JP2008261333A - フィードポンプによる高圧燃料供給装置の改良 - Google Patents

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Abstract

【課題】コモンレールに燃料供給する高圧燃料供給装置において、特に大型エンジンにおいて問題となる、流量の調整と制御に係るスペースやコストや制御安定性などの問題を解決する。
【解決手段】フィードポンプによって燃料が加圧される高圧燃料供給装置において、同じフィードポンプ（３、４）を二つ備えてなり、該フィードポンプ二つがそれらへの燃料供給量を制御手段（５）によって制御されつつ燃料が低圧燃料供給手段（１）から供給され、該フィードポンプ二つが同じ一つのコモンレール（２）に燃料供給することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィードポンプによる高圧燃料供給装置の改良に関する。
フィードポンプ、すなわち変形可能な要素を備え、高圧の油圧作動液によってそれが変形されると、同じ圧力で燃料のポンプ作用効果が得られるポンプから来る高圧燃料（１２０〜２００バール程度）を受けるコモンレールと呼ばれる手段によって内燃機関の燃料噴射器に燃料供給することが知られている。
従来から、フィードポンプの中に流入できる燃料の量をその上流で制御する電磁弁を用いて、フィードポンプによって噴射器のコモンレールに送られる燃料量を調整制御することが知られている。
また、本出願人の特許出願に係る特許文献１によって、シングルピストンのポンプをフィードポンプとして使用することも知られている。
燃料流出量が燃料ポンプの燃料供給の調整によって制御されるこのようなシングルピストンのポンプが製造され、完全に満足できるものであった。
しかしながら、大きなエンジン、すなわち四気筒を超えるエンジン、および／または、総排気量が大きなエンジンにかかるシングルピストンのポンプを用いると、実用上、かなり困難な問題が発生する。
最初は、燃料流量を増すにはポンプの容積を増やせばよいと考えられたが、それでは燃料供給装置が大きくなりすぎることが分かった。
したがって、シングルピストンのポンプのような複数個のポンプを配置することを提案されていた。
例えば、Ｖ字型エンジン（Ｖ６またはＶ８）には、それぞれの気筒列一つに対して、シングルピストンのポンプを二つ配置することにもなり得る。
しかし、このときは、電磁弁が二つ必要で、コストが高くなることが分かった。しかも、とりわけそれらが厳密に同じ機能になるようにすることが必要で、もし、そうでなければコモンレールへの燃料供給が不規則不安定になるおそれがあるのである。
仏国特許出願公開第２９０４６６５号明細書
本発明は、上記の問題、すなわち、コモンレールに燃料供給する高圧燃料供給装置において、特に大型エンジンにおいて問題となる、流量の調整と制御に係るスペースやコストや制御安定性などの問題を解決することを課題とするものである。
本発明の第１の手段は、フィードポンプによって燃料が加圧される高圧燃料供給装置において、同じフィードポンプ（３、４）を二つ備えてなり、該フィードポンプ二つがそれらへの燃料供給量を制御手段によって制御されつつ燃料が低圧燃料供給手段から供給され、該フィードポンプ二つが同じ一つのコモンレール（２）に燃料供給することを特徴とする、高圧燃料供給装置である。
本発明の第２の手段は、前記フィードポンプ（３、４）二つへの燃料供給量を制御する制御手段が、制御用の電磁弁（５２）を含む、前記フィードポンプの外部の制御ユニット（５）であることを特徴とする、第１の手段に記載の高圧燃料供給装置である。
本発明の第３の手段は、前記制御用の電磁弁（５２）を差動圧弁（５５）が短絡して、高圧燃料供給システムが故障したときに、前記低圧燃料供給手段（１）を前記コモンレール（２）に直接接続することを特徴とする、第２の手段に記載の高圧燃料供給装置である。
本発明の第４の手段は、制御用の電磁弁（６０）が、前記フィードポンプの第一のフィードポンプ（３）に組み込まれ、バイパス（６２）によって前記フィードポンプの第二のフィードポンプ（４）に供給する、ことを特徴とする、第１の手段に記載の高圧燃料供給装置である。
本発明の第５の手段は、前記低圧燃料供給手段（１）の低圧燃料用の導管（１４）と高圧燃料流出用導管（３６）の間に配置された差動圧弁（６５）が前記制御用の電磁弁（６０）を短絡して、高圧燃料供給システムが故障したときに、前記低圧燃料供給手段（１）を前記コモンレール（２）に直接接続することを特徴とする、第４の手段に記載の高圧燃料供給装置である。
本発明の第６の手段は、前記差動圧弁（６５）と同じ機能を果たすために第二の差動圧弁（７５）が前記第二のフィードポンプのバイパス（６２）である燃料流入管とその燃料流出導管の間に配置されていることを特徴とする、第５の手段に記載の高圧燃料供給装置である。
本発明は、高圧燃料供給装置において、同じフィードポンプを二つ備え、それらへの燃料供給量を制御手段によって制御されつつ燃料が低圧燃料供給手段から供給され、該フィードポンプ二つが単一のコモンレールに燃料供給することを特徴とするので、大きいエンジンへの燃料供給においても、流量調整が安定し、スペースやコストの上昇を抑制することができる。
例として挙げられた付属の図を参照して、本発明をよりよく理解することができるものである。
図１は、本発明に係る高圧燃料供給装置の第一の実施例の概略図である。
図２は、本発明に係る高圧燃料供給装置の第二の実施例の概略図である。
図３は、本発明に係る高圧燃料供給装置の第三の実施例の概略図である。
図１において、エンジンの燃料供給装置は、低圧燃料供給手段１と、コモンレール２と、高圧燃料を前記コモンレール２に燃料供給するための２基の同じシングルピストンのポンプと、フィードポンプ３、４の二つを上流で制御する制御ユニット５とから成る。
低圧燃料供給手段１の構成については、燃料タンク１０と、フィルタ１１と、低圧（約５バール）ポンプ１２と、過圧防止弁１３とを備えている。
各フィードポンプ３、４は、それぞれ、カム３０、４０で駆動される単一ピストン３１、４１を備えたフィードポンプ型である。ピストン３１、４１は、変形自在なベローズの内部空間３２、４２の中にある油圧作動液を高圧にする（１２０〜２００バール）。その結果、逆流防止用のバルブ３７、４７を備えた供給用の導管３５、４５によってベローズ３３、４３が置かれたチャンバ３４、４４内に供給される燃料は内部空間３２、４２内の油圧作動液と同じ圧力になる。
この高圧燃料は、逆流防止用のバルブ３８、４８を備えた高圧燃料流出導管３６、４６によって排出される。
高圧燃料流出導管３６、４６は、コモンレール２への供給用の導管２１に流出している。
２本の供給用の導管３５、４５は、制御ユニット５の燃料流出導管５０に連結されている。
この制御ユニット５は、低圧燃料供給手段１から低圧で燃料が流入する燃料流入管５１と、導管３５、４５によってフィードポンプ３、４の中に流入できる燃料量を調整制御する電磁弁５２と、アキュムレータ５３とコモンレール２への燃料流入管５４とから成り、この燃料流入管５４は、また、過圧防止弁としての役割も果たす差動圧弁５５を備えている。
二つのフィードポンプ３、４の流量は、制御ユニット５によって調整制御される。
差動圧弁５５は、一方では、燃料流入管５１から低圧燃料を受け、また、導管２１と連通している燃料流入管５４からは高圧燃料を受ける。
構成要素であるフィードポンブ３、４と制御ユニット５のいずれかが故障してこの高圧燃料供給が無効になったとき、この差動圧弁５５が開き、コモンレール２は、電磁弁５２を短絡して低圧燃料供給手段１から供給される。このときエンジンは、低圧燃料噴射によって機能できる。
図２、３は、本発明に係る燃料供給装置の第二、第三の実施例を示し、図１と同じ要素には同じ符号が付けられている。
図２、３の差異は、図１の制御ユニット５のような、二つのフィードポンプ３、４の外部の制御ユニットが、ないことから来ている。
これらフィードポンプ３とフィードポンプ４の両方を制御するためには、フィードポンプ３に組み込まれた調整制御用の電磁弁６０が用いられる。
低圧燃料供給手段１から来ている導管１４は電磁弁６０に到達する。この電磁弁６０の燃料流出路６１は、一方ではフィードポンプ３のチャンバ３４に、他方ではバイパス６２から第二のフィードポンプ４のチャンバ４４に燃料供給している。
差動圧弁６５は、図１の差動圧弁５５と同じ役割を果たしている。高圧状態の低下を引き起こすこととなる構成要素が故障したとき、それが導管６６と高圧燃料流出導管３６とによって低圧燃料供給手段１の燃料流出用の導管１４をコモンレール２と連通させる。
図３に示した燃料供給装置は、差動圧弁６５と同じ働きを有する第二の差動圧弁７５があることを除いて、図２に示す燃料供給装置と同じである。
本発明に係る高圧燃料供給装置の第一の実施例の概略図 本発明に係る高圧燃料供給装置の第二の実施例の概略図 本発明に係る高圧燃料供給装置の第三の実施例の概略図
符号の説明
１ 低圧燃料供給手段
２ コモンレール
３、４ フィードポンプ
５ 制御ユニット
１０ 燃料タンク
１１ フィルタ
１２ 低圧ポンプ
１３ 過圧防止弁
１４ 導管
３０ カム
３１ ピストン
３２ 内部空間
３３ ベローズ
３４ チャンバ
３５ 導管
３６ 高圧燃料流出用導管
３７、３８ バルブ
４０ カム
４１ ピストン
４２ 内部空間
４３ ベローズ
４４ チャンバ
４５ 導管
４７、４８ バルブ
５２ 電磁弁
５５ 差動圧弁
６０ 電磁弁
６２ バイパス
６５ 差動圧弁
７５ 差動圧弁

Claims (6)

  1. フィードポンプによって燃料が加圧される高圧燃料供給装置において、
    同じフィードポンプを二つ備えてなり、該フィードポンプ二つがそれらへの燃料供給量を制御手段によって制御されつつ燃料が低圧燃料供給手段から供給され、該フィードポンプ二つが同じ一つのコモンレールに燃料供給することを特徴とする、高圧燃料供給装置。
  2. 前記フィードポンプ二つへの燃料供給量を制御する制御手段が、制御用の電磁弁を含む、前記フィードポンプの外部の制御ユニットであることを特徴とする、請求項１に記載の高圧燃料供給装置。
  3. 前記制御用の電磁弁を差動圧弁が短絡して、高圧燃料供給システムが故障したときに、前記低圧燃料供給手段を前記コモンレールに直接接続することを特徴とする、請求項２に記載の高圧燃料供給装置。
  4. 制御用の電磁弁が、前記フィードポンプの第一のフィードポンプに組み込まれ、バイパスによって前記フィードポンプの第二のフィードポンプに供給する、ことを特徴とする、請求項１に記載の高圧燃料供給装置。
  5. 前記低圧燃料供給手段の低圧燃料用の導管と高圧燃料流出用の導管の間に配置された差動圧弁が前記制御用の電磁弁を短絡して、高圧燃料供給システムが故障したときに、前記低圧燃料供給手段を前記コモンレールに直接接続することを特徴とする、請求項４に記載の高圧燃料供給装置。
  6. 前記差動圧弁と同じ機能を果たすために第二の差動圧弁が前記第二のフィードポンプの燃料流入管とその、バイパスである燃料流出導管の間に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の高圧燃料供給装置。
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