(57)【要約】      （修正有）【課題】製造と組立が容易でかつ低コストである噴射システムの高圧ポンプ用の燃料調整及び濾過装置を提供すること。【解決手段】本装置は、フィルタ本体３７を支持し、対応するケーシング４１内に離脱可能に収容される少なくとも１つのカートリッジ３８を備えている。また、燃料を計量供給する遮断ソレノイド弁２７と、燃料の圧力制御弁３２とをさらに備えている。ソレノイド弁２７、可能であれば、ソレノイド弁２７と制御弁３２は、ブロック５４に収容されている。このブロックは、ポンプから離れ、カートリッジを含むケーシングに固定されるか又は一体化されている。ケーシングは、蓋４６を備え、この蓋には、供給パイプへの接続用の継手５２が固定されている。ブロックは、ソレノイド弁と制御弁とをポンプに接続する２つの継手６２と、ソレノイド弁を燃料の流れの方向において弁３２の上流側に接続する内部パイプ群６３を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の噴射システム（６）における高圧ポンプ（７）用の調整及び濾過装置において、フィルタ本体（３７）を支持し、ケーシング（４１）内に収容される少なくとも１つのカートリッジ（３８）と、前記カートリッジ（３８）から流出される燃料を前記ポンプ（７）に計量供給する遮断ソレノイド弁（２７）と、濾過された燃料の圧力制御弁（３２）とを備え、前記ソレノイド弁（２７）及び前記制御弁（３２）は、前記ポンプ（７）から離れているブロック（５４）内に収容されていることを特徴とする、調整及び濾過装置。
【請求項２】
内燃機関用の噴射システム（６）における高圧ポンプ（７）用の調整及び濾過装置において、少なくとも１つのフィルタ（１４）と、前記フィルター（１４）から流出される燃料を前記ポンプ（７）に計量供給する遮断ソレノイド弁（２７）であって、前記フィルター（１４）は、対応するケーシング（４１）内に離脱可能に収容されたカートリッジ（３８）によって支持されたフィルタ本体（３７）を有する遮断ソレノイド弁（２７）とを備え、前記ソレノイド弁（２７）は、前記ケーシング（４１）に固定されたブロック（５４）内に収容されていることを特徴とする、調整及び濾過装置。
【請求項３】
前記ブロック（５４）は、前記ケーシング（４１）に固定されるか又は一体化されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ケーシング（４１）は、本質的に円筒状の形状を有するとともに、平坦な壁（４６）を有し、前記ブロック（５４）は、前記平坦な壁（４６）に固定されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記平坦な壁（４６）は、前記カートリッジ（３８）の取換えを可能にするために、前記ケーシング（４１）に離脱可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ブロック（５４）は、実質的に角柱形状を備え、前記ブロック（５４）は、前記平坦な壁（４６）の一部（６０）のみを覆い、前記カートリッジ（３８）への燃料の供給パイプ（１０）用の入口継手（５２）が、前記平坦な壁（４６）の他の側（５０）に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ブロック（５４）は、前記ソレノイド弁（２７）が離脱可能に収容される半径方向シート（５６）を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ブロック（５４）は、前記制御弁（３２）が離脱可能に収容される軸方向シート（５８）をさらに備えることを特徴とする、請求項２または７に記載の装置。
【請求項９】
前記ブロック（５４）は、前記ソレノイド弁（２７）からの燃料の出口継手（７２）を備えていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ブロック（５４）は、濾過された燃料を受入れるために、前記平坦な壁（４６）の通路（５３）に接続される継手を備えていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御弁（３２）は、出口パイプ（３６）に接続され、前記ポンプ（７）は、クランクケース（３３）内に密閉された作動機構（２６）を備え、前記機構（２６）を潤滑及び冷却するために、前記制御弁（３２）の前記出口（３６）は、前記クランクケース（３３）に流体的に接続されるように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御弁（３２）の前記出口は、前記ブロック（５４）の他の出口継手（６２）を通して、前記制御弁（３２）の前記出口パイプ（３６）に連通していることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記出口継手（６２，７２）は、前記入口継手（５２）と平行であることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記ブロック（５４）は、パイプ群（６３）を備え、前記パイプ群（６３）は、前記制御弁（３２）の前記入口（３４）を前記サーボ弁（２７）の前記入口（２９）と連通させる少なくとも１つの内部パイプ（６６）を備え、前記ソレノイド弁（２７）の前記入口（２９）は、前記燃料の流れの方向において、前記制御弁（３２）の前記入口に対して上流側に配置されていることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記ブロック（５４）は、自動車のエンジンハウジング内に収容され、前記壁（４６）は、前記ポンプ（７）から独立して、前記エンジンハウジングに固定されていることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の噴射システムにおける高圧ポンプ用の燃料調整及び濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、前述の形式の燃料噴射システムは、通常のタンクから燃料を取出し、その燃料を高圧ポンプに送給する低圧燃料ポンプを備えている。高圧ポンプは、加圧された燃料を種々のエンジンシリンダの噴射装置に接続されたコモンレールに送給するものである。このシステムは、燃料フィルタと、コモンレールの燃料圧力を制御する装置とをさらに備えている。
【０００３】
高圧ポンプが可変流量式である噴射システムが知られている。この種の高圧ポンプは、噴射装置によって必要とされる燃料に対して過剰の燃料を圧送するのを避け、これによって、高圧ポンプによってなされる仕事を低減させ、エンジン効率を増大させるように制御されている。周知のシステムでは、高圧ポンプの流量は、そのポンプの吸入パイプに配置され、エンジンの運転状態に従って、制御ユニットで制御される遮断ソレノイド弁によって、計量供給されるようになっている。
【０００４】
高圧ポンプの吸入パイプには、遮断ソレノイド弁の上流側で燃料の圧力を所定値に調整するように構成された制御弁を挿入することも提案されている。この弁は、低圧ポンプから受けた過剰の燃料を、通常の場合、高圧ポンプに送給し、高圧ポンプから、燃料が燃料タンクに排出されるようになっている。このような場合、過剰の燃料は、タンクに戻る前に、このようなポンプの操作機構を潤滑し、かつ冷却している。さらに、２つのポンプ間における負荷損失と流体共鳴波を避けるために、遮断ソレノイド弁と吸入される燃料の圧力制御弁は、可能な限り、互いに接近して配置されねばならない。
【０００５】
周知の技術による高圧ポンプでは、一般的に、燃料フィルタが、低圧ポンプと高圧ポンプとの間に配置されている。さらに、遮断ソレノイド弁と圧力制御弁は、高圧ポンプと一体であり、種々のポンプ要素を収容する通常のポンプ本体を形成する高圧クランクケースからなる共通のケーシング内に収容されている。しかし、このような一体化によって、調整弁と遮断弁との流体接続が、著しく複雑になってしまう。従って、ポンプ本体は、比較的重量があって扱い難く、複雑でかつコストが掛かる製造を必要とすることになる。
【０００６】
噴射システムが通常のエンジンハウジング内に組み込まれねばならない自動車エンジンの場合、エンジンヘッドにおける通常のコモンレールの近くにこのような高圧ポンプのための空間を見出すのが、困難なこともある。最後に、周知のように、遮断ソレノイド弁は、いくつかの壊れやすい電気部品と、いくつかのプラスチック製電気コネクタと、一般的には鋳鉄から形成されるポンプ本体よりも脆弱ないくつかの他の部品とを備えている。ソレノイド弁は、エンジンの組立中や自動車の衝突又は事故の場合に、損傷を受け、その作動を危うくすることがある。自動車事故の場合には、危険な燃料の漏れがさらに生じる可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、周知の技術による装置の欠点を解消するようにし、製造と組立が容易でかつ低コストである噴射システムの高圧ポンプ用の燃料調整及び濾過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この目的は、請求項１又は請求項２によって定義される高圧ポンプ用の燃料調整及び濾過装置によって、達成されることになる。
【０００９】
本発明のさらなる理解のために、以下、例示にすぎないが、好ましい実施形態を添付の図面を用いて、説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照すると、符号６は、内燃機関、例えば、４ストロークディーゼルサイクルエンジン用の燃料噴射システムを総称的に示している。燃料噴射システムは、（図２に示されていない）通常の加圧燃料コモンレールに接続された複数の噴射装置を備えている。コモンレールには、符号７で総称的に示される高圧ポンプにより、吐出パイプ８を介して高圧燃料が供給されるようになっている。一方、高圧ポンプ７には、低圧ポンプ、例えば、ポンプ９により、ポンプ７の供給パイプ１０を介して燃料が供給されるようになっている。ポンプ９は、一般的に、通常の燃料タンク１１に配置され、この燃料タンク１１には、噴射システム６における過剰の燃料の排出パイプ１２が繋がれている。
【００１１】
供給パイプ１０には、フィルタ１４が配置されている。このフィルタ１４は、低圧ポンプ９によって圧送される燃料に含まれる可能性のある不純物がポンプ７に導入されるのを防ぐように構成されている。各噴射装置は、毎回、電子制御ユニット１６の制御によって、可変量の燃料を対応するシリンダに噴射するように構成されている。電子制御ユニット１６は、通常のエンジンマイクロプロフェッサ制御ユニットにより構成されていてもよい。エンジンの運転状態に対応する信号を処理することによって、制御ユニット１６は、本質的に周知の方法で、噴射装置とコモンレール内の燃料圧力の両方を制御している。
【００１２】
高圧ポンプ７は、吸入室２０を有するシリンダ１９によって形成された少なくとも１つのポンプ要素１８を備えている。シリンダ１９内では、吸入行程と吐出行程からなる往復運動を行なう可動性のピストン２１が摺動するようになっている。具体的には、図１において、ポンプ７は、２つのポンプ要素１８を備え、これらのポンプ要素１８の各々は、対応する吸入弁２５と対応する吐出弁３０とを備える圧縮室２０を有している。弁２５，３０は、ボール式であればよく、それぞれ、戻りバネを備えていればよい。２つの吸入弁２５は、以下に詳細に述べるように、互いに共通する供給パイプ１０に連通し、２つの吐出弁３０は、それらに共通の吐出パイプ８に連通している。
【００１３】
ピストン２１は、クランクケース３３内に密閉された室３５内に収容された作動機構２６によって、操作されるようになっている。図１において、２つのポンプ要素１８は、互いに同軸でかつ対向し、作動機構２６は、シャフト２３によって支持された単一カム２２を備え、その結果、ピストン２１は、１８０°の相互ずれで作動されることになる。シャフト２３は、どのような周知の方法によって、例えば、通常のエンジンクランクシャフトによって、運動伝達装置を介して作動されてもよい。
【００１４】
高圧ポンプ７の流量は、オンオフ式の計量又は遮断ソレノイド弁２７によって、単独で制御されている。ソレノイド弁２７は、供給パイプ１０に連通する入口２９と、対応する吸入パイプ３１を介して吸入弁２５と連通する出口２８とを備えている。ソレノイド弁２７は、吸入行程中及び圧縮行程中に、制御ユニット１６により、エンジンの運転状態に従って、調整された周波数及び／又はデュ−ティサイクル制御信号に基づいて、ポンプ要素１８の運動に同期して又は同期せずに作動されるように構成されている。これらの運転状態は、ポンプ７がパイプ３１を通して吸入しなければならない燃料の量を決定するものである。
【００１５】
供給パイプ１０には、圧力制御弁３２がさらに配置されている。この圧力制御弁３２は、低圧ポンプ９によって連続的に圧送される供給されるべき燃料の圧力を一定に保持するために用いられている。具体的には、圧力制御弁３２は、ボール／バネ式であり、供給パイプ１０と連通する入口３４を備えている。弁３２は、作動機構２を冷却及び潤滑する目的で、出口パイプ３６を通して、過剰の燃料をポンプ７のクランクケース３３の室３５に送給している。室３５に入った過剰の燃料は、排出パイプ１２と連通する出口パイプ３６を通して、タンク１１に戻されるようになっている。
【００１６】
フィルタ１４は、本質的に周知の特有の材料、例えば、紙又はフェルトによって形成されるフィルタ本体３７（図４）を備えている。フィルタ本体３７は、側壁３９によって形成された金属材料製カートリッジ３８（図２及び図３）内に収容されている。このカートリッジ３８は、減径された下側部分４０を有する本質的に円筒状の形状を有し、これによって、カートリッジ３８は、両端が開口している。
【００１７】
フィルタ１４は、ポンプ７の本体から独立した実質的に円筒状のケーシング４１に離脱可能に収容されるように構成されている。ケーシング４１は、軸Ａを有する円筒壁４２を有している。円筒壁４２は、減径された下側部分４３を有し、この下側部分４３は、間隙４４を画成するように、大きな隙間を隔てて、壁３９の部分４０を部分的に収容するように構成されている。ケーシング４１は、閉鎖された下側壁４５と一体であり、平坦な上側壁又は蓋４６をさらに備えている。この蓋４６は、カーとリッジ３８の取換えを可能にするために、周知の方法によって、例えば、図示されていない差込ピン又はクリップ締付けによって、ケーシング４１の側壁４２に離脱可能に接続されている。
【００１８】
フィルタ本体３７は、ケーシング４１内において、間隙４４と連続する下側空間４７と、蓋４６によって境界が定められた上側空間４８とを画定している。このフィルタ本体３７には、軸Ａと平行のパイプ４９が横断している。パイプ４９は、その片側が下側空間４７に繋がり、その他側が、蓋４６によって支持された同軸パイプ５１と液密に係合するように構成されている。パイプ５１は、蓋４６の自由域部分５０から突出し、入口継手５２を形成している。この入口継手５２は、供給パイプ１０に接合されるのに適するようにされている（図１も参照されたい）。蓋４６には、パイプ５１と平行のスリーブ５３も横断している。スリーブ５３は、その底側が上側空間４８に繋がり、その上側が蓋４６から突出している。
【００１９】
遮断ソレノイド弁２７（図５）は、実質的に角柱状のブロック５４の円筒シート５６内に収容されている。ブロック５４は、周知の方法によって、継手５２を自由な状態とし、他の部分６０を覆うようにして、蓋４６に固定されている。シート５６は、軸Ａと直交する軸を有し、制御ユニット１６と電源との電気的な接続を可能にするために、ソレノイド弁２７の一部のみを収容している。ソレノイド弁２７は、ネジ５５によって、ブロック５４内に取り付けられている。シート５６は、以下に詳細に説明するように、ソレノイド弁２７の本体と協働して、ソレノイド弁２７の入口２９と連通する環状室５７を形成している。環状室５７は、ソレノイド弁２７が閉鎖されたときに、圧力制御弁３２に向かう連続的な流量を確実にする一方、フィルタ本体３７からの燃料がソレノイド弁２７の入口を横断することを可能にするものである。
【００２０】
ブロック５４は、軸Ａと平行の円筒シート５８（図４）をさらに備えている。この円筒シート５８は、少なくとも部分的に円筒状の本体５９を収容するように構成されている。この本体５９内には、制御弁３２が密閉されている。本体５９は、弁３２の入口３４と出口継手６２とを有している。継手６２は、軸Ａと平行で、ブロック５４から突出している。継手６２は、周知の方法によって出口パイプ３６に接続され、弁３２によって排出される燃料をクランクケース３３の室３５に送給するように構成されている。
【００２１】
ブロック５４は、符号６３によって総称的に示される内部パイプ群を有している。これらの内部パイプは、スリーブ５３を介して、フィルタ１４の出口をソレノイド弁２７の入口２９と弁３２の入口３４とに連通させるように構成されている。具体的には、一連のパイプ６３は、軸方向パイプセグメント６４を含み、このパイプセグメント６４は、シート５６からなる環状室５７内に繋がれ、スリーブ５３と液密に連通している。ソレノイド弁２７の入口は、本質的に周知の方法によって、環状室５７に連通している。
【００２２】
環状室５７は、半径方向パイプ６６にさらに連通し、この半径方向パイプ６６は、技術的な理由から、キャップ６７によって閉鎖されている。半径方向パイプ６６は、他の軸方向パイプ６８を通して弁３２の入口継手３４に連通している。従って、ソレノイド弁２７は、弁３２に対して、燃料の流れの方向において上流側に配置されている。ソレノイド弁２７の入口２９と弁３２の入口３４との間に構成される環状室５７及びパイプ６６，６８を含むパイプ群６３のセグメントは、使用時にソレノイド弁２７の入口２９における燃料の流れを確実にし、ソレノイド弁が閉鎖したとき、圧力制御弁３２に向かうポンプ９の流量の全体が排出されることを可能とするように、寸法決めされている。
【００２３】
最後に、ソレノイド弁２７の出口２８（図５）は、ブロック５４の軸方向パイプ６９に連通している。軸方向パイプ６９は、スリーブ７１に繋がれ、このスリーブ２１には、軸Ａと平行の出口継手７２が液密に挿入されている。出口継手７２は、使用時に吸入パイプ３１を通して両ポンプ要素１８の吸入弁２５（図１をも参照）の間を連通するように、配置されている。
【００２４】
調整及び濾過装置を通る燃料の流れは、以下のようになされる。
【００２５】
低圧ポンプ９（図１〜図４）によって圧送された燃料は、前述したように、全体が入口継手５２に達し、フィルタ本体３７のパイプ４９を通って、ケーシング４１の下側空間４７に達する。フィルタ本体３７を横断した後、燃料は、スリーブ５３を通って、ブロック５４に入り、環状室５７に達する。低圧ポンプ９によって圧送される燃料の量は、常に高圧ポンプ７の入口２９で必要とされる燃料の量よりも多いので、この過剰の燃料は、圧力制御弁３２への吸入パイプ６８の圧力を増大させ、これによって、圧力制御弁３２を開弁させる傾向にある。パイプ６８の圧力の増大は、圧力弁３２のバネによって平衡が保たれるので、パイプ６８の圧力がバネの予圧に対応する値に達したときに、平衡の状態が得られる。従って、この燃料は、ケース３３の室３５に達し、これによって、ポンプ要素１８の作動機構２６は、連続的に潤滑され、かつ冷却されることになる。
【００２６】
一方、遮断ソレノイド弁２７は、エンジンの運転状態に従って、噴射装置によって必要とされる燃料のみをポンプ７に向かって通過させることを可能にするように、制御ユニット１６の制御によって連続的に開閉される。しかし、ソレノイド弁２７が閉鎖されたとき、燃料の流れが、入口２９と環状室５７の交差部において継続するのみならず、この燃料の流れは、一般的により大きくなる。何故なら、このような場合、低圧ポンプ９によって送給された燃料の全てが、圧力制御弁３２によって排出されるからである。
【００２７】
ソレノイド弁２７が再開されると、パイプ群６３、特に環状室５７において一定の燃料の流れが生じ、その結果、燃料が、一定の運動成分を呈し、速やかにソレノイド弁２７の入口２９を通過することになる。
【００２８】
前述の説明から、周知の技術に対する本発明による燃料調整及び濾過装置１の利点は、明らかである。具体的には、ポンプ７の本体は、製造が極めて容易である。何故なら、接続部６３の全てが、ポンプ本体以外のケーシングに移されているので、内部流体接続部の数が著しく減少するからである。さらに、ポンプ本体は、より軽量である。何故なら、ポンプ本体は、もはや、遮断ソレノイド弁２７と圧力制御弁３２とを収容するための付属物又は突起を含む必要がないからである。
【００２９】
いずれにせよ、噴射システムの重量が軽減されている。何故なら、低圧回路に配置された調整装置の部品の支持ブロック５４は、より軽量の金属によって、厚みを減少させて形成することができるからである。次に、加圧燃料コモンレール、従って、エンジンヘッドに極めて接近していなければならないエンジンハウジングにおけるポンプ７の組立も、高圧ポンプ７自体の寸法を減少させることによって、極めて簡素化されることになる。
【００３０】
さらに、圧力制御弁３２と遮断ソレノイド弁３７をブロック５４内に配置することが可能となるので、これらの弁は、互いに比較的狭い間隙で接近して配置され、これによって、流体の観点から、最適な操作を得て、これらの弁の間の圧力降下を避け、ソレノイド弁２７の作動によって生じる圧力波を低減することができる。最後に、ケーシング４１と共にブロック５４は、自動車事故の可能性の影響を低減させるために、エンジンベイの最適な位置に配置されてもよい。
【００３１】
前述の調整及び濾過装置に対して、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の修正および改良がなされてもよいことを理解されたい。例えば、ブロック５４は、ケーシング４１から離れ、単純なパイプによって、ケーシング４１に接続されてもよい。さらに、圧力制御弁３２は、省略されてもよく、ブロック５４は、ソレノイド弁２７のみを含んでいてもよい。また、圧力制御弁３２は、図示されているようなソレノイド弁２７の下流ではなく、ソレノイド弁２７の上流に配置されてもよい。最後に、図１に示されるような２つのポンプ要素１８、又は３つの半径方向ポンプ要素を有するポンプ７の場合、各ポンプ要素１８に対して、ブロック５４が設けられてもよく、対応するソレノイド弁２７の入口２９は、フィルタ１４からの特別の出口パイプと連通させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による燃料調整及び濾過装置を内蔵する噴射システムの部分図である。
【図２】調整及び濾過装置の上方斜視図である。
【図３】図２の装置の平面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
６  燃料噴射システム
７  高圧ポンプ
８  吐出パイプ
９  ポンプ
１０  供給パイプ
１１  燃料タンク
１２  排出パイプ
１４  フィルタ
１６  電子制御ユニット
１８  ポンプ要素
１９  シリンダ
２０  吸入室
２１  ピストン
２２  カム
２３  シャフト
２５  吸入弁
２６  作動機構
２７  遮断ソレノイド弁
２８  出口
２９  入口
３０  吐出弁
３１  吸入パイプ
３２  圧力制御弁
３３  クランクケース
３４  入口
３５  室
３６  出口パイプ
３７  フィルタ本体
３８  カートリッジ
３９  側壁
４０  下側部分
４１  ケーシング
４２  円筒壁
４３  下側部分
４４  間隙
４５  下側壁
４６  蓋
４７  下側空間
４８  上側空間
４９  パイプ
５０  自由域部分
５１  同軸パイプ
５２  入口継手
５３  スリーブ
５４  ブロック
５５  ネジ
５６  円筒シート
５７  環状室
５８  円筒シート
５９  本体
６０  他の部分
６２  出口継手
６３  内部パイプ群
６４  軸方向パイプセグメント
６６  半径方向パイプ
６７  キャップ
６８  軸方向パイプ
６９  軸方向パイプ
７１  スリーブ
７２  出口継手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008128228.tif 000006
【図５】
2008128228.tif 000007
【外国語明細書】
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