JP2001214821A

JP2001214821A - コモンレール式燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2001214821A
Application number: JP2000023654A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Imai; 良成今井; Yasushi Narabe; 靖奈良部; Toshiyuki Hashimoto; 敏行橋本; Ko Araki; 航荒木
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2001-08-10

Abstract

(57)【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。

Description

【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１
８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１
４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１
２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１
６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１
２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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料噴射装置の全体構成図

【図２】同上の燃料噴射回路図

【図３】同上の効果の説明図

【図４】従来の燃料噴射装置の燃料噴射回路図

【符号の説明】

１０燃料噴射装置１２燃料タンク１４フィードポンプ１６燃料フィルタ１８サプライポンプ２０コモンレール２２燃料噴射ノズル２６リリーフ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本敏行埼玉県上尾市大字壱丁目１番地日産ディーゼル工業株式会社内 (72)発明者荒木航埼玉県上尾市大字壱丁目１番地日産ディーゼル工業株式会社内

Claims

【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。