JP2012097689A - Fuel supply device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、燃料タンクの燃料を燃料噴射装置に供給する燃料供給装置に関し、特に、ピストン式ポンプを使用して燃料タンクと燃料噴射装置との間の配管に搭載できるインライン式燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device that supplies fuel from a fuel tank to a fuel injection device, and more particularly, to an inline fuel supply device that can be mounted on a pipe between a fuel tank and a fuel injection device using a piston pump.
地球温暖化などの環境問題から、ガソリンエンジンへの燃費および排ガスに対する規制が厳しくなってきている。近年では、小型二輪などの小型排気量エンジンにも規制が行われつつあり、このような背景の中、四輪自動車や二輪自動車のエンジンへの燃料供給システムを、キャブレタを用いた従来の機械式のものから、エンジンの低燃費化、及び排ガスのクリーン化を目的として、電子制御化、つまりFI(FuelInjection)化することが要求されている。 Due to environmental problems such as global warming, regulations on fuel consumption and exhaust gas for gasoline engines are becoming stricter. In recent years, regulations on small displacement engines such as small two-wheeled vehicles are also being enforced. Against this background, fuel supply systems for engines of four-wheeled vehicles and two-wheeled vehicles are replaced by conventional mechanical systems using carburetors. Therefore, electronic control, that is, FI (Fuel Injection) is required for the purpose of reducing fuel consumption of an engine and cleaning exhaust gas.
自動車、中大型二輪などでは、燃料タンク内に設置するインタンク式燃料供給装置が採用されている。しかし、小排気量のエンジンの場合、燃料タンクの容量が小さいので、インタンク式燃料供給装置を搭載するには、燃料タンクの大幅なレイアウトの見直しが必要となる。そこで、小排気量エンジンのFI化には、燃料タンクと燃料噴射装置との間の配管に搭載できる小型、軽量のインライン式燃料供給装置が望まれている。 An in-tank fuel supply device installed in a fuel tank is employed in automobiles, medium and large-sized motorcycles, and the like. However, in the case of an engine with a small displacement, since the capacity of the fuel tank is small, it is necessary to review the layout of the fuel tank significantly in order to mount the in-tank fuel supply device. Therefore, in order to make the small displacement engine FI, a small and lightweight in-line fuel supply device that can be mounted on a pipe between the fuel tank and the fuel injection device is desired.
そして、インライン式燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を自吸する必要があることから、自吸性能に優れるピストン式ポンプが提案されている。
出願人は、このような燃料タンクと燃料噴射装置との間にインライン配置されたピストン式ポンプにおいて、シリンダと吸入孔とを連通する吸入溝の形状を吸入孔を開閉する吸入弁体の背部の溝深さを浅く形成することにより、増圧室でのベーパの発生を抑制し、増圧室内容積比の規定により増圧室内で発生したベーパの排出性能を向上することを提案した。(特許文献1を参照)
And since the in-line type fuel supply apparatus needs to self-prime the fuel in the fuel tank, a piston type pump excellent in self-priming performance has been proposed.
In the piston type pump arranged in-line between the fuel tank and the fuel injection device, the applicant defines the shape of the suction groove that communicates the cylinder and the suction hole with the back of the suction valve body that opens and closes the suction hole. Proposed to suppress the generation of vapor in the pressure-increasing chamber and improve the discharge performance of vapor generated in the pressure-increasing chamber by defining the volume ratio in the pressure-increasing chamber by forming the groove depth shallow. (See Patent Document 1)
しかしながら、特許文献1のものは、吸入側と吐出側の流体抵抗で考えると、吐出側の方が抵抗が小さく、吐出側へ先に圧力が伝達される傾向がある。このため、例えば燃料温度の上昇により増圧室内でベーパが発生した場合、圧力伝達が緩慢となり吸入弁体への圧力伝達が遅れ、吸入弁体の開弁遅れが生じる。この結果、燃料吸入量が減少しポンプの吐出流量が減少するという問題があった。
However, in
また、燃料供給装置の吐出流量を増加させるためにモータの回転速度を高くすると、ピストンの移動速度が上昇し、ピストンの吸入工程において発生する増圧室内のベーパの発生量が多くなる傾向がある。特許文献1のものでは、増圧室内で発生する多量のベーパが吸入弁体への圧力伝達を更に緩慢とし、吸入弁体の開弁遅れが生じることにより燃料吸入量が減少しポンプの吐出流量が低下する問題があることが分った。
Further, when the motor rotational speed is increased to increase the discharge flow rate of the fuel supply device, the moving speed of the piston increases, and the amount of vapor generated in the pressure increasing chamber generated in the piston suction process tends to increase. . In
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、吸入弁体から吐出孔に至る燃料通路を改良することにより、吐出側の抵抗を常に吸入側の抵抗より大きくなるように構成し、増圧室内でベーパが発生しても吸入弁体の開弁遅れが生じることのない燃料供給装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By improving the fuel passage from the suction valve body to the discharge hole, the discharge-side resistance is always larger than the suction-side resistance. An object of the present invention is to provide a fuel supply device that does not cause a delay in the opening of the intake valve body even if vapor is generated in the pressure increasing chamber.
この発明に係る燃料供給装置は、シリンダおよび吸入孔を有するシリンダブロックと、上記シリンダ内を移動するピストンと、吸入溝および吐出孔を有するプレートと、上記吸入孔を開閉する吸入弁体を有する吸入弁板と、上記吐出孔を開閉する吐出弁体を有する吐出弁板とを備え、上記吸入孔から吸入溝を通り吐出孔に至る燃料通路であって、シリンダとピストンとで形成される空間と上記吐出孔との間にオリフィスを設けたことを特徴とするものである。 A fuel supply apparatus according to the present invention includes a cylinder block having a cylinder and a suction hole, a piston moving in the cylinder, a plate having a suction groove and a discharge hole, and a suction valve body that opens and closes the suction hole. A fuel passage that includes a valve plate and a discharge valve plate having a discharge valve body that opens and closes the discharge hole, the fuel passage extending from the suction hole to the discharge hole through the suction groove, and a space formed by the cylinder and the piston; An orifice is provided between the discharge hole and the discharge hole.
この発明に係る燃料供給装置によれば、オリフィスを設けることにより吐出側の抵抗を常に吸入側の抵抗より大きくなるよう維持できるので、増圧室内でベーパが発生しても吸入弁体の開弁遅れが生じることがなく、吸入弁体への圧力伝達を向上し、吐出流量の低下や吸入弁体の応答性を改善することができる。 According to the fuel supply device of the present invention, since the discharge-side resistance can always be maintained to be larger than the suction-side resistance by providing the orifice, the intake valve element can be opened even if vapor occurs in the pressure increasing chamber. There is no delay, the pressure transmission to the intake valve body can be improved, the discharge flow rate can be reduced, and the responsiveness of the intake valve body can be improved.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る燃料供給装置を有する燃料供給システムの構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1に係る燃料供給装置の断面構造図であり、図3は図2の増圧部の主要部Xの拡大図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a configuration diagram of a fuel supply system having a fuel supply apparatus according to
まず、燃料供給システム1の主な構成について説明する。図1において、燃料供給システム1は、燃料タンク2と、燃料タンク2の外部で低圧配管3を介して燃料タンク2に接続された燃料供給装置10と、高圧配管4を介して燃料供給装置10に接続され、燃料供給装置10から供給された燃料を噴射する燃料噴射装置6と、高圧配管4と燃料タンク2を接続する連絡配管8のラインに配設された燃料圧力調整装置9と、燃料供給装置10から燃料噴射装置6への燃料供給と燃料噴射装置6からの燃料の噴射タイミングを制御する駆動制御部7とから構成されている。
First, the main configuration of the
そして、燃料供給装置10は、燃料噴射装置6に高圧の燃料を供給するための燃料ポンプ30などがハウジング11に対して一体に設けられている。なお、駆動制御部7は、燃料ポンプ30の駆動制御を行うためのもので、ピストンの往復運動速度を調整して燃料噴射装置6への燃料の供給を制御する。
In the
また、燃料圧力調整装置9は、高圧配管4内の燃料圧力と燃料タンク2の燃料圧力の差が規定値より大きくなると、高圧配管4と燃料タンク2との間を連通し、高圧配管4内の燃料を燃料タンク2に戻すように動作する。つまり、燃料噴射装置6に供給される燃料圧力が、燃料圧力調整装置9によって所定値に調整される。
Further, when the difference between the fuel pressure in the high-pressure pipe 4 and the fuel pressure in the
次いで、図2により燃料供給装置10の詳細について説明する。
図において、ハウジング11は先に説明したように燃料タンク2と燃料噴射装置6との間の燃料配管中に配置され、燃料タンク2に連通する略円筒状の吸入通路12(図1の3に相当)と、燃料噴射装置6に連通する吐出通路13(図1の4に相当)と、燃料圧力調整装置9に連通する燃料戻し通路14(図1の8に相当)とを外部との燃料伝達の手段として有している。ハウジング内部には燃料ポンプ部30が形成され、モータ等からなる駆動部15により駆動されるようになっている。
Next, details of the
In the figure, the
燃料ポンプ30には、燃料の自吸性能に優れる容積型のアキシャルピストンポンプが用いられている。また、燃料ポンプ30は、燃料溜め室16内にモータシャフト17の一端が挿入され、シャフト17の回転に連動して回転する斜板18を備えている。この斜板18にはシリンダブロック19内に穿孔されたシリンダ26(図3を参照)に摺動自在に貫入されているピストン20の一端が当接されている。
As the
また、シリンダブロック19には圧力調整装置9が内蔵され、高圧燃料通路24を形成するケーシング21との間に増圧部Xが形成されている。
増圧部Xは、図3にその拡大図が示されているとおり、シリンダブロック19のシリンダ26の開口側に配設され、後に詳しく説明する燃料通路を構成するプレート22と、シリンダブロック19とプレート22との間に挟持、保持された吸入弁板23と、プレート22とケーシング21の高圧燃料通路24との間に挟持、保持された吐出弁板29と、を備えている。
Further, the
As shown in the enlarged view of FIG. 3, the pressure increasing portion X is disposed on the opening side of the
また、プレート22は、シリンダブロック19と吸入弁板23を介して相対する面にシリンダ26と吸入孔25とを連通するように凹設された吸入溝27と、シリンダ26と相対する吸入溝27内の部位に穿設された吐出孔28とを有している。なお、吸入溝27の深さ方向は、プレート22の厚み方向に一致している。
Further, the
吸入弁板23は、弾性を有する金属材料の薄板を用いて構成された円盤状の吸入弁板23と、吸入弁板23の内側で吸入孔25と相対する位置に構成された吸入弁体23aを有している。
吸入弁板23は、以下に説明する増圧室40と吸入孔25との間の圧力差に応じてシリンダブロック19の吸入孔25側の端面に接離し、吸入孔25を開閉するようになっている。
The
The
増圧室40は、ピストン20とシリンダ26、吐出孔28、及び吸入溝27で画成される空間で構成される。また、吐出弁板29は、弾性を有する金属材料を用いて円盤状に形成され、吐出孔28に相対する位置に配置され、かつ、吐出弁板29の厚み方向に変位可能に構成された吐出弁体29aを有している。
The
ここで、高圧燃料通路24は、吐出孔28と相対する部位を含み、吐出孔28と高圧配管4(図1を参照)とを連通するようにケーシング21に凹設されている。そして、吐出弁体29aは、増圧室40と高圧燃料通路24との間の圧力差に応じてプレート22の吐出孔28側の端面に接離して、吐出孔28を開閉するようになっている。
Here, the high-
ピストン20はその一端側が前述したようにシリンダ26に挿入され、シリンダ26の孔方向に沿って摺動可能となっているが、ピストン20の他端は、半球部20aで構成されており、半球部20aの曲面部側が斜板18に向けられている。
さらに、付勢手段としてのスプリング31がピストン20の半球部20a側とシリンダ26との間に配設されている。このとき、スプリング31の付勢力は、ピストン20をシリンダ26から抜き出す方向に働いており、半球部20aの曲面部は、斜板18に押圧状態に当接している。
One end of the
Further, a
この発明の実施の形態1では、吸入孔25から吸入溝27を通り吐出孔28に至る燃料通路となる吸入溝27であって、シリンダ26とピストン20とで形成される空間に対抗する増圧室40の一部と上記吐出孔28との間にオリフィス50を設けている。このオリフィス50は、図3のB−B断面図である図4からその位置関係が理解されるように、プレート22に穿孔される吐出孔28の底部にこれと同心で極めて小さい貫通孔であって、これにより上記吐出孔28と吸入溝27とが連通されている。
In the first embodiment of the present invention, the
次に、上記のように構成された燃料供給システム1における燃料噴射装置10の燃料供給動作について図3により説明する。図3(A)はポンプの吸入工程を、図3(B)は吐出工程をそれぞれ示している。
初期状態として燃料溜め室16に燃料が充満されているものとする。モータ15によりシャフト17が回転されるのに連動して斜板18が回転すると、ピストン20は斜板18の回転角度に応じて、上死点と下死点の間を往復移動する。
Next, the fuel supply operation of the
Assume that the
図3(A)の吸入工程において、ピストン20が下死点側へ移動すると増圧室40内が負圧となり、吸入孔25に張り付いている吸入弁体23aの前後で圧力差が生じ、吸入弁体23aがプレート22側に開弁する。一方、吐出弁体29aはピストン20方向に力が生じ、閉弁した状態となる。
次に図3(B)の吐出工程においては、ピストン20が上死点側へ移動すると増圧室40内が正圧となり、吐出孔28に張り付いている吐出弁体29aの前後で圧力差が生じ、吐出弁体29aがケーシング21方向に開弁する。一方、吸入弁体23aはピストン20方向に力が生じ閉弁した状態となる。
3A, when the
Next, in the discharge process of FIG. 3B, when the
そして、吸入弁体23aによる吸入孔25の塞口が解除されると、燃料は、吸入孔25からシリンダ26側に向かうように増圧室40に流れ込むが、上記オリフィス50の存在により燃料流路が絞られるためピストン20直下の流体抵抗が大きくなり、吸入弁体23aへの圧力伝達が速やかに行われる。
Then, when the
従って温度上昇や流量増大によってベーパが発生したとしても、上記オリフィス50の存在により常に吐出側の抵抗を吸入側より大きく維持できるので、吸入弁体側への圧力伝達が従来のように緩慢となることがなく、吸入弁体の応答性、温度特性を向上し、吐出流量の低下を抑制することができる。
なお、上記オリフィス50の断面積S1は吸入溝27の断面積S2(図5を参照)より小さくすることで、確実に吐出側の抵抗を吸入側より大とすることができ、安定した圧力伝達を実現できる。
Therefore, even if vapor is generated due to temperature rise or flow rate increase, the presence of the
The sectional area S1 of the
1 燃料供給装置、 2 燃料タンク、 6 燃料噴射装置、
11 ハウジング、 12 吸入通路、 13 吐出通路、
14 燃料戻し通路、 15 駆動部、 16 燃料溜め室、
17 シャフト、 18 斜板、 19 シリンダブロック、
20 ピストン、 21 ケーシング、 22 プレート、
23 吸入弁板、 23a 吸入弁体、 24 高圧燃料通路、
25 吸入孔、 26 シリンダ、 27 吸入溝、
28 吐出孔、 29 吐出弁板、 29a 吐出弁体、
30 ポンプ部、 40 増圧室、 50 オリフィス。
1 fuel supply device, 2 fuel tank, 6 fuel injection device,
11 Housing, 12 Suction passage, 13 Discharge passage,
14 fuel return passage, 15 drive section, 16 fuel reservoir,
17 shaft, 18 swash plate, 19 cylinder block,
20 pistons, 21 casings, 22 plates,
23 Suction valve plate, 23a Suction valve body, 24 High pressure fuel passage,
25 suction hole, 26 cylinder, 27 suction groove,
28 discharge hole, 29 discharge valve plate, 29a discharge valve body,
30 pump section, 40 pressure increasing chamber, 50 orifice.
Claims (3)
上記吸入孔から吸入溝を通り吐出孔に至る燃料通路であって、シリンダとピストンとで形成される空間と上記吐出孔との間にオリフィスを設けたことを特徴とする燃料供給装置。 A cylinder block having a cylinder and a suction hole, a piston moving in the cylinder, a plate having a suction groove and a discharge hole, a suction valve plate having a suction valve body for opening and closing the suction hole, and opening and closing the discharge hole A discharge valve plate having a discharge valve body for
A fuel supply device, characterized in that an orifice is provided between a space formed by a cylinder and a piston, and an orifice, between the suction hole and the discharge hole.
3. The fuel supply device according to claim 1, wherein a cross-sectional area S1 of the orifice is smaller than a cross-sectional area S2 of the suction groove.
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