JPH1172053A - 燃料供給装置 - Google Patents

燃料供給装置

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JPH1172053A
JPH1172053A JP9234075A JP23407597A JPH1172053A JP H1172053 A JPH1172053 A JP H1172053A JP 9234075 A JP9234075 A JP 9234075A JP 23407597 A JP23407597 A JP 23407597A JP H1172053 A JPH1172053 A JP H1172053A
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fuel
orifice
pulsation
low
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Masahiro Okajima
正博 岡嶋
Masaaki Kato
正明 加藤
Hiroyuki Kano
裕之 加納
Tsutomu Furuhashi
努 古橋
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Denso Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレッシャレギュレータの作動に伴い発生す
る圧力脈動を低減する燃料供給装置を提供する。 【解決手段】 オリフィス２０の高圧ポンプ側に接続す
る燃料配管３の流路面積をＳ0 、オリフィス２０の流路
面積をＳ1 、オリフィス２０の反高圧ポンプ側に位置す
る燃料フィルタ４の流路面積をＳ2 とすると、Ｓ1 ＜Ｓ
0 ＜Ｓ2 である。プレッシャレギュレータの弁部材が弁
座から離座し、弁部材と弁座との開口部を燃料が通過す
ると、この開口部が負圧になるのでキャビテーションが
発生する。さらに発生したキャビテーションが消滅する
際に大きな圧力波が生じ、圧力脈動を引き起こす。燃料
配管３とオリフィス２０との境界部において正転して反
射した圧力脈動と、オリフィス２０と燃料フィルタ４と
の境界部において反転して反射した圧力脈動とが互いに
打ち消し合うので、圧力脈動が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料供給装置に関
し、特にプレッシャレギュレータの作動に伴い発生する
脈動を低減する燃料供給装置の脈動低減構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、燃料タンクから低圧ポンプで
吸い上げた燃料を高圧ポンプに供給する低圧燃料通路
中、または高圧ポンプに設けた低圧燃料通路中にプレッ
シャレギュレータを配設することにより、高圧ポンプに
供給される燃料圧力を所定圧以下にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プレッ
シャレギュレータの弁部材が燃料圧力によりリフトし燃
料が排出されると弁部材と弁座との開口部が負圧になる
ので燃料中にキャビテーションが発生し、発生したキャ
ビテーションが消滅する際に大きな圧力波が生じる。プ
レッシャレギュレータの開閉に伴い圧力波が繰り返し発
生すると圧力脈動を引き起こす。
【０００４】プレッシャレギュレータで発生した圧力脈
動は高圧ポンプに低圧燃料を供給する燃料配管中を伝わ
り、振動音となる。特に、低圧ポンプと高圧ポンプとを
接続する燃料配管中に燃料フィルタを配設しこの燃料フ
ィルタを車両ボディに装着している場合、圧力脈動によ
る燃料フィルタの振動がボディに伝わり、車内に大きな
騒音となって伝わる。
【０００５】このような圧力脈動を低減するため、燃料
配管にダイヤフラム式のパルセーションダンパを接続す
ることも考えられるが、プレッシャレギュレータで発生
する圧力脈動の周波数は高いので、ダイヤフラム式では
高周波脈動に追随できない。さらに、圧力脈動の振幅が
大きいと、ダイヤフラムが損傷するという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、プレッシャレギュレータ
の作動に伴い発生する圧力脈動を低減する燃料供給装置
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１または
４記載の燃料供給装置によると、高圧ポンプに接続する
低圧燃料通路中に設けたオリフィスの高圧ポンプ側の低
圧燃料通路の流路面積をＳ0 、オリフィスの流路面積を
Ｓ1 、オリフィスの反高圧ポンプ側の低圧燃料通路の流
路面積をＳ2 とすると、Ｓ1 ＜Ｓ0 ＜Ｓ2 である。これ
により、プレッシャレギュレータで発生し流路面積Ｓ0
とオリフィスの流路面積Ｓ1 との境界で正転して反射す
る圧力脈動と、オリフィスの流路面積Ｓ1 と流路面積Ｓ
2 との境界で反転して反射する圧力脈動とが互いに打ち
消し合う。したがって、プレッシャレギュレータで発生
した圧力脈動が低減し、燃料供給装置から発生する騒音
を低減できる。ここで、正転とは圧力の向きを変えない
ことを表し、反転とは圧力の向きを逆にすることを表
す。
【０００８】オリフィスの流路面積Ｓ1 と流路面積Ｓ2
との境界を透過する際に圧力脈動は減衰するので、流路
面積Ｓ2 側に伝搬した圧力脈動により発生する騒音は小
さい。さらに、ダイヤフラム式のダンパのように可動部
材の変位により圧力脈動を低減する構成ではないので、
圧力脈動の振幅が大きくなっても部材の損傷が殆どな
い。また、流路面積を調整するという簡単な構造で圧力
脈動を低減するので、製造が容易であり、製造コストを
低減できる。
【０００９】本発明の請求項２記載の燃料供給装置によ
ると、燃料フィルタが流路面積Ｓ2を形成するので、新
たに流路面積Ｓ2 を形成する構造物を製造する必要がな
い。さらに、低圧燃料通路に燃料フィルタを配設するこ
とにより、プレッシャレギュレータと燃料フィルタとの
距離が短くなりプレッシャレギュレータから燃料フィル
タに伝搬する圧力脈動の周波数が高くなるが、周波数の
高低に係わらず流路面積の差により圧力脈動を低減する
ことができる。
【００１０】本発明の請求項３記載の燃料供給装置によ
ると、オリフィスの両端が近接しているので、流路面積
Ｓ0 とオリフィスの流路面積Ｓ1 との境界で正転して反
射する圧力脈動と、オリフィスの流路面積Ｓ1 と流路面
積Ｓ2 との境界で反転して反射する圧力脈動とが僅かな
ずれで互いに打ち消し合う。したがって、圧力脈動を確
実に低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例について図面に基づいて説明する。本発明の一実
施例による燃料供給装置を用いた燃料供給システムを図
２に示す。以下に述べる燃料配管２、３、燃料フィルタ
４、高圧ポンプ５、プレッシャレギュレータ７、燃料リ
ターン管１３により燃料供給装置を構成している。
【００１２】低圧ポンプ１により燃料タンク６から吸い
上げられた燃料は燃料配管２と燃料配管３との間に配設
された燃料フィルタ４により異物を除去される。燃料フ
ィルタ４を通過した燃料は高圧ポンプ５で加圧され、デ
リバリバルブ９から分配管１０に取り付けた燃料噴射装
置としてのインジェクタ１２に供給される。燃料配管
２、３、燃料フィルタ４は低圧燃料通路を形成してい
る。
【００１３】プレッシャレギュレータ７は高圧ポンプ５
に吸入する燃料圧力を所定圧以下に調圧するものであ
り、高圧ポンプ５内の低圧燃料通路に接続している。吸
入燃料の圧力が所定圧を越えるとプレッシャレギュレー
タ７が開弁し、余剰燃料を燃料リターン管１３を通して
燃料タンク６にリターンさせる。燃料リターン管１３は
低圧燃料通路を形成している。
【００１４】図１に示すように、燃料フィルタ４と燃料
配管３との接続部である燃料フィルタ４の燃料出口にオ
リフィス２０が設けられている。ここで、オリフィス２
０の高圧ポンプ５側に接続する燃料配管３の流路面積を
Ｓ0 、オリフィス２０の流路面積をＳ1 、オリフィス２
０の反高圧ポンプ５側に位置する燃料フィルタ４の流路
面積をＳ2 とすると、Ｓ1 ＜Ｓ0 ＜Ｓ2 である。このよ
うなＳ0 、Ｓ1 、Ｓ2の大小関係により脈動低減構造が
形成されている。
【００１５】次に、前述した圧力脈動低減構造の作動に
ついて説明する。高圧ポンプ５に吸入する燃料圧力が所
定圧以上になるとプレッシャレギュレータ７は開弁し、
燃料リターン管１３から余剰燃料を燃料タンク６にリタ
ーンする。プレッシャレギュレータ７の弁部材が弁座か
ら離座し、弁部材と弁座との開口部を燃料が通過する
と、この開口部が負圧になるのでキャビテーションが発
生する。さらに発生したキャビテーションが消滅する際
に大きな圧力波が生じる。プレシャレギュレータ７の作
動に伴い圧力波が発生すると圧力脈動を引き起こす。
【００１６】図１の（Ａ）に示すように、圧力Ｐ0 の圧
力波がプレッシャレギュレータ７から燃料配管３を通っ
てオリフィス２０に伝搬すると、燃料配管３とオリフィ
ス２０との境界部における流路面積の差により、図１の
（Ｂ）に示すように、一部の圧力波が正転して反射す
る。この反射した圧力脈動の圧力Ｐ1 を次式(1) に示
す。
【００１７】 Ｐ1 ＝（（Ｓ0 −Ｓ1 ）／（Ｓ0 ＋Ｓ1 ））×Ｐ0 ・・・(1) 図１の（Ｃ）に示すように燃料配管３とオリフィス２０
との境界部を透過した圧力脈動の圧力Ｐ2 を次式(2) に
示す。 Ｐ2 ＝（２Ｓ1 ／（Ｓ0 ＋Ｓ1 ））×Ｐ0 ・・・(2) 図１の（Ｄ）に示すように燃料配管３とオリフィス２０
との境界部を透過した圧力脈動の一部は、オリフィス２
０と燃料フィルタ４との境界部で反転して反射する。こ
の反射した圧力脈動の圧力Ｐ3 を次式(3) に示す。Ｐ3
の符号は（Ｓ1 −Ｓ2 ）＜０であるから負である。
【００１８】 Ｐ3 ＝（（２Ｓ1 ／（Ｓ0 ＋Ｓ1 ））×（Ｓ1 −Ｓ2 ）／（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）） ×Ｐ0 ・・・(3) 図１の（Ｅ）に示すように、オリフィス２０と燃料フィ
ルタ４との境界部で反転して反射し、燃料配管３とオリ
フィス２０との境界部を透過した圧力脈動の圧力Ｐ4 を
次式(4) に示す。 Ｐ4 ＝（（２Ｓ1 ／（Ｓ0 ＋Ｓ1 ））2 ×（Ｓ1 −Ｓ2 ）／（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）） ×Ｐ0 ・・・(4) ここで、図１の（Ｂ）に示す燃料配管３とオリフィス２
０との境界部において正転して反射した圧力脈動と、図
１の（Ｅ）に示すオリフィス２０と燃料フィルタ４との
境界部で反転して反射し燃料配管３とオリフィス２０と
の境界部を透過した圧力脈動とはオリフィス２０の燃料
配管３側で重なり合う。このときの燃料圧力Ｐを次式
(5) に示す。
【００１９】 Ｐ＝（（Ｓ0 −Ｓ1 ）／（Ｓ0 ＋Ｓ1 ）＋（２Ｓ1 ／（Ｓ0 ＋Ｓ1 ））2 ×（Ｓ1 −Ｓ2 ）／（Ｓ1 ＋Ｓ2 ））×Ｐ0 ・・・(5) 式(1) と式(4) で示す圧力脈動はオリフィス２０の流さ
Ｌの往復分だけ波形がずれており、圧力の向きが逆であ
る。したがって、オリフィス２０の流さＬを極力短くし
そのずれを小さくすることにより、図１の（Ｂ）に示す
圧力脈動と図１の（Ｅ）に示す圧力脈動とが互いに打ち
消しあって圧力Ｐを小さくすることができる。
【００２０】本実施例では、燃料配管３の内径を５．５
mm、燃料フィルタ２０の内径を６０mmとしているので、
オリフィス２０の径ｄを調整することにより式(5) の右
辺においてＰ0 の係数を極力０に近づけることができ
る。オリフィス２０の径ｄを調整する場合、径ｄを小さ
くしすぎると必要な燃料量を高圧ポンプ５に供給できな
くなる。さらに、低圧ポンプ１から汲み上げられた燃料
がオリフィス２０で遮られると燃料配管２中の燃料圧力
が上昇し、低圧ポンプ１が損傷する恐れがある。
【００２１】高圧ポンプ５への燃料供給量、ならびに燃
料配管２内の燃料圧力を考慮した上で、前述したように
燃料配管３の内径を５．５mm、燃料フィルタ２０の内径
を６０mmとした場合、図３に示すようにオリフィス２０
の径を２．６５mmとすることにより式(5) の右辺をほぼ
０にすることができる。また、オリフィス２０の径ｄを
２mm≦ｄ≦４mmとすることにより、圧力脈動をある程度
低減することができる。なおオリフィス２０の長さＬは
１mmであり、このようにオリフィス２０の両端が近接し
ていることにより、流路面積Ｓ0 とオリフィス２０の流
路面積Ｓ1 との境界で正転して反射する圧力脈動と、オ
リフィス２０の流路面積Ｓ1 と流路面積Ｓ2 との境界で
反転して反射する圧力脈動とが時間的に僅かなずれのみ
で互いに打ち消し合うので、圧力脈動を確実に低減する
ことができる。
【００２２】以上説明した本発明の実施の形態を示す上
記実施例では、燃料フィルタ４の燃料出口にオリフィス
２０を一つ形成したが、同一平面状に複数のオリフィス
を形成してもよい。この場合、複数のオリフィスでそれ
ぞれ圧力脈動を低減するのでさらに圧力脈動を効果的に
低減できる。各オリフィスの径ｄは２mm≦ｄ≦４mmを満
たす必要がある。
【００２３】また本実施例では、燃料供給側の燃料配管
２、３にオリフィス２０を設け圧力低減構造を構成した
が、燃料リターン管１３にオリフィスを設けてもよい。
また本実施例では、燃料配管２と燃料配管３との間に燃
料フィルタ４を配設したが、低圧ポンプに燃料フィルタ
を接続してもよい。また、高圧ポンプ５にプレッシャレ
ギュレータ７を接続したが、低圧ポンプ１と高圧ポンプ
５とを接続する燃料配管の燃料フィルタ４よりも高圧ポ
ンプ側にプレッシャレギュレータ７を接続する構成とし
てもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による脈動低減構造を示す模
式的説明図である。
【図２】本実施例の燃料供給装置を用いた燃料供給シス
テムを示す模式的構成図である。
【図３】本実施例によるオリフィス径と圧力波減衰係数
との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
４ 燃料フィルタ ５ 高圧ポンプ ７ プレッシャレギュレータ １２ インジェクタ（燃料噴射装置） ２０ オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古橋 努 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料噴射装置に高圧燃料を供給する高圧
    ポンプと、前記高圧ポンプに低圧燃料を供給する低圧燃
    料通路に接続するプレッシャレギュレータとを備え、 前記プレッシャレギュレータよりも反高圧ポンプ側の低
    圧燃料通路中にオリフィスを設け、前記オリフィスに接
    続する前記高圧ポンプ側の低圧燃料通路の流路面積をＳ
    0 、前記オリフィスの流路面積をＳ1 、前記オリフィス
    に接続する反高圧ポンプ側の低圧燃料通路の流路面積を
    Ｓ2 とすると、Ｓ1 ＜Ｓ0 ＜Ｓ2 であることを特徴とす
    る燃料供給装置。
  2. 【請求項２】 前記高圧ポンプに低圧燃料を供給する低
    圧燃料通路に配設された燃料フィルタで流路面積Ｓ2 を
    形成し、前記燃料フィルタの燃料出口に前記オリフィス
    を設けることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装
    置。
  3. 【請求項３】 前記オリフィスの両端は近接しているこ
    とを特徴とする請求項１または２記載の燃料供給装置。
  4. 【請求項４】 前記オリフィスの流路径ｄは２mm≦ｄ≦
    ４mmであることを特徴とする請求項１、２または３記載
    の燃料供給装置。
JP9234075A 1997-08-29 1997-08-29 燃料供給装置 Pending JPH1172053A (ja)

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EP98114763A EP0899453B1 (en) 1997-08-29 1998-08-05 Fuel supply apparatus
DE69818929T DE69818929T2 (de) 1997-08-29 1998-08-05 Kraftstoffzufuhreinrichtung

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