JPH1162772A - 蓄圧式燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料供給ポンプ４による出口側の脈動を
低減し、アキュムレーター５などのダンパーだけでは効
果的に抑制することが困難な高速時における脈動低減効
果を期待可能であり、エンジンの低速から高速の全回転
速度領域で効果的に圧力脈動を低減して、蓄圧器６を介
した燃料噴射弁１１からの噴射を安定させるとともに、
振動および騒音を低減して、エンジン性能の向上を図る
ことができる蓄圧式燃料供給装置を提供すること。 【解決手段】 燃料供給ポンプ４と蓄圧器６との間にオ
リフィスなどによる絞り機構２１を設けることに着目し
たもので、燃料供給ポンプ４の吐出側に設けたダンパー
５と、燃料供給ポンプ４からの燃料を蓄えて燃料噴射弁
１１に高圧燃料を供給可能な蓄圧器６と、を有する蓄圧
式燃料供給装置であって、燃料供給ポンプ４と蓄圧器６
との間に絞り機構２１を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蓄圧式燃料供給装置
にかかるもので、とくに筒内直接噴射式燃料噴射装置そ
の他の燃料噴射装置に装備される蓄圧式燃料供給装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の筒内直接噴射式燃料噴射装置など
に装備される高圧の燃料供給ポンプにおける高圧側（吐
出側）の圧力・流量特性は間欠的であるので、この高圧
吐出側に高圧のアキュムレーターなどのダンパーを付加
することにより、吐出流量を定常的な流れに変換可能と
している。しかしながら、上記高圧の燃料供給ポンプの
カム山数や高圧管路の長さによる圧力伝播特性により、
ポンプの高回転域（高流量域）における高圧脈動が大き
くなるという問題がある。

【０００３】図４ないし図７にもとづき概説する。図４
は、従来の蓄圧式燃料供給装置１の概略説明図であっ
て、蓄圧式燃料供給装置１は、燃料タンク２および低圧
のフィードポンプ３と、高圧の燃料供給ポンプ４と、高
圧のアキュムレーター５（ダンパー）と、蓄圧器６（コ
モンレール）と、高圧プレッシャーレギュレーター７
と、を有する。

【０００４】フィードポンプ３は、これをモーター駆動
とし、燃料タンク２から低圧の燃料（たとえばガソリ
ン）を燃料供給ポンプ４に供給する。

【０００５】燃料供給ポンプ４は、これをエンジン駆動
とし、燃料を高圧化して蓄圧器６側に圧送する。この燃
料供給ポンプ４は、本出願人による単気筒プランジャポ
ンプを採用することにより、低廉かつ単純な構成とする
ことができる。たとえば、特願平８−２９４６４８号、
特願平８−３１１２６１号などに開示がある。

【０００６】アキュムレーター５は、ダイヤフラム８
と、高圧ガスを封入した圧力室９とを有しており、燃料
供給ポンプ４と蓄圧器６との間の高圧吐出管路１０にこ
れを設けることにより、燃料供給ポンプ４の吐出側にお
ける高圧脈動を低減可能としてある。

【０００７】蓄圧器６は、燃料供給ポンプ４から圧送さ
れた高圧燃料を蓄えるとともに、複数本の燃料噴射弁１
１を取り付けてあって、所定のタイミングでそれぞれの
燃料噴射弁１１を開弁し、たとえば燃料の吸気管あるい
は燃焼室（ともに図示せず）内に燃料を噴射可能とす
る。

【０００８】高圧プレッシャーレギュレーター７は、蓄
圧器６と燃料タンク２との間のリターン管路１２にこれ
を設けることにより、蓄圧器６内の燃料圧力を制御して
いる。

【０００９】こうした構成の蓄圧式燃料供給装置１にお
いて、燃料供給ポンプ４による燃料供給にともないその
高圧吐出管路１０側に発生した脈動は、アキュムレータ
ー５によりこれを整流ないし平滑にすることが期待され
ている。しかしながら、アキュムレーター５は燃料供給
ポンプ４の低回転時（すなわちエンジンの低速時）には
効果があるが、高速時にはそのダイヤフラム８の追随性
が低下して、十分な平滑機能を発揮することができない
という問題がある。とくに、蓄圧器６においては、燃料
噴射弁１１の開弁時間を調節することにより、燃料の噴
射量を制御しているが、燃料供給ポンプ４からの脈動が
あると、その制御および補正が困難になり、エンジン性
能に悪影響を及ぼすという問題がある。

【００１０】また既述のように、高圧吐出管路１０、蓄
圧器６およびリターン管路１２における長さなどに左右
される圧力波の伝播特性と、燃料供給ポンプ４のカム山
数などに左右される圧送特性により、エンジンの運転域
によっては上記高圧脈動が増大するという問題がある。

【００１１】このような問題を解決する方法として、高
圧吐出管路１０およびリターン管路１２さらには蓄圧器
６などの管路の長さを調整する方法、あるいは高圧保持
用のチェックバルブを燃料供給ポンプ４の吐出側に設け
る方法などが考えられるが、本発明者による実験では、
これらの方法はあまり効果のないことが判明した。

【００１２】すなわち、上記管路の長さを調整する方法
では、圧力波の伝播時間が変化するため、圧送周期と伝
播時間とが共振的現象を生ずる燃料供給ポンプ４の回転
数のポイントが移行するだけである。すなわち図５は、
高圧吐出管路１０および蓄圧器６の長さを固定したまま
でリターン管路１２の長さ（蓄圧器５から高圧プレッシ
ャーレギュレーター７までの長さ）を１００ｍｍ、３０
０ｍｍおよび４５０ｍｍと、変化させた場合のポンプ回
転数に対する蓄圧器６側の高圧脈動の関係を示すグラフ
であり、図示のように高圧脈動の最大値が移行するだけ
で値自体は低下しないことがわかる。

【００１３】また、上記チェックバルブを設ける方法で
は、チェックバルブ自体が一方向流れにする部材である
ため、高圧脈動の低減効果が少なく、流れが整流化され
てはいない。すなわち図６は、蓄圧器６の入口側にチェ
ックバルブを設けた場合の、図５と同様のグラフであっ
て、ポンプ回転数が３０００ｒｐｍ（すなわちエンジン
回転数が６０００ｒｐｍ）のあたりでわずかに低減する
だけである。図７は、燃料供給ポンプ４の高圧出口側に
チェックバルブを設けた場合の、図５と同様のグラフ
で、図６の場合と同様に、ポンプ回転数が３５００ｒｐ
ｍのあたりでわずかに低減するだけで、脈動防止の改善
効果を得られる領域が狭いことがわかる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、燃料供給ポンプによ
る出口側の脈動を低減することができる蓄圧式燃料供給
装置を提供することを課題とする。

【００１５】また本発明は、アキュムレーターなどのダ
ンパーだけでは効果的に抑制することが困難な高速時に
おける脈動低減効果を期待することができる蓄圧式燃料
供給装置を提供することを課題とする。

【００１６】また本発明は、蓄圧器を有する燃料供給装
置において、エンジンの低速から高速の全回転速度領域
で効果的に圧力脈動を低減することができる蓄圧式燃料
供給装置を提供することを課題とする。

【００１７】また本発明は、蓄圧器を介した燃料噴射弁
からの噴射を安定させるとともに、振動および騒音を低
減して、エンジン性能の向上を図ることができる蓄圧式
燃料供給装置を提供することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、燃料
供給ポンプと蓄圧器との間にオリフィスなどによる絞り
機構を設けることに着目したもので、燃料供給ポンプ
と、この燃料供給ポンプの吐出側に設けたダンパーと、
この燃料供給ポンプからの燃料を蓄えて燃料噴射弁に高
圧燃料を供給可能な蓄圧器と、を有する蓄圧式燃料供給
装置であって、上記燃料供給ポンプと上記蓄圧器との間
に絞り機構を設けたことを特徴とする蓄圧式燃料供給装
置である。

【００１９】上記燃料供給ポンプとしては、単気筒のポ
ンプの場合が最も有効的ではあるが、多気筒のポンプで
もよく、その種類は問わない。上記絞り機構としては、
オリフィス以外にも任意の絞り弁を採用することが可能
である。

【００２０】本発明による蓄圧式燃料供給装置において
は、燃料供給ポンプと蓄圧器との間の高圧吐出管路にア
キュムレーターなどによるダンパーとともにオリフィス
などによる絞り機構を設けたので、エンジンないしポン
プの低速時における脈動をアキュムレーターが整流する
とともに、高速時における脈動をこの絞り機構が整流す
ることができ、エンジンの全回転速度領域において圧力
脈動を効果的に低減することができる。すなわち、エン
ジンの低速時には、アキュムレーターのダイヤフラムが
圧力脈動によく追随してこれを効果的に整流するととも
に、高速時には、オリフィスがその絞り特性を発揮し
て、その下流側への圧力脈動を抑制することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による蓄圧式燃料供給装置２０を図１にもとづき説明す
る。ただし、図４と同様の部分には同一符号を付し、そ
の詳述はこれを省略する。図１は、蓄圧式燃料供給装置
２０の概略説明図であって、蓄圧式燃料供給装置２０
は、従来の蓄圧式燃料供給装置１に加えて、たとえばオ
リフィスなどによる絞り機構２１を有する。絞り機構２
１は、アキュムレーター５と蓄圧器６との間の高圧吐出
管路１０の任意の位置にこれを配置する。

【００２２】図２は、本発明の第２の実施の形態による
蓄圧式燃料供給装置３０の概略説明図であって、蓄圧式
燃料供給装置３０は、その絞り機構２１を蓄圧器６の入
口部にこれを設けてある。

【００２３】なお本発明においては、絞り機構２１の配
置位置として燃料供給ポンプ４と蓄圧器５との間であれ
ば、燃料供給ポンプ４とアキュムレーター５との間であ
ってもよい。

【００２４】こうした構成の蓄圧式燃料供給装置２０、
３０において、燃料供給ポンプ４の吐出側に絞り機構２
１を設けたので、簡単な構成であるとともに、その高圧
脈動の低減効果は絶大である。すなわち図３は、図１の
蓄圧式燃料供給装置２０の場合の、図５と同様のグラフ
であり、高圧吐出管路１０の部分の内径をたとえば従来
の６ｍｍに対して、５ｍｍ、２ｍｍ、および０．８ｍｍ
（本発明）とした場合を示す。図示のように、全回転領
域において、とくにポンプ回転数が高い領域において高
圧脈動が効果的に低減されていることがわかる。

【００２５】すなわち、絞り機構２１の絞りによる高圧
吐出管路１０部分における流量および圧力特性が下流側
への特性を支配するため、オリフィスなど簡便な構成に
より燃料供給ポンプ４の圧送特性を変化させたことにな
る。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、燃料供給
ポンプと蓄圧器との間にオリフィスなどによる絞り機構
を設けたので、燃料供給ポンプの圧送にともなう高圧脈
動を機関の全回転領域において効果的に低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による蓄圧式燃料供
給装置２０の概略説明図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による蓄圧式燃料供
給装置３０の概略説明図である。

【図３】図１の蓄圧式燃料供給装置２０の場合の、ポン
プ回転数に対する蓄圧器６側の高圧脈動の関係を示すグ
ラフである。

【図４】従来の蓄圧式燃料供給装置１の概略説明図であ
る。

【図５】同、リターン管路１２の長さ（蓄圧器５から高
圧プレッシャーレギュレーター７までの長さ）を変化さ
せた場合の、ポンプ回転数に対する蓄圧器６側の高圧脈
動の関係を示すグラフである。

【図６】同、蓄圧器６の入口側にチェックバルブを設け
た場合の、ポンプ回転数に対する蓄圧器６側の高圧脈動
の関係を示すグラフである。

【図７】同、燃料供給ポンプ４の高圧出口側にチェック
バルブを設けた場合の、ポンプ回転数に対する蓄圧器６
側の高圧脈動の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 蓄圧式燃料供給装置（図４） ２ 燃料タンク ３ 低圧のフィードポンプ ４ 高圧の燃料供給ポンプ ５ 高圧のアキュムレーター（ダンパー） ６ 蓄圧器（コモンレール） ７ 高圧プレッシャーレギュレーター ８ ダイヤフラム ９ 圧力室 １０ 高圧吐出管路 １１ 燃料噴射弁 １２ リターン管路 ２０ 蓄圧式燃料供給装置（第１の実施の形態、図１） ２１ 絞り機構（オリフィス） ３０ 蓄圧式燃料供給装置（第２の実施の形態、図２）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給ポンプと、 この燃料供給ポンプの吐出側に設けたダンパーと、 この燃料供給ポンプからの燃料を蓄えて燃料噴射弁に高
   圧燃料を供給可能な蓄圧器と、を有する蓄圧式燃料供給
   装置であって、 前記燃料供給ポンプと前記蓄圧器との間に絞り機構を設
   けたことを特徴とする蓄圧式燃料供給装置。