JP2009530540A - 高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関用燃料噴射装置へのガソリン燃料の流量の調整を、より単純な手段で実現する。
【解決手段】ベローズ（８）のような伸び縮み変形可能な構成要素内にオイルを送り出すピストン（１）を有する型の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプであり、燃料で充填された円筒形チャンバ（６）内の前記ベローズ（８）の長さ方向の伸び縮み変形が高圧噴射装置に給油するコモンレール（４０）の方への前記燃料の汲み上げ効果を生じさせ、ある手段を設け、その手段が、ピストン（１）の実効ストロークを所望の値になるように決定し、これにより、コモンレール（４０）の方に高圧で汲み上げられる燃料の量を所望の値になるように決定するように、ピストン（１）によって汲み上げられるオイルを加圧することなくチャンバ（１５）の方に完全にあるいは部分的に流路を変えるために配置されることを特徴とする供給ポンプ。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関用噴射装置による高圧ガソリン燃料供給に関するものである。

最新の研究では、燃料としてガソリンを利用する内燃機関の効率が、この燃料をいわゆるコモンレールによって高圧で噴射すれば著しく改善されるであろうことが明らかにされた。

とりわけ、そのような供給を実現するために、トランスファポンプ、あるいは、サプライポンプ、あるいは、供給ポンプと呼ばれるポンプが用いられたが、これらのポンプの中には今日の燃料（化学的に有害な作用を及ぼす添加剤を含む）の有害作用に耐久性のある弾性変形可能な装置があり、この装置の変形は高圧油圧ポンプによって引き起こされる。

この種のポンプによって実験的な手法でエンジンを作動させることができたが、しかし、ひき続き、ガソリン燃料の流量の調整によって提起される問題、あるいはまたエンジンの停止後の供給回路内の高圧ガソリン燃料の残留によって提起される問題を解決しなければならなかった。

ガソリン燃料の流量の調整に関しては、二つの道筋の課題が研究された。一方の課題はポンプの下流でのこの流量の部分的なリサイクルによるガソリン燃料の流量の調整であり、他方の課題はポンプの上流でのポンプによるガソリン燃料供給の調整である。

そのうえ、供給ポンプにおいてオイル供給に作用させることによって、ガソリン燃料の流量の調整部分を実現することが提案された。

この種の装置は、本出願人の名義で出願された仏国特許出願公開第２８２６０６８号明細書および仏国特許出願公開第２８２８２４０号明細書において記述されている。
仏国特許出願公開第２８２６０６８号明細書 仏国特許出願公開第２８２８２４０号明細書

本発明は、また、ガソリン燃料の流量の調整を、オイル部分においてこの調整を実現することによってだけでなく、上に挙げた各特許文献において記述されている手段よりもずっと単純な他の手段によっても実現することを目的とする。

本発明は、ベローズのような変形可能な構成要素内にオイルを送り出すピストンを有する型の、高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプに関しており、燃料で充填された円筒形チャンバ内の前記ベローズの長さ方向の伸び縮み変形が、高圧噴射装置に給油するコモンレールの方への前記燃料の汲み上げ効果を生じさせるものであって、該供給ポンプは、ある手段を設け、その手段が、ピストンの実効ストロークを所望の値になるよう決定し、これにより、コモンレールの方に高圧で汲み上げられる燃料の量を所望の値になるように決定するように、ピストンによって汲み上げられるオイルを加圧することなくチャンバの方に完全にあるいは部分的に流路を変えるために配置されることを特徴とする。

例としてまた本発明の理解を容易にするために、付属の図面に以下を示した。
図１：本発明の第一の実施例の断面図。
図２：本発明の第二の実施例の断面図。
図３：電磁制御弁の働きの変形例を図示した、図２に相当する図解。

図１を参照することにより、本発明による供給ポンプがピストン１から成ることが分かるが、このピストンは、ばね２によって裏から支えられ、また往復運動の動きを行うようにカム３によって作動するものである。示されている例において、カム３は三つのローブを有するが、これは限定的ではない。

このピストン１は、シリンダ５の中ぐり部４の中で移動する。

このシリンダ５は、ポンプの胴部７の中に設けられる円筒形チャンバ６の中に置かれる。

シリンダ５は、変形可能なベローズ８に囲まれており、このことにより、ベローズ８の外側壁と円筒形チャンバ６の内側壁との間に立体空間９が設けられる。

シリンダ５の底部には、オリフィス１０が配置されており、このオリフィスは、シリンダ５の中ぐり部４を、ベローズ８の内側壁とシリンダ５の外側壁との間に含まれる立体空間１１に通じさせる。

ベローズ８は、その上部端で、ポンプの胴部７に連結しているクランプ金具８ａに固定され、またその下部端で、ばね１３によって裏から支えられるプレート１２に固定される。

シリンダ５の上方には、シリンダヘッド１４が配置されており、このシリンダヘッドはポンプの胴部７に固定されポンプの胴部とともにチャンバ１５を定義しており、このチャンバは経路１６によって立体空間１１に通じるもので、この立体空間はオリフィス１０によって中ぐり部４の底部に通じる。

電磁弁１７は、ソレノイド１８によって制御されるものであり、その電磁弁はチャンバ１５と経路１６との間に置かれ、その経路はチャンバ１５と立体空間１１をつなぐ。

この電磁弁１７は、電磁弁を開いた状態に保持することを目的とするばね１７ａの作用を受ける。また、同様に電磁弁は、ソレノイド１８の作用を受ける。ばね１７ａとソレノイド１８とによる作用が、開いた電磁弁１７を、その開いた位置に保持する効果を生む。

チャンバ６の底部は、供給用の配管２０および送出し用の配管２１を有する。

供給用の配管２０と燃料タンク３０とは、配管３１によってつながれており、この配管は、過圧ポンプ３２と逆流防止用の弁である逆止弁２２とを有する。

送出し用の配管２１は、ポンプの出口に逆止弁２４を有する。

このように記述される装置の働きは以下のように記述される。

カム３の回転が、戻しばね２とともに、ピストンの往復運動の動きを引き起こす。

既知の装置におけるように、ピストン１によって送り出されるオイルは、ベローズ８をその長さについて伸ばしながら、プレート１２をその付属のばね１３に逆らって押し返す。プレート１２が下がるとき、６に含まれるガソリン燃料は、逆止弁２４を通して送り出される。プレート１２がその初めの位置に戻るとき、ガソリン燃料は逆止弁２２を通過してチャンバ６の中に入ることが許される。

本発明によると、電磁弁１７は通常は開いている。その結果、ピストン１によって４に送り出されるオイルはオリフィス１０を通り、立体空間１１を通過し、そして経路１６を介してチャンバ１５の中に加圧されることなく戻る。したがって、プレート１２は動かないままであり、コモンレール４０は燃料を受け取らない。電磁弁１７が閉じているときは、ピストン１によって送り出されるオイルは、経路１６を通って流れることはもはやできず、プレート１２は押し返され、高圧力を受けた燃料はコモンレール４０の中に送られる。

ソレノイド１８は、ソレノイドが駆動されているとき電磁弁１７を開いたままに保持する役目をもっている。ソレノイドが駆動されていないとき、電磁弁の閉じを引き起こすのは、経路１６とチャンバ１５との間のオイルの圧力の差である。

コモンレール４０の中に送られる燃料の量は、したがって、電磁弁１７が閉じているときピストン１によって移動されるオイルの量によって決定される。

ピストン１の全ストロークが燃料の可能な最大量を決定するのであり、それは、中ぐり部４の中にあるオイルが全て移動され、電磁弁１７が閉じるように、コモンレール４０に送られることになる量である。移動させるオイルの量を多かれ少なかれ減らすと、コモンレール４０に送られる燃料の量はそれに応じて減る。

この減量は、余分なオイルを取り除くために必要な時間の間ずっと電磁弁１７を開いたままに保持することによって得られる。

一旦余分なオイルの量が取り除かれると、電磁弁１７は駆動状態が解かれ、これにより電磁弁の閉じが引き起こされ、したがって、コモンレール４０の方への汲み上げ作用が引き起こされる。

このように、本発明によると、余分なオイルの全容量は、圧力がかけられることなくチャンバ１５に直接送り出され、そしてこのチャンバの中にあるオイルと再び混ざりあい、これによりオイルの過熱が一切まぬがれる。

このように記述されるポンプは、シリンダ容積可変型ポンプと同様のものある。

配管２１での流出量がゼロであるとき、ベローズ８の動きも全くなく、これによりその時間的な持ちが向上される。

既知の型の装置２６は、アキュムレータと同様のものであって、チャンバ１５から入ったり出たりするオイルの容量の変化の幅を補う。

好ましくは、示されているように、逆止弁２５は、完全に密閉性であり、コモンレール４０に供給する配管に配置される。

この完全に密閉性の逆止弁は、金属製部材の上にゴムのような素材を被せ成形されるように実現される。完全な密閉性は、そのゴムによって確保され、またその金属製の部分は、圧力の影響によるゴムの押出しを阻止する。

逆止弁２５の位置の決定については、前記逆止弁２５と中にベローズがあるチャンバ６との間のガソリン燃料の容量が、高圧エンジン停止時のベローズ８の変形を防ぐのに十分なほど少ないように決定されなければならない。

示されているように、ガソリン燃料供給用の配管３１は、ポンプによって引き起こされる脈動を避けることを目的とした脈動抑制装置３３を有することができる。

この脈動抑制装置は、逆止弁３４と、この逆止弁３４から分岐した内径の決められた通路３５との組み合わせから成る。

図２は、図１の変形例を示すが、各同一要素には、同一の各符号が付されている。

図１の場合におけるように、供給ポンプはピストン１から成り、このピストンは、ばね２によって裏から支えられ、またカム３によって作動するものである（このカムはこの例において四つのローブを有する）。

このピストン１は、ポンプの胴部４１ａの中に設けられる中ぐり部４１の中で移動する。

このピストン１は、変形可能なベローズ８の内側を移動するものであり、そして、このピストンは円筒形のチャンバ６の中に置かれ、またこのピストンは、中ぐり部４１に通じるものである。

中ぐり部４１は、環状のチャンバ４５を有するが、このチャンバは図１におけるチャンバ１５の役割を果たすことになるものである。

ベローズ８の内側立体空間は、経路４６によって電磁弁４２につながれる。

この経路４６は、分岐路４６ａを有し、この分岐路は超過圧力弁４９を通して経路４７に通じるものである。

この経路４７は、電磁弁４２をアキュムレータ２６につなぐが、このアキュムレータは温度に対する補償器および容積に対する補償器の役割を果たすものである。

図２で、電磁弁４２のばね４４が、弁４８を開いた位置で保持するような押す力をかけることが分かるが、この押す力のゆえに、経路４６は経路４７に通じ、また、したがって、チャンバ４５およびアキュムレータ２６に通じる。

図３で、電磁弁４２のばね４４が、弁４８が閉じた位置になるよう働きかける応力をかけることが分かる。

電磁弁４２の弁４８が閉じているとき、ベローズ８の内側にある油圧液の容量は、ピストン１の動きによって圧力がかけられ、このベローズはその長さについて伸びる。その結果、チャンバ６の中にある燃料は配管２１を通ってコモンレール４０の方に送り出される。

電磁弁４２の弁４８が開いているとき、ベローズ８の内側にある油圧液は、この弁を通って経路４７の中にそしてアキュムレータ２６およびチャンバ４５の方へ流れる。その結果汲み上げ効果はない。

図２の配置と図３の配置との違いは、電磁弁４２の故障あるいは電源断時の働きが同じでないことである。

もしそのような、電磁弁の故障か電源断などの機能障害が起こるなら、
−図３の場合においては、弁４８は閉じたままであり、そしてまず第一に最大流量がコモンレール４０に送られる。このことは超過圧力弁４９が開かれるという結果をもたらし、そのとき全流量がアキュムレータ２６の中に至り、そしてもはや油圧液が供給されないポンプは作動停止する。その結果、エンジンは低圧燃料噴射で機能する。
−図２の場合においては、弁４８は、ばね４４によって開かれた位置になるよう働きかけられるが、しかしながら、油圧液は経路４６を通して到着し前記弁に作用してその弁を閉じ、これにより、汲み上げ機能が続き、コモンレール４０は供給されるままであり、したがって、エンジンは高圧燃料噴射で機能し続けるという結果がもたらされる。

これらの機能態様のいずれにするかは、利用者によって選ばれることになるものである。

本発明の第一の実施例の断面図 本発明の第二の実施例の断面図 電磁制御弁の働きの変形例を図示した、図２に相当する図

符号の説明

１ ピストン
２ ばね
３ カム
４ 中ぐり部
５ シリンダ
６ チャンバ
７ 胴部
８ ベローズ
１０ オリフィス
１１ 立体空間
１２ プレート
１４ シリンダヘッド
１５ チャンバ
１６ 経路
１７ 電磁弁
１８ ソレノイド
２４ 逆止弁
２５ 弁
３１ 配管
３３ 脈動抑制装置
４０ コモンレール
４１ 中ぐり部
４２ 電磁弁
４４ ばね
４５ チャンバ
４８ 弁
４９ 超過圧力弁

Claims (10)

1. 高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプであって、該供給ポンプがピストン（１）を有し、該ピストンがシリンダ（５）の中に設けられる中ぐり部（４）の中を往復に移動するもので、該シリンダがそれ自体は燃料で充填される円筒形チャンバ（６）の中に置かれるものであり、前記シリンダ（５）がベローズ（８）によって囲まれており、該ベローズの内側室内の立体空間（１１）が、一方ではオリフィス（１０）を通って中ぐり部（４）に通じるともに、また他方では電磁弁（１７）を備えた経路（１６）を介してオイル溜め用のチャンバ（１５）に通じており、
   前記ピストン（１）の往復運動の動きが、前記ベローズ（８）の長さに伸長と短縮を引き起こし、該ベローズがそれ自体はプレート（１２）と連動しており、該プレートがその移動によって燃料を吸い上げそして送り出すものであり、
   前記ピストン（１）によって汲み上げられるオイルが加圧されることなく前記オイル溜め用のチャンバ（１５）の方に前記電磁弁（１７）によって、完全にあるいは部分的に、流路を変えられることができ、このことが、前記ピストン（１）の実効ストロークを所望の値になるように決定し、これにより、コモンレール（４０）の方に高圧で汲み上げられる燃料の量を所望の値になるように決定することを特徴とする、高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
2. 前記電磁弁が、開いているとき、ピストン（１）によって移動されるオイルが加圧されることなくチャンバ（１５）の中に戻り、ベローズ（８）とプレート（１２）とが電磁弁（１７）が閉じているときにしか作動しないことを特徴とする、請求項１に記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
3. 前記電磁弁（１７）が、電磁弁が駆動されているときに開き、そして該電磁弁の両境界間の圧力の差によって閉じることを特徴とする、請求項２に記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
4. 前記ピストンへの供給のストロークの際、オイルが、電磁弁（１７）を介して経路（１６）を通って中ぐり部（４）の中に導入されることを特徴とする、請求項３に記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
5. 前記ピストン（１）が、一つまたは複数のローブを有することができるカム（３）によって動かされることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
6. 前記ピストン（１）が、ポンプの胴部（４１ａ）の中に設けられる中ぐり部（４１）の中を移動し、該中ぐり部が円筒形チャンバ（６）の中に置かれるベローズ（８）の内側立体空間に通じ、ベローズ（８）のこの内側立体空間が、電磁弁（４２）の弁（４８）を介してチャンバ（４５）およびアキュムレータ（２６）に通じるものであり、その結果、前記弁（４８）が閉じているときに燃料の汲み上げ効果があり、そして前記弁（４８）が開いているときに汲み上げ効果が全くないようにすることを特徴とする、請求項１に記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
7. 前記電磁弁（４２）の弁（４８）が、前記電磁弁のばね（４４）によって閉じた位置になるように働きかけられると、その結果、電磁弁の制御の故障の場合に最大のオイル流量となり、このことが超過圧力弁（４９）の開きを引き起こすという結果をもたらし、このことがポンプの作動を停止させてエンジンが低圧力噴射で機能することを特徴とする、請求項６に記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
8. 前記電磁弁（４２）の弁（４８）が、ばね（４４）によって開いた位置になるように働きかけられると、その結果、電磁弁の制御の故障の場合に経路（４６）を通って到着する油圧液が前記弁（４８）に作用し、このことにより高圧汲み上げ機能が保持されることを特徴とする、請求項６に記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
9. ポンプから前記噴射用コモンレール（４０）へと行く配管が、密閉性の弁（２５）を備え、該密閉用の弁が、該弁（２５）からベローズ（８）があるチャンバ（６）へと行く配管の容積が、高圧燃料噴射でエンジン停止の場合の油圧による変形を避けるために出来る限り小さい容積をもつような位置に置かれることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。
10. 前記ポンプへの供給用配管（３１）が脈動抑制装置（３３）を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の高圧ガソリン燃料噴射用供給ポンプ。

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