比が左右されるので、特開
昭５２−■８１２５に開示されているような分流器を設
け、各気筒への分流量ヲ均等にする必要がある。また分
岐管内には、機関停止時、燃料が滞留するので、蒸気泡
の発生を防止するためには、２．ｏＫｐ／（７）２程度
の圧力を維持する必要があり、チェックバルブには漏れ
防止のための高度な精度が要求される。

上記の２つの公知例？ｆｍ々実験している過程で燃料圧
力金高圧に維持する後者の方式では、燃料圧力を０．６
　Ｋ９　／　ｃｍ　”程度まで低下すると、分岐管内の
燃料蒸気泡の発生ｋＦ［止することが困難であることが
わかった。蒸気泡の発生によって、分岐管内の燃料がか
らになり、再始動時、燃料が分岐管内を充満する間は、
燃料が機関に供給されず、エンジンの再始動が著しく阻
害される。この不具合は、分岐管の径を小さくすれば解
消されるが、分岐管の径を小さくすると、圧力損失が増
大し、０、６　Ｋｆ　／　ｃｍ　”の圧力では最大流量
をまかなうのは困難である。このため、第２の分岐管を
設ける方法も考えられるが、分岐管の数だけ、チェック
バルプケ要し、第２の分岐管内の燃料は、滞留している
ので、全体の分岐管の燃料量は減少せず、したがって、
本質的に不具合が解消できかいことがわかった。

第２の分岐管を有する前者の公知例でも、上記の不具合
は同じでラシ、チェックバルブがないので燃料の圧力が
低い分だけ、燃料蒸気泡の発生もひどい。しかし、実験
の過程で、機関停止時、分岐管内の燃料量あらかじめか
らにしておけば、上記の不具合が解消できることがわか
った。しかし、燃料をからにしておくと、前述したよう
に再始動に時間がかかる。この不具合はエンジン始動時
に分岐管内に燃料全充満する手段を設けることによって
回避することができる。

したがって、本発明は、燃料を各気筒に分流する分岐管
の燃料を吸引する手段と、分岐管に燃料を充満する手段
とに設け、燃料配管中の燃料蒸気泡の発生を防止し、燃
料圧力ｆｉ−０，６Ｋｙ／ｃｍ”程度に低下させ、燃料
ポンプの駆動馬力全低減しようというものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には本発明の一実施例が示されている。

燃料供給装置は、燃料ポンプ部ｌと、燃料計量部２と、
分流部３と、空気計量部４とから構成されている。

燃料ポンプ部１は次の如くである。すなわち、遠心式、
渦流式の燃料ポンプ１０で圧力を０．６　Ｋ９看−程度
に高め、チェックバルブ１１を介し、燃料を圧力レギュ
レータ１２に圧送する。レギュレータ１２の下部室１３
の圧力は一定に維持され、余分の燃料は戻シ管１４を通
って、燃料タンク１５に戻る。蒸気泡を戻り管１４から
排出される。

また、燃料計量部２は次の如くである。すなわち、下部
室１３に接続された管２１に他端に計量弁２３に設けら
れ、計量弁２３の下流は、管２１を介して、圧力レギュ
レータ２４の下部室２５に接続されている。圧力レギュ
レータ２４の上部室は管２６を介して、管２７に接続し
ている。この圧力レギュレータ２４の動作で、計量弁２
３の前後の圧力差が、０．　Ｉ　Ｋｙ／ｃｍ’程度に維
持される。

計量弁２３は、通常のニードル弁、あるいはスリット弁
で、ストロークによって流路面積が変化するようになっ
ている。すなわちストロークによって、管２２を流れる
燃料流量が制御される。ストロークは計量弁２３に接続
された比例ソレノイド、あるいはパルスモータ等の機械
量変換手段２８によって、マイクロコンピュータ２７０
指令で制御される。マイクロコンピュータ２７には機関
の回軸速度、アクセルペダルの開度等の信号が入力きれ
る。これにより、機関の状態に応じた適正な燃料量が管
２２を流れる。削量弁２３は、間欠電磁ソレノイド弁で
もよい。この場合は、開弁時間幅でに＠が制御される。

流量は、機関の全流量、１〜５０ｔ／ｈの範囲で変化す
る。￥ｒ量弁２３は、容積ポンプ等の言１絹”手段でも
よい。

また、分流部３ｔま次の如くである。すなわち、圧力レ
ギュレータ２４には、管３１が接続されている。管３Ｊ
から分岐管３２、分岐管３３が分岐している。分岐管３
２の先端には、吋リフイス３４ａ１オリフィス３４ｂが
取り付けられている。

分岐管３３の先端にはＡリフイス３５ａ、３５ｂが取り
付けられている。オリフィス３４ａ、３４ｂ。

３５ａ、３５ｂの径は０．５喘程度ですべて等しく、イ
ノ１．それのオリフィスから流出した燃料は、それぞれ
、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒に供給され
る。管３１の流量は、オリフィスによって、各気筒に等
分配される。管３１には、ノ＜ルブ３６が設けられてお
り、管３１の流量が増大した場合は、分岐管３８．３９
を開口する。電磁ソレノイド３７ｆ、マイクロコンピュ
ータ２７で駆動し、バルブ３６を引き下げる。この引き
下げ動作の際、バルブ３６の下部のＡで示した部分の・
燃料が分岐管３８．３９を充満する。バルブ３６がＢの
位置まで引き下げられると、分岐管３８．３９が開口し
、オリフィス３４ｃ、３４ｄ、３５ｃ。

３５ｄから、それぞれ、第１気筒、第２気筒、第３気筒
、第４気筒に燃料が供給される。この状態で、全体の流
量が小式くなると、バルブ３６がへの位置に戻り、分岐
管３８．３９内の燃料金側きもどし、Ａの部分に充填す
る。したがって、分岐管３８．３９の燃料ばからになり
、エンジン停止時の燃料蒸気泡の発生が防止きれる。

また、空気計量部４は次の如くである。すなわち、機関
の吸気管４３に設けられている絞り弁４１は、サーボモ
ータ４２によって回動する。吸気管４３の一部に取り付
けられた空気流量汀ｔ４４の信号ヲ、マイクロコンピュ
ータ２７に入力し、空気流量が設定値になるようサーボ
モータ４２を駆動し、絞り弁４１を開閉する。

第２図には、分流部３の詳細図が示されている。

図において、管３１は分流器５９，６０．６１に接続式
れている。いま、分流器５９のバルブ５３を引き下げる
と、分岐管３２．３３に燃料が充満し、バルブ５３は、
５３ａの位置まで下降するので、分岐管３２．３３と、
管３１が接続され、管３１の燃料は、オリフィス３４ａ
、３４ｂ等から、各気筒に等分配される。ここで、他の
オリフィスは省略している。流量が多くなると、分流器
６（）のバルブ５４が引き下げられ、分岐管３８゜３９
を燃料で充満し、先端のオリフィスから、各気筒に燃料
全供給する。さらに流量が増大すると、分流器６１のバ
ルブ５５が引き下げられ、分岐管５］、、５２を燃料で
充満したのち、先端のオリフィスから各気筒に燃料を供
給する。このように、燃料ｒｌＬ　ｔに増大するのに応
じて、先端のオリフィスの全体の開口面積が増大するの
で、管３１の圧力は第３図に示したように、０．５　Ｋ
ｆ／　ｃｍ”程度に抑えられる。第３図において、Ｑ＋
で分流器６０が、Ｑ２　で分流器６１が動作する。流量
が減少する際は、まずバルブ５５が引き上げられ、分岐
管５１．５２の燃料をからにし、次にバルブ５４を引き
上け、分岐管３８．３９の燃料をからにし、最後にエン
ジン停止時パルプ５３が引き上げられ、分岐管３２．３
３の燃料量からにする。したがって、機関停止時には、
分岐管内には燃料が存在せず、機関の熱で加熱されても
、蒸気ｆｆ９．は発生しない。バルブ５３，５４．５５
は、ソレノイド５６゜５７．５８によって、マイクロコ
ンピュータ２７によって制御される。第３図のＱ＋　　
、Ｑ２０点でバルブ５４．５５が作動する場合は、多少
ヒステリシス特性をもたせ、バルブ５４．５５のＯＮ　
。

ＯＦＦ動作を防止する。第１図のシステムかられかるよ
うに、バルブ５４．５５が動作し、管３１の圧力が変化
しても、圧力レギュレータ２４の動作によって、計量弁
２３の差圧が一定に維持されるので、燃料流量が変化す
ることはない。

次に、圧力レギュレータ２４の動作について説明する。

いま、管２２の圧力Ｐ１が増大すると、第１図の圧力レ
ギュレータ２４のダイヤフラム７０全押し上げる。よっ
て、管２２の圧力Ｐ１がさがり、管２２の圧力Ｉ〕、を
一定に維持する。第４図に流量Ｑと圧力Ｐ、の関係を示
した。ここで、管３１の圧力Ｐ２は流ＩＱ、に対して、
第４図に示したごとく増大するので、ダイヤ７ラム７０
の下部のすきま７１を通る燃料の流速が低下し、同じ流
量が処理するため、すきま７１が増大する。すなわちダ
イヤフラム７０をより引き上げる必要がある。すなわち
Ｐ、がＰ　１ｍのように引き上げられる。しかし、本発
明では、第３図に示し友ように、管３１の圧力Ｐ、の上
昇が抑止されているので、Ｐ　１　ｍの変化は小さい。

第１図の構成で、計量弁２３がしゃ断されると、管２２
の流量が零になり、すきま７１が′零になる。ダイヤフ
ラム７０には、管２６の圧力Ｑ、６Ｋｙ／（７）２が上
方から、ばね７２による圧力０．　Ｉ　Ｋｑ　／　Ｑｎ
”が１方から作用している。

ずきま７１から管２２の燃料が漏れると、下方への作用
力が増大し、すきま７１からの燃料の漏れ舌！防止する
。機関停止時には、バルブ５３．５４゜５５によって、
管３１の出口がしゃ断される。したがって、すきま７１
がもれている場合は、管２２と管３１の圧力の中間値に
保持される。このようにして、圧力レギュレータ２４が
多少もれていても、燃料がもれて機関に供給されること
はない。

次に、配管内の蒸気泡の処理について説明する。

第１図において管２１．管２６で発生する蒸気泡は、圧
力レギュレータ１２を上部に設けることによって、容易
に圧力レギュレータ１２の上部に排出することができる
。燃料ポンプｌＯの始動と同時に戻り管１４を通って、
容易に排出することができて、燃料蒸気泡による不具合
は生じない。

管２２の蒸気泡は計量弁２３によって阻止され、レギュ
レータ１２側に排出することは田難である。

管２２の蒸気泡は、第５図に示した構成圧力レギュレー
タ２４側に排出する。圧力レギュレータ２４側に排出さ
れた蒸気泡はレギュレータ２４のダイヤフラム７０の左
の室にたまる。また、管３１の蒸気泡もダイヤフラム７
０の左の室にたまる。この蒸気？ＩＵ　ｆま、弁５３を
通り、分岐管３２を通り、オリフィス３４ａから排出さ
れる。運転時はソレノイド５６によって、バルブ５３を
左方に吸引し、Ａ部の溶料で分岐管３２を充満すると共
に、′Ｗ３１と分岐管３２を接続し、管３１の流量をオ
リフィス３４８等を介して各気筒に分配する。

機関停止時には、分岐管３２の燃料は前述したようにＡ
部に引き戻される。このＡ部の燃料は加熱すると沸騰す
るが、分＃ｌ管の径が２ｍ＋ｎ程度と小さく、オリフィ
ス３４ａから排出きれることはない。

また空気にさらされていないので蒸発損もわずかである
。第５図の構成において最も蒸気泡の発生が著しいのは
管３１である。これはブリード孔１００を通つで外部に
排出される。

第６図には、分流器の他の実施例が示きれている。

図において、機関２００の空気量を絞る絞り弁４１には
、レバー２０１が取シ付けられている。

この絞り弁４１が回動するとレバー２０１が動き、第７
図に示したように、ばねを介して部材２０２゜２０３を
動かす。部材２０２のつめで、ノ（ルブ５３の弁棒２０
４のつめを引っかけ、部材２０３のつめで、バルブ５４
の弁棒２０５のつめ金引っかける。このようにして、絞
り弁４１の開度に応じて、まずバルブ５３を、次にバル
ブ５４を動作させる。この場合、第２図に示したソレノ
イド５７．５８が不要となる。第８図は第６図の変形例
で、ピストンバルブのかわりに、ダイヤフラム２５５．
２５６を用いて、燃料の出し入れを行う。

管２５７から吸入負圧をダイヤフラム２５５゜２５６に
作用させる。吸入負圧が小さくなると、ダイヤフラム２
５５，２５６が右方に動き、弁２５８．２５９金順々に
開く。第９図は他の実施例で、管３１を通る燃料流量が
小さい場合は、圧カレギュレーク３０１が動作し、分岐
管３２゜３３を介して各気筒に燃料を分流する。流量が
増大すると、圧力レギュレータ３０２も動作し、分岐管
３８．３９からも燃料全供給する。ここで、機関停止時
にはソレノイド３０４を駆動し、ダイヤフラム３０５を
引き下げ、分岐管３２，３３゜３８．３９の燃料を空に
する。始動時は、ダイヤフラム３０５を引き上げ、分岐
管３２，３３゜３８．３９に燃料を充満する。

次に、燃料の微粒化について説明する。

第６図に示した構成において、分岐管３２゜３８．３３
．３９の先端のオリフィス３４８等から流出する燃料の
流速は一般に低い。また、オリフィス３４ａを吸気管４
３内に開口すると吸入負圧によって燃料が吸い出され、
分岐管３２の圧力が大気圧以下になりやすい。これを避
けるため、第１０図に示したごとく、オリフィス３４ａ
は、吸気管４３の一部に設けられた補助空気通路３１０
のオリフィス３１１の上流に設けられる。このようにし
て、オリフ・イス３４ａの出口は大気圧に維持される。

オリフィス３４ａから流出した燃料は通路３１０の補助
空気で微粒化され、機関に供給される。絞り弁４１が全
開している、吸気管４３の圧力が大気圧に近い場合は、
補助空気通路３１０の上流に圧縮機を設けて、オリフィ
ス３１１を通る空気流速を鳥め、微粒化を促進する。ま
た、第１１図に示す如く吸気管４３の中に円筒３１２を
設け、これを圧電素子３１３で２０〜３０ｋＪ（Ｚの振
動子で共振させ、円筒３１２の内面に分岐管３２の燃料
を導くことによって燃料の微粒化を促進することができ
る。

したがって、本実施例によれば、分配方式の燃料供給装
置において、分岐管内の燃料を機関の運転状態に応じて
出し入れすることにより、燃料圧力が０．６　Ｋｑ　／
（１）２程度と低い場合でも、燃料蒸気泡の発生による
不具合を回避できるので、燃料ポンプの駆動馬力を低減
し、機関のＩｐ費を低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、燃料配管中の燃
料蒸気泡の発生全防止し、燃料圧力を０．６にり／　ｃ
ｍ　”程度に低下させ、燃料ポンプの駆動馬力を低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は分流部の詳
細構成図、第３図は燃料流量の圧力特性図、第４図は圧
力と流量の関係を示す図、第５図ｖＪ分流器の構成図、
第６図は分流器の他の実施例を示す図、第７図は弁棒の
動作説明図、第８図は第６図の変形例を７１くず図、第
９図は分流器の別な実施例を示す図、第ｉｏ図はオリフ
ィスの構成図、第１１図は吸気管中に撮動子を設けた図
である。 ■・・・燃料ポンプ部、２・・・燃料計量部、３・・・
分流部、３３著ｉＭ静７Ｍ＼Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

１．１個の燃料計量平膜によって計量された燃料全分岐
管で複数個に分流し、該分流された燃料の各々を各対応
した複数個の気筒に分配して供給する燃料供給装置にお
いて、上記分岐管内の燃料を運転条件に応じて出し入れ
する手段を設けたことを特徴とする燃料供給装置。