CN105909442A - 燃料泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料泵。燃料泵具备穿孔圆板状的板及朝着升降器按压板的螺旋弹簧。板具有与柱塞的突出侧端部的槽卡合的内周面。另外，在板上设有连接板的内周面与外周面的开口。螺旋弹簧配置于板与泵体之间。板以从螺旋弹簧的中心轴观察将开口配置于在螺旋弹簧的压缩时产生的横向力的方向的反方向的位置的方式组装于燃料泵。

Description

燃料泵

技术领域

本发明涉及燃料泵。

背景技术

日本特开2009-209838号公报公开了对通过加料泵从燃料罐汲取的燃料进行加压而排出的燃料泵。该文献公开的燃料泵具备具有缸体的泵外壳及配置于缸体内的圆柱状的柱塞。柱塞的一个端部插入到缸体的内部，另一端部从缸体向外部突出。在该状态下，柱塞配置为能够沿着其中心轴往复滑动。在从缸体向外部突出的柱塞的端部上沿着柱塞的外周面形成有沿周向延伸的槽。穿孔圆板状的板卡合于柱塞的槽。在燃料泵的下方配置有用于使柱塞在缸体内部往复滑动的凸轮。在凸轮与从缸体向外部突出的柱塞的端部之间配置有升降器。在燃料泵的下部与板之间配置有朝着升降器的上表面按压板的螺旋弹簧。

图17A表示设置于上述燃料泵的螺旋弹簧的一例。如图17A所示，在螺旋弹簧的端部附近，弹簧绕组的间隔随着接近绕组的终端而变窄。在上述螺旋弹簧中，对应于压缩的弹性根据绕着螺旋弹簧的中心轴L的位置而不同。例如，端部附近的弹簧绕组的间隔相对较宽的左侧的部分X的纵向弹性系数小于弹簧绕组的间隔相对较窄的右侧的部分Y的纵向弹性系数。因此，如图17B所示，在对螺旋弹簧施加了压缩载荷Fc时，螺旋弹簧的部分X比部分Y更收缩。因此，螺旋弹簧以其中央部分向右侧伸出的方式弯曲。其结果是，在螺旋弹簧上产生了向右方作用的横向力Fs。

在上述以往的燃料泵中，当在螺旋弹簧上产生上述那种横向力时，该横向力经由板而传递至柱塞。此时，力矩沿着相对于缸体倾斜的方向作用于柱塞。当由于该力矩而使柱塞倾斜时，在柱塞与缸体之间的滑动面上产生的摩擦局部性地增大，柱塞、缸体有可能产生异常磨损、异常发热。

发明内容

为了解决上述课题，根据本发明的第一技术方案，在板上，从螺旋弹簧的中心轴观察，在反横向力方向的位置设有连接板的外周面与内周面的开口，或者设定成：在板的中心轴与柱塞的中心轴一致时，板的内周面与槽之间的径向上的间隙在位于反横向力方向上的部分比除该部分之外的其它部分大。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料泵的剖视图。

图2是燃料泵的分解立体图。

图3是对燃料泵的螺旋弹簧产生的横向力的方向的确认方法进行说明的示意图。

图4是对横向力的方向的确认方法进行说明的螺旋弹簧的俯视图。

图5是螺旋弹簧的仰视图。

图6是沿着图5的6-6线的剖视图。

图7是燃料泵的板的仰视图。

图8是沿着图7的8-8线的剖视图。

图9是燃料泵的升降器的俯视图。

图10是沿着图9的10-10线的剖视图。

图11是表示放大显示燃料泵的升降器周边的局部剖视图。

图12是沿着图11的12-12线的剖视图。

图13是表示放大显示燃料泵的产生横向力时的升降器周边的局部剖视图。

图14是放大显示本发明的第二实施方式的燃料泵的柱塞的突出端部附近的局部剖视图。

图15是燃料泵的板的俯视图。

图16是放大显示变形例的燃料泵的升降器周边的局部剖视图。

图17A是自然长度时的螺旋弹簧的侧视图。

图17B是压缩时的螺旋弹簧的侧视图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照图1～图13详细地对本发明的燃料泵的第一实施方式进行说明。燃料泵是对通过加料泵从燃料罐汲取的燃料进行加压并排出至输出管的泵，作为缸内喷射式内燃机的高压燃料泵来使用。在以下的说明中，如图1及图2所示那样定义上下方向。

如图1所示，燃料泵具备安装于缸内喷射式内燃机的气缸头盖的泵体10。泵体10中设有沿上下方向延伸的缸体11。缸体11向下方开口。

在缸体11的内部配置有大致圆柱状的柱塞12。柱塞12的一个端部插入到缸体11的内部，另一端部从缸体11向外部突出。在该状态下，柱塞12配置为能够沿着其中心轴L0往复滑动。在缸体11的内部形成有用于对燃料进行加压的加压室13。加压室13由缸体11的底部和插入到缸体11的柱塞12的一个端部的端面划分而成。以下，将插入到缸体11的内部的柱塞12的一个端部记载为插入侧端部12a，将从缸体11的外部突出的柱塞12的另一端部记载为突出侧端部12b。

在泵体10的内部设有燃料室14。燃料室14与低压燃料配管连接，上述低压燃料配管连接于设置于缸内喷射式内燃机的加料泵。通过加料泵从燃料罐汲取的燃料被导入到燃料室14。

在泵体10上安装有电磁吸入阀15。燃料室14经由电磁吸入阀15连接于加压室13。当电磁吸入阀15通电时，电磁吸入阀15被关闭，而切断燃料室14与加压室13之间的燃料的流通。另外，当电磁吸入阀15的通电停止时，电磁吸入阀15打开，而容许燃料室14与加压室13之间的燃料的流通。

此外，在泵体10上安装有检验阀16。泵体10的加压室13也与检验阀16连接。检验阀16是常闭式的差压阀。因此，检验阀16在加压室13内的燃料的压力为预定的开阀压以上时打开。检验阀16与高压燃料配管连接，上述高压燃料配管连接于设于缸内喷射式内燃机的输出管。当检验阀16打开时，加压室13内的燃料排出至输出管。

在柱塞12的突出侧端部12b沿着柱塞12的外周面形成有沿周向延伸的槽17。在柱塞12的突出侧端部12b安装有穿孔圆板状的板18。板18使其孔的内周面与槽17卡合，由此安装于柱塞12的突出侧端部12b。在板18与泵体10之间，螺旋弹簧19以压缩的状态配置。因此，板18被螺旋弹簧19向下方按压。板18以使其中心轴L2与螺旋弹簧19的中心轴L1一致的状态抵接于螺旋弹簧19的下端。

另外，燃料泵在柱塞12的突出侧端部12b的周围具有升降器20。升降器20呈有底缸体形状，并向上方开口。升降器20以包围安装有板18的突出侧端部12b的方式配置。升降器20具有与柱塞12的突出侧端部12b的端面抵接的内底面20a。辊21能够旋转地支撑在升降器20的下部。辊21与泵驱动用的凸轮23抵接，上述泵驱动用的凸轮23与缸内喷射式内燃机的凸轮轴22一起旋转。升降器20配置于柱塞12的突出侧端部12b的端面与凸轮23之间。辊21通过经由板18及柱塞12而传递的螺旋弹簧19的作用力被按压于凸轮23。

如图2所示，在泵体10的下部设有圆筒形状的升降器导向件24。升降器导向件24沿着柱塞12的中心轴L0延伸。升降器导向件24配置为从外侧包围柱塞12、板18及螺旋弹簧19。升降器20以使其外周面与升降器导向件24的内周面滑动接触的状态设置在升降器导向件24内。在升降器导向件24上设有沿着柱塞12的中心轴L0延伸的导向槽25。升降器20具有插入到导向槽25的突起26。突起26从升降器20的外周面向径向外侧突出。通过突起26卡合于导向槽25，而限制升降器20相对于泵体10绕中心轴L0旋转。

泵体10具有从泵体10的侧面突出的连接器27。连接器27与设置于缸内喷射式内燃机的低压燃料配管连接。

在上述燃料泵中，当缸内喷射式内燃机的运行开始而凸轮轴22旋转时，升降器20仿照凸轮23的轮廓形状而沿上下方向移动。由此，柱塞12通过螺旋弹簧19维持将突出侧端部12b的端面按压于升降器20的底面的状态，并在缸体11的内部往复滑动。

加压室13的容积随着柱塞12上升并接近加压室13而变小。另一方面，加压室13的容积随着柱塞12下降并接近凸轮23而变大。因此，当在电磁吸入阀15打开的状态下柱塞12下降时，对应于加压室13的容积的扩大，燃料室14内的燃料被导入到加压室13。当在电磁吸入阀15打开的状态下柱塞12上升时，对应于加压室13的容积的缩小，导入到加压室13内的燃料返回到燃料室14。

在柱塞12的上升中当电磁吸入阀15关闭时，加压室13密闭，因此加压室13的容积缩小，加压室13内的燃料被加压。并且，当加压室13内的燃料的压力达到检验阀16的开阀压时，检验阀16打开，加压室13内的加压后的燃料被排出。这样，通过重复燃料的吸引及排出，加压后的燃料从燃料泵输送至输出管。另外，通过变更柱塞12的上升中的电磁吸入阀15的闭阀期间、即电磁吸入阀15的通电期间，而调整从燃料泵输送至输出管的燃料的压送量。

如图3所示，在上述燃料泵中，由于柱塞12的上升而压缩的螺旋弹簧19产生横向力Fs。横向力Fs作用于与柱塞12的滑动方向垂直的方向。在螺旋弹簧19上产生的横向力Fs的方向能够如以下那样预先确认。首先，如图3所示，将螺旋弹簧19的一个端部固定于固定物，并在将另一端部支撑为能够沿螺旋弹簧19的径向移动的状态下，压缩螺旋弹簧19。当如上述那样压缩螺旋弹簧19时，如图4所示，由于通过压缩而产生的横向力Fs，螺旋弹簧19的另一端部的中心位置C2在螺旋弹簧19的径向上从一个端部的中心位置C1偏移。此时的中心位置C2相对于中心位置C1的偏移方向是在螺旋弹簧19的压缩时产生的横向力Fs的方向。如此，观察螺旋弹簧19的两端的中心位置C1、C2的偏移的方向，而能够确认横向力Fs的方向。若螺旋弹簧19为相同规格，则横向力Fs的方向相同。因此，对应各螺旋弹簧19的型号或各制造批次来确认在螺旋弹簧19上产生的横向力Fs的方向即可。

如图5及图6所示，在与板18抵接的螺旋弹簧19的下端面形成有凹部28。从螺旋弹簧19的中心轴L1观察，凹部28形成于在螺旋弹簧19的压缩时产生的横向力Fs的方向的位置。

如图7及图8所示，在板18上形成有连接其外周面与孔的内周面的开口29。开口29是在将板18卡合于柱塞12的槽17时用于使柱塞12通过板18的孔的内周面的切口。开口29的宽度与卡合于柱塞12的槽17的部分的直径大致相同。另外，板18在与螺旋弹簧19抵接的表面上具有凸部30。凸部30从板18的外周缘附近的部分向上方突出。凸部30具有沿着板18的周向的宽度。凹部28具有沿着螺旋弹簧19的周向的宽度。凸部30的宽度比凹部28的宽度稍小。因此，凸部30能够卡合于凹部28。从板18的中心轴L2观察，凸部30形成于开口29的反方向的位置。

如图9及图10所示，在升降器20的内底面20a上设有凸部31。凸部31从升降器20的外周缘附近的部分向上方突出。凸部31具有沿着升降器20的周向的宽度。凸部31的宽度比开口29的宽度稍小。因此，凸部31能够卡合于开口29。在燃料泵上组装有升降器20的状态下，从升降器20的中心轴L3观察，凸部31设于与板18的开口29相同方向的位置。

如图11所示，螺旋弹簧19、板18及升降器20分别组装于燃料泵。在该状态下，板18的凸部30卡合于螺旋弹簧19的凹部28，升降器20的凸部31卡合于板18的开口29。即，板18的凸部30卡合于螺旋弹簧19的凹部28，由此板18及螺旋弹簧19以绕上述中心轴L1、L2的相对旋转被限制的状态组装。另外，升降器20的凸部31卡合于板18的开口29，由此板18及升降器20以绕上述中心轴L2、L3的相对旋转被限制的状态组装。

如上所述，从螺旋弹簧19的中心轴L1观察，螺旋弹簧19的凹部28配置于横向力Fs的方向的位置。另外，从板18的中心轴L2观察，板18的凸部30配置于开口29的反方向的位置。因此，如图12所示，从螺旋弹簧19的中心轴L1观察，板18以将开口29配置在横向力Fs的方向的反方向(反横向力方向)的位置的状态组装。

接着，参照图13对上述燃料泵的作用进行说明。

如图13所示，当由于柱塞12的上升而螺旋弹簧19被压缩时，在螺旋弹簧19上产生横向力Fs。横向力Fs首先传递至与螺旋弹簧19抵接的板18。此时，由于板18在反横向力方向的位置具有开口29，因此容许板18相对于柱塞12向横向力Fs的方向的移动。因此，抑制了横向力Fs从板18向柱塞12的传递。

另外，即使增大柱塞12的槽17与板18的孔的内周面整体之间的间隙，由于容许板18相对于柱塞12的向横向力Fs的方向的移动，因此抑制了横向力Fs从板18向柱塞12的传递。其中，在该情况下，板18的晃动变大，有可能在燃料泵的动作中板18与柱塞12、升降器20碰撞而产生异常噪声。关于这一点，在该实施方式中，用于将板18安装于柱塞12的开口29的位置根据横向力Fs的方向的位置而设定。由此，抑制了横向力Fs向柱塞12的传递，因此不会引起板18的晃动的增大。

以上，根据上述燃料泵，能够实现以下效果。

(1)板18以将开口29配置于在螺旋弹簧19的压缩时产生的横向力Fs的方向的反方向的位置的状态组装。根据该结构，容许板18相对于柱塞12的向横向力Fs的方向的移动，因此抑制了横向力向柱塞12的传递。

(2)开口29的位置根据横向力Fs的方向而设定。由此，容许板18相对于柱塞12的向横向力Fs的方向的移动。因此，能够在不增大引起异常噪声的产生的板18的晃动的情况下抑制横向力向柱塞12的传递。

(3)板18的凸部30卡合于螺旋弹簧19的凹部28，由此限制了螺旋弹簧19及板18绕螺旋弹簧19的中心轴L1的相对旋转。因此，能够抑制由于在燃料泵的运行中产生的振动等使板18旋转而使开口29的位置从横向力Fs的方向的反方向的正常位置偏移。因此，能够维持抑制横向力Fs向柱塞12的传递的效果。

(4)限制了升降器20相对于泵体10绕柱塞12的中心轴L0的旋转。另外，升降器20的凸部31与板18的开口29卡合，由此也限制了板18及升降器20绕上述中心轴L0的相对旋转。另一方面，在螺旋弹簧19与泵体10的抵接面上作用有螺旋弹簧19的压缩反作用力引起的按压力。因此，通过在上述两个部件的抵接面之间产生的摩擦，螺旋弹簧19相对于泵体10的旋转也被限制。在该情况下，板18相对于螺旋弹簧19的相对旋转不仅被泵体10限制，而且也被升降器20限制。因此，能够进一步抑制开口29的位置从正常位置偏移。

(第二实施方式)

接着，参照图14及图15详细地对本发明的燃料泵的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，对于与第一实施方式共用的结构标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

图14放大显示在燃料泵的柱塞40上安装有板41的部分。如图14所示，柱塞40配置为在泵体10的缸体11中能够沿着柱塞40的中心轴L0往复滑动。板41安装于柱塞40的突出侧端部。在板41与泵体10之间配置有螺旋弹簧19。

柱塞40在比柱塞40与板41的卡合位置靠上方的位置具备柱塞主体部42，在比柱塞40与板41的卡合位置靠下方的位置具备柱塞端部43。柱塞主体部42由与柱塞端部43不同的部件构成。在柱塞主体部42上设有从下端面42a向上方延伸的内螺纹孔44。在内螺纹孔44的内周面上形成有内螺纹。柱塞端部43具备头部45及从头部45向上方突出的外螺纹部46。在外螺纹部46的外周面上形成有外螺纹。板41配置于柱塞42的下端面42a与头部45之间。在该状态下，将外螺纹部46紧固于内螺纹孔44，由此将板41安装于柱塞40。在上述柱塞40中，柱塞42的端面42a与头部45之间的部分作为与板41的卡合孔48的内周面卡合的槽47发挥作用。

如图15所示，在板41的中央形成有与柱塞40的槽47卡合的卡合孔48。在板41上不需要在第一实施方式中所说明的开口。因此，卡合孔48是关闭的孔，未与板41的外周面相连。另外，在板41的外周缘附近形成有与螺旋弹簧19的凹部28卡合的凸部49。从板41的中心轴L2观察，卡合孔48在凸部49的反方向的部分形成得比除该部分以外的部分大。即，卡合孔48的内径、即卡合孔48的内周面与中心轴L2之间的距离在凸部49的反方向的部分设定得比除该部分以外的部分大。另一方面，从中心轴L1观察，螺旋弹簧19的凹部28配置于在螺旋弹簧19的压缩时产生的横向力Fs的方向的位置。这样，板41以将放大了卡合孔48的扩径部48a配置于横向力Fs的方向的反方向的位置的状态组装于燃料泵。

根据上述结构，板41的中心轴L2与柱塞40的中心轴L0一致时，板41的卡合孔48的内周面与槽47之间的径向上的间隙在从螺旋弹簧19的中心轴L1观察位于反横向力方向的部分，设定得比除该部分以外的部分大。由此，在螺旋弹簧19上产生了横向力Fs时，容许板41相对于柱塞40向横向力Fs的方向移动。因此，抑制了横向力Fs从板41向柱塞40的传递。

另外，从螺旋弹簧19的中心轴L1观察，板41的卡合孔48的内周面与槽47之间的间隙相对较大的部分限定于反横向力方向的位置。因此，能够在不增大引起异常噪声的产生的板41的晃动的情况下抑制横向力Fs向柱塞40的传递。

上述各实施方式也可以如以下那样进行变更。

·在第一实施方式中，升降器20的凸部31卡合于板18的开口29，由此限制升降器20及板18的相对旋转。也可以取而代之，使升降器20的凸部卡合于设于板18的开口29以外的部分的凹部或孔，由此限制升降器20及板18的相对旋转。另外，也可以与上述结构相反，在板18上设置凸部，在升降器20上设置凹部。

·在第一实施方式中，也可以使用凹凸卡合以外的方法来限制板18与升降器20的相对旋转。例如如图16所示，也可以通过将板18接合于升降器20的内底面20a的抵接面W，而限制升降器20及板18的相对旋转。例如，能够通过焊接、粘接来接合升降器20的内底面20a与板18。

·在第一及第二实施方式中，凹部28在与板18、41抵接的螺旋弹簧19的下端面，从螺旋弹簧19的中心轴L1观察形成于横向力Fs的方向的位置。另外，凸部30、49在与螺旋弹簧19抵接的板18、41的表面，从板18、41的中心轴L2观察形成于开口29或卡合孔48的扩径部48a的反方向的位置。螺旋弹簧19的周向上的凹部28的位置及板18、41的周向上的凸部30、49的位置也可以适当变更。其中，凸部30、49卡合于凹部28，由此需要以将开口29或卡合孔48的扩径部48a从螺旋弹簧19的中心轴L1观察配置在反横向力方向的位置的状态，限制螺旋弹簧19及板18、41的相对旋转。另外，也可以与上述结构相反，在螺旋弹簧19上设置凸部，在板18、41上设置凹部。

·若通过螺旋弹簧19的压缩反作用力引起的按压，而在螺旋弹簧19与板18、41的抵接面之间产生摩擦，能够限制两个部件的相对旋转，则也可以从螺旋弹簧19与板18、41中省略凹凸。

Claims (6)

1.一种燃料泵，具备：

圆柱状的柱塞；及

泵体，具有缸体，所述柱塞的一个端部被插入到所述缸体的内部、且另一端部从所述缸体向外部突出，所述柱塞以能够沿着该柱塞的中心轴往复滑动的方式配置于所述缸体内，

在从所述缸体向外部突出的所述柱塞的端部，沿着所述柱塞的外周面设有沿周向延伸的槽，

所述燃料泵还具备：

穿孔圆板状的板，具有与所述槽卡合的内周面；

凸轮，用于使所述柱塞在所述缸体的内部往复滑动；

升降器，配置于从所述缸体向外部突出的所述柱塞的端部与所述凸轮之间；及

螺旋弹簧，配置于所述泵体与所述板之间，朝着所述升降器按压所述板，

在所述螺旋弹簧上，在所述螺旋弹簧被压缩时产生作用于与所述柱塞的滑动方向垂直的方向上的横向力，

从所述螺旋弹簧的中心轴观察，将与所述横向力的方向相反的方向定义为反横向力方向，

在所述板上，从所述螺旋弹簧的中心轴观察，在所述反横向力方向的位置设有连接所述板的外周面与内周面的开口，或者设定成：在所述板的中心轴与所述柱塞的中心轴一致时，所述板的内周面与所述槽之间的径向上的间隙在位于所述反横向力方向上的部分比除该部分之外的其它部分大。

2.根据权利要求1所述的燃料泵，其中，

在所述板上，从所述螺旋弹簧的中心轴观察，在所述反横向力方向的位置设有连接所述板的外周面与内周面的开口，

所述升降器以被限制相对于所述泵体而绕所述柱塞的中心轴进行旋转的状态设置，并且具有配置于所述板的所述开口的内部的凸部。

3.根据权利要求1所述的燃料泵，其中，

设定成：在所述板的中心轴与所述柱塞的中心轴一致时，所述板的内周面与所述槽之间的径向上的间隙在位于所述反横向力方向上的部分比除该部分之外的其它部分大，

所述升降器以被限制相对于所述泵体而绕所述柱塞的中心轴进行旋转的状态设置，

所述板以被限制相对于所述升降器而绕所述柱塞的中心轴进行旋转的状态设置。

4.根据权利要求3所述的燃料泵，其中，

在所述升降器与所述板抵接的抵接面上，形成有用于限制所述升降器与所述板的相对旋转的凹凸。

5.根据权利要求3所述的燃料泵，其中，

通过将所述升降器与所述板接合，来限制所述板相对于所述升降器的旋转。

6.根据权利要求1所述的燃料泵，其中，

在所述板与所述螺旋弹簧抵接的抵接面上，形成有用于限制所述板与所述螺旋弹簧的相对旋转的凹凸。