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JP3293269B2 - 圧力供給装置 - Google Patents

圧力供給装置

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JP3293269B2
JP3293269B2 JP25054593A JP25054593A JP3293269B2 JP 3293269 B2 JP3293269 B2 JP 3293269B2 JP 25054593 A JP25054593 A JP 25054593A JP 25054593 A JP25054593 A JP 25054593A JP 3293269 B2 JP3293269 B2 JP 3293269B2
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JP
Japan
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pressure
common rail
fuel
length
pressure supply
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樹志 中島
努 古橋
裕之 加納
一男 山本
宏史 井上
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Denso Corp
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Denso Corp
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    • 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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • 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
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/462—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
    • F02M69/465—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down of fuel rails
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/85938—Non-valved flow dividers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力を複数の圧力需要
機構にばらつきなく供給する、圧力供給装置に関するも
ので、例えば、内燃機関の燃料噴射用圧力供給装置に利
用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関の燃料噴射用圧力供給装
置として、特開平４−３３０３７３号公報がある。これ
は、コモンレール式燃料噴射装置に関するものである。
コモンレールの長手方向のほぼ中央部にオリフィスを有
する隔壁を設けて分割することにより、一方のコモンレ
ール内に生じた圧力変動を他方のコモンレールに伝播さ
せなくすることで、内燃機関の各気筒間で燃料噴射量の
ばらつきを防止するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のよう
に、１つのコモンレールを複数の燃料噴射弁が共有した
形態をとるものは、燃料ポンプからの燃料吐出による圧
力脈動が波動として燃料通路を伝播し、燃料噴射弁の噴
射量に影響を与える。また前記圧力脈動は、高圧燃料ポ
ンプの吐出時の水撃が加振源となり、燃料噴射弁、コモ
ンレール、燃料ポンプを含む経路中に共振周波数に基づ
く圧力振動を引き起こすことによって生じる。更にこの
ような圧力脈動は、コモンレール内の燃料通路の各気筒
間距離が異なると、各噴射弁への圧力脈動の伝播の仕方
が異なるため、各燃料噴射弁の噴射量のばらつきが発生
する。
【０００４】そこで本発明では、上記のような原因によ
って発生する圧力脈動を低減する内燃機関の燃料噴射用
圧力供給装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明が講じた手段は、複数の圧力需要機構と、前
記複数の圧力需要機構に供給する圧力を蓄える管形状の
コモンレールと、前記コモンレールに圧力を供給する圧
力供給源と、前記コモンレールの一端と前記複数の圧力
需要機構とを独立して連通し、前記コモンレールの径と
比べて極端に細い、複数の圧力分岐通路と、前記コモン
レールの他端と、前記圧力供給源とを連通し、前記コモ
ンレールの径と比べて極端に細い、圧力供給側通路とを
備え、前記圧力供給側通路の長さをＬｐ、前記コモンレ
ール内の圧力伝播経路長さをＬｃ、前記圧力分岐通路の
長さをＬｉとするとき、ほぼ次式、 ０．５Ｌｐ≦Ｌｃ≦１．５Ｌｐ ０＜Ｌｉ≦０．５Ｌｐ、あるいは１．５Ｌｐ≦Ｌｉ≦２．０Ｌｐ を満たすように設定し、前記圧力供給源を加振源として
前記圧力需要機構入口に発生する圧力変動を低減するよ
う構成された圧力供給装置という技術的手段である。
【０００６】
【作用】本発明において、圧力供給源から加圧される
と、加えられた圧力は圧力変動を伴いながら、圧力伝播
経路中を伝播していく。圧力供給側通路の長さをＬｐ、
コモンレール内の圧力伝播経路長さをＬｃ、圧力分岐通
路の長さをＬｉとするとき、ほぼ次式、 ０．５Ｌｐ≦Ｌｃ≦１．５Ｌｐ ０＜Ｌｉ≦０．５Ｌｐ、あるいは１．５Ｌｐ≦Ｌｉ≦２．０Ｌｐ を満たすように設定された経路を通り、複数の圧力需要
機構に辿り着くまでの過程で、前記圧力変動は低減され
る。
【０００７】
【発明の効果】従って本発明によれば、圧力伝播経路中
の圧力変動を低減できるため、複数の圧力需要機構に伝
播する圧力の各圧力需要機構間のばらつきを低減するこ
とができる。
【０００８】
【実施例】
（第一実施例）第一実施例の構成を、図１に基づいて説
明する。図１に示す蓄圧式燃料噴射装置は、複数の燃料
噴射弁３、３′、３″（以下、３′、３″省略）を有し
ている。この燃料噴射弁３は、噴射弁側配管５、５′、
５″（以下、５′、５″省略）によってコモンレール２
の一端にそれぞれ接続されている。コモンレール２の他
端にはポンプ側配管４の一端が接続され、更にポンプ側
配管４の他端は、燃料ポンプ１に接続される。なお、ポ
ンプ側配管４及び噴射弁側配管５の内径は、コモンレー
ル２の内径と比べ、極めて細いものとする。
【０００９】上記のような構成の燃料噴射装置におい
て、ポンプ側配管長さｐ，コモンレール内圧力伝播経路
長さＬｃ、噴射弁側配管長さＬｉとするとき、ポンプ側
配管長さＬｐを基準とすると、Ｌｃ，Ｌｉは、ほぼ、 ０．５Ｌｐ≦Ｌｃ≦１．５Ｌｐ ０＜Ｌｉ≦０．５Ｌｐ、あるいは１．５Ｌｐ≦Ｌｉ≦２．０Ｌｐ に設定できる。これについて、詳しくは後述する。
【００１０】ここでは具体例として図１に示すような、
Ｌｐ＝Ｌｃ＝Ｌｉ／２の配管長さの場合について説明す
る。なお、配管長さについては、図４に示すように燃料
ポンプに内蔵されたチェック弁から燃料経路径が拡大す
るコモンレール入口までの長さを、ポンプ側配管長さＬ
ｐに、燃料経路径が縮小するコモンレール出口から、図
５に示すように燃料噴射弁に内蔵されたシート部までの
長さを噴射弁側配管長さＬｉとする。
【００１１】燃料ポンプ１から燃料が吐出されると、発
生した水撃波により燃料経路の共振周波数に基づく圧力
脈動がポンプ側配管４内、コモンレール２内、噴射弁側
配管５内に、発生する。この圧力脈動幅｜Ｐ｜は図１の
ように分布する。これは、燃料噴射弁３入口（図１中Ｃ
点）を閉端とみなし（流速変動幅｜Ｕ｜＝０）、異径点
となるコモンレール２の入口（図１中Ａ点）と出口（図
１中Ｂ点）にて極をとると考えると容易に導出できる。
【００１２】第一実施例における配管長比の場合、Ａ点
にて流速｜Ｕ｜が極大となるため、燃料ポンプ１からの
伝播圧力脈動幅は断面積拡大による低減効果を受け、コ
モンレール２内に透過される。Ｂ点では、流速｜Ｕ｜が
極小となるため、燃料ポンプ１からの伝播圧力脈動幅は
断面積縮小による増大効果が抑えられ、噴射弁側配管５
に透過される。よって配管長比を前記のように設定する
ことで燃料ポンプ１にて発生し、燃料噴射弁３に伝播す
る圧力脈動を低減することができる。
【００１３】上記第一実施例からもわかるように、燃料
経路の共振周波数に基づく圧力脈動幅｜Ｐ｜は、配管長
比により左右される。そこで図２（ａ）に示すような燃
料ポンプ、ポンプ側配管、コモンレール、噴射弁側配
管、燃料噴射弁を直列に接続した簡易モデルを用いた配
管長さによる圧力脈動幅の低減効果ΔＰｉ／ΔＰｐ（Δ
Ｐｐ：燃料ポンプ吐出部圧力脈動幅、ΔＰｉ：噴射弁入
口部圧力脈動幅）を図２（ｂ）に示す。本結果よりほ
ぼ、 ０．５Ｌｐ≦Ｌｃ≦１．５Ｌｐ ０＜Ｌｉ≦０．５Ｌｐ、あるいは１．５Ｌｐ≦Ｌｉ≦２．０Ｌｐ にて、圧力脈動低減効果は大きくなっている。
【００１４】（第二実施例）上記第一実施例では、燃料
ポンプ１気筒、燃料噴射弁３本のときについて説明し
た。本第二実施例では、燃料ポンプ２気筒、燃料噴射弁
４本のときについて図３に基づき説明する。分割したコ
モンレール２１、２２の一端に、燃料ポンプ１の各気筒
を、燃料ポンプ側配管４１、４２によって各々連通す
る。これによって燃料ポンプ各気筒の吐出による圧力脈
動の干渉を抑えることができる。
【００１５】更にコモンレール２１、２２の他端には、
燃料噴射弁３１、３２、３３、３４が噴射弁側配管５
１、５２、５３、５４によって連通する。なお、コモン
レールの噴射弁側配管分岐部分は、圧力伝播経路長を同
一にするため、コモンレール内径の中心軸に対して放射
状に分岐する。そして各々の配管長比は、上記第一実施
例に示した通りとする。また圧力脈動の減衰効果を考慮
し、燃料噴射順序が隣り合わないグループでコモンレー
ルを共用するとともに、燃料噴射弁から燃料が噴射され
るのと同時期に、該燃料噴射弁と同経路の燃料ポンプ気
筒が燃料の吐出を行わないように構成される。
【００１６】更に燃料ポンプのいずれかの気筒が故障し
た際に、該故障気筒と連通するコモンレールに燃料供給
ができるように、配管６がコモンレール２１、２２を連
通する。なお配管６は、コモンレール間での圧力脈動の
透過を抑えるよう、コモンレール内径に対し、極端に細
い内径配管とする。以上のような実施例によって内燃機
関の燃料噴射装置に発生する圧力脈動をばらつきなく低
減することができる。つまり、燃料噴射量をより高い精
度で制御することができる。
【００１７】上記実施例では、内燃機関の燃料噴射装置
について説明したが、燃料についてだけでなく他の液体
の圧力波はもちろん、音波についても上記実施例と同様
に圧力脈動の低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第一実施例の構成と、圧力脈
動幅及び燃料の流速変動幅との関係を示す図。
【図２】燃料噴射経路の配管長比と、圧力脈動の低減効
果を示す図。
【図３】本発明を適用した第二実施例の構成図。
【図４】燃料ポンプの概略図。
【図５】燃料噴射弁の概略図。
【符号の説明】
１ 燃料ポンプ ２ コモンレール ３ 燃料噴射弁 ４ ポンプ側配管 ５ 噴射弁側配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 一男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 井上 宏史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−308355（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 55/02 310 F02M 55/02 350 F02M 59/44 F02M 47/02 F02M 47/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の圧力需要機構と、 前記複数の圧力需要機構に供給する圧力を蓄える管形状
    のコモンレールと、 前記コモンレールに圧力を供給する圧力供給源と、 前記コモンレールの一端と前記複数の圧力需要機構とを
    独立して連通し、前記コモンレールの径と比べて極端に
    細い、複数の圧力分岐通路と、 前記コモンレールの他端と、前記圧力供給源とを連通
    し、前記コモンレールの径と比べて極端に細い、圧力供
    給側通路とを備え、 前記圧力供給側通路の長さをＬｐ、前記コモンレール内
    の圧力伝播経路長さをＬｃ、前記圧力分岐通路の長さを
    Ｌｉとするとき、ほぼ次式、 ０．５Ｌｐ≦Ｌｃ≦１．５Ｌｐ ０＜Ｌｉ≦０．５Ｌｐ、あるいは１．５Ｌｐ≦Ｌｉ≦２．０Ｌｐ を満たすように設定し、前記圧力供給源を加振源として
    前記圧力需要機構入口に発生する圧力変動を低減するよ
    う構成された圧力供給装置。
JP25054593A 1993-10-06 1993-10-06 圧力供給装置 Expired - Lifetime JP3293269B2 (ja)

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JPH07103103A JPH07103103A (ja) 1995-04-18
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