JP4203474B2 - 高圧燃料噴射システムの戻り管路における燃料冷却装置 - Google Patents

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Description

内燃機関のコモンレール噴射システム用の燃料を供給する装置であって、この装置は、低圧ポンプの下流側の第１の燃料フィルタ、及び、燃料管路を経由してこの燃料フィルタに連結され、燃料管路を経由して連結される内燃機関のコモンレールのための高圧ポンプ、並びに、熱交換器及び第２のフィルタを含み、燃料管路の中に燃料を戻すために使用され、その一側が、燃料管路の流れ方向に見て高圧ポンプの上流側で燃料管路に連結されるバイパス管路を有する。
タンク、及び燃料管路を介して連結される低圧ポンプを有する燃料回路は、特許文献１にすでに記載されている。燃料フィルタ及び次の高圧ポンプは、内燃機関に連結されているが、低圧ポンプの下流側に設けられている。戻り管路は、高圧ポンプから通じており、この燃料フィルタの上流側又は下流側で燃料管路に連結されており、その戻り管路は熱交換器を有している。この熱交換器は、燃料／空気又は燃料／冷却材、及び冷却材／空気熱交換器として設計されている。また、追加のフィルタを戻り管路内に取付けることができる。
特許文献２は、９ページの最後の段落に、コモンレールのための戻り管路（再循環管路３３４）を記載している。この文献は、燃料を、コモンレールをバイパスさせる、コモンレールのためのバイパス管路を記載していない。この文献はまた、空調システム又は内燃機関の冷却回路を使用することを記載していない。
また、特許文献３は、戻り管路を記載しているが、バイパス管路を記載していない。
特許文献４は、本発明による冷却装置とは反対に、戻り管路を備えた燃料を加熱する装置を記載している。
米国特許第５，７９４，５９８号明細書 英国特許出願公開第２ ２９２ １８４ Ａ号明細書 欧州特許出願公開第０ ６５６ ４７０ Ａ号明細書 独国特許出願公開第１９９ ６３ ２２９ Ａ号明細書
本発明は、簡単かつ安価な冷却を確実にするような方法で、コモンレール噴射システム用の燃料回路を設計し、かつ取付ける目的に基づいている。
本発明によれば、この目的は、バイパス管路の他方側がコモンレールに連結され、熱交換器が、内燃機関の冷却回路に作動的に連結されるという事実によって達成される。この成果は、内燃機関のために存在する冷却能を、燃料回路を冷却するために部分的に利用できることである。内燃機関の低出力運転点の間は、高圧ポンプにより供給され、バイパス管路を経由して迂回する燃料の体積流量の割合が比較的大きい。この場合、存在する又は必要とされるエンジン冷却の冷却能は小さい。対照的に、内燃機関の高出力運転点の間は、高圧ポンプ出力に関して、内燃機関を経由する燃料の処理能力が大幅に上昇するので、高圧ポンプにより供給される燃料の体積流量のうち比較的小さい割合がバイパス管路を経由して取り出される。したがって、バイパスを経由して迂回する燃料の割合のための冷却能が同様に小さいので、利用できる冷却能を、エンジン冷却に使用することができる。本発明によれば、冷却能に関するこれらの両立しない発展又は要件を補い、かつ最適に利用することが可能である。
本発明の場合、第１の逆止弁を、流れ方向に見てコモンレールの下流側及び熱交換器の上流側のバイパス管路内に設けることが特に重要である。したがって、発生した過剰の燃料は、第１の逆止弁を経由してバイパス管路に流れ出て、逆になった圧力条件の故に、もはやコモンレールに逆流することができない。
さらに、この熱交換器を、液体冷却剤として設計する。これは、対応する冷却能を実現することを可能にする。
このようにするために、熱交換器が、第２の燃料フィルタを備えた共通ハウジングを有すること、又は、熱交換器が、第２の燃料フィルタに取付けられることが有利である。この配置は、取付け及び取扱いを容易にする。
これに関連して、この熱交換器が、水冷却器の上流側で、内燃機関に直接に固定して取付けられる。この熱交換器の配置を、特に改造する場合、空間条件に適合させることができる。
一つの改良形態によると、追加の選択は、流れ方向に見てコモンレールの下流側及び熱交換器の上流側に第２の燃料フィルタを取付けることである。これは、内燃機関の燃えがらのために、燃料フィルタ及び高圧ポンプが汚損するのを防ぐ。特に、非常に小さい流れ横断面が冷却能を増大させる燃料フィルタの場合、汚損はぜひとも回避しなければならない。
本発明による構造及び配置との関連で、第２の逆止弁を、流れ方向に関して熱交換器の下流側、又は第２のフィルタの下流側のバイパス管路内に設けることが有利である。この第２の逆止弁は、燃料が低圧ポンプからバイパス管路に入るのを防ぐ。
さらに、バイパス管路を、流れ方向に関して低圧ポンプの下流側、及び／又は第１の燃料フィルタの上流側に連結すること、並びに、第１の燃料フィルタ及び第２の燃料フィルタが共通ハウジングを有することが、有利である。これにより、別途のフィルタ・ハウジングを設ける必要性が回避され、かつ維持費が低減される。
内燃機関のコモンレールが、バイパス管路に連結される戻り管路を有することもまた有利である。
本発明のなお別の利点及び詳細は、特許請求の範囲及び詳細な説明、並びに図面で説明される。
図１に示した燃料回路には燃料タンク１０が含まれ、そこから、燃料管路２が、内燃機関（図示せず）のコモンレール４まで通じている。低圧ポンプ１が燃料タンク１０の下流側に設けられ、第１の燃料フィルタ７．１が燃料タンク１０に連結されている。第１の燃料フィルタ７．１の下流側で、燃料管路２は、高圧ポンプ３に通じ、それは、コモンレール４に高圧縮された燃料を供給する。
インジェクタ１１．１〜１１．４のための連結に加えて、バイパス管路５はまた、コモンレール４から燃料管路２へ通じている。この場合、バイパス管路５は、低圧ポンプ１と高圧ポンプ３の間の燃料管路２に連結されている。
第２の燃料フィルタ７．２及び後続の熱交換器６が、バイパス管路５内に設けられている。この場合、熱交換器６は、内燃機関の冷却回路（図示せず）、又はインタークーラー、及び／又はエアーコンディショニングシステムに作動的に連結される。
高圧ポンプ３は、インジェクタ１１．１〜１１．４を介して、内燃機関に供給されるものより多くの燃料を供給し、その結果として、供給される過剰の燃料は、バイパス管路５を経由して、流れ去る又は還流する。戻り管路１２がバイパス管路５に連結され、この戻り管路を経由して、インジェクタからの過剰の燃料がバイパス管路５に流れ込み、戻り管路の連結位置は、流れ方向に見て第２の燃料フィルタ７．２の上流側に設けられる。
バイパス管路５内には、コモンレール４に続き、第１の逆止弁８があり、燃料がバイパス管路５からコモンレール４へ逆流するのを防ぐ。さらに、第２の逆止弁９が、それは、燃料が低圧ポンプ１からバイパス管路５へ逆流するのを防ぐが、燃料管路２への連結部の上流側のバイパス管路５の終端に設けられる。
図示しない例示的な実施形態では、流れ方向に見て第１の燃料フィルタ７．１の上流側に連結されるバイパス管路５が設けられ、及び、場合により、第２の燃料フィルタ７．２を有する単一のユニットを形成する第１の燃料フィルタ７．１が設けられている。
低圧ポンプ及び高圧ポンプ、並びに、熱交換器を有するバイパス管路を有する燃料回路を概略的に示す図。
符号の説明
１ 低圧ポンプ
２ 燃料管路
３ 高圧ポンプ
４ コモンレール
５ バイパス管路
６ 熱交換器
７．１ 第１の燃料フィルタ
７．２ 第２の燃料フィルタ
８ 第１の逆止弁
９ 第２の逆止弁
１０ 燃料タンク
１１．１ インジェクタ
１１．２ インジェクタ
１１．３ インジェクタ
１１．４ インジェクタ
１２ 戻り管路

Claims (7)

  1. 低圧ポンプ（１）の下流側の第１の燃料フィルタ（７．１）、及び、燃料管路（２）を経由して前記燃料フィルタ（７．１）に連結され、前記燃料管路（２）を経由して連結される内燃機関のコモンレール（４）のための高圧ポンプ（３）、並びに、熱交換器（６）及び第２のフィルタ（７．２）を含み、燃料を前記燃料管路（２）に戻すために使用され、その一側が、前記燃料管路（２）の流れ方向に見て前記高圧ポンプ（３）の上流側で前記燃料管路（２）に連結されるバイパス管路（５）を有する装置において、
    前記バイパス管路（５）の反対側が、前記コモンレール（４）に連結され、
    前記熱交換器（６）が、液体冷却剤の熱交換器として設計され、前記内燃機関の冷却回路に作動的に連結され、風の流れ方向に見て水冷却器の上流側で内燃機関に直接固定されて取付けられ、
    前記コモンレール（４）のインジェクタ（１１．１〜１１．４）は、インジェクタからの過剰の燃料を送るための、前記バイパス管路（５）に連結される戻り管路（１２）を有することを特徴とする内燃機関のコモンレール噴射システム用の燃料の供給装置。
  2. 第１の逆止弁（８）が、流れ方向に見て前記コモンレール（４）の下流側及び前記熱交換器（６）の上流側の前記バイパス管路（５）内に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 前記熱交換器（６）が、前記第２の燃料フィルタ（７．２）と共通ハウジングを有する、又は、前記熱交換器（６）が、前記第２の燃料フィルタ（７．２）に取付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
  4. 前記第２の燃料フィルタ（７．２）が、流れ方向に見て前記コモンレール（４）の下流側及び前記熱交換器（６）の上流側に取付けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 第２の逆止弁（９）が、前記熱交換器（６）の下流側、又は前記第２のフィルタ（７．２）の下流側の前記バイパス管路（５）内に設けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記バイパス管路（５）が、前記低圧ポンプ（１）の下流側及び前記第１の燃料フィルタ（７．１）の上流側で前記燃料管路（２）に連結されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記第１の燃料フィルタ（７．１）及び前記第２の燃料フィルタ（７．２）が、共通ハウジングを有することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
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