JP2011231649A

JP2011231649A - Pulsation damper

Info

Publication number: JP2011231649A
Application number: JP2010101342A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Akita; 龍彦秋田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-11-17

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulsation damper that exerts, in a configuration capable of switching feed pressures, sufficient damping performance to any levels of feed pressure to allow fuel pressure pulsation to be absorbed.SOLUTION: The pulsation damper 7 of a high pressure fuel pump 1 which is connected to a feed pump capable of switching feed pressures is configured to have a first enclosing chamber and a second enclosing chamber which are provided by joining two plates of metallic diaphragm 76, 77 with each other through a partition plate 75 therebetween. The charged pressure of a filling gas enclosed in the first enclosing chamber is set to a value corresponding to a feed pressure on the low pressure side, and the charged pressure of a filling gas enclosed in the second enclosing chamber is set to a value corresponding to a feed pressure on the high pressure side.

Description

本発明は、自動車用内燃機関の燃料供給系などに備えられるパルセーションダンパに係る。 The present invention relates to a pulsation damper provided in a fuel supply system of an internal combustion engine for an automobile.

従来より、例えば筒内直噴型の自動車用エンジンのようにインジェクタへ供給する燃料に高い圧力が要求されるエンジンにあっては、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給するようになっている（例えば下記の特許文献１〜特許文献３を参照）。 Conventionally, for example, in an in-cylinder direct-injection type automobile engine, the fuel supplied to the injector requires a high pressure, and the fuel sent from the fuel tank is pressurized with a high-pressure fuel pump. It supplies to an injector (for example, refer the following patent document 1-patent document 3).

具体的に、この種のエンジンにおける燃料供給系の構成としては、各特許文献にも開示されているように、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプ、このフィードポンプによって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプを備えている。そして、この高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を、複数のインジェクタが接続されたデリバリパイプに貯留するようになっている。これにより、インジェクタの開弁動作に伴って、デリバリパイプに貯留されている高圧燃料が、その開弁されたインジェクタから燃焼室に向けて噴射されることになる。 Specifically, as the configuration of the fuel supply system in this type of engine, as disclosed in each patent document, a feed pump that feeds fuel from a fuel tank, and a high pressure that pressurizes the fuel delivered by the feed pump. A fuel pump is provided. The fuel pressurized by the high-pressure fuel pump is stored in a delivery pipe to which a plurality of injectors are connected. As a result, the high-pressure fuel stored in the delivery pipe is injected from the opened injector toward the combustion chamber as the injector opens.

また、上記高圧燃料ポンプは、シリンダ内にプランジャが挿入されており、このプランジャがリフタを介して駆動カムからの押圧力を受けてシリンダ内で往復移動し、加圧室に吸入した燃料を加圧するようになっている。また、この種の高圧燃料ポンプにおける燃料吐出量の調整機構としてはスピル弁が備えられている。このスピル弁が、フィードポンプからの燃料供給路となる低圧燃料配管と高圧燃料ポンプの加圧室との間の連通状態と非連通状態とを切り換えることにより燃料吐出量を調整するようになっている。 In the high-pressure fuel pump, a plunger is inserted in the cylinder. The plunger receives a pressing force from the drive cam via the lifter and reciprocates in the cylinder, and adds the fuel sucked into the pressurizing chamber. It comes to press. Further, a spill valve is provided as a fuel discharge amount adjusting mechanism in this type of high-pressure fuel pump. This spill valve adjusts the fuel discharge amount by switching between a communication state and a non-communication state between the low pressure fuel pipe serving as a fuel supply path from the feed pump and the pressurizing chamber of the high pressure fuel pump. Yes.

このため、上記加圧室の容積が収縮する方向へプランジャが移動する際にスピル弁が開弁状態となっている場合には、この加圧室に一旦吸入された燃料の一部がフィードポンプ側に向けて戻される状況となり、このような状況でプランジャが往復移動すると、上記低圧燃料配管内部において、高圧燃料ポンプに向かう燃料の流れに伴う圧力と、高圧燃料ポンプから戻される燃料の流れに伴う圧力とが交互に作用することになり、この低圧燃料配管内部に燃圧脈動が発生してしまう。 For this reason, when the spill valve is opened when the plunger moves in the direction in which the volume of the pressurizing chamber contracts, a part of the fuel once sucked into the pressurizing chamber is fed into the feed pump. When the plunger moves back and forth in such a situation, the pressure associated with the flow of fuel toward the high pressure fuel pump and the flow of fuel returned from the high pressure fuel pump inside the low pressure fuel pipe The accompanying pressure acts alternately, and fuel pressure pulsation occurs inside the low-pressure fuel pipe.

このため、各特許文献に開示されているように、低圧側の燃料供給経路にパルセーションダンパを取り付けて燃圧脈動を吸収するようにしている。特に、特許文献２及び特許文献３に開示されているパルセーションダンパは、２枚の金属製ダイヤフラムが気体封入空間を形成するように接合され、この気体封入空間に所定圧力の気体が封入された構成となっている。また、この封入された気体の圧力は、燃圧脈動の発生時に、上記気体封入空間の容積を変化させながら金属製ダイヤフラムが弾性変形することで燃圧脈動を吸収するようにチューニングされている。 For this reason, as disclosed in each patent document, a pulsation damper is attached to the fuel supply path on the low pressure side to absorb the fuel pressure pulsation. In particular, the pulsation dampers disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 are joined so that two metal diaphragms form a gas-filled space, and a gas having a predetermined pressure is sealed in the gas-filled space. It has a configuration. The pressure of the enclosed gas is tuned so as to absorb the fuel pressure pulsation by the elastic deformation of the metal diaphragm while changing the volume of the gas enclosure space when the fuel pressure pulsation occurs.

特開２０１０−７１２６６号公報JP 2010-71266 A 特開２００８−２８６１４４号公報JP 2008-286144 A 特開２００４−１３８０７１号公報JP 2004-138071 A

ところで、近年、フィードポンプから送り出される燃料の圧力（以下、「フィード圧」と呼ぶ）を、２段階に切り換え可能とすることが要求されている。以下、その要求の理由について説明する。 Incidentally, in recent years, it has been required that the pressure of fuel delivered from the feed pump (hereinafter referred to as “feed pressure”) can be switched between two stages. Hereinafter, the reason for the request will be described.

先ず、上記要求の理由の一つとして、ダイナミックレンジの拡大が挙げられる。例えば、エンジンの低温始動時やＷＯＴ（ＷｉｄｅＯｐｅｎＴｈｒｏｔｔｌｅ）性能要求時等のようにインジェクタからの燃料噴射量を大幅に増量させたい要求が生じた場合に対応できるよう、通常運転時の燃料圧力に対して燃料圧力を高く設定することを可能にしてダイナミックレンジを拡大するものである。具体的には、燃料供給系として高圧燃料系（高圧燃料ポンプから吐出された燃料の供給系）と低圧燃料系（フィードポンプから吐出された燃料の供給系）とを備えたシステムにおいて、低圧燃料系での燃料圧力を高く設定することでダイナミックレンジを拡大する場合などが挙げられる。 First, as one of the reasons for the above requirement, expansion of the dynamic range can be cited. For example, the fuel pressure during normal operation can be adjusted to cope with a demand for a large increase in the amount of fuel injected from the injector, such as when the engine is cold started or when WOT (Wide Open Throttle) performance is required. On the other hand, the fuel pressure can be set high and the dynamic range is expanded. Specifically, in a system including a high-pressure fuel system (a supply system of fuel discharged from a high-pressure fuel pump) and a low-pressure fuel system (a supply system of fuel discharged from a feed pump) as a fuel supply system, For example, the dynamic range can be expanded by setting the fuel pressure in the system high.

また、上記要求の理由の他の一つとして、高温デッドソーク時のベーパ発生防止が挙げられる。つまり、高温デッドソーク時に燃料圧力を高く設定しておくことで、燃料の沸点を上昇させ燃料供給経路内での燃料の蒸発を抑制するものである。これらの要求は、ガソリンに比べて蒸気圧が小さいアルコールを燃料として使用する場合に特に顕著である。 Another reason for the above requirement is prevention of vapor generation during high temperature dead soak. That is, by setting the fuel pressure high during high temperature dead soak, the boiling point of the fuel is raised and the evaporation of the fuel in the fuel supply path is suppressed. These requirements are particularly remarkable when alcohol having a lower vapor pressure than gasoline is used as fuel.

このようにフィード圧を切り換え可能な構成とした場合、従来のパルセーションダンパ構造では以下に述べるような課題を生じてしまう。 When the feed pressure can be switched as described above, the conventional pulsation damper structure causes the following problems.

つまり、パルセーションダンパのチューニング（特許文献２や特許文献３の場合に、特定のフィード圧に対応して燃圧脈動を吸収可能とするように上記気体封入圧力を設定すること）を通常運転時におけるフィード圧（例えば４００ｋＰａ）に対応して設定してしまうと、高圧燃料要求時には、高いフィード圧（例えば６００ｋＰａ）によって上記気体封入空間の容積が収縮し、この容積が拡大できないためにダイヤフラムの弾性変形の変位幅（ダイヤフラムの形状変化の範囲）が十分に確保できなくなり、その結果、燃圧脈動の減衰性能が低下してしまう。一方、パルセーションダンパのチューニングを上記高圧燃料要求時におけるフィード圧に対応して設定してしまうと、通常運転時には、上記気体封入空間の容積が殆ど収縮されず、この場合にも、ダイヤフラムの弾性変形の変位幅が十分に確保できなくなり、その結果、燃圧脈動の減衰性能が低下してしまうことになる。 That is, tuning of the pulsation damper (in the case of Patent Documents 2 and 3), the gas filling pressure is set so as to be able to absorb the fuel pressure pulsation corresponding to a specific feed pressure. If it is set corresponding to the feed pressure (for example, 400 kPa), the volume of the gas-filled space contracts due to a high feed pressure (for example, 600 kPa) when high-pressure fuel is required. The displacement width (range of the shape change of the diaphragm) cannot be secured sufficiently, and as a result, the attenuation performance of the fuel pressure pulsation is lowered. On the other hand, if tuning of the pulsation damper is set corresponding to the feed pressure at the time of the high pressure fuel request, the volume of the gas filled space is hardly contracted during normal operation, and in this case, the elasticity of the diaphragm is also reduced. The displacement width of the deformation cannot be sufficiently secured, and as a result, the attenuation performance of the fuel pressure pulsation is lowered.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数種類の燃圧脈動が発生する可能性がある場合であっても、何れの燃圧脈動に対しても十分な減衰性能が発揮されるパルセーションダンパを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is sufficient for any fuel pressure pulsation, even when there is a possibility that multiple types of fuel pressure pulsations may occur. The object is to provide a pulsation damper that exhibits damping performance.

上記の目的を達成するための手段として本発明は、燃料供給経路に配設され、この燃料供給経路での燃圧脈動を抑制するパルセーションダンパとして、複数枚のダイヤフラムによって密閉空間を形成すると共に、この密閉空間を互いに独立した少なくとも２つの流体封入室に区画し、これら流体封入室に、互いに封入圧力の異なる流体をそれぞれ封入した構成としている。 As a means for achieving the above object, the present invention is arranged in a fuel supply path, and as a pulsation damper for suppressing fuel pressure pulsation in the fuel supply path, a sealed space is formed by a plurality of diaphragms, The sealed space is divided into at least two fluid sealing chambers independent from each other, and fluids having different sealing pressures are sealed in the fluid sealing chambers.

この特定事項により、燃料供給経路での燃圧脈動として、圧力範囲の異なる燃圧脈動が発生する可能性のある状況において、それぞれの燃圧脈動での圧力範囲に対応するように各流体封入室の封入圧力を設定することが可能になる。このため、１つのパルセーションダンパで、複数種類の燃圧脈動に対して減衰機能を発揮させることが可能であり、パルセーションダンパの性能向上を図ることができる。 Due to this specific matter, in the situation where fuel pressure pulsations with different pressure ranges may occur as fuel pressure pulsations in the fuel supply path, the sealing pressure of each fluid enclosure chamber should correspond to the pressure range of each fuel pressure pulsation. Can be set. For this reason, a single pulsation damper can exhibit a damping function against a plurality of types of fuel pressure pulsations, and the performance of the pulsation damper can be improved.

より具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、低圧側の第１フィード圧と高圧側の第２フィード圧との間でフィード圧が切り換え可能とされたフィードポンプから高圧燃料ポンプに亘る燃料供給経路に配設されたパルセーションダンパであって、上記流体封入室として、平板状の板材に第１のダイヤフラムが接合されて成る第１封入室と、上記板材に第２のダイヤフラムが接合されて成る第２封入室とを備えさせる。そして、上記第１封入室における流体の封入圧力を、上記フィード圧が第１フィード圧に設定された場合に上記燃圧脈動に伴って変動する燃料圧力に応じて上記第１のダイヤフラムの弾性変形量が変化する値に設定する一方、上記第２封入室における流体の封入圧力を、上記フィード圧が第２フィード圧に設定された場合に上記燃圧脈動に伴って変動する燃料圧力に応じて上記第２のダイヤフラムの弾性変形量が変化する値に設定している。 More specific configurations include the following. In other words, the pulsation damper is provided in the fuel supply path from the feed pump to the high pressure fuel pump in which the feed pressure can be switched between the first feed pressure on the low pressure side and the second feed pressure on the high pressure side. The fluid sealing chamber includes a first sealing chamber in which a first diaphragm is joined to a flat plate material, and a second sealing chamber in which a second diaphragm is joined to the plate material. Then, the amount of elastic deformation of the first diaphragm according to the fuel pressure that fluctuates with the fuel pressure pulsation when the feed pressure of the fluid in the first sealing chamber is set to the first feed pressure. Is set to a value that changes, the fluid sealing pressure in the second sealing chamber is set according to the fuel pressure that varies with the fuel pressure pulsation when the feed pressure is set to the second feed pressure. The elastic deformation amount of the diaphragm 2 is set to a value that changes.

この構成によれば、必要に応じて（例えば、ダイナミックレンジの拡大や高温デッドソーク時のベーパ発生防止等の要求に応じて）フィードポンプのフィード圧が切り換えられた場合に、何れのフィード圧において燃圧脈動が発生しても、１つのパルセーションダンパによってその燃圧脈動を抑制することが可能になる。このため、フィード圧が切り換え可能なフィードポンプを備えた燃料供給システムの実用性の向上を図ることができる。 According to this configuration, when the feed pressure of the feed pump is switched as required (for example, according to a request for expanding the dynamic range or preventing vapor generation during high temperature dead soak), the fuel pressure at any feed pressure Even if pulsation occurs, the fuel pressure pulsation can be suppressed by one pulsation damper. For this reason, it is possible to improve the practicality of the fuel supply system including a feed pump whose feed pressure can be switched.

本発明では、１つのパルセーションダンパで、複数種類の燃圧脈動に対して減衰機能を発揮させることを可能にしている。このため、パルセーションダンパの性能向上を図ることができる。 In the present invention, a single pulsation damper can exhibit a damping function for a plurality of types of fuel pressure pulsations. For this reason, the performance improvement of a pulsation damper can be aimed at.

燃料供給システムの構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of a fuel supply system. 高圧燃料ポンプ及びパルセーションダンパの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of a high pressure fuel pump and a pulsation damper. フィード圧に応じた燃圧脈動発生時のパルセーションダンパの変形状態を示す断面図であり、図３（ａ）はフィード圧が低圧側の場合を、図３（ｂ）はフィード圧が高圧側の場合をそれぞれ示す図である。FIG. 3A is a cross-sectional view showing a deformation state of a pulsation damper when a fuel pressure pulsation according to a feed pressure occurs. FIG. 3A shows a case where the feed pressure is on the low pressure side, and FIG. It is a figure which shows each case. 図４（ａ）は実施形態に係るパルセーションダンパにおける燃料圧力とダイヤフラム変形量との関係を、図４（ｂ）は従来のパルセーションダンパにおける燃料圧力とダイヤフラム変形量との関係をそれぞれ示す図である。4A shows the relationship between the fuel pressure and the diaphragm deformation amount in the pulsation damper according to the embodiment, and FIG. 4B shows the relationship between the fuel pressure and the diaphragm deformation amount in the conventional pulsation damper. It is.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載されたＶ型６気筒ガソリンエンジン（内燃機関）における燃料供給システムに本発明を適用した場合について説明する。また、各気筒に対応してポート噴射インジェクタ及び筒内直噴インジェクタがそれぞれ備えられたエンジンを例に挙げて説明する。尚、本システムで使用される燃料としては、アルコール（例えばエタノール）単体の燃料、アルコールとガソリンとの混合燃料、ガソリン単体の燃料の何れであってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a fuel supply system in a V-type six-cylinder gasoline engine (internal combustion engine) mounted on an automobile will be described. Further, an engine provided with a port injection injector and an in-cylinder direct injection injector corresponding to each cylinder will be described as an example. The fuel used in the present system may be any of alcohol (for example, ethanol) alone, mixed fuel of alcohol and gasoline, and gasoline alone.

−燃料供給システム−
先ず、燃料供給システムの概略構成について説明する。図１は、燃料供給システム１００の構造を模式的に示す図である。この図１に示すように、この燃料供給システム１００は、燃料タンク１０１から燃料を送り出すフィードポンプ１０２を備えており、このフィードポンプ１０２の吐出側に接続された低圧燃料配管１０３が、低圧燃料系ＬＦ及び高圧燃料系ＨＦに向けてそれぞれ分岐している。 -Fuel supply system-
First, a schematic configuration of the fuel supply system will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of the fuel supply system 100. As shown in FIG. 1, the fuel supply system 100 includes a feed pump 102 that feeds fuel from a fuel tank 101. A low-pressure fuel pipe 103 connected to the discharge side of the feed pump 102 includes a low-pressure fuel system. Branches toward the LF and the high-pressure fuel system HF, respectively.

低圧燃料系ＬＦには、上記低圧燃料配管１０３の一方の分岐側に接続された各バンク毎の低圧燃料系デリバリパイプ１０４ａ，１０４ｂが備えられている。具体的には、一方のバンクに備えられた低圧燃料系デリバリパイプ１０４ａに低圧燃料配管１０３が接続されていると共に、各低圧燃料系デリバリパイプ１０４ａ，１０４ｂ同士が連絡配管１０４ｃによって接続された構成となっている。これら低圧燃料系デリバリパイプ１０４ａ，１０４ｂには、各気筒（各バンク３気筒毎）に対応してポート噴射インジェクタ１０５，１０５，…が接続されている。 The low pressure fuel system LF includes low pressure fuel system delivery pipes 104 a and 104 b for each bank connected to one branch side of the low pressure fuel pipe 103. Specifically, the low-pressure fuel pipe 103 is connected to the low-pressure fuel delivery pipe 104a provided in one bank, and the low-pressure fuel delivery pipes 104a and 104b are connected to each other by a connecting pipe 104c. It has become. Port injectors 105, 105,... Are connected to these low pressure fuel delivery pipes 104a, 104b corresponding to each cylinder (each bank has three cylinders).

一方、高圧燃料系ＨＦには、上記フィードポンプ１０２によって送り出され、低圧燃料配管１０３の他方の分岐側を経て吸入された燃料を加圧して各気筒（各バンク３気筒毎）に対応した筒内直噴インジェクタ１０６，１０６，…に向けて吐出する高圧燃料ポンプ１が備えられている。 On the other hand, the high-pressure fuel system HF is pressurized by the fuel pumped out by the feed pump 102 and sucked through the other branch side of the low-pressure fuel pipe 103, and the cylinders corresponding to each cylinder (each bank has three cylinders). A high-pressure fuel pump 1 that discharges toward the direct injection injectors 106, 106,... Is provided.

この高圧燃料ポンプ１の概略構成としては、シリンダ２、プランジャ３、加圧室４及び電磁スピル弁５を備えている。プランジャ３は、その下端にリフタ３１が取り付けられている。図示しない動弁機構を駆動するための吸気カムシャフト６には駆動カム６１が回転一体に取り付けられている。この駆動カム６１には、吸気カムシャフト６の回転軸回りに１２０°の角度間隔をもって３つのカム山（カムノーズ）６２，６２，６２が形成されている。これにより、吸気カムシャフト６の回転に伴う駆動カム６１の回転により、カムノーズ６２，６２，６２によってリフタ３１を介してプランジャ３が押し上げられ、このプランジャ３がシリンダ２内で往復移動し、加圧室４の容積が拡大または縮小する構成となっている。 As a schematic configuration of the high-pressure fuel pump 1, a cylinder 2, a plunger 3, a pressurizing chamber 4 and an electromagnetic spill valve 5 are provided. The lifter 31 is attached to the lower end of the plunger 3. A drive cam 61 is integrally attached to an intake camshaft 6 for driving a valve mechanism (not shown). The drive cam 61 is formed with three cam peaks (cam noses) 62, 62, 62 with an angular interval of 120 ° around the rotation axis of the intake camshaft 6. Thereby, the rotation of the drive cam 61 accompanying the rotation of the intake camshaft 6 pushes up the plunger 3 through the lifter 31 by the cam noses 62, 62, 62, and this plunger 3 reciprocates in the cylinder 2 for pressurization. The volume of the chamber 4 is increased or decreased.

上記加圧室４はプランジャ３及びシリンダ２によって区画されている。この加圧室４は、上記低圧燃料配管１０３を介して上記フィードポンプ１０２に連通しており、また、高圧燃料配管１０７を介して高圧燃料系デリバリパイプ１０８ａ，１０８ｂ内に連通している。具体的には、一方のバンクに備えられた高圧燃料系デリバリパイプ１０８ａに高圧燃料配管１０７が接続されていると共に、各高圧燃料系デリバリパイプ１０８ａ，１０８ｂ同士が連絡配管１０８ｃによって接続された構成となっている。これら高圧燃料系デリバリパイプ１０８ａ，１０８ｂには、各気筒（各バンク３気筒毎）に対応して上記筒内直噴インジェクタ１０６，１０６，…が接続されている
尚、上記低圧燃料配管１０３には、フィルタ１０３ａ及びプレッシャレギュレータ１０３ｂが設けられている。このプレッシャレギュレータ１０３ｂは、低圧燃料配管１０３内の燃料圧力が所定圧（例えば７００ｋＰａ）を超えたときに低圧燃料配管１０３内の燃料を燃料タンク１０１に戻すことによって、この低圧燃料配管１０３内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。また、上記高圧燃料ポンプ１の吸入側にはパルセーションダンパ７が備えられており、このパルセーションダンパ７によって高圧燃料ポンプ１の作動時における低圧燃料配管１０３内の燃圧脈動が抑制（吸収）されるようになっている。このパルセーションダンパ７の構成及び動作については後述する。 The pressurizing chamber 4 is partitioned by the plunger 3 and the cylinder 2. The pressurizing chamber 4 communicates with the feed pump 102 through the low-pressure fuel pipe 103 and communicates with the high-pressure fuel delivery pipes 108 a and 108 b through the high-pressure fuel pipe 107. Specifically, the high-pressure fuel piping 107a is connected to the high-pressure fuel delivery pipe 108a provided in one bank, and the high-pressure fuel delivery pipes 108a and 108b are connected to each other by the connecting piping 108c. It has become. These in-cylinder direct injection injectors 106, 106,... Are connected to these high-pressure fuel system delivery pipes 108a, 108b corresponding to each cylinder (each bank 3 cylinders). A filter 103a and a pressure regulator 103b are provided. The pressure regulator 103b returns the fuel in the low-pressure fuel pipe 103 to the fuel tank 101 when the fuel pressure in the low-pressure fuel pipe 103 exceeds a predetermined pressure (for example, 700 kPa). The pressure is maintained below a predetermined pressure. Further, a pulsation damper 7 is provided on the suction side of the high-pressure fuel pump 1, and the pulsation damper 7 suppresses (absorbs) fuel pressure pulsation in the low-pressure fuel pipe 103 when the high-pressure fuel pump 1 is operated. It has become so. The configuration and operation of the pulsation damper 7 will be described later.

上記高圧燃料ポンプ１には、低圧燃料配管１０３と加圧室４との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁５が設けられている。この電磁スピル弁５は、電磁ソレノイド５１を備えており、その電磁ソレノイド５１への通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁５は、電磁ソレノイド５１への通電が停止されているときにはコイルスプリング５２の付勢力によって開弁する。また、電磁スピル弁５は、電磁ソレノイド５１への通電が停止されているときには閉弁するものとしてもよい。以下、この電磁スピル弁５の開閉動作について説明する。 The high-pressure fuel pump 1 is provided with the electromagnetic spill valve 5 for communicating or blocking between the low-pressure fuel pipe 103 and the pressurizing chamber 4. The electromagnetic spill valve 5 includes an electromagnetic solenoid 51 and opens and closes by controlling energization of the electromagnetic solenoid 51. The electromagnetic spill valve 5 is opened by the urging force of the coil spring 52 when the energization of the electromagnetic solenoid 51 is stopped. The electromagnetic spill valve 5 may be closed when the energization of the electromagnetic solenoid 51 is stopped. Hereinafter, the opening / closing operation of the electromagnetic spill valve 5 will be described.

先ず、電磁ソレノイド５１に対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁５がコイルスプリング５２の付勢力によって開弁し、低圧燃料配管１０３と加圧室４とが連通した状態になる。この状態において、加圧室４の容積が増大する方向にプランジャ３が移動するとき（吸入行程）には、フィードポンプ１０２から送り出された燃料が低圧燃料配管１０３を経て加圧室４内に吸入される。 First, when the energization of the electromagnetic solenoid 51 is stopped, the electromagnetic spill valve 5 is opened by the urging force of the coil spring 52, and the low pressure fuel pipe 103 and the pressurizing chamber 4 are in communication with each other. In this state, when the plunger 3 moves in the direction in which the volume of the pressurizing chamber 4 increases (intake stroke), the fuel sent from the feed pump 102 is sucked into the pressurizing chamber 4 through the low-pressure fuel pipe 103. Is done.

一方、加圧室４の容積が収縮する方向にプランジャ３が移動するとき（加圧行程）において、電磁ソレノイド５１への通電により電磁スピル弁５がコイルスプリング５２の付勢力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管１０３と加圧室４との間が遮断され、加圧室４内の燃料圧力が所定値に達した時点で、ポンプ吐出側に配設されたチェック弁８が開放して、高圧の燃料が高圧燃料配管１０７を通じて高圧燃料系デリバリパイプ１０８ａ，１０８ｂに向けて吐出される。 On the other hand, when the plunger 3 moves in the direction in which the volume of the pressurizing chamber 4 contracts (pressurization stroke), the electromagnetic spill valve 5 is closed against the urging force of the coil spring 52 by energizing the electromagnetic solenoid 51. Then, the low pressure fuel pipe 103 and the pressurizing chamber 4 are disconnected, and when the fuel pressure in the pressurizing chamber 4 reaches a predetermined value, the check valve 8 disposed on the pump discharge side is opened. The high-pressure fuel is discharged toward the high-pressure fuel system delivery pipes 108 a and 108 b through the high-pressure fuel pipe 107.

そして、高圧燃料ポンプ１における燃料吐出量の調整は、上記加圧行程での電磁スピル弁５の閉弁期間を制御することによって行われる。即ち、電磁スピル弁５の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁５の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量を調整することにより、高圧燃料系デリバリパイプ１０８ａ，１０８ｂ内の燃料圧力が制御される。 The fuel discharge amount in the high-pressure fuel pump 1 is adjusted by controlling the valve closing period of the electromagnetic spill valve 5 in the pressurization stroke. That is, if the closing time of the electromagnetic spill valve 5 is advanced and the closing period is lengthened, the fuel discharge amount increases. If the closing start time of the electromagnetic spill valve 5 is delayed and the closing period is shortened, the fuel discharge amount decreases. To come. In this way, the fuel pressure in the high-pressure fuel delivery pipes 108a and 108b is controlled by adjusting the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 1.

−高圧燃料ポンプ１の構成−
次に、上記高圧燃料ポンプ１の具体構成について説明する。図２は、高圧燃料ポンプ１及びパルセーションダンパ７の断面図である。 -Configuration of high-pressure fuel pump 1-
Next, a specific configuration of the high pressure fuel pump 1 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the high-pressure fuel pump 1 and the pulsation damper 7.

この図２に示すように、高圧燃料ポンプ１のシリンダ２にはパルセーションダンパ７が一体に設けられている。高圧燃料ポンプ１のシリンダ２には、その下面から上方に延びる円形孔２１と、この円形孔２１の上端から上方に拡がる上記加圧室４とが形成されており、その円形孔２１には円柱状の上記プランジャ３が上下動可能に挿入されている。プランジャ３の上側部は、このプランジャ３が上方移動及び下方移動するときに加圧室４に進入及び後退するように配置されており、これによって加圧室４の容積を減少及び増加させる。プランジャ３の下側部は、円形孔２１の下端である開口を通り下方に突出するように配置されている。円形孔２１の開口近傍には、この円形孔２１の内面に沿うリング形状のシール部材２３が嵌入されており、このシール部材２３の内側にプランジャ３が上下動可能に挿入されている。そして、プランジャ３の外周面と円形孔２１の内周面との間がこのシール部材２３でシールされることにより円形孔２１の開口が封止されている。 As shown in FIG. 2, a pulsation damper 7 is integrally provided in the cylinder 2 of the high-pressure fuel pump 1. The cylinder 2 of the high-pressure fuel pump 1 is formed with a circular hole 21 extending upward from the lower surface thereof and the pressurizing chamber 4 extending upward from the upper end of the circular hole 21. The columnar plunger 3 is inserted so as to be movable up and down. The upper portion of the plunger 3 is arranged so as to enter and retreat into the pressurizing chamber 4 when the plunger 3 moves upward and downward, thereby reducing and increasing the volume of the pressurizing chamber 4. The lower part of the plunger 3 is arranged so as to protrude downward through an opening which is the lower end of the circular hole 21. In the vicinity of the opening of the circular hole 21, a ring-shaped sealing member 23 is fitted along the inner surface of the circular hole 21, and the plunger 3 is inserted inside the sealing member 23 so as to be movable up and down. The opening of the circular hole 21 is sealed by sealing the space between the outer peripheral surface of the plunger 3 and the inner peripheral surface of the circular hole 21 with this seal member 23.

シリンダ２の下部には、円形孔２１の開口部を囲む円筒形状のリフタガイド２４が下方に延出されており、そのリフタガイド２４の内部には有底円筒形状のリフタ３１が上下動可能に嵌合されている。リフタ３１の内部には、プランジャ３の下端がそれに嵌合するリテーナ３２とともに収容されており、そのリテーナ３２とシリンダ２との間には、リテーナ３２をリフタ３１の内底面３１ａへ付勢するばね３３が配設されている。リフタ３１の外底面３１ｂには、吸気カムシャフト６に設けられた駆動カム６１のカム面が摺接するようになっており、この吸気カムシャフト６はエンジンのクランク軸（図示省略）に連動して、このクランク軸の回転数に対して例えば１／２の回転数で回転する。 A cylindrical lifter guide 24 surrounding the opening of the circular hole 21 extends downward from the lower portion of the cylinder 2, and a bottomed cylindrical lifter 31 can move up and down inside the lifter guide 24. It is mated. Inside the lifter 31, the lower end of the plunger 3 is accommodated together with a retainer 32 fitted to the plunger 3, and a spring for biasing the retainer 32 to the inner bottom surface 31a of the lifter 31 is provided between the retainer 32 and the cylinder 2. 33 is arranged. A cam surface of a drive cam 61 provided on the intake camshaft 6 is in sliding contact with the outer bottom surface 31b of the lifter 31, and the intake camshaft 6 is interlocked with an engine crankshaft (not shown). The rotation speed is, for example, 1/2 the rotation speed of the crankshaft.

こうした構成では、クランク軸の回転に同期して駆動カム６１が図中の回転位置Ｒ１から回転位置Ｒ２へ回動するとき、リフタ３１の外底面３１ｂが上記ばね３３の付勢（下向きの付勢力）に抗した押圧力を駆動カム６１から受けて上方移動し、プランジャ３が上下方向に変位する量であるプランジャリフト量が増大するようになる。この間、プランジャ３の上側部が加圧室４に進入し続けるために、加圧室４においてはプランジャ３が進入する分だけ燃料で占められる容積が縮小する。このため加圧室４の内部には上記フィード圧よりも高い圧である正圧がプランジャ３の進入量に応じて形成されるようになる。本実施形態においては、上述のようにプランジャ３の上端が加圧室４へ進入する行程を加圧行程という。 In such a configuration, when the drive cam 61 rotates from the rotational position R1 to the rotational position R2 in the drawing in synchronization with the rotation of the crankshaft, the outer bottom surface 31b of the lifter 31 is biased by the spring 33 (downward biasing force). The plunger lift amount, which is the amount by which the plunger 3 is displaced in the vertical direction, is increased by receiving the pressing force against the above) from the drive cam 61 and moving upward. During this time, since the upper portion of the plunger 3 continues to enter the pressurizing chamber 4, the volume occupied by the fuel is reduced in the pressurizing chamber 4 by the amount that the plunger 3 enters. Therefore, a positive pressure that is higher than the feed pressure is formed in the pressurizing chamber 4 in accordance with the amount of the plunger 3 entering. In the present embodiment, the stroke in which the upper end of the plunger 3 enters the pressure chamber 4 as described above is referred to as a pressure stroke.

これに対して、駆動カム６１が回転位置Ｒ２から回転位置Ｒ３へ回動するとき、リフタ３１の外底面３１ｂは上記ばね３３の付勢に従って下方移動して、上記プランジャリフト量が減少するようになる。この間、プランジャ３の上側部が加圧室４から後退し続けるために、加圧室４においてはプランジャ３が後退する分だけ燃料で占められる容積が拡大する。このため、加圧室４の内部には上記フィード圧よりも低い圧力である負圧がプランジャ３の後退量に応じて形成されるようになる。本実施形態においては、上述のようにプランジャ３の上端が加圧室４から後退する行程を吸入行程という。 On the other hand, when the drive cam 61 rotates from the rotational position R2 to the rotational position R3, the outer bottom surface 31b of the lifter 31 moves downward according to the bias of the spring 33 so that the plunger lift amount decreases. Become. During this time, the upper portion of the plunger 3 continues to retreat from the pressurizing chamber 4, so that the volume occupied by the fuel is increased in the pressurizing chamber 4 by the amount of retraction of the plunger 3. For this reason, a negative pressure that is lower than the feed pressure is formed in the pressurizing chamber 4 in accordance with the retraction amount of the plunger 3. In the present embodiment, the stroke in which the upper end of the plunger 3 is retracted from the pressurizing chamber 4 as described above is referred to as a suction stroke.

加圧室４の一側（図２において左側）には、この加圧室４とパルセーションダンパ７との間を連通する燃料吸入通路５３が形成されており、この燃料吸入通路５３の途中には、燃料吸入通路５３を連通状態と非連通状態とに切替える上記電磁スピル弁５が設けられている。この電磁スピル弁５は、その弁体５４を閉弁位置と開弁位置との間で移動させるための電磁ソレノイド５１を有し、その電磁ソレノイド５１が非通電状態であるときに弁体５４を開弁位置に配置して燃料吸入通路５３を連通状態にする。また、電磁スピル弁５は、図示しない電子制御装置からの指令により電磁ソレノイド５１が通電状態であるときに弁体５４を閉弁位置に配置して燃料吸入通路５３を非連通状態にする。 A fuel suction passage 53 that communicates between the pressurization chamber 4 and the pulsation damper 7 is formed on one side of the pressurization chamber 4 (left side in FIG. 2). Is provided with the electromagnetic spill valve 5 for switching the fuel intake passage 53 between a communication state and a non-communication state. The electromagnetic spill valve 5 has an electromagnetic solenoid 51 for moving the valve body 54 between a valve closing position and a valve opening position. When the electromagnetic solenoid 51 is in a non-energized state, the valve body 54 is moved. The fuel intake passage 53 is placed in a communicating state by being arranged at the valve opening position. Further, the electromagnetic spill valve 5 places the valve body 54 at the closed position when the electromagnetic solenoid 51 is energized in response to a command from an electronic control device (not shown), thereby bringing the fuel intake passage 53 into a non-communication state.

本実施形態においては、弁体５４が開弁位置に配置され燃料吸入通路５３が連通状態にされているとき電磁スピル弁５が開弁されているといい、弁体５４が閉弁位置に配置され燃料吸入通路５３が非連通状態にされているとき電磁スピル弁５が閉弁されているという。そして、加圧行程において電磁スピル弁５が開弁されており加圧室４の容積の縮小に応じた燃料が加圧室４から上流側に戻される行程を戻し行程といい、加圧行程において電磁スピル弁５が閉弁されており加圧室４の容積の縮小に応じた燃料が加圧室４から下流側に圧送される行程を圧送行程という。 In the present embodiment, it is said that the electromagnetic spill valve 5 is opened when the valve body 54 is disposed at the valve opening position and the fuel intake passage 53 is in communication, and the valve body 54 is disposed at the valve closing position. The electromagnetic spill valve 5 is said to be closed when the fuel intake passage 53 is not in communication. The stroke in which the electromagnetic spill valve 5 is opened in the pressurizing stroke and the fuel corresponding to the reduction in the volume of the pressurizing chamber 4 is returned to the upstream side from the pressurizing chamber 4 is called a return stroke. The stroke in which the electromagnetic spill valve 5 is closed and the fuel corresponding to the reduction in the volume of the pressurizing chamber 4 is pumped downstream from the pressurizing chamber 4 is referred to as a pumping stroke.

加圧室４を挟んで電磁スピル弁５の反対側には、その加圧室４と高圧燃料配管１０７との間を連通する吐出通路２５が形成されている。この吐出通路２５には、その出力端に、高圧燃料配管１０７から吐出通路２５への燃料の逆流を規制するとともに、吐出通路２５内の燃料圧力が所定の吐出圧以上に高くなった際に開弁するチェック弁８が設けられている。このチェック弁８は、加圧室４にて加圧された燃料から受ける力により開弁されて加圧された燃料を高圧燃料配管１０７に吐出する。 A discharge passage 25 that communicates between the pressurizing chamber 4 and the high-pressure fuel pipe 107 is formed on the opposite side of the pressurizing chamber 4 from the electromagnetic spill valve 5. The discharge passage 25 is opened at its output end when the reverse flow of fuel from the high-pressure fuel pipe 107 to the discharge passage 25 is restricted and when the fuel pressure in the discharge passage 25 becomes higher than a predetermined discharge pressure. A check valve 8 is provided. The check valve 8 is opened by the force received from the fuel pressurized in the pressurizing chamber 4 and discharges the pressurized fuel to the high-pressure fuel pipe 107.

−フィードポンプ１０２のフィード圧−
本実施形態におけるフィードポンプ１０２は、フィード圧が２段階に変更可能となっている。例えば、低圧側のフィード圧が４００ｋＰａに、高圧側のフィード圧が６００ｋＰａにそれぞれ変更可能となっている。これら値はこれに限定されるものではなく任意に設定可能である。尚、フィードポンプ１０２のフィード圧を変更する（切り換える）ための具体的な構成としては、フィードポンプ１０２を電動ポンプで構成し、インバータ制御によって単位時間当たりの吐出量を変更するものや、複数のポンプリレーを使用してポンプレジスターへの回路切り換えにより吐出量を変更するものなど、種々の周知の構造が適用可能である。 -Feed pressure of feed pump 102-
In the feed pump 102 in this embodiment, the feed pressure can be changed in two stages. For example, the feed pressure on the low pressure side can be changed to 400 kPa, and the feed pressure on the high pressure side can be changed to 600 kPa. These values are not limited to this, and can be set arbitrarily. In addition, as a specific configuration for changing (switching) the feed pressure of the feed pump 102, the feed pump 102 is configured by an electric pump, and a discharge amount per unit time is changed by inverter control, Various well-known structures are applicable, such as a pump relay that changes the discharge amount by switching the circuit to the pump register.

このようにしてフィードポンプ１０２のフィード圧を変更可能とすることにより、エンジンのダイナミックレンジの拡大や、高温デッドソーク時のベーパ発生防止を図ることができる。つまり、例えば、エンジンの低温始動時やＷＯＴ性能要求時等のようにポート噴射インジェクタ１０５，１０５，…からの燃料噴射量を大幅に増量させたい要求が生じた場合にフィード圧を高く設定することによりダイナミックレンジの拡大が図れ、また、高温デッドソーク時に燃料圧力を高く設定しておくことで、燃料供給経路内での燃料の蒸発を抑制することが可能である。 By making it possible to change the feed pressure of the feed pump 102 in this way, it is possible to expand the dynamic range of the engine and prevent vapor generation during high temperature dead soak. That is, for example, when a request for greatly increasing the fuel injection amount from the port injectors 105, 105,... Occurs when the engine starts at a low temperature or when the WOT performance is required, the feed pressure is set high. As a result, the dynamic range can be expanded, and the fuel pressure in the fuel supply path can be suppressed by setting the fuel pressure high during the high temperature dead soak.

−パルセーションダンパ７の構成−
次に、本実施形態の特徴であるパルセーションダンパ７の構造について説明する。本実施形態におけるパルセーションダンパ７は、上記高圧燃料ポンプ１のシリンダ２の上面に取り付けられている。また、このパルセーションダンパ７は、ダンパケーシング７１と、このダンパケーシング７１の内部に収容されたダンパ本体７２とを備えた構成となっている。 -Configuration of pulsation damper 7-
Next, the structure of the pulsation damper 7 that is a feature of the present embodiment will be described. The pulsation damper 7 in this embodiment is attached to the upper surface of the cylinder 2 of the high-pressure fuel pump 1. Further, the pulsation damper 7 includes a damper casing 71 and a damper main body 72 accommodated in the damper casing 71.

上記ダンパケーシング７１は、中空の略直方体形状または略円柱形状（上下方向を軸心とする略円柱形状）の金属製ケースで構成されている。また、このダンパケーシング７１の側面（図２における左側の側面）には、水平方向に貫通された燃料導入孔７３が形成されており、この燃料導入孔７３に対応して上記低圧燃料配管１０３が接続されていることにより、この低圧燃料配管１０３を経た燃料（フィード圧の燃料）が燃料導入孔７３からダンパケーシング７１の内部に導入可能となっている。 The damper casing 71 is formed of a hollow metal case having a substantially rectangular parallelepiped shape or a substantially cylindrical shape (a substantially cylindrical shape with the vertical direction as an axis). Further, a fuel introduction hole 73 penetrating in the horizontal direction is formed on a side surface (the left side surface in FIG. 2) of the damper casing 71, and the low-pressure fuel pipe 103 corresponds to the fuel introduction hole 73. By being connected, the fuel (feed pressure fuel) that has passed through the low-pressure fuel pipe 103 can be introduced into the damper casing 71 from the fuel introduction hole 73.

また、このダンパケーシング７１の下面には、上記燃料吸入通路５３に対向する燃料導出孔７４が貫通形成されており、この燃料導出孔７４から燃料吸入通路５３に向けて燃料の導出が可能となっている。 In addition, a fuel lead-out hole 74 facing the fuel suction passage 53 is formed in the lower surface of the damper casing 71 so that fuel can be led out from the fuel lead-out hole 74 toward the fuel suction passage 53. ing.

また、このダンパケーシング７１の内部空間の高さ寸法は、後述するダンパ本体７２の高さ寸法に対して十分に大きく設定され、ダンパ本体７２の上面及び下面とダンパケーシング７１の内面との間に十分な空間を確保して、ダンパケーシング７１内に存在する燃料の燃圧がダンパ本体７２の上面及び下面にそれぞれ作用するようになっている。 The height dimension of the internal space of the damper casing 71 is set to be sufficiently larger than the height dimension of the damper main body 72 described later, and between the upper and lower surfaces of the damper main body 72 and the inner surface of the damper casing 71. A sufficient space is secured, and the fuel pressure of the fuel existing in the damper casing 71 acts on the upper surface and the lower surface of the damper main body 72, respectively.

上記ダンパ本体７２は、３枚の金属製板材７５，７６，７７が溶接等の手段によって一体的に接合された構成となっている。具体的には、上下方向の中央に位置する隔離プレート（板材）７５と、この隔離プレート７５の上面に接合された上側ダイヤフラム（第１ダイヤフラム）７６と、隔離プレート７５の下面に接合された下側ダイヤフラム（第２ダイヤフラム）７７とを備えた構成とされている。 The damper main body 72 has a configuration in which three metal plate members 75, 76, 77 are integrally joined by means such as welding. Specifically, an isolation plate (plate material) 75 located at the center in the vertical direction, an upper diaphragm (first diaphragm) 76 bonded to the upper surface of the isolation plate 75, and a lower surface bonded to the lower surface of the isolation plate 75 A side diaphragm (second diaphragm) 77 is provided.

上記隔離プレート７５は、平面視が略矩形状または円形の金属製（例えばステンレス製）平板で成り、その外周縁部の複数箇所が支持ピン７５ａ，７５ａ，…によってダンパケーシング７１の底面に支持されている。この支持ピン７５ａ，７５ａ，…の高さ寸法は上記ダンパケーシング７１の内部空間の上下方向寸法の約半分に設定されている。これにより、隔離プレート７５は、ダンパケーシング７１の内部空間における上下方向の略中央高さ位置に配設されている。 The isolation plate 75 is made of a substantially rectangular or circular metal (for example, stainless steel) flat plate in plan view, and a plurality of outer peripheral edge portions thereof are supported on the bottom surface of the damper casing 71 by support pins 75a, 75a,. ing. The height dimension of the support pins 75a, 75a,... Is set to about half of the vertical dimension of the internal space of the damper casing 71. Thus, the isolation plate 75 is disposed at a substantially central height position in the vertical direction in the internal space of the damper casing 71.

上側ダイヤフラム７６は、上記隔離プレート７５よりも僅かに小型の金属製板材（例えばステンレス製）で成っている。また、この上側ダイヤフラム７６は、その外周縁部に対して中央部分が上側に位置するように上方に膨出した形状に成形（プレス加工などにより成形）されており、外周縁部の全周囲が上記隔離プレート７５の上面に接合されている。これにより、この上側ダイヤフラム７６の下面と隔離プレート７５の上面との間には所定容積の空間である第１封入室（流体封入室）７８が形成されている。この第１封入室７８には高圧（大気圧よりも高圧）の不活性ガスが封入されている。そして、この不活性ガスの封入圧力は、上記２段階に切り換えられるフィード圧のうち低圧側のフィード圧（４００ｋＰａ）に近似した値、または、この低圧側のフィード圧よりも所定量だけ低い値に設定されている。例えば３４０ｋＰａに設定されている。この値はこれに限定されるものではなく、適宜設定可能である。このため、上記ダンパケーシング７１内の燃料圧力が、この不活性ガスの封入圧力（３４０ｋＰａ）よりも高くなった場合、第１封入室７８の容積が小さくなるように上側ダイヤフラム７６が弾性変形し（隔離プレート７５に近づく側に弾性変形し）、この弾性変形分だけダンパケーシング７１内の容積が拡大される構成となっている。 The upper diaphragm 76 is made of a metal plate material (for example, made of stainless steel) slightly smaller than the isolation plate 75. In addition, the upper diaphragm 76 is formed in a shape bulging upward so that the central portion is located on the upper side with respect to the outer peripheral edge (formed by pressing or the like), and the entire periphery of the outer peripheral edge is formed. It is joined to the upper surface of the isolation plate 75. Thus, a first enclosure chamber (fluid enclosure chamber) 78 that is a space of a predetermined volume is formed between the lower surface of the upper diaphragm 76 and the upper surface of the isolation plate 75. The first enclosure chamber 78 is filled with an inert gas having a high pressure (higher than atmospheric pressure). The inert gas sealing pressure is a value that approximates the low-pressure side feed pressure (400 kPa) among the feed pressures that are switched to the above two stages, or a value that is a predetermined amount lower than the low-pressure side feed pressure. Is set. For example, it is set to 340 kPa. This value is not limited to this, and can be set as appropriate. Therefore, when the fuel pressure in the damper casing 71 is higher than the inert gas sealing pressure (340 kPa), the upper diaphragm 76 is elastically deformed so that the volume of the first sealing chamber 78 is reduced ( It is elastically deformed to the side approaching the isolation plate 75), and the volume in the damper casing 71 is increased by this elastic deformation.

一方、下側ダイヤフラム７７は、上記隔離プレート７５よりも僅かに小型の金属製板材（例えばステンレス製）で成っている。また、この下側ダイヤフラム７７は、その外周縁部に対して中央部分が下側に位置するように下方に膨出した形状に成形（プレス加工などにより成形）されており、外周縁部の全周囲が上記隔離プレート７５の下面に接合されている。これにより、この下側ダイヤフラム７７の上面と隔離プレート７５の下面との間には所定容積の空間である第２封入室（流体封入室）７９が形成されている。この第２封入室７９には高圧（大気圧よりも高圧）の不活性ガスが封入されている。そして、この不活性ガスの封入圧力は、上記２段階に切り換えられるフィード圧のうち高圧側のフィード圧（６００ｋＰａ）に近似した値、または、この高圧側のフィード圧よりも所定量だけ低い値に設定されている。例えば５４０ｋＰａに設定されている。この値はこれに限定されるものではなく、適宜設定可能である。このため、上記ダンパケーシング７１内の燃料圧力が、この不活性ガスの封入圧力（５４０ｋＰａ）よりも高くなった場合、第２封入室７９の容積が小さくなるように下側ダイヤフラム７７が弾性変形し（隔離プレート７５に近づく側に弾性変形し）、この弾性変形分だけダンパケーシング７１内の容積が拡大される構成となっている。この場合、上側ダイヤフラム７６も弾性変形することになる。 On the other hand, the lower diaphragm 77 is made of a metal plate material (for example, made of stainless steel) slightly smaller than the isolation plate 75. The lower diaphragm 77 is formed into a shape bulging downward so that the central portion is located below the outer peripheral edge (formed by pressing or the like). The periphery is joined to the lower surface of the isolation plate 75. Thus, a second sealing chamber (fluid sealing chamber) 79 that is a space of a predetermined volume is formed between the upper surface of the lower diaphragm 77 and the lower surface of the isolation plate 75. The second sealing chamber 79 is filled with an inert gas having a high pressure (higher than atmospheric pressure). The inert gas sealing pressure is a value that approximates the high-pressure side feed pressure (600 kPa) among the feed pressures that are switched to the above two levels, or a value that is a predetermined amount lower than the high-pressure side feed pressure. Is set. For example, it is set to 540 kPa. This value is not limited to this, and can be set as appropriate. Therefore, when the fuel pressure in the damper casing 71 becomes higher than the inert gas sealing pressure (540 kPa), the lower diaphragm 77 is elastically deformed so that the volume of the second sealing chamber 79 is reduced. (It is elastically deformed closer to the isolation plate 75), and the volume in the damper casing 71 is increased by this elastic deformation. In this case, the upper diaphragm 76 is also elastically deformed.

尚、上記第１封入室７８の容積と第２封入室７９の容積とは必ずしも同一である必要はないが、これらの容積を同一に設定した場合には、上側ダイヤフラム７６と下側ダイヤフラム７７との部品の共通化を図ることができる。また、上記第１封入室７８に封入される気体の種類及び第２封入室７９に封入される気体の種類は必ずしも同一である必要はない。 The volume of the first enclosure chamber 78 and the volume of the second enclosure chamber 79 are not necessarily the same. However, when these volumes are set to be the same, the upper diaphragm 76 and the lower diaphragm 77 Can be shared. The type of gas sealed in the first sealing chamber 78 and the type of gas sealed in the second sealing chamber 79 are not necessarily the same.

このように、本実施形態におけるパルセーションダンパ７は、２種類の封入室７８，７９を備えており、それぞれの気体封入圧力のうち、一方を低圧側のフィード圧（４００ｋＰａ）に対応して調整（チューニング）し、他方を高圧側のフィード圧（６００ｋＰａ）に対応して調整（チューニング）した構成とされている。 As described above, the pulsation damper 7 according to the present embodiment includes the two kinds of enclosure chambers 78 and 79, and one of the gas enclosure pressures is adjusted corresponding to the low-pressure side feed pressure (400 kPa). (Tuning), and the other is adjusted (tuned) corresponding to the feed pressure (600 kPa) on the high pressure side.

−パルセーションダンパ７による燃圧脈動吸収動作−
次に、上述の如く構成されたパルセーションダンパ７による燃圧脈動の吸収動作について説明する。 -Absorption of fuel pressure pulsation by pulsation damper 7-
Next, the absorption operation of the fuel pressure pulsation by the pulsation damper 7 configured as described above will be described.

上述した吸入行程や戻し行程が繰り返される状況では、高圧燃料ポンプ１に向かう燃料の流れに伴う圧力と、高圧燃料ポンプ１から戻される燃料の流れに伴う圧力とが交互に作用することになって、低圧燃料配管１０３、ダンパケーシング７１、燃料吸入通路５３に亘る燃料供給経路内において燃圧脈動が発生することになる。 In the situation where the intake stroke and the return stroke described above are repeated, the pressure associated with the flow of fuel toward the high pressure fuel pump 1 and the pressure associated with the flow of fuel returned from the high pressure fuel pump 1 act alternately. The fuel pressure pulsation is generated in the fuel supply path extending from the low pressure fuel pipe 103, the damper casing 71, and the fuel intake passage 53.

上記パルセーションダンパ７は、この燃圧脈動を抑制（吸収）するように以下に述べる動作を行う。本実施形態におけるパルセーションダンパ７の燃圧脈動吸収動作としては、上記フィード圧が低圧側に設定されている場合に行われる低燃圧脈動吸収動作と、上記フィード圧が高圧側に設定されている場合に行われる高燃圧脈動吸収動作とがある。以下、それぞれについて説明する。 The pulsation damper 7 performs the following operation so as to suppress (absorb) this fuel pressure pulsation. As the fuel pressure pulsation absorbing operation of the pulsation damper 7 in the present embodiment, the low fuel pressure pulsation absorbing operation performed when the feed pressure is set on the low pressure side and the feed pressure set on the high pressure side And a high fuel pressure pulsation absorbing operation. Each will be described below.

先ず、上記低燃圧脈動吸収動作について説明する。上記フィードポンプ１０２のフィード圧が低圧側に設定されている場合、上記燃圧脈動により変化する燃圧の範囲は、このフィード圧（４００ｋＰａ）を中心圧として所定範囲で高圧側（例えば４４０ｋＰａ）と低圧側（例えば３６０ｋＰａ）との間で周期的に変化する状況となる。この場合、図３（ａ）に示すように、上記ダンパケーシング７１内の燃料圧力が、第１封入室７８に封入されている気体の封入圧力（３４０ｋＰａ）に対して高くなる分だけ第１封入室７８の容積が小さくなるように上側ダイヤフラム７６が弾性変形する。つまり、この第１封入室７８に封入されている気体の封入圧力に対して、燃圧脈動による燃料圧力（ダンパケーシング７１内の燃料圧力）が高くなるほど上側ダイヤフラム７６の弾性変形量が大きくなる。そして、この弾性変形分だけダンパケーシング７１内の容積が拡大されることになるため、上記燃圧脈動が吸収されることになる。このようにして燃圧脈動に応じて上側ダイヤフラム７６の弾性変形量が周期的に変化することで燃圧脈動が吸収されることになる。尚、図３（ａ）は、燃圧脈動により変化する燃圧が最高値に達した場合（上記の場合には４４０ｋＰａに達した場合）の上側ダイヤフラム７６の変形状態を示している。 First, the low fuel pressure pulsation absorbing operation will be described. When the feed pressure of the feed pump 102 is set to the low pressure side, the range of the fuel pressure that changes due to the fuel pressure pulsation is a predetermined range with the feed pressure (400 kPa) as the central pressure, and a low pressure side (for example, 440 kPa) (For example, 360 kPa), the situation changes periodically. In this case, as shown in FIG. 3A, the first enclosure is performed by the amount that the fuel pressure in the damper casing 71 becomes higher than the enclosure pressure (340 kPa) of the gas enclosed in the first enclosure chamber 78. The upper diaphragm 76 is elastically deformed so that the volume of the chamber 78 is reduced. In other words, the amount of elastic deformation of the upper diaphragm 76 increases as the fuel pressure (fuel pressure in the damper casing 71) due to fuel pressure pulsation increases with respect to the sealing pressure of the gas sealed in the first sealing chamber 78. And since the volume in the damper casing 71 will be expanded by this elastic deformation, the said fuel pressure pulsation will be absorbed. Thus, the fuel pressure pulsation is absorbed by the amount of elastic deformation of the upper diaphragm 76 periodically changing according to the fuel pressure pulsation. FIG. 3A shows a deformed state of the upper diaphragm 76 when the fuel pressure changing due to fuel pressure pulsation reaches the maximum value (in the above case, it reaches 440 kPa).

この場合、上記燃圧脈動により変化する燃圧は、第２封入室７９に封入されている気体の封入圧力（５４０ｋＰａ）には達しておらず、下側ダイヤフラム７７は弾性変形することがない。尚、この燃圧脈動により変化する燃圧の最高値が、第２封入室７９に封入されている気体の封入圧力を超える状況では下側ダイヤフラム７７も弾性変形することになる。 In this case, the fuel pressure that changes due to the fuel pressure pulsation does not reach the sealing pressure (540 kPa) of the gas sealed in the second sealing chamber 79, and the lower diaphragm 77 does not elastically deform. The lower diaphragm 77 is also elastically deformed in a situation where the maximum value of the fuel pressure that changes due to this fuel pressure pulsation exceeds the sealing pressure of the gas sealed in the second sealing chamber 79.

次に、上記高燃圧脈動吸収動作について説明する。上記フィードポンプ１０２のフィード圧が高圧側に設定されている場合、上記燃圧脈動により変化する燃圧の範囲は、このフィード圧（６００ｋＰａ）を中心圧として所定範囲で高圧側（例えば６４０ｋＰａ）と低圧側（例えば５６０ｋＰａ）との間で周期的に変化する状況となる。この場合に、図３（ｂ）に示すように、上記ダンパケーシング７１内の燃料圧力が、第２封入室７９に封入されている気体の封入圧力（５４０ｋＰａ）に対して高くなる分だけ第２封入室７９の容積が小さくなるように下側ダイヤフラム７７が弾性変形する。つまり、この第２封入室７９に封入されている気体の封入圧力に対して、燃圧脈動による燃料圧力（ダンパケーシング７１内の燃料圧力）が高くなるほど下側ダイヤフラム７７の弾性変形量が大きくなる。そして、この弾性変形分だけダンパケーシング７１内の容積が拡大されることになるため、上記燃圧脈動が吸収されることになる。このようにして燃圧脈動に応じて下側ダイヤフラム７７の弾性変形量が周期的に変化することで燃圧脈動が吸収されることになる。尚、図３（ｂ）は、燃圧脈動により変化する燃圧が最高値に達した場合（上記の場合には６４０ｋＰａに達した場合）の各ダイヤフラム７６，７７の変形状態を示している。 Next, the high fuel pressure pulsation absorbing operation will be described. When the feed pressure of the feed pump 102 is set to the high pressure side, the range of the fuel pressure that changes due to the fuel pressure pulsation is a predetermined range with the feed pressure (600 kPa) as the central pressure, and a low pressure side (for example, 640 kPa) (For example, 560 kPa), the situation changes periodically. In this case, as shown in FIG. 3B, the fuel pressure in the damper casing 71 is increased by a second amount corresponding to the increase in the gas sealing pressure (540 kPa) enclosed in the second sealing chamber 79. The lower diaphragm 77 is elastically deformed so that the volume of the enclosure chamber 79 is reduced. That is, the amount of elastic deformation of the lower diaphragm 77 increases as the fuel pressure (fuel pressure in the damper casing 71) due to fuel pressure pulsation increases with respect to the sealing pressure of the gas sealed in the second sealing chamber 79. And since the volume in the damper casing 71 will be expanded by this elastic deformation, the said fuel pressure pulsation will be absorbed. Thus, the fuel pressure pulsation is absorbed by the amount of elastic deformation of the lower diaphragm 77 periodically changing according to the fuel pressure pulsation. FIG. 3B shows the deformation state of the diaphragms 76 and 77 when the fuel pressure that changes due to fuel pressure pulsation reaches the maximum value (in the above case, it reaches 640 kPa).

この場合、上記燃圧脈動により変化する燃圧は、第１封入室７８に封入されている気体の封入圧力（３４０ｋＰａ）を大きく超えているため、上側ダイヤフラム７６は弾性変形している。この際、上側ダイヤフラム７６は大きく変形した状態が維持されることになる。 In this case, the fuel pressure that changes due to the fuel pressure pulsation greatly exceeds the sealing pressure (340 kPa) of the gas sealed in the first sealing chamber 78, so the upper diaphragm 76 is elastically deformed. At this time, the upper diaphragm 76 is maintained in a greatly deformed state.

図４は燃料圧力とダイヤフラム変形量との関係を示しており、図４（ａ）は本実施形態に係るパルセーションダンパ７における燃料圧力とダイヤフラム変形量との関係を、図４（ｂ）は従来のパルセーションダンパ（低圧側のフィード圧にチューニングしたもの）における燃料圧力とダイヤフラム変形量との関係をそれぞれ示している。また、この図４では、低圧側のフィード圧をＡで示し、高圧側のフィード圧をＢで示している。 4 shows the relationship between the fuel pressure and the amount of diaphragm deformation. FIG. 4A shows the relationship between the fuel pressure and the amount of diaphragm deformation in the pulsation damper 7 according to this embodiment, and FIG. The relationship between the fuel pressure and the amount of diaphragm deformation in a conventional pulsation damper (tuned to the feed pressure on the low pressure side) is shown. In FIG. 4, the low-pressure side feed pressure is indicated by A, and the high-pressure side feed pressure is indicated by B.

従来のパルセーションダンパにあっては、フィード圧が低圧側に設定されている場合の燃圧脈動に対してはダイヤフラムの弾性変形（図３（ｂ）に示した容積変化を参照）によって燃圧脈動が吸収されている。ところが、フィード圧が高圧側に設定されている場合の燃圧脈動に対しては、ダイヤフラムが弾性変形の限界に達してしまい（高いフィード圧によって気体封入空間の容積が収縮し、この容積が拡大できないためにダイヤフラムの弾性変形の変位幅が十分に確保できなくなり）燃圧脈動を殆ど吸収することができない。 In the conventional pulsation damper, the fuel pressure pulsation is caused by elastic deformation of the diaphragm (see volume change shown in FIG. 3B) for the fuel pressure pulsation when the feed pressure is set to the low pressure side. Has been absorbed. However, for the fuel pressure pulsation when the feed pressure is set on the high pressure side, the diaphragm reaches the limit of elastic deformation (the volume of the gas filled space shrinks due to the high feed pressure, and this volume cannot be expanded). Therefore, a sufficient displacement width of the elastic deformation of the diaphragm cannot be secured) and the fuel pressure pulsation can hardly be absorbed.

これに対し、本実施形態に係るパルセーションダンパ７にあっては、フィード圧が低圧側に設定されている場合の燃圧脈動に対しては上側ダイヤフラム７６の弾性変形によって燃圧脈動が吸収され、フィード圧が高圧側に設定されている場合の燃圧脈動に対しては下側ダイヤフラム７７の弾性変形によって燃圧脈動が吸収されている。 On the other hand, in the pulsation damper 7 according to the present embodiment, the fuel pressure pulsation is absorbed by the elastic deformation of the upper diaphragm 76 for the fuel pressure pulsation when the feed pressure is set to the low pressure side, With respect to the fuel pressure pulsation when the pressure is set on the high pressure side, the fuel pressure pulsation is absorbed by the elastic deformation of the lower diaphragm 77.

このように本実施形態の構成によれば、１つのパルセーションダンパ７で、２種類の燃圧脈動に対して減衰機能を発揮させることが可能であり、パルセーションダンパ７の性能向上を図ることができる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, the single pulsation damper 7 can exhibit a damping function against two types of fuel pressure pulsations, and the performance of the pulsation damper 7 can be improved. it can.

尚、本実施形態では、第１封入室７８が、フィード圧が低圧側に設定された場合の収縮空間となり、第２封入室７９が、フィード圧が高圧側に設定された場合の収縮空間となっている。そして、これら空間の収縮量（ダイヤフラム７６，７７の変形量）が燃圧脈動の減衰性能を左右することになる。このため、上記各封入室７８，７９の容積は可能な限り大きく確保しておく方が好ましい。 In the present embodiment, the first sealing chamber 78 is a contracted space when the feed pressure is set on the low pressure side, and the second sealing chamber 79 is a contracted space when the feed pressure is set on the high pressure side. It has become. The amount of contraction of these spaces (the amount of deformation of the diaphragms 76 and 77) determines the damping performance of the fuel pressure pulsation. For this reason, it is preferable to secure the volume of each enclosure chamber 78, 79 as large as possible.

−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車用Ｖ型６気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、直列４気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数及び形式のガソリンエンジンに対しても適用可能である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関にも本発明は適用可能である。更には、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用のエンジンに限るものでもない。 -Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to a V-type six-cylinder gasoline engine for automobiles has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to other arbitrary numbers and types of gasoline engines such as an in-line four-cylinder gasoline engine. Further, the present invention is not limited to a gasoline engine, but can be applied to other internal combustion engines such as a diesel engine. Furthermore, the engine to which the present invention is applicable is not limited to an automobile engine.

また、上記実施形態におけるパルセーションダンパ７は、ダンパ本体７２の内部を２つの封入室７８，７９に区画し、２種類のフィード圧に対応して燃圧脈動を吸収できるものとしていた。本発明はこれに限らず、ダンパ本体７２の内部を３つ以上の封入室に区画することにより、３種類以上のフィード圧に対応して燃圧脈動を吸収できる構成とするようにしてもよい。 Further, the pulsation damper 7 in the above embodiment is configured such that the inside of the damper main body 72 is divided into two enclosure chambers 78 and 79 and can absorb fuel pressure pulsation corresponding to two types of feed pressures. The present invention is not limited to this, and the inside of the damper main body 72 may be divided into three or more enclosure chambers so that fuel pressure pulsation can be absorbed corresponding to three or more types of feed pressures.

また、上記実施形態における高圧燃料ポンプ１では、吸気カムシャフト６に取り付けられた駆動カム６１の回転によってプランジャ３が駆動される構成としたが、排気カムシャフトに取り付けられた駆動カムの回転によってプランジャ３が駆動される構成としてもよい。 Further, in the high pressure fuel pump 1 in the above embodiment, the plunger 3 is driven by the rotation of the drive cam 61 attached to the intake camshaft 6, but the plunger is driven by the rotation of the drive cam attached to the exhaust camshaft. 3 may be driven.

本発明は、複数のフィード圧に切り換え可能なフィードポンプを有する自動車用エンジンの燃料供給系に備えられたパルセーションダンパに適用可能である。 The present invention can be applied to a pulsation damper provided in a fuel supply system of an automobile engine having a feed pump that can be switched to a plurality of feed pressures.

１高圧燃料ポンプ
７パルセーションダンパ
７２ダンパ本体
７５隔離プレート（板材）
７６上側ダイヤフラム（第１ダイヤフラム）
７７下側ダイヤフラム（第２ダイヤフラム）
７８第１封入室（流体封入室）
７９第２封入室（流体封入室）
１０２フィードポンプ
１０３低圧燃料配管 1 High-pressure fuel pump 7 Pulsation damper 72 Damper body 75 Isolation plate (plate material)
76 Upper diaphragm (first diaphragm)
77 Lower diaphragm (second diaphragm)
78 First enclosure (fluid enclosure)
79 Second enclosure (fluid enclosure)
102 Feed pump 103 Low pressure fuel piping

Claims

In the pulsation damper disposed in the fuel supply path and suppressing fuel pressure pulsation in the fuel supply path,
A sealed space is formed by a plurality of diaphragms, the sealed space is partitioned into at least two fluid sealing chambers independent of each other, and fluids having different sealing pressures are sealed in the fluid sealing chambers, respectively. Pulsation damper characterized by being.

The pulsation damper according to claim 1,
Disposed in a fuel supply path extending from a feed pump to a high-pressure fuel pump, the feed pressure being switchable between a first feed pressure on the low pressure side and a second feed pressure on the high pressure side;
The fluid sealing chamber includes a first sealing chamber formed by bonding a first diaphragm to a flat plate material, and a second sealing chamber formed by bonding a second diaphragm to the plate material,
The fluid sealing pressure in the first sealing chamber changes the amount of elastic deformation of the first diaphragm in accordance with the fuel pressure that fluctuates with the fuel pressure pulsation when the feed pressure is set to the first feed pressure. On the other hand, the fluid sealing pressure in the second sealing chamber is set according to the fuel pressure that varies with the fuel pressure pulsation when the feed pressure is set to the second feed pressure. 2. A pulsation damper characterized in that the elastic deformation amount of the diaphragm of 2 is set to a value that changes.