JP2008057447A - フューエルインジェクションレール - Google Patents

Abstract

【課題】脈動波がフューエルインジェクションレールから燃料供給配管や車体に伝わるのを効果的に遮断する。
【解決手段】フューエルインジェクションレールの本体部１０に燃料を供給する燃料供給管１３が接続される接続口からインジェクタ１５に至る燃料流路の途中に逆止弁２０を配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のエンジンにおいて燃料噴射装置に用いられるフューエルインジェクションレールに関する。

自動車のエンジンに燃料を供給する燃料供給系では、ポンプから燃料供給管を通して燃料をフューエルインジェクションレールに送り、このフューエルインジェクションレールに取り付けられているインジェクタに燃料を分配して、各インジェクタからエンジンのインテークマニホールドに噴射している。

この種のフューエルインジェクションレールでは、インジェクタでの燃料の噴射により燃料圧力が大きく変動するので、脈動が発生する。この燃料圧力の脈動は、フューエルインジェクションレールの本体から燃料供給管に伝わり、さらには車体にまで伝わる。このため、従来からインジェクタを発生源とする脈動を低減するため様々な改良が行われている。

脈動低減技術の従来例として、脈動を吸収するダンパーをフューエルインジェクションレールの本体に取り付けることが一般に行われている。

また、ダンパーを取り付ける替わりに、燃料供給配管の途中にオリフィスを設け、このオリフィスにより燃料圧力の脈動を吸収させることが行われている。しかし、オリフィスを燃料が通過するときに圧力損失が大きくなるという問題があり、また、脈動低減効果も小さく、車体に脈動が伝わるのを防止できない。

他の従来例として、オリフィスの替わりに、燃料供給配管の途中に逆止弁を配置し、この逆止弁において発生する圧力損失により脈動を低減することが特許文献１に記載されている。

この特許文献１では、燃料噴射が終了してインジェクタが閉じると、急激に上昇する燃料の圧力で逆止弁の弁体が弁座に衝突してはね返り、逆止弁が振動的に開閉するときに生じる圧力損失を利用して、脈動を低減させている。
特開２００５−３５１１４４号公報

しかしながら、特許文献１のように、燃料供給配管の途中に逆止弁を組み込んだ場合、脈動の振動や脈動音が燃料供給配管を通じて車体に伝わるのを効果的に防止することができない。実際、運転席や、後方座席では、燃料供給配管を介して車体を伝播してくる振動や脈動音を異音として感じてしまうという問題がある。

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、脈動波がフューエルインジェクションレールから燃料供給配管や車体に伝わるのを効果的に遮断し、車内にまで異音が伝わらないように、脈動波を効果的に減衰し得るフューエルインジェクションレールを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、燃料を各インジェクタに分配するための燃料溜まりを形成する細長い容器状の本体部からなるフューエルインジェクションレールにおいて、フューエルインジェクションレールの本体部に燃料を供給する燃料供給管が接続される接続口から前記インジェクタに至る燃料流路の途中に逆止弁を配置したことを特徴とするものである。

本発明の好適な実施形態によれば、前記逆止弁は、前記インジェクタの直上流に位置するように、インジェクタを保持するインジェクタカップの内部に組み込み込まれる。

また、本発明の好適な実施形態によれば、前記逆止弁は、前記インジェクタの直上流に位置するように、前記本体部の内部に組み込まれる。
また、本発明の好適な実施形態によれば、前記逆止弁は、前記燃料供給管の接続口を開閉する位置に配置される。

さらに、本発明の好適な実施形態によれば、前記逆止弁は、前記燃料供給配管の接続口から前記本体部内に燃料を導く通路を開閉する位置に配置される。

一般に、燃料供給管に逆止弁があることよって、インジェクタの開閉により生じた圧力波が逆止弁で反射する。インジェクタと逆止弁の間の管内では、圧力波と逆止弁で反射した反射波とが合成される。

本発明によれば、この合成波は、インジェクタと逆止弁との距離が短いほど振幅の小さい高周波となるとことがわかった。そこで、本発明では、燃料供給管が接続される接続口からインジェクタに至る燃料流路の途中に、逆止弁を設けることにより、インジェクタと逆止弁との間の距離を可及的に短くできるので、これにより、脈動波を効果的に減衰させ、フューエルインジェクションレールから燃料供給配管を伝わって、さらに車体にまで伝わるのを抑制し、車内にまで異音が伝わらないようにすることができる。

以下、本発明によるフューエルインジェクションレールの実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す。
図１において、参照番号１０は、フューエルインジェクションレールの本体部を示す。このフューエルインジェクションレールの本体部１０は、金属板を細長い有底ケースの形状にプレス成形したアッパケース１１とロアケース１２とからなり、両者をロウ付けすることによって、燃料溜りを形成する細長い容器が形成されている。燃料タンクから燃料を供給する燃料供給管１３の終端は、本体部１０の一端に接続されている。ロアケース１２の底面には、複数個のインジェクタカップ１４が所定の間隔で配列して固着されている。各インジェクタカップ１４には、インジェクタ１５が保持されている。

次に、図２は、インジェクタカップ１４の内部を示す断面図である。この実施形態では、逆止弁２０をインジェクタカップ１４の内部に組み込むことによって、フューエルインジェクションレールの本体部１０の内部からインジェクタ１５に至る燃料流路にあって、逆止弁２０をインジェクタ１５の直上流に配置している。

逆止弁２０は弁体２１を有している。この弁体２１は、コイルバネ２２によってインジェクタカップ１４の入口部２３を弁座としてこれを閉じる方向に付勢されている。燃料の通常の供給圧力が弁体２０に作用すると、コイルバネ２２の弾発力に抗して弁体２０が押し下げられ入口部２３を開くようになっている。

本実施形態によるフューエルインジェクションレールは、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。

燃料タンクの燃料は供給管１３を通ってフューエルインジェクションレールに送られてくる。インジェクタ１５が開いたときには、逆止弁２０の弁体２１が燃料の供給圧力で押し下げられて逆止弁２０が開くので、インジェクタ１５への燃料の供給が許容され、インジェクタ１５から燃料噴射される。他方、インジェクタ１５が閉じると、水撃による燃料圧力の急上昇により、逆止弁２０の弁体２１によりインジェクタカップ１４の入口部２３が閉じられる。そして、インジェクタ１５が開くと、逆止弁２０が開き、インジェクタ１５から燃料が噴射される。

このようにしてインジェクタ１５の開閉に伴う燃料圧力の急減な変動により脈動が発生するが、本実施形態のフューエルインジェクションレールによれば、逆止弁２０をインジェクタカップ１４に組み入れているので、以下のようにして、脈動に起因する脈動波が燃料供給管１３に伝播して車体に伝わるのを抑制することができる。

ここで、図３は、燃料供給配管の配管長を変更した場合に、インジェクタが閉鎖したときの脈動波形をシミュレーションした結果を示す図である。この場合、インジェクタから管端までの距離がそれぞれ２５０mm、５００mm、１０００mm、２０００mmの４例についてシミュレーションを行った。

この図３からは、インジェクタの開閉により発生する圧力波は、伝播する距離が短ければ短いほど、振幅はより小さくなり、またより高周波の脈動波となることがわかる。

本実施形態では、インジェクタ１５と逆止弁２０との間の距離は、可能なかぎり短くできるので、脈動波を可及的に振幅の小さな高周波にすることができ、フューエルインジェクションレールの本体部１０内部にある燃料の粘性の影響で減衰し易くなる。この結果、従来のようにフューエルインジェクションレールの本体部１０から放射音が発生したり、本体部１０からさらに燃料供給管１３を伝播して車体に振動が伝わるのを抑制でき、乗車している者に異音を感じさせないようにすることができる。

第２実施形態
次に、図４は、本発明の第２実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す。この第２実施形態は、図１のフューエルインジェクションレールにおいて、逆止弁２０を本体部１０の内部に組み込むことによって、インジェクタ１５の直上流に配置した実施形態である。この場合、ロアケース１２には、フレーム２４がインジェクタカップ１４の入口部２３を覆い囲むように同心的に固着されている。このフレーム２４には逆止弁２０が収容されている。逆止弁２０の弁体２１は、フレーム２４に形成された開口部２５を弁座としてこれを閉じるようにコイルバネ２２によって付勢されている。

以上のような構成によれば、インジェクタ１５から逆止弁２０までの距離をできるだけ短くしてあるので、図２の実施形態と同様に脈動波をフューエルインジェクションレールの本体部１０に伝播するのを低減できる。

第３実施形態
次に、図５は、本発明の第３実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す。
この第３実施形態は、逆止弁２０をインジェクタカップ１４ではなく、本体部１０の内部において燃料供給管１３の接続口を開閉する位置に配置した実施形態である。

図５に示すように、逆止弁２０は、アッパケース１１またはロアケース１２の側面から突き出た燃料供給管１３の端末を囲むフレーム２６の内部に収容されている。そして、逆止弁２０の弁体２１は、燃料供給管１３の端末を塞ぐようにコイルバネ２２によって付勢されている。

以上のような第３実施形態によれば、インジェクタ１５で発生した脈動波は、フューエルインジェクションレールの本体部１０内の燃料溜まりから逆止弁２０まで伝播してくる。インジェクタ１５と脈動波が反射する逆止弁２０の弁体２１までの距離が短いことを利用して、脈動波を減衰させる作用は第１実施形態と同様である。

この第３実施形態では、燃料噴射量が大きい場合であっても、逆止弁２０をインジェクタカップ１４内に組み入れた実施形態と異なり、逆止弁２０の開閉により、本体部１０内に溜まっている燃料のインジェクタ１５への供給機能が阻害される恐れがないばかりでなく、本体部１０を構成するアッパーケース１１とロアケース１２の弾性変形により脈動波を減衰させることができ、脈動波の車体側への伝播を抑制する効果をより高められる。さらに、逆止弁２０をそれぞれインジェクタ１５毎に設ける必要がなく、１つで済むため、コスト面で有利である。

第４実施形態
図６および図７は、本発明の第４実施形態によるフューエルインジェクションレールを示す。

この第４実施形態では、この第１乃至第３実施形態とは異なり、フューエルインジェクションレールの本体部１０は、金属製のアッパケース１１と、樹脂成形のロアボディ３０とにより構成されている。この実施形態のフューエルインジェクションレールでは、インジェクタカップは用いられず、ロアボディ３０に取付穴３１を形成し、この取付穴３１にインジェクタ１５が挿入されている。この樹脂製のロアボディ３０には、燃料供給管１３が接続される継手部３４が一体に形成されている。燃料供給管１３から供給される燃料は、ロアボディ３０に形成された通路３５を介して本体部１０の燃料溜まりに導入される。

図６および図７の実施例は、いずれも逆止弁２０によって開閉される通路をロアボディ３０に形成している形態である。
このうち、図６では、本体部１０の燃料溜まりから燃料をインジェクタに分配する通路３２、３３に逆止弁２０を配置した形態である。

これに対して、図７に示す実施例では、燃料を本体部１０内部の燃料溜まりに導く通路３５を開閉する位置に配置されている。この場合、通路３５が燃料溜まりに開口する部分には、ねじ込み式の座金３６が取り付けられており、この座金３６を介してコイルバネ２２と弁体２１が装着されている。

以上のような第４実施形態によれば、脈動波の減衰作用は上述の第１実施形態乃至第３実施形態と同様であるが、樹脂製のロアボディ３０を採用することにより、ロアボディ３０を製造するときの寸法管理が容易になり、アッパケース１１をロアボディに嵌合させたときの本体部１０のシール性能の信頼性を高めることができる。また、図７のように、逆止弁２０をそれぞれインジェクタ１５毎に設ける必要がなく、１つで済むため、コスト面で有利である。

本発明が適用されるフューエルインジェクションレールの外観を示す側面図。 本発明の第１実施形態によるフューエルインジェクションレールの要部を示す断面図。 燃料供給配管の配管長を変更した場合に、インジェクタが閉鎖したときの脈動波形をシミュレーションした結果を示す図。 本発明の第２実施形態によるフューエルインジェクションレールの他の形態を示す断面図。 本発明の第３実施形態によるフューエルインジェクションレールの要部を示す断面図。 本発明の第４実施形態によるフューエルインジェクションレールの要部を示す断面図。 本発明の第４実施形態によるフューエルインジェクションレールの他の形態の要部を示す断面図。

符号の説明

１０ フューエルインジェクションレールの本体部
１１ アッパケース
１２ ロアケース
１３ 燃料供給管
１４ インジェクタカップ
１５ インジェクタ
２０ 逆止弁
２１ 弁体
２２ コイルバネ
２６ フレーム
３０ ロアボディ
３１ 取付穴
３２、３３、３５ 通路

Claims (7)

1. 燃料を各インジェクタに分配するための燃料溜まりを形成する細長い容器状の本体部からなるフューエルインジェクションレールにおいて、
   フューエルインジェクションレールの本体部に燃料を供給する燃料供給管が接続される接続口から前記インジェクタに至る燃料流路の途中に逆止弁を配置したことを特徴とするフューエルインジェクションレール。
2. 前記逆止弁は、前記インジェクタの直上流に位置するように、インジェクタを保持するインジェクタカップの内部に組み込んだことを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
3. 前記逆止弁は、前記インジェクタの直上流に位置するように、前記本体部の内部に組み込んだことを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
4. 前記逆止弁は、前記燃料供給管の接続口を開閉する位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
5. 前記逆止弁は、前記燃料供給配管の接続口から前記本体部内に燃料を導く通路を開閉する位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
6. 前記逆止弁は、前記本体部内から燃料を前記インジェクタに分配する通路を弁体で開閉する位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載のフューエルインジェクションレール。
7. 前記本体部は金属製のアッパケースと、樹脂成形のロアボディからなり、前記逆止弁により開閉される通路を前記ロアーケースに形成したことを特徴とする請求項５または６に記載のフューエルインジェクションレール。

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