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JP2001248518A - 可変吐出量燃料供給装置 - Google Patents

可変吐出量燃料供給装置

Info

Publication number
JP2001248518A
JP2001248518A JP2000055337A JP2000055337A JP2001248518A JP 2001248518 A JP2001248518 A JP 2001248518A JP 2000055337 A JP2000055337 A JP 2000055337A JP 2000055337 A JP2000055337 A JP 2000055337A JP 2001248518 A JP2001248518 A JP 2001248518A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
passage
valve
pressure
damper
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000055337A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiko Onishi
善彦 大西
Masayasu Miyajima
正泰 宮嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000055337A priority Critical patent/JP2001248518A/ja
Priority to US09/593,146 priority patent/US6901912B1/en
Priority to DE10032891A priority patent/DE10032891B4/de
Priority to FR0009920A priority patent/FR2805859B1/fr
Publication of JP2001248518A publication Critical patent/JP2001248518A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧燃料の供給路に電磁弁の動作に伴う騒音
や強度上の異常を発生させることがなく、安定した燃料
供給が可能な可変吐出量燃料供給装置を得る。 【解決手段】 内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料
噴射弁１ａ〜１ｄと、シリンダ２１内をプランジャ２２
が往復動することにより、燃料吸入ポート１３から吸入
弁１５を介して加圧室２４に燃料を吸入して加圧し、吐
出弁１６を介して加圧燃料を燃料噴射弁１ａ〜１ｄに供
給する燃料ポンプ３と、この燃料ポンプ３の燃料吸入ポ
ート１３と吸入弁１５との間の燃料通路１４に連通して
設けられた圧力ダンパ３０を有するダンパ室２９と、燃
料ポンプ３の加圧室２４と燃料通路１４とを連通するリ
リーフ通路２０と、このリリーフ通路２０を開閉するよ
うに設けられ、開弁時に加圧室２４内の加圧燃料を燃料
通路１４にリリーフして吐出燃料の供給量と圧力とを制
御する電磁弁１９とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用の内燃機
関特に高圧の加圧燃料を要する筒内噴射用燃料ガソリン
エンジンに使用され、燃料噴射弁に供給する燃料の供給
量を制御する可変吐出量燃料供給装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の一般的な可変吐出量燃料供
給装置の構成を示す系統図であり、図において１ａない
し１ｄは内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射
弁、２はこの燃料噴射弁１ａないし１ｄに燃料を供給す
るデリバリパイプ、３はデリバリパイプ２に加圧された
燃料を供給する燃料ポンプ、４は燃料タンク５から燃料
ポンプ３に燃料を供給する低圧燃料ポンプ、６は燃料経
路７に設けられたチェックバルブ、８は燃料経路７の圧
力制御用の低圧レギュレータ、９はデリバリパイプ２の
燃料圧が所定値を越えたときに燃料経路１０から燃料経
路１１を介して燃料タンク５に燃料をリリーフするリリ
ーフバルブ、１２は燃料ポンプ３から燃料タンク５に燃
料を戻すリターン経路である。
【０００３】また、燃料ポンプ３は図示しないがシリン
ダと、このシリンダ内を内燃機関のカム軸に設けられた
カムに駆動されて往復動するプランジャと、このプラン
ジャの往復動により燃料を吸入して加圧する加圧室とを
有しており、燃料タンク５から供給された燃料を燃料吸
入ポート１３より受け入れ、プランジャの吸入行程では
燃料通路１４と吸入弁１５とを介して圧力室に燃料を導
入し、吐出行程では加圧された燃料が吐出弁１６と燃圧
保持バルブ１７とを介して吐出ポート１８に圧送され、
さらに、燃料経路１０を経由してデリバリパイプ２に圧
送され、デリバリパイプ２に保持された燃料が各燃料噴
射弁１ａないし１ｄに分配供給されるように構成されて
いる。
【０００４】１９は燃料ポンプ３に設けられた電磁弁で
あり、電磁弁１９は燃料ポンプ３の図示しない加圧室か
ら燃料通路１４に連通するリリーフ通路２０を開閉する
ように設けられ、図示しない制御手段がデリバリパイプ
２の燃料圧を検知し、この燃料圧が所定値に達すると開
弁信号を電磁弁１９に与えて開弁させ、電磁弁１９は高
燃料圧の加圧室を低燃料圧の燃料通路１４に連通して加
圧燃料をリリーフし、燃料ポンプ３の吐出量を制御する
ことによりデリバリパイプ２の燃料圧を制御するように
構成されている。このデリバリパイプ２の燃料圧は燃料
ポンプ３のプランジャの吐出行程において燃料が供給さ
れ、上昇するので電磁弁１９の開弁は吐出行程の途上に
て行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の可変吐出量燃料供給装置において、燃料ポンプ
３の吐出能力は内燃機関の全運転範囲における燃料消費
量をカバーし得るように設定されるものであるから、通
常の運転状態では吐出能力には余力があり、プランジャ
の吐出行程毎に電磁弁１９が開弁して加圧された高圧燃
料が燃料通路１４にパルス状にリリーフされる。この高
圧燃料のリリーフにより低圧燃料の供給路である燃料通
路１４や燃料経路７などには燃料圧の脈動が発生し、こ
の脈動は内燃機関の回転速度の上昇と共に圧力脈動幅が
大きくなって燃料経路７などの燃料配管に振動を生じせ
しめ、騒音を発生させると共に、機械的な応力を加えて
損傷に至らしむることがあった。さらに、この圧力脈動
により低圧燃料の供給路に乱流及びキャビテーション等
が発生し、燃料ポンプのデリバリパイプ２への燃料供給
量が不安定となり内燃機関の性能に影響を及ぼすことが
あった。
【０００６】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、電磁弁の動作による高圧燃料のリ
リーフに対して低圧燃料の供給路に騒音や強度上の異常
を発生させることがなく、安定した燃料供給が可能な可
変吐出量燃料供給装置を得ることを目的とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる可変吐
出量燃料供給装置は、内燃機関の各気筒に燃料を噴射す
る燃料噴射弁と、シリンダ内をプランジャが往復動する
ことにより、燃料吸入ポートから吸入弁を介して加圧室
に燃料を吸入して加圧し、吐出弁を介して加圧燃料を燃
料噴射弁に供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプの燃
料吸入ポートと吸入弁との間の燃料通路に連通して設け
られた圧力ダンパを有するダンパ室と、燃料ポンプの加
圧室と燃料通路とを連通するリリーフ通路と、このリリ
ーフ通路を開閉するように設けられ、開弁時に加圧室内
の加圧燃料を燃料通路にリリーフして燃料噴射弁に供給
する加圧燃料の供給量を制御する電磁弁とを備えるよう
にしたものである。
【０００８】また、圧力ダンパを有するダンパ室が燃料
ポンプと一体に構成されるようにしたものである。さら
に、リリーフ通路がダンパ室を含むダンパ室と吸入弁と
の間の燃料通路に連通するようにしたものである。さら
にまた、リリーフ通路にオリフィスを設けるようにした
ものである。また、圧力ダンパが金属ベローズにより形
成されるようにしたものである。さらに、圧力ダンパが
金属ダイヤフラムにより形成されるようにしたものであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１の可変吐出量燃料供給装置の構成を示す
系統図、図２は、この発明の実施の形態１の可変吐出量
燃料供給装置に使用される燃料ポンプの構成を示す断面
図であり、上記の従来例と同一機能部分には同一符号が
付与されている。図１において、１ａないし１ｄは内燃
機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁、２はこの燃
料噴射弁１ａないし１ｄに燃料を供給するデリバリパイ
プ、３はデリバリパイプ２に加圧された燃料を供給する
燃料ポンプ、４は燃料タンク５から燃料ポンプ３に燃料
を供給する低圧燃料ポンプ、６は燃料経路７に設けられ
たチェックバルブ、８は燃料経路７の圧力制御用の低圧
レギュレータ、９はデリバリパイプ２の燃料圧が所定値
を越えたときに燃料経路１０から燃料経路１１を介して
燃料タンク５に燃料をリリーフするリリーフバルブ、１
２は燃料ポンプ３から燃料タンク５に燃料を戻すリター
ン経路である。
【００１０】図２の燃料ポンプ３において、２１はシリ
ンダ、２２は図示しない内燃機関のの駆動カムにローラ
２３を介して駆動され、シリンダ２１内を往復動して加
圧室２４内に燃料を吸入して加圧するプランジャ、２５
はプランジャ２２を常時加圧室２４の拡大方向に付勢す
るバネ、２６はローラ２３を図示しない駆動カム側に付
勢するバネ、２７はシリンダ２１とプランジャ２２との
間から漏出する燃料をシールする金属製のベローズであ
る。１４は、図２には図示していないが図１に示した燃
料吸入ポート１３は吸入弁１５を介して加圧室２４に連
通する燃料通路、１８は燃料経路１０を介してデリバリ
パイプ２に接続される吐出ポートであり、この吐出ポー
ト１８は高圧燃料通路２８と吐出弁１６とを介して加圧
室２４に連通している。また、図示しない駆動カムはデ
リバリパイプ２内の燃料圧力脈動を低減する目的で多数
山の駆動カム例えば４山、５山、６山が使用されるた
め、吸入弁１５及び吐出弁１６は例えば応答性の高いリ
ードバルブで構成されている。
【００１１】２９は圧力ダンパ３０を有するダンパ室で
あり、圧力ダンパ３０は所定の空気圧を封入した金属ベ
ローズよりなり、燃料吸入ポート１３から連通する燃料
通路１４はこのダンパ室２９を経由して吸入弁１５に連
なり、さらに、加圧室２４に連通している。電磁弁１９
は弁体３１と弁座３２とからなる弁部が加圧室２４から
燃料通路１４に連通するリリーフ通路２０を開閉するよ
うに設けられ、電磁弁１９が開弁することにより加圧室
２４内の加圧された燃料がリリーフ通路２０から燃料通
路１４にリリーフされるように構成されている。またさ
らに、リリーフ通路２０内、燃料通路１４のダンパ室２
９と吸入弁１５との間、すなわち、圧力ダンパ３０より
燃料通路１４の後流側に開口するようにオリフィス３３
を設置することにより、電磁弁１９からのリリーフによ
り発生する圧力脈動幅を低減することができる。
【００１２】このように構成されたこの発明の実施の形
態１の可変吐出量燃料供給装置において、内燃機関の始
動と共に低圧ポンプ４が作動して燃料タンク５から燃料
ポンプ３に燃料が供給され、燃料ポンプ３が内燃機関に
駆動されることにより、プランジャ２２の吸入行程では
吐出弁１６が閉じて吸入弁１５が開き、燃料が燃料吸入
ポート１３と燃料通路１４とを介して加圧室２４内に吸
入され、プランジャ２２の吐出行程では吸入弁１５が閉
じて吐出弁１６が開き、加圧された燃料が高圧燃料通路
２８と燃料吐出ポート１８と燃料経路１０とを経由して
デリバリパイプ２に圧送される。また、エンジン停止時
に燃料ポンプ３内の燃料圧は低下するが、デリバリパイ
プ２内の燃料圧は燃料保持バルブ１７が閉じることによ
り一定時間保持される。
【００１３】デリバリパイプ２の燃料圧が所定値を越え
ると図示しない制御手段がこれを検知して開弁信号を電
磁弁１９に与え、電磁弁１９がこの開弁信号により開弁
して吐出行程中の加圧室２４をリリーフ通路２０を介し
て燃料通路１４に連通させ、加圧室２４内の加圧された
燃料を燃料通路１４にリリーフし、デリバリパイプ２に
対する燃料の吐出を停止することにより、デリバリパイ
プ２内の燃料圧が所定値に保たれる。
【００１４】この発明の実施の形態１の可変吐出量燃料
供給装置においては、燃料通路１４に連通して圧力ダン
パ３０を有するダンパ室２９が設けられており、加圧燃
料のリリーフはダンパ室２９と吸入弁１５との間の燃料
通路１４に対して行われるため、リリーフされた加圧燃
料による燃料供給経路上の燃料の脈動は圧力ダンパ３０
により吸収されて緩和され、燃料経路７などの燃料配管
には低減された脈動が加わることになり、従来装置に見
られるような騒音の発生や機械的な応力は極めて微少な
ものになる。また、この圧力脈動の低減は、燃料通路１
４などの低圧燃料供給路の乱流、及びキャビテーション
等の発生を抑制し、燃料ポンプのデリバリパイプ２への
燃料供給量を安定させ、内燃機関の性能に影響を及ぼす
ことが回避できる。
【００１５】さらに、リリーフ通路２０にオリフィス３
３を追加することにより、加圧室２４の加圧燃料はこの
オリフィス３３を経由して燃料通路１４に放出され、燃
料通路１４の圧力の脈動が低下して騒音や応力をさらに
低下させることができる。なお、リリーフ通路２０から
の燃料通路１４に対する加圧燃料の放出は、圧力ダンパ
３０に近いほど脈動の抑制に効果があり、また、圧力ダ
ンパ３０より吸入弁１５側にある方が燃料経路７などの
燃料配管に加わる脈動は低減されるため、燃料ポンプ３
にダンパ室２９を一体化して構成するのが効果的であ
る。
【００１６】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２の可変吐出量燃料供給装置に使用する燃料ポンプの
構成を示す断面図であり、この実施の形態は圧力ダンパ
３４がダイヤフラムにて形成されていること以外は上記
の実施の形態１と同様であり、同様の効果有すると共
に、ダンパ室２９を小型化でき、一体化された燃料ポン
プ３自体を小型化できるものである。なお、圧力ダンパ
３４のダイヤフラムには比較的高い圧力が高頻度にて加
わるため、金属ダイヤフラムを使用するのが望ましい。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したようにこの発明の可変吐
出量燃料供給装置によれば、燃料ポンプの燃料吸入ポー
トと吸入弁との間の燃料通路に連通してダンパ室を設
け、このダンパ室に金属ベローズ、または、金属ダイヤ
フラムにて形成された圧力ダンパを設け、ダンパ室と吸
入弁との間の燃料通路に圧力室からの加圧燃料をリリー
フするようにしたので、加圧燃料のリリーフに伴う脈動
の抑制が可能となり、騒音の発生や燃料配管の損傷を回
避することができ、また、燃料供給が安定して行えるな
ど信頼性の高い可変吐出量燃料供給装置を得ることがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の可変吐出量燃料供
給装置の構成を示す系統図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の可変吐出量燃料供
給装置に使用する燃料ポンプの断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態２の可変吐出量燃料供
給装置に使用する燃料ポンプの断面図である。
【図４】 従来の可変吐出量燃料供給装置の構成を示す
系統図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 燃料噴射ポンプ、２ デリバ
リパイプ、３ 燃料ポンプ、４ 低圧燃料ポンプ、５
燃料タンク、６ チェックバルブ、７、１０、１１ 燃
料経路、８ 低圧レギュレータ、９ リリーフバルブ、
１３ 燃料吸入ポート、１４ 燃料通路、１５ 吸入
弁、１６ 吐出弁、１７ 燃圧保持バルブ、１８ 吐出
ポート、１９ 電磁弁、２０ リリーフ通路、２１ シ
リンダ、２２ プランジャ、２４ 加圧室、２８ 高圧
燃料通路、２９ ダンパ室、３０、３４ 圧力ダンパ、
３１ 弁体、３２ 弁座、３３ オリフィス。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA12 BA22 BA38 BA46 CA01S CA04T CA08 CA09 CA19 CA20U CA22T CA39T CC01 CD03 CD14 CE02 CE13 CE22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料
    噴射弁、シリンダ内をプランジャが往復動することによ
    り、燃料吸入ポートから吸入弁を介して加圧室に燃料を
    吸入して加圧し、吐出弁を介して加圧燃料を前記燃料噴
    射弁に供給する燃料ポンプ、この燃料ポンプの前記燃料
    吸入ポートと前記吸入弁との間の燃料通路に連通して設
    けられた圧力ダンパを有するダンパ室、前記燃料ポンプ
    の前記加圧室と前記燃料通路とを連通するリリーフ通
    路、このリリーフ通路を開閉するように設けられ、開弁
    時に前記加圧室内の加圧燃料を前記燃料通路にリリーフ
    して前記燃料噴射弁に供給する加圧燃料の供給量を制御
    する電磁弁を備えたことを特徴とする可変吐出量燃料供
    給装置。
  2. 【請求項２】 圧力ダンパを有するダンパ室が燃料ポン
    プと一体に構成されたことを特徴とする請求項１に記載
    の可変吐出量燃料供給装置。
  3. 【請求項３】 リリーフ通路がダンパ室を含むダンパ室
    と吸入弁との間の燃料通路に連通するように構成された
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変
    吐出量燃料供給装置。
  4. 【請求項４】 リリーフ通路にオリフィスが設けられた
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に
    記載の可変吐出量燃料供給装置。
  5. 【請求項５】 圧力ダンパが金属ベローズにより形成さ
    れたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一
    項に記載の可変吐出量燃料供給装置。
  6. 【請求項６】 圧力ダンパが金属ダイヤフラムにより形
    成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれ
    か一項に記載の可変吐出量燃料供給装置。
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