JP2007120356A - Fuel pipe structure of internal combustion engine - Google Patents
Fuel pipe structure of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007120356A JP2007120356A JP2005311485A JP2005311485A JP2007120356A JP 2007120356 A JP2007120356 A JP 2007120356A JP 2005311485 A JP2005311485 A JP 2005311485A JP 2005311485 A JP2005311485 A JP 2005311485A JP 2007120356 A JP2007120356 A JP 2007120356A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- fuel
- pressure fuel
- pulsation
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、筒内に向けて高圧で燃料を噴射する燃料噴射手段(筒内噴射用インジェクタ)を備えた内燃機関またはこの燃料噴射手段に加えて吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する燃料噴射手段(吸気通路噴射用インジェクタ)を備えた内燃機関の燃料配管構造に関し、特に、複数の高圧燃料ポンプを備えた高圧燃料系統を有する内燃機関の燃料配管構造に関する。 The present invention injects fuel into an intake passage or an intake port in addition to an internal combustion engine having a fuel injection means (in-cylinder injector) for injecting fuel at a high pressure into the cylinder. In particular, the present invention relates to a fuel piping structure for an internal combustion engine having a high-pressure fuel system including a plurality of high-pressure fuel pumps.
ガソリンエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための第1の燃料噴射弁(筒内噴射用インジェクタ)と、吸気通路内に燃料を噴射するための第2の燃料噴射弁(吸気通路噴射用インジェクタ)とを備え、エンジンの回転数や内燃機関の負荷に応じて、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとで燃料を噴き分けるエンジンが公知である。また、ガソリンエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料噴射弁(筒内噴射用インジェクタ)のみを備える直墳エンジンも公知である。筒内噴射用インジェクタを含む高圧燃料系統においては、高圧燃料ポンプで燃圧が高められた燃料がデリバリーパイプを介して筒内噴射用インジェクタに供給され、筒内噴射用インジェクタは、内燃機関の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射する。 A first fuel injection valve (in-cylinder injector) for injecting fuel into a combustion chamber of a gasoline engine, and a second fuel injection valve (injector for injector injection) for injecting fuel into an intake passage And an engine that injects fuel between the in-cylinder injector and the intake manifold injector in accordance with the engine speed and the load on the internal combustion engine. Further, a direct engine including only a fuel injection valve (in-cylinder injector) for injecting fuel into a combustion chamber of a gasoline engine is also known. In a high-pressure fuel system including an in-cylinder injector, fuel whose fuel pressure has been increased by a high-pressure fuel pump is supplied to the in-cylinder injector via a delivery pipe, and the in-cylinder injector is connected to each cylinder of the internal combustion engine. High pressure fuel is injected into the combustion chamber.
また、コモンレール式燃料噴射系統を有するディーゼルエンジンも公知である。このコモンレール式燃料噴射系統においては、高圧燃料ポンプで燃圧が高められた燃料をコモンレールに蓄えておき、電磁弁の開閉によりコモンレールからディーゼルエンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射する。 A diesel engine having a common rail fuel injection system is also known. In this common rail fuel injection system, fuel whose fuel pressure has been increased by a high pressure fuel pump is stored in a common rail, and high pressure fuel is injected from the common rail into the combustion chamber of each cylinder of a diesel engine by opening and closing an electromagnetic valve.
このような内燃機関における燃料を高圧状態にするために、内燃機関のクランクシャフトに連結されたドライブシャフトに設けられたカムによりシリンダを駆動する高圧燃料ポンプが用いられている。 In order to bring the fuel in such an internal combustion engine into a high pressure state, a high pressure fuel pump that drives a cylinder by a cam provided on a drive shaft connected to a crankshaft of the internal combustion engine is used.
特開2002−213326号公報(特許文献1)は、このような高圧燃料ポンプを複数備える構成にあって、高圧燃料ポンプの作動音を低減することができる内燃機関の燃料供給装置を開示する。この内燃機関の燃料供給装置は、電磁弁の開閉制御によって作動されるとともに、電磁弁の開閉制御を通じて高圧燃料配管への燃料の吐出量が調整される高圧燃料ポンプを複数備える内燃機関の燃料供給装置であって、内燃機関の要求燃料量に応じて、その要求燃料量の少ないときには所定期間における複数の高圧燃料ポンプ全体の作動回数を減少させるように電磁弁を制御する制御手段を備える。 Japanese Patent Laying-Open No. 2002-213326 (Patent Document 1) discloses a fuel supply device for an internal combustion engine that has a plurality of such high-pressure fuel pumps and can reduce the operation noise of the high-pressure fuel pump. The fuel supply device for an internal combustion engine is operated by electromagnetic valve opening / closing control, and the fuel supply for the internal combustion engine includes a plurality of high-pressure fuel pumps that adjust the amount of fuel discharged to the high-pressure fuel pipe through the electromagnetic valve opening / closing control. The apparatus includes a control unit that controls the electromagnetic valve so as to reduce the number of operations of the plurality of high-pressure fuel pumps in a predetermined period when the required fuel amount is small according to the required fuel amount of the internal combustion engine.
この内燃機関の燃料供給装置によると、内燃機関の要求燃料量が少なくなると、所定期間における複数の高圧燃料ポンプ全体の作動回数、すなわち作動頻度を減少させている。電磁弁の開閉制御を通じて高圧燃料配管への燃料の吐出量を調整する高圧燃料ポンプであれば、要求燃料量が少なければ上記作動回数を減じたとしても、各作動毎の燃料の吐出量を増量することで、所定期間に必要とされる燃料の吐出量を確保することができる。そして、このときには、高圧燃料ポンプ全体の作動頻度の減少に応じて電磁弁の開閉動作の頻度も減じられる。したがって、電磁弁の開閉動作に伴う高圧燃料ポンプの作動音を低減することができる。
上述した特許文献1においては、2台の高圧燃料ポンプの低圧側(吸入側)に、低圧脈動を低減させるコンポーネントとして、それぞれ1個ずつのパルセーションダンパを設けている。これにより、高圧燃料ポンプから低圧側へ吐き戻される燃料に起因する低圧側の脈動を吸収させている。
In
しかしながら、特許文献1のように、独立して各高圧燃料ポンプにパルセーションダンパを設けるのでは、1台の高圧燃料ポンプにより発生する脈動を1台のパルセーションダンパで吸収しなければならないので、パルセーションダンパが高性能なものになったり、パルセーションダンパの信頼性に問題が発生したりする。また、高圧燃料ポンプを駆動するカムのプロフィールによりポンププランジャーが急下降するタイミングがある。特に高回転領域においてこのようなポンププランジャーが急下降により高圧燃料ポンプへの燃料吸入量が急増した場合に、1台の高圧燃料ポンプの急増分を1台のパルセーションダンパで対応しなければならないので、パルセーションダンパやフィードポンプが高性能なものになりコストアップにつながる。
However, as in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コストが上昇しないで、高圧燃料ポンプから低圧配管系への脈動を効果的に低減することができる、内燃機関の燃料配管構造を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is an internal combustion engine that can effectively reduce pulsation from a high-pressure fuel pump to a low-pressure piping system without increasing costs. It is to provide an engine fuel piping structure.
第1の発明に係る内燃機関の燃料配管構造は、電磁弁の開閉制御により高圧燃料配管への燃料の吐出量が調整される高圧燃料ポンプを複数備える内燃機関に適用される燃料配管構造である。この燃料配管構造は、各高圧燃料ポンプの吸入側に設けられた脈動低減機構と、複数の中の1台の高圧燃料ポンプと、1台以外の他の高圧燃料ポンプの脈動低減機構との間を接続する配管とを含む。 A fuel piping structure for an internal combustion engine according to a first aspect of the invention is a fuel piping structure applied to an internal combustion engine having a plurality of high-pressure fuel pumps in which the amount of fuel discharged to the high-pressure fuel piping is adjusted by opening / closing control of a solenoid valve. . This fuel piping structure includes a pulsation reduction mechanism provided on the suction side of each high-pressure fuel pump, one high-pressure fuel pump among a plurality, and a pulsation reduction mechanism of another high-pressure fuel pump other than one. And piping to connect.
第1の発明によると、たとえば高圧燃料ポンプが2台備えられた内燃機関の場合、第1の高圧燃料ポンプの吸入側には脈動低減機構の一例である第1のパルセーションダンパが設けられる。別の第2の高圧燃料ポンプの吸入側には第2のパルセーションダンパが設けられる。さらに、第1の高圧燃料ポンプと第2のパルセーションダンパとを配管により接続されている。このため、第1の高圧燃料ポンプが加圧行程に入ったときに電磁弁がまだ開いた状態であると、低圧側への吐き戻しが発生するが、この吐き戻しによる脈動は、第1のパルセーションダンパと配管を介して接続された第2のパルセーションダンパとにより低減される。1台の高圧燃料ポンプの脈動を1台のパルセーションダンパで低減させていた状態に比較して、1台の高圧燃料ポンプの脈動を2台のパルセーションダンパで低減させるので、パルセーションダンパの信頼性が向上したり、パルセーションダンパの性能を低下させたりできる。また、1台の高圧燃料ポンプの吸入量が急に増加するタイミングにおいても、2台のパルセーションダンパで対応できるので、パルセーションダンパやフィードポンプの性能を高くする必要もない。その結果、コストが上昇しないで、高圧燃料ポンプから低圧配管系への脈動を効果的に低減することができる、内燃機関の燃料配管構造を提供することができる。 According to the first invention, for example, in the case of an internal combustion engine provided with two high-pressure fuel pumps, a first pulsation damper, which is an example of a pulsation reduction mechanism, is provided on the suction side of the first high-pressure fuel pump. A second pulsation damper is provided on the suction side of another second high-pressure fuel pump. Furthermore, the first high-pressure fuel pump and the second pulsation damper are connected by piping. For this reason, if the solenoid valve is still open when the first high-pressure fuel pump enters the pressurization stroke, discharge back to the low-pressure side occurs. It is reduced by the pulsation damper and the second pulsation damper connected via a pipe. Compared to the state where the pulsation of one high-pressure fuel pump is reduced by one pulsation damper, the pulsation of one high-pressure fuel pump is reduced by two pulsation dampers. Reliability can be improved and performance of the pulsation damper can be reduced. In addition, even when the intake amount of one high-pressure fuel pump suddenly increases, the two pulsation dampers can cope with it, so there is no need to improve the performance of the pulsation dampers and feed pumps. As a result, it is possible to provide a fuel piping structure for an internal combustion engine that can effectively reduce pulsation from the high-pressure fuel pump to the low-pressure piping system without increasing costs.
第2の発明に係る燃料配管構造においては、第1の発明の構成に加えて、配管は、複数の中の1台の高圧燃料ポンプと1台の高圧燃料ポンプの脈動低減機構との間と、1台以外の他の高圧燃料ポンプと他の高圧燃料ポンプの脈動低減機構との間とを接続する配管を含む。 In the fuel pipe structure according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the pipe is provided between one high-pressure fuel pump in a plurality and a pulsation reducing mechanism of one high-pressure fuel pump. It includes piping that connects between other high-pressure fuel pumps other than one and a pulsation reducing mechanism of another high-pressure fuel pump.
第2の発明によると、第1の高圧燃料ポンプと第1のパルセーションダンパとの間の位置と、第2の高圧燃料ポンプと第2のパルセーションダンパとの間の位置とが、配管により接続されている。このため、第1の高圧燃料ポンプが加圧行程に入ったときに電磁弁がまだ開いた状態であると、第1の高圧燃料ポンプの低圧側への吐き戻しが発生するが、この吐き戻しによる脈動は、第1のパルセーションダンパと配管を介して接続された第2のパルセーションダンパとにより低減される。また、たとえば別のタイミングで、第2の高圧燃料ポンプが加圧行程に入ったときに電磁弁がまだ開いた状態であると、第2の高圧燃料ポンプの低圧側への吐き戻しが発生するが、この吐き戻しによる脈動は、第2のパルセーションダンパと配管を介して接続された第1のパルセーションダンパとにより低減される。1台の高圧燃料ポンプの脈動を1台のパルセーションダンパで低減させていた状態に比較して、1台の高圧燃料ポンプの脈動を2台のパルセーションダンパで低減させるので、パルセーションダンパの信頼性が向上したり、パルセーションダンパの性能を低下させたりできる。また、第1の高圧燃料ポンプの吸入量が急に増加するタイミングにおいても、第1のパルセーションダンパおよび第2のパルセーションダンパで対応できるので、パルセーションダンパやフィードポンプの性能を高くする必要もない。その結果、コストが上昇しないで、高圧燃料ポンプから低圧配管系への脈動を効果的に低減することができる、内燃機関の燃料配管構造を提供することができる。 According to the second invention, the position between the first high-pressure fuel pump and the first pulsation damper and the position between the second high-pressure fuel pump and the second pulsation damper are determined by piping. It is connected. For this reason, if the solenoid valve is still open when the first high-pressure fuel pump enters the pressurization stroke, discharge back to the low-pressure side of the first high-pressure fuel pump occurs. Is reduced by the first pulsation damper and the second pulsation damper connected via a pipe. For example, if the solenoid valve is still open when the second high-pressure fuel pump enters the pressurization stroke at another timing, the second high-pressure fuel pump discharges back to the low-pressure side. However, the pulsation due to the discharge is reduced by the second pulsation damper and the first pulsation damper connected via the pipe. Compared to the state where the pulsation of one high-pressure fuel pump is reduced by one pulsation damper, the pulsation of one high-pressure fuel pump is reduced by two pulsation dampers. Reliability can be improved and performance of the pulsation damper can be reduced. In addition, since the first pulsation damper and the second pulsation damper can cope with the timing when the intake amount of the first high-pressure fuel pump suddenly increases, it is necessary to improve the performance of the pulsation damper and the feed pump. Nor. As a result, it is possible to provide a fuel piping structure for an internal combustion engine that can effectively reduce pulsation from the high-pressure fuel pump to the low-pressure piping system without increasing costs.
第3の発明に係る燃料配管構造においては、第1または2の発明の構成に加えて、脈動低減機構は、パルセーションダンパである。 In the fuel piping structure according to the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the pulsation reducing mechanism is a pulsation damper.
第3の発明によると、パルセーションダンパの信頼性を向上させたり、パルセーションダンパの性能を低下させたりできる。 According to the third invention, the reliability of the pulsation damper can be improved, or the performance of the pulsation damper can be reduced.
第4の発明に係る燃料配管構造においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、複数の高圧燃料ポンプの作動タイミングが互いにずれているものである。 In the fuel pipe structure according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the operation timings of the plurality of high-pressure fuel pumps are shifted from each other.
第4の発明によると、互いに作動タイミングがずれているので、低圧側へ燃料を吐き戻すタイミングも異なる。このため、同時に2台以上の高圧燃料ポンプが低圧側へ燃料を吐き戻すことがないので、1台の高圧燃料ポンプに2台のパルセーションダンパが備えられているかのごとく、脈動低減の効果が発生する。 According to the fourth invention, since the operation timings are different from each other, the timing at which the fuel is discharged back to the low pressure side is also different. For this reason, since two or more high-pressure fuel pumps do not discharge fuel to the low-pressure side at the same time, the effect of reducing pulsation can be obtained as if two high-pressure fuel pumps are provided with two pulsation dampers. appear.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に、本発明の実施の形態に係る燃料配管構造を有するエンジンの燃料供給システム10を示す。このエンジンは、V型8気筒のガソリンエンジンであって、各気筒の筒内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタ110を有する。なお、本発明はこのようなエンジンに限定されて適用されるものではなく、高圧燃料系を有する他の形式のガソリンエンジンや、コモンレール式ディーゼルエンジンであってもよい。さらに、筒内噴射用インジェクタ110に加えて、各気筒の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタを有するエンジンであってもよい。
FIG. 1 shows a
図1に示すように、この燃料供給システム10は、燃料タンク100に設けられ、低圧(プレッシャーレギュレータ106の圧力である400kPa程度)の吐出圧でフィルタ104を介して燃料を高圧燃料ポンプに供給するフィードポンプ102と、第1のカム210により駆動される第1の高圧燃料ポンプ200と、第1のカム210とは吐出の位相が異なる第2のカム310により駆動される第2の高圧燃料ポンプ300と、筒内噴射用インジェクタ110に高圧燃料を供給するための左右のバンク毎に設けられた高圧デリバリパイプ112Aおよび高圧デリバリパイプ112Bと、高圧デリバリパイプ112Aおよび高圧デリバリパイプ112Bに設けられた左右のバンク各4個ずつの筒内噴射用インジェクタ110とを含む。
As shown in FIG. 1, this
燃料タンク100のフィードポンプ102の吐出口は、低圧供給パイプ400に接続され、低圧供給パイプ400は、第1の高圧燃料ポンプ200に接続されたポンプ供給パイプ410Aと、第2の高圧燃料ポンプ300に接続されたポンプ供給パイプ420Aとに分岐する。
The discharge port of the
ポンプ供給パイプ410Aは第1の高圧燃料ポンプ200の入り口に、ポンプ供給パイプ420Aは第2の高圧燃料ポンプ300の入り口にそれぞれ接続される。第1の高圧燃料ポンプ200の入り口の手前には第1のパルセーションダンパー220が、第2の高圧燃料ポンプ300の入り口の手前には第2のパルセーションダンパー320が、それぞれ設けられ、燃料脈動の低減を図っている。
The
第1のパルセーションダンパ220と第1の高圧燃料ポンプ200とはポンプ供給パイプ410Bにより接続され、第2のパルセーションダンパ320と第2の高圧燃料ポンプ300とはポンプ供給パイプ420Bにより接続されている。
The
第1の高圧燃料ポンプ200の吐出口は、第1の高圧デリバリ連通パイプ500に接続され、第1の高圧デリバリ連通パイプ500は、V型バンクの片方のバンクの高圧デリバリパイプ112Aに接続される。第2の高圧燃料ポンプ300の吐出口は、第2の高圧デリバリ連通パイプ510に接続され、第2の高圧デリバリ連通パイプ510は、V型バンクのもう片方のバンクの高圧デリバリパイプ112Bに接続される。V型バンクの片方のバンクの高圧デリバリパイプ112Aともう片方のバンクの高圧デリバリパイプ112Bとは、高圧連通パイプ520により接続される。
The discharge port of the first high-
高圧デリバリパイプ112Aに設けられたリリーフバルブ114は、高圧デリバリリターンパイプ600に接続される。高圧デリバリリターンパイプ600は、高圧燃料ポンプリターンパイプ610Aに接続されリターンパイプ620となり、リターンパイプ620は高圧燃料ポンプリターンパイプ610Bに接続され、リターンパイプ630となり、リターンパイプ630は燃料タンク100に接続される。
The
図2に、図1の第1の高圧燃料ポンプ200付近の拡大図を示す。第2の高圧燃料ポンプ300も同様であるがカムの位相が異なり吐出タイミングの位相をずらして高圧燃料系の脈動の発生を抑制している。また、第1の高圧燃料ポンプ200と第2の高圧燃料ポンプ300の特性は、同じでも異なってもよい。以下においては、第1の高圧燃料ポンプ200の吐出能力および第2の高圧燃料ポンプ300の吐出能力は、仕様上同じであるとして説明する。なお、以下の説明は、第1の高圧燃料ポンプ200について説明し、第2の高圧燃料ポンプ300については参照符号を図2にかっこ書きで示すだけとする。
FIG. 2 shows an enlarged view of the vicinity of the first high-
高圧燃料ポンプ200は、カム210で駆動され上下に摺動するポンププランジャー206と、電磁スピル弁202とチェックバルブ204とを主な構成部品としている。
The high-
カム210によりポンププランジャー206が下方向に移動しているときであって電磁スピル弁202が開いているときに燃料が導入され(吸い込まれ)、カム210によりポンププランジャー206が上方向に移動しているときに電磁スピル弁202を閉じるタイミングを変更して、高圧燃料ポンプ200から吐出される燃料量を制御する。ポンププランジャー206が上方向に移動している加圧行程中における電磁スピル弁202を閉じる時期が早いほど多くの燃料が吐出され、遅いほど少ない燃料が吐出される。この最も多く吐出される場合の電磁スピル弁202の駆動デューティを100%とし、この最も少なく吐出される場合の電磁スピル弁202の駆動デューティを0%としている。電磁スピル弁202の駆動デューティが0%の場合には、電磁スピル弁202は閉じることなく開いたままの状態になり、第1のカム210が回転している限り(エンジンが回転している限り)ポンププランジャー206は上下方向に摺動するが、電磁スピル弁202が閉じないので、燃料は加圧されない。
When the
加圧された燃料は、チェックバルブ204(設定圧60kPa程度)を押し開けて第1の高圧デリバリ連通パイプ500を介して高圧デリバリパイプ112Aへ圧送される。このとき、高圧デリバリパイプ112Aに設けられた燃圧センサにより燃圧がフィードバック制御される。また、前述の通り、V型の一方のバンクの高圧デリバリパイプ112Aと他方のバンクの高圧デリバリパイプ112Bとは、高圧連通パイプ520により連通している。
The pressurized fuel is pushed open to the check valve 204 (set pressure of about 60 kPa) and is pumped to the high
高圧燃料ポンプ200のフィードバック制御に用いられる制御量は、実際の燃料圧力と目標値との偏差に応じて更新される積分項、および実際の燃料圧力と目標値との偏差を「0」にすべく増減する比例項等から算出される。この制御量が大きくなると高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量が増加して燃料圧力が高くなり、逆に制御量が小さくなると高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量が低下して燃料圧力が低くなる。
The control amount used for feedback control of the high-
エンジンECU(Electronic Control Unit)は、最終燃料噴射量に基づき筒内噴射用インジェクタ110を駆動制御し、筒内噴射用インジェクタ110から噴射される燃料の量を制御する。こうした筒内噴射用インジェクタ110から噴射される燃料の量(燃料噴射量)は、高圧デリバリパイプ112Aおよび高圧デリバリパイプ112B内の燃料圧力(燃圧)と燃料噴射時間によって定まるため、燃料噴射量を適正にするためには燃圧を適正な値に維持する必要がある。従って、エンジンECUは、燃圧センサからの検出信号に基づき求められる燃圧がエンジン運転状態に応じて設定される目標燃圧P(0)に近づくよう、高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量をフィードバック制御して燃圧Pを適正値に維持する。なお、高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量は、後述するデューティ比DTに基づき電磁スピル弁の閉弁期間(閉弁開始時期)を調整することによってフィードバック制御される。
An engine ECU (Electronic Control Unit) drives and controls the in-
ここで、高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量(電磁スピル弁202の閉弁開始時期)を制御するための制御量であるデューティ比DTについて説明する。このデューティ比DTは、0〜100%という値の間で変化する値であって、電磁スピル弁202の閉弁期間に対応するカム210のカム角度に関係した値である。すなわち、このカム角度に関して、電磁スピル弁202の最大閉弁期間に対応したカム角度(最大カム角度)を「θ(0)」とし、同閉弁期間の目標値に対応するカム角度(目標カム角度)を「θ」とすると、デューティ比DTは、最大カム角度θ(0)に対する目標カム角度θの割合を示すものということになる。従って、デューティ比DTは、目標とする電磁スピル弁202の閉弁期間(閉弁開始時期)が最大閉弁期間に近づくほど100%に近い値とされ、目標とする閉弁期間が「0」に近づくほど0%に近い値とされるようになる。
Here, the duty ratio DT that is a control amount for controlling the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 200 (the valve closing start timing of the electromagnetic spill valve 202) will be described. The duty ratio DT is a value that varies between 0% and 100%, and is a value related to the cam angle of the
デューティ比DTが100%に近づくほど、デューティ比DTに基づき調整される電磁スピル弁202の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁202の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量が増加して燃圧Pが上昇するようになる。また、デューティ比DTが0%に近づくほど、デューティ比DTに基づき調整される電磁スピル弁202の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁202の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量が減少して燃圧Pが低下するようになる。
As the duty ratio DT approaches 100%, the closing timing of the
エンジンECUは、フィードバック制御で算出されるデューティ比DTに基づき、電磁スピル弁202における電磁ソレノイドに対する通電開始時期、すなわち電磁スピル弁202の閉弁開始時期を制御する。こうして電磁スピル弁202の閉弁開始時期が制御されることにより、電磁スピル弁202の閉弁期間が変化して高圧燃料ポンプ200の燃料吐出量が調整され、燃圧Pが目標燃圧P(0)に向けて変化するようになる。
The engine ECU controls the energization start timing of the
図3を参照して、図1のパルセーションダンパについて説明する。なお、以下の説明は、第1の高圧燃料ポンプ200側のパルセーションダンパ220について説明し、第2の高圧燃料ポンプ300側のパルセーションダンパ320はパルセーションダンパ220と同じ構造であるため、パルセーションダンパ320についての説明は繰り返さない。
The pulsation damper shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the following description, the
パルセーションダンパ220は、ダイヤフラム式のパルセーションダンパであって、このパルセーションダンパ220は、燃料室226Aと大気に連通の空気室226Bとに区画するダイヤフラム226Cを備え、このダイヤフラム226Cを、空気室226B内に装着したばね226Dにて支持し、かつ、燃料室226Aの外側に吸入口222と排出口224とが設けられている。
The
パルセーションダンパ220は、ポンプ供給パイプ420の途中であって、高圧燃料ポンプ200の上流側かつポンプ供給パイプ420と低圧連通パイプ1000との合流点(分岐点でもある)の下流側に設けられる。パルセーションダンパ220には、ポンプ供給パイプ420の下流側が取付口222に、ポンプ供給パイプ420の上流側が取付口224に接続される。
The
このような構成において、高圧燃料ポンプ200において電磁スピル弁202が開いた状態でポンププランジャー206が上昇した場合にポンプ供給パイプ420において高圧燃料ポンプ200から燃料が吐き戻されることにより発生する脈動が、パルセーションダンパ220における燃料室226Aに伝わるので、この脈動を、パルセーションダンパ220におけるダイヤフラム226Cのばね226Dに抗しての振動によって、確実に低減することができる。
In such a configuration, when the
本発明に係る燃料配管構造の最も特徴的な部分は、第1の高圧燃料ポンプ200の入り口と第1のパルセーションダンパ220との間および第2の高圧燃料ポンプ300の入り口と第2のパルセーションダンパ320との間を接続する低圧連通パイプ1000を設けたことである。
The most characteristic part of the fuel piping structure according to the present invention is between the inlet of the first high-
すなわち、パルセーションダンパ220(低圧脈動を低減させるコンポーネント)と高圧燃料ポンプ200のポンププランジャー206との間の位置と、パルセーションダンパ320と高圧燃料ポンプ300のポンププランジャー306との間の位置とを、低圧連通パイプ1000により連通させる。
That is, a position between the pulsation damper 220 (a component that reduces low pressure pulsation) and the
このようにすると、
(1)高圧燃料ポンプの低圧室側の容積が増加
2台の高圧燃料ポンプの低圧側の容積を各々Vとした場合に、低圧連通パイプ1000の配管容積を含め、低圧側の容積が2倍以上になる。
If you do this,
(1) Increased volume on the low-pressure chamber side of the high-pressure fuel pump When the volume on the low-pressure side of the two high-pressure fuel pumps is V, the volume on the low-pressure side is doubled, including the piping volume of the low-
このとき、ΔPを低圧脈動のレベル、ΔVを容積変化(高圧燃料ポンプが吸入行程にあるときにはポンププランジャーが下がることにより増える容積、高圧燃料ポンプが吐出行程にあるときにはポンププランジャーが上がることにより減る容積)、Vを低圧側の容積、Kを燃料の体積膨張率(たとえば、単位圧縮圧力あたりの圧力変化)として、ΔP=ΔV/V×Kの関係により、Vが2倍以上になるので、低圧脈動のレベルであるΔPが1/2以下になる。
(2)高圧燃料ポンプ毎にパルセーションダンパ2個分の低圧脈動を低減する効果が受けられる。
At this time, ΔP is the low pressure pulsation level, ΔV is volume change (the volume that increases when the pump plunger is lowered when the high pressure fuel pump is in the intake stroke, and the pump plunger is raised when the high pressure fuel pump is in the discharge stroke. (Volume to be reduced), V is the volume on the low pressure side, K is the volume expansion rate of the fuel (for example, pressure change per unit compression pressure), and V becomes more than twice due to the relationship ΔP = ΔV / V × K ΔP, which is the level of low-pressure pulsation, becomes ½ or less.
(2) The effect of reducing the low-pressure pulsation of two pulsation dampers can be received for each high-pressure fuel pump.
各々の高圧燃料ポンプが燃料を吸入する、吐き戻す際に低圧脈動は発生するが、パルセーションダンパが各ポンプに対して2個搭載されている状態になるため、低圧脈動が低減できる(推定1/2程度以下)。特に、第1の高圧燃料ポンプ200と第2の高圧燃料ポンプ300の作動位相をずらしているので(図4参照)、両方の高圧燃料ポンプが同じタイミングで吐き戻すことがない。なお、高圧燃料ポンプが燃料を低圧側に吐き戻すのは、図4における、加圧行程開始から、電磁スピル弁が閉じて圧送されるまでの間である。このため、燃料を低圧側に吐き戻すのは1台ずつとなり、その1台の高圧燃料ポンプに対して元々備えられたパルセーションダンパに加えて、低圧連通パイプ1000を介して他方のパルセーションダンパにも低圧脈動が伝播して、低圧脈動をあたかも2台のパルセーションダンパで吸収していることになる。
Low pressure pulsation occurs when each high pressure fuel pump sucks in and discharges fuel, but since two pulsation dampers are mounted on each pump, the low pressure pulsation can be reduced (estimation 1). / About 2 or less). In particular, since the operating phases of the first high-
この状態を図5を参照して説明する。図5(A)が図4(A)または図4(B)に対応する、いずれか一方の高圧燃料ポンプの作動状態を示している。図5(B)は、従来の燃料配管構造(低圧連通パイプ1000なし)における脈動平衡点からの低圧側の脈動の状態を、図5(C)は、本実施の形態に係る燃料配管構造(低圧連通パイプ1000なし)における脈動平衡点からの低圧側の脈動の状態を、それぞれ示す。
This state will be described with reference to FIG. FIG. 5 (A) shows the operating state of one of the high-pressure fuel pumps corresponding to FIG. 4 (A) or FIG. 4 (B). 5B shows the state of pulsation on the low pressure side from the pulsation equilibrium point in the conventional fuel piping structure (without the low pressure communication pipe 1000), and FIG. 5C shows the fuel piping structure according to the present embodiment ( The state of pulsation on the low-pressure side from the pulsation equilibrium point in the low-
ポンププランジャーが最下端まで到達して上昇を始めるタイミングで高圧燃料ポンプは加圧行程に入り、このときに電磁スピル弁が開いていると(たとえば、駆動デューティが100%でないと)、高圧燃料ポンプから低圧配管側への吐き戻しにより、低圧配管側での脈動が発生する。従来の燃料配管構造においては、図5(B)に示すように、パルセーションダンパ1個で脈動が吸収され、ΔP(1)を最大振幅とした脈動が発生する。これに対して、本実施の形態に係る燃料配管構造においては、図5(C)に示すように、高圧燃料ポンプの吐出位相を重ならないようにして、パルセーションダンパ2個で脈動が吸収され、ΔP(0)(約ΔP(1)の1/2)を最大振幅とした脈動しか発生しない。これは、1個の高圧燃料ポンプに対して、2個のパルセーションダンパと低圧連通パイプの配管容量に起因した作用効果によるものと考えられる。
(3)各高圧燃料ポンプ毎にパルセーションダンパ2個分の吸入補助効果が受けられることになる。
The high pressure fuel pump enters the pressurization stroke at the timing when the pump plunger reaches the lowest end and starts to rise. At this time, if the electromagnetic spill valve is open (for example, if the drive duty is not 100%), the high pressure fuel The pulsation on the low-pressure pipe side occurs due to discharge from the pump to the low-pressure pipe side. In the conventional fuel piping structure, as shown in FIG. 5B, the pulsation is absorbed by one pulsation damper, and the pulsation with ΔP (1) as the maximum amplitude is generated. On the other hand, in the fuel piping structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 5C, the pulsation is absorbed by the two pulsation dampers so that the discharge phases of the high-pressure fuel pump do not overlap. , .DELTA.P (0) (about 1/2 of .DELTA.P (1)) only generates pulsations. This is considered to be due to the operational effect due to the piping capacity of the two pulsation dampers and the low-pressure communication pipe for one high-pressure fuel pump.
(3) The suction assist effect equivalent to two pulsation dampers can be received for each high-pressure fuel pump.
高圧燃料ポンプのポンププランジャーはカムにより作動され、カムによるポンププランジャーの下がる速度はカムプロフィールにより、大きく変化する部分と大きく変化しない部分とがある。大きく変化する(大きくポンププランジャーが下がる)ときであって、高圧燃料ポンプで圧送される燃料量がフィードポンプ102の吐出量に近付く高回転域において、大きくポンププランジャーが下がり瞬時流量が増加した場合に、パルセーションダンパのダイヤフラムによる吸入補助効果(パルセーションダンパから高圧燃料ポンプへの燃料の流れ)を、2個のパルセーションダンパ分だけ使うことができるために倍増することで、フィードポンプ流量を減らせ、フィードポンプ102の定格能力(吐出量)を瞬時最大吐出量(高回転時のポンププランジャーが大きく下がるときにフィードポンプ102に求められる流量)としなくてもよくなり、コスト削減や電力消費を低減できる。特に、(2)と同じように、第1の高圧燃料ポンプ200と第2の高圧燃料ポンプ300の作動位相をずらしているので、両方の高圧燃料ポンプが同じタイミングでポンププランジャーが大きく下がることはないので、パルセーションダンパ2個分の吸入補助効果を1台の高圧燃料ポンプが受けることができる。
The pump plunger of the high-pressure fuel pump is operated by a cam, and the speed at which the pump plunger is lowered by the cam has a part that varies greatly and a part that does not vary greatly depending on the cam profile. In the high rotation range where the amount of fuel pumped by the high-pressure fuel pump approaches the discharge amount of the
以上のようにして、本実施の形態に係る燃料配管構造によると、
(A)高圧燃料ポンプの低圧室側の容積が増加することにより、高圧燃料ポンプの吐き戻しに起因する低圧側の脈動を低減でき、
(B)高圧燃料ポンプ毎にパルセーションダンパ2個分の低圧脈動を低減する効果が受け、パルセーションダンパ1個あたりの低減分が低下することによるパルセーションダンパの信頼性(初期平均応力および振幅の減少によるダイヤフラムの破損回避等)を向上でき、
(C)各高圧燃料ポンプ毎にパルセーションダンパ2個分の吸入補助効果が受けられることによる、フィードポンプの定格能力の低下を図ることができる。
As described above, according to the fuel pipe structure according to the present embodiment,
(A) By increasing the volume on the low-pressure chamber side of the high-pressure fuel pump, the pulsation on the low-pressure side due to the discharge back of the high-pressure fuel pump can be reduced,
(B) The reliability of the pulsation damper (initial average stress and amplitude) due to the effect of reducing the low-pressure pulsation of two pulsation dampers for each high-pressure fuel pump and the reduction per pulsation damper being reduced. Avoiding damage to the diaphragm due to the decrease in
(C) It is possible to reduce the rated capacity of the feed pump by receiving the suction assist effect of two pulsation dampers for each high-pressure fuel pump.
なお、脈動低減コンポーネントはパルセーションダンパに限定されるものではない。また、高圧燃料ポンプは2台以上であればよく、特に台数は限定されない。さらに、高圧燃料ポンプの作動位相は、90度ずれている場合に限定されない。吐出タイミングが複数の高圧燃料ポンプでずれており、一致していなければよい。 The pulsation reducing component is not limited to the pulsation damper. Further, the number of high-pressure fuel pumps may be two or more, and the number is not particularly limited. Furthermore, the operating phase of the high-pressure fuel pump is not limited to a case where it is shifted by 90 degrees. It is sufficient that the discharge timing is shifted between the plurality of high-pressure fuel pumps and does not match.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 燃料供給システム、100 燃料タンク、102 フィードポンプ、104 フィルタ、106 プレッシャーレギュレータ、110 筒内噴射用インジェクタ、112A、112B 高圧デリバリパイプ、114 リリーフバルブ、200 第1の高圧燃料ポンプ、202 電磁スピル弁、204 チェックバルブ、206 ポンププランジャー、210 第1のカム、220 第1のパルセーションダンパー、300 第2の高圧燃料ポンプ、310 第2のカム、320 第2のパルセーションダンパー、400 低圧供給パイプ、410A、410B、420A、420B ポンプ供給パイプ、500 第1の高圧デリバリ連通パイプ、510 第2の高圧デリバリ連通パイプ、520 高圧連通パイプ、600 高圧デリバリリターンパイプ、610A、610B 高圧燃料ポンプリターンパイプ、620、630 リターンパイプ、1000 低圧連通パイプ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
各前記高圧燃料ポンプの吸入側に設けられた脈動低減機構と、
複数の中の1台の高圧燃料ポンプと、前記1台以外の他の高圧燃料ポンプの脈動低減機構との間を接続する配管とを含む、内燃機関の燃料配管構造。 A fuel pipe structure for an internal combustion engine comprising a plurality of high-pressure fuel pumps, wherein the amount of fuel discharged to the high-pressure fuel pipe is adjusted by opening / closing control of a solenoid valve,
A pulsation reducing mechanism provided on the suction side of each high-pressure fuel pump;
A fuel piping structure for an internal combustion engine, comprising: one high-pressure fuel pump among a plurality and a piping connecting a pulsation reducing mechanism of another high-pressure fuel pump other than the one.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005311485A JP2007120356A (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Fuel pipe structure of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005311485A JP2007120356A (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Fuel pipe structure of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007120356A true JP2007120356A (en) | 2007-05-17 |
Family
ID=38144459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005311485A Withdrawn JP2007120356A (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Fuel pipe structure of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007120356A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2573379A3 (en) * | 2011-09-26 | 2014-04-09 | Hitachi Ltd. | Fuel delivery system |
DE102013220807A1 (en) * | 2013-10-15 | 2014-11-27 | Continental Automotive Gmbh | Pump unit for a high-pressure pump and low-pressure damper |
JP2016527434A (en) * | 2013-07-26 | 2016-09-08 | デルファイ・インターナショナル・オペレーションズ・ルクセンブルク・エス・アー・エール・エル | High pressure pump |
WO2016142108A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. | Damping apparatus |
-
2005
- 2005-10-26 JP JP2005311485A patent/JP2007120356A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2573379A3 (en) * | 2011-09-26 | 2014-04-09 | Hitachi Ltd. | Fuel delivery system |
US8789513B2 (en) | 2011-09-26 | 2014-07-29 | Hitachi, Ltd | Fuel delivery system |
US9593655B2 (en) | 2011-09-26 | 2017-03-14 | Hitachi, Ltd. | Fuel delivery system |
JP2016527434A (en) * | 2013-07-26 | 2016-09-08 | デルファイ・インターナショナル・オペレーションズ・ルクセンブルク・エス・アー・エール・エル | High pressure pump |
US10267278B2 (en) | 2013-07-26 | 2019-04-23 | Delphi Technologies Ip Limited | High pressure pump |
DE102013220807A1 (en) * | 2013-10-15 | 2014-11-27 | Continental Automotive Gmbh | Pump unit for a high-pressure pump and low-pressure damper |
WO2016142108A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. | Damping apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4165572B2 (en) | Fuel supply device for internal combustion engine | |
US6899084B2 (en) | Fuel supply system for internal combustion engine | |
JP4453623B2 (en) | Fuel injection device and abnormality detection method for fuel injection device | |
EP1797307B1 (en) | Control device of high-pressure fuel system of an internal combustion engine | |
JP4603867B2 (en) | Control device and fuel supply system for variable displacement fuel pump | |
JP4297160B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP4648254B2 (en) | High pressure fuel pump | |
JP4600399B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
CN100516501C (en) | High-pressure fuel supply apparatus of internal combustion engine and method of designing the same | |
JP3819208B2 (en) | Variable discharge fuel supply system | |
JP2007120356A (en) | Fuel pipe structure of internal combustion engine | |
JP2006017111A (en) | Device for adjusting pressure/flow in internal combustion engine fuel injection device | |
JP2002213326A (en) | Fuel supply apparatus of internal combustion engine | |
JP2006046169A (en) | Fuel pressure control device for internal combustion engine | |
JP5401579B2 (en) | High pressure fuel pump | |
JP2007032454A (en) | Fuel system control device for internal combustion engine | |
JP4995941B2 (en) | High pressure fuel pump | |
JP2008223639A (en) | Fuel supply control device | |
JP2005351135A (en) | Fuel supply device of internal combustion engine | |
JP4457522B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JPH08319871A (en) | Pressure accumulation type fuel injection device of internal combustion engine | |
JP4356667B2 (en) | Fuel supply device for internal combustion engine | |
JP2009144727A (en) | Fuel feed system of internal combustion engine | |
JP2007071082A (en) | Fuel injector of internal combustion engine | |
JP2002130079A (en) | Pump chamber pressure controller in high-pressure pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090106 |