JP2985471B2 - 燃料圧力調整装置 - Google Patents

燃料圧力調整装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用燃料噴射装
置に用いられる燃料圧力調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関用燃料噴射装置で
は、燃料噴射弁にかかる燃料圧力を一定に調整するため
の燃料圧力調整装置を備える。この燃料圧力調整装置
は、図8に示すように、ダイアフラム100によって区
画された空気室101と燃料室102とを備え、燃料室
102の燃料圧力(燃料噴射弁にかかる燃料圧力)が空
気室101に作用するマニホールド負圧に対して所定気
圧(例えば2.5気圧)高くなるように調整する。従っ
て、燃料圧力とマニホールド負圧との差圧が所定気圧以
上になると、ダイアフラム100が押し上げられて、ダ
イアフラム100と連動する可動弁103がリフトし、
可動弁103と弁座104とで形成する絞り部(可動弁
103と弁座104との隙間)の開度が大きくなって余
分な燃料を燃料タンク(図示しない)へ戻すことによ
り、燃料圧力を一定に保つ。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の燃料
圧力調整装置では、燃料室内の燃料が絞り部を通過する
際に、高圧側(燃料噴射弁にかかる燃料圧力)から大気
圧側に開放されることで急激に圧力が低下するため、絞
り部(図中A点)にて負圧(アンダーシュート)が発生
し易くなる。そして、このアンダーシュートの発生に伴
って生じるキャビテーションおよび脱気により、エバポ
ガス(車両の燃料タンクやキャブレタ等の燃料系から大
気中へ放出される燃料蒸発ガス)が発生し易くなるとい
う課題を有していた。このエバポガスは、大気汚染の要
因となることから、現在、米国ではエバポガスの排出を
規制するエバポエミッション規制が施行されており、今
後更に規制強化されることになっている。本発明は、上
記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エバポ
ガスの発生を低減させることのできる燃料圧力調整装置
を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、エバポガス発生の要因となるアンダーシ
ュートの発生部位に着目し、そのアンダーシュートを発
生させる流路形状の解明を行なった。まず、アンダーシ
ュートの発生部位は、図9に示すように、可動弁103
と弁座104の角部および絞り部の中央部等に見られ、
絞り部を通過する燃料の流線を調べると、図10に示す
ように、渦を生じている部分と重なることが判った。な
お、図9および図10は、図8に示した燃料圧力調整装
置において、絞り部を形成する可動弁103と弁座10
4および弁座保持部材105の一部を示す拡大図であ
る。そこで、アンダーシュートの発生を低減するため
に、絞り部を通過する燃料の流れの乱れを無くす(渦の
発生を少なくする等)ことを考え、弁座104に形成さ
れた燃料通路104aの形状、あるいは弁座104と弁
座保持部材105との関係を解析した。
【0005】その結果、本発明は、ハウジング内部を空
気室と燃料室とに区画するダイアフラムと、前記空気室
に配されて、前記燃料室の燃料圧力に対抗して前記ダイ
アフラムを前記燃料室側へ押圧するスプリングと、前記
燃料室内で前記ダイアフラムの変動に応じて変位する可
動弁と、前記燃料室の燃料流出路に連なる燃料通路を有
し、この燃料通路の開口端が前記可動弁と対向するよう
に、前記燃料室内で弁座保持部材により外周を保持され
た弁座とを備えた燃料圧力調整装置において、前記燃料
通路は、前記可動弁側から前記燃料流出路側へ向かって
断面積が漸増する形状に設けられ、前記弁座保持部材
は、前記可動弁に面する端面が前記弁座の前記可動弁側
端面と同一平面となるように設けられ、且つ前記可動弁
に面する前記端面から外周側面に至る肩部が滑らかな曲
面で構成されたことを技術的手段とする。
【0006】
【作用】上記構成より成る本発明の燃料圧力調整装置
は、可動弁と弁座との間に形成される絞り部を燃料が通
過する際に、弁座保持部材の肩部が滑らかな曲面で構成
され、且つ弁座保持部材の端面が弁座の端面と同一平面
に設けられていることから、流線(燃料の流れ)の乱れ
が少なくなる。また、絞り部を通過した燃料は、弁座の
燃料通路を通って燃料流出路へ導かれるが、弁座の燃料
通路を断面積が漸増する形状としたことにより、絞り部
から燃料通路にかけて渦の発生部位を減少させることが
できる。
【0007】
【実施例】次に、本発明の燃料圧力調整装置の一実施例
を、図1ないし図5を基に説明する。図1は燃料圧力調
整装置の断面図である。この燃料圧力調整装置1は、ダ
イアフラム2によって内部が空気室3と燃料室4とに区
画されたハウジング5を備える、このハウジング5は、
空気室3側を形成するハウジング5aと燃料室4側を形
成するハウジング5bより成り、ダイアフラム2の端部
を挟持して、両ハウジング5a、5bがかしめにより固
定されている。空気室3側のハウジング5a側面には、
図示しない吸気管に連通されるパイプ6が接続され、こ
のパイプ6を介して、スロットル弁下流側の圧力が空気
室3に導入される。燃料室4側のハウジング5b側面に
は、燃料噴射弁(図示しない)が接続されたデリバリパ
イプ(図示しない)に連通される燃料流入管7が溶接固
定され、この燃料流入管7を介して、デリバリパイプを
通過した燃料が燃料室4に送り込まれる。またハウジン
グ5bの底面には、下述する弁座保持部材8に支持され
た燃料流出管9(燃料流出路)が設けられており、この
燃料流出管9を介して、燃料室4内の燃料が燃料タンク
(図示しない)に戻される。
【0008】空気室3には、受け皿10を介してダイア
フラム2を燃料室4側へ押圧するスプリング11が配さ
れている。受け皿10は、ダイアフラム2の中央部を貫
通して燃料室4側から空気室3側へ至る弁保持部材12
にかしめ固定され、その弁保持部材12との間にダイア
フラム2を固定する。燃料室4には、弁保持部材12を
介して、ダイアフラム2の変動が伝達される可動弁13
と、この可動弁13との間で絞り部を形成する弁座14
が設けられている。可動弁13は、その上面にボール1
5が固定されており、このボール15が、弁保持部材1
2に取り付けられた保持板16に保持されることによ
り、弁保持部材12に保持されている。弁座14は、燃
料流出管9に連なる燃料通路14aを有し、この燃料通
路14aの開口端が可動弁13と対向するように、筒状
を成す弁座保持部材8の端部に圧入固定されている。弁
座14に設けられた燃料通路14aは、入口側(可動弁
13側)から出口側(燃料流出管9側)へ向かって断面
積が漸増する形状(例えばディフューザ形状)に設けら
れている。弁座保持部材8は、燃料流出路の一部を成す
もので、ハウジング5bの底面に圧入固定され、その出
口側に上記の燃料流出管9が溶接により固定されてい
る。この弁座保持部材8は、可動弁13に面する端面
が、弁座14の入口側端面と同一平面(面一)となるよ
うに設けられている。また、可動弁13に面する端面か
ら外周側面に至る肩部が滑らかな曲面で構成されてい
る。
【0009】次に、本実施例の作動を説明する。この燃
料圧力調整装置1は、燃料室4内に流入する燃料、つま
り燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、空気室3に導
入されるマニホルド負圧(スロットル弁下流側の圧力)
とダイアフラム2の受圧面積に対するスプリング11の
セット荷重とによって設定される設定圧力に調圧するも
ので、例えば、燃料室4内の燃料圧力(燃料噴射弁に供
給される燃料の圧力)がマニホールド負圧より2.5気
圧高くなるように調整している。従って、燃料室4の燃
料圧力と空気室3のマニホールド負圧が2.5気圧以上
になると、ダイアフラム2が空気室3側へ押し上げられ
て、可動弁13がリフトする(図示上方へ変位)ことで
絞り部の開度が大きくなる。この結果、余分な燃料が燃
料流出管9を介して燃料タンクへ戻されることにより、
燃料室4内の燃料圧力が一定に保たれる。
【0010】この燃料圧力調整装置1では、弁座保持部
材8の肩部が滑らかな曲面で構成され、且つ可動弁13
に面する弁座保持部材8の端面が、弁座14の入口側端
面と同一平面に設けられている。このため、絞り部を通
過する燃料の流れに対する抵抗が少なくなり、燃料の流
れの乱れが少なくなる。また、弁座保持部材8の肩部を
滑らかな曲面で構成し、弁座保持部材8と弁座14の端
面を同一平面としたことと共に、弁座14の燃料通路1
4aを入口側から出口側へ向かって次第に拡がるように
形成したことで、燃料の流れが滑らか(層流)になり、
絞り部から燃料通路14aにかけて渦が発生しにくくな
る。その結果、図2および図3に示すように、アンダー
シュート量の低減を実現することができた。なお、図2
は本実施例品と従来品とのアンダーシュート量を比較し
たグラフで、図3はアンダーシュートの発生を示す燃料
圧力のグラフである。このアンダーシュート量が低減す
ることで、キャビテーションや脱気の発生が減少するこ
とから、キャビテーションや脱気に伴って発生するエバ
ポガスを低減させることができる。
【0011】実際に、エバポガスの発生量を測定した結
果、図4に示すように、従来の燃料圧力調整装置と比較
して、約半分の量まで低減することができた。なお、エ
バポガスの発生量は、図5に示す測定装置Bを使用して
測定したものである。この測定装置Bは、燃料ポンプ1
7によって燃料タンク18より汲み上げた燃料を燃料圧
力調整装置1へ送り込み、その燃料圧力調整装置1から
燃料タンク18へ戻される燃料中に含まれるエバポガス
を測定するもので、燃料流量を測定する流量計19、燃
料圧力調整装置1に送り込まれる燃料圧力、燃料圧力調
整装置1内で絞り部で減圧された後(燃料通路14a
内)の燃料圧力、燃料圧力調整装置1より流出する燃料
圧力を計る各燃圧計20、21、22、燃料圧力調整装
置1に送り込まれる燃料の温度を計る燃温計23、およ
びエバポガスを貯留する貯留容器24を備え、実際の車
両に適用して測定した。
【0012】本発明の第2実施例を図6に示す。本実施
例では、弁座14の燃料通路14aが、入口側で滑らか
な絞り形状を成すように設けられている。つまり、燃料
通路14aの形状は、図3に示すように、入口側の開口
端面積が大きく設けられ、一旦絞り部分で断面積が減少
した後、出口側に向かって徐々に断面積が大きくなるよ
うに設けられている。
【0013】本発明の第3実施例を図7に示す。本実施
例では、弁座14の燃料通路14aを第2実施例で示し
たものと同一形状とし、さらに可動弁13の中央部に、
燃料通路14aの入口側開口部へ突き出る円錐状の突起
25を設けたものである。この突起25に沿って燃料が
流れることで、絞り部を通過して燃料通路14aへ流入
する燃料の流れをよりスムースにすることが可能であ
る。
【0014】
【発明の効果】本発明の燃料圧力調整装置は、アンダー
シュートに伴うキャビテーションや脱気の発生を減少さ
せることができ、その結果、エバポガス発生の低減を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料圧力調整装置の断面図である。
【図2】アンダーシュート量を比較したグラフである。
【図3】アンダーシュートの発生を示す燃料圧力のグラ
フである。
【図4】エバポガスの発生量を比較したグラフである。
【図5】エバポガスの発生量を測定する測定装置の全体
図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す要部断面図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す要部断面図である。
【図8】従来の燃料圧力調整装置の断面図である。
【図9】アンダーシュートの発生部位を示す要部断面図
である。
【図10】絞り部を通過する燃料の流線を示す要部断面
図である。
【符号の説明】
1 燃料圧力調整装置 2 ダイアフラム 3 空気室 4 燃料室 5 ハウジング 8 弁座保持部材 9 燃料流出管(燃料流出路) 11 スプリング 13 可動弁 14a燃料通路 14 弁座
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋葉 貴 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−78166(JP,A) 実開 昭63−141873(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 39/00 - 71/04 F02M 37/00 F16K 17/00 - 17/168

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジング内部を空気室と燃料室とに区画
    するダイアフラムと、 前記空気室に配されて、前記燃料室の燃料圧力に対抗し
    て前記ダイアフラムを前記燃料室側へ押圧するスプリン
    グと、 前記燃料室内で前記ダイアフラムの変動に応じて変位す
    る可動弁と、 前記燃料室の燃料流出路に連なる燃料通路を有し、この
    燃料通路の開口端が前記可動弁と対向するように、前記
    燃料室内で弁座保持部材により外周を保持された弁座と
    を備えた燃料圧力調整装置において、 前記燃料通路は、前記可動弁側から前記燃料流出路側へ
    向かって断面積が漸増する形状に設けられ、 前記弁座保持部材は、前記可動弁に面する端面が前記弁
    座の前記可動弁側端面と同一平面となるように設けら
    れ、且つ前記可動弁に面する前記端面から外周側面に至
    る肩部が滑らかな曲面で構成されたことを特徴とする燃
    料圧力調整装置。
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