JP2013545015A - 内燃機関の燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

本発明は、増圧ポンプ（１）を介して高圧ポンプ（５）のポンプ内部空間（３）と接続されるタンク（２）を備えた、内燃機関の燃料噴射システムであって、ポンプ内部空間（３）は、計量ユニット（１０）を介してポンプ加圧室（９）と接続され、ポンプ内部空間（３）はさらに、弁ハウジング（１７）と、弁プランジャ（１８）と、ばね室（１５）内に配置された弁ばね（１９）と、を有する溢れ弁（１６）を介して返流管（７）と油圧連結される、上記燃料噴射システムにおいて、ばね室（１５）は、絞り弁回路を介して、計量ユニット（１０）により接続される油圧空間と連結されることを特徴とする、上記燃料噴射システムに関する。本発明に基づいて、圧送量に従ってポンプ加圧室（９）の充填圧力を調整することが可能な燃料噴射システムが提供される。このことは、ばね室（１５）が絞り弁回路を介して、計量ユニット（１０）により接続される油圧空間と連結されることにより達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、増圧ポンプを介して高圧ポンプのポンプ内部空間と接続されるタンクを備えた内燃機関の燃料噴射システムであって、ポンプ内部空間は、計量ユニットを介してポンプ加圧室と接続され、ポンプ内部空間はさらに、弁ハウジングと、弁プランジャと、ばね室内に配置された弁ばねと、を有する溢れ弁を介して返流管と油圧連結される、上記燃料噴射システムに関する。

内燃機関のこの種の燃料噴射システムは、独国特許出願公開第１０２００８０４２０８９号明細書で公知である。この燃料噴射システムの場合、計量ユニットの、連結された油圧空間が、燃料管を介して高圧ポンプの３つのポンプ加圧室と接続される。この燃料噴射システムの溢れ弁は、絞り弁が挿入された中空プランジャを有し、この中空プランジャは、溢れ弁のばね室を、溢れ弁の入口側と接続する。この構成によって、計量ユニットの入口の吸入圧力が従来よりも補正されて制御され、キイキイと軋む騒音（Ｑｕｉｅｔｓｃｈｇｅｒａｅｕｓｃｈ）が鋼製の接続管を利用した際にも確実に防止される。

さらに、計量ユニットにより接続された油圧空間が、所謂ゼロ圧送絞り弁（Ｎｕｌｌｆｏｅｒｄｅｒｄｒｏｓｓｅｌ）を介して、タンクと、又は、増圧ポンプへの入口管と接続されることが公知である。このようなゼロ圧送絞り弁によって、ゼロ圧送（Ｎｕｌｌｆｏｅｒｄｅｒｕｎｇ）が設定された際の、場合によって生じる計量ユニットの漏れが排流される。

本発明の根底には、ポンプ加圧室の充填圧力を圧送量に従って調整することが可能な燃料噴射システムを提供するという課題がある。

本課題は、ばね室が絞り弁回路を介して、計量ユニットにより接続される油圧空間と連結されることにより解決される。圧力分配器として機能する上記絞り弁回路によって、計量ユニットが制御する圧力に従って、厳密には差圧調整弁である溢れ弁のばね室内のより大きく又はより小さな圧力が調整される。従って、溢れ弁の前の圧力は、弁ばね特性曲線の純粋に機械的成分と、ばね室内の油圧と、から構成される。従って、ばね室内の圧力が変更されうるため、溢れ弁の前の圧力も変更される。

本発明の発展形態において、絞り弁回路は、絞り弁が挿入された管路接続である。計量ユニットと溢れ弁とは通常直接的に高圧ポンプのポンプハウジング内に組み込まれるため、管路接続（Ｌｅｉｔｕｎｇｓｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ）は、例えば、接続通路（Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｓｋａｎａｌ）として形成されうる。その際に、絞り弁は、接続通路に内装された絞り要素によって、又は、管路接続の製造工程の際の直径減少によっても実現される。

本発明の発展形態において、ばね室は返流管と接続され、その際に、更なる別の構成において、返流管に返流絞り弁が挿入される。その際に、返流管は、上記挿入された返流絞り弁の後ろの任意の箇所で、管路接続とも接続可能であり、その際、返流絞り弁は、上記接続箇所の下流側で返流管に挿入される必要がある。

本発明の更なる別の構成において、絞り弁は、返流絞り弁よりも低い絞り率を有する。換言すれば、絞り弁の流量断面は、返流絞り弁の流量断面よりも大きい。この調整によって、計量ユニットが解放された際には、ばね室内の圧力が上昇し、計量ユニットが閉鎖された際には、ばね室内の圧力は徐々に、ほぼ戻り圧力レベルにまで落ちる。絞り弁及び返流絞り弁の直径の適切な調整を介して、計量ユニットの開放ポジションと閉鎖ポジションとの間の圧力差を、ほぼ任意に調整することが可能である。

本発明の発展形態において、絞り弁及び／又は返流絞り弁の前にはフィルタが接続され、このフィルタは、例えば発展形態においてディスクフィルタとして構成されうる。このようなフィルタ又はディスクフィルタによって、絞り弁が汚染粒子から確実に保護される。

本発明の更なる別の構成において、溢れ弁の排流管は返流管と接続される。同様に、更なる別の構成において、高圧ポンプの軸受潤滑剤排流管は返流管と接続される。これらの構成によって、既に高圧ポンプ内で全ての適切な管が返流管に繋がり、返流管が適切な形態で外部の管路接続を介してタンクと接続されることで、高圧ポンプの領域内の燃料噴射システムのコンパクトな構成が可能である。

以上、本発明に係る構成によって以下のことが達成される。
‐圧送量に依存した充填圧力が印加され、例えば、充填要求が高い場合には高い充填圧力が設定され、少量の燃料量しか圧送する必要がない場合には、低い充填圧力が設定される。
‐明らかに拡大された作業領域が実現される。即ち、可変的な圧力レベルが安定的に設定されうる。１つの溢れ弁によって（１度の調整で）、絞り弁及び返流絞り弁のスロットル直径のバリエーションを介して、様々な圧力レベルを実現することが可能である。
‐特に弁ばねの、構成部品への小さな負荷が実現される。
‐バリエーションを避け、高価な弁ばねの使用を避けた結果コスト削減が達成され、その際に同時に、公知の解決策よりも高く調整圧力が設定されうる。
‐より小さな設置空間が必要となる。なぜならば、公知の構成では、特に圧力脈動の際の十分な振動の長さの決定の際に、調整圧力が増大するにつれて、弁ばねの、ばねの長さも増大するからである。
‐所謂ワン・アクチュエータ・システム（Ｅｉｎ−Ｓｔｅｌｌｅｒ−Ｓｙｓｔｅｍ）（計量ユニットのみを介する調整圧力制御）の場合、絞り弁は追加的に、ゼロ圧送絞り弁の機能を果たしうる。
‐返流絞り弁は追加的に、ばね室・減衰弁の代わりとなりうる。

本発明の更なる別の有利な構成は、図面の説明から明らかとなろう。図面の説明では、図示される本発明の実施例がより詳細に記述される。
本発明に係る燃料噴射システムの基本的な構成要素の相互作用を示す。

図１は、本発明に係る燃料噴射システムの基本的な構成要素の相互作用を概略的に示している。増圧ポンプ１によって、燃料がタンク２からフィルタ装置を介して高圧ポンプ５のポンプ内部空間３内へと圧送される。

高圧ポンプ５は、ポンプハウジングを有し、ポンプハウジング内では、ポンプカムシャフトが軸受箇所４ａ、４ｂ内に回転自在に保持される。軸受箇所４ａ、４ｂは燃料により潤滑され、軸受潤滑剤排流管６ａ、６ｂを介して、ポンプ内部空間３から流れ出た軸受箇所４ａ、４ｂの燃料が、タンク２に通じる再循環管７へと排流される。ポンプカムシャフトは、当該ポンプカムシャフトの回転運動の際に、ローラタペットを介して、ポンププランジャ８を上下に並進運動させる。ポンププランジャ８はポンプ加圧室９と相互作用し、ポンプ加圧室９は、計量ユニット１０を介してポンプ内部空間３と接続可能である。計量ユニット１０によって、ポンプ加圧室９に供給される燃料量が、例えば、高圧貯圧器内の圧力に従って任意に設定されうる。ポンププランジャ８が上に向かって移動する際には、ポンプ加圧室９に搬入された燃料が、高圧油路１１を介して高圧貯圧器へと圧送される。上記加圧室９に搬入される燃料のためのこの圧送行程に必要な吸入弁は、高圧ポンプ５のポンプシリンダヘッド１２に直接的に挿入される。

計量ユニットにより接続される（ポンプ加圧室９への接続管１３により提示される）油圧空間は、管路接続１４を介して、溢れ弁１６のばね室と直接的又は間接的に連結される。溢れ弁１６は弁ハウジング１７を有し、弁ハウジング１７内では、弁プランジャ１８が弁ばね１９の力に抗するように位置調整されうる。弁制御室２０は、ポンプ内部空間３（又は、計量ユニット１０の供給管）と接続される。計量ユニット１０の閉鎖により、ポンプ内部空間３内の燃料圧力が上昇した際には、弁プランジャ１８がばね室１５の方向に動かされて、返流管７に通じる排流管２１と接続された排流孔を解放する。この排流管２１を介して、例えばゼロ圧送が設定された際には、増圧ポンプ１により圧送された燃料であって、軸受の潤滑に必要ではない上記燃料が排流される。

先に記載したように、計量ユニット１０により接続される油圧空間（接続管１３）は、管路接続１４を介してばね室１５と接続される。その際に、管路接続１４には絞り弁２２が挿入される。さらに、ばね室１５は返流管７と接続され、その際、ばね室の近傍の返流管７内に返流絞り弁２３が挿入される。管路接続１４が、図示されるように、返流管７を介してばね室１５と接続される場合には、返流絞り弁２３は、いずれの場合にも接続箇所の下流に配置される。絞り弁２２のスロットル直径は、返流絞り弁２３のスロットル口径よりも大きく、従って、計量ユニット１０が解放される際には、ばね室１５内の圧力が上昇し、計量ユニット１０が閉鎖される際には、ばね室１５内の圧力は、返流管７内の圧力へと継続的に下げられる。

絞り弁２２及び返流絞り弁２３の前には、フィルタ、特にディスクフィルタが接続されうる。

Claims (10)

1. 増圧ポンプ（１）を介して高圧ポンプ（５）のポンプ内部空間（３）と接続されるタンク（２）を備えた、内燃機関の燃料噴射システムであって、前記ポンプ内部空間（３）は、計量ユニット（１０）を介してポンプ加圧室（９）と接続され、前記ポンプ内部空間（３）はさらに、弁ハウジング（１７）と、弁プランジャ（１８）と、ばね室（１５）内に配置された弁ばね（１９）と、を有する溢れ弁（１６）を介して返流管（７）と油圧連結される、前記燃料噴射システムにおいて、前記ばね室（１５）は、絞り弁回路を介して、前記計量ユニット（１０）により接続される油圧空間と連結されることを特徴とする、燃料噴射システム。
2. 前記絞り弁回路は、絞り弁（１４）が挿入された管路接続（１４）であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射システム。
3. 前記ばね室（１５）は、前記返流管（７）と接続されることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
4. 前記返流管（７）に返流絞り弁（２３）が挿入されることを特徴とする、請求項３に記載の燃料噴射システム。
5. 前記絞り弁（２２）は、前記返流絞り弁（２３）よりも低い絞り率を有することを特徴とする、請求項４に記載の燃料噴射システム。
6. 前記絞り弁（２２）及び／又は前記返流絞り弁（２３）の前にはフィルタが接続されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
7. 前記フィルタは、ディスクフィルタであることを特徴とする、請求項６に記載の燃料噴射システム。
8. 前記溢れ弁（１６）の排流管（２１）は、前記返流管（７）と接続されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
9. 前記高圧ポンプ（５）の軸受潤滑剤排流管（６ａ、６ｂ）は、前記返流管（７）と接続されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
10. 前記返流管（７）は、前記タンク（２）に通じていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
    

Images