JPH1122591A - 内燃機関用燃料供給装置及びコモンレール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コモンレール内の高い温度の燃料を燃料タン
ク内の低い温度の燃料で効果的に冷却する。 【解決手段】 コモンレール３には各気筒に対応して延
びるように形成された蓄圧室９に沿って隣接して延びる
冷却用流路１０を設ける。該冷却用流路１０の一端に設
けられた燃料導入口には燃料タンク５に連通された燃料
吸入管１７を接続し、同じく他端に設けられた燃料排出
口にはサプライポンプ２の燃料吸入口に連通された燃料
吸入管１９を接続する。一方、蓄圧室９の一端に設けら
れた燃料供給口にはサプライポンプ２の燃料吐出口に連
通された燃料供給管１１を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンレールから
内燃機関に供給される燃料を冷却する機構を備えた内燃
機関用燃料供給装置、及び、同内燃機関用燃料供給装置
に使用されるコモンレールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コモンレール内に高圧で蓄えた燃料を噴
射管を介して各インジェクタに供給する燃料供給装置で
は、コモンレール内で加圧されている燃料の温度が高く
なっている。その結果、インジェクタに高い温度の燃料
が供給されるため、インジェクタを構成する電磁開閉弁
の電磁ソレノイドの動作特性が変化して燃料噴射量が変
動したり、電磁ソレノイドの性能が早期に低下する問題
がある。

【０００３】このような問題を解決するため、コモンレ
ールに蓄えられている燃料を冷却するようにした燃料供
給装置が例えば実開平２−５４３６６号公報等にて開示
されている。図３はその燃料供給装置の模式構成図であ
る。図３に示すように、コモンレール３０は、燃料通路
３１と該燃料通路３１を取り囲んだ状態に形成された冷
却用燃料通路３２とを備えている。燃料は燃料タンク３
３からサプライポンプ３４にて吸入され、吸入された燃
料はコモンレール３０の燃料通路３１に圧送される。燃
料通路３１にその一端に導入された燃料は該燃料通路３
１を通ってその他端に設けられた圧力レギュレータ３５
に導入される。そして、この圧力レギュレータ３５にて
燃料通路３１内の燃料圧力が所定圧力に調整される。一
方、圧力レギュレータ３５から排出された余剰の燃料
は、冷却用通路３２にその一方の側から導入され該冷却
用通路３２を通ってその他方の側から燃料タンク３３に
排出される。従って、燃料通路３１から各インジェクタ
３６に供給される燃料が冷却用通路３２を通って流れる
余剰の燃料で冷却されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、圧力レギュ
レータ３５から冷却用通路３２に排出される余剰の燃料
も温度が高いままであるため、燃料通路３１内の燃料を
効率良く冷却することができない。又、圧力レギュレー
タ３５から排出される余剰の燃料は少ないため、冷却効
率を上げることができなかった。このため、依然とし
て、各インジェクタ３６に高い温度の燃料が供給される
問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、コモンレール内の高
い温度の燃料を燃料タンク内の低い温度の燃料で効果的
に冷却することができる内燃機関用燃料供給装置、及
び、同内燃機関用燃料供給装置に使用されるコモンレー
ルを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、燃料タンクから燃料を吸
入して圧送する燃料圧送手段と、前記燃料圧送手段から
圧送された燃料を一時的に蓄えるコモンレールと、前記
コモンレールに連通され、該コモンレールに蓄えられて
いる燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段とを備えた
内燃機関用燃料供給装置において、前記燃料タンクから
前記燃料圧送手段にて吸入される燃料で前記コモンレー
ルから前記燃料供給手段に供給される燃料を冷却する。

【０００７】請求項２に記載の発明は、燃料タンクから
燃料を吸入して圧送する燃料圧送手段と、前記燃料圧送
手段から圧送された燃料を一時的に蓄えるコモンレール
と、前記コモンレールに連通され、該コモンレールに蓄
えられている燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段と
を備えた内燃機関用燃料供給装置において、前記コモン
レールは、該コモンレールの長手方向の一端から他端ま
で延びるように形成され、前記燃料圧送手段の燃料吐出
側に接続されるとともに前記燃料供給手段に連通された
蓄圧室と、該蓄圧室に沿って隣接するように前記コモン
レールの一端から他端まで延びるように形成され、前記
燃料圧送手段の燃料導入側に接続されるとともに前記燃
料タンクに接続された冷却用流路とを備え、前記燃料圧
送手段は、前記冷却用流路を介して前記燃料タンクから
燃料を導入するとともに前記蓄圧室に燃料を圧送する。

【０００８】請求項３に記載の発明は、内燃機関の各気
筒に対応して延びるように形成され、その長手方向の一
端から他端まで延びるように形成された蓄圧室を備え、
該蓄圧室の一方の端部には高圧燃料が供給される燃料供
給口が設けられるとともに前記各気筒に対応する位置に
はそれぞれ燃料分配口が形成されたコモンレールにおい
て、前記蓄圧室に沿って該蓄圧室に隣接する状態で一端
から他端まで延びるように形成され、一方の端部には燃
料タンクに接続される燃料導入口が形成されるとも他方
の端部には前記燃料導入口から導入された燃料を排出す
る燃料排出口が形成された燃料冷却用流路を一体で設け
た。

【０００９】請求項４に記載の発明は、内燃機関用燃料
供給装置に請求項３に記載のコモンレールを備えた。 （作用）請求項１に記載の発明によれば、燃料圧送手段
にて圧送される燃料がコモンレールに一時的に蓄えら
れ、該コモンレールから燃料供給手段にて内燃機関に供
給される。このとき、コモンレールから燃料供給手段に
供給される高い温度の燃料が、燃料タンクから燃料圧送
手段にて吸入される低い温度の燃料にて冷却される。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、燃料タン
クの燃料がコモンレールに設けられた冷却用流路を介し
て燃料圧送手段に導入され、コモンレールの蓄圧室に高
圧で供給される。そして、蓄圧室から燃料が燃料供給手
段を介して内燃機関に供給される。このとき、コモンレ
ールの一端から他端まで延びるように形成された蓄圧室
から燃料供給手段に供給される高い温度の燃料が、該蓄
圧室に沿って隣接するようにコモンレールの一端から他
端まで延びるように形成された冷却用流路を流れる低い
温度の燃料にて冷却される。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、内燃機関
の各気筒に対応して延びるように形成されたコモンレー
ルの一端から他端まで延びるように形成された蓄圧室に
は、その一方の端部に設けられた燃料供給口から高圧燃
料が供給され各気筒毎に設けられた燃料分配口から各気
筒に供給される。蓄圧室に沿って該蓄圧室に隣接するよ
うにコモンレールの一端から他端まで延びるように形成
された冷却用流路には、燃料タンクからの燃料がその一
方の端部に設けられた燃料導入口から供給され他方の端
部に設けられた燃料排出口から排出される。従って、蓄
圧室内の燃料が該蓄圧室に沿って延びるように形成され
た冷却用流路の一方の端部から導入され他方の端部から
排出される燃料により冷却される。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の作用をなすコモンレールから燃料が供給
される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１及び図２に従って説明する。図１は、内燃
機関用燃料供給装置１の構成を示す模式ブロック図であ
る。燃料供給装置１は、燃料圧送手段としてのサプライ
ポンプ２、コモンレール３、燃料供給手段としてのイン
ジェクタ４にて構成されている。

【００１４】サプライポンプ２は、コモンレール３を介
して燃料タンク５に接続されている。サプライポンプ２
は、フィードポンプ６、圧送ポンプ７及び吐出量制御弁
８を備えている。フィードポンプ６及び圧送ポンプ７は
エンジンＥの動力にて駆動される。フィードポンプ６
は、その燃料吸入口から燃料タンク５の燃料を吸入して
圧送ポンプ７に供給する。圧送ポンプ７はフィードポン
プ６から供給された燃料を高圧にしてその燃料吐出口か
ら圧送する。吐出量制御弁８は図示しないエンジン電子
制御装置に制御され圧送ポンプ７が圧送する高圧燃料の
吐出量を制御する。

【００１５】コモンレール３は、エンジンＥの各気筒に
対応して延びるように形成されている。図２（ａ）はコ
モンレール３の側断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけ
るＡ−Ａ線断面図である。図２（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、コモンレール３には、その一端から他端まで延び
る蓄圧室９と、該蓄圧室９に沿ってコモンレール３の一
端から他端まで延びる燃料冷却用流路１０とを備えてい
る。

【００１６】蓄圧室９は、その断面がほぼ四角形状に形
成されている。燃料冷却用流路１０は、蓄圧室９の両側
及び上側を取り囲むように形成されている。このことに
より、蓄圧室９と燃料冷却用流路１０との境界面積が大
きくなるように形成されている。

【００１７】図２（ａ）において蓄圧室９の左端には、
圧送ポンプ７の燃料吐出口に連通された燃料供給管１１
が接続される燃料供給口１２が設けられ、同じく右端に
は燃料タンク５に連通された燃料戻り管１３が接続され
る燃料排出口１４が設けられている。又、蓄圧室９に
は、各気筒に対応する位置にそれぞれ燃料分配口１５が
設けられている。

【００１８】一方、図２（ａ）において、冷却用流路１
０には、その右端に燃料タンク５に連通された燃料吸入
管１７が接続される燃料導入口１８が設けられ、同じく
左端にフィードポンプ６の燃料吸入口に連通された燃料
吸入管１９が接続される燃料排出口２０が設けられてい
る。

【００１９】各燃料分配口１５には、エンジンＥの各気
筒毎に設けられたインジェクタ４がそれぞれ噴射管１６
を介して接続されている。インジェクタ４は、電磁開閉
弁２１及びノズルニードル弁２２からなっている。電磁
開閉弁２１は、エンジン電子制御装置からの励磁電流に
て開閉制御され、ノズルニードル弁２２に蓄圧室９内の
高圧燃料を供給する。ノズルニードル弁２２は電磁開閉
弁２１を介して蓄圧室９から供給される高圧燃料にて作
動し、蓄圧室９内の高圧燃料を気筒内に噴射する。

【００２０】次に、以上のように構成された内燃機関用
燃料供給装置１の作用について説明する。エンジンＥが
始動されるとサプライポンプ２が駆動され、圧送ポンプ
７から燃料供給管１１を介してコモンレール３の蓄圧室
９に燃料が圧送される。このため、蓄圧室９内に燃料が
高圧で蓄えられ、蓄圧室９から各噴射管１６を介してイ
ンジェクタ４に燃料が高圧で供給される。このとき、蓄
圧室９内の高い温度の燃料が、燃料冷却用流路１０を通
ってサプライポンプ２に吸入される低い温度の燃料によ
り蓄圧室９と燃料冷却流路１０との境界隔壁を介して熱
量を奪われることによって冷却される。

【００２１】従って、圧送ポンプ７にて高圧で蓄圧室９
に圧送されて高い温度になった燃料が、燃料タンク５か
ら吸入される低い温度の燃料で冷却される。蓄圧室９で
冷却された燃料は、噴射管１６を介してインジェクタ４
に供給され気筒内に噴射される。従って、各インジェク
タ４には圧送ポンプ７から圧送されるときの温度よりも
低い温度の燃料が供給される。

【００２２】以上詳述したように、本実施の形態の内燃
機関用燃料供給装置によれば、以下の効果を得ることが
できる。 （ａ） 蓄圧室９に高圧で供給された高い温度の燃料
が、燃料タンク５から吸入される低い温度の燃料で冷却
される。従って、コモンレール３から燃料供給手段（イ
ンジェクタ４）に供給される燃料が効果的に冷却され
る。ゆえに、燃料供給手段に使用される電磁開閉弁２１
の電磁ソレノイドの動作特性が高い温度の燃料の影響で
大きく変化しないため、その燃料噴射量に生じる誤差を
小さくすることができる。又、高温に晒されることによ
る電磁ソレノイドの性能低下を抑制することができる。

【００２３】（ｂ） コモンレール３の蓄圧室９内の燃
料が、該蓄圧室９に沿ってコモンレール３に一体で形成
された冷却用流路１０を通って流れる燃料にて冷却され
る。従って、コモンレール３だけで該コモンレール３か
ら内燃機関に供給される燃料が冷却される。そのため、
従来の内燃機関用燃料供給装置において、従来のコモン
レールを変更するとともに、サプライポンプ２と冷却用
流路１０とを燃料吸入管１９にて接続し冷却用流路１０
と燃料タンク５とを燃料吸入管１７で接続するだけで容
易に実施することができる。

【００２４】又、蓄圧室９内の燃料を水冷しようとする
と、サプライポンプ２とコモンレール３との間に水冷式
熱交換器を設け該交換器とラジエータとを冷却水用管で
接続する必要がある。一方、本実施の形態は、コモンレ
ール３に一体で形成した冷却用流路１０を介して燃料タ
ンク５から燃料をを吸入するだけなので構成が簡単とな
る。

【００２５】（ｃ） コモンレール３の一端から他端ま
で延びるように形成された蓄圧室９内の燃料が、該蓄圧
室９に沿ってコモンレール３の一端から他端まで延びる
ように一体で形成した冷却用流路１０を一方の端部から
他方の端部に流れる燃料にて冷却される。従って、簡単
な構造で加工工数が少ないコモンレール３にて該コモン
レール３から内燃機関に供給される燃料を効果的に冷却
することができる。

【００２６】（ｄ） 蓄圧室９を取り囲むように冷却用
流路１０を形成したので、該冷却用流路１０により蓄圧
室９における燃料の脈動音が遮蔽される。従って、蓄圧
室９内の脈動音を低減することができる。

【００２７】（ｅ） 蓄圧室９と冷却用流路１０との境
界面積が大きくなるような断面形状としたので高い熱交
換効率を得ることができる。その結果、蓄圧室９内の燃
料を効率良く冷却することができる。

【００２８】尚、実施の形態は、以下のように変更して
もよい。 ○ 冷却用流路１０に設ける燃料導入口１８と燃料排出
口２０の場所及び個数は上記実施の形態に限らない。例
えば、上記実施の形態で、燃料タンク５から冷却用流路
１０への燃料導入口１８と蓄圧室９の燃料供給口１２と
をコモンレール３の同じ側の端部に設けてもよい。

【００２９】又、燃料導入口１８を冷却用流路１０の両
端部の間に１つあるいは複数設けるとともに、各端部に
それぞれ燃料排出口２０を設けてもよい。反対に、燃料
導入口１８を冷却用流路１０の両端部に設けるととも
に、両端部間に燃料排出口２０を１つあるいは複数設け
てもよい。

【００３０】さらに、冷却用流路１０の一方の端部に燃
料導入口１８を設け、同じく他方の端部に燃料排出口２
０を設けるとともに、両端部間に燃料導入口１８又は燃
料排出口２０をそれぞれ１つ又は複数設けてもよい。

【００３１】○ 蓄圧室９に設ける燃料供給口１２の場
所及び数は、上記実施の形態に限らない。例えば、燃料
供給口１２を蓄圧室９の両端にそれぞれ設けてもよく、
さらに、両端間にも１つ又は複数設けたものであっても
よい。

【００３２】又、燃料排出口１４を設ける場所及び数
も、燃料供給口１２と同様に、上記実施の形態に限定さ
れない。さらに、燃料排出口１４を持たない蓄圧室９で
あってもよい。

【００３３】○ 蓄圧室９及び冷却用流路１０の断面形
状は、上記実施の形態の断面形状に限らず、例えば、円
形、楕円形等の各形状であってもよい。又、冷却用流路
１０を複数本設けてもよい。例えば、蓄圧室９を挟むよ
うにその両側にそれぞれ冷却用流路１０を設けてもよ
い。

【００３４】○ 冷却用流路１０内において、蓄圧室９
との隔壁に冷却用のフィンを設けてもよい。この場合に
は、蓄圧室９内の熱がフィンにより冷却用流路１０を流
れる燃料に効率良く奪われるため、蓄圧室９内の燃料が
効率良く冷却される。

【００３５】○ フィードポンプ６と圧送ポンプ７とを
別体で備えた燃料供給装置に実施してもよい。この場合
には、燃料タンク５とコモンレール３との間にフィード
ポンプ６を設けた構成であってもよい。

【００３６】○ コモンレール３に蓄圧室９とともに冷
却用流路１０を一体で形成する代わりに、蓄圧室９のみ
を備えたコモンレール３に、冷却用流路１０のみを備
え、コモンレール３と別体で形成された冷却用部材を組
み立てにより合体させるようにしてもよい。この場合
に、複数の冷却用部材をコモンレール３に合体させるよ
うにしてもよい。

【００３７】○ サプライポンプ２とコモンレール３と
の間に、該サプライポンプ２から蓄圧室９に圧送される
燃料を該サプライポンプ２が燃料タンク５から吸入する
燃料にて冷却する冷却装置を設けた構成であってもよ
い。この冷却装置は、サプライポンプ４から圧送される
燃料と燃料タンク５から吸入される燃料とが単に隣り合
って流れるようにしたものでもよく、又、熱交換器であ
ってもよい。熱交換器とした場合には、冷却効率を高く
することができる。

【００３８】以下、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の外に前述した各実施の形態から把握される技術的
思想をその効果とともに記載する。 （１） 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用燃料
供給装置を備えた内燃機関。このような構成によれば、
コモンレールから燃料が供給される内燃機関において、
請求項１又は請求項２に記載の効果を得ることができ
る。

【００３９】尚、この明細書において、発明の構成に係
る手段及び部材は、以下のように定義されるものとす
る。 （１） コモンレールとは、内燃機関の各気筒に対応し
て延びるように形成され、各気筒に対応する位置に燃料
分配口が設けられた蓄圧室を備え、該蓄圧室に高圧で供
給された燃料を一時的に蓄えて燃料配分口から供給する
ことができるものであればよい。従って、その断面形状
や、前記燃料分配口の数は問わない。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１、請求項
２及び請求項４に記載の発明によれば、コモンレール内
の高い温度の燃料を低い温度の燃料で効果的に冷却する
ことができる。その結果、インジェクタの電磁制御弁の
動作特性を安定化して正確な燃料噴射量を得ることがで
き、又、その寿命を長くすることができる。

【００４１】請求項２に記載の発明によれば、コモンレ
ール内で冷却を行うことができるため、従来の燃料供給
装置においてコモンレールを変更するとともに該コモン
レールを介して燃料を吸入するように接続するだけで実
施することができる。

【００４２】請求項３に記載の発明によれば、蓄圧室に
沿って延びるように形成されるとともに一方の端部に燃
料導入口を備え他方の端部に燃料排出口を備えた冷却用
流路を設けるだけであるため、加工工数が少なく簡単な
構造となる。

【００４３】請求項４に記載の発明によれば、コモンレ
ールから燃料を供給する内燃機関用燃料供給装置におい
て、請求項３に記載の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 内燃機関用燃料供給装置の模式構成図。

【図２】 （ａ）コモンレールの側断面図、（ｂ）
（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図。

【図３】 従来例の内燃機関用燃料供給装置の模式構成
図。

【符号の説明】

３…コモンレール、５…燃料タンク、７…燃料圧送手段
としての圧送ポンプ、９…蓄圧室、１０…冷却用流路、
１２…燃料供給口、１５…燃料分配口、１８…燃料導入
口、２０…燃料排出口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクから燃料を吸入して圧送する
   燃料圧送手段と、 前記燃料圧送手段から圧送された燃料を一時的に蓄える
   コモンレールと、 前記コモンレールに連通され、該コモンレールに蓄えら
   れている燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段とを備
   えた内燃機関用燃料供給装置において、 前記燃料タンクから前記燃料圧送手段にて吸入される燃
   料で前記コモンレールから前記燃料供給手段に供給され
   る燃料を冷却する内燃機関用燃料供給装置。
2. 【請求項２】 燃料タンクから燃料を吸入して圧送する
   燃料圧送手段と、 前記燃料圧送手段から圧送された燃料を一時的に蓄える
   コモンレールと、 前記コモンレールに連通され、該コモンレールに蓄えら
   れている燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段とを備
   えた内燃機関用燃料供給装置において、 前記コモンレールは、該コモンレールの長手方向の一端
   から他端まで延びるように形成され、前記燃料圧送手段
   の燃料吐出側に接続されるとともに前記燃料供給手段に
   連通された蓄圧室と、該蓄圧室に沿って隣接するように
   前記コモンレールの一端から他端まで延びるように形成
   され、前記燃料圧送手段の燃料導入側に接続されるとと
   もに前記燃料タンクに接続された冷却用流路とを備え、 前記燃料圧送手段は、前記冷却用流路を介して前記燃料
   タンクから燃料を導入するとともに前記蓄圧室に燃料を
   圧送する内燃機関用燃料供給装置。
3. 【請求項３】 内燃機関の各気筒に対応して延びるよう
   に形成され、その長手方向の一端から他端まで延びるよ
   うに形成された蓄圧室を備え、該蓄圧室の一方の端部に
   は高圧燃料が供給される燃料供給口が設けられるととも
   に前記各気筒に対応する位置にはそれぞれ燃料分配口が
   形成されたコモンレールにおいて、 前記蓄圧室に沿って該蓄圧室に隣接する状態で一端から
   他端まで延びるように形成され、一方の端部には燃料タ
   ンクに接続される燃料導入口が形成されるとも他方の端
   部には前記燃料導入口から導入された燃料を排出する燃
   料排出口が形成された燃料冷却用流路を一体で設けたコ
   モンレール。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のコモンレールを備えた
   内燃機関用燃料供給装置。