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Title:
FUEL SUPPLY DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/126842
Kind Code:
A1
Abstract:
A fuel supply device has two fuel injection systems having delivery pipes (12A, 12B) and fuel injection valves (16), and also has a pulsation damper (20). The fuel injection valves (16) are intermittently opened while fuel is sent under pressure to the two fuel injection systems through a common fuel pump, and this causes the fuel in the delivery pipes (12A, 12B) to be supplied from the fuel injection valves (16). Paths through which the fuel passes include a first path having the delivery pipe (12A) and a communication path (13) and also include a second path having a branch path (17) and the delivery pipe (12B). A facing portion (P) to which an opening of a path (21) faces in the delivery pipe (12A) includes an opening, in the delivery pipe (12A), of the branch path (17). Pulsation of fuel pressure occurring in the two delivery pipes (12A, 12B) can be accurately suppressed by the single pulsation damper (20).

Inventors:
YAMANARI KENJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/056949
Publication Date:
October 23, 2008
Filing Date:
April 08, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TOYOTA MOTOR CO LTD (JP)
YAMANARI KENJI (JP)
International Classes:
F02M55/02; F02M37/00; F02M55/00
Domestic Patent References:
WO1999022135A11999-05-06
Foreign References:
JP2004232472A2004-08-19
JP2000104636A2000-04-11
JPH09195885A1997-07-29
JP2534493B21996-09-18
Other References:
See also references of EP 2136069A4
Attorney, Agent or Firm:
ONDA, Hironori et al. (Ohmiya-cho 2-chome Gifu-shi, Gifu 31, JP)
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Claims:
 内燃機関の燃料供給装置であって、二つの燃料噴射系と、パルセーションダンパとを備え、前記二つの燃料噴射系の各々は、燃料を蓄えるデリバリパイプと、同デリバリパイプに設けられた燃料噴射弁とを有し、一方の燃料噴射系のデリバリパイプは第1デリバリパイプであり、他方の燃料噴射系のデリバリパイプは第2のデリバリパイプであり、前記装置は共通の燃料ポンプを通じて前記二つの燃料噴射系に燃料を圧送しつつ前記燃料噴射弁を間欠的に開弁駆動することによって前記第1および第2のデリバリパイプ内の燃料を供給する装置において、
 前記第1のデリバリパイプと前記燃料ポンプとを連通する連通路および前記第1のデリバリパイプを有する、燃料が通過する第1通路と、
 同第1通路における前記燃料噴射弁より前記燃料ポンプに近い部分から分岐されて前記第2のデリバリパイプに接続され、同分岐位置に開口部を有する分岐通路および前記第2のデリバリパイプを有する、燃料が通過する第2通路と、
 前記パルセーションダンパの内部に燃料圧力を導入するための、開口を有する圧力導入路と、
を有し、
 前記第1通路において前記圧力導入路の開口が対向している対向部分に、分岐通路の前記開口部の一部が含まれる
 ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
前記分岐通路の開口部全体が前記対向部分に含まれる
 請求項1に記載の内燃機関の燃料供給装置。
前記圧力導入路は前記第1通路から分岐された配設通路であり、
 前記パルセーションダンパは、その内部に燃料圧力を導入するための導入通路を備え、導入通路が前記配設通路の内部において開口した状態で、同配設通路に設けられている
 請求項1または2に記載の内燃機関の燃料供給装置。
前記第1通路および前記第2通路内部の余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン通路が、前記分岐位置より前記燃料ポンプに近い前記第1通路の部分に接続されている
 請求項1~3のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
前記内燃機関はV型の気筒配列のものであり、同内燃機関の各バンクに前記燃料噴射系が各別に設けられる
 請求項1~4のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
Description:
内燃機関の燃料供給装置

 本発明は、燃料を蓄えるデリバリパイプ 同デリバリパイプに設けられた燃料噴射弁 を有する燃料噴射系を二つ備えた内燃機関 燃料供給装置に関する。

 内燃機関の燃料供給装置は、燃料ポンプ よって圧送された燃料を蓄えるデリバリパ プを備え、このデリバリパイプに接続され 燃料噴射弁の開閉制御を通じて燃料を供給 る。内燃機関では、燃料噴射弁からの燃料 射は間欠的に実行されるため、同燃料噴射 実行および実行停止の切り替えに伴って上 デリバリパイプの内部に燃料圧力の脈動が 生することが避けられない。この燃料圧力 脈動は、騒音の発生や燃料ポンプの燃料圧 効率の低下などといった種々の不都合を招 要因となる。

 そのため従来、特許文献1に記載の燃料供 給装置のように、各燃料噴射弁に燃料を圧送 するための燃料通路にパルセーションダンパ を設け、同パルセーションダンパによって上 記燃料圧力の脈動を抑えることが多い。特許 文献1に記載の装置では、直列に接続された 本のデリバリパイプに対して一つのパルセ ションダンパが設けられている。

 ところで、特許文献1に記載の装置では、 各デリバリパイプ内で生じる燃料圧力の脈動 が、パルセーションダンパに到達して抑えら れる以前に互いに干渉してしまう。こうした 圧力脈動の干渉が生じてしまうと、同圧力脈 動にかかる振幅や周波数が複雑に変化するた めに、これを一つのパルセーションダンパに よって的確に抑えることは極めて困難になる 。

 二本のデリバリパイプに各別にパルセーシ ンダンパを設けることにより、そうした圧 脈動の干渉を抑えつつ、各デリバリパイプ 発生する燃料圧力の脈動を抑えることは可 である。ただし、こうした装置ではパルセ ションダンパが一つ増える分だけコストア プを招くこととなり、また大型化による搭 スペースの増大を招くために、好ましくな 。

特許第2534493号公報

 本発明の目的は、二本のデリバリパイプ で発生する燃料圧力の脈動を一つのパルセ ションダンパによって的確に抑えることの きる内燃機関の燃料供給装置を提供するこ にある。

 上記課題を解決するために、内燃機関の 料供給装置が提供される。装置は、二つの 料噴射系と、パルセーションダンパとを備 る。二つの燃料噴射系の各々は、燃料を蓄 るデリバリパイプと、デリバリパイプに設 られた燃料噴射弁とを有し、一方の燃料噴 系のデリバリパイプは第1デリバリパイプで あり、他方の燃料噴射系のデリバリパイプは 第2のデリバリパイプである。装置は、共通 燃料ポンプを通じて二つの燃料噴射系に燃 を圧送しつつ燃料噴射弁を間欠的に開弁駆 することによって第1および第2のデリバリパ イプ内の燃料を供給する。装置は、第1のデ バリパイプと燃料ポンプとを連通する連通 および第1のデリバリパイプを有する、燃料 通過する第1通路と、第1通路における燃料 射弁より燃料ポンプに近い部分から分岐さ て第2のデリバリパイプに接続され、同分岐 置に開口部を有する分岐通路および第2のデ リバリパイプを有する、燃料が通過する第2 路と、パルセーションダンパの内部に燃料 力を導入するための、開口を有する圧力導 路と、を有する。第1通路において圧力導入 の開口が対向している対向部分に、分岐通 の開口部の一部が含まれる。

 本発明の一態様では、分岐通路の開口部全 が対向部分に含まれる。
 本発明の別の態様では、圧力導入路は第1通 路から分岐された配設通路であり、パルセー ションダンパは、その内部に燃料圧力を導入 するための導入通路を備え、導入通路が配設 通路の内部において開口した状態で、同配設 通路に設けられている。

 本発明のさらに別の態様では、第1通路およ び第2通路内部の余剰燃料を燃料タンクに戻 リターン通路が、分岐位置より燃料ポンプ 近い第1通路の部分に接続されている。
 本発明のまた別の態様では、内燃機関はV型 の気筒配列のものであり、同内燃機関の各バ ンクに燃料噴射系が各別に設けられる。

本発明にかかる内燃機関の燃料供給装 の一実施形態を示す略図。 パルセーションダンパの配設部分およ その周辺を示す断面図。 本発明の別の実施形態を示す略図。 本発明の別の実施形態を示す略図。

 以下、本発明にかかる内燃機関の燃料供給 置の好ましい一実施形態について説明する 本実施形態にかかる燃料供給装置は、V型の 気筒配列の内燃機関に適用され得る。
 図1は、本実施形態にかかる内燃機関の燃料 供給装置の概略構成を示す。図1に示すよう 、内燃機関10の第1のバンク11Aにはデリバリ イプ12Aが設けられており、第2のバンク11Bに デリバリパイプ12Bが設けられている。

 第1のデリバリパイプ12Aの端部には連通路 13が接続されており、同連通路13は電動式の 料ポンプ14を介して燃料タンク15に連通され いる。また、デリバリパイプ12Aには、その 間部分(詳しくは、デリバリパイプ12Aに設け られた複数の燃料噴射弁16よりも連通路13側 部分)から分岐するように延びる分岐通路17 設けられている。分岐通路17は、第2のデリ リパイプ12Bの端部に接続されている。この 岐通路17を通じてデリバリパイプ12A,12Bが互 に連通されている。そして、内燃機関10の運 転中においては、燃料ポンプ14の駆動を通じ 圧送される燃料が上記連通路13および分岐 路17を通じて各デリバリパイプ12A,12Bに導入 れて蓄えられる。

 このように本実施形態にかかる燃料供給 置は、燃料が通過する通路として、デリバ パイプ12Aおよび連通路13によって構成され 第1通路と、デリバリパイプ12Bおよび分岐通 17によって構成される第2通路との二系統の 路を有している。

 連通路13におけるデリバリパイプ12Aと燃 ポンプ14との間にはプレッシャレギュレータ 18が設けられており、同プレッシャレギュレ タ18にはリターン通路19が接続されている。 プレッシャレギュレータ18は、連通路13内の 料の圧力が予め定められた所定圧力以上に ったときに開弁される圧力作動弁である。

 本実施形態では、各デリバリパイプ12A,12B への燃料圧送に際して、燃料ポンプ14による 送燃料についての余剰分がプレッシャレギ レータ18およびリターン通路19を通じて燃料 タンク15に戻されて、連通路13内の燃料圧力 所望の圧力で維持される。

 また、各デリバリパイプ12A,12Bにはそれぞ れ複数(本実施形態では、三つ)の燃料噴射弁1 6が設けられており、それら燃料噴射弁16は内 燃機関10の複数(本実施形態では、六つ)の気 に対応する位置に各別に設けられている。

 そして、これら燃料噴射弁16はそれぞれ 燃機関10の運転状態に応じたかたちで間欠的 に開弁駆動される。これにより、内燃機関10 各気筒に対して、その運転状態に見合うタ ミングで適量の燃料が燃料噴射弁16から噴 される。

 なお本実施形態では、デリバリパイプ12A 同デリバリパイプ12Aに設けられた三つの燃 噴射弁16とが第1の燃料噴射系として機能し デリバリパイプ12Bと同デリバリパイプ12Bに けられた三つの燃料噴射弁16とが第2の燃料 射系として機能する。

 本実施形態にかかる燃料供給装置は、パ セーションダンパ20をさらに備えている。 のパルセーションダンパ20は、各燃料噴射弁 16の間欠的な開弁駆動に起因して各デリバリ イプ12A,12Bの内部において発生する燃料圧力 の脈動を抑えるように作用する。

 パルセーションダンパ20は、デリバリパイ 12A,12Bのそれぞれの内部において各別に発生 る燃料圧力の脈動を的確に抑えることがで るように配設されている。
 以下、パルセーションダンパ20の配設態様 、同配設態様を採用することによる作用と ついて詳細に説明する。

 図2は、パルセーションダンパ20の配設部分 よびその周辺の断面構造を示す。
 同図2に示すように、デリバリパイプ12Aには 配設通路21が設けられている。この配設通路2 1は、デリバリパイプ12Aにおける上記分岐通 17との分岐部分において、分岐部分から分岐 する形状に形成されている。パルセーション ダンパ20は、その内部に燃料圧力を導入する めの導入通路20aを備えると共に、導入通路2 0aが配設通路21内において開口した状態で、 配設通路21を塞ぐように設けられている。本 実施形態では、配設通路21はパルセーション ンパ20の内部に燃料圧力を導入するための 力導入路として機能する。

 このように本実施形態では、デリバリパ プ12Aと分岐通路17との分岐部分にパルセー ョンダンパ20が設けられている。具体的には 、デリバリパイプ12Aの内部における上記配設 通路21の開口が対向している対向部分(図2中 「P」で示す部分)に同デリバリパイプ12Aにお ける上記分岐通路17の開口部全体が含まれる うに、分岐通路17およびパルセーションダ パ20が配設されている。

 対向部分Pは詳しくは、デリバリパイプ12A の内部にあって、デリバリパイプ12Aを突き抜 ける位置まで上記配設通路21を延長した場合 同配設通路21に含まれるようになる部分で る。

 パルセーションダンパ20は、ダンパ20を配 設通路21の内方に配置される部分と外方に配 される部分とに仕切るダイアフラム20b、お び同ダイアフラム20bを配設通路21の内方に 勢するスプリング20cを備えている。パルセ ションダンパ20は、ダイアフラム20bおよびス プリング20cの弾性変形を通じて、パルセーシ ョンダンパ20の内部、ひいては各デリバリパ プ12A,12Bの内部の燃料圧力の脈動を抑える構 造になっている。

 また、パルセーションダンパ20は、ダン 20の本体と配設通路21との間にOリング20dを挟 んだ状態で配設されている。このOリング20d 、ダンパ20と配設通路21との間からの燃料の れをシールする。

 このようにパルセーションダンパ20を配 することにより、二本のデリバリパイプ12A,1 2B内において発生した燃料圧力の脈動が、各 の経路を通じて対向部分Pに伝えられるとと もに、同対向部分Pから配設通路21を介してパ ルセーションダンパ20に伝えられる。

 そのため、分岐通路17の開口部が対向部 Pに含まれないように分岐通路17が接続され 構成と比較して、デリバリパイプ12A,12B内に いて各別に発生した燃料圧力の脈動の干渉 抑制しつつ、各圧力脈動をパルセーション ンパ20に伝えることができる。各圧力脈動 各別の経路を通じて対向部分Pに伝わるため 圧力脈動が対向部分Pに到達する前に干渉す ることを回避することができる。したがって 、それら燃料圧力の脈動の振幅をパルセーシ ョンダンパ20によって適正に減衰させて抑え ことができる。

 一方、燃料ポンプが設けられた連通路と 別に、デリバリパイプと燃料タンクとを連 するリターン通路を設け、同リターン通路 通じて余剰燃料を燃料タンクに戻す装置が られている。こうした装置では、デリバリ イプ内で発生した燃料圧力の脈動の一部が 燃料ポンプに伝わることなく、リターン通 を介して燃料タンクに伝わる。

 本実施形態では、余剰燃料を燃料タンク1 5に戻すためのリターン通路19が対向部分Pよ も燃料ポンプ14に近い部分(具体的には連通 13)に接続されているために、各デリバリパ プ12A,12Bで発生した燃料圧力の脈動の全てが 料ポンプ14に向かって伝えられる。そのた 、各デリバリパイプ12A,12Bで発生した燃料圧 の脈動の干渉の度合いが大きくなり易く、 の影響も大きくなり易い。本実施形態によ ば、このように圧力脈動による影響が大き なり易い燃料供給装置にあっても、同圧力 動を好適に抑えることができる。

 また、対向部分Pは、デリバリパイプ12Aに おける三つの燃料噴射弁16より燃料ポンプ14 近い部分に設定されている。すなわち、パ セーションダンパ20の設けられた対向部分P 、各デリバリパイプ12A,12Bに設けられた全て 燃料噴射弁16と燃料ポンプ14との間に介在し ている。したがって、燃料噴射弁16の間欠的 開弁駆動に起因して生じる燃料圧力の脈動 燃料ポンプ14に伝わることを的確に抑制す ことができ、同燃料ポンプ14の圧送性能の低 下を好適に抑制することができる。

 さらに、パルセーションダンパ20の導入 路20aの通路断面積と配設通路21の通路断面積 とが共に、デリバリパイプ12Aの通路断面積や 分岐通路17の通路断面積より大きい。これに り、デリバリパイプ12Aからパルセーション ンパ20内部に至る経路や、分岐通路17からパ ルセーションダンパ20内部に至る経路に、通 断面積が狭められる部分がない。そのため 通路断面積が狭められる部分がある場合と 較して、デリバリパイプ12A内の燃料圧力の 動や分岐通路17内の燃料圧力の脈動がパル ーションダンパ20の内部に伝わり易く、それ ら燃料圧力の脈動が適正に抑えられる。

 以上説明したように、本実施形態は以下の 果を有する。
 (1)デリバリパイプ12Aにおける上記分岐通路1 7の開口部全体が、同デリバリパイプ12Aの内 における上記パルセーションダンパ20の導入 通路20aの開口が対向している部分Pに含まれ ように、分岐通路17およびパルセーションダ ンパ20が配設されている。そのため、デリバ パイプ12A,12B内において各別に発生した燃料 圧力の脈動の干渉を抑制しつつ、各圧力脈動 をパルセーションダンパ20に伝えることがで る。しかも、二本のデリバリパイプ12A,12B内 において発生した燃料圧力の脈動が対向部分 Pに到達する前に干渉してしまうことを回避 ることができる。したがって、それら燃料 力の脈動の振幅をパルセーションダンパ20に よって適正に減衰させて抑えることができる 。

 (2)デリバリパイプ12Aと分岐通路17との分 部分において分岐された配設通路21を設け、 パルセーションダンパ20を、ダンパ20の導入 路20aが配設通路21内において開口した状態で 設けている。そのため、対向部分Pに伝わる 圧力脈動を配設通路21、ひいてはパルセーシ ョンダンパ20の内部に効率よく伝えることが きる。

 (3)燃料ポンプ14による圧送燃料について 余剰分を燃料タンク15に戻すためのリターン 通路19が連通路13に接続されている。このた 、圧力脈動による影響が大きくなり易い燃 供給装置にあっても、同圧力脈動を好適に えることができる。

 なお、上記実施形態は、以下のように変更 て実施してもよい。
 ・パルセーションダンパ20の導入通路20aの 路断面積や配設通路21の通路断面積は、デリ バリパイプ12Aの通路断面積や分岐通路17の通 断面積より小さくてもよい。

 ・デリバリパイプ12Aにおける分岐通路17 開口部全体ではなく、その一部のみが対向 分Pに含まれるように、分岐通路17およびパ セーションダンパ20を配設してもよい。同構 成によっても、分岐通路17の開口部が対向部 Pに含まれないように分岐通路17およびパル ーションダンパ20を配設した構成と比較し 、各デリバリパイプ12A,12B内において各別に 生した燃料圧力の脈動の干渉を抑制しつつ 各圧力脈動を一つのパルセーションダンパ2 0に伝えることができる。したがって上記構 によっても、それら燃料圧力の脈動の振幅 一つのパルセーションダンパ20によって適正 に減衰させて抑えることはできる。

 ・対向部分に分岐通路の開口部の一部が まれるのであれば、第1のデリバリパイプと 連通路との接続位置や第1のデリバリパイプ 分岐通路との接続位置は任意に変更可能で る。そうした構成の一例を図3に示す。図3に 示す例では、燃料タンク15と第1のデリバリパ イプ12Aとを連通する連通路33がデリバリパイ 12Aの中間部分(燃料噴射弁16の間に位置する 分)に接続される。また、第2のデリバリパ プ12Bに連通される分岐通路37とパルセーショ ンダンパ20が設けられる配設通路41とがそれ れ、デリバリパイプ12Aと連通路33との分岐部 分から分岐する形状に形成される。

 ・デリバリパイプ12Aと分岐通路との分岐 分にパルセーションダンパ20を取り付け可 な構造であれば、同パルセーションダンパ20 の取り付け構造は任意に変更可能である。例 えば、配設通路を省略して、デリバリパイプ 12Aの内部において導入通路20aが開口した状態 でパルセーションダンパ20を配設することを 能にする形状の取り付け部を新たに設ける となどが可能である。かかる例では、導入 路20aが圧力導入路として機能する。

 ・各デリバリパイプ12A,12Bおよび燃料タン ク15に各別に連通される三本の通路と配設通 とが同一の部分において分岐された形状の 路を設けるとともに、その配設通路にパル ーションダンパ20が設けられてもよい。そ した構成の一例を図4に示す。図4に示す例で は、燃料ポンプ14と第1のデリバリパイプ12Aと を連通する連通路13の途中から分岐して第2の デリバリパイプ12Bに接続される分岐通路57が けられる。また、連通路13と分岐通路57との 分岐部分から分岐する形状の配設通路61が設 られる。この配設通路61にパルセーション ンパ20が設けられる。

 ・連通路の途中に設けられたプレッシャ ギュレータと同プレッシャレギュレータか 延びるリターン通路とに代えて、デリバリ イプと燃料タンクとを連通するリターン通 およびプレッシャレギュレータが設けられ もよい。

 ・各デリバリパイプに設けられる燃料噴射 の数は異なっていてもよい。各デリバリパ プに設けられる燃料噴射弁は一つのみであ てもよい。
 ・本発明は、デリバリパイプと同デリバリ イプに設けられた燃料噴射弁とからなる燃 噴射系を二つ備える燃料供給装置であれば 例えば水平対向型の気筒配列の内燃機関や W型の気筒配列の内燃機関、L型の気筒配列 内燃機関など、V型以外の気筒配列の内燃機 に適用されてもよい。なお当然のことなが 、燃料噴射系は三つ以上を備える燃料供給 置も本発明の範囲内である。