JP2022124033A - fuel supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示の技術は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給システムに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a fuel supply system that supplies fuel to an internal combustion engine.
特許文献1には、インジェクタに供給される燃料の圧力切換えが可能な圧力調整装置を備えた燃料供給システムが開示されている。燃料供給通路上には逆止弁が配置されている。逆止弁は、燃料ポンプユニットからインジェクタ側への燃料供給方向に開弁する一方で、逆方向には閉弁する。燃料供給通路からは分岐通路が分岐して圧力調整装置に向かい、圧力調整装置からは余剰燃料を燃料タンクに返すための燃料排出通路が設けられている。 Patent Document 1 discloses a fuel supply system provided with a pressure regulating device capable of switching the pressure of fuel supplied to an injector. A check valve is arranged on the fuel supply passage. The check valve opens in the fuel supply direction from the fuel pump unit to the injector side and closes in the opposite direction. A branch passage is branched from the fuel supply passage and directed to the pressure regulator, and a fuel discharge passage is provided from the pressure regulator for returning surplus fuel to the fuel tank.
特許文献1の燃料供給システムのように、燃料供給通路と分岐通路を設けて逆止弁と圧力調整装置を配置することにより、インジェクタへ供給される燃料の圧力を調整できるとともに、燃料ポンプが停止した状態でもインジェクタ側の燃料の圧力を保持できる。しかしながら、燃料の流路が複雑になると、燃料供給システムの搭載設計の難易度が上がる傾向にある。また、圧力調整装置内と逆止弁の2か所でシール部の油密を確保することが必要になる。 As in the fuel supply system of Patent Document 1, by providing a fuel supply passage and a branch passage and arranging a check valve and a pressure adjustment device, the pressure of the fuel supplied to the injector can be adjusted and the fuel pump is stopped. The fuel pressure on the injector side can be maintained even in this state. However, when the flow path of the fuel becomes complicated, there is a tendency that the degree of difficulty in mounting design of the fuel supply system increases. In addition, it is necessary to ensure the oil-tightness of the seal portions at two locations, the inside of the pressure regulating device and the check valve.
本明細書に開示の技術が解決しようとする課題は、圧力調整装置のために燃料供給通路に複雑な分岐通路や逆止弁を設ける必要のない、コンパクトでより搭載設計が容易となる燃料供給システムを提供することにある。 The problem to be solved by the technology disclosed in this specification is to provide a compact fuel supply system that does not require a complicated branch passage or a check valve in the fuel supply passage for the pressure adjustment device, and that facilitates mounting design. It is to provide a system.
上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。 In order to solve the above problems, the technique disclosed in this specification takes the following measures.
第1の手段は、燃料タンクから燃料利用装置に燃料を供給する燃料供給システムにおいて、前記燃料タンク内の燃料を前記燃料利用装置に圧送する燃料ポンプと、前記燃料ポンプと前記燃料利用装置とを接続する一つの燃料供給通路と、前記燃料供給通路の途中に設けられた圧力調整装置が備えられており、前記圧力調整装置は、前記燃料ポンプ側から燃料が流入する第1室と、前記燃料利用装置側へ燃料が流出する第2室と、前記燃料タンクに余剰燃料を還流するための還流出口と、貫通孔を有し、前記第1室と前記還流出口との間を連通・遮断する第1弁体と、前記第1弁体が着座する第1弁座を有し、前記第1室と前記第2室の間を連通・遮断する第2弁体と、前記第2弁体が着座する第2弁座と、前記第1弁体を閉弁方向に付勢し、前記第1弁体と前記第2弁体が閉弁状態であるときに前記第1弁体を介して前記第2弁体を前記第2弁座に着座した状態に保持する第1付勢部材と、前記第2弁体を開弁方向に付勢する第2付勢部材と、を備え、前記燃料ポンプの作動時には、前記第1室内の燃料の圧力が高まることにより前記第1弁体と前記第2弁体が一体となって開弁方向に移動し、前記第2弁体が前記第2弁座から離れて開弁し、前記第1室と前記第2室とを通る前記燃料供給通路が連通し、燃料が燃料利用装置に供給される、燃料供給システムである。 A first means is a fuel supply system for supplying fuel from a fuel tank to a fuel utilization device, comprising: a fuel pump for pumping the fuel in the fuel tank to the fuel utilization device; and the fuel pump and the fuel utilization device. One connecting fuel supply passage and a pressure regulating device provided in the middle of the fuel supply passage are provided. The pressure regulating device includes a first chamber into which fuel flows from the fuel pump side, It has a second chamber from which fuel flows out to the utilization device side, a recirculation outlet for recirculating surplus fuel to the fuel tank, and a through hole for communicating and blocking communication between the first chamber and the recirculation outlet. a first valve body; a second valve body having a first valve seat on which the first valve body is seated; A second valve seat that is seated and biases the first valve body in the valve closing direction, and when the first valve body and the second valve body are in the valve closed state, the a first biasing member that holds the second valve body seated on the second valve seat; and a second biasing member that biases the second valve body in a valve opening direction, the fuel pump comprising: is activated, the pressure of the fuel in the first chamber increases, the first valve body and the second valve body move together in the valve opening direction, and the second valve body moves to the second valve seat. , the fuel supply passage passing through the first chamber and the second chamber communicate with each other, and fuel is supplied to the fuel utilization device.
第1の手段によると、燃料供給システムの燃料供給通路上に圧力調整装置が配置されている。圧力調整装置には第1弁体と第2弁体が備えられている。第1弁体は第1付勢部材によって閉弁方向に付勢され、第2弁体は第2付勢部材により開弁方向に付勢される。前記第1弁体と前記第2弁体が閉弁状態であるときは、第1付勢部材が前記第1弁体を介して前記第2弁体を前記第2弁座に着座した状態に保持する。この構成により、燃料ポンプが作動して燃料が第1室に流入し、第1室内の燃圧が所定の圧力より高くなると、第1室内の燃圧、第1付勢部材と第2付勢部材の付勢力の関係によって、第1弁体と第2弁体が一体となって第1弁体側に移動する。これにより、第2弁体は第2弁座から離れて開弁状態になり第1室と第2室が連通する。第1室から第2室に流入した燃料は燃料利用装置に供給される。このように圧力調整装置は燃料供給通路の一部として機能するとともに、従来必須であった逆止弁の機能をも内包する。そのため、燃料供給システムは燃料供給通路に複雑な分岐通路や逆止弁を必ずしも設ける必要がなく、コンパクトでより搭載設計が容易となる。 According to a first measure, a pressure regulator is arranged on the fuel supply passage of the fuel supply system. The pressure regulator is provided with a first valve body and a second valve body. The first valve body is biased in the valve closing direction by the first biasing member, and the second valve body is biased in the valve opening direction by the second biasing member. When the first valve body and the second valve body are in the closed state, the first biasing member causes the second valve body to be seated on the second valve seat via the first valve body. Hold. With this configuration, when the fuel pump operates to flow fuel into the first chamber and the fuel pressure in the first chamber rises above a predetermined pressure, the fuel pressure in the first chamber and the pressure between the first biasing member and the second biasing member Due to the biasing force relationship, the first valve body and the second valve body move together toward the first valve body. As a result, the second valve body moves away from the second valve seat to open the valve, thereby allowing communication between the first chamber and the second chamber. The fuel flowing into the second chamber from the first chamber is supplied to the fuel utilization device. In this way, the pressure regulating device functions as a part of the fuel supply passage and also includes the function of a check valve that has been essential in the past. Therefore, the fuel supply system does not necessarily need to have a complicated branch passage or a check valve in the fuel supply passage, which makes it compact and easier to mount.
第2の手段は、第1の手段の燃料供給システムであって、前記圧力調整装置は、前記第2弁体が前記第1弁体側への移動を規制する規制部材を備えており、前記第1室の燃料の圧力がさらに高まると、前記第1弁体がさらに開弁方向に移動する一方で前記第2弁体の移動が前記規制部材によって規制されることにより、前記第1弁体が前記第1弁座から離れて開弁し、余剰燃料が前記貫通孔と前記還流出口とを通して前記燃料タンクに還流する。 A second means is the fuel supply system of the first means, wherein the pressure regulating device includes a restricting member that restricts movement of the second valve body toward the first valve body, When the pressure of the fuel in one chamber further increases, the first valve body moves further in the valve opening direction while the movement of the second valve body is restricted by the restricting member. The valve is opened away from the first valve seat, and surplus fuel is recirculated to the fuel tank through the through hole and the recirculation outlet.
第2の手段によると、圧力調整装置は、第2弁体の第1弁体側への移動が規制部材により規制される。そのため、第1室内の燃料の圧力が所定の圧力よりさらに高くなると、第1弁体は第2弁体の第1弁座から離れて還流出口側に移動する。これにより、第1弁体は開弁状態になり第1室と還流出口との間が連通する。よって、余剰燃料が第1弁体の貫通孔を通り還流出口から燃料タンクへ還流する。 According to the second means, in the pressure regulating device, the movement of the second valve body toward the first valve body is restricted by the restricting member. Therefore, when the pressure of the fuel in the first chamber becomes higher than the predetermined pressure, the first valve body separates from the first valve seat of the second valve body and moves to the recirculation outlet side. As a result, the first valve body is opened, and the first chamber and the recirculation outlet are communicated with each other. Therefore, surplus fuel flows through the through-hole of the first valve body and flows back from the recirculation outlet to the fuel tank.
第3の手段は、第1の手段または第2の手段の燃料供給システムであって、前記燃料ポンプが停止したときは前記第1弁体及び前記第2弁体が前記第1付勢部材の付勢によって閉弁し、前記燃料供給通路の前記第2室から前記燃料利用装置側における燃料の圧力が所定の範囲内で保持される。 A third means is the fuel supply system of the first means or the second means, wherein when the fuel pump is stopped, the first valve body and the second valve body are driven by the first biasing member. The valve is closed by being energized, and the pressure of the fuel on the fuel utilization device side from the second chamber of the fuel supply passage is kept within a predetermined range.
第3の手段によると、燃料ポンプが停止することにより、第1室への燃料の流入が停止して第1室内の燃料の圧力が低下する。第1室内の燃料の圧力が所定の圧力より低くなると、第1弁体と第2弁体は第1付勢部材に押圧されて閉弁状態になる。これにより、圧力調整装置は逆止弁のように燃料利用装置側から燃料供給上流への流入を防止する。よって、燃料供給通路は第2室から燃料利用装置側において閉じられた状態となり、燃料利用装置内の燃圧を所定の圧力で保持できる。 According to the third means, stopping the fuel pump stops the flow of fuel into the first chamber and reduces the pressure of the fuel in the first chamber. When the pressure of the fuel in the first chamber becomes lower than the predetermined pressure, the first valve element and the second valve element are pressed by the first biasing member to close the valve. As a result, the pressure regulating device prevents the inflow from the fuel utilization device side to the upstream side of the fuel supply like a check valve. Therefore, the fuel supply passage is closed on the side of the fuel utilization device from the second chamber, and the fuel pressure in the fuel utilization device can be maintained at a predetermined pressure.
第4の手段は、第1の手段から第3の手段のいずれか一の燃料供給システムであって、前記第1弁体が前記第1室内の燃料から圧力を受ける受圧面積は、前記第2弁体が前記第1室内の燃料から圧力を受ける受圧面積よりも大きい。 A fourth means is the fuel supply system according to any one of the first to third means, wherein the pressure receiving area of the first valve element that receives pressure from the fuel in the first chamber is The valve body has a larger pressure receiving area than the pressure from the fuel in the first chamber.
第4の手段によると、燃料ポンプの作動時においては、第1弁体と第2弁体は、第1室内に流入した燃料から圧力を受ける。第1弁体は第2弁体よりも第1室内の燃料から圧力を受ける受圧面積が大きいため、第1室内の燃料が第1弁体を押す力は、第1室内の燃料が第2弁体を押す力より常に大きくなる。その差は第1室内の燃料の圧力が大きくなるほど拡大するため、第2付勢部材の付勢力も手伝って、第1弁体と第2弁体は一体的に開弁方向に押される。よって、圧力調整装置内に流入する燃料の圧力に応じて第2弁体を開閉できる。
According to the fourth means, when the fuel pump is in operation, the first valve body and the second valve body receive pressure from the fuel flowing into the first chamber. Since the pressure receiving area of the first valve body that receives pressure from the fuel in the first chamber is larger than that of the second valve body, the force that pushes the fuel in the first chamber against the first valve body is the same as that of the fuel in the first chamber. It is always greater than the pushing force of the body. Since the difference increases as the pressure of the fuel in the first chamber increases, the first valve body and the second valve body are integrally pushed in the valve opening direction with the help of the biasing force of the second biasing member. Therefore, the second valve body can be opened and closed according to the pressure of the fuel flowing into the pressure regulating device.
第5の手段は、第1の手段から第4の手段のいずれか一の燃料供給システムであって、前記燃料供給通路の前記圧力調整装置よりも前記燃料ポンプ側にリリーフ弁が設けられている。 A fifth means is the fuel supply system according to any one of the first to fourth means, wherein a relief valve is provided in the fuel supply passage on the fuel pump side of the pressure regulator. .
第5の手段によると、燃料供給通路の圧力調整装置よりも燃料ポンプ側にリリーフ弁が設けられている。これにより、高い燃圧に上昇した場合にリリーフ弁が開弁し、圧力が解放される。よって、燃料の圧力を配管の耐圧性能から見て過剰圧力にならない範囲に制御できる。 According to the fifth means, the relief valve is provided on the fuel pump side of the pressure regulator of the fuel supply passage. As a result, when the fuel pressure rises to a high level, the relief valve opens to release the pressure. Therefore, the pressure of the fuel can be controlled within a range that does not become an excessive pressure in view of the pressure resistance of the piping.
本明細書に開示の技術によると、圧力調整装置のために燃料供給通路に複雑な分岐通路や逆止弁を設ける必要のない、コンパクトでより搭載設計が容易となる燃料供給システムを提供することができる。 According to the technology disclosed in this specification, there is provided a compact fuel supply system that does not require complicated branch passages or check valves in the fuel supply passage for the pressure adjustment device, and that facilitates mounting design. can be done.
以下、本明細書に開示の技術を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。実施形態にかかる燃料供給システムは、自動車等の車両において、燃料タンク内の燃料を内燃機関であるエンジンに供給するものである。 Hereinafter, embodiments for implementing the technology disclosed in this specification will be described with reference to the drawings. A fuel supply system according to an embodiment supplies fuel in a fuel tank to an engine, which is an internal combustion engine, in a vehicle such as an automobile.
(燃料供給システムの概要)
図1は燃料供給システムの概要を示す構成図である。図1に示すように、燃料供給システム1は、燃料タンク2内の燃料をエンジン3(燃料利用装置)に圧送する燃料ポンプ4と、燃料ポンプ4とエンジン3とを接続する一つの燃料供給通路5と、燃料供給通路5の途中に設けられた圧力調整装置6と、燃料供給通路5の圧力調整装置6よりも燃料ポンプ4側に設けられたリリーフ弁7とを備えている。
(Overview of fuel supply system)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a fuel supply system. As shown in FIG. 1, the fuel supply system 1 includes a fuel pump 4 for pumping fuel in a
燃料タンク2内には燃料ポンプ4が設置されている。燃料ポンプ4は、例えばモータ一体型の電動式の燃料ポンプである。燃料ポンプ4は、燃料タンク2内に貯留されている燃料を吸入して加圧しながら、燃料供給通路5を介してエンジン3に供給する。燃料ポンプ4によって送り出される燃料は、電子制御装置(ECU)で燃料ポンプ4の回転速度を制御することにより流量を変えることができる。燃料供給通路5のエンジン3付近には高圧ポンプ11が設置されている。高圧ポンプ11は、燃料供給通路5を流れる燃料の圧力を上昇させて、エンジン3側に排出する。エンジン3のデリバリパイプ12は、燃料供給通路5から供給された燃料を複数のインジェクタ13に分配する。各インジェクタ13は、エンジン3の吸気通路又は燃焼室に燃料を噴射する。
A fuel pump 4 is installed in the
燃料供給通路5の途中には、圧力調整装置6が接続されている。以下の説明では、燃料供給通路5の圧力調整装置6より燃料ポンプ4側を上流側部分5a、エンジン3側を下流側部分5bと呼ぶ。圧力調整装置6は、燃料ポンプ4の作動時において燃料供給通路5を流れる燃料をエンジン3へ供給すると共に、供給される燃料の圧力を所定の圧力に調整する。一方、燃料ポンプ4の停止時(非作動時)において、下流側部分5b内の燃料が上流側部分5aへ流れるのを阻止すると共に、下流側部分5b内の燃料の圧力を所定の圧力に調整する。
A pressure regulating device 6 is connected in the middle of the
燃料供給通路5の上流側部分5aからは、燃料タンク2内に連通する燃料排出通路5cが分岐されている。燃料排出通路5cにはリリーフ弁7が設けられている。リリーフ弁7は、通常時に閉弁しており、上流側部分5a内の燃料の圧力が所定の圧力よりも高くなると開弁し、上流側部分5aを流れる燃料の一部を燃料排出通路5cから燃料タンク2内に排出させる。
A
(圧力調整装置)
図1に示すように、圧力調整装置6は、略円筒状の内部空間を形成するケーシング21を備えている。ケーシング21は、燃料ポンプ4側から燃料が流入する主調圧室22(第1室)と、エンジン3(燃料利用装置)側へ燃料が流出する副調圧室23(第2室)と、主調圧室22から余剰燃料が流出する背圧室24を備えている。主調圧室22には燃料供給通路5の上流側部分5aと接続される燃料入口25が設けられている。副調圧室23には下流側部分5bと接続される供給出口26が設けられている。背圧室24には余剰燃料を燃料タンク2へ還流させる還流出口27が設けられている。
(Pressure regulator)
As shown in FIG. 1, the pressure regulating device 6 has a
ケーシング21内には、主調圧室22と還流出口27との間を連通・遮断する第1弁体31と、主調圧室22と副調圧室23の間を連通・遮断する第2弁体32と、第1弁体31を閉弁方向に付勢する大スプリング33(第1付勢部材)と、第2弁体32を開弁方向に付勢する小スプリング34(第2付勢部材)と、第2弁体32の移動を規制する規制部材35が配置されている。
In the
ケーシング21は、主調圧室22と副調圧室23を形成する第1ケース部材36と、背圧室24を形成する第2ケース部材37と、を結合してなる。両ケース部材36,37の結合部には、径方向外方へ円環状に突出するフランジ部38が形成されている。ケーシング21は金属製である。
The
第1ケース部材36と第2ケース部材37との間には、可撓性を有する円環板状のダイヤフラム39の外周部が挟持されている。ダイヤフラム39により、ケーシング21の内部空間が第1ケース部材36側の主調圧室22と第2ケース部材37側の背圧室24とに区画されている。
Between the
第1ケース部材36は、フランジ部38から軸方向に沿って延出する大径筒部36aと、中径筒部36bと、小径筒部36cと、大径筒部36aと中径筒部36bとを接続する大径段付き部36dと、大径筒部36aと中径筒部36bとを接続する小径段付き部36eと、を有する段付円筒状に形成されている。大径筒部36aには主調圧室22が設けられている。大径段付き部36dには、燃料入口25が形成されている。燃料入口25は燃料供給通路5の上流側部分5aと接続される。小径筒部36cの端部には、供給出口26が形成されている。供給出口26は下流側部分5bと接続される。
The
主調圧室22内にはホルダ40が設けられている。ホルダ40は、軸方向に延びる円筒状の柱状部40aと、柱状部40aの一端部(後述の第2弁体32側)から径方向外方へフランジ状に突出する弁座部40b(第2弁座)と、を有する。柱状部40aの他端部(弁座部40bと反対側)は、第1ケース部材36の中径筒部36bの内部に圧入されている。弁座部40bは、第1ケース部材36の大径筒部36aの内径よりも小さい外径を有する。ホルダ40の内部空間は副調圧室23に区画される。
A
第2ケース部材37は、第1ケース部材36のフランジ部38側の開口部を閉鎖する略円筒状に形成されている。第2ケース部材37は、軸方向においてフランジ部38と対向する位置に還流出口27が形成されている。還流出口27は背圧室24に流出した余剰燃料を燃料タンク2に還流する。
The
ダイヤフラム39の内周部には第1弁体31が設けられている。第1弁体31は、ダイヤフラム39の背圧室24側に配置された円環板状の挟持部材43と結合されている。第1弁体31と挟持部材43とによりダイヤフラム39が挟持されている。第1弁体31は軸方向に貫通する貫通孔31aを有する。貫通孔31aの中央は狭くなっており、背圧室24への燃料の流量を抑制する絞りとなっている。第1弁体31の主調圧室22側の開口端部には、後述する第2弁体32の弁座部32c(第1弁座)に対して着座及び離座可能な弁部31bが形成されている。第1弁体31は、主調圧室22と背圧室24及び還流出口27との間を連通・遮断する構成となっている。
A
ホルダ40の弁座部40bと第1弁体31の間には第2弁体32が配置されている。第2弁体32は、円板状の弁板部32aと、弁板部32aの外周部にホルダ40側に延出して形成された円環状の弁部32bと、弁板部32aの中央部に形成された球状の弁座部32c(第1弁座)と、を有する。弁部32bは、ホルダ40の弁座部40b(第2弁座)に対して着座及び離座可能である。第2弁体32は、主調圧室22と副調圧室23の間を連通・遮断する構成となっている。
A
弁座部40bには、第2弁体32を覆うキャップ状の規制部材35が装着されている。規制部材35の中央部には第1開口孔35aが形成されている。規制部材35の第1開口孔35aから第2弁体32の弁座部32cが露出されている。規制部材35と弁座部40bとにより第2弁体32の軸方向の移動量が所定量に規制される。規制部材35の第1開口孔35aの周囲には、複数個の第2開口孔35bが形成されている。
A cap-shaped restricting
背圧室24内には、コイルスプリングからなる大スプリング33(第1付勢部材)が配置されている。大スプリング33は、第2ケース部材37と挟持部材43との対向面間に介装されている。大スプリング33は、第1弁体31を閉弁方向に付勢する。大スプリング33は、第1弁体31を閉弁状態すなわち弁部31bが第2弁体32の弁座部32cに着座するとともに、第2弁体32の弁部32bがホルダ40の弁座部40bに着座する状態に保持する。
A large spring 33 (first biasing member) made of a coil spring is arranged in the
第2弁体32は、弁座部32cが球面状に形成されることにより調心機能を有している。開弁時に第2弁体32の軸がホルダ40の弁座部40bに対してずれたとしても、第1弁体31の弁部31bの円錐面が第2弁体32の弁座部32cに着座することにより、軸のずれが修正される。
The
第1ケース部材36の大径筒部36a内には、燃料入口25から主調圧室22に流入する燃料をろ過する主フィルタ41が配置されている。第1ケース部材36の中径筒部36b内には、供給出口26から副調圧室23に流入する燃料をろ過する副フィルタ42が配置されている。
A
ホルダ40の副調圧室23内には、コイルスプリングからなる小スプリング34(第2付勢部材)が配置されている。小スプリング34は、副フィルタ42と第2弁体32の弁板部32aとの間に介在されている。小スプリング34は、第2弁体32を開弁方向に付勢しつつ副フィルタ42に押圧している。小スプリング34の付勢力W2は、大スプリング33の付勢力W1よりも小さい。
A small spring 34 (second biasing member) made of a coil spring is arranged in the sub
第1弁体31と第2弁体32は、スプリングと燃料の圧力との力関係にに基づいて所望の開弁圧でもって後述の開閉動作を実現できるよう、適切な受圧面積が設定されている。なお、受圧面積とは、当業者であれば理解できるように、燃料の圧力によって各弁体を開弁方向または閉弁方向(軸方向)に移動させる力に寄与する面積である。ここでは第1弁体31が主調圧室22内の燃料から圧力を受ける受圧面積を「第1受圧面積A1」、第2弁体32が副調圧室23内の燃料から圧力を受ける受圧面積を「第2受圧面積A2」、第2弁体32が主調圧室22内の燃料から圧力を受ける受圧面積を「第3受圧面積A3」と呼ぶ。
Appropriate pressure-receiving areas are set for the
第1受圧面積A1は、第3受圧面積A3より大きい。すなわち第1受圧面積A1と第3受圧面積A3は、主調圧室22内の燃料が第1弁体31を押す力F1の方が第2弁体32を押す力F3よりも大きくなるように設定されている(図1参照)。燃料ポンプ4の作動時には、第1弁体31と第2弁体32は、主調圧室22内に流入した燃料の圧力P1を受ける。このとき第2弁体32が開弁する条件は、小スプリング34の付勢力W2が、主調圧室22の燃料が第2弁体を押す力F3(=P1×A3)と第1弁体が第2弁体を押す力W1-P1×A1との合計を上回ることであり、W2>P1×A3+W1-P1×A1と表される。第1弁体31が開弁する条件は、主調圧室22内の燃料が第1弁体31を押す力F1(=P1×A1)が第1弁体31にかかる大スプリング33の付勢力W1を上回ることであり、P1×A1>W1と表される(図2,3参照)。
The first pressure receiving area A1 is larger than the third pressure receiving area A3. That is, the first pressure-receiving area A1 and the third pressure-receiving area A3 are set so that the force F1 of the fuel in the main
燃料ポンプ4の作動を停止すると、主調圧室22内の燃料の圧力P1が燃料ポンプ4を通して抜けるため、燃料タンク2のタンク内圧(P1=0)まで低下する。これに伴い第1弁体31を押す力F1が低下し、大スプリング33の付勢力W1を下回り、P1×A1<W1の力関係となる。第1弁体31と第2弁体32が閉弁状態であるとき、第2弁体32は副調圧室23内の燃料の圧力P2を受ける。このときは副調圧室23内の燃料が第2弁体32を押す力F2(=P2×A2)と小スプリング34の付勢力W2の合計が大スプリング33の付勢力W1を下回り、P2×A2+W2<W1の力関係となる(図4参照)。
When the operation of the fuel pump 4 is stopped, the pressure P1 of the fuel in the main
燃料ポンプ4の停止後、エンジン3や高圧ポンプ11からの受熱による燃料の温度上昇により燃料供給通路5の下流側部分5b及び副調圧室23の燃料の圧力(残圧)P2が高くなる場合がある。この状態で第2弁体32が開弁する条件は、副調圧室23内の燃料が第2弁体32を押す力F2と小スプリング34の付勢力W2の合計が大スプリング33の付勢力W1を上回ることであり、P2×A2+W2>W1と表される(図5参照)。
When the fuel pressure (residual pressure) P2 in the
圧力調整装置6の下流側に残圧P2が保持された状態で燃料ポンプ4を再び作動(エンジン3を高温で再始動)するときは、残圧が解放されている場合よりも燃料ポンプ4を高い回転速度で作動させる。これにより、開弁直後に圧力調整装置6内を通過する燃料の流量が多くなり、下流側に保持されていた高い残圧を維持したまま燃料を供給することができる。このように残圧P2が保持された状態で第2弁体が開弁する条件は、前述した燃料ポンプ4の作動時における条件式に、副調圧室23内の燃料が第2弁体32を押す力F2(=P2×A2)を加えた条件式であり、P1×A1+P2×A2+W2>W1+P1×A3と表される(図6参照)。第2弁体が開弁すると副調圧室23内の燃料の圧力P2はすぐに主調圧室22内の燃料の圧力P1と同じになるため、第1弁体が開弁する条件は前述の通常のエンジン始動時と同じ式P1×A1>W1で表される。
When operating the fuel pump 4 again (restarting the engine 3 at a high temperature) while the residual pressure P2 is maintained on the downstream side of the pressure regulating device 6, the fuel pump 4 is operated more than when the residual pressure is released. Operate at high rotational speeds. As a result, the flow rate of fuel passing through the pressure regulating device 6 increases immediately after the valve is opened, and the fuel can be supplied while maintaining the high residual pressure held downstream. The condition for the second valve body to open while the residual pressure P2 is maintained is that the fuel in the auxiliary
(燃料供給システム1及び圧力調整装置6の作用)
燃料供給システム1では、燃料供給通路5を通じてエンジン3に燃料が供給されるとともに、燃料供給通路5上の圧力調整装置6により燃料の圧力が調整される。圧力調整装置6は、通常時は、図1に示すように、大スプリング33により、第1弁体31の弁部31bが第2弁体32の弁座部32cに着座すると共に、第2弁体32の弁部32bがホルダ40の弁座部40bに着座する状態に保持されている。この状態すなわち第1弁体31及び第2弁体32が共に閉弁した状態を「第1状態」という。
(Actions of fuel supply system 1 and pressure regulator 6)
In the fuel supply system 1 , fuel is supplied to the engine 3 through the
(燃料ポンプ4の作動時)
圧力調整装置6の第1状態(図1参照)において、燃料ポンプ4の作動により燃料供給通路5の上流側部分5aに送出された燃料は、圧力調整装置6の燃料入口25を通じて主調圧室22に流入する。
(When fuel pump 4 is operating)
In the first state (see FIG. 1) of the pressure regulating device 6, the fuel delivered to the
主調圧室22の燃料の圧力P1が上昇して、主調圧室22内の燃料が第1弁体31を押す力F1が大スプリング33の付勢力W1を上回ると、第1弁体31が背圧室24側すなわち開弁方向に押圧される。これにともない、小スプリング34の付勢力W2によって第2弁体32が第1弁体31と共に背圧室24側すなわち開弁方向に移動する。これにより、第2弁体32の弁部32bがホルダ40の弁座部40bから離座し、弁板部32aが規制部材35に当接する(図2参照)。この状態すなわち第1弁体31が閉弁したまま第2弁体32が開弁する状態を「第2状態」という。第2状態では、主調圧室22と副調圧室23とが規制部材35の第1開口孔35aと第2開口孔35bを介して連通する。主調圧室22内の燃料は副調圧室23に流入し、供給出口26、燃料供給通路5の下流側部分5bを通じてエンジン3に供給される。
When the pressure P1 of the fuel in the main
さらに、大スプリング33の付勢に抗して、第1弁体31が背圧室24側に向かって押圧されると第1弁体31の弁部31bが第2弁体32の弁座部32cから離座する(図3参照)。この状態すなわち第1弁体31及び第2弁体32が共に開弁する状態を「第3状態」という。第3状態では、主調圧室22の燃料の一部が、余剰燃料として第1弁体31の貫通孔31aを通じて背圧室24に流出し、還流出口27から排出される。
Furthermore, when the
燃料ポンプ4が低圧運転の状態、すなわち圧力調整装置6内の燃料の通過流量Vが図7に示すVaからVbの範囲であるときは、第1弁体31の貫通孔31aの絞りによって通過流量Vが抑制されることなく、圧力調整される。 When the fuel pump 4 is in a low pressure operation state, that is, when the flow rate V of the fuel in the pressure regulator 6 is in the range of Va to Vb shown in FIG. The pressure is regulated without V being suppressed.
主調圧室22内の燃料の圧力P1が低下すると、主調圧室22内の燃料が第1弁体31を押す力F1が低下し、大スプリング33の付勢により第1弁体31は閉弁方向に移動する。圧力P1が大スプリング33の付勢力W1を下回ると、第1弁体31の弁部31bが第2弁体32の弁座部32cに着座し、第2状態となる(図2参照)。
When the pressure P1 of the fuel in the main
(燃料ポンプ4の停止時)
燃料ポンプ4を停止すると、主調圧室22内の燃料の圧力P1が低下するため、第1弁体31は上述の通り大スプリング33の付勢により閉弁する。また副調圧室23内の燃料の圧力P1も低下するため、副調圧室23内の燃料が第2弁体32を押す力F2が低下し、大スプリング33の付勢により第2弁体32は閉弁方向に移動する。最終的には第2弁体32の弁部32bがホルダ40の弁座部40bに着座し、第1状態となる(図4参照)。一方で、主調圧室22内の燃料の圧力は燃料ポンプ4を通して抜け、タンク内圧まで低下する。
(When fuel pump 4 is stopped)
When the fuel pump 4 is stopped, the pressure P1 of the fuel in the main
燃料ポンプ4の停止時には、上述のように圧力調整装置6の両弁体31,32が閉弁するだけでなく、各インジェクタ13も閉弁するため、燃料供給通路5の下流側部分5bにおいて燃料の残圧P2が保持される。この状態において、例えば、エンジン3や高圧ポンプ11が発する熱の影響によって、下流側部分5b内の燃料の圧力が再び高くなる場合がある。下流側部分5b内の燃料の圧力が高くなるにともない、副調圧室23の燃料の圧力P2も高くなる。
When the fuel pump 4 is stopped, not only the
副調圧室23の燃料の圧力P2が上昇し、副調圧室23の燃料が第2弁体32を押す力F2と小スプリング34の付勢力W2の合計が大スプリング33の付勢力W1を上回ると、大スプリング33の付勢に抗して、第2弁体32の弁部32bがホルダ40の弁座部40bから離座し、第2状態となる(図5参照)。この状態では、副調圧室23の燃料が、余剰燃料として規制部材35の第2開口孔35bを介して主調圧室22に流出した後、燃料入口25から燃料供給通路5の上流側部分5aへ排出される。その燃料は、停止している燃料ポンプ4を逆流して燃料タンク2内へ排出される。
The fuel pressure P2 in the sub
副調圧室23の燃料の圧力P2が低下し、副調圧室23の燃料が第2弁体32を押す力F2と小スプリング34の付勢力W2の合計が大スプリング33の付勢力W1を下回ると、大スプリング33の付勢によって、第2弁体32の弁部32bがホルダ40の弁座部40bに着座し、第1状態となる(図4参照)。
The pressure P2 of the fuel in the sub
(燃料ポンプ4の再作動時)
圧力調整装置6の下流側に残圧が保持された状態でエンジン3を再始動する場合、燃料ポンプ4を通常の始動よりも高い回転速度で作動させる(図6参照)。これにより、開弁後に圧力調整装置6内を通過する燃料の流量が多くなり、圧力が高い状態で燃料を供給することができる。主調圧室22内の燃料が第1弁体31を押す力F1が大スプリング33の付勢力W1を上回ると、第1弁体31は大スプリング33の付勢に抗して背圧室24側すなわち開弁方向に向かって押圧される。第2弁体32は、副調圧室23内に保持された燃料の残圧P2を受けており、第1弁体31が開弁方向に押圧されるにともない、この残圧P2によるF2及び小スプリング34の付勢力W2によって、開弁方向に移動する。これにより、第1弁体31と第2弁体32は第2状態になり、主調圧室22と副調圧室23が連通する。さらに第1弁体31が開弁方向に向かって押圧されると、第3状態になる。
(When reactivating the fuel pump 4)
When the engine 3 is restarted with residual pressure maintained downstream of the pressure regulating device 6, the fuel pump 4 is operated at a higher rotation speed than during normal startup (see FIG. 6). As a result, the flow rate of fuel passing through the pressure regulating device 6 increases after the valve is opened, and the fuel can be supplied in a high pressure state. When the force F1 of the fuel in the main
燃料ポンプ4から圧力調整装置6へ送られる燃料の通過流量Vが多くなると、余剰燃料が第1弁体31の貫通孔31aを介して背圧室24に流出する(図3参照)。通過流量Vが図7に示すVbを超えて増加すると第1弁体31の貫通孔31aの絞りにより背圧室24への流量が抑制される。さらに通過流量Vが増加してVcに達し、背圧室24へ流出する燃料の圧力が所定の圧力まで上昇すると、リリーフ弁7が開弁する。燃料供給通路5の上流側部分5aの燃料は、燃料排出通路5cから燃料タンク2内へ排出される。これにより、燃料の圧力が過剰圧力にならないよう制御される。
When the flow rate V of the fuel sent from the fuel pump 4 to the pressure regulating device 6 increases, surplus fuel flows out to the
(実施形態による利点)
上記実施形態に係る燃料供給システム1は、一つの燃料供給通路5上に圧力調整装置6が配置されている。圧力調整装置6には第1弁体31と第2弁体32が備えられている。第1弁体31は大スプリング33(第1付勢部材)によって閉弁方向に付勢され、第2弁体32は小スプリング34(第2付勢部材)により開弁方向に付勢される。第1弁体31と第2弁体32が閉弁状態であるときは、大スプリング33が第1弁体31を介して第2弁体32をホルダ40の弁座部40b(第2弁座)に着座した状態に保持する。
(Advantages of Embodiment)
In the fuel supply system 1 according to the above embodiment, a pressure regulator 6 is arranged on one
この構成により、燃料ポンプ4が作動して燃料が主調圧室22(第1室)に流入し、主調圧室22内の燃料の圧力が所定の圧力より高くなると、主調圧室22内の燃料の圧力、大スプリング33と小スプリング34の付勢力の関係によって、第1弁体31と第2弁体32が一体となって第1弁体31側に移動する。これにより、第2弁体32はホルダ40の弁座部40bから離れて開弁状態になり主調圧室22と副調圧室23(第2室)とを通る燃料供給通路5が連通する。主調圧室22から副調圧室23に流入した燃料は供給出口26からエンジン3(燃料利用装置)に供給される。このように圧力調整装置6は燃料供給通路5の一部として機能するとともに、従来必須であった逆止弁の機能をも内包する。そのため、燃料供給システム1は燃料供給通路5に複雑な分岐通路や逆止弁を必ずしも設ける必要がなく、コンパクトでより搭載設計が容易となる。
With this configuration, when the fuel pump 4 operates and fuel flows into the main pressure regulating chamber 22 (first chamber), and the pressure of the fuel in the main
圧力調整装置6は、第2弁体32の第1弁体31側への移動が規制部材35により規制される。そのため、主調圧室22内の燃圧が所定の圧力よりさらに高くなると、第1弁体31は第2弁体32の弁座部32c(第1弁座)から離れて還流出口27側に移動する。これにより、第1弁体31は開弁状態になり主調圧室22と還流出口27との間が連通する。主調圧室22内の余剰燃料は、第1弁体31の貫通孔31aを通り還流出口27から燃料タンクへ還流する。
In the pressure regulating device 6 , movement of the
燃料ポンプ4が停止することにより、主調圧室22への燃料の流入が停止して主調圧室22内の燃料の圧力P1が低下する。主調圧室22内の燃料の圧力P1が所定の圧力より低くなると、第1弁体31と第2弁体32は大スプリング33に押圧されて閉弁状態になる。これにより、圧力調整装置6は逆止弁のようにエンジン3側から燃料供給通路5の上流側部分5aへの流入を防止する。よって、燃料供給通路5は副調圧室23からエンジン3側において閉じられた状態となり、エンジン3内の燃圧を所定の圧力で保持できる。
By stopping the fuel pump 4, the inflow of fuel into the main
燃料ポンプ4の作動時においては、第1弁体31と第2弁体32は、主調圧室22内に流入した燃料から圧力を受ける。第1弁体31が主調圧室22内の燃料から圧力を受ける第1受圧面積A1は、第2弁体32が主調圧室22内の燃料から圧力を受ける第3受圧面積A3よりも大きい。そのため、主調圧室22内の燃料が第1弁体31を押す力F1は、主調圧室22内の燃料が第2弁体32を押す力F3より常に大きくなる。その差F1-F3は主調圧室22内の燃料の圧力が大きくなるほど拡大するため、小スプリング34の付勢力W2も手伝って、第1弁体31と第2弁体32は一体的に開弁方向に押される。よって、圧力調整装置6内に流入する燃料の圧力に応じて第2弁体32を開閉できる。
During operation of the fuel pump 4 , the
燃料供給通路5の圧力調整装置6よりも燃料ポンプ4側にリリーフ弁7が設けられている。これにより、高い燃圧に上昇した場合にリリーフ弁7が開弁し、圧力が解放される。よって、燃料の圧力を配管の耐圧性能から見て過剰圧力にならない範囲に制御できる。
A relief valve 7 is provided on the fuel pump 4 side of the
燃料供給システム1は、燃料タンク2内の燃料をエンジン3へ供給する燃料供給通路5の途中に圧力調整装置6が設けられている。圧力調整装置6は燃料ポンプ4の作動時に燃料供給通路として機能し、燃料ポンプ4の停止時に燃料ポンプ4側への逆流を防止する逆止弁として機能する。これにより、圧力調整装置6内でのみ燃料供給通路5の下流側部分5bの残圧を保持するための油密を確保すればよく、圧力調整装置とは別に逆止弁を設けた場合のように、圧力調整装置内と逆止弁の2箇所においてそれぞれ油密を確保する必要がない。そのため、油密特性の向上を図ることができる。
The fuel supply system 1 is provided with a pressure regulating device 6 in the middle of a
燃料供給通路5のエンジン3付近には、高圧ポンプ11が設けられている。高圧ポンプ11により燃料供給通路5内の燃料の圧力の低下を抑制し、燃料の気化を防ぐことができる。
A high-
第2弁体32は、弁座部32cが球面状に形成されることにより調心機能を有している。開弁時に第2弁体32の軸がホルダ40の弁座部40bに対してずれたとしても、第1弁体31の弁部31bの円錐面が第2弁体32の弁座部32cに着座することにより、軸のずれが修正される。第2弁体32が調心されることにより、第2弁体32とホルダ40の弁座部40bのシール性が向上する。
The
[他の実施形態]
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。また、実施形態で説明した外観、構成に限定されず、要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
[Other embodiments]
The technology disclosed in this specification is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various other forms. Further, the appearance and configuration are not limited to those described in the embodiments, and various modifications, additions, and deletions are possible without changing the gist of the invention.
1 燃料供給システム
2 燃料タンク
3 エンジン(燃料利用装置)
4 燃料ポンプ
5 燃料供給通路
6 圧力調整装置
7 リリーフ弁
22 主調圧室(第1室)
23 副調圧室(第2室)
24 背圧室
25 燃料入口
26 供給出口
27 還流出口
31 第1弁体
31a 貫通孔
32 第2弁体
32c 弁座部(第1弁座)
33 大スプリング(第1付勢部材)
34 小スプリング(第2付勢部材)
35 規制部材
40 ホルダ
40b 弁座部(第2弁座)
A1 第1受圧面積(第1弁体が第1室内の燃料から圧力を受ける受圧面積)
A2 第2受圧面積(第2弁体が第2室内の燃料から圧力を受ける受圧面積)
A3 第3受圧面積(第2弁体が第1室内の燃料から圧力を受ける受圧面積)
P1 主調圧室(第1室)内の燃料の圧力
P2 副調圧室(第2室)内の燃料の圧力
1
4
23 Auxiliary pressure regulating chamber (second chamber)
24
33 large spring (first biasing member)
34 small spring (second biasing member)
35 regulating
A1 First pressure-receiving area (pressure-receiving area where the first valve body receives pressure from the fuel in the first chamber)
A2 Second pressure receiving area (pressure receiving area where the second valve element receives pressure from the fuel in the second chamber)
A3 Third pressure receiving area (pressure receiving area where the second valve element receives pressure from the fuel in the first chamber)
P1 Fuel pressure in main pressure regulating chamber (first chamber) P2 Fuel pressure in sub pressure regulating chamber (second chamber)
Claims (5)
前記燃料タンク内の燃料を前記燃料利用装置に圧送する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプと前記燃料利用装置とを接続する一つの燃料供給通路と、
前記燃料供給通路の途中に設けられた圧力調整装置が備えられており、
前記圧力調整装置は、
前記燃料ポンプ側から燃料が流入する第1室と、
前記燃料利用装置側へ燃料が流出する第2室と、
前記燃料タンクに余剰燃料を還流するための還流出口と、
貫通孔を有し、前記第1室と前記還流出口との間を連通・遮断する第1弁体と、
前記第1弁体が着座する第1弁座を有し、前記第1室と前記第2室の間を連通・遮断する第2弁体と、
前記第2弁体が着座する第2弁座と、
前記第1弁体を閉弁方向に付勢し、前記第1弁体と前記第2弁体が閉弁状態であるときに前記第1弁体を介して前記第2弁体を前記第2弁座に着座した状態に保持する第1付勢部材と、
前記第2弁体を開弁方向に付勢する第2付勢部材と、を備え、
前記燃料ポンプの作動時には、前記第1室内の燃料の圧力が高まることにより前記第1弁体と前記第2弁体が一体となって開弁方向に移動し、前記第2弁体が前記第2弁座から離れて開弁し、前記第1室と前記第2室とを通る前記燃料供給通路が連通し、燃料が前記燃料利用装置に供給される、燃料供給システム。 In a fuel supply system that supplies fuel from a fuel tank to a fuel utilization device,
a fuel pump for pumping the fuel in the fuel tank to the fuel utilization device;
one fuel supply passage connecting the fuel pump and the fuel utilization device;
A pressure regulating device provided in the middle of the fuel supply passage is provided,
The pressure regulator is
a first chamber into which fuel flows from the fuel pump side;
a second chamber from which the fuel flows out to the side of the fuel utilization device;
a recirculation outlet for recirculating surplus fuel to the fuel tank;
a first valve body having a through-hole and connecting/blocking communication between the first chamber and the recirculation outlet;
a second valve body having a first valve seat on which the first valve body is seated, and for communicating and blocking communication between the first chamber and the second chamber;
a second valve seat on which the second valve body is seated;
The first valve body is biased in the valve closing direction, and when the first valve body and the second valve body are in the closed state, the second valve body is moved to the second valve body through the first valve body. a first biasing member that holds the valve seat in a seated state;
a second biasing member that biases the second valve body in the valve opening direction;
When the fuel pump is operated, the pressure of the fuel in the first chamber increases, so that the first valve body and the second valve body move together in the valve opening direction, and the second valve body moves in the valve opening direction. 2. A fuel supply system in which the valve opens away from the valve seat, the fuel supply passage passing through the first chamber and the second chamber communicates, and fuel is supplied to the fuel utilization device.
前記圧力調整装置は、
前記第2弁体が前記第1弁体側への移動を規制する規制部材を備えており、
前記第1室内の燃料の圧力がさらに高まると、前記第1弁体がさらに開弁方向に移動する一方で前記第2弁体の移動が前記規制部材によって規制されることにより、前記第1弁体が前記第1弁座から離れて開弁し、余剰燃料が前記貫通孔と前記還流出口とを通して前記燃料タンクに還流する、燃料供給システム。 The fuel supply system according to claim 1,
The pressure regulator is
The second valve body includes a restricting member that restricts movement toward the first valve body,
When the pressure of the fuel in the first chamber further increases, the first valve body moves further in the valve-opening direction, while the movement of the second valve body is restricted by the restricting member. A fuel supply system in which a body moves away from the first valve seat to open the valve, and surplus fuel is returned to the fuel tank through the through hole and the return outlet.
前記燃料ポンプが停止したときは前記第1弁体及び前記第2弁体が前記第1付勢部材の付勢によって閉弁し、前記燃料供給通路の前記第2室から前記燃料利用装置側における燃料の圧力が所定の範囲内で保持される、燃料供給システム。 The fuel supply system according to claim 1 or 2,
When the fuel pump is stopped, the first valve body and the second valve body are urged by the first urging member to close the valve, and the flow from the second chamber of the fuel supply passage to the fuel utilization device side is controlled. A fuel delivery system in which the pressure of the fuel is maintained within a predetermined range.
前記第1弁体が前記第1室内の燃料から圧力を受ける受圧面積は、前記第2弁体が前記第1室内の燃料から圧力を受ける受圧面積よりも大きい、燃料供給システム。 The fuel supply system according to any one of claims 1 to 3,
A fuel supply system, wherein a pressure receiving area of the first valve body that receives pressure from the fuel in the first chamber is larger than a pressure receiving area of the second valve body that receives pressure from the fuel in the first chamber.
前記燃料供給通路の前記圧力調整装置よりも前記燃料ポンプ側にリリーフ弁が設けられている、燃料供給システム。 The fuel supply system according to any one of claims 1 to 4,
A fuel supply system, wherein a relief valve is provided on the fuel pump side of the fuel supply passage relative to the pressure regulator.
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