JP2000297726A - 燃料供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧燃料ポンプの高回転域で余剰燃料をリタ
ーン可能とし、吐出燃料等の圧力脈動を低減させ、かつ
燃料の吸入効率を向上させることを課題とする。 【解決手段】 フィードポンプ28から吐出される燃料が
高圧燃料ポンプ10のプランジャ室12に送られ、プランジ
ャ室12で加圧された燃料が吐出側連通路31を通してデリ
バリパイプ32に供給され、燃料の一部がスピル弁25を通
して排出される。プランジャ室12が、吸入側チェック弁
16を介してフィードポンプ28に連通されるとともに吐出
側チェック弁17を介して吐出用連通路31に連通され、吐
出側チェック弁17の下流にダンパ室51が配設され、ダン
パ室で圧力脈動を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の直噴型内
燃機関へ高圧燃料を供給するための燃料供給システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、自動車の直噴型内燃機関へ高圧
燃料を供給するための従来の燃料供給システム（特開平
２−１４６２５６号公報，特開平４−３５３２６２号公
報参照）を示し、図５は従来のシステムに用いられる高
圧燃料ポンプ10を示す。カム駆動式の高圧燃料ポンプ10
のポンプボディ11の中央部にはプランジャ室12が形成さ
れ、プランジャ室12の先端側（図では下側）にはシリン
ダ孔13が連設されている。プランジャ室12の基端側（図
では上側）には連通路を介してスピル弁室14が形成さ
れ、プランジャ室12の一側方には連通路52を介して吐出
側チェック弁17が形成され、吐出側チェック弁17の下流
には吐出側連通路31が形成されている。

【０００３】ポンプボディ11にはスピル弁室14と基端と
を連通させるステム挿通孔70が形成され、スピル弁室14
はステム挿通孔70、余剰燃料吐出及び低圧燃料吸入のた
めの共用通路80、共用配管81を介して低圧プレッシャレ
ギュレータ29の流出口（二次側口）に連通されている。
低圧プレッシャレギュレータ29の流入口（一次側口）は
フィードポンプ28の吐出口に連通され、低圧プレッシャ
レギュレータ29の排出口は排出配管82を介して燃料タン
ク20に連通されている。シリンダ孔13にはプランジャ22
が摺動自在に嵌合され、プランジャ22はスプリング72に
よりプランジャ室12から遠ざかる方向に付勢され、プラ
ンジャ22の外端の係合部73がカム23に係合している。カ
ム室24内にカム軸27が配置され、カム軸27は不図示の内
燃機関の出力軸に連結され、カム軸27にカム23が固定さ
れている。ポンプボディ11の基端にスピル弁25の電磁部
26が連結され、ステム挿通孔70はスピル弁室14と電磁部
26とを連通している。

【０００４】スピル弁室14内に配置されたスピル弁25の
弁体74は、ステム挿通孔70内のステム75を介して電磁部
26のアーマチュア76に連結され、スピル弁室14のステム
挿通孔70の近傍に弁座84が形成されている。電磁部26に
はソレノイド77が配設され、スピル弁用スプリング78に
よってステム75がスピル弁25の開弁方向に付勢されてお
り、ソレノイド77への通電によりスピル弁25が閉弁す
る。高圧燃料ポンプ10の吐出側チェック弁17は吐出側連
通路31及び吐出側配管83を介してデリバリパイプ32に連
通され、デリバリパイプ32には複数のインジェクタ33が
連結されている。デリバリパイプ32にはリリーフバルブ
35が接続され、リリーフバルブ35の排出側は排出配管36
を介して燃料タンク20に連通されている。

【０００５】内燃機関の２回転につきカム軸27は１回転
し、カム軸27の１回転でプランジャ22は２往復する。プ
ランジャ22の後退動（下降）によりフィードポンプ28か
らの低圧燃料が低圧プレッシャレギュレータ29、共用配
管81、共用通路80、ステム挿通孔70及び開弁状態のスピ
ル弁25を通ってプランジャ室12に吸い込まれる。プラン
ジャ22の前進動（上昇）中でスピル弁25が閉弁している
期間に、プランジャ室12が加圧され、加圧された燃料が
吐出側チェック弁17、吐出側連通路31及び吐出側配管83
を通ってデリバリパイプ32に供給される。プランジャ22
の前進動中でスピル弁25が開弁しているときは、プラン
ジャ室12の余剰燃料はスピル弁25、共用通路80、共用配
管81を通って低圧プレッシャレギュレータ29に戻され、
排出配管82を通って燃料タンク20に排出されリターンさ
れる。このように、スピル弁25の制御により、デリバリ
パイプ32への吐出量を変えることができる。

【０００６】図６は従来の高圧燃料ポンプ10の駆動状態
を示す。デリバリパイプ32への吐出量を変えるため、プ
ランジャ22の吐出工程（前進動中）の制御された期間だ
けスピル弁25が閉弁されて燃料が吐出され、残りの期間
にはスピル弁25が開弁され余剰燃料がリターンされる。
そのため、電磁スピル弁25の開弁応答性能，閉弁応答性
能によって余剰燃料のリターンできる回転数の上限が決
まっていた。つまり、図６に示すように、スピル弁25の
開弁及び閉弁には応答遅れがあるので、高圧燃料ポンプ
10の高回転域で余剰燃料をリターンすることは困難であ
った。

【０００７】高圧燃料ポンプ10は容積形ポンプであるの
で、その機構に起因して、吐出側チェック弁17の下流の
吐出流量に脈動が発生し、吐出圧力（及び吸込圧力）も
脈動する。この圧力脈動は燃料供給システムを構成する
機器の振動，騒音の原因となる。また、従来の高圧燃料
ポンプ10では、図６から分かるように、実際に吸入され
る工程がプランジャ22の工程よりも少なくなるので、燃
料の吸入効率が低下する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、燃料供給シ
ステムにおいて、高圧燃料ポンプの高回転域で余剰燃料
をリターン可能とし、吐出燃料又は吸入燃料の圧力脈動
を低減させ、かつ燃料の吸入効率を向上させることを課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、フィードポン
プから吐出される燃料が高圧燃料ポンプのプランジャ室
に送られ、プランジャ室で加圧された燃料が吐出側連通
路及び吐出側配管を通してデリバリパイプに供給される
とともに燃料の一部がスピル弁を通して排出される燃料
供給システムにおいて、前記プランジャ室が、吸入側チ
ェック弁を介してフィードポンプに連通されるとともに
吐出側チェック弁を介して前記吐出用連通路に連通さ
れ、吐出側チェック弁の下流にダンパ室が配設され、ダ
ンパ室で圧力脈動を低減させるようにしたことを第１構
成とする。本発明は、第１構成において前記プランジャ
室が、スピル弁及びリターン側チェック弁を介して燃料
タンクに連通されることを第２構成とする。本発明は、
第１又は第２構成において、前記吸入側チェック弁の下
流、リターン側チェック弁の下流の少なくとも一つにダ
ンパ室を配設したことを第３構成とする。本発明は、第
１構成ないし第３構成のいずれか一つにおいて、前記ダ
ンパ室にはダイヤフラムによって燃料域と気体域とが区
分され、気体域には給気栓を通して気体が充填されたこ
とを第４構成とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の燃料供給システ
ムの実施の形態を示し、図２は本発明の燃料供給システ
ムの実施の形態に用いられる高圧燃料ポンプ10を示す。
実施の形態の説明において、従来技術と同じ部分には図
４，図５と同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００１１】プランジャ室12の一側方の吐出側チェック
弁17と吐出側連通路31との間に吐出側のダンパ室51が形
成され、吐出側チェック弁17と吐出側のダンパ室51とは
後述のとおり複合されている。プランジャ室12の他側方
には連通路を介して吸入側チェック弁16及び吸入側連通
路30が連設されているが、吸入側チェック弁16の下流に
吸入側のダンパ室を形成することができる。従来例の共
用通路80のあった部分に、ステム挿通孔70から連通路を
介してリターン側チェック弁18及びリターン側連通路19
が連設され、リターン側チェック弁18の下流にリターン
側のダンパ室を形成することができる。吸入側連通路30
は吸込用配管79を通して低圧プレッシャレギュレータ29
の流出口（二次側口）に連通され、リターン側連通路19
はリターン用配管71を通して燃料タンク20に連通されて
いる。

【００１２】図２(a),(b) に示されているように、連通
路52が吐出側のダンパ室51に開口する開口端には吐出側
チェック弁17の弁座55が形成され、弁座55には球状弁体
56が当接され、スプリング57が球状弁体56と吐出側のダ
ンパ室51の外方壁58との間に装着されている。吐出側の
ダンパ室51の先端側（図では下側）には段部60を介して
幅狭（図２(b) では縦幅の短い）の環状部61と開口部に
至る雌ねじ部62が形成されている。段部60には金属製又
は合成樹脂製で椀状のダイヤフラム64の外周支持部が当
接され、その先端側（下側）にＯリング65が当接され、
蓋部材66の雄ねじ部が雌ねじ部62に螺合され、蓋部材66
の内端の傾斜部54によりＯリング65が押圧されている。

【００１３】Ｏリング65がダイヤフラム64の外周支持部
の先端側（下側）と環状部61に押しつけられ、Ｏリング
65によりダイヤフラム64と環状部61との間が密封されて
いる。ダンパ室51がダイヤフラム64によって気体域（ダ
イヤフラム64と蓋部材66との間）68と燃料域69とに区分
されている。蓋部材66の中央部に給気栓67が配設され、
給気栓67から気体域68に気体（例えば空気）が充填さ
れ、気体域68には気体が充満している。高圧燃料ポンプ
10のプランジャ室12から吐出側チェック弁17を通って吐
出側のダンパ室51に吐出された流量燃料は吐出側連通路
31、吐出側配管83を通ってデリバリパイプ32に供給さ
れ、流量燃料の圧力脈動は吐出側のダンパ室51の気体室
68の弾性によって吸収され、圧力脈動が低減される。吸
入側チェック弁16の下流に吸入側のダンパ室を形成し、
リターン側チェック弁18の下流にリターン側のダンパ室
を形成した場合には、吐出側のダンパ室51と同様に、そ
れぞれの圧力脈動が低減される。

【００１４】プランジャ22の後退動（下降）によりフィ
ードポンプ28からの低圧燃料が低圧プレッシャレギュレ
ータ29、吸込用配管79、吸込側連通路30及び吸入側チェ
ック弁16を通ってプランジャ室12に吸い込まれる。プラ
ンジャ22の前進動（上昇）中でスピル弁25が閉弁してい
る期間に、プランジャ室12が加圧され、加圧された燃料
が吐出側チェック弁17、吐出側のダンパ室51、吐出側連
通路31及び吐出側配管83を通ってデリバリパイプ32に供
給される。プランジャ22の前進動中でスピル弁25が開弁
しているときは、プランジャ室12の余剰燃料はスピル弁
25、ステム挿通孔70、リターン側チェック弁18、リター
ン側連通路19及びリターン用配管71を通って燃料タンク
20に排出されリターンされる。このように、スピル弁25
の制御により、デリバリパイプ32への吐出量を変えるこ
とができる。

【００１５】図３は本発明の高圧燃料ポンプ10の駆動状
態を示す。スピル弁25には従来例と同様に開弁応答遅れ
及び閉弁応答遅れが存在するが、プランジャ22の吸込工
程と吸入側チェック弁16の開弁時期とが同じであるの
で、プランジャ22の吸込工程の全期間に燃料が吸入さ
れ、従来例のごとき吸入量の減少は生じない。また、従
来例では共用通路80によって燃料の吸入と余剰燃料のリ
ターンが行われていたが、本発明では流入する燃料の通
路とスピル弁25からリターンする燃料の通路を、吸入側
チェック弁16・吸入側連通路30等とリターン側チェック
弁18・リターン側連通路19等に独立させたので、スピル
弁25の開弁及び閉弁に応答遅れが存在しても、高回転域
での余剰燃料のリターンが可能となった。

【００１６】

【発明の効果】本発明の第１項記載のものは、吸入側チ
ェック弁を介してフィードポンプに連通されるとともに
吐出側チェック弁を介して前記吐出用連通路に連通され
（流入通路とリターン通路がそれぞれ独立したものとさ
れ）、余剰燃料がスピル弁を通して排出されるようにな
ったので、高圧燃料ポンプの高回転域で余剰燃料がリタ
ーン可能となった。また、吐出側チェック弁の下流にダ
ンパ室が配設されたので、ダンパ室で吐出燃料の圧力脈
動が低減される。そして、吸入側チェック弁と吐出側チ
ェック弁によりプランジャの吸入工程の全工程で燃料が
吸入されるので、従来例よりも燃料の吸入効率が向上し
た。本発明の第３項のものは、吸入側チェック弁の下
流、リターン側チェック弁の下流の少なくとも一つにダ
ンパ室を配設したので、それらのダンパ室で圧力脈動の
低減が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料供給システムの実施の形態の説明
図である。

【図２】図２(a) は本発明のシステムの実施の形態に使
用する高圧燃料ポンプの部分断面図であり、図２(b) は
図２(a) の要部の拡大図である。

【図３】本発明の駆動状態を示す図である。

【図４】従来の燃料供給システムの説明図である。

【図５】従来例のシステムに使用する高圧燃料ポンプの
部分断面図である。

【図６】従来例の駆動状態を示す図である。

【符号の説明】

10：高圧燃料ポンプ 12：プランジャ室 16：吸入側チェック弁 17：吐出側チェック弁 18：リターン側チェック弁 20：燃料タンク 25：スピル弁 28：フィードポンプ 31：吐出側連通路 32：デリバリパイプ 51：ダンパ室 64：ダイヤフラム 67：給気栓 68：気体域 69：燃料域 83：吐出側配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 立往 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 堀田 明寿 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 AD12 BA00 BA12 BA19 CA01S CA04T CA08 CA09 CA20U CA22T CB01 CB12 CB16 CB18 CD02 CE02 CE13 CE22 CE35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィードポンプから吐出される燃料が高
   圧燃料ポンプのプランジャ室に送られ、プランジャ室で
   加圧された燃料が吐出側連通路及び吐出側配管を通して
   デリバリパイプに供給されるとともに燃料の一部がスピ
   ル弁を通して排出される燃料供給システムにおいて、前
   記プランジャ室が、吸入側チェック弁を介してフィード
   ポンプに連通されるとともに吐出側チェック弁を介して
   前記吐出用連通路に連通され、吐出側チェック弁の下流
   にダンパ室が配設され、ダンパ室で圧力脈動を低減させ
   るようにしたことを特徴とする燃料供給システム。
2. 【請求項２】 前記プランジャ室が、スピル弁及びリタ
   ーン側チェック弁を介して燃料タンクに連通される請求
   項１記載の燃料供給システム。
3. 【請求項３】 前記吸入側チェック弁の下流、リターン
   側チェック弁の下流の少なくとも一つにダンパ室を配設
   した請求項１又は２の燃料供給システム。
4. 【請求項４】 前記ダンパ室にはダイヤフラムによって
   燃料域と気体域とが区分され、気体域には給気栓を通し
   て気体が充填された請求項１ないし３のいずれか一つに
   記載された燃料供給システム。