JP4315109B2 - ポンプ装置 - Google Patents
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Description
ポンプ装置の一例をコモンレール式燃料噴射装置に用いられるサプライポンプを例に説明する。
サプライポンプの概略構成を図7に示す。サプライポンプ3は、フィードポンプ14、レギュレータ15、電磁調量弁(SCV)16、高圧ポンプ17等によって構成されている。
フィードポンプ14は、燃料タンク内の燃料を吸引し、吸引した燃料を高圧ポンプ17へ圧送するものである。
レギュレータ15は、フィードポンプ14の吐出側の圧力(燃料圧力)に応じて開弁して、フィードポンプ14の吐出側の燃料の一部を低圧側へ戻すことで、フィードポンプ14の吐出側の圧力を所定圧力(フィード圧力)に保つものである(例えば、特許文献1参照)。
何らかの要因によってエアAが混入された燃料をフィードポンプ14が吸引して吐出した場合、図8、図9に示すように、燃料に混入したエアAが、燃料とともにレギュレータ15に流入する。すると、エアAがレギュレータ15を通過する際に、レギュレータ15におけるピストン24の上流側の充填室27の燃料充填量が不規則になり、その結果ピストン24の挙動が大きく変動して、調圧圧力が激しく変動してしまう。
また、エアAの混入によってピストン24の挙動が激しく変動する際は、レギュレータ15のリターン側の出口孔28をピストン24が開けたり閉じたりするため、出口孔28から低圧側へ導かれる燃料の流速が変動し、レギュレータ15からジュルジュルといったような異音が発生してしまう。
即ち、液体ポンプとレギュレータを組み合わせてなる従来のポンプ装置は、気体(エア等)が混入された液体を液体ポンプが圧送すると、ポンプ吐出側の調圧圧力が激しく変動したり、異音が発生するなどの不具合がある。
請求項1の手段を採用するポンプ装置は、液体ポンプの吐出側の液体をレギュレータへ導く導入通路が、ポンプ装置の使用状態(例えば、車両に設置された状態など)において、液体の流入側が天地方向の上方に向くように設けられ、導入通路の液体導入口には、吐出側通路における流体の上流側を被う開口カバーが設けられるものである。
このように設けられることにより、気体が混入された液体を液体ポンプが圧送しても、気体が導入通路を通ってレギュレータに到達し難くなる。
これによって、気体がレギュレータに混入することによって発生する調圧圧力の変動および異音の発生を防ぐことができる。
請求項2の手段を採用するポンプ装置は、液体ポンプの吐出した液体をレギュレータへ導く導入通路の液体導入口に、この液体導入口の天地方向の下方側を被う開口カバーを設けたものである。
このように設けられることにより、気体が混入された液体を液体ポンプが圧送しても、気体は液体より軽いため、液体中の気体が開口カバーで被われた液体導入口に流入し難くなる。
これによって、気体がレギュレータに混入することによって発生する調圧圧力の変動および異音の発生を防ぐことができる。
請求項3の手段を採用するポンプ装置は、上述した請求項1と請求項2を同時に実施したものである。
このように設けることにより、レギュレータに気体が流入するのを高い割合で防ぐことができる。
これにより、気体がレギュレータに混入することによって発生する調圧圧力の変動および異音の発生を、より確実に防ぐことができる。
請求項4の手段を採用するポンプ装置における液体ポンプは、高圧燃料を蓄圧するコモンレールへ高圧燃料を供給する高圧ポンプに、燃料タンクの燃料を供給するフィードポンプである。
このように、コモンレール式燃料噴射装置のフィードポンプの吐出圧を調圧する構造を採用するサプライポンプに本発明が適用されることにより、エアが混入された燃料をフィードポンプが圧送しても、エアがレギュレータに混入するのが抑えられるため、フィードポンプから高圧ポンプに圧送される調圧圧力の変動および異音の発生を防ぐことができる。
そして、液体ポンプの吐出側の液体をレギュレータへ導く導入通路が、ポンプ装置の使用状態において、液体の流入側が天地方向の上方に向くように設けられ、導入通路の液体導入口には、吐出側通路における流体の上流側を被う開口カバーが設けられるものである。
そして、ポンプ装置は、液体ポンプの吐出した液体が流れる吐出側通路に接続され、吐出側通路の液体をレギュレータへ導く導入通路と、この導入通路の液体導入口に設けられ、この液体導入口の天地方向の下方側を被う開口カバーとを備えるものである。
図3に示す蓄圧式燃料噴射装置は、エンジン(例えばディーゼルエンジン:図示しない)の各気筒に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール1、インジェクタ2、サプライポンプ3、ECU4(エンジン制御ユニット)、EDU5(駆動ユニット)等から構成される。なお、EDU5はECU4のケース内に内蔵される場合もある。
また、コモンレール1には、減圧弁11が取り付けられている。この減圧弁11は、ECU4から与えられる開弁指示信号によって開弁してリリーフ配管9を介してコモンレール圧を急速に減圧するものである。このように、コモンレール1に減圧弁11を搭載することによって、ECU4はコモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御できる。なお、この減圧弁11が、設けられない機種もある。
なお、インジェクタ2からのリーク燃料も、リリーフ配管9を経て燃料タンク8に戻される。
具体的な演算の一例を示すと、ECU4は、燃料の噴射毎に、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたセンサ類の信号(車両の運転状態)とに基づいて、各気筒毎の目標噴射量、噴射形態、インジェクタ2の開弁閉弁時期、SCV16の開度(通電電流値)を決定するように設けられている。
なお、図3では、SCV16の電磁弁へ駆動電流を与えるSCV駆動回路をECU4のケース内に配置する例を示すが、EDU5のケース内に配置するものであっても良い。
サプライポンプ3を図2を参照して説明する。
このサプライポンプ3は、上述したように、フィードポンプ14、レギュレータ15、SCV16、2つの高圧ポンプ17等から構成される。
フィードポンプ14は、燃料タンク8から吸引した燃料をSCV16を介して2つの高圧ポンプ17へ送る低圧供給ポンプであり、例えば、カムシャフト19によって回転駆動されるトロコイドポンプによって構成される。
なお、カムシャフト19はポンプ駆動軸であり、エンジンのクランク軸によって回転駆動されるものである。
燃料流路20のうち、フィードポンプ14の吐出燃料の一部をレギュレータ15へ導く通路が導入通路21であり、レギュレータ15が排出した排出燃料をフィードポンプ14の低圧側へ導く通路が排出通路22である。
円筒シリンダ23は、入口絞り26が装着された側が燃料入口であり、円筒シリンダ23内において入口絞り26とピストン24により囲まれるスペースで充填室27が形成される。この円筒シリンダ23は、入口絞り26が装着された側が導入通路21に連通するようにサプライポンプ3に組付けられるものであり、導入通路21から導かれる燃料(フィードポンプ14の吐出燃料)が燃料絞りを介して充填室27に流入する。
円筒シリンダ23の側面には、排出通路22に連通する出口孔28が1つあるいは複数形成されている。この出口孔28は、充填室27の圧力により円筒シリンダ23内で摺動するピストン24によって開閉されるものであり、充填室27の圧力が低いとバネ25の付勢力が打ち勝ってピストン24によって出口孔28が閉塞され、充填室27の圧力が高まるほど、充填室27内の圧力によってピストン24がバネ25側に付勢されて、出口孔28の開口割合が高まるものである。
バネ25は、充填室27の容積が小さくなる方向にピストン24を付勢するものであり、例えば圧縮コイルスプリングよりなる。
入口絞り26は、円筒シリンダ23の燃料入口側に装着されたものであり、中心に形成されたオリフィス孔を介して導入通路21と充填室27とを連通し、充填室27の圧力変動を緩和するものである。
このSCV16は、ECU4からのポンプ駆動信号によって制御されることにより、加圧室32内に吸入される燃料の吸入量を調整し、コモンレール1へ圧送する燃料の吐出量を変更するバルブであり、コモンレール1へ圧送する燃料の吐出量を調整することにより、コモンレール圧を調整するものである。
それぞれの高圧ポンプ17は、共通のカムシャフト19によって往復駆動されるプランジャ33、このプランジャ33の往復動によって容積が変化する加圧室32に燃料を供給する吸入弁(逆止弁)34、加圧室32で圧縮された燃料をコモンレール1へ向けて吐出する吐出弁(逆止弁)35を備える。
プランジャ33が下降して加圧室32の圧力が低下すると、吐出弁35が閉弁するとともに、吸入弁34が開弁してSCV16で調量された燃料が加圧室32内に供給される。 逆に、プランジャ33が上昇して加圧室32の圧力が上昇すると吸入弁34が閉弁する。そして、加圧室32で加圧された圧力が所定圧力に達すると吐出弁35が開弁して加圧室32で加圧された高圧燃料がコモンレール1へ向けて吐出される。
ここでフィードポンプ14は、燃料タンク8内の燃料を吸引して、高圧ポンプ17に供給するものであり、何らかの要因によってエア(気体の一例)Aが混入された燃料をフィードポンプ14が吸引して吐出する可能性がある。
エアAの混入した燃料が導入通路21を介してレギュレータ15に供給されると、エアAがレギュレータ15を通過する際に、レギュレータ15における充填室27の燃料充填量が不規則になり、ピストン24の挙動が大きく変動して、調圧圧力が激しく変動したり、レギュレータ15からジュルジュルといったような異音が発生する。
これにより、エアAがレギュレータ15に混入することによって発生する調圧圧力の変動を防ぐことができるとともに、レギュレータ15からジュルジュルといった異音の発生を防ぐことができる。
上記の参考例では、サプライポンプ3が車両に設置された状態において、燃料の流入側が天地方向の上を向くように上下方向(傾斜を含む)に延びるように導入通路21を設けることで、エアAがレギュレータ15に到達するのを防ぐ例を示した。
これに対し、この実施例1では、吐出側通路40に接続されて、吐出側通路40の燃料をレギュレータ15に導く導入通路21の燃料導入口41(フィードポンプ14の吐出側の開口)に、図4に示すように、液体導入口41の天地方向の下方側を被う邪魔板(開口カバーに相当する)42を設け、開口カバー42の上側の開口部のみから燃料を液体導入口41に導入するように設け、フィードポンプ14の吐出側の燃料に混入するエアAが導入通路21内に流入するのを防ぐものである。
この邪魔板42は、燃料導入口41の天地方向の上方のみが開放されて、燃料導入口41を被うものであり、燃料流路20が形成される部材(サプライポンプ3のハウジング)と一体に設けられたものでも良いし、燃料流路20が形成される部材とは別に設けて、図4に示すように燃料導入口41を被うように固定するものであっても良い。
これにより、エアAがレギュレータ15に混入することによって発生する調圧圧力の変動を防ぐことができるとともに、レギュレータ15からジュルジュルといった異音の発生を防ぐことができる。
この実施例2は、サプライポンプ3が車両に設置された状態において、導入通路21の燃料の流入側が、天地方向の上方に向くように斜めに延びて設けられるとともに、燃料導入口41に下流方向(上方向)のみが開放された邪魔板42を被せたものである。
このように設けることにより、エアAが混入した燃料をフィードポンプ14が圧送しても、エアAが導入通路21を通ってレギュレータ15に到達するのが、参考例よりも困難になり、エアAがレギュレータ15に流入するのをより確実に防ぐことができる。これにより、エアAがレギュレータ15に混入することによって発生する調圧圧力の変動および異音の発生を、より確実に防ぐことができる。
この実施例3は、サプライポンプ3が車両に設置された状態において、導入通路21の燃料の流入側が、天地方向の上方に向くように垂直に延びて設けられるとともに、燃料導入口41に下流方向のみが開放された邪魔板42を被せたものである。
このように設けることにより、エアAが混入した燃料をフィードポンプ14が圧送しても、エアAが導入通路21を通ってレギュレータ15に到達するのが、実施例1よりも困難になるため、エアAがレギュレータ15に流入するのをより確実に防ぐことができる。これにより、エアAがレギュレータ15に混入することによって発生する調圧圧力の変動および異音の発生を、より確実に防ぐことができる。
上記では、コモンレール式燃料噴射装置におけるサプライポンプ3に本発明を適用した例を示したが、液体を圧送する液体ポンプと、その液体ポンプの吐出圧を調圧するレギュレータ15とを備えるポンプ装置であれば、本発明を適用することができるものである。
3 サプライポンプ(ポンプ装置)
8 燃料タンク
14 フィードポンプ(液体ポンプ)
15 レギュレータ
17 高圧ポンプ
21 導入通路
40 吐出側通路
41 燃料導入口(液体導入口)
42 邪魔板(開口カバー)
Claims (4)
- 液体を圧送する液体ポンプの吐出側の圧力に応じて開弁して、前記液体ポンプの吐出側の流体を前記液体ポンプの低圧側へ戻すことで、前記液体ポンプの吐出側の圧力を所定圧力に調圧するレギュレータを備えたポンプ装置であって、
前記液体ポンプの吐出した液体が流れる吐出側通路に接続され、前記液体ポンプの吐出側の液体を前記レギュレータへ導く導入通路は、当該ポンプ装置の使用状態において、液体の流入側が天地方向の上方に向くように設けられ、
前記導入通路の液体導入口には、前記吐出側通路における流体の上流側を被う開口カバーが設けられることを特徴とするポンプ装置。 - 液体を圧送する液体ポンプの吐出側の圧力に応じて開弁して、前記液体ポンプの吐出側の流体を前記液体ポンプの低圧側へ戻すことで、前記液体ポンプの吐出側の圧力を所定圧力に調圧するレギュレータを備えたポンプ装置であって、
前記液体ポンプの吐出した液体が流れる吐出側通路に接続され、前記吐出側通路の液体を前記レギュレータへ導く導入通路と、
前記導入通路の液体導入口に設けられ、当該液体導入口の天地方向の下方側を被う開口カバーとを備えたことを特徴とするポンプ装置。 - 請求項2に記載のポンプ装置において、
前記導入通路は、当該ポンプ装置の使用状態において、液体の流入側が天地方向の上方に向くように設けられていることを特徴とするポンプ装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載のポンプ装置において、
前記液体ポンプは、高圧燃料を蓄圧するコモンレールへ高圧燃料を供給する高圧ポンプに、燃料タンクの燃料を供給するフィードポンプであることを特徴とするポンプ装置。
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