(57)【要約】【課題】  吐出能力がより小さいフィードポンプを用いて燃料噴射弁を冷却する。【解決手段】  内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するように設けられた筒内燃料噴射弁６と、該筒内燃料噴射弁に燃料を供給するフィードポンプ３と、該フィードポンプから吐出された燃料を筒内燃料噴射弁の噴射孔に供給するために該フィードポンプから筒内燃料噴射弁の噴射孔まで延びる燃料供給通路とを具備する燃料供給装置において、上記筒内燃料噴射弁から燃料が噴射されているときに、前記フィードポンプから吐出された燃料が燃焼室内に露出した上記筒内燃料噴射弁の先端領域を循環した後に該筒内燃料噴射弁の噴射孔へと供給されるように上記燃料供給通路が形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するように設けられた筒内燃料噴射弁と、該筒内燃料噴射弁に燃料を供給するフィードポンプと、該フィードポンプから吐出された燃料を筒内燃料噴射弁の噴射孔に供給するために該フィードポンプから筒内燃料噴射弁の噴射孔まで延びる燃料供給通路とを具備する燃料供給装置において、上記筒内燃料噴射弁から燃料が噴射されているときに、前記フィードポンプから吐出された燃料が燃焼室内に露出した上記筒内燃料噴射弁の先端領域を循環した後に該筒内燃料噴射弁の噴射孔へと供給されるように上記燃料供給通路が形成されていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するように設けられた筒内燃料噴射弁と、内燃機関の吸気通路内に燃料を直接噴射するように設けられた吸気通路燃料噴射弁と、これら筒内燃料噴射弁と吸気通路燃料噴射弁とに燃料を供給するフィードポンプと、該フィードポンプから吐出された燃料を筒内燃料噴射弁の噴射孔および吸気通路燃料噴射弁の噴射孔に供給するために該フィードポンプから筒内燃料噴射弁の噴射孔および吸気通路燃料噴射弁の噴射孔まで延びる燃料供給通路とを具備する燃料供給装置において、上記筒内燃料噴射弁および吸気通路燃料噴射弁の少なくとも１つの燃料噴射弁から燃料が噴射されているときに、前記フィードポンプから吐出された燃料が燃焼室内に露出した上記筒内燃料噴射弁の先端領域を循環した後に上記燃料噴射が行われている燃料噴射弁の噴射孔へと供給されるように上記燃料供給通路が形成されていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
上記筒内燃料噴射弁の噴射孔から噴射される燃料の量が予め定められた量よりも少ないときに、上記フィードポンプから吐出された燃料が上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
上記筒内燃料噴射弁の噴射孔から噴射される燃料の量が予め定められた量よりも少ないときに、上記フィードポンプから吐出された燃料が上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環した後に上記吸気通路燃料噴射弁の噴射孔に供給されて該吸気通路燃料噴射弁の噴射孔から噴射されることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
上記フィードポンプよりも高い圧力で燃料を吐出する高圧ポンプをさらに具備し、該高圧ポンプが上記フィードポンプと上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域との間の燃料供給通路に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料供給装置。
【請求項６】
上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環した後の燃料を冷却するための冷却手段をさらに具備し、上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環した後の燃料の温度が予め定められた温度よりも高いときに上記冷却手段によって該燃料が冷却されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁が開示されている。同特許文献の段落０００３に記載されているように、燃料噴射弁内部の温度が高くなり過ぎると、燃料密度の低下などにより、内燃機関の運転に支障をきたすことになる。そこで、同特許文献記載の燃料噴射弁では、フィードポンプから吐出される低圧の燃料をニードル弁内に流すことによって該ニードル弁を冷却するようにしている（特に、段落００１９参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０１１６６号公報
【特許文献２】特開平６−１３７２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１記載のフィードポンプは、該燃料噴射弁のニードル弁を冷却するための燃料とは別個に、燃料噴射弁から噴射されるべき燃料を燃料噴射弁に供給している。このため、特許文献１記載のフィードポンプは、燃料噴射弁から噴射されるべき燃料のみを燃料噴射弁に供給する場合に比べて、大きな吐出能力を有する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、吐出能力がより小さいフィードポンプを用いて燃料噴射弁を冷却することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するように設けられた筒内燃料噴射弁と、該筒内燃料噴射弁に燃料を供給するフィードポンプと、該フィードポンプから吐出された燃料を筒内燃料噴射弁の噴射孔に供給するために該フィードポンプから筒内燃料噴射弁の噴射孔まで延びる燃料供給通路とを具備する燃料供給装置において、上記筒内燃料噴射弁から燃料が噴射されているときに、前記フィードポンプから吐出された燃料が燃焼室内に露出した上記筒内燃料噴射弁の先端領域を循環した後に該筒内燃料噴射弁の噴射孔へと供給されるように上記燃料供給通路が形成されている。
【０００７】
上記課題を解決するために、２番目の発明では、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射するように設けられた筒内燃料噴射弁と、内燃機関の吸気通路内に燃料を直接噴射するように設けられた吸気通路燃料噴射弁と、これら筒内燃料噴射弁と吸気通路燃料噴射弁とに燃料を供給するフィードポンプと、該フィードポンプから吐出された燃料を筒内燃料噴射弁の噴射孔および吸気通路燃料噴射弁の噴射孔に供給するために該フィードポンプから筒内燃料噴射弁の噴射孔および吸気通路燃料噴射弁の噴射孔まで延びる燃料供給通路とを具備する燃料供給装置において、上記筒内燃料噴射弁および吸気通路燃料噴射弁の少なくとも１つの燃料噴射弁から燃料が噴射されているときに、前記フィードポンプから吐出された燃料が燃焼室内に露出した上記筒内燃料噴射弁の先端領域を循環した後に上記燃料噴射が行われている燃料噴射弁の噴射孔へと供給されるように上記燃料供給通路が形成されている。
【０００８】
３番目の発明では、２番目の発明において、上記筒内燃料噴射弁の噴射孔から噴射される燃料の量が予め定められた量よりも少ないときに、上記フィードポンプから吐出された燃料が上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環する。
【０００９】
４番目の発明では、２番目の発明において、上記筒内燃料噴射弁の噴射孔から噴射される燃料の量が予め定められた量よりも少ないときに、上記フィードポンプから吐出された燃料が上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環した後に上記吸気通路燃料噴射弁の噴射孔に供給されて該吸気通路燃料噴射弁の噴射孔から噴射される。
【００１０】
５番目の発明では、１〜４番目の発明のいずれか１つにおいて、上記フィードポンプよりも高い圧力で燃料を吐出する高圧ポンプをさらに具備し、該高圧ポンプが上記フィードポンプと上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域との間の燃料供給通路に配置されている。
【００１１】
６番目の発明では、１〜５番目の発明のいずれか１つにおいて、上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環した後の燃料を冷却するための冷却手段をさらに具備し、上記筒内燃料噴射弁の上記先端領域を循環した後の燃料の温度が予め定められた温度よりも高いときに上記冷却手段によって該燃料が冷却される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃焼室に露出した筒内燃料噴射弁の先端部分を循環せしめられて該先端部分を冷却した燃料が、そのまま燃料噴射弁から噴射されるので、フィードポンプの吐出能力は比較的小さくてよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の燃料供給装置の概略図である。図１において、１は燃料タンク、２はフィードポンプ、３はプレッシャレギュレータ、４は冷却部、５は高圧ポンプ、６は筒内燃料噴射弁、７はポート内燃料噴射弁である。また、図１において、矢印線は、燃料の流れを示している。
【００１４】
燃料タンク１は、内燃機関を駆動するために使用される燃料を貯蔵している。また、フィードポンプ２および高圧ポンプ５は、共に、燃料を圧送するものであるが、その吐出圧は、フィードポンプ２よりも高圧ポンプ５のほうが高い。また、筒内燃料噴射弁６は、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射するようにその噴射孔近傍の部分が燃焼室内に露出するようにして内燃機関に設けられた燃料噴射弁である。一方、ポート内燃料噴射弁７は、内燃機関の吸気ポート（或いは、吸気管でもよい）に燃料を噴射するようにその噴射孔近傍の部分が吸気ポート内に露出するようにして内燃機関に設けられた燃料噴射弁である。
【００１５】
燃料タンク１内の燃料は、フィードポンプ２によってプレッシャレギュレータ３を介して冷却部４へと圧送される。プレッシャレギュレータ３は、冷却部４へ圧送される燃料の圧力が予め定められた圧力となるように冷却部４へ圧送される燃料の圧力を調整する。
【００１６】
冷却部４は、図２に示されているように、筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分を冷却するためのものである。すなわち、冷却部４は、筒内燃料噴射弁６のハウジングの少なくとも先端部分に取り付けられており、その内部に、燃料を通すための燃料通路８を有する。冷却部４に送られた燃料は、この燃料通路８を通ることになる。そして、冷却部４の燃料通路８内を流れる燃料によって、筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分が冷却されることになる。
【００１７】
冷却部４を通った燃料は、図１に示されているように、高圧ポンプ５を介して筒内燃料噴射弁６の噴射孔まで送られると共に、ポート内燃料噴射弁７の噴射孔まで送られる。
【００１８】
なお、プレッシャレギュレータ３から冷却部４に送られなかった燃料、高圧ポンプ５から筒内燃料噴射弁６に送られなかった燃料、および、筒内燃料噴射弁６から燃焼室内に噴射されずに残った燃料は、燃料リターン通路９を介して燃料タンク１に戻される。
【００１９】
このように燃料供給装置を構成することによって、以下のような利益を得ることができる。すなわち、筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分は、燃焼室内に露出していることから、機関運転中、その部分が冷却されなければ、その部分の温度は燃焼室内の燃焼熱によってかなり高くなる。そして、筒内燃料噴射弁６の噴射孔から燃料が噴射されている場合には、その噴射孔から噴射される燃料によって噴射孔近傍の部分が冷却されることから、その部分の温度は比較的低く抑えられていることになるが、筒内燃料噴射弁６の噴射孔から燃料が噴射されていないとき（或いは、筒内燃料噴射弁６の噴射孔から噴射されている燃料の量が非常に少ないとき）には、筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分の温度は、特に高くなってしまう。
【００２０】
このように筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分の温度が高くなると、例えば、噴射孔周りの部分に付着した燃料が蒸焼されてそのままデポジットとしてその部分に付着してしまう。すると、筒内燃料噴射弁６から噴射される燃料の量が所定の量からずれてしまったり、筒内燃料噴射弁６から噴射された燃料が良好な噴霧の形とならなかったりする。すなわち、筒内燃料噴射弁６から燃料を所定の特性でもって噴射することができなくなってしまうという問題点がある。
【００２１】
しかしながら、第１実施形態の燃料供給装置では、筒内燃料噴射弁６から燃料が噴射されており、この噴射される燃料によって筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分が冷却されているときはもちろんのこと、筒内燃料噴射弁６から燃料が噴射されていないときにも、冷却部４を燃料が循環するので、この循環する燃料によって筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分が冷却されることとなる。したがって、第１実施形態によれば、上述した問題点が解決される。
【００２２】
また、第１実施形態の燃料供給装置によれば、各燃料噴射弁には、冷却部４を循環することによって温度を高められた燃料が供給されることになる。したがって、各燃料噴射弁からは、このように比較的温度が高められた燃料が噴射されるので、燃料の霧化が促進される。
【００２３】
なお、第１実施形態の燃料供給装置では、筒内燃料噴射弁６からもポート内燃料噴射弁７からも燃料が噴射されていないときにも、高圧ポンプ５から筒内燃料噴射弁６に供給された燃料が燃料リターン通路を介して燃料タンク１へ戻る燃料の流れが形成されることから、冷却部４を燃料が循環する。もちろん、筒内燃料噴射弁６から燃料が噴射されておらず、ポート内燃料噴射弁７から燃料が噴射されているときには、上述した燃料の流れの他に、ポート内燃料噴射弁７の噴射孔へ向かう燃料の流れが形成されることから、冷却部４をより多くの燃料が循環することになる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態の燃料供給装置について説明する。図３が、第２実施形態の燃料供給装置を示している。図３においても、図１と同様に、１は燃料タンク、２はフィードポンプ、３はプレッシャレギュレータ、４は冷却部、５は高圧ポンプ、６は筒内燃料噴射弁、７はポート内燃料噴射弁であり、矢印線は、燃料の流れを示している。
【００２５】
第１実施形態では、プレッシャレギュレータ３下流であって、筒内燃料噴射弁６へ向かう燃料供給通路とポート内燃料噴射弁７へ向かう燃料供給通路の分岐点上流に、冷却部４が配置されていたが、第２実施形態では、高圧ポンプ５下流であって、筒内燃料噴射弁６（詳細には、筒内燃料噴射弁６の噴射孔）上流に、冷却部４が配置されている。
【００２６】
第２実施形態の燃料供給装置においても、第１実施形態の燃料供給装置と同様に、筒内燃料噴射弁６から燃料が噴射されているときはもちろんのこと、筒内燃料噴射弁６から燃料が噴射されていないときにも、冷却部４を燃料が循環するので、この循環する燃料によって筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分が冷却されることとなる。
【００２７】
また、このように燃料供給装置を構成することによって、以下のような利益も得ることができる。すなわち、冷却部４を循環した燃料は、筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分によって加熱されるので、その温度が高くなっている。一般的に、燃料の温度が高くなると、燃料内にベーパ（すなわち、蒸発した燃料）が発生しやすくなる。しかしながら、第２実施形態の燃料供給装置では、高圧ポンプ５によって圧力を高められた燃料が冷却部４に循環することから、冷却部４を循環した後の燃料の圧力も高く、このため、燃料内にベーパが発生しづらくなっている。
【００２８】
次に、本発明の第３実施形態の燃料供給装置について説明する。図４が、第３実施形態の燃料供給装置を示している。図４においても、図１と同様に、１は燃料タンク、２はフィードポンプ、３はプレッシャレギュレータ、４は冷却部、５は高圧ポンプ、６は筒内燃料噴射弁、７はポート内燃料噴射弁であり、矢印線は、燃料の流れを示している。
【００２９】
第１実施形態では、フィードポンプ２下流であって、冷却部４上流に、プレッシャレギュレータ３が配置されていたが、第３実施形態では、ポート内燃料噴射弁７下流に、プレッシャレギュレータ３が配置されている。
【００３０】
第３実施形態の燃料供給装置においても、第１実施形態の燃料供給装置と同様に、筒内燃料噴射弁６から燃料が噴射されているときはもちろんのこと、筒内燃料噴射弁６から燃料が噴射されていないときにも、冷却部４を燃料が循環するので、この循環する燃料によって筒内燃料噴射弁６の噴射孔近傍の部分が冷却されることとなる。
【００３１】
また、このように燃料供給装置を構成することによって、以下のような利益も得ることができる。すなわち、第１実施形態の燃料供給装置では、燃料は、冷却部４上流でプレッシャレギュレータ３によって調圧されて、その多くが燃料リターン通路を介して燃料タンク１に戻されてしまう。しかしながら、第３実施形態の燃料供給装置では、ポート内燃料噴射弁７下流、すなわち、冷却部４下流でプレッシャレギュレータ３によって調圧されることから、冷却部４には、より多くの燃料が循環することになり、冷却部４における冷却能力がより高くなる。
【００３２】
なお、冷却部４を循環したことによって燃料の温度があまりに高ければ、上述したように、燃料中にベーパが発生してしまう。そこで、上述した実施形態において、冷却部４下流に燃料を冷却する冷却装置を配置してもよい。これによれば、冷却部４を循環した後の燃料中にベーパが発生してしまうことが抑制される。なお、この実施形態の一例として、第１実施形態において冷却部４下流に冷却装置を配置した例を第４の実施形態として図５に示した。図５に示されている実施形態では、冷却部４下流であって、筒内燃料噴射弁６へ向かう燃料供給通路とポート内燃料噴射弁７へ向かう燃料供給通路の分岐点上流に、冷却装置１０が配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料供給装置を示す概略図である。
【図２】本発明の冷却部の詳細を示した図である。
【図３】本発明の第２実施形態の燃料供給装置を示す概略図である。
【図４】本発明の第３実施形態の燃料供給装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第４実施形態の燃料供給装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    燃料タンク
２    フィードポンプ
３    プレッシャレギュレータ
４    冷却部
５    高圧ポンプ
６    筒内燃料噴射弁
７    ポート内燃料噴射弁
８    燃料通路
９    燃料リターン通路
１０    冷却装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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