JP2003301754A - 蓄圧式燃料噴射システム - Google Patents

蓄圧式燃料噴射システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 増圧ユニット７ないしは増圧式コモンレ
ール６を有し、高圧側から低圧側へのリーク燃料の循環
を行うものであって、低圧ポンプ３が圧送しなければな
らない燃料量を低減可能な蓄圧式燃料噴射システムを提
供すること。 【解決手段】 低圧ポンプ３と高圧ポンプ５との間に高
圧のリーク燃料を戻すことに着目し、燃料タンク２から
の燃料を圧送する低圧ポンプ３と、低圧ポンプ３からの
燃料を高圧燃料とする高圧ポンプ５と、高圧ポンプ５か
らの高圧燃料を所定圧力で蓄える蓄圧器（コモンレー
ル）６と、蓄圧器６に接続してあるとともに高圧燃料を
噴射するインジェクター８と、インジェクター８と蓄圧
器６との間に設けるとともに高圧燃料をさらに高圧化す
る増圧ユニット７と、を有し、増圧ユニット７からのリ
ーク燃料をユニットリーク通路１７を介して低圧ポンプ
３の下流側に還流可能としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蓄圧式燃料噴射シス
テムにかかるもので、とくに高圧燃料を蓄えて噴射可能
とする蓄圧式燃料噴射システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の蓄圧式燃料噴射システムは、たと
えば、燃料タンクからの燃料を圧送する低圧ポンプ（低
圧燃料供給ポンプ）と、この低圧ポンプからの燃料を高
圧燃料とする高圧ポンプ（燃料噴射装置）と、この高圧
ポンプからの高圧燃料を所定圧力で蓄える蓄圧器（コモ
ンレール）と、この蓄圧器に接続してあるとともに高圧
燃料を噴射するインジェクターと、このインジェクター
と蓄圧器との間に設けるとともに高圧燃料をさらに高圧
化する増圧ユニットと、を有するものがある。この増圧
ユニットを有するコモンレールを増圧式コモンレールと
も言う。
【０００３】上記増圧ユニットないし増圧式コモンレー
ルは、たとえばピストン式であって、このピストンの大
径を有する増圧側と小径を有する被増圧側との間の面積
比に応じて、高圧ポンプからの燃料圧力を増圧して蓄圧
器に供給し、高圧燃料噴射に対応可能としている。
【０００４】この増圧操作を高圧ポンプからの燃料によ
り行う場合に、増圧ユニットさらにはインジェクターか
ら低圧側（大気圧にある燃料タンク）にリーク燃料を戻
すことになり、たとえば燃料噴射量の３倍程度の循環量
となる大量の燃料の循環を必要とする。したがって、こ
の種の増圧ユニットを有する蓄圧式燃料噴射システムに
おいては、増圧ユニットからのリーク燃料について、低
圧側から高圧側に大量の燃料を循環させるための大容量
の高圧ポンプおよび低圧ポンプが必要となるという問題
がある。
【０００５】さらに、増圧ユニットやインジェクターか
らのリーク燃料は、非常に高温となるため、そのままで
は高圧ポンプなどにダメージを与えてしまう可能性があ
ること、また、温度変化による燃料の動粘度の変化が噴
射量の変化を助長することなどの諸問題もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、高圧側から低圧側へ
のリーク燃料の循環を行うようにした蓄圧式燃料噴射シ
ステムを提供することを課題とする。
【０００７】また本発明は、増圧ユニットないしは増圧
式コモンレールを有するものであって、低圧ポンプが圧
送しなければならない燃料量を低減可能な蓄圧式燃料噴
射システムを提供することを課題とする。
【０００８】また本発明は、増圧ユニットからの大量の
リーク燃料を循環させるために低圧燃料供給ポンプを大
型化する必要のない蓄圧式燃料噴射システムを提供する
ことを課題とする。
【０００９】また本発明は、増圧ユニットやインジェク
ターなどからのリーク燃料の温度を冷却することができ
るようにした蓄圧式燃料噴射システムを提供することを
課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、低圧
ポンプと高圧ポンプとの間に高圧のリーク燃料を戻すこ
と、さらには、リーク燃料用のフィルターに冷却機能を
併せ持たせることに着目したもので、燃料タンクからの
燃料を圧送する低圧ポンプと、この低圧ポンプからの燃
料を高圧燃料とする高圧ポンプと、この高圧ポンプから
の高圧燃料を所定圧力で蓄える蓄圧器と、この蓄圧器に
接続してあるとともに上記高圧燃料を噴射するインジェ
クターと、このインジェクターと上記蓄圧器との間に設
けるとともに上記高圧燃料をさらに高圧化する増圧ユニ
ットと、を有する蓄圧式燃料噴射システムであって、上
記増圧ユニットからのリーク燃料をユニットリーク通路
を介して上記低圧ポンプの下流側に還流可能としたこと
を特徴とする蓄圧式燃料噴射システムである。
【００１１】上記低圧ポンプと上記高圧ポンプとの間の
低圧燃料通路にメインフィルターを設けるとともに、上
記ユニットリーク通路は、これを上記低圧ポンプとこの
メインフィルターとの間の上記低圧燃料通路に接続する
ことができる。
【００１２】上記低圧ポンプと上記高圧ポンプとの間の
低圧燃料通路にメインフィルターを設けるとともに、上
記ユニットリーク通路は、このメインフィルターと上記
高圧ポンプとの間に接続し、かつ、このユニットリーク
通路にクーリングフィルターユニットを設けることがで
きる。
【００１３】上記クーリングフィルターユニットによる
リーク燃料の冷却方式は、空冷式あるいは水冷式など任
意の機構を採用可能である。
【００１４】本発明による蓄圧式燃料噴射システムにお
いては、低圧ポンプと高圧ポンプとの間に高圧のリーク
燃料を戻すようにしたので、すなわち、低圧ポンプの下
流側にリーク燃料を還流するようにしたので、低圧ポン
プが高圧ポンプに向けて圧送しなければならない燃料量
を減らすことができる。したがって、増圧式のコモンレ
ールとしても低圧ポンプの容量を増加させる必要はな
い。また、ユニットリーク通路に設けたリーク燃料用の
フィルターに冷却機能を併せ持たせることにより、リー
ク燃料を冷却可能として、その温度を低減し、システム
全体への悪影響を回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による蓄圧式燃料噴射システム１を図１にもとづき説明
する。図１は、蓄圧式燃料噴射システム１の概略説明図
であって、蓄圧式燃料噴射システム１は、燃料タンク２
と、低圧ポンプ３（低圧燃料供給ポンプ）と、メインフ
ィルター４と、高圧ポンプ５（燃料噴射装置）と、コモ
ンレール６（蓄圧器）と、増圧ユニット７と、複数本の
インジェクター８（図示の例では一本のみを示してい
る）と、を有する。
【００１６】低圧ポンプ３は、電動モーターなどにより
これを駆動するもので、燃料タンク２の燃料を低圧燃料
通路９を通し、メインフィルター４を介して、高圧ポン
プ５に供給する。
【００１７】メインフィルター４は、燃料中のゴミない
しダストをろ過する。
【００１８】高圧ポンプ５は、エンジンなどによりこれ
を駆動するもので、低圧ポンプ３からの低圧燃料を高圧
燃料として、高圧燃料通路１０からコモンレール６に供
給する。なお、高圧ポンプ５には、絞り調量ユニット１
１を設けて、高圧ポンプ５への燃料量を調節するととも
に、オーバーした燃料を調量リーク通路１２から低圧ポ
ンプ３の上流側に戻す。
【００１９】コモンレール６は、高圧ポンプ５からの高
圧燃料を所定量かつ所定圧力で蓄え、インジェクター８
による燃料噴射に応じて増圧ユニット７およびインジェ
クター８に高圧燃料を高圧燃料吐出通路１３から供給可
能とする。なお、コモンレール６には、圧力調整弁１４
を設けてコモンレール６内の圧力を所定レベルに維持す
るとともに、コモンレールリーク通路１５からのリーク
燃料を燃料タンク２に還流可能とする。
【００２０】増圧ユニット７は、既述のように、たとえ
ばピストンの径の相違による受圧面積比に応じてコモン
レール６からの燃料圧力を増圧し、インジェクター８に
供給可能とし、インジェクター８から所定のタイミング
で燃料を噴射する。
【００２１】インジェクター８からのリーク燃料は、イ
ンジェクターリーク通路１６を通り、増圧ユニット７か
らのリーク燃料のユニットリーク通路１７と合流点１８
で合流して、低圧ポンプ３とメインフィルター４との間
の低圧燃料通路９（還流点１９）に戻る。
【００２２】こうした構成の蓄圧式燃料噴射システム１
において、増圧ユニット７およびインジェクター８から
のリーク燃料をユニットリーク通路１７を介して低圧ポ
ンプ３の下流側の低圧燃料通路９における還流点１９に
戻すようにしたので、循環する燃料をもとの燃料圧送系
に戻すことになり、低圧ポンプ３が圧送しなければなら
ない燃料量を減らすことができる。したがって、増圧ユ
ニット７の装備により大量のリーク燃料を循環させる必
要性があっても、低圧ポンプ３の能力を最小限として、
これを大容量化する必要なく、蓄圧式燃料噴射システム
１の大型化およびコストアップを回避することができ
る。
【００２３】図２は、本発明の第２の実施の形態による
蓄圧式燃料噴射システム２０の概略説明図であって、図
１と同様の部分には同一の符号を付して、説明すると、
蓄圧式燃料噴射システム２０においては、ユニットリー
ク通路１７にクーリングフィルターユニット２１を設け
るとともに、ユニットリーク通路１７をメインフィルタ
ー４と高圧ポンプ５との間の低圧燃料通路９（還流点２
２）に戻している。
【００２４】すなわち、メインフィルター４の下流側の
還流点２２にユニットリーク通路１７を戻すことによ
り、低圧ポンプ３のみならずメインフィルター４を通る
燃料流量を低減し、フィルター容量もこれを小型化し
て、メインフィルター４自体の容量を限定することがで
きる。実際、メインフィルター４は、低圧ポンプ３から
の圧送圧力を受けており、その圧力損失を最小限にする
とともに、車両などへの搭載のために小型にしなければ
ならないことからその大型化は困難である。しかして、
高圧ポンプ５に流れ込む燃料は、すべてろ過する必要が
あるため、ユニットリーク通路１７をメインフィルター
４の下流側の還流点２２に接続した結果、ユニットリー
ク通路１７に還流用のクーリングフィルターユニット２
１を設けたものである。
【００２５】こうした構成の蓄圧式燃料噴射システム２
０において、クーリングフィルターユニット２１は、ろ
過機能とともに冷却機能を有するもので、高温のリーク
燃料を冷却することができる。このリーク用のクーリン
グフィルターユニット２１は、燃料の最大通過量は多い
ものの圧力は低く、また圧力損失の影響はほとんど心配
ないため、その構造には自由度が高い。したがって、ク
ーリングフィルターユニット２１のフィルターケース２
３の外表面にフィン（図示せず）を設けることにより表
面積を増加させて空冷してもよいし、フィルターケース
２３の内部および外部に冷却水を導いて水冷してもよ
い。
【００２６】かくして、ユニットリーク通路１７側にク
ーリングフィルターユニット２１を設けることにより、
メインフィルター４の耐高圧化、大容量化あるいは低圧
力損失化などのための開発の必要はないとともに、ユニ
ットリーク通路１７をメインフィルター４と高圧ポンプ
５との間の低圧燃料通路９に接続して低圧ポンプへの負
荷も低減することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、増圧ユニ
ットを備えたコモンレールを有する蓄圧式燃料噴射シス
テムにおいて、増圧ユニットからのリーク燃料を低圧ポ
ンプの下流側に導くようにしたので、低圧ポンプの大型
化を回避することができる。また、増圧ユニットからの
リーク燃料をメインフィルターの下流側に導くようにす
るとともに、ユニットリーク通路にクーリングフィルタ
ーユニットを設けることによってメインフィルターの大
型化も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による蓄圧式燃料噴
射システム１の概略説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による蓄圧式燃料噴
射システム２０の概略説明図である。
【符号の説明】
１ 蓄圧式燃料噴射システム（第１の実施の形態、図
１） ２ 燃料タンク ３ 低圧ポンプ（低圧燃料供給ポンプ） ４ メインフィルター ５ 高圧ポンプ（燃料噴射装置） ６ コモンレール（蓄圧器） ７ 増圧ユニット ８ インジェクター ９ 低圧燃料通路 １０ 高圧燃料通路 １１ 絞り調量ユニット １２ 調量リーク通路 １３ 高圧燃料吐出通路 １４ 圧力調整弁 １５ コモンレールリーク通路 １６ インジェクターリーク通路 １７ ユニットリーク通路 １８ インジェクターリーク通路１６とユニットリーク
通路１７との合流点 １９ ユニットリーク通路１７の低圧燃料通路９への還
流点 ２０ 蓄圧式燃料噴射システム（第２の実施の形態、図
２） ２１ クーリングフィルターユニット ２２ ユニットリーク通路１７の低圧燃料通路９への還
流点 ２３ クーリングフィルターユニット２１のフィルター
ケース

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料タンクからの燃料を圧送する低圧
    ポンプと、 この低圧ポンプからの燃料を高圧燃料とする高圧ポンプ
    と、 この高圧ポンプからの高圧燃料を所定圧力で蓄える蓄圧
    器と、 この蓄圧器に接続してあるとともに前記高圧燃料を噴射
    するインジェクターと、 このインジェクターと前記蓄圧器との間に設けるととも
    に前記高圧燃料をさらに高圧化する増圧ユニットと、を
    有する蓄圧式燃料噴射システムであって、 前記増圧ユニットからのリーク燃料をユニットリーク通
    路を介して前記低圧ポンプの下流側に還流可能としたこ
    とを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。
  2. 【請求項２】 前記低圧ポンプと前記高圧ポンプとの
    間の低圧燃料通路にメインフィルターを設けるととも
    に、 前記ユニットリーク通路は、これを前記低圧ポンプとこ
    のメインフィルターとの間の前記低圧燃料通路に接続す
    ることを特徴とする請求項１記載の蓄圧式燃料噴射シス
    テム。
  3. 【請求項３】 前記低圧ポンプと前記高圧ポンプとの
    間の低圧燃料通路にメインフィルターを設けるととも
    に、 前記ユニットリーク通路は、このメインフィルターと前
    記高圧ポンプとの間に接続し、かつ、このユニットリー
    ク通路にクーリングフィルターユニットを設けたことを
    特徴とする請求項１記載の蓄圧式燃料噴射システム。
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