(57)【要約】【課題】燃料噴射装置から燃焼室内に噴射される燃料の流量を安定化することが可能な内燃機関の燃料供給システムおよびそれを備える内燃機関を提供する。【解決手段】コモンレール４内に燃料の脈動を減衰する減衰装置１５を設置した。減衰装置１５のハウジング１５ａ内には、メッシュ部１５ｂとその外周の支持部１５ｃとで構成される部分が、その厚さ方向に交差する両面に接続されたバネ１５ｄにより燃料の流れるＺ軸方向（左右両方向）に移動可能な状態で支持されている。これにより、コモンレール４内に脈動が伝播するのを抑制することができるので、インジェクタ５から燃焼室内に噴射される燃料の流量を安定化することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給源から加圧供給された燃料を蓄圧し、複数の燃料噴射装置に供給するコモンレールを備える内燃機関の燃料供給システムであって、
前記コモンレールは、燃料の脈動を減衰するための減衰装置を備えており、
前記減衰装置は、燃料が流れる方向に対して交差するように配置されたメッシュ部と、
前記メッシュ部に接続された状態で設けられ、予め設定された質量を持つ支持部と、
前記メッシュ部および前記支持部を燃料が流れる方向に移動可能な状態で支持する弾性部材とを有する内燃機関の燃料供給システム。
【請求項２】
前記減衰装置は、前記コモンレールにおいて前記複数の燃料噴射装置の各々が接続される複数の燃料流出口の各々を区切るように配置されている請求項１記載の内燃機関の燃料供給システム。
【請求項３】
前記支持部は、その厚さ方向に交差する両面側に配置された前記弾性部材に挟まれた状態で支持されている請求項１または２記載の内燃機関の燃料供給システム。
【請求項４】
前記燃料が、液化ガス燃料である請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料供給システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料供給システムを備える内燃機関。
【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システムおよびそれを備える内燃機関に関し、更に詳しくは、燃料噴射装置から燃焼室内に噴射される燃料の流量を安定化することが可能な内燃機関の燃料供給システムおよびそれを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンのコモンレール式の燃料供給システムにおいては、コモンレールにて蓄圧された燃料が、エンジンの回転速度により制御されるタイミングでインジェクタを通じて各気筒内に噴射される。
【０００３】
このコモンレール式の燃料供給システムにおいては、高圧ポンプ、コモンレールおよびインジェクタに到るまでの燃料噴射流路における燃料が高圧状態にあるために、その燃料噴射流路において、燃料噴射に際してインジェクタで生じた燃料の圧力脈動が伝わる結果、インジェクタによる燃料の噴射量が変動し、微小な流量を安定した状態で噴射することができない、という問題がある。
【０００４】
なお、このような圧力脈動に対処するため、コモンレール内に燃料の圧力脈動を減衰する減衰手段を設ける構成が開示されている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００５】
特許文献１には、コモンレールを二重円筒構造にし、内側蓄圧室と外側蓄圧室とをオリフィス（減衰手段）を介して接続する構成が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、コモンレールの内部燃料通路に大径部および小径部を有するアキュムレータ（減衰手段）を設けるとともに、コモンレールにおいてインジェクタに接続される連通路と小径部とを接続する部分にオリフィス（減衰手段）を設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３４６８１８号公報
【特許文献２】特開２００７−０７１１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、燃料噴射装置から燃焼室内に噴射される燃料の流量を安定化することができる内燃機関の燃料供給システムおよびそれを備える内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の燃料供給システムは、燃料供給源から加圧供給された燃料を蓄圧し、複数の燃料噴射装置に供給するコモンレールを備える内燃機関の燃料供給システムであって、前記コモンレールは、燃料の脈動を減衰するための減衰装置を備えており、前記減衰装置は、燃料が流れる方向に対して交差するように配置されたメッシュ部と、前記メッシュ部に接続された状態で設けられ、予め設定された質量を持つ支持部と、前記メッシュ部および前記支持部を燃料が流れる方向に移動可能な状態で支持する弾性部材とを有するものである。
【００１０】
また、上記の内燃機関の燃料供給システムにおいて、前記減衰装置は、前記コモンレールにおいて前記複数の燃料噴射装置の各々が接続される複数の燃料流出口の各々を区切るように配置されている。これにより、各燃料噴射装置間の相互作用により生じる圧力脈動をも効果的に抑制することができる。このため、燃料の脈動をより効率的に抑制することができる。
【００１１】
また、上記の内燃機関の燃料供給システムにおいて、前記支持部は、その厚さ方向に交差する両面側に配置された前記弾性部材に挟まれた状態で支持されている。すなわち、メッシュ部および支持部をその厚さ方向の両方向に移動可能な状態で支持することができるので、燃料噴射装置からコモンレールを通じて燃料供給源側に伝播する脈動を減衰できる上、燃料供給源からコモンレールを通じて燃料噴射装置側に伝播する脈動をも減衰することができる。このため、燃料の脈動をより効率的に抑制することができる。
【００１２】
また、上記の内燃機関の燃料供給システムにおいて、前記燃料が、液化ガス燃料である。
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、前記燃料供給システムを備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関の燃料供給システムおよびそれを備える内燃機関によれば、コモンレール内に燃料の脈動を減衰するための減衰装置を備えたことにより、コモンレール内を伝播する圧力脈動を抑制することができるので、燃料供給システムの燃料噴射装置から燃焼室内に噴射される燃料の流量を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の内燃機関の燃料供給システムの構成図である。
【図２】図１の燃料供給システムのコモンレールにおける減衰装置の燃料流通面の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】図１の燃料供給システムのコモンレールの長手方向に沿う一例の断面図である。
【図５】図１の燃料供給システムのコモンレールの長手方向に沿う他の例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の内燃機関について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１に本発明の実施の形態の内燃機関の燃料供給システムの構成を示す。なお、図１の実線の矢印は燃料の流れを示している。また、破線は信号配線を示し、破線の矢印は電気信号の流れを示している。
【００１８】
本実施の形態の内燃機関は、例えば、トラックのような自動車に搭載される直列４気筒のコモンレール式のディーゼルエンジン１として構成される。なお、本発明はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等に適用することもできる。
【００１９】
このディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１の燃料供給システムは、燃料タンク（燃料供給源）２に貯留された軽油等のような燃料を、サプライポンプ（燃料供給源、高圧ポンプ）３、コモンレール４および各インジェクタ（燃料噴射装置）５を順に通じて、エンジン１の図示しない各気筒の燃焼室に供給する構成を有している。
【００２０】
燃料タンク２は、フューエルフィルタ８を介してサプライポンプ３に接続されている。この燃料タンク２には、図示しない低圧ポンプが収容されており、燃料タンク２内の燃料は、低圧ポンプにより加圧されてからフューエルフィルタ８を介してサプライポンプ３に圧送される。
【００２１】
サプライポンプ３は、燃料を燃焼室内に噴射するのに適した圧力まで高めるポンプであり、エンジン１の図示しない各気筒のピストンの往復運動に伴って駆動するようになっている。このサプライポンプ３は、コモンレール４に接続されており、サプライポンプ３に圧送された燃料は、数１０ＭＰａ〜２００ＭＰａに加圧されてからコモンレール４に圧送される。
【００２２】
コモンレール４は、噴射すべき燃料を蓄圧する容器である。このコモンレール４の内部には、燃料圧力を検出するための図示しない圧力センサが設置されている。この圧力センサは、電子制御ユニット（Engine Control Unite；以下、ＥＣＵと略す、制御部）９と電気的に接続されおり、圧力センサにより検出された信号がＥＣＵ９に入力される。
【００２３】
コモンレール４内の燃料の圧力や流量は、ＥＣＵ９がコモンレール４内の圧力センサからの情報とセンサ類１０から送られるエンジン回転速度および負荷の情報とに基づいてサプライポンプ３の図示しない電磁弁を制御することにより、エンジン１の運転状態に応じて最適な値になるように設定されている。なお、センサ類１０は、エンジン１の作動状態を検出するセンサであり、例えばクランクセンサ、カムセンサ、アクセル開度センサおよび温度センサ等がある。
【００２４】
コモンレール４は、各気筒に配置された各インジェクタ５に接続されており、コモンレール４に供給され蓄圧された燃料は、各インジェクタ５に均等に分配され、各インジェクタ５から各気筒の各燃焼室内に直接噴射される。なお、コモンレール４は、圧力調整弁（Pressure Control Valve；ＰＣＶ）１１を介して燃料タンク２に接続されており、過剰な燃料を燃料タンク２に戻すことが可能な構成になっている。
【００２５】
インジェクタ５は、燃料タンク２、サプライポンプ３およびコモンレール４を通じてインジェクタ５の燃料流入管に供給された燃料を、インジェクタ５の噴孔を通じてエンジン１の燃焼室内に噴射する装置である。
【００２６】
各インジェクタ５は、ＥＣＵ９と電気的に接続されている。ＥＣＵ９は、エンジン１の回転数や負荷状態等のような運転状態に応じて、適切な燃料噴射時期および燃料噴射期間に適切な噴射量および噴射圧力で各気筒の燃焼室に燃料が噴射されるように各インジェクタ５を制御することが可能になっている。なお、各インジェクタ５は燃料タンク２に接続されており、過剰な燃料を燃料タンク２に戻すことが可能な構成になっている。
【００２７】
ところで、本実施の形態のエンジン１の燃料供給システムにおいては、コモンレール４内に燃料の脈動を減衰するための減衰装置が設置されている。図２および図３に減衰装置１５の一例を示す。図２は減衰装置１５の燃料流通面（燃料が流れる方向に直交する面）の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線の断面図を示している。
【００２８】
減衰装置１５は、ハウジング１５ａと、メッシュ部１５ｂと、支持部１５ｃと、バネ（弾性部材）１５ｄとを有している。メッシュ部１５ｂは、燃料が流れる方向（Ｚ軸方向：図３の左右方向）に対して直交（交差）するように配置されている。メッシュ部１５ｂの外周には、支持部１５ｃが接続されている。
【００２９】
支持部１５ｃは、予め設定された質量を持つ。支持部１５ｃは、その厚さ方向（Ｚ軸方向）に直交（交差）する両面に接続されたバネ１５ｄに挟まれた状態で支持されている。これにより、メッシュ部１５ｂおよび支持部１５ｃにより構成される部分は、ハウジング１５ａ内においてバネ１５ｄによりＺ軸方向（図４の左右両方向）に移動可能な状態で支持されている。なお、バネ１５ｄのバネ係数、メッシュ部１５ｂや支持部１５ｃの質量およびメッシュ部１５ｂの粗さは燃料の脈動を効率的に抑制するように設定されている。
【００３０】
このように本実施の形態のエンジン１の燃料供給システムにおいては、コモンレール４内に減衰装置１５を備えたことにより、コモンレール４内を伝播する燃料の圧力脈動を抑制することができるので、インジェクタ５から燃焼室内に噴射される燃料の流量が微小であっても、その噴射流量を安定化することができる。
【００３１】
また、減衰装置１５の燃料流路をメッシュ部１５ｂで構成したことにより、例えば燃料の供給自体を邪魔することなく、脈動のような大きな燃料圧力を選択的に分散緩和することができる。
【００３２】
また、減衰装置１５は、メッシュ部１５ｂ、支持部１５ｃおよびバネ１５ｄを用いた簡単な構造とされており、難しい制御を必要とせず、小型で軽量である。このため、減衰装置１５をコモンレール４内に複数設ける場合でも、コモンレール４の大規模な設計の変更を必要とせず、極端な重量増加が生じることもない。
【００３３】
次に、図４および図５に減衰装置１５の配置例を示す。図４および図５はコモンレール４の長手方向に沿う断面図を示している。なお、図４および図５の矢印は燃料の流れを示している。
【００３４】
図４は燃料流入口１６がコモンレール４の長手方向の一端面に設けられている場合を示し、図５は燃料流入口１６がコモンレール４の長手方向の両端面に設けられている場合を示している。燃料流入口１６は図示しない配管を通じて図１に示したサプライポンプ３の燃料流出口に接続されている。
【００３５】
図４および図５においてコモンレール４には、その長手方向に延びる燃料流路１７が形成されているとともに、その燃料流路１７の長手方向に沿って予め設定された間隔毎に複数の燃料流出口１８が燃料流通路１７に連通した状態で形成されている。各燃料出口１８は図示しない配管を通じて図１に示した各インジェクタ５の燃料流入口に接続されている。
【００３６】
このコモンレール４の燃料流路１７には、複数の燃料流出口１８の各々を区切るように減衰装置１５が設置されている。各減衰装置１５のハウジング１５ａの外周は燃料流路１７の内壁に接合され固定されているが、各減衰装置１５のメッシュ部１５および支持部１５ｃは、バネ１５ｄにより燃料の流れるＺ軸方向に沿って移動可能な状態とされている。
【００３７】
なお、各減衰装置１５のメッシュ部１５ｂ、支持部１５ｃおよびバネ１５ｄは、同じものであるが、必ずしも同じものである必要はない。各減衰装置１５の構成条件や材料は、圧力脈動が低減するように各減衰装置１５の配置箇所に応じて変えても良い。これにより圧力脈動を効率的に抑制することができる。
【００３８】
このようにコモンレール４内に減衰装置１５を設けたことにより、圧力脈動の減衰手段としてオリフィスのみを設置する場合に比べて効果的に圧力脈動を抑制することができる。特に、減衰装置１５を、各燃料流出口１８を区切るように配置したことにより、各インジェクタ５間の相互作用により生じる圧力脈動をも効果的に抑制することができる。また、メッシュ部１５ｂおよび支持部１５ｃをその厚さ方向の両方向に移動可能な状態で支持することができるので、インジェクタ５からコモンレール４を通じてサプライポンプ３側に伝播する脈動を減衰できる上、サプライポンプ３側からコモンレール４を通じてインジェクタ５側に伝播する脈動をも減衰することができる。これらにより、燃料の脈動をより効率的に抑制することができる。
【００３９】
なお、以上の説明では燃料が軽油の場合について説明したが、燃料は、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばプロパンやＤＭＥ（Dimethly ether）のような液化ガス燃料を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の内燃機関の燃料供給システムおよびそれを備える内燃機関は、コモンレール内に燃料の脈動を減衰するための減衰装置を備えたことにより、コモンレール内を伝播する圧力脈動を抑制することができ、燃料供給システムの燃料噴射装置から燃焼室内に噴射される燃料の流量を安定化することができるので、自動車等の燃料供給システムおよびそれを備える内燃機関に利用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
２  燃料タンク（燃料供給源）
３  サプライポンプ（燃料供給源、高圧ポンプ）
４  コモンレール（燃料供給源）
５  インジェクタ（燃料噴射装置）
９  電子制御ユニット（制御部）
１５  減衰装置
１５ａ  ハウジング
１５ｂ  メッシュ部
１５ｃ  支持部
１５ｄ  バネ（弾性部材）
１６  燃料流入口
１７  燃料通路
１８  燃料流出口
【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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