本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的燃料供給裝置。
背景技術(shù):
公知一種燃料供給裝置,其通過分離器,將含有含乙醇汽油這樣的辛烷值不同的成分的原燃料分離成:所包含的辛烷值高的成分比原燃料多的高辛烷值燃料和所包含的辛烷值低的成分比原燃料多的低辛烷值燃料,并選擇性地將高辛烷值燃料和低辛烷值燃料供給至內(nèi)燃機(例如專利文獻1)。燃料供給裝置具有:儲存原燃料的原燃料箱;加熱原燃料的加熱器;通過使用分離膜的滲透汽化法將加熱的原燃料分離成高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的分離器;分別冷卻分離后的各燃料的冷卻器;以及儲存高辛烷值燃料的高辛烷值燃料箱。當內(nèi)燃機以高壓縮比運轉(zhuǎn)時,該燃料供給裝置可以通過提高向燃燒室噴射的高辛烷值燃料的比例來抑制爆震。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2011-208541號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
但是,專利文獻1的燃料供給裝置除了原燃料箱,還具有分離器、加熱器、冷卻器、以及高辛烷值燃料箱,因此難以將這些裝置高效地配置在汽車的車體上。此外,通過設(shè)置分離器、加熱器、冷卻器、以及連接它們的接頭,必須實施燃料蒸汽的泄漏對策的范圍增加,存在裝置產(chǎn)生復雜化以及高成本化的問題。
本發(fā)明鑒于以上的背景,其課題在于,在將原燃料分離成高辛烷值燃料和低辛烷值燃料進行供給的燃料供給裝置中,緊湊地配置結(jié)構(gòu)要素并使燃料蒸汽容易密封。
用于解決課題的手段
為了解決上述課題,本發(fā)明的燃料供給裝置(1)的特征在于,具有:原燃料箱(2),其儲存原燃料;分離器(6),其設(shè)在所述原燃料箱內(nèi),將所述原燃料分離成所包含的辛烷值高的成分比所述原燃料多的高辛烷值燃料和所包含的辛烷值低的成分比所述原燃料多的低辛烷值燃料;以及高辛烷值燃料箱(5),其設(shè)在所述原燃料箱內(nèi),儲存被所述分離器從所述原燃料中分離出的所述高辛烷值燃料。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),分離器和高辛烷值燃料箱配置在原燃料箱內(nèi),因此不必在汽車的車體上確保與原燃料箱分開配置分離器和高辛烷值燃料箱的空間。因此,能夠在配置以往的燃料箱的空間內(nèi)配置燃料供給裝置。此外,燃料供給裝置由分離器、高辛烷值燃料箱、以及原燃料箱一體地組合,構(gòu)成為一個單元,因此容易進行相對于車體的組裝作業(yè)。此外,分離器和高辛烷值燃料箱配置在原燃料箱內(nèi),因此即使燃料蒸汽從分離器、高辛烷值燃料箱、以及連接它們的接頭處泄漏,燃料蒸汽也會留在原燃料箱內(nèi),不會泄漏至外部。即,通過氣密地構(gòu)成原燃料箱,不必氣密地構(gòu)成分離器、高辛烷值燃料箱、以及連接它們的接頭,能夠減少氣密地構(gòu)成的部件。
此外,在上述發(fā)明中,優(yōu)選所述分離器具有由分離膜(6A)劃分的兩個腔室(6B、6C),從供給至一個所述腔室(6B)的所述原燃料中使用滲透汽化法使氣體的所述高辛烷值燃料透過所述分離膜,收集至另一個所述腔室(6C),所述燃料供給裝置還具有凝結(jié)器(7),該凝結(jié)器設(shè)在所述原燃料箱內(nèi),使被所述分離器分離出的氣體的所述高辛烷值燃料凝結(jié)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),凝結(jié)器也配置在原燃料箱內(nèi),因此不必在車體上確保凝集器的配置空間。此外,不必氣密地構(gòu)成凝結(jié)器及凝結(jié)器的接頭。
此外,在上述發(fā)明中,優(yōu)選所述凝結(jié)器配置在比所述高辛烷值燃料箱靠上方的位置。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠利用重力使在凝結(jié)器中凝結(jié)的高辛烷值燃料移動至高辛烷值燃料箱。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述燃料供給裝置還具有加熱器(17),該加熱器設(shè)在所述原燃料箱內(nèi),加熱從所述原燃料箱供給至所述分離器的所述原燃料,所述凝結(jié)器使通過所述加熱器前的所述原燃料與所述高辛烷值燃料之間進行熱交換。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),使用原燃料箱中儲存的溫度較低的原燃料作為凝結(jié)器中的冷卻用低溫熱介質(zhì),由此能夠確保原燃料箱內(nèi)的凝結(jié)器的冷卻源。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述燃料供給裝置還具有換熱器(10),該換熱器沿所述原燃料箱的壁部(2D)的內(nèi)表面設(shè)置,使通過了所述分離器的所述低辛烷值燃料與所述壁部之間進行熱交換。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),在已升溫的狀態(tài)下通過了分離器的低辛烷值燃料通過與能向外部放熱的原燃料箱的壁部進行熱交換而被冷卻。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選設(shè)有所述換熱器的所述壁部是所述原燃料箱的底壁部(2D)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),因車輛行駛時的行駛風,原燃料箱的底壁部比原燃料箱的其他壁部容易冷卻,因此能夠提高換熱器對低辛烷值燃料的冷卻效果。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選在所述壁部的外表面上設(shè)有翅片(41)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠提高壁部的冷卻效果,從而能提高換熱器對低辛烷值燃料的冷卻效果。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述原燃料箱具有貫通該原燃料箱的上壁部(2A)的原燃料箱開口(51)和以能夠開閉的方式封閉所述原燃料箱開口的蓋(53),所述高辛烷值燃料箱具有貫通該高辛烷值燃料箱的上壁部(5A)的高辛烷值燃料箱開口(5D),所述高辛烷值燃料箱開口被配置成與所述原燃料箱開口匹配,以能夠開閉的方式被所述蓋封閉。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),通過打開蓋,能夠打開高辛烷值燃料箱的內(nèi)部。
此外,上述發(fā)明中,為了向外部供給所述高辛烷值燃料箱內(nèi)的所述高辛烷值燃料,優(yōu)選所述燃料供給裝置還具有高辛烷值燃料供給管(65),該高辛烷值燃料供給管從所述高辛烷值燃料箱內(nèi)通過所述蓋延伸至外部。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),高辛烷值燃料供給管通過蓋,因此能夠?qū)饷芙Y(jié)構(gòu)集成在蓋上,從而能縮小氣密結(jié)構(gòu)的范圍。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述燃料供給裝置還具有:高辛烷值燃料泵(16),其配置在所述高辛烷值燃料箱內(nèi),經(jīng)由所述高辛烷值燃料供給管向外部壓送所述高辛烷值燃料;以及線纜(66),其包括所述高辛烷值燃料泵的信號線及電源線,從所述高辛烷值燃料箱內(nèi)通過所述蓋延伸至外部。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于線纜通過蓋,能夠?qū)饷芙Y(jié)構(gòu)集成在蓋上,從而能縮小氣密結(jié)構(gòu)的范圍。
此外,上述發(fā)明中,為了使用于加熱從所述原燃料箱供給至所述分離器的所述原燃料的高溫介質(zhì)流通,優(yōu)選所述燃料供給裝置還具有高溫介質(zhì)輸送管(47),該高溫介質(zhì)輸送管從外部通過所述蓋延伸至所述高辛烷值燃料箱內(nèi)或所述原燃料箱內(nèi)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于高溫介質(zhì)輸送管通過蓋,因此能夠?qū)饷芙Y(jié)構(gòu)集成于蓋上,從而能縮小氣密結(jié)構(gòu)的范圍。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述高辛烷值燃料箱具有連通該高辛烷值燃料箱內(nèi)的上部的氣相部分與所述原燃料箱的上部的氣相部分的連通道(5B)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),高辛烷值燃料箱與原燃料箱的氣相部分經(jīng)由連通道彼此連通,因此不向外部環(huán)境排出燃料蒸汽就能夠抑制高辛烷值燃料箱的壓力變動。此外,不必新設(shè)置用于避免從高辛烷值燃料箱排出的燃料蒸汽向外部排出的凈化系統(tǒng)。
此外,優(yōu)選燃料供給裝置(101)具有:第1燃料箱(102);為了抑制所述第1燃料箱變形而設(shè)在所述第1燃料箱內(nèi)的骨架部件(111);以及設(shè)在所述第1燃料箱內(nèi)且至少一部分由所述骨架部件形成的第2燃料箱(113)。
在將高辛烷值燃料箱配置在原燃料箱的內(nèi)部的情況下,內(nèi)置物增加,因此存在原燃料箱增大的問題。此外,有如何將高辛烷值燃料箱穩(wěn)定性良好地固定在原燃料箱的內(nèi)部的問題。根據(jù)該結(jié)構(gòu),在第1燃料箱內(nèi)配置有第2燃料箱的燃料供給裝置中,能使第1燃料箱小型化,并且穩(wěn)定性良好地將第2燃料箱固定在第1燃料箱內(nèi)。配置在第1燃料箱內(nèi)的骨架部件兼用作第2燃料箱的一部分,因此內(nèi)置于第1燃料箱內(nèi)的部件的容積減少,從而第1燃料箱能夠小型化。此外,第2燃料箱與骨架部件一體地形成,因此借助骨架部件被固定于第1燃料箱,從而第2燃料箱穩(wěn)定性良好地固定在第1燃料箱內(nèi)。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述骨架部件具有第1部件(111A)和與所述第1部件結(jié)合且在與所述第1部件之間形成空間的第2部件(111B),所述第2燃料箱的至少一部分由所述第1部件及所述第2部件形成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),通過使骨架部件的一部分、即第1部件與第2部件彼此結(jié)合,能夠形成具有內(nèi)部空間的第2燃料箱,容易形成第2燃料箱。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第2部件形成為中央部相對于緣部凹陷的凹形,并在緣部與所述第1部件結(jié)合。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠利用形成為凹形的第2部件使第2燃料箱的容量增加。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第1部件在與所述第2部件對置的部分具有凹部(134)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠利用第1部件的凹部使第2燃料箱的容量增加。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第1部件與所述第2部件的結(jié)合面包括朝向上下方向的部分,所述第1部件與所述第2部件中的一方與所述第1燃料箱的上壁的內(nèi)表面抵接,所述第1部件與所述第2部件中的另一方與所述第1燃料箱的底壁的內(nèi)表面抵接。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),由形成第2燃料箱的骨架部件的第1部件及第2部件從內(nèi)側(cè)支承第1燃料箱,從而抑制了變形。另一方面,第1部件及第2部件被夾持在第1燃料箱的上壁與底壁之間,位置穩(wěn)定,且抑制了結(jié)合面開口。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第1燃料箱、所述第1部件、以及所述第2部件包含樹脂材料,彼此熔接。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),更穩(wěn)定地維持了第1燃料箱、第1部件、以及第2部件的相對位置。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第2部件由金屬形成。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),借助第2部件在第2燃料箱與第1燃料箱之間促進了熱交換,抑制了局部溫度上升。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第1燃料箱具有形成連通該第1燃料箱的內(nèi)外的第1開口(105)的第1開口緣部(201、203),所述第2燃料箱具有在內(nèi)側(cè)形成第2開口(145)的筒部(211),該第2開口(145)與所述第1開口大致同軸地配置,并連通該第2燃料箱的內(nèi)外,所述第2燃料箱還具有:蓋部件(108),其具有從所述第1開口的軸線方向與所述第1開口緣部對置的第1部分(108C)和沿著所述筒部的內(nèi)周面或外周面延伸并從所述第2開口的徑向與所述筒部對置的筒狀的第2部分(108A);第1密封部件(204),其被夾持在所述第1部分與所述第1開口緣部之間;以及第2密封部件(214),其被夾持在所述第2部分與所述筒部之間。此外,優(yōu)選所述第1燃料箱具有在內(nèi)側(cè)形成連通該第1燃料箱的內(nèi)外的第1開口(105)的筒部(201),所述第2燃料箱具有形成第2開口(145)的第2開口緣部(211),該第2開口(145)與所述第1開口大致同軸地配置,并連通該第2燃料箱的內(nèi)外,所述第2燃料箱還具有:蓋部件(108),其具有沿著所述筒部的內(nèi)周面或外周面延伸并從所述第1開口的徑向與所述筒部對置的筒狀的第1部分(108D或108E)和從所述第2開口的軸線方向與所述第2開口緣部對置的第2部分(108A);第1密封部件(204),其被夾持在所述第1部分與所述筒部之間;以及第2密封部件(214),其被夾持在所述第2部分與所述第2開口緣部之間。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠利用共用的一個蓋部件封閉第1開口及第2開口。此外,由于第1密封部件與第2密封部件的壓縮方向不同,即使在第1開口與第2開口的相對位置產(chǎn)生誤差的情況下,第1密封部件及第2密封部件也能夠可靠地密封蓋部件與第1開口的緣部之間的間隙和蓋部件與第2開口的緣部之間的間隙。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第1燃料箱儲存原燃料,所述第2燃料箱儲存利用設(shè)在所述第1燃料箱內(nèi)的分離器從所述原燃料中分離出的、所包含的辛烷值高的成分比所述原燃料多的高辛烷值燃料。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),燃料供給裝置能夠供給原燃料和高辛烷值燃料。
此外,優(yōu)選燃料供給裝置(101)具有:原燃料箱(102),其儲存原燃料;分離裝置(112),其設(shè)在所述原燃料箱內(nèi),將所述原燃料分離成所包含的辛烷值高的成分比所述原燃料多的高辛烷值燃料和所包含的辛烷值低的成分比所述原燃料多的低辛烷值燃料;高辛烷值燃料箱(113),其設(shè)在所述原燃料箱內(nèi),儲存被所述分離裝置從所述原燃料中分離出的高辛烷值燃料;箱支承部件(301),其與車體結(jié)合,從下方支承所述原燃料箱的底壁(102B);以及分離裝置支承部件(114),其設(shè)在所述原燃料箱的所述底壁中的、在俯視時與所述箱支承部件重合的部分,支承所述分離裝置。
分離裝置重量較大,因此如果將分離裝置配置在原燃料箱內(nèi),則分離裝置的載荷可能導致原燃料箱產(chǎn)生變形,但根據(jù)該結(jié)構(gòu),在原燃料箱內(nèi)配置有高辛烷值燃料箱和分離裝置的燃料供給裝置中,能夠抑制原燃料箱的變形。支承較重的分離裝置的分離裝置支承部件配置在原燃料箱的底壁的上表面且在俯視時與箱支承部件重合的部分,因此分離裝置及分離裝置支承部件的載荷由箱支承部件支承,從而抑制了原燃料箱的變形。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選包括所述分離裝置支承部件及所述分離裝置的重心在俯視時與所述箱支承部件重合。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),分離裝置及分離裝置支承部件的載荷由箱支承部件可靠地支承,從而抑制了原燃料箱的變形。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述分離裝置具有包括第1單元(120)及第2單元(126)的多個單元,所述分離裝置支承部件具有:基部(114A),其設(shè)在所述原燃料箱的所述底壁中的、在俯視時與所述箱支承部件重合的部分;第1臂部(114B),其從所述基部向上方且側(cè)方延伸,支承所述第1單元;以及第2臂部(114C),其從所述基部向上方且向與所述第1臂部側(cè)相反的側(cè)方延伸,支承所述第2單元。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),彼此獨立的第1單元和第2單元由共用的分離裝置支承部件支承,第1單元、第2單元、以及分離裝置支承部件的載荷由箱支承部件支承,從而抑制了原燃料箱的變形。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述原燃料箱的所述底壁由樹脂形成,所述分離裝置支承部件由金屬形成,在所述分離裝置支承部件的所述基部的底部安裝有樹脂制的連結(jié)部件(131),所述連結(jié)部件與所述原燃料箱的所述底壁熔接。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠?qū)⒂山饘傩纬傻姆蛛x裝置支承部件固定在原燃料箱的底壁上。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第1臂部及所述第2臂部在俯視時沿著與沿規(guī)定的方向延伸的所述箱支承部件的延伸方向大致正交的方向延伸。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),在不存在箱支承部件的部位的上方也能夠配置分離裝置,分離裝置的配置自由度提高。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述第1單元包括通過采用分離膜的滲透汽化法分離成高辛烷值燃料與低辛烷值燃料的分離器(117),所述第2單元包括向所述分離器供給負壓的負壓泵(126)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),重量較大的分離器以及負壓泵經(jīng)由分離裝置支承部件支承于箱支承部件上。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選為了抑制所述原燃料箱的變形,還具有設(shè)在所述原燃料箱內(nèi)的骨架部件,所述骨架部件配置在所述分離裝置的周圍,限制所述分離裝置相對所述原燃料箱的相對移位。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),在與車輛的行駛相伴隨的慣性力或車體振動施加于分離裝置及分離裝置支承部件的情況下,也抑制了分離裝置相對原燃料箱的移位。
此外,上述發(fā)明中,優(yōu)選所述箱支承部件是前端及后端與車體結(jié)合并沿前后延伸的帶。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠使箱支承部件結(jié)構(gòu)簡易。
發(fā)明的效果
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu),在將原燃料分離成高辛烷值燃料和低辛烷值燃料進行供給的燃料供給裝置中,能夠緊湊地配置結(jié)構(gòu)要素,并使燃料蒸汽容易密封。
附圖說明
圖1是第1實施方式的燃料供給裝置的示意圖。
圖2是第1實施方式的部分變形例的燃料供給裝置的剖視圖。
圖3是第2實施方式的燃料供給裝置的示意圖。
圖4是從上方觀察第2實施方式的原燃料箱的立體圖。
圖5是從下方觀察第2實施方式的原燃料箱的立體圖。
圖6是示出第2實施方式的燃料供給裝置的車載狀態(tài)的仰視圖。
圖7是第2實施方式的支座和高辛烷值燃料箱的分解立體圖。
圖8是透過第2實施方式的原燃料箱而從上方觀察支座、副架、高辛烷值燃料箱、以及分離裝置的立體圖。
圖9是透過第2實施方式的原燃料箱而從下方觀察支座、副架、高辛烷值燃料箱、以及分離裝置的立體圖。
圖10是從后方觀察第2實施方式的燃料供給裝置的橫剖視圖。
圖11是示出第2實施方式的第2開口和第3開口附近的結(jié)構(gòu)的橫剖視圖。
圖12的(A)~(C)是示出第2開口和第3開口附近的結(jié)構(gòu)的變形例的橫剖視圖。
具體實施方式
以下,參照附圖說明本發(fā)明的燃料供給裝置的實施方式。以下實施方式的燃料供給裝置裝載于汽車上,向同樣裝載于汽車上的內(nèi)燃機供給燃料。
(第1實施方式)
如圖1所示,燃料供給裝置1具有儲存原燃料的原燃料箱2。原燃料是包含辛烷值不同的成分的燃料,例如是乙醇等醇混合于汽油中而成的混合燃料(例如含乙醇汽油)。
原燃料箱2的形狀可以任意設(shè)定。第1實施方式中,原燃料箱2形成為沿水平方向延伸的扁平形狀,在其上壁部2A的寬度方向上的中央部具有向下方凹陷的凹部2B。在原燃料箱2裝載于汽車上的狀態(tài)下,凹部2B配置在寬度方向上的中央部,傳動軸等汽車的部件配置在內(nèi)部。原燃料箱2在上壁部2A具有供油管2C,能夠經(jīng)由供油管2C從外部進行原燃料的補給。
在原燃料箱2的內(nèi)部設(shè)有高辛烷值燃料箱5、分離器6、凝結(jié)器7、緩沖罐8、第1換熱器9和第2換熱器10、燃料循環(huán)泵11、真空泵12、原燃料泵13、以及支承這些要素的骨架部件即第1支座14。在高辛烷值燃料箱5的內(nèi)部設(shè)有高辛烷值燃料泵16、第3換熱器17、以及支承這些要素的骨架部件即第2支座18。
燃料循環(huán)泵11設(shè)在原燃料箱2內(nèi)的底部,對儲存于原燃料箱2內(nèi)的原燃料加壓,并向分離器6壓送。在連接燃料循環(huán)泵11與分離器6的導管21的路徑上,從燃料循環(huán)泵11側(cè)依次配置有凝結(jié)器7、第1換熱器9、以及第3換熱器17。從燃料循環(huán)泵11壓送的原燃料在凝結(jié)器7、第1換熱器9、以及第3換熱器17中進行熱交換,由此在相對于原燃料箱2內(nèi)的底部所儲存的原燃料升溫的狀態(tài)下被供給至分離器6。后述凝結(jié)器7、第1換熱器9、以及第3換熱器17的詳情。
分離器6是如下的裝置:根據(jù)滲透汽化法(滲透蒸發(fā)法:PV),將原燃料分離成所包含的辛烷值高的成分比原燃料多的高辛烷值燃料和所包含的辛烷值低的成分比原燃料多的低辛烷值燃料。分離器6具有選擇性地使原燃料中的高辛烷值成分透過的分離膜6A、和由分離膜6A劃分的第1室6B以及第2室6C。分離膜6A例如是無孔的高分子膜、具有分子水平的細微孔的無機膜,根據(jù)從原燃料分離出的成分適當?shù)剡x擇。例如,在原燃料是含乙醇汽油的情況下,分離膜6A選擇使乙醇和芳香族選擇性地通過的膜即可。
借助燃料循環(huán)泵11經(jīng)過了凝結(jié)器7、第1換熱器9、以及第3換熱器17的高溫高壓的原燃料被供給至分離器6的第1室6B。第2室6C利用后述的真空泵12減壓。由此,被供給至第1室6B的原燃料中的高辛烷值成分變成氣體而透過分離膜6A,被收集于第2室6C。因此,第2室6C的燃料成為所包含的辛烷值高的成分比原燃料多的高辛烷值燃料。另一方面,被供給至第1室6B的原燃料越靠近第1室6B的出口側(cè)越被分離出辛烷值高的成分,成為所包含的辛烷值低的成分比原燃料多的低辛烷值燃料。在原燃料是含乙醇汽油的情況下,第2室6C中收集的高辛烷值燃料主要包含乙醇,通過第1室6B的低辛烷值燃料包含乙醇含量(濃度)下降的汽油。
凝結(jié)器7優(yōu)選配置成與分離器6的第2室6C相鄰。第1實施方式中,凝結(jié)器7與分離器6結(jié)合,構(gòu)成為一個單元。凝結(jié)器7中,從第2室6C供給的氣體的高辛烷值燃料與從燃料循環(huán)泵11供給的原燃料在彼此不混合的狀態(tài)下進行熱交換。通過該熱交換,氣體的高辛烷值燃料被冷卻而凝結(jié),原燃料被加熱。
凝結(jié)器7通過導管22與高辛烷值燃料箱5連接。在導管22的路徑上設(shè)有緩沖罐8。凝結(jié)器7配置在比緩沖罐8及高辛烷值燃料箱5靠上方的位置,緩沖罐8配置在比高辛烷值燃料箱5靠上方的位置。詳細地說,凝結(jié)器7、緩沖罐8、以及高辛烷值燃料箱5的位置關(guān)系被設(shè)定為,使得凝結(jié)器7內(nèi)的液面位于比緩沖罐8的液面及高辛烷值燃料箱5的液面靠上方的位置,緩沖罐8的液面位于比高辛烷值燃料箱5的液面靠上方的位置。此外,分離器6優(yōu)選配置在比緩沖罐8及高辛烷值燃料箱5靠上方的位置。依據(jù)凝結(jié)器7、緩沖罐8、以及高辛烷值燃料箱5的位置關(guān)系,在凝結(jié)器7中變成液體的高辛烷值燃料因重力而流入緩沖罐8,進而從緩沖罐8流入高辛烷值燃料箱5。
在導管22的連接凝結(jié)器7與緩沖罐8的部分中設(shè)有僅容許流體從凝結(jié)器7流向緩沖罐8的第1單向閥24。而且,在導管22的連接緩沖罐8與高辛烷值燃料箱5的部分中設(shè)有僅容許流體從緩沖罐8流向高辛烷值燃料箱5的第2單向閥25。
真空泵12的進氣口經(jīng)由導管27與緩沖罐8的上部的氣相部分連接。真空泵12的排氣口經(jīng)由導管28與高辛烷值燃料箱5的下部連接。當真空泵12驅(qū)動時,緩沖罐8的上部的氣體經(jīng)由導管27、28被輸送至高辛烷值燃料箱5,緩沖罐8被減壓。由于緩沖罐8被減壓,促進了流體從凝結(jié)器7流向緩沖罐8,第1單向閥24打開,與緩沖罐8連通的凝結(jié)器7及分離器6的第2室6C被減壓。此時,由于緩沖罐8被減壓,第2單向閥25關(guān)閉,高辛烷值燃料箱5未減壓。
連通真空泵12與緩沖罐8的導管27具有分支的支管29。支管29的末端部與原燃料箱2的氣相部分連通。第1實施方式中,在高辛烷值燃料箱5的上壁部5A設(shè)有連通高辛烷值燃料箱5的內(nèi)部的上部的氣相部分與原燃料箱2的上部的氣相部分的連通管5B,支管29與連通管5B連接,經(jīng)由連通管5B與原燃料箱2的氣相部分連通。連通管5B具有配置成與原燃料箱2的上壁部2A的內(nèi)表面接近的一端和配置成與高辛烷值燃料箱5的上壁部5A的內(nèi)表面接近的另一端。
在支管29的路徑上設(shè)有電磁閥、即開關(guān)閥33。開關(guān)閥33在對緩沖罐8減壓時關(guān)閉。當開關(guān)閥33打開時,原燃料箱2內(nèi)的氣體經(jīng)由連通管5B、支管29以及導管27流入緩沖罐8,緩沖罐8內(nèi)的壓力變得與原燃料箱2內(nèi)的壓力相等。在向高辛烷值燃料箱5輸送緩沖罐8內(nèi)的液體的高辛烷值燃料時,停止真空泵12,并打開開關(guān)閥33,由此解除緩沖罐8內(nèi)的減壓,高辛烷值燃料因重力而從緩沖罐8流向高辛烷值燃料箱5側(cè),第2單向閥25打開。
分離器6的第1室6B的出口經(jīng)由導管34與原燃料箱2內(nèi)的空間的下部連通。在導管34的路徑上從分離器6側(cè)依次設(shè)有第1換熱器9、第2換熱器10、過濾器36、以及調(diào)壓閥37。
第1換熱器9是使從燃料循環(huán)泵11供給至分離器6的溫度較低的原燃料與通過了分離器6的溫度較高的低辛烷值燃料在不混合的狀態(tài)下進行熱交換的裝置。第1換熱器9可以是公知的對流式換熱器。通過第1換熱器9中的熱交換,從燃料循環(huán)泵11被供給至分離器6的原燃料被加熱,通過了分離器6的低辛烷值燃料被冷卻。
第2換熱器10具有供通過了分離器6的溫度較高的低辛烷值燃料通過的內(nèi)部空間和與原燃料箱2的壁部的內(nèi)表面接觸的外表面,在低辛烷值燃料與原燃料箱2的壁部之間進行熱交換。在第1實施方式中,第2換熱器10形成為扁平片狀,配置成與原燃料箱2的底壁部2D的內(nèi)表面接觸。第2換熱器10為了確保與底壁部2D的接觸面積廣,延伸遍及底壁部2D的內(nèi)表面的廣大范圍。
在原燃料箱2的底壁部2D的外表面上設(shè)有多個翅片41。翅片41擴張底壁部2D的外表面,促進底壁部2D的空冷引起的放熱。翅片41例如可以是形成為褶狀(波形)的波紋翅片。原燃料箱2的底壁部2D通過裝載有燃料供給裝置1的汽車的行駛風來促進冷卻。
在原燃料箱2的底壁部2D的外表面上設(shè)有風扇42。風扇42向底壁部2D的外表面供給空氣,進行底壁部2D的強制冷卻。在其他實施方式中,風扇42可以支承于構(gòu)成汽車的車體骨架或其他的裝置上,以取代支承于原燃料箱2上。
在第1實施方式中,第1換熱器9形成為扁平片狀,配置成與第2換熱器10的上表面重疊。第1換熱器9和第2換熱器10彼此結(jié)合,構(gòu)成為一個單元。
通過了第2換熱器10的低辛烷值燃料通過過濾器36而被去除異物后,通過調(diào)壓閥37被向原燃料箱2內(nèi)的底部排出,從而與原燃料混合。由于低辛烷值燃料與原燃料混合,原燃料箱2內(nèi)的燃料的辛烷值下降。當分離的循環(huán)推進(通過分離器6的原燃料的總量增加)時,原燃料箱2內(nèi)的燃料的辛烷值下降,接近低辛烷值燃料的成分。調(diào)壓閥37調(diào)整從燃料循環(huán)泵11至調(diào)壓閥37的路徑內(nèi)的原燃料和低辛烷值燃料的壓力,將分離器6的第1室6B的原燃料的壓力維持在規(guī)定的壓力。具體而言,調(diào)壓閥37在借助燃料循環(huán)泵11升壓的原燃料(低辛烷值燃料)為規(guī)定的壓力以上的情況下,將原燃料(低辛烷值燃料)向原燃料箱2內(nèi)排出,將壓力維持在規(guī)定值。
第3換熱器17是使從燃料循環(huán)泵11壓送至分離器6的原燃料與從原燃料箱2的外部供給的高溫熱介質(zhì)在不混合的狀態(tài)下進行熱交換的裝置,作為加熱原燃料的加熱器使用。第3換熱器17可以是公知的對流式換熱器。被供給至第3換熱器17的高溫熱介質(zhì)例如可以是通過內(nèi)燃機45而升溫的冷卻水、通過內(nèi)燃機45或變速器而升溫的潤滑油、自動傳動液、與內(nèi)燃機45的廢氣進行熱交換而升溫的液體、廢氣等。第1實施方式中的高溫熱介質(zhì)是內(nèi)燃機45的冷卻水,與內(nèi)燃機45的冷卻水通道46連通的介質(zhì)輸送管47與第3換熱器17連接。
原燃料箱2具有沿厚度方向貫通上壁部2A的第1開口50及第2開口51。第1開口50被第1蓋52以能夠開閉的方式氣密地封閉,第2開口51被第2蓋53以能夠開閉的方式氣密地封閉。
高辛烷值燃料箱5呈沿水平方向延伸的扁平形,配置在凹部2B的下方,并且配置在第1換熱器9及第2換熱器10的上方。在高辛烷值燃料箱5的上壁部5A設(shè)有呈筒狀地向上方延伸并形成與第1開口50連通的通道的通道壁部5C。通道壁部5C的上端開口5D配置成與第2開口51匹配。由此,當打開第2蓋53時,原燃料箱2的外部與高辛烷值燃料箱5的內(nèi)部連通。通道壁部5C的上端開口5D的緣部與第1開口50的緣部之間不必氣密地密封,可以存在間隙。
第1蓋52中貫通有:連接原燃料泵13與內(nèi)燃機45的第1噴嘴55的第1燃料管56、包括原燃料泵13的信號線及電源線的第1線纜束57、連接原燃料箱2的上部的氣相部分與供油管2C的上游端部的通氣管58、以及連接原燃料箱2的上部的氣相部分與罐59的蒸汽管60。第1燃料管56、第1線纜束57、通氣管58、以及蒸汽管60貫通第1蓋52的部分被氣密地密封。
在通過供油管2C進行供油時,通氣管58使原燃料箱2內(nèi)的氣體逃逸至供油管2C,促進原燃料向原燃料箱2流入。蒸汽管60使原燃料箱2內(nèi)的燃料蒸汽逃逸至罐59,將原燃料箱2內(nèi)的壓力維持在大氣壓。輸送至罐59的燃料蒸汽被罐59內(nèi)的活性炭吸附。被罐59吸附的燃料在內(nèi)燃機45運轉(zhuǎn)時受到進氣通道61的負壓而被吸入,在燃燒室內(nèi)燃燒。在蒸汽管60的位于原燃料箱2內(nèi)的端部設(shè)有浮球閥62。浮球閥62與原燃料箱2內(nèi)的原燃料的液位對應(yīng)地開閉,防止液體燃料向蒸汽管60流入。
第2蓋53中貫通有:連接高辛烷值燃料泵16與內(nèi)燃機45的第2噴嘴64的第2燃料管65、包括高辛烷值燃料泵16的信號線及電源線的第2線纜束66、以及用于使高溫熱介質(zhì)在第3換熱器17內(nèi)循環(huán)的介質(zhì)輸送管47。第2燃料管65、第2線纜束66、以及介質(zhì)輸送管47貫通第2蓋53的部分被氣密地密封。介質(zhì)輸送管47與包括內(nèi)燃機45的水套的冷卻水通道46連接,流通相對高溫的水。
第2噴嘴64例如可以是對進氣口噴射燃料的端口噴射型噴嘴,第1噴嘴55例如可以是對燃燒室噴射燃料的直噴型噴嘴。在第2燃料供給管的比第2蓋53靠第2噴嘴64側(cè)的部分配置有收集燃料中的異物的過濾器68。
第2線纜束66可以包括通往開關(guān)閥33的信號線、燃料循環(huán)泵11的信號線及電源線、真空泵12的信號線及電源線、原燃料泵13的信號線及電源線。在該情況下,第2線纜束66從高辛烷值燃料箱5內(nèi)通過連通管5B延伸到原燃料箱2內(nèi)即可。
配置在原燃料箱2內(nèi)的、燃料循環(huán)泵11、分離器6、第1單向閥24、緩沖罐8、真空泵12、開關(guān)閥33、第2單向閥25、高辛烷值燃料泵16、第1換熱器9、第2換熱器10、過濾器36、調(diào)壓閥37、原燃料泵13、以及浮球閥62組裝于作為骨架部件的第1支座14,從而構(gòu)成第1組裝體。第1支座14通過與原燃料箱2的內(nèi)表面卡合,來確定相對原燃料箱2的相對位置。構(gòu)成第1組裝體的各裝置通過組裝于第1支座14,來確定各自的相對位置、以及相對原燃料箱2的位置。
配置在高辛烷值燃料箱5內(nèi)的、第3換熱器17和高辛烷值燃料泵16組裝于作為骨架部件的第2支座18,從而構(gòu)成第2組裝體。第2支座18通過與高辛烷值燃料箱5的內(nèi)表面卡合,來確定相對高辛烷值燃料箱5的相對位置。構(gòu)成第2組裝體的各裝置通過組裝于第2支座18,來確定各自的相對位置、以及相對高辛烷值燃料箱5的位置。
以下說明上述燃料供給裝置1的制造方法的一例。首先,將第3換熱器17和高辛烷值燃料泵16組裝于第2支座18,形成第2組裝體。此時,將構(gòu)成第2組裝體的各裝置所附隨的導管以及配線也適當?shù)剡B接起來。并且,以夾持第2組裝體的方式配置兩塊型坯,且將兩塊型坯配置在模具內(nèi),進行吹塑成型,使高辛烷值燃料箱5成型。由此,形成內(nèi)部具備第2組裝體的高辛烷值燃料箱5。
接著,將包括高辛烷值燃料箱5的各裝置組裝于第1支座14,形成第1組裝體。此時,將構(gòu)成第1組裝體的各裝置所附隨的導管以及配線也適當?shù)剡B接起來。并且,以夾持第1組裝體的方式配置兩塊型坯,且將兩塊型坯配置在模具內(nèi),進行吹塑成型,使原燃料箱2成型。由此,形成內(nèi)部具備第1組裝體的原燃料箱2。
接著,將第1燃料管56、第1線纜束57、通氣管58、以及蒸汽管60以貫通第1蓋52的方式配置,對它們分別貫通第1蓋52的部分實施氣密密封。此外,將第2燃料管65、第2線纜束66、以及介質(zhì)輸送管47以貫通第2蓋53的方式配置,對它們分別貫通第2蓋53的部分實施氣密密封。并且,將第1蓋52安裝于第1開口50,將第2蓋53安裝于第2開口51。由此,構(gòu)成燃料供給裝置1。
在上述的制造方法中,采用了預先將高辛烷值燃料泵16安裝于第2支座18,并將原燃料泵13安裝于第1支座14的結(jié)構(gòu),但高辛烷值燃料泵16和原燃料泵13也可以在原燃料箱2成型后通過第1開口50和第2開口51配置到高辛烷值燃料箱5內(nèi)和原燃料箱2內(nèi)。
此外,在上述的制造方法中,示出了使用樹脂形成原燃料箱2及高辛烷值燃料箱5的例子,但在其他實施方式中,也可以將原燃料箱2及高辛烷值燃料箱5設(shè)為金屬箱。在該情況下,由兩個以上的部件構(gòu)成各箱2、5,分別在內(nèi)部配置第1組裝體和第2組裝體后,通過焊接等將構(gòu)成各箱2、5的部件結(jié)合起來,形成箱即可。
對如上所述構(gòu)成的燃料供給裝置1的作用以及效果進行說明。在燃料供給裝置1中,原燃料箱2內(nèi)的原燃料被燃料循環(huán)泵11加壓,依次通過凝結(jié)器7、第1換熱器9、以及第3換熱器17,輸送至分離器的第1室6B。此時,原燃料在凝結(jié)器7中與高溫的高辛烷值燃料的氣體進行熱交換,在第1換熱器9中與通過了分離器6的高溫的低辛烷值燃料進行熱交換,在第3換熱器17中與高溫熱介質(zhì)進行熱交換,從而升溫。
在開關(guān)閥33關(guān)閉的狀態(tài)下,真空泵12工作,由此分離器6的第2室6C被減壓。分離器6中,當?shù)?室6C通過真空泵12的抽吸作用被減壓時,高辛烷值燃料從被供給至第1室6B的高溫高壓的原燃料變?yōu)闅怏w,通過分離膜6A而收集于第2室6C。第2室6C中收集的氣體的高辛烷值燃料流入凝結(jié)器7,在凝結(jié)器7中與借助燃料循環(huán)泵11向分離器6輸送的原燃料進行熱交換,冷卻并凝結(jié)。在凝結(jié)器7中凝結(jié)的高辛烷值燃料因重力而流入緩沖罐8,被儲存起來。
當開關(guān)閥33關(guān)閉且真空泵12工作時,第2單向閥25關(guān)閉,因此儲存于緩沖罐8中的液體的高辛烷值燃料不能流入高辛烷值燃料箱5。在規(guī)定的時刻,開關(guān)閥33打開且真空泵12停止,由此緩沖罐8的內(nèi)部與原燃料箱2的內(nèi)部連通,緩沖罐8的內(nèi)部變?yōu)榇髿鈮骸.斁彌_罐8內(nèi)變?yōu)榇髿鈮簳r,緩沖罐8內(nèi)的高辛烷值燃料利用重力打開第2單向閥25,流入高辛烷值燃料箱5內(nèi)。由此,高辛烷值燃料被儲存于高辛烷值燃料箱5。在原燃料為含乙醇汽油的情況下,高辛烷值燃料箱5可以稱作主要儲存乙醇的乙醇箱。
通過了分離器6的第1室6B的低辛烷值燃料在第1換熱器9中與借助燃料循環(huán)泵11向分離器6輸送的原燃料進行熱交換而被冷卻,在第2換熱器10中與原燃料箱2的底壁部2D進行熱交換而被冷卻。之后,低辛烷值燃料通過過濾器36和調(diào)壓閥37,被向原燃料箱2內(nèi)排出,與原燃料箱2內(nèi)的原燃料混合。
在燃料供給裝置1中,隨著通過分離器6的原燃料的總量增加,儲存于高辛烷值燃料箱5中的高辛烷值燃料的量增加,并且原燃料中所包含的低辛烷值燃料的比例增大。通過對燃料循環(huán)泵11、真空泵12以及開關(guān)閥33的控制,能夠控制通過分離器6的原燃料的量。燃料循環(huán)泵11、真空泵12以及開關(guān)閥33根據(jù)高辛烷值燃料箱5的液位、原燃料中的高辛烷值燃料的濃度、燃料循環(huán)泵11的工作持續(xù)時間等進行控制即可。
關(guān)于第1實施方式的燃料供給裝置1,由于分離器6、高辛烷值燃料箱5、第1換熱器9、第2換熱器10、第3換熱器17、緩沖罐8、真空泵12配置在原燃料箱2內(nèi),不必在汽車車體中確保與原燃料箱2分開配置這些裝置的空間。因此,能夠在配置以往的燃料箱的空間內(nèi)配置燃料供給裝置1。此外,燃料供給裝置1由包括分離器6及高辛烷值燃料箱5等在內(nèi)的各裝置與原燃料箱2一體地組合而構(gòu)成一個單元,因此容易進行相對于車體的組裝作業(yè)。
此外,分離器6及高辛烷值燃料箱5等各裝置配置在原燃料箱2內(nèi),因此即使燃料蒸汽從包括分離器6及高辛烷值燃料箱5等在內(nèi)的各裝置和連接這些裝置的接頭處泄漏,燃料蒸汽也會留在原燃料箱2內(nèi),不會泄漏至外部。即,通過氣密地構(gòu)成原燃料箱2,不必氣密地構(gòu)成分離器6、高辛烷值燃料箱5、以及連接它們的接頭,能減少氣密地構(gòu)成的部件。
在凝結(jié)器7及第1換熱器9中,由于將存在于原燃料箱2內(nèi)的原燃料作為冷卻用的低溫熱介質(zhì)使用,能夠省略將低溫熱介質(zhì)從外部引入至原燃料箱2內(nèi)的結(jié)構(gòu),從而能使燃料蒸汽的密封結(jié)構(gòu)簡易。此外,關(guān)注原燃料,對于向分離器6供給前的原燃料,能夠?qū)⒋嬖谟谠剂舷?內(nèi)的氣體的高辛烷值燃料和變成高溫的低辛烷值燃料作為加熱用的高溫熱介質(zhì)來使用。
在第2換熱器10中,通過使第1換熱器9中冷卻的低辛烷值燃料與原燃料箱2的底壁部2D進行熱交換,能夠使該低辛烷值燃料進一步冷卻。原燃料箱2的底壁部2D在汽車行駛時受到行駛風而比原燃料箱2的其他壁部容易冷卻,因此能提高第2換熱器10中的低辛烷值燃料的冷卻效果。此外,利用設(shè)在底壁部2D的外表面上的翅片41和進行強制冷卻的風扇42促進了底壁部2D的冷卻,低辛烷值燃料的冷卻效果進一步提高。
第1實施方式的燃料供給裝置1將在原燃料箱2的內(nèi)外延伸的第1燃料管56、第1線纜束57、通氣管58、以及蒸汽管60所貫通的部分集成于第1蓋52上,將第2燃料管65、第2線纜束66、以及介質(zhì)輸送管47所貫通的部分集成于第2蓋53上,因此能夠簡易且可靠地形成燃料蒸汽的密封結(jié)構(gòu)。
上面結(jié)束了第1實施方式的說明,但本發(fā)明并不限于第1實施方式,可以大幅度地變形進行實施。例如,在第1實施方式中,形成將第3換熱器17配置在高辛烷值燃料箱5內(nèi)的結(jié)構(gòu),但在其他實施方式中,第3換熱器17可以配置在原燃料箱2內(nèi)的高辛烷值燃料箱5外。在該情況下,介質(zhì)輸送管47可以通過第2蓋53而向高辛烷值燃料箱5內(nèi)延伸后,通過連通管5B而向原燃料箱2內(nèi)延伸。此外,介質(zhì)輸送管47也可以通過第1蓋52而向原燃料箱2內(nèi)延伸。
此外,在上述實施方式中,形成將第2支座18設(shè)在高辛烷值燃料箱5內(nèi)、使第2支座18支承第3換熱器17以及高辛烷值燃料泵16的結(jié)構(gòu),但可以省略第2支座18。在該情況下,使第3換熱器17和高辛烷值燃料泵16卡定于高辛烷值燃料箱5的壁部內(nèi)表面,固定位置即可。
在上述實施方式中,在原燃料箱2上形成第1開口50及第2開口51,分別被第1蓋52及第2蓋53封閉,但如圖2所示,可以省略第2開口51及第2蓋53,擴張一個第1開口50。在該情況下,高辛烷值燃料箱5的通道壁部5C的上端開口5D配置成與第1開口50重合,當打開第1蓋52時,原燃料箱2的外部與高辛烷值燃料箱5的內(nèi)部連通即可。并且,第2燃料管65、第2線纜束66、以及介質(zhì)輸送管47配置成通過第1蓋52即可。由此,需要燃料蒸汽的密封結(jié)構(gòu)的部分集成于第1蓋52,燃料蒸汽的密封結(jié)構(gòu)進一步簡易且可靠。
此外,在上述實施方式中,采用基于利用分離膜6A的滲透汽化法的分離器作為分離器6,但在其他實施方式中可以采用各種分離器。分離器例如可以采用使用改性催化劑從汽油中對醇進行改性并分離的分離器。
(第2實施方式)
第2實施方式的燃料供給裝置101裝載于汽車上,向同樣裝載于汽車上的內(nèi)燃機184供給燃料。在以下的說明中,以燃料供給裝置101裝載于汽車上的狀態(tài)為基準規(guī)定各方向。
如圖3所示,燃料供給裝置101具有儲存原燃料的原燃料箱102(第1燃料箱)。在第2實施方式中,原燃料箱102由樹脂形成。原燃料箱102的形狀可以任意設(shè)定。如圖3~圖5所示,原燃料箱102具有彼此隔著距離而對置的上壁102A與底壁102B、以及設(shè)在上壁102A和底壁102B的周緣處的側(cè)壁102C,在內(nèi)部形成空間。在第2實施方式中,原燃料箱102的高度(側(cè)壁102C的高度)形成得比較小,呈扁平形狀。此外,原燃料箱102在裝載于汽車上的狀態(tài)下,左右方向的長度形成得比前后方向的長度長。
如圖6所示,原燃料箱102配置在構(gòu)成汽車的車體骨架的底部的車體底部300的下方。車體底部300包括在車體的后部底部沿前后延伸的一對后架、架設(shè)在后架間并沿左右延伸的多個橫梁、支承于后架以及橫梁上并構(gòu)成車廂地板的板狀的后地板等。
如圖4~圖6所示,在原燃料箱102的左右的側(cè)壁102C的外表面上分別突出設(shè)置有板狀的結(jié)合片102D。各結(jié)合片102D利用螺栓緊固于車體底部300。
此外,原燃料箱102利用箱支承部件301支承于車體底部300。在第2實施方式中,箱支承部件301是例如由金屬形成的帶狀部件(箱帶),其兩端、即前端及后端與車體底部300結(jié)合,沿著原燃料箱102的底壁102B的下表面(外表面)向前后延伸。由此,原燃料箱102從底壁102B的下方被箱支承部件301支承。箱支承部件301與車體底部300的結(jié)合形態(tài)可以是借助螺栓等的緊固或焊接等。在底壁102B的下表面的左右方向上的大致中央部凹陷設(shè)置有沿前后延伸的容納槽102E。箱支承部件301與容納槽102E嵌合,沿著容納槽102E延伸。由于箱支承部件301與容納槽102E嵌合,限制了箱支承部件301與原燃料箱102的相對移位。
如圖3~圖5所示,在上壁102A上形成有沿厚度方向貫通上壁102A的第1開口104及第2開口105。第1開口104以能夠開閉的方式被第1蓋107封閉,第2開口105以能夠開閉的方式被第2蓋108封閉。此外,在上壁102A上設(shè)有用于從外部補給原燃料的供油管109。
如圖3所示,燃料供給裝置101在原燃料箱102的內(nèi)部具有:作為原燃料箱102的骨架部件的支座111、將原燃料分離成高辛烷值燃料和低辛烷值燃料的分離裝置112(第2燃料箱)、儲存被分離裝置112分離的高辛烷值燃料的高辛烷值燃料箱113、以及相對原燃料箱102支承分離裝置112的一部分的副架114(分離裝置支承部件)。
分離裝置112包括分離器117、凝結(jié)器118、緩沖罐119、第1~第3換熱器121~123、燃料循環(huán)泵125、以及真空泵126(負壓泵)作為主要結(jié)構(gòu)要素。分離器117和凝結(jié)器118彼此結(jié)合,從而構(gòu)成分離器單元120。分離裝置112中,分離器117、凝結(jié)器118、緩沖罐119、第1及第2換熱器121、122、燃料循環(huán)泵125、以及真空泵126配置在原燃料箱102的內(nèi)部且高辛烷值燃料箱113的外部,第3換熱器123配置在高辛烷值燃料箱113的內(nèi)部。
此外,燃料供給裝置101在原燃料箱102的內(nèi)部且高辛烷值燃料箱113的外部具有原燃料泵128,該原燃料泵128將儲存于原燃料箱102的內(nèi)部且高辛烷值燃料箱113的外部的燃料(原燃料)壓送至內(nèi)燃機184,在高辛烷值燃料箱113的內(nèi)部具有將高辛烷值燃料壓送至內(nèi)燃機184的高辛烷值燃料泵129。
如圖8~圖10所示,副架114具有:構(gòu)成下部的基部114A、從基部114A向上方且側(cè)方延伸的第1臂部114B、以及從基部114A向上方且向與第1臂部114B相反的側(cè)方延伸的第2臂部114C,并形成為大致Y字形?;?14A形成為沿上下延伸的圓筒形,在其下端設(shè)有底板114E,在該底板114E的中央形成有貫通孔、即嵌合孔114D。副架114由金屬形成。
副架114借助安裝于基部114A的下端的連結(jié)部件131,與原燃料箱102的底壁102B的內(nèi)表面(上表面)結(jié)合。連結(jié)部件131形成為一端具有底板131A的有底圓筒形(杯狀),內(nèi)側(cè)與基部114A的下端嵌合,由此安裝于副架114。在底板131A的內(nèi)表面的中央形成有與嵌合孔114D嵌合的柱部131B。柱部131B因原燃料而溶脹,與嵌合孔114D的卡合更為牢固。
副架114的基部114A借助連結(jié)部件131配置在原燃料箱102的底壁102B的上表面且俯視時與箱支承部件301重合的部分。詳細地說,副架114相對原燃料箱102配置成,使得在俯視時基部114A的中心與連結(jié)部件131重合。連結(jié)部件131的外表面(下表面)與底壁102B的上表面熔接。
第1臂部114B及第2臂部114C在俯視時沿著與箱支承部件301的延伸方向大致正交的方向、即以與前后延伸的箱支承部件301正交的方式從基部114A向左方及右方延伸。第1臂部114B支承分離器單元120(分離器117及凝結(jié)器118),第2臂部114C支承真空泵126。分離器單元120及真空泵126在分離裝置112中是重量較大的部件。第1臂部114B及分離器單元120、第2臂部114C及真空泵126例如通過螺釘?shù)染o固構(gòu)件結(jié)合起來。
調(diào)整第1臂部114B及第2臂部114C的長度,使得彼此結(jié)合的分離器單元120、真空泵126、以及副架114的重心在俯視時配置在與基部114A重合的位置,優(yōu)選配置在與基部114A的中心重合的位置。由此,支承分離器單元120及真空泵126的副架114能夠自立在底壁102B上,分離器單元120、真空泵126、以及副架114的載荷從基部114A經(jīng)由連結(jié)部件131向下施加于底壁102B。從分離器單元120、真空泵126、以及副架114施加于底壁102B的載荷被位于基部114A的正下方的箱支承部件301支承。
支座111從內(nèi)側(cè)支承原燃料箱102,是作為抑制原燃料箱102變形的主架發(fā)揮作用的部件。如圖3、圖7、圖8所示,支座111具有第1部件111A和與第1部件111A結(jié)合的第2部件111B。在第2實施方式中,第1部件111A及第2部件111B分別由樹脂形成。
支座111的第1部件111A在原燃料箱102內(nèi)沿前后及左右延伸。第1部件111A具有箱形成部134,該箱形成部134形成向上方凹陷、向下開口的凹部。箱形成部134具有上壁135和從上壁135的周緣向下方突出的上側(cè)側(cè)壁136。在上側(cè)側(cè)壁136的突出端(下端)形成有向外側(cè)突出的上側(cè)凸緣137。上側(cè)側(cè)壁136的突出端面(下端面)及上側(cè)凸緣137形成向下的上側(cè)結(jié)合面。
第2部件111B具有下壁141和從下壁141的周緣向上方突出的下側(cè)側(cè)壁142,并形成為向上方開口的箱形(碟形)。在下側(cè)側(cè)壁142的突出端(上端)形成有向外側(cè)突出的下側(cè)凸緣143。下側(cè)側(cè)壁142的突出端面(下端面)及下側(cè)凸緣143形成向上的下側(cè)結(jié)合面。
箱形成部134與第2部件111B形成為彼此對應(yīng)的形狀,箱形成部134的上側(cè)結(jié)合面與第2部件111B的下側(cè)結(jié)合面結(jié)合,由此在箱形成部134與第2部件111B之間形成密閉空間。高辛烷值燃料箱113由箱形成部134與第2部件111B形成。即,高辛烷值燃料箱113的至少一部分通過支座111形成。在第2實施方式中,箱形成部134的上側(cè)結(jié)合面與第2部件111B的下側(cè)結(jié)合面大致沿水平方向延伸,彼此熔接。
在箱形成部134的上壁135上形成有沿厚度方向貫通的第3開口145。第3開口145與第2開口105大致同軸地配置在與第2開口105的內(nèi)端側(cè)對置的位置。
此外,支座111的第1部件111A具有向上方開口的凹部147。在凹部147內(nèi)配置有燃料循環(huán)泵125。凹部147配置在原燃料箱102的底壁102B附近,正常時在凹部147內(nèi)充滿原燃料。在由于車輛的加減速或轉(zhuǎn)彎等對原燃料施加慣性力時,凹部147抑制原燃料的移動,將原燃料保持在燃料循環(huán)泵125的周圍,使燃料循環(huán)泵125維持在原燃料的液面下。此外,第1部件111A具有沿上下延伸的多個板片,作為阻礙原燃料的慣性力導致的移動的屏障發(fā)揮作用。
支座111具有與上壁102A的內(nèi)表面(下表面)抵接的上抵接部148和與底壁102B的內(nèi)表面(上表面)抵接的下抵接部149。上抵接部148及下抵接部149分別至少設(shè)置一個。上抵接部148與上壁102A熔接,下抵接部149與底壁102B熔接。在第2實施方式中,上抵接部148形成于第1部件111A,下抵接部149形成于第1部件111A及第2部件111B。
上抵接部148的至少一個形成在箱形成部134的上壁135的上表面,下抵接部149的至少一個形成在第2部件111B的下壁141的下表面。由此,形成高辛烷值燃料箱113的箱形成部134及第2部件111B被夾持在原燃料箱102的上壁102A與底壁102B之間,抑制了箱形成部134的上側(cè)結(jié)合面與第2部件111B的下側(cè)結(jié)合面的開口。此外,通過支座111,抑制了上壁102A及底壁102B的變形以及相對移位,抑制了原燃料箱102的變形。
支座111配置成包圍分離器單元120和真空泵126,抑制分離器單元120及真空泵126相對原燃料箱102的移位。此外,支座111配置成包圍分離器單元120及真空泵126的側(cè)方及上方,分離器單元120及真空泵126的載荷相比支座111主要施加于副架114。
如圖3所示,燃料循環(huán)泵125對原燃料箱102內(nèi)儲存的原燃料加壓,并向分離器117壓送。在連接燃料循環(huán)泵125與分離器117的導管161的路徑上,從燃料循環(huán)泵125側(cè)依次配置有凝結(jié)器118、第1換熱器121、以及第3換熱器123。從燃料循環(huán)泵125壓送的原燃料在凝結(jié)器118、第1換熱器121、以及第3換熱器123中進行熱交換,由此在相對于原燃料箱102內(nèi)的底部所儲存的原燃料升溫的狀態(tài)下被供給至分離器117。后述凝結(jié)器118、第1換熱器121、以及第3換熱器123的詳情。
分離器117具有與第1實施方式的分離器6同樣的結(jié)構(gòu),具有選擇性地使原燃料中的高辛烷值成分透過的分離膜117A、和由分離膜117A劃分的第1室117B以及第2室117C。
借助燃料循環(huán)泵125通過了凝結(jié)器118、第1換熱器121、以及第3換熱器123的高溫高壓的原燃料被供給至分離器117的第1室117B。第2室117C利用后述的真空泵126減壓。由此,被供給至第1室117B的原燃料中的高辛烷值成分變成氣體而透過分離膜117A,被收集于第2室117C。因此,第2室117C的燃料成為所包含的辛烷值高的成分比原燃料多的高辛烷值燃料。另一方面,被供給至第1室117B的原燃料越靠近第1室117B的出口側(cè)越被分離出辛烷值高的成分,成為所包含的辛烷值低的成分比原燃料多的低辛烷值燃料。在原燃料是含乙醇汽油的情況下,第2室117C中收集的高辛烷值燃料主要包含乙醇,通過第1室117B的低辛烷值燃料包含乙醇含量(濃度)下降的汽油。
凝結(jié)器118優(yōu)選配置成與分離器117的第2室117C相鄰。如圖8~圖10所示,在第2實施方式中,分離器117形成為軸線沿水平方向延伸的圓筒形,凝結(jié)器118形成為扁平的箱形。凝結(jié)器118與分離器117的下部結(jié)合,分離器117及凝結(jié)器118構(gòu)成為一個分離器單元120。分離器單元120在凝結(jié)器118中與副架114的第1臂部114B結(jié)合。
如圖3所示,在凝結(jié)器118中,從第2室117C供給的氣體的高辛烷值燃料與從燃料循環(huán)泵125供給的原燃料進行熱交換。通過該熱交換,氣體的高辛烷值燃料被冷卻而凝結(jié),原燃料被加熱。
凝結(jié)器118通過導管162與高辛烷值燃料箱113連接。在導管162的路徑上設(shè)有緩沖罐119。凝結(jié)器118配置在比緩沖罐119及高辛烷值燃料箱113靠上方的位置,緩沖罐119配置在比高辛烷值燃料箱113靠上方的位置。詳細地說,凝結(jié)器118、緩沖罐119、以及高辛烷值燃料箱113的位置關(guān)系被設(shè)定為,使得凝結(jié)器118內(nèi)的液面位于比緩沖罐119的液面及高辛烷值燃料箱113的液面靠上方的位置,緩沖罐119的液面位于比高辛烷值燃料箱113的液面靠上方的位置。此外,分離器117優(yōu)選配置在比緩沖罐119及高辛烷值燃料箱113靠上方的位置。依據(jù)凝結(jié)器118、緩沖罐119、以及高辛烷值燃料箱113的位置關(guān)系,在凝結(jié)器118中變成液體的高辛烷值燃料因重力而流入緩沖罐119,進而從緩沖罐119流入高辛烷值燃料箱113。
在導管162的連接凝結(jié)器118與緩沖罐119的部分中設(shè)有僅容許流體從凝結(jié)器118流向緩沖罐119的第1單向閥164。而且,在導管162的連接緩沖罐119與高辛烷值燃料箱113的部分中設(shè)有僅容許流體從緩沖罐119流向高辛烷值燃料箱113的第2單向閥165。
真空泵126的進氣口經(jīng)由導管167與緩沖罐119的上部的氣相部分連接。真空泵126的排氣口經(jīng)由導管168與高辛烷值燃料箱113的下部連接。當真空泵126驅(qū)動時,緩沖罐119的上部的氣體經(jīng)由導管167、168被輸送至高辛烷值燃料箱113,緩沖罐119被減壓。由于緩沖罐119被減壓,促進了流體從凝結(jié)器118流向緩沖罐119,第1單向閥164打開,與緩沖罐119連通的凝結(jié)器118及分離器117的第2室117C被減壓。此時,由于緩沖罐119被減壓,第2單向閥165關(guān)閉,高辛烷值燃料箱113未減壓。
連通真空泵126與緩沖罐119的導管167具有分支的支管169。支管169的末端部與原燃料箱102的氣相部分連通。在第2實施方式中,在形成高辛烷值燃料箱113的上半部的箱形成部134,設(shè)有將高辛烷值燃料箱113的內(nèi)部的上部的氣相部分與原燃料箱102的上部的氣相部分連通的連通管170,支管169與連通管170連接,經(jīng)由連通管170與原燃料箱102的氣相部分連通。連通管170具有配置成與原燃料箱102的上壁102A的內(nèi)表面接近的一端和配置成與高辛烷值燃料箱113的上壁135的內(nèi)表面接近的另一端。如圖8及圖9所示,連通管170的原燃料箱102側(cè)的端部配置在原燃料箱102的上部中央部且后述的浮球閥229的附近。
如圖3所示,在支管169的路徑上設(shè)有電磁閥、即開關(guān)閥172。開關(guān)閥172在對緩沖罐119減壓時關(guān)閉。當開關(guān)閥172打開時,原燃料箱102內(nèi)的氣體經(jīng)由連通管170、支管169以及導管167流入緩沖罐119,緩沖罐119內(nèi)的壓力變得與原燃料箱102內(nèi)的壓力相等。在向高辛烷值燃料箱113輸送緩沖罐119內(nèi)的液體的高辛烷值燃料時,停止真空泵126,并打開開關(guān)閥172,由此解除緩沖罐119內(nèi)的減壓,高辛烷值燃料因重力而從緩沖罐119流向高辛烷值燃料箱113側(cè),第2單向閥165打開。
分離器117的第1室117B的出口經(jīng)由導管174與原燃料箱102內(nèi)的空間的下部連通。在導管174的路徑上從分離器117側(cè)依次設(shè)有第1換熱器121、第2換熱器122、過濾器175、以及調(diào)壓閥176。
第1換熱器121使從燃料循環(huán)泵125供給至分離器117的溫度較低的原燃料與通過了分離器117的溫度較高的低辛烷值燃料進行熱交換。第1換熱器121可以是公知的對流式換熱器。通過第1換熱器121中的熱交換,從燃料循環(huán)泵125被供給至分離器117的原燃料被加熱,通過了分離器117的低辛烷值燃料被冷卻。
第2換熱器122具有供通過了分離器117的溫度較高的低辛烷值燃料通過的內(nèi)部空間和與原燃料箱102的壁部的內(nèi)表面接觸的外表面,使低辛烷值燃料與原燃料箱102的壁部進行熱交換。在第2實施方式中,第2換熱器122形成為扁平片狀,配置成與原燃料箱102的底壁102B的內(nèi)表面接觸。在第2實施方式中,第1換熱器121與第2換熱器122彼此結(jié)合,構(gòu)成為一個單元。
在原燃料箱102的底壁102B的外表面設(shè)有多個翅片181和風扇182。原燃料箱102的底壁102B被裝載有燃料供給裝置101的汽車的行駛風、以及風扇182供給的空氣冷卻。
通過了第2換熱器122的低辛烷值燃料通過過濾器175而被去除異物后,通過調(diào)壓閥176被向原燃料箱102內(nèi)的底部排出,從而與原燃料混合。由于低辛烷值燃料與原燃料混合,原燃料箱102內(nèi)的燃料的辛烷值下降。當分離的循環(huán)推進(通過分離器117的原燃料的總量增加)時,原燃料箱102內(nèi)的燃料的辛烷值下降,接近低辛烷值燃料的成分。調(diào)壓閥176調(diào)整從燃料循環(huán)泵125至調(diào)壓閥176的路徑內(nèi)的原燃料和低辛烷值燃料的壓力,將分離器117的第1室117B的原燃料的壓力維持在規(guī)定的壓力。具體而言,調(diào)壓閥176在借助燃料循環(huán)泵125升壓的原燃料(低辛烷值燃料)為規(guī)定的壓力以上的情況下,將原燃料(低辛烷值燃料)向原燃料箱102內(nèi)排出,將壓力維持在規(guī)定值。
第3換熱器123是使從燃料循環(huán)泵125壓送至分離器117的原燃料與從原燃料箱102的外部供給的高溫熱介質(zhì)進行熱交換的裝置,作為加熱原燃料的加熱器使用。被供給至第3換熱器123的高溫熱介質(zhì)例如可以是通過內(nèi)燃機184而升溫的冷卻水、通過內(nèi)燃機184或變速器而升溫的潤滑油、自動傳動液、與內(nèi)燃機184的廢氣進行熱交換而升溫的液體、廢氣等。第2實施方式中的高溫熱介質(zhì)是內(nèi)燃機184的冷卻水,與內(nèi)燃機184的冷卻水通道185的介質(zhì)輸送管234與第3換熱器123連接。
如圖3所示,在第1開口104的周圍形成有從上壁102A向上方突出的圓筒形的第1突起191。換言之,第1開口104形成為第1突起191的內(nèi)孔。在第1突起191的外周面形成有外螺紋(不圖示)。第1蓋107形成為圓板形,能夠經(jīng)由密封部件(不圖示)與第1突起191的突出端面抵接。第1蓋107利用螺合于第1突起191上的第1帽192與第1突起191結(jié)合。第1帽192具有:圓筒部,其能夠容納第1突起191;內(nèi)螺紋,其形成在圓筒部的內(nèi)表面,與第1突起191的外螺紋螺合;以及凸緣,其從圓筒部的一端側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)突出。第1帽192螺合于第1突起191,由此第1蓋107被第1帽192的凸緣向第1突起191側(cè)按壓,經(jīng)由密封部件與第1突起191的突出端面緊密貼合,從而封閉第1開口104。
如圖3以及圖11所示,在第2開口105的周圍形成有從上壁102A向上方突出的圓筒形的第2突起201。換言之,第2開口105形成為第2突起201的內(nèi)孔。在第2突起201的外周面形成有外螺紋202。在第2突起201的突出端形成有向徑向內(nèi)側(cè)突出并呈圓環(huán)狀的向內(nèi)凸緣203。向內(nèi)凸緣203擴展第2突起201的突出端面。向內(nèi)凸緣203的上端面為與第2開口105(第2突起201)的軸線正交的平面。在向內(nèi)凸緣203的上端面配置有以包圍第2開口105的方式延伸的環(huán)狀的第1密封部件204。第1密封部件204具有撓性,能夠與應(yīng)密封對象的表面緊密貼合。上壁102A的第2突起201的周圍成為第1環(huán)狀部205,該第1環(huán)狀部205形成為與第2突起201正交的平板狀。
第3開口145配置成與第2開口105大致同軸,且配置在原燃料箱102的內(nèi)側(cè)。在第3開口145的周圍形成有從高辛烷值燃料箱113的上壁135向上方突出的圓筒形的第3突起211。換言之,第3開口145形成為第3突起211的內(nèi)孔。上壁135的第3突起211的周圍成為第2環(huán)狀部212,該第2環(huán)狀部212形成為與第3突起211正交的平板狀。第2環(huán)狀部212的上表面與第1環(huán)狀部205的下表面抵接。此外,第2環(huán)狀部212的上表面的一部分形成上抵接部148,與第1環(huán)狀部205的下表面熔接。第2環(huán)狀部212的上抵接部148以包圍第3突起211的方式形成為環(huán)狀。
第3突起211在第2突起201的內(nèi)側(cè)向上方延伸。第3突起211的突出端(上端)配置在從第2突起201的向內(nèi)凸緣203向下方偏離的位置。即,第3突起211的突出端配置在原燃料箱102內(nèi)。第3突起211的外徑形成得比第2突起201的內(nèi)徑小,在第3突起211的外周面與第2突起201的內(nèi)周面之間形成有間隙。由此,能夠容許原燃料箱102以及高辛烷值燃料箱113(支座111)的尺寸誤差和安裝誤差。在第3突起211的內(nèi)周面凹陷設(shè)置有沿周向延伸的卡定槽213。在卡定槽213內(nèi)安裝有環(huán)狀的第2密封部件214。第2密封部件214具有撓性,能夠與應(yīng)密封對象的表面緊密貼合。
第2蓋108具有:圓筒部108A;封閉圓筒部108A的一端的端壁部108B;以及從圓筒部108A的外周面向徑向外側(cè)突出并沿周向延伸而形成環(huán)狀的向外凸緣108C。關(guān)于第2蓋108,圓筒部108A以端壁部108B位于上端的方式插入第2開口105及第3開口145內(nèi)。圓筒部108A的外周面與第3突起211的內(nèi)周面對置。第2密封部件214在圓筒部108A與第3突起211之間被向第3開口145(第3突起211)的徑向壓縮,從而密封圓筒部108A與第3突起211之間的間隙。由此,第3開口145被第2蓋108封閉,高辛烷值燃料箱113被關(guān)閉。
在圓筒部108A插入第3突起211的狀態(tài)下,向外凸緣108C經(jīng)由第1密封部件204與第2突起201的向內(nèi)凸緣203對置。第2蓋108利用螺合于第2突起201上的第2帽217與第2突起201結(jié)合。第2帽217具有:圓筒部217A,其能夠容納第2突起201;內(nèi)螺紋217B,其形成在圓筒部217A的內(nèi)表面,與第2突起201的外螺紋202螺合;以及帽側(cè)凸緣217C,其從圓筒部217A的一端向徑向內(nèi)側(cè)突出。
第2帽217的內(nèi)螺紋217B與第2突起201的外螺紋202螺合,由此第2帽217與第2突起201結(jié)合。當?shù)?帽217相對于第2突起201擰入時,向外凸緣108C被帽側(cè)凸緣217C向第1突起191側(cè)按壓。由此,第1密封部件204在向外凸緣108C與向內(nèi)凸緣203之間被向第2開口105(第2突起201)的軸線方向壓縮,從而密封向外凸緣108C與向內(nèi)凸緣203之間的間隙。由此,第2開口105被第2蓋108封閉,原燃料箱102被關(guān)閉。
如圖3所示,第1蓋107中貫通有:連接原燃料泵128與內(nèi)燃機184的第1噴嘴221的第1燃料管222、包括原燃料泵128的信號線及電源線的第1線纜束(不圖示)、連接原燃料箱102的上部的氣相部分與供油管109的上游端部的通氣管224、以及連接原燃料箱102的上部的氣相部分與罐225的蒸汽管226。第1燃料管222、第1線纜束、通氣管224、以及蒸汽管226貫通第1蓋107的部分被氣密地密封。
在通過供油管109進行供油時,通氣管224使原燃料箱102內(nèi)的氣體逃逸至供油管109,促進原燃料向原燃料箱102流入。蒸汽管226使原燃料箱102內(nèi)的燃料蒸汽逃逸至罐225,將原燃料箱102內(nèi)的壓力維持在大氣壓。輸送至罐225的燃料蒸汽被罐225內(nèi)的活性炭吸附。被罐225吸附的燃料在內(nèi)燃機184運轉(zhuǎn)時受到進氣通道228的負壓而被吸入,在燃燒室內(nèi)燃燒。在蒸汽管226的位于原燃料箱102內(nèi)的端部設(shè)有浮球閥229。浮球閥229與原燃料箱102內(nèi)的原燃料的液位對應(yīng)地開閉,防止液體燃料向蒸汽管226流入。
如圖3、圖8以及圖9所示,浮球閥229配置在原燃料箱102的上部中央部。原燃料箱102的上部中央部是原燃料箱內(nèi)鉛直位置最高的部分,原燃料箱102內(nèi)的原燃料的液面最難到達。此外,在由于車輛加減速或轉(zhuǎn)彎等所產(chǎn)生的慣性力而使得原燃料向前后左右的側(cè)壁102C側(cè)移動時,原燃料的液面也難以到達原燃料箱102的上部中央部。如上所述,連通管170配置在浮球閥229的附近、即原燃料箱102的上部中央部。由此,原燃料的液面難以到達連通管170的原燃料箱102側(cè)的端部,從而抑制了液體的原燃料向連通管170流入。
如圖3所示,第2蓋108中貫通有:連接高辛烷值燃料泵129與內(nèi)燃機184的第2噴嘴231的第2燃料管232、包括高辛烷值燃料泵129的信號線及電源線的第2線纜束(不圖示)、以及用于使高溫熱介質(zhì)在第3換熱器123中循環(huán)的介質(zhì)輸送管234。第2燃料管232、第2線纜束、以及介質(zhì)輸送管234貫通第2蓋108的部分被氣密地密封。介質(zhì)輸送管234與包括內(nèi)燃機184的水套的冷卻水通道185連接,流通相對高溫的水。在第2燃料管232的比第2蓋108靠第2噴嘴231側(cè)的部分配置有收集燃料中的異物的過濾器235。
配置在原燃料箱102內(nèi)的、燃料循環(huán)泵125、分離器117、第1單向閥164、緩沖罐119、真空泵126、開關(guān)閥172、第2單向閥165、第1換熱器121、第2換熱器122、過濾器175、調(diào)壓閥176、原燃料泵128、以及浮球閥229、副架114組裝于一體地包括高辛烷值燃料箱113的支座111,從而構(gòu)成組裝體。副架114經(jīng)由分離器117及真空泵126與支座111結(jié)合。支座111通過與原燃料箱102的內(nèi)表面卡合,來確定相對原燃料箱102的相對位置。構(gòu)成組裝體的各裝置通過組裝于支座111,來確定各自的相對位置、以及相對原燃料箱102的位置。
以下說明上述燃料供給裝置101的制造方法的一例。首先,通過振動熔接等使構(gòu)成支座111的第1部件111A及第2部件111B彼此結(jié)合,從而形成支座111及高辛烷值燃料箱113。接著,從第3開口145將第3換熱器123及高辛烷值燃料泵129配置在高辛烷值燃料箱113的內(nèi)部。另外,也可以在利用第1部件111A與第2部件111B夾持第3換熱器123和高辛烷值燃料泵129后,使第1部件111A與第2部件111B彼此結(jié)合。
接著,在包括高辛烷值燃料箱113的支座111上組裝各裝置,從而形成組裝體。此時,將構(gòu)成組裝體的各裝置所附隨的導管及配線也適當?shù)剡B接起來。并且,以夾持組裝體的方式配置兩塊型坯,且將兩塊型坯配置在模具內(nèi),進行吹塑成型,使原燃料箱102成型。由此,形成內(nèi)部具有組裝體的原燃料箱102。此時,支座111的上抵接部148及下抵接部149和連結(jié)部件131與原燃料箱102熔接。上抵接部148、下抵接部149、以及連結(jié)部件131在與原燃料箱102的抵接部上具有多個微小的凹凸。上抵接部148、下抵接部149、以及連結(jié)部件131的各凹凸扎入形成原燃料箱102的型坯中,接受型坯的熱量并溶融,與型坯一體化。由此,當型坯固化時,上抵接部148、下抵接部149、以及連結(jié)部件131與原燃料箱102一體地結(jié)合。
接著,以貫通第1蓋107的方式配置第1燃料管222、第1線纜束、通氣管224、以及蒸汽管226,對它們分別貫通第1蓋107的部分實施氣密密封。此外,以貫通第2蓋108的方式配置第2燃料管232、第2線纜束、以及介質(zhì)輸送管234,對它們分別貫通第2蓋108的部分實施氣密密封。并且,將第1蓋107安裝于第1開口104,利用第1帽192進行固定,將第2蓋108安裝于第2開口105及第3開口145,利用第2帽217進行固定。由此,構(gòu)成燃料供給裝置101。
對如上所述構(gòu)成的燃料供給裝置101的作用以及效果進行說明。在燃料供給裝置101中,原燃料箱102內(nèi)的原燃料被燃料循環(huán)泵125加壓,依次通過凝結(jié)器118、第1換熱器121、以及第3換熱器123,被輸送至分離器117的第1室117B。此時,原燃料在凝結(jié)器118中與高溫的高辛烷值燃料的氣體進行熱交換,在第1換熱器121中與通過了分離器117的高溫的低辛烷值燃料進行熱交換,在第3換熱器123中與高溫熱介質(zhì)進行熱交換,從而升溫。
在開關(guān)閥172關(guān)閉的狀態(tài)下,真空泵126工作,由此分離器117的第2室117C被減壓。分離器117中,當?shù)?室117C通過真空泵126的抽吸作用被減壓時,高辛烷值燃料從被供給至第1室117B的高溫高壓的原燃料變?yōu)闅怏w,通過分離膜117A而收集于第2室117C。第2室117C中收集的氣體的高辛烷值燃料流入凝結(jié)器118,在凝結(jié)器118中與借助燃料循環(huán)泵125向分離器117輸送的原燃料進行熱交換,冷卻并凝結(jié)。在凝結(jié)器118中凝結(jié)的高辛烷值燃料因重力而流入緩沖罐119,被儲存起來。
當開關(guān)閥172關(guān)閉且真空泵126工作時,第2單向閥165關(guān)閉,因此儲存于緩沖罐119中的液體的高辛烷值燃料不能流入高辛烷值燃料箱113。在規(guī)定的時刻,開關(guān)閥172打開且真空泵126停止,由此緩沖罐119的內(nèi)部與原燃料箱102的內(nèi)部連通,緩沖罐119的內(nèi)部變?yōu)榇髿鈮?。當緩沖罐119內(nèi)變?yōu)榇髿鈮簳r,緩沖罐119內(nèi)的高辛烷值燃料利用重力打開第2單向閥165,流入高辛烷值燃料箱113內(nèi)。由此,高辛烷值燃料被儲存于高辛烷值燃料箱113。在原燃料為含乙醇汽油的情況下,高辛烷值燃料箱113可以稱作主要儲存乙醇的乙醇箱。
通過了分離器117的第1室117B的低辛烷值燃料在第1換熱器121中與借助燃料循環(huán)泵125向分離器117輸送的原燃料進行熱交換而被冷卻,在第2換熱器122中與原燃料箱102的底壁102B進行熱交換而被冷卻。之后,低辛烷值燃料通過過濾器175和調(diào)壓閥176,被向原燃料箱102內(nèi)排出,與原燃料箱102內(nèi)的原燃料混合。
在燃料供給裝置101中,隨著通過分離器117的原燃料的總量增加,儲存于高辛烷值燃料箱113中的高辛烷值燃料的量增加,并且原燃料中所包含的低辛烷值燃料的比例增加。通過對燃料循環(huán)泵125、真空泵126以及開關(guān)閥172的控制,能夠控制通過分離器117的原燃料的量。燃料循環(huán)泵125、真空泵126以及開關(guān)閥172根據(jù)高辛烷值燃料箱113的液位、原燃料中的高辛烷值燃料的濃度、燃料循環(huán)泵125的工作持續(xù)時間等進行控制即可。
關(guān)于第2實施方式的燃料供給裝置101,由于分離裝置112及高辛烷值燃料箱113配置在原燃料箱102的內(nèi)部,通過氣密地構(gòu)成原燃料箱102,不必氣密地構(gòu)成分離裝置112、高辛烷值燃料箱113、以及連接它們的接頭,能夠減少氣密地構(gòu)成的部件。
此外,作為原燃料箱102的骨架部件發(fā)揮作用的支座111形成高辛烷值燃料箱113,因此內(nèi)置于原燃料箱102內(nèi)的部件的容積減少,從而能實現(xiàn)原燃料箱102的小型化。此外,高辛烷值燃料箱113與支座111一體地形成,因此借助支座111被固定于原燃料箱102,從而確定了相對原燃料箱102的位置。
支座111具有彼此結(jié)合的第1部件111A及第2部件111B,因此容易形成具有內(nèi)部空間的高辛烷值燃料箱113。彼此結(jié)合的第1部件111A與第2部件111B形成為凹形,因此高辛烷值燃料箱113能夠確保比較大的容量。
此外,第1部件111A與原燃料箱102的上壁102A抵接,第2部件111B與底壁102B抵接,因此原燃料箱102從內(nèi)側(cè)被支承,抑制了變形。另一方面,第1部件111A及第2部件111B被夾持在原燃料箱102的上壁102A與底壁102B之間,位置穩(wěn)定,并且抑制了結(jié)合面開口。此外,第1部件111A與上壁102A的抵接部分熔接,第2部件111B與底壁102B的抵接部分熔接,因此更穩(wěn)定地維持了原燃料箱102、第1部件111A、以及第2部件111B的相對位置。
第2開口105和第3開口145通過共用的部件即第2蓋108開閉,因此高辛烷值燃料箱113的開閉操作容易。在第2實施方式中,將第2蓋108與第2突起201之間密封的第1密封部件204被壓縮的方向、和將第2蓋108與第3突起211之間密封的第2密封部件214被壓縮的方向不同。因此,即使在第2開口105與第3開口145的相對位置產(chǎn)生誤差的情況下,第1密封部件204也能夠?qū)⒌?蓋108與第2突起201之間可靠地密封,第2密封部件214能夠?qū)⒌?蓋108與第3突起211之間可靠地密封。
此外,在第2實施方式中,在分離裝置112內(nèi)使重量較大的分離器單元120(分離器117及凝結(jié)器118)和真空泵126支承于副架114,將副架114的基部114A配置在俯視時與箱支承部件301重合的部分,因此分離器單元120及真空泵126的載荷被箱支承部件301支承,從而抑制了原燃料箱102的變形。尤其,由分離器單元120、真空泵126、以及副架114構(gòu)成的組裝體的重心配置在俯視時與箱支承部件301重合的部分,因此它們的載荷被箱支承部件301可靠地支承。
副架114優(yōu)選剛性高,因此由金屬材料形成。在由金屬材料形成的副架114的基部114A安裝有由樹脂材料形成的連結(jié)部件131,因此通過使連結(jié)部件131與原燃料箱102的底壁102B熔接,副架114固定在原燃料箱102上。
上面結(jié)束了對具體實施方式的說明,但本發(fā)明并不限定于第2實施方式,能夠大幅度地變形進行實施。例如,從下方支承原燃料箱102的箱支承部件301不限于帶狀部件,也可以應(yīng)用框架部件。箱支承部件301例如可以應(yīng)用具有多邊形、圓形、槽形、H形的橫截面的部件。此外,箱支承部件301不限于沿前后延伸,也可以沿左右等任意的方向延伸。
此外,第2部件111B可以由金屬形成。在該情況下,箱形成部134的上側(cè)結(jié)合面與第2部件111B的下側(cè)結(jié)合面隔著襯墊等彼此緊固即可。
此外,在第2實施方式中,支座111的第1部件111A形成高辛烷值燃料箱113的上半部,第2部件111B形成高辛烷值燃料箱113的下半部,但也可以是第1部件111A形成高辛烷值燃料箱113的下半部,第2部件111B形成高辛烷值燃料箱113的上半部。該情況下第1部件111A向下凹陷,形成為向上方開口的凹形,第2部件111B向上凹陷,形成為向下方開口的凹形即可。
此外,第2開口105、第3開口145、以及第2蓋108的結(jié)構(gòu)可以替換為圖12(A)~圖12(C)所示的第1~第3變形例。如圖12(A)所示,在第1變形例中,第2蓋108的圓筒部108A的內(nèi)周面與第3突起211的外周面對置。第2密封部件214支承于形成在圓筒部108A的外周面上的環(huán)狀的卡定槽241中。環(huán)狀的第2密封部件214配置在圓筒部108A的內(nèi)周面與第3突起211的外周面之間,沿第3開口145的徑向被壓縮。
如圖12(B)所示,在第2變形例中,第2蓋108的圓筒部108A在末端側(cè)具有外徑擴大的擴徑部108D。擴徑部108D的外周面與第2突起201的內(nèi)周面對置。環(huán)狀的第1密封部件204支承于形成在擴徑部108D的外周面上的環(huán)狀的卡定槽242中。第1密封部件204配置在擴徑部108D的外周面與第2突起201的內(nèi)周面之間,沿第2開口105的徑向被壓縮。此外,第2蓋108的圓筒部108A的端面與第3突起211的端面對置。環(huán)狀的第2密封部件214配置在圓筒部108A的端面與第3突起211的端面之間,沿第3開口145的軸線方向被壓縮。
如圖12(C)所示,在第3變形例中,在第2蓋108的向外凸緣108C的末端設(shè)有與圓筒部108A呈同心狀的第2圓筒部108E。第2突起201在末端部具有外徑縮小的縮徑部243。第2圓筒部108E的內(nèi)周面與第2突起201的縮徑部243的外周面對置。環(huán)狀的第1密封部件204支承于形成在縮徑部243的外周面上的環(huán)狀的卡定槽244中。第1密封部件204配置在縮徑部243的外周面與第2圓筒部108E的內(nèi)周面之間,沿第2開口105的徑向被壓縮。此外,第2蓋108的圓筒部108A的端面與第3突起211的端面對置。環(huán)狀的第2密封部件214配置在圓筒部108A的端面與第3突起211的端面之間,沿第3開口145的軸線方向被壓縮。
標號說明
1:燃料供給裝置;2:原燃料箱;2A:上壁部;2D:底壁部;5:高辛烷值燃料箱;5A:上壁部;5B:連通管;5C:通道壁部;5D:上端開口(高辛烷值燃料箱開口);6:分離器;6A:分離膜;6B:第1室;6C:第2室;7:凝結(jié)器;8:緩沖罐;9:第1換熱器;10:第2換熱器;11:燃料循環(huán)泵;12:真空泵;13:原燃料泵;14:第1支座;16:高辛烷值燃料泵;17:第3換熱器;18:第2支座;33:開關(guān)閥;37:調(diào)壓閥;41:翅片;42:風扇;45:內(nèi)燃機;46:冷卻水通道;47:介質(zhì)輸送管(高溫介質(zhì)輸送管);50:第1開口;51:第2開口(原燃料箱開口);52:第1蓋;53:第2蓋;56:第1燃料管;57:第1線纜束;58:通氣管;60:蒸汽管;64:第2噴嘴;65:第2燃料管(高辛烷值燃料供給管);66:第2線纜束;101:燃料供給裝置;102:原燃料箱(第1燃料箱);104:第1開口;105:第2開口;107:第1蓋;108:第2蓋;111:支座(骨架部件);111A:第1部件;111B:第2部件;112:分離裝置;113:高辛烷值燃料箱(第2燃料箱);114:副架(分離裝置支承部件);114A:基部;114B:第1臂部;114C:第2臂部;117:分離器;118:凝結(jié)器;119:緩沖罐;120:分離器單元;121:第1換熱器;122:第2換熱器;123:第3換熱器;125:燃料循環(huán)泵;126:真空泵(負壓泵);128:原燃料泵;129:高辛烷值燃料泵;131:連結(jié)部件;134:箱上半部;145:第3開口;148:上抵接部;149:下抵接部;170:連通管;201:第2突起;202:外螺紋;203:向內(nèi)凸緣;204:第1密封部件;211:第3突起;214:第2密封部件;217:第2帽;217A:圓筒部;217B:內(nèi)螺紋;217C:帽側(cè)凸緣;229:浮球閥;300:車體底部;301:箱支承部件。