JP3303484B2

JP3303484B2 - 蓄圧式燃料噴射装置

Info

Publication number: JP3303484B2
Application number: JP31522693A
Authority: JP
Inventors: 哲志夏目
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH07167003A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄圧室に蓄えた高圧燃
料を複数のインジェクタから噴射するようにした内燃機
関の燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多気筒内燃機関の複数の気筒に対応して
設けられる複数のインジェクタに高圧燃料を供給する手
段として、蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を各インジェク
タに供給するいわゆるコモンレール式燃料噴射装置が知
られている。このものでは、コモンレール式蓄圧容器か
らインジェクタまでを噴射鋼管等のパイプにより高圧燃
料を圧送するようにしている。

【０００３】特開昭５９−１６５８５８号公報に示され
る蓄圧式燃料噴射装置は、高圧ポンプと蓄圧室間ならび
に蓄圧室とインジェクタ間を高圧配管で接続している。
このような蓄圧式燃料噴射装置は、例えば図１７に示す
ものでは、エンジン１のピストン１５、コネクティング
ロッド１７、クランクシャフト１８、タイミングベルト
１９を経由してエンジン駆動力が伝達されることによっ
て作動する高圧ポンプ７から供給配管５を通して高圧燃
料が棒状またはブロック状の蓄圧容器３０に供給され、
この蓄圧容器３０から供給配管３５を経由してインジェ
クタ２に高圧燃料が供給される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のコモ
ンレール式蓄圧式燃料噴射装置によると、蓄圧容器は、
棒状あるいはブロック状であり、この蓄圧容器の燃料入
口側の供給配管と出口側の供給配管は、それぞれこの蓄
圧容器から高圧ポンプまでの距離ならびに蓄圧容器から
インジェクタまでの距離が遠距離にあるためエンジンの
外形に応じて供給配管を曲げ成形されたものが高圧配管
として使用されている。例えば図１７に示すように、こ
のような高圧燃料を供給する供給配管５、３５は曲げ成
形されて形成されることから、供給配管５、３５は複雑
な形状となり、しかも各気筒ごとに蓄圧容器からインジ
ェクタまでの供給配管３５の形状が異なり、各気筒ごと
の供給配管３５の曲げ作業が必要となるので配管の取り
付け作業が煩雑になるという問題がある。また曲げ成形
された供給配管３５は曲げ部分の強度が低下するため、
エンジン振動、内圧疲労などによって配管が破損しやす
いという問題がある。

【０００５】さらに、従来のコモンレール式燃料噴射装
置によると、高圧ポンプからの吐出、インジェクタから
の噴射等によりコモンレール式蓄圧容器の圧力が安定せ
ず、噴射量が不均一になるという多気筒干渉が問題とな
る。この問題解決策として、蓄圧容器とインジェクタ間
の高圧配管の内径を大きくすることが考えられるが、し
かしこの高圧配管の内径を大きくするにも限界がある。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、高圧配管を曲げ成形することなし
に、多気筒干渉が無く、高強度で、取付作業の容易な蓄
圧式燃料噴射装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明による蓄圧式燃料噴射装置は、内燃機関の各気
筒毎に設けられるインジェクタに供給する燃料の圧力を
蓄圧する蓄圧式燃料噴射装置において、単一の部材で作
られた蓄圧容器であって、この蓄圧容器内に複数の同径
の蓄圧燃料通路を形成する部分の横断面形状および肉厚
が等しい蓄圧容器を備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明による蓄圧式燃料噴射装置によると、高
圧ポンプからインジェクタまでを単一の蓄圧容器に内蔵
される蓄圧燃料通路により連通するため、強度が高くエ
ンジン振動などの外乱に対する影響を受けにくく、多気
筒干渉の無い信頼性の高い高圧配管となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ディーゼルエンジン用コモンレール式燃料噴射装
置に本発明を適用した第１実施例を図１〜図６に示す。
図１において、１はエンジン、１５はピストン、１７は
コネクティングロッド、１８はクランクシャフト、１９
はタイミングプーリ、７は高圧ポンプである。

【００１０】図１および図４において、エンジン１には
各気筒の燃焼室２１に対してインジェクタ２が配設さ
れ、インジェクタ２から燃焼室２１への燃料の噴射は、
噴射制御用電磁弁３のオンオフにより制御される。イン
ジェクタ２は各気筒共通の高圧蓄圧燃料通路を内蔵する
蓄圧容器３０に接続されており、噴射制御用電磁弁３が
開弁している期間、蓄圧容器３０内の燃料がインジェク
タ２より燃焼室２１に噴射される。したがって蓄圧容器
３０には連続的に燃料噴射圧に相当する高い所定圧が蓄
圧される必要があり、そのためにこの蓄圧容器３０に高
圧ポンプ７が接続される。高圧ポンプ７は、図４に示す
ように、燃料タンク８から公知の低圧供給ポンプ９を経
て吸入された燃料を高圧に加圧し、蓄圧容器３０内の燃
料を高圧に制御維持するものである。

【００１１】このシステムを制御する電子制御ユニット
ＥＣＵ４２は、例えばエンジン回転数センサ１２および
負荷センサ１３より、回転数と負荷の情報が入力され、
これらの信号より判断される運転状態に応じて決定され
る最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）となるようにＥ
ＣＵ４２は噴射制御用電磁弁３に制御信号を出力する。
同時に、ＥＣＵは負荷や回転数に応じて噴射圧力が最適
となるように高圧ポンプ７に制御信号を出力する。さら
に、より好ましくは蓄圧容器内の圧力を検出する圧力セ
ンサを蓄圧容器に配設し、圧力センサの信号があらかじ
め負荷や回転数に応じて設定した最適値となるように高
圧ポンプ７の吐出量を制御する。

【００１２】そして蓄圧容器３０は、エンジン各気筒に
取り付けられるインジェクタ２および高圧ポンプ７の各
気筒へ直接接続される構成になっている。詳細には、図
２および図３に示すように、蓄圧容器３０は単一の材料
で製作され、その内部には高圧ポンプ７に接続される
高圧通路５１、５２、高圧を蓄圧する高圧蓄圧室５
３、各気筒のインジェクタ２に接続される高圧通路５
４、５５、５６、５７、５８、５９を有している。この
蓄圧容器３０によって高圧ポンプ７からインジェクタ２
までの通路に配管を使用することなく高圧燃料通路の接
続が可能となる。

【００１３】入口レール３１の内部に形成される高圧
通路５１、５２は互いに平行に直線状に配設されてお
り、一方の端部が高圧ポンプ７の吐出口に連通し、他方
の端部が高圧通路５１、５２に直交する方向に直線状に
延びる高圧蓄圧室５３に連通する。高圧通路５１、５２
は同等長さかつ同径かつ通路部分の横断面形状および肉
厚が同等に形成されている。

【００１４】蓄圧レール３２の内部に形成される高圧
蓄圧室５３は、エンジンの各気筒が並ぶ方向に直線状に
延びており、一方の端部に圧力センサ１４が取り付けら
れ、他方の端部が閉塞されている。高圧蓄圧室５３の途
中からは高圧蓄圧室５３に連通する高圧通路５４、５
５、５６、５７、５８、５９が枝分れしている。出口レール３３の内部に形成される高圧通路５４、５
５、５６、５７、５８、５９は、互いに平行に等間隔を
おいて並び、一方の端部が高圧蓄圧室５３に連通し、他
方の端部がインジェクタ２の燃料入口に連通する。高圧
通路５４、５５、５６、５７、５８、５９は、高圧蓄圧
通路５３から枝分れしてインジェクタ２に向けて高圧通
路５１、５２に直交する方向に直線状に延びている。高
圧通路５４、５５、５６、５７、５８、５９は、同等長
さかつ同径でかつ通路部分の横断面形状および肉厚が同
等に形成されている。

【００１５】次に、(1) 高圧ポンプ７と蓄圧容器３０の
連結部の実施例を図５に示す。図５において、この高圧
ポンプ７の構成および作動を説明すると次のとうりであ
る。電磁弁６３の開の時、シリンダ６６とプランジャ６
２により区画形成される高圧室６７に燃料が導入され、
プランジャ６２の上昇工程で高圧室６７から吐出弁６４
を経由して燃料が吐出される。プランジャ６２はエンジ
ン駆動されるカムシャフト６１の回転により上下に往復
駆動される。また６５は、電磁弁６３の閉時、低圧供給
ポンプより高圧室６７に送られた燃料を燃料タンクに戻
す開閉弁である。

【００１６】そして、蓄圧容器３０の入口レール３１の
先端部は、吐出弁６４のねじ部６４ａと逆ねじのねじ部
３１ａを有し、かつ吐出弁６４との結合部に円錐台状の
テーパ面３１ｂを有している。テーパ面３１ｂとテーパ
面６４ｂとが当接することにより吐出弁６４と入口レー
ル３１との結合部の気密を保持している。ねじ部６４と
ねじ部３１ａとの外周部には吐出弁６４と入口レール３
１とを結合固定するための左右ねじをもつコネクタ７１
が設けられている。組み付け時、吐出弁６４と入口レー
ル３１が締結されるよう近づく方向にコネクタ７１を回
転することによりテーパ面３１ｂとテーパ面６４ｂとが
近づいていき最終的に結合を完了する。

【００１７】次に、(2) 蓄圧容器３０とインジェクタ２
との結合例を図６に示す。蓄圧容器３０の出口レール３
３とインジェクタ２の燃料入口取り付け配管７４とが、
図５に示した結合法と同様の方法により結合されてい
る。すなわち出口レール３３の先端部に形成されるねじ
部３３とシート機能を果たすテーパ面３３ｂが形成され
る。取付管７４のねじ部７３と出口レール３３のねじ部
３３ａとは逆ねじに形成してある。コネクタ７１を締め
付けることによりテーパ面３３ｂが取付管７４の斜面に
当接し出口レール３３と取付管７４とが締め付けされ
る。

【００１８】インジェクタ２の構成および作用について
は、電磁弁３のオンによりノズルボディ７５内のノズル
ニードル７６がリフトすると、噴孔７７から燃料が噴射
される。電磁弁３のオフによりノズルニードル７６がシ
ート部に着座すると燃料の噴射が終了する。本実施例に
よると、蓄圧容器３０の内部に枝分れ形状の高圧通路５
１、５２、５４、５５、５６、５７、５８、５９および
高圧蓄圧室５３を設ける構成にしたため、この枝分れし
た高圧燃料通路５１、５２、５４、５５、５６、５７、
５８、５９および高圧蓄圧室５３については、従来のよ
うに蓄圧容器と別体に設ける外部の高圧配管の場合に比
べて、蓄圧燃料通路とこの高圧通路の内径を拡大するこ
とは製造上容易である。また蓄圧容器３０の高圧蓄圧室
５３からインジェクタ２までの距離が等しい高圧通路５
４、５５、５６、５７、５８、５９が枝分れしているの
で、高圧ポンプ７やインジェクタ２からの圧力脈動波を
直接影響を受けることがないので、気筒間の噴射量の不
均一、不正噴射などを防止することができる。

【００１９】次に、本発明の第２実施例によるインジェ
クタ２と蓄圧容器３０の出口レール３３との他の結合例
を図７に示す。インジェクタ２と出口レール３３との間
にシール材８１を挿入しボルト８２によりインジェクタ
フランジ８３と出口レール３３とを結合した例である。
この例では、シール材８１によりインジェクタ２と蓄圧
容器３０との気密性を向上している。

【００２０】次に、図８に本発明の第３実施例による蓄
圧容器とインジェクタまたは高圧ポンプを結合する結合
例を示す。左右ねじをもったコネクタ８９とテーパシー
ルをもつシール部材９０とにより蓄圧容器３０とインジ
ェクタ２または高圧ポンプ７を結合固定している。蓄圧
容器側のテーパ面３０２とインジェクタ２または高圧ポ
ンプ７側のテーパ面９２とがシール部材９０をはさんで
結合固定されている。これによっても気密性が向上され
ている。

【００２１】次に本発明の第４実施例を図９に示す。図
９に示す第４実施例は、内部に燃料通路を有するホロス
クリュウ９３を用いて蓄圧容器３０とインジェクタ２ま
たは高圧ポンプ７を結合する例である。ホロスクリュウ
９３の内部には直交する方向に二本の通路９４、９５が
設けられており、この二本の通路９４、９５によって燃
料通路の連通がはかられている。インジェクタ２または
高圧ポンプ７と蓄圧容器３０の間、ならびに蓄圧容器３
０とホロスクリュウ９３の間にはそれぞれシール部材９
６、９７が挿入されている。これにより高圧に耐える気
密性を確保している。

【００２２】次に本発明の第５実施例を図１０および図
１１に示す。図１０および図１１に示す第５実施例は、
蓄圧容器３０３の蓄圧燃料通路に高圧ポンプ７を直付け
した例である。蓄圧容器３０３の中間レール３２と出口
レール３３間のみ枝管状態に形成した例である。次に本
発明の第６実施例を図１２および図１３に示す。この第
６実施例は、蓄圧容器３０４のメイン通路を構成する中
間レール３２にインジェクタ２を直付けした例である。
ポンプ７側のみ枝管状態の蓄圧容器３０４である。

【００２３】本発明の蓄圧容器の形状としては、その他
図１４に示す形状のものが考えられる。図１４(イ) はＣ
型状の蓄圧容器３０５、(ロ) はＨ型状の蓄圧容器３０
６、(ハ) Ｅ型の形状の蓄圧容器３０７、(ニ) はＥ型変形
例の蓄圧容器３０８である。これら図１４に示す各形状
の蓄圧容器３０５、３０６、３０７、３０８を使うこと
により、配管を廃止し高圧ポンプ７からインジェクタ２
までを単一の蓄圧容器で連結することができる。

【００２４】次に本発明の第７実施例による蓄圧容器を
エンジンに取り付けた状態を図１５および図１６に示
す。図１５および図１６に示す第７実施例は、長方形の
四辺に沿って形成される蓄圧燃料通路３０９を有する蓄
圧容器３１０がエンジン１のシリンダヘッド上部に取り
付けられている。蓄圧燃料通路３０９は、正面側の通路
には高圧ポンプ７に連通する２本の平行な高圧配管３１
１、３１１が接続されており、背面側の蓄圧燃料通路３
０９にはインジェクタ２に対応する高圧配管３１２が接
続されている。高圧配管３１１は同等長さおよび同径の
燃料通路を有し、また高圧配管３１２は同等長さおよび
同径の燃料通路を有している。

【００２５】この第７実施例によっても、高圧燃料によ
る内圧疲労や振動による疲労が発生し難く、多気筒干渉
の無い高い信頼性の蓄圧式燃料噴射システムを構成す
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄圧式燃
料噴射装置によると、高圧ポンプから供給された高圧の
燃料を蓄える蓄圧室とインジェクタとをパイプなしに連
結する構成としたため、高圧燃料による内圧疲労、振動
による接続部の疲労等が発生し難く、信頼性の高い燃料
噴射システムを提供できるという効果がある。

【００２７】また本発明の蓄圧式燃料噴射装置による
と、極めて簡単な構成で、蓄圧室から各気筒のインジェ
クタへ所定のタイミングで高圧燃料を供給できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による蓄圧式燃料噴射装置
をエンジンに搭載した状態を示す模式図である。

【図２】図１に示す矢印II方向矢視図である。

【図３】図１に示す矢印III 方向矢視図である。

【図４】本発明の第１実施例の燃料噴射システムを示す
図である。

【図５】本発明の第１実施例による高圧ポンプと蓄圧容
器の結合部を示す断面図である。

【図６】本発明の第１実施例によるインジェクタと蓄圧
容器との結合部を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例によるインジェクタまたは
高圧ポンプと蓄圧容器の結合部を示す断面図である。

【図８】本発明の第３実施例によるインジェクタまたは
高圧ポンプと蓄圧容器の結合部を示す断面図である。

【図９】本発明の第４実施例によるインジェクタまたは
高圧ポンプと蓄圧容器の結合部を示す断面図である。

【図１０】本発明の第５実施例を示す蓄圧容器の図であ
る。

【図１１】本発明の第５実施例による蓄圧容器の取り付
け状態を示す図である。

【図１２】本発明の第６実施例による蓄圧容器を示す図
である。

【図１３】本発明の第６実施例による蓄圧容器の取り付
け状態を示す図である。

【図１４】本発明の蓄圧容器の他の形状例を示す斜視図
である。

【図１５】本発明の第７実施例による蓄圧容器取り付け
状態を示す正面斜視図である。

【図１６】本発明の第７実施例による蓄圧容器取り付け
状態を示す背面斜視図である。

【図１７】従来例の蓄圧式燃料噴射装置を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）２インジェクタ７高圧ポンプ３０蓄圧容器３１入口レール（蓄圧容器）３２蓄圧レール（蓄圧容器）３３出口レール（蓄圧容器）５１、５２高圧通路（蓄圧燃料通路）５３高圧蓄圧室（蓄圧燃料通路）５４、５５、５６、５７、５８、５９高圧通路（蓄圧
燃料通路）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 47/00 F02M 55/02 310 F02M 55/02 330 F02M 55/02 350 F16L 41/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の各気筒毎に設けられるインジ
ェクタに供給する燃料の圧力を蓄圧する蓄圧容器を備え
た蓄圧式燃料噴射装置において、単一の部材で作られた蓄圧容器であって、この蓄圧容器
内に複数の同径の蓄圧燃料通路を形成する部分の横断面
形状および肉厚が等しい蓄圧容器を備えることを特徴と
する蓄圧式燃料噴射装置。