JPH1193789A - 燃料供給装置 - Google Patents
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- JPH1193789A JPH1193789A JP9260416A JP26041697A JPH1193789A JP H1193789 A JPH1193789 A JP H1193789A JP 9260416 A JP9260416 A JP 9260416A JP 26041697 A JP26041697 A JP 26041697A JP H1193789 A JPH1193789 A JP H1193789A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
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Abstract
噴射量を安定させ、エンジンの回転を安定させることが
できる燃料供給装置を得る。 【解決手段】 燃料を噴射する燃料噴射器1と、燃料タ
ンク2と、燃料噴射器1と燃料タンク2とを連結する燃
料通路4,5と、上流部分に設けられた低圧燃料ポンプ
10と、低圧燃料ポンプ10と燃料噴射器1との間に設
けられ、摺動孔41aを有するシリンダ41、摺動孔4
1a内に往復移動可能に配設されたプランジャ43を有
し、プランジャ43の往復移動により、燃料を吸入ポー
ト5cを介して燃料加圧室45に吸入加圧し、加圧され
た燃料を吐出ポート4dから吐出して燃料噴射器1へ圧
送する高圧燃料ポンプ3と、燃料通路4の高圧燃料ポン
プ3と燃料噴射器1との間に設けられ、高圧燃料ポンプ
3から吐出された燃料の圧力を調圧する高圧レギュレー
タ32を備えている。
Description
機関等に用いられる燃料供給装置であって、特に燃圧の
脈動幅を小さくすることができ、燃料の噴射量を安定さ
せ、エンジンの回転を安定させることができる燃料供給
装置に関するものである。
射式内燃機関とか呼ばれている、燃料をエンジンのシリ
ンダ内で噴射する方式の内燃機関としては、ディーゼル
エンジンが広く知られているが、近年、火花点火エンジ
ン(ガソリンエンジン)においても、筒内噴射式のもの
が提案されている。このような、筒内噴射式内燃機関で
は、エンジンの性能向上や排出ガスの低減のために、燃
料噴射圧を上げて燃料噴霧を微粒化し、燃料噴射期間を
短縮化する傾向にある。また、過給機構を備えたエンジ
ンでは、過給時には、過給圧に応じた高い燃料噴射圧が
要求される。そこで、筒内噴射式内燃機関における燃料
供給システムは、十分に高い例えば10気圧程度の燃料
噴射圧が得られるようにされている。
な構成図である。図14において、デリバリパイプ1
は、図示しないエンジンの気筒数に対応したインジェク
タ1aを有している。デリバリパイプ1と燃料タンク2
との間には、高圧燃料ポンプ3が配置されている。デリ
バリパイプ1と高圧燃料ポンプ3とは、高圧燃料通路4
で接続されている。また、高圧燃料ポンプ3と燃料タン
ク2とは、低圧燃料通路5で接続されている。高圧燃料
ポンプ3の燃料取り入れ口には、フィルタ6が設けられ
ている。また、高圧燃料ポンプ3の吐出側には、チェッ
クバルブ7が設けられている。高圧燃料ポンプ3のドレ
イン8は、燃料タンク2に戻されている。高圧燃料ポン
プ3、フィルタ6およびチェックバルブ7は、高圧燃料
ポンプ体100として一体に構成されている。
は、低圧燃料ポンプ10が設けられている。低圧燃料ポ
ンプ10の燃料取り入れ口には、フィルタ11が設けら
れている。また、低圧燃料ポンプ10の吐出側の低圧燃
料通路5には、チェックバルブ12が設けられている。
高圧燃料ポンプ3と低圧燃料ポンプ10との間の低圧燃
料通路5には、低圧レギュレータ14が設けられてい
る。低圧レギュレータ14の燃料取り入れ口には、フィ
ルタ15が設けられている。低圧レギュレータ14のド
レイン16は、燃料タンク2に戻されている。
反対側にさらに高圧燃料通路18を有している。この高
圧燃料通路18には、高圧レギュレータ20が設けられ
いる。高圧レギュレータ20のドレイン21は、燃料タ
ンク2に戻されている。高圧レギュレータ20は、高圧
レギュレータ体として構成され、デリバリパイプ1と燃
料タンク2の間の所定の位置に設置されている。また、
高圧燃料通路4には、燃圧センサ22が設けられてい
る。
は、低圧燃料ポンプ10である程度加圧された燃料は、
高圧燃料ポンプ3でさらに加圧されてデリバリパイプ1
に達し、インジェクタ1aから図示しないエンジンの気
筒内に噴射される。この際、低圧燃料ポンプ10からの
吐出圧は、低圧レギュレータ14により所定範囲に安定
化され、さらに高圧燃料ポンプ3からの吐出圧は、高圧
レギュレータ20により所定範囲に安定化されている。
うな構成の燃料供給装置においては、高圧燃料ポンプ3
から吐出される燃料の吐出圧の脈動が大きく、また、こ
の脈動は、高圧レギュレータ20に反射されて、その一
部が高圧燃料ポンプ3側に戻り、共振してさらに大きく
なる。すなわち、高圧燃料ポンプ3と高圧レギュレータ
20の間の高圧燃料通路4、デリバリパイプ1および高
圧燃料通路18において、高圧燃料ポンプ3の発生した
脈動が、反射波と共振しさらに大きくなる。この脈動
は、デリバリパイプ1からの燃料の噴射量にばらつきを
生じさせる。この噴射量のばらつきは、空気燃料比を不
安定とし、エンジンの回転が不安定となるので問題であ
った。また、配管内の燃料の脈動により、異音が発生す
る問題もあった。そして特に、高圧燃料ポンプ3が単気
筒の場合この脈動が大きいので問題であった。
ためになされたもので、燃料の脈動を小さくすることが
でき、燃料の噴射量を安定させ、エンジンの回転を安定
させることができる燃料供給装置を得ることを目的とす
る。
においては、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射器と、
燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料噴射器と燃料タンク
とを連結する燃料通路と、燃料通路の上流部分に設けら
れた低圧燃料ポンプと、燃料通路の低圧燃料ポンプと燃
料噴射器との間に設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の
吐出ポート、摺動孔を有するシリンダ、摺動孔の一部に
形成された燃料加圧室、および摺動孔内に往復移動可能
に配設されたプランジャを有し、プランジャの往復移動
により、燃料を燃料通路から吸入ポートを介して燃料加
圧室に吸入加圧し、加圧された燃料を吐出ポートから燃
料通路に吐出して燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプ
と、燃料通路の高圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に設
けられ、高圧燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調
圧する高圧レギュレータを備えている。
機関に燃料を噴射する燃料噴射器と、燃料を貯蔵する燃
料タンクと、燃料噴射器と燃料タンクとを連結する燃料
通路と、燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポン
プと、燃料通路の低圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に
設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポート、摺動
孔を有するシリンダ、摺動孔の一部に形成された燃料加
圧室、および摺動孔内に往復移動可能に配設されたプラ
ンジャを有し、プランジャの往復移動により、燃料を燃
料通路から吸入ポートを介して燃料加圧室に吸入加圧
し、加圧された燃料を吐出ポートから燃料通路に吐出し
て燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、燃料通路の
高圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に設けられ、高圧燃
料ポンプから吐出された燃料の脈動を吸収する高圧アキ
ュムレータとを備えている。
機関に燃料を噴射する燃料噴射器と、燃料を貯蔵する燃
料タンクと、燃料噴射器と燃料タンクとを連結する燃料
通路と、燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポン
プと、燃料通路の低圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に
設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポート、摺動
孔を有するシリンダ、摺動孔の一部に形成された燃料加
圧室、および摺動孔内に往復移動可能に配設されたプラ
ンジャを有し、プランジャの往復移動により、燃料を燃
料通路から吸入ポートを介して燃料加圧室に吸入加圧
し、加圧された燃料を吐出ポートから燃料通路に吐出し
て燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、燃料通路の
高圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に設けられ、高圧燃
料ポンプから吐出された燃料の圧力を調圧する高圧レギ
ュレータと、燃料通路の高圧燃料ポンプと燃料噴射器と
の間に設けられ、高圧燃料ポンプから吐出された燃料の
脈動を吸収する高圧アキュムレータとを備えている。
レギュレータは、高圧燃料ポンプに一体に設けられてい
る。
アキュムレータは、高圧燃料ポンプに一体に設けられて
いる。
レギュレータのドレインは燃料タンクへ連通されてい
る。
燃料ポンプは、燃料タンクへ連通されたドレインを有
し、高圧レギュレータのドレインは、高圧燃料ポンプの
ドレインに連通されている。
燃料ポンプのドレインと、高圧レギュレータのドレイン
との間に、高圧レギュレータからの燃料の戻りが高圧燃
料ポンプに行くことを防止するチェックバルブが設けら
れている。
燃料ポンプは、単気筒式である。
ランジャを往復運動させる駆動手段である内燃機関のク
ランクと連動するカムのカム山数が内燃機関の気筒数よ
り少ない。
ムのカム山数は、内燃機関の気筒数の半数である。
圧燃料ポンプは、ガソリン筒内直接噴射式内燃機関に燃
料を供給するものである。
式的な構成図である。また、図2はこの発明の燃料供給
装置の高圧燃料ポンプ体の断面図である。さらに、図3
は高圧レギュレータのスプールの側面図であり、図4は
高圧レギュレータの円筒部材の断面図である。さらにま
た、図5はリードバルブの概略図であり、図6はリード
バルブのバルブの上面図である。
リパイプ1は、図示しないエンジンの気筒数に対応した
複数のインジェクタ1aを有している。デリバリパイプ
1と燃料タンク2との間には、高圧燃料ポンプ3が配置
されている。そして、デリバリパイプ1と高圧燃料ポン
プ3とは、高圧燃料通路4で接続されている。また、高
圧燃料ポンプ3と燃料タンク2とは、低圧燃料通路5で
接続されている。高圧燃料通路4と低圧燃料通路5と
は、デリバリパイプ1と燃料タンク2とを接続する燃料
通路を構成している。高圧燃料ポンプ3の燃料取り入れ
口には、フィルタ6が設けられている。また、高圧燃料
ポンプ3の吐出側には、チェックバルブ7が設けられて
いる。高圧燃料ポンプ3のドレイン8は、燃料タンク2
に戻されている。
は、低圧燃料ポンプ10が設けられている。低圧燃料ポ
ンプ10の燃料取り入れ口には、フィルタ11が設けら
れている。また、低圧燃料ポンプ10の吐出側の低圧燃
料通路5には、チェックバルブ12が設けられている。
高圧燃料ポンプ3と低圧燃料ポンプ10との間の低圧燃
料通路5には、低圧レギュレータ14が設けられてい
る。低圧レギュレータ14の燃料取り入れ口には、フィ
ルタ15が設けられている。低圧レギュレータ14のド
レイン16は、燃料タンク2に戻されている。
って供給された燃料をさらに高圧にして、デリバリパイ
プ1側に吐出する。高圧燃料ポンプ3の低圧燃料通路5
側、すなわち低圧側には、ダンパー30が設けられてい
る。また、高圧燃料ポンプ3の高圧側には、高圧アキュ
ムレータ31と高圧レギュレータ32が設けられてい
る。高圧レギュレータ32のドレイン33は、高圧燃料
ポンプ3の燃料吸入側に戻されている。高圧燃料ポンプ
3、ダンパー30、高圧アキュムレータ31、高圧レギ
ュレータ32、フィルタ6およびチェックバルブ7は、
高圧燃料ポンプ体200として一体に構成されている。
ある。ケーシング40の図2の下方には、円筒状の凹部
40aが形成されている。この凹部40a内には、概略
筒状のシリンダ41が、シリンダ固定部材42によって
締着されている。シリンダ固定部材42の外周部には雄
ねじ42aが螺刻され、凹部40aに形成された雌ねじ
と螺合している。シリンダ41は、中心に円筒状の摺動
孔41aを有し、この摺動孔41aの中には、円柱形の
プランジャ43が摺動可能に配設されている。摺動孔4
1aには、燃料を吸入する吸入通路5aと燃料を吐出す
る吐出通路4aとが連通されている。凹部40aの底と
シリンダ41との間には、吸入通路5aおよび吐出通路
4aを開閉するリードバルブ44が挟まれて固定されて
いる。摺動孔41aの図2の上方の部分には、リードバ
ルブ44とプランジャ43の一端面で囲まれて燃料加圧
室45が形成されている。
ット46が主面をプランジャ43と垂直となるように固
定されている。タペット46とシリンダ固定部材42の
間には、コイル状のバネ47が縮設されている。タペッ
ト46は、プランジャ43と反対側の主面をカム48の
カム面に当接させている。カム48は、図示しない内燃
機関のクランクに連結され、クランクが2回転すると1
回転する。本実施の燃料供給装置は、6気筒エンジン用
のものであり、カム48の山数は3個である。カム48
は、エンジンの回転にともなって回転し、バネ47の復
元力に打ち勝ってプランジャ43を往復運動させる。
の間には、概略円筒状のシール部材50が配設されてい
る。シール部材50は、円筒状の鋼板にゴムが一体とな
るようにインサート成型されて作製されている。シール
部材50の一端は、いわゆるダブルリップル型である2
重の薄肉型に成型され、プランジャ43の側面に摺動可
能に密着されている。シール部材50の他端は、シリン
ダ固定部材42に固定されている。シール部材50は、
シリンダ41とプランジャ43との間に形成された摺動
面から漏れた燃料が、外部に漏れないようにシールして
いる。そして、シール部材50内に溜まった燃料は、図
2に図示されていないドレイン8によって燃料タンク2
に戻されている。
bが形成されている。この凹部40bには、ダンパー3
0が締着されている。凹部40bの底には、吸入通路5
aに連通する吸入通路5bが凹部として形成されてい
る。ダンパー30は、概略肉厚円板状のケース30aと
薄板金属の金属ダイヤフラム30bと環状のプレート3
0cからなる。ケース30aの1主面には、なだらかな
へこみが形成されている。金属ダイヤフラム30bは、
このへこみを覆うように密閉してケース30aに溶接さ
れている。すなわち、ケース30aと金属ダイヤフラム
30bの間には、密閉された空間が形成され内部には空
気が封入されている。ケース30aの外周には雄ねじ3
0dが形成されている。一方、凹部40bには、雄ねじ
30dと螺合する雌ねじが形成されている。ダンパー3
0は、金属ダイヤフラム30bを内側に向けて、吸入通
路5bを覆うように、Oリング49でシールされて凹部
40bに締着されている。吸入通路5bは、吸入ポート
5cと吸入通路5dで連通されている。吸入通路5aを
通過する燃料に圧力の脈動が生じると、ダンパー30
は、この圧力の高低差に応じて金属ダイヤフラム30b
を図2の左右に移動させる。そして、高圧燃料ポンプ3
が吸入通路5a内の燃料に発生せしめる燃圧脈動を吸収
する。
部40cが形成されている。この凹部40cには、高圧
アキュムレータ31が締着されている。凹部40cの底
には、吐出通路4aに連通する吐出通路4bが凹部とし
て形成されている。高圧アキュムレータ31は、有底円
筒状の筒31aとこの筒31aを密閉する蓋31bとを
有している。筒31aの底には、貫通穴31cが穿孔さ
れている。高圧アキュムレータ31の内部には、一側を
蓋31bに固定されたベローズ31dが収納されてい
る。ベローズ31dの中には高圧ガスが封入されてい
る。ベローズ31dの先端には、プレート31eが固定
され、さらにプレート31eの主面には、ゴム板31f
が貼着されている。ベローズ31dは、内部に封入され
た高圧ガスの力によって、ゴム板31fを筒31aの底
に密着させ、貫通穴31cを塞いでいる。筒31aの外
周には雄ねじ31gが形成されている。一方、凹部40
cには、雄ねじ31gと螺合する雌ねじが形成されてい
る。高圧アキュムレータ31は、貫通穴31cを吐出通
路4bに連通させるように、筒31aの底を内側に向け
て吐出通路4bを覆うように、Oリング51でシールさ
れて凹部40cに締着されている。
に吐出された燃料の脈動を吸収する。すなわち、吐出通
路4bに吐出された燃料の圧力が大きいとき、ベローズ
31dは、図2の右方向に縮み圧力を吸収し、そして、
圧力が小さいときは、図2の左方向に伸びるように動作
し脈動を吸収する。
には、さらに吐出通路4cが連通されている。吐出通路
4cは、途中で分岐して、双方が図2の上方に延びてい
る。吐出通路4cの分岐した一方の先であってケーシン
グ40の図2の上方には、高圧レギュレータ32が配設
されている。また、他方は、ケーシング40の外面に設
けられた吐出ポート4dに連通されている。高圧レギュ
レータ32は、ケーシング40を横断して貫通する通路
穴40d内に配設されている。
の一側に固定され通路穴40d内に通路を形成する円筒
部材52と、円筒部材52の中に移動可能に配設された
スプール53とを有する。円筒部材52は、通路穴40
d内に配置され、図2の右側から、固定部材54によっ
て締着され、また外周部をOリング55によってシール
されている。図4に示されるように、円筒部材52に
は、燃料の通路として、外周部に形成された環状の溝5
2bと、この環状の溝52bと中心穴52aとを連通す
る連通穴52cが形成されている。
うに、概略棒状をなし、円筒部材52内に移動可能に収
納された軸部53aと、軸部53aの一端に形成され、
円板状の鍔を有する頭部53bとからなる。軸部53a
の所定の位置には、テーパー状のシート面53cが形成
されている。一方円筒部材52の端部には、このシート
面53cに密着可能であり、シート面53cと共に流体
弁を構成するシート座52dが形成されている。
2と反対側には、バネ圧調整用ネジ55が、外周部をO
リング56でシールされて、またネジ部55aをケーシ
ング40に形成された雌ねじに螺合させ、さらにネジ部
55aの一端を外部に突出させて配設されている。バネ
圧調整用ネジ55とスプール53の頭部53bとの間に
は、バネ57が縮設されている。バネ57は、スプール
53を図2の右方向に付勢している。この付勢力は、バ
ネ圧調整用ネジ55を回転させることにより調整され
る。
付近には、吸入ポート5cに連通するドレイン33が形
成されている。高圧レギュレータ32は、吐出通路4c
内の燃料の圧力を調整する。高圧アキュムレータ31側
から吐出通路4cを通って高圧レギュレータ32に達し
た燃料は、円筒部材52の外周に形成された溝52bか
ら連通穴52cおよび中心穴52aを通り、シート面5
3cとシート座52dによって構成された流体弁に至
る。燃料の圧力が所定の圧力より大きいとき、燃料はバ
ネ57の付勢力に打ち勝って、スプール53を図2の左
方向に移動させ、ドレイン33を通って吸入ポート5c
側に抜ける。また、燃料の圧力が所定の圧力より小さい
とき、シート面53cとシート座52dは閉じている。
尚、図2において、図1のフィルタ6およびチェックバ
ルブ7は図示されてない。
図である。また図6はリードバルブ44のバルブの上面
図である。リードバルブ44は、2枚のプレート61,
62と、これらに挟まれた薄板状のバルブ63とからな
る。2枚のプレート61,62には、燃料を通すため
に、所定の位置に2個の貫通穴が形成されている。2個
の貫通穴は、それぞれケーシング40に形成された吸入
通路5aと吐出通路4aに対応し、またバルブ63の弁
体が一方向のみに動作するように、片側の開口部が大き
くされている。また、バルブ63には、プレートの貫通
穴に対応した位置に、2個の弁体63a,63bが形成
されている。リードバルブ44は、燃料を燃料加圧室4
5に、図5の矢印に示すように一方向のみに通過させ
る。
00は、低圧の燃料を吸入ポート5cから吸入し、高圧
燃料ポンプ3にて加圧し、吐出ポート4dから吐出す
る。すなわち、燃料は、吸入ポート5cから吸入され、
ダンパー30の部分を経由して、さらにリードバルブ4
4を通過して燃料加圧室45に入る。そして、プランジ
ャ43の往復運動により加圧されて、吐出通路4aから
流出される。燃料加圧室45から流出した燃料は、高圧
アキュムレータ31部分を経由して、さらに高圧レギュ
レータ32部分を経由して、吐出ポート4dから吐出さ
れる。高圧燃料ポンプ体200から吐出された燃料は、
デリバリパイプ1に向かう。
入側において、吸入ポート5cから吸入される燃料が有
する高圧燃料ポンプ3によって発生された脈動は、ダン
パー30で吸収される。また、高圧燃料ポンプ3の吐出
側において、高圧燃料ポンプ3で発生された脈動は、高
圧アキュムレータ31にて吸収される。さらに、吐出さ
れる燃料の圧力は、高圧レギュレータ32で調整され
る。そして、高圧レギュレータ32は、高圧燃料ポンプ
3に非常に近いので、脈動の反射波の影響を受ける範囲
が非常に短く共振現象が生じない。これらにより、燃圧
脈動が低減される。
ムチャートである。縦軸は燃料の圧力を示し、横軸は時
間を表す。縦軸は上方向が圧力が高いことを示すが、4
個の波形においては、一番上の脈動Aが一番圧力が高い
わけではなく、タイミングの違いが良く解るように4個
の波形を縦軸に沿って少しずつずらしたものである。図
において、従来の燃料供給装置のデリバリパイプ1内の
脈動Aは、図に示されるように脈動幅が非常に大きい。
そして、デリバリパイプ1から燃料が噴射されるタイミ
ングは、図に矢印で示されるように、概略脈動のピーク
となるようにされていた。仮にこの装置で高圧燃料ポン
プのカム山数が減らされると、脈動Bのようになるが、
噴射時の燃料の圧力差Δp1が大きく、噴射量の差が大
きくなるので、内燃機関の回転が安定しない。そのた
め、従来の装置においては、一般に、カム山数はエンジ
ンの気筒数と同じにされて、噴射のタイミングは概略脈
動のピークとなるようにされていた。
による脈動Cは、高圧アキュムレータ31にて吸収され
るので脈動幅の小さなものとなる。そして、本実施の形
態の装置においては、高圧燃料ポンプ3のカム山数を減
らすと、脈動Dのようになるが、噴射時の燃料の圧力差
Δp1が小さく、噴射量の差は許容範囲に納めることが
できるのでが問題がない。このことは、脈動幅を小さく
することができれば、噴射時のタイミングはいつでも良
くなり、すなわち、プランジャ43の往復運動は、エン
ジンの気筒数と同じにならなくてもよいことを示す。し
たがって、カム山数をエンジンの気筒数より小さくする
ことも可能となる。ちなみに、本実施の形態の高圧燃料
ポンプ3は、上述したように6気筒の内燃機関に対し
て、3山のカム48を有するものである。
周波数が異なる場合の吸入吐出動作の違いを示すタイム
チャートである。波形Eは、周波数が高い場合の吸入動
作を示し、上方に凸の部分がプランジャ43が燃料加圧
室45に燃料を吸入している時間を示す。また、波形F
は周波数が高い場合の吐出動作を示し、上方に凸の部分
がプランジャ43が燃料加圧室45から燃料を吐出して
いる時間を示す。すなわち、プランジャ43の往復運動
にしたがって、吸入動作と吐出動作が交互に繰り返され
ている。しかし、吸入動作から吐出動作に移るとき、あ
るいは、吐出動作から吸入動作に移るときには、リード
バルブ44が閉から開、または開から閉に移動している
時間があり、この時間は、確実に吸入動作あるいは吐出
動作が行われているとは言えない。この時間が図に破線
で示した斜めの部分である。
の吸入動作と吐出動作を示す。波形Gと波形Hにおいて
は、図に破線で示した斜めの部分、すなわち、リードバ
ルブ44が閉から開または開から閉に移動している回数
が、単位時間内においてすくない。このことは、周波数
が低いほうが、高圧燃料ポンプ3が効率よく働くことを
示す。すなわち、周波数を減らすことにより、リードバ
ルブ44の開閉応答を楽にすることができ、高圧燃料ポ
ンプ3の効率を高めることができる。尚、周波数が遅く
なっても、プランジャ43のリフト量を上げれば、吐出
量は変わることがない。
答性に対し、比較的高い高周波で高圧燃料ポンプ3を駆
動すると高圧燃料ポンプ3の燃料加圧室45内にサージ
圧力が発生するので、このような場合に燃料加圧室45
の平均圧力を高くすると高圧燃料ポンプ3の駆動に支障
をきたすことになる。逆にサージ圧力を抑える為比較的
低い周波数で高圧燃料ポンプ3を駆動することが出来れ
ば、ポンプの平均吐出圧を高めることができる。
プ3は、上述したように6気筒の内燃機関に対して3山
のカム48を有するものである。すなわち、カム山数
は、内燃機関の気筒数の半数にされている。このように
すると、周期性が安定し、たとえ脈動が多少有ったとし
ても、例えば制御回路によって燃料噴射期間にあらかじ
め微少な気筒間差を付けることによって、ばらつきを見
込んだ設定が可能になる。
においては、上記のような構成とされているので、高圧
レギュレータ32と高圧燃料ポンプ3の間の距離が短く
なり、燃料の脈動の反射波の影響を少なくすることがで
きので、脈動を低減することができる。それにより、燃
料の噴射量を安定させ、エンジンの回転を安定させるこ
とができる。また、従来デリバリパイプ1の下流に設け
られていた高圧レギュレータを省略することができ、ま
たこの高圧レギュレータとデリバリパイプ1の間に設け
られた燃料通路、およびこの高圧レギュレータと燃料タ
ンク2の間に設けられた燃料通路を省略することができ
るので、配管の長さを短くすることができ、コストダウ
ンをすることができる。
料の脈動を吸収する高圧アキュムレータ31を備えてい
るので、前記の燃圧脈動幅は小さく抑えられる。それに
より、燃料の噴射量を安定させ、エンジンの回転を安定
させることができる。
1および高圧レギュレータ32は、高圧燃料ポンプ体2
00に、高圧燃料ポンプ3と一体に設けられている。こ
のような構成にすることにより、互いの距離が短くされ
燃料の脈動が効果的に低減され、また配管の引き回しが
省略されるのでコンパクトにすることができるが、高圧
アキュムレータ31および高圧レギュレータ32は、必
ずしも高圧燃料ポンプ3と一体に設けられる必要はな
く、高圧燃料通路4において高圧燃料ポンプ3とデリバ
リパイプ1の間に設けられれば、本願発明の効果は得ら
れる。そして、高圧燃料通路4のなかでも比較的高圧燃
料ポンプ3に近い位置であれば、この効果が大きいこと
は言うまでもない。
装置の他の例を示す模式的な構成図である。また、図1
0はこの発明の燃料供給装置の他の例を示すの高圧燃料
ポンプ体の断面図である。図9に示されるように、本実
施の形態においては、高圧レギュレータ32のドレイン
61は、燃料タンク2へ戻されている。図10におい
て、高圧レギュレータ32が配設されている通路穴40
dにおいて、バネ57が収納されている部分の通路穴4
0dには、外部の燃料タンク2に連通するドレイン61
が形成されている。その他の構成は実施の形態1と同様
である。
ては、高圧レギュレータ32が排出した燃料は、一旦燃
料タンク2へ戻され、冷却されるので、燃料が高温とな
ることなく、燃料が蒸発することがないので、燃料噴射
器において安定した燃料噴射をすることができる。
給装置の他の例を示す模式的な構成図である。また、図
12はこの発明の燃料供給装置の他の例を示すの高圧燃
料ポンプ体の断面図である。図13は図12のXIII-XII
I線に沿う矢視断面図である。図11に示されるよう
に、本実施の形態においては、高圧レギュレータ32の
ドレイン58は、高圧燃料ポンプ3のドレイン8に高圧
燃料ポンプ3内で、または、高圧燃料ポンプ3の外側で
例えばアダプタを用いて連通されている。また、高圧燃
料ポンプ3のドレイン8には、高圧レギュレータ32か
らの燃料の戻りが高圧燃料ポンプ3に行かないようにチ
ェックバルブ64が設けられている。高圧燃料ポンプ3
の高圧側には、金属ダイアフラム式の高圧アキュムレー
タ70が設けられている。
配設されている通路穴40dにおいて、バネ57が収納
されている部分の通路穴40dには、ケーシング40の
凹部40aに連通するドレイン58が形成されている。
ドレイン58の途中には、チェックバルブ64が設けら
れている。チェックバルブ64は、通路を形成する円筒
部材65と、円筒部材65の中に移動可能に配設された
ボール66とを有する。ボール66は、バネ67によっ
て図13の右方向、すなわち、ドレイン58の高圧燃料
ポンプ3方向に付勢されている。円筒部材65とボール
66は、ドレイン58内の燃料が、高圧燃料ポンプ3か
ら燃料タンク2方向である一方向のみに移動可能に規制
している。
同様のシール部材50が配設されている。シール部材5
0は、シリンダ41とプランジャ43との間の摺動面か
ら漏れる燃料が外部に漏れないようにシールしている。
そして、シール部材50によって止められた燃料は、シ
リンダ41の外周部に形成された溝69を通って、リー
ドバルブ44と凹部40aとの間の空間に至り、ドレイ
ン8を通って燃料タンク2に戻る。一方、高圧レギュレ
ータ32から排出された燃料は、ドレイン58を通って
凹部40aに至りドレイン8を通って燃料タンク2に戻
る。
の右側には凹部40cが形成されている。この凹部40
cには、高圧アキュムレータ70が締着されている。凹
部40cの底には、吐出通路4aに連通する吐出通路4
bが凹部として形成されている。高圧アキュムレータ7
0は、概略肉厚円板状のケース70aと薄板金属の金属
ダイヤフラム70bと円板状のプレート70cからな
る。ケース70aの1主面には、なだらかなへこみが形
成されている。一方、プレート70cの1主面にもなだ
らかなへこみが形成されている。ケース70aとプレー
ト70cは、双方のへこみを対向させるように、金属ダ
イヤフラム70bを挟んで固定されている。ケース70
a、金属ダイヤフラム70bおよびプレート70cは、
対向面の外周部を全周にわたって溶接され、互いに密閉
されて接合されている。金属ダイヤフラム70bとケー
ス70aとの間の密閉された空間には、高圧ガスが封入
されている。プレート70cの所定の位置には、燃料を
通過させる1個または複数個の連通穴70dが穿孔され
ている。ケース70aの外周には雄ねじ70eが形成さ
れている。一方、凹部40cには、雄ねじ70eと螺合
する雌ねじが形成されている。高圧アキュムレータ70
は、プレート70cを内側に向けて、連通穴70dを吐
出通路4bに連通させるように、Oリング51でシール
されて凹部40cに締着されている。
に吐出された燃料の脈動を吸収する。すなわち、吐出通
路4bに燃料が吐出されている期間に、金属ダイヤフラ
ム70bが図12の右方向に移動して吐出燃料の一部を
貯え、吐出がとだえる吸入工程の期間は図12の左方向
へ戻ることで貯えられた燃料を放出する。この結果、高
圧燃料ポンプ3の吐出燃料圧力の脈動が低減される。そ
の他の構成は実施の形態1と同様である。
ては、高圧燃料ポンプ3は、燃料タンク2へ連通された
ドレイン8を有し、高圧レギュレータ32のドレイン5
8は、高圧燃料ポンプ3のドレイン8に連通されてい
る。そのため、配管を少なくすることができ、コストダ
ウンすることができる。また、レイアウトが容易とな
る。また、高圧レギュレータ32からの燃料の戻りが高
圧燃料ポンプ3に逆流することがないので、高圧燃料ポ
ンプ3の動作が安定する。
燃機関に燃料を噴射する燃料噴射器と、燃料を貯蔵する
燃料タンクと、燃料噴射器と燃料タンクとを連結する燃
料通路と、燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポ
ンプと、燃料通路の低圧燃料ポンプと燃料噴射器との間
に設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポート、摺
動孔を有するシリンダ、摺動孔の一部に形成された燃料
加圧室、および摺動孔内に往復移動可能に配設されたプ
ランジャを有し、プランジャの往復移動により、燃料を
燃料通路から吸入ポートを介して燃料加圧室に吸入加圧
し、加圧された燃料を吐出ポートから燃料通路に吐出し
て燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、燃料通路の
高圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に設けられ、高圧燃
料ポンプから吐出された燃料の圧力を調圧する高圧レギ
ュレータを備えている。そのため、高圧レギュレータと
高圧燃料ポンプ間の距離が短くなり、燃料の脈動の反射
波の影響を少なくすることができ、脈動を低減すること
ができる。それにより、燃料の噴射量を安定させ、エン
ジンの回転を安定させることができる。また、従来燃料
噴射器の下流に設けられていた高圧レギュレータを省略
することができ、またこの高圧レギュレータと燃料噴射
器の間に設けられた燃料通路、およびこの高圧レギュレ
ータと燃料タンクの間に設けられた燃料通路を省略する
ことができるので、配管の長さを短くすることができ、
コストダウンをすることができる。
機関に燃料を噴射する燃料噴射器と、燃料を貯蔵する燃
料タンクと、燃料噴射器と燃料タンクとを連結する燃料
通路と、燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポン
プと、燃料通路の低圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に
設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポート、摺動
孔を有するシリンダ、摺動孔の一部に形成された燃料加
圧室、および摺動孔内に往復移動可能に配設されたプラ
ンジャを有し、プランジャの往復移動により、燃料を燃
料通路から吸入ポートを介して燃料加圧室に吸入加圧
し、加圧された燃料を吐出ポートから燃料通路に吐出し
て燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、燃料通路の
高圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に設けられ、高圧燃
料ポンプから吐出された燃料の脈動を吸収する高圧アキ
ュムレータとを備えている。そのため、脈動が低減さ
れ、脈動幅を小さくすることができる。それにより、燃
料の噴射量を安定させ、エンジンの回転を安定させるこ
とができる。
機関に燃料を噴射する燃料噴射器と、燃料を貯蔵する燃
料タンクと、燃料噴射器と燃料タンクとを連結する燃料
通路と、燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポン
プと、燃料通路の低圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に
設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポート、摺動
孔を有するシリンダ、摺動孔の一部に形成された燃料加
圧室、および摺動孔内に往復移動可能に配設されたプラ
ンジャを有し、プランジャの往復移動により、燃料を燃
料通路から吸入ポートを介して燃料加圧室に吸入加圧
し、加圧された燃料を吐出ポートから燃料通路に吐出し
て燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、燃料通路の
高圧燃料ポンプと燃料噴射器との間に設けられ、高圧燃
料ポンプから吐出された燃料の圧力を調圧する高圧レギ
ュレータと、燃料通路の高圧燃料ポンプと燃料噴射器と
の間に設けられ、高圧燃料ポンプから吐出された燃料の
脈動を吸収する高圧アキュムレータとを備えている。そ
のため、高圧レギュレータと高圧燃料ポンプ間の距離が
短くなり、燃料の脈動の反射波の影響を少なくすること
ができ、脈動を低減することができる。また、高圧アキ
ュムレータによりさらに脈動が低減され、脈動幅を小さ
くすることができる。それにより、燃料の噴射量を安定
させ、エンジンの回転を安定させることができる。ま
た、従来燃料噴射器の下流に設けられていた高圧レギュ
レータを省略することができ、またこの高圧レギュレー
タと燃料噴射器の間に設けられた燃料通路、およびこの
高圧レギュレータと燃料タンクの間に設けられた燃料通
路を省略することができるので、配管の長さが短くな
り、コストダウンをすることができる。
レギュレータは、高圧燃料ポンプに一体に設けられてい
る。そのため、高圧レギュレータと高圧燃料ポンプの距
離をさらに短くすることができ、反射波の影響をさらに
少なくすることができる。また、部品点数を少なくする
ことができ、同時に製造工程も減るのでコストダウンを
することができる。さらに取付場所を削減することがで
きる。
アキュムレータは、高圧燃料ポンプに一体に設けられて
いる。そのため、部品点数を少なくすることができ、同
時に製造工程も減るのでコストダウンをすることができ
る。さらに取付場所を削減することができる。
レギュレータのドレインは燃料タンクへ連通されてい
る。そのため、高圧レギュレータが排出した燃料は、一
旦燃料タンクへ戻され、冷却されるので、燃料が高温と
なることなく、燃料が蒸発することがないので、燃料噴
射器において安定した燃料噴射をすることができる。
燃料ポンプは、燃料タンクへ連通されたドレインを有
し、高圧レギュレータのドレインは、高圧燃料ポンプ内
で、又は高圧燃料ポンプ外でアダプタ等を用いて、高圧
燃料ポンプのドレインに連通されている。そのため、配
管を少なくすることができ、コストダウンすることがで
きる。また、レイアウトが容易となる。
燃料ポンプのドレインと、高圧レギュレータのドレイン
との間に、高圧レギュレータからの燃料の戻りが高圧燃
料ポンプに行くことを防止するチェックバルブが設けら
れている。そのため、高圧レギュレータからの燃料の戻
りが高圧燃料ポンプに逆流することがないので、高圧燃
料ポンプの動作が安定する。
燃料ポンプは、単気筒式である。そのため、高圧燃料ポ
ンプの構成を簡単にすることができる。
ランジャを往復運動させる駆動手段である内燃機関のク
ランクと連動するカムのカム山数が内燃機関の気筒数よ
り少ない。そのため、プランジャの周波数を減らすこと
ができ、リードバルブの開閉応答を楽にすることがで
き、高圧燃料ポンプの効率を高めることができる。ま
た、リードバルブの開閉の速度が遅くなるので、燃料加
圧室内のサージ圧力を低く抑えることができ、そのため
燃料加圧室の平均圧力を高くすることが可能となる。
ムのカム山数は、内燃機関の気筒数の半数である。その
ため、周期性が安定し、脈動が多少有ったとしても、そ
のばらつきを設定時に把握できるので、ばらつきを見込
んだ設定が可能である。
圧燃料ポンプは、ガソリン筒内直接噴射式内燃機関に燃
料を供給するものである。そのため、潤滑性が乏しく燃
料加圧室の高圧化の難しいガソリンを用いた内燃機関に
おいても、燃圧脈動の低減と、サージ圧力の低減を実現
できるため、効果的に高圧化を計り得る。
図である。
の断面図である。
る。
る。
トである。
る場合の吸入吐出動作の違いを示すタイムチャートであ
る。
的な構成図である。
高圧燃料ポンプ体の断面図である。
式的な構成図である。
高圧燃料ポンプ体の断面図である。
ある。
である。
3 高圧燃料ポンプ、4 高圧燃料通路(燃料通路)、
5 低圧燃料通路(燃料通路)、10 低圧燃料ポン
プ、31,70 高圧アキュムレータ、32 高圧レギ
ュレータ、41シリンダ、43 プランジャ、45 燃
料加圧室。
Claims (12)
- 【請求項1】 内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射器
と、 燃料を貯蔵する燃料タンクと、 上記燃料噴射器と上記燃料タンクとを連結する燃料通路
と、 上記燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポンプ
と、 上記燃料通路の上記低圧燃料ポンプと上記燃料噴射器と
の間に設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポー
ト、摺動孔を有するシリンダ、上記摺動孔の一部に形成
された燃料加圧室、および上記摺動孔内に往復移動可能
に配設されたプランジャを有し、上記プランジャの往復
移動により、燃料を上記燃料通路から上記吸入ポートを
介して上記燃料加圧室に吸入加圧し、加圧された燃料を
上記吐出ポートから上記燃料通路に吐出して上記燃料噴
射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、 上記燃料通路の上記高圧燃料ポンプと上記燃料噴射器と
の間に設けられ、上記高圧燃料ポンプから吐出された燃
料の圧力を調圧する高圧レギュレータを備えたことを特
徴とする燃料供給装置。 - 【請求項2】 内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射器
と、 燃料を貯蔵する燃料タンクと、 上記燃料噴射器と上記燃料タンクとを連結する燃料通路
と、 上記燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポンプ
と、 上記燃料通路の上記低圧燃料ポンプと上記燃料噴射器と
の間に設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポー
ト、摺動孔を有するシリンダ、上記摺動孔の一部に形成
された燃料加圧室、および上記摺動孔内に往復移動可能
に配設されたプランジャを有し、上記プランジャの往復
移動により、燃料を上記燃料通路から上記吸入ポートを
介して上記燃料加圧室に吸入加圧し、加圧された燃料を
上記吐出ポートから上記燃料通路に吐出して上記燃料噴
射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、 上記燃料通路の上記高圧燃料ポンプと上記燃料噴射器と
の間に設けられ、上記高圧燃料ポンプから吐出された燃
料の脈動を吸収する高圧アキュムレータとを備えたこと
を特徴とする燃料供給装置。 - 【請求項3】 内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射器
と、 燃料を貯蔵する燃料タンクと、 上記燃料噴射器と上記燃料タンクとを連結する燃料通路
と、 上記燃料通路の上流部分に設けられた低圧燃料ポンプ
と、 上記燃料通路の上記低圧燃料ポンプと上記燃料噴射器と
の間に設けられ、燃料の吸入ポート、燃料の吐出ポー
ト、摺動孔を有するシリンダ、上記摺動孔の一部に形成
された燃料加圧室、および上記摺動孔内に往復移動可能
に配設されたプランジャを有し、上記プランジャの往復
移動により、燃料を上記燃料通路から上記吸入ポートを
介して上記燃料加圧室に吸入加圧し、加圧された燃料を
上記吐出ポートから上記燃料通路に吐出して上記燃料噴
射器へ圧送する高圧燃料ポンプと、 上記燃料通路の上記高圧燃料ポンプと上記燃料噴射器と
の間に設けられ、上記高圧燃料ポンプから吐出された燃
料の圧力を調圧する高圧レギュレータと、 上記燃料通路の上記高圧燃料ポンプと上記燃料噴射器と
の間に設けられ、上記高圧燃料ポンプから吐出された燃
料の脈動を吸収する高圧アキュムレータとを備えたこと
を特徴とする燃料供給装置。 - 【請求項4】 上記高圧レギュレータは、上記高圧燃料
ポンプに一体に設けられている請求項1または3記載の
燃料供給装置。 - 【請求項5】 上記高圧アキュムレータは、上記高圧燃
料ポンプに一体に設けられている請求項2または3記載
の燃料供給装置。 - 【請求項6】 上記高圧レギュレータのドレインは燃料
タンクへ連通されていることを特徴とする請求項1、3
および4のいずれか記載の燃料供給装置。 - 【請求項7】 上記高圧燃料ポンプは、燃料タンクへ連
通されたドレインを有し、上記高圧レギュレータのドレ
インは、上記高圧燃料ポンプのドレインに連通されてい
ることを特徴とする請求項1、3および4のいずれか記
載の燃料供給装置。 - 【請求項8】 上記高圧燃料ポンプのドレインと、上記
高圧レギュレータのドレインとの間に、上記高圧レギュ
レータからの燃料の戻りが上記高圧燃料ポンプに行くこ
とを防止するチェックバルブが設けられていることを特
徴とする請求項7記載の燃料供給装置。 - 【請求項9】 上記高圧燃料ポンプは、単気筒式である
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか記載の燃料
供給装置。 - 【請求項10】 上記プランジャを往復運動させる駆動
手段である内燃機関のクランクと連動するカムのカム山
数が内燃機関の気筒数より少ないことを特徴とする請求
項1乃至9のいずれか記載の燃料供給装置。 - 【請求項11】 上記カムのカム山数は、内燃機関の気
筒数の半数であることを特徴とする請求項10記載の燃
料供給装置。 - 【請求項12】 上記高圧燃料ポンプは、ガソリン筒内
直接噴射式内燃機関に燃料を供給するものであることを
特徴とする請求項1乃至11のいずれか記載の燃料供給
装置。
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