JP2000265926A

JP2000265926A - 燃料供給ポンプ

Info

Publication number: JP2000265926A
Application number: JP11066486A
Authority: JP
Inventors: Hideya Kikuchi; 英弥菊地; Susumu Okuyama; 将奥山; Tatsuya Seshima; 辰哉瀬島
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプ室の圧力脈動を十分に低減することが
できる燃料供給ポンプを提供する。【解決手段】プランジャ２１の往復動によりポンプ室
３５で加圧した燃料をコモンレール１１に圧送するとと
もに、燃料の一部を戻し通路２０を介して低圧通路４５
に戻す高圧ポンプ２において、圧送時に戻し通路２０を
開放する電磁弁５１と、戻し通路２０に設けたオリフィ
ス２２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プランジャの往復
動により、燃料を圧送する燃料供給ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポンプ室内の圧力脈動を低減する
ために、特開昭６４−７３１６６号公報に開示されてい
るように、ポンプ室内の燃料の一部を低圧通路に戻す戻
し通路と、戻し通路を開閉する電磁弁とを備える技術が
公知である。この技術によれば、ポンプ室内の圧力に応
じて、電磁弁を開くことにより、ポンプ室内の燃料の一
部を戻し通路に流入させることで、ポンプ室内の圧力脈
動を低減している。

【０００３】また、特開平９−１００７５９号公報に
は、上述した従来技術の電磁弁の代りに、戻し通路を開
閉するリリーフ弁を設ける技術が公知である。この技術
によれば、ポンプ室内の圧力が所定圧になると、この圧
力でリリーフ弁が開いて、ポンプ室内の圧力脈動を低減
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、両公報に開示
されている技術では、電磁弁或いはリリーフ弁を開いた
ときに、ポンプ室内の燃料が急激に戻し通路に流れ込ん
でしまい、このとき、ポンプ室内の圧力が急激に低下す
るので、ポンプ室から吐出する吐出圧の圧力脈動が十分
に低減できないという課題があった。

【０００５】そこで、本発明は、吐出圧の圧力脈動を十
分に低減することができる燃料供給ポンプを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、プランジャの往復動によりポンプ室で加圧した燃料
を圧送するとともに、ポンプ室の燃料の一部を戻し通路
を介して低圧通路に戻す燃料ポンプにおいて、圧送時に
戻し通路を開放する電磁弁と、戻し通路に設けた絞り手
段と、を備えることを特徴とする。

【０００７】この請求項１に記載の発明では、燃料の加
圧時には、ポンプ室で加圧された燃料が圧送されるとと
もに、電磁弁が開いて、燃料の一部を戻し通路を介して
低圧通路に戻す。電磁弁が戻し通路を開放したとき、ポ
ンプ室内の高圧燃料は急激に戻し通路に流入するため、
ポンプ室の圧力が低下しようとするが、戻し通路に設け
られた絞り手段により、ポンプ室からの急激な流入が抑
制される。従って、ポンプ室内の圧力が急激に低下する
のを防止し、これにより吐出圧の圧力脈動を十分に低減
することができる。更に、電磁弁が開いたとき、絞り手
段により低圧通路の圧力が急激に上がるのを防止して、
低圧通路の圧力脈動をも低減することができ、これによ
って、吸入燃料の圧力脈動を低減できるので、吐出圧の
圧力脈動も更に低減する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記絞り手段は、オリフィスであるこ
とを特徴とする。

【０００９】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、絞り
手段はオリフィスを形成するだけであるから、構成が簡
単である。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、前記戻し通路は、アキュムレー
タを介して低圧通路に連通されていることを特徴とす
る。

【００１１】この請求項３に記載の発明では、請求項１
又は２に記載の発明と同様な作用効果を奏するととも
に、絞り手段によりポンプ室からの急激な流入が抑制さ
れているので、アキュムレータにおけるダイヤフラムの
振幅（圧力脈動）を低減することができ、アキュムレー
タの耐久性が向上する。また、ダイヤフラムの振幅を低
減できるので、アキュムレータの容量を小さくでき、ア
キュムレータを小型にすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面の図１乃至図４
を参照して、第１実施の形態を詳細に説明する。図１
は、本発明に係る高圧ポンプ（燃料供給ポンプ）２を搭
載した燃料噴射装置１の回路図である。この燃料噴射装
置１は、ガソリンエンジンの燃料室（気筒）にガソリン
を直接噴射するもので、いわゆる直接噴射式ガソリンエ
ンジンに用いられるものである。燃料噴射装置１は、概
して、燃料タンク３と、燃料タンク３の燃料を汲み上げ
る低圧ポンプ５、低圧ポンプ５から燃料が供給される高
圧ポンプ２、高圧ポンプ２から圧送された燃料を蓄圧す
る蓄圧器としてのコモンレール１１とを接続して構成さ
れている。

【００１３】低圧ポンプ５は、燃料タンク３内の燃料
（ガソリン）を高圧ポンプ２に圧送するものであり、モ
ータ６により駆動されている。この高圧ポンプ５には、
リリーフ弁７が設けられており、燃料の供給圧力が所定
の圧力より高まると、弁を開いて圧送する燃料の一部を
燃料タンク３に戻している。

【００１４】コモンレール１１には、複数のインジェク
タ（噴射弁）１３が接続されており、コモンレール１１
で高圧に蓄積された燃料を各インジェクタ１３からそれ
ぞれエンジンの気筒内に噴射するようになっている。コ
モンレール１１の余剰燃料は、リリーフ弁１２を介して
燃料タンク３に戻される。

【００１５】高圧ポンプ２は、低圧ポンプ５から供給さ
れた燃料を高圧に加圧するものであり、エンジンによっ
て駆動され、燃料を高圧に加圧してコモンレール１１に
圧送する。高圧ポンプ２のポンプ部９及びコモンレール
１１の間には、吐出弁（チェック弁）１６が設けられて
おり、コモンレール１１からポンプ部９への逆流が防止
されている。

【００１６】ポンプ部９の燃料入口側（吸入側）には、
アキュムレータ１９が設けられており、ポンプ部９の燃
料入口側で低圧燃料の圧力脈動を低減する構成になって
いる。アキュムレータ１９及びポンプ部９の間には、吸
入弁１７が設けられており、ポンプ部９からアキュムレ
ータ１９への逆流が防止されている。

【００１７】また、ポンプ部９とアキュムレータ１９と
の間には、戻し通路２０が形成されており、ポンプ部９
からコモンレール１１に燃料が圧送されているときに、
燃料の一部をアキュムレータ１９に戻すようになってい
る。この戻し通路２０には、電磁弁５１が設けられてお
り、戻し通路２０は、電磁弁５１により開閉させられて
いる。

【００１８】図２は、高圧ポンプ２の断面図である。こ
の高圧ポンプ２は、単筒式プランジャポンプであり、ポ
ンプ部９は、プランジャー２１を収納したポンプハウジ
ング２３と、このプランジャ２１を駆動するカム２５を
収納した下本体部２７とを備えている。カム２５は、図
示しないエンジンによって駆動され、エンジンの駆動に
よりカム２５が回転し、プランジャ２１の下端に設けら
れたカム当接シュー２９に周接してプランジャ２１を往
復動（上下動）する構成になっている。

【００１９】プランジャ２１の下端部に設けられた第１
固定部材３７には、スプリング４１の下端部が当接され
ており、スプリング４１の上端部は、バレル５０の下方
に設けられた第２固定部材３９に当接されている。この
スプリング４１は、プランジャ２１を常時下方に付勢し
ている。そして、プランジャ２１の上端部と吸入弁１７
との間に燃料を加圧するポンプ室３５を形成している。

【００２０】ポンプハウジング２３には、低圧ポンプ５
からの低圧燃料が供給される吸入ポート（図示せず）
と、プランジャ２１の上昇により加圧された燃料を吐出
する吐出ポート３１とが設けられている。

【００２１】吸入ポートは、ポンプハウジング２３に設
けたアキュムレータ１９の受圧室３３に連通されてお
り、アキュムレータ１９の受圧室３３は、更に、低圧通
路４５、吸入弁１７を介してポンプ室３５に連通されて
いる。吸入弁１７は、プランジャ２１の下降によって生
じる低圧通路４５とポンプ室３５との圧力差により、ス
プリング４９の付勢力に抗して、弁体１７が開放するよ
うになっている。また、吐出ポート３１は、コモンレー
ル１１に接続されている。

【００２２】一方、ポンプハウジング２３には、コモン
レール１１に燃料を圧送しているときに、ポンプ室３５
の燃料の圧力脈動を低減するために、ポンプ室３５の燃
料の一部をアキュムレータ１９を介して低圧通路４５に
戻す戻し通路２０が形成されている。戻し通路２０は、
概して、ポンプ室側連通路２０ａと、アキュムレータ側
連通路２０ｆとを有しており、これら通路は電磁弁５１
を介して連通されている。

【００２３】ポンプ室側連通路２０ａは、ポンプ室３５
と直接連通し、アキュムレータ側連通路２０ｆは、ポン
プ室側連通路２０ａからの高圧燃料をアキュムレータ１
９に案内している。このアキュムレータ側連通路２０ｆ
には、オリフィス（絞り手段）２２が形成されている。
オリフィス２２を形成することにより、ポンプ室３５か
らの高圧燃料の急激な流入を抑制しているので、ポンプ
室３５内の圧力脈動を十分に低減できる。

【００２４】電磁弁５１は、ポンプ室側連通路２０ａと
アキュムレータ側連通路２０ｆとの間を開閉しており、
電磁弁５１は、結果的に戻し通路２０を開閉している。
電磁弁５１は、ニードル弁５３と、ニードル弁５３を収
納する弁筒５５と、弁孔５２に形成された弁座５４と、
シュー５７を介してニードル弁５３を着座方向（ポンプ
室側連通路２０ａを閉じる方向）に付勢するスプリング
５９とを有している。なお、シュー５７には、第１中間
通路２０ｂからの燃料を第２中間通路２０ｃに案内する
案内路５７ａが形成されている。

【００２５】電磁弁５１は、励磁コイル６１の通電によ
り、戻し通路２０を閉じており、通電がＯＮになると、
ニードル弁５３は弁座５４に向けて移動し、ニードル弁
５３が弁座５４に着座して戻し通路２０を閉じる。通電
がＯＦＦになると、ポンプ室３５内の高圧燃料の圧力に
より、ニードル弁５３は、スプリング５９の付勢力に抗
して弁座５４から離れ、弁孔５２を開き戻し通路２０を
開く。

【００２６】次に、上述した構成に基づき、第１実施の
形態の作用を説明する。燃料噴射装置１の運転時には、
燃料タンク３の燃料は、低圧ポンプ５から高圧ポンプ２
に供給される。高圧ポンプ２では、アキュムレータ１
９、低圧通路４５、吸入弁１７を介してポンプ室３５に
燃料が供給される。プランジャ２１の上昇によりポンプ
室３５で加圧された燃料は、吐出弁１６を通ってコモン
レール１１に供給され、コモンレール１１の各インジェ
クタ１３から燃料を噴射する。

【００２７】一方、プランジャ２１の上昇時には、通電
がＯＦＦになった電磁弁５１が、戻し通路２０を開い
て、ポンプ室３５の高圧燃料の一部が戻し通路２０に流
入する。戻し通路２０に流入した燃料は、ポンプ室側連
通路２０ａ、第１中間通路２０ｂ、案内路５７ａ、第２
中間通路２０ｃ、孔２０ｄ、第三中間通路２０ｅ、アキ
ュムレータ側連通路２０ｆを通り、アキュムレータ１９
の受圧室３３を介して低圧通路４５に戻される。低圧通
路４５に戻された燃料は、低圧ポンプ３からの低圧燃料
と合流して、ポンプ室３５に供給される。

【００２８】ここで、図３及び図４を参照しながら、プ
ランジャ２１の上下動及び電磁弁５１の開閉動作に伴う
ポンプ室３５、コモンレール１１、及びアキュムレータ
１９の圧力変動について説明する。なお、図３は、本発
明にかかる燃料噴射装置１を用いた場合における各部位
の圧力の変動を示すグラフであり、図４は、オリフィス
２２が形成されていない従来の燃料噴射装置を用いた場
合における各部位の圧力の変動を示すグラフである。ま
た、図３及び図４の（ａ）乃至（ｅ）の各グラフは、横
軸に時間Ｔをとったものであり、（ａ）の縦軸はプラン
ジャ変位をとり、（ｂ）の縦軸は電磁弁の通電をとり、
（ｃ）乃至（ｄ）の縦軸は、圧力をとったものである。

【００２９】図３を参照して本実施の形態にかかる燃料
噴射装置１を用いた場合の各部位の圧力の変動を説明す
る。燃料吐出行程において、（ａ）のプランジャ変位の
グラフで示すようにプランジャ２１が上昇していくと、
（ｃ）のポンプ室圧のグラフで示すようにポンプ室３５
内の圧力が高まり、所定圧まで高まったところで吐出弁
１６が開いて、ポンプ室３５内の燃料は、コモンレール
１１に向けて吐出（圧送）される。ポンプ室３５から燃
料が吐出されたコモンレール１１は、（ｄ）のコモンレ
ール側圧力のグラフで示すように、その圧力が徐々に高
まり、インジェクタ１３を介して燃料を噴射する。

【００３０】一方、プランジャ２１が上昇しているとき
に（圧送時に）、電磁弁５１への通電をＯＦＦにして戻
し通路２０を開くと、ポンプ室３５内で加圧された高圧
燃料は、急激に戻し通路２０に流入するため、ポンプ室
３５の圧力が急激に低下しようとするが、戻し通路２０
に形成されたオリフィス２２により、ポンプ室３５から
の急激な流入が抑制される。従って、ポンプ室３５内の
圧力（ポンプ室圧）は、図３の（ｃ）を見ても明らかな
ように、急激に低下せず、緩やかに低下する。

【００３１】即ち、図４の（ｃ）のグラフで示すよう
に、従来においては、電磁弁５１への通電をＯＦＦにす
ると、ポンプ室の高圧燃料は、急激に戻し通路に流入す
るので、ポンプ室圧が急激に低下してしまい、これに伴
って（ｄ）のコモンレール側圧力のグラフで示すように
コモンレール側圧力が急激に変動し、脈動の原因となっ
ていた。このように、オリフィス２２を形成するだけの
簡単な構成で、吐出圧（コモンレール側圧力）の圧力脈
動を十分に低減することができる。しかも、低圧通路４
５の圧力が急激に上がるのを防止し、低圧通路４５での
圧力脈動をも低減することができ、これによって、吸入
燃料の圧力脈動を低減できるので、吐出圧の圧力脈動も
更に低減する。

【００３２】また、ポンプ室３５内の圧力が急激に低下
しないので、ポンプ室３５からの燃料の吐出期間Ｔ２
は、図４の（ｃ）に示す従来の装置における吐出期間Ｔ
１に比べて長くなる（Ｔ２＞Ｔ１）。この吐出期間の延
長に伴って、図３の（ｄ）に示すように、コモンレール
側圧力も急激に低下せず、緩やかに低下していく。即
ち、本実施の形態のコモンレール１１側の圧力振幅ΔＰ
２は、図４の（ｄ）に示す従来の装置における圧力振幅
ΔＰ１に比べて小さくなる（ΔＰ２＜ΔＰ１）。

【００３３】これに対し、従来においては、図４の
（ｃ）、（ｄ）のグラフで示すように、ポンプ室の圧力
が急激に低下すると、これに伴いコモンレール側圧力も
急激に低下する。このように、本実施の形態において
は、ポンプ室３５の圧力脈動を十分に低減できているの
で、コモンレール１１の噴射による急激な圧力の低下を
防止することができ、コモンレール１１の圧力脈動を低
減することができる。

【００３４】一方、アキュムレータ１９側圧力（アキュ
ムレータ１９の受圧室３３の圧力）においては、オリフ
ィス２２により、ポンプ室３５からの高圧燃料の急激な
流入が抑制されているので、アキュムレータ１９の受圧
室３３の圧力振幅（ダイヤフラム１８の振幅）ＰＷ２
は、図４の（ｅ）のグラフで示す従来の装置におけるア
キュムレータの圧力振幅に比べて小さくなる（ＰＷ２＜
ＰＷ１）。

【００３５】このように、アキュムレータ１９の圧力振
幅（圧力脈動）を低減することができ、アキュムレータ
１９の耐久性が向上する。また、圧力振幅を低減するこ
とができるので、アキュムレータ１９の容量を低減で
き、アキュムレータ１９を小型にすることができる。な
お、上述した効果は、本実施の形態のように、単筒式プ
ランジャによる燃料噴射装置１の場合、特にその効果が
大きい。

【００３６】次に、図５を参照して、第２実施の形態を
説明するが、上述の部分と同様な作用効果を奏する部分
には、同一の符号を付しその説明は省略する。図５は、
第２実施の形態に係る高圧ポンプ２を搭載した燃料噴射
装置１を示す回路図である。第２実施の形態では、低圧
側連通路２０ｆに、上述のオリフィス２２に代えてリリ
ーフ弁（絞り手段）６３を設けたことのみが、第１実施
の形態と相違する。このように、絞り手段としてリリー
フ弁６３を設けても、第１実施の形態と同様な作用効果
を奏する。

【００３７】本発明は、上述の実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。

【００３８】例えば、本実施の形態においては、オリフ
ィス２２或いはリリーフ弁６３を、戻し通路２０の低圧
側連通路２０ｆに設けたが、これに限定されず、ポンプ
室側連通路２０ａに設けたり、低圧連通路２０ｆ及び高
圧連通路２０ａの両方に設けても良く、戻し通路２０に
絞り手段が設けられていれば良い。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、戻し通路に
設けられた絞り手段により、ポンプ室からの急激な流入
が抑制され、これにより吐出圧の圧力脈動を十分に低減
することができる。更に、低圧通路の圧力が急激に上が
るのを防止して、低圧通路の圧力脈動をも低減すること
ができ、これによって、吸入燃料の圧力脈動を低減でき
るので、吐出圧の圧力脈動も更に低減する。

【００４０】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様な効果を奏するとともに、絞り手段はオ
リフィスを形成するだけであるから、構成が簡単であ
る。

【００４１】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、絞り手
段によりポンプ室からの急激な流入が抑制されているの
で、アキュムレータにおけるダイヤフラムの振幅（圧力
脈動）を低減することができ、アキュムレータの耐久性
が向上する。また、圧力脈動を低減できるので、アキュ
ムレータの容量を小さくでき、アキュムレータを小型に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる高圧ポンプを搭載した燃料噴射
装置の回路図である。

【図２】高圧ポンプを示す断面図である。

【図３】本発明にかかる燃料噴射装置１を用いた場合に
おける各部位の圧力の変動を示すグラフである。

【図４】従来にかかる燃料噴射装置を用いた場合におけ
る各部位の圧力の変動を示すグラフである。

【図５】第２実施の形態にかかる高圧ポンプを搭載した
燃料噴射装置の回路図である。

【符号の説明】

２高圧ポンプ（燃料供給ポンプ）１９アキュムレータ２０戻し通路２１プランジャ２２オリフィス（絞り手段）３５ポンプ室４５低圧通路５１電磁弁６３リリーフ弁（絞り手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者瀬島辰哉埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA12 BA67 CA01S CA04T CA04U CA09 CA18 CA20U CA38 CB16 CC01 CD03 CE02 CE22 3H075 AA03 BB03 BB13 CC03 CC18 CC34 DA06 DA09 DA13 DA16 DB04 DB24 EE04 EE16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プランジャの往復動によりポンプ室で加
圧した燃料を圧送するとともに、ポンプ室の燃料の一部
を戻し通路を介して低圧通路に戻す燃料供給ポンプにお
いて、圧送時に戻し通路を開放する電磁弁と、戻し通路に設け
た絞り手段と、を備えることを特徴とする燃料供給ポン
プ。
【請求項２】前記絞り手段は、オリフィスであること
を特徴とする請求項１に記載の燃料供給ポンプ。
【請求項３】前記戻し通路は、アキュムレータを介し
て低圧通路に連通されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載の燃料供給ポンプ。