JP5142931B2 - 噴射ポンプの燃料潤滑装置 - Google Patents

Description

本発明は、噴射ポンプの燃料潤滑装置に関する。

近年、コモンレール式の燃料噴射装置（蓄圧式燃料噴射装置）を採用しているディーゼルエンジンなどの内燃機関においては、燃料の高圧化に伴う燃料温度の上昇が著しく、この燃料の温度上昇によってインジェクタ及び噴射ポンプ内の摺動部品等が熱的にもたないという問題が生じている。

又、近年では、前記内燃機関の燃料を用いて噴射ポンプ内の摺動部品を潤滑する構造のものが提案されるようになって来ており、このように燃料で噴射ポンプ内の摺動部品を潤滑することによって、燃料の温度は更に上昇するという問題が生じている。

このための対策としては燃料配管系に燃料クーラを設けて昇温した燃料の温度を低下させることが行われている。

図２は従来における噴射ポンプの燃料潤滑装置の一例を示したもので、燃料タンク１の燃料は燃料供給流路２によってフィードポンプ３と高圧ポンプ４からなる噴射ポンプ５を介して、コモンレール６及びインジェクタ７を備えてなる蓄圧式燃料噴射装置８に供給されており、コモンレール６及びインジェクタ７の余剰の燃料は噴射装置戻り流路９によって前記燃料タンク１に戻すようにしている。尚、図２のフィードポンプ３と高圧ポンプ４は独立して設けた状態を示しているが、フィードポンプ３と高圧ポンプ４は一体に組み立てられたものが多く用いられている。

前記フィードポンプ３の出口には調流弁１０が設けてあり、該調流弁１０によってフィードポンプ３出口の燃料の大半（例えばフィードポンプ３出口の燃料の約９割程度の多量の燃料）を取り出し、この燃料を潤滑流路１１により前記フィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａに導いて当該摺動部品３ａ，４ａを潤滑するようにしている。噴射ポンプ５の摺動部品３ａ，４ａとしては、軸受及びプランジャポンプの場合のカムローラ等が含まれる。前記調流弁１０によって取り出された燃料はフィードポンプ３と高圧ポンプ４に内蔵された夫々の摺動部品３ａ，４ａに別々に導くようになっているが、図示例ではこれらの摺動部品３ａ，４ａをフィードポンプ３及び高圧ポンプ４から取り出した状態を示している。

前記フィードポンプ３と高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａを潤滑した燃料は、ポンプ戻り流路１３を介して前記燃料タンク１に戻すようにしている。又、前記高圧ポンプ４に設けた調圧弁１４からの余剰燃料も返送流路１５によって前記ポンプ戻し流路１３に戻すようにしている。図２中、１２は高圧ポンプ４からコモンレール６に供給される燃料を冷却するための燃料クーラ、１６はスルーフィードバルブである。

上記噴射ポンプの燃料潤滑装置では、燃料タンク１の燃料は燃料供給流路２を介して噴射ポンプ５のフィードポンプ３により吸込まれて高圧ポンプ４で昇圧された後、蓄圧式燃料噴射装置８のコモンレール６に供給されてインジェクタ７からエンジンの気筒に噴射される。コモンレール６及びインジェクタ７の余剰の燃料は噴射装置戻り流路９によって前記燃料タンク１に戻される。

更に、フィードポンプ３の出口に設けた調流弁１０から取り出された燃料は前記フィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａに導かれることにより当該摺動部品３ａ，４ａの潤滑を行う。又、摺動部品３ａ，４ａを潤滑した後の燃料はポンプ戻り流路１３によって前記燃料タンク１に戻される。この時、前記高圧ポンプ４の調圧弁１４からの余剰燃料も返送流路１５により前記ポンプ戻り流路１３に合流されて燃料タンク１に戻される。

上記において、前記高圧ポンプ４で加圧されることによって昇温した燃料は、燃料クーラ１２で冷却されてコモンレール６に供給される。

従来において、燃料である軽油を潤滑油として用いるエンジンについて技術開示した先行技術情報としては特許文献１があり、又、蓄圧式燃料噴射装置を有する内燃機関における燃料冷却装置について技術開示した先行技術情報としては特許文献２がある。
特開２００８−１９０４１１号公報 特開２００８−０１９７７１号公報

しかしながら、図２に示した従来の噴射ポンプの燃料潤滑装置においては、前記フィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａを潤滑した燃料をポンプ戻り流路１３によって燃料タンク１に戻すようにしているために、次のような問題が生じていた。

即ち、前記前記フィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａを潤滑するためには大量の燃料を摺動部品３ａ，４ａに供給する必要があり、このためにフィードポンプ３による燃料の吸込量は大量となり、従って、燃料供給流路２、潤滑流路１１及びポンプ戻り流路１３は、図２中太線で示すように大径の配管で構成する必要があるが、例えばバスの場合には燃料タンク１と噴射ポンプ５との間の距離が１０メートルにも及ぶ場合があるために、燃料供給流路２とポンプ戻り流路１３は大口径の長い配管で構成する必要があり、よって車両への搭載面で制約が発生する問題があると共に、車両重量が増加するという問題が生じていた。

又、フィードポンプ３による吸込量が増加することによってフィードポンプ３の駆動動力が増加し、更に、フィードポンプ３の吸込負圧が増加することによってフィードポンプ３にエロージョンが発生する問題を生じていた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、燃料タンクに接続する大口径配管を不要とし、フィードポンプの駆動動力を小さく抑えることができる噴射ポンプの燃料潤滑装置を提供することにある。

本発明は、燃料タンクの燃料が燃料供給流路によりフィードポンプと高圧ポンプからなる噴射ポンプを介してコモンレールとインジェクタを備えた蓄圧式燃料噴射装置に供給されており、前記フィードポンプ出口の燃料を調流弁により取り出して前記フィードポンプ及び高圧ポンプの摺動部品の潤滑を行うようにしている噴射ポンプの燃料潤滑装置であって、
前記フィードポンプ及び高圧ポンプの摺動部品を潤滑した後の燃料を前記フィードポンプ入口の燃料供給流路に戻す循環流路を設けて燃料循環ループを形成したことを特徴とする。

而して、上記手段では、フィードポンプ及び高圧ポンプの摺動部品を潤滑した後の燃料をフィードポンプ入口の燃料供給流路に戻す循環流路を設けて燃料循環ループを形成したので、燃料循環ループのみを大口径の配管で形成することで、摺動部品に供給して潤滑する燃料の流量を増加することができる。

更に、大量の燃料を燃料循環ループで循環させることによりフィードポンプの駆動動力が低減され、又、大量の燃料の全てを燃料タンクから吸引する場合に比してフィードポンプの吸引負圧を低減することができる。

上記噴射ポンプの燃料潤滑装置において、前記循環流路に燃料除熱器を備えることは好ましい。

又、上記噴射ポンプの燃料潤滑装置において、前記高圧ポンプの調圧弁からの余剰燃料を前記循環流路に戻す返送流路を備えることは好ましい。

本発明の噴射ポンプの燃料潤滑装置によれば、フィードポンプ及び高圧ポンプの摺動部品を潤滑した後の燃料をフィードポンプ入口の燃料供給流路に戻す循環流路を設けて燃料循環ループを形成したので、エンジンより遠い燃料タンクから多量の燃料を吸い上げることなく、摺動部品に供給する潤滑用の燃料の流量を増加することができ、よって燃料タンクに接続する大口径配管を不要として車両への搭載性を高めることができると共に、車両の重量を軽減できる効果がある。

更に、大量の燃料を燃料循環ループで循環させることによりフィードポンプの駆動動力を低減することができ、又、大量の燃料の全てを燃料タンクから吸引する場合に比してフィードポンプの吸引負圧を低減することができ、よって、従来のようにフィードポンプの吸込負圧が増加することによってエロージョンが発生していた問題も防止できる効果がある。

又、前記燃料循環ループによって燃料タンクに戻る燃料が大幅に削減されるため、従来に比して燃料タンクの温度上昇を小さく抑えられる効果がある。

更に、前記循環流路に燃料除熱器を備えると、燃料循環ループによって熱的なクローズド回路が形成されて燃料の冷却を噴射ポンプ部分で完結することができ、よって摺動部品に供給される燃料を確実に冷却できる効果がある。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中、図２と同一のものには同一の符号を付して説明を省略し、本発明の特徴部分についてのみ以下で詳述する。

図１に示す如く、燃料タンク１の燃料が燃料供給流路２によりフィードポンプ３と高圧ポンプ４からなる噴射ポンプ５に供給されてコモンレール６及びインジェクタ７を備えている蓄圧式燃料噴射装置８に供給さており、前記フィードポンプ３出口の燃料が調流弁１０により取り出されて前記フィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａの潤滑を行うようにしている構成において、調流弁１０によりフィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａに供給されて潤滑を行った後の燃料を、前記フィードポンプ３入口の燃料供給流路２に戻す循環流路１７を設けることにより燃料循環ループ１８を形成する。ここで、前記フィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａを潤滑した後の燃料は、オーバーフローにより循環流路１７を流動してフィードポンプ３に循環供給されるようになっている。

更に、前記高圧ポンプ４の調圧弁１４からの余剰燃料は返送流路１５によって前記循環流路１７に合流するようにしている。

又、前記循環流路１７には燃料除熱器１９を備えている。燃料除熱器１９としては、フィンを備えて車両のフロント部分に設けるようにした空冷式クーラ、或いは冷却水を供給して冷却するようにした水冷式クーラ等を用いることができる。

而して、図１に示す噴射ポンプの燃料潤滑装置によれば、フィードポンプ３及び高圧ポンプ４の摺動部品３ａ，４ａを潤滑した後の燃料をフィードポンプ３入口の燃料供給流路２に戻す循環流路１７を設けて燃料循環ループ１８を形成するようにしたので、燃料循環ループ１８のみの短い距離だけ大口径の配管で構成することで、摺動部品３ａ，４ａに供給して潤滑する燃料の流量を増加することができ、長い長さの燃料供給流路２は小口径の配管とすることができるので、車両への搭載性を高めることができると共に、車両の重量を軽減することができる。

又、燃料循環ループ１８では大量の燃料がオーバーフローにより流動して循環するようになるため、従来のように１分間に３００リットル前後の大量の燃料を燃料タンク１から吸引する場合に比して、フィードポンプ３の駆動動力を大幅に低減することができる。更に、フィードポンプ３の吸引負圧も従来の場合に比して約１／１０前後まで低減されるようになり、よって、従来のようにフィードポンプの吸込負圧が増加することによってエロージョンが発生していた問題を防止することができる。

更に、前記燃料循環ループ１８を形成することによって燃料タンク１に戻る燃料が大幅に削減されるため、従来に比して燃料タンク１の温度上昇を小さく抑えることができる。

更に、前記循環流路１７に燃料除熱器１９を備えたので、燃料循環ループ１８により熱的なクローズド回路が形成され、摺動部品３ａ，４ａからの熱により昇温した燃料の冷却を噴射ポンプ５部分で完結することができ、よって摺動部品３ａ，４ａに供給する燃料を確実に冷却できるようになる。

又、前記高圧ポンプ４の調圧弁１４からの余剰燃料は返送流路１５によって前記循環流路１７に合流させるようにしているので、高圧ポンプ４の調圧弁１４からの余剰燃料も循環流路１７を介して燃料循環ループ１８で循環させ、燃料除熱器１９によって冷却することができる。

なお、本発明は上記形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す全体概要構成図である。 従来における噴射ポンプの燃料潤滑装置の一例を示す全体概要構成図である。

符号の説明

１ 燃料タンク
２ 燃料供給流路
３ フィードポンプ
３ａ，４ａ 摺動部品
４ 高圧ポンプ
５ 噴射ポンプ
６ コモンレール
７ インジェクタ
８ 蓄圧式燃料噴射装置
１０ 調流弁
１４ 調圧弁
１５ 返送流路
１７ 循環流路
１８ 燃料循環ループ
１９ 燃料除熱器

Claims (3)

1. 燃料タンクの燃料が燃料供給流路によりフィードポンプと高圧ポンプからなる噴射ポンプを介してコモンレールとインジェクタを備えた蓄圧式燃料噴射装置に供給されており、前記フィードポンプ出口の燃料を調流弁により取り出して前記フィードポンプ及び高圧ポンプの摺動部品の潤滑を行うようにしている噴射ポンプの燃料潤滑装置であって、
   前記フィードポンプ及び高圧ポンプの摺動部品を潤滑した後の燃料を前記フィードポンプ入口の燃料供給流路に戻す循環流路を設けて燃料循環ループを形成したことを特徴とする噴射ポンプの燃料潤滑装置。
2. 前記循環流路に燃料除熱器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の噴射ポンプの燃料潤滑装置。
3. 前記高圧ポンプの調圧弁からの余剰燃料を前記循環流路に戻す返送流路を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の噴射ポンプの燃料潤滑装置。

Images