JP2009270471A - 燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン2において燃料タンク30内の燃料を高圧燃料系の構成部材40、50、60に供給すると共に、高圧燃料系の構成部材において高圧化された燃料の一部を余剰燃料として燃料タンクへ還流する燃料供給装置であって、燃料タンク内の燃料を吸い上げ、上記構成部材に吐出する燃料ポンプ20と、燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメント81を有するフィルタ部80と、燃料ポンプとフィルタエレメントとの間の燃料供給通路82に設けられ、燃料を噴射するノズル部91を有し、燃料ポンプから吐出された燃料をノズル部から燃料供給通路内に噴射することで、ノズル部より下流側部分82aに吸引力を発生するジェットポンプ90と、上記構成部材からの余剰燃料を、ノズル部の下流部分に導く導入通路92とを備える。
【選択図】図1
Description
燃料タンク内の燃料を吸い上げ、高圧燃料系の構成部材に吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有するフィルタ部と、燃料ポンプとフィルタエレメントとの間の燃料供給通路に設けられ、燃料を噴射するノズル部を有し、燃料ポンプから吐出された燃料をノズル部から燃料供給通路内に噴射することで、燃料供給通路のうちのノズル部より下流側部分に吸引力を発生するジェットポンプと、高圧燃料系の構成部材からの余剰燃料を、ノズル部の下流部分に導く導入通路と、を備えていることを特徴とする。
を備えるものに適用し、これらのうちの少なくとも特定構成部材からの余剰燃料を、請求項1乃至12に記載の本発明のジェットポンプに発生する吸入力でフィルタエレメントに導入する余剰燃料として利用することができる。言い換えると、上記高圧燃料系の各構成部材から流出する余剰燃料の総量は、特定構成部材からの余剰燃料の量よりも常に上回るので、そのような余剰燃料は、途切れることはなく、ジェットポンプの吸引力でフィルタエレメントの上流側に効果的に導くことができ、ひいてはフィルタエレメントを通過する燃料の温度を効果的に高めることができる。
図1〜図8は、本実施形態による燃料供給装置を示している。図1は当該燃料供給装置を適用したディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」という)の蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示し、図2〜図8は本発明の特徴的構成を示し、図3〜図7はフィルタ部内のジェットポンプ、開閉手段、及び燃料流量調整装置を示している。図8は開閉手段の開閉特性を模式的に示すものである。
図1、5に示すように、燃料通路82においてノズル部91の下流側部分と、余剰燃料通路99との間には、導入通路92が接続されており、導入通路92の途中には、導入通路92内を流れる燃料の流通及び遮断をする「開閉手段」としての開閉バルブ93が設けられている。開閉バルブ93が開弁すると、導入通路92を介して上記ノズル部91の下流側部分と余剰燃料通路99とが連通する。これにより、燃料ポンプ20からの吐出燃料がジェットポンプ90へ供給されると、ノズル部91の下流側部分に吸引力を発生し、当該吸引力を利用してノズル部91の下流側部分に、比較的高温な余剰燃料を導くことになる。なお、ここで、開閉バルブ93は請求範囲に記載の開閉手段に相当する。
エンジン2の停止前の運転中は、燃料タンク30内の燃料へ余剰燃料が還流していることにより、燃料タンク30内において貯留されている燃料(以下、貯留燃料)により余剰燃料が冷却されると共に、当該余剰燃料によって貯留燃料が暖められることになるので、燃料ポンプ20からの吐出燃料がワックス化するということはない。
エンジン2の始動時には、制御回路200により燃料ポンプ20、高圧燃料供給ポンプ60、コモンレール40、及び燃料噴射弁50が駆動制御され、燃料ポンプ20及び高圧燃料供給ポンプ60が作動し、それぞれ、燃料を予備圧送、及び圧送する。
通常運転時、言い換えるとエンストしないエンジン2の運転状態では、コモンレール40に蓄えられ、燃料噴射弁50に供給される高圧燃料は、その運転状態に適した目標燃料噴射圧(目標レール圧)に設定され、高圧燃料供給ポンプ60で高温、圧送される。そのような通常運転時では、余剰燃料が始動後、更に上昇する。余剰燃料の温度が上昇し、温度T2に達すると、開閉バルブ93が閉弁する。その結果、導入通路92を通じて、温度T2を超える余剰燃料が、フィルタエレメント81及び高圧燃料供給ポンプ60に向けて供給されることはない。
第2実施形態を図9に示す。第2実施形態は第1実施形態の変形例である。第2実施形態では、燃料ポンプ20を燃料タンク30内に配置する構成とするのではなく、燃料ポンプ20と高圧燃料供給ポンプ60を共通のポンプ駆動軸601を介してエンジン2によって駆動される構成とする一例を示すものである。
第3実施形態を図10に示す。第3実施形態は第2実施形態の変形例である。第3実施形態では、エンジン2の排気通路300に設けられ、排気を浄化する「浄化装置」としての排気フィルタ(以下、DPFと呼ぶ)310に用いられる添加弁320であって、サプライポンプからの燃料を、DPF310の上流側の排気通路300に噴射する添加弁320を備えた一例を示すものである。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
2 エンジン(内燃機関)
10 燃料供給装置
20 燃料ポンプ(予備圧送部)
21 燃料配管
30 燃料タンク
40 コモンレール
50 燃料噴射弁
60 高圧燃料供給ポンプ(圧送部)
601 カム軸(駆動軸)
604 プランジャ
608 カム室
609 加圧室
62 吸入通路
63 吐出通路
74 吸入調量弁
80 フィルタ部
81 フィルタエレメント
82 燃料通路(燃料供給通路)
82a 収容室(ノズル部より下流側部分)
82b スロート通路(ノズル部より下流側部分)
83 燃料通路
84 燃料配管
90 ジェットポンプ
91 ノズル部(絞り部)
91a 噴射口
92 導入通路
93 開閉バルブ(開閉手段)
931 弁体
932 弁座部
933 逆止弁
94 リリーフ通路(開放通路)
95 リリーフ弁
200 ECU(制御装置)
Claims (16)
- 内燃機関において燃料タンク内の燃料を高圧燃料系の構成部材に供給すると共に、前記高圧燃料系の構成部材において高圧化された燃料の一部を余剰燃料として前記燃料タンクへ還流する燃料供給装置であって、
前記燃料タンク内の燃料を吸い上げ、前記高圧燃料系の構成部材に吐出する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから吐出された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有するフィルタ部と、
前記燃料ポンプと前記フィルタエレメントとの間の燃料供給通路に設けられ、燃料を噴射するノズル部を有し、前記燃料ポンプから吐出された燃料を前記ノズル部から前記燃料供給通路内に噴射することで、前記燃料供給通路のうちの前記ノズル部より下流側部分に吸引力を発生するジェットポンプと、
前記高圧燃料系の構成部材からの前記余剰燃料を、前記ノズル部の前記下流部分に導く導入通路と、
を備えていることを特徴とする燃料供給装置。 - 前記燃料ポンプは、前記燃料タンク内に設けら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。
- 燃料を吸入し、予備加圧する予備圧送部と、
前記予備圧送部より吐出される燃料を更に高圧に圧送する圧送部と、
を有する燃料噴射ポンプを備え、
前記燃料ポンプは、前記燃料噴射ポンプの前記予備圧送部であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料供給装置。 - 前記燃料噴射ポンプは、前記予備圧送部及び前記圧送部が共通の駆動軸を有し、前記駆動軸より前記内燃機関の回転力を得て駆動され、
前記ジェットポンプ及び前記導入通路は、前記予備圧送部及び前記圧送部の間に配置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。 - 前記導入通路は、前記高圧燃料系の構成部材と、前記ノズル部より前記下流側部分との間を流れる前記余剰燃料の流通及び遮断をするための開閉をする開閉手段を備え、
前記開閉手段は、燃料温度が所定の温度以下の低温時に前記導入通路を開くことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の燃料供給装置。 - 前記燃料温度を検出する燃料温度検出手段を備え、前記燃料温度手段は、前記燃料温度として前記余剰燃料の温度を検出することを特徴とする請求項5に記載の燃料供給装置。
- 前記開閉手段は、
前記所定の温度としての第1温度より高い第2温度が設定されており、
前記燃料温度が前記第2温度を超える高温時に前記導入通路を閉じることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の燃料供給装置。 - 前記燃料供給通路において前記ジェットポンプと前記フィルタエレメントとの間には、前記ジェットポンプにより移送され、前記フィルタエレメントに供給される燃料の流量を調整する燃料流量調整装置が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
- 前記燃料流量調整装置は、
前記ジェットポンプと前記フィルタエレメントとの間から分岐し、前記燃料タンク側に燃料を還流する開放通路と、
前記開放通路を開閉するリリーフ弁と、
を備え、
リリーフ弁は、前記開放通路内の圧力に応じて前記開放通路を開放することを特徴とする請求項8に記載の燃料供給装置。 - 前記開放通路と前記フィルタエレメントとは、前記フィルタ部内に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の燃料供給装置。
- 前記ジェットポンプと前記フィルタエレメントとは、前記フィルタ部内に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
- 前記フィルタ部は、前記フィルタエレメントなどの内蔵部材を内部に収容するフィルタハウジングを備え、
前記ジェットポンプは、前記フィルタハウジング内に介在していることを特徴とする請求項11に記載の燃料供給装置。 - 前記高圧燃料系の構成部材は、
前記内燃機関の気筒に設けられ、前記気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料ポンプと前記燃料噴射弁の間に配置され、前記高圧化された燃料を蓄圧すると共に前記燃料噴射弁に分配するコモンレールと、
を備え、
前記余剰燃料は、前記燃料噴射弁及び前記コモンレールのうちの少なくともいずれかの特定構成部材からの余剰燃料であることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の燃料供給装置。 - 前記コモンレールは、前記コモンレール内の燃料圧力を減圧する減圧弁であって、前記コモンレール内の前記高圧化された燃料において前記余剰燃料を増やすことで減圧する減圧弁を備えていることを特徴とする請求項13に記載の燃料供給装置。
- 前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気を浄化する浄化装置に用いられる添加弁であって、前記高圧化された燃料の一部を、前記浄化装置の上流側の前記排気通路内に噴射する添加弁を備えていることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
- 前記燃料の一部の流量を制御する制御手段であって、低温時に前記余剰燃料を増加する制御手段を備えていることを特徴とする請求項13から請求項15のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
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