| 【発明の名称】 |
コモンレール式燃料噴射装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】今井 良成
【氏名】奈良部 靖
【氏名】橋本 敏行
【氏名】荒木 航
|
| 【要約】 |
【課題】燃料フィルタに目詰まりが発生しても、燃料フィルタのパンクや、フィードポンプに内蔵されたオイルシールの破損等の故障が発生しないようにする。
【解決手段】燃料を貯留する燃料タンク１２と、燃料中の不純物を除去する燃料フィルタ１６と、燃料タンク１２に貯留された燃料を燃料フィルタ１６に供給するフィードポンプ１４と、燃料フィルタ１６により不純物が除去された燃料を所定圧力に加圧し、コモンレール２０に供給するサプライポンプ１８と、コモンレール２０に供給された燃料を運転状態に応じたタイミングで気筒内に噴射する燃料噴射ノズル２２と、燃料フィルタ１６上流側の燃料圧力が所定値以上になったときに開弁し、フィードポンプ１４により供給される全燃料量を燃料タンク１２に戻すリリーフ弁２６と、を含んでコモンレール式燃料噴射装置を構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】燃料を貯留する燃料タンクと、燃料中の不純物を除去する燃料フィルタと、前記燃料タンクに貯留された燃料を燃料フィルタに供給する低圧ポンプと、前記燃料フィルタにより不純物が除去された燃料を所定圧力に加圧し、コモンレールに供給する高圧ポンプと、該コモンレールに供給された燃料を運転状態に応じたタイミングで気筒内に噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃料フィルタ上流側の燃料圧力が所定値以上になったときに開弁し、前記低圧ポンプにより供給される全燃料量を燃料タンクに戻すリリーフ弁と、を含んで構成されたことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
【請求項２】前記リリーフ弁が開弁する燃料圧力の所定値は、前記燃料フィルタのパンク、又は、低圧ポンプに内蔵されたオイルシールの許容圧力に対して、所定の安全代を考慮して設定されたことを特徴とする請求項１記載のコモンレール式燃料噴射装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コモンレール式燃料噴射装置に関し、特に、燃料フィルタの目詰まりに起因する不具合を回避する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料噴射装置の１つとして、コモンレール式燃料噴射装置が知られている。コモンレール式燃料噴射装置では、図４に示すように、燃料タンク１内の燃料は、フィードポンプ２により加圧されて低圧燃料となり、燃料フィルタ３を介してサプライポンプ４に供給される。そして、サプライポンプ４に供給された低圧燃料は、サプライポンプ４によりさらに加圧されて高圧燃料となり、エンジンの各気筒に連通する共通のコモンレール（蓄圧配管）５に供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、何らかの原因により燃料フィルタ３に目詰まりが生じた場合には、サプライポンプ４への燃料供給量が減少してしまう。従来の列型ポンプをサプライポンプとして使用したものでは、サプライポンプ４への燃料供給量の減少は、エンジンへの燃料供給量の減少に即座に反映されるため、エンジン出力の低下を介して運転者が認識できる。一方、コモンレール式燃料噴射装置では、サプライポンプ４への燃料供給状態にかかわらず、高圧燃料噴射を可能にすべく、サプライポンプ４の圧送行程を増減させるフィードバック制御が行なわれるため、サプライポンプ４への燃料供給量の減少は、即座にエンジン出力の低下に反映されない。このため、運転者が燃料フィルタ３の目詰まりに気付かずに長期間運行を行なっていると、燃料フィルタ３上流側の燃料圧力が徐々に上昇し、燃料フィルタ３のパンク、フィードポンプ２に内蔵されたオイルシールの破損等の故障が発生してしまうおそれがある。
【０００４】そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、燃料フィルタに目詰まりが生じても、燃料フィルタ上流側の燃料圧力が許容圧力より上昇しないようにして、燃料フィルタのパンク、フィードポンプに内蔵されたオイルシールの破損等の故障が発生しないコモンレール式燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載の発明は、燃料を貯留する燃料タンクと、燃料中の不純物を除去する燃料フィルタと、前記燃料タンクに貯留された燃料を燃料フィルタに供給する低圧ポンプと、前記燃料フィルタにより不純物が除去された燃料を所定圧力に加圧し、コモンレールに供給する高圧ポンプと、該コモンレールに供給された燃料を運転状態に応じたタイミングで気筒内に噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃料フィルタ上流側の燃料圧力が所定値以上になったときに開弁し、前記低圧ポンプにより供給される全燃料量を燃料タンクに戻すリリーフ弁と、を含んでコモンレール式燃料噴射装置を構成したことを特徴とする。
【０００６】かかる構成によれば、燃料タンクに貯留される燃料は、低圧ポンプにより燃料フィルタに供給される。燃料フィルタに供給された燃料は、ここで燃料中のダストや水分等の不純物が除去される。不純物が除去された燃料は、高圧ポンプにより所定圧力に加圧され、コモンレールに供給され、運転状態に応じたタイミングで燃料噴射ノズルから気筒内に噴射される。そして、何らかの原因で燃料フィルタに目詰まりが生じ、燃料フィルタ上流側の燃料圧力が所定値以上になると、リリーフ弁が開弁し、低圧ポンプにより供給される全燃料量が燃料タンクに戻される。従って、燃料フィルタに目詰まりが生じても、その上流側の燃料圧力が所定値以上に上昇することが防止される。
【０００７】請求項２記載の発明は、前記リリーフ弁が開弁する燃料圧力の所定値は、前記燃料フィルタのパンク、又は、低圧ポンプに内蔵されたオイルシールの許容圧力に対して、所定の安全代を考慮して設定されたことを特徴とする。
【０００８】かかる構成によれば、リリーフ弁は、燃料フィルタのパンク等が起こる許容圧力未満で開弁するため、コモンレール式燃料噴射装置の信頼性及び耐久性等が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。図１は、本発明に係るコモンレール式燃料噴射装置（以下「燃料噴射装置」という）の全体構成を示す。
【００１０】燃料噴射装置１０は、燃料タンク１２と、低圧ポンプとしてのフィードポンプ１４と、燃料フィルタ１６と、高圧ポンプとしてのサプライポンプ１８と、コモンレール２０と、燃料噴射ノズル２２と、を含んで構成される。
【００１１】フィードポンプ１４は、図示しないエンジンにより駆動され、燃料タンク１２に貯留される燃料を吸い上げ、燃料フィルタ１６を介してサプライポンプ１８に供給する低圧系回路を構成する燃料ポンプである。サプライポンプ１８は、フィードポンプ１４と同様に、図示しないエンジンにより駆動され、フィードポンプ１４により供給された燃料をさらに加圧し、コモンレール２０を介して燃料噴射ノズル２２に供給する高圧系回路を構成する燃料ポンプである。コモンレール２０は、サプライポンプ１８により加圧された高圧燃料を蓄圧する蓄圧配管として機能し、多気筒エンジンの各気筒に対して共通して１つ設けられる。
【００１２】また、サプライポンプ１８には、フィードポンプ１４により供給される低圧燃料の状態にかかわらず、フィードバック制御によりサプライポンプ１８の圧送行程を増減させて、燃料噴射ノズル２２から高圧燃料噴射が可能となるようにする電磁弁２４が設けられる。なお、フィードポンプ１４の送油量は燃料噴射量よりも十分大きくしておくのが技術常識であるので、サプライポンプ１８に供給された余剰燃料は、オーバフローバルブ１８ａから燃料タンク１２に戻される。
【００１３】さらに、燃料フィルタ１６の上流側、即ち、フィードポンプ１４と燃料フィルタ１６との間には、燃料フィルタ１６上流側の燃料圧力が所定値以上になると開弁し、フィードポンプ１４により供給される低圧燃料の全量を燃料タンク１２に戻すリリーフ弁２６が介装される。
【００１４】そして、燃料噴射装置１０を構成する各種機器は、図２に示すような燃料噴射回路を構成する。即ち、燃料タンク１２に貯留される燃料は、フィードポンプ１４により加圧されて低圧燃料となり、燃料フィルタ１６に供給される。燃料フィルタ１６に供給された低圧燃料は、ここで燃料中のダストや水分が取り除かれた後、サプライポンプ１８に供給される。サプライポンプ１８に供給された低圧燃料は、電磁弁２４によりフィードバック制御されつつ、さらに加圧されて高圧燃料となり、コモンレール２０に供給される。コモンレール２０に供給された高圧燃料は、運転状態に応じたタイミングで開弁する燃料噴射ノズル２２からエンジンの燃焼室内（筒内）に噴射される。一方、燃料噴射ノズル２２において、噴射ノズル本体と針弁との隙間から漏れた高圧燃料は、図１に示すリーク配管２８を介して燃料タンク１２に戻される。
【００１５】次に、燃料フィルタ１６に目詰まりが発生したときの作用について説明する。燃料フィルタ１６に目詰まりが発生すると、燃料フィルタ１６の流通抵抗が増大するため、燃料フィルタ１６上流側の燃料圧力が上昇する。そして、燃料フィルタ１６上流側の燃料圧力が所定値以上になると、リリーフ弁２６が開弁し、フィードポンプ１４により供給される低圧燃料が燃料フィルタ１６に供給されず、その全量が燃料タンク１２に戻される。従って、燃料フィルタ１６の目詰まりによりその上流側の燃料圧力が所定値以上に上昇することが防止され、燃料フィルタ１６のパンク、フィードポンプ１４に内蔵されたオイルシールの破損等を確実に防止することができる。
【００１６】この場合、低圧燃料が燃料フィルタ１６を介してサプライポンプ１８に供給されないため、電磁弁２４によりサプライポンプ１８がフィードバック制御されていても、エンジン出力の低下を介して運転者が燃料供給系統に故障が発生したことを早期に認識することができる。そして、サービス工場等において、燃料フィルタ１６に目詰まりが発生したことが発見され、燃料フィルタ１６を交換することで、ベストな状態で車両を運行することができるようになる。
【００１７】図３は、燃料フィルタ１６に目詰まりが発生したときに、リリーフ弁２６の有無によって、エンジン回転速度の上昇に応じて、どのように燃料フィルタ１６上流側の燃料圧力が上昇するかを示す。即ち、リリーフ弁２６がない場合（破線）では、回転速度の上昇に伴って燃料圧力が上昇し、所定の回転速度に達すると、燃料フィルタ１６がパンクしたりフィードポンプ１４に内蔵されたオイルシール等が破損する許容圧力に達してしまう。一方、リリーフ弁２６がある場合（実線）では、燃料フィルタ１６上流側の燃料圧力が所定値に達すると、リリーフ弁２６が開弁して全燃料量が燃料タンク１２に戻されるので、燃料圧力が許容圧力以上になることが防止され、燃料フィルタ１６のパンク等が確実に防止される。ここで、リリーフ弁２６は、燃料噴射装置１０の信頼性及び耐久性等を向上させるためにも、図３に示すように、許容圧力に対して安全代を考慮した燃料圧力で開弁するように構成することが望ましい。
【００１８】なお、以上説明したリリーフ弁２６は、燃料フィルタ２６上流側の燃料圧力をパイロット圧として、パイロット圧が所定値以上になったときに、ばねの付勢力に抗して開弁するものであるが、本発明で使用するリリーフ弁は、かかる構成のものに限定されない。即ち、ばね付チェック弁のように、所定圧力で開弁する構成のものであれば、如何なる構成のものであってもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、燃料フィルタに目詰まりが生じても、その上流側の燃料圧力が所定値以上に上昇することが防止され、燃料フィルタのパンク、低圧ポンプに内蔵されたオイルシールの破損等を確実に防止することができる。
【００２０】請求項２記載の発明によれば、コモンレール式燃料噴射装置の信頼性及び耐久性等を向上することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９０８
【氏名又は名称】日産ディーゼル工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１２年２月１日（２０００．２．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８３３０
【弁理士】
【氏名又は名称】笹島 富二雄
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−２１４８２１（Ｐ２００１−２１４８２１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月１０日（２００１．８．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２３６５４（Ｐ２０００−２３６５４） |
|