CN110678642B - 高压燃料供给泵 - Google Patents

高压燃料供给泵 Download PDF

Info

Publication number
CN110678642B
CN110678642B CN201880034511.1A CN201880034511A CN110678642B CN 110678642 B CN110678642 B CN 110678642B CN 201880034511 A CN201880034511 A CN 201880034511A CN 110678642 B CN110678642 B CN 110678642B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
armature
outer diameter
spring
communication hole
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
Application number
CN201880034511.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110678642A (zh
Inventor
中居裕贵
臼井悟史
内山康久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Publication of CN110678642A publication Critical patent/CN110678642A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110678642B publication Critical patent/CN110678642B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366Valves being actuated electrically
    • F02M59/368Pump inlet valves being closed when actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/04Pumps peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/34Varying fuel delivery in quantity or timing by throttling of passages to pumping elements or of overflow passages, e.g. throttling by means of a pressure-controlled sliding valve having liquid stop or abutment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, 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
    • F02M59/46Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, 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
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/466Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other 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
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
    • F02M63/0021Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means characterised by the arrangement of mobile armatures
    • F02M63/0022Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means characterised by the arrangement of mobile armatures the armature and the valve being allowed to move relatively to each other

Abstract

本发明的目的在于提供一种配备有降低螺线管内的流路的流体阻力、提高流量控制性的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。为此,本发明的高压燃料供给泵具备:阀芯,其对流路进行开闭;阀杆,其对所述阀芯施力;弹簧部,其对所述阀杆的外径凸部(凸缘部)的弹簧承接面施力;以及可动部,其与所述阀杆构成为不同个体,与所述阀杆的所述外径凸部(凸缘部)的外径凸部卡合面相卡合来进行驱动;所述可动部形成有在被固定部吸引而移动时供配置所述弹簧部的弹簧空间的燃料流动的连通孔,从轴向观察到的所述连通孔的最小截面积形成为比所述可动部与外周部的间隙的最小截面积大。

Description

高压燃料供给泵
技术领域
本发明涉及对内燃机的燃料喷射阀压送燃料的高压燃料供给泵,尤其涉及配备有对排出的燃料的量进行调节的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。
背景技术
在汽车等的内燃机中的朝燃烧室内部直接喷射燃料的直喷式内燃机中,广泛使用了配备有将燃料高压化并排出期望的燃料流量的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。
专利文献1中记载了一种在电磁吸入阀的构成的基础上还通过磁路形成部和引导部来构成螺线管的可动部的高压燃料供给泵,所述磁路形成部形成于衔铁部外周侧,形成磁路,所述引导部形成于衔铁部内周侧,硬度比磁路形成部高,对与阀杆的滑动面进行引导。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2016-142143号公报
发明内容
发明要解决的问题
在配备电磁吸入阀的高压燃料供给泵中,近来随着已成为主流的大流量化、高排出压化,对螺线管的高响应化的要求在不断提高。为了谋求高响应化,就需要改善包含作为可动部的衔铁以及固定铁心的磁路的磁特性。随着改善磁特性而谋求高响应化,伴随衔铁移动而来的排除流体所带来的流体阻力的影响也成反比地增大,从而存在磁特性改善的效果减弱这一问题。
在专利文献1中,关于流路的构成,对如下构成进行了叙述,即,为了防止外部铁心的薄壁部的蚀坏,使衔铁移动时的排除流体尽可能不通过衔铁部外周侧的狭窄通道而是通过衔铁上设置的贯通孔。然而,就螺线管的响应性观点而言,关于不同个体结构特有的流路优化并未提及具体的构成。
因此,本发明的目的在于提供一种配备有降低螺线管内的流路的流体阻力、提高流量控制性的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题,本发明的高压燃料供给泵具备:阀芯,其对流路进行开闭;阀杆,其对所述阀芯施力;弹簧部,其对所述阀杆的外径凸部(凸缘部)的弹簧承接面施力;以及可动部,其与所述阀杆构成为不同个体,与所述阀杆的所述外径凸部(凸缘部)的外径凸部卡合面相卡合来进行驱动;所述可动部形成有在被固定部吸引而移动时供配置所述弹簧部的弹簧空间的燃料流动的连通孔,从轴向观察到的所述连通孔的最小截面积形成为比所述可动部与外周部的间隙的最小截面积大。
发明的效果
根据如此构成的本发明,提供一种配备有降低螺线管内的流路的流体阻力、提高流量控制性的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。上述以外的本发明的构成、作用、效果将在以下实施例中详细进行说明。
附图说明
图1表示本发明的实施例的高压燃料供给泵的截面图。
图2表示本发明的实施例的高压燃料供给系统的整体构成。
图3表示本发明的实施例的高压燃料供给泵安装时的截面图。
图4表示本发明的实施例的电磁阀的吸入行程中的截面图。
图5表示本发明的实施例的电磁阀的排出行程、通电时的截面图。
图6表示本发明的实施例的电磁阀的排出行程、不通电时的截面图。
图7表示本发明的实施例的电磁阀的动作时序图。
图8表示本发明的实施例的电磁阀的包含衔铁贯通孔的径向的截面图。
图9表示本发明的实施例的电磁阀的不吸引衔铁时的轴向的截面图。
图10表示本发明的实施例的电磁阀的吸引衔铁时的轴向的截面图。
具体实施方式
下面,根据附图所示的实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
图2为表示包含能够运用本发明的高压燃料供给泵的燃料供给系统的整体构成的一例的图。首先,使用该图对系统整体的构成和动作进行说明。
图2中,被虚线围住的部分1表示高压燃料供给泵的泵主体,该虚线中展示的机构、零件表示一体地装在泵主体1上。燃料从燃料箱20经由进给泵21被送入至泵主体1,高压化之后的燃料从泵主体1被送至安装有喷射器24的共轨23。发动机控制单元27(ECU)从压力传感器26取得燃料的压力,并对进给泵21、泵主体1中安装的电磁线圈43、喷射器24进行控制以优化燃料压力。
图2中,首先,根据来自ECU 27的控制信号S1、通过进给泵21来汲取燃料箱20的燃料,加压至恰当的进给压力而通过吸入管道28送至高压燃料供给泵1的低压燃料吸入口(吸入接头)10a。通过了低压燃料吸入口10a的燃料经由压力脉动降低机构9、吸入通道10d到达至构成容量可变机构的电磁吸入阀300的吸入端口31b。再者,压力脉动降低机构9连通至以与通过发动机的凸轮机构(未图示)来进行往复运动的柱塞2连动的方式使压力可变的环状低压燃料室7a,由此,减少了吸入至电磁吸入阀300的吸入端口31b的燃料压力的脉动。
流入到电磁吸入阀300的吸入端口31b的燃料通过吸入阀30流入至加压室11。再者,吸入阀30的阀位置是通过根据来自发动机控制单元27的控制信号S2对泵主体1内的电磁线圈43进行控制而定。在加压室11内,通过发动机的凸轮机构(未图示)对柱塞2赋予进行往复运动的动力。通过柱塞2的往复运动,在柱塞2的下降行程中从吸入阀30吸入燃料,在柱塞2的上升行程中对吸入的燃料进行加压,燃料经由排出阀机构8而被压送至安装有压力传感器26的共轨23。其后,喷射器24根据来自发动机控制单元27的控制信号S3对发动机喷射燃料。
再者,设置在加压室11出口的排出阀机构8由排出阀阀座8a、与排出阀阀座8a接离的排出阀8b、朝向排出阀阀座8a对排出阀8b施力的排出阀弹簧8c等构成。根据该排出阀机构8,在加压室11内部压力高于排出阀8b的下游侧的排出通道12侧压力、而且胜过排出阀弹簧8c规定的抵抗力时,排出阀8b打开,已高压化的燃料从加压室11被压送供给至排出通道12侧。
此外,关于图2的构成电磁吸入阀300的各零件,30为吸入阀,35为连结至吸入阀30的阀杆,33为吸入阀弹簧,40为阀杆施力弹簧,41为衔铁施力弹簧。根据该机构,吸入阀30被吸入阀弹簧33朝闭合方向驱动,并经由连结到吸入阀30的阀杆35被阀杆施力弹簧40朝打开方向驱动。吸入阀30的阀位置由电磁线圈43控制。再者,为了限制吸入阀30打开的情况下的阀位置,设置有衔铁36、衔铁施力弹簧41。
如此,高压燃料供给泵1根据发动机控制单元27给予电磁吸入阀300的控制信号S2来控制泵主体1内的电磁线圈43,以经由排出阀机构8压送至共轨23的燃料成为所期望的供给燃料的方式排出燃料流量。
此外,在高压燃料供给泵1中,加压室11与共轨23之间通过溢流阀机构100相连通。该溢流阀机构100是与排出阀机构8并列配置的阀机构。溢流阀机构100中,当共轨23侧的压力上升至溢流阀机构100的设定压力以上时,溢流阀机构100开阀而将燃料送回至高压燃料供给泵1的加压室11内,由此防止共轨23内的异常的高压状态。
溢流阀机构100是以形成将泵主体1内的排出阀8b下游侧的排出通道12与加压室11连通的高压流路110并在此处绕过排出阀8b的方式加以设置的。高压流路110上设置有将燃料的流动仅仅限制在从排出流路到加压室11这一个方向的溢流阀102。溢流阀102被产生拉紧力的安全弹簧105拉紧在溢流阀阀座101上,设定成当加压室11内与高压流路110内之间的压力差达到安全弹簧105决定的规定压力以上时溢流阀102离开溢流阀阀座101而开阀。
结果,在因高压燃料供给泵1的电磁吸入阀300的故障等而导致共轨23变成异常高压的情况下,当排出流路110与加压室11的压差达到溢流阀102的开阀压力以上时,溢流阀102开阀,变成为异常高压的燃料得以从排出流路110送回至加压室11,从而保护共轨23等高压部管道。
图1为表示在机构上一体地构成的泵主体1的具体事例的图。根据该图,在图示中央高度方向上通过发动机的凸轮机构(未图示)来进行往复运动(该情况下为上下运动)的柱塞2被配置在汽缸6内,在柱塞上部的汽缸6内形成有加压室11。
此外,根据该图,在图示中央左侧配置有电磁吸入阀300侧的机构,在图示中央右侧配置有排出阀机构8。此外,在图示上部配置有低压燃料吸入口10a、压力脉动降低机构9、吸入通道10d等作为燃料吸入侧的机构。进而,在图1中央下部记述有柱塞内燃机侧机构150。柱塞内燃机侧机构150是像图3所示那样嵌入固定在内燃机主体上的部分,所以此处称为安装根部。再者,图1的显示截面中未图示有溢流阀机构100。溢流阀机构100可以显示在其他角度的显示截面内,但此处省略说明和显示。
利用图3对安装根部的安装进行说明。图3展示了安装根部(柱塞内燃机侧机构)150被嵌入、固定在内燃机主体上的状态。但图3是以安装根部150为中心来进行记述,因此省略了其他部分的记述。图3中,90表示内燃机的汽缸盖的壁厚部分。内燃机的汽缸盖90上预先形成有安装根部安装用孔95。安装根部安装用孔95是配合安装根部150的形状而由2级的直径构成,在该柱塞根部安装用孔95供安装根部150嵌装配置。
安装根部150气密性地固定在内燃机的汽缸盖90上。图3的高压燃料供给泵使用泵主体1上设置的凸缘1e而密接至内燃机的汽缸盖90的平面,利用多个螺栓91加以固定。安装凸缘1e以焊接部1f沿全周焊接结合在泵主体1上而形成环状固定部。本实施例中使用的是激光焊接以实现焊接部1f的焊接。此外,为了实现汽缸盖90与泵主体1之间的密封,在泵主体1上嵌套有O形圈61,以防止机油漏至外部。
柱塞根部150在柱塞2的下端2b设置有将内燃机的凸轮轴上安装的凸轮93的旋转运动转换为上下运动而传递至柱塞2的挺杆92。柱塞2经由扣件15被弹簧4压接在挺杆92上。由此,随着凸轮93的旋转运动,使得柱塞2上下往复运动。
此外,保持在密封架7的内周下端部的柱塞封件13以可以滑动地接触柱塞2外周的状态设置在汽缸6的图中下方部,形成在柱塞2滑动时也能密封环状低压燃料室7a的燃料的结构,防止燃料漏至外部。同时,防止对内燃机内的滑动部进行润滑的润滑油(也包括机油)流入至泵主体1内部。
图3的柱塞根部150中,其内部的柱塞2随着内燃机的旋转运动而在汽缸6内进行往复运动。关于伴随该往复运动而来的各部的活动,返回至图1来进行说明,。图1中,在泵主体1上以引导柱塞2的往复运动并在内部形成加压室11的方式安装有端部(图1中为上侧)形成为有底筒形状的汽缸6。进而,加压室11以连通至用于供给燃料的电磁吸入阀300和用于从加压室11向排出通道排出燃料的排出阀机构8的方式在外周侧设置有环状的槽6a和连通环状的槽6a与加压室的多个连通孔6b。
汽缸6在其外径与泵主体1压入固定,并利用压入部圆筒面进行密封,以免加压后的燃料从与泵主体1的间隙漏至低压侧。此外,在汽缸6的加压室侧外径具有小径部6c。加压室11的燃料被加压使得汽缸6朝低压燃料室10c侧受到力的作用,而通过在泵主体1上设置小径部1a,防止了汽缸6脱落至低压燃料室10c侧。通过使相互的面在轴向上以平面方式接触,除了泵主体1与汽缸6的所述接触圆筒面的密封以外,还发挥双重密封的功能。
在泵主体1的头部固定有缓冲盖14。缓冲盖14上设置有吸入接头51,形成了低压燃料吸入口10a。通过低压燃料吸入口10a之后的燃料通过固定在吸入接头51内侧的过滤器52,并经由压力脉动降低机构9、低压燃料流路10d到达至电磁吸入阀300的吸入端口31b。
吸入接头51内的吸入过滤器52有防止因燃料的流动将存在于燃料箱20到低压燃料吸入口10a之间的异物吸收至高压燃料供给泵内的作用。
柱塞2具有大径部2a和小径部2b,由此,柱塞的往复运动使得环状低压燃料室7a的体积发生增减。关于体积的增减量,由于通过燃料通道1d(图3)与低压燃料室10连通,在柱塞2下降时,从环状低压燃料室7a向低压燃料室10产生燃料的流动,在上升时,从低压燃料室10向环状低压燃料室7a产生燃料的流动。由此,可以减少泵的吸入行程或回送行程中的去往泵内外的燃料流量,具有减少脉动的功能。
低压燃料室10内设置有减少高压燃料供给泵内产生的压力脉动对燃料管道28(图2)的波及的压力脉动降低机构9。在暂时流入到加压室11的燃料因容量控制的原因而再次通过开阀状态的吸入阀芯30被送回至吸入通道10d(吸入端口31b)的情况下,被送回到吸入通道10d(吸入端口31b)的燃料会使得低压燃料室10内产生压力脉动。但是,设置在低压燃料室10内的压力脉动降低机构9是由使波板状的2块圆盘形金属板在其外周贴合并在内部注入有氩气之类的惰性气体的金属缓冲器形成,通过该金属缓冲器的膨胀、收缩,压力脉动被吸收减少。9b为用于将金属缓冲器固定在泵主体1内周部的安装金属件,由于设置在燃料通道上,因此设置多个孔而使得流体可以在安装金属件9b的表背面自由来往。
设置在加压室11出口的排出阀机构8由排出阀阀座8a、与排出阀阀座8a接离的排出阀8b、朝排出阀阀座8a对排出阀8b施力的排出阀弹簧8c、收容排出阀8b和排出阀阀座8a的排出阀架8d构成,排出阀阀座8a与排出阀架8d在抵接部8e通过焊接相接合而形成一体的排出阀机构8。再者,在排出阀架8d的内部设置有形成控制排出阀8b的升程的止动件的带阶部8f。
图1中,在加压室11与燃料排出口12没有燃料压差的状态下,排出阀8b被排出阀弹簧8c的作用力压接在排出阀阀座8a上而呈闭阀状态。从加压室11的燃料压力变得比燃料排出口12的燃料压力大时起,排出阀8b抵抗排出阀弹簧8c而开阀,加压室11内的燃料经过燃料排出口12而被高压排出至共轨23。排出阀8b开阀时与排出阀止动件8f接触,升程受到限制。因而,通过排出阀止动件8d来适当地决定排出阀8b的升程。由此,可以防止因升程量过大而使排出阀8b的关闭延迟导致已高压排出到燃料排出口12的燃料再次倒流至加压室11内,从而能抑制高压燃料供给泵的效率降低。此外,在排出阀8b反复进行开阀及闭阀运动时,以排出阀8b仅沿升程方向运动的方式在排出阀架8d的内周面进行引导。由此,排出阀机构8成为限制燃料的流通方向的止回阀。
接着,使用图4、图5、图6,对电磁吸入阀300侧的结构进行说明。再者,图4展示了泵工作中的吸入、回送、排出各行程当中吸入行程中的状态,图5、图6展示了排出行程中的状态。
首先,利用图4,对电磁吸入阀300侧的结构进行说明。关于电磁吸入阀300侧的结构,大致分为以吸入阀30为主体构成的吸入阀部A、以阀杆35和衔铁36为主体构成的螺线管机构部B、以及以电磁线圈43为主体构成的线圈部C来进行说明。
首先,吸入阀部A由吸入阀30、吸入阀阀座31、吸入阀止动件32、吸入阀施力弹簧33、吸入阀架34构成。其中,吸入阀阀座31为圆筒形,在内周侧轴向上具有阀座部31a,以圆筒的轴为中心而呈放射状具有1个或2个以上的吸入通道部31b,以外周圆筒面压入保持在泵主体1上。
吸入阀架34呈放射状具有2个方向以上的爪,爪外周侧以同轴方式嵌合保持在吸入阀阀座31的内周侧。进而,为圆筒形且在一端部具有凸缘形状的吸入止动件32压入保持在吸入阀架34的内周圆筒面。
吸入阀施力弹簧33在吸入阀止动件32的内周侧配置在用于使一部分所述弹簧的一端同轴稳定的细径部,吸入阀30以吸入阀施力弹簧33嵌合在阀引导部30b上的形式构成于吸入阀阀座部31a与吸入阀止动件32之间。吸入阀施力弹簧33为压缩螺旋弹簧,设置为在吸入阀30被推压至吸入阀阀座部31a的方向上施加作用力。不限于压缩螺旋弹簧,只要能获得作用力,则形态不限,也可为与吸入阀成为一体的、具有作用力的板簧这样的物体。
通过如此构成吸入阀部A,在泵的吸入行程中,使通过吸入通道31b进入到内部的燃料通过吸入阀30与阀座部31a之间,并通过吸入阀30的外周侧以及吸入阀架34的爪之间,再通过泵主体1及汽缸的通道而流入至泵室。此外,在泵的排出行程中,吸入阀30与吸入阀阀座部31a接触密封,由此,发挥防止燃料向入口侧倒流的止回阀的功能。再者,为了使吸入阀30的运动变得顺畅,设置有通道32a,以根据吸入阀30的运动来释放吸入阀止动件内周侧的液压。
吸入阀30的轴向的移动量30e通过吸入阀止动件32以有限的方式加以控制。其原因在于,若移动量过大,则吸入阀30关闭时的响应延迟会使得倒流量增多,导致作为泵的性能降低。该移动量的控制可以通过吸入阀阀座31a、吸入阀30、吸入阀止动件32的轴向的形状尺寸及压入位置来规定。
吸入阀止动件32上设置有环状突起32b,在吸入阀30开阀的状态下减小了与吸入阀止动件32的接触面积。其目的在于,在从开阀状态向闭阀状态转变时,使得吸入阀30容易离开吸入阀止动件32,也就是提高闭阀响应性。在没有环状突起也就是接触面积较大的情况下,吸入阀30与吸入阀止动件32之间存在较大的挤压力,导致吸入阀30难以离开吸入阀止动件32。
吸入阀30、吸入阀阀座31a、吸入阀止动件32在工作时会反复碰撞,因此使用对高强度、高硬度、耐蚀性也优异的马氏体系不锈钢实施热处理得到的材料。考虑到耐蚀性,吸入阀弹簧33及吸入阀架34使用奥氏体系不锈钢材料。
接着,对螺线管机构部B进行叙述。螺线管机构部B由作为可动部的阀杆35、衔铁36、作为固定部的阀杆引导件37、第一铁心38、第二铁心39还有阀杆施力弹簧40、衔铁施力弹簧41构成。
作为可动部的阀杆35和衔铁36构成为不同构件。阀杆35在轴向上滑动自如地保持在阀杆引导件37的内周侧,衔铁36的内周侧滑动自如地保持在阀杆35的外周侧。即,构成为阀杆35及衔铁36都可以在几何学上受控的范围内沿轴向滑动。
衔铁36为了在燃料中沿轴向自如顺畅地运动,具有1个以上的沿零件轴向贯通的贯通孔36a,从而尽可能排除了衔铁前后的压力差造成的运动的限制。阀杆引导件37设为如下构成,即,在径向上插入在泵主体1的供吸入阀插入的孔的内周侧,在轴向上抵在吸入阀阀座的一端部,以夹在焊接固定在泵主体1上的第一铁心38与泵主体1之间的形式加以配置。阀杆引导件37上也与衔铁36同样地设置有沿轴向贯通的贯通孔37a,构成为衔铁能够自如顺畅地运动、衔铁侧的燃料室的压力不会妨碍衔铁的运动。
第一铁心38将与泵主体焊接的部位的相反侧的形状设为薄壁圆筒形状,第二铁心39以插入的形式焊接固定在其内周侧。阀杆施力弹簧40以细径部为引导配置在第二铁心39的内周侧,阀杆35与吸入阀30接触,朝使所述吸入阀离开吸入阀阀座部31a的方向也就是吸入阀的开阀方向施加作用力。
衔铁施力弹簧41设为如下配置,即,一方面将一端插入至设置在阀杆引导件37的中心侧的圆筒径的引导部37a而保持同轴,另一方面朝阀杆凸缘部35a方向对衔铁36施加作用力。
衔铁36的移动量36e设定得比吸入阀30的移动量30e大。其目的在于使吸入阀30可靠地闭阀。
由于阀杆35与阀杆引导件37相互滑动,而且阀杆35与吸入阀30反复碰撞,因此,考虑到硬度和耐蚀性而使用对马氏体系不锈钢实施热处理而得的材料。为形成磁路,衔铁36和第二铁心39使用磁性不锈钢,进而,为提高硬度,对衔铁36和第二铁心各自的碰撞面实施了表面处理。尤其是硬质Cr电镀等,但并不限于此。考虑到耐蚀性,阀杆施力弹簧40、衔铁施力弹簧41使用奥氏体系不锈钢。
根据上述构成,在吸入阀部A和螺线管机构部B中有机地配置、构成有3个弹簧。也就是吸入阀部A中构成的吸入阀施力弹簧33和螺线管机构部B中构成的阀杆施力弹簧40、衔铁施力弹簧41。在本实施例中,所有弹簧使用的都是螺旋弹簧,但只要是能获得作用力的形态,便可以通过任何物体来构成。
这3个弹簧力的关系由下式构成。
[数式1]
阀杆施力弹簧40力>衔铁施力弹簧41力+吸入阀施力弹簧33力+因流体而使得吸入阀欲关闭的力‥‥(1)
根据式(1)的关系,在不通电时,各弹簧力使得阀杆35在使吸入阀30离开吸入阀阀座部31a的方向也就是阀开阀的方向上以力f1的形式发挥作用。根据式(1),阀开阀的方向的力f1以下述式(2)来表现。
[数式2]
f1=阀杆施力弹簧力-(衔铁施力弹簧力+吸入阀施力弹簧力+因流体而使得吸入阀欲关闭的力)‥‥(2)
最后,对线圈部C的构成进行叙述。线圈部C由第一磁轭42、电磁线圈43、第2磁轭44、线圈架45、端子46、连接器47构成。在线圈架45上使铜线卷绕多次而成的线圈43被配置为通过第一磁轭42和第二磁轭44环绕,与作为树脂构件的连接器一体地加以模塑并固定。两个端子46各自的一端以可通电的方式分别连接至线圈的铜线的两端。端子46也同样设为与连接器一体地加以模塑、剩下的一端能与发动机控制单元侧连接的构成。
线圈部C中,第一磁轭42的中心部的孔部被压入、固定在第一铁心上。这时,第二磁轭44的内径侧呈与第二铁心接触或者以些许间隔贴近的构成。
为构成磁路而且考虑到耐蚀性,第一磁轭42、第二磁轭44均采用磁性不锈钢材料,线圈架45、连接器47考虑到强度特性、耐热特性而使用高强度耐热树脂。线圈43使用铜,端子46使用对黄铜实施金属电镀得到的材料。
通过像上述那样构成螺线管机构部B和线圈部C,如图4的箭头部所示,由第一铁心38、第一磁轭42、第二磁轭44、第二铁心39、衔铁36形成磁路,当对线圈施加电流时,在第二铁心39与衔铁36之间产生电磁力,从而产生相互吸引的力。在第一铁心38中,将第二铁心39与衔铁36相互产生吸引力的轴向部位尽可能设为薄壁,由此,几乎所有磁通都会通过第二铁心与衔铁之间,因此能高效地获得电磁力。
在上述电磁力超过了所述式(2)的阀开阀的方向的力f1时,能够实现作为可动部的衔铁36与阀杆35一起被第二铁心39吸引的运动以及铁心39与衔铁36接触并持续接触的现象。
首先,在吸入行程中,图3的凸轮93的旋转使得柱塞2朝凸轮93方向移动(柱塞2下降)。也就是说,柱塞2位置从上死点向下死点移动。在处于吸入行程状态时,例如一边参考图1一边进行说明,加压室11的容积增加,加压室11内的燃料压力降低。在该行程中,当加压室11内的燃料压力变得比吸入通道10d的压力低时,燃料通过处于打开状态的吸入阀30,并通过泵主体1上设置的连通孔1b和汽缸外周通道6a、6b而流入至加压室11。
吸入行程中的电磁吸入阀300侧的各部位置关系示于图4,因此,一边参考图4一边进行说明。在该状态下,电磁线圈43一直维持不通电状态,未产生磁作用力。因此,吸入阀30为因阀杆施力弹簧40的作用力而被阀杆35推压的状态,保持开阀。
接着,在回送行程中,图3的凸轮93的旋转使得柱塞2朝上升方向移动。也就是说,柱塞2位置开始从下死点向上死点移动。此时,加压室11的容积随着柱塞2的吸入后的压缩运动而减少,但在该状态下,暂时吸入到加压室11的燃料会再次通过开阀状态的吸入阀30而被送回至吸入通道10d,因此加压室的压力不会上升。
在该状态下,当来自发动机控制单元27(以下称为发动机控制单元)的控制信号被施加至电磁吸入阀300时,从回送行程转移至排出行程。当控制信号施加至电磁吸入阀300时,在线圈部C中产生电磁力,并作用于各部。作用电磁力时的电磁吸入阀300侧的各部位置关系示于图5,因此,一边参考图5一边进行说明。
在该状态下,由第一铁心38、第一磁轭42、第二磁轭44、第二铁心39、衔铁36形成磁路,当对线圈施加电流时,在第二铁心39、衔铁36之间产生电磁力,从而产生相互吸引的力。当衔铁36被作为固定部的第二铁心39吸引时,通过衔铁36与阀杆凸缘部35a的卡接机构使阀杆35朝离开吸入阀30的方向移动。此时,吸入阀施力弹簧33的作用力和燃料流入至吸入通道10d所产生的流体力使得吸入阀30闭阀。闭阀后,加压室11的燃料压力随着柱塞2的上升运动而上升,当达到燃料排出口12的压力以上时,经由排出阀机构8进行燃料的高压排出而供给至共轨23。将该行程称为排出行程。
即,柱塞2的压缩行程(下始点到上始点之间的上升行程)由回送行程和排出行程构成。于是,通过控制对电磁吸入阀300的线圈43的通电时刻,可以控制排出的高压燃料的量。若使对电磁线圈43通电的时刻较早,则压缩行程中的回送行程的比例较小、排出行程的比例较大。即,送回至吸入通道10d的燃料较少、高压排出的燃料较多。另一方面,若使通电的时刻较晚,则压缩行程中的回送行程的比例较大、排出行程的比例较小。即,送回至吸入通道10d的燃料较多、高压排出的燃料较少。对电磁线圈43的通电时刻由来自发动机控制单元27的指令加以控制。
通过以如上方式构成,可以控制对电磁线圈43的通电时刻,由此将高压排出的燃料的量控制为内燃机所需的量。
图6展示了排出行程中的电磁吸入阀300侧的各部位置关系。此处展示的是泵室的压力充分增加后的吸入阀关闭的状态下的、对电磁线圈43的通电已解除的不通电的状态的图。在该状态下,整理出用于准备下一周期的行程、使下一次电磁力产生、作用有效地进行的体制。本结构在进行该体制整备这方面具有特征。
图7的时序图从上往下依序展示了a)柱塞2的位置、b)线圈电流、C)吸入阀30的位置、d)阀杆35的位置、e)衔铁36的位置、f)加压室内压力。此外,横轴上以时间序列方式显示有从吸入行程经过回送行程、排出行程而回到吸入行程的一周期期间内的各时刻t。
根据图7的a)柱塞2的位置,吸入行程是柱塞2的位置从上死点到达至下死点的期间,回送行程和排出行程的期间是柱塞2的位置从下死点到达至上死点的期间。此外,根据b)线圈电流,在回送行程中对线圈流通吸引电流,随后在流通有保持电流的状态下转移至排出行程。
进而,C)吸入阀30的位置、d)阀杆35的位置、e)衔铁36的位置对应于b)线圈电流的流通下的电磁力产生而各自发生变化,在吸入行程的初期重回到原位置。受这些位置变化的影响,f)加压室内压力在排出行程的期间内变为高压力。
下面,对各行程中的各部动作与这时的各物理量的关系进行说明。首先,关于吸入行程,当柱塞2在时刻t0从上死点开始下降时,f)加压室内的压力例如从20MPa级的高压的状态急剧减小。随着该压力降低,前文所述的式(2)的阀开阀的方向的力f1使得阀杆35、衔铁36、吸入阀30在时刻t1朝吸入阀30的开阀方向开始移动,吸入阀30在时刻t2全开,阀杆35和衔铁36变为图3的开阀位置状态。由此,吸入阀30开阀,使得从吸入阀阀座的通道31b流入到阀座31内径侧的燃料开始被吸入至加压室内。
在吸入行程初期的移动时,吸入阀30碰撞至吸入阀止动件32,吸入阀30在该位置上停止。同样地,阀杆35也在顶端接触吸入阀30的位置(图7中的柱塞杆的开阀位置)上停止。
相对于此,衔铁36一开始以与阀杆35相同的速度朝吸入阀30开阀方向移动,但在阀杆35接触吸入阀30并停止的时刻t2后仍因惯性力而欲继续移动。图7的OA所示的部分就是该过冲的区域。关于该过冲,衔铁施力弹簧41胜过该惯性力,衔铁36再次朝靠近第二铁心39的方向移动,可以在以衔铁36被按压在阀杆凸缘部35a上的形式接触的位置(图7中的衔铁开阀位置)处停止。阀杆35与衔铁36的再接触下的衔铁36的停止时刻以t3表示。表示停止时刻t3之后的稳定状态下的时刻t4上的衔铁36、阀杆35、吸入阀30的各位置的状态示于图4。
再者,图7中,是设为因OA所示的部分而使得阀杆35与衔铁36完全分开的说明,但也可为阀杆35与衔铁36保持接触的状态。换句话说,作用于阀杆凸缘部35a与衔铁36的接触部的负荷在阀杆的运动停止后减少,当变为0时,衔铁36相对于阀杆开始分离,但也可为不变为0而留有些许负荷的衔铁施力弹簧41的设定力。
在本实施例中,由于将阀杆35与衔铁36构成为不同个体,因此,与吸入阀止动件32相碰撞的能量仅由吸入阀30的质量和阀杆35的质量产生。即,衔铁36的质量对碰撞能量没有贡献,因此能够减轻异响的问题。若没有衔铁施力弹簧41,则衔铁36会在惯性力下朝吸入阀30的开阀方向持续移动,并碰撞至阀杆引导件37的中央轴承部37a,从而产生在与所述碰撞部不同的部分产生异响这一问题。
此外,除了异响的问题以外,因碰撞会导致衔铁36和阀杆引导件37的磨损、变形等的发生,或者因该磨损而产生的金属异物会夹在滑动部或座部中,由此,有损坏轴承功能之虞。进而,若没有衔铁施力弹簧41,则衔铁会在所述惯性力下过度离开铁心39(图7的OA部),因此,会产生为了从动作时刻上的后续行程即回送行程转变为排出行程而对线圈部施加电流时、得不到所需的电磁吸引力这一问题。在得不到所需的电磁吸引力的情况下,会造成无法将从高压燃料供给泵排出的燃料控制为所期望的流量这一大问题。通过衔铁施力弹簧41可以解决这些问题。
吸入阀30开阀后,柱塞2进一步下降而到达下死点(时刻t5)。在这期间内,燃料持续流入至加压室11,该行程为吸入行程。下降到了下死点的柱塞2进入上升行程,转移至回送行程。
此时,吸入阀30因所述阀开阀的方向的力f1而停止在开阀状态下,通过吸入阀30的流体的方向完全反过来。即,在吸入行程中,燃料是从吸入阀阀座通道31b流入至加压室11,相对于此,在变成上升行程的时间点,是从加压室11朝吸入阀阀座通道31b方向被送回。该行程为回送行程。
在该回送行程中,在发动机转速较高时也就是柱塞2的上升速度较大的条件下,被送回的流体所产生的吸入阀30的闭阀力增大,所述阀开阀的方向的力f1减小。在该条件下,在弄错各弹簧力的设定力而导致阀开阀的方向的力f1变成负值时,吸入阀30会意外地闭阀。由于会排出比所期望的排出流量大的流量,因此燃料管道内的压力会上升至所期望的压力以上,从而对发动机的燃烧控制产生不良影响。因此,须以在柱塞2的上升速度最大的条件下所述阀开阀的方向的力f1保持正值的方式设定各弹簧力。
在该回送行程中途的时刻t6流通线圈电流,由此,出现从回送行程向排出行程的转变状态。再者,图7中,t7意指吸入阀30的闭阀运动开始时刻,t8意指保持电流开始时刻,t9意指吸入阀30的闭阀时刻,t10意指通电结束时刻。
在该情况下,当在考虑了电磁力的产生延迟、吸入阀30的闭阀延迟的早于期望的排出时刻的时刻对电磁线圈43施加电流时,在衔铁36与第二铁心39之间产生磁吸引力。关于电流,需要施加胜过所述阀开阀的方向的力f1所需的大小的电流。在该磁吸引力胜过了所述阀开阀的方向的力f1的时间点t7,衔铁36朝第二铁心39方向开始移动。衔铁36的移动使得在轴向上以凸缘部35a相接触的阀杆35也同样进行移动,吸入阀30因吸入阀施力弹簧33的力和流体力主要是从加压室侧通过座部的流速所引起的静压的降低而开始闭阀(时刻t9)。
在对电磁线圈43施加有电流时,在衔铁36与第二铁心39相较于规定距离而言分得过开的情况、也就是衔铁36超过图7的“开阀位置”而持续OA的状态的情况下,所述磁吸引力较弱,因此无法胜过所述阀开阀的方向的力f1,从而产生衔铁36移动至第二铁心39侧比较耗时或者无法移动的问题。
为了避免该问题发生,在本结构中设置有衔铁施力弹簧41。在衔铁36无法在所期望的时刻移动至第二铁心39的情况下,即便在希望排出的时刻,吸入阀也会维持打开的状态,因此无法开始排出行程,也就是得不到所需排出量,因此有无法实现所期望的发动机燃烧的担忧。因此,衔铁施力弹簧41具有用于防止担忧在吸入行程中产生的异响问题以及无法开始排出行程的问题的重要功能。
图7中,开始了移动的C)吸入阀30碰撞至阀座部31a而停止,由此变为闭阀状态。当闭阀时,缸内压急速增大,因此,吸入阀30因缸内压而朝闭阀方向被远大于所述阀开阀的方向的力f1的力牢固地推压,开始闭阀状态的维持。
e)衔铁36也碰撞至第二铁心39而停止。阀杆35设为如下构成,即,在衔铁36停止后仍因惯性力而继续运动,但阀杆施力弹簧40胜过惯性力而被回推,可以回到凸缘部35a接触衔铁的位置。
在衔铁36碰撞至第二铁心39时,会产生成为产品上的重要特性的异响的问题。该异响比前文所述的吸入阀与吸入阀止动件相碰撞的异响的大小大,更成问题。异响的大小源于所述碰撞时的能量的大小,而由于将阀杆35与衔铁36构成为不同个体,因此碰撞至第二铁心39的能量仅由衔铁36的质量产生。即,阀杆35的质量对碰撞能量没有贡献,因此,通过将阀杆35与衔铁36构成为不同个体来减轻了异响的问题。
衔铁36一旦接触到第二铁心39的时刻t8之后,由于因接触而产生了足够的磁吸引力,因此可以设为只是为了保持接触的较小电流值(保持电流)。
此处,对有在螺线管机构部B内发生的担忧的蚀坏问题进行叙述。在对线圈施加电流而使得衔铁36被第二铁心39吸引时,处于两物体之间的空间体积急速缩小,由此,处于该空间的流体失去去处,以具有快速流动的方式被挤到衔铁外周侧而碰撞至第一铁心薄壁部,从而有因该能量而发生蚀坏的担忧。此外,被挤走的流体通过衔铁的外周流至阀杆引导件侧,但由于衔铁外周侧的通道比较狭窄,因此流速增大,也就是静压急速降低,由此产生气穴,从而有在第一铁心薄壁部上发生穴蚀的担忧。
为了避免这些问题,在衔铁中心侧设置有1个以上的轴向的贯通孔36a(图4)。其目的在于在衔铁36被吸引至第二铁心39侧时尽可能避免其空间的流体通过衔铁外周侧的狭窄通道而使其通过贯通孔36a。通过如此构成,可以解决上述蚀坏的问题。
在一体地构成衔铁36和阀杆35的情况下,会发生更为担忧上述问题的现象。在发动机转速较高时也就是柱塞的上升速度较大的条件下,对线圈赋予电流而衔铁36欲向第二铁心39移动的力上进而以追加赋予力的形式增加速度极大的流体所引起的关闭吸入阀30的力,使得阀杆35及衔铁36向第二铁心39急速接近,因此,其空间的流体被挤出的速度进一步增大,导致所述蚀坏的问题更加严重。在衔铁36的贯通孔36a的容量不足的情况下,无法解决蚀坏的问题。
在本结构的实施例中,由于衔铁36与阀杆35以不同个体构成,因此,即便在关闭吸入阀30的力被施加到阀杆35的情况下,也只有阀杆35朝第二铁心39侧被推出,衔铁36被留下,仅在正常的电磁吸引力这个力下朝第二铁心39侧移动。即,不会发生空间的急剧减少,从而能防止蚀坏问题的发生。
关于以不同个体构成衔铁36与阀杆35的弊端,如前文所述,有得不到所期望的磁吸引力的问题、异响、功能降低,但通过设置衔铁施力弹簧41,可以消除该弊端。
接着,对排出行程进行说明。图7中,柱塞从下死点起转至上升行程,在所期望的时刻对线圈43施加电流而使得吸入阀30关闭为止的回送行程刚结束之后,加压室内的压力急速增大,变为排出行程。
在排出行程后,出于省电的观点,较理想为削减施加至线圈的电力,因此切断施加至线圈的电流。由此,不再附加电磁力,衔铁36及阀杆35在阀杆施力弹簧40与衔铁施力弹簧41的合力下朝离开第二铁心39的方向移动。不过,吸入阀30在牢固的闭阀力下处于闭阀位置,因此阀杆35在碰撞到闭阀状态的吸入阀30的位置上停止。即,此时的阀杆的移动量为图4的36e-30e。
阀杆35和衔铁36在电流切断后同时移动,但在阀杆35以上述阀杆35顶端与闭阀的吸入阀30相接触的状态停止之后,衔铁36仍因惯性力而欲朝吸入阀30方向继续移动。就是图7的OB的状态。不过,衔铁施力弹簧41会胜过惯性力而朝第二铁心39方向对衔铁36施加作用力,因此,衔铁36可以在接触到阀杆35的凸缘部35a的状态(图6的状态)下停止。
在没有衔铁施力弹簧41的情况下,与前文针对吸入行程的叙述一样,衔铁会朝吸入阀30方向移动而不会停止,从而担忧碰撞至阀座37的异响问题和功能故障问题,但本实施例中设置有衔铁施力弹簧41,因此能防止上述问题。
如此,进行排出燃料的排出行程,在即将进入下一吸入行程之前,吸入阀30、阀杆35、衔铁36成为图6的状态。在柱塞到达上死点的时间点,排出行程结束,再次开始吸入行程。如此一来,可以提供一种适合导入到低压燃料吸入口10a的燃料在作为泵主体的泵主体1的加压室11内借助柱塞2的往复移动将所需量加压至高压、并从燃料排出口12压送至共轨23的高压燃料供给泵。
再者,由于需要迅速关闭吸入阀30,因此吸入阀弹簧33的弹簧力宜尽可能大,衔铁施力弹簧41的弹簧力宜设定得较小。由此,可以阻止吸入阀30的关闭延迟造成的流量效率的劣化。
如以上所说明,通过以不同个体构成衔铁部36与阀杆35、并设置衔铁部施力弹簧41,可以提供一种降低了碰撞声的、可靠性较高的高压燃料供给泵。另一方面,将衔铁36与阀杆35设为不同个体使得在衔铁或阀杆上设置用于排除伴随衔铁移动而来的推挤流体的流路这一内容在布局上变得严峻,尤其是在推进螺线管的小型化上面,流路的恰当构成成为新的课题。
图8表示本实施例的螺线管机构部B的包含衔铁的连通路径的径向的截面图。在图8中,38表示第一铁心,36表示衔铁,35表示阀杆,A1表示衔铁外周部的流路,A2表示衔铁内周部的流路。在本结构中,形成磁路的第一铁心38、衔铁36使用的是磁性不锈钢,不直接参与磁路的阀杆35使用非磁性不锈钢。此处,形成磁路的第一铁心38与衔铁36之间的流路A1成为磁阻,会导致磁特性变差。
另一方面,若使本流路A1过度变窄,则无法顺畅地释放伴随衔铁36的移动而来的排除流体,会导致流体阻力增大,结果失去磁特性改善的效果。本发明提供通过降低磁阻而改善了磁特性的螺线管,而且提供配备有通过最佳地设定螺线管内的流路来降低流体阻力、获得所期望的流量控制性的高响应的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。因此,在本实施例中,在使衔铁外周侧的流路A1变窄的同时,以比外周侧流路A1大的方式设定内周侧的流路A2。
如上所述,本实施例的高压燃料供给泵具备对流路进行开闭的阀芯(吸入阀30)和对阀芯(吸入阀30)施力的阀杆35。并且,如图8所示,具备对阀杆35的外径凸部(凸缘部)35a的弹簧承接面35a1施力的弹簧部40和与阀杆35构成为不同个体、与阀杆35的外径凸部(凸缘部)35a的外径凸部卡合面35a2卡合而进行驱动的可动部(衔铁36)。此外,可动部(衔铁36)形成有在被固定部(第二铁心39)吸引而移动时供配置弹簧部40的弹簧空间的燃料流通的连通孔(衔铁贯通孔36a)。
并且,在本实施例中,从轴向观察到的连通孔(衔铁贯通孔36a)的最小截面积(流路A2的截面积)形成为比可动部(衔铁36)与外周部的间隙的最小截面积(流路A1的截面积)大。由此,一方面能确保磁特性改善的效果,另一方面能形成也没有流体阻力的增加的、高响应的电磁吸入阀。
图9表示不吸引衔铁时的本实施例的螺线管机构部B的轴向的截面图,图10表示吸引衔铁时的本实施例的螺线管机构部B的轴向的截面图。图9中,如图8所示,衔铁内周侧流路A2设定得比外周侧流路A1大,因此,排除流体从阀杆施力弹簧40容纳室通过内周侧流路A2而出去。此处,随着外周的磁隙减少带来的衔铁高响应化,排除流体的流量也不断增大,因此,为了降低流体阻力,须增大衔铁贯通孔36a的面积。此外,就确保磁特性的观点而言,第二铁心39的衔铁吸引面与衔铁36的吸引面较理想为尽可能使内径、外径的大小一致。为从,也考虑设为在阀杆凸缘部35a的最外径的外径侧设置连通孔36a的结构。
但是,就设置在车辆中的情况下的布局性和成本降低的观点而言,第二铁心39较理想为尽可能小。本实施例的目的在于在提供通过降低磁阻而改善了磁特性的螺线管的同时,提供配备通过最佳地设定螺线管内的流路来降低流体阻力、获得所期望的流量控制性的高响应的电磁吸入阀的高压燃料供给泵。
因此,在本实施例中,如图9所示,设为阀杆凸缘部35a伸到衔铁贯通孔36a上的构成。也就是说,形成于与可动部卡合面36b在径向上重叠的位置的外径凸部卡合面35a2被配置为在径向上与连通孔(衔铁贯通孔36a)重叠。此时,相较于阀杆凸缘部35a的最外径而言贯通孔36a的最外径位于外径侧,从而设为能可靠地确保流路间隙的构成。也就是说,较理想构成为在阀杆35的外径凸部卡合面35a2的最外径端部35a2E与连通孔(衔铁贯通孔36a)的最外径端部36aE之间形成间隙L2(参考图10)。由此,一方面能使第二铁心39及衔铁36小型化、谋求成本降低,另一方面能确保较大的衔铁贯通孔36a。
此外,如图9所示,阀杆凸缘部35a的最外径被配置在与贯通孔36a的大致中央重叠的位置。也就是说,配置为阀杆35的外径凸部卡合面35a2的最外径端部35a2E与连通孔(衔铁贯通孔36a)的径向上的大致中央的位置重叠。再者,如图9所示,实际上在外径凸部卡合面35a2的外径侧形成R部,因此,虽未卡合,但本实施例中将该R部也称为卡合面。此外,如图9所示,构成为阀杆凸缘部35a的最外径在径向上与第二铁心39的内径重叠。此外,是以相较于第二铁心39的最外径部39a以及第一铁心38压入部39b而言衔铁36的外径存在于内周侧的情况为一例进行的展示。
此外,图9中,构成为阀杆凸缘部35a与衔铁36的卡合面的径向厚度L3比衔铁贯通孔36a的径向长度L4小。也就是说,较理想形成为与外径凸部(凸缘部)35a的外径凸部卡合面35a2卡合的可动部(衔铁36)的可动部卡合面36b的径向厚度L3比连通孔(衔铁贯通孔36a)的径向长度L4小(参考图10)。此外,较理想形成为衔铁36的贯通孔36a的外周侧的厚度与贯通孔36a的径向长度大致相同。也就是说,较理想形成为相较于可动部(衔铁36)的连通孔(衔铁贯通孔36a)而言位于径向外侧且与固定部(第二铁心39)相对的可动部吸引面36d的径向厚度L5与连通孔(衔铁贯通孔36a)的径向长度L4大致相同。
作为与本实施例同样地降低流体阻力的方法,考虑增多孔数的方法或者以避开阀杆凸缘部35a的方式将孔形状设为复杂形状的方法,但成本高,而且担忧伴随形状复杂化而来的品质降低。相对于此,根据本实施例的上述构成,能以低成本进行制造,而且由于形状简单,所以能抑制品质降低。
此外,作为设为阀杆凸缘部35a伸到衔铁贯通孔36a上的构成带来的效果,认为还会缩短吸引衔铁36时的刚碰撞第二铁心39之后的阀杆35的过冲时间。阀杆35过冲后,会在阀杆施力弹簧40的作用力下朝衔铁36被推压,而根据本发明,由于是阀杆凸缘部35a伸到衔铁贯通孔36a上的构成,因此,阀杆返回时的排除流体可以从贯通孔跑掉,因此流体阻力得以降低。因而,阀杆35的过冲时间得以减少,认为有助于提高螺线管的控制稳定性、尤其是高转速运转时的控制性。
上文中,对径向的间隙进行了说明,但轴向的间隙也须恰当地进行设定。在吸引衔铁时,若阀杆凸缘部35a的上表面与第二铁心39的磁吸引面之间不设置间隙,则阀杆施力弹簧40容纳室会成为封闭空间,从而产生较大的流体阻力。因此,在本实施例中,如图10所示,将吸引衔铁时阀杆凸缘部35a的上表面与第二铁心39的磁吸引面之间的间隙L1设为阀杆施力弹簧40的线径以上。也就是说,优选的是,在可动部(衔铁贯通孔36a)与固定部(第二铁心39)相接触的状态下在阀杆35的外径凸部35a的弹簧承接面35a1与可动部吸引面39c之间形成阀杆施力弹簧40的弹簧线径以上的间隙L1。进而,优选的是构成为连通孔(衔铁贯通孔36a)相对于固定部(第二铁心39)的形成弹簧空间的内径面39d而言以从径向内周侧跨及至径向外周侧的方式形成。此外,优选的是构成为连通孔(衔铁贯通孔36a)以固定部(第二铁心39)的形成弹簧空间的内径面39d为径向的大致中央而以从径向内周侧跨及至径向外周侧的方式形成。
此外,固定部(第二铁心39)具有第一外径部39a、以及在径向外侧配置磁性构件38并相较于第一外径部39a而言位于径向内侧的第二外径部39b,较理想构成为可动部(衔铁36)的最外径部36c相较于第一外径部39a而言位于内径侧。通过设为以上构成,即便是流路变得最窄的吸引状态,也能可靠地确保流路。
如上所述,若使用本实施例的构成,则可以提供在衔铁36与阀杆35的不同个体结构的电磁吸入阀中一方面改善磁吸引力、另一方面防止流体阻力的增加、由此能高响应地进行所期望的流量控制的泵,而且能实现螺线管的小型化,也能有助于低成本化。
符号说明
1 泵主体
2 柱塞
6 汽缸
7 密封架
8 排出阀机构
9 压力脉动降低机构
10a 低压燃料吸入口
11 加压室
12 燃料排出口
13 柱塞封件
30 吸入阀
31 吸入阀阀座
33 吸入阀弹簧
35 阀杆
35a 阀杆凸缘部
36 衔铁
36a 衔铁贯通孔
38 第一铁心
39 第二铁心
39a 第二铁心第一外径部
39b 第二铁心第二外径部
40 阀杆施力弹簧
41 衔铁施力弹簧
43 电磁线圈
300 电磁吸入阀
A1 衔铁外周部流路面积
A2 衔铁内周部流路面积。

Claims (6)

1.一种高压燃料供给泵,其特征在于,具备:
阀芯,其对流路进行开闭;阀杆,其对所述阀芯施力;弹簧部,其对所述阀杆的外径凸部的弹簧承接面施力;以及可动部,其与所述阀杆构成为不同个体,与所述阀杆的所述外径凸部的外径凸部卡合面相卡合来进行驱动;
所述可动部形成有在被固定部吸引而移动时供配置所述弹簧部的弹簧空间的燃料流动的一个连通孔,
从轴向观察到的所述连通孔的最小截面积形成为比所述可动部与外周部的间隙的最小截面积大,
形成于在径向上与所述可动部的可动部卡合面重叠的位置上、与所述可动部卡合面卡合的所述外径凸部卡合面,配置成在径向上与所述连通孔重叠,
所述可动部卡合面的径向厚度形成为比所述连通孔的径向长度小,
在所述外径凸部卡合面的最外径端部与所述连通孔的最外径端部之间形成间隙,
相较于所述可动部的所述连通孔而言位于径向外侧且与所述固定部相对的可动部吸引面的径向厚度形成为与所述连通孔的径向长度大致相同。
2.根据权利要求1所述的高压燃料供给泵,其特征在于,
在所述可动部与所述固定部相接触的状态下,在所述阀杆的所述外径凸部的所述弹簧承接面与可动部吸引面之间形成有弹簧线径以上的间隙。
3.根据权利要求1所述的高压燃料供给泵,其特征在于,
所述阀杆的所述外径凸部卡合面的最外径端部被配置成与所述连通孔的径向上的大致中央的位置重叠。
4.根据权利要求1所述的高压燃料供给泵,其特征在于,
构成为所述连通孔相对于所述固定部的形成所述弹簧空间的内径面而言以从径向内周侧跨及至径向外周侧的方式形成。
5.根据权利要求1所述的高压燃料供给泵,其特征在于,
构成为所述连通孔以所述固定部的形成所述弹簧空间的内径面为径向的大致中央而以从径向内周侧跨及至径向外周侧的方式形成。
6.根据权利要求1所述的高压燃料供给泵,其特征在于,
所述固定部具有第一外径部和第二外径部,所述第二外径部在径向外侧配置磁性构件、且相较于所述第一外径部而言位于径向内侧,
构成为所述可动部的最外径部相较于所述第一外径部而言位于内径侧。
CN201880034511.1A 2017-05-31 2018-05-11 高压燃料供给泵 Active CN110678642B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-107325 2017-05-31
JP2017107325 2017-05-31
PCT/JP2018/018260 WO2018221158A1 (ja) 2017-05-31 2018-05-11 高圧燃料供給ポンプ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110678642A CN110678642A (zh) 2020-01-10
CN110678642B true CN110678642B (zh) 2022-03-01

Family

ID=64454621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880034511.1A Active CN110678642B (zh) 2017-05-31 2018-05-11 高压燃料供给泵

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6770193B2 (zh)
CN (1) CN110678642B (zh)
DE (1) DE112018002148T5 (zh)
WO (1) WO2018221158A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115306612A (zh) * 2022-03-09 2022-11-08 浙江巴腾动力系统有限公司 一种燃料高压泵

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052221A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 罗伯特·博世有限公司 用于计量流体介质的尤其在燃料高压泵中的流量控制阀
CN102753812A (zh) * 2010-03-03 2012-10-24 日立汽车系统株式会社 电磁式的流量控制阀及使用该控制阀的高压燃料供给泵
CN103620208A (zh) * 2011-06-01 2014-03-05 日立汽车系统株式会社 具备电磁吸入阀的高压燃料供给泵
JP2016094913A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプ
WO2016208359A1 (ja) * 2015-06-25 2016-12-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御弁及び高圧燃料供給ポンプ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142143A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052221A (zh) * 2009-10-28 2011-05-11 罗伯特·博世有限公司 用于计量流体介质的尤其在燃料高压泵中的流量控制阀
CN102753812A (zh) * 2010-03-03 2012-10-24 日立汽车系统株式会社 电磁式的流量控制阀及使用该控制阀的高压燃料供给泵
CN103620208A (zh) * 2011-06-01 2014-03-05 日立汽车系统株式会社 具备电磁吸入阀的高压燃料供给泵
JP2016094913A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプ
WO2016208359A1 (ja) * 2015-06-25 2016-12-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御弁及び高圧燃料供給ポンプ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6770193B2 (ja) 2020-10-14
CN110678642A (zh) 2020-01-10
WO2018221158A1 (ja) 2018-12-06
JPWO2018221158A1 (ja) 2020-03-19
DE112018002148T5 (de) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6779274B2 (ja) 流量制御弁及び高圧燃料供給ポンプ
JP6293290B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプ
CN105804907B (zh) 具备电磁吸入阀的高压燃料供给泵
CN108026876B (zh) 高压燃料泵及控制装置
CN109964025B (zh) 具有电磁吸入阀的高压燃料供给泵
JP2016094913A (ja) 高圧燃料供給ポンプ
JP6689178B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプ
JP2016142143A (ja) 高圧燃料供給ポンプ
CN108431398B (zh) 高压燃料供给泵的控制方法以及使用该方法的高压燃料供给泵
US20190211788A1 (en) High-pressure fuel supply pump
CN111373139B (zh) 高压燃料泵
JP7198363B2 (ja) 電磁吸入弁及び高圧燃料供給ポンプ
CN109072843B (zh) 高压燃料供给泵的控制装置和高压燃料供给泵
CN110678642B (zh) 高压燃料供给泵
JP6743302B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプ
WO2018221077A1 (ja) 電磁弁、電磁吸入弁機構、及び高圧燃料ポンプ
JP7178504B2 (ja) 燃料ポンプ
JP2017145731A (ja) 高圧燃料供給ポンプ
JP7012149B2 (ja) 電磁弁、高圧ポンプおよびエンジンシステム
WO2024084567A1 (ja) 燃料ポンプ
CN111989481B (zh) 燃料供给泵以及燃料供给泵的制造方法
JP6754902B2 (ja) 電磁吸入弁、及びこれを備えた高圧燃料ポンプ
JP6602692B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプの制御方法及びそれを用いた高圧燃料供給ポンプ。
CN112243474A (zh) 电磁阀和高压燃料供给泵
JP2020186648A (ja) 電磁弁機構、それを備えた高圧燃料供給ポンプ及び燃料噴射弁

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Ibaraki

Applicant after: Hitachi astemo Co.,Ltd.

Address before: Ibaraki

Applicant before: HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS, Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant