JP2010007564A - Fuel supply device - Google Patents

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Hiroyasu Kanamori
弘恭 金森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply device supplying fuel to an internal combustion engine excellent in durability. <P>SOLUTION: A fuel supply device 10 provided with a pressurizing chamber 609 having a volume expanded and contracted to suck and pressure-feed fuel by receiving a driving force of an engine 2 and reciprocating a plunger 604, and a suction regulating valve 74 provided in a suction passage 62 in which fuel sucked in the pressurizing chamber 609 and regulating fuel sucked in the pressurizing chamber 609 is further provided with a working fluid supply means supplying a working fluid different from fuel regulated by the suction regulating valve 74 to the pressurizing chamber 609. The working fluid supply means feeds the working fluid to the pressurizing chamber 609 during a suction period when a volume of the pressurizing chamber 609 is expanded. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料供給装置に関し、例えば内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に適用して好適なものである。   The present invention relates to a fuel supply device, and is suitable for application to a fuel supply device that supplies fuel to, for example, an internal combustion engine.

従来、燃料供給装置としては、例えばディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」という)において、燃料タンクとエンジンとの間に配置され、エンジンの駆動力を得てプランジャを往復駆動することにより燃料を吸入しエンジン側に圧送する加圧室と、加圧室に吸入される燃料を調量する吸入調量手段とを備え、加圧室へ燃料を吸入時にエンジン側へ吐出する吐出量に相当する圧送量を決定する燃料供給ポンプ(以下、単に「ポンプ」という)が知られている(特許文献1参照)。   Conventionally, as a fuel supply device, for example, in a diesel engine (hereinafter simply referred to as an “engine”), the fuel supply device is disposed between a fuel tank and the engine, and draws fuel by reciprocating a plunger by obtaining a driving force of the engine. A pressure chamber that pumps the fuel to the engine side, and a suction metering unit that meteres the fuel sucked into the pressurization chamber, and is a pressure pump corresponding to a discharge amount that is discharged to the engine side when the fuel is sucked into the pressure chamber. A fuel supply pump (hereinafter simply referred to as “pump”) that determines the amount is known (see Patent Document 1).

このような燃料供給装置の一種として特許文献1に開示のポンプでは、吸入調量手段として、加圧室内へ燃料を吸入する燃料吸入流路に、流路の開口面積を可変にする絞り弁(以下、吸入調量弁という)を設けるようにしている。この技術によれば、吸入調量弁の開口面積を連続的に変化させるという簡素な構成により、加圧室へ流入する燃料量を抑制してポンプからの吐出量を、エンジンの運転状態に応じて適切な吐出量(以下、目標吐出量という)に制御することが可能となる。
特開2004−270647号公報
In the pump disclosed in Patent Document 1 as a kind of such a fuel supply device, a throttle valve (which adjusts the opening area of the flow path) is provided as a fuel intake flow path for sucking fuel into the pressurized chamber as a suction metering means. Hereinafter, an intake metering valve is provided. According to this technology, the amount of fuel flowing into the pressurizing chamber is suppressed by a simple configuration in which the opening area of the intake metering valve is continuously changed, and the discharge amount from the pump is determined according to the operating state of the engine. Therefore, it is possible to control to an appropriate discharge amount (hereinafter referred to as a target discharge amount).
JP 2004-270647 A

上記特許文献1による従来技術では、目標吐出量が比較的小さい場合には吸入時において、加圧室へ燃料がフル充填されることはないため、プランジャのポンピングにより加圧室内の圧力が一時的に負圧になる。加圧室内が過度な負圧となる場合には、その負圧により燃料中に微粒な気泡が発生したり、燃料中の低沸点成分がガス状となってベーパ化したりするおそれがある。   In the prior art disclosed in Patent Document 1, when the target discharge amount is relatively small, the fuel in the pressurizing chamber is not fully filled during suction, so that the pressure in the pressurizing chamber is temporarily increased by pumping the plunger. Negative pressure. When an excessive negative pressure is generated in the pressurizing chamber, there is a possibility that fine bubbles are generated in the fuel due to the negative pressure, or low boiling point components in the fuel become gaseous and vaporize.

このように吸入行程で燃料中に発生した微粒な気泡やベーパ(以下、単に、「ベーパ」という)は、圧送行程において燃料が圧縮されるのに伴って、ベーパも圧縮されて潰され、ひいてはベーパが潰されるときに燃料とベーパが接する部分で局部的に高熱が発生することにより燃料の劣化が急速に進むという懸念があるのである。こうような急速な燃料劣化により発生する有機化合物や酸は、燃料潤滑している上記ポンプなどの高圧燃料系の構成部材の耐久性を損ね、高圧燃料系の構成部材の耐久性低下を招くのである。   In this way, fine bubbles and vapor (hereinafter simply referred to as “vapor”) generated in the fuel in the suction stroke are compressed and crushed as the fuel is compressed in the pressure feed stroke. When the vapor is crushed, there is a concern that high heat is locally generated at a portion where the fuel and the vapor are in contact with each other, so that the deterioration of the fuel rapidly proceeds. Organic compounds and acids generated by such rapid fuel deterioration impair the durability of high-pressure fuel system components such as the above-mentioned pump that is fuel-lubricated, leading to a decrease in the durability of high-pressure fuel system components. is there.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、耐久性に優れた燃料供給装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel supply apparatus having excellent durability.


本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.

即ち、請求項1乃至7に記載の発明では、プランジャを往復動することにより容積が拡縮されて、燃料を吸入し、圧送する加圧室と、加圧室に吸入される燃料が流通する燃料吸入流路に設けられ、加圧室に吸入される燃料を調量する吸入調量弁と、を備える燃料供給装置において、
加圧室に、吸入調量弁で調量された燃料とは異なる作動流体を供給する作動流体供給手段を備え、作動流体供給手段は、加圧室の容積が拡大される吸入時において、作動流体を、加圧室に送り込むことを特徴とする。
That is, according to the first to seventh aspects of the present invention, the volume is expanded and contracted by reciprocating the plunger, the pressurized chamber that sucks and pumps fuel, and the fuel through which the fuel sucked into the pressurized chamber flows. In a fuel supply device comprising an intake metering valve provided in an intake passage and metering fuel sucked into a pressurizing chamber,
The pressurizing chamber is provided with a working fluid supply means for supplying a working fluid different from the fuel metered by the suction metering valve, and the working fluid supply means operates at the time of suction when the volume of the pressurizing chamber is expanded. The fluid is fed into the pressurizing chamber.

このような構成によると、加圧室の容積が拡大される吸入時において、吸入調量弁で調量された燃料に、作動流体供給手段によって供給される、燃料とは異なる作動流体を混入させて、燃料及びエアを加圧室に送り込むことになる。これにより、吸入調量弁で調量された燃料量が比較的小さい場合であっても、燃料と共に加圧室内に混入された上記作動流体により、吸入時において加圧室内の圧力が過度な負圧になるのを回避することができる。   According to such a configuration, at the time of suction when the volume of the pressurizing chamber is expanded, the working fluid supplied from the working fluid supply means is mixed with the fuel metered by the suction metering valve. Thus, fuel and air are sent into the pressurizing chamber. As a result, even when the amount of fuel metered by the suction metering valve is relatively small, the pressure in the pressurizing chamber is excessively negative at the time of suction due to the working fluid mixed with the fuel into the pressurizing chamber. The pressure can be avoided.

以上の請求項1に記載によれば、燃料を加圧室に吸入するとき、吸入調量弁で調量された燃料に、所定量の作動流体を混入させることができるので、従来技術のように加圧室内が過度な負圧になることにより燃料中に発生する微粒な気泡やベーパ(以下、単に、「ベーパ」という)の発生を回避することができる。それにより、優れた耐久性を有する燃料供給装置が得られるのである。   According to the first aspect of the present invention, when the fuel is sucked into the pressurizing chamber, a predetermined amount of working fluid can be mixed into the fuel metered by the suction metering valve. Furthermore, generation of fine bubbles and vapor (hereinafter simply referred to as “vapor”) generated in the fuel due to excessive negative pressure in the pressurizing chamber can be avoided. As a result, a fuel supply device having excellent durability can be obtained.

特に、請求項2に記載の発明の如く、エアを、燃料とは異なる作動流体として、作動流体供給手段によって加圧室へ供給することを特徴とする。作動流体供給手段において作動流体を貯留する貯留装置またはボンベ等の貯留容器が不要であり、簡素な構成の燃料供給装置が得られるのである。   In particular, according to the second aspect of the present invention, air is supplied to the pressurizing chamber by the working fluid supply means as a working fluid different from the fuel. A storage device for storing the working fluid or a storage container such as a cylinder is not required in the working fluid supply means, and a fuel supply device having a simple configuration can be obtained.

しかも、作動流体供給手段によって加圧室へ供給される正圧のエアは、燃料とエアが分離された状態で加圧室内に存在することになる。このような燃料とエアが分離した状態は、上記従来技術の加圧室内の過度な負圧発生によるベーパに比べて、燃料とエアの接触面積を小さくすることができるので、燃料を圧縮する圧送時に万が一エアが潰れる場合があったとしても、局部的な発熱を抑えることができ、ひいては燃料劣化を抑制することができる。   Moreover, the positive pressure air supplied to the pressurization chamber by the working fluid supply means exists in the pressurization chamber in a state where the fuel and air are separated. In such a state where the fuel and air are separated, the contact area between the fuel and air can be reduced as compared with the vapor generated by excessive negative pressure generation in the pressure chamber of the above-described prior art. Even if the air is occasionally crushed, local heat generation can be suppressed, and consequently fuel deterioration can be suppressed.

以上の請求項2に記載によれば、燃料を加圧室に吸入するとき、吸入調量弁で調量された燃料に、所定量のエアを混入させることができるので、吸入時の加圧室内が、ベーパ発生の懸念がある過度な負圧になるのを回避することができると共に、燃料に混入するエアは燃料と分離された状態で加圧室内に存在するので、確実に燃料劣化を抑制することができる。したがって、優れた耐久性を有する燃料供給装置が得られるのである。   According to the second aspect of the present invention, when the fuel is sucked into the pressurizing chamber, a predetermined amount of air can be mixed into the fuel metered by the suction metering valve. It is possible to avoid excessive negative pressure that may cause vapor generation, and the air mixed into the fuel exists in the pressurized chamber in a state separated from the fuel. Can be suppressed. Therefore, a fuel supply device having excellent durability can be obtained.

また、請求項3乃至4に記載の発明では、作動流体供給手段は、加圧室に正圧のエアを流出するエア流入流路を備えることを特徴している。エア流入流路は、加圧室の下流において燃料吸入流路と合流するという構成、加圧室に燃料吸入流路とは独立して接続するとう構成の、いずれも実現できるのである。   In the inventions according to claims 3 to 4, the working fluid supply means includes an air inflow passage through which positive-pressure air flows out into the pressurizing chamber. Both the configuration in which the air inflow channel merges with the fuel suction channel downstream of the pressurization chamber and the configuration in which the air inflow channel is connected to the pressurization chamber independently of the fuel suction channel can be realized.

特に、請求項2に記載の発明の如く、上記エア流入流路は、燃料吸入流路に連通することなく加圧室に接続されていることが好ましい。   In particular, as in the invention described in claim 2, it is preferable that the air inflow channel is connected to the pressurizing chamber without communicating with the fuel intake channel.

これによると、加圧室にエアを流出するエア流入流路と、加圧室に燃料を流出する燃料吸入流路とは、互いに連通することなく加圧室に接続しているので、吸入時加圧室に混入する燃料及びエアは、燃料とエアに確実に分離されまま加圧室内で存在することができる。   According to this, since the air inflow channel for flowing out air into the pressurizing chamber and the fuel intake channel for outflowing fuel into the pressurizing chamber are connected to the pressurizing chamber without communicating with each other, The fuel and air mixed in the pressurizing chamber can exist in the pressurizing chamber while being reliably separated into fuel and air.

また、請求項5に記載の発明では、作動流体供給手段は、加圧室に正圧のエアを送り込むエア流入流路を開閉する逆止弁を備えていることを特徴とする。   Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the working fluid supply means includes a check valve that opens and closes an air inflow passage for sending positive pressure air into the pressurizing chamber.

このような構成によると、エア流入流路には、加圧室に送り込むエアの流れを断続する逆止弁が設けられることになるので、加圧室内の負圧状態に対応して加圧室内へエアを流入させることができる。   According to such a configuration, the air inflow channel is provided with a check valve that interrupts the flow of air sent to the pressurizing chamber, so that the pressurizing chamber corresponds to the negative pressure state in the pressurizing chamber. Air can flow into the air.

また、請求項6に記載の発明では、作動流体供給手段は、作動流体をエア流入流路に送出するエアポンプと、エアポンプと加圧室の間に設けられ、作動流体の圧力を調整する圧力調整装置と、を備えていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the working fluid supply means is provided between the air pump that sends the working fluid to the air inflow passage, and the air pump and the pressurizing chamber, and adjusts the pressure of the working fluid. And a device.

このような構成によると、加圧室に送り込まれるエアの圧力を、所定の正圧に保つことができる。これにより、吸入過程の加圧室内において燃料が充填されていない容積区分(以下、非充填容積区分という)に、確実に所定正圧のエアを充填させることが可能となる。したがって、例えば吸入過程途中で加圧室へのエア流入が停止される場合であっても、エア流入停止前の非充填容積区分に相当するエアが充填されているので、加圧室内の圧力が過度な負圧になるのを確実に回避することができる。   According to such a configuration, the pressure of the air sent into the pressurizing chamber can be maintained at a predetermined positive pressure. As a result, it is possible to reliably fill air of a predetermined positive pressure into a volume section (hereinafter referred to as an unfilled volume section) that is not filled with fuel in the pressurized chamber during the suction process. Therefore, for example, even when the air inflow to the pressurizing chamber is stopped in the middle of the suction process, the air corresponding to the non-filling volume section before the air inflow is stopped is filled. Excessive negative pressure can be reliably avoided.

また、請求項7に記載の発明によれば、加圧室に送り込まれるエア量として、エア調量弁で所定の正圧に保たれたエアが所定量に調量されるので、加圧室内に吸入調量弁で調量された燃料を充填容積区分に充填すると共に、非充填容積区分において加圧室内の圧力が負圧になる度合いを調整でき、ひいてはベーパ発生を防止することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the air maintained at a predetermined positive pressure by the air metering valve is metered to a predetermined amount as the amount of air fed into the pressurizing chamber, In addition, the fuel metered by the intake metering valve is filled in the filling volume section, and the degree of the negative pressure in the pressurized chamber in the non-filling volume section can be adjusted, thereby preventing the generation of vapor.

また、請求項8、9に記載の発明によれば、少なくとも高圧燃料ポンプ及びエアポンプが共通の駆動軸を有し、駆動軸により内燃機関の駆動力を得て駆動されるという構成を有するので、エアポンプによるエア送出を、高圧燃料ポンプの加圧室の容積拡縮に同期させて行なえると共に、高圧燃料ポンプの非駆動時には、エアポンプによるエアの無駄送出を止めることができる。したがって、エネルギの無駄消費が抑制できる。   Further, according to the inventions of claims 8 and 9, since at least the high-pressure fuel pump and the air pump have a common drive shaft, the drive shaft is used to obtain the driving force of the internal combustion engine, The air delivery by the air pump can be performed in synchronization with the volume expansion / contraction of the pressurizing chamber of the high-pressure fuel pump, and wasteful air delivery by the air pump can be stopped when the high-pressure fuel pump is not driven. Therefore, wasteful consumption of energy can be suppressed.

特に、請求項7に記載の発明によれば、高圧燃料ポンプ、低圧燃料ポンプ及びエアポンプを、燃料噴射ポンプのモジュールとすることができ、ひいてはエアポンプを燃料噴射ポンプとは別個に内燃機関へ組付けする必要はなく、内燃機関への組付け作業性が向上する。   In particular, according to the invention described in claim 7, the high-pressure fuel pump, the low-pressure fuel pump and the air pump can be a module of the fuel injection pump, and the air pump is assembled to the internal combustion engine separately from the fuel injection pump. There is no need to do this, and the assembly workability to the internal combustion engine is improved.

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the component corresponding in each embodiment.

(第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態による燃料供給装置を、車両用のコモンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料供給装置に適用した例を示している。コモンレール式燃料噴射装置1は、エンジン2の各気筒(本実施例では、例えば4気筒)に燃料噴射を行なうシステムであり、高圧燃料を蓄えるコモンレール40と、コモンレール40より供給される高圧燃料をエンジン2の気筒内に噴射する燃料噴射弁50と、コモンレール40に燃料を供給する燃料供給装置10とを備えている。なお、図1には図示されていないが、コモンレール式燃料噴射装置1は、燃料供給装置10及び燃料噴射弁50を駆動制御することより、エンジン2の運転状態に応じて高圧燃料の吐出量及び噴射量を制御する「制御装置」としての制御回路を備えている。上記エンジン2に使用する燃料としては、主流のディーゼル軽油(以下、単に「軽油」)以外に、バイオディーゼル燃料、およびこの燃料と軽油とを混合した混合燃料のいずれであってよい。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example in which a fuel supply device according to an embodiment of the present invention is applied to a fuel supply device used in a common rail fuel injection device for a vehicle. The common rail type fuel injection device 1 is a system that injects fuel into each cylinder of the engine 2 (for example, four cylinders in the present embodiment). The fuel injection valve 50 injecting into the second cylinder and the fuel supply device 10 for supplying fuel to the common rail 40 are provided. Although not shown in FIG. 1, the common rail fuel injection device 1 controls the fuel supply device 10 and the fuel injection valve 50 to control the discharge amount of the high-pressure fuel according to the operating state of the engine 2. A control circuit is provided as a “control device” for controlling the injection amount. The fuel used for the engine 2 may be any of biodiesel fuel and mixed fuel obtained by mixing this fuel and light oil, in addition to the mainstream diesel light oil (hereinafter simply “light oil”).

コモンレール40は、高圧燃料供給ポンプ60より供給された高圧燃料を貯留して目標とする燃料噴射圧力相当の燃料圧力(以下、単に「目標コモンレール圧」という)まで蓄圧する。目標コモンレール圧は、エンジン2の運転状態(例えば、アクセル開度とエンジン回転速度)に基づいて、制御回路により設定される。このコモンレール40には、コモンレール40内の燃料の一部を逃がす減圧弁41が設けられており、当該減圧弁41は、高圧燃料供給ポンプ60の吸入調量弁74による吐出量調整とは別に、制御回路からの信号により駆動制御され、コモンレール圧を所定圧力に調節することが可能である。減圧弁41には燃料タンク30に通じる燃料配管43が接続されている。減圧弁41が開弁すると、燃料配管43が開放され、コモンレール40に蓄えられた燃料は、燃料配管43を通って燃料タンク30に戻る。   The common rail 40 stores the high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel supply pump 60 and accumulates the fuel pressure up to the target fuel injection pressure (hereinafter simply referred to as “target common rail pressure”). The target common rail pressure is set by the control circuit based on the operating state of the engine 2 (for example, the accelerator opening and the engine speed). The common rail 40 is provided with a pressure reducing valve 41 that allows a part of the fuel in the common rail 40 to escape. The pressure reducing valve 41 is separate from the discharge amount adjustment by the intake metering valve 74 of the high pressure fuel supply pump 60. Drive control is performed by a signal from the control circuit, and the common rail pressure can be adjusted to a predetermined pressure. A fuel pipe 43 that communicates with the fuel tank 30 is connected to the pressure reducing valve 41. When the pressure reducing valve 41 is opened, the fuel pipe 43 is opened, and the fuel stored in the common rail 40 returns to the fuel tank 30 through the fuel pipe 43.

燃料噴射弁50は、エンジン2の各燃焼室にコモンレール40の燃料を供給可能に各気筒にそれぞれ取り付けられている。燃料噴射弁50は、高圧配管51を介してコモンレール40に接続されている。燃料噴射弁50は、燃料の噴射時期および噴射量が制御回路によって制御される。燃料噴射弁50には、燃料タンク30に通じる燃料配管52が接続されている。コモンレール40から供給された燃料のうち、噴射に寄与しない余剰燃料は、燃料配管52を通って燃料タンク30に戻る。   The fuel injection valve 50 is attached to each cylinder so that the fuel of the common rail 40 can be supplied to each combustion chamber of the engine 2. The fuel injection valve 50 is connected to the common rail 40 via a high-pressure pipe 51. In the fuel injection valve 50, the fuel injection timing and the injection amount are controlled by a control circuit. A fuel pipe 52 that communicates with the fuel tank 30 is connected to the fuel injection valve 50. Of the fuel supplied from the common rail 40, surplus fuel that does not contribute to injection returns to the fuel tank 30 through the fuel pipe 52.

燃料供給装置10は、燃料タンク30内の燃料を汲み上げて加圧し、当該加圧した燃料をコモンレール40と接続する燃料配管42を通じてコモンレール40に供給するものである。燃料供給装置10は、燃料タンク30内の燃料を汲み上げ、予備加圧する「予備圧送部」としての燃料供給ポンプ(以下、低圧燃料ポンプという)20と、加圧室609を有し、低圧燃料ポンプ20より予備加圧された燃料が供給され、当該燃料を更に加圧してコモンレール40に圧送する「圧送部」としての高圧燃料供給ポンプ60と、低圧燃料ポンプ20から高圧燃料供給ポンプ60へ供給される「吐出量(または圧送量という)」としての吸入燃料量(以下、単に「燃料量」という)を調整する吸入調量弁74とを備えている。   The fuel supply device 10 pumps and pressurizes the fuel in the fuel tank 30 and supplies the pressurized fuel to the common rail 40 through the fuel pipe 42 connected to the common rail 40. The fuel supply device 10 includes a fuel supply pump (hereinafter referred to as a low pressure fuel pump) 20 as a “preliminary pressure feeding unit” that pumps up the fuel in the fuel tank 30 and performs preliminary pressurization, and a pressurizing chamber 609, and includes a low pressure fuel pump. 20 is supplied with pre-pressurized fuel, and is further supplied to the high-pressure fuel supply pump 60 from the low-pressure fuel pump 20 and the high-pressure fuel supply pump 60 as a “pressure feeding unit” that further pressurizes the fuel and pumps it to the common rail 40. And an intake metering valve 74 that adjusts an intake fuel amount (hereinafter simply referred to as “fuel amount”) as a “discharge amount (or pumping amount)”.

高圧燃料供給ポンプ60は、エンジン2の図示しないクランクシャフトの駆動力を受けて回転する「ポンプ駆動軸」としてのカム軸601、およびカム軸601に駆動されてシリンダ607の内部を往復移動するプランジャ604を備え、プランジャ604の往復移動に応じて燃料の吸入および加圧し、加圧した燃料をコモンレール40に供給する。なお、プランジャ604は、カム軸601の径方向に対向して複数個(本実施例では2個)設けられており、交互に燃料の吸入および加圧を行う。   The high-pressure fuel supply pump 60 includes a cam shaft 601 as a “pump drive shaft” that rotates by receiving a driving force of a crankshaft (not shown) of the engine 2, and a plunger that is driven by the cam shaft 601 to reciprocate within the cylinder 607. 604 is provided, and the fuel is sucked and pressurized according to the reciprocating movement of the plunger 604, and the pressurized fuel is supplied to the common rail 40. Plural plungers 604 are provided (two in this embodiment) so as to oppose each other in the radial direction of the cam shaft 601 and alternately perform intake and pressurization of fuel.

カム軸601およびプランジャ604は、図示しないポンプハウジングに収容されている。カム軸601は、カム軸601と共に回転するカム602を有している。カム602は、ポンプハウジングに形成されているカム室608に収容されている。カム602の外周には、メタルブッシュを介して相対回転自在に嵌合するカムリング603が設けられている。   The cam shaft 601 and the plunger 604 are accommodated in a pump housing (not shown). The cam shaft 601 has a cam 602 that rotates together with the cam shaft 601. The cam 602 is accommodated in a cam chamber 608 formed in the pump housing. A cam ring 603 is provided on the outer periphery of the cam 602 so as to be relatively rotatable through a metal bush.

プランジャ604は、ポンプハウジングに形成されている「プランジャ摺動孔」としてのシリンダ607内に往復移動可能に支持されている。プランジャ604には、カム軸601側の端部にタペット605が一体に設けられており、このタペット605がスプリング606に付勢されてカムリング603の外周面に押圧されている。これにより、プランジャ604は、カム軸601が回転すると、カム602の偏心回転がカムリング603を介して直線運動に変換され、その直線運動がタペット605に伝達されることで、シリンダ607の内部を往復移動する。   The plunger 604 is supported in a cylinder 607 as a “plunger sliding hole” formed in the pump housing so as to be reciprocally movable. The plunger 604 is integrally provided with a tappet 605 at the end on the camshaft 601 side. The tappet 605 is urged by a spring 606 and pressed against the outer peripheral surface of the cam ring 603. Thereby, when the cam shaft 601 rotates, the eccentric rotation of the cam 602 is converted into linear motion via the cam ring 603, and the linear motion is transmitted to the tappet 605 so that the plunger 604 reciprocates inside the cylinder 607. Moving.

シリンダ607の内部には、プランジャ604の往復移動に応じて容積変化する加圧室609が形成されている。加圧室609には、燃料が流通する吸入通路62と吐出通路63とが接続されている。   Inside the cylinder 607, a pressurizing chamber 609 whose volume changes according to the reciprocating movement of the plunger 604 is formed. A suction passage 62 and a discharge passage 63 through which fuel flows are connected to the pressurizing chamber 609.

吸入通路62には、加圧室609に燃料が吸入されるときに開弁する「逆止弁」としての吸入弁621が設けられ、吐出通路63には、加圧室609より燃料が吐出されるときに開弁する吐出弁631が設けられている。また、吐出通路63は、コモンレール40に接続されている燃料配管42が接続されている。   The suction passage 62 is provided with a suction valve 621 as a “check valve” that opens when fuel is sucked into the pressurization chamber 609, and fuel is discharged from the pressurization chamber 609 into the discharge passage 63. A discharge valve 631 is provided that opens when the valve is opened. The discharge passage 63 is connected to a fuel pipe 42 connected to the common rail 40.

プランジャ604がシリンダ607の内部をカム軸601側へ移動すると、加圧室609の容積が拡大して加圧室609の圧力が低下する。これにより、低圧燃料ポンプ20より吸入通路62に供給される燃料は、吸入弁621を押し開いて加圧室609に吸入される。   When the plunger 604 moves inside the cylinder 607 to the camshaft 601 side, the volume of the pressurizing chamber 609 increases and the pressure in the pressurizing chamber 609 decreases. As a result, the fuel supplied from the low-pressure fuel pump 20 to the suction passage 62 is sucked into the pressurizing chamber 609 by pushing the suction valve 621 open.

また、プランジャ604がシリンダ607の内部を反カム軸側へ移動すると、加圧室609の容積が縮小し、加圧室609に吸入されている燃料が加圧される。そして、その燃料圧力が吐出弁631の開弁圧を超えると、加圧室609の燃料が吐出弁631を押し開いて、吐出通路63よりコモンレール40に向けて吐出される。   Further, when the plunger 604 moves inside the cylinder 607 to the opposite cam shaft side, the volume of the pressurizing chamber 609 is reduced and the fuel sucked into the pressurizing chamber 609 is pressurized. When the fuel pressure exceeds the valve opening pressure of the discharge valve 631, the fuel in the pressurizing chamber 609 pushes the discharge valve 631 open and is discharged toward the common rail 40 from the discharge passage 63.

低圧燃料ポンプ20は、例えば周知のトロコイドポンプであり、高圧燃料ポンプ60とともにポンプハウジングに収容されている。低圧燃料ポンプ20は、ポンプ駆動軸(カム軸)601によって駆動されることで、燃料配管21を介して燃料タンク30より汲み上げた燃料を高圧燃料供給ポンプ60に向けて吐出する。燃料配管21には、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29が設けられている。   The low-pressure fuel pump 20 is a known trochoid pump, for example, and is housed in the pump housing together with the high-pressure fuel pump 60. The low pressure fuel pump 20 is driven by a pump drive shaft (cam shaft) 601 to discharge the fuel pumped up from the fuel tank 30 via the fuel pipe 21 toward the high pressure fuel supply pump 60. The fuel pipe 21 is provided with a filter portion 29 having a filter element for removing foreign matters contained in the fuel.

また、低圧燃料ポンプ20の入口側(吸入側)には、燃料配管21と接続する吸入通路(以下、第2吸入通路)22が接続されている。第2吸入通路22には、フィルタ部29よりも下流側の燃料中に含まれる異物を除去するためのゴーズフィルタ(図示せず)が設けられている。   A suction passage (hereinafter referred to as a second suction passage) 22 connected to the fuel pipe 21 is connected to the inlet side (suction side) of the low-pressure fuel pump 20. The second suction passage 22 is provided with a goose filter (not shown) for removing foreign substances contained in the fuel downstream of the filter portion 29.

低圧燃料ポンプ20の出口側(吐出側)には、低圧燃料ポンプ20より吐出される燃料を吸入調量弁側に供給する吐出通路(以下、第2吐出通路)23が接続されている。   Connected to the outlet side (discharge side) of the low-pressure fuel pump 20 is a discharge passage (hereinafter referred to as second discharge passage) 23 for supplying fuel discharged from the low-pressure fuel pump 20 to the intake metering valve side.

低圧燃料ポンプ20の第2吸入通路22と第2吐出通路23には、低圧燃料ポンプ20の入口側と出口側を連通する燃料通路24が接続している。この燃料通路24には、低圧燃料ポンプ20の吐出圧を調整する圧力調整装置25が設けられている。   A fuel passage 24 that connects the inlet side and the outlet side of the low-pressure fuel pump 20 is connected to the second suction passage 22 and the second discharge passage 23 of the low-pressure fuel pump 20. The fuel passage 24 is provided with a pressure adjusting device 25 that adjusts the discharge pressure of the low-pressure fuel pump 20.

ここで、本実施形態では、燃料ポンプ20及び高圧燃料供給ポンプ60は、共通のポンプ駆動軸(カム軸)601を介してエンジン2によって駆動される周知構造を有するいわゆるサプライポンプである。なお、低圧燃料ポンプ20は、このように高圧燃料供給ポンプ60と一体に構成されているものに限らず、別体に構成され、例えば通電により駆動する周知の電動式ポンプであってもよい。低圧燃料ポンプを電動式ポンプとする場合には、エンジン2によって駆動されないため、低圧燃料ポンプを燃料タンク30内に収容したり、エンジン2の運転状態に関係なく、低圧燃料ポンプを駆動制御することができる。   Here, in this embodiment, the fuel pump 20 and the high-pressure fuel supply pump 60 are so-called supply pumps having a known structure that is driven by the engine 2 via a common pump drive shaft (cam shaft) 601. The low-pressure fuel pump 20 is not limited to the one configured integrally with the high-pressure fuel supply pump 60 as described above, and may be a separate electric pump that is driven by energization, for example. When the low-pressure fuel pump is an electric pump, since it is not driven by the engine 2, the low-pressure fuel pump is accommodated in the fuel tank 30, or the low-pressure fuel pump is driven and controlled regardless of the operating state of the engine 2. Can do.

吸入調量弁74は、エンジン2の運転状態を基に、制御回路により弁開度が制御される電磁弁であり、吸入通路62に設けられている。制御回路は、吸入調量弁74の弁開度を制御することにより高圧燃料供給ポンプ60の加圧室609に吸入される燃料量(吐出量)を調整する。   The intake metering valve 74 is an electromagnetic valve whose valve opening is controlled by a control circuit based on the operating state of the engine 2, and is provided in the intake passage 62. The control circuit adjusts the amount of fuel (discharge amount) sucked into the pressurizing chamber 609 of the high-pressure fuel supply pump 60 by controlling the valve opening of the intake metering valve 74.

吸入通路62には、吸入調量弁74の上流側からカム室608に通じる燃料通路78が接続されており、燃料ポンプ20より吐出された燃料の一部が、燃料通路78を通ってカム室608に潤滑剤として供給される。カム室608に供給された燃料は、カム602及びプランジャ604などを潤滑したのち、燃料通路64および燃料配管65を通って燃料タンク30に戻る。なお、燃料通路78、カム室608、燃料通路64、および燃料配管65の途中には、弁などの燃料の流通を阻止するものは設けられておらず、燃料供給装置10が駆動しているときは常に燃料が流れるようになっている。   A fuel passage 78 is connected to the intake passage 62 from the upstream side of the intake metering valve 74 to the cam chamber 608, and a part of the fuel discharged from the fuel pump 20 passes through the fuel passage 78 to the cam chamber. 608 is supplied as a lubricant. The fuel supplied to the cam chamber 608 lubricates the cam 602 and the plunger 604 and then returns to the fuel tank 30 through the fuel passage 64 and the fuel pipe 65. In the middle of the fuel passage 78, the cam chamber 608, the fuel passage 64, and the fuel pipe 65, there is no valve or other means for blocking the fuel flow, and the fuel supply device 10 is driven. The fuel always flows.

なお、ここで、減圧弁41、燃料噴射弁50、高圧燃料供給ポンプ60にそれぞれ設けられた燃料配管43、燃料配管52、及び燃料配管65は、高圧燃料系の構成部材からの余剰燃料が流通する燃料通路(以下、余剰燃料通路)99に相当する。   Here, the fuel pipe 43, the fuel pipe 52, and the fuel pipe 65 provided in the pressure reducing valve 41, the fuel injection valve 50, and the high-pressure fuel supply pump 60, respectively, allow excess fuel from the high-pressure fuel system components to flow therethrough. This corresponds to a fuel passage 99 (hereinafter, surplus fuel passage).

さらに、本実施形態では、燃料供給装置10は、高圧燃料供給ポンプ60の加圧室609に「加圧空気」としての正圧のエア(以下、単に「エア」という)を供給するエアポンプ80を備えている。エアポンプ80は、例えば周知のギヤポンプまたはトロコイドポンプであり、高圧燃料ポンプ60とともにポンプハウジングに収容されている。   Furthermore, in this embodiment, the fuel supply apparatus 10 includes an air pump 80 that supplies positive pressure air (hereinafter simply referred to as “air”) as “pressurized air” to the pressurization chamber 609 of the high-pressure fuel supply pump 60. I have. The air pump 80 is a known gear pump or trochoid pump, for example, and is housed in the pump housing together with the high-pressure fuel pump 60.

エアポンプ80は、ポンプ駆動軸(カム軸)601によって駆動されることで、外部空気を第3吸入通路81を通じて吸入し加圧し、当該加圧した空気を上記エアとして高圧燃料供給ポンプ60の加圧室609に向けて吐出する。   The air pump 80 is driven by a pump drive shaft (cam shaft) 601 to suck and pressurize external air through the third suction passage 81 and pressurize the high-pressure fuel supply pump 60 using the pressurized air as the air. Discharge toward the chamber 609.

エアポンプ80の出口側(吐出側)には、エアポンプ80より吐出されるエアをエア調量弁90を介して加圧室609に供給する「エア流入流路」としての第3吐出通路82が接続されている。   Connected to the outlet side (discharge side) of the air pump 80 is a third discharge passage 82 as an “air inflow channel” for supplying air discharged from the air pump 80 to the pressurizing chamber 609 via the air metering valve 90. Has been.

第3吐出通路82には、加圧室609に燃料が吸入される吸入時、燃料と同時または燃料吸入に追従して開弁する「逆止弁」としての吸入弁821が設けられている。この第3吐出通路82は、吸入通路62とは互いに連通することなく加圧室609に接続されている。   The third discharge passage 82 is provided with a suction valve 821 as a “check valve” that opens at the same time as the fuel is sucked into the pressurizing chamber 609 or follows the fuel suction. The third discharge passage 82 is connected to the pressurizing chamber 609 without communicating with the suction passage 62.

上記加圧室609の容積が拡大して加圧室609の圧力が低下すると、燃料ポンプ20より吸入通路62に供給される燃料が、吸入弁621を押し開いて加圧室609に吸入される。この加圧室609の容積拡大に伴う圧力低下と同時または燃料を吸入中の加圧室609の圧力が更に低下すると、エアポンプ80より第3吐出通路82に供給されるエアが、吸入弁821を押し開いて加圧室609に流入する。吸入された燃料及びエアは、加圧室609内に吸入時にほぼ同時に混入されることになるが、加圧室609内で燃料とエアに分離される。エアは、燃料とは異なる作動流体として、分離された状態で加圧室609に送り込まれるからである。   When the volume of the pressurizing chamber 609 increases and the pressure in the pressurizing chamber 609 decreases, the fuel supplied from the fuel pump 20 to the suction passage 62 pushes the suction valve 621 open and is sucked into the pressurization chamber 609. . When the pressure in the pressurizing chamber 609 during the suction of fuel is further reduced at the same time as the pressure drop accompanying the volume expansion of the pressurizing chamber 609 or when the pressure is further reduced, the air supplied from the air pump 80 to the third discharge passage 82 passes through the suction valve 821. It pushes open and flows into the pressurizing chamber 609. The sucked fuel and air are mixed in the pressurizing chamber 609 almost simultaneously at the time of suction, but are separated into fuel and air in the pressurizing chamber 609. This is because air is sent to the pressurizing chamber 609 as a working fluid different from fuel in a separated state.

また、上記加圧室609の容積が縮小し、加圧室609に吸入されている燃料及びエアが加圧される。エアを含む燃料圧力が吐出弁631の開弁圧を超えると、加圧室609のエア及び燃料が吐出弁631を押し開いて、吐出通路63よりコモンレール40に向けて吐出される。加圧室609から吐出される燃料は、制御回路により駆動制御された吸入調量弁74によって目標コモンレール圧に必要な吐出量(燃料量)に調量されているので、コモンレール40内の圧力を目標コモンレール圧に蓄圧することができる。   Further, the volume of the pressurizing chamber 609 is reduced, and the fuel and air sucked into the pressurizing chamber 609 are pressurized. When the fuel pressure including air exceeds the opening pressure of the discharge valve 631, the air and fuel in the pressurizing chamber 609 push the opening of the discharge valve 631 and are discharged toward the common rail 40 from the discharge passage 63. The fuel discharged from the pressurizing chamber 609 is metered to a discharge amount (fuel amount) required for the target common rail pressure by the intake metering valve 74 driven and controlled by the control circuit. The target common rail pressure can be accumulated.

さらに本実施形態では、エアポンプ80の出口側には、第3吐出通路82に接続する排出通路84が設けられており、この排出通路84には、エアポンプ80の吐出圧を調整する圧力調整装置85が設けられている。   Furthermore, in the present embodiment, a discharge passage 84 connected to the third discharge passage 82 is provided on the outlet side of the air pump 80, and the pressure adjustment device 85 that adjusts the discharge pressure of the air pump 80 is provided in the discharge passage 84. Is provided.

エア調量弁90は、エンジン2の運転状態を基に、制御回路により弁開度が制御される電磁弁であり、第3吐出通路82に設けられている。制御回路は、エア調量弁90の弁開度を制御することにより高圧燃料供給ポンプ60の加圧室609に送り込むエア量を調整する。このエア調量弁90は、弁開度を調整することで第3吐出通路(エア流入流路)82を流通する流路の開口面積を可変にする絞り弁であり、加圧室609へ流入するエアの流量を調整することにより加圧室609に送り込むエア量を調量する。このようなエア調量弁90では一つの加圧室609に限らず、異なる吸入タイミングの複数の加圧室609に送り込むエア量を調整することができる。   The air metering valve 90 is an electromagnetic valve whose valve opening degree is controlled by a control circuit based on the operating state of the engine 2, and is provided in the third discharge passage 82. The control circuit adjusts the amount of air sent into the pressurizing chamber 609 of the high-pressure fuel supply pump 60 by controlling the valve opening degree of the air metering valve 90. This air metering valve 90 is a throttle valve that makes the opening area of the flow path through the third discharge passage (air inflow flow path) 82 variable by adjusting the valve opening, and flows into the pressurizing chamber 609. The amount of air fed into the pressurizing chamber 609 is adjusted by adjusting the flow rate of air to be performed. With such an air metering valve 90, the amount of air fed into a plurality of pressurizing chambers 609 with different suction timings can be adjusted without being limited to one pressurizing chamber 609.

ここで、上記加圧室609の容積が拡大される吸入時において、吸入調量弁74で調量される燃料量が比較的小さい場合には、プランジャ604のポンピングによる最大容積量より上記燃料量が少なくなるため、吸入過程において加圧室609に燃料が充填される容積区分(以下、充填容積区分)と、燃料が充填されない容積区分(以下、非充填容積区分)とが生じるおそれがある。加圧室609内に非充填容積区分が生じると、極度の負圧状態(真空)またはこの負圧状態に近い過度な負圧状態になるという懸念があるのである。   Here, if the amount of fuel metered by the suction metering valve 74 is relatively small at the time of suction when the volume of the pressurizing chamber 609 is expanded, the fuel amount is larger than the maximum volume amount due to pumping of the plunger 604. Therefore, there is a risk that a volume section in which the pressurized chamber 609 is filled with fuel (hereinafter referred to as a filling volume section) and a volume section in which fuel is not filled (hereinafter referred to as an unfilled volume section) are generated in the suction process. When an unfilled volume section is generated in the pressurizing chamber 609, there is a concern that an extreme negative pressure state (vacuum) or an excessive negative pressure state close to this negative pressure state may occur.

従来技術においてそのような過度な負圧状態が生じると、燃料中の低沸点成分がベーパ化し、微粒なバーパが燃料中に発生する。しかしながら、本実施形態では、吸入時に加圧室609内の圧力が低下し、負圧が発生する場合があったとしても、燃料(液体)より体積弾性率が低く容積変化に追従が容易なエア(気体)を、燃料と共に加圧室609に混入させることができるのである。   When such an excessive negative pressure state occurs in the prior art, low boiling point components in the fuel vaporize and fine barpa is generated in the fuel. However, in the present embodiment, even if the pressure in the pressurizing chamber 609 decreases during inhalation and negative pressure may be generated, the volume elastic modulus is lower than that of the fuel (liquid) and the air can easily follow the volume change. (Gas) can be mixed into the pressurizing chamber 609 together with the fuel.

なお、エアポンプ80、第3吐出通路82、第3吸入弁821、圧力調整装置85、及びエア調量弁90は請求範囲に記載の作動流体供給手段に相当する。第3吐出通路82は請求範囲に記載のエア流入流路に相当し、第3吸入弁821は請求範囲に記載の逆止弁に相当する。また、低圧燃料ポンプ20及び高圧燃料ポンプ60を有するサプライポンプは請求範囲に記載の燃料噴射ポンプに相当し、ポンプ駆動軸(カム軸)601は請求範囲に記載の駆動軸に相当する。   The air pump 80, the third discharge passage 82, the third suction valve 821, the pressure adjusting device 85, and the air metering valve 90 correspond to the working fluid supply means described in the claims. The third discharge passage 82 corresponds to the air inflow passage described in the claims, and the third suction valve 821 corresponds to the check valve described in the claims. The supply pump having the low-pressure fuel pump 20 and the high-pressure fuel pump 60 corresponds to the fuel injection pump described in the claims, and the pump drive shaft (cam shaft) 601 corresponds to the drive shaft described in the claims.

以上説明した本実施形態では、吸入調量弁74で調量された燃料とは異なる作動流体を加圧室609に供給する作動流体供給手段を備え、作動流体供給手段は、吸入時において、作動流体としてエアを、加圧室に送り込む構成としている。このような構成にすることにより、吸入時加圧室609の容積が拡大されると、吸入調量弁74で調量された燃料に、上記作動流体供給手段によって供給されるエアを混入させて、燃料及びエアを加圧室609に送り込むことになる。   In the present embodiment described above, a working fluid supply unit that supplies a working fluid different from the fuel metered by the suction metering valve 74 to the pressurizing chamber 609 is provided, and the working fluid supply unit operates at the time of suction. Air is sent as a fluid to the pressurizing chamber. With this configuration, when the volume of the pressurizing chamber 609 is increased, the air supplied by the working fluid supply means is mixed into the fuel metered by the suction metering valve 74. Then, fuel and air are sent into the pressurizing chamber 609.

これにより、吸入調量弁74で調量された燃料量が比較的小さい場合であっても、燃料と共に加圧室609内に混入されたエアにより、吸入時において加圧室609内の圧力が過度な負圧になるのを回避することができる。   As a result, even when the amount of fuel metered by the suction metering valve 74 is relatively small, the pressure in the pressurizing chamber 609 during suction is reduced by the air mixed into the pressurizing chamber 609 together with the fuel. An excessive negative pressure can be avoided.

しかも、エアは、燃料とは異なる作動流体として、作動流体供給手段によって加圧室609へ供給されるものであるので、燃料とエアは分離された状態で加圧室609内に存在することになる。このような燃料とエアが分離した状態は、従来技術のように加圧室内が過度な負圧になることにより燃料中に発生する微粒な気泡やベーパ(以下、微粒な気泡やベーパを、単に「ベーパ」という)に比べて、燃料とエアの接触面積を小さくすることができるので、燃料を圧縮する圧送時に万が一エアが潰れる場合があったとしても、局部的な発熱を抑えることができ、ひいては燃料劣化を抑制することができる。   Moreover, since air is supplied to the pressurizing chamber 609 by the working fluid supply means as a working fluid different from fuel, the fuel and air are present in the pressurizing chamber 609 in a separated state. Become. Such a state where the fuel and the air are separated from each other is that fine bubbles and vapor (hereinafter referred to as fine bubbles and vapor) generated in the fuel due to excessive negative pressure in the pressurization chamber as in the prior art. Compared to "vapor"), the contact area between the fuel and air can be reduced, so even if the air may be crushed when compressed, the local heat generation can be suppressed. As a result, fuel deterioration can be suppressed.

したがって、燃料を加圧室609に吸入するとき、吸入調量弁74で調量された燃料に、所定量のエアを混入させることができるので、吸入時の加圧室609内が、ベーパ発生の懸念がある過度な負圧になるのを回避することができると共に、燃料に混入するエアは燃料と分離された状態で加圧室609内に存在することになるので、確実に燃料劣化を抑制することができる。故に、燃料劣化により発生する有機化合物や酸の生成を抑制することができので、燃料潤滑している高圧燃料供給ポンプ60などの高圧燃料系の構成部材の耐久性が低下するのを防止することができ、ひいては優れた耐久性を有する燃料供給装置10が得られるのである。   Therefore, when the fuel is sucked into the pressurizing chamber 609, a predetermined amount of air can be mixed into the fuel metered by the suction metering valve 74, so that the inside of the pressurizing chamber 609 at the time of suction generates vapor. Therefore, it is possible to avoid excessive negative pressure, and air mixed into the fuel exists in the pressurizing chamber 609 in a state separated from the fuel. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of organic compounds and acids generated due to fuel deterioration, and thus prevent the durability of high-pressure fuel system components such as the high-pressure fuel supply pump 60 that is fuel-lubricated from decreasing. As a result, the fuel supply apparatus 10 having excellent durability can be obtained.

また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、エアを加圧室609に送り込む第3吐出通路82を備えており、第3吐出通路82は、加圧室609に燃料を吸入する吸入通路62に連通することなく、加圧室609に接続されている。これによると、エアが流通する第3第3吐出通路82と、燃料が流通する吸入通路62とは、互いに連通することなく加圧室609に接続しているので、吸入時加圧室609に混入する燃料及びエアは、燃料とエアに確実に分離されまま加圧室609内で存在することができる。   In the above-described embodiment, the working fluid supply means includes the third discharge passage 82 that sends air into the pressurizing chamber 609, and the third discharge passage 82 sucks fuel into the pressurizing chamber 609. The pressure chamber 609 is connected without communicating with the suction passage 62. According to this, the third and third discharge passages 82 through which the air flows and the suction passage 62 through which the fuel flows are connected to the pressurizing chamber 609 without communicating with each other. The mixed fuel and air can exist in the pressurizing chamber 609 while being reliably separated into fuel and air.

また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、加圧室609にエアを送り込む流路を開閉する吸入弁821を備えている。これによると、上記第3吐出通路82には、加圧室609に送り込むエアの流れを断続する吸入弁821が設けられることになるので、加圧室609内の負圧状態に対応して加圧室609内へ正圧エアを流入させることができる。   Further, in the present embodiment described above, the working fluid supply means includes the suction valve 821 that opens and closes the flow path for sending air into the pressurizing chamber 609. According to this, the third discharge passage 82 is provided with the suction valve 821 that interrupts the flow of the air sent to the pressurizing chamber 609, so that an additional pressure corresponding to the negative pressure state in the pressurizing chamber 609 is provided. Positive pressure air can flow into the pressure chamber 609.

また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、作動流体として正圧エアを送出するエアポンプ80と、エアポンプ80と加圧室609の間に設けられ、エアの圧力を調整する圧力調整装置85とを備えている。これによると、加圧室609に送り込まれるエアの圧力を、所定の正圧に保つことができるので、吸入過程の加圧室内において非充填容積区分に、確実に所定正圧のエアを充填させることが可能となる。したがって、例えば吸入過程途中で加圧室609へのエア流入が停止される場合であっても、エア流入停止前の非充填容積区分に相当するエア量が充填されていることになるので、加圧室609内の圧力が過度な負圧になるのを確実に回避することができる。   Further, in the present embodiment described above, the working fluid supply means is provided between the air pump 80 for sending positive pressure air as the working fluid, and the air pump 80 and the pressurizing chamber 609, and adjusts the pressure of the air. And an adjusting device 85. According to this, since the pressure of the air sent into the pressurizing chamber 609 can be maintained at a predetermined positive pressure, the unfilled volume section is reliably filled with the air of the predetermined positive pressure in the pressurizing chamber in the suction process. It becomes possible. Therefore, for example, even when the air inflow to the pressurizing chamber 609 is stopped during the suction process, the air amount corresponding to the unfilled volume section before the air inflow is stopped is filled. It is possible to reliably avoid the pressure in the pressure chamber 609 from becoming an excessive negative pressure.

また、以上説明した本実施形態では、上記作動流体供給手段は、加圧室609へ送り込まれる正圧エアを調量するエア調量弁90を備えている。これによると、加圧室609に送り込まれるエア量として、エア調量弁90で正圧エアが所定量に調量されることになるので、加圧室609内に吸入調量弁74で調量された燃料を充填容積区分に充填すると共に、非充填容積区分に上記所定量の正圧エアを充填されることによって加圧室609内の圧力が負圧になる度合いを調整でき、ひいてはベーパ発生を防止することができる。   Further, in the present embodiment described above, the working fluid supply means includes an air metering valve 90 that meteres positive pressure air fed into the pressurizing chamber 609. According to this, as the amount of air fed into the pressurizing chamber 609, the positive pressure air is metered to a predetermined amount by the air metering valve 90, so that the suction metering valve 74 adjusts into the pressurizing chamber 609. The filling volume section is filled with the measured amount of fuel, and the predetermined amount of positive pressure air is filled in the non-filling volume section, thereby adjusting the degree of the pressure in the pressurizing chamber 609 becoming negative pressure. Occurrence can be prevented.

また、以上説明した本実施形態では、少なくとも高圧燃料ポンプ60及びエアポンプ80が共通のカム軸601を有し、カム軸601によりエンジン2の駆動力を得て駆動されるという構成を有するので、エアポンプ80によるエア送出を、高圧燃料ポンプ60の加圧室609の容積拡縮に同期させて行なえると共に、高圧燃料ポンプ60の非駆動時には、エアポンプ80によるエアの無駄送出を止めることができる。したがって、エネルギの無駄消費が抑制できる。   In the present embodiment described above, at least the high-pressure fuel pump 60 and the air pump 80 have a common cam shaft 601 and are driven by the cam shaft 601 to obtain the driving force of the engine 2. The air delivery by 80 can be performed in synchronization with the volume expansion / contraction of the pressurizing chamber 609 of the high-pressure fuel pump 60, and wasteful air delivery by the air pump 80 can be stopped when the high-pressure fuel pump 60 is not driven. Therefore, wasteful consumption of energy can be suppressed.

さらにまた、以上説明した本実施形態では、高圧燃料ポンプ60、低圧燃料ポンプ20及びエアポンプ80が共通のカム軸601を有し、カム軸601によりエンジン2の駆動力を得て駆動されるという構成を有するサプライポンプとしている。このような構成にすることにより、高圧燃料ポンプ60、低圧燃料ポンプ20及びエアポンプ80を、サプライポンプのモジュールとすることができ、ひいてはエアポンプ80をサプライポンプとは別個にエンジン2へ組付けする必要はなく、エンジン2への組付け作業性が向上する。   Furthermore, in the present embodiment described above, the high-pressure fuel pump 60, the low-pressure fuel pump 20, and the air pump 80 have a common cam shaft 601, and are driven by the cam shaft 601 by obtaining the driving force of the engine 2. A supply pump with With such a configuration, the high-pressure fuel pump 60, the low-pressure fuel pump 20, and the air pump 80 can be a supply pump module. As a result, the air pump 80 needs to be assembled to the engine 2 separately from the supply pump. The assembly workability to the engine 2 is improved.

(第2実施形態)
第2実施形態を図2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、上記作動流体供給手段のうち、エア調量弁90を省略する構成した一例を示すものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. The second embodiment is a modification of the first embodiment. In the second embodiment, an example in which the air metering valve 90 is omitted from the working fluid supply unit is shown.

エア調量弁90で加圧室609へ流入する正圧エアの流量を調整することにより加圧室609に送り込むエア量を所定量に調量することになるが、エアは気体であるため、非充填容積区分に対応したエア量が流入されなくとも、加圧室609が過度な負圧状態になるのを回避することができる。   By adjusting the flow rate of the positive pressure air flowing into the pressurizing chamber 609 with the air metering valve 90, the amount of air sent into the pressurizing chamber 609 is adjusted to a predetermined amount. However, since air is a gas, Even if the air amount corresponding to the non-filling volume section is not flowed in, it is possible to avoid the pressurizing chamber 609 from being in an excessive negative pressure state.

このような構成により、優れた耐久性を有する燃料供給装置10を簡素な構成に形成することができる。   With such a configuration, the fuel supply apparatus 10 having excellent durability can be formed in a simple configuration.

(他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the present invention. .

(1)例えば以上説明した本実施形態では、エアポンプ80はエンジン2で駆動されるメカ式ポンプとしたが、メカ式ポンプ、電動式ポンプのいずれであってもよい。   (1) For example, in the present embodiment described above, the air pump 80 is a mechanical pump driven by the engine 2, but may be either a mechanical pump or an electric pump.

(2)以上説明した本実施形態では、低圧燃料供給ポンプ20及び高圧燃料ポンプ60を有するサプライポンプに、エアポンプ80を取り付けてモジュール化する構成としたが、サプライポンプと、エアポンプ80を別個に製造し、エンジン2に個別に組付ける構成としてもよい。   (2) In the present embodiment described above, the air pump 80 is attached to the supply pump having the low-pressure fuel supply pump 20 and the high-pressure fuel pump 60 to form a module, but the supply pump and the air pump 80 are manufactured separately. However, the engine 2 may be individually assembled.

(3)以上説明した本実施形態において、高圧燃料系の構成要素としては、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などの構成要素を有するものとした。高圧燃料系としては、上記構成要素に限らず、少なくとも高圧燃料供給ポンプ60を有するものであれば、本実施形態による優れた耐久性を有する燃料供給装置10を実現できる。   (3) In the present embodiment described above, the high-pressure fuel system includes components such as the high-pressure fuel supply pump 60, the common rail 40, and the fuel injection valve 50. The high-pressure fuel system is not limited to the above components, and any fuel supply device 10 having excellent durability according to the present embodiment can be realized as long as it has at least the high-pressure fuel supply pump 60.

(4)以上説明した本実施形態では、吸入時において燃料に混入させる作動流体として、正圧のエアを用いた。作動流体は、これに限らず、燃料と異なる気体や液体であればいずれの流体であってよい。この場合、作動流体は燃料と異なる不燃性の流体であることが好ましい。作動流体を気体とする場合は、上記正圧エアに限らず、窒素(N)ガス、二酸化炭素(CO)ガスなどの不活性ガスを用いてもよい。 (4) In the present embodiment described above, positive pressure air is used as the working fluid to be mixed into the fuel during inhalation. The working fluid is not limited to this, and may be any fluid as long as it is a gas or liquid different from the fuel. In this case, the working fluid is preferably a non-flammable fluid different from the fuel. When the working fluid is a gas, it is not limited to the positive pressure air, and an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas or carbon dioxide (CO 2 ) gas may be used.

(5)なお、上記作動流体を、正圧のエアとする場合には、作動流体供給手段において作動流体を貯留する貯留装置またはボンベ等の貯留容器が不要であり、簡素な構成の燃料供給装置10を実現できるのである。   (5) When the working fluid is positive-pressure air, a storage device for storing the working fluid in the working fluid supply means or a storage container such as a cylinder is unnecessary, and the fuel supply device has a simple configuration. 10 can be realized.

本発明の第1実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the fuel supply device by a 1st embodiment of the present invention. 第2実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fuel supply apparatus by 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 コモンレール式燃料噴射装置
2 エンジン(内燃機関)
10 燃料供給装置
20 低圧燃料ポンプ(予備圧送部)
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
621 吸入弁
63 吐出通路
631 吐出弁
74 吸入調量弁
80 エアポンプ
81 第3吸入通路
82 第3吐出通路(エア流入流路)
821 吸入弁(逆止弁)
84 排出通路
85 圧力調整装置
90 エア調量弁
1 common rail fuel injection system 2 engine (internal combustion engine)
10 Fuel Supply Device 20 Low Pressure Fuel Pump (Preliminary Pumping Unit)
30 Fuel Tank 40 Common Rail 50 Fuel Injection Valve 60 High Pressure Fuel Supply Pump (Pressure Feeding Unit)
601 Cam shaft (drive shaft)
604 Plunger 608 Cam chamber 609 Pressurization chamber 62 Suction passage 621 Suction valve 63 Discharge passage 631 Discharge valve 74 Suction metering valve 80 Air pump 81 Third suction passage 82 Third discharge passage (air inflow passage)
821 Suction valve (check valve)
84 Discharge passage 85 Pressure regulator 90 Air metering valve

Claims (9)

プランジャを往復動することにより容積が拡縮されて、燃料を吸入し、圧送する加圧室と、
前記加圧室に吸入される燃料が流通する燃料吸入流路に設けられ、前記加圧室に吸入される燃料を調量する吸入調量弁と、
を備える燃料供給装置において、
前記加圧室に、前記吸入調量弁で調量された燃料とは異なる作動流体を供給する作動流体供給手段を備え、
前記作動流体供給手段は、前記加圧室の容積が拡大される吸入時において、前記作動流体を、前記加圧室に送り込むことを特徴とする燃料供給装置。
A pressurizing chamber in which the volume is expanded and contracted by reciprocating the plunger, and the fuel is sucked and pumped;
An intake metering valve provided in a fuel intake passage through which fuel sucked into the pressurizing chamber flows, and metering the fuel sucked into the pressurizing chamber;
A fuel supply device comprising:
A working fluid supply means for supplying a working fluid different from the fuel metered by the suction metering valve to the pressurizing chamber;
The fuel supply device according to claim 1, wherein the working fluid supply means feeds the working fluid into the pressurizing chamber during suction when the volume of the pressurizing chamber is expanded.
前記作動流体は正圧のエアであることを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。   The fuel supply device according to claim 1, wherein the working fluid is positive pressure air. 前記作動流体供給手段は、
前記加圧室に前記作動流体としての正圧のエアを流出するエア流体流入流路とを備えてい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。
The working fluid supply means includes
The fuel supply device according to claim 1, further comprising an air fluid inflow passage through which positive pressure air as the working fluid flows out to the pressurizing chamber.
前記エア流入流路は、前記燃料吸入流路に連通することなく前記加圧室に接続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 fuel supply device according to claim 3, wherein the air inflow channel is connected to the pressurizing chamber without communicating with the fuel suction channel. 前記作動流体供給手段は、
前記加圧室に前記作動流体としての正圧のエアを送り込む前記エア流入流路を開閉する逆止弁を備えていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の燃料供給装置。
The working fluid supply means includes
5. The fuel supply device according to claim 3, further comprising a check valve that opens and closes the air inflow passage that feeds positive pressure air as the working fluid into the pressurizing chamber.
前記作動流体供給手段は、
前記作動流体を前記エア流入流路に送出するエアポンプと、
前記エアポンプと前記加圧室の間に設けられ、前記作動流体の圧力を調整する圧力調整装置と、
を備えていることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
The working fluid supply means includes
An air pump for delivering the working fluid to the air inflow channel;
A pressure adjusting device provided between the air pump and the pressurizing chamber for adjusting the pressure of the working fluid;
The fuel supply device according to any one of claims 3 to 5, wherein the fuel supply device is provided.
前記作動流体供給手段は、
前記加圧室へ送り込まれる前記作動流体としての正圧のエアを調量するエア調量弁と、
を備えていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
The working fluid supply means includes
An air metering valve for metering positive air as the working fluid fed into the pressurizing chamber;
The fuel supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein the fuel supply device is provided.
内燃機関において燃料タンク内の燃料を吸入し、予備加圧する低圧燃料ポンプと、
前記プランジャ及び前記加圧室を有し、前記内燃機関の駆動力を得て前記プランジャを往復動することにより、前記低圧燃料ポンプより吐出される燃料を更に高圧に圧送する高圧燃料ポンプと、
を備え、
前記高圧燃料ポンプ及び前記エアポンプは、共通の駆動軸を有し、前記駆動軸により前記内燃機関の駆動力を得て駆動されることを特徴とする請求項6に記載の燃料供給装置。
A low pressure fuel pump for sucking and pre-pressurizing fuel in a fuel tank in an internal combustion engine;
A high-pressure fuel pump that includes the plunger and the pressurizing chamber, reciprocates the plunger by obtaining a driving force of the internal combustion engine, and further pumps fuel discharged from the low-pressure fuel pump to a high pressure;
With
The fuel supply apparatus according to claim 6, wherein the high-pressure fuel pump and the air pump have a common drive shaft and are driven by the drive shaft to obtain a driving force of the internal combustion engine.
前記エアポンプは、前記低圧燃料ポンプ及び前記高圧燃料ポンプを有する燃料噴射ポンプに取り付けられ、
前記燃料噴射ポンプは、前記高圧燃料ポンプ、前記低圧燃料ポンプ及び前記エアポンプが前記駆動軸を有し、前記駆動軸により前記内燃機関の駆動力を得て駆動されることを特徴とする請求項8に記載の燃料供給装置。
The air pump is attached to a fuel injection pump having the low pressure fuel pump and the high pressure fuel pump,
9. The fuel injection pump according to claim 8, wherein the high-pressure fuel pump, the low-pressure fuel pump, and the air pump have the driving shaft, and are driven by the driving shaft to obtain a driving force of the internal combustion engine. The fuel supply device described in 1.
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