JP5754408B2 - Fuel injection device - Google Patents
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Description
本発明は、高圧燃料を内燃機関に供給する燃料噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection device that supplies high-pressure fuel to an internal combustion engine.
従来の燃料噴射装置は、燃料を濾過する燃料濾過器を備えている。特許文献1に記載の燃料濾過器は、燃料濾過器内の各部位における燃料流速を均一にすることにより、フィルタ濾紙の全域に均一にダストが捕捉されるようにして、燃料濾過器の長寿命化を図っている。 A conventional fuel injection device includes a fuel filter that filters fuel. In the fuel filter described in Patent Document 1, the fuel flow rate at each part in the fuel filter is made uniform so that dust is uniformly trapped over the entire area of the filter filter paper, so that the long life of the fuel filter is achieved. We are trying to make it.
しかしながら、従来の燃料濾過器は、最終的にはすべてのダストがフィルタ濾紙に捕捉されるため、燃料濾過器の寿命はフィルタ濾紙のダスト捕集最大容量で決定される。 However, in the conventional fuel filter, since all dust is finally trapped by the filter paper, the life of the fuel filter is determined by the maximum dust collection capacity of the filter paper.
本発明は上記点に鑑みて、燃料濾過器のさらなる長寿命化を図ることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to further extend the life of a fuel filter.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、燃料濾過器(3)にて濾過した燃料をポンプ(4)にて高圧化して内燃機関(1)に供給する燃料噴射装置において、燃料濾過器は、不織布よりなる第1フィルタ(34)と、下方に燃料流入孔(351b)が形成されて第1フィルタを収容するフィルタホルダ(35)と、第1フィルタの上流側で且つ第1フィルタの下方に配置された第2フィルタ(36)とを備え、第2フィルタは、上端側が燃料流入孔を囲んでフィルタホルダに密着された圧縮コイルばね(361)と、圧縮コイルばねの下端側を閉塞する底板(9)362とを備え、燃料は圧縮コイルばねの外周側から圧縮コイルばねの巻線間を通過して圧縮コイルばねの内周側に流入するように構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the fuel injection device, the fuel filtered by the fuel filter (3) is pressurized by the pump (4) and supplied to the internal combustion engine (1). The fuel filter includes a first filter (34) made of non-woven fabric, a filter holder (35) in which a fuel inflow hole (351b) is formed below to accommodate the first filter, an upstream side of the first filter and the first filter. A second filter (36) disposed below one filter, the second filter having a compression coil spring (361) whose upper end surrounds the fuel inflow hole and is in close contact with the filter holder, and a lower end of the compression coil spring And a bottom plate (9) 362 that closes the side, and the fuel is configured to flow between the windings of the compression coil spring from the outer periphery side of the compression coil spring and flow into the inner periphery side of the compression coil spring. Features .
これによると、燃料が圧縮コイルばねの巻線間を通過する際の流通抵抗により、圧縮コイルばねの内周側と外周側との間に差圧が発生し、その差圧によって圧縮コイルばねが縮み、圧縮コイルばねの巻線間隙間が小さくなるため、燃料に含まれるダストのうち巻線間隙間よりも粒径の大きいダストは圧縮コイルばねの外周面に捕捉される。 According to this, due to the flow resistance when the fuel passes between the windings of the compression coil spring, a differential pressure is generated between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the compression coil spring, and the compression coil spring is caused by the differential pressure. Since the gap between the windings of the compression coil spring shrinks, the dust having a particle size larger than the gap between the windings is captured on the outer peripheral surface of the compression coil spring.
そして、内燃機関の停止によりポンプが停止されると、圧縮コイルばねの内周側と外周側との間に差圧が発生しなくなり、圧縮コイルばねは自然長まで伸びるため、圧縮コイルばねの外周面に捕捉されたダストは圧縮コイルばねから分離し、そのダストは自重によって沈降して燃料濾過器の下部空間に堆積する。 When the pump is stopped by stopping the internal combustion engine, no differential pressure is generated between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the compression coil spring, and the compression coil spring extends to the natural length. The dust trapped on the surface is separated from the compression coil spring, and the dust settles by its own weight and accumulates in the lower space of the fuel filter.
したがって、第2フィルタにて捕捉された粒径の大きいダストは燃料濾過器の下部空間に貯留され、第1フィルタは第2フィルタで捕捉しきれなかった粒径の小さなダストのみを捕捉することになるため、第1フィルタの長寿命化につながる。また、燃料濾過器全体としてのダスト捕集最大容量は第1フィルタ単体のダスト捕集最大容量よりも多くなるため、燃料濾過器の長寿命化を図ることができる。 Therefore, the large particle size dust captured by the second filter is stored in the lower space of the fuel filter, and the first filter captures only the small particle size dust that could not be captured by the second filter. Therefore, the life of the first filter is extended. Moreover, since the maximum dust collection capacity of the fuel filter as a whole is larger than the maximum dust collection capacity of the first filter alone, the life of the fuel filter can be extended.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1に示すように、内燃機関1(より詳細にはディーゼルエンジン)に燃料を供給する燃料噴射装置は、燃料を溜めておく燃料タンク2、燃料タンク2から汲み上げられた燃料を濾過する燃料濾過器3、燃料濾過器3にて濾過された燃料を高圧化して圧送するサプライポンプ4、サプライポンプ4にて高圧化された燃料を蓄えるコモンレール5、コモンレール5から供給された高圧燃料を内燃機関1の燃焼室に噴射するインジェクタ6、コモンレール5内の燃料を燃料濾過器3に戻す戻し経路7、戻し経路7を開閉する戻し経路開閉弁8、戻し経路開閉弁8等の作動を制御する電子制御装置9を備えている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a fuel injection device that supplies fuel to an internal combustion engine 1 (more specifically, a diesel engine) includes a
サプライポンプ4は、燃料タンク2から燃料を汲み上げるフィードポンプ41、フィードポンプ41から供給される燃料を加圧してコモンレール5へ圧送する高圧ポンプ42、フィードポンプ41から高圧ポンプ42へ供給される燃料流量を調整する吸入調量弁43等を備えている。
The supply pump 4 is a
フィードポンプ41および高圧ポンプ42は、内燃機関1によって駆動される。吸入調量弁43は、印加電流に応じて弁開度を連続的に変更可能に構成されたリニアソレノイド式の電磁弁であって、電子制御装置9によって制御される。
The
電子制御装置9は、図示しないCPU、ROM、EEPROM、RAM等からなるマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行う。 The electronic control unit 9 includes a microcomputer including a CPU, ROM, EEPROM, RAM, and the like (not shown), and performs arithmetic processing according to a program stored in the microcomputer.
この電子制御装置9は、コモンレール5内の実レール圧が噴射圧力に相当する目標レール圧に追従するように高圧ポンプ42の目標吐出量を算出し、その目標吐出量となるように吸入調量弁43の開度を制御する。
The electronic control unit 9 calculates the target discharge amount of the high-
また、電子制御装置9は、各種入力信号に基づいて、内燃機関1の運転状態に応じた最適な噴射時期や噴射量等を決定してインジェクタ6を駆動する。さらに、電子制御装置9は、各種入力信号に基づいて、戻し経路開閉弁8を駆動する。
Further, the electronic control unit 9 drives the injector 6 by determining an optimal injection timing, injection amount, etc. according to the operating state of the internal combustion engine 1 based on various input signals. Furthermore, the electronic control unit 9 drives the return path opening /
図2、図3に示すように、燃料濾過器3は、円柱状で、使用時に軸方向が重力方向となるように設置される。また、燃料濾過器3は、車両の車体に装着される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
燃料濾過器3は、内部に円柱状空間を形成するケース31を備えている。ケース31の上部には、燃料タンク2からの燃料が流入する燃料入口管32と、フィードポンプ41に向けて燃料が流出する燃料出口管33が設けられている。なお、燃料入口管32は、例えばケース31の下部に設けてもよい。
The
ケース31の内部には、燃料中に混入したダストを捕集する不織布よりなる第1フィルタ34と、この第1フィルタ34を収容するフィルタホルダ35と、燃料中に混入したダストを捕集する第2フィルタ36が配置されている。
Inside the
フィルタホルダ35は、ケース31の内部空間を上下に2分割する円盤状のホルダプレート351と、ホルダプレート351の上方に配置された有底円筒状のホルダカップ352とからなる。そして、ホルダプレート351とホルダカップ352とによって形成された空間に、第1フィルタ34が収容されている。
The
ホルダプレート351の外周側には、ケース31の上部空間と下部空間とを連通させて燃料を通過させる燃料通過孔351aが複数形成されている。ホルダプレート351の径方向中心部には、第1フィルタ34が収容された空間に燃料を流入させる燃料流入孔351bが形成されている。
On the outer peripheral side of the
ホルダカップ352は、開口端が燃料流入孔351bを囲んでホルダプレート351に接合され、底部に燃料出口管33が接続されている。
The
第2フィルタ36は、ケース31の下部空間に配置されており、より詳細には、第1フィルタ34の上流側で且つ第1フィルタ34の下方に配置されている。
The
第2フィルタ36は、圧縮コイルばね361と、圧縮コイルばね361の下端側を閉塞する底板362とを備えている。圧縮コイルばね361の上端側は、燃料流入孔351bを囲んでホルダプレート351に密着状態で接合されている。そして、燃料は、圧縮コイルばね361の巻線間を通過するようになっている。
The
次に、本実施形態の作動を説明する。なお、図2、図3中の矢印は燃料の流れを示している。 Next, the operation of this embodiment will be described. The arrows in FIGS. 2 and 3 indicate the flow of fuel.
まず、内燃機関1の運転中は、フィードポンプ41にて燃料タンク2から燃料が汲み上げられる。燃料タンク2から汲み上げられた燃料は、燃料入口管32から燃料濾過器3内に流入する。
First, during operation of the internal combustion engine 1, fuel is pumped from the
燃料濾過器3に流入した燃料は、第2フィルタ36における圧縮コイルばね361の外周側から圧縮コイルばね361の巻線間を通過して圧縮コイルばね361の内周側に流入する。
The fuel that has flowed into the
この際、図2に示すように、燃料が圧縮コイルばね361の巻線間を通過する際の流通抵抗により、圧縮コイルばね361の内周側と外周側との間に差圧が発生し、その差圧によって圧縮コイルばね361が縮み、圧縮コイルばね361の巻線間隙間が小さくなるため、燃料に含まれるダストのうち巻線間隙間よりも粒径の大きいダストは圧縮コイルばね361の外周面に捕捉される。
At this time, as shown in FIG. 2, due to the flow resistance when the fuel passes between the windings of the
圧縮コイルばね361の内周側に流入した燃料は、ホルダプレート351の燃料流入孔351bを介して第1フィルタ34が収容された空間に流入し、第2フィルタ36で捕捉しきれなかった粒径の小さなダストが第1フィルタ34にて捕捉される。
The fuel that has flowed into the inner peripheral side of the
第1フィルタ34を通過した燃料は、燃料出口管33からフィードポンプ41に向けて流出する。
The fuel that has passed through the
内燃機関1が停止されると、フィードポンプ41も停止するため、圧縮コイルばね361の内周側と外周側との間に差圧は発生せず、したがって、図3に示すように、圧縮コイルばね361は自然長まで伸びる。
When the internal combustion engine 1 is stopped, the
そして、圧縮コイルばね361が伸びるときに圧縮コイルばね361が上下方向に振動することにより、圧縮コイルばね361の外周面に捕捉されていたダストが圧縮コイルばね361から分離し、そのダストは自重によって沈降してケース31の下部に堆積する。
When the
なお、第2フィルタ36の底板362の板厚を部位によって異ならせて、底板362の重心を圧縮コイルばね361の軸に対して偏芯させることにより、圧縮コイルばね361が伸びるときに圧縮コイルばね361が水平方向にも振動し、ダストの分離が促進される。
It should be noted that the thickness of the
さらに、内燃機関1が停止されると、電子制御装置9は戻し経路開閉弁8を開弁作動させる。この戻し経路開閉弁8の開弁作動により、コモンレール5内の燃料が戻し経路7を介して燃料濾過器3に戻され、その燃料は第1フィルタ34を通過して圧縮コイルばね361の内周側に流入する。また、圧縮コイルばね361の内周側に流入した燃料が、圧縮コイルばね361の巻線間を通過して圧縮コイルばね361の外周側に流入する。
Further, when the internal combustion engine 1 is stopped, the electronic control unit 9 opens the return path opening /
そして、圧縮コイルばね361の巻線間を通過する燃料の流れにより、圧縮コイルばね361の外周面に捕捉されていたダストの分離が促進される。また、圧縮コイルばね361の内周側から外周側に向かう燃料の流れにより、ダストの沈降過程での圧縮コイルばね361の内周側へのダストの流入が抑制される。
The separation of dust trapped on the outer peripheral surface of the
本実施形態によると、第2フィルタ36にて捕捉された粒径の大きいダストは燃料濾過器3の下部に貯留され、第1フィルタ34は第2フィルタ36で捕捉しきれなかった粒径の小さなダストのみを捕捉することになるため、第1フィルタ34の長寿命化につながる。
According to this embodiment, dust having a large particle size captured by the
また、燃料濾過器全体としてのダスト捕集最大容量は第1フィルタ単体のダスト捕集最大容量よりも多くなるため、燃料濾過器3の長寿命化を図ることができる。
Moreover, since the maximum dust collection capacity of the fuel filter as a whole is larger than the maximum dust collection capacity of the first filter alone, the life of the
因みに、差圧によって圧縮コイルばね361が縮んだ際の圧縮コイルばね361の巻線間隙間を13μmに設定した場合、燃料中のダストのうち約30%が第2フィルタ36で捕捉され、約70%が第1フィルタ34で捕捉された。
Incidentally, when the gap between the windings of the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、燃料濾過器3の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the
図4に示すように、第2フィルタ36の底板362には、圧縮コイルばね361の内周側と圧縮コイルばね361の外部とを連通させる開口部362aが形成されている。この開口部362aは、フラップ37にて開閉されるようになっている。また、フラップ37は、開口部362aを閉じる向きにフラップ用ばね38にて付勢されている。
As shown in FIG. 4, the
フラップ用ばね38は、両端にアーム部を有するねじりばねであり、一方のアーム部が底板362に接合され、他方のアーム部がフラップ37に接合されている。
The
次に、本実施形態の作動を説明する。内燃機関1(図1参照)の運転中は、フラップ用ばね38にて付勢されてフラップ37が開口部362aを閉じている。したがって、第1実施形態と同様に、圧縮コイルばね361の内周側と外周側との間に発生する差圧によって圧縮コイルばね361が縮み、燃料に含まれるダストのうち巻線間隙間よりも粒径の大きいダストは圧縮コイルばね361の外周面に捕捉される。
Next, the operation of this embodiment will be described. During the operation of the internal combustion engine 1 (see FIG. 1), the
内燃機関1が停止されると、フィードポンプ41(図1参照)も停止するため、圧縮コイルばね361の内周側と外周側との間に差圧は発生しない。したがって、第1実施形態と同様に、圧縮コイルばね361は自然長まで伸び、圧縮コイルばね361が上下方向に振動することにより、圧縮コイルばね361の外周面に捕捉されていたダストが圧縮コイルばね361から分離される。
When the internal combustion engine 1 is stopped, the feed pump 41 (see FIG. 1) is also stopped, so that no differential pressure is generated between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the
さらに、内燃機関1が停止されると、第1実施形態と同様に、電子制御装置9(図1参照)は戻し経路開閉弁8(図1参照)を開弁作動させる。この戻し経路開閉弁8の開弁作動に伴う、圧縮コイルばね361の巻線間を通過する燃料の流れにより、圧縮コイルばね361の外周面に捕捉されていたダストの分離が促進される。
Further, when the internal combustion engine 1 is stopped, as in the first embodiment, the electronic control unit 9 (see FIG. 1) opens the return path on-off valve 8 (see FIG. 1). The separation of dust trapped on the outer peripheral surface of the
また、戻し経路開閉弁8の開弁作動により、コモンレール5(図1参照)内の燃料が戻し経路7(図1参照)を介して燃料濾過器3に戻され、圧縮コイルばね361の内周側の圧力が上昇する。そして、図4に示すように、圧縮コイルばね361の内周側と圧縮コイルばね361の外部との間の差圧により、フラップ37はフラップ用ばね38の付勢力に抗して開口部362aを開く向きに作動する。これにより、底板362やフラップ37の上面に堆積していたダストは開口部362aから排出され、そのダストは自重によって沈降してケース31の下部に堆積する。
Further, the opening operation of the return path opening /
ところで、内燃機関1を停止させた際に、圧縮コイルばね361の内周側に流入したダストや第1フィルタ34から分離されたダストが底板362の上面に堆積する虞がある。そして、その堆積したダストの重量による圧縮コイルばね361に加わる力が、内燃機関1の運転中の差圧による力より大きくなると、圧縮コイルばね361が伸張して巻線間隙間が大きくなってしまい、圧縮コイルばね361にて本来捕捉すべき粒径のダストを捕捉できなくなる。
By the way, when the internal combustion engine 1 is stopped, dust flowing into the inner peripheral side of the
ここで、本実施形態では、内燃機関1が停止されるとフラップ37が開口部362aを開いて、底板362やフラップ37の上面に堆積していたダストは開口部362aから排出されるため、上記した堆積したダストの重量による不具合を回避することができる。
Here, in the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is stopped, the
1 内燃機関
3 燃料濾過器
4 ポンプ
34 第1フィルタ
35 フィルタホルダ
36 第2フィルタ
361 圧縮コイルばね
362 底板
351b 燃料流入孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記燃料濾過器は、不織布よりなる第1フィルタ(34)と、下方に燃料流入孔(351b)が形成されて前記第1フィルタを収容するフィルタホルダ(35)と、前記第1フィルタの上流側で且つ前記第1フィルタの下方に配置された第2フィルタ(36)とを備え、
前記第2フィルタは、上端側が前記燃料流入孔を囲んで前記フィルタホルダに密着された圧縮コイルばね(361)と、前記圧縮コイルばねの下端側を閉塞する底板(362)とを備え、燃料は前記圧縮コイルばねの外周側から前記圧縮コイルばねの巻線間を通過して前記圧縮コイルばねの内周側に流入するように構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。 In the fuel injection device for supplying the fuel filtered by the fuel filter (3) to the internal combustion engine (1) by increasing the pressure by the pump (4),
The fuel filter includes a first filter (34) made of a non-woven fabric, a filter holder (35) in which a fuel inflow hole (351b) is formed below to accommodate the first filter, and an upstream side of the first filter. And a second filter (36) disposed below the first filter,
The second filter includes a compression coil spring (361) whose upper end surrounds the fuel inflow hole and is in close contact with the filter holder, and a bottom plate (362) that closes the lower end of the compression coil spring. A fuel injection device configured to pass between windings of the compression coil spring from the outer peripheral side of the compression coil spring and flow into the inner peripheral side of the compression coil spring.
前記コモンレール内の燃料を前記圧縮コイルばねの内周側に戻す戻し経路(7)と、
前記内燃機関を停止させたときに前記戻し経路を開く戻し経路開閉弁(8)とを備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射装置。 A common rail (5) for storing fuel that has been pressurized by the pump;
A return path (7) for returning the fuel in the common rail to the inner peripheral side of the compression coil spring;
The fuel injection device according to claim 1, further comprising a return path on-off valve (8) that opens the return path when the internal combustion engine is stopped.
前記開口部を開閉するフラップ(37)と、
前記フラップが前記開口部を閉じる向きに前記フラップを付勢するフラップ用ばね(38)とを備えることを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射装置。 An opening (362a) that is formed in the bottom plate and communicates the inner peripheral side of the compression coil spring and the outside of the compression coil spring;
A flap (37) for opening and closing the opening;
The fuel injection device according to claim 2, further comprising a flap spring (38) for urging the flap in a direction in which the flap closes the opening.
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