JPH02163458A - 蓄圧式燃料噴射装置の安全弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は蓄圧式燃料噴射装置の一部に組み込まれ、蓄
圧式燃料噴射装置の圧力制御時に燃料圧力が異常に上昇
した時に燃料をリークさせて高圧ポンプ等の破損を防止
する安全弁に関するものである。

［従来技術］ 蓄圧式燃料噴射装置においではその一構成要素である高
圧ポンプに使用されている電磁弁が制御不能になると燃
料圧力が異常に上昇にする可能性がある。この燃料圧力
の異常な上昇を防止する方法として安全弁の使用が考え
られる。安全弁として現在特に開示されたものはないが
例えば第５図の安全弁３０のように電磁弁３１と圧カセ
ンザ３２とを使用し、蓄圧室３の燃料圧力が異常に上昇
した時に圧力センサ３２の信号により電磁弁３１か作動
して弁子３３が開弁じ、燃料を矢印方向にリークさせる
もの。第６図の安全弁４０のように蓄圧室３に連通ずる
燃料通路４１にＲ膜４２を設け、蓄圧室３の燃料圧力が
設定値以上になると蒲ｍ４２が破れて燃料を矢印方向に
リークさせるもの。更に第７図（イ）の安全弁５０のよ
うに弁子５１を弁座５２にばね５３で押し付け、蓄圧室
３の圧力がばね５３による設定値以上になると矢印方向
に燃料をリークさせるものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 然し第５図のものは高価であり、電磁弁の信頼性に問題
があり、第６図のものは真実の圧力上昇でなく、−時的
に圧力が上昇しても薄膜４２が破れて２度の使用が不可
能となる。又第７図（イ）の安全弁５０はその開弁圧を
高圧ポンプの耐圧上限付近に設定すると開弁後の圧力の
降下とともに閉弁して第７図（ロ）のように耐圧上限付
近の圧力を維持する。このためリンプホームのための適
当な圧力を得ることが困難になる。逆に開弁圧をリンプ
ホームを考慮して低めに設定すると圧力制御時に通常の
圧力で開弁じて了い、高圧が得られなくなる。

この発明は蓄圧式燃料噴射装置において燃料圧力が一時
的に上昇した時には一時的に開弁して燃料をリークさせ
、燃料圧力制御機構の異常により燃料圧力が長期的に上
昇するような場合には常開して燃料圧力の異常な上昇を
防止するとともにリンプホームに必要なような圧力を確
保する安全弁の提供を課題とする。

［！、Ｉ題を解決するための技術的手段］上記の課題を
解決するためこの発明は、高圧ポンプと、高圧ポンプか
ら供給された高圧燃料を蓄積する蓄圧室と、蓄圧室から
高圧燃料を受領してエンジンのシリンダに噴射するイン
ジェクタと、噴射燃料の圧力制御機構とを備えた蓄圧式
燃料噴射装置において安全弁を設けており、同安全弁は
そのバルブボデー内に、前記蓄圧室に通通し、かつ弁座
を有する燃料通路と、弁座が位置する燃料通路の部位に
連通し、かつ絞りを有するリーク通路と、蓄圧室内の燃
料圧力が設定値以上になっと時に前記弁座を開く弁子と
を有し、弁座が開かれ、かつ高圧ポンプが燃料の全量を
噴射している状態において、前記絞りの流路面積をリン
プホーム可能に、かつ弁子と弁座間の流路面積より小さ
く設定し、バルブボデーには弁子の開弁を検知する手段
を設けた構成を有している。

［作用］ 燃料圧力制御機構が、例えばノイズによるエラー信号に
より一時的に異常となり、蓄圧室の圧力が弁子の設定開
弁圧力より高くなると弁子は弁座から離れて開弁するの
で燃料は蓄圧室から安全弁のリーク通路に流れ、同時に
警告信号が燃料圧力制御機構に伝達される。この警告信
号により、燃料圧力制御機構は高圧ポンプに圧力を下げ
させる指示を出すので高圧ポンプの吐出量は減少する。

このため弁子に作用する圧力は閉弁圧力以下となり、弁
子は弁座に着座し燃料噴ｏ」ｖｔ置は正常運転に戻る。

燃料圧力制御機構が例えば高圧ポンプに使用されている
高圧力設定用のスプリングの折損により完全に異常にな
ると、蓄圧室の圧力が弁子の設定開弁圧力より高くなっ
て弁子が開弁し、開弁検知手段から警告信号が燃料圧力
制御機構に伝達される。これにより燃料圧力制御機構が
高圧ポンプに圧力低下の指令信号を出すが、指令信号を
出しても高圧ポンプは燃料圧力を下げることなく作動し
つづけるので高圧ポンプの吐出量は低下しない。

このためリーク通路の圧力は絞りのため弁子の開弁圧力
以下に降下せず弁子は開弁じたままである。

一方絞りの面積はリンプホームが可能となる面積に設定
されているので燃料圧力制御機構が完全に異常になって
もリンプホームは可能である。

［実施例コ 以下実施例を示す第１．２図によりこの発明を説明する
。まづ第２図により蓄圧式燃料噴射装置の全体を説明す
ると、蓄圧式燃料噴射装置１は高圧ポンプ２、蓄圧室３
、インジェクタ４、制御ユニット（ＥＣＵ＞５、電気駆
動ユニット（ＥＣＵ）６、低圧ポンプ７とから構成され
ている。本発明の安全弁１０は蓄圧室３に接続されてい
る。

高圧ポンプ３は圧力制御用電磁弁２ａを有し、燃料タン
ク８から低圧ポンプ７を介して吸入した燃料を圧力制御
用電磁弁２ａの作用の下に一定圧力に高めて蓄圧室３に
送給する。蓄圧室３はディーゼルエンジンのインジェク
タ４に連結されている。４ａはインジェクタ４の燃料噴
射制御用電磁弁である。制御ユニット５はＣＰＵ５ａ、
ＲＯＭ５ｂ、ＲＡＭ５ｃ、入出力部５ｄから構成され、
蓄圧室３から圧力を、さらには図示しないエンジンから
水温などの必要なデータを入力し、電気駆動ユニット６
を介して高圧ポンプ２の電磁弁２ａに圧力制御信号を、
又インシセジエクタ４の電磁弁４ａに開閉信号を出す。

電気駆動ユニット６は制御ユニット５の出力を高める機
能を有する。なお、前記の燃料圧力制御機構はＥＣＵ３
及び高圧ポンプ２の圧力制御用電磁弁２ａを含めたもの
の総称である。

次に本発明の安全弁１０に就いて説明する。安全弁１０
は筒状のバルブボデー１１を有し、その内部に同心の大
径のスプリング孔１１ａ、中径のバルブ孔１１ｂ、小径
の燃料通路１１ｃ及びパル孔１１ｂと燃料通路１１Ｃと
に直角方向のリーク通路１１ｄを有している。リーク通
路１１ｄと燃料通路１１Ｃとの交差部は弁座１６となっ
ている。

燃料通路１１Ｃは蓄圧室３に連通しいる。パルプ孔１１
ｂ内には円柱部１２ａと円錐部１２ｂとからなる弁子１
２の円柱部１２ａが摺動可能に収容されている。又円錐
部１２ｂは弁子１２の移動にともない弁座１６に接離可
能となっている。弁子１２はスプリング孔り１ａ内に設
けたスプリング１３により弁座１６の方向に付勢され、
常に弁座１６に押し付けられている。この時の弁子１２
の蓄圧室３に対する受圧面積はＢである。スプリング３
の付勢力は受圧面積Ｂに所定の圧力が作用した時発生す
る押力に設定されている。所定の圧力とは本蓄圧システ
ム（第２図１）の耐圧限界よりやや大きい圧力である。

弁子１２の円柱部１２ａの端面には当接部１８が取り付
けられ、この当接部１８と距１！ｔＬを隔ててセンサ１
５が設けられ、ＥＣＵ３に接続されている。リーク通路
１１ｄには絞り１７が設けられており、弁座１６を通っ
た燃料は絞り１６により一度絞られてからリーク通路１
１ｄを流れ、リーク燃料として回収される。

弁子１２の円柱部１２ａとバルブ孔１１ｂとのクリアラ
ンスは１〜５μｍ程度であるので燃料はリーク通路１１
ｄからスプリング孔１１ａにほとんど侵入しない。この
ため弁座１６と絞り１７とバルブ孔１１ｂとにより圧力
室１４が形成される。

絞り１７の流路面積Ｃは蓄圧室３に燃料を供給している
高圧ポンプ２が燃料の全量を噴射している状態の時、蓄
圧室３の圧力がリンプホーム圧力Ｐとなるように高圧ポ
ンプ２の８徂に応じて設定されている。又弁子１２の円
柱部１２ａの面積Ａは弁子２がリンプホーム圧力Ｐより
やや低い圧力で閉弁するように設定されている。従って
蓄圧室３の圧力が一旦弁子１２の設定開弁圧力以上とな
り、弁子１２が開弁すると高圧ポンプ２が燃料の全量を
噴射している状態では圧力室１４の圧力は絞り１７のた
め閉弁圧力以下に下らず、弁子１２は聞き放しになる。

ただしこのときは弁子１２と弁座１６との間に形成され
る流路面積りは絞り１７の流路面積Ｃより大きくなるよ
うに設定されていなければならない。なお、１９はスプ
リング孔１１ａに連通するは通気孔である。

上記の構成において、燃料圧力制御機構が、例えばノイ
ズによるエラー信号により一時的に異常となり、蓄圧室
３の圧力が弁子１２の設定開弁圧力より高くなると弁子
１２は弁座１６から離れて開弁し、当接部１８がセンサ
１５に当接する。この結果蓄圧室３の燃料はリーク通路
１１ｄに流れ、又センサ１５から警告信号が燃料圧力制
御機構に伝達される。この警告信号により、燃料圧力制
御機構は高圧ポンプ２に圧力を下げさせる指示を出すの
で高圧ポンプ２の吐出量は減少する。このため圧力室１
４の圧力は弁子１２の閉弁圧力以下となり、弁子１２は
弁座１６に着座し燃料噴射装置は正常運転に戻る。第４
図（イ）はこの場合の圧力、警告信号の発信時開及び安
全弁１０の動作を示す。

燃料圧力制御機構が例えば高圧ポンプ２に使用されてい
る高圧力設定用のスプリングの折損により完全に異常と
なると、圧室３の圧力が弁子１２の設定開弁圧力より高
くなり、弁子１２がリフトして当接部１８がセンサ１５
に当接し、センサ１５から警告信号が燃料圧力制御機構
に伝達される。

これにより燃料圧力制御機構が高圧ポンプ２に圧力低下
の指令信号を出すが、指令信号を出してもても高圧ポン
プ２は燃料圧力を下げることなく作動しつづけるので高
圧ポンプ２の吐出量は低下しない。このためリーク通路
１１ｄの圧力は絞り１７のため弁子１２の閉弁圧力以下
に降下せず弁子１２は開弁したままである。一方絞り１
７の流路面積Ｃはリンプホームが可能となる面積に設定
されているので圧力室１４の圧力はリンプボーム圧ｆＪ
Ｐとなっている。従って燃料圧力制御機構が完全に異常
になってもリンプホームは可能である。

第４図（ロ）はこの場合の圧力、警告信号の発信時期及
び安全弁１０の動作を示す。点線はリンプホーム圧力Ｐ
を示す。

上記実施例においてセンサ１５を接点式のリミットスイ
ッチに置き換えてもよい。又センサ１５は弁子１２のス
トッパのｉ能を有しているがストッパをセンサ１５と別
体にしてもよい。

高圧ポンプの吐出量が大きい場合には絞り１７の流路面
積Ｃを大きくする必要があり、これに伴い弁座１６の開
口面積も大きくする必要がある。

この場合には弁子１２のリフト量を大きくするか、弁子
１２を第３図のようにパイロット弁子２２とし、燃料通
路１１Ｃに弁座１６に接離可能の主弁子２３を設け、こ
れに絞り２３ａを設けてもよい。

［効果］ この発明は上記の構成を有するので次のような優れた効
果を有する。

（イ）燃料圧力が一時的に上昇した時には一時的に開弁
じて燃料をリークさせ、燃料圧力を正常の状態に戻す。

（ロ）燃料圧力制御機構の異常により長期的に燃料圧力
が上昇するような場合には常開して燃料圧力の異常上昇
を防止する。

（ハ）リンプホームに必要な圧力を確実に確保する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断正面図を示す。 第２図は蓄圧式燃料噴射装置装置のブロック図を示す。 第３図は第２実施例の要部の縦断正面図を示す。 第４図（イ）は燃料圧力制御機構が一時的に異常となっ
た時の圧力、警告信号の発信時期及び安全弁１０の動作
を示す図である。第４図（ロ）は燃料圧力制御機構が完
全に異常となった時の圧力、警告信号の発信時期及び安
全弁１０の動作を示す図である。 第５図、第６図及び第７図（イ）図は従来の安全弁の縦
断正面図を示す。第７図（ロ）は第７図（イ）の安全弁
の作動を示す。 １・・・蓄圧式燃料噴射装置 ２・・・高圧ポンプ ３・・・蓄圧室 ４・・・インジェクタ １Ｃ・・・燃料通路 １ｄ・・・リーク通路 ２・・・弁子 ５・・・センサ（開弁検知手段） ６・・・弁座 ７・・・絞り １０・・・安全弁 １１・・・バルブボデー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高圧ポンプと、高圧ポンプから供給された高圧燃料を
   蓄積する蓄圧室と、蓄圧室から高圧燃料を受領してエン
   ジンのシリンダに噴射するインジェクタと、噴射燃料の
   圧力制御機構とを備えた蓄圧式燃料噴射装置の安全弁で
   あって、同安全弁はそのバルブボデー内に、前記蓄圧室
   に連通し、かつ弁座を有する燃料通路と、弁座が位置す
   る燃料通路の部位に連通し、かつ絞りを有するリーク通
   路と、蓄圧室内の燃料圧力が設定値以上になった時に前
   記弁座を開く弁子とを有し、弁座が開かれ、かつ高圧ポ
   ンプが燃料の全量を噴射している状態において、前記絞
   りの流路面積をリンプホーム可能に、かつ弁子と弁座間
   の流路面積より小さく設定し、バルブボデーには弁子の
   開弁を検知する手段を設けたことを特徴とする蓄圧式燃
   料噴射装置の安全弁。