JP5253074B2 - Fuel supply system for fuel injection system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料噴射圧の高圧化に伴って温度が上昇する燃料噴射系統内の燃料の温度を一定値以下に保持するための燃料噴射系統の燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply system for a fuel injection system for maintaining the temperature of fuel in a fuel injection system whose temperature rises with an increase in fuel injection pressure below a certain value.
近年、コモンレールとインジェクタを有する燃料噴射装置(蓄圧式燃料噴射装置)を採用したディーゼルエンジン等の内燃機関の燃料噴射系統においては、エンジン気筒での燃焼用空気との混合性を高めるために、燃料供給装置から蓄圧式燃料噴射装置に供給する燃料の高圧化が図られ、これによって燃料の温度上昇が著しくなっており、この燃料の温度上昇によりインジェクタ及び噴射ポンプ内の摺動部品等が熱的に厳しくなる場合が生じている。 2. Description of the Related Art In recent years, in a fuel injection system of an internal combustion engine such as a diesel engine that employs a fuel injection device (accumulation type fuel injection device) having a common rail and an injector, in order to improve the miscibility with combustion air in the engine cylinder, The pressure of the fuel supplied from the supply device to the pressure accumulating fuel injection device is increased, and the temperature of the fuel increases significantly, and the temperature of the fuel increases the temperature of the injector and the sliding parts in the injection pump. There are cases where it becomes severe.
又、近年では、前記エンジンの燃料にバイオ燃料を用いることが行われており、このようなエンジンにおいては燃料噴射系統内の温度をバイオ燃料の変質温度以下に抑える必要がある。 In recent years, biofuel has been used as the fuel for the engine. In such an engine, it is necessary to keep the temperature in the fuel injection system below the altered temperature of the biofuel.
このような問題に対処するために従来の燃料噴射系統では、燃料タンクへの燃料の戻り流路に燃料クーラを設置して燃料温度の上昇を抑制することが行われていた。 In order to cope with such a problem, in a conventional fuel injection system, a fuel cooler is installed in a fuel return path to a fuel tank to suppress an increase in fuel temperature.
図2は従来における蓄圧式燃料噴射装置と燃料供給装置とからなる燃料噴射系統の一例を示すもので、燃料タンク1の燃料は燃料供給流路2を介して燃料供給装置3を構成するフィードポンプ4により吸い上げられ、高圧ポンプ5で昇圧された後、蓄圧式燃料噴射装置6を構成するコモンレール7に供給された後、インジェクタ8から噴射されるようになっている。前記コモンレール7及びインジェクタ8での余剰の燃料は戻り流路9により前記燃料タンク1に戻すようにしている。又、前記高圧ポンプ5に設けた調圧弁10からの余剰燃料は返送流路11によりスルーフィードバルブ12を介して前記戻し流路9からの燃料と合流して合流管13により燃料タンク1に戻すようにしている。尚、前記燃料供給装置3を構成する前記フィードポンプ4と高圧ポンプ5は独立して配置した場合を示しているが、フィードポンプ4と高圧ポンプ5は一体に組み立てられたものが多く用いられている。
FIG. 2 shows an example of a conventional fuel injection system composed of an accumulator fuel injection device and a fuel supply device. The fuel in the
そして、図2の場合においては、前記合流管13に燃料冷却装置14を設置して燃料タンク1に戻る燃料の冷却を行うようにしている。
In the case of FIG. 2, a
上記燃料噴射系統では、燃料タンク1の燃料は燃料供給流路2を介してフィードポンプ4により吸い上げられて高圧ポンプ5で昇圧された後、蓄圧式燃料噴射装置6のコモンレール7に供給されてインジェクタ8からエンジンの気筒に噴射される。コモンレール7及びインジェクタ8の余剰の燃料は戻り流路9によって前記燃料タンク1に戻される。又、前記高圧ポンプ5に設けた調圧弁10からの余剰燃料も返送流路11により前記戻り流路9の燃料と合流して合流管13により燃料タンク1に戻される。
In the fuel injection system, the fuel in the
この時、前記合流管13には燃料冷却装置14を設置しているので、燃料タンク1に戻される燃料の温度は燃料冷却装置14によって所定の温度に冷却することができる。
At this time, since the
従来において、噴射弁の後方の戻し管路に冷却装置を設けると共に、高圧制御弁の後方の戻し管路に冷却装置を設けた構成について技術開示した先行技術情報としては特許文献1がある。
しかしながら、前記図2に示した従来の燃料噴射系統の燃料供給装置においては、前記コモンレール7及びインジェクタ8からの戻りの燃料と高圧ポンプ5に設けた調圧弁10からの余剰の燃料とを燃料タンク1に戻す合流管13に燃料冷却装置14を設置して、昇温した燃料を冷却するようにしているため、燃料噴射系統のいずれかの場所には燃料冷却装置14の出口温度よりも温度が高い部分が存在することになるが、燃料噴射系統での燃料の温度を評価することが難しいという問題を有していた。
However, in the conventional fuel supply system of the fuel injection system shown in FIG. 2, the fuel returned from the
又、コモンレール7及びインジェクタ8からの戻りの燃料と高圧ポンプ5に設けた調圧弁10からの余剰の燃料とは合流管13で合流することで全体の温度が平坦化して低下することになるため、燃料冷却装置14による冷却効果は低くなり、よって燃料冷却装置14が大型化するという問題がある。更に、この時、前記コモンレール7及びインジェクタ8を備えるエンジンと、燃料タンク1との間には大きな距離を有する場合が多い(例えばバスの場合には10メートルにも及ぶ場合がある。)ため、合流管13によって燃料タンク1へ導かれる燃料は放熱により更に温度が低下するようになる。
Moreover, since the return fuel from the
このため、燃料冷却装置14をインジェクタ8出口に設けることも考えられるが、この場合には部品が密集するシリンダヘッド内への設置となるために、配置が困難となりレイアウト性が悪いという問題を有していた。
For this reason, it is conceivable to provide the
又、戻りの燃料の温度を燃料冷却装置14によって低下しても、前記したように燃料噴射系統には部分的に温度が高い部分が生じる問題があるため、エンジンの燃料にバイオ燃料を用いたような場合においては、例えばインジェクタの温度が所定温度よりも上昇し、これによってバイオ燃料の変質が発生するという問題を有していた。
Further, even if the temperature of the return fuel is lowered by the
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、蓄圧式燃料噴射装置に供給する燃料を効果的に冷却して燃料の温度を一定温度以下に確実に押えることができ、且つ冷却のための駆動動力も低減できるようにした燃料噴射系統の燃料供給装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can effectively cool the fuel supplied to the accumulator fuel injection device to reliably keep the temperature of the fuel below a certain temperature, and for cooling. It is an object of the present invention to provide a fuel supply system for a fuel injection system that can reduce drive power.
本発明は、フィードポンプと高圧ポンプを備えた燃料供給装置によりコモンレールとインジェクタを有する蓄圧式燃料噴射装置に燃料を供給するようにしている燃料噴射系統の燃料供給装置であって、前記フィードポンプとコモンレールとの間に複数の高圧ポンプを備え、各高圧ポンプの前後に位置するように配置した燃料冷却装置を介して各高圧ポンプを直列に接続し、各高圧ポンプの入側で燃料冷却装置により燃料を冷却して容積を減少させてから加圧することを繰り返し且つ最終段の燃料冷却装置で冷却してからコモンレールに供給するようにしたことを特徴とする。 The present invention is a fuel supply system for a fuel injection system in which fuel is supplied to a pressure accumulating fuel injection apparatus having a common rail and an injector by a fuel supply apparatus including a feed pump and a high-pressure pump, the fuel supply system comprising: A plurality of high-pressure pumps are connected to the common rail, and each high-pressure pump is connected in series via a fuel cooling device arranged so as to be positioned before and after each high-pressure pump. The fuel is cooled and the volume is reduced, and then pressurization is repeated, and the fuel is cooled by the fuel cooling device at the final stage and then supplied to the common rail .
而して、上記手段によれば、フィードポンプとコモンレールとの間に備えた複数の高圧ポンプが、各高圧ポンプの前後に位置するように配置した燃料冷却装置を介して直列に接続されているので、各高圧ポンプの入側の燃料冷却装置で冷却されて容積が減少した燃料が各高圧ポンプへ供給されて加圧されるようになる。 Thus, according to the above means, the plurality of high-pressure pumps provided between the feed pump and the common rail are connected in series via the fuel cooling device disposed so as to be positioned before and after each high-pressure pump. Therefore, the fuel that has been cooled by the fuel cooling device on the inlet side of each high-pressure pump and whose volume has been reduced is supplied to each high-pressure pump and pressurized.
本発明によれば、フィードポンプとコモンレールとの間に、複数の高圧ポンプの前後に位置するように燃料冷却装置を配置して各高圧ポンプを直列に接続したので、各高圧ポンプの入側の燃料冷却装置で冷却されて容積が減少した燃料が各高圧ポンプへ供給されて加圧されるため、各高圧ポンプにおいて効果的な加圧が行われるようになり、よって高い圧力に保持しても、各高圧ポンプを小型化できると共に、燃料の温度を一定温度以下に確実に冷却して蓄圧式燃料噴射装置に供給することができ、しかも各高圧ポンプの駆動動力を低減できるという優れた効果を奏し得る。 According to the present invention, the fuel cooling device is arranged between the feed pump and the common rail so as to be positioned before and after the plurality of high-pressure pumps, and the high-pressure pumps are connected in series. Since the fuel cooled by the fuel cooling device and reduced in volume is supplied to each high pressure pump and pressurized, effective pressurization is performed in each high pressure pump. In addition to reducing the size of each high-pressure pump, the fuel temperature can be reliably cooled below a certain temperature and supplied to the accumulator fuel injection device, and the driving power of each high-pressure pump can be reduced. Can play.
更に、蓄圧式燃料噴射装置に供給する燃料の温度を確実に低減できるため、バイオ燃料を用いる場合においても、バイオ燃料が変質する問題を防止できる効果がある。 Furthermore, since the temperature of the fuel supplied to the pressure accumulating fuel injection device can be reliably reduced, even when biofuel is used, there is an effect of preventing a problem that the biofuel is altered.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図1中、図2と同一のものには同一の符号を付して説明を省略し、本発明の特徴部分についてのみ以下で詳述する。 FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Only the features of the present invention are described in detail below. Describe.
図1に示す如く、燃料タンク1の燃料が燃料供給流路2によりフィードポンプ4と高圧ポンプ5を備えた燃料供給装置3に供給され、続いて、コモンレール7及びインジェクタ8を有する蓄圧式燃料噴射装置6に供給されるようにした燃料噴射系統において、フィードポンプ4とコモンレール7との間に、複数の高圧ポンプ5a,5b,5cを設け、且つ各高圧ポンプ5a,5b,5cの前後に位置するように燃料冷却装置15(図1では15a,15b,15c,15d)を配置し、1〜3段の燃料冷却装置15a,15b,15cからの燃料は高圧ポンプ5a,5b,5cの調圧弁5a’,5b’,5c’に供給するようにして各燃料冷却装置15a,15b,15c,15dと各高圧ポンプ5a,5b,5cとを直列に接続し、最終段の高圧ポンプ5cで加圧した燃料は最終段の燃料冷却装置15dで冷却した後前記コモンレール7に供給するようにしている。尚、図1では3つの高圧ポンプ5a,5b,5cを備え、且つ各高圧ポンプ5a,5b,5cの前後に位置するように4つの燃料冷却装置15a,15b,15c,15dを配置した例を示したが、2つの高圧ポンプ5a,5bと3つの燃料冷却装置15a,15b,15cを直列に接続配置するようにしてもよく、又、図1の3つの高圧ポンプ5a,5b,5cと4つの燃料冷却装置15a,15b,15c,15dよりも多い数の高圧ポンプと燃料冷却装置を組み合わせて直列に接続配置してもよい。
As shown in FIG. 1, the fuel in the
更に、最終段の高圧ポンプ5cの調圧弁5c’からの余剰燃料は返送流路11により前記コモンレール7及びインジェクタ8からの余剰の燃料と合流管13で合流し、前記燃料タンク1に戻すようにしている。
Further, surplus fuel from the
而して、上記図1の燃料噴射系統の燃料供給装置によれば、複数の高圧ポンプ5a,5b,5cの前後に位置するように燃料冷却装置15a,15b,15c,15dを配置して各高圧ポンプ5a,5b,5cを直列に接続したので、各高圧ポンプ5a,5b,5cの入側の燃料冷却装置15a,15b,15cで冷却して容積を減少させた燃料が各高圧ポンプ5a,5b,5cへ供給されて加圧されるため、各高圧ポンプ5a,5b,5cでは効果的な加圧が行われるようになるため、高い圧力に維持保持しても、各高圧ポンプ5a,5b,5cを小型化することができると共に、燃料の温度を一定温度以下に確実に冷却して蓄圧式燃料噴射装置6に供給することができ、しかも各高圧ポンプ5a,5b,5cよる駆動動力を低減することができる。
Thus, according to the fuel supply system of the fuel injection system of FIG. 1, the
更に、蓄圧式燃料噴射装置6に供給する燃料の温度を確実に低減できるため、バイオ燃料を用いる場合においても、バイオ燃料が変質する問題を防止することができる。
Furthermore, since the temperature of the fuel supplied to the pressure accumulating
なお、図1の燃料冷却装置15には、空冷式、水冷式等の種々の冷却方式のものが採用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
The
3 燃料供給装置
4 フィードポンプ
5 高圧ポンプ
5a,5b,5c 高圧ポンプ
6 蓄圧式燃料噴射装置
7 コモンレール
8 インジェクタ
15 (15a,15b,15c,15d) 燃料冷却装置
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