JP2002004975A - 高圧燃料供給装置 - Google Patents

高圧燃料供給装置

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JP2002004975A JP2000191083A JP2000191083A JP2002004975A JP 2002004975 A JP2002004975 A JP 2002004975A JP 2000191083 A JP2000191083 A JP 2000191083A JP 2000191083 A JP2000191083 A JP 2000191083A JP 2002004975 A JP2002004975 A JP 2002004975A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄圧室本体と燃料との間に熱膨張係数差が存
在しても、昇圧機構によって機関始動時における蓄圧室
内の昇圧を確実に実現可能とすることである。 【解決手段】 燃料噴射弁１へ高圧燃料を供給するため
の蓄圧室２と、蓄圧室へ高圧燃料を圧送するための高圧
ポンプ７と、機関始動時からほぼ定格吐出圧力での燃料
吐出が可能な低圧ポンプ４と、機関始動時に蓄圧室内の
燃料圧力を昇圧するための昇圧機構１０と、機関停止中
において蓄圧室内の燃料蒸気の発生を防止するために燃
料タンク３から蓄圧室への燃料流れのみを許容する燃料
経路１４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関燃料噴射
用の高圧燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の気筒内へ直接的に燃料を噴射
するには、各燃料噴射弁へ高圧燃料を供給することが必
要であり、そのための高圧燃料供給装置が公知である。
【０００３】一般的に、高圧燃料供給装置は、各燃料噴
射弁へ通じる蓄圧室と、蓄圧室へ高圧燃料を圧送するた
めの高圧ポンプと、高圧ポンプの燃料吸入を確実にする
ために高圧ポンプの吸入側と接続された低圧ポンプとを
有している。一般的に、低圧ポンプは電気駆動式であ
り、機関始動時から定格吐出圧力での燃料圧送が可能で
あるが、高圧ポンプは機関駆動式であり、機関始動時に
は十分に駆動されずに良好に燃料を圧送することができ
ない。
【０００４】こうして、機関始動時には、蓄圧室内を低
圧ポンプの定格吐出圧力（例えば、０．３ＭＰａ）に昇
圧して、燃料噴射を開始することも種々提案されている
が、この圧力は、通常時における蓄圧室内の目標高燃料
圧力（例えば、１２ＭＰａ）に比較して、非常に低い圧
力であり、良好な燃料噴射を実現することは難しい。
【０００５】この問題を解決するために、特開平５−３
２１７８７号公報には、互いに軸線方向に連結された大
径ピストン及び小径ピストンを有する増圧ポンプを使用
し、機関始動時には、大径ピストンに低圧ポンプの吐出
圧を作用させ、大径ピストン及び小径ピストンを軸線方
向に移動させることにより、小径ピストンによって小径
シリンダ内の燃料を大径ピストンと小径ピストンとの受
圧面積比によって増圧し、この燃料を小径シリンダに連
通する蓄圧室内へ圧送することにより、蓄圧室内を低圧
ポンプの定格吐出圧力より高く昇圧することが提案され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、機関運転中
において、蓄圧室内の燃料温度は、燃料タンクから次々
に新たな燃料が蓄圧室内へ供給されるために、蓄圧室本
体の温度に比較して低くなる。しかしながら、機関停止
後には、このような新たな燃料供給は無くなり、蓄圧室
内の燃料は蓄圧室本体とほぼ等しい温度となる。こうし
て、機関停止直後では、蓄圧室内の燃料は、蓄圧室本体
から受熱して温度上昇し、熱膨張する。蓄圧室には、一
般的に、蓄圧室内の燃料圧力が何らかの要因によって異
常に上昇することを防止するために、安全弁が設けられ
ている。それにより、機関停止直後のおける燃料の熱膨
張によって、この安全弁が作動し、蓄圧室内の燃料圧力
は所定値に維持される。
【０００７】その後において、蓄圧室本体及び燃料は外
気温まで徐々に温度低下するが、一般的に金属から形成
された蓄圧室本体に比較して、燃料は大きな熱膨張係数
を有しているために、温度低下に伴って、燃料は蓄圧室
本体に比較して大きく熱収縮し、遂には、燃料圧力は負
圧となって蓄圧室内に燃料蒸気が発生する。
【０００８】蓄圧室内に、このような燃料蒸気が発生し
ていると、機関始動時において、前述のような昇圧機構
を作動させても、小径シリンダ内から蓄圧室内へ圧送さ
れる燃料は燃料蒸気を無くすことに使用され、蓄圧室内
を思うように昇圧することができない。
【０００９】従って、本発明の目的は、高圧ポンプと、
機関始動時からほぼ定格吐出圧力での燃料吐出が可能な
低圧ポンプと、機関始動時に蓄圧室内の燃料圧力を低圧
ポンプの吐出圧より高く昇圧させるための昇圧機構とを
具備する高圧燃料供給装置において、蓄圧室本体と燃料
との間に熱膨張係数差が存在しても、昇圧機構によって
機関始動時における蓄圧室内の昇圧を確実に実現可能と
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の高圧燃料供給装置は、燃料噴射弁へ高圧燃料を供
給するための蓄圧室と、前記蓄圧室へ高圧燃料を圧送す
るための高圧ポンプと、機関始動時からほぼ定格吐出圧
力での燃料吐出が可能な低圧ポンプと、機関始動時に前
記蓄圧室内の燃料圧力を昇圧するための昇圧機構と、機
関停止中において前記蓄圧室内の燃料蒸気の発生を防止
するために燃料タンクから前記蓄圧室への燃料流れのみ
を許容する燃料経路とを具備することを特徴とする。
【００１１】また、本発明による請求項２に記載の高圧
燃料供給装置は、燃料噴射弁へ高圧燃料を供給するため
の蓄圧室と、前記蓄圧室へ高圧燃料を圧送するための高
圧ポンプと、機関始動時からほぼ定格吐出圧力での燃料
吐出が可能な低圧ポンプと、機関始動時に前記蓄圧室内
の燃料圧力を昇圧するための昇圧機構と、前記低圧ポン
プを介して前記蓄圧室内へ供給される燃料によって少な
くとも前記蓄圧室内の燃料蒸気がなくなるまで前記昇圧
機構の作動を遅延する遅延手段とを具備することを特徴
とする。
【００１２】また、本発明による請求項３に記載の高圧
燃料供給装置は、請求項２に記載の高圧燃料供給装置に
おいて、前記昇圧機構は、前記昇圧機構へ提供される前
記低圧ポンプの吐出圧を増圧して前記蓄圧室内の燃料へ
提供するものであり、前記遅延手段は、前記蓄圧室内の
燃料圧力が設定値以上となる時に前記燃料圧力を利用す
ることにより開弁して前記昇圧機構への前記低圧ポンプ
の吐出圧の提供を可能にする弁手段であることを特徴と
する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による内燃機関燃
料噴射用の高圧燃料供給装置の第一実施形態を示す概略
図である。内燃機関は四気筒であるとして以下に説明す
るが、これは本発明を限定するものではない。図１にお
いて、１は各気筒毎に配置された四つの燃料噴射弁であ
り、２は各燃料噴射弁１へ高圧の燃料を供給するための
蓄圧室である。蓄圧室２には、蓄圧室２内の燃料圧力を
検出するための圧力センサ５が設けられている。燃料噴
射弁１は、噴孔を開閉するための弁体と、弁体を開弁方
向に吸引するソレノイドとを有している。弁体にはバネ
力及び蓄圧室２内の燃料圧力が閉弁方向に作用してお
り、ソレノイドが消磁されている時には確実な閉弁が保
証され燃料噴射が停止される。ソレノイドが励磁されれ
ば、ソレノイドは、弁体をバネ力及び燃料圧力に逆らっ
て開弁方向に吸引し、燃料噴射が実施される。
【００１４】３は燃料タンクであり、燃料タンク３内に
は低圧ポンプ４が配置されている。低圧ポンプ４は、バ
ッテリにより駆動される電気式ポンプであり、例えば、
０．３ＭＰａの定格吐出圧力を有している。低圧ポンプ
４は、スタータスイッチのオン信号と同時に作動され
る。低圧ポンプ４の吸入側には、燃料タンク３から燃料
を吸入する際の異物を除去するためのフィルタ（図示せ
ず）が設けられている。
【００１５】また、７は、蓄圧室２内の燃料圧力を、例
えば、１２ＭＰａの目標高燃料圧力近傍に維持するため
の高圧ポンプである。この高圧ポンプ７は、クランクシ
ャフトに連結されたカムによって駆動されるプランジャ
を有して燃料を圧送する機関駆動式である。本実施形態
において、二つの気筒の燃料噴射毎に高圧ポンプ７の吐
出行程がもたらされるようになっている。
【００１６】高圧ポンプ７の吐出側は高圧配管８によっ
て蓄圧室２へ接続され、高圧ポンプ７の吸入側は低圧配
管９によって低圧ポンプ４の吐出側へ接続されている。
こうして、高圧ポンプ７の吸入行程において低圧配管９
から吸入される燃料は、低圧ポンプ４により前述のよう
に０．３ＭＰａに昇圧されているために、低圧配管９内
において負圧に伴う燃料蒸気を発生し難くしている。高
圧配管８には、高圧ポンプによって発生する圧力脈動に
よって燃料が逆流することを防止するために、設定圧力
で開弁する逆止弁８ａが配置されている。
【００１７】高圧ポンプ７は、蓄圧室２内の燃料圧力が
目標高燃料圧力となるように必要な燃料を調量して圧送
するものであり、プランジャによって吐出される全燃料
のうちで不必要な分の燃料は低圧配管９を介して燃料タ
ンク３へ戻される。この時、高圧の燃料が低圧ポンプ４
内を逆流することは、あまり好ましくなく、低圧ポンプ
４の定格吐出圧力を僅かに越える圧力で開弁する安全弁
を介して低圧配管９を燃料タンク３へ連通させるように
しても良い。また、何らかの要因によって蓄圧室２内の
燃料圧力が異常に高まることを防止するために、目標高
燃料圧力を僅かに越える燃料圧力で開弁する安全弁１２
ａを有する戻し配管１２によって、蓄圧室２と燃料タン
ク３とが連通されている。
【００１８】また、このような戻し配管１２が設けられ
ていれば、高圧ポンプ７は、燃料を調量せずに、プラン
ジャによって吐出される燃料の全てを常に蓄圧室２へ圧
送するようにしても良い。
【００１９】こうして、いずれの場合にも、機関始動後
において高圧ポンプ７が良好に作動すれば、蓄圧室２内
を目標高燃料圧力近傍に維持することができ、燃料噴射
弁１を介して良好な燃料噴射が実現される。しかしなが
ら、機関始動時には、蓄圧室２内の燃料圧力を早期に昇
圧しなければならないのに、高圧ポンプ７は、機関駆動
式であるために、スタータモータによる機関低回転では
良好に作動せず、蓄圧室２内を昇圧することができな
い。
【００２０】この一方で、低圧ポンプ４は電気駆動式で
あり、機関始動時にも良好に作動可能であり、定格吐出
圧力で燃料を圧送することができる。それにより、蓄圧
室２内を早期に低圧ポンプ４の定格吐出圧力とすること
は可能であるが、前述したように、低圧ポンプ４の定格
吐出圧力は、目標高燃料圧力に比較して非常に低く、所
望噴霧形態での燃料噴射が困難であるだけでなく、必要
量の燃料を噴射するのに燃料噴射弁１の開弁時間が長く
なり、所望時期での燃料噴射も困難となる。
【００２１】本実施形態の高圧燃料供給装置は、このよ
うな機関始動時において、蓄圧室２内の燃料圧力を低圧
ポンプ４の定格吐出圧力より高く昇圧するために、昇圧
機構１０を有している。昇圧機構１０は、蓄圧室２を区
画する圧肉の一壁部２ａに形成された穴部２ｂ貫通して
蓄圧室２内への突出長を可変とされた小面積ピストン１
０ａを有している。小面積ピストン１０ａは、穴部２ｂ
の直径より僅かに小さな直径を有する一様な円形断面を
有し、穴部２ｂに対して摺動する。昇圧機構１０は、さ
らに、小面積ピストン１０ａを突出長が増加するように
押圧するために、蓄圧室２の外側に位置して小面積ピス
トン１０ａの一様円形断面より大きな一様断面積を有す
る大面積ピストン１０ｂを有している。
【００２２】大面積ピストン１０ｂを摺動させるための
シリンダ１０ｃが、前述の一壁部２ａと一体的に形成さ
れている。小面積ピストン１０ａ及びそれが摺動する穴
部２ｂと大面積ピストン１０ｂ及びそれが摺動するシリ
ンダ１０ｃとは、それぞれ円形断面を有するものとした
が、もちろん、それぞれの摺動を可能とすれば、任意の
断面形状としても良い。大面積ピストン１０ｂは、軽量
化のために、小面積ピストン１０ａ側において同心円柱
状にくり貫かれ、それにより形成された底部に小面積ピ
ストン１０ａの端面が当接されている。詳しくは後述す
るが、大面積ピストン１０ｂは、小面積ピストン１０ａ
を押圧することだけに機能するために、大面積ピストン
１０ｂと小面積ピストン１０とは一体的に接続しなくて
も良く、このように非接続することにより、大面積ピス
トン１０ｂが摺動するシリンダ１０ｃの中心軸線と、小
面積ピストン１０ａが摺動する穴部２ｂの中心軸線と
は、互いに平行であれば、特に一致させる必要はなく、
シリンダ１０ｃ及び穴部２ｂの機械加工を容易にするこ
とができる。
【００２３】シリンダ１０ｃ内の空間は、大面積ピスト
ン１０ｂによって二分され、小面積ピストン１０ａ側の
一方の空間１０ｄは大気室であり、他方の空間１０ｅは
圧力室となる。大気室１０ｄは、戻し管１１によって燃
料タンク３へ通じている。一方、圧力室１０ｅは、分岐
管１３によって低圧配管９へ通じている。
【００２４】このように構成された高圧燃料供給装置
は、機関始動時において、低圧ポンプ４の定格吐出圧力
を分岐管１３を介して圧力室１０ｅに作用させ、大面積
ピストン１０ｂは、瞬間的に小面積ピストン１０ａを押
圧移動させる。それにより、小面積ピストン１０ａの蓄
圧室２内への突出長が増加し、その分、蓄圧室２の容積
が減少するために、蓄圧室２内の燃料は圧縮され、燃料
圧力を、低圧ポンプ４の吐出圧力に大面積ピストン１０
ｂの断面積と小面積ピストン１０ａの断面積との面積比
を乗じた所定圧力（例えば、４ＭＰａ）、すなわち、低
圧ポンプ４の定格吐出圧力をかなり上回る圧力に昇圧す
ることができる。こうして、機関始動時において良好な
燃料噴射を実現することが可能となる。
【００２５】本実施形態において、小面積ピストン１０
ａと穴部２ｂとの間及び大面積ピストン１０ｂとシリン
ダ１０ｃとの間には、摺動に際して大きな摩擦力を与え
るシール部材は配置されておらず、それにより、機関始
動時において圧力室１０ｅ内に圧力が作用すると、小面
積ピストン１０ａは瞬間的に押圧移動されて蓄圧室２内
の燃料圧力が前述の所定圧力に昇圧されるために、早期
に燃料噴射を開始することができる。
【００２６】しかしながら、こうしてシール部材が省略
されているために、圧力室１０ｅ内の燃料が大面積ピス
トン１０ｂとシリンダ１０ｃとの間の隙間から大気室１
０ｄへ漏れることが考えられるが、圧力室１０ｅ内は低
圧ポンプ４の定格吐出圧力であり、低圧であるために、
この隙間を適当に選択することにより、このような燃料
漏れはほとんど発生しない。また、昇圧によって蓄圧室
２内の燃料が小面積ピストン１０ａと穴部２ｂとの間の
隙間から大気室１０ｄへ漏れることも考えられるが、こ
の時の所定圧力は、蓄圧室２の目標高燃料圧力に比較し
て低く、この隙間を適当に選択することで、燃料漏れを
ほとんど発生させないようにすることは可能である。
【００２７】仮に、圧力室１０ｅ及び蓄圧室２から大気
室１０ｄへ僅かな燃料漏れが発生したとしても、大気室
１０ｄは、戻し管１１によって燃料タンク３へ通じてお
り、漏れ燃料は、重力によって燃料タンク３へ戻され、
特に問題が発生することはない。
【００２８】しかしながら、機関始動後に高圧ポンプ７
が正常に作動して、蓄圧室２内の燃料圧力が非常に高圧
な目標高燃料圧力近傍となると、シールなしでは、小面
積ピストン１０ａと穴部２ｂとの間の隙間から確実に燃
料漏れが発生することとなり、これを防止する必要があ
る。本実施形態では、蓄圧室２内に位置する小面積ピス
トン１０ａの端部に、同心的で切頭円錐形状の拡大部分
１０ｆが設けられ、この拡大部分１０ｆに、軸線回りの
溝を設けて、シール部材としてのＯリング１０ｇを嵌装
している。
【００２９】蓄圧室２内の燃料圧力が目標高燃料圧力と
なると、小面積ピストン１０ａは大面積ピストン１０ｂ
に作用する圧力に逆らって、押し戻されることなるが、
この時、Ｏリング１０ｇは圧縮されて、一壁部２ａの内
壁面２ｃに密着すると共に、拡大部分１０ｆの溝全体に
密着する。こうして、穴部２ｂのシールが実現され、前
述の燃料漏れを防止することを可能とする。
【００３０】本実施形態では、大面積ピストン１０ｂと
小面積ピストン１０ａの面積比は、大面積ピストン１０
ｂに低圧ピストン４の定格吐出圧力が作用した時に、小
面積ピストン１０ａには蓄圧室２の目標高燃料圧力より
低い所定圧力が作用して釣り合うように設定されてい
る。それにより、高圧ポンプ７によって蓄圧室２内が、
この所定圧力より高くなった時点で、小面積ピストン１
０ａは押し戻され、蓄圧室２のシールが保証される。こ
うして、蓄圧室２内が目標高燃料圧力近傍となれば、蓄
圧室２のさらに完全なシールを保証することができる。
【００３１】大面積ピストン１０ｂと小面積ピストン１
０ａとの面積比を、機関始動時の燃料噴射がさらに良好
となるように、さらに大きくして、前述の所定圧力を目
標高燃料圧力へ近づけるようにしても良い。
【００３２】ところで、機関運転中において、蓄圧室２
内の燃料温度は、燃料タンク３から次々に新たな燃料が
蓄圧室内へ供給されるために、蓄圧室本体の温度に比較
して低いが、機関停止後には、このような新たな燃料供
給は無くなるために、蓄圧室２内の燃料は蓄圧室本体と
ほぼ等しい温度となる。こうして、機関停止直後では、
蓄圧室内の燃料は、蓄圧室本体から受熱して温度上昇
し、熱膨張する。それにより、戻し配管１２の安全弁１
２ａが作動し、蓄圧室内の燃料圧力は目標高燃料圧力近
傍に維持される。
【００３３】その後において、蓄圧室本体及び燃料は外
気温まで徐々に温度低下することとなるが、蓄圧室本体
と燃料との間の熱膨張係数差によって、燃料は蓄圧室本
体に比較して大きく熱収縮する。従来では、この時に、
燃料圧力は負圧となって蓄圧室２内に燃料蒸気が発生す
る。それにより、機関始動時において、前述のような昇
圧機構を作動させても、小面積ピストン１０ａの動作が
蓄圧室２内の燃料蒸気を潰すことだけに使用され、蓄圧
室２内を設定圧力に昇圧することができない。
【００３４】本実施形態では、この問題を解決するため
に、蓄圧室２と燃料タンク３とが、連通管１４によって
連通され、この連通管１４には、燃料タンク３から蓄圧
室２への燃料流れのみを許容する逆止弁１４ａが配置さ
れている。この逆止弁１４ａは、僅かな圧力差によって
容易に開弁するものである。それにより、機関停止後に
おいて、蓄圧室２内の燃料圧力が大気圧より下がると、
逆止弁１４ａは開弁し、連通管１４を介して燃料タンク
３から蓄圧室２内へ燃料が流入し、蓄圧室２内は負圧と
なることを防止するために、蓄圧室２内に燃料蒸気が発
生することはない。こうして、昇圧機構によって機関始
動時における蓄圧室内の昇圧を確実に実現することがで
きる。
【００３５】図２は、本発明による内燃機関燃料噴射用
の高圧燃料供給装置の第二実施形態を示す概略図であ
る。本実施形態において、第一実施形態と同様な構成要
素は、同一参照番号によって示されている。以下に第一
実施形態との違いについてのみ説明する。本実施形態で
は、蓄圧室２と燃料タンク３とを連通する連通管１４が
設けられていない代わりに、昇圧機構１０へ低圧ポンプ
４の定格吐出圧力を作用させるための分岐管１３’に
は、低圧ポンプ４側の圧力が設定圧力以上である時に開
弁する設定圧力弁１５が配置されている。
【００３６】本実施形態では、機関始動時において、蓄
圧室２内には前述したように燃料蒸気が発生しているこ
とがある。しかしながら、低圧ポンプの作動開始直後
は、設定圧力弁１５は閉弁されているために、昇圧機構
１０は作動しない。この時、クランキングによって高圧
ポンプ７はゆっくりと作動し、低圧ポンプ４からの燃料
は、高圧ポンプ７を介して蓄圧室２内へ流入する。高圧
配管８に配置された逆止弁８ａは、低圧ポンプ４の定格
吐出圧力０．３ＭＰａに対して、例えば、０．１ＭＰａ
の設定圧力で開弁するものである。これに対して、設定
圧力弁１５は、例えば、０．２ＭＰａで開弁するもので
ある。
【００３７】それにより、低圧ポンプ４からの吐出燃料
によって、先ず、蓄圧室２内が０．１ＭＰａとなって燃
料蒸気を完全に無くし、この時点で設定圧力弁１５が開
弁して昇圧機構１０が作動するために、昇圧機構によっ
て機関始動時における蓄圧室内の昇圧を確実に実現する
ことができる。
【００３８】設定圧力弁１５は、逆止弁ではなく、低圧
ポンプ４側の圧力が設定圧力以上である時に開弁され続
けるために、機関運転中において蓄圧室２内の燃料圧力
が高まると、大面積ピストン及び小面積ピストンの戻り
動作によって、昇圧機構１０の圧力室から低圧ポンプ４
側へ燃料が排出されることとなるが、この燃料は、分岐
管１３’を介して高圧ポンプ７で吸入されるか又は燃料
タンク３へ戻される。また、分岐管１３’に設定圧力弁
ではなく、例えば、０．２ＭＰａで開弁する逆止弁を配
置した場合には、昇圧機構１０の圧力室内の燃料は、大
面積ピストン回りから大気室へ流入し、戻し管１１によ
って燃料タンク３へ戻される。
【００３９】本実施形態において、分岐管１３’には、
設定圧力弁ではなく、電磁弁等の作動信号によって開弁
する弁装置を配置しても良く、この場合には、低圧ポン
プ４を介して蓄圧室２内へ供給される燃料によって少な
くとも蓄圧室２内の燃料蒸気がなくなるまで昇圧機構の
作動を遅延するように、機関始動時において、設定時間
後に又は蓄圧室２内の燃料圧力が少なくとも大気圧以上
となったことを検出して弁装置を開弁すれば良い。
【００４０】図３は、本発明による内燃機関燃料噴射用
の高圧燃料供給装置の第三実施形態を示す概略図であ
る。本実施形態において、第二実施形態と同様な構成要
素は、同一参照番号によって示されている。以下に第二
実施形態との違いについてのみ説明する。第二実施形態
では、分岐管１３’に配置された設定圧力弁１５は、低
圧ポンプ４側の圧力が設定圧力となった時に開弁するも
のであるが、本実施形態において、分岐管１３”に配置
された設定圧力弁１６は、蓄圧室２内の圧力が設定圧
力、例えば、０．２ＭＰａとなった時に開弁するもので
ある。
【００４１】具体的には、この設定圧力弁１６は、シリ
ンダ１６ａ内に配置されたピストン１６ｂと、シリンダ
１６ａ内にピストン１６ｂによって形成された圧力室１
６ｃと、ピストン１６ｂを圧力室１６ｃ側へ押圧するス
プリング１６ｄとを具備している。圧力室１６ｃは蓄圧
室２と連通している。ピストン１６ｂの中央部周囲には
溝１６ｅが形成されている。こうして、蓄圧室２内と同
一圧力である圧力室１６ｃ内が０．２ＭＰａとなると、
ピストン１６ｂはスプリング１６ｄを圧縮して移動し、
ピストン１６ｂに形成された溝１６ｅを介して分岐管１
３”が開放され、低圧ポンプ４の吐出圧が昇圧機構１０
の圧力室に作用して昇圧機構が作動するようになってい
る。それにより、第二実施形態と同様に、低圧ポンプ４
を介して蓄圧室２内へ供給される燃料によって少なくと
も蓄圧室２内の燃料蒸気がなくなるまで昇圧機構１０の
作動が遅延され、昇圧機構１０によって機関始動時にお
ける蓄圧室内の昇圧を確実に実現することができる。
【００４２】前述の第二及び第三実施形態において、機
関始動時に昇圧機構１０を作動させるに先立って、高圧
ポンプ７を介して蓄圧室２内へ燃料を流入させるように
したが、もちろん、低圧配管９から分岐させた管を直接
的に蓄圧室２へ連通させ、この管に僅かな圧力差で開弁
して低圧ポンプ４から蓄圧室２への燃料流れのみを許容
する逆止弁を設ければ、高圧配管８の逆止弁８ａが開弁
するまでの間にも、この管を介して低圧ポンプ４から蓄
圧室２内へ燃料を流入させることができ、蓄圧室２内の
燃料蒸気を早期に無くすことができる。
【００４３】図４は、低圧ポンプ４を介して蓄圧室２内
へ供給される燃料によって少なくとも蓄圧室２内の燃料
蒸気がなくなるまで昇圧機構１０の作動を遅延するため
の遅延手段を昇圧機構１０’に設けた昇圧機構の変形例
を示している。前述の昇圧機構１０との違いについての
み以下に説明する。この昇圧機構１０’では、小面積ピ
ストン１０ａ’に当接する大面積ピストン１０ｂ’は円
柱形状を有し、その周囲には、放射状に複数の孔部１０
ｂ１’が形成されている。各孔部１０ｂ１’内には、部
分的に嵌合する球部材１０ｂ２’と、球部材１０ｂ２’
を外方向に付勢するスプリング１０ｂ３’とが配置され
ている。シリンダ１０ｃ’には、圧力室１０ｅ’を最小
とする大面積ピストン１０ｂ’の位置において、各球部
材１０ｂ２’が部分的に嵌合する凹部が設けられてい
る。
【００４４】それにより、圧力室１０ｅ’内の圧力が、
例えば、０．２ＭＰａとなるまでは、スプリング１０ｂ
３’によって外方向に付勢された各球部材１０が、シリ
ンダ１０ｃ’の凹部に嵌合して、大面積ピストン１０
ｂ’に作用する押圧力に逆らって大面積ピストン１０
ｂ’を静止させることを可能とする。こうして、低圧ポ
ンプ４を介して蓄圧室２内へ供給される燃料によって少
なくとも蓄圧室２内の燃料蒸気がなくなるまで昇圧機構
１０の作動が遅延され、昇圧機構１０によって機関始動
時における蓄圧室内の昇圧を確実に実現することができ
る。
【００４５】図５は、本発明による内燃機関燃料噴射用
の高圧燃料供給装置の第四実施形態を示す概略図であ
る。本実施形態において、第一実施形態と同様な構成要
素は、同一参照番号によって示されている。以下に第一
実施形態との違いについてのみ説明する。本実施形態の
昇圧機構２０は、ピストン式ではなくアキュームレータ
式である。具体的には、この昇圧機構２０は、蓄圧室２
の開口２ｂ’に通じる制御室２０ａと、制御室２０ａに
通じるアキュームレータ２０ｂとを具備している。制御
室２０ａ内には、開口２ｂ’を閉鎖することを可能とす
る弁体２０ｃと、弁体２０ｃを閉鎖方向に付勢するスプ
リング２０ｄとが配置されている。弁体２０ｃは、制御
室２０ａの外側へ油密で延在するロッドを有し、このロ
ッドの回りにはソレノイド２０ｅが配置されている。ア
キュームレータ２０ｂはピストン２０ｆを有し、ピスト
ン２０ｆによって密閉された圧力室２０ｇ内には窒素等
の気体が封入されている。
【００４６】このような構成によって、機関運転中に蓄
圧室２内が高圧となれば、弁体２０ｃは容易に開弁し、
制御室２０ａ内は蓄圧室２内と同じ圧力となる。この圧
力はピストン２０ｆに作用し、圧力室２０ｇ内の窒素を
同じ圧力に圧縮する。蓄圧室２内の圧力が僅かに下がる
だけで弁体２０ｃは開口２ｂ’を閉鎖する。こうして、
機関停止時において、アキュームレータ２０ｂの圧力室
２０ｇは機関運転中における蓄圧室２内の最高圧力に維
持される。機関始動時には、ソレノイド２０ｅによって
弁体２０ｃを開弁させれば、アキュームレータ２０ｂの
圧力室２０ｇに蓄えられた圧力が、制御室２０ａ内の燃
料を蓄圧室２内へ押し込み、蓄圧室２内を昇圧すること
ができる。
【００４７】このような昇圧機構２０を具備する本実施
形態においても、第一実施形態と同様に連通管１４によ
って蓄圧室２と燃料タンク３とが連通されているため
に、機関始動時に蓄圧室２内に燃料蒸気が発生している
ことはない。また、この連通管１４を設けなくても、第
二及び第三実施形態と同様な考え方に基づき、機関始動
時において、低圧ポンプ４を介して蓄圧室２内へ供給さ
れる燃料によって少なくとも蓄圧室２内の燃料蒸気がな
くなるまで、ソレノイド２０ｅによる弁体２０ｃの開弁
を遅延させれば、昇圧機構２０によって機関始動時にお
ける蓄圧室内の昇圧を確実に実現することができる。
【００４８】
【発明の効果】このように、本発明による請求項１に記
載の高圧燃料供給装置は、燃料噴射弁へ高圧燃料を供給
するための蓄圧室と、蓄圧室へ高圧燃料を圧送するため
の高圧ポンプと、機関始動時からほぼ定格吐出圧力での
燃料吐出が可能な低圧ポンプと、機関始動時に蓄圧室内
の燃料圧力を昇圧するための昇圧機構と、機関停止中に
おいて蓄圧室内の燃料蒸気の発生を防止するために燃料
タンクから蓄圧室への燃料流れのみを許容する燃料経路
とを具備している。それにより、この燃料経路によっ
て、蓄圧室本体と燃料との間に熱膨張係数差が存在して
も、機関停止中に蓄圧室内が負圧となって燃料蒸気が発
生することはなく、機関始動時における昇圧機構の動作
が確実に蓄圧室内を昇圧させることを可能とする。
【００４９】また、本発明による請求項２に記載の高圧
燃料供給装置は、燃料噴射弁へ高圧燃料を供給するため
の蓄圧室と、蓄圧室へ高圧燃料を圧送するための高圧ポ
ンプと、機関始動時からほぼ定格吐出圧力での燃料吐出
が可能な低圧ポンプと、機関始動時に蓄圧室内の燃料圧
力を昇圧するための昇圧機構と、低圧ポンプを介して蓄
圧室内へ供給される燃料によって少なくとも蓄圧室内の
燃料蒸気がなくなるまで昇圧機構の作動を遅延する遅延
手段とを具備している。それにより、蓄圧室本体と燃料
との間に熱膨張係数差が存在して、機関停止中に蓄圧室
内が負圧となって燃料蒸気が発生しても、この遅延手段
によって、蓄圧室内に燃料蒸気が存在する間に昇圧機構
が作動させられることはなく、昇圧機構の動作が確実に
蓄圧室内を昇圧させることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内燃機関燃料噴射用の高圧燃料供
給装置の第一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明による内燃機関燃料噴射用の高圧燃料供
給装置の第二実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明による内燃機関燃料噴射用の高圧燃料供
給装置の第三実施形態を示す概略図である。
【図４】昇圧機構を変形例を示す断面図である。
【図５】本発明による内燃機関燃料噴射用の高圧燃料供
給装置の第四実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁 ２…蓄圧室 ３…燃料タンク ４…低圧ポンプ ７…高圧ポンプ １０，２０…昇圧機構 １２…戻し配管 １４…連通管 １５，１６…設定圧力弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 37/20 Ｆ０２Ｍ 37/20 Ｌ 55/00 55/00 Ａ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料噴射弁へ高圧燃料を供給するための
    蓄圧室と、前記蓄圧室へ高圧燃料を圧送するための高圧
    ポンプと、機関始動時からほぼ定格吐出圧力での燃料吐
    出が可能な低圧ポンプと、機関始動時に前記蓄圧室内の
    燃料圧力を昇圧するための昇圧機構と、機関停止中にお
    いて前記蓄圧室内の燃料蒸気の発生を防止するために燃
    料タンクから前記蓄圧室への燃料流れのみを許容する燃
    料経路とを具備することを特徴とする高圧燃料供給装
    置。
  2. 【請求項２】 燃料噴射弁へ高圧燃料を供給するための
    蓄圧室と、前記蓄圧室へ高圧燃料を圧送するための高圧
    ポンプと、機関始動時からほぼ定格吐出圧力での燃料吐
    出が可能な低圧ポンプと、機関始動時に前記蓄圧室内の
    燃料圧力を昇圧するための昇圧機構と、前記低圧ポンプ
    を介して前記蓄圧室内へ供給される燃料によって少なく
    とも前記蓄圧室内の燃料蒸気がなくなるまで前記昇圧機
    構の作動を遅延する遅延手段とを具備することを特徴と
    する高圧燃料供給装置。
  3. 【請求項３】 前記昇圧機構は、前記昇圧機構へ提供さ
    れる前記低圧ポンプの吐出圧を増圧して前記蓄圧室内の
    燃料へ提供するものであり、前記遅延手段は、前記蓄圧
    室内の燃料圧力が設定値以上となる時に前記燃料圧力を
    利用することにより開弁して前記昇圧機構への前記低圧
    ポンプの吐出圧の提供を可能にする弁手段であることを
    特徴とする請求項２に記載の高圧燃料供給装置。
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