JPH08218964A - 燃料供給装置 - Google Patents

燃料供給装置

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JPH08218964A
JPH08218964A JP7321956A JP32195695A JPH08218964A JP H08218964 A JPH08218964 A JP H08218964A JP 7321956 A JP7321956 A JP 7321956A JP 32195695 A JP32195695 A JP 32195695A JP H08218964 A JPH08218964 A JP H08218964A
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fuel
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flow cross
pump
air
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JP7321956A
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Helmut Rembold
レムボルト ヘルムート
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単にかつ著しい圧力散逸なしに第２の燃料
ポンプの圧送量に影響を与えることのできるような燃料
供給装置を提供。 【解決手段】 第１の燃料ポンプ６と第２の燃料ポンプ
１６との間の燃料接続路１０に、制御可能な流過横断面
５５を備えた絞り弁１２が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に用いら
れる、燃料を供給するための燃料供給装置であって、燃
料リザーバタンクと、第１の燃料ポンプと、第２の燃料
ポンプと、少なくとも１つの燃料ノズルとが設けられて
おり、第１の燃料ポンプは燃料リザーバタンクから燃料
接続路を介して第２の燃料ポンプに燃料を圧送し、第２
の燃料ポンプは燃料を少なくとも１つの燃料ノズルに圧
送し、該燃料ノズルを介して燃料が少なくとも間接的に
内燃機関の燃焼室に流入する形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでも、第１の燃料ポンプが燃料リ
ザーバタンクから燃料接続路を介して燃料を第２の燃料
ポンプに圧送するような燃料供給装置は存在していた。
第２の燃料ポンプ自体は燃料を少なくとも１つの燃料ノ
ズルに圧送する。通常、燃料のノズルの数は内燃機関の
シリンダの数に等しい。
【０００３】公知の燃料供給装置では、第２の燃料ポン
プが内燃機関によって直接に機械的に駆動される。内燃
機関の出力軸と、第２の燃料ポンプとの間のこのような
機械的な結合に基づき、第２の燃料ポンプの回転数は内
燃機関の出力軸の回転数に固く連動結合されている。第
２の燃料ポンプの圧送出力に内燃機関の出力軸の回転数
とは無関係に影響を与えること、つまり燃料ノズルへの
入口における燃料の圧力を制御することが望ましいの
で、公知の燃料供給装置では、第２の燃料ポンプの燃料
圧送を制御するための補正部材と量制御部材とが設けら
れている。内燃機関の出力軸の回転数とは無関係に第２
の燃料ポンプの圧送出力を制御し得るようにするために
は、手間のかかる調節可能な燃料ポンプが必要となる。
このような調節可能な燃料ポンプの製造は極めて費用が
かかる。また、このような燃料ポンプは多数の複雑な構
成部分を有しているので、この調節可能な燃料ポンプは
極めて故障し易い。
【０００４】また、第２の燃料ポンプと、少なくとも１
つの燃料ノズルとの間に調節可能な圧力制御弁を組み込
むことも可能である。この圧力制御弁によって、過剰燃
料の一部を燃料リザーバタンクに戻すことができる。こ
うして、燃料ノズルへの入口における圧力に影響を与え
ることができる。しかし、戻された燃料の圧力は高いレ
ベルからほぼゼロにまで減圧されるので、このことは内
燃機関から取り出されたエネルギの著しい散逸を意味す
る。このことは燃料の望ましくない加熱を招いてしま
う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の燃料供給装置を改良して、第２の燃料ポ
ンプの圧送量に簡単にかつ著しい圧力散逸なしに影響を
与えることのできるような燃料供給装置を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、第１の燃料ポンプと第２の燃料ポ
ンプとの間の燃料接続路に、制御可能な流過横断面を備
えた絞り弁が接続されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】本発明による燃料供給装置は従来のもの
に比べて、第２の燃料ポンプの圧送量に簡単に影響を与
えることができるという利点を有している。第２の燃料
ポンプは調節可能に形成されていなくて済むので有利で
ある。さらに、本発明による燃料供給装置では、従来の
燃料供給装置、つまり第２の燃料ポンプによって圧送さ
れたが、燃料ノズルによって必要とされなかった過剰燃
料が圧力制御弁を介して導出されるような燃料供給装置
の場合よりも散逸がはるかに少ない。
【０００８】請求項２以下に記載の構成により、請求項
１に記載の燃料供給装置の有利な改良が可能となる。
【０００９】燃料ノズルに圧送される燃料に空気が添加
されることにより、内燃機関の燃焼室における燃料の調
製が著しく改善され、ひいては燃料の点火性も著しく改
善される。第１の燃料ポンプと第２の燃料ポンプとの間
の燃料接続路への空気の添加は、ほとんで手間をかけず
に行なうことができるので有利である。空気を添加する
ためには、低出力の空気フィードポンプしか必要となら
ないか、もしくは空気フィードポンプが全く必要となら
ないので有利である。
【００１０】制御可能な流過横断面と、第２の燃料ポン
プとの間の燃料接続路における燃料の特に低い圧力に基
づき、燃料接続路のこの部分への空気添加は特に僅かな
付加的なエネルギ消費だけで可能となるか、もしくは付
加的なエネルギ消費なしに可能となるので有利である。
【００１１】制御可能な流過横断面の範囲における燃料
接続路への空気の供給も、著しい付加的なエネルギ消費
なしに、もしくは付加的なエネルギ消費全くなしに空気
を燃料に添加することができるという利点をもたらす。
制御可能な流過横断面の範囲では、燃料の圧力が特に低
く形成され、このことは空気の添加を特に容易にするの
で有利である。
【００１２】ディフューザによって、燃料と、供給され
た空気との特に均質な混合を得ることができるので有利
である。
【００１３】燃料接続路への給気部の開口部の範囲にデ
ィフューザを配置することにより、大きな手間をかける
ことなくディフューザの効率が改善されるので有利であ
る。
【００１４】第１の燃料ポンプと第２の燃料ポンプとの
間の燃料接続路の経路に渦流形成装置が配置されている
と、燃料と、供給された空気との混合が著しく改善され
るので有利である。
【００１５】給気部の開口部のすぐ手前の範囲に渦流形
成装置を配置することにより、渦流形成装置の効率は増
大し、燃料と、供給された空気との特に良好な混合をも
たらすので有利である。
【００１６】制御可能な流過横断面には、操作装置を備
えることができる。この操作装置は、操作装置の制御時
に流過横断面が開放方向に調節されるように形成されて
いる。しかしこの操作装置は、操作装置の制御時に流過
横断面が閉鎖方向に調節されるように構成することもで
きる。操作装置の制御時に流過横断面が開放方向に調節
されるように操作装置が構成されると、このことは、操
作装置が制御されていない場合に、制御可能な流過横断
面が閉鎖方向に調節されることを意味する。このこと
は、故障発生時に制御可能な流過横断面が不本意に完全
に開放されないという利点を持っている。
【００１７】第１の燃料ポンプと第２の燃料ポンプとの
間の燃料接続路を通る非常通流横断面が設けられている
と、制御可能な流過横断面を調節する操作装置が故障し
た場合でも内燃機関の非常運転が可能となるという利点
が得られる。
【００１８】操作装置の制御によって流過横断面が閉鎖
方向に調節されるように操作装置が構成されると、この
ことは、操作装置が制御されていない場合に流過横断面
が開放方向に調節されていることを意味する。このこと
は、燃料ノズルへの燃料圧送が中断されないという利点
を持っている。
【００１９】燃料ノズル手前の範囲における圧力の制御
は、内燃機関の燃焼室に圧送された燃料を精密に制御す
るための特に良好な手段となる。燃料ノズル手前の圧力
に関連して、制御可能な流過横断面を制御することによ
り、燃料ノズル手前の圧力に影響を与えるための特に簡
単でかつエネルギ節約的な手段が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、発明の実施の形態を図面
につき詳しく説明する。
【００２１】内燃機関に用いられる、燃料を調量するた
めの本発明による燃料供給装置は、種々異なる形式の内
燃機関において使用することができる。内燃機関は、た
とえば外部混合気形成または内部混合気形成と、火花点
火とが行なわれるオット機関であり、この場合、この内
燃機関は往復動ピストン（複動ピストン機関）または回
転可能に支承されたピストン（ヴァンケルピストン機
関）を備えていてよい。内燃機関は、たとえばハイブリ
ッド機関であってもよい。層状給気を行なうこの機関で
は、燃料・空気混合物が点火プラグの範囲で、確実な点
火が保証される濃度にまで濃厚にされるが、しかし燃焼
は平均的に著しく希薄化された混合物において行なわれ
る。
【００２２】内燃機関の燃焼室内でのガス交換は、たと
えば４サイクル法または２サイクル法により行なうこと
ができる。内燃機関の燃焼室内のガス交換を制御するた
めには、公知の形式でガス交換弁（インテークバルブお
よびエキゾーストバルブ）を設けることができる。内燃
機関は、少なくとも１つの燃料ノズルが内燃機関の燃焼
室に直接に燃料を噴射するように構成されていてよい。
内燃機関の出力制御は、燃焼室に供給される燃料量の制
御によって行なわれると有利である。しかし、燃料ノズ
ルが燃焼室に通じたインテークバルブに燃料を貯えるよ
うに構成することもできる。このような構成では、燃料
の燃焼のために燃焼室に供給された空気が、スロットル
バルブによって制御されるのが普通である。スロットル
バルブの位置を介して、内燃機関から取り出したい出力
を制御することができる。
【００２３】内燃機関は、たとえば１つのピストンを備
えた１つのシリンダを有しているか、または複数のシリ
ンダと、対応するか図のピストンとを備えていてもよ
い。シリンダ１つ当たり各１つの燃料ノズルが設けられ
ていると有利である。
【００２４】実施例の説明を不必要に大規模にしないよ
うにするために、以下の説明は内燃機関として４つのシ
リンダを備えた往復動ピストン機関に限定する。この場
合、４つの燃料ノズルが内燃機関の燃焼室に直接に燃料
を噴射する。内燃機関の出力は噴射された燃料量の制御
を介して制御される。アイドリング領域または（下側
の）部分負荷領域では、点火プラグの範囲で層状給気が
行なわれる。全負荷もしくは部分負荷時では、燃焼室内
で燃料と空気との間で均質な分配が目標とされる。
【００２５】図１には、本発明による燃料供給装置の、
選択された特に有利な実施例が示されている。
【００２６】図１には、燃料リザーバタンク２と、吸込
管路４と、第１の燃料ポンプ６と、電動モータ８と、燃
料接続路１０と、絞り弁１２と、給気部１４と、第２の
燃料ポンプ１６と、燃料管路１８と、４つの燃料ノズル
２０，２０′，２０′′，２０′′′とが図示されてい
る。
【００２７】燃料接続路１０は第１の接続区分１０ａと
第２の接続区分１０ｂとに分割されている。燃料管路１
８は管路区分１８ａと、分配区分１８ｂと、４つのノズ
ル接続管路１８ｃ，１８ｃ′，１８ｃ′′，１８
ｃ′′′とに分割されている。
【００２８】図１には、さらに制御装置２２と、エネル
ギ供給ユニット２４と、圧力制御装置２６と、エアフィ
ルタ２８と、圧力センサ３０と、圧力センサ３２とが示
されている。
【００２９】エネルギ供給ユニット２４は電気的な導線
８ｅを介して電動モータ８に電気エネルギを供給する。
このエネルギ供給ユニット２４は電気的な導線２４ｅを
介して制御装置２２に接続されている。この制御装置２
２には、電気的な導線８ｅ′を介して電動モータ８が接
続されている。圧力制御装置２６は電気的な導線２６ｅ
を介して制御装置２２に接続されている。電気的な導線
１２ｅを介して、制御装置２２から絞り弁１２に制御信
号を供給することができる。燃料ノズル２０は電気的な
導線２０ｅを介して制御装置２２に接続されている。同
様に、各燃料ノズル２０′，２０′′，２０′′′は電
気的な導線２０ｅ′，２０ｅ′′，２０ｅ′′′を介し
て制御装置２２に接続されている。両圧力センサ３０，
３２は電気的な導線３０ｅ，３２ｅを介して制御装置２
２に接続されている。制御装置２２は電気的な導線２２
ｅ，２２ｅ′，２２ｅ′′を介して、たとえば内燃機関
の作動条件を検出するための種々のセンサ（図示しな
い）に接続されているか、もしくは運転手によって内燃
機関に望まれる出力を入力するための目標値発生器（図
示しない）に接続されている。
【００３０】第２の燃料ポンプ１６は機械的な伝達手段
１６ｍを介して内燃機関の出力軸（図示しない）と機械
的に連結されている。第２の燃料ポンプ１６が内燃機関
の出力軸と機械的に固く連結されているので、この第２
の燃料ポンプ１６は内燃機関の出力軸の回転数に対して
比例して作動する。この出力軸の回転数は、内燃機関の
目下の運転条件に応じて大きく異なる。
【００３１】電動モータ８は第１の燃料ポンプ６を駆動
する。この第１の燃料ポンプ６は燃料リザーバタンク２
から燃料接続路１０の第１の接続区分１０ａに燃料を圧
送する。
【００３２】圧力制御装置２６は、たとえばハイドロリ
ック的に制御される圧力制限弁を有している。圧力制御
装置２６の圧力制限弁によって、第１の接続区分１０ａ
内の圧力を、選択可能な規定のレベルに保持することが
できる。場合によっては圧力制御装置２６が、電気的に
制御される圧力制限弁を備えていてもよい。この場合、
圧力制御装置２６は、制御装置２２が必要に応じて、目
下の運転条件および制御装置２２に入力されたプログラ
ムに対応して第１の接続区分１０ａ内の燃料圧を制御し
得るように構成されている。しかし圧力制御装置２６
は、圧力センサを有するように構成されいてもよい。こ
の場合、この圧力センサは第１の接続区分１０ａ内の燃
料圧を検出して、対応する信号を電気的な導線２６ｅを
介して制御装置２２に供給する。次いで、この制御装置
２２が電気的な導線８ｅ′を介して電動モータ８の回転
数を制御するので、目下の運転条件および制御装置２２
に入力されたプログラムに関連して、第１の接続区分１
０ａには所望の圧力が生ぜしめられる。
【００３３】第１の燃料ポンプ６によって、第１の接続
区分１０ａには比較的低い圧力が形成される。第１の接
続区分１０ａ内の圧力は比較的に低く設定される。これ
によって、第１の燃料ポンプ６を駆動するための電動モ
ータ８は比較的低出力に形成することができ、しかもこ
の電動モータ８は少量の電気エネルギしか必要としな
い。
【００３４】第２の燃料ポンプ１６は燃料接続路１０の
第２の接続区分１０ｂから燃料管路１８の管路区分１８
ａに燃料を圧送する。第２の燃料ポンプ１６は、通常の
条件下に燃料管路１８に比較的高い圧力が形成されるよ
うに設計されていると有利である。内燃機関により機械
的な伝達手段１６ｍを介して第２の燃料ポンプ１６を直
接に機械的に駆動することは、第２の燃料ポンプ１６の
ために重量のある構造の別個の駆動モータが必要とされ
ないという利点をもたらす。
【００３５】第１の燃料ポンプ６と第２の燃料ポンプ１
６との間に延びる燃料接続路１０には、絞り弁１２が設
けられている。第１の燃料ポンプ６から第２の燃料ポン
プ１６に圧送される燃料は、この絞り弁１２を通って案
内される。
【００３６】絞り弁１２は電気的な導線１２ｅを介して
制御装置２２によって制御可能である。制御装置２２
は、制御信号の値もしくは種類に応じて第１の燃料ポン
プ６と第２の燃料ポンプ１６との間で燃料が多かれ少な
かれ絞られるように絞り弁１２を制御することができ
る。制御装置２２から絞り弁１２に送出される信号は、
たとえばデジタル電気信号かまたはアナログ電気信号で
ある。
【００３７】図１に示した実施例では、絞り弁１２が付
加的に接続部を有しており、この接続部には、給気部１
４が接続されている。絞り弁１２の内部では、燃料に空
気が混加される。制御装置２２は電気的な導線１２ｅを
介して、燃料に供給される空気の量に影響を与えること
ができる。給気部１４の途中には、エアフィルタ２８が
設けられている。このエアフィルタ２８は燃料に混加さ
れる空気を濾過する。給気部１４のために別個のエアフ
ィルタ２８を設ける代わりに、給気部１４を直接に、内
燃機関に吸込空気を供給する機関エアフィルタに接続す
ることも可能である。
【００３８】管路区分１８ａと、分配区分１８ｂと、ノ
ズル接続管路１８ｃ，１８ｃ′，１８ｃ′′，１８
ｃ′′′とを通じて、燃料は著しい圧力降下なしに燃料
ノズル２０，２０′，２０′′，２０′′′に流入す
る。燃料管路１８、特にこの燃料管路１８の分配区分１
８ｂは、燃料の案内の他に緩衝貯え器としても働く。
【００３９】制御装置２２は電気的な導線２０ｅ，２０
ｅ′，２０ｅ′′，２０ｅ′′′を介して燃料ノズル２
０，２０′，２０′′，２０′′′をそれぞれ所望の時
機に開閉させることができる。これによって、制御装置
２２は燃料ノズル２０，２０′，２０′′，２０′′′
を介して内燃機関の燃焼室（図示しない）にそれぞれ所
望の量の燃料を供給することができる。
【００４０】圧力センサ３０は分配区分１８ｂに接続さ
れていて、燃料管路１８内の圧力を検出し、対応する信
号を電気的な導線３０ｅを介して制御装置２２に供給す
ると有利である。圧力センサ３０によって検出された圧
力に関連して、制御装置２２は電気的な導線１２ｅを介
して、燃料接続路１０を通って流れる燃料の絞りに影響
を与えることができる。絞り弁１２によって、燃料管路
１８内の圧力を制御することができる。絞り弁１２によ
って燃料が大きく絞られると、内燃機関の回転数が同じ
であれば、第２の燃料ポンプ１６の圧送量が減じられ、
ひいては燃料管路１８内の圧力も減じられる。それに対
して、絞り弁１２による燃料の絞りが緩和されると、燃
料管路１８内の圧力は高められる。
【００４１】第１の燃料ポンプ６と、電動モータ８と、
燃料接続路１０と、絞り弁１２と、第２の燃料ポンプ１
６と、圧力制御装置２６とは、１つの共通の燃料供給ブ
ロック３４にまとめることができる。この燃料供給ブロ
ック３４には、前記構成要素のうちの一部だけをまとめ
ることもできる。特に第１の燃料ポンプ６は燃料供給ブ
ロック３４の外部に配置されていてもよい。この第１の
燃料ポンプ６は直接に燃料リザーバタンク２内に配置さ
れていると有利である。また、前記構成要素全体をそれ
ぞれ別個に配置することも可能である。両燃料ポンプ
６，１６が別個に配置されていると、燃料接続路１０
は、たとえばフレキシブルホースの形で形成されてお
り、両燃料ポンプ６，１６が共通の燃料供給ブロック３
４内にまとめられていると、燃料接続路１０は、たとえ
ば燃料供給ブロック３４を貫通する孔として形成されて
おり、絞り弁１２は挿入体として燃料供給ブロック３４
に組み込まれているか、もしくは取り付けられている。
【００４２】圧力センサ３２と電気的な導線８ｅ′，２
６ｅ，３２ｅとは特別な実施例に属するので、これらの
構成要素は破線で示してある。
【００４３】図２には、本発明による燃料供給装置の別
の実施例が示されている。
【００４４】全ての図面において、同一の構成部分また
は同一の作用を有する構成部分は同じ符号を備えてい
る。
【００４５】また、特に別記しない限り、各図面につき
説明した構成は別の実施例においても該当する。また特
に別記しない限り、種々の実施例の構成は互いに組合せ
可能である。
【００４６】図２に示した燃料供給装置は絞り弁１２
と、弁ブロック４２と、弁体４４と、操作装置４６と、
逆止弁４８と、ディフューザ５０と、渦流形成装置５２
と、制御可能な流過横断面５５とを有している。
【００４７】図２には、弁ブロック４２の断面図が示さ
れている。この弁ブロック４２は図面を見易くする目的
で、あたかも分割されていない唯一つの一体の材料部分
から成っているかのように図示されているが、しかし当
業者にとっては、弁ブロック４２内に配置したい各構成
部分を組み込むためには弁ブロック４２がどうような構
成を有しなければならないかは周知である。
【００４８】操作装置４６は、たとえば電磁石４６ａ
と、戻しばね４６ｂとを有している。
【００４９】弁ブロック４２には、制御部４２ａが設け
られており、弁体４４には対応する制御部４４ａが設け
られている。制御可能な流過横断面５５は弁ブロック４
２に設けられた制御部４２ａと、弁体４４に設けられた
制御部４４ａとの間に延びている。
【００５０】ディフューザ５０は、たとえば主として空
気透過性の環状の材料５８から成っており、この材料５
８は弁ブロック４２に設けられた環状室５９に嵌め込ま
れている。空気透過性は、たとえば多孔性材料の使用に
より得られる。材料５８は、たとえば粉末の焼結によっ
て製造することができる。しかしディフューザ５０は環
状室５９から半径方向内側に延びる通路もしくは孔によ
って形成することもできる。
【００５１】操作装置４６の電磁石４６ａを通電するこ
とによって、弁体４４は移動調節され、この場合、両制
御部４２ａ，４４ａの間の制御可能な流過横断面５５が
増大する。操作装置４６へのエネルギ供給が遮断される
と、戻しばね４６ｂは弁体４４を制御可能な流過横断面
５５の閉鎖方向に移動させる。
【００５２】渦流形成装置５２は主として、たとえば１
つまたは複数の孔５２ａと、円錐状に延びる吹当て面５
２ｂとから成っている。
【００５３】給気部１４の途中に設けられた逆止弁４８
は、主として弁プレート４８ａと弁ばね４８ｂとから成
っている。弁プレート４８ａを通って、複数の孔が延び
ている。弁ばね４８ｂと、孔を備えた弁プレート４８ａ
とは弁ブロック４２に配置されており、この場合、給気
部１４を通って流れる空気は燃料を案内する燃料接続路
１０の方向に流れることができる。他方において、逆止
弁４８は給気部１４を通る逆の流れ方向を遮断する。
【００５４】図１につき説明したように、第１の燃料ポ
ンプ６は燃料を燃料接続路１０の第１の接続区分１０ａ
に圧送する。図２に示したように、燃料は第１の接続区
分１０ａから渦流形成装置５２の孔５２ａを通じて、制
御可能な流過横断面５５に流入する。燃料もしくは通流
する燃料の一部は孔５２ａから流出した後に、渦流形成
装置５２の吹当て面５２ｂに衝突する。燃料はこの場所
で数回変向されることにより、燃料流は激しい渦流を施
与される。引き続き、燃料は制御可能な流過横断面５５
を通って流れる。弁ブロック４２に対する弁体４４の位
置に関連して、燃料は制御可能な流過横断面５５の範囲
で多かれ少なかれ絞られる。したがって、燃料は流過横
断面５５の背後（流れ方向で見て）では、制御可能な流
過横断面５５の手前における燃料の圧力よりも低い圧力
下にある。制御可能な流過横断面５５の相応して小さな
調節に基づき、つまり制御可能な流過横断面５５の範囲
における燃料の相応する絞りに基づき、制御可能な流過
横断面５５の背後における圧力、ひいては第２の接続管
路１０ｂにおける圧力を大気圧よりも下にまで低下させ
ることができる。
【００５５】制御可能な流過横断面５５から流出した後
に、燃料は弁室６０に流入する。この弁室６０から燃料
は１つの通流部４２ｂもしくは複数の通流部４２ｂを通
って実際に絞られずに燃料接続路１０の第２の接続区分
１０ｂに流入することができる。
【００５６】エアフィルタ２８（図１）から空気は給気
部１４を通って逆止弁４８を介して環状室５９に流入す
る。この環状室５９は弁室６０（図２）を中心にしてほ
ぼ同心的に延びている。このような環状室５９に基づ
き、空気は全ての側から半径方向でディフューザ５０の
空気透過性の材料５８を通って弁室６０に流入する。こ
のディフューザ５０は燃料接続路１０への給気部１４の
開口部１４ａに直接に設けられている。ディフューザ５
０の配置により、空気はできるだけ全ての側から均一
に、かつ広く分配された極めて多数の小さな点で、燃料
を有する弁室６０に流入するようになる。ディフューザ
５０により、空気は均一に分配されて燃料と接触させら
れる。これによって、できるだけ多くの空気が燃料によ
って吸収され、均質な混合物として燃料ノズル２０，２
０′，２０′′，２０′′′に流入するようになる。
【００５７】燃料接続路１０の第２の接続区分１０ｂは
第２の燃料ポンプ１６の吸込側に接続されている。この
第２の燃料ポンプ１６は第２の接続区分１０ｂから燃料
を吸い込む。このことは、第２の接続区分１０ｂにおけ
る圧力低下を生ぜしめ、ひいては弁室６０における圧力
低下をも生ぜしめる。燃料供給装置は、いかなるポンプ
もなしに空気が給気部１４から弁室６０に吸い込まれる
程度にまで弁室６０内の燃料の圧力が低下するように設
計することができる。制御可能な流過横断面５５の減小
と共に、弁室６０内の圧力は低下する。比較的大きく開
かれた流過横断面５５では、弁室６０内の圧力降下は僅
かである。弁室６０内の圧力が著しく低下すると、給気
部１４を通って多量の空気が弁室６０に流入する。弁室
６０内の圧力が僅かにしか低下しないと、給気部１４を
通って比較的少量の空気しか弁室６０に流入しない。し
たがって、制御装置２２を用いて操作装置４６を介し
て、制御可能な流過横断面５５を変化させることによっ
て給気部１４を通じて弁室６０に流入する空気の量を制
御することが可能となる。第２の燃料ポンプ１６によっ
て、空気ポンプを用いることなく空気が給気部１４を通
って弁室６０に流入する程度にまで弁室６０内の圧力を
降下させることができる。しかし、給気部１４の途中に
空気ポンプを設けることも可能である。この空気ポンプ
は弁室６０への給気部１４の開口部１４ａに比較的小さ
な正圧を生ぜしめる。給気部１４によって添加したい空
気量は比較的少ないので、つまり少なくともこの空気量
は内燃機関全体によって必要とされる空気量よりも著し
く少ないので、場合によっては設けることのできる前記
空気ポンプは比較的小さく形成することができ、したが
って僅かな駆動エネルギだけで十分となる。
【００５８】第２の燃料ポンプ１６は燃料もしくは空気
と燃料とから成る混合物を燃料管路１８（図１）に圧送
する。燃料管路１８のノズル接続管路１８ｃ，１８
ｃ′，１８ｃ′′，１８ｃ′′′では、燃料もしくは混
合物が、比較的高い圧力で燃料ノズル２０の手前に貯え
られる。内燃機関によって必要とされる燃料の量に応じ
て、制御装置２２は燃料ノズル２０を開放するので、燃
料は極めて適正な時機に、極めて適正な量で内燃機関の
個々のシリンダ（図示しない）に流入することができ
る。
【００５９】内燃機関の運転条件に応じて、燃料管路１
８には規定された圧力が形成されることが望ましい。こ
の圧力は圧力センサ３０によって検出される。燃料管路
１８内の圧力が高過ぎると、このことは圧力センサ３０
によって制御装置２２に報知される。この制御装置２２
は操作装置４６を介して、制御可能な流過横断面５５を
閉鎖方向に調節する。これによって、第２の燃料ポンプ
１６は燃料管路１８に少量の燃料しか圧送することがで
きなくなる。さらに、燃料ノズル２０，２０′，２
０′′，２０′′′によって多かれ少なかれ連続的に燃
料が燃料管路１８から取り出されるので、制御可能な流
過横断面５５の閉鎖によって燃料管路１８内の圧力は減
少する。逆に、制御可能な流過横断面５５を開放するこ
とにより、燃料管路１８内の圧力を増大させることがで
きる。
【００６０】制御可能な流過横断面５５の開閉によって
燃料管路１８内の圧力を制御する手段に基づき、たとえ
ば燃料管路１８に設けられた圧力制御弁を不要にするこ
とが可能となる。この圧力制御弁は通常、高い圧力で燃
料管路１８内に存在する燃料から部分量を燃料リザーバ
タンク２に戻すために必要となる。本発明による燃料供
給装置において前記圧力制御弁が不要にされると、圧力
降下は、制御可能な流過横断面５５を備えた、本発明に
よる燃料供給装置の絞り弁１２の範囲における圧力降下
よりも著しく大きくなると思われるので、エネルギ散逸
は圧力制御弁が設けられる場合よりも著しく少なくな
る。このことは、内燃機関より取り出したい出力の著し
い節約をもたらし、ひいては燃料加熱の著しい減少をも
たらす。燃料の加熱は蒸気気泡の危険をもたらす。
【００６１】図３には、絞り弁１２を別の方向から見た
図、つまり図２の矢印ＩＩＩの方向で見た概略図が示さ
れている。
【００６２】図３に示したように、渦流形成装置５２に
設けられた孔５２ａは絞り弁１２の、第１の接続区分１
０ａに面した側を起点にして延びている。この側から孔
５２ａは吹当て面５２ｂの方向に向かって延びており、
しかもこの場合、燃料は同時に側方に向かって変向され
て、なおも周方向の渦流を受ける。吹当て面５２ｂで
は、燃料が再び変向されて、次いで回転しながら制御可
能な流過横断面５５を通って、給気部１４の開口部１４
ａを備えた弁室６０の範囲に流入する。
【００６３】図４には、本発明による燃料供給装置の絞
り弁１２を構成するための別の実施例が示されている。
【００６４】図４に示したように、この実施例では、燃
料接続路１０への給気部１４の開口部１４ａが弁ブロッ
ク４２の制御部４２ａと、弁体４４の制御部４４ａとの
間の範囲に直接に設けられている。両制御部４２ａ，４
４ａの間では、制御可能な流過横断面５５がその最も狭
い横断面を有しているので、この範囲では燃料流の流速
が最大値に達する。両制御部４２ａ，４４ａの間の範囲
において流速は最大となるので、この個所では燃料の圧
力が最も低くなる。したがって、この個所では、給気部
１４から空気を吸い込むための吸込作用が最も有効とな
る。さらに、両制御部４２ａ，４４ａの間の比較的低い
圧力と、高い流速とに基づき、空気と燃料との特に激し
い均質な混合が得られる。引き続き、第２の燃料ポンプ
１６において混合物が圧縮されると、空気は燃料中に溶
ける。
【００６５】渦流形成装置５２を用いる手段と、ディフ
ューザ５０を用いる手段と、このディフューザ５０を給
気部１４の開口部１４ａのすぐ手前に設ける手段と、さ
らに給気部１４の開口部１４ａを制御可能な流過横断面
５５の範囲に直接に配置する手段とは、それぞれそれ自
体、空気と燃料との混合の改善をもたらす。前記手段の
２つまたは全てを組み合わせることにより、燃料と空気
との混合はさらに一層改善される。
【００６６】図５には、本発明による燃料供給装置のさ
らに別の実施例が示されている。
【００６７】図２および図４に示した実施例では、操作
装置４６は電磁石４６ａへの給電が増大するにつれて、
制御可能な流過横断面５５がますます大きく開放される
ように構成されている。電磁石４６ａに対する給電が遮
断されると、戻しばね４６ｂにより弁体４４は制御可能
な流過横断面５５の閉鎖方向に移動させられる。図５に
示した実施例では、このことが逆に行なわれる。すなわ
ち、図５に示した実施例では、操作装置４６が制御され
ないと、つまり電磁石４６ａが通電されないと、制御可
能な流過横断面５５は最大の大きさに達する。したがっ
て、図５に示した実施例では、操作装置４６への給電が
故障した場合に、制御可能な流過横断面５５の全横断面
が提供されているという利点が得られる。これによっ
て、操作装置４６の制御が故障した場合でも、内燃機関
は非常運転で引き続き運転することができる。ただしこ
の場合、内燃機関の制御性及び／または効率に関しては
ある程度の制限を受ける。
【００６８】図２に示した実施例では、電磁石４６ａへ
の給電の故障時に弁体４４は制御可能な流過横断面５５
の閉鎖方向に移動させられている。図２に示した実施例
の場合には、電磁石４６ａが全く給電されていない場合
でも両制御部４２ａ，４４ａの間にある程度の間隔が残
る程度までにしか操作装置４６の戻しばね４６ｂが閉鎖
方向に操作されないようにして弁体４４の閉鎖方向にお
ける移動可能性を制限し、これによって操作装置４６へ
の給電が故障した場合でも制御可能な流過横断面５５が
完全に閉鎖されないように構成することができる。絞り
弁１２の各構成部分はたとえば、電磁石４６ａが完全に
無電流状態になった場合でも、両制御部４２ａ，４４ａ
の間に最小通流を保証する非常通流横断面６６が残るよ
うに寸法設定されている。このような手段は場合によっ
てはある程度の誤差問題をもたらす場合があるので、図
２に示した実施例では通流部６２が設けられている。通
流部６２は制御可能な流過横断面５５を迂回して、制御
可能な流過横断面５５の上流側に位置する範囲を弁室６
０に接続する。通流部６２は非常通流横断面６６を形成
する。この非常通流横断面６６は操作装置４６の制御が
故障した場合でも、燃料接続路１０を通る燃料の最小通
流を確保する。通流部６２は弁体４４に設けることもで
きる。図４に示した実施例では、弁体４４の円錐状に成
形された制御部４４ａの母線に沿って切欠き６４が設け
られている。この切欠き６４によって、電磁石４６ａへ
の給電が故障した場合もしくは操作装置４６の制御が故
障した場合でも、少なくとも切欠き６４によって形成さ
れた非常通流横断面６６は確実に残るようになる。切欠
き６４は制御部４２ａおよび／または制御部４４ａに設
けることもできる。図５に示した実施例の場合にも、通
流部６２が設けられている。図５に示した実施例ではこ
の通流部６２によって、電磁石４６ａに全電流強さが給
電される場合でも、少なくとも非常通流横断面６６は確
実に残るようになっている。第１の燃料ポンプ６と第２
の燃料ポンプ１６との間の接続を完全に閉鎖することを
可能にしたい場合は、当然ながら全ての実施例において
非常通流横断面６６を不要にすることができる。
【００６９】たとえばエンジンブレーキ運転時の場合の
ように出力が要求されない場合に燃焼室への燃料供給が
中断されるような内燃機関が存在している。このような
内燃機関に対しては、制御可能な流過横断面５５を完全
に閉鎖できるように絞り弁１２を構成し、ひいては非常
通流横断面６６を不要にすることが好都合となる。絞り
弁１２が完全に閉鎖されることに基づき、エンジンブレ
ーキ運転時に燃料ノズル２０，２０′，２０′′，２
０′′′が閉じられたままである場合でも、燃料ノズル
２０，２０′，２０′′，２０′′′の手前の燃料管路
１８内の圧力を規定のレベルに保持することができるよ
うになる。
【００７０】内燃機関の全効率を得るためには、全負荷
の領域と、上側の部分負荷の領域とにおいて、つまり燃
料ノズル２０，２０′，２０′′，２０′′′が多量の
燃料を調量しようとする場合には、燃料管路１８に高い
圧力が形成されることが好都合である。このことは、特
に燃料ノズル２０，２０′，２０′′，２０′′′が内
燃機関の燃焼室に直接に燃料を噴射する場合に言える。
単位時間当たり多量の燃料が高い圧力で噴射されると、
燃料ノズル２０，２０′，２０′′，２０′′′の手前
で燃料に多量の空気を添加することは不要となる。小さ
な噴射量において安定した噴射を描くためには、燃料ノ
ズル２０，２０′，２０′′，２０′′′の切換時間が
任意に短縮可能ではないという理由から、噴射圧を低下
させることが必要となる。これにより噴射時の燃料調製
の悪化を招かないようにするためには、この場合燃料に
規定の圧力レベルに応じて空気を混加することが有効と
なる。例示した図示の燃料供給装置を用いると、このよ
うな要求は簡単かつ巧みに満たすことができる。制御装
置２２は、内燃機関の全負荷領域において制御可能な流
過横断面５５が大きく開かれるように設定することがで
きる。これにより、燃料ノズル２０，２０′，２
０′′，２０′′′の手前の燃料管路１８において高い
圧力が形成され、給気部１４を介して燃料接続路１０に
空気が混加されないか、もしくは比較的少量の空気しか
混加されなくなる。さらに、制御装置２２は内燃機関の
下側の部分負荷の領域およびアイドリングの領域におい
て、制御可能な流過横断面５５をほぼ完全に閉鎖する
か、もしくは非常通流横断面６６が設けられている場合
には制御可能な流過横断面５５を完全に閉鎖することが
できる。これによって、アイドリングの領域及び下側の
部分負荷の領域では、低い圧力が形成され、それと同時
に給気部１４を介して、比較的多量の空気が、燃料接続
路１０を通って流れる燃料に混加されるようになる。
【００７１】給気部１４を介して燃料に供給された空気
量は主として、燃料をできるだけ最適に調製するために
働く。これによって、燃焼室では極めて点火性の良い混
合物を形成することができる。当然ながら、内燃機関の
燃焼室にはさらに、公知の形式でかつ場合によってはス
ロットルバルブにより制御可能な吸込管を介して、燃焼
のために必要となる比較的大量の空気量を供給すること
ができる。給気部１４を介して供給される空気量は、吸
込管を介して燃焼室に供給される空気量に比べてむしろ
小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料供給装置の第１実施例を示す
回路図である。
【図２】絞り弁を備えた弁ブロックの断面図である。
【図３】図２の矢印ＩＩＩの方向で見た絞り弁の図であ
る。
【図４】絞り弁の別の実施例を示す断面図である。
【図５】絞り弁のさらに別の実施例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
２ 燃料リザーバタンク、 ４ 吸込管路、 ６ 第１
の燃料ポンプ、 ８電動モータ、 ８ｅ，８ｅ′ 電気
的な導線、 １０ 燃料接続路、 １０ａ第１の接続区
分、 １０ｂ 第２の接続区分、 １２ 絞り弁、 １
２ｅ 電気的な導線、 １４ 給気部、 １４ａ 開口
部、 １６ 第２の燃料ポンプ、１６ｍ 伝達手段、
１８ 燃料管路、 １８ａ 管路区分、 １８ｂ 分配
区分、 １８ｃ，１８ｃ′，１８ｃ′′，１８ｃ′′′
ノズル接続管路、 ２０，２０′，２０′′，２
０′′′ 燃料ノズル、 ２０ｅ，２０ｅ′，２０
ｅ′′，２０ｅ′′′ 電気的な導線、 ２２ 制御装
置、 ２４ エネルギ供給ユニット、 ２４ｅ 電気的
な導線、 ２６ 圧力制御装置、 ２６ｅ 電気的な導
線、 ２８ エアフィルタ、 ３０，３２ 圧力セン
サ、 ３４ 燃料供給ブロック、 ４２ 弁ブロック、
４２ａ 制御部、 ４２ｂ 通流部、 ４４弁体、
４４ａ 制御部、 ４６ 操作装置、 ４６ａ 電磁
石、 ４６ｂ 戻しばね、 ４８ 逆止弁、 ４８ａ
弁プレート、 ４８ｂ 弁ばね、 ５０ディフューザ、
５２ 渦流形成装置、 ５２ａ 孔、 ５２ｂ 吹当
て面、５５ 制御可能な流過横断面、 ５８ 空気透過
性の材料、 ５９ 環状室、６０ 弁室、 ６２ 通流
部、 ６４ 切欠き、 ６６ 非常通流横断面

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関に用いられる、燃料を供給する
    ための燃料供給装置であって、燃料リザーバタンクと、
    第１の燃料ポンプと、第２の燃料ポンプと、少なくとも
    １つの燃料ノズルとが設けられており、第１の燃料ポン
    プは燃料リザーバタンクから燃料接続路を介して第２の
    燃料ポンプに燃料を圧送し、第２の燃料ポンプは燃料を
    少なくとも１つの燃料ノズルに圧送し、該燃料ノズルを
    介して燃料が少なくとも間接的に内燃機関の燃焼室に流
    入する形式のものにおいて、第１の燃料ポンプ（６）と
    第２の燃料ポンプ（１６）との間の燃料接続路（１０）
    に、制御可能な流過横断面（５５）を備えた絞り弁（１
    ２）が接続されていることを特徴とする燃料供給装置。
  2. 【請求項２】 第１の燃料ポンプ（６）と第２の燃料ポ
    ンプ（１６）との間の燃料接続路（１０）に、給気部
    （１４）が開口している、請求項１記載の燃料供給装
    置。
  3. 【請求項３】 前記給気部（１４）が、前記制御可能な
    流過横断面（５５）と第２の燃料ポンプ（１６）との間
    で燃料接続路（１０）に開口している、請求項２記載の
    燃料供給装置。
  4. 【請求項４】 前記給気部（１４）が、前記制御可能な
    流過横断面（５５）の範囲で燃料接続路（１０）に開口
    している、請求項２記載の燃料供給装置。
  5. 【請求項５】 前記給気部（１４）によって供給される
    空気が、前記給気部（１４）内でディフューザ（５０）
    を通って案内される、請求項２から４までのいずれか１
    項記載の燃料供給装置。
  6. 【請求項６】 前記ディフューザ（５０）が、燃料接続
    路（１０）への前記給気部（１４）の開口部（１４ａ）
    の範囲に設けられている、請求項５記載の燃料供給装
    置。
  7. 【請求項７】 燃料接続部（１０）の経路に渦流形成装
    置（５２）が設けられている、請求項２から６までのい
    ずれか１項記載の燃料供給装置。
  8. 【請求項８】 前記渦流形成装置（５２）が、前記給気
    部（１４）の開口部（１４ａ）のすぐ手前の範囲の上流
    側に設けられている、請求項７記載の燃料供給装置。
  9. 【請求項９】 前記絞り弁（１２）に設けられた制御可
    能な流過横断面（５５）を調節するために操作装置（４
    ６）が設けられており、該操作装置（４６）を制御する
    ことによって、前記制御可能な流過横断面（５５）が開
    放方向に調節可能である、請求項１から８までのいずれ
    か１項記載の燃料供給装置。
  10. 【請求項１０】 前記絞り弁（１２）に設けられた制御
    可能な流過横断面（５５）を調節するために操作装置
    （４６）が設けられており、該操作装置（４６）を制御
    することによって、前記制御可能な流過横断面（５５）
    が閉鎖方向に調節可能である、請求項１から８までのい
    ずれか１項記載の燃料供給装置。
  11. 【請求項１１】 前記絞り弁（１２）によって燃料接続
    路（１０）が完全に閉鎖可能である、請求項１から１０
    までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
  12. 【請求項１２】 前記操作装置（４６）の制御故障時に
    燃料のために燃料接続路（１０）を通る非常通流横断面
    （６２，６４，６６）が残っている、請求項９または１
    ０記載の燃料供給装置。
  13. 【請求項１３】 前記制御可能な流過横断面（５５）
    が、第２の燃料ポンプ（１６）と少なくとも１つの燃料
    ノズル（２０，２０′，２０′′，２０′′′）との間
    の範囲に存在する圧力に関連して制御される、請求項１
    から１２までのいずれか１項記載の燃料供給装置。
JP7321956A 1994-12-14 1995-12-11 燃料供給装置 Pending JPH08218964A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4444417A DE4444417B4 (de) 1994-12-14 1994-12-14 Kraftstoffversorgungsanlage
DE4444417.6 1994-12-14

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