JP2008169746A - Fuel supply device - Google Patents

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    • F02M63/0001Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent shortage of fuel supplied to a high pressure pump even in low speed rotation. <P>SOLUTION: Fuel is supplied to the high pressure pump 20 and a cam chamber 13 by a low pressure pump 25 driven by an internal combustion engine and a passage area of a passage hole 51 leading fuel to the cam chamber 13 from the low pressure pump 25 is changed by a control valve 60 according to delivery pressure of the low pressure pump 25. Passage area of the passage hole 51 is made small by a control valve 60 to reduce fuel supply quantity to the cam chamber 13 in low speed rotation of the internal combustion engine including idling speed. The quantity of fuel delivered toward a fuel pressurizing chamber 22 is increased thereby. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関にて駆動されるポンプを有する燃料供給装置に関し、例えばディーゼル機関用の蓄圧式燃料噴射装置に用いられる燃料供給装置に好適である。   The present invention relates to a fuel supply device having a pump driven by an internal combustion engine, and is suitable, for example, for a fuel supply device used in a pressure accumulation fuel injection device for a diesel engine.

従来の燃料供給装置は、内燃機関に駆動されて回転するカム軸と、カム軸に設けたカムに追従作動して燃料を加圧する高圧ポンプと、カム軸を介して内燃機関により駆動されて高圧ポンプに燃料を供給する低圧ポンプとを備えている。また、カム室には、低圧ポンプから吐出される燃料の一部が潤滑燃料通路を介して導かれるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−322968号公報
A conventional fuel supply device is driven by an internal combustion engine to rotate, a high-pressure pump that pressurizes fuel by following a cam provided on the cam shaft, and a high-pressure driven by the internal combustion engine via the cam shaft. And a low-pressure pump for supplying fuel to the pump. In addition, a part of the fuel discharged from the low pressure pump is guided to the cam chamber through a lubricating fuel passage (for example, see Patent Document 1).
JP 2002-322968 A

しかしながら、上記した従来の燃料供給装置は、クランキング時を除く内燃機関の回転域では潤滑燃料通路の通路面積が一定であり、一方、低圧ポンプの吐出量および吐出圧は内燃機関の回転速度上昇に伴って増加する。このため、低圧ポンプから吐出される燃料のうちカム室に供給される燃料の割合は、高速回転時よりも低速回転時の方が高くなり、低速回転時には高圧ポンプに供給される燃料が不足してしまう。その結果、コモンレール内の燃料圧が低下し、内燃機関の回転が不安定になったり、或いは内燃機関が停止する虞があった。   However, in the conventional fuel supply device described above, the passage area of the lubricating fuel passage is constant in the rotation region of the internal combustion engine except during cranking, while the discharge amount and discharge pressure of the low-pressure pump increase the rotational speed of the internal combustion engine. It increases with. For this reason, the ratio of the fuel supplied to the cam chamber out of the fuel discharged from the low-pressure pump is higher during low-speed rotation than during high-speed rotation, and there is insufficient fuel supplied to the high-pressure pump during low-speed rotation. End up. As a result, the fuel pressure in the common rail is reduced, and the rotation of the internal combustion engine may become unstable or the internal combustion engine may stop.

また、低圧ポンプの下流側に燃料フィルタを設置する燃料供給装置においては、燃料フィルタから燃料タンクに燃料の一部を戻すようにしているため、高圧ポンプに供給される燃料がさらに不足し易くなり、上記の問題がより顕著になる。   Further, in the fuel supply device in which the fuel filter is installed on the downstream side of the low-pressure pump, since a part of the fuel is returned from the fuel filter to the fuel tank, the fuel supplied to the high-pressure pump is more likely to be insufficient. The above problem becomes more prominent.

本発明は上記点に鑑みて、低速回転時においても高圧ポンプに供給される燃料が不足しないようにすることを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to prevent fuel supplied to a high-pressure pump from running out even during low-speed rotation.

本発明は、内燃機関により駆動されて、高圧ポンプ(20)およびカム室(13)に燃料を供給する低圧ポンプ(25)と、低圧ポンプ(25)からカム室(13)に燃料を導く潤滑燃料通路(51、54、644、645)の通路面積を変化させる通路面積制御手段(60)とを備え、内燃機関のアイドリング回転域を含む低速回転時における潤滑燃料通路(51、54、644、645)の通路面積を内燃機関の高速回転時における潤滑燃料通路(51、54、644、645)の通路面積よりも小さくすることを特徴とする。   The present invention is driven by an internal combustion engine to supply a high pressure pump (20) and a cam chamber (13) with a low pressure pump (25), and lubrication for guiding the fuel from the low pressure pump (25) to the cam chamber (13). And a passage area control means (60) for changing the passage area of the fuel passage (51, 54, 644, 645), and a lubricating fuel passage (51, 54, 644, 645) is made smaller than the passage area of the lubricating fuel passages (51, 54, 644, 645) when the internal combustion engine rotates at high speed.

このようにすれば、内燃機関の低速回転時にはカム室(13)への燃料供給量が減少して高圧ポンプ(20)への燃料供給量が増加するため、低速回転時に高圧ポンプ(20)に供給される燃料が不足してしまうことによる問題を解消することができる。   In this way, the amount of fuel supplied to the cam chamber (13) decreases and the amount of fuel supplied to the high-pressure pump (20) increases during low-speed rotation of the internal combustion engine. Problems caused by the shortage of supplied fuel can be solved.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る燃料供給装置の断面図、図2は図1のA−A線に沿う断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel supply apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

本実施形態の燃料供給装置は、内燃機関(より詳細にはディーゼル機関)用の蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、高圧燃料を蓄圧するコモンレールに燃料を加圧して供給するものである。   The fuel supply device of this embodiment is used in an accumulator fuel injection device for an internal combustion engine (more specifically, a diesel engine), and pressurizes and supplies fuel to a common rail that accumulates high-pressure fuel.

図1および図2に示すように、燃料供給装置のハウジングは、アルミ製のハウジング本体11と鉄系金属製の一対のシリンダヘッド12とからなる。ハウジング本体11内には、後述する低圧ポンプから燃料が供給されるカム室13が形成されており、このカム室13の両端はシリンダヘッド12によって閉塞されている。また、カム室13は図示しない燃料タンクに接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the housing of the fuel supply apparatus includes an aluminum housing body 11 and a pair of iron-based metal cylinder heads 12. A cam chamber 13 to which fuel is supplied from a low-pressure pump, which will be described later, is formed in the housing body 11, and both ends of the cam chamber 13 are closed by the cylinder head 12. The cam chamber 13 is connected to a fuel tank (not shown).

カム軸14は、鉄系金属製で、ジャーナル15を介してハウジング本体11に回転可能に支持され、図示しないディーゼル機関に駆動されて回転する。このカム軸14とハウジング本体11との間はオイルシール16によりシールされている。   The cam shaft 14 is made of iron-based metal, is rotatably supported by the housing body 11 via a journal 15, and is rotated by being driven by a diesel engine (not shown). The cam shaft 14 and the housing body 11 are sealed with an oil seal 16.

カム軸14における軸方向中間部には、断面円形状のカム17がカム軸14に対して偏心して一体に形成されている。   A cam 17 having a circular cross section is formed eccentrically with respect to the cam shaft 14 at an intermediate portion in the axial direction of the cam shaft 14.

カム17の外周には、カム軸14の周りを公転するカムリング18が嵌合されている。このカムリング18は、カムリング本体18aと、このカムリング本体18aに一体化されたブッシュ18bとからなる。より詳細には、カムリング本体18aは、鉄系金属製よりなり、外形が四角柱形状で、円形状の貫通穴が形成されている。また、ブッシュ18bは、銅系金属または樹脂にて円筒状に形成され、カムリング本体18aの貫通穴に圧入されており、カム17と摺動自在になっている。なお、カム17およびカムリング18は、カム室13に収容されている。   A cam ring 18 that revolves around the cam shaft 14 is fitted to the outer periphery of the cam 17. The cam ring 18 includes a cam ring main body 18a and a bush 18b integrated with the cam ring main body 18a. More specifically, the cam ring body 18a is made of an iron-based metal, has an outer shape of a quadrangular prism, and has a circular through hole. The bush 18b is formed in a cylindrical shape with a copper-based metal or resin, and is press-fitted into a through hole of the cam ring body 18a, so that the bush 18b is slidable with the cam 17. The cam 17 and the cam ring 18 are accommodated in the cam chamber 13.

カムリング18の両側には、カムリング18の公転に追従して往復移動する鉄系金属製のプランジャ20が配置されている。このプランジャ20は、シリンダヘッド12内に往復移動自在に挿入された円柱部20aと、カム室13に配置されてカムリング18と対向配置された鍔状のプランジャヘッド20bとを備えている。なお、プランジャ20は、本発明の高圧ポンプの主要部を構成している。   On both sides of the cam ring 18, iron-based metal plungers 20 that reciprocate following the revolution of the cam ring 18 are arranged. The plunger 20 includes a columnar portion 20 a that is inserted into the cylinder head 12 so as to be reciprocally movable, and a bowl-shaped plunger head 20 b that is disposed in the cam chamber 13 and is opposed to the cam ring 18. The plunger 20 constitutes the main part of the high-pressure pump of the present invention.

カム室13に配置されたスプリング21により、プランジャ20がカムリング18側に付勢されて、プランジャヘッド20bがカムリング18に押し付けられている。カムリング18とプランジャヘッド20bの当接面は平面状に形成されており、これによりカムリング18の自転が阻止されるため、カム17の回転に伴いカムリング18はプランジャヘッド20bと摺動しながら自転することなく公転する。   The plunger 20 is urged toward the cam ring 18 by the spring 21 disposed in the cam chamber 13, and the plunger head 20 b is pressed against the cam ring 18. The contact surface between the cam ring 18 and the plunger head 20b is formed in a flat shape, and this prevents rotation of the cam ring 18, so that the cam ring 18 rotates while sliding with the plunger head 20b as the cam 17 rotates. Revolve without any problems.

シリンダヘッド12内には、プランジャ20の円柱部20aの一端側(反プランジャヘッド20b側)に、低圧ポンプ25から燃料が供給される燃料加圧室22が形成されている。また、シリンダヘッド12内には、低圧ポンプ25から燃料加圧室22への燃料の流れのみを許容する入口側逆止弁23、および、燃料加圧室22からコモンレールへの燃料の流れのみを許容する出口側逆止弁24が設けられている。   In the cylinder head 12, a fuel pressurizing chamber 22 to which fuel is supplied from the low-pressure pump 25 is formed on one end side (the side opposite to the plunger head 20 b) of the cylindrical portion 20 a of the plunger 20. In addition, in the cylinder head 12, only the flow of fuel from the low pressure pump 25 to the fuel pressurizing chamber 22 and allowing only the fuel flow to the fuel pressurizing chamber 22 and the flow of fuel from the fuel pressurizing chamber 22 to the common rail are limited. A permissible outlet check valve 24 is provided.

カム軸14の一端側には、インナギア式トロコイドポンプにて構成された低圧ポンプ25が結合されている。この低圧ポンプ25は、ポンプカバー26内に回転自在に収納されている。低圧ポンプ25は、カム軸14に回転駆動されることにより燃料タンクから吸入した燃料を加圧して吐出するようになっており、その吐出圧は内燃機関の回転速度上昇に伴って上昇する。   One end of the camshaft 14 is coupled to a low-pressure pump 25 formed by an inner gear trochoid pump. The low pressure pump 25 is housed in the pump cover 26 so as to be rotatable. The low pressure pump 25 is driven to rotate by the camshaft 14 so as to pressurize and discharge the fuel sucked from the fuel tank, and the discharge pressure increases as the rotational speed of the internal combustion engine increases.

低圧ポンプ25から吐出された燃料は、図示しない燃料通路および入口側逆止弁23を介して燃料加圧室22に供給されるようになっている。なお、その燃料通路の途中には、燃料加圧室22に供給される燃料量を内燃機関の運転状態に応じて調量する調量弁(図示せず)が設けられている。   The fuel discharged from the low-pressure pump 25 is supplied to the fuel pressurizing chamber 22 through a fuel passage (not shown) and an inlet-side check valve 23. A metering valve (not shown) for metering the amount of fuel supplied to the fuel pressurizing chamber 22 according to the operating state of the internal combustion engine is provided in the middle of the fuel passage.

また、低圧ポンプ25から吐出された燃料の一部をカム室13に供給するために、燃料供給装置は以下の構成を備えている。   Further, in order to supply a part of the fuel discharged from the low pressure pump 25 to the cam chamber 13, the fuel supply device has the following configuration.

図3は図1のB部を拡大して示す断面図である。この図3に示すように、ハウジング本体11には、低圧ポンプ25から吐出された燃料が流入する吐出室50と、吐出室50と連通する第1通路孔51と、第1通路孔51よりも通路面積が大きく、且つ第1通路孔51とカム室13とを連通する第2通路孔52と、第1通路孔51と第2通路孔52との接続部に位置するテーパ状の弁座53が形成されている。なお、第1通路孔51は、本発明の潤滑燃料通路に相当する。   3 is an enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG. As shown in FIG. 3, the housing body 11 has a discharge chamber 50 into which fuel discharged from the low-pressure pump 25 flows, a first passage hole 51 communicating with the discharge chamber 50, and a first passage hole 51. The passage area is large, and the second passage hole 52 that communicates the first passage hole 51 and the cam chamber 13, and the tapered valve seat 53 that is located at the connection between the first passage hole 51 and the second passage hole 52. Is formed. The first passage hole 51 corresponds to the lubricating fuel passage of the present invention.

第2通路孔52には、第1通路孔51の通路面積を連続的に変化させることが可能な通路面積制御手段としての制御弁60が配置されている。この制御弁60は、弁座53と接離する球状の弁体61と、弁体61を弁座53側に向かって付勢するスプリング62と、第2通路孔52に圧入されてスプリング62の一端を支持する円筒状のストッパ63とを備えている。   The second passage hole 52 is provided with a control valve 60 as passage area control means capable of continuously changing the passage area of the first passage hole 51. The control valve 60 includes a spherical valve body 61 that contacts and separates from the valve seat 53, a spring 62 that biases the valve body 61 toward the valve seat 53, and a second passage hole 52 that is press-fitted into the control valve 60. And a cylindrical stopper 63 for supporting one end.

そして、制御弁60は、低圧ポンプ25の吐出圧が設定圧に達すると弁体61が弁座53から離れて開弁するとともに、低圧ポンプ25の吐出圧の上昇に伴って開度(すなわち、第1通路孔51の通路面積)が連続的に増加するようになっている。なお、制御弁60が全開時の第1通路孔51の通路面積は、従来の燃料供給装置における潤滑燃料通路中の最小通路面積と等しくなっている。   When the discharge pressure of the low-pressure pump 25 reaches the set pressure, the control valve 60 opens the valve body 61 away from the valve seat 53, and the opening degree (that is, as the discharge pressure of the low-pressure pump 25 increases) The passage area of the first passage hole 51 is continuously increased. Note that the passage area of the first passage hole 51 when the control valve 60 is fully open is equal to the minimum passage area in the lubricating fuel passage in the conventional fuel supply apparatus.

次に、燃料供給装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fuel supply device will be described.

カム軸14がディーゼル機関に駆動されて回転すると、カム軸14の回転動作によって低圧ポンプ25が駆動され、低圧ポンプ25は燃料タンクから燃料を吸入し加圧して吐出する。   When the camshaft 14 is driven and rotated by the diesel engine, the low pressure pump 25 is driven by the rotation of the camshaft 14, and the low pressure pump 25 sucks fuel from the fuel tank, pressurizes it, and discharges it.

また、カム軸14の回転に伴いカム17が回転し、カム17の回転に伴いカムリング18が自転することなく公転し、カムリング18の公転に伴いプランジャ20が往復移動する。   Further, the cam 17 rotates with the rotation of the cam shaft 14, the cam ring 18 revolves without rotating with the rotation of the cam 17, and the plunger 20 reciprocates with the rotation of the cam ring 18.

カムリング18の公転に伴い上死点にあるプランジャ20が下死点に向けて移動すると、低圧ポンプ25から吐出された燃料が、吐出室50、調量弁および入口側逆止弁23を介して燃料加圧室22に流入する。   When the plunger 20 at the top dead center moves toward the bottom dead center with the revolution of the cam ring 18, the fuel discharged from the low pressure pump 25 passes through the discharge chamber 50, the metering valve, and the inlet side check valve 23. It flows into the fuel pressurizing chamber 22.

下死点に達したプランジャ20が再び上死点に向けて移動すると、入口側逆止弁23が閉じ、燃料加圧室22の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室22の燃料圧力が上昇すると、出口側逆止弁24が開弁して、高圧の燃料がコモンレールに供給される。   When the plunger 20 that has reached the bottom dead center moves again toward the top dead center, the inlet side check valve 23 is closed, and the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 22 rises. When the fuel pressure in the fuel pressurizing chamber 22 rises, the outlet side check valve 24 opens and high pressure fuel is supplied to the common rail.

一方、低圧ポンプ25から吐出された燃料の一部は、吐出室50、第1通路孔51、および第2通路孔52を介してカム室13に供給される。このとき、第1通路孔51の通路面積が制御弁60によって以下のように制御されて、内燃機関の回転速度と低圧ポンプ25の吐出圧との関係が図4のように制御される。なお、図4中の破線は、従来の燃料供給装置の特性を示している。図5は制御弁60の作動状態を示す断面図である。   On the other hand, part of the fuel discharged from the low pressure pump 25 is supplied to the cam chamber 13 through the discharge chamber 50, the first passage hole 51, and the second passage hole 52. At this time, the passage area of the first passage hole 51 is controlled by the control valve 60 as follows, and the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine and the discharge pressure of the low-pressure pump 25 is controlled as shown in FIG. In addition, the broken line in FIG. 4 has shown the characteristic of the conventional fuel supply apparatus. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the operating state of the control valve 60.

まず、内燃機関を始動しているときの内燃機関の回転速度、すなわちクランキング回転速度N1のときは、低圧ポンプ25の吐出圧が極めて低いため、図5(a)に示すように制御弁60の開度(すなわち、第1通路孔51の通路面積)は小さくなっている。このため、低圧ポンプ25からカム室13に供給される燃料量は従来よりも少なくなり、低圧ポンプ25の吐出圧が従来よりも高くなる。そして、低圧ポンプ25の吐出圧が従来よりも高くなることにより、燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量が従来よりも多くなる。   First, at the rotational speed of the internal combustion engine when starting the internal combustion engine, that is, the cranking rotational speed N1, the discharge pressure of the low-pressure pump 25 is extremely low, so that the control valve 60 is shown in FIG. Is smaller (that is, the passage area of the first passage hole 51). For this reason, the amount of fuel supplied from the low pressure pump 25 to the cam chamber 13 is smaller than before, and the discharge pressure of the low pressure pump 25 is higher than before. And since the discharge pressure of the low pressure pump 25 becomes higher than before, the amount of fuel discharged toward the fuel pressurizing chamber 22 becomes larger than before.

また、内燃機関の始動後において、アイドリング回転速度N2のときは、低圧ポンプ25の吐出圧はクランキング時よりも上昇しているため、図5(b)に示すように制御弁60の開度がクランキング時よりも増加している。但し、このときの制御弁60の開度は半開程度であるため、低圧ポンプ25からカム室13に供給される燃料量は従来よりも少なくなり、低圧ポンプ25の吐出圧が従来よりも高くなる。そして、低圧ポンプ25の吐出圧が従来よりも高くなることにより、燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量が従来よりも多くなる。   Further, after the internal combustion engine is started, when the idling rotational speed is N2, the discharge pressure of the low-pressure pump 25 is higher than that during cranking. Therefore, as shown in FIG. Has increased from the time of cranking. However, since the opening degree of the control valve 60 at this time is about half open, the amount of fuel supplied from the low pressure pump 25 to the cam chamber 13 is smaller than before, and the discharge pressure of the low pressure pump 25 is higher than before. . And since the discharge pressure of the low pressure pump 25 becomes higher than before, the amount of fuel discharged toward the fuel pressurizing chamber 22 becomes larger than before.

さらに、内燃機関の回転速度がアイドリング回転速度N2よりも高くなるのに伴って、低圧ポンプ25の吐出圧が上昇するとともに制御弁60の開度が増加する。そして、内燃機関の回転速度がアイドリング回転速度N2よりも所定回転数高い第1所定回転速度N3になると、図5(c)に示すように制御弁60は全開となるため、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3以上となる高速回転域では、低圧ポンプ25からカム室13に供給される燃料量、低圧ポンプ25の吐出圧、および燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量は、従来と同じになる。   Furthermore, as the rotational speed of the internal combustion engine becomes higher than the idling rotational speed N2, the discharge pressure of the low-pressure pump 25 increases and the opening degree of the control valve 60 increases. When the rotational speed of the internal combustion engine reaches the first predetermined rotational speed N3 that is higher than the idling rotational speed N2, the control valve 60 is fully opened as shown in FIG. In the high-speed rotation range where the engine speed is equal to or higher than the first predetermined rotation speed N3, the amount of fuel supplied from the low-pressure pump 25 to the cam chamber 13, the discharge pressure of the low-pressure pump 25, and the fuel discharged toward the fuel pressurization chamber 22 The amount will be the same as before.

本実施形態では、アイドリング回転速度N2を含む内燃機関の低速回転時には、制御弁60により第1通路孔51の通路面積を小さくしてカム室13への燃料供給量を減少させ、これにより燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量が多くなるようにしているため、内燃機関の低速回転時に燃料加圧室22に向けて燃料が十分に供給される。その結果、コモンレール内の燃料圧の低下を防止でき、内燃機関の回転が不安定になったり或いは内燃機関が停止するという問題を解消することができる。   In the present embodiment, when the internal combustion engine is rotated at a low speed including the idling rotational speed N2, the control valve 60 reduces the passage area of the first passage hole 51 to reduce the amount of fuel supplied to the cam chamber 13, thereby increasing the fuel supply. Since the amount of fuel discharged toward the pressure chamber 22 is increased, the fuel is sufficiently supplied toward the fuel pressurizing chamber 22 when the internal combustion engine rotates at a low speed. As a result, it is possible to prevent a decrease in fuel pressure in the common rail, and to solve the problem that the rotation of the internal combustion engine becomes unstable or the internal combustion engine stops.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図6は本発明の第2実施形態に係る燃料供給装置における制御弁60近傍の構成を示す断面図、図7は内燃機関の回転速度と低圧ポンプ25の吐出圧との関係を示す特性図である。なお、図7中の破線は、従来の燃料供給装置の特性を示している。第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration near the control valve 60 in the fuel supply apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine and the discharge pressure of the low-pressure pump 25. is there. In addition, the broken line in FIG. 7 has shown the characteristic of the conventional fuel supply apparatus. The same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図6に示すように、ハウジング本体11には、第1通路孔51に対して並列に配置されて吐出室50と第2通路孔52とを常時連通させるバイパス通路孔54が形成されている。制御弁60が全開時の第1通路孔51の通路面積とバイパス通路孔54の通路面積との和は、従来の燃料供給装置における潤滑燃料通路中の最小通路面積と等しくなっている。なお、第1通路孔51とバイパス通路孔54は、本発明の潤滑燃料通路を構成する。   As shown in FIG. 6, the housing main body 11 is formed with a bypass passage hole 54 that is arranged in parallel to the first passage hole 51 and always communicates the discharge chamber 50 and the second passage hole 52. The sum of the passage area of the first passage hole 51 and the passage area of the bypass passage hole 54 when the control valve 60 is fully opened is equal to the minimum passage area in the lubricating fuel passage in the conventional fuel supply apparatus. The first passage hole 51 and the bypass passage hole 54 constitute the lubricating fuel passage of the present invention.

本実施形態の制御弁60は、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3に達すると制御弁60が開弁し始めるようになっている。したがって、内燃機関の回転速度がクランキング回転速度N1から第1所定回転速度N3の範囲では制御弁60にて第1通路孔51が閉じられており、第1通路孔51およびバイパス通路孔54のうちバイパス通路孔54のみを介してカム室13に燃料が供給される。したがって、低圧ポンプ25からカム室13に供給される燃料量は従来よりも少なくなり、低圧ポンプ25の吐出圧が従来よりも高くなり、燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量が従来よりも多くなる。   The control valve 60 of the present embodiment starts to open when the rotational speed of the internal combustion engine reaches the first predetermined rotational speed N3. Accordingly, when the rotational speed of the internal combustion engine is in the range of the cranking rotational speed N1 to the first predetermined rotational speed N3, the first passage hole 51 is closed by the control valve 60, and the first passage hole 51 and the bypass passage hole 54 Fuel is supplied to the cam chamber 13 only through the bypass passage hole 54. Accordingly, the amount of fuel supplied from the low pressure pump 25 to the cam chamber 13 is smaller than before, the discharge pressure of the low pressure pump 25 is higher than before, and the amount of fuel discharged toward the fuel pressurization chamber 22 is reduced. More than before.

また、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3に達すると制御弁60が開弁し始めて、第1通路孔51を介してもカム室13に燃料が供給されるようになる。このため、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3を超えると、低圧ポンプ25の吐出圧の上昇度合いが一旦緩やかになる。そして、内燃機関の回転速度が第2所定回転速度N4に達すると制御弁60が全開となり、内燃機関の回転速度が第2所定回転速度N4以上となる高速回転域では、低圧ポンプ25からカム室13に供給される燃料量、低圧ポンプ25の吐出圧、および燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量は、従来と同じになる。   Further, when the rotational speed of the internal combustion engine reaches the first predetermined rotational speed N3, the control valve 60 starts to open and fuel is supplied to the cam chamber 13 via the first passage hole 51 as well. For this reason, when the rotational speed of the internal combustion engine exceeds the first predetermined rotational speed N3, the degree of increase in the discharge pressure of the low-pressure pump 25 once becomes moderate. When the rotational speed of the internal combustion engine reaches the second predetermined rotational speed N4, the control valve 60 is fully opened, and in the high speed rotational region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or higher than the second predetermined rotational speed N4, the low pressure pump 25 The amount of fuel supplied to 13, the discharge pressure of the low-pressure pump 25, and the amount of fuel discharged toward the fuel pressurizing chamber 22 are the same as in the prior art.

本実施形態では、アイドリング回転速度N2を含む内燃機関の低速回転時には、制御弁60により第1通路孔51を閉じてカム室13への燃料供給量を減少させ、これにより燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量が多くなるようにしているため、内燃機関の低速回転時に燃料加圧室22に向けて燃料が十分に供給される。その結果、コモンレール内の燃料圧の低下を防止でき、内燃機関の回転が不安定になったり或いは内燃機関が停止するという問題を解消することができる。   In the present embodiment, when the internal combustion engine rotates at a low speed including the idling rotational speed N2, the control valve 60 closes the first passage hole 51 to reduce the amount of fuel supplied to the cam chamber 13, thereby Since the amount of fuel discharged toward the engine is increased, the fuel is sufficiently supplied toward the fuel pressurizing chamber 22 when the internal combustion engine rotates at a low speed. As a result, it is possible to prevent a decrease in fuel pressure in the common rail, and to solve the problem that the rotation of the internal combustion engine becomes unstable or the internal combustion engine stops.

また、第1実施形態の場合、経年変化等によりスプリング62のばね定数が小さくなると、ばね定数が初期値の場合と比較して、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3以下の領域において低圧ポンプ25の吐出圧が低下するため、アイドリング時の内燃機関の回転安定性が若干低下する虞がある。   Further, in the case of the first embodiment, when the spring constant of the spring 62 becomes small due to secular change or the like, compared with the case where the spring constant is the initial value, in the region where the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the first predetermined rotational speed N3. Since the discharge pressure of the low-pressure pump 25 decreases, the rotational stability of the internal combustion engine during idling may slightly decrease.

これに対し、本実施形態の場合、経年変化等によりスプリング62のばね定数が小さくなっても、ばね定数が初期値の場合と比較して、制御弁60が開弁し始めるときの内燃機関の回転速度(本例では、第1所定回転速度N3)が低下するのみであるため、アイドリング回転速度N2での低圧ポンプ25の吐出圧は変化せず、アイドリング時の内燃機関の回転安定性が低下することはない。   On the other hand, in the case of this embodiment, even when the spring constant of the spring 62 becomes small due to secular change or the like, the internal combustion engine when the control valve 60 starts to open is compared with the case where the spring constant is the initial value. Since the rotational speed (in this example, the first predetermined rotational speed N3) only decreases, the discharge pressure of the low-pressure pump 25 at the idling rotational speed N2 does not change, and the rotational stability of the internal combustion engine during idling decreases. Never do.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図8は本発明の第3実施形態に係る燃料供給装置における制御弁60近傍の構成を示す断面図である。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration in the vicinity of the control valve 60 in the fuel supply apparatus according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

図8に示すように、制御弁60は、第1〜第3円柱部641〜643を有する弁体64を備えている。最も小径の第1円柱部641に第1貫通孔644が形成され、第1円柱部641よりも大径の第2円柱部642に第2貫通孔645が形成され、第2円柱部642よりも大径の第3円柱部643に第3貫通孔646が形成されている。   As shown in FIG. 8, the control valve 60 includes a valve body 64 having first to third cylindrical portions 641 to 643. The first through hole 644 is formed in the first cylindrical portion 641 having the smallest diameter, the second through hole 645 is formed in the second cylindrical portion 642 having a larger diameter than the first cylindrical portion 641, and the second cylindrical portion 642 is formed. A third through hole 646 is formed in the third cylindrical portion 643 having a large diameter.

第1貫通孔644の通路面積と第2貫通孔645の通路面積との和は、従来の燃料供給装置における潤滑燃料通路中の最小通路面積と等しくなっている。また、第3貫通孔646の通路面積は、第1貫通孔644や第2貫通孔645の通路面積よりも十分大きく設定されている。なお、第1貫通孔644と第2貫通孔645は、本発明の潤滑燃料通路を構成する。   The sum of the passage area of the first through hole 644 and the passage area of the second through hole 645 is equal to the minimum passage area in the lubricating fuel passage in the conventional fuel supply apparatus. The passage area of the third through hole 646 is set sufficiently larger than the passage areas of the first through hole 644 and the second through hole 645. In addition, the 1st through-hole 644 and the 2nd through-hole 645 comprise the lubricating fuel channel | path of this invention.

ハウジング本体11には、第1通路孔51と第2通路孔52との接続部に、第1円柱部641が摺動自在に挿入される第1円柱孔55と、第2円柱部642が摺動自在に挿入される第2円柱孔56が形成されている。   In the housing body 11, the first cylindrical hole 55 into which the first cylindrical portion 641 is slidably inserted in the connecting portion between the first passage hole 51 and the second passage hole 52, and the second cylindrical portion 642 are slid. A second cylindrical hole 56 to be inserted movably is formed.

低圧ポンプ25の吐出圧が低いときには、第1円柱部641が第1円柱孔55内に位置し、且つ第2円柱部642が第2円柱孔56内に位置するようになっており、この状態では、第1〜第3貫通孔644〜646のうち第1貫通孔644のみによって第1通路孔51と第2通路孔52とが連通される。   When the discharge pressure of the low-pressure pump 25 is low, the first cylindrical portion 641 is positioned in the first cylindrical hole 55 and the second cylindrical portion 642 is positioned in the second cylindrical hole 56, and this state Then, the first passage hole 51 and the second passage hole 52 communicate with each other only through the first through hole 644 among the first to third through holes 644 to 646.

低圧ポンプ25の吐出圧が上昇すると、弁体60はスプリング62に抗して開弁向きに移動する。そして、第1円柱部641が第1円柱孔55から抜け出し、且つ第2円柱部642が第2円柱孔56内に位置している状態では、第1〜第3貫通孔644〜646のうち第1貫通孔644と第2貫通孔645によって第1通路孔51と第2通路孔52とが連通される。   When the discharge pressure of the low-pressure pump 25 increases, the valve body 60 moves against the spring 62 in the valve opening direction. In the state where the first cylindrical portion 641 is pulled out of the first cylindrical hole 55 and the second cylindrical portion 642 is positioned in the second cylindrical hole 56, the first of the first through third through holes 644 to 646 is the first. The first passage hole 51 and the second passage hole 52 communicate with each other through the first through hole 644 and the second through hole 645.

低圧ポンプ25の吐出圧がさらに上昇すると、第2円柱部642も第2円柱孔56から抜け出し、この状態では、第1〜第3貫通孔644〜646によって第1通路孔51と第2通路孔52とが連通される。   When the discharge pressure of the low-pressure pump 25 further increases, the second cylindrical portion 642 also comes out of the second cylindrical hole 56, and in this state, the first passage hole 51 and the second passage hole are formed by the first to third through holes 644 to 646. 52 is communicated.

そして、本実施形態の制御弁60は、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3(図7参照)に達すると、第1円柱部641が第1円柱孔55から抜け出すようになっている。したがって、内燃機関の回転速度がクランキング回転速度N1(図7参照)から第1所定回転速度N3の範囲では、第1〜第3貫通孔644〜646のうち第1貫通孔644のみを介してカム室13に燃料が供給される。したがって、低圧ポンプ25からカム室13に供給される燃料量は従来よりも少なくなり、低圧ポンプ25の吐出圧が従来よりも高くなり、燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量が従来よりも多くなる。   The control valve 60 of the present embodiment is configured such that the first cylindrical portion 641 comes out of the first cylindrical hole 55 when the rotational speed of the internal combustion engine reaches the first predetermined rotational speed N3 (see FIG. 7). . Therefore, when the rotational speed of the internal combustion engine is in the range of the cranking rotational speed N1 (see FIG. 7) to the first predetermined rotational speed N3, only the first through hole 644 among the first to third through holes 644 to 646 is used. Fuel is supplied to the cam chamber 13. Accordingly, the amount of fuel supplied from the low pressure pump 25 to the cam chamber 13 is smaller than before, the discharge pressure of the low pressure pump 25 is higher than before, and the amount of fuel discharged toward the fuel pressurization chamber 22 is reduced. More than before.

また、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3に達すると、第1円柱部641が第1円柱孔55から抜け出し、第2貫通孔645を介してもカム室13に燃料が供給されるようになる。このため、内燃機関の回転速度が第1所定回転速度N3を超えると、低圧ポンプ25の吐出圧の上昇度合いが一旦緩やかになる。そして、内燃機関の回転速度が第2所定回転速度N4(図7参照)に達すると、第1円柱部641が第1円柱孔55から完全に抜け出し、内燃機関の回転速度が第2所定回転速度N4以上となる高速回転域では、低圧ポンプ25からカム室13に供給される燃料量、低圧ポンプ25の吐出圧、および燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量は、従来と同じになる。   When the rotational speed of the internal combustion engine reaches the first predetermined rotational speed N3, the first cylindrical portion 641 comes out of the first cylindrical hole 55 and fuel is supplied to the cam chamber 13 via the second through hole 645. It becomes like this. For this reason, when the rotational speed of the internal combustion engine exceeds the first predetermined rotational speed N3, the degree of increase in the discharge pressure of the low-pressure pump 25 once becomes moderate. When the rotational speed of the internal combustion engine reaches the second predetermined rotational speed N4 (see FIG. 7), the first cylindrical portion 641 completely comes out of the first cylindrical hole 55, and the rotational speed of the internal combustion engine becomes the second predetermined rotational speed. In a high-speed rotation region that is N4 or more, the amount of fuel supplied from the low-pressure pump 25 to the cam chamber 13, the discharge pressure of the low-pressure pump 25, and the amount of fuel discharged toward the fuel pressurization chamber 22 are the same as in the past. become.

なお、低圧ポンプ25の吐出圧が異常に上昇した場合には、第2円柱部642も第2円柱孔56から抜け出し、第1〜第3貫通孔644〜646を介してカム室13に燃料が逃がされて、低圧ポンプ25の吐出圧のさらなる上昇が防止され、低圧ポンプ25の破損が防止される。   If the discharge pressure of the low-pressure pump 25 rises abnormally, the second cylindrical portion 642 also comes out of the second cylindrical hole 56, and fuel flows into the cam chamber 13 via the first to third through holes 644 to 646. It is escaped and further increase in the discharge pressure of the low-pressure pump 25 is prevented, and breakage of the low-pressure pump 25 is prevented.

本実施形態では、アイドリング回転速度N2(図7参照)を含む内燃機関の低速回転時には、第1貫通孔644のみを介してカム室13に燃料が供給されるようにしてカム室13への燃料供給量を減少させ、これにより燃料加圧室22に向けて吐出される燃料の量が多くなるようにしているため、内燃機関の低速回転時に燃料加圧室22に向けて燃料が十分に供給される。その結果、コモンレール内の燃料圧の低下を防止でき、内燃機関の回転が不安定になったり或いは内燃機関が停止するという問題を解消することができる。   In the present embodiment, when the internal combustion engine rotates at a low speed including the idling rotational speed N2 (see FIG. 7), the fuel is supplied to the cam chamber 13 only through the first through hole 644. Since the supply amount is reduced, and thereby the amount of fuel discharged toward the fuel pressurizing chamber 22 is increased, the fuel is sufficiently supplied toward the fuel pressurizing chamber 22 when the internal combustion engine rotates at a low speed. Is done. As a result, it is possible to prevent a decrease in fuel pressure in the common rail, and to solve the problem that the rotation of the internal combustion engine becomes unstable or the internal combustion engine stops.

また、低圧ポンプ25の吐出圧が異常に上昇した場合には、第1〜第3貫通孔644〜646を介してカム室13に燃料を逃がして低圧ポンプ25の吐出圧のさらなる上昇を防止するため、低圧ポンプ25の破損を防止することができる。   Further, when the discharge pressure of the low pressure pump 25 rises abnormally, fuel is released to the cam chamber 13 through the first to third through holes 644 to 646 to prevent further increase of the discharge pressure of the low pressure pump 25. Therefore, damage to the low pressure pump 25 can be prevented.

また、経年変化等によりスプリング62のばね定数が小さくなっても、ばね定数が初期値の場合と比較して、第1円柱部641が第1円柱孔55から抜け出すときの内燃機関の回転速度(本例では、第1所定回転速度N3)、および第2円柱部642が第2円柱孔56から抜け出すときの低圧ポンプ25の吐出圧が低下するのみであるため、アイドリング回転速度N2での低圧ポンプ25の吐出圧は変化せず、アイドリング時の内燃機関の回転安定性が低下することはない。   Further, even when the spring constant of the spring 62 becomes small due to secular change or the like, the rotational speed of the internal combustion engine when the first cylindrical portion 641 comes out of the first cylindrical hole 55 (compared to the case where the spring constant is the initial value) ( In this example, the first predetermined rotational speed N3) and the discharge pressure of the low-pressure pump 25 when the second cylindrical portion 642 comes out of the second cylindrical hole 56 only decreases, so the low-pressure pump at the idling rotational speed N2 The discharge pressure of 25 does not change, and the rotational stability of the internal combustion engine during idling does not decrease.

(他の実施形態)
上記各実施形態では、低圧ポンプ25としてインナギヤ式トロコイドポンプを用いたが、低圧ポンプ25としてベーン式ポンプを用いてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the inner gear trochoid pump is used as the low pressure pump 25, but a vane pump may be used as the low pressure pump 25.

本発明の第1実施形態に係る燃料供給装置の断面図である。It is sectional drawing of the fuel supply apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 図1のB部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the B section of FIG. 内燃機関の回転速度と低圧ポンプの吐出圧との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the rotational speed of an internal combustion engine, and the discharge pressure of a low pressure pump. 制御弁の作動状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of a control valve. 本発明の第2実施形態に係る燃料供給装置における制御弁近傍の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the control valve vicinity in the fuel supply apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 内燃機関の回転速度と低圧ポンプの吐出圧との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the rotational speed of an internal combustion engine, and the discharge pressure of a low pressure pump. 本発明の第3実施形態に係る燃料供給装置における制御弁近傍の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the control valve vicinity in the fuel supply apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11…ハウジング、13…カム室、14…カム軸、17…カム、20…プランジャ(高圧ポンプの主要部)、25…低圧ポンプ、51、54…通路孔(潤滑燃料通路)、60…制御弁(通路面積制御手段)、644、645…貫通孔(潤滑燃料通路)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Housing, 13 ... Cam chamber, 14 ... Cam shaft, 17 ... Cam, 20 ... Plunger (main part of high pressure pump), 25 ... Low pressure pump, 51, 54 ... Passage hole (lubricated fuel passage), 60 ... Control valve (Passage area control means), 644, 645... Through hole (lubricated fuel passage).

Claims (4)

内燃機関に駆動されて回転するカム軸(14)と、
前記カム軸(14)に設けたカム(17)に追従作動して燃料を加圧する高圧ポンプ(20)と、
前記カム(17)を収容するカム室(13)が形成されたハウジング(11)と、
前記内燃機関により駆動されて、前記高圧ポンプ(20)および前記カム室(13)に燃料を供給する低圧ポンプ(25)と、
前記低圧ポンプ(25)から前記カム室(13)に燃料を導く潤滑燃料通路(51、54、644、645)の通路面積を変化させる通路面積制御手段(60)とを備え、
前記通路面積制御手段(60)は、前記低圧ポンプ(25)の吐出圧に応じて作動して、前記内燃機関のアイドリング回転域を含む低速回転時における前記潤滑燃料通路(51、54、644、645)の通路面積を前記内燃機関の高速回転時における前記潤滑燃料通路(51、54、644、645)の通路面積よりも小さくするように構成されていることを特徴とする燃料供給装置。
A camshaft (14) that is driven by an internal combustion engine to rotate;
A high-pressure pump (20) that pressurizes fuel by following a cam (17) provided on the camshaft (14);
A housing (11) in which a cam chamber (13) for accommodating the cam (17) is formed;
A low pressure pump (25) driven by the internal combustion engine to supply fuel to the high pressure pump (20) and the cam chamber (13);
Passage area control means (60) for changing the passage area of the lubricating fuel passages (51, 54, 644, 645) for guiding fuel from the low pressure pump (25) to the cam chamber (13),
The passage area control means (60) operates according to the discharge pressure of the low-pressure pump (25), and the lubricating fuel passages (51, 54, 644,) during low-speed rotation including an idling rotation region of the internal combustion engine. 645) is configured to be smaller than the passage area of the lubricating fuel passages (51, 54, 644, 645) when the internal combustion engine rotates at high speed.
前記通路面積制御手段(60)は、前記低圧ポンプ(25)の吐出圧の上昇に伴って前記潤滑燃料通路(51)の通路面積を連続的に大きくするように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。 The passage area control means (60) is configured to continuously increase the passage area of the lubricating fuel passage (51) as the discharge pressure of the low pressure pump (25) increases. The fuel supply device according to claim 1. 前記潤滑燃料通路(51、54、644、645)は複数設けられ、
前記通路面積制御手段(60)は、前記内燃機関のアイドリング回転域を含む低速回転時に前記複数の潤滑燃料通路(51、54、644、645)のうち一部の潤滑燃料通路(51、645)を閉じるとともに、前記内燃機関の高速回転時に前記一部の潤滑燃料通路(51、645)を開くことを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。
A plurality of the lubricating fuel passages (51, 54, 644, 645) are provided,
The passage area control means (60) includes a part of the lubricating fuel passages (51, 645) among the plurality of lubricating fuel passages (51, 54, 644, 645) during low speed rotation including an idling rotation region of the internal combustion engine. 2. The fuel supply device according to claim 1, wherein the lubricating fuel passages (51, 645) are opened when the internal combustion engine rotates at a high speed.
前記通路面積制御手段(60)は、前記低圧ポンプ(25)の吐出圧に応じて作動する弁体(64)を備え、前記弁体(64)に前記潤滑燃料通路(644、645)が複数形成されていることを特徴とする請求項3に記載の燃料供給装置。 The passage area control means (60) includes a valve body (64) that operates according to the discharge pressure of the low-pressure pump (25), and a plurality of the lubricating fuel passages (644, 645) are provided in the valve body (64). The fuel supply device according to claim 3, wherein the fuel supply device is formed.
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