JP2007303314A - コモンレール式燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コモンレール式燃料噴射装置において、簡易な構成でサプライポンプによる吐出圧力の圧力脈動を低減する。
【解決手段】サプライポンプ１０から圧送される燃料を蓄圧するコモンレール３０と、前記コモンレール３０から供給される燃料をシリンダ内に噴射するインジェクタ４０を有するコモンレール式燃料噴射装置１００において、前記サプライポンプ１０と前記コモンレール３０との間に追加レール２０を設けた。また、前記追加レールと前記コモンレールとを接続する高圧燃料通路の断面積を、前記コモンレールと前記インジェクタとを接続する高圧燃料通路の断面積の５０％以下とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、コモンレール式燃料噴射装置のレール構成技術に関する。

従来、ディーゼル機関等に使用するコモンレール式燃料噴射装置は良く知られている。コモンレールとは、高圧の燃料供給通路に途中に設けられる圧力容器であり、主な機能として燃料の体積弾性によって燃料圧力の変動を吸収し燃料圧力を平滑化することができる。
コモンレール式燃料噴射装置は、サプライポンプで高圧圧送された高圧燃料をコモンレールを経て各インジェクタに分配し、該インジェクタで燃料噴射量・噴射時期を制御することで行なう噴射装置である。

しかし、このようなコモンレール式燃料噴射装置においても、サプライポンプの送油率が大きいときには吐出圧力による圧力脈動が、充分減衰することなくコモンレールからインジェクタへ伝達されるのが現状である。高圧燃料の圧力変動は、インジェクタにおいて噴射量制御を困難にし制御装置指示通りの燃料噴射量が得られなくなる。
そこで、特許文献１は、サプライポンプとコモンレールとの間にダンピングチャンバを設けたコモンレール式燃料噴射装置を開示している。
特開平５−１４９２０９号公報

しかし、ダンピングチャンバは構造が複雑であるため製造コスト及び製造工数が嵩む。
その他の方法として、サプライポンプの送油率、すなわちサプライポンプで圧送する燃料の割合を低下させることでコモンレール内の圧力脈動を低減することも可能であるが、多山式カム構造のサプライポンプでは送油率を低減させることに限界がある。
そこで、解決しようとする課題は、コモンレール式燃料噴射装置において、簡易な構成でサプライポンプの吐出圧力によるコモンレール内の圧力脈動を低減することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、サプライポンプから圧送される燃料を蓄圧するコモンレールと、前記コモンレールから供給される燃料をシリンダ内に噴射するインジェクタと、を有するコモンレール式燃料噴射装置において、前記サプライポンプと前記コモンレールとの間に追加レールを設けたものである。

請求項２においては、請求項１記載のコモンレール式燃料噴射装置において、前記追加レールと前記コモンレールとを接続する高圧燃料通路の断面積を、前記コモンレールと前記インジェクタとを接続する高圧燃料通路の断面積の５０％以下としたものである。

請求項３においては、前記追加レールと前記コモンレールとを接続する高圧燃料通路を配管にて構成したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、圧力容器を追加して設ける簡易な構成にて、コモンレール式燃料噴射装置のサプライポンプにおける吐出圧力の圧力変動を低減できる。

請求項２においては、請求項１の効果に加え、追加レールとコモンレール間の燃料通路断面積をコモンレールとインジェクタ間との燃料通路断面積の５０％としたことにより、追加レールからコモンレールに伝わる圧力脈動のピークを抑えて、効果的に圧力脈動を減衰させることができる。

請求項３においては、請求項２の効果に加え、配管により細径の燃料通路を容易に構成でき、また、追加レールの配置を容易にできる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例であるコモンレール式燃料噴射装置の構成を示す簡易構成図、図２は（ａ）従来のコモンレール式燃焼装置におけるコモンレール圧力の経時変化を示すグラフ図（ｂ）本発明のコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレール圧力の経時変化を示すグラフ図である。

まず、図１を用いて、本発明の実施例であるディーゼルエンジンに備えられるコモンレール式燃料噴射装置１００の構成について簡単に説明する。
図１に示すように、コモンレール式燃料噴射装置１００は、燃料を圧送するサプライポンプ（燃料噴射ポンプ）１０、本発明に係る追加レール２０、高圧の燃料を蓄圧するコモンレール３０、燃料を各燃焼室へ噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）４０から主に構成されている。
また、コモンレール式燃料噴射装置１００は、サプライポンプ１０と追加レール２０とは高圧燃料通路５１にて、追加レール２０とコモンレール３０とは高圧燃料通路５２にて、コモンレール３０とインジェクタ４０とは高圧燃料通路５３にて接続される構成とされている。
このような構成によって、燃料は、サプライポンプ１０により高圧圧縮され圧送され、追加レール２０によって蓄圧され、同じくコモンレール３０によって蓄圧され各インジェクタ４０から、ディーゼルエンジンの各燃焼室内へ噴射される。

サプライポンプ１０は、エンジンの駆動力によりカム１２を回転駆動させて、カム１２に当接するプランジャー１１を往復運動させて、フィードポンプ（図示なし）より送られてきた燃料を追加レール２０側へ圧送する構成としている。
インジェクタ４０は、図示しない制御装置によって駆動制御されるニードル弁を有し、高圧燃料通路５３から供給される高圧燃料を、ニードル弁の墳口が開いた時に各燃焼室内へ微細な燃料噴霧として噴射する。このようにして燃料噴射量すなわちエンジン出力がインジェクタ４０の開閉時間の長短によって変化する。
コモンレール３０は、主に各インジェクタ４０の開閉に伴う高圧燃料通路内５３の燃料圧力の変動を抑えるために設けられる蓄圧装置である。コモンレール３０は、比較的大きい容積の空間に充満している燃料の体積弾性によって圧力の変動を低減させる。ここで、体積弾性とは物体表面に垂直な圧力が加わって体積を変化させるときに現れる弾性であり、この弾性によって燃料の圧力が安定化される。
これらのサプライポンプ１０、インジェクタ４０及びコモンレール３０の構成・作用は従来技術と同様であり、本発明の実施例はサプライポンプ１０とコモンレール３０との間に追加レール２０を配置している。

次に、本発明に係る追加レール２０について説明する。
追加レール２０は、コモンレール３０と同様に圧力容器にて構成される蓄圧装置である。図１に示すように、追加レール２０はサプライポンプ１０とコモンレール３０との間に高圧燃料通路５１・５２を介して接続される。つまり、コモンレール式燃料噴射装置１００の燃料経路において、追加レール２０の一端がサプライポンプ１０の吐出側に接続され、追加レール２０の他端がコモンレール３０と接続されることで、追加レール２０とコモンレール３０は直列に配置される。
また、本実施例では、追加レール２０とコモンレール３０とを接続する高圧燃料通路５２の断面積Ａ１を、コモンレール３０とインジェクタ４０とを接続する高圧燃料通路５３の断面積Ａ２の５０％以下（Ａ２／２＞Ａ１）とする構造としている。

従来、コモンレール燃料システム内の高圧燃料において、圧力脈動が発生する要因として、サプライポンプ１０の吐出圧力の脈動、並びにインジェクタ４０の開閉作動に起因する圧力脈動が存在した。
本実施例のコモンレール燃料システム装置のように、追加レール２０を設けることによって、サプライポンプ１０の吐出圧力脈動に基づく高圧燃料の圧力脈動を確実に低減することができる。具体的には、サプライポンプ１０の吐出圧力の脈動を追加レール２０の体積弾性にて、低減してから本来のコモンレール３０に燃料を供給することができる。つまり、圧力脈動の発生源の脈動を追加レール２０にて抑制した後に本来のコモンレール３０に供給するので、本来のコモンレール３０内の圧力脈動を確実に低減することができる。
本実施例では、高圧燃料通路５２の断面積を高圧燃料通路５３の断面積の５０％以下としたことで、追加レール２０とコモンレール３０とにおいて圧力伝播が起こりにくい構成としている。つまり、サプライポンプ１０からの燃料は高圧燃料通路５２の断面が小さく通過しにくいため、手前の追加レール２０内にて充分圧力が減衰した後にコモンレールに平均化されて送られるようにできる。
また、高圧燃料通路５２を配管として構成することにより、スペース的に制約の多いディーゼルエンジンにおいて追加レール２０の配置を容易にしている。つまり、従来のディーゼルエンジンに対しても容易に追加レール２０を装着が可能である。

以下に、追加レール２０を設けたことによる圧力脈動の低減効果について、検証実験で得られた効果を説明する。
図２（ａ）は従来のコモンレール燃料システムの、図２（ｂ）は本発明の追加レール２０を設けたコモンレール式燃料噴射装置１００の実際の圧力を測定して比較したグラフである。図２（ａ）及び（ｂ）は、横軸を時間軸とし、縦軸を圧力軸とし、破線はサプライポンプ１０の発生圧力を、実線はコモンレール３０の圧力をそれぞれ示している。
グラフより、追加レール２０よりコモンレール３０の圧力脈動が低減していることが分かる。つまり、サプライポンプ１０の圧力脈動は追加レール２０において十分に低減され、コモンレール３０内への影響が少なくなったことが確認できる。

本発明の実施例であるコモンレール式燃料噴射装置の構成を示す簡易構成図。 （ａ）従来のコモンレール式燃焼装置におけるコモンレール圧力の経時変化を示すグラフ図（ｂ）本発明のコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレール圧力の経時変化を示すグラフ図。

符号の説明

１０ サプライポンプ
２０ 追加レール
３０ コモンレール
４０ インジェクタ
１００ コモンレール式燃料噴射装置

Claims (3)

1. サプライポンプから圧送される燃料を蓄圧するコモンレールと、
   前記コモンレールから供給される燃料をシリンダ内に噴射するインジェクタと、
   を有するコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記サプライポンプと前記コモンレールとの間に追加レールを設けたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
2. 請求項１記載のコモンレール式燃料噴射装置において、
   前記追加レールと前記コモンレールとを接続する高圧燃料通路の断面積を、前記コモンレールと前記インジェクタとを接続する高圧燃料通路の断面積の５０％以下としたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
3. 前記追加レールと前記コモンレールとを接続する高圧燃料通路を配管にて構成したことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
   
   

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