JP2013500431A - 内燃機関のための燃料供給システム - Google Patents

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Abstract

本発明は、タンク(2)から、燃料をエンジン(3)内に配給するマニフォールド(5)へと燃料を供給するシステムであって、上記システム(1)は、タンク(2)とマニフォールド(5)とを接続する圧送ユニットと、第1の部分又は低圧部分(P1)及び第2の部分又は高圧部分(P2)有する流体ライン(11)と、を有し、高圧ポンプ(9)は、第1の部分と第2の部分(P1、P2)とを接続し、第1の部分(P1)は、複数の低圧支管(23〜28、30〜40)と、複数の流体部品(8、13、21、29、231、232、233、241、242、251、261、271、311)と、を備え、各複数の流体部品(8、13、21、29、231、232、233、241、242、251、261、271、311)は、少なくとも1つの接合子(36)及び少なくとも1つの管状継ぎ手(40;140;340;440)を有し、少なくとも1つの管状継ぎ手(40;140;340;440)は、部分的に接合子(36)に挿入され、かつ、部分的に低圧支管(23〜28、30〜40)の1つに挿入され、各継ぎ手(40;140;340;440)は、プラスチック製の管状体(145;345;445)を有する、燃料供給システムに関する。
【選択図】図1

Description

本発明は、内燃機関のための、特に車両内に設置された吸熱型ディーゼルサイクルエンジン(endothermic diesel−cycle engine)にディーゼル燃料(油)を供給するための燃料供給システムに関する。
先に記載したタイプのシステムは一般的に、従来技術においては、(低圧の)燃料供給タンクと、燃料がそこから複数の噴射装置を通じてエンジン内へと供給される(高圧の)燃料配給マニフォールドと、を備える。
燃料タンクと配給マニフォールドは圧送ユニットにより互いに接続され、この圧送ユニット内では、流体ラインは低圧部分と高圧部分とを含む。これらの部分は、高圧ポンプによって接続される。低圧部分は、前述の流体ライン上に、高圧ポンプと直列に装備された前供給ポンプを含む。
低圧部分はまた、複数の低圧支管と、複数の流体ライン部品と、も備え、上記複数の流体ライン部品のそれぞれは、部分的に接合子に挿入され部分的に低圧支管に挿入された継ぎ手を備える接合子によって、少なくとも1つの低圧支管に接合される。
上記の継ぎ手は通常金属で製造され、ねじ止め(screwing)又は圧力によって接合子内に固定される。この第2のケースの場合、継ぎ手は通常真鍮で製造される。
先に記載したようなシステムには、金属製の継ぎ手は重く、ねじ継ぎ手(screw coupling)の場合には、継ぎ手及びその接合子が、チップ除去による高価な機械加工を要とするという欠点がある。
真鍮製継ぎ手の場合には、継ぎ手自体からZn(亜鉛)イオン及びCu(銅)イオンが燃料に溶け出して、圧送ユニットの内部磨耗、及び、噴射装置内での固形の沈殿物の沈殿を引き起こし、このことにより、エンジンに入る燃料の配給の流速と均一性が低減されるという欠点がある。
本発明の課題は、上記の欠点を解消することが可能な内燃機関燃料供給システムを提供することである。
本発明は、請求項1、及び、好適に請求項1に直接的又は間接的に従属する後続クレームのいずれか1項において提示されるシステムを提供する。
以下、実施形態の或る非限定的な例を示す添付の図面を参照して本発明を記載する。
分かり易さのために一部削除された、本発明のシステムの好適な実施形態の概略図である。 図1の1つの細部の好適な実施形態の縦断面図である。 機能時の構成における図2で示される詳細の、部分的に断面図で示され分かり易さのために一部が削除された側面図である。 図3と類似した、図2で示される細部の第1の変形例を示す。 図3と類似した、図2で示される細部の第2の変形例を示す。 図5で示される細部が拡大された部分断面図である。 図3と類似した、図2で示される細部の第3の変形例を示す。 図7で示される細部の透視図である。
図1において、符号1は、燃料、基本的にはディーゼル油をタンク2から内燃機関3、特にディーゼルサイクルエンジン3へと供給するシステムのための全般的参照符である。
エンジン3は、通常「コモンレール」(common rail)と呼ばれる燃料を配給する容器により定義される、マニフォールド5の下流の燃料供給噴射装置4を備える。マニフォールド5は、好適に(しかし必須ではなく)2000バールよりも大きい圧力で燃料を蓄えるように設計される。
システム1は、タンク2からマニフォールド5へと燃料を圧送するための圧送ユニット6と、エンジン3の燃料需要に基づいて、システム1を通る燃料流量を瞬間ごとに制御するための制御素子7と、を備える。
そして、圧送ユニット6は、前供給ポンプ8、好適に歯車ポンプと、高圧ポンプ9と、好適に容積型ピストンポンプ10と、を備える。これらのポンプは、圧送ユニット6を介してタンク2をマニフォールド5に接続する流体ライン11上に直列に配置される。
高圧ポンプ9は、好適に円形断面の円周面13を有するポンプケーシング12であって、以下でより詳細に解説するように駆動機構14に接続されたピストン10のための駆動機構14を部分的に収容する上記ポンプケーシング12を備える。円周面13の内部には、対向する空洞15が存在し、各空洞15には、各ピストン10の軸方向に移動する流体密封型(fluid−tight)自由端が入っている。一般的に言えば、ピストン10と空洞15の双方が円形断面である。
駆動機構14は、軸17の周りを回転可能であるように取り付けられたシャフト16を備え、さらに、多角形リング19が自由に回転するように取り付けられた偏心部18を備える。
シャフト16はポンプケーシング12の内部に、円周面13と対向する側に配置された、公知の種類の支持軸受又は軸受金(図示せず)上に回転可能に取り付けられる。ポンプケーシング12の内部のシャフト16の取り付け台は公知の種類のものであり、即ち、ポンプケーシング12からの燃料漏れを防止するために、公知の種類のシール(図示せず)を備える。さらに、好適な実施形態において(図示せず)、シャフト16は、示されない公知のやり方で、エンジン3の出力駆動シャフトに接続されており、即ち、高圧ポンプ9と共にシャフト16により動力が供給される前供給ポンプ8に接続される。
各ピストン10は、使用時にはシャフト16の回りを並進的(translationally)に回転する多角形リング19の、各中間素子又はスライダ20を介する各外部平面への滑り接合(sliding connection)を有する。対応する外部平面上でのスライダ20の摺動は、軸17の周りのシャフト16の回転が、軸17に関して放射状における、特別な空洞15に沿った、各ピストン10の軸方向の往復運動に対応するということを意味する。
ピストン10は、様々な数のピストンが存在しうるが本例では3つのピストン10が示されており、軸17の周りに等間隔に配置されている。
各空洞15は、ポンプケーシング12に組み込まれていない公知の種類の供給弁21及び吐出し弁22を介して、流体ライン11と連絡する。
流体ライン11は、低圧部分P1と、高圧部分P2と、を含む。
より詳細には、低圧部分P1は、
−タンク2を前供給ポンプ8の入口へと接続する接続支管23であって、前置フィルタ231と、手動式プライミングポンプ232と、正確に採寸された孔を有する流体抵抗器233と、が上記接続支管23に添って直列に接続される、上記接続支管23と、
−バイパス支管の集合体24、特に、前供給ポンプ8の上流で接続支管23に接続され、かつ、使用条件に従い、異なる流れ方向において前供給ポンプ8を迂回することが可能な2つのバイパス支管24a及び24bであって、上記パイパス支管24a及び24bはそれぞれ逆止め弁241、242を有する、上記バイパス支管の集合体24と、
−前供給ポンプ8の出口と、バイパス支管24a及び24bと、に接続されたフィルタ支管25であって、上記フィルタ支管25はフィルタ251を通過する、上記フィルタ支管25と、
−フィルタ支管25から燃料を受け取るための配給支管26であって、調量弁261と、当該調量弁26の下流にあり、高圧ポンプ9に燃料を供給する各供給弁21に接続された複数の支管26’と、を備える、上記配給支管26と、
−配給支管26と並列にフィルタ支管25に接続された伝達支管27であって、正確に採寸された孔を有する流体抵抗器271を通過し、高圧ポンプ9の内周面13へと繋がっている、上記伝達支管27と、
−配給支管26及び伝達支管27と並列にフィルタ支管25に接続され、かつ、溢れ弁29に繋がっている調整支管28と、
−エンジン3からタンク2へと燃料を循環させるための集合支管30と、
−マニフォールド5からの出口支管31であって、集合支管30に繋がっており、かつ、マニフォールド5内の圧力を所定の最大値以下に保持するよう設計された逆戻り弁311により制御される、上記出口支管31と、
−高圧ポンプ9の内周面13の出口に接続され、かつ、溢れ弁29へと繋がっている戻り支管32と、
−溢れ弁29の出口に接続され、かつ、接続支管23へと繋がっている循環支管33と、
―溢れ弁29の出口に接続され、かつ、集合支管30へと繋がっている循環支管34と、
を備える。
高圧部分P2は、
−高圧ポンプ9の各吐出し弁22の下流にそれぞれが接続された複数の高圧支管35’であって、高圧支管35’は、マニフォールド5に燃料を供給する1本の高圧支管35に繋がっている、上記複数の高圧支管35、
を備える。
好適な実施形態において(図示せず)、前供給ポンプ8と高圧ポンプ9とは共通のポンプケーシングに挿入され、この共通のポンプケーシング内では、素材の除去により流体ライン11の支管が造られている。
低圧部分P1に沿って、上記の流体部品を低圧支管に接合するための複数の取付装置Aが存在する。
各取付装置Aは、対応する流体部品上に形成される接合子36であって、自由端面38を有する円筒状の本体37と、当該本体37の内部に軸方向に形成され自由端面38から延びている縦方向の円筒状のハウジング39と、を備える上記接合子36を具備する。
各取付装置Aはさらに、部分的に接合子36に挿入され部分的に低圧支管23〜28及び30〜34に挿入される継ぎ手40を備える。各継ぎ手40は、少なくとも1つのシール41(図示される例では1つのシール41のみ示されているが、図示されない例では2つ以上のシール41を連続して使用することも可能である)と、軸方向の位置において、対応する接合子36の円筒状のハウジング39に挿入される少なくとも1つの接合素子42であって、接合子36の本体37の自由端面38による、停止素子44上での一般に環状のショルダー部43との自身の接点により画定される上記接合素子42と、を備える。
図2及び図3は、取付装置Aの第1の実施形態を示し、本実施形態では140で示される継ぎ手40は、プラスチック製の管状体145を備え、このプラスチック製の管状体145上に、以下でより詳細に解説されるように、シール141と、金属素材、好適に真鍮製の接合素子142と、がはめ込まれている。
管状体145は、縦方向の軸146と、それぞれが管状体145の対応する自由端に形成された、147、148により示される2つの軸方向の開口部と、を有する。軸方向の開口部147及び148は、外部と、管状体145の縦方向の、円筒状の内部空洞149と、の間の連絡を可能とし、かつ、継ぎ手140がそれを通じて流体ライン11の低圧部分P1の部品間の相互連絡を可能とする出入り口を画定する。
図2に示されるように、内部空洞149は、互いに異なる直径を有する2つの縦方向の部分に分けられ、即ち、軸方向の開口部147及び148は異なっており、好適に円形であり、自身が繋がっている空洞149の縦方向の部分の直径と等しい直径を有する。特に、軸方向の開口部147は、空洞149の、より直径が小さい縦方向の部分に繋がっている。
管状体145は、軸方向の開口部147の隣に存在する外側の管状溝150であって、公知の種類のトロイド形状のシール141を収容する上記管状溝150を有する。管状体145はさらに、当該管状体145の中間部分、特に、空洞149の直径が変化する部分における外側の環状のフランジ151と、溝150とフランジ151との間に存在し接合素子142を収容する管状溝152と、を有する。
図2〜図4で示される実施形態において、接合素子142は、管状のスリーブであり、かつ、軸146と同軸であり、かつ、フランジ151に最も近いその自由端上に外側の管状フランジ144を有し、かつ、2つの外側の管状溝を有する。
フランジ144は、継ぎ手140上において、汎用継ぎ手40の停止素子44を確定し、一方、シール141及び接合素子142は、汎用継ぎ手のシール41及び接合素子142それぞれに対応する。
シール141及び接合素子142は、接合子36のハウジング39と、継ぎ手140の管状体145と、の間の締まりばめである。
図5は、取付装置Aの更なる別の実施形態を示し、本実施形態では340により示される継ぎ手40は、プラスチック製の管状体345と、シール341と、接合素子342と、を備える。
管状体345は、縦方向の軸346と、管状体345の各自由端にそれぞれが設けられた2つの軸方向の開口部347及び348と、を有する。軸方向の開口部347及び348は、円筒形状の内部空洞349へと続いており、継ぎ手340がそれを通じて流体ライン11の低圧部分P1の部品間の相互連絡を可能とする出入り口を画定する。
管状体345は、軸方向の開口部347の隣に存在し公知の種類の基本的にトロイド形状のシール341を収容する外側の管状溝350と、管状体345の中間部分に位置し、かつ、複数、特に2つの外側の管状溝を有する拡張された外側の環状部分351と、溝350と拡張された部分351と以下で詳細に解説するようにハウジングとの間に配置された管状溝352と、接合素子342の外側の周辺部分と、拡張された部分351と軸方向の開口部348との間のフランジ353と、を有する。
図6に示されるように、接合素子342は、リング、即ち、好適にばね鋼で製造された金属スリーブであって、軸346と同軸であり、かつ、自身の自由端が複数の歯部354で終わる上記金属スリーブである。歯部は基本的にかぎ形状であり、接合素子342の外側へと向かってU字状に放射状に湾曲している。特に、接合素子342は部分的に管状体345内に封入され、従って、歯部345は、管状体345から溝352内に突出している。
拡張された部分351は、継ぎ手340上で、汎用継ぎ手40の停止素子44を確定し、一方、シール341及び接合素子342は、汎用継ぎ手40のシール41及び接合素子42それぞれに対応する。
シール341と接合素子342とは、接合子36のハウジング39と、管状体345との間の締まりばめである。継ぎ手340は好適にアルミ製の接合子36に嵌め込まれる。
図7は、取付装置Aの更なる別の実施形態を示しており、本実施形態では440により示される継ぎ手40は、プラスチック製の管状体445と、当該管状体445の自由端から突出したプラスチック製の接合素子442と、以下でより詳細に解説されるように、管状体445の周りに嵌められたシール441と、を備える。
管状体445は、縦方向の軸446と、管状体445の自由端上の447及び448により示される2つの軸方向の開口部と、を有し、軸方向の開口部447及び448は、円筒状の内部空洞449内へと続いており、継ぎ手440がそれを通じて流体ライン11の低圧部分P1の部品間の相互連絡を可能とする出入り口を画定する。管状体445は、軸方向の開口部447の隣に存在し公知の種類の基本的にトロイド状のシール441を収容する外側の管状溝450と、管状体445の中間部分に位置し、複数の管状溝、特に2つの互いに並行な管状溝を有する拡張された外部の環状部分451と、拡張された部分451と軸方向の開口部448との間のフランジ452と、を有する。
接合素子442は、管状体445上に一体に設けられ、かつ、この管状体445から突出しており(図8)、当該管状体445の自由端に軸方向の開口部447が存在し、かつ、軸446の周りに等しい角度間隔で配置された複数の同一のかぎ状歯部453を備える。各かぎ状歯部453は、軸446に対して平行な、基本的に弾性の基本肢部454を有し、当該基本肢部454の自由端には、かぎ状の付属肢部455であって、拡張された部分451の方を向くショルダー面456を有し基本肢部454から外側に向かって放射状に突出した上記付属肢部455が存在する。特に、各かぎ状歯部453は、基本肢部454の自由端と一体の平板により画定され、かつ、軸446に対して垂直であり、かつ、円形環状部(circular annulus)の扇形(sector)として成形され、中心から放射状に約45度の角度で外側へと開いている部分を有し、かつ、使用時には、軸方向に継ぎ手440を接合子36内で固定するために、円筒状のハウジング39の周囲に形成され接合子36内部の半径方向の隣に存在する溝45内にスナップ係合される(snap−engaged)。
拡張された部分451は、継ぎ手440上で、汎用継ぎ手40の停止素子44を確定し、一方、シール441及び接合素子442は、汎用継ぎ手40のシール41及び接合素子42それぞれに対応する。
接合素子442は、スナップ作用により溝45と係合する。
取付装置Aは好適に、前供給ポンプ8の入口に、及び、集合支管30の接合子36上に配置される。後者のケースでは、タンク2への燃料戻り管が熱く、亜鉛イオン及び銅イオンの存在により引き起こされる化学過程を促進し、このことにより燃料品質の劣化が引き起こされるため、取付装置Aの使用が強く推奨される。
管状体145、345、445は真っ直ぐ(straight)であってもよく、又は、角度のついた接合を提供し、かつ、互いに直角に配置された管を接合ために、L字形状(図4)であってもよい。この種の取付装置Aは、一般に知られたバンジョー継ぎ手(Banjo Coupling)の代わりに使用することが出来る。
先に記載したように、継ぎ手40、140、340、及び440は、一方の端部が各接合子36に挿入され、他方の端部が各低圧支管23〜28、30〜34に挿入される。管状体145、345、又は445の形状及び寸法は、自身が挿入される対応する低圧支管の形状及び寸法に基づいて決定される。
継ぎ手140又は340は、ハウジング39との締まりばめ部分(interference)により接合子36内に固定され、対応する接合素子142又は342は金属製であり、一方、プラスチック製の接合素子442を備える継ぎ手440は、スナップ作用により接合子36に固定されることが強調される。
140型の継ぎ手40は好適に、一般には真鍮製本体を有する公知の圧力継ぎ手(pressure coupling)40の代わりに利用され、一方、340型及び440型の継ぎ手40は大抵の場合、通常ねじ付き(threaded)鋼製本体を有するねじ継ぎ手の代わりに利用される。
継ぎ手140、340、及び440は、対応する接合子36に単に挿入することで接合可能であり、組立時間及びコストを削減することを強調することが重要である。
上記の説明から、継ぎ手140、340及び440が、対応する公知の継ぎ手よりも軽量で安価であることが分かり、そのプラスチック製の管状体145、345、又は445により、上記の継ぎ手は、燃料と、金属製部品、特に銅と亜鉛の合金を含有する真鍮製部品と、の接触を防止する。
L字形状の管状体145、345、又は445は、通常金属製であり製造が高価な公知のバンジョー型継ぎ手の使用を回避しながら、互いに直角に交わる(transverse)構成要素間で行われる接合を可能にする。

Claims (15)

  1. 内燃機関(3)のための燃料供給システムであって、
    前記システム(1)は、
    燃料供給タンク(2)と、
    燃料配給マニフォールド(5)と、
    前記燃料供給タンク(2)と前記燃料配給マニフォールド(5)とを接続する圧送ユニット(6)と、
    を有し、
    前記圧送ユニット(6)は、第1の部分又は低圧部分(P1)と、第2の部分又は高圧部分(P2)と、を有する流体ライン(11)を有し、
    高圧ポンプ(9)は、前記第1の部分と前記第2の部分(P1、P2)とを接続し、
    前供給ポンプ(8)は、前記第1の部分(P1)に接続され、
    前記第1の部分(P1)は、複数の低圧支管(23〜28、30〜40)と、複数の流体部品(8、13、21、29、231、232、233、241、242、251、261、271、311)と、を備え、各前記複数の流体部品(8、13、21、29、231、232、233、241、242、251、261、271、311)は、少なくとも1つの接合子(36)及び少なくとも1つの管状継ぎ手(40;140;340;440)を有し、
    前記部品(8;13;21;29;231;232;233;241;242;251;261;271;311)と、前記低圧支管(23〜28、30〜40)と、を接合するために、前記少なくとも1つの管状継ぎ手(40;140;340;440)は、部分的に前記接合子(36)に挿入され、かつ、部分的に前記低圧支管(23〜28、30〜40)の1つに挿入される、前記燃料供給システムにおいて、
    各継ぎ手(40;140;340;440)が、
    プラスチック製の管状体(145;345;445)と、
    前記管状体(145;345;445)と、対応する前記接合子(36)と、の間に挿入された密閉手段(41;141;341;441)と、
    前記管状体(145;345;445)を、接合子(36)に関して定められた軸方向の位置において軸方向に固定するための手段(42;142;342;442)と、
    を備えることを特徴とする、内燃機関(3)のための燃料供給システム。
  2. 各継ぎ手(40;140;340;440)はさらに、接合子(36)に関する前記定められた軸方向の位置における前記管状体(145;345;445)のための軸方向停止手段(44;144;351;451)も備える、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記接合子(36)は、終端面(38)と、当該終端面(36)で始まり継ぎ手(40;140;340;440)の一部を収容する円筒状ハウジング(39)と、前記密閉手段(41;141;341;441)と、前記固定手段(42;142;342;442)と、を有する、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記停止手段(44;144;351;451)は、前記継ぎ手(40;140;340;440)上に、前記接合子(36)の前記終端面(38)と相互作用する環状のショルダー部(43)を備える、請求項3に記載のシステム。
  5. 前記軸方向固定手段(42;142;342;442)は、前記円筒状ハウジング(39)と係合する前記管状体(145;345;445)上の締まりばめ手段である、請求項3又は4に記載のシステム。
  6. 前記軸方向固定手段(142;342)は金属で製造される、請求項5に記載のシステム。
  7. 前記軸方向固定手段(142;342)は、前記管状体(145;345)上の固定位置に取り付けられ前記管状体(145;345)から外側に向かって放射状に突出するスリーブを備える、請求項5又は6に記載のシステム。
  8. 前記停止ショルダー部(43)は、前記スリーブ上に形成される、請求項4及び7に記載のシステム。
  9. 前記軸方向固定手段(442)は、前記管状体(445)から外側に放射状に突出する弾性的に変形可能な歯部(453)の環状部を備える、請求項5又は6に記載のシステム。
  10. 前記円筒状ハウジング(39)は、管状溝(45)を有し、前記軸方向固定手段(442)は、前記管状溝と係合するスナップ作用固定手段(442)である、請求項3又は4に記載のシステム。
  11. 前記スナップ作用固定手段(442)は、プラスチックで製造される、請求項10に記載のシステム。
  12. 前記スナップ作用固定手段(442)は、前記管状体(445)と一体に形成される、請求項10又は11に記載のシステム。
  13. 前記管状体(145;345;445)は真っ直ぐである、請求項1〜12のいずれか1項に記載のシステム。
  14. 前記管状体(145;345;445)は、基本的にL字型に湾曲している、請求項1〜12のいずれか1項に記載のシステム。
  15. 内燃機関(3)への燃料供給システム(1)の低圧支管(23〜28、30〜34)に、流体部品(8;13;21;29;231;232;233;241;242;251;261;271;311)を接合するための継ぎ手であって、前記継ぎ手(40;140;340;44)は請求項1〜14のいずれか1項において請求される、前記継ぎ手。
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