JP3350997B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

蓄圧式燃料噴射装置

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JP3350997B2 JP03991593A JP3991593A JP3350997B2 JP 3350997 B2 JP3350997 B2 JP 3350997B2 JP 03991593 A JP03991593 A JP 03991593A JP 3991593 A JP3991593 A JP 3991593A JP 3350997 B2 JP3350997 B2 JP 3350997B2
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勲夫 大須賀
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジン等に
使用される蓄圧配管(コモンレール)を有する蓄圧式燃
料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の蓄圧式燃料噴射装置において、機
関組付け時や保守分解再組立て時、あるいはなんらかの
原因により高圧燃料系にエアが混入した場合、機関始動
を行ってもインジェクタよりの燃料噴射が困難となり、
長期間の燃料噴射装置の駆動により高圧燃料系からエア
抜きを行う必要があった。
【0003】従来の蓄圧式燃料噴射装置のエア抜き動作
の一例を以下に説明する。まず、手動式のプライミング
ポンプを作動させてフィ−ドポンプのエア抜きを行い、
燃料ギャラリー及びシリンダボア内のプランジャ室に燃
料を供給した後、スタータによりフィ−ドポンプ及びプ
ランジャを駆動し、これにより、プランジャ室の燃料を
加圧してデリバリバルブを開弁し、コモンレールに燃料
を供給して、各部に残留するエアをインジェクタから抜
き出す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
エア抜き動作において、シリンダボア内のプランジャ室
にエアが残留していると、プランジャ室の燃料が充分加
圧されないために、デリバリバルブを通じてコモンレー
ルに吐出される燃料流量が著しく減少し、そのため、コ
モンレール内のエア抜きを完了するまでに長時間を要
し、また、スタータの長時間駆動によりバッテリの消耗
が問題となった。
【0005】本発明者らは、エア抜き時間短縮の一案と
して、プライミングポンプの吐出圧を増大し、デリバリ
バルブを通じてコモンレール内にも燃料を充填してから
スタータを始動させることも考えた。しかし、この案に
よれば手動式のプライミングポンプの作動に必要なエネ
ルギが大きくなり、プライミングポンプの体格重量も増
大してしまう。
【0006】更に、デリバリバルブの開弁圧は燃料ギャ
ラリーのリリーフバルブの開弁圧よりもかなり高く設定
されているので、燃料ギャラリーのリリーフバルブの開
弁を阻止する盲栓作業が余分に必要となる。ちなみに、
デリバリバルブの開弁圧をリリーフバルブの開弁圧すな
わち燃料ギャラリーの圧力より高く設定する主な理由
は、例えばコモンレールへの吐出流量0の運転状態にお
いてプランジャの作動によるプランジャ室圧力の過渡的
な上昇によりデリバリバルブが開弁するのを防止するた
めである。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、高圧燃料系からの速やかなエア抜きが可能で、エ
ア混入時の高速始動を実現した蓄圧式燃料噴射装置を提
供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の蓄圧式燃料噴射
装置は、燃料加圧手段から供給される燃料を吸入するシ
リンダと、前記シリンダに吸入された燃料をデリバリバ
ルブを通じてコモンレールに圧送するプランジャと、前
記燃料加圧手段の吐出口と前記コモンレールとを接続す
るコモンレール直送配管と、前記コモンレール直送配管
に介設されて前記コモンレールから前記燃料加圧手段へ
の逆流を禁止する逆止弁とを備える蓄圧式燃料噴射装置
であって手動操作により前記コモンレール直送配管に
燃料を供給するプライミングポンプと、前記燃料加圧手
段と前記シリンダとの間に介設されて少なくとも前記プ
ライミングポンプの駆動時に前記シリンダに連通する燃
料ギャラリーと、前記逆止弁よりも大きい開弁圧を有し
て前記燃料ギャラリーの圧力を設定するリリーフバルブ
とを有することを特徴としている。
【0009】
【作用及び発明の効果】燃料加圧手段はシリンダに燃料
を吐出し、シリンダ内に吸入された燃料はプランジャ作
動時にデリバリバルブを通じてコモンレールに圧送され
る。一方、燃料加圧手段から吐出された加圧燃料はコモ
ンレール直送配管及び弁手段を通じてコモンレールに直
送される。逆止弁の開弁圧はリリーフバルブの開弁圧よ
りも小さく設定されているので、プライミングポンプを
手動操作して燃料タンクの燃料をコモンレール直送配
管、燃料ギャラリー、シリンダに送り込むと、燃料は逆
止弁を通じてコモンレールに直接供給されるとともに、
リリーフバルブを通じて燃料タンクへリターンする。
【0010】これにより、シリンダにエアが残留してい
てプランジャ作動に関わらずシリンダからデリバリバル
ブを通じてコモンレールへの燃料送給量が少なくても、
コモンレールへの燃料充填とその昇圧、エア抜きが速や
かになされ、インジェクタからの燃料噴射、機関の正常
運転を短期間で実現できる。また、高圧燃料系にエア混
入していなくても、長期の機関休止後などコモンレール
を含む高圧燃料系の圧力が例えば大気圧近くまで低下し
ている場合、燃料加圧手段からコモンレール直送配管及
び弁手段を通じてコモンレールに加圧燃料を直送できる
ので速やかにコモンレールを加圧することができ、この
場合にも機関始動性を向上することができる。
【0011】
【実施例】本発明の蓄圧式燃料噴射装置の一実施例を図
1を参照して説明する。図示しないディーゼル機関のク
ランク軸によりフィ−ドポンプ1及び一対のカム2が駆
動され、カム2はカムフォロワ2aを介してシリンダ3
内でプランジャ4を往復摺動させる。なお、プランジャ
4は図示しないプランジャスプリングによりカムフォロ
ワ2aに押圧されている。
【0012】プライミングポンプ5は手動操作により駆
動されて、燃料タンク6から吸入した燃料をフィ−ドポ
ンプ1及びフィルタ7を通じて燃料ギャラリー8に送給
する。燃料ギャラリー8はそれぞれ常開の電磁開閉弁9
を個別に通じてシリンダ3のプランジャ室3aに連通し
ており、燃料ギャラリー8からプランジャ室3aに吸入
された燃料はプランジャ4により加圧され、開弁圧が例
えば4.4kg/cm 2 のデリバリバルブ10を通じて
コモンレール11へ送出される。
【0013】燃料ギャラリー8は開弁圧が例えば2.6
kg/cm2 のリリーフバルブ12を通じて、コモンレ
ール11は開弁圧が例えば約1000kg/cm2 のリ
リーフバルブ13を通じて燃料タンク6又は低圧燃料配
管に接続されており、それぞれ燃料ギャラリー8及びコ
モンレール11の内圧を一定許容レベル以下に規制して
いる。
【0014】14はカムシャフトの回転角を検出する回
転角センサであり、15はコモンレール27の圧力を検
出する圧力センサであり、それぞれ図示しないエンジン
コントロールユニット(ECU)に信号を出力してい
る。更にこの実施例の特徴として、フィルタ7の出口は
コモンレール直送配管20と、逆止弁(本発明でいう弁
手段)30とを通じてコモンレール11に接続されてお
り、逆止弁30の開弁圧(開弁に必要な両端圧力差)は
少なくともリリーフバルブ12の開弁圧よりも小さく設
定されている。図2に、逆止弁30の一例を示す。
【0015】燃料配管系にエアが混入していない場合、
フィ−ドポンプ1及びプランジャ3が駆動されると、フ
ィ−ドポンプ1は燃料タンク6の燃料をプライミングポ
ンプ5を通じて吸入し、フィルタ7を通じて燃料ギャラ
リー8に吐出する。電磁開閉弁9は、カムシャフトの回
転角に応じた上記ECUの指令に制御されてそれぞれの
プランジャ4の下降期間(吸入期間)の初期に開弁し、
コモンレール圧力に応じた上記ECUの指令に制御され
てそれぞれのプランジャ4の上昇期間(圧縮期間)の所
定タイミングにおいて閉弁する。電磁開閉弁9の閉弁
後、プランジャ室3a内の燃料はプランジャ4により加
圧されてデリバリバルブ10を開弁し、コモンレール1
1に吐出される。コモンレール11内の高圧燃料は図示
しないインジェクタに供給される。
【0016】以下、この装置において、コモンレール1
1を含む高圧燃料系にエアが混入している場合のエア抜
き動作について説明する。まず、プライミングポンプ5
を手動で操作して、燃料タンク6の燃料をフィ−ドポン
プ1を通じて燃料ギャラリー8に送給する。この時、電
磁開閉弁9は、常開であり、プランジャ室3aにも燃料
が流入する。
【0017】一方、逆止弁30は低開弁圧(例えば1.
5kg/cm2 )で開弁するように設定されており、プ
ライミングポンプ5から吐出された燃料は、コモンレー
ル直送配管20及び逆止弁30を通じてコモンレール1
1に直接供給される。上記の結果、フィ−ドポンプ1を
駆動する前に予め燃料ギャラリー8及びプランジャ室3
aだけでなく、コモンレール11も燃料ギャラリリリー
フバルブ開弁圧まで加圧される。
【0018】この状態でスタータを駆動してフィ−ドポ
ンプ1及びプランジャ4を作動させると、プランジャ室
3aからコモンレール11への僅かの(短期間の)燃料
送給によりコモンレール11内に充分の燃料が充填さ
れ、その後のプランジャ4の駆動により高圧燃料系(プ
ランジャ室3a、コモンレール11、コモンレール11
からインジェクタまでの燃料配管)を加圧して、その中
のエアを速やかに抜くことができる。
【0019】図3に、プライミングポンプ5の作動回数
と燃料ギャラリー8及びコモンレール11の圧力、燃料
ギャラリー8及びコモンレール11への累積燃料流入量
の関係を示す。プライミングポンプ5の作動開始(N
0)により燃料ギャラリー8に燃料が流入し、所定回数
作動後(N1)、逆止弁30を通じてコモンレール11
に燃料が流入する。所定回数作動後(N2)、コモンレ
ール11内の圧力が上昇して燃料ギャラリー8の圧力に
ほぼ等しくなり、燃料ギャラリー8及びコモンレール1
1内の圧力が共に上昇する。所定回数作動後(N3)、
燃料ギャラリー8の圧力がリリーフバルブ12の開弁圧
に達するとリリーフバルブ12が開弁し、燃料ギャラリ
ー8及びコモンレール11内の圧力は飽和する。
【0020】プライミングポンプ5によるエア抜き動作
を実施した後での機関始動特性を図4に示し、従来の装
置(コモンレール直送配管20及び逆止弁30を持たな
い装置)のプライミングポンプ5によるエア抜き動作後
の機関始動特性を図5に示す。本実施例装置(図4)で
は、スタータ始動から約1秒後にエンジン回転数Ne及
びコモンレール11の圧力は定常状態に達し、従来装置
(図5)では、スタータ始動から約14.5秒後にエン
ジン回転数Ne及びコモンレール11の圧力は定常状態
に達している。ちなみに実験にはエンジン出力200k
Wのものを用いた。この実験例から、本実施例の装置が
プライミングポンプ5によるエア抜き作動後、急始動で
きることがわかる。
【0021】なお上記実施例において、逆止弁30の代
わりに本発明でいう弁手段として、ECUにより制御さ
れてコモンレール11低圧時のみ開弁する電磁弁を採用
することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の蓄圧式燃料噴射装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】 逆止弁の一例を示す断面図である。
【図3】 図1の装置のプライミングポンプ作動回数と
燃料ギャラリー及びコモンレールの圧力及び充填燃料量
との時間変化との関係を示す図である。
【図4】 スタータ始動後の図1の装置のコモンレール
の圧力及びエンジン回転数の時間変化を示す図である。
【図5】 スタータ始動後の従来の装置のコモンレール
の圧力及びエンジン回転数の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
1はフィ−ドポンプ(燃料加圧手段) 3はシリンダ 4はプランジャ、 5はプライミングポンプ(燃料加圧手段) 10はデリバリバルブ、 11はコモンレール、 20はコモンレール直送配管 30は逆止弁(弁手段)。
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 55/00 F02M 55/02 350 F02M 37/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料加圧手段から供給される燃料を吸入す
    るシリンダと、前記シリンダに吸入された燃料をデリバ
    リバルブを通じてコモンレールに圧送するプランジャ
    、前記燃料加圧手段の吐出口と前記コモンレールとを
    接続するコモンレール直送配管と、前記コモンレール直
    送配管に介設されて前記コモンレールから前記燃料加圧
    手段への逆流を禁止する逆止弁とを備える蓄圧式燃料噴
    射装置であって手動操作により前記コモンレール直送配管に燃料を供給
    するプライミングポンプと、前記燃料加圧手段と前記シ
    リンダとの間に介設されて少なくとも前記プライミング
    ポンプの駆動時に前記シリンダに連通する燃料ギャラリ
    ーと、前記逆止弁よりも大きい開弁圧を有して前記燃料
    ギャラリーの圧力を設定するリリーフバルブとを有する
    ことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
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JP2001221118A (ja) * 2000-02-07 2001-08-17 Bosch Automotive Systems Corp 燃料噴射装置
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