JP6387812B2 - 高圧ポンプ、及び、それを用いる燃料供給システム - Google Patents

Description

本発明は、高圧ポンプ、及び、それを用いる燃料供給システムに関する。

従来、異なる圧力の燃料を内燃機関に供給可能な燃料供給システムが知られている。例えば、特許文献１には、燃料タンクの燃料を比較的低い圧力に加圧し吐出する低圧ポンプ、低圧ポンプによって加圧された燃料を比較的高い圧力に加圧し吐出する高圧ポンプ、低圧ポンプが吐出した低圧燃料を噴射する低圧燃料噴射弁、高圧ポンプが吐出した高圧燃料を噴射する高圧燃料噴射弁などを備える燃料供給システムが記載されている。

特許５４０１３６０号明細書

一般に、高圧ポンプでは、加圧室の燃料の一部がプランジャと摺動する高圧ポンプのハウジングの内壁とプランジャの外壁との隙間からリーク燃料として加圧室から漏れ出す。加圧室から漏れ出した燃料であるリーク燃料は、比較的高い圧力に加圧された燃料であるため、比較的低い圧力の空間に漏れ出すと高温になる。このリーク燃料が当該空間に長く留まると高圧ポンプ自体が高温となるため、ハウジングの内壁とプランジャの外壁との隙間の燃料が蒸気となるおそれがある。通常、ハウジングとプランジャとは、当該隙間の燃料が液体であることによってスムーズな摺動が維持されるが、当該隙間の燃料が蒸気になるとハウジングとプランジャとのスムーズな摺動が困難となる。このため、ハウジングの内壁とプランジャの外壁とが焼き付き、高圧ポンプが破損するおそれがある。

そこで、リーク燃料を直接燃料タンクに戻す方法が考えられる。しかしながら、リーク燃料を戻すための配管が増えることや高圧ポンプを設置する位置によっては当該配管を設けるスペースの確保が難しいなどの問題がある。
特許文献１に記載の燃料供給システムでは、低圧ポンプが吐出する燃料は、高圧ポンプ内の低圧室に一旦貯留された後、その一部が低圧燃料噴射弁に供給される。このとき、プランジャの往復移動によってリーク燃料の一部が低圧室に流入するため、リーク燃料の一部を高圧ポンプの外部に排出できる。しかしながら、全てのリーク燃料を高圧ポンプの外部に排出できないため、高圧ポンプの温度が上昇するおそれがある。このため、ハウジングの内壁とプランジャの外壁とが焼き付くおそれがある。
また、特許文献１には、低圧ポンプが吐出する燃料を最初にリーク室に導入した後、その一部を低圧燃料噴射弁に供給する実施形態が記載されている。これにより、リーク室のリーク燃料は全て高圧ポンプの外部に排出されるが、低圧燃料噴射弁に供給される燃料の温度や圧力がリーク燃料の温度や圧力によって変化する。このため、低圧燃料噴射弁の噴射特性が変化するおそれがある。

本発明の目的は、プランジャの焼き付きを防止する高圧ポンプを提供することにある。

燃料タンクの燃料を吸入し高圧噴射弁が噴射可能な圧力まで加圧し吐出する高圧ポンプであって、プランジャ、加圧部、リーク燃料流入部、吸入制御弁、吐出弁、導入部、導出部、吸入逆止弁、及び、低圧部を備える。
加圧部は、プランジャを往復移動可能に収容し、プランジャによって燃料が加圧される加圧室を有する。
リーク燃料流入部は、プランジャと加圧部との間の隙間を通って加圧室から漏れるリーク燃料が流入するリーク室を有する。
吸入制御弁は、リーク室と加圧室とを連通する吸入流路を有し、吸入流路を流通し加圧室に吸入される燃料の量を制御可能である。
吸入逆止弁は、燃料タンクの燃料をリーク室に導入する導入口を有する導入部とリーク燃料流入部との間に設けられている。
低圧部は、導入口とリーク室とを連通し燃料タンクの燃料が貯留される低圧室を有する。
本発明の高圧ポンプは、導入口側からリーク室側へ向かう燃料の流れを許容し、リーク室側から導入口側へ向かう燃料の流れを遮断可能であることを特徴とする。

本発明の高圧ポンプでは、燃料タンクの燃料は、導入口、リーク室、及び、吸入流路を通って加圧室に吸入される。加圧室に吸入された燃料は、プランジャによって加圧され高圧ポンプの外部に導出される。これにより、高圧ポンプが高圧の燃料を吐出しているとき、リーク室のリーク燃料は、導入口から導入される燃料タンクの燃料とともに吸入流路、加圧室、及び、導出口を通って高圧ポンプの外部に確実に排出される。したがって、高温のリーク燃料がリーク室に長く留まることによって高圧ポンプの温度が上昇することを防止し、プランジャの外壁と摺動する加圧部の内壁とプランジャの外壁との間の燃料が蒸気になることを防止することができる。

また、高圧ポンプが高圧の燃料を吐出していないとき、すなわち、リーク燃料の排出が行われていないとき、リーク室、吸入流路、及び、加圧室には燃料が留まる。高圧ポンプが設けられている環境によって高圧ポンプ自体の温度が上昇すると、リーク室などに留まっている燃料の温度は上昇する。本発明の高圧ポンプでは、吸入逆止弁によって導入口からリーク室へ燃料を供給することができるが、リーク室から導入口へ燃料を戻すことはできないため、リーク室の燃料の圧力が過度に低下することがなくなり、リーク室などの燃料が蒸気になることはない。これにより、高圧ポンプが高圧の燃料を吐出していないとき高圧ポンプの温度上昇によって加圧部の内壁とプランジャの外壁との隙間の燃料が蒸気になることを防止することができる。

このように、本発明の高圧ポンプでは、高圧ポンプが高圧燃料を吐出しているか吐出していないかに関わらず、加圧部の内壁とプランジャの外壁との隙間の燃料が蒸気になることを防止する。これにより、加圧部とプランジャとのスムーズな摺動が確保されプランジャの焼き付きを防止することができる。

本発明の第一実施形態による燃料供給システムの模式図である。 本発明の第二実施形態による燃料供給システムの模式図である。 本発明の第三実施形態による燃料供給システムの模式図である。 本発明の第四実施形態による燃料供給システムの模式図である。 本発明の第五実施形態による燃料供給システムの模式図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による燃料供給システムを図１に基づいて説明する。燃料供給システム１は、図示しないエンジンを搭載する車両の運転状況に応じて二つの異なる圧力の燃料を供給するシステムである。燃料供給システム１は、低圧ポンプ１０、高圧ポンプ２０、「低圧燃料供給手段」としての低圧燃料供給部３０、「高圧燃料供給手段」としての高圧燃料供給部４０、制御部８などを備える。

低圧ポンプ１０は、燃料を貯留する燃料タンク１１内に設けられる。低圧ポンプ１０は、例えば、ゴムから形成される燃料配管１２を介して高圧ポンプ２０と接続している。低圧ポンプ１０は、燃料タンク１１内の燃料を加圧し高圧ポンプ２０に向けて吐出する。

高圧ポンプ２０は、低圧ポンプ１０が吐出する燃料を高圧燃料供給部４０がエンジンに供給可能な程度の圧力に加圧するよう設けられている。高圧ポンプ２０は、導入部２１、低圧部２２、吸入逆止弁２３、リーク燃料流入部２４、「吸入制御弁」としての燃圧制御弁２５、加圧部２６、プランジャ２７、吐出弁２８、導出部２９、リリーフ弁２９１などから構成されている。

導入部２１は、燃料配管１２と接続している。導入部２１は、低圧ポンプ１０が吐出する比較的低い圧力の燃料である低圧燃料を高圧ポンプ２０の内部に導入する導入口２１０を有する。導入部２１は、第一接続配管２０１を介して低圧部２２と接続する。

低圧部２２は、低圧燃料配管３００を介して低圧燃料供給部３０と接続する一方、第二接続配管２０２を介してリーク燃料流入部２４と接続している。低圧部２２は、導入口２１０を通って高圧ポンプ２０の内部に導入される低圧燃料が一時的に貯留される低圧室２２０を有する。低圧室２２０は、低圧燃料供給部３０の内部及びリーク燃料流入部２４が有するリーク室２４０に連通している。低圧室２２０には、低圧室２２０における燃料の圧力脈動を低減する低圧室パルセーションダンパ２２１が設けられている。

吸入逆止弁２３は、第二接続配管２０２に設けられている。吸入逆止弁２３は、所定の開弁圧以上において低圧室２２０側からリーク室２４０側へ向かう燃料の流れを許容する一方、リーク室２４０側から低圧室２２０側へ向かう燃料の流れを遮断する。第一実施形態では、吸入逆止弁２３の開弁圧は、低圧ポンプ１０が吐出する燃料の圧力から吸入逆止弁２３の開弁圧を引いた圧力が燃料の飽和蒸気圧以上となるよう設定されている。

リーク燃料流入部２４は、第三接続配管２０３を介して燃圧制御弁２５と接続している。リーク燃料流入部２４のリーク室２４０は、燃圧制御弁２５が有する吸入流路２５０と連通している。リーク室２４０には加圧部２６が有する加圧室２６０から漏れ出すリーク燃料が流入する。ここで、リーク燃料とは、加圧室２６０において高圧に加圧された燃料の一部であって、プランジャ２７の径方向外側の外壁２７１と加圧部２６の内壁２６１との隙間を通ってリーク室２４０に流入する燃料である。

燃圧制御弁２５は、いわゆる、電磁弁であって、制御部８と電気的に接続されている。燃圧制御弁２５は、弁部材２５１、弁座２５２、コイル２５３、固定コア２５４、可動コア２５５などを有する。燃圧制御弁２５は、第四接続配管２０４を介して加圧部２６と接続している。燃圧制御弁２５は、リーク室２４０と加圧室２６０とを連通可能な吸入流路２５０を有する。

弁部材２５１は、燃圧制御弁２５の中心軸方向に往復移動可能に収容されている。弁部材２５１は、第一スプリング２５６によって弁座２５２に当接するよう付勢されている。
コイル２５３は、制御部８と電気的に接続している。固定コア２５４は、コイル２５３の径方向内側に設けられている。可動コア２５５は、弁部材２５１の固定コア２５４側に設けられている。可動コア２５５は、第二スプリング２５７によって固定コア２５４から離間する方向に付勢されている。第二スプリング２５７は、付勢力が第一スプリング２５６の付勢力より大きくなるよう形成されている。

燃圧制御弁２５は、制御部８が出力する信号に基づいて開閉する。具体的には、制御部８が出力する信号に基づいて固定コア２５４と可動コア２５５との間に電磁吸引力が発生していない場合、図１に示すように、弁部材２５１と弁座２５２とは離間している。これにより、リーク室２４０と加圧室２６０とが吸入流路２５０によって連通する。また、制御部８が出力する信号に基づいて固定コア２５４と可動コア２５５との間に電磁吸引力が発生すると、弁部材２５１と弁座２５２とは当接する。これにより、リーク室２４０と加圧室２６０とは遮断される。

加圧部２６は、プランジャ２７を往復移動可能なよう収容している略有底筒状の部位である。加圧部２６は、第五接続配管２０５を介して導出部２９と接続している。加圧部２６は、プランジャ２７の端面２７２と加圧部２６の内壁とによって形成される加圧室２６０を有する。加圧室２６０は、プランジャ２７の往復移動に応じて体積が変更可能なよう形成されており、プランジャ２７が上昇し加圧室２６０の体積が小さくなると、加圧室２６０の燃料を比較的高い圧力の燃料である高圧燃料とする。加圧室２６０は、プランジャ２７の外壁２７１と加圧部２６の内壁２６１との隙間によってリーク室２４０に連通している。

吐出弁２８は、第五接続配管２０５に設けられている。吐出弁２８は、加圧室２６０の燃料の圧力が第一圧力以上になると加圧室２６０側から導出部２９が有する導出口２９０側へ向かう燃料の流れを許容する一方、導出口２９０側から加圧室２６０側へ向かう燃料の流れを遮断する。

導出部２９は、高圧燃料配管４００と接続している。導出部２９は、吐出弁２８が吐出する高圧燃料を高圧燃料供給部４０に導出する導出口２９０を有する。

リリーフ弁２９１は、第六接続配管２０６に設けられている。第六接続配管２０６の一方の端部は、第五接続配管２０５の吐出弁２８と導出部２９との間に接続している。第六接続配管２０６の他方の端部はリーク燃料流入部２４に接続している。リリーフ弁２９１は、吐出弁２８と導出部２９との間の第五接続配管２０５内の燃料の圧力が吐出弁２８の第一圧力より大きい第二圧力以上になると開弁し、吐出弁２８より下流側の燃料をリーク室２４０に戻す。

低圧燃料供給部３０は、低圧レール３１、複数の低圧燃料噴射弁３２などから構成されている。
低圧レール３１は、低圧燃料配管３００を介して低圧部２２と接続している。低圧レール３１は、低圧燃料配管３００を通って低圧室２２０から送られる低圧燃料を一時的に貯留する。
複数の低圧燃料噴射弁３２は、それぞれ低圧レール３１に接続されている。低圧燃料噴射弁３２は、制御部８と電気的に接続しており、制御部８の指令に応じて低圧レール３１に貯留されている低圧燃料を噴射する。

高圧燃料供給部４０は、高圧レール４１、複数の高圧燃料噴射弁４２、圧力センサ４３などから構成されている。
高圧レール４１は、高圧燃料配管４００を介して導出部２９と接続している。高圧レール４１は、高圧燃料配管４００を通って導出部２９から送られる高圧燃料を一時的に貯留する。高圧レール４１には、高圧レール４１内の燃料の圧力を検出する圧力センサ４３が設けられている。圧力センサ４３は、高圧レール４１内の燃料の圧力を検出し、制御部８に出力する。
複数の高圧燃料噴射弁４２は、それぞれ高圧レール４１に接続されている。高圧燃料噴射弁４２は、例えば、圧力が８０ＭＰａの燃料をエンジンに供給可能なよう形成されている。高圧燃料噴射弁４２は、制御部８と電気的に接続しており、圧力センサ４３の検出結果などに基づく制御部８の指令に応じて高圧レール４１に貯留されている高圧燃料を噴射する。

制御部８は、マイクロコンピュータを主体として構成されている。制御部８は、低圧ポンプ１０、燃圧制御弁２５、低圧燃料噴射弁３２、高圧燃料噴射弁４２、圧力センサ４３などと電気的に接続している。制御部８は、高圧レール４１内の燃料の圧力や、例えば、回転数などのエンジンの運転状況、運転者によるアクセル開度など車両の走行状態に応じて、低圧ポンプ１０、燃圧制御弁２５、低圧燃料噴射弁３２、高圧燃料噴射弁４２などの作動を制御する。

次に、燃料供給システム１の作用について説明する。

低圧ポンプ１０によって比較的低圧に加圧された燃料は、燃料配管１２、導入部２１を通って低圧室２２０に導入される。低圧室２２０の燃料の一部は、第二接続配管２０２、リーク燃料流入部２４、第三接続配管２０３を通って吸入流路２５０に導入される。

加圧部２６におけるプランジャ２７の下降によって加圧室２６０の圧力が減圧状態になると、開弁状態となっている燃圧制御弁２５では吸入流路２５０の低圧燃料が加圧室２６０に吸入される。プランジャ２７の上昇によって加圧室２６０に一旦吸入された燃料の一部が吸入流路２５０に戻されている途中において、制御部８が燃圧制御弁２５を閉弁するよう指令を出力すると、可動コア２５５が固定コア２５４に吸引され、弁部材２５１と弁座２５２とが当接する。これにより、吸入流路２５０と加圧室２６０とが遮断され、加圧室２６０において加圧される燃料の量が決定される。その後、プランジャ２７がさらに上昇し、加圧室２６０において燃料が加圧される。

加圧室２６０において燃料が加圧されるとき、加圧室２６０の高圧燃料の一部は、プランジャ２７の外壁２７１と加圧部２６の内壁２６１との隙間を通ってリーク室２４０に流入する。リーク室２４０に流入したリーク燃料は、加圧室２６０に比べて低圧のリーク室２４０に移動するため温度が上昇する。第一実施形態では、加圧室２６０における燃料の圧力が８０ＭＰａであってリーク室２４０の圧力が０．４Ｍｐａの場合、リーク燃料の温度は約３０℃上昇する。リーク室２４０に流入した高温のリーク燃料は、低圧室２２０側から吸入流路２５０側へ向かう低圧燃料とともに加圧室２６０に再び吸入され、高圧燃料供給部４０に送られる。

一方、燃料供給システム１では、低圧室２２０の燃料の一部が低圧燃料配管３００を通って低圧レール３１に送られる。低圧燃料噴射弁３２は、制御部８の指令に応じて低圧レール３１に貯留されている燃料をエンジンに供給する。

低圧燃料噴射弁３２が低圧燃料をエンジンに供給しているとき、高圧ポンプ２０ではプランジャ２７の往復移動は繰り返されるものの、燃圧制御弁２５は開弁したままとなるためプランジャ２７の下降によって加圧室２６０に吸入された燃料はプランジャ２７の上昇によって吸入流路２５０に全量戻る。すなわち、リーク室２４０、吸入流路２５０及び加圧室２６０の燃料は、高圧ポンプ２０内に留まる。このため、高圧ポンプ２０が設けられている環境によっては高圧ポンプ２０内の燃料の温度は上昇する。また、この運転状態が続く場合、低圧室２２０の燃料の圧力がリーク室２４０の燃料の圧力より高いと、リーク室２４０には低圧室２２０から燃料が供給され、リーク室２４０の燃料の圧力は過渡的に上昇する。リーク室２４０の燃料の圧力が低圧室２２０の燃料の圧力から吸入逆止弁２３の開弁圧を引いた圧力以上まで上昇すると、吸入逆止弁２３は閉弁したままとなり、リーク室２４０、吸入流路２５０及び加圧室２６０の燃料は、高圧ポンプ２０内に留まり続ける。

（ａ）第一実施形態による高圧ポンプ２０では、高圧ポンプ２０に導入される低圧燃料の一部は、リーク室２４０、吸入流路２５０などを通って加圧室２６０に吸入され加圧される。加圧室２６０において加圧された燃料である高圧燃料は、導出口２９０を通って高圧燃料供給部４０に供給される。このとき、加圧室２６０の燃料の一部は、プランジャ２７の外壁２７１と加圧部２６の内壁２６１との隙間を通ってリーク室２４０に流入する。リーク室２４０に流入するリーク燃料は、高圧の加圧室２６０から低圧のリーク室２４０に移動するため、リーク室２４０に漏れ出したとき非常に高温となる。具体的には、加圧室２６０における燃料の圧力が２０ＭＰａであってリーク室２４０の圧力が０．４Ｍｐａである場合、リーク燃料の温度は約１０℃上昇する。また、上述したように、加圧室２６０における燃料の圧力がさらに高圧の８０ＭＰａであってリーク室２４０の圧力が０．４Ｍｐａである場合、リーク燃料の温度は約３０℃上昇するように、加圧室２６０における圧力が高いほどリーク燃料の温度は大きく上昇する。このように、高温となるリーク燃料がリーク室２４０に長く留まると高圧ポンプ２０の温度が上昇するため、プランジャ２７と加圧部２６との間の隙間の燃料が蒸気になるおそれがある。プランジャ２７と加圧部２６との間の隙間の燃料が蒸気になると、プランジャ２７と加圧部２６とのスムーズな摺動が困難となり、プランジャ２７が焼き付くおそれがある。

そこで、第一実施形態による高圧ポンプ２０では、低圧室２２０側から吸入流路２５０側へ向かう低圧燃料によってリーク室２４０に流入する高温のリーク燃料をリーク室２４０から確実に排出する。リーク室２４０から排出された低圧燃料とリーク燃料とが混ざった燃料は、加圧室２６０において加圧された後、高圧ポンプ２０の外部に導出される。すなわち、高圧ポンプ２０では、加圧室２６０に吸入される燃料とともに高温のリーク燃料を一方向に流し、高圧ポンプ２０内からリーク燃料を全量排出する。これにより、高温のリーク燃料が高圧ポンプ２０内に長く留まることを防止することによって高圧ポンプ２０の温度が上昇することを防止し、プランジャ２７と加圧部２６との間の燃料が蒸気になることを防止することができる。したがって、プランジャ２７と加圧部２６とのスムーズな摺動を確保し、プランジャ２７の焼き付きを防止することができる。

（ｂ）また、高圧ポンプ２０では、低圧燃料噴射弁３２がエンジンに燃料を供給しているとき、リーク室２４０や吸入流路２５０を経由した低圧室２２０から加圧室２６０への燃料の流れがなくなる。このとき、リーク室２４０や吸入流路２５０の燃料は、高圧ポンプ２０が設けられている環境によっては温度が上昇する。しかしながら、吸入逆止弁２３は、低圧室２２０側からリーク室２４０側へ向かう燃料の流れは許容するが、リーク室２４０側から低圧室２２０側へ向かう燃料の流れは遮断するため、リーク室２４０の燃料の圧力が過度に低下しない。このため、リーク室２４０や吸入流路２５０の燃料が高温になっても蒸気にはならない。これにより、低圧燃料噴射弁３２がエンジンに燃料を供給しているとき、高圧ポンプ２０が高温になってもプランジャ２７と加圧部２６との間の燃料が蒸気になることを防止することができる。したがって、加圧部２６とプランジャ２７とのスムーズな摺動を確保し、プランジャ２７の焼き付きを防止することができる。

（ｃ）一般に、低圧燃料供給部は、高圧燃料供給部と異なり、低圧レール内の燃料の圧力を検出する圧力センサを備えていない。このため、低圧レールに貯留される燃料の温度や圧力が変化すると、低圧燃料噴射弁の噴射特性が変化するおそれがある。特許文献１に記載の燃料供給システムでは、低圧ポンプが吐出する燃料を最初にリーク室に導入した後、その一部を低圧燃料噴射弁に供給するため、リーク室のリーク燃料を全量高圧ポンプの外部に排出することができる。しかしながら、高温のリーク燃料が混ざった燃料が低圧燃料噴射弁に供給されるため、低圧燃料噴射弁の噴射特性が変化するおそれがある。
第一実施形態による燃料供給システム１は、低圧室２２０に一旦貯留された低圧燃料を低圧燃料供給部３０に送るよう構成されている。低圧室２２０とリーク室２４０との間にはリーク室２４０側から低圧室２２０側へ向かう燃料の流れを遮断する吸入逆止弁２３が設けられているため、高温のリーク燃料が低圧室２２０に流入することはない。これにより、低圧室２２０において低圧室２２０の燃料とリーク燃料とが混ざることはないため、低圧燃料供給部３０には温度や圧力が安定した燃料を送ることができる。したがって、低圧燃料噴射弁３２の噴射特性の変化を防止することができる。

（ｄ）また、第一実施形態による燃料供給システム１では、低圧ポンプ１０が吐出する燃料の圧力から吸入逆止弁２３の開弁圧を引いた圧力が燃料の飽和蒸気圧以上となるよう設定されている。リーク室２４０の燃料の圧力が飽和蒸気圧以下となっている場合、吸入逆止弁２３は開弁するため、低圧室２２０からリーク室２４０に燃料が供給され、リーク室２４０の燃料の圧力は飽和蒸気圧以上にまで上昇する。これによりリーク室２４０の燃料が蒸気になることを防止することができる。したがって、加圧部２６とプランジャ２７とのスムーズな摺動を確保し、プランジャ２７の焼き付きを防止することができる。

（ｅ）低圧室２２０には、低圧室２２０における燃料の圧力脈動を低減する低圧室パルセーションダンパ２２１が設けられている。これにより、低圧燃料噴射弁３２の噴射特性の変化を防止することができる。

（ｆ）高圧ポンプ２０には、吐出弁２８と導出部２９との間の第五接続配管２０５内の燃料の圧力が第二圧力以上になると開弁するリリーフ弁２９１が設けられている。これにより、例えば、高圧燃料噴射弁４２の破損によって燃料が噴射されないために加圧室２６０から送られる高圧燃料によってさらに高圧となる高圧燃料配管４００や高圧レール４１内の高圧燃料をリーク室２４０に戻し、高圧燃料配管４００や高圧レール４１の破損を防止することができる。

（ｇ）一般に、低圧ポンプ１０に接続する燃料配管１２は、例えば、ゴムなどの耐熱耐圧性が低い材料から形成されている。この燃料配管１２に加圧室２６０で加圧された高圧燃料や高温のリーク燃料が流れると破損するおそれがある。第一実施形態による燃料供給システム１では、第二接続配管２０２に吸入逆止弁２３を設けることによって加圧室２６０やリーク室２４０から燃料配管１２内への燃料の逆流を防止する。これにより、低圧燃料を送る燃料配管１２の破損を防止することができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による高圧ポンプを図２に基づいて説明する。第二実施形態は、燃料の圧力脈動を低減するパルセーションダンパが設けられる位置が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第二実施形態による燃料供給システム２の模式図を図２に示す。燃料供給システム２は、低圧ポンプ１０の脈動や低圧燃料噴射弁３２の燃料噴射による圧力降下など低圧レール３１における燃料の圧力変動をある程度許容できる場合にも適用可能な燃料供給システムである。
燃料供給システム２では、リーク室２４０にリーク室パルセーションダンパ２４１が設けられている。リーク室パルセーションダンパ２４１は、リーク室２４０における燃料の圧力脈動を低減する。

燃料供給システム２では、加圧室２６０に出入りする燃料によって吸入流路２５０やリーク室２４０の燃料に圧力が変動する。この圧力変動によって加圧室２６０に安定して十分な量の燃料を供給できなくなるおそれがある。
燃料供給システム２では、リーク室２４０にリーク室パルセーションダンパ２４１を設けることによって吸入流路２５０やリーク室２４０における燃料の圧力脈動を低減する。これにより、第二実施形態は、第一実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）を奏するとともに、燃料の圧力脈動による高圧燃料噴射弁４２の噴射特性の変化を防止することができる。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態による燃料供給システムを図３に基づいて説明する。第三実施形態は、低圧燃料配管が設けられる位置が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第三実施形態による燃料供給システム３の模式図を図３に示す。燃料供給システム３は、配策上の制約などにより、低圧燃料供給部３０に燃料を供給する配管を高圧ポンプ２０から分岐させない場合にも適用可能な燃料供給システムである。
燃料供給システム３では、燃料配管１２に分流部１３が設けられている。分流部１３は、低圧燃料配管３００を介して低圧燃料供給部３０に接続している。

燃料供給システム３では、低圧ポンプ１０が送る低圧燃料は、分流部１３において分流される。低圧ポンプ１０が送る低圧燃料の一部は、低圧燃料配管３００を通って低圧燃料供給部３０に送られる。また、分流部１３において低圧燃料供給部３０に送られる燃料を除く低圧燃料は、導入部２１を通って高圧ポンプ２０の内部に導入される。

第三実施形態による燃料供給システム３では、低圧燃料は、高圧ポンプ２０を経由することなく分流部１３を通って低圧燃料供給部３０に送られる。
高圧ポンプ２０において、リーク室２４０に流入するリーク燃料は、低圧室２２０からリーク室２４０を通って吸入流路２５０に向かう低圧燃料とともに高圧ポンプ２０から確実に排出される。また、低圧燃料噴射弁３２がエンジンに燃料を供給しているときは、吸入逆止弁２３によってリーク室２４０から低圧室２２０への燃料の流れは遮断されている。これにより、第三実施形態は、第一実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）を奏する。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態による燃料供給システムを図４に基づいて説明する。第四実施形態は、吸入逆止弁が設けられる位置が第三実施形態と異なる。なお、第三実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第四実施形態による燃料供給システム４の模式図を図４に示す。燃料供給システム４は、低圧レール３１における燃料の圧力変動をある程度許容できる場合にも適用可能な燃料供給システムである。燃料供給システム４では、吸入逆止弁２３は、第一接続配管２０１に設けられている。

燃料供給システム４では、リーク室２４０に流入するリーク燃料は、吸入逆止弁２３によって分流部１３への流れが遮断されている。これにより、低圧燃料供給部３０に高温のリーク燃料が流入することを防止することができる。したがって、第四実施形態は、第一実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）を奏する。

（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態による燃料供給システムを図５に基づいて説明する。第五実施形態は、リリーフ弁が設けられる位置が第四実施形態と異なる。なお、第四実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第五実施形態による燃料供給システム５の模式図を図５に示す。燃料供給システム５は、低圧レール３１における燃料の圧力変動をある程度許容できる場合にも適用可能な燃料供給システムである。
燃料供給システム５は、吐出弁２８と導出部２９との間の第五接続配管２０５と低圧部２２とを接続する第七接続配管２０７が設けられている。第七接続配管２０７には、リリーフ弁２９２が設けられている。リリーフ弁２９２は、吐出弁２８と導出部２９との間の第五接続配管２０５内の燃料の圧力が第二圧力以上になると開弁し、吐出弁２８より下流側の燃料を低圧室２２０に戻す。

第五実施形態による燃料供給システム５では、リリーフ弁２９２は、吐出弁２８と導出部２９との間の第五接続配管２０５内の燃料の圧力が第二圧力以上になると開弁し、吐出弁２８より下流側の燃料を低圧室２２０に戻す。また、導入部２１と低圧部２２との間に設けられている吸入逆止弁２３によって低圧室２２０側から導入口２１０側へ向かう燃料の流れは遮断されているため、リーク燃料が低圧燃料供給部３０に流入することはない。したがって、第五実施形態は、第一実施形態の効果（ａ）〜（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）を奏する。

（その他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、高圧ポンプは、低圧と高圧との二つの異なる圧力の燃料をエンジンに供給可能な燃料供給システムに適用されるとした。しかしながら、本発明の高圧ポンプは、このような燃料供給システムに用いられることなく、単独で高圧燃料をエンジンに供給可能であってもよい。

（イ）上述の実施形態では、高圧燃料噴射弁は、例えば、８０ＭＰａ程度の非常に高圧の燃料をエンジンに供給可能であるとした。しかしながら、高圧燃料噴射弁が噴射する燃料の圧力はこれに限定されない。燃料供給システムとして、異なる圧力の燃料をエンジンに供給可能であればよい。

（ウ）上述の実施形態では、高圧ポンプは、低圧燃料が一時的に貯留される低圧室を有するとした。しかしながら、低圧室はなくてもよい。

（エ）上述の実施形態では、低圧ポンプが吐出する燃料の圧力から吸入逆止弁の開弁圧を引いた圧力が燃料の飽和蒸気圧以上となるよう設定されているとした。しかしながら、吸入逆止弁の開弁圧は、これに限定されない。

（オ）パルセーションダンパは、低圧部またはリーク燃料流入部に設けられるとした。しかしながら、低圧部及びリーク燃料流入部の両方に設けられてもよいし、なくてもよい。

（カ）上述の実施形態では、リリーフ弁は、開弁すると、吐出弁より下流側の燃料をリーク室または低圧室に戻すとした。しかしながら、燃料が戻される位置はこれに限定されない。燃料の流れにおいて吸入逆止弁から吐出弁までの間であればよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１、２、３、４、５・・・燃料供給システム、
２１ ・・・導入部、
２１０ ・・・導入口、
２３ ・・・吸入逆止弁、
２４ ・・・リーク燃料流入部、
２４０ ・・・リーク室、
２５ ・・・吸入制御弁、
２５０ ・・・吸入流路、
２７ ・・・プランジャ、
２６ ・・・加圧部、
２６０ ・・・加圧室、
２８ ・・・吐出弁。

Claims (8)

1. 往復移動可能なプランジャ（２７）と、
   前記プランジャを往復移動可能に収容し、前記プランジャによって燃料が加圧される加圧室（２６０）を有する加圧部（２６）と、
   前記プランジャと前記加圧部との間の隙間を通って前記加圧室から漏れるリーク燃料が流入するリーク室（２４０）を有するリーク燃料流入部（２４）と、
   前記リーク室と前記加圧室とを連通する吸入流路（２５０）を有し、前記吸入流路を流通し前記加圧室に吸入される燃料の量を制御可能な吸入制御弁（２５）と、
   前記加圧室の燃料が第一圧力以上になると開弁し前記加圧室の燃料を前記加圧部の外部に吐出する吐出弁（２８）と、
   燃料タンク（１０）の燃料を前記リーク室に導入する導入口（２１０）を有する導入部（２１）と、
   前記吐出弁が吐出する燃料を外部に導出する導出口（２９０）を有する導出部（２９）と、
   前記導入部と前記リーク燃料流入部との間に設けられ、前記導入口側から前記リーク室側へ向かう燃料の流れを許容し、前記リーク室側から前記導入口側へ向かう燃料の流れを遮断可能な吸入逆止弁（２３）と、
   前記導入口と前記リーク室とを連通し前記燃料タンクの燃料が貯留される低圧室（２２０）を有する低圧部（２２）と、
   を備えることを特徴とする高圧ポンプ。
2. 前記吸入逆止弁は、開弁圧が前記導入口から導入する燃料の圧力と燃料の飽和蒸気圧との差の圧力以下であり、前記導入口から導入する燃料の圧力と前記リーク室の燃料の圧力との差が前記開弁圧以上になると前記導入口から前記リーク室への燃料の流れを許容することを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
3. 前記低圧室に設けられ、前記低圧室における燃料の圧力脈動を低減可能な低圧室パルセーションダンパ（２２１）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
4. 前記リーク室に設けられ、前記リーク室における燃料の圧力脈動を低減可能なリーク室パルセーションダンパ（２４１）をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
5. 前記吐出弁と前記導出部との間の燃料の圧力が前記第一圧力より大きい第二圧力以上になると開弁し、前記吐出弁と前記導出部との間の燃料を前記吐出弁の上流側に戻すリリーフ弁（２９１、２９２）をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
6. 前記リリーフ弁は、前記吐出弁と前記導出部との間の燃料の圧力が前記第二圧力以上となると開弁し、前記吐出弁と前記導出部との間の燃料を前記吸入逆止弁の下流側に戻すことを特徴とする請求項５に記載の高圧ポンプ。
7. 車両の運転状況に応じて前記燃料タンクに貯留されている燃料を低圧または高圧で内燃機関に供給する燃料供給システム（１、２、３、４、５）であって、
   前記燃料タンクの燃料を吸入し吐出可能な低圧ポンプ（１０）と、
   前記低圧ポンプが吐出した燃料を前記内燃機関に供給する低圧燃料供給手段（３０）と、
   前記低圧ポンプが吐出した燃料を加圧し吐出可能な請求項１から６のいずれか一項に記載の前記高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプが吐出した燃料を前記内燃機関に供給する高圧燃料供給手段（４０）と、
   を備えることを特徴とする燃料供給システム。
8. 前記低圧燃料供給手段には、前記低圧ポンプと前記吸入逆止弁との間の燃料が供給されることを特徴とする請求項７に記載の燃料供給システム。

Images