(57)【要約】【課題】 蓄圧式燃料噴射システムに副蓄圧器及び接続体を設けることにより、応答性のよい噴射特性が得られ、ディーゼルエンジンの出力、燃費の向上と排ガスの有害成分の減少が図られるとともに、副蓄圧器のスペースやエンジン構成部品を盛り込むスペースを充分に確保することができる、ディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムの提案。【解決手段】 ディーゼル内燃機関の各気筒毎に設けられる燃料噴射用のノズルホルダー、前記ノズルホルダーに供給する燃料の圧力を蓄圧するコモンレール、前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧供給ポンプ、前記コモンレールと前記ノズルホルダーとをそれぞれ連通する燃料分配管、および前記コモンレールと前記高圧供給ポンプとを連通する燃料供給管を備えたディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、前記コモンレールより下流側に副蓄圧器を設け、さらに該副蓄圧器より下流側に接続体を設けることを特徴とする。【選択図】図２
2006307723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル内燃機関の各気筒毎に設けられる燃料噴射用のノズルホルダー、前記ノズルホルダーに供給する燃料の圧力を蓄圧するコモンレール、前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧供給ポンプ、前記コモンレールと前記ノズルホルダーとをそれぞれ連通する燃料分配管、および前記コモンレールと前記高圧供給ポンプとを連通する燃料供給管を備えたディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、前記コモンレールより下流側に副蓄圧器を設け、さらに該副蓄圧器より下流側に接続体を設けることを特徴とするディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システム。
【請求項２】
ディーゼル内燃機関の各気筒毎に設けられる燃料噴射用のノズルホルダー、前記ノズルホルダーに供給する燃料の圧力を蓄圧するコモンレール、前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧供給ポンプ、前記コモンレールと前記ノズルホルダーとをそれぞれ連通する燃料分配管、および前記コモンレールと前記高圧供給ポンプとを連通する燃料供給管を備えたディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、前記燃料分配管と前記ノズルホルダーとの間に副蓄圧器を介在させ、更に該副蓄圧器と前記ノズルホルダーとの間に接続体を介在させることを特徴とするディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システム。
【請求項３】
前記接続体は、前記副蓄圧器ボス部及び前記ノズルホルダーの燃料取入口部とそれぞれ嵌合する接続頭部を両端に備えた接続管と、該副蓄圧器ボス部及び該ノズルホルダーの燃料取入口部と該接続管の接続頭部とを締結するための締め付け用袋ナットとから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システム。
【請求項４】
前記接続体の管軸方向のほぼ中心付近に更に曲げ部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システム。
【請求項５】
前記副蓄圧器の容積は、１回の最大噴射量の３〜２０倍の大きさであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載のディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディーゼルエンジンに使用される蓄圧式燃料噴射システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用の蓄圧式燃料噴射システムは、高圧供給ポンプによってコモンレールに高圧燃料を蓄圧し、コモンレールで蓄圧された高圧燃料を各気筒毎に噴射する電磁制御式の燃料噴射システムであり、その構成はディーゼル内燃機関の各気筒毎に設けられる燃料噴射用のノズルホルダー、前記ノズルホルダーに供給する燃料の圧力を蓄圧するコモンレール、前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧供給ポンプ、前記コモンレールと前記ノズルホルダーとをそれぞれ連通する燃料分配管、および前記コモンレールと前記高圧供給ポンプとを連通する燃料供給管を備えている。
【０００３】
上記の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、応答性のよい噴射特性を得るためには、コモンレール内に蓄圧された燃料の蓄圧容量を大きくするか、または燃料の蓄圧圧力をより高める必要がある。そしてまずコモンレール内の蓄圧内容積を確保するためには、コモンレールの内径を大きくするかまたはコモンレールの長さを長くしなければならない。しかし、コモンレールの内径を大きくするとコモンレールの肉厚をより厚くし大径に形成しなければならないためブラケットを含めて大形化せざるを得ず、これにより重量が増して近年の軽量と小形化の要求に反するものとなってしまい、さらに内径を大きくすればその内周面の剛性が低下して該内周面の欠陥感度が上昇するので該欠陥を可及的に少なく（好ましくは１０μｍ以下にする）しなければならない。一方コモンレールの長さを長くすると、コモンレールを必要以上に長尺に設計したりコモンレールとノズルホルダーとの間の燃料分配管に不必要の曲げ加工を施して実質的な長さを確保するなどの必要性が生じ、これも軽量化と小形化の要求に反するものとなってしまう。さらにコモンレールなどに蓄圧される燃料の圧力をより高めようとすると、耐圧性を維持するため肉厚をより一層厚くしなければならない上、前記した内周面の欠陥も可及的に少なくしなければならず、肉厚を厚くすることにより重量の増大を招くのみならず内圧疲労による破裂の危険性が増すことになる。そして前記内周面の欠陥を好ましくは１０μｍ以下となるように少なくするには高価なプロセスが必要となり、製造コストが高くつくことになる。したがって前記した応答性のよい噴射特性を得るためのいずれの対策も好ましいものではなかった。
【０００４】
かかる弊害を是正すべく、例えば特許文献１にあるように、蓄圧式燃料噴射システムに副蓄圧器を設けることにより、コモンレールを長くしたり内径を大きくすることなく、また燃料蓄圧圧をより高めることもなく、応答性のよい噴射特性が得られるディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムが提案されている。
しかし、上記特許文献１に記載の蓄圧式燃料噴射システムは、副蓄圧器が燃料噴射用のノズルホルダーに直接接続されるような構造をとっており、従って、ノズルホルダーに極めて近い位置に前記副蓄圧器を設置せざるを得ないような構成となっていた。しかし、ノズルホルダーはシリンダーヘッドに埋設され、付近にはインテークマニホールドなどエンジン構成部品が多く、これらと副蓄圧器との干渉を生じその配置に苦慮しており、この傾向はＶ型エンジンでは特に著しい状況であった。
一方、応答性のよい噴射特性を得るためには、一般的なコモンレールの場合、副蓄圧容器の大きさ（外径×長さ）は最低でも気筒当たりφ３５ｍｍ×Ｌ５０ｍｍ程度必要であることが種々の研究を重ねた結果分かってきた。
このため、上記特許文献１に記載の蓄圧式燃料噴射システムの配置構成においてノズルホルダー近傍にこれだけの副蓄圧容器のスペースを確保するためには、副蓄圧器の末端部（ボス部）、或いはノズルホルダーの燃料取入口部の長さを適宜伸ばすことにより解消せざるを得なかった。
【０００５】
しかしながら、この場合には、エンジンメーカーあるいは自動車メーカーからの要請に応じて、その都度、副蓄圧器の末端部（ボス部）、或いはノズルホルダーの燃料取入口部の形状を一つ一つ全く別の設計によってやり直さなければならないため、生産性が著しく低下するという問題がある。また、副蓄圧器の末端部（ボス部）、或いはノズルホルダーの燃料取入口部の形状を変えた場合、当然のように製品の信頼性を担保すべく、どの位置に応力集中が生ずるのかをその都度精査しなければならず、簡易性を著しく欠くという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−２０５０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる弊害を是正すべくなされたものであり、従来の蓄圧式燃料噴射システムに加え、極めて簡便な方法により副蓄圧器と燃料噴射のノズルホルダーとの間隔を一定距離以上離すような配置構成をとることで、応答性のよい噴射特性を備えた蓄圧式燃料噴射システムに高い配索性を与えることができることを知見し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る蓄圧式燃料噴射システムは、ディーゼル内燃機関の各気筒毎に設けられる燃料噴射用のノズルホルダー、前記ノズルホルダーに供給する燃料の圧力を蓄圧するコモンレール、前記コモンレールに高圧燃料を供給する高圧供給ポンプ、前記コモンレールと前記ノズルホルダーとをそれぞれ連通する燃料分配管、および前記コモンレールと前記高圧供給ポンプとを連通する燃料供給管を備えたディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、第１の実施態様は前記コモンレールより下流側に副蓄圧器を設け、さらに該副蓄圧器より下流側に接続体を設けることを特徴とし、第２の実施態様は前記燃料分配管と前記ノズルホルダーとの間に副蓄圧器を介在させ、更に該副蓄圧器と前記ノズルホルダーとの間に接続体を介在させることを特徴とし、第３の実施態様は前記接続体は、前記副蓄圧器ボス部及び前記のノズルホルダーの燃料取入口部とそれぞれ嵌合する接続頭部を両端に備えた接続管と、該副蓄圧器ボス部及び該ノズルホルダーの燃料取入口部と該接続管の接続頭部とを締結するための締め付け用袋ナットとから構成されていることを特徴とし、第４の実施態様は前記接続体の管軸方向のほぼ中心付近に更に曲げ部が設けられていることを特徴とし、第５の実施態様は前記副蓄圧器の容積は、１回の最大噴射量の３〜２０倍の大きさであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムによれば、コモンレールより下流側に副蓄圧器を設けることにより、コモンレールを長くしたり内径を大きくする必要がなく、また燃料の蓄圧圧力をより高めることもなく、応答性のよい噴射特性を得ることができ、ディーゼルエンジンの出力、燃費の向上と排ガスの有害成分の減少が図られるという大なる効果を奏する。
また、副蓄圧器より下流側に接続体を設けることにより配索性が向上し、副蓄圧器のスペースやエンジン構成部品を盛り込むスペースを充分に確保して干渉を防止することが可能となり、しかも、副蓄圧器やノズルホルダーの生産性の低下や、製造の簡易性の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明はディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおいて応答性のよい噴射特性を得る手段として、コモンレールより下流側に副蓄圧室を設け、しかも所定長さの接続体を介在させることにより、コモンレールおよびノズルホルダー並びに副蓄圧器の内容積を確保するようにしたもので、かかる手段を講じることにより、コモンレールおよびノズルホルダー並びに副蓄圧器の内容積を確保することができるので、コモンレールおよびノズルホルダーを長くしたり内径を大きくすることなく、燃料噴射応答性（車載ＣＰＵからの指令信号に対する正確な追従性）をより高めることが可能となり、応答性が良くかつ正確な噴射特性を得ることができることとなる。
【００１０】
また、前記副蓄圧器及び接続体の設置手段としては、専用の副蓄圧器と接続体を別個に製作し、燃料分配管の末端とノズルホルダーの燃料取入口間に、この副蓄圧器と接続体を接続すればよい。したがってこの場合は、コモンレール本管より燃料分配管を介して供給される高圧燃料は前記副蓄圧器及び接続体を経てノズルホルダーの燃料取入口に導入されることとなる。
【００１１】
さらに、本発明における副蓄圧室の容積を、１回の最大噴射量の３〜２０倍の大きさとしたのは、３倍未満では前記応答性の向上効果が乏しく、一方２０倍を超えると前記の効果は大きいが副蓄圧室及び副蓄圧器が大型となって干渉により配索性が低下し、耐圧性の確保が困難となるとともに、製造コストが上昇してしまうからである。
従って、一般的な車輌用ディーゼルエンジンのコモンレールの場合、副蓄圧器の容積は概ね０．５〜１．５ｃｍ３となる。
【００１２】
また、接続管の長さは、２０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下であることが好ましい。
接続管の長さが２０ｍｍ未満では、接続頭部を作ることが困難となるため好ましくなく、他方、接続管の長さが５０ｍｍを超えても効果にあまり差がなく、ノズルホルダーからの副蓄圧器までの長さが長くなって耐振性が低下するため、好ましくないからである。
【００１３】
図１は本発明の一実施例におけるディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムを示す概略図、図２は図１に示す燃料噴射システムにおける副蓄圧器及び接続体を拡大して示す断面図、図３は同じく図１に示す燃料噴射システムにおける副蓄圧器及び他の接続体を拡大して示す断面図であり、１はコモンレール、２は燃料噴射用のノズルホルダー、３は高圧供給ポンプ、４は燃料分配管、５は燃料供給管、６−１は副蓄圧器、６−２は副蓄圧室、７−１、７−２、７−３は締付け用袋ナット、８はワッシャ、９は接続体である。
すなわち、本発明はディーゼル内燃機関の各気筒毎に設けられる燃料噴射用のノズルホルダー２、前記ノズルホルダーに供給する燃料の圧力を蓄圧するコモンレール１、前記コモンレール１に高圧燃料を供給する高圧供給ポンプ３、前記コモンレール１と前記ノズルホルダー２とをそれぞれ連通する燃料分配管４、および前記コモンレール１と前記高圧供給ポンプ３とを連通する燃料供給管５を備えたディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムにおいて、図１に示す燃料噴射システムは前記コモンレール１下流側の燃料分配管４と前記ノズルホルダー２との間に副蓄圧器６−１と接続体９を設けて構成したものである。
【実施例１】
【００１４】
該副蓄圧器６−１は図２に拡大して示すごとく、内部に副蓄圧室６−２を有する器本体の燃料分配管４側に設けたボス部６−３に、副蓄圧室６−２に通じかつ外方に開口する受圧座面６−４を有する通孔６−５を穿設し、一方内部に副蓄圧室６−２を有する器本体の接続管９−１側に設けたボス部６−６に、副蓄圧室６−２に通じかつ外方に開口する受圧座面６−８を有する通孔６−９を穿設している。
同じく該接続体９は図２に拡大して示すごとく、前記副蓄圧器６−１のボス部６−６側に設けた接続頭部９−２とノズルホルダー２側に設けた接続頭部９−４とを両端に備えた接続管９−１に、前記ボス部６−６からノズルホルダー２までの間通孔９−６を穿設し、更に、該接続頭部９−２、９−２の裏側には予め組み込んだ締め付け用袋ナット７−２、７−３がそれぞれ設けられている。また、該副蓄圧器のボス部６−３、６−６の外周面にはそれぞれねじ部６−７が設けられている。
【００１５】
そして燃料分配管４と副蓄圧器６−１との接続は該燃料分配管４の末端に設けた接続頭部４−１のなす押圧座面４−２を副蓄圧器６−１側の受圧座面６−４に当接係合せしめ、予め燃料分配管４側に組込んだ締付け用袋ナット７−１を前記ボス部６−３のねじ部６−７に螺合することにより前記接続頭部４−１での押圧に伴って締着して接続構成し、次いで副蓄圧器６−１と接続管９−１との接続は該副蓄圧器６−１の末端に設けたボス部６−６のなす受圧座面６−８を接続管９−１側の接続頭部９−２のなす押圧座面９−３に当接係合せしめ、予め接続管９−１側に組み込んだ一の締め付け用袋ナット７−２を該ボス部６−６のねじ部６−７に蝶合することにより前記接続頭部９−２での押圧に伴って締着して接続構成する。更に、接続管９−１とノズルホルダー２との接続は該接続管９−１の末端に設けた接続頭部９−４のなす押圧座面９−５をノズルホルダー２側の燃料取付口部２−１のなす受圧座面２−３に当接係合せしめ、予め接続管９−１側に組み込んだ他の締め付け用袋ナット７−３を燃料取入口部２−１のねじ部２−５に蝶合することにより前記接続頭部９−４での押圧に伴って締着して接続構成する。
【００１６】
上記構成の蓄圧式燃料噴射システムでは、高圧供給ポンプ３により高圧に加圧されてコモンレール１に供給された燃料は、各燃料分配管４を介して副蓄圧器６−１及び接続管９−１を経て燃料取入口部２−１よりノズルホルダー２に流入するので、前記各燃料分配管４との間に設けた副蓄圧器６−１の作用によりコモンレールの内容積を大きくする必要がなく、また燃料の蓄圧圧力をより高めることもなく、応答性のよい正確な噴射特性を得ることができる。
更に、副蓄圧室６−２の大きさに応じた接続管９の長さを適宜選択することで、システムの信頼性を損なうことなく、各エンジン構成部品の優れた配置構成をとることが可能となる。
【実施例２】
【００１７】
次に、図３に示す燃料噴射システムの拡大図は、前記接続管９−１の管軸方向の中心付近に曲げ部９−７を設けて構成する以外は、図２に示す燃料噴射システムの拡大図と同様である。
【００１８】
上記構成の蓄圧式燃料噴射システムでは、接続管９−１の管軸方向の中心付近に曲げ部９−７を設けることにより、エンジン構成部品が最も混み合っている区域である接続管付近のスペースを充分に確保することが可能となる。
また前記図２のシステムと同様燃料の蓄圧圧力をより高めることもなく、応答性のよい噴射特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例におけるディーゼル内燃機関の蓄圧式燃料噴射システムを示す概略図である。
【図２】図１に示す燃料噴射システムにおける副蓄圧器及び接続体を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示す燃料噴射システムにおける副蓄圧器及び他の接続体を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  コモンレール
２  ノズルホルダー
２−１  燃料取入口部
２−２  燃料流路
２−３  受圧座面
２−４  通孔
２−５  ねじ部
３  高圧供給ポンプ
４  燃料分配管
４−１  接続頭部
４−２  押圧座面
５ 燃料供給管
６−１  副蓄圧器
６−２  副蓄圧室
６−３、６−６  ボス部
６−４、６−８  受圧座面
６−５、６−９  通孔
６−７  ねじ部
７−１、７−２、７−３  締付け用袋ナット
８  ワッシャ
９  接続体
９−１  接続管
９−２、９−４  接続頭部
９−３、９−５  押圧座面
９−６  通孔
９−７  曲げ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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