专利名称：发动机燃料供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在燃料箱内设置燃料保持容器、在其中储存一定量的燃料的发动机燃料供给装置，特别是涉及一种将燃料喷射到发动机气缸内的柴油机等的燃料供给装置。
背景技术：
在柴油机中，通过喷射泵等高压泵从安装于发动机气缸上的喷嘴将燃料喷射到气缸内，让燃料在气缸内燃烧而产生出动力。在喷射燃料的高压泵中，通过过滤器等从燃料箱供给燃料。在车用发动机中，燃料箱通常被安装在远离发动机的车体部分上，在发动机上安装高压泵等的发动机燃料系统装置中，从燃料箱导出管道。
为了将燃料从燃料箱输送到燃料系统装置中，出现了配备燃料输送泵的情况。另外，在发动机燃料系统装置中，供给超过喷射到气缸内燃烧用的燃料量以上的燃料，而多余出的燃料通过燃料返回管返回到燃料箱中。作为这种燃料供给装置的一个例子已在特开2002-98019号公报中公开。
燃料箱内的燃料在经过了发动机的工作时间之后液面就会降低，另外，车辆倾斜或者行驶时的加速、减速都会使液面变动。为此，高压泵或者燃料输送泵等的燃料吸入口均设置在燃料箱的底部，这样如果燃料量太少，吸入口就不会浸在燃料中，从而发生泵中吸入空气(燃料蒸汽或者空气等气体)的情况。为了防止这种情况，以往是在燃料箱内的一部分上设置燃料保持容器并始终保持着燃料，而吸入口便设置在其中。这种燃料保持容器也称为浴槽(バスタブ)。
在燃料保持容器内，由于需要将燃料从燃料箱的其他部分送入，公知的是利用从高压泵等发动机燃料系统装置返回的燃料、通过喷射泵将燃料送入到燃料保持容器内的装置。例如在特开2002-89498号公报中，公开了一种在与燃料保持容器相当的主油箱中采用喷射泵将燃料从副油箱转移的装置。这样，对于具有燃料保持容器以及喷射泵的燃料供给装置，参照图3、图4进行说明。
图3是概略地表示带有所谓共轨式燃料喷射装置的柴油机燃料供给装置的图。近年来，作为柴油机燃料供给装置，为了改善发动机燃烧状态并减少粒状物(PM)等排气有害成分，有大多采用容易进行朝气缸内喷射的燃料高压化以及喷射量等的精密控制的高压共轨式燃料喷射装置的倾向。
在燃料箱1上设置燃料保持容器2，即使燃料箱1的液面降低，其中也会保持一定量的燃料。燃料喷射用的高压泵3从开口于燃料保持容器2底部的吸入口4吸入燃料，在升高其压力到达喷射压力之后送入共轨5中。贮留在共轨5中的燃料一面通过电子控制装置控制喷射量及喷射时间，一面从安装在发动机的各气缸的燃料喷射阀6喷入气缸内。在高压泵3与吸入口4之间设置着过滤器7，将燃料中的尘埃、固体物质等除掉。另外，也有将去除水分的沉淀分离器(セジメンタ)与过滤器7一体安装的情况。
然而，比从高压泵3喷到气缸内的燃料量多的燃料被送至共轨5中。它们用作控制燃料喷射阀6或者冷却用的燃料，而剩余的燃料则沿管道8排出。另外，从控制共轨5内燃料压力的控制阀9排出有泄漏燃料，而从高压泵3也随着排出压力控制等而排出燃料。这些排出的剩余燃料合在一起之后从返回管道10作为返回燃料而返回到燃料箱1中。
返回到燃料箱1的返回燃料通过返回燃料管11被导入到燃料箱1的底部。这部分如放大的图4中所示的那样，在返回燃料管11上安装着其前端安装在燃料箱1的底壁上的直角弯曲的弯曲管，其前端形成朝上的小孔12。在该处设置使燃料保持容器2的底面从燃料箱1的底壁向上方分离开的处于两者之间的间隙，在该间隙中插入燃料返回管11前端的弯曲管。另外，在燃料保持容器2的底面直立设置着构成喷射泵的混合管的入口管13，小孔12位于该开口。
送入返回燃料管11中的返回燃料从小孔12作为喷射流而被喷射到入口管13，在小孔12附近产生的低压部等的抽吸效果作用下将燃料箱1底部的燃料送入到入口管13内。入口管13形成前端部的流路面积慢慢扩大的扩压器形状，被送入的燃料一面与喷射流混合使静压上升，一面从入口管13的上端被排出到燃料保持容器2中。这样，燃料保持容器2中就确保会有一定量的燃料。
特许文献1日本特开2002-98019号公报。
特许文献2日本特开2002-89498号公报。
在利用来自发动机燃料系统装置的返回燃料使喷射泵动作从而将燃料送入到燃料保持容器内的燃料供给装置中，需要有足够的使喷射泵动作的返回燃料。然而，来自发动机的返回燃料的量是相应于发动机的运转状态变化的。特别是喷射柴油机燃料的高压泵，由于其由发动机直接驱动，在起动时等发动机转速底的时候，泵的排出量本身减小，返回的燃料也减小。
另外，由于在上述共轨式燃料喷射装置的高压泵中不能通过返回剩余燃料来控制喷射的燃料量，与例如采用分配型燃料喷射泵的燃料喷射装置相比，返回的燃料量本来就很少。而且，最近进行减小高压泵对剩余燃料加压的动力损失、改善发动机燃料耗费率的设计，因而返回的燃料量会进一步减少。这也不限于具有共轨式燃料喷射装置的柴油机，对于例如将汽油喷射到进气管中的发动机，也存在着根据运转状态减少返回燃料的情况。本发明的课题是防止因返回燃料不足等原因引起的喷射泵动作不良，始终确保进入到燃料保持容器内的燃料量。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是使将燃料箱内的燃料送入燃料保持容器中的喷射泵可靠地动作，其将燃料供给泵设置在燃料保持容器内，将其排出的燃料的一部分分支出来作为喷射泵的喷射流。
也就是说，本发明是一种发动机燃料供给装置，“具有储存供给到发动机中的燃料的燃料箱、设置在上述燃料箱内的燃料保持容器、以及设置在上述燃料保持容器内的燃料输送泵，其特征在于在上述燃料保持容器内，直立设置着开口于其底面且具有预定长度的入口管，并且在上述燃料输送泵的排出一侧的管道上设置分支管，将上述分支管引导至上述入口管的开口部附近，并且，在上述分支管上形成使从上述燃料输送泵排出的燃料朝着上述入口管喷出的小孔。”如技术方案2记载的那样，本发明适用于具有燃料喷射用的高压泵、将从上述燃料输送泵排出的燃料供给到上述高压泵吸入口的发动机。对于这种发动机，除了柴油机之外，还有将汽油喷射到气缸内通过火花点火燃烧的所谓的汽油直喷式发动机。在用于这种发动机的情况下，如技术方案3记载的那样，最好，上述发动机具有让剩余燃料返回到上述燃料箱中的返回管道，并且上述然料输送泵与上述高压泵之间的燃料管道通过止回阀与上述返回管道相连接。
这样，如技术方案4记载的那样，本发明可适用于具有储存由上述高压泵加压的燃料并分配给安装在上述发动机气缸上的燃料喷射阀的共轨的柴油机。
另外，在本发明的燃料供给装置中，如技术方案5记载的那样，最好，在上述燃料输送泵的排出一侧的、向上述发动机供给燃料的管道上，在上述分支管的下游一侧设置小孔。在设置这种小孔的情况下，如技术方案6记载的那样，在上述分支管的分支部位上设置向上述发动机供给燃料的管道、以及连接上述燃料输送泵的排出管及上述分支管的3向连接器，使上述小孔形成于上述3向连接器的端部。
发明的效果在燃料箱内设置燃料保持容器，通过利用了从发动机燃料系统装置返回的燃料的喷射泵将燃料送入燃料保持容器内，在这种以往的燃料供给装置中，根据发动机的运转状态，会由于返回的燃料不足因而无法确保燃料保持容器内的燃料。对此，在本发明的燃料供给装置中，由于设置于燃料保持容器内的燃料输送泵在发动机工作过程中始终会输送一定量的燃料，因而即使在起动时等也能够充足地形成喷射泵的喷射流。因而，确保了燃料保持容器中有预定量的燃料，防止出现泵吸入空气等麻烦，朝发动机的燃料系统装置中平稳地供给燃料。
在本发明的燃料供给装置的返回管道上，与以往的燃料供给装置不同，由于不存在返回的燃料随喷射流而产生的阻力，因而返回燃料上几乎没有背压作用，会平稳地返回到燃料箱中。因此，减轻了发动机燃料系统装置的负荷，可以提高发动机的耐久性。
另外，在采用燃料输送泵的以往燃料供给装置中，由于设置在燃料输送泵排出一侧的燃料过滤器堵塞等原因，作用于燃料输送泵上的高压会产生故障。为了防止这一点，通常配置连接泵吸入一侧和排出一侧的旁通管，在此设置高压时开阀的保压阀，(例如，参照专利文献1的符号7的“溢流阀”)。对此，在本发明的燃料供给装置中，由于在燃料输送泵排出一侧存在与喷射泵用的小孔相通的分支管，高压时可让燃料从该分支管中放出，因而不会发生排出一侧的异常高压。因此，可以省略旁通管以及保压阀。
如技术方案2所述，在本发明适用于具有燃料喷射用高压泵的发动机时，由于燃料输送泵会将一定压力的燃料可靠地供给到高压泵中，因而可以防止以往例那样由高压泵直接吸入燃料时容易引起的因燃料吸入时的负压而产生气泡的问题。而且，如技术方案3所述，将燃料输送泵与上述高压泵之间的燃料管道通过止回阀连接到返回管道上时，对于过滤器更换时混入的空气，由于可以经过连接管排出到返回管道中，因而不会将空气等吸入到高压泵中。
在具有共轨式燃料喷射装置的发动机中，如上所述，由于从发动机燃料系统返回的燃料少，因而如技术方案4所述，通过将来自燃料输送泵的燃料分支开来使喷射泵动作的本发明适用于这种发动机中，就能够发挥出极大的效果。
在本发明的喷射泵工作中，需要始终将预定量的燃料从燃料输送泵分支出来。如技术方案5所述，在将燃料供给到发动机的管道上，在分支管下游一侧设置小孔时，会因其节流阻力而使燃料输送泵排出一侧的压力上升，因而即使在到达发动机燃料系统的管道阻力小的情况下，也可以在通到喷射泵的分支管上可靠地进行燃料分配。另外，如技术方案6所述，在分支管分支的部位上设置3向连接器，让小孔形成于该3向连接器的端部，这样便能够通过简单的结构，在不提高成本的情况下设置小孔。
图1是本发明的燃料供给装置的示意图。
图2是表示本发明采用的3向连接器的图。
图3是以往的燃料供给装置的示意图。
图4是表示喷射泵结构的图。
具体实施例方式
下面根据附图对本发明的燃料供给装置进行说明。图1是本发明的燃料供给装置的示意图，与以往例的装置示意图(图3)相对应。图2是表示设置在图1的A部位上的3向连接器的放大图。在这些图中，与以往例的部件、装置相对应的部分使用了相同的符号。
在图1的发动机燃料系统中，装备有由发动机直接驱动的高压泵3、共轨5以及燃料喷射阀6等。来自那些发动机燃料系统装置的剩余燃料通过返回管道10循环到燃料箱1中。由于发动机燃料系统的机械结构及作用与以往的例相比基本上没有改变，在此省略了详细说明。在燃料箱1中，与以往例相同，上方设置着朝燃料箱内部开放的燃料保持容器2，以始终保持一定量燃料的方式划分出燃料箱1的内部。另外，在燃料保持容器2上直立设置着具有预定长度的入口管13，其下端开口于燃料保持容器2的底面。
在本发明中，在燃料保持容器2中设置有燃料输送泵20。作为燃料输送泵20，在该实施例中使用了叶轮型泵，而采用其他形式的泵也可以。燃料输送泵20浸在燃料保持容器2的燃料中，将从下方吸入口吸入的燃料加压送向高压泵3。
在燃料输送泵20的排出一侧，在图1的A部分上，连接着使压送的燃料分支的分支管21。分支管21被导入到燃料保持容器2的底面与燃料箱的底壁之间的间隙中，在其前端部上与入口管13的开口相对的位置上形成有朝上的小孔12。构成喷射泵的入口管13以及小孔12附近的详细结构实际上与图4的以往例相同，在本发明中，不是将返回燃料而是将燃料输送泵20排出一侧的燃料供给到小孔12中。这些燃料从小孔12喷出喷射流到入口管13中，通过抽吸作用将燃料箱1内的燃料送入燃料保持容器2中。来自返回管道10的返回燃料由于不能作为喷射泵用的燃料使用，因而经管道14直接返回到燃料保持容器2中。
在本发明中，在燃料保持容器2内设置有燃料输送泵20，利用其排出的燃料使喷射泵动作。燃料输送泵20不管发动机运转状态如何都会排出一定量的燃料。因而，不受从发动机燃料系统返回的燃料量的影响，可以将燃料送入到燃料保持容器2内，从而使燃料可靠地保持在保持容器2内。此外，直立设置在燃料保持容器2底面上的入口管13具有预定的长度。由此，由于燃料箱1倾斜等原因引起小孔12附近没有燃料，就会产生喷射泵燃料送入停止的情况，对此，在燃料保持容器2的液面高度处于与入口管13长度相当的位置时，由于防止了来自入口管13的开口的燃料流出燃料箱1，因而可以确保燃料处于燃料保持容器2中。
在燃料输送泵20的排出一侧的管道上设置有位于分支管21分支部下游的窄孔(orifice)22。通过该窄孔22在通入发动机燃料系统的管道上附加管道阻力，由于燃料输送泵20的排出压力提高，在分支管21中分配适当量的燃料，就不会产生驱动喷射泵的喷出燃料的不足。作为窄孔22，例如可以采用与喷出射流的小孔12大致相同的口径。不过，对于到达发动机燃料系统的管道阻力原本就大的燃料供给装置，也可以省略该窄孔。
为了设置窄孔22，分支管21在其分支的部位(A部)上最好安装图2所示的3向连接器25。3向连接器25上方的端部构成形成窄孔22的端板，在该部分插入连接在发动机燃料系统管道上的耐油性软管。在3向连接器25的下方部分以及横向部分上也插入软管，分别连接到燃料输送泵20的排出口以及喷射泵的分支管21上。
从燃料输送泵20压送到发动机燃料系统中的燃料经由过滤器7供给到高压泵3中，而过滤器7与高压泵3之间的管道则是通过具有止回阀23的旁通管24连接到返回管道10上的。因此，在压送来自燃料输送泵20的过剩燃料时，通过旁通管道24返回燃料，从而可以抑制燃料输送泵20排出压力的过度上升。而且，由更换过滤器7等任何原因引起的混入燃料中的空气会通过旁通管24从返回管道10排出到燃料保持容器2中，从而防止了其流入到高压泵3等发动机燃料系统装置中。由于在旁通管24上配置有止回阀23，因而返回管道10的高温返回燃料不会吸入到高压泵3中。
根据上面的详细描述，本发明是一种将保持一定量燃料的燃料保持容器设置于燃料箱内的燃料供给装置，其目的是使将燃料箱内的燃料送入到燃料保持容器中的喷射泵可靠地动作，其将燃料供给泵设置在燃料保持容器内，将其排出的燃料的一部分分支出来作为喷射泵的喷射流。因而，本发明不限于具有燃料喷射用高压泵的发动机，例如也明显适用于通过燃料输送泵将汽油喷射到发动机进气管中的汽油机。
权利要求
1.一种发动机燃料供给装置，具有储存供给到发动机的燃料的燃料箱(1)、设置在所述燃料箱内的燃料保持容器(2)、以及设置在所述燃料保持容器(2)内的燃料输送泵(20)，其特征在于，在所述燃料保持容器(2)中直立设置着开口于其底面且具有预定长度的入口管(13)，并且在所述燃料输送泵(20)的排出一侧的管道上设置分支管(21)，将所述分支管(21)引导至所述入口管(13)的开口部附近，并且，在所述分支管(21)上形成使从所述燃料输送泵(20)排出的燃料朝着所述入口管(13)喷出的小孔(12)。
2.如权利要求1所述的发动机燃料供给装置，其特征在于，所述发动机具有燃料喷射用的高压泵(3)，将从所述燃料输送泵(20)排出的燃料供给到所述高压泵(3)的吸入口。
3.如权利要求2所述的发动机燃料供给装置，其特征在于，所述发动机具有使剩余燃料返回到所述燃料箱中的返回管道(10)，并且所述燃料输送泵(20)与所述高压泵(3)之间的燃料管道通过止回阀(23)与所述返回管道(10)相连接。
4.如权利要求2或3所述的发动机燃料供给装置，其特征在于，所述发动机是柴油机，其具有共轨(5)，该共轨(5)储存由所述高压泵(3)加压的燃料、并分配给安装在所述发动机气缸上的燃料喷射阀(6)。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的发动机燃料供给装置，其特征在于，在所述燃料输送泵(20)的排出一侧的、向所述发动机供给燃料的管道上，在所述分支管(21)的下游一侧设置有窄孔(22)。
6.如权利要求5所述的发动机燃料供给装置，其特征在于，在所述燃料输送泵(20)的排出一侧的、所述分支管的分支部位，设置有向所述发动机供给燃料的管道、以及连接所述燃料输送泵的排出口及所述分支管(21)的3向连接器(25)，所述窄孔(22)形成于所述3向连接器(p25)的端部。
全文摘要
本发明涉及一种将保持一定量燃料的燃料保持容器(2)设置于燃料箱(1)内的燃料供给装置，其将燃料箱(1)内的燃料送入燃料保持容器(2)中，让喷射泵可靠地动作，始终确保燃料保持容器(2)内的燃料量。在燃料保持容器(2)中设置燃料输送泵(20)，在其排出一侧设置分支管(21)。在燃料保持容器(2)上直立设置开口于其底面的入口管(13)，使通过分支管(21)导入的燃料从前端部的小孔(12)喷出到入口管(13)中，在喷射泵的作用上将燃料送入到燃料保持容器(2)内。燃料输送泵(20)由于可与发动机运转状态无关地来压送一定量的燃料，因而可以确保燃料始终处于燃料保持容器(2)内。
文档编号F02M37/00GK1757901SQ20051011654
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月15日 优先权日2004年9月15日
发明者小平和宏, 关俊之 申请人:五十铃自动车株式会社