JP7024071B2 - Fuel supply pump - Google Patents
Fuel supply pump Download PDFInfo
- Publication number
- JP7024071B2 JP7024071B2 JP2020521689A JP2020521689A JP7024071B2 JP 7024071 B2 JP7024071 B2 JP 7024071B2 JP 2020521689 A JP2020521689 A JP 2020521689A JP 2020521689 A JP2020521689 A JP 2020521689A JP 7024071 B2 JP7024071 B2 JP 7024071B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel supply
- supply pump
- suction valve
- plate
- shaped portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 151
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 21
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 11
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 36
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 15
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
- F02M59/366—Valves being actuated electrically
- F02M59/368—Pump inlet valves being closed when actuated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/007—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of the groups F02M63/0014 - F02M63/0059
- F02M63/0077—Valve seat details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/90—Selection of particular materials
- F02M2200/9053—Metals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Description
本発明は、燃料供給ポンプに関する。 The present invention relates to a fuel supply pump.
従来から、吸入弁と加圧室を繋ぐ流路構造に関して各種提案がなされている。その中で、例えば特開2010-169080号公報には、吸入弁のストッパ部材の周方向に複数の貫通穴を設けて、加圧室への流路を形成する構造が開示されている。また特表2013-512399号公報には、吸入弁ストッパの外周に環状の隙間を設けて、加圧室への流路を形成する構造が開示されている。 Conventionally, various proposals have been made regarding the flow path structure connecting the suction valve and the pressurizing chamber. Among them, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-169080 discloses a structure in which a plurality of through holes are provided in the circumferential direction of a stopper member of a suction valve to form a flow path to a pressurizing chamber. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-512399 discloses a structure in which an annular gap is provided on the outer periphery of the suction valve stopper to form a flow path to the pressurizing chamber.
昨今、内燃機関の高出力・低燃費・低コスト化が精力的に進められている。これを受け、燃料供給ポンプには、高出力・低燃費に対応する吐出燃料の大流量、高圧化や、その制御精度の向上、低コスト化に対応する加工工数の低減などが強く求められている。なかでも吸入弁は、これらの要求性能を満足する上で最も重要な部品の一つであり、その性能向上が重要な課題となっている。そこで、吐出燃料の大流量化に対応し、かつ流量の制御精度を向上させる例として、特許文献1に示したような流路構造が挙げられる。本構造では、吐出燃料を大流量化した場合にも当該流路の前後で圧力損失が増大しないよう、複数の貫通穴を設けることで十分な流路断面積を確保している。
In recent years, high output, low fuel consumption, and low cost of internal combustion engines have been energetically promoted. In response to this, fuel supply pumps are strongly required to have a large flow rate of discharged fuel corresponding to high output and low fuel consumption, high pressure, improvement of its control accuracy, and reduction of processing man-hours corresponding to cost reduction. There is. Among them, the suction valve is one of the most important parts in satisfying these required performances, and its performance improvement is an important issue. Therefore, as an example corresponding to increasing the flow rate of the discharged fuel and improving the flow rate control accuracy, a flow path structure as shown in
しかしながら、この場合、貫通穴の個数にともなって加工工数が増加し、コストが増加してしまう可能性がある。さらに、より簡素な構造で流路断面積を確保する例として、特許文献2に示したような流路構造が挙げられる。本構造では、吸入弁ストッパの外周を環状の通路にすることで十分な流路断面積を確保している。一方、吸入弁ストッパは弁体の変位を規制する機能を有する必要があるため、ポンプボディなどに固定されている必要がある。この際、弁体の衝突等による繰り返し荷重が継続的にかかるため、吸入弁ストッパには十分な耐衝撃性が要求される。
However, in this case, the processing man-hours increase with the number of through holes, and the cost may increase. Further, as an example of securing the flow path cross-sectional area with a simpler structure, there is a flow path structure as shown in
しかしながら、特許文献2の構造ではその方法が開示されておらず、吸入弁ストッパとしての機能を十分に果たすことができない可能性がある。
However, the structure of
本発明の目的は、製造コストを抑制しつつ、耐久性を向上することができる燃料供給ポンプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel supply pump capable of improving durability while suppressing manufacturing costs.
上記目的を達成するために、本発明の燃料供給ポンプは、吸入弁と、前記吸入弁の開弁方向の移動を規制する吸入弁ストッパと、を備え、前記吸入弁ストッパは、前記吸入弁に対向する凸部を有する円盤状部と、前記円盤状部を支える複数の板状部と、を有し、前記円盤状部の径方向に対する前記板状部の角度は、10°~60°である。
In order to achieve the above object, the fuel supply pump of the present invention includes a suction valve and a suction valve stopper that regulates the movement of the suction valve in the valve opening direction, and the suction valve stopper is attached to the suction valve. It has a disk-shaped portion having facing convex portions and a plurality of plate-shaped portions that support the disk-shaped portion, and the angle of the plate-shaped portion with respect to the radial direction of the disk-shaped portion is 10 ° to 60 °. There is .
本発明によれば、製造コストを抑制しつつ、耐久性を向上することができる燃料供給ポンプを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel supply pump capable of improving durability while suppressing manufacturing costs. Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態による燃料供給ポンプの構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。 Hereinafter, the configuration and operation of the fuel supply pump according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals indicate the same parts.
本実施形態では、前述した目的と一部重複するが、加工工数の少ない簡素な構造で十分な流路断面積を確保することができ、十分な衝撃力に対する耐久性を有する吸入弁ストッパ、およびそれを適用した低コストな燃料供給ポンプを提供することを目的とする。 In this embodiment, although it partially overlaps with the above-mentioned purpose, a suction valve stopper having sufficient durability against an impact force, which can secure a sufficient flow path cross-sectional area with a simple structure with few processing man-hours, and The purpose is to provide a low-cost fuel supply pump to which it is applied.
(全体構成)
図2は、本発明が適用可能な燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの全体構成の一例を示す図(模式図)である。この図を用いて、はじめに、全体システムの構成と動作を説明する。(overall structure)
FIG. 2 is a diagram (schematic diagram) showing an example of the overall configuration of a fuel supply system including a fuel supply pump to which the present invention is applicable. Using this figure, first, the configuration and operation of the entire system will be described.
図2において、破線で囲まれた部分が燃料供給ポンプ1の本体を示し、この破線の中に示されている機構、部品はポンプボディ1Pに一体に組み込まれていることを示す。ポンプボディ1Pには、燃料タンク20からフィードポンプ21を経由して燃料が送り込まれ、ポンプボディ1Pからインジェクタ24側に加圧された燃料が送られる。制御部としてのエンジンコントロールユニット27(ECU: Engine Control Unit)は圧力センサ26から燃料の圧力を取り込み、これを最適化すべくフィードポンプ21、ポンプボディ1P内の電磁コイル43、インジェクタ24を制御する。
In FIG. 2, a portion surrounded by a broken line indicates the main body of the
図2において、まず燃料タンク20の燃料は、エンジンコントロールユニット27(制御部)からの制御信号S1に基づきフィードポンプ21によって汲み上げられ、適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管28を通して燃料供給ポンプ1の低圧燃料吸入口10a(吸入ジョイント)に送られる。低圧燃料吸入口10aを通過した燃料は、圧力脈動低減機構9、吸入通路10dを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁300の吸入ポート31bに至る。
In FIG. 2, first, the fuel in the
なお圧力脈動低減機構9は、エンジンのカム93(図3)により往復運動を行うプランジャ2に連動して圧力を可変とする環状低圧燃料室7aに連通することで、電磁吸入弁300の吸入ポート31bに吸入する燃料圧力の脈動を低減している。
The pressure
電磁吸入弁300の吸入ポート31bに流入した燃料は、吸入弁30を通過し加圧室11に流入する。なお吸入弁30の弁位置は、エンジンコントロールユニット27(制御部)からの制御信号S2に基づき、ポンプボディ1P内の電磁コイル43が制御されることで定まる。加圧室11では、エンジンのカム93(図3)により、プランジャ2に往復運動する動力が与えられている。
The fuel that has flowed into the
プランジャ2の往復運動により、プランジャ2の下降行程では吸入弁30から燃料を吸入し、プランジャ2の上昇行程では吸入した燃料が加圧され、吐出弁機構8を介して圧力センサ26が装着されているコモンレール23へ燃料が圧送される。この後、エンジンコントロールユニット27(制御部)からの制御信号S3に基づきインジェクタ24がエンジンへ燃料を噴射する。
Due to the reciprocating motion of the
なお、加圧室11の出口に設けられた吐出弁機構8は、吐出弁シート8a、吐出弁シート8aと接離する吐出弁8b、吐出弁8bを吐出弁シート8aに向かって付勢する吐出弁ばね8cなどで構成されている。この吐出弁機構8によれば、加圧室11内部圧力が吐出弁8bの下流側の吐出通路12a側圧力よりも高く、かつ吐出弁ばね8cが定める抗力に打ち勝つときに吐出弁8bが開放し、加圧室11から吐出通路12a側に加圧された燃料が圧送供給される。
The
また図2の電磁吸入弁300は、吸入弁30、吸入弁30の位置を制御するロッド35、アンカー部36、吸入弁ばね33、ロッド付勢ばね40、アンカー部付勢ばね41などから構成される。この機構によれば吸入弁30は、吸入弁ばね33により閉弁方向に付勢され、ロッド付勢ばね40によりロッド35を介して開弁方向に付勢されている。また、アンカー部36はアンカー部付勢ばね41により閉弁方向に付勢されている。吸入弁30の弁位置は、電磁コイル43によりロッド35を駆動することで制御される。
Further, the
このように燃料供給ポンプ1は、エンジンコントロールユニット27(制御部)が電磁吸入弁300へ与える制御信号S2によりポンプボディ1P内の電磁コイル43が制御され、吐出弁機構8を介してコモンレール23へ圧送される燃料が所望の供給燃料となるように燃料流量を吐出する。
In this way, in the
また燃料供給ポンプ1においては、加圧室11とコモンレール23の間が、リリーフバルブ100により連通されている。このリリーフバルブ100は、吐出弁機構8と並列配置された弁機構である。リリーフバルブ100は、コモンレール23側の圧力がリリーフバルブ100の設定圧力以上に上昇すると、リリーフバルブ100が開弁し燃料供給ポンプ1の加圧室11内に燃料が戻されることでコモンレール23内の異常な高圧状態を防止する。
Further, in the
リリーフバルブ100は、ポンプボディ1P内の吐出弁8bの下流側の吐出通路12aと加圧室11とを連通する高圧流路110を形成する。吐出弁8bは高圧流路110をバイパスするように設けられる。
The
高圧流路110には燃料の流れを吐出流路から加圧室11への一方向のみに制限するリリーフ弁102が設けられている。リリーフ弁102は、押付力を発生するリリーフばね105によりリリーフ弁シート101に押付けられており、加圧室11内と高圧流路110内との間の圧力差がリリーフばね105で定まる規定の圧力以上になるとリリーフ弁102がリリーフ弁シート101から離れ、開弁するように設定されている。
The high-
この結果、燃料供給ポンプ1の電磁吸入弁300の故障等によりコモンレール23が異常な高圧となった場合、高圧流路110と加圧室11の差圧がリリーフ弁102の開弁圧力以上になると、リリーフ弁102が開弁し、異常高圧となった燃料は高圧流路110から加圧室11へと戻され、コモンレール23等の高圧部配管が保護される。
As a result, when the
図1は、機構的に一体に構成されたポンプボディ1Pの具体事例を示した図である。図1に示すように、図示中央高さ方向にエンジンのカム93(図3)により往復運動(この場合には上下動)を行うプランジャ2がシリンダ6内に配置され、プランジャ上部のシリンダ6内に加圧室11が形成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a
また、図示中央左側に電磁吸入弁300側の機構を配置し、図示中央右側に吐出弁機構8を配置している。また図示上部には、燃料吸入側の機構として低圧燃料吸入口10a、圧力脈動低減機構9、吸入通路10dなどを配置している。さらに、図1中央下部にはプランジャ内燃機関側機構(取り付け根部150)を示している。
Further, the mechanism on the
プランジャ内燃機関側機構は、図3に示すように内燃機関本体に埋め込まれて固定される部分であることから、ここでは取り付け根部(150)と称する。なお、図1の表示断面では、リリーフバルブ100を図示していない。リリーフバルブ100は、別角度の表示断面内には表示可能であるが、本発明と直接関係がないので説明、表示を割愛する。
Since the plunger internal combustion engine side mechanism is a portion embedded and fixed in the internal combustion engine main body as shown in FIG. 3, it is referred to as a mounting root portion (150) here. The
図2各部の詳細説明は後述することにして、まず取り付け根部の取り付けについて図3で説明する。図3は、取り付け根部150(プランジャ内燃機関側機構)が内燃機関本体に埋め込まれて、固定された状態を示したものである。但し図3では取り付け根部150を中心として記述しているので、他の部分の記述を割愛している。
A detailed description of each part of FIG. 2 will be described later, and first, the mounting of the mounting root portion will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a state in which the mounting root portion 150 (plunger internal combustion engine side mechanism) is embedded in the internal combustion engine main body and fixed. However, in FIG. 3, since the
図3において、90は内燃機関のシリンダヘッドの肉厚部分を示している。内燃機関のシリンダヘッド90には、予め取り付け根部取り付け用孔95が形成されている。取り付け根部取り付け用孔95は、取り付け根部150の形状に合わせて2段の径で構成されており、この根部取り付け用孔95に、取り付け根部150が嵌装配置される。
In FIG. 3, 90 shows a thick portion of the cylinder head of an internal combustion engine. The
そのうえで、取り付け根部150が内燃機関のシリンダヘッド90に気密に固定される。図3の気密固定配置例では、燃料供給ポンプはポンプボディ1Pに設けられたフランジ1eを用い内燃機関のシリンダヘッド90の平面に密着し、複数のボルト91で固定される。そのうえで取付けフランジ1eは、溶接部1fにてポンプボディ1Pに全周を溶接結合されて環状固定部を形成している。あるいは、ポンプボディ1Pと取付けフランジ1eを一体構造としてもよい。
Then, the mounting
本実施例では、溶接部1fの溶接のためにレーザー溶接を用いている。またシリンダヘッド90とポンプボディ1P間のシールのためにOリング61がポンプボディ1Pに嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。
In this embodiment, laser welding is used for welding the welded portion 1f. Further, the O-
このように気密固定配置された取り付け根部150は、プランジャ2の小径部2bの下端において、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム93の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ2に伝達するタペット92が設けられている。プランジャ2はリテーナ15を介してばね4にてタペット92に圧着されている。これによりカム93の回転運動に伴い、プランジャ2を上下に往復運動させている。
The mounting
また、シールホルダ7の内周下端部に保持されたプランジャシール13がシリンダ6の図中下方部においてプランジャ2の外周に摺動可能に接触する状態で設置されており、環状低圧燃料室7aの燃料をプランジャ2が摺動した場合にでもシール可能な構造とし、外部に燃料が漏れることを防止する。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルも含む)がポンプボディ1Pの内部に流入するのを防止する。
Further, the
図3のように気密固定配置された取り付け根部150は、その内部のプランジャ2が内燃機関の回転運動に伴い、シリンダ6内で往復運動をすることになる。この往復運動に伴う各部の働きについて、図1に戻り説明する。図1において、ポンプボディ1Pにはプランジャ2の往復運動をガイドし、かつ内部に加圧室11を形成するよう端部(図1では上側)が有底筒型状に形成されたシリンダ6が取り付けられている。
In the mounting
さらに加圧室11は燃料を供給するための電磁吸入弁300と加圧室11から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構8に連通するよう、外周側に環状の溝6aと、環状の溝6aと加圧室とを連通する複数個の連通穴6bが設けられている。
Further, the pressurizing
シリンダ6はその外径において、ポンプボディ1Pと圧入固定され、ポンプボディ1Pとの隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないよう圧入部円筒面でシールしている。また、シリンダ6の加圧室側外径に小径部6cを有する。加圧室11の燃料が加圧されることによりシリンダ6が低圧燃料室10側に力を作用させるが、ポンプボディ1Pに小径部1aを設けることで、シリンダ6が低圧燃料室10側に抜けることを防止している。お互いの面を軸方向に平面に接触させることで、ポンプボディ1Pとシリンダ6との圧入部円筒面(接触円筒面)のシールに加え、二重のシールの機能をも果たす。
The
ポンプボディ1Pの頭部にはダンパカバー14が固定されている。ダンパカバー14には吸入ジョイント51が設けられており、低圧燃料吸入口10aを形成している。低圧燃料吸入口10aを通過した燃料は、吸入ジョイント51の内側に固定された吸入フィルタ52を通過し、圧力脈動低減機構9、吸入通路10dを介して電磁吸入弁300の吸入ポート31bに至る。
A
吸入ジョイント51内の吸入フィルタ52は、燃料タンク20から低圧燃料吸入口10aまでの間に存在する異物を燃料の流れによって燃料供給ポンプ内に吸入することを防ぐ役目がある。
The
プランジャ2は、大径部2aと小径部2bを有することにより、プランジャの往復運動によって環状低圧燃料室7aの体積は増減する。体積の増減分は、燃料通路1d(図3)により低圧燃料室10と連通していることにより、プランジャ2の下降時は、環状低圧燃料室7aから低圧燃料室10へ、上昇時は、低圧燃料室10から環状低圧燃料室7aへと燃料の流れが発生する。このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、脈動を低減する機能を有している。
Since the
低圧燃料室10には燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が吸入配管28(図2)へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構9が設置されている。一度、加圧室11に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁30を通して吸入通路10dへと戻される場合、吸入通路10dへ戻された燃料により低圧燃料室10には圧力脈動が発生する。
The low-
しかし、低圧燃料室10に設けた圧力脈動低減機構9は、2枚の波板状の円盤型金属板をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。9aは金属ダンパをポンプボディ1Pの内周部に固定するための取付け金具であり、燃料通路上に設置されるため、複数の穴を設け前記取付金具9aの表裏に流体が自由に行き来できるようにしている。
However, the pressure
加圧室11の出口に設けられた吐出弁機構8は、吐出弁シート8a、吐出弁シート8aと接離する吐出弁8b、吐出弁8bを吐出弁シート8aに向かって付勢する吐出弁ばね8c、吐出弁8bと吐出弁シート8aとを収容する吐出弁ホルダ8dから構成され、吐出弁シート8aと吐出弁ホルダ8dとは当接部8eで溶接により接合されて一体の吐出弁機構8を形成している。なお、吐出弁ホルダ8dの内部には、吐出弁8bのストロークを規制する吐出弁ストッパ8f(ストッパ)を形成する段付部が設けられている。
The
図1において、加圧室11と燃料吐出口12に燃料差圧が無い状態では、吐出弁8bは吐出弁ばね8cによる付勢力で吐出弁シート8aに圧着され閉弁状態となっている。加圧室11の燃料圧力が、燃料吐出口12の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁8bは吐出弁ばね8cに逆らって開弁し、加圧室11内の燃料は燃料吐出口12を経てコモンレール23へと高圧吐出される。吐出弁8bは開弁した際、吐出弁ストッパ8fと接触し、ストロークが制限される。
In FIG. 1, when there is no fuel differential pressure between the pressurizing
したがって、吐出弁8bのストロークは吐出弁ストッパ8fによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁8bの閉じ遅れにより、燃料吐出口12へ高圧吐出された燃料が、再び加圧室11内に逆流してしまうのを防止でき、燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁8bが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁8bがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ホルダ8dの内周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構8は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
Therefore, the stroke of the
(電磁吸入弁の構成)
次に本発明の主要部である電磁吸入弁300側の構造について、図1、図4A、4Bを用いて説明する。図4A、4Bは吸入弁部Aの詳細断面図(開弁時)を示す。ここでは、図4Aに縦断面図、図4Bに45度断面図を示した。(Structure of electromagnetic suction valve)
Next, the structure on the
まず、電磁吸入弁300側の構造について説明する。電磁吸入弁300側の構造は、吸入弁30を主体に構成された吸入弁部Aと、ロッド35とアンカー部36を主体に構成されたソレノイド機構部Bと、電磁コイル43を主体に構成されたコイル部Cに大別して説明する。
First, the structure on the
まず吸入弁部Aは、吸入弁30、吸入弁ストッパ32、吸入弁付勢ばね33からなる。
このうちシート部材31は円筒型で、内周側軸方向に吸入弁シート部31a、円筒の軸を中心に放射状に複数の吸入ポート31bを有する。First, the suction valve portion A includes a
Of these, the
吸入弁ストッパ32は、加圧室11と吸入弁30との間に配置され、吸入弁軸方向において吸入弁30と重なる円盤状部32dと、円盤状部32dから板状に加圧室側に向かって突き出した複数本の板状部32m(突出部)を有する。
The
ここで、吸入弁ストッパ32は、吸入弁30の開弁方向(吸入弁30がシート部材31から離れる方向)の移動を規制する。複数の板状部32mは、円盤状部32dを支える。
板状部32mは、略直線状であるため、吸入弁30からの衝撃力を板状部32mの付け根から先端に向けて略直線的に伝達する。これにより、板状部32mに亀裂が発生することを防止することができる。Here, the
Since the plate-shaped
板状部32mの最外周に固定部32c(固定用の面)が設けられており、この部分でハウジング部31cの内周円筒面内に嵌合保持される。固定部32cと直角な端面には支持部32n(支持用の面)を有する。
A fixing
そして、円盤状部32dの外周側面と円盤状部32dの外周側面よりもさらに外周側に配置されたハウジング部31cとの間に第1流路32e(図4B)を形成する。第1流路32eは円盤状部32dの加圧室側面よりも加圧室側の第2流路32fと繋がるとともに、第1流路32eおよび第2流路32fはハウジング部31cにより連続して繋がるように形成する。また、複数の固定部32cを、円盤状部32dの吸入弁側の面に対して加圧室側に位置するように構成する。
Then, the
この構成を取ることにより、加工工数の多い穴加工を実施することなく流路形成ができ、合わせて吸入弁ストッパ32をハウジング部31cに固定することができるため、低コスト化の観点で有利である。
By adopting this configuration, it is possible to form a flow path without performing hole drilling with a large number of man-hours, and at the same time, the
吸入弁付勢ばね33は、吸入弁ストッパ32の内周側に、かつ、一部前記ばねの一端を同軸に安定させるための細径部であるばね保持部32hに配置される。吸入弁30は吸入弁シート部31aと吸入弁ストッパ32の間に配置される。吸入弁付勢ばね33は圧縮コイルばねであり、吸入弁30が吸入弁シート部31aに押し付けられる方向に付勢力が働く様に設置される。圧縮コイルばねに限らず、付勢力を得られるものであれば形態を問わないし、吸入弁と一体になった付勢力を持つ板ばねの様なものでも良い。
The suction
この様に吸入弁部Aを構成することで、ポンプの吸入行程においては、吸入ポート31bを通過し内部に入った燃料が、吸入弁30と吸入弁シート部31aの間を通過し、吸入弁30の外周側を通り、及び吸入弁ストッパ32の周方向に隣接する板状部32mの間(第1流路32e)を通り、ポンプボディ1P及びシリンダの通路を通過し、加圧室へ燃料を流入させる。
By configuring the suction valve portion A in this way, in the suction stroke of the pump, the fuel that has passed through the
図5は吸入弁部Aの詳細断面図(閉弁時)を示す。 FIG. 5 shows a detailed cross-sectional view (when the valve is closed) of the suction valve portion A.
ポンプの吐出行程においては、吸入弁30が吸入弁シート部31aと接触シールすることで、燃料の入口側への逆流を防ぐ逆止弁の機能を果たす。
In the discharge stroke of the pump, the
吸入弁30の軸方向の移動量は、吸入弁ストッパ32によって有限に規制されている。
移動量が大きすぎると吸入弁30の閉じる時の応答遅れにより前記逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下するためである。この移動量の規制は、吸入弁シート部31a、吸入弁30、吸入弁ストッパ32の軸方向の形状寸法及び、固定位置で規定することが可能である。The amount of movement of the
This is because if the amount of movement is too large, the reverse flow rate increases due to the response delay when the
図4A、図6Aに示すように吸入弁ストッパ32は、吸入弁30に対向する凸部32bを有する円盤状部32dを有する。吸入弁30が開弁している状態において、吸入弁30の下流側面30が凸部32bに接触することで軸方向の移動が規制される。凸部32bは図6Aに示すように吸入弁30の下流側面30aと対向する吸入弁ストッパ32の対向面32oに上流側(閉弁方向)に凸となるように形成される。凸部32bにより吸入弁30の下流側面30と吸入弁ストッパ32の対向面32oとの接触面積が小さくなる。これにより開弁状態から閉弁状態へ遷移時、吸入弁30の下流側面30aが吸入弁ストッパ32の対向面32oから離れやすくなり、閉弁応答性を向上させることができる。この環状の凸部32bが無い場合には上記の接触面積が大きくなるので、吸入弁30の下流側面30aと吸入弁ストッパ32の対向面32oとの間に大きなスクイーズ力が働き、吸入弁30の下流側面30aが吸入弁32の対向面32oから離れにくくなる。
As shown in FIGS. 4A and 6A, the
吸入弁30、吸入弁シート部31a、吸入弁ストッパ32は、お互い作動時に衝突を繰返すため、高強度、高硬度で耐食性にも優れるマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施した材料を使用する。
Since the
吸入弁ストッパの素材(材料)は炭素量が0.25% 以上のマルテンサイト系ステンレス鋼であり、焼入れ後の硬さがHRC52以上であることが望ましい。吸入弁スプリング33には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレス材を用いる。また吸入弁ストッパ32の固定方法に関して、複数の固定部32cは、ハウジング部31cの内周面に圧入される。
It is desirable that the material of the suction valve stopper is martensitic stainless steel having a carbon content of 0.25% or more, and the hardness after quenching is HRC52 or more. An austenitic stainless steel material is used for the
これにより、吸入弁ストッパ32に複数の機能を集約し有効にスペースを活用することで、吸入弁部Aの構造を簡素化することができる。合わせて、吸入弁ストッパ32を切削加工や研削加工に比べて加工工数の少ない鍛造加工で形成することで加工工数を低減することができ、低コスト化の観点から有利である。
As a result, the structure of the suction valve portion A can be simplified by consolidating a plurality of functions into the
また、固定部32cの配置に関して、複数の固定部32cを、円盤状部32dの外周側面の最外周端部よりも外周側において周方向に所定間隔を空けて配置し(図6A参照)、第2流路32fを円盤状部32dの外周側面の最外周端部よりも外周側に形成する。また、円盤状部32dの外周側面の最外周端部が吸入弁30の外周面の最外周端部よりも外周側に位置するように構成する。
Further, regarding the arrangement of the fixing
吸入弁30の最外径を円盤状部32dの最外径よりも大きくしてもよい。こうすることで、加圧室11からの燃料流れが直接、吸入弁30に当たり、閉弁方向の流体力が増大して誤閉弁が起こることを防止しすることができる。これにより、ひいては流量制御精度の向上を達成することができる。
The outermost diameter of the
次にソレノイド機構部Bについて述べる。ソレノイド機構部Bは、可動部であるロッド35、アンカー部36、固定部であるロッドガイド37、アウターコア38、固定コア39、そして、ロッド付勢ばね40、アンカー部付勢ばね41からなる。
Next, the solenoid mechanism unit B will be described. The solenoid mechanism portion B includes a
可動部であるロッド35とアンカー部36は、別部材に構成している。ロッド35はロッドガイド37の内周側で軸方向に摺動自在に保持され、アンカー部36の内周側は、ロッド35の外周側で摺動自在に保持される。すなわち、ロッド35及びアンカー部36共に幾何学的に規制される範囲で軸方向に摺動可能に構成されている。
The
アンカー部36は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、部品軸方向に貫通する貫通穴36aを1つ以上有し、アンカー部前後の圧力差による動きの制限を極力排除している。
The
ロッドガイド37は、径方向には、ポンプボディ1Pの吸入弁が挿入される穴の内周側に挿入され、軸方向には、吸入弁シートの一端部に突き当てられ、ポンプボディ1Pに溶接固定されるアウターコア38とポンプボディ1Pとの間に挟み込まれる形で配置される構成としている。ロッドガイド37にもアンカー部36と同様に軸方向に貫通する貫通穴37aが設けられ、アンカー部が自在に滑らかに動くことができる様、アンカー部側の燃料室の圧力がアンカー部の動きを妨げない様に構成している。
The
アウターコア38は、燃料供給ポンプ本体と溶接される部位との反対側の形状を薄肉円筒形状としており、その内周側に固定コア39が挿入される形で溶接固定される。固定コア39の内周側にはロッド付勢ばね40が、細径部をガイドに配置され、ロッド35が吸入弁30と接触し、前記吸入弁が吸入弁シート部31aから引き離す方向、すなわち吸入弁の開弁方向に付勢力を与える。
The
アンカー部付勢ばね41は、ロッドガイド37の中心側に設けた円筒径の中央軸受部37bに方端を挿入し同軸を保ちながら、アンカー部36にロッドつば部35a方向に付勢力を与える配置としている。アンカー部36の移動量は吸入弁30の移動量よりも大きく設定される。確実に吸入弁30が閉弁するためである。
The anchor
ロッド35とロッドガイド37にはお互い摺動するため、またロッド35は吸入弁30と衝突を繰返すため、硬度と耐食性を考慮しマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施したものを使用する。アンカー部36と固定コア39は磁気回路を形成するため磁性ステンレスを用い、ロッド付勢ばね40、アンカー部付勢ばね41には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレスを用いる。
Since the
上記構成によれば、吸入弁部Aとソレノイド機構部Bには、3つのばねが有機的に配置されて構成されている。吸入弁部Aに構成される吸入弁付勢ばね33と、ソレノイド機構部Bに構成されるロッド付勢ばね40、アンカー部付勢ばね41がこれに相当する。本実施例ではいずれのばねもコイルばねを使用しているが付勢力を得られる形態であればいかなるものでも構成可能である。
According to the above configuration, three springs are organically arranged in the suction valve portion A and the solenoid mechanism portion B. The suction
最後に、コイル部Cの構成について述べる。コイル部Cは、第1ヨーク42、電磁コイル43、第2ヨーク44、ボビン45、端子46、コネクタ47から成る。ボビン45に銅線が複数回巻かれた電磁コイル43が、第1ヨーク42と第2ヨーク44により取り囲まれる形で配置され、樹脂部材であるコネクタと一体にモールドされ固定される。二つの端子46のそれぞれの方端はコイルの銅線の両端にそれぞれ通電可能に接続される。端子46も同様にコネクタと一体にモールドされ残りの方端がエンジンエンジンコントロールユニット側と接続可能な構成としている。
Finally, the configuration of the coil portion C will be described. The coil portion C includes a
コイル部Cは第1ヨーク42の中心部の穴部が、アウターコア38に圧入され固定される。その時、第2ヨーク44の内径側は、固定コア39と接触もしくは僅かなクリアランスで近接する構成となる。
In the coil portion C, the hole portion at the center of the
第1ヨーク42、第2ヨーク44共に、磁気回路を構成するために、また耐食性を考慮し磁性ステンレス材料とし、ボビン45は強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いる。
Both the
上述の様にソレノイド機構部Bとコイル部Cとを構成することで、アウターコア38、第1ヨーク42、第2ヨーク44、固定コア39、アンカー部36で磁気回路を形成し、コイルに電流を与えると、固定コア39とアンカー部36の間に磁気吸引力が発生し、互いに引き寄せられる力が発生する。アウターコア38において、固定コア39とアンカー部36とがお互い磁気吸引力を発生させる軸方向部位を極力薄肉にすることで、磁束のほぼ全てが固定コア39とアンカー部36の間を通過するため、効率良く磁気吸引力を得ることができる。
By configuring the solenoid mechanism portion B and the coil portion C as described above, a magnetic circuit is formed by the
本実施形態に係る燃料供給ポンプの上記構成によれば、ポンプ作動における吸入、戻し、吐出の各行程において、以下のように作動する。 According to the above configuration of the fuel supply pump according to the present embodiment, each operation of suction, return, and discharge in the operation of the pump operates as follows.
まず吸入行程について説明する。吸入行程では、図3のカム93の回転により、プランジャ2がカム93方向に移動(プランジャ2が下降)する。つまりプランジャ2の位置が上死点から下死点に移動している。吸入行程状態にある時は、例えば図1を参照しながら説明すると、加圧室11の容積は増加し加圧室11内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室11内の燃料圧力が吸入通路10dの圧力よりも低くなると、燃料は、開口状態にある吸入弁30の近傍を通り、ポンプボディ1Pに設けられた連通穴1bと、シリンダ外周通路としての環状の溝6aと連通穴6bを通過し、加圧室11に流入する。
First, the inhalation process will be described. In the suction stroke, the
吸入行程では、電磁コイル43は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用していない。よって、吸入弁30は、ロッド付勢ばね40の付勢力により、ロッド35に押圧された状態であり、開弁したままである。
In the suction stroke, the
次に戻し行程について説明する。戻し行程では、図3のカム93の回転により、プランジャ2が上昇方向に移動する。つまりプランジャ2の位置が下死点から上死点に向かって、移動し始めている。このとき加圧室11の容積は、プランジャ2における吸入後の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室11に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁30を通して吸入通路10dへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。
Next, the return process will be described. In the return stroke, the
この状態で、エンジンコントロールユニット27(制御部)からの制御信号が電磁吸入弁300に印加されると、戻し行程から吐出行程に移行する。制御信号が電磁吸入弁300に印加されると、コイル部Cにおいて磁気吸引力が発生し、これが各部に作用することになる。
In this state, when a control signal from the engine control unit 27 (control unit) is applied to the
この状態では、アウターコア38、第1ヨーク42、第2ヨーク44、固定コア39、アンカー部36で磁気回路を形成し、コイルに電流を与えると、固定コア39とアンカー部36の間に磁気吸引力が発生し、互いに引き寄せられる力が発生する。アンカー部36が固定部である固定コア39に吸引されると、アンカー部36とロッドつば部35aの係止機構により、ロッド35が吸入弁30から離れる方向に移動する。このとき、図5に示す通り、吸入弁付勢ばね33による付勢力と燃料が吸入通路10dに流れ込むことによる流体力により吸入弁30が閉弁する。
In this state, a magnetic circuit is formed by the
閉弁後、加圧室11の燃料圧力はプランジャ2の上昇運動と共に上昇し、燃料吐出口12の圧力以上になると、吐出弁機構8を介して燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール23へと供給される。この行程を吐出行程と称する。
After the valve is closed, the fuel pressure in the pressurizing
すなわち、プランジャ2の圧縮行程(下始点から上始点までの間の上昇行程)は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁300の電磁コイル43への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル43へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル43への通電タイミングは、エンジンコントロールユニット27(制御部)からの指令によって制御される。
That is, the compression stroke (upward stroke from the lower start point to the upper start point) of the
以上のように構成することで、電磁コイル43への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することが出来る。
With the above configuration, by controlling the energization timing to the
以上説明した、吸入、戻し、吐出動作は極めて早いサイクルで行われる。吸入弁30と吸入弁ストッパ32の衝突頻度は多いときには1秒間に数百回におよび、この際の衝撃荷重を吸入弁ストッパ32の支持部32nで受けるため、板状部32mの厚み、形状が吸入弁ストッパ32の耐久性能に大きく影響する。
The suction, return, and discharge operations described above are performed in an extremely fast cycle. When the
図6Aに、この厚みや形状を説明するための吸入弁ストッパの平面図を示し、図6Bに吸入弁ストッパの側面図を示す。図4Bに示した第2流路32fの流路断面積は、第1流路32eに比べて板状部32mの分だけ小さく、圧力損失への寄与が大きい。このため凸部32bの付け根部と支持部32nとの距離Hが、凸部32bの付け根部の厚みtに対し、下記の不等式(1)を満たすようにすることで、圧力損失への寄与が大きい第2流路32fの開口面積を十分確保でき、圧力損失を低減できる。
FIG. 6A shows a plan view of the suction valve stopper for explaining the thickness and shape, and FIG. 6B shows a side view of the suction valve stopper. The flow path cross-sectional area of the
すなわち、吸入弁30に対向する円盤状部32dの面32dSと板状部32mの先端との間の距離Hは、円盤状部32dの厚みtの1.4倍よりも大きい。
That is, the distance H between the surface 32dS of the disc-shaped
ここで、板状部32mの形状が階段状(クランク形状)だと、吸入弁30の衝突時に曲率の小さい部位に応力集中し、耐久試験において応力集中部が破損しやすくなる。また鍛造時において、曲率の小さい部位に亀裂が入りやすくなるため、これも耐久試験性能を悪化させる要因となりうる。
Here, if the plate-shaped
そのため、板状部32mは支持部32nとの角度差θが下記の不等式(2)の範囲である略直線形状が望ましい。
Therefore, it is desirable that the plate-shaped
換言すれば、円盤状部32dの径方向に対する板状部32mの角度(角度差θ)は、10°~60°である。
In other words, the angle (angle difference θ) of the plate-shaped
こうすることで、吸入弁30の衝突時における応力集中を回避でき、耐久性能が向上する。また鍛造時において、亀裂の発生を防止できる。
By doing so, stress concentration at the time of collision of the
吸入弁30の閉弁応答性を向上させるためには、略円環形状に形成された凸部32bに複数の切欠き部32pを形成するのが有効である。すなわち、凸部32bは、円環状の形状であり、複数の切欠き部32pを有することが好ましい。これにより、ばね保持部32hが負圧となって吸入弁30の閉弁応答性が悪化するのを防止できる。
In order to improve the valve closing responsiveness of the
発明者の実験によると、吸入弁30の閉弁応答性向上のためには、切欠き部32pを板状部32mの付け根に配置するのが望ましい。この場合、板状部32mを鍛造で形成する際に凸部32bの切欠き部32p側の根元に亀裂が入りやすい。
According to the inventor's experiment, in order to improve the valve closing responsiveness of the
これを防止するため潰し部32qを設ける。この際、板状部32mの板厚Aと、潰し部32q部の板厚Bが下記の不等式(3)を満たすようにすることで、凸部32bの切欠き部32p側の根元の割れ発生を防止でき、さらに吸入弁30と吸入弁ストッパ32衝突時の耐久性能も満足できる。
In order to prevent this, a crushed
すなわち、板状部32mは、板厚が薄くなる部分を示す潰し部32qを備える。板状部32mの板厚の最小値(板厚B)は、板状部32mの板厚の最大値(板厚A)の60%より大きい。潰し部32qの近傍の応力により凸部32bの付け根の近傍の応力が抑制される。これにより、凸部32bの付け根に亀裂が発生することを抑制することができる。
That is, the plate-shaped
吸入弁30はロッド35と吸入弁付勢ばね33による付勢力により保持される。このため吸入弁付勢ばね33が倒れると、吸入弁30が閉じる時の応答遅れにより逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下する。
The
このため、吸入弁付勢ばね33の倒れ防止のために、凸部32bの付け根部からばね保持部32hの底面までの距離Lは凸部32bの付け根部の厚みtに対し下記の不等式(4)の関係が必要となる。
Therefore, in order to prevent the suction
すなわち、吸入弁30に対向する円盤状部32dの面32dSとばね保持部32h(凹み部)の底面との間の距離Lは、円盤状部32dの厚みtの0.5倍よりも大きい。
That is, the distance L between the surface 32dS of the disc-shaped
しかし、バネ保持部を深くすると、バネ保持部を鍛造で形成する際にバネ保持部の底面外周部に亀裂が発生しやすくなる。 However, if the spring holding portion is deepened, cracks are likely to occur on the outer peripheral portion of the bottom surface of the spring holding portion when the spring holding portion is formed by forging.
そこで、ばね保持部32hを、内径φD1の第1内径部32sと、内径φD2の第2内径部32tと、内径φD3の第3内径部32uとで形成し、下記の不等式(5)を満たすようにすることで、バネ保持部を鍛造で形成する際に亀裂の発生無く成形することができる。これにより吸入弁付勢ばね33による付勢力の耐久性能、さらに吸入弁30と吸入弁ストッパ32衝突時の耐久性能を満足できる。
Therefore, the
換言すれば、円盤状部32dは、吸入弁30に対向する面32dSにばね保持部32h(凹み部)を有する。ばね保持部32h(凹み部)の内周面は、凸部32bに近い順に、最も内径の大きい第1内径部32sと、第1内径部32sよりも内径の小さい第2内径部32tと、第2内径部32tよりも内径の小さい第3内径部32uと、を有する。
In other words, the disc-shaped
なお、吸入弁付勢ばね33(ばね)は、ばね保持部32h(凹み部)の底面に配置され、吸入弁30を付勢する。吸入弁付勢ばね33は、第3内径部32uによってガイドされる。
The suction valve urging spring 33 (spring) is arranged on the bottom surface of the
図7に板状部32mの鍛流線を示す。凸部32bの付け根と支持部32nとを結んだ線を2点鎖線で示す。
FIG. 7 shows a streamline of the plate-shaped
凸部32bの付け根から支持部32nまでの板厚方向中央部付近の鍛流線と、凸部32bと支持部32nとを結んだ線が略平行となっている。
The forging line near the central portion in the plate thickness direction from the base of the
換言すれば、板状部32mの付け根と先端の間の中央部分の鍛流線の傾きは、凸部32bの付け根と板状部32mの先端を結ぶ直線の傾きと同等である。また、円盤状部32dの軸を包含する平面による吸入弁ストッパ32の断面において、吸入弁30と反対側の板状部32mのエッジ32mEは、S字状の曲線である。
In other words, the inclination of the forging line in the central portion between the base of the plate-shaped
図4A、図4Bの軸方向断面図に示すように本実施例の吸入弁ストッパ32の円盤状部32dは対向面32oを有する。そして、この対向面32oの最外径部32pから固定部32c(固定用の面)の最上流部32qまでがほぼ直線状となるように構成されることが望ましい。また、板状部32mの下流面において、対向面32oの最外径部32pと径方向の位置が同じである下流側板状形成部32sから支持部32n(支持用の面)の最内径部32qまでもほぼ直線状となるように構成されることが望ましい。また、対向面32oの最外径部32pから固定部32c(固定用の面)の最上流部32qまでの直線形状と、下流側板状形成部32sから支持部32n(支持用の面)の最内径部32qまでの直線形状とが、ほぼ平行となるように形成されることが望ましい。つまり、板状部32mの上流面と下流面がほぼ平行となるように同じ厚みで形成されることが望ましい。
As shown in the axial sectional views of FIGS. 4A and 4B, the disc-shaped
これにより、吸入弁30と吸入弁ストッパ32との衝撃荷重を凸部32bから支持部32nに向かって効率よく逃がすことができ、板状部32mへの過大な応力集中を回避して耐久性能を満足することができる。
As a result, the impact load between the
総じて、本実施例の構成を用いれば、加工工数の少ない簡素な構造で十分な流路断面積を確保し、吐出燃料を大流量化した際にも圧力損失の増大を防止して、高精度な流量制御を実現でき、バルブ衝突に対する耐久性能を満足できる吸入弁ストッパ、およびそれを適用した低コストな燃料供給ポンプを提供することができる。 In general, if the configuration of this embodiment is used, a sufficient flow path cross-sectional area is secured with a simple structure with few processing man-hours, and an increase in pressure loss is prevented even when the flow rate of the discharged fuel is increased, resulting in high accuracy. It is possible to provide a suction valve stopper that can realize a high flow rate control and satisfy the durability performance against a valve collision, and a low-cost fuel supply pump to which the suction valve stopper is applied.
以上説明したように、本実施形態によれば、製造コストを抑制しつつ、耐久性を向上することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the durability while suppressing the manufacturing cost.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
1…燃料供給ポンプ
1P…ポンプボディ
1a…小径部
1b…連通穴
1e…フランジ
1f…溶接部
2…プランジャ
2a…大径部
2b…小径部
6…シリンダ
6a…溝
6b…連通穴
6c…小径部
7…シールホルダ
7a…環状低圧燃料室
8…吐出弁機構
8a…吐出弁シート
8b…吐出弁
8d…吐出弁ホルダ
8e…当接部
8f…吐出弁ストッパ
9…圧力脈動低減機構
9a…取付金具
10…低圧燃料室
10a…低圧燃料吸入口
10d…吸入通路
11…加圧室
12…燃料吐出口
12a…吐出通路
13…プランジャシール
14…ダンパカバー
15…リテーナ
20…燃料タンク
21…フィードポンプ
23…コモンレール
24…インジェクタ
26…圧力センサ
27…エンジンコントロールユニット
28…吸入配管
30…吸入弁
31…シート部材
31a…吸入弁シート部
31b…吸入ポート
31c…ハウジング部
32…吸入弁ストッパ
32b…凸部
32c…固定部
32d…円盤状部
32e…第1流路
32f…第2流路
32h…ばね保持部
32m…板状部
32n…支持部
32p…切欠き部
32q…潰し部
32s…第1内径部
32t…第2内径部
32u…第3内径部
33…吸入弁スプリング
35…ロッド
35a…ロッドつば部
36…アンカー部
36a…貫通穴
37…ロッドガイド
37a…貫通穴
37b…中央軸受部
38…アウターコア
39…固定コア
42…第1ヨーク
43…電磁コイル
44…第2ヨーク
45…ボビン
46…端子
47…コネクタ
51…吸入ジョイント
52…吸入フィルタ
61…Oリング
90…シリンダヘッド
91…ボルト
92…タペット
93…カム
95…取り付け根部取り付け用孔
100…リリーフバルブ
101…リリーフ弁シート
102…リリーフ弁
110…高圧流路
150…取り付け根部1 ...
Claims (17)
前記吸入弁の開弁方向の移動を規制する吸入弁ストッパと、を備え、
前記吸入弁ストッパは、
前記吸入弁に対向する凸部を有する円盤状部と、
前記円盤状部を支える複数の板状部と、を有し、
前記円盤状部の径方向に対する前記板状部の角度は、10°~60°である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 Inhalation valve and
A suction valve stopper that regulates the movement of the suction valve in the valve opening direction is provided.
The suction valve stopper is
A disk-shaped portion having a convex portion facing the suction valve,
It has a plurality of plate-shaped portions that support the disk-shaped portion, and has.
The angle of the plate-shaped portion with respect to the radial direction of the disk-shaped portion is 10 ° to 60 °.
A fuel supply pump characterized by that.
前記板状部は、
板厚が薄くなる部分を示す潰し部を備え、
前記板状部の板厚の最小値は、
前記板状部の板厚の最大値の60%より大きい
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 1 .
The plate-shaped portion is
Equipped with a crushed part that shows the part where the plate thickness becomes thin,
The minimum value of the plate thickness of the plate-shaped portion is
A fuel supply pump characterized in that it is larger than 60% of the maximum value of the plate thickness of the plate-shaped portion.
前記凸部は、
円環状の形状であり、
複数の切欠き部を有する
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 1.
The convex part is
It has an annular shape and has an annular shape.
A fuel supply pump characterized by having multiple notches.
前記吸入弁に対向する前記円盤状部の面と前記板状部の先端との間の距離Hは、
前記円盤状部の厚みtの1.4倍よりも大きい
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 3 .
The distance H between the surface of the disk-shaped portion facing the suction valve and the tip of the plate-shaped portion is
A fuel supply pump characterized in that it is larger than 1.4 times the thickness t of the disk-shaped portion.
前記切欠き部は、
前記板状部の付け根に配置される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 3 .
The notch is
A fuel supply pump characterized by being placed at the base of the plate-shaped portion.
前記吸入弁ストッパの材料は、
炭素量が0.25%以上のマルテンサイト系ステンレス鋼であり、
焼入れ後の硬さがHRC52以上である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 1.
The material of the suction valve stopper is
Martensitic stainless steel with a carbon content of 0.25% or more.
A fuel supply pump characterized by a hardness of HRC52 or higher after quenching.
前記円盤状部は、
前記吸入弁に対向する面に凹み部を有し、
前記凹み部の内周面は、前記凸部に近い順に、
最も内径の大きい第1内径部と、
前記第1内径部よりも内径の小さい第2内径部と、
前記第2内径部よりも内径の小さい第3内径部と、を有する
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 1.
The disk-shaped part is
It has a recess on the surface facing the suction valve and has a recess.
The inner peripheral surface of the recessed portion is formed in the order of proximity to the convex portion.
The first inner diameter part with the largest inner diameter and
A second inner diameter portion having an inner diameter smaller than that of the first inner diameter portion,
A fuel supply pump characterized by having a third inner diameter portion having an inner diameter smaller than that of the second inner diameter portion.
前記吸入弁に対向する前記円盤状部の面と前記凹み部の底面との間の距離Lは、
前記円盤状部の厚みtの0.5倍よりも大きい
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 7 .
The distance L between the surface of the disk-shaped portion facing the suction valve and the bottom surface of the recessed portion is
A fuel supply pump characterized in that it is larger than 0.5 times the thickness t of the disk-shaped portion.
前記凹み部の底面に配置され、前記吸入弁を付勢するばねを備え、
前記ばねは、
前記第3内径部によってガイドされる
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 8 .
It is located on the bottom surface of the recess and is provided with a spring that urges the suction valve.
The spring
A fuel supply pump characterized by being guided by the third inner diameter portion.
前記板状部の板厚中央を通る鍛流線は、
滑らかな曲線である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 1.
The forging line passing through the center of the plate thickness of the plate-shaped portion is
A fuel supply pump characterized by a smooth curve.
前記板状部の板厚中央を通る鍛流線は、
S字状の曲線である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 10 .
The forging line passing through the center of the plate thickness of the plate-shaped portion is
A fuel supply pump characterized by an S-shaped curve.
前記板状部の付け根と先端の間の中央部分の前記鍛流線の傾きは、
前記凸部の付け根と前記板状部の先端を結ぶ直線の傾きと同等である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 11 .
The slope of the streamline in the central portion between the base and the tip of the plate-shaped portion is
A fuel supply pump characterized by having the same inclination as a straight line connecting the base of the convex portion and the tip of the plate-shaped portion.
前記円盤状部の軸を包含する平面による前記吸入弁ストッパの断面において、
前記吸入弁と反対側の前記板状部のエッジは、
S字状の曲線である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 1.
In the cross section of the suction valve stopper by the plane including the axis of the disk-shaped portion,
The edge of the plate-shaped portion opposite to the suction valve is
A fuel supply pump characterized by an S-shaped curve.
前記潰し部の近傍の応力により前記凸部の付け根の近傍の応力が抑制される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 2 .
A fuel supply pump characterized in that the stress in the vicinity of the base of the convex portion is suppressed by the stress in the vicinity of the crushed portion.
前記吸入弁ストッパの前記円盤状部は前記吸入弁の下流側面に対向する対向面を有し、
前記吸入弁ストッパの前記板状部は、前記対向面の最外径部から、前記板状部の先端に形成される圧入用の面である固定部の最上流部までがほぼ直線状となるように構成される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 1.
The disk-shaped portion of the suction valve stopper has a facing surface facing the downstream side surface of the suction valve.
The plate-shaped portion of the suction valve stopper is substantially linear from the outermost diameter portion of the facing surface to the most upstream portion of the fixed portion, which is a press-fitting surface formed at the tip of the plate-shaped portion. A fuel supply pump characterized by being configured as such.
前記吸入弁ストッパは、板状部の下流面において、前記対向面の最外径部と径方向の位置が同じである下流側板状形成部から、前記板状部の先端に形成される開弁方向の支持用の面である支持部の最内径部までがほぼ直線状となるように構成される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 15 .
The suction valve stopper is a valve opening formed at the tip of the plate-shaped portion from the downstream side plate-shaped forming portion having the same radial position as the outermost diameter portion of the facing surface on the downstream surface of the plate-shaped portion. A fuel supply pump characterized in that it is configured so that the innermost diameter of the support, which is the surface for support in the direction, is almost linear.
前記対向面の前記最外径部から前記固定部の前記最上流部までの直線形状と、前記下流側板状形成部から前記支持部の前記最内径部までの直線形状とが、ほぼ平行となるように形成される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 The fuel supply pump according to claim 16 .
The linear shape from the outermost diameter portion of the facing surface to the most upstream portion of the fixed portion and the linear shape from the downstream side plate-shaped forming portion to the innermost inner diameter portion of the support portion are substantially parallel to each other. A fuel supply pump characterized by being formed in such a way.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018103196 | 2018-05-30 | ||
| JP2018103196 | 2018-05-30 | ||
| PCT/JP2019/005054 WO2019230064A1 (en) | 2018-05-30 | 2019-02-13 | Fuel-supply pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2019230064A1 JPWO2019230064A1 (en) | 2021-04-22 |
| JP7024071B2 true JP7024071B2 (en) | 2022-02-22 |
Family
ID=68697960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020521689A Active JP7024071B2 (en) | 2018-05-30 | 2019-02-13 | Fuel supply pump |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7024071B2 (en) |
| CN (1) | CN112204245B (en) |
| DE (1) | DE112019002218T5 (en) |
| WO (1) | WO2019230064A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012154296A (en) | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Denso Corp | High pressure pump |
| JP2017210935A (en) | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Fuel supply pump |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1471247B1 (en) * | 1999-02-09 | 2006-10-18 | Hitachi, Ltd. | High pressure fuel supply pump for internal combustion engine |
| JP6135437B2 (en) * | 2013-10-07 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | High pressure fuel pump |
| JP2017145731A (en) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | High pressure fuel supply pump |
-
2019
- 2019-02-13 JP JP2020521689A patent/JP7024071B2/en active Active
- 2019-02-13 DE DE112019002218.0T patent/DE112019002218T5/en active Pending
- 2019-02-13 WO PCT/JP2019/005054 patent/WO2019230064A1/en not_active Ceased
- 2019-02-13 CN CN201980026354.4A patent/CN112204245B/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012154296A (en) | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Denso Corp | High pressure pump |
| JP2017210935A (en) | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Fuel supply pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112019002218T5 (en) | 2021-02-25 |
| JPWO2019230064A1 (en) | 2021-04-22 |
| CN112204245A (en) | 2021-01-08 |
| CN112204245B (en) | 2022-08-05 |
| WO2019230064A1 (en) | 2019-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110537014B (en) | High pressure fuel pump | |
| JP6869005B2 (en) | Fuel supply pump | |
| US11542903B2 (en) | High-pressure fuel supply pump provided with electromagnetic intake valve | |
| JP7216840B2 (en) | fuel supply pump | |
| JP6689178B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
| JP2021014791A (en) | High-pressure fuel pump | |
| JP7198363B2 (en) | Electromagnetic intake valve and high pressure fuel supply pump | |
| CN109072843B (en) | Control device for high pressure fuel supply pump and high pressure fuel supply pump | |
| CN110651117B (en) | Valve mechanism, solenoid suction valve mechanism, and high-pressure fuel pump | |
| US12085074B2 (en) | Electromagnetic valve mechanism and high-pressure fuel supply pump | |
| US12140113B2 (en) | Electromagnetic valve mechanism and fuel pump | |
| JP7024071B2 (en) | Fuel supply pump | |
| JP7178504B2 (en) | Fuel pump | |
| JP6685176B2 (en) | Fuel supply pump | |
| JP2017145731A (en) | High pressure fuel supply pump | |
| JP7248783B2 (en) | Solenoid valve mechanism and high-pressure fuel supply pump provided with the same | |
| JP7077212B2 (en) | High pressure fuel pump | |
| JP7518980B2 (en) | Fuel pump | |
| JPWO2018221158A1 (en) | High pressure fuel supply pump | |
| JP6932629B2 (en) | High pressure fuel pump | |
| WO2022269977A1 (en) | Electromagnetic suction valve mechanism and fuel pump | |
| WO2024252603A1 (en) | Solenoid valve mechanism and fuel pump | |
| WO2020085041A1 (en) | Electromagnetic valve mechanism and high-pressure fuel pump | |
| JP2021059991A (en) | High pressure fuel supply pump | |
| JP2018031332A (en) | High pressure fuel supply pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201012 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210831 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210917 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220208 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7024071 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |