JP3567485B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用の燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溢流弁として電磁制御弁を用い、この溢流弁の開閉により燃料加圧室の高圧燃料を溢流させ燃料噴射タイミングを制御する燃料噴射ポンプにおいて、燃料噴射終了時に溢流燃料を吸入ギャラリに還流することにより、次の燃料吸入工程におけるプランジャ室への燃料充填量を確保しプランジャ室への燃料供給不良を防止するものが知られている。しかしながら、このような吸入ギャラリに溢流燃料を還流するものでは、図１３のグラフ３０１に示すように、高圧の溢流燃料により発生する脈動のため吸入ギャラリ内の燃料圧力に高低差が生じてしまう。▲１▼吸入ギャラリ圧が高いと吸入ギャラリを形成する内壁に損傷が生じる場合があり、▲２▼吸入ギャラリ圧が低いとプランジャ室に十分量の燃料を送出できない場合があるので、プランジャ室に安定して燃料を供給できないという問題がある。また図１４のグラフ３０２に示すように、ポンプ回転数が上昇、つまりエンジン回転数が上昇しても、吸入ギャラリ圧の高低差は許容範囲内に収まることが望ましいが、脈動による吸入ギャラリ圧の高低差は、グラフ３０３に示すように、エンジンが高回転域で運転するほど大きくなるので、特にエンジン高回転域での燃料噴射特性が低下するという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するため、溢流弁から燃料ギャラリに燃料を還流する還流通路に逆止弁を設け、吸入ギャラリから溢流弁方向にだけ燃料を流通可能にすることが考えられる。吸入ギャラリ内燃料に脈動が伝搬しても高圧時は逆止弁が開いて燃料が溢流弁方向に逃げ、低圧時は逆止弁が閉じて溢流弁からの燃料の還流を防止するので吸入ギャラリ内の燃料圧力は平滑化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の逆止弁を設ける燃料噴射ポンプでは、逆止弁により溢流燃料を十分に吸入ギャラリに還流することができないため、プランジャ室への燃料吸入時、吸入ギャラリ室内の圧力が瞬時に低下するのでプランジャ室へ安定して燃料を供給できないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、燃料吸入工程時、燃料加圧室に燃料を十分にしかも安定して供給する燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の請求項１記載の燃料噴射ポンプは、
燃料圧送行程時、溢流弁を開弁することにより燃料加圧室の加圧された燃料を環流通路に溢流させ、前記燃料加圧室への燃料吸入行程時に前記溢流燃料の一部を吸入ギャラリを介して前記燃料加圧室に還流可能な燃料噴射ポンプにおいて、
前記還流通路と連通通路を介して連通する脈動低減室を形成する第１の通路部材を有し、前記燃料加圧室に環流される燃料の脈動を低減可能な脈動低減手段を備え、
前記吸入ギャラリは、前記脈動低減手段で脈動を低減された燃料を前記環流通路から供給されるとともに、燃料タンクから燃料供給通路を介して燃料を供給されて前記燃料加圧室に吸入される燃料を蓄え、
前記燃料供給通路および前記環流通路はそれぞれ異なる位置で前記吸入ギャラリに接続していることを特徴とする。
【０００７】
また本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、還流通路の一部であるとともに、脈動低減通路を形成する第２の通路部材をさらに有し、前記脈動低減通路の流路断面積は前記脈動低減通路の上流側または下流側の流路断面積よりも大きい前記還流通路の一部であるとともに、脈動低減通路を形成する第２の通路部材をさらに有し、前記脈動低減通路の流路断面積は前記脈動低減通路の上流側または下流側の流路断面積よりも大きいことを特徴とする。
さらに本発明の請求項３記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減通路の流路長と、前記脈動低減通路の上流側通路長と、前記脈動低減通路の下流側通路長とは所定の比率に形成されることを特徴とする。
【０００８】
さらにまた本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、前記燃料加圧室から前記溢流弁への燃料逆流方向に閉じ、前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられる逆止弁をさらに有することを特徴とする。
【０００９】
さらにまた本発明の請求項５記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられるオリフィスをさらに有することを特徴とする。
さらにまた本発明の請求項６記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、前記燃料加圧室から前記溢流弁への燃料逆流方向に閉じる逆止弁と、前記逆止弁が閉じた場合でも前記燃料加圧室から前記溢流弁へ燃料を流通可能なオリフィスとからなる脈動低減弁をさらに有し、前記脈動低減弁は前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられることを特徴とする。
【００１１】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１記載の燃料噴射ポンプによると、還流通路に脈動低減手段を設けたことにより燃料加圧室に供給される燃料の脈動を低減できるので、燃料吸入工程時、十分な燃料量を燃料加圧室に安定して供給することができる。
さらに、脈動低減手段が還流通路と連通通路を介して連通する脈動低減室を形成することにより燃料加圧室に供給される燃料の脈動を低減できるので、燃料吸入工程時、十分な燃料量を燃料加圧室に安定して供給することができる。
【００１２】
また本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプによると、還流通路の一部である脈動低減通路を第２の通路部材が形成し、脈動低減通路の流路断面積は前記脈動低減通路の上流側または下流側の流路断面積よりも大きいので、燃料吸入工程時、十分な燃料量を燃料加圧室に安定して供給することができる。
また本発明の請求項３記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段は、脈動低減通路の流路長と、脈動低減通路の上流側通路長と、脈動低減通路の下流側通路長とを所定の比率に形成することにより、さらに脈動低減効果を向上することができる。
さらにまた本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段は、燃料加圧室から溢流弁への燃料逆流方向に閉じ、脈動低減室の上流側または下流側の環流通路に設けられる逆止弁をさらに有するので、燃料加圧室に供給される溢流燃料の脈動を低減できる。
【００１３】
さらにまた本発明の請求項５記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段が、脈動低減室の上流側または下流側の環流通路に設けられるオリフィスをさらに有するので、燃料加圧室に供給される燃料の脈動を低減できる。
さらにまた本発明の請求項６記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段は逆止弁とオリフィスとからなる脈動低減弁をさらに有し、脈動低減弁は脈動低減室の上流側または下流側の環流通路に設けられることにより、燃料加圧室に供給される燃料の脈動をさらに良好に低減できる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプを図１に示す。
図１に示すように、噴射ポンプ１０のベーン式フィードポンプ１１は図示しないエンジンにより駆動される駆動軸１２と同期して回転し、燃料タンク６１から吸入した燃料を加圧する。加圧された燃料は、フィードギャラリ１３に蓄圧され、燃料配管１４を通って吸入ギャラリ１５に供給される。レギュレーティングバルブ１６は、ベーン式フィードポンプ１１の燃料送油圧がベーン式フィードポンプ１１の回転速度に比例して上昇するように燃料送油圧を調整する。
【００１６】
吸入ギャラリ１５は、分配ロータ２１の周囲に環状に形成されている。分配ロータ２１は駆動軸１２と軸方向に連結され、この駆動軸１２と一体に回転する。分配ロータ２１には互いに直交する一対の摺動孔２１ａが形成され、各摺動孔２１ａを形成する分配ロータ２１の内壁にそれぞれ一対のプランジャ２２が油密状態で摺動可能に支持されており、各プランジャ２２の内端面と各摺動孔２１ａを形成する分配ロータ２１の内壁により燃料加圧室としてのプランジャ室２３が画成されている。
【００１７】
各プランジャ２２の外側端部にはシュー２４が配設され、各シュー２４にローラ２５が回転自在に保持されている。ローラ２５の外側には内周面に複数のカム山を有するカム面の形成された図示しないインナーカムリングが配置されており、分配ロータ２１の回転に基づいてローラ２５がインナーカムリング内周面のカム面に摺動することにより、ローラ２５はカム面に沿ってインナーカムリングの半径方向に往復動し、この往復動がシュー２４を介して前記プランジャ２２に伝達される。そしてプランジャ２２が分配ロータ２１の半径方向外側に移動する行程が燃料の吸入行程であり、半径方向内側に移動する行程が燃料の圧送行程となる。カムオーバフローバルブ２６は、プランジャ２２の往復動による燃料圧送時、過剰となった燃料を燃料戻し管６２を介して燃料タンク６１に戻している。
【００１８】
また、分配ロータ２１にはプランジャ室２３に連通する吸入ポート２７、分配ポート２８および溢流ポート２９が形成されており、分配ロータ２１の回転に基づきそれぞれ各吸入通路３１、各分配通路３２および各溢流通路３３に連通可能になっている。例えば６気筒エンジンの場合、吸入ポート２７と吸入通路３１とが連通するのは６０°毎の所定の期間である。
【００１９】
溢流弁４０は溢流通路３３の先端に配設されている。溢流弁４０は、燃料の圧送工程時において溢流通路３３と還流通路３４との連通または遮断を行ない、加圧された燃料の吐出タイミングおよび溢流タイミングを制御することにより噴射量を制御するようになっている。励磁コイル４１への通電がＯＮされ励磁コイル４１に励磁電流が供給されると弁体４２が圧縮コイルスプリング４３の付勢力に抗して図１の下方に下がり溢流弁４０を閉じる。励磁コイル４１への通電がＯＦＦされると弁体４２がリフトし、溢流通路３３と還流通路３４とが連通するので、プランジャ室２３の燃料が吸入ギャラリ１５に還流するようになる。溢流燃料の脈動低減手段としてのダンパチャンバ３５は連通通路３５ａを介して還流通路３４と連通している。還流通路３４は一部オーバフローバルブ４５に接続している。
【００２０】
デリバリバルブ５０は、分配通路３２と接続しており、プランジャ室２３で加圧される燃料が一定圧以上になると開弁し、噴射管５１を介して噴射ノズル５２に高圧燃料を送出する。
次に、噴射ポンプ１０の作動について図１および図３に基づいて説明する。
（１） 燃料吸入工程
吸入ポート２７と吸入通路３１とが連通するのは、プランジャ２２が上死点から下死点に移行する期間に設定してあるので、この期間に吸入ギャラリ１５からプランジャ室２３に燃料が吸入される。
【００２１】
（２） 燃料圧送工程
プランジャ２２が下死点に到達し、上死点に移行するタイミングで励磁コイル４１に励磁電流が供給されると、弁体４２が圧縮コイルスピリング４３の付勢力に抗して図１の下方に下がり溢流弁４０は閉弁する。このとき、分配ポート２８と分配通路３２とが連通する。プランジャ室２３内の燃料圧力が一定圧以上になると、デリバリバルブ５０が開弁し、噴射管５１から噴射ノズル５２に燃料が圧送され、図示しない各気筒の燃焼室に燃料が噴射される。燃料噴射量が所定量になると溢流弁４０への通電がＯＦＦされ溢流弁４０は開弁する。すると、溢流通路３３と還流通路３４とが連通し、高圧燃料が還流通路３４から吸入ギャラリ１５に流れ込む。
【００２２】
次に、燃料溢流時のダンパチャンバ３５の作動について説明する。
図２に示すように、還流通路３４に溢流した溢流燃料により、ダンパチャンバ３５の手前で脈動圧力が発生しており、この脈動圧力が吸入ギャラリ１５に伝搬しようとする。この脈動圧力の内、高圧波がダンパチャンバ３５に到達すると、高圧波のエネルギーはダンパチャンバ３５内に吸収されるのでダンパチャンバ３５内の圧力が上昇する一方、還流通路３４内の溢流燃料の圧力は低下する。次に、低圧波がダンパチャンバ３５に到達すると、ダンパチャンバ３５内に吸収された高圧波のエネルギーが低圧波に与えられるので還流通路３４内の溢流燃料の圧力は上昇する。このため、還流通路３４から吸入ギャラリ１５に還流する溢流燃料の脈動圧力は平滑化され、吸入ギャラリ１５の耐圧上限値を下回るとともに、プランジャ室２３への燃料供給に必要な最低圧力を上回ることができるので、十分量の燃料を安定してプランジャ室２３に供給することができる。
【００２３】
ここで、第１実施例、従来例１、従来例２による時間経過ｔと吸入ギャラリ圧ＰＧ の関係を図４に示す。従来例１は、直接吸入ギャラリに溢流燃料を還流するもの、従来例２は、吸入ギャラリに直接溢流燃料を還流しないものである。
▲１▼第１実施例は、グラフ１０１に示すように、燃料溢流後に多少脈動し、その後、プランジャ室に吸入ギャラリから燃料吸入期間中燃料が充填されるため吸入ギャラリ圧ＰＧ は徐々に減少するが、要求最小値と要求最大値と間の適正範囲ａ内に吸入ギャラリ室圧ＰＧ が収まっているので、十分な燃料量を安定してプランジャ室に供給することができる。▲２▼従来例１は、溢流燃料の脈動が直接吸入ギャラリ圧の脈動を誘発するため、グラフ１０２に示すように、燃料溢流後の脈動により吸入ギャラリの最大圧力および最小圧力がともに適正範囲ａから外れている。このため、十分な燃料量を吸入ギャラリに充填できないので、燃料吸入期間中の吸入ギャラリ圧ＰＧ が要求最小値を下回ることがある。このため、プランジャ室への燃料供給量が不足し安定した燃料噴射を保持できない。▲３▼従来例２は、吸入ギャラリに直接溢流燃料を還流しないので、燃料溢流後も吸入ギャラリ内の圧力は上昇せず、燃料吸入期間中は要求最小値を大きく下回っている。このため、プランジャ室への燃料供給量が大幅に不足し安定した燃料噴射を保持できない。
【００２４】
次に、ダンパチャンバ３５の透過損失ＴＬにより本実施例の効果を検証する。ダンパチャンバ３５の透過損失ＴＬは、次の数１により求めることができる。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ただし、Ｃ：音速、ｆ０ ：共振周波数、ｆ：脈動周波数、Ｓ：還流通路の流路断面積、Ｓ０ ：連通通路の流路断面積、ｄ：連通通路長、Ｖ：ダンパチャンバの容積である。脈動周波数ｆと共振周波数ｆ０ との差を小さくすれば透過損失ＴＬが大きくなるため脈動圧力の高低差を低減することができる。
第１実施例による、ダンパチャンバ３５の脈動圧力の高低差低減効果は、騒音対策として音のエネルギーが低減できるという実績からも裏付けることができる。音の透過損失ＴＬは、次の数２により求められる。
【００２７】
【数２】
【００２８】
ただし、Ｉ（ｗａｔｔ／ｍ２） ：透過音のエネルギー、Ｉ０（ｗａｔｔ／ｍ２） ：入射音のエネルギーであり、透過損失ＴＬは、透過音のエネルギーＩと入射音のエネルギーＩ０ とをｄｂ単位で表したときの差を示している。また、透過音のエネルギーＩと音圧Ｐとの間には次の数３の関係があるので、数２は数４に置き換えることができる。
【００２９】
【数３】
【００３０】
【数４】
【００３１】
ただし、ρ：媒体密度、Ｃ：音速、Ｐ（ μｂａｒ）：透過音圧、Ｐ０（μｂａｒ）：入射音圧である。ここで、透過音圧Ｐは吸入ギャラリ１５の脈動圧△ＰＧ に相当し、入射音圧Ｐ０ は溢流燃料による溢流脈動圧△ＰＳＰＶ に相当するので、数４は次の数５となる。ここで脈動圧△ＰＧ は吸入ギャラリ１５内の脈動圧力の高低差を表し、溢流脈動圧△ＰＳＰＶ は溢流弁における溢流脈動圧力の高低差を表している。
【００３２】
【数５】
【００３３】
ここで、第１実施例のポンプ回転数ＮＰ と吸入ギャラリ脈動圧△ＰＧ とは、図５に示す特性を示す。図５の測定結果は、ポンプ最高回転数２５００ｒｐｍ のときの圧力脈動周波数とダンパチャンバ３５の共振周波数とを同じにし、溢流脈動圧△ＰＳＰＶ を固定にして測定したものである。ポンプ低回転域において吸入ギャラリ脈動圧△ＰＧ は低下していないが、溢流脈動圧△ＰＳＰＶ の絶対値はポンプ低回転域において測定条件よりも実際には低い値になり、吸入ギャラリ脈動圧△ＰＧ も下がるので問題はない。この測定結果から、ダンパチャンバ３５に入力した溢流脈動波は、ダンパチャンバ３５の脈動低減効果により脈動圧力の高低差が低減されるので、吸入ギャラリ１５に還流される溢流燃料圧力は平滑化されプランジャ室２３に安定して燃料を供給できることが判る。
【００３４】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による脈動低減手段を図６に示す。
第２実施例では、ダンパチャンバ３５と溢流弁との間の溢流燃料上流側に、脈動低減弁としてダンピングバルブ７０が設けられている。ダンピングバルブ７０は、図６の矢印Ａ方向へ燃料を支障なく流し、矢印Ｂ方向への燃料流れは弁体が閉じ、オリフィスだけを通じて流通可能である。
【００３５】
このため、ダンピングバルブ７０を通過した燃料が吸入ギャラリに反射して矢印Ｂ方向に反射波を送り溢流燃料の脈動圧力の高低をさらに助長することを防止できる。還流通路３４の還流位置３４ａで図５のグラフ１０４に示す脈動圧力を有する溢流燃料は、ダンピングバルブ７０を通過すると図７のグラフ１０５に示すように、脈動の減衰特性がよくなる。このように減衰特性のよい脈動圧力波がダンパチャンバ３５を通過した地点３４ｃにおいて、図７のグラフ１０６に示すように、第１実施例と同様に脈動圧力が平滑化され、第１実施例よりもさらに安定した圧力の燃料が吸入ギャラリに還流および充填される。
【００３６】
第２実施例では、逆止弁およびオリフィスの機能を備えた脈動低減弁としてダンピングバルブ７０をダンパチャンバ３５の上流側に設けたが、本発明では、逆止弁またはオリフィスだけをダンパチャンバ３５の上流側に設けることは可能である。また本発明では、脈動低減室としてのダンパチャンバを設置せず、脈動低減弁としてのダンピングバルブだけを還流通路に設置してもある程度の脈動低減効果を得ることができる。さらにダンピングバルブの逆止弁またはオリフィス部分だけを還流通路に設置してもある程度の脈動低減効果を得ることができる。
【００３７】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による脈動低減手段を図８に示す。
第３実施例では、ダンピングバルブ７０をダンパチャンバ３５の溢流燃料下流側に設けている。第３実施例では、ダンパチャンバ３５で脈動圧力を平滑化してからダンピングバルブ７０で脈動の減衰特性を向上させているが、第２実施例と同様に安定した圧力の燃料が吸入ギャラリに還流される。
【００３８】
第３実施例では、逆止弁およびオリフィスの機能を備えた脈動低減弁としてダンピングバルブ７０をダンパチャンバ３５の下流側に設けたが、本発明では、逆止弁またはオリフィスだけをダンパチャンバ３５の下流側に設けることは可能である。
（第４実施例）
本発明の第４実施例による脈動低減手段を図９に示す。
【００３９】
第４実施例では、連通通路を介して還流通路３４と連通するダンパチャンバに代えて、還流通路３４の一部としてアキュムレートチャンバ３６が設けられている。
アキュムレートチャンバ３６の透過損失ＴＬは、次の数６により求めることができる。
【００４０】
【数６】
【００４１】
ただし、Ｃ：音速、ｆ：脈動周波数、Ｓ１ ：還流通路の流路断面積、Ｓ２ ：アキュムレートチャンバの流路断面積、Ｌ：アキュムレートチャンバの流路長である。ｓｉｎ２ｋＬ＝１のとき、ＴＬは最大になる。つまり、Ｌ＝Ｃ／４ｆのときＴＬが最大となり、脈動圧力の高低差が低減する。
（第５実施例）
本発明の第５実施例による脈動低減手段を図１０に示す。
【００４２】
脈動圧力の発生には、溢流燃料による脈動の他に、燃料溢流後、プランジャ室からの残圧吐出圧による吐出脈動も一因となることがある。このような場合、それぞれの要因による脈動圧力の平滑化のためには、それぞれの脈動周波数に応じたアキュムレートチャンバの設置が必要となる。そのため、第５実施例では、２個のアキュムレートチャンバ３６および３７を還流通路３４途中に設けている。
【００４３】
第５実施例では、２個のアキュムレートチャンバ３６および３７を還流通路３４の一部として設置したが、本発明では、脈動の要因に応じて３個以上の複数のアキュムレートチャンバを設置することも可能である。
（第６実施例）
本発明の第６実施例による脈動低減手段を図１１に示す。
【００４４】
第１実施例〜第５実施例では、ダンパチャンバかアキュムレートチャンバのいずれか一方のみの設置であったが、第６実施例では、還流通路３４の一部としてアキュムレートチャンバ８１を設置し、アキュムレートチャンバ８１に連通通路８２ａを介して連通するダンパチャンバ８２を設けている。さらに、アキュムレートチャンバ８１の溢流燃料上流側および下流側に、それぞれ連通通路通路８３ａおよび８４ａと連通するダンパチャンバ８３および８４が設置されている。アキュムレートチャンバ８１、ダンパチャンバ８２、８３および８４を併用するのは、第５実施例と同様に複数要因のある脈動を平滑化するためである。
【００４５】
本発明では、アキュムレートチャンバおよびダンパチャンバの特性を最適に組み合わせることにより安定した圧力の燃料が吸入ギャラリに還流される。
（第７実施例）
本発明の第７実施例による脈動低減手段を図１２に示す。図１２において、Ｓ１ ：吸入通路の流路断面積、Ｓ２ ：吸入ギャラリの流路断面積、Ｓ３ ：還流通路の流路断面積、Ｌ１ ：吸入通路の流路長、Ｌ２ ：吸入ギャラリの流路長、Ｌ３ ：還流通路の流路長である。
【００４６】
ダンパチャンバやアキュムレートチャンバを設置するスペースが確保できない場合、第７実施例のように吸入ギャラリをアキュムレートチャンバとして用いることも可能である。しかしながら、脈動圧力を平滑化するのに十分な吸入ギャラリの断面積Ｓ２ が確保できない場合、脈動圧力波の一部が吸入ギャラリ１５を通過して吸入通路に伝搬するが、Ｌ１ ：Ｌ２ ：Ｌ３ ＝１：１：１とすれば脈動圧力を平滑化できる。この作動を次に説明する。
【００４７】
溢流弁の開弁により発生した脈動圧力波である溢流燃料は圧力波２０１を有し、この圧力波２０１が還流通路３４に還流し圧力波２０１とほぼ同じエネルギーを有する入力波２０２となる。入力波２０２が吸入ギャラリ１５に到達すると、一部は吸入ギャラリ１５内に進入する透過波２０３となり、その他は還流通路３４の断面積Ｓ３ と吸入ギャラリ１５の断面積Ｓ２ との比により、負のエネルギーを有する反射波２０４となる。反射波２０４は溢流弁に衝突して負のエネルギーのまま反射波２０５となり吸入ギャラリ１５に向かう。透過波２０３は、吸入ギャラリ１５から吸入通路３１に流入するとき、吸入ギャラリ１５の断面積Ｓ２ と吸入通路３１の断面積Ｓ１ との比により、透過波２０６および反射波２０７となる。反射波２０７は反射波２０５と衝突し、Ｃ地点で正負の脈動エネルギーが緩衝しあい脈動圧力の高低差が低減される。透過波２０６は、吸入通路３１と分配ロータに形成された吸入ポートとが連通するまでは、分配ロータの外壁に衝突して反射波２０８となる。反射波２０８は、吸入通路３１から吸入ギャラリ１５に到達すると、透過波２０９と反射波２１０となる。透過波２０９は、吸入ギャラリ１５から還流通路３４に到達すると、図示しない透過波と反射波２１１となる。反射波２１０は、分配ロータの外壁に衝突して反射波２１２となり、地点Ｄで反射波２１１と衝突し、正負の脈動エネルギーが緩衝しあい脈動圧力の高低差が低減される。このため、吸入ギャラリ１５の断面積を十分に大きく確保できなくても、吸入通路３１と吸入ポートとが連通するまでの期間内に脈動圧力の高低差を低減して平滑化できる。
【００４８】
第７実施例では、Ｌ１ ：Ｌ２ ：Ｌ３ ＝１：１：１として脈動圧力を平滑化したが、本発明では、吸入通路の流路断面積Ｓ１ 、吸入ギャラリの流路断面積Ｓ２ 、還流通路の流路断面積Ｓ３ も含めて脈動圧力を最適に平滑化する値を設定することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプを示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施例による脈動低減手段を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例による燃料吸入および燃料圧送工程における特性を示す特性図である。
【図４】第１実施例、従来例１、従来例２の燃料噴射ポンプによる時間経過と吸入ギャラリ圧との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第１実施例によるポンプ回転数と吸入ギャラリ脈動圧との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施例による脈動低減手段の脈動低減過程を示す説明図である。
【図８】本発明の第３実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図９】本発明の第４実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１０】本発明の第５実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１１】本発明の第６実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１２】本発明の第７実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１３】従来の燃料噴射ポンプによる時間経過と吸入ギャラリ圧との関係を示す特性図である。
【図１４】従来の燃料噴射ポンプによるポンプ回転数と吸入ギャラリ圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１０ 噴射ポンプ（燃料噴射ポンプ）
１１ ベーン式フィードポンプ
１５ 吸入ギャラリ
２１ 分配ロータ
２１ａ 摺動孔
２２ プランジャ
２３ プランジャ室（燃料加圧室）
２７ 吸入ポート
２８ 分配ポート
２９ 溢流ポート
３１ 吸入通路
３２ 分配通路
３３ 溢流通路
３４ 還流通路
３５ ダンパチャンバ（脈動低減室）
３５ａ 連通通路
３６ アキュムレートチャンバ（脈動低減通路）
４０ 溢流弁
７０ ダンピングバルブ（脈動低減弁）
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用の燃料噴射ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溢流弁として電磁制御弁を用い、この溢流弁の開閉により燃料加圧室の高圧燃料を溢流させ燃料噴射タイミングを制御する燃料噴射ポンプにおいて、燃料噴射終了時に溢流燃料を吸入ギャラリに還流することにより、次の燃料吸入工程におけるプランジャ室への燃料充填量を確保しプランジャ室への燃料供給不良を防止するものが知られている。しかしながら、このような吸入ギャラリに溢流燃料を還流するものでは、図１３のグラフ３０１に示すように、高圧の溢流燃料により発生する脈動のため吸入ギャラリ内の燃料圧力に高低差が生じてしまう。▲１▼吸入ギャラリ圧が高いと吸入ギャラリを形成する内壁に損傷が生じる場合があり、▲２▼吸入ギャラリ圧が低いとプランジャ室に十分量の燃料を送出できない場合があるので、プランジャ室に安定して燃料を供給できないという問題がある。また図１４のグラフ３０２に示すように、ポンプ回転数が上昇、つまりエンジン回転数が上昇しても、吸入ギャラリ圧の高低差は許容範囲内に収まることが望ましいが、脈動による吸入ギャラリ圧の高低差は、グラフ３０３に示すように、エンジンが高回転域で運転するほど大きくなるので、特にエンジン高回転域での燃料噴射特性が低下するという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するため、溢流弁から燃料ギャラリに燃料を還流する還流通路に逆止弁を設け、吸入ギャラリから溢流弁方向にだけ燃料を流通可能にすることが考えられる。吸入ギャラリ内燃料に脈動が伝搬しても高圧時は逆止弁が開いて燃料が溢流弁方向に逃げ、低圧時は逆止弁が閉じて溢流弁からの燃料の還流を防止するので吸入ギャラリ内の燃料圧力は平滑化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の逆止弁を設ける燃料噴射ポンプでは、逆止弁により溢流燃料を十分に吸入ギャラリに還流することができないため、プランジャ室への燃料吸入時、吸入ギャラリ室内の圧力が瞬時に低下するのでプランジャ室へ安定して燃料を供給できないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、燃料吸入工程時、燃料加圧室に燃料を十分にしかも安定して供給する燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の請求項１記載の燃料噴射ポンプは、
燃料圧送行程時、溢流弁を開弁することにより燃料加圧室の加圧された燃料を環流通路に溢流させ、前記燃料加圧室への燃料吸入行程時に前記溢流燃料の一部を吸入ギャラリを介して前記燃料加圧室に還流可能な燃料噴射ポンプにおいて、
前記還流通路と連通通路を介して連通する脈動低減室を形成する第１の通路部材を有し、前記燃料加圧室に環流される燃料の脈動を低減可能な脈動低減手段を備え、
前記吸入ギャラリは、前記脈動低減手段で脈動を低減された燃料を前記環流通路から供給されるとともに、燃料タンクから燃料供給通路を介して燃料を供給されて前記燃料加圧室に吸入される燃料を蓄え、
前記燃料供給通路および前記環流通路はそれぞれ異なる位置で前記吸入ギャラリに接続していることを特徴とする。
【０００７】
また本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、還流通路の一部であるとともに、脈動低減通路を形成する第２の通路部材をさらに有し、前記脈動低減通路の流路断面積は前記脈動低減通路の上流側または下流側の流路断面積よりも大きい前記還流通路の一部であるとともに、脈動低減通路を形成する第２の通路部材をさらに有し、前記脈動低減通路の流路断面積は前記脈動低減通路の上流側または下流側の流路断面積よりも大きいことを特徴とする。
さらに本発明の請求項３記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減通路の流路長と、前記脈動低減通路の上流側通路長と、前記脈動低減通路の下流側通路長とは所定の比率に形成されることを特徴とする。
【０００８】
さらにまた本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、前記燃料加圧室から前記溢流弁への燃料逆流方向に閉じ、前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられる逆止弁をさらに有することを特徴とする。
【０００９】
さらにまた本発明の請求項５記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられるオリフィスをさらに有することを特徴とする。
さらにまた本発明の請求項６記載の燃料噴射ポンプによると、前記脈動低減手段は、前記燃料加圧室から前記溢流弁への燃料逆流方向に閉じる逆止弁と、前記逆止弁が閉じた場合でも前記燃料加圧室から前記溢流弁へ燃料を流通可能なオリフィスとからなる脈動低減弁をさらに有し、前記脈動低減弁は前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられることを特徴とする。
【００１１】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１記載の燃料噴射ポンプによると、還流通路に脈動低減手段を設けたことにより燃料加圧室に供給される燃料の脈動を低減できるので、燃料吸入工程時、十分な燃料量を燃料加圧室に安定して供給することができる。
さらに、脈動低減手段が還流通路と連通通路を介して連通する脈動低減室を形成することにより燃料加圧室に供給される燃料の脈動を低減できるので、燃料吸入工程時、十分な燃料量を燃料加圧室に安定して供給することができる。
【００１２】
また本発明の請求項２記載の燃料噴射ポンプによると、還流通路の一部である脈動低減通路を第２の通路部材が形成し、脈動低減通路の流路断面積は前記脈動低減通路の上流側または下流側の流路断面積よりも大きいので、燃料吸入工程時、十分な燃料量を燃料加圧室に安定して供給することができる。
また本発明の請求項３記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段は、脈動低減通路の流路長と、脈動低減通路の上流側通路長と、脈動低減通路の下流側通路長とを所定の比率に形成することにより、さらに脈動低減効果を向上することができる。
さらにまた本発明の請求項４記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段は、燃料加圧室から溢流弁への燃料逆流方向に閉じ、脈動低減室の上流側または下流側の環流通路に設けられる逆止弁をさらに有するので、燃料加圧室に供給される溢流燃料の脈動を低減できる。
【００１３】
さらにまた本発明の請求項５記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段が、脈動低減室の上流側または下流側の環流通路に設けられるオリフィスをさらに有するので、燃料加圧室に供給される燃料の脈動を低減できる。
さらにまた本発明の請求項６記載の燃料噴射ポンプによると、脈動低減手段は逆止弁とオリフィスとからなる脈動低減弁をさらに有し、脈動低減弁は脈動低減室の上流側または下流側の環流通路に設けられることにより、燃料加圧室に供給される燃料の脈動をさらに良好に低減できる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプを図１に示す。
図１に示すように、噴射ポンプ１０のベーン式フィードポンプ１１は図示しないエンジンにより駆動される駆動軸１２と同期して回転し、燃料タンク６１から吸入した燃料を加圧する。加圧された燃料は、フィードギャラリ１３に蓄圧され、燃料配管１４を通って吸入ギャラリ１５に供給される。レギュレーティングバルブ１６は、ベーン式フィードポンプ１１の燃料送油圧がベーン式フィードポンプ１１の回転速度に比例して上昇するように燃料送油圧を調整する。
【００１６】
吸入ギャラリ１５は、分配ロータ２１の周囲に環状に形成されている。分配ロータ２１は駆動軸１２と軸方向に連結され、この駆動軸１２と一体に回転する。分配ロータ２１には互いに直交する一対の摺動孔２１ａが形成され、各摺動孔２１ａを形成する分配ロータ２１の内壁にそれぞれ一対のプランジャ２２が油密状態で摺動可能に支持されており、各プランジャ２２の内端面と各摺動孔２１ａを形成する分配ロータ２１の内壁により燃料加圧室としてのプランジャ室２３が画成されている。
【００１７】
各プランジャ２２の外側端部にはシュー２４が配設され、各シュー２４にローラ２５が回転自在に保持されている。ローラ２５の外側には内周面に複数のカム山を有するカム面の形成された図示しないインナーカムリングが配置されており、分配ロータ２１の回転に基づいてローラ２５がインナーカムリング内周面のカム面に摺動することにより、ローラ２５はカム面に沿ってインナーカムリングの半径方向に往復動し、この往復動がシュー２４を介して前記プランジャ２２に伝達される。そしてプランジャ２２が分配ロータ２１の半径方向外側に移動する行程が燃料の吸入行程であり、半径方向内側に移動する行程が燃料の圧送行程となる。カムオーバフローバルブ２６は、プランジャ２２の往復動による燃料圧送時、過剰となった燃料を燃料戻し管６２を介して燃料タンク６１に戻している。
【００１８】
また、分配ロータ２１にはプランジャ室２３に連通する吸入ポート２７、分配ポート２８および溢流ポート２９が形成されており、分配ロータ２１の回転に基づきそれぞれ各吸入通路３１、各分配通路３２および各溢流通路３３に連通可能になっている。例えば６気筒エンジンの場合、吸入ポート２７と吸入通路３１とが連通するのは６０°毎の所定の期間である。
【００１９】
溢流弁４０は溢流通路３３の先端に配設されている。溢流弁４０は、燃料の圧送工程時において溢流通路３３と還流通路３４との連通または遮断を行ない、加圧された燃料の吐出タイミングおよび溢流タイミングを制御することにより噴射量を制御するようになっている。励磁コイル４１への通電がＯＮされ励磁コイル４１に励磁電流が供給されると弁体４２が圧縮コイルスプリング４３の付勢力に抗して図１の下方に下がり溢流弁４０を閉じる。励磁コイル４１への通電がＯＦＦされると弁体４２がリフトし、溢流通路３３と還流通路３４とが連通するので、プランジャ室２３の燃料が吸入ギャラリ１５に還流するようになる。溢流燃料の脈動低減手段としてのダンパチャンバ３５は連通通路３５ａを介して還流通路３４と連通している。還流通路３４は一部オーバフローバルブ４５に接続している。
【００２０】
デリバリバルブ５０は、分配通路３２と接続しており、プランジャ室２３で加圧される燃料が一定圧以上になると開弁し、噴射管５１を介して噴射ノズル５２に高圧燃料を送出する。
次に、噴射ポンプ１０の作動について図１および図３に基づいて説明する。
（１） 燃料吸入工程
吸入ポート２７と吸入通路３１とが連通するのは、プランジャ２２が上死点から下死点に移行する期間に設定してあるので、この期間に吸入ギャラリ１５からプランジャ室２３に燃料が吸入される。
【００２１】
（２） 燃料圧送工程
プランジャ２２が下死点に到達し、上死点に移行するタイミングで励磁コイル４１に励磁電流が供給されると、弁体４２が圧縮コイルスピリング４３の付勢力に抗して図１の下方に下がり溢流弁４０は閉弁する。このとき、分配ポート２８と分配通路３２とが連通する。プランジャ室２３内の燃料圧力が一定圧以上になると、デリバリバルブ５０が開弁し、噴射管５１から噴射ノズル５２に燃料が圧送され、図示しない各気筒の燃焼室に燃料が噴射される。燃料噴射量が所定量になると溢流弁４０への通電がＯＦＦされ溢流弁４０は開弁する。すると、溢流通路３３と還流通路３４とが連通し、高圧燃料が還流通路３４から吸入ギャラリ１５に流れ込む。
【００２２】
次に、燃料溢流時のダンパチャンバ３５の作動について説明する。
図２に示すように、還流通路３４に溢流した溢流燃料により、ダンパチャンバ３５の手前で脈動圧力が発生しており、この脈動圧力が吸入ギャラリ１５に伝搬しようとする。この脈動圧力の内、高圧波がダンパチャンバ３５に到達すると、高圧波のエネルギーはダンパチャンバ３５内に吸収されるのでダンパチャンバ３５内の圧力が上昇する一方、還流通路３４内の溢流燃料の圧力は低下する。次に、低圧波がダンパチャンバ３５に到達すると、ダンパチャンバ３５内に吸収された高圧波のエネルギーが低圧波に与えられるので還流通路３４内の溢流燃料の圧力は上昇する。このため、還流通路３４から吸入ギャラリ１５に還流する溢流燃料の脈動圧力は平滑化され、吸入ギャラリ１５の耐圧上限値を下回るとともに、プランジャ室２３への燃料供給に必要な最低圧力を上回ることができるので、十分量の燃料を安定してプランジャ室２３に供給することができる。
【００２３】
ここで、第１実施例、従来例１、従来例２による時間経過ｔと吸入ギャラリ圧ＰＧ の関係を図４に示す。従来例１は、直接吸入ギャラリに溢流燃料を還流するもの、従来例２は、吸入ギャラリに直接溢流燃料を還流しないものである。
▲１▼第１実施例は、グラフ１０１に示すように、燃料溢流後に多少脈動し、その後、プランジャ室に吸入ギャラリから燃料吸入期間中燃料が充填されるため吸入ギャラリ圧ＰＧ は徐々に減少するが、要求最小値と要求最大値と間の適正範囲ａ内に吸入ギャラリ室圧ＰＧ が収まっているので、十分な燃料量を安定してプランジャ室に供給することができる。▲２▼従来例１は、溢流燃料の脈動が直接吸入ギャラリ圧の脈動を誘発するため、グラフ１０２に示すように、燃料溢流後の脈動により吸入ギャラリの最大圧力および最小圧力がともに適正範囲ａから外れている。このため、十分な燃料量を吸入ギャラリに充填できないので、燃料吸入期間中の吸入ギャラリ圧ＰＧ が要求最小値を下回ることがある。このため、プランジャ室への燃料供給量が不足し安定した燃料噴射を保持できない。▲３▼従来例２は、吸入ギャラリに直接溢流燃料を還流しないので、燃料溢流後も吸入ギャラリ内の圧力は上昇せず、燃料吸入期間中は要求最小値を大きく下回っている。このため、プランジャ室への燃料供給量が大幅に不足し安定した燃料噴射を保持できない。
【００２４】
次に、ダンパチャンバ３５の透過損失ＴＬにより本実施例の効果を検証する。ダンパチャンバ３５の透過損失ＴＬは、次の数１により求めることができる。
【００２５】
【数１】
ただし、Ｃ：音速、ｆ０ ：共振周波数、ｆ：脈動周波数、Ｓ：還流通路の流路断面積、Ｓ０ ：連通通路の流路断面積、ｄ：連通通路長、Ｖ：ダンパチャンバの容積である。脈動周波数ｆと共振周波数ｆ０ との差を小さくすれば透過損失ＴＬが大きくなるため脈動圧力の高低差を低減することができる。
第１実施例による、ダンパチャンバ３５の脈動圧力の高低差低減効果は、騒音対策として音のエネルギーが低減できるという実績からも裏付けることができる。音の透過損失ＴＬは、次の数２により求められる。
【００２７】
【数２】
ただし、Ｉ（ｗａｔｔ／ｍ２） ：透過音のエネルギー、Ｉ０（ｗａｔｔ／ｍ２） ：入射音のエネルギーであり、透過損失ＴＬは、透過音のエネルギーＩと入射音のエネルギーＩ０ とをｄｂ単位で表したときの差を示している。また、透過音のエネルギーＩと音圧Ｐとの間には次の数３の関係があるので、数２は数４に置き換えることができる。
【００２９】
【数３】
【数４】
ただし、ρ：媒体密度、Ｃ：音速、Ｐ（ μｂａｒ）：透過音圧、Ｐ０（μｂａｒ）：入射音圧である。ここで、透過音圧Ｐは吸入ギャラリ１５の脈動圧△ＰＧ に相当し、入射音圧Ｐ０ は溢流燃料による溢流脈動圧△ＰＳＰＶ に相当するので、数４は次の数５となる。ここで脈動圧△ＰＧ は吸入ギャラリ１５内の脈動圧力の高低差を表し、溢流脈動圧△ＰＳＰＶ は溢流弁における溢流脈動圧力の高低差を表している。
【００３２】
【数５】
ここで、第１実施例のポンプ回転数ＮＰ と吸入ギャラリ脈動圧△ＰＧ とは、図５に示す特性を示す。図５の測定結果は、ポンプ最高回転数２５００ｒｐｍ のときの圧力脈動周波数とダンパチャンバ３５の共振周波数とを同じにし、溢流脈動圧△ＰＳＰＶ を固定にして測定したものである。ポンプ低回転域において吸入ギャラリ脈動圧△ＰＧ は低下していないが、溢流脈動圧△ＰＳＰＶ の絶対値はポンプ低回転域において測定条件よりも実際には低い値になり、吸入ギャラリ脈動圧△ＰＧ も下がるので問題はない。この測定結果から、ダンパチャンバ３５に入力した溢流脈動波は、ダンパチャンバ３５の脈動低減効果により脈動圧力の高低差が低減されるので、吸入ギャラリ１５に還流される溢流燃料圧力は平滑化されプランジャ室２３に安定して燃料を供給できることが判る。
【００３４】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による脈動低減手段を図６に示す。
第２実施例では、ダンパチャンバ３５と溢流弁との間の溢流燃料上流側に、脈動低減弁としてダンピングバルブ７０が設けられている。ダンピングバルブ７０は、図６の矢印Ａ方向へ燃料を支障なく流し、矢印Ｂ方向への燃料流れは弁体が閉じ、オリフィスだけを通じて流通可能である。
【００３５】
このため、ダンピングバルブ７０を通過した燃料が吸入ギャラリに反射して矢印Ｂ方向に反射波を送り溢流燃料の脈動圧力の高低をさらに助長することを防止できる。還流通路３４の還流位置３４ａで図５のグラフ１０４に示す脈動圧力を有する溢流燃料は、ダンピングバルブ７０を通過すると図７のグラフ１０５に示すように、脈動の減衰特性がよくなる。このように減衰特性のよい脈動圧力波がダンパチャンバ３５を通過した地点３４ｃにおいて、図７のグラフ１０６に示すように、第１実施例と同様に脈動圧力が平滑化され、第１実施例よりもさらに安定した圧力の燃料が吸入ギャラリに還流および充填される。
【００３６】
第２実施例では、逆止弁およびオリフィスの機能を備えた脈動低減弁としてダンピングバルブ７０をダンパチャンバ３５の上流側に設けたが、本発明では、逆止弁またはオリフィスだけをダンパチャンバ３５の上流側に設けることは可能である。また本発明では、脈動低減室としてのダンパチャンバを設置せず、脈動低減弁としてのダンピングバルブだけを還流通路に設置してもある程度の脈動低減効果を得ることができる。さらにダンピングバルブの逆止弁またはオリフィス部分だけを還流通路に設置してもある程度の脈動低減効果を得ることができる。
【００３７】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による脈動低減手段を図８に示す。
第３実施例では、ダンピングバルブ７０をダンパチャンバ３５の溢流燃料下流側に設けている。第３実施例では、ダンパチャンバ３５で脈動圧力を平滑化してからダンピングバルブ７０で脈動の減衰特性を向上させているが、第２実施例と同様に安定した圧力の燃料が吸入ギャラリに還流される。
【００３８】
第３実施例では、逆止弁およびオリフィスの機能を備えた脈動低減弁としてダンピングバルブ７０をダンパチャンバ３５の下流側に設けたが、本発明では、逆止弁またはオリフィスだけをダンパチャンバ３５の下流側に設けることは可能である。
（第４実施例）
本発明の第４実施例による脈動低減手段を図９に示す。
【００３９】
第４実施例では、連通通路を介して還流通路３４と連通するダンパチャンバに代えて、還流通路３４の一部としてアキュムレートチャンバ３６が設けられている。
アキュムレートチャンバ３６の透過損失ＴＬは、次の数６により求めることができる。
【００４０】
【数６】
ただし、Ｃ：音速、ｆ：脈動周波数、Ｓ１ ：還流通路の流路断面積、Ｓ２ ：アキュムレートチャンバの流路断面積、Ｌ：アキュムレートチャンバの流路長である。ｓｉｎ２ｋＬ＝１のとき、ＴＬは最大になる。つまり、Ｌ＝Ｃ／４ｆのときＴＬが最大となり、脈動圧力の高低差が低減する。
（第５実施例）
本発明の第５実施例による脈動低減手段を図１０に示す。
【００４２】
脈動圧力の発生には、溢流燃料による脈動の他に、燃料溢流後、プランジャ室からの残圧吐出圧による吐出脈動も一因となることがある。このような場合、それぞれの要因による脈動圧力の平滑化のためには、それぞれの脈動周波数に応じたアキュムレートチャンバの設置が必要となる。そのため、第５実施例では、２個のアキュムレートチャンバ３６および３７を還流通路３４途中に設けている。
【００４３】
第５実施例では、２個のアキュムレートチャンバ３６および３７を還流通路３４の一部として設置したが、本発明では、脈動の要因に応じて３個以上の複数のアキュムレートチャンバを設置することも可能である。
（第６実施例）
本発明の第６実施例による脈動低減手段を図１１に示す。
【００４４】
第１実施例〜第５実施例では、ダンパチャンバかアキュムレートチャンバのいずれか一方のみの設置であったが、第６実施例では、還流通路３４の一部としてアキュムレートチャンバ８１を設置し、アキュムレートチャンバ８１に連通通路８２ａを介して連通するダンパチャンバ８２を設けている。さらに、アキュムレートチャンバ８１の溢流燃料上流側および下流側に、それぞれ連通通路通路８３ａおよび８４ａと連通するダンパチャンバ８３および８４が設置されている。アキュムレートチャンバ８１、ダンパチャンバ８２、８３および８４を併用するのは、第５実施例と同様に複数要因のある脈動を平滑化するためである。
【００４５】
本発明では、アキュムレートチャンバおよびダンパチャンバの特性を最適に組み合わせることにより安定した圧力の燃料が吸入ギャラリに還流される。
（第７実施例）
本発明の第７実施例による脈動低減手段を図１２に示す。図１２において、Ｓ１ ：吸入通路の流路断面積、Ｓ２ ：吸入ギャラリの流路断面積、Ｓ３ ：還流通路の流路断面積、Ｌ１ ：吸入通路の流路長、Ｌ２ ：吸入ギャラリの流路長、Ｌ３ ：還流通路の流路長である。
【００４６】
ダンパチャンバやアキュムレートチャンバを設置するスペースが確保できない場合、第７実施例のように吸入ギャラリをアキュムレートチャンバとして用いることも可能である。しかしながら、脈動圧力を平滑化するのに十分な吸入ギャラリの断面積Ｓ２ が確保できない場合、脈動圧力波の一部が吸入ギャラリ１５を通過して吸入通路に伝搬するが、Ｌ１ ：Ｌ２ ：Ｌ３ ＝１：１：１とすれば脈動圧力を平滑化できる。この作動を次に説明する。
【００４７】
溢流弁の開弁により発生した脈動圧力波である溢流燃料は圧力波２０１を有し、この圧力波２０１が還流通路３４に還流し圧力波２０１とほぼ同じエネルギーを有する入力波２０２となる。入力波２０２が吸入ギャラリ１５に到達すると、一部は吸入ギャラリ１５内に進入する透過波２０３となり、その他は還流通路３４の断面積Ｓ３ と吸入ギャラリ１５の断面積Ｓ２ との比により、負のエネルギーを有する反射波２０４となる。反射波２０４は溢流弁に衝突して負のエネルギーのまま反射波２０５となり吸入ギャラリ１５に向かう。透過波２０３は、吸入ギャラリ１５から吸入通路３１に流入するとき、吸入ギャラリ１５の断面積Ｓ２ と吸入通路３１の断面積Ｓ１ との比により、透過波２０６および反射波２０７となる。反射波２０７は反射波２０５と衝突し、Ｃ地点で正負の脈動エネルギーが緩衝しあい脈動圧力の高低差が低減される。透過波２０６は、吸入通路３１と分配ロータに形成された吸入ポートとが連通するまでは、分配ロータの外壁に衝突して反射波２０８となる。反射波２０８は、吸入通路３１から吸入ギャラリ１５に到達すると、透過波２０９と反射波２１０となる。透過波２０９は、吸入ギャラリ１５から還流通路３４に到達すると、図示しない透過波と反射波２１１となる。反射波２１０は、分配ロータの外壁に衝突して反射波２１２となり、地点Ｄで反射波２１１と衝突し、正負の脈動エネルギーが緩衝しあい脈動圧力の高低差が低減される。このため、吸入ギャラリ１５の断面積を十分に大きく確保できなくても、吸入通路３１と吸入ポートとが連通するまでの期間内に脈動圧力の高低差を低減して平滑化できる。
【００４８】
第７実施例では、Ｌ１ ：Ｌ２ ：Ｌ３ ＝１：１：１として脈動圧力を平滑化したが、本発明では、吸入通路の流路断面積Ｓ１ 、吸入ギャラリの流路断面積Ｓ２ 、還流通路の流路断面積Ｓ３ も含めて脈動圧力を最適に平滑化する値を設定することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射ポンプを示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施例による脈動低減手段を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例による燃料吸入および燃料圧送工程における特性を示す特性図である。
【図４】第１実施例、従来例１、従来例２の燃料噴射ポンプによる時間経過と吸入ギャラリ圧との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第１実施例によるポンプ回転数と吸入ギャラリ脈動圧との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施例による脈動低減手段の脈動低減過程を示す説明図である。
【図８】本発明の第３実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図９】本発明の第４実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１０】本発明の第５実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１１】本発明の第６実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１２】本発明の第７実施例による燃料噴射ポンプの脈動低減手段を示す模式図である。
【図１３】従来の燃料噴射ポンプによる時間経過と吸入ギャラリ圧との関係を示す特性図である。
【図１４】従来の燃料噴射ポンプによるポンプ回転数と吸入ギャラリ圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１０ 噴射ポンプ（燃料噴射ポンプ）
１１ ベーン式フィードポンプ
１５ 吸入ギャラリ
２１ 分配ロータ
２１ａ 摺動孔
２２ プランジャ
２３ プランジャ室（燃料加圧室）
２７ 吸入ポート
２８ 分配ポート
２９ 溢流ポート
３１ 吸入通路
３２ 分配通路
３３ 溢流通路
３４ 還流通路
３５ ダンパチャンバ（脈動低減室）
３５ａ 連通通路
３６ アキュムレートチャンバ（脈動低減通路）
４０ 溢流弁
７０ ダンピングバルブ（脈動低減弁）
Claims (6)
- 燃料圧送行程時、溢流弁を開弁することにより燃料加圧室の加圧された燃料を環流通路に溢流させ、前記燃料加圧室への燃料吸入行程時に前記溢流燃料の一部を吸入ギャラリから前記燃料加圧室に還流可能な燃料噴射ポンプにおいて、
前記還流通路と連通通路を介して連通する脈動低減室を形成する第１の通路部材を有し、前記燃料加圧室に環流される燃料の脈動を低減可能な脈動低減手段を備え、
前記吸入ギャラリは、前記脈動低減手段で脈動を低減された燃料を前記環流通路から供給されるとともに、燃料タンクから燃料供給通路を介して燃料を供給されて前記燃料加圧室に吸入される燃料を蓄え、
前記燃料供給通路および前記環流通路はそれぞれ異なる位置で前記吸入ギャラリに接続していることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 - 前記脈動低減手段は、前記還流通路の一部であるとともに、脈動低減通路を形成する第２の通路部材をさらに有し、前記脈動低減通路の流路断面積は前記脈動低減通路の上流側または下流側の流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
- 前記脈動低減通路の流路長と、前記脈動低減通路の上流側通路長と、前記脈動低減通路の下流側通路長とは所定の比率に形成されることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
- 前記脈動低減手段は、前記燃料加圧室から前記溢流弁への燃料逆流方向に閉じ、前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられる逆止弁をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料噴射ポンプ。
- 前記脈動低減手段は、前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられるオリフィスをさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料噴射ポンプ。
- 前記脈動低減手段は、前記燃料加圧室から前記溢流弁への燃料逆流方向に閉じる逆止弁と、前記逆止弁が閉じた場合でも前記燃料加圧室から前記溢流弁へ燃料を流通可能なオリフィスとからなる脈動低減弁をさらに有し、前記脈動低減弁は前記脈動低減室の上流側または下流側の前記環流通路に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の燃料噴射ポンプ。
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