(57)【要約】【課題】様々な作動状態にてエンジンに過剰な燃料を供給するのを防止してエンジンの排気を低減し、部品数を低減し、堅固で耐久性がある不帰還ループ燃料装置を提供する。【解決手段】不帰還ループの燃料噴射装置は、噴射器のレールに供給燃料を流し、レールの燃料圧力を緩和するためにポンプを介しレールから燃料を逆流できる燃料調整バルブを通し、タービン型燃料ポンプから噴射器のレールに燃料を供給する。該燃料調整バルブは、ハウジングとダイアフラムの側面の間に形成され、大気に通気された基準室内に配置されたバネにより予圧で封止されたダイアフラム型である。該ダイアフラムの反対側の面とバルブ本体の間に形成された燃料室は、ポンプ側接続口とレール側接続口の間に連通している。該燃料室の燃料圧力による液圧力が該バルブの閉じる予圧力を超えたとき、該バルブは開位置に動く。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼エンジンに有効に燃料を流す燃料噴射器と圧力調整バルブを通り該燃料噴射器に加圧された燃料を流す燃料ポンプとからなる不帰還ループ燃料装置のための該圧力調整バルブにおいて、
本体と、該本体に設けられたポンプ側接続口と、該本体に設けられたエンジン側接続口と、該本体に設けられ、該エンジン側接続口と該ポンプ側接続口との間に配置された弁座と、該ポンプ側接続口に露出する第一の面と該エンジン側接続口に露出する第二の面を有するバルブヘッドとから成り、
該ポンプ側接続口は該燃料ポンプと該エンジン側接続口との間に配置され、該エンジン側接続口は該ポンプ側接続口と該燃料噴射器の間に配置され、該バルブヘッドは該圧力調整バルブが閉位置にあるとき該弁座に対し封止するよう予圧され、それにより該エンジン側接続口を該ポンプ側接続口から分離することを特徴とする圧力調整バルブ。
【請求項２】
上記バルブヘッドは、バネにより弁座に対し予圧されていることを特徴とする請求項１記載の圧力調整バルブ。
【請求項３】
上記圧力調整バルブは、上記本体に係合するハウジングと、上記バルブヘッドと該ハウジングとの間で形成される基準室とから成り、該基準室は、該圧力調整バルブが閉位置あるいは開位置のいずれにあるかにかかわらず、上記エンジン側接続口と上記ポンプ側接続口から分離されていることを特徴とする請求項２記載の圧力調整バルブ。
【請求項４】
上記バルブヘッドは、上記本体に封止可能に係合される周囲端を有する弾力性のダイアフラムから成ることを特徴とする請求項３記載の不帰還ループ圧力調整バルブ。
【請求項５】
上記本体と上記ダイアフラムの間に形成された燃料室を備え、上記エンジン側接続口は、該圧力調整バルブが該開位置にあるとき、該燃料室を介し上記ポンプ側接続口に連通し、該ダイアフラムは、該圧力調整バルブが該閉位置にあるとき、該エンジン側接続口と該燃料室内の該ポンプ側接続口との間の連通を遮ることを特徴とする請求項４記載の圧力調整バルブ。
【請求項６】
上記基準室内に配置され、上記ダイアフラムと上記ハウジングの間で弾性的に圧縮されたバネを備えることを特徴とする請求項５記載の圧力調整バルブ。
【請求項７】
上記基準室は、大気圧に通気されていることを特徴とする請求項６記載の圧力調整バルブ。
【請求項８】
燃焼エンジンのための不帰還ループ燃料装置において、
燃料ポンプと、該燃焼エンジンに燃料を噴射する燃料噴射器を備える燃料レール組立と、該燃料レール組立と該燃料ポンプの間に燃料を流すように構成され、調整された圧力調整バルブとから成り、
該圧力調整バルブは、ポンプ側接続口と、レール側接続口と、開位置と、閉位置と、閉じる油圧力を有し、該ポンプ側接続口は該燃料ポンプと該レール側接続口の間に配置され、該レール側接続口は該ポンプ側接続口と燃料レールの間に配置され、
該圧力調整バルブは、該閉じる予圧力を燃料圧力により生じる対抗する液体の力が越えたとき、該燃料ポンプから該ポンプ側接続口、該レール側接続口を介し該燃料レールに燃料を流すよう、該閉位置から該開位置に動作し、
該圧力調整バルブは、該閉じる予圧力を燃料圧力により生じる対抗する液体の力が越えたとき、該燃料レールから該ポンプ側接続口、該レール側接続口を介し該燃料ポンプに燃料を逆に流すよう、該閉位置から該開位置に動作することを特徴とする不帰還ループ燃料装置。
【請求項９】
一方向流れチェックバルブが、上記燃料レール組立と上記燃料ポンプの間に設けられ、動作しないように調整されていることを特徴とする請求項８記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１０】
上記燃料ポンプが可変速燃料ポンプであることを特徴とする請求項１記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１１】
上記燃料レール組立内に燃料圧力を測定するための圧力検出器と、該圧力検出器からの圧力信号を受け取り、処理し、上記可変速燃料ポンプに速度命令信号を送信するための制御装置とを備えることを特徴とする請求項１０記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１２】
上記圧力調整バルブは、本体と、該本体に封止可能に係合される周囲端を有する弾力性のダイアフラムと、該本体と該ダイアフラムの間で形成される燃料室と、該本体に設けられ該燃料室に連通するレール側接続口と、該本体に設けられ、該燃料室に連通するポンプ側接続口とからなり、該レール側接続口は、該圧力調整バルブが開位置にあるとき、該ポンプ側接続口に連通し、該ダイアフラムは、該圧力調整バルブが上記閉位置にあるとき、該レール側接続口と該ポンプ側接続口との間で、該燃料室との連通を遮断することを特徴とする請求項１記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１３】
上記ダイアフラムの周囲端と上記本体とに封止可能に係合するハウジングと、該ハウジングと該ダイアフラムの基準側との間に形成される基準室とを備え、上記燃料室が、該ダイアフラムの反対側の燃料側と該本体との間で形成されることを特徴とする請求項１２記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１４】
上記圧力調整バルブが上記閉位置にあるとき、上記燃料室内に露出され、上記ダイアフラムの上記燃料側に対し封止可能に据えられる弁座と、第一の領域と第二の領域を有する該ダイアフラムの該燃料側と、上記本体と該ダイアフラムの該第一の領域の間に形成される該燃料室のポンプ予備室と、該本体と該ダイアフラムの該第二の領域の間に形成される該燃料室のレール予備室とから成り、該レール予備室は、該弁座が該ダイアフラムに係合しているとき、該ポンプ予備室から分離されていることを特徴とする請求項１３記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１５】
上記基準室が、大気圧に通気されていることを特徴とする請求項１４記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１６】
上記弁座は、円環状で、上記レール補助室は、該弁座の半径方向に内側に配置されることを特徴とする請求項１４記載の不帰還ループ燃料装置。
【請求項１７】
上記本体は、上記燃料室内に設けられ、円環状の弁座を保持する円筒状リングを備えることを特徴とする請求項１６記載の不帰還ループ燃料装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車エンジンの燃料装置に関し、特に、可変速燃料ポンプを有する不帰還ループの燃料装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、燃焼エンジンにおいて、不帰還ループと帰還ループ燃料噴射装置の二つのタイプがある。Ｔ型と呼ばれる第一のタイプは、噴射器の燃料レール内の燃料圧力が、その噴射器を通過する燃料容積の大きさに関わらず一定に保持される燃料装置に応用される。第二のタイプは、平行型と呼ばれ、特別なエンジン過渡状況に応じて、噴射器の燃料レール内の燃料圧力を変更することを求める燃料装置に、特によく使用される。例えば、ターボチャージャー付きエンジンは、アイドリング中あるいはエンジン惰走状態での二倍の噴射燃料レール圧力を、広い開スロットル状態でたびたび必要とする。一般に両方のタイプは、サイクリングあるいは、燃料レールで生成された圧力信号に対応し燃料圧力を変化させ、制御する可変速燃料ポンプを利用している。
【０００３】
図１に示す、従来技術のＴ型燃料装置１０は、可変速燃料ポンプ１６の出口にある流量チェックバルブ１４を通り噴出燃料レール１２に燃料を供給する。流量チェックバルブ１４の出口の燃料圧力がそのバルブの入口あるいはそのポンプの出口１８での燃料圧力を超えるとき、その流量チェックバルブ１４は閉じる。その流量チェックバルブ１４は、エンジンが停止しているときは一般的に閉じていて、それにより燃料の蒸発を防止し、エンジンの起動の信頼性のためその燃料レール１２内に液体の燃料と圧力を保持する。その燃料レールと噴射器が過圧力状態に陥ったとき、燃料を燃料タンクに直接戻すために圧力緩和チェックバルブ１２０が、Ｔ型燃料装置１０の上記流量チェックバルブと燃料レール１２の間に設けられている。その圧力緩和チェックバルブ１２０は、燃料レール１２あるいは圧力緩和チェックバルブ１２０の入口１２２の燃料圧力が、燃料レール１２の通常動作圧力よりも高い所定の値を超えるとき一般的に閉じるように設計されている。例えば、エンジンの停止後、過圧力状態が引き起こされると考えられ、それは、流量チェックバルブ１４が閉じられて，熱いエンジンあるいは周囲の環境から残りの熱が放出されて過熱されて燃料温度が上昇し、燃料レール１２内に結果的に閉じ込められた燃料の圧力が上昇するからである。さらに、過圧力状態の他の可能性は、可変速ポンプの遅い反応時間により生じる場合である。例えば、広い開スロットルで駆動しているエンジンが即時に惰走状態に減速されるとき、噴射器は閉じるのに数秒を要することがある。これは、もし可変速燃料ポンプが、圧力緩和チェックバルブがそのレールでの燃料圧力を緩和するために開くようすぐに反応できないと、スパイク形の圧力を生じさせることがある。
【０００４】
しかしながら、圧力緩和チェックバルブは、ポンプの出口圧力に対抗するようにタンク圧力に合わせられているので、Ｔ型燃料装置の緩和設定圧力はその装置の動作圧力以上に設定する必要がある。その結果、燃料レール内の圧力制御の範囲が制限される。Ｔ型の二つ目の不利な点は、分離されたバイパスのラインと連合する嵌合が要求され、製造コストと組立工数が増大する。Ｔ型燃料装置は、圧力緩和チェックバルブを通し、燃料タンクに戻すよう燃料を継続的に流す燃料ポンプ内で特に高温状態で古くなった燃料を燃料タンクに直接、戻すというさらなる不利がある。
【０００５】
二つ目、すなわち平行型燃料装置は、特許文献１、２に示され、おそらく最も使用されている燃料噴射装置で、燃料レールからの燃料圧力入力信号をもとに速度と燃料の流量を変化させる可変速燃料ポンプを使用している。Ｔ型燃料装置と異なり、平行型は、フローチェックバルブと、そのポンプの出口でもう一つの圧力緩和チェックバルブと平行に配置された圧力緩和チェックバルブとを備えている。この平行型不帰還の燃料噴射装置を用いた燃焼エンジンの動作中、燃料が燃料噴射レールに供給されたとき、燃料ポンプの出口のフローチェックバルブは最小の差圧で開き、そのフローチェックバルブの出口の圧力（あるいはそのレールでの圧力）がそのポンプの出口の圧力（あるいはフローチェックバルブの入口の圧力）よりも大きいとき、燃料ポンプの出口のフローチェックバルブは燃料の逆流を防止するように閉じる。もし、フローチェックバルブの出口の圧力が、通常長い減速中、ポンプの出口に関連した所定の値を超えたとき、平行の圧力緩和チェックバルブは開けられ、燃料はアイドル中のポンプを通り逆流する。レールのこの過大な燃料圧力を低減するために、フローチェックバルブが閉じているあいだ、通常閉じている圧力緩和チェックバルブを通常閉じている位置から開く。この緩和圧力設定値は、フローチェックバルブの設定圧力よりも大きく、エンジンを動作でき、エンジン停止中に燃料レール内の燃料が完全に気化されない最小値にほぼなるよう設定される。この圧力緩和チェックバルブが開いているとき、燃料レールから燃料ポンプの出口側を通り燃料が戻る。この平行型燃料装置は、Ｔ型燃料装置の圧力緩和チェックバルブと、圧力緩和チェックバルブの開設定圧力が燃料レールの上記の最大動作圧力以上で、燃料の戻りが燃料ポンプを通らない点で、異なる。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許公開第５、３６１、７４２号
【特許文献２】
米国特許公開第５、４７７、８２９号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧力緩和チェックバルブとフローチェックバルブからなる平行型燃料装置は、多くの移動部品が必要で、製造と保守に費用を要する。さらに、両方のバルブは、一般的にポッペト弁である。このフローチェックバルブは、閉じているときそれ自身の重さで弁座と係合するヘッドとしてボールベアリングを有している。圧力緩和チェックバルブも同様であるが、弁座に対しそのボールベアリングを予圧するバネ力に補助されている。しかしながら、ポペット弁は、図７に示すように、磨耗と高周波数の圧力変動を生じやすく、エンジンのスムーズな運転性能を低下させる。
【０００８】
本発明は前記のような従来の問題点を解決するために案出されたものであり、様々なエンジン作動状態にて噴射器に供給する燃料圧力を制御し、エンジン停止中に最小値で燃料装置内の燃料圧力を保持するための逆流バルブを備える不帰還ループ燃料装置を提供することである。この燃料装置は、ある動作状態でエンジンに過剰な燃料を供給するのを防止し、エンジンの排気を低減し、部品数を低減し、堅固で耐久性があり、保守が不要で、比較的簡易な設計で、製造、組立の経済性に優れ、長い使用年月が可能となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
不帰還ループの燃料噴射装置は、噴射レールに供給燃料を流しレールの燃料圧力を緩和するためにそのレールからそのポンプを逆流するよう燃料を逆流させられる燃料圧力調整バルブを通り、タービン型燃料ポンプから噴射燃料レールに燃料を供給する。この圧力調整バルブは、ハウジングとダイアフラムの面の間に形成され大気に通気された基準室内に配置されたバネを介し予圧され閉じられているダイアフラム型が好ましい。そのダイアフラムの反対面とバルブ本体に形成された燃料室は、ポンプ側の接続口とレール側の接続口を連絡している。このバルブが閉じられていることにより、バネの閉じる予圧力により閉じられている弁座とダイアフラムの封止関係を介して、燃料室がレール予備室とポンプ予備室に分割される。燃料圧力により生じた燃料室への液圧力がバルブの閉じる予圧力を超えるとき、そのバルブは開く位置に移動する。液圧力は、ポンプ予備室部分の圧力を定めるポンプ側の接続口内の燃料圧力にダイアフラムの外側の面積を掛けた積と、燃料室のレール予備室部分の圧力を定めるレール側の接続口内の残余燃料圧力にダイアフラムの内側の面積を掛けた積との和で、一般に計算される。
【００１０】
燃料ポンプは、レールでの圧力検出器からの入力を受け取るコンピュータを介して制御される可変速ポンプが好ましい。閉じる予圧力は、レールでの最小または停止中の燃料圧力にダイアフラムの内側面積を掛けた値に事実上等しいことが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による不帰還ループ燃料装置の一つの実施例を、図を参照にして、以下に説明する。図２において、不帰還ループ燃料装置２０は、共通吸気管あるいは燃料レール２８からエンジン２３の各燃焼室に燃料を有効に供給する噴射器２６の列に燃料を供給する、燃料タンク２４内に配置された可変速タービン燃料ポンプ２２を有する。可変速タービン燃料ポンプ２２の速度は、コンピュータあるいは制御装置３０（車両エンジン中央プログラムの一部であることが好ましい）を介し制御され、そのコンピュータあるいは制御装置３０は、燃料レール２８に設けられた圧力検出器３４から入力信号３２を受け取り、その信号を処理し、ポンプ２２に速度制御信号３６を出力する。燃料レール２８での圧力は、エンジン速度あるいは制御装置３０により処理される種々のエンジンパラメータの消費要求などにより変化することが好ましい。
【００１２】
圧力調整バルブ３８は、燃料ポンプ２２とエンジン２３あるいは燃料レール２８間を連絡する燃料ライン４０の間に配置されている。圧力調整バルブ３８は双方向に燃料を流すことができ、チェックバルブではないので、レールあるいはその間のどこにおいても、圧力を低減するための戻り燃料ラインは必要としない。圧力調整バルブ３８が閉じる位置４２（図５）にあるとき、圧力調整バルブ３８のポンプ側接続口４４は、エンジン側あるいはバルブのレール側接続口４６から分離されている。圧力調整バルブ３８が開く位置４８（図３）にあるとき、燃料装置２０の必要に応じ、燃料は、バルブを通り何れかの方向に流れる。
【００１３】
エンジン２３の動作中および起動前に、燃料レール２８内の残余燃料圧力は、アイドリング中の圧力に近いか、事実上以下でなければならない。エンジンからの余熱あるいは炎天下の熱にさらされた車両によりエンジン室に生じた熱によりレール内に溜まった燃料の圧力上昇は、レールからポンプ２２の羽根車の空隙２５を通り燃料を逆流するために圧力調整バルブ３８が開くことにより緩和される。閉じる位置４２から開く位置４８に動かすために、レール側の接続口４６での残余燃料圧力により作用する力は、ポンプ側の接続口４４での燃料圧力が大気あるいは基準圧力であるなら通常閉じているバルブ３８の閉じる予圧力Ｆを超えていなければならない。ポンプ側の接続口４４での残余燃料圧力は、たとえレール側の接続口４６での残余圧力よりも小さくても、レール２８での燃料圧力を緩和するようにバルブ３８を開くのを助ける。バルブ３８は、大気あるいはほぼ大気圧に通気されることが好ましく、燃料タンク２４内に設けられるのがよい。
【００１４】
エンジン２３が初めに始動するとき、ポンプ２２は供給燃料を流し始め、噴射器２６は繰り返しを始める。ポンプ側接続口圧力は、繰り返し動作の噴射器２６の燃料要求に答えるように脈動する。レール側接続口４６での残余燃料圧力により加えられた力と合わさって、ポンプ側接続口４４での脈動する燃料圧力により加えられる力は、一旦その合力がバルブ３８の予圧Ｆを越えると、バルブ３８を開く。エンジン２３が一旦動き出し、燃料調整バルブ３８が開くと、ポンプ２２の速度は、エンジンがアイドリング状態にあると仮定し、レール２８でアイドリングか最小の燃料圧力となるよう調整あるいは一定にする。
【００１５】
燃料装置を改善するために、始動中、燃料噴射器２６は、燃料レール内の燃料圧力が最小アイドリング圧力に達するまで繰り返し動作を開始しない。従って、ポンプ２２は最初に始動し、レール２８でアイドリング動作圧力に達した後、噴射器２６は繰り返し動作をする。レール２８内の溜まった熱い燃料の圧力が、燃料調整バルブ３８を介し、アイドリング圧力に緩和され、必要とされるアイドリング圧力より十分低い減少した残余圧力までさらに低下するよう燃料が冷却される時、この動作順序は特に望ましい。噴射器を通してのいかなる燃料漏れも、更に残余圧力を低下させることによる状態を悪化させる。燃料の気化、あるいは始動を妨げ乱れたアイドリング状態の原因になる燃料レールへの空気の侵入を防止するために、レール２８内の残余圧力は十分に高く維持される。同様に、燃料装置を改善するために、始動中、レール２８と連通するバルブ３８の面積とポンプ２２に連通するバルブ３８の面積は寸法調整ができ、予圧力Ｆは、エンジン２３が停止のときの燃料レールに維持されている燃料圧力が動作圧力と等しいか大きくなるよう設定することができる。この条件により、熱いエンジンの停止中に燃料レール２８内での蒸気の発生が最小にできる。
【００１６】
エンジン速度が上昇したとき、燃料流量は増加し、燃料レール２８内の必要燃料圧力は増加することが好ましい。この圧力の増加は、特にターボチャージャー付エンジンでは現実で、広い開スロットル状態でレール圧力は一般にアイドリング中の必要レール圧力のほぼ二倍になる。エンジンが広い開スロットル状態で動作し、突然に惰走状態に減速したとき、噴射器２６は急な閉止に数秒を要する。たとえ燃料ポンプ２２が効果的に停止しても、レール内の高い燃料圧力はアイドリング圧力までレール圧力を低下するために緩和される必要がある。エンジン２３からの過剰な熱は、この過剰圧力状態を悪化させる。従って、燃料はレールから、開状態の圧力調整バルブ３８を通り、アイドリングのポンプ２２の羽根車の空隙２５を通り逆流させる必要がある。エンジンの広い開スロットル状態にて圧力調整バルブ３８は開位置４８から実際に閉じることは有り得ないので、この圧力低下工程のための反応時間は迅速である。すなわち、ポンプ側接続口４４での燃料圧力により加わる力と、レール側接続口４６での燃料圧力により発生した力の合力が、前述したようにレールでの必要とされるアイドリング燃料圧力に事実上近いバルブ３８の閉じる予圧力Ｆ以下に落ちることは有り得ない。
【００１７】
エンジン２３が停止されたとき、噴射器２６は繰り返し動作を停止し、ポンプは停止する。レール側接続口４６での燃料圧力により加わる力が、バルブが閉位置４２に動作する位置で、圧力調整バルブ３８の閉じた予圧力Ｆと同じかすこし小さくなるまで、圧力調整バルブ３８は開く位置４８に保持される。これは、ポンプ側接続口４４での燃料圧力は事実上大気圧まで低下し、バルブ３８が大気に通気されているからである。
【００１８】
図３−６を参照すると、バルブ３８が開位置４８にあるとき、各接続口４４、４６は、一般にバルブ３８の本体７８とバルブヘッドあるいは弾力性のダイアフラム組立５６との間に形成される中間燃料室５０を介し互いに連通している。圧力調整バルブ３８は、所定の圧縮率あるいは弁座５８に封止可能に係合するダイアフラム組立５６に所定の力を加えるバネ定数を有するバネ５４により閉位置４２で予圧をかけられている。
【００１９】
バルブヘッド５６は、ポペット型あるいはボールベアリングヘッドの形状である。しかし、図７に示すように、ポペットバルブは、エンジンのスムーズな運転性能を低下させるような燃料レール内の圧力スパイクを過剰に形成するように振動する傾向がある。対照的に、図６に示すように、ダイアフラム型バルブ３８の性能は、よりスムーズで同じ程度の応答性のよい性能カーブを持っている。ポペット型バルブが常に動き、レールでの燃料圧力を振動させてしまうのに対し、ダイヤフラム型は、ノイズが少なく、磨耗も少ない、よりスムーズなエンジンの運転を実現するようこの過渡的変動を緩和している。
【００２０】
バルブヘッド５６は、燃料側６２と基準側６４からなる弾力性ダイアフラム６０を有する。燃料室５０は、接続口４４、４６を備えるバルブ本体７８とダイアフラム６０の燃料側６２の間で形成され、基準室５１は、ダイアフラム６０の基準側６４とハウジング６８の間で形成される。事実上剛体部材６６は、軸方向に圧縮されあるいは基準室５１内でバルブハウジング６８とその剛体部材６６との間で予圧されているバネ５４を支えるように、ダイアフラム６０の基準側６４に係合している。バネ５４は、弁座５８に対しダイアフラム６０が信頼性よく据えられることを確実にしている。
【００２１】
弁座５８は、ほぼ円環状で、バルブ本体７８の表面７７から上方に突き出した内側リング７０の端面で形成されている。外側リング７２は、内側リング７０から半径方向に外側に同軸に配置され、ハウジング６８とダイアフラム６０の周囲端９０とに封止係合されている。
【００２２】
本体７８の表面７７に設けられた内側オリフィス８０は、表面７７とダイアフラム６０の燃料側６２とレール側接続口４６で形成された燃料室８２に連通している。バルブが閉位置４２にあるとき、内側オリフィス８０は、第一の面７４あるいはダイアフラム６０の燃料側６２の内側部と内側リング７０から半径方向に内側に設けられた本体７８の表面７７のほぼ円筒部により一部が形成された燃料室８２のレール補助室８４に単独に連通している。本体７８の内側リング７０、外側リング７２の間に配置され、表面７７の円環状部に設けられた外側オリフィス８６は、レール補助室８４から半径方向外側に配置され内側リング７０あるいは弁座５８により分離された燃料室８２のポンプ補助室８８に連通している。ポンプ補助室８８は、ほぼ円環状の第二の面７６あるいはダイアフラム６０の燃料側６２の外周部と内側リング７０と外側リング７２の間に半径方向に配置された本体の表面７７の円環状部で一部が形成されている。
【００２３】
バルブ３８を開くためには、ダイアフラム６０の燃料側６２に加わる総流体力は、バネ力（バネ５４による）と基準室５１内の空気圧による力との和である基準側６４に加わる閉じる総予圧力Ｆよりも大きくなければならない。閉じる予圧力Ｆがほぼバネ力のみになるので、基準室５１がハウジング６８に設けられたオリフィス７９を介して大気に通気されることが好ましい。しかし、基準室５１は、他の部分、たとえば、真空マニホルド、燃料タンク、あるいはエンジンが広範囲に変動するのにあわせ、バルブの動作を関連付けられるように燃料タンクの入口などに通気することも可能である。
【００２４】
基準室５１が大気に通気されていて、エンジン２３が停止していて、ポンプ側接続口４４がほぼ大気圧であるとすると、圧力調整バルブ３８は、もし予圧力Ｆを一般に燃料レール２８あるいはレール側接続口４６内の残余燃料圧に曝された第一の面７４を掛けて計算される液体の力が越えなければ、通常閉位置４２に保持される。一旦液体の力がその予圧力Ｆを超えると、バルブ３８は、もう一度液体の力がほじる予圧力Ｆをすこし下回るよう低下するまで、圧力を緩和するために初めはパッと開く。
【００２５】
エンジンの始動中、一般にレール側接続口４６での残余圧力に円形の第一の面７４の面積を掛けた積と、ポンプ側接続口４４での燃料圧力に円環状の第二に面７６の面積を掛けた積との和で計算される対抗する液体の力が予圧力Ｆを越えるまで、圧力調整バルブ３８は通常閉位置４２に保持される。一旦液体の力が予圧あるいはバネの力Ｆを超えると、バルブ３８は、初めは開く。バルブ３８は、燃料室５０内の燃料圧力にダイアフラム６０の燃料側６２の総面積を掛けて計算される、閉じる予圧力Ｆを越えるのを維持する液体の圧力を与えるよう開状態を維持する。
【００２６】
設計において、レール圧力が最小のアイドリング圧力を超えたときバルブ３８が開くように、ダイアフラムの燃料側６２の総露出面積を越える内側範囲７４の寸法あるいは比率は、閉じる予圧力Ｆに対応して決める必要がある。さらに、常にレール側接続口４６に露出される第一の面７４は、ポンプ側接続口４４に常に露出される第二の面７６よりも小さくなければならない。これは、エンジン２３の起動中と長い停止期間後で、アイドリング中のポンプ２２にレール２８から燃料を逆流させ残余圧力を緩和するためにバルブ３８を開くよりも、レール２８に燃料を供給するためにバルブ３８を開くために低い圧力なので、レールの残余圧力がゼロあるいは大気にちかいことを意味している。
【００２７】
様々な圧力状態でターボチャジャー付エンジン装置を運転するために、燃料レールでの好ましいエンジンアイドリング圧力が２．５バールであるに対し、広い開スロットルでの必要なレール燃料圧力は５バールである。図１に示すように、従来の、不帰還ループのＴ型燃料装置は、５バール以上で動作する圧力緩和チェックバルブ１２０を必要とする。不帰還ループ平行型燃料噴射装置２０の圧力調整バルブ３８は、緩和あるいは逆方向に燃料を流すためにたった２．５バールに設定すればよい。従って、エンジン２３が停止のとき、５バールに維持し、そのため噴射器を介し燃料漏れと期待しない複雑なエンジン始動工程が生じ易い従来技術の装置に対し、レールの燃料圧力は速やかに２．５バールに低下する。本発明の圧力調整バルブ３８は、従来のＴ型燃料噴射装置１０のポンプの出口１８にある流れチェックバルブ１４と置き換えることができる。この応用では、Ｔ型燃料装置の燃料レールは、エンジンが停止のとき高い内部の燃料圧力にさらされることはない。そのため、噴射器の燃料漏れの可能性を低減できる利点がある。
【００２８】
いままで本発明で説明した形状は、現時点で好ましい実施例であって、他の多くのものが可能である。たとえば、圧力調整バルブは、制御装置と、レールに設けられた検出器と燃料ポンプに位置する追加の検出器から受け取った圧力信号を用い、操作するサーボあるいは数値制御バルブによって置き換えることが可能である。ここでは、すべての可能性な同等の形状あるいは本発明の変形を記述したものではない。ここで記述した用語は限定ではなく、一般的な記述であり、本発明の目的から離れないで様々な変更が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、
様々なエンジン作動状態にて噴射器に供給する燃料圧力を制御し、エンジン停止中に最小値で燃料装置内の燃料圧力を保持するための逆流バルブを備える不帰還ループ燃料装置が得られる。この不帰還ループ燃料装置は、ある動作状態でエンジンに過剰な燃料を供給するのを防止し、エンジンの排気を低減し、部品数を低減し、堅固で、耐久性があり、保守が不要で、比較的簡易な設計で、製造、組立の経済性に優れ、長い使用年月が可能となる低価格の不帰還ループ燃料装置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による不帰還ループのＴ型燃料噴射装置の概念図である。
【図２】本発明による不帰還ループの平行型燃料噴射装置の概念図である。
【図３】開位置にある、不帰還ループの平行型燃料噴射装置の圧力緩和バルブの断面図である。
【図４】内部の詳細を示すために一部部品を取り除いた圧力緩和の平面図である。
【図５】閉位置にある、図３に示す不帰還ループの平行型燃料噴射装置の圧力緩和バルブの断面図である。
【図６】ダイアフラム型圧力緩和バルブを使用した不帰還ループの燃料噴射装置の燃料レール内の燃料圧力の過渡状態を示すグラフである。
【図７】ポペット型圧力緩和バルブを使用した不帰還ループの燃料噴射装置の燃料レール内の燃料圧力の過渡状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　　　　　　Ｔ型燃料装置
１２　　　　　　燃料レール
１４　　　　　　流量チェックバルブ
２０　　　　　　不帰還ループ燃料装置
２２　　　　　　可変速タービン燃料ポンプ
２８　　　　　　燃料レール
３０　　　　　　制御装置
３８　　　　　　圧力調整バルブ
４４　　　　　　ポンプ側接続口
４６　　　　　　レール側接続口
５０　　　　　　燃料室
５６　　　　　　バルブヘッド（ダイアフラム組立）
５８　　　　　　弁座
６０　　　　　　ダイアフラム
Ｆ　　　　　　　予圧力
【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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【図６】
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【図７】
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