CN115003905B - 凸轮、燃料喷射泵及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明抑制凸轮的最大升程量的增加及燃料喷射能力的下降，并且提高燃料的压力。一种凸轮，其用于燃料喷射泵，所述燃料喷射泵通过柱塞向轴向的移动对供给到燃料供给室内的燃料进行增压，所述凸轮包括：第1凸轮面，在柱塞对燃料供给室内的燃料进行增压之前的预行程期间，凸轮以恒定速度旋转时的柱塞在轴向上的速度的上升率成为第1上升率；及第2凸轮面，在柱塞开始燃料供给室内的燃料的增压后的期间即增压期间，凸轮以恒定速度旋转时的柱塞在轴向上的速度的上升率成为第2上升率，第1上升率设定为高于第2上升率。

Description

凸轮、燃料喷射泵及发动机

技术领域

本发明涉及一种凸轮、燃料喷射泵及发动机。

背景技术

柴油机用燃料喷射泵通过柱塞将凸轮轴的旋转运动转换为往复运动。燃料喷射泵通过该柱塞的往复运动，对燃料供给室内的燃料进行增压并将其供给到喷射器，将增压后的燃料从喷射器向发动机的燃烧室喷射。作为这样的燃料喷射泵，例如如专利文献1所示，有所谓的机械式燃料喷射泵，该机械式燃料喷射泵根据由增压后的燃料产生的喷嘴开阀力与由喷嘴背面的弹簧产生的闭阀力之差来打开喷嘴而喷射燃料。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-191420号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

这样的机械式燃料喷射泵为了改善发动机性能或排气，要求提高喷射的燃料的压力。为了提高燃料的压力，提高柱塞的速度是有效的，通过凸轮轮廓的设计，能够提高柱塞的压送工序速度。然而，用于提高柱塞速度的凸轮轮廓的设定仍具有改善的空间。例如，为了提高柱塞速度，需要设定使凸轮的最大升程量变大的凸轮轮廓，导致泵的尺寸有时会变大。并且，在设定以保持凸轮的最大升程量的状态提高柱塞速度的凸轮轮廓的情况下，导致燃料的有效喷射期间变短，燃料的喷射能力也有可能下降。

本发明用于解决上述课题，其目的在于提供一种能够抑制凸轮的最大升程量的增加及燃料喷射能力的下降，并且提高燃料的喷射压力的凸轮、燃料喷射泵及发动机。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述课题并实现目的，本发明所涉及的凸轮用于燃料喷射泵，所述燃料喷射泵通过柱塞向轴向的移动对供给到燃料供给室内的燃料进行增压，所述凸轮包括：第1凸轮面，在所述柱塞对所述燃料供给室内的燃料进行增压之前的预行程期间，所述凸轮以恒定速度旋转时的所述柱塞在所述轴向上的速度的上升率成为第1上升率；及第2凸轮面，在所述柱塞开始所述燃料供给室内的燃料的增压后的期间即增压期间，所述凸轮以恒定速度旋转时的所述柱塞在所述轴向上的速度的上升率成为第2上升率，所述第1上升率设定为高于所述第2上升率。

为了解决上述课题并实现目的，本发明所涉及的燃料喷射泵包括：所述凸轮；柱塞，设置在所述凸轮的凸轮面上，伴随所述凸轮的旋转而向所述轴向移动；及燃料供给室，收纳所述柱塞。

为了解决上述课题并实现目的，本发明所涉及的发动机包括：所述燃料喷射泵；喷射器，被供给来自所述燃料喷射泵的所述燃料；及燃烧室，被供给从所述喷射器喷射的所述燃料。

发明效果

根据本发明，能够抑制凸轮的最大升程量的增加及燃料喷射能力的下降，并且提高燃料喷射的压力。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的发动机的示意图。

图2是本实施方式所涉及的燃料喷射系统的示意图。

图3是表示每个凸轮角度的柱塞升程量的一例的曲线图。

图4是表示每个凸轮角度的柱塞速度的一例的曲线图。

图5是表示每个凸轮角度的柱塞的位置的示意图。

图6是表示每个凸轮角度的柱塞的位置的示意图。

图7是表示每个凸轮角度的柱塞的位置的示意图。

图8是表示每个凸轮角度的柱塞的位置的示意图。

图9是表示每个凸轮角度的柱塞的位置的示意图。

图10是变形例所涉及的燃料喷射泵的示意图。

图11是表示变形例中的每个凸轮角度的柱塞速度的一例的曲线图。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。另外，本发明并不限定于该实施方式，并且，在有多个实施方式的情况下，也包括将各实施方式进行组合而构成的方式。

(发动机的结构)

图1是本实施方式所涉及的发动机的示意图。如图1所示，本实施方式所涉及的发动机100包括燃料喷射系统1和燃烧室16。发动机100从燃料喷射系统1向燃烧室16喷射燃料F。发动机100在燃烧室16内使燃料F燃烧，使未图示的曲轴等驱动部工作来驱动。在本实施方式中，燃料F是轻柴油，发动机100是柴油机。但是，燃料F并不限于轻柴油，可以是任意燃料，例如，可以是煤油或重柴油(A重柴油等)等。进一步而言，本实施方式所涉及的发动机100与未图示的发电机连接，通过驱动发电机，使发电机发电。即，本实施方式所涉及的发动机100是发电设备用发动机100。但是，发动机100的用途并不限于发电设备，例如，可以是船舶或车辆等的发动机。

燃料喷射系统1是向燃烧室16喷射高压燃料F的系统。燃料喷射系统1包括燃料喷射泵10、配管12及喷射器14。在本实施方式中，燃料喷射系统1是不包括共轨的燃料喷射系统。即，燃料喷射泵10是所谓的机械式燃料喷射泵，其根据由喷射器14的增压后的燃料F产生的喷嘴开阀力与喷嘴背面的弹簧力之差来打开喷射器14的喷嘴而喷射燃料F。

燃料喷射泵10在壳体20内设置有凸轮22。凸轮22包括作为沿X方向延伸的轴状部件的轴22A和设置在轴22A的外周的凸轮部22B。在本实施方式中，凸轮22在X方向上形成有多个凸轮部22B。在凸轮部22B上经由挺杆26设置有柱塞28，在本实施方式中，在各个凸轮部22B上经由挺杆26设置有柱塞28。柱塞28设置成在燃料喷射泵10内沿Z方向延伸。另外，作为柱塞28的轴向的Z方向与作为轴22A的轴向的X方向交叉，在本实施方式中正交。以下，将沿着Z方向的方向中的一个方向设为Z1方向，将另一个方向，即与Z1方向相反的方向设为Z2方向。Z1方向是朝向柱塞28的末端侧即远离凸轮22的一侧方向，Z2方向是朝向柱塞28的基端侧即凸轮22侧的方向。另外，燃料喷射泵10可以设置调整燃料F的喷射量等的调节器G。调节器G例如通过使柱塞28以Z方向为旋转中心旋转来调整燃料F的喷射量等。

如此，燃料喷射泵10是在X方向上排列多个柱塞28的所谓的列型的燃料喷射泵。在图1的例子中，凸轮部22B及柱塞28分别在X方向上设置有6个，但凸轮部22B及柱塞28的数量并不限于此，是任意数量。并且，燃料喷射泵10并不限于列型的燃料喷射泵，例如，也可以是在1个凸轮部22B上设置有多个柱塞28的结构。

配管12是连接燃料喷射泵10与喷射器14的配管。配管12将后述的燃料喷射泵10的燃料供给室34与喷射器14的燃料供给室60A连接。燃料供给室34内的燃料F通过配管12供给到喷射器14的燃料供给室60A。喷射器14与燃烧室16连接。喷射器14向燃烧室16内供给从燃料喷射泵10供给的燃料F。另外，在图1的例子中，为了方便说明，构成为对1个燃料喷射泵10各设置有1个配管12及喷射器14，但也可以对每个柱塞28设置。

(燃料喷射泵的结构)

图2是本实施方式所涉及的燃料喷射系统的示意图。图2包括从X方向观察燃料喷射泵10的示意性剖视图和喷射器14的示意性剖视图。如图2所示，燃料喷射泵10具备凸轮22、筒24、挺杆26、柱塞28及弹簧部29。

凸轮22以X方向为旋转中心向R方向旋转。即，作为凸轮22的旋转方向的R方向是以X方向为旋转轴时的周向，并且预先设定方向。在图2的例子中，R方向是逆时针方向，但并不限于此。凸轮22的凸轮部22B在表面形成有凸轮面C0、第1凸轮面C1、第2凸轮面C2、凸轮面CB及凸轮面CC。凸轮面C0、第1凸轮面C1、第2凸轮面C2、凸轮面CB及凸轮面CC在R方向上依次连续设置。以下，在不区分凸轮面C0、第1凸轮面C1、第2凸轮面C2、凸轮面CB及凸轮面CC的情况下，记载为凸轮面C。即，可以说凸轮面C是指凸轮部22B的表面。关于凸轮面C的详细说明在后面叙述。

筒24是设置在凸轮22的Z1方向侧的部件。筒24在内部形成有燃料供给路32及燃料供给室34。燃料供给路32例如是与发动机100的燃料箱等连接，供给储存在箱等中的燃料F的流路。燃料供给室34是以沿着Z方向延伸的方式形成的空间，并且Z2方向侧开口。在燃料供给室34内以能够向Z方向滑动的方式收纳有柱塞28。燃料供给室34与配管12连接。并且，燃料供给室34形成为与燃料供给路32连通。燃料F从燃料供给路32供给到燃料供给室34内。

挺杆26在凸轮部22B的Z1方向侧设置在凸轮面C上。挺杆26具备辊26A和支承部26B。辊26A以能够相对于凸轮部22B的凸轮面C滚动的方式设置在凸轮面C上。支承部26B是设置在辊26A的Z1方向侧的部件，将辊26A支承为能够相对于支承部26B滑动。

柱塞28设置在挺杆26的Z1方向侧。柱塞28是从作为一个端部的末端部28A延伸到作为另一个端部的基端部28B的轴状的部件。柱塞28的基端部28B支承在挺杆26的支承部26B的Z1方向侧的表面，末端部28A收纳在筒24的燃料供给室34内，外周面可滑动地支承在燃料供给室34。柱塞28从基端部28B朝向Z1方向延伸到末端部28A。可以说柱塞28经由挺杆26设置在凸轮部22B的凸轮面C上。

柱塞28在外周面形成有第1引线44、第2引线46及第3引线48作为切口。在此，将柱塞28的Z方向上的末端部28A与基端部28B之间的部位设为第1中间部28C，将Z方向上的第1中间部28C与基端部28B之间的部位设为第2中间部28D。第1引线44从末端部28A到第1中间部28C沿着Z方向形成在柱塞28的外周面上。并且，第2引线46从Z1方向上的末端部28A与第1中间部28C之间的位置到第1中间部28C形成在柱塞28的外周面上。第2引线46形成为宽度(柱塞28的周向的长度)朝向第1中间部28C，即朝向Z2方向侧变大。第3引线48从第1中间部28C到第2中间部28D形成在柱塞28的外周面上。第3引线48形成在柱塞28的周向上的整个区间，即形成在柱塞28的周向上的1周。第1引线44及第2引线46在第1中间部28C与第3引线48连通。并且，第1引线44及第2引线46也相互连通。本实施方式所涉及的柱塞28这样形成有第1引线44、第2引线46及第3引线48，但并不限于此，可以不形成第1引线44、第2引线46及第3引线48等引线，也可以形成任意形状的引线。

(喷射器的结构)

喷射器14包括主体60、喷射部62及喷嘴64。主体60是在内部形成有燃料供给室60A的部件。在燃料供给室60A上连接有配管12。喷射部62是形成有开口62A的部件。开口62A的一个端部与燃料供给室60A连通，另一个端部与燃烧室16内连通。喷嘴64是设置在燃料供给室60A内的喷嘴。喷嘴64被弹性部件64A施力以堵塞开口62A。

(燃料喷射系统的动作)

当凸轮22向R方向旋转时，燃料喷射泵10以柱塞28向Z方向往复的方式移动。即，通过凸轮22向R方向的旋转，柱塞28在凸轮面C上相对于凸轮22向R方向相对移动(凸轮22相对于柱塞28向R方向相对移动)，柱塞28配合凸轮22的升程向Z方向移动。燃料喷射泵10通过柱塞28向Z1方向的移动，对进入到燃料供给室34内的燃料F进行增压。增压后的燃料F通过配管12供给到喷射器14的燃料供给室60A内。在燃料供给室60A内，燃料供给室60A内的燃料F的压力作用于打开喷嘴64的方向。即，当通过燃料供给室60A内的燃料F作用于喷嘴64的荷载大于弹性部件64A作用于喷嘴64的荷载时，喷嘴64打开，燃料供给室60A与开口62A连通。由此，燃料供给室60A内的燃料F通过开口62A喷射到燃烧室16内。

(凸轮面的结构)

接着，对燃料喷射泵10的凸轮22的结构，更详细而言，对凸轮面C的结构进行说明。燃料喷射泵10根据凸轮面C的形状，即根据凸轮轮廓，确定柱塞28在Z方向上的移动量(升程量)、使凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞28在Z方向上的移动速度、使凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞28在Z方向上的移动速度的变化率。以下，关于凸轮面C的形状，与柱塞28在Z方向上的位置建立对应关联地进行说明。

图3是表示每个凸轮角度的柱塞升程量的一例的曲线图。图4是表示每个凸轮角度的柱塞速度的一例的曲线图。图5至图9是表示每个凸轮角度的柱塞的位置的示意图。图3的横轴是指凸轮22的凸轮角度，纵轴是指柱塞升程量，即每个凸轮角度的柱塞28在Z方向上的移动量。凸轮角度是指凸轮22向R方向旋转时的旋转角度，取0°～360°的任意值。图4是对图3的曲线图进行时间微分后的图。更详细而言，图4的横轴是指使凸轮22以恒定速度旋转时的凸轮角度。并且，图4的纵轴是指每个凸轮的柱塞速度，即在假设使凸轮22以恒定速度旋转时的每个凸轮角度的柱塞28在Z方向上的速度。如图3及图4所示，伴随凸轮22向R方向的旋转，凸轮角度从凸轮角度A0朝向凸轮角度C经过凸轮角度A1、A2、A3、B、B1等连续地变化。在本实施方式中，第1凸轮面C1是从凸轮面C的凸轮角度A0到凸轮角度A1的部分，第2凸轮面C2是从凸轮面C的凸轮角度A1到凸轮角度A3的部分，凸轮面CB是从凸轮面C的凸轮角度A3到凸轮角度C的部分。凸轮面CC是凸轮面C的凸轮角度C以后的部分。

(预行程期间)

燃料喷射泵10在预行程期间D1使柱塞28向Z1方向移动，但不进行燃料供给室34内的燃料F的增压。也可以说预行程期间D1是开始燃料供给室34内的燃料F的增压之前的期间。进一步而言，预行程期间D1是指在凸轮22旋转的期间，柱塞28位于增压开始位置之前的期间。增压开始位置是指柱塞28处于图5所示的位置的状态，是柱塞28开始对燃料供给室34内的燃料F进行增压的位置。

图2表示到达预行程期间D1的时刻的凸轮22或柱塞28的位置。如图2所示，在到达预行程期间D1的时刻，柱塞28的末端部28A位于比燃料供给路32更靠Z2方向侧。因此，在到达预行程期间D1的时刻之前，燃料供给室34与燃料供给路32连通，向燃料供给室34内供给燃料F。另外，例如在柱塞28向Z2方向移动的期间，燃料F从燃料供给路32供给到燃料供给室34。

并且，图2表示凸轮22成为凸轮角度A0的状态。即，在凸轮22成为凸轮角度A0的时刻，预行程期间D1开始。在凸轮22成为凸轮角度A0的时刻，凸轮面C0与第1凸轮面C1的边界位置成为与辊26A接触的状态。换言之，在凸轮角度A0的情况下，成为柱塞28的基端部28B位于凸轮面C0与第1凸轮面C1的边界位置上的状态。因此，柱塞28在成为凸轮角度A0之前的期间位于凸轮面C0上。如图3所示，在本实施方式的例子中，将凸轮角度A0时的凸轮22的升程量设为0。凸轮面C0形成为在凸轮22旋转的情况下柱塞28的升程量为恒定(在此保持为0)的形状。换言之，凸轮面C0形成为从旋转中心O到凸轮面C0上的沿R方向的各位置的距离为恒定的形状。因此，在柱塞28位于凸轮面C0上的期间，即，在切换为预行程期间D1的时刻之前，如图3及图4所示，柱塞28的升程量及Z方向上的速度为0。但是，凸轮面C0的形状并不限于此，是任意形状。

图5表示柱塞28到达增压开始位置的时刻的凸轮22或柱塞28的位置。增压开始位置是指柱塞28开始对燃料供给室34内的燃料F进行增压的位置，也可以说是柱塞28开始堵塞燃料供给路32的位置。具体而言，在增压开始位置，柱塞28的末端部28A在Z方向上位于与燃料供给路32的Z1方向侧的端部相同的位置，柱塞28堵塞燃料供给路32。预行程期间D1在柱塞28到达增压开始位置的时刻结束。在预行程期间D1，由于柱塞28未堵塞燃料供给路32，因此燃料供给室34与燃料供给路32连通。因此，在预行程期间D1，即使柱塞28上升而向Z1方向移动，燃料供给室34内的燃料F也不会增压。另一方面，在柱塞28位于增压开始位置时刻以后，即经过预行程期间D1后，由于燃料供给室34和燃料供给路32被切断，因此当柱塞28上升而向Z1方向移动时，燃料供给室34内的燃料F通过压缩而增压。

并且，在图5的状态下，凸轮22成为图3及图4所示的凸轮角度A1。即，凸轮22的凸轮面C设定为，在凸轮角度成为凸轮角度A1的时刻，柱塞28到达增压开始位置。因此，在本实施方式中，可以说从凸轮角度A0到凸轮角度A1的期间是预行程期间D1。如图5所示，凸轮22在成为凸轮角度A1时，第1凸轮面C1与第2凸轮面C2的边界位置成为与辊26A接触的位置。换言之，在凸轮角度A1的情况下，成为柱塞28的基端部28B位于第1凸轮面C1与第2凸轮面C2的边界位置上的状态。

柱塞28在从凸轮角度A0到凸轮角度A1的范围内，即在预行程期间D1，位于第1凸轮面C1上。第1凸轮面C1形成为在凸轮22旋转的情况下柱塞28的升程量随着朝向R方向而变大的形状。换言之，第1凸轮面C1形成为从旋转中心O到第1凸轮面C1的距离随着朝向R方向而变长的形状。而且，第1凸轮面C1形成为在凸轮22以恒定速度旋转的情况下柱塞28在Z1方向上的速度随着朝向R方向而上升的形状。因此，如图3及图4所示，预行程期间D1的柱塞28的升程量及Z方向上的速度随着凸轮角度的提前而上升。

在此，将柱塞28位于第1凸轮面C1上时凸轮22以恒定速度旋转时的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率设为第1上升率K1(参考图4)。第1上升率K1也可以说是预行程期间D1的随着凸轮22向R方向旋转(随着时间经过)的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率。第1凸轮面C1设定为该第1上升率K1高于后述的第2凸轮面C2的第2上升率K2。另外，这里的第1上升率K1是指凸轮22以恒定速度旋转单位时间时的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率，对于以后说明的上升率(第2上升率K2等)也同样。并且，也可以说第1凸轮面C1形成为从旋转中心O到第1凸轮面C1的距离的增加率随着朝向R方向而变大的形状。从旋转中心O到第1凸轮面C1的距离的增加率是指，从旋转中心O到在R方向上从规定位置远离单位距离的第1凸轮面C1的位置的距离相对于从旋转中心O到第1凸轮面C1的规定位置的距离的增加率。对于以后说明的距离的增加率也同样。

如此，第1凸轮面C1是在预行程期间D1柱塞28所处的凸轮面C的部分，并且形成为凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞在Z1方向上的速度的上升率成为第1上升率K1的形状。第1凸轮面C1形成为朝向凸轮22的旋转中心O凹陷的凹状的曲面形状。但是，第1凸轮面C1并不限于凹状的曲面形状，例如可以是从旋转中心突出的凸状的曲面形状等任意形状。

(增压期间)

燃料喷射泵10在增压期间D2使柱塞28向Z1方向移动，并且进行燃料供给室34内的燃料F的增压。增压期间D2是柱塞28开始燃料供给室34内的燃料F的增压后的期间，也可以说是开始从喷射器14向燃烧室16喷射燃料F之前的期间。进一步而言，增压期间D2是指在凸轮22旋转的期间，柱塞28位于增压开始位置后的期间，更详细而言，可以说是柱塞28位于从增压开始位置到喷射位置之间的期间。喷射位置是指喷射器14开始向燃烧室16喷射燃料F的时刻的柱塞28的位置。

如上所述，由于增压期间D2是柱塞28位于增压开始位置后的期间，因此可以说图5的状态表示从预行程期间D1切换为增压期间D2的时刻。另一方面，图6表示增压期间D2结束的时刻，换言之，表示柱塞28到达喷射位置的时刻。在喷射位置，柱塞28的末端部28A位于比燃料供给路32的Z1方向侧的端部更靠Z1方向侧，柱塞28的第2引线46位于比燃料供给路32更靠Z2方向侧，不与燃料供给路32连通。因此，柱塞28在增压期间D2，即从增压开始位置到喷射位置之间，继续堵塞燃料供给路32。因此，在增压期间D2，伴随柱塞28向Z1方向的移动，燃料供给室34内的燃料F被压缩而增压。并且，在柱塞28到达喷射位置的时刻，通过燃料F的压力打开喷射器14的喷嘴64，开始从喷射器14向燃烧室16喷射燃料F。另外，柱塞28的喷射位置例如可以根据喷射器14的开阀压或燃料供给路32的Z方向位置等来设定。

并且，在图6的状态下，即在柱塞28到达喷射位置的状态下，凸轮22成为凸轮角度A2。即，在本实施方式中，可以说从凸轮角度A1到凸轮角度A2的期间是增压期间D2。如图6所示，凸轮22在成为凸轮角度A2时，第2凸轮面C2成为与辊26A接触的位置。换言之，在凸轮角度A2的情况下，成为柱塞28的基端部28B位于第2凸轮面C2上的状态。

柱塞28在从凸轮角度A1到凸轮角度A2的范围内，即在增压期间D2，位于第2凸轮面C2上。第2凸轮面C2形成为在凸轮22旋转的情况下柱塞28的升程量随着朝向R方向而变大的形状。换言之，第2凸轮面C2形成为从旋转中心O到第2凸轮面C2的距离随着朝向R方向而变长的形状。而且，第2凸轮面C2形成为在凸轮22以恒定速度旋转的情况下柱塞28在Z1方向上的速度随着朝向R方向而上升的形状。因此，如图3及图4所示，增压期间D2的柱塞28的升程量及Z方向上的速度随着凸轮角度的提前而上升。

在此，将柱塞28位于第2凸轮面C2上时凸轮22以恒定速度旋转时的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率设为第2上升率K2(参考图4)。第2上升率K2也可以说是增压期间D2的随着凸轮22向R方向旋转(随着时间经过)的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率。第2凸轮面C2设定为该第2上升率K2低于第1凸轮面C1的第1上升率K1。并且，也可以说第2凸轮面C2形成为从旋转中心O到第2凸轮面C2的距离的增加率随着朝向R方向而变大的形状。并且，从旋转中心O到第2凸轮面C2的距离的增加率比从旋转中心O到第1凸轮面C1的距离的增加率低。

如此，第2凸轮面C2是在增压期间D2柱塞28所处的凸轮面C的部分，并且形成为凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞在Z1方向上的速度的上升率成为第2上升率K2的形状。第2凸轮面C2形成为从凸轮22的旋转中心O突出的凸状的曲面形状。但是，第1凸轮面C1并不限于凸状的曲面形状，可以是任意形状。

并且，在本实施方式中，第1凸轮面C1和第2凸轮面C2设置成在柱塞28到达增压开始位置时，柱塞28到达第1凸轮面C1与第2凸轮面C2的边界位置上(即成为凸轮角度A1)。换言之，可以说第1凸轮面C1和第2凸轮面C2设定为在柱塞28位于增压开始位置时，从第1上升率K1切换为第2上升率K2。但是，柱塞28到达增压开始位置的时刻和柱塞28到达第1凸轮面C1与第2凸轮面C2的边界位置上的时刻也可以错开。例如，柱塞28到达增压开始位置的时刻可以比柱塞28到达第1凸轮面C1与第2凸轮面C2的边界位置上的时刻稍微靠后，也可以稍微靠前。

(喷射期间)

燃料喷射泵10在喷射期间D3，使柱塞28向Z1方向移动，并且使燃料供给室34内的燃料F从喷射器14喷射。喷射期间D3是喷射燃料F的期间。进一步而言，喷射期间D3是指在凸轮22旋转的期间，柱塞28位于喷射位置后的期间，在本实施方式中，可以说是柱塞28位于从喷射位置到后喷射位置之间的期间。后喷射位置是指柱塞28位于图7所示的位置的状态，如后所述，是指柱塞28到达第2凸轮面C2与凸轮面CB的边界位置上时的位置。

由于喷射期间D3是柱塞28位于喷射位置后的期间，因此可以说表示喷射位置的图6的状态表示从增压期间D2切换为喷射期间D3的时刻。并且，图7表示喷射期间D3结束的时刻，换言之，表示柱塞28到达后喷射位置的时刻。在后喷射位置，柱塞28的末端部28A位于比燃料供给路32的Z1方向侧的端部更靠Z1方向侧，柱塞28的第2引线46位于比燃料供给路32更靠Z2方向侧，不与燃料供给路32连通。柱塞28在喷射期间D3，即从喷射位置到后喷射位置之间，向Z1方向移动，并且继续堵塞燃料供给路32。在喷射期间D3，从喷射器14向燃烧室16喷射燃料F。

如图7所示，在柱塞28到达后喷射位置的时刻，凸轮22成为凸轮角度A3。即，在本实施方式中，可以说从凸轮角度A2到凸轮角度A3的期间是喷射期间D3。如图7所示，凸轮22在成为凸轮角度A3时，第2凸轮面C2与凸轮面CB的边界位置成为与辊26A接触的位置。换言之，在凸轮角度A3的情况下，成为柱塞28的基端部28B位于第2凸轮面C2与凸轮面CB的边界位置上的状态。

柱塞28在喷射期间D3继增压期间D2而位于第2凸轮面C2上。因此，柱塞28在喷射期间D3也继增压期间D2以第2上升率K2上升速度，并且向Z1方向侧移动。

(后喷射期间)

燃料喷射泵10在后喷射期间DB，使柱塞28向Z1方向移动，并且使燃料供给室34内的燃料F从喷射器14喷射。后喷射期间DB是指柱塞28位于喷射位置以后的期间，是继喷射期间D3喷射燃料F的期间。后喷射期间DB与喷射期间D3的不同点在于柱塞28的速度的上升率切换为上升率KB。进一步而言，后喷射期间DB是指在凸轮22旋转的期间，柱塞28位于后喷射位置后的期间，在本实施方式中，可以说是柱塞28位于从后喷射位置到喷射结束位置之间的期间。喷射结束位置是指柱塞28位于图8所示的位置的状态，是指喷射器14结束向燃烧室16喷射燃料F的时刻的柱塞28的位置。

如上所述，由于后喷射期间DB是柱塞28位于后喷射位置后的期间，因此可以说图7的状态表示从喷射期间D3切换为后喷射期间DB的时刻。并且，图8表示后喷射期间DB结束的时刻，换言之，表示柱塞28到达喷射结束位置的时刻。喷射结束位置是指结束燃料F的喷射的柱塞28的位置，也可以说是柱塞28结束燃料供给路32的堵塞的位置。具体而言，在喷射结束位置，柱塞28的第2引线46在Z方向上位于与燃料供给路32相同的位置，第2引线46与燃料供给路32连通。由此，燃料供给室34经由第1引线44、第2引线46与燃料供给路32连通，燃料供给室34内的燃料能够向燃料供给路32侧移动。因此，燃料供给室34内的燃料F的压力下降，喷射器14的喷嘴64关闭，燃料F的喷射结束。

并且，在图8的状态下，即在柱塞28到达喷射结束位置的状态下，凸轮22成为凸轮角度B。即，在本实施方式中，可以说从凸轮角度A3到凸轮角度B的期间是后喷射期间DB。如图7及图8所示，凸轮22在从凸轮角度A3到凸轮角度B的范围内，凸轮面CB成为与辊26A接触的位置。换言之，在从凸轮角度A3到凸轮角度B的范围内，成为柱塞28的基端部28B位于凸轮面CB上的状态。

凸轮面CB包括凸轮面CB1和凸轮面CB2，该凸轮面CB1是从凸轮角度A3经过凸轮角度B到凸轮角度B1的部分，该凸轮面CB2是从凸轮角度B1到凸轮角度C的部分。柱塞28在后喷射期间DB位于凸轮面CB1上。凸轮面CB1形成为在凸轮22旋转的情况下柱塞28的升程量随着朝向R方向而变大的形状。换言之，凸轮面CB1形成为从旋转中心O到凸轮面CB的距离随着朝向R方向而变长的形状。而且，凸轮面CB1形成为在凸轮22以恒定速度旋转的情况下柱塞28在Z1方向上的速度随着朝向R方向而上升的形状。因此，如图3及图4所示，后喷射期间DB的柱塞28的升程量及Z方向上的速度随着凸轮角度的提前而上升。

在此，将柱塞28位于凸轮面CB1上时凸轮22以恒定速度旋转时的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率设为上升率KB(参考图4)。上升率KB也可以说是后喷射期间DB的随着凸轮22向R方向旋转(随着时间经过)的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率。凸轮面CB1设定为该上升率KB低于第1凸轮面C1的第1上升率K1。进一步而言，凸轮面CB1设定为上升率KB低于第2凸轮面C2的第2上升率K2。并且，也可以说凸轮面CB1形成为从旋转中心O到凸轮面CB1的距离的增加率随着朝向R方向而变大的形状。并且，从旋转中心O到第2凸轮面C2的距离的增加率比从旋转中心O到第1凸轮面C1的距离的增加率低，进一步而言，比从旋转中心O到第2凸轮面C2的距离的增加率低。

如此，凸轮面CB的凸轮面CB1是在后喷射期间DB柱塞28所处的凸轮面C的部分，并且形成为凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞在Z1方向上的速度的上升率成为第3上升率K3的形状。凸轮面CB形成为从凸轮22的旋转中心O突出的凸状的曲面形状。但是，凸轮面CB并不限于凸状的曲面形状，可以是任意形状。

如此，在本实施方式中，作为喷射燃料F的有效喷射期间，设置前期的喷射期间D3和后期的后喷射期间DB。并且，使后喷射期间DB的柱塞28的速度的上升率小于喷射期间D3的柱塞28的速度的上升率。由此，能够使喷射量等稳定。但是，燃料喷射泵10并不限于设置喷射期间D3和后喷射期间DB，例如也可以仅设置喷射期间D3和后喷射期间DB中的喷射期间D3。在该情况下，凸轮22在凸轮面CB1的部分形成第2凸轮面C2。并且，柱塞28在整个有效喷射期间，换言之，在到达喷射结束位置之前，速度以第2上升率K2上升。

(后期间)

燃料喷射泵10在后期间DC，降低柱塞28的速度，并且使柱塞28上升至上止点。后期间DC是后喷射期间DB后续的期间，即喷射结束后的期间，不进行燃料F的增压或喷射。

如图4所示，后期间DC是凸轮22从凸轮角度B经过凸轮角度B1成为凸轮角度C的期间。凸轮22在成为凸轮角度B1时，凸轮面CB1与凸轮面CB2的边界位置成为与辊26A接触的位置(省略图示)。换言之，在凸轮角度B1的情况下，成为柱塞28的基端部28B位于凸轮面CB1与凸轮面CB2的边界位置上的状态。因此，在后期间DC中的、凸轮22从凸轮角度B成为凸轮角度B1的期间，柱塞28继后喷射期间DB位于凸轮面CB1上。因此，柱塞28在凸轮22从凸轮角度B成为凸轮角度B1的期间，继后喷射期间DB以上升率KB上升速度，并且向Z1方向侧移动。但是，在凸轮22从凸轮角度B成为凸轮角度B1的期间，燃料供给室34与燃料供给路32经由第2引线46等连通，不进行燃料F的喷射。

图9表示凸轮22成为凸轮角度C的情况。如图9所示，凸轮22在成为凸轮角度C时，凸轮面CB(凸轮面CB2)与凸轮面CC的边界位置成为与辊26A接触的位置(省略图示)。换言之，在凸轮角度C的情况下，成为柱塞28的基端部28B位于凸轮面CB2与凸轮面CC的边界位置上的状态。因此，在后期间DC中的、凸轮22从凸轮角度B1成为凸轮角度C的期间，柱塞28位于凸轮面CB2上。

凸轮面CB2形成为在凸轮22旋转的情况下柱塞28的升程量随着朝向R方向而变大的形状。换言之，凸轮面CB2形成为从旋转中心O到凸轮面CB2的距离随着朝向R方向而变长的形状。而且，凸轮面CB2形成为在凸轮22以恒定速度旋转的情况下柱塞28在Z1方向上的速度随着朝向R方向而下降的形状。因此，在后期间DC中的、凸轮22从凸轮角度B1成为凸轮角度C的期间，如图3及图4所示，柱塞28一边降低速度一边向Z1方向移动。并且，柱塞28在凸轮角度C时到达上止点，升程量成为最大升程L_MAX(参考图3)。然后，当凸轮22继续旋转时，柱塞28位于凸轮面CC上，并按照凸轮面CC的形状向Z2方向移动。

如上所述，燃料喷射泵10伴随凸轮22的以恒定速度的旋转，按照预行程期间D1、增压期间D2、喷射期间D3、后喷射期间DB、后期间DC的顺序切换。柱塞28在预行程期间D1，向Z1方向上升，并且速度按照第1上升率K1逐渐上升，当切换为增压期间D2时，继续向Z1方向上升而对燃料F进行增压，并且速度按照第2上升率K2逐渐上升。并且，当切换为喷射期间D3时，柱塞28继续向Z1方向上升而喷射燃料F，并且保持第2上升率K2的状态下，速度进一步上升。当切换为后喷射期间DB时，柱塞28继续向Z1方向上升而喷射燃料F，并且速度按照上升率KB逐渐上升。并且，当切换为后期间DC时，燃料F的喷射结束，柱塞28继续向Z1方向上升而到达最大升程L_MAX后，向Z2方向下降。

在此，燃料喷射泵10为了改善发动机性能或排气，要求提高供给的燃料的压力。为了提高燃料的压力，提高柱塞的速度是有效的，通过凸轮轮廓的设计，能够提高柱塞的速度。然而，例如在提高柱塞速度的凸轮轮廓中，通过使柱塞速度同样地上升，凸轮的最大升程量变大，结果导致有时泵的尺寸变大。并且，在设定以保持凸轮的最大升程量的状态提高柱塞速度的凸轮轮廓的情况下，导致燃料的有效喷射期间变短，燃料的供给量也有可能下降。与此相对，本实施方式所涉及的燃料喷射泵10中，以开始燃料F的增压之前的预行程期间D1的柱塞28的速度上升率(第1上升率K1)比开始增压后的增压期间D2的柱塞28的速度上升率(第2上升率K2)高的方式设定凸轮轮廓。因此，根据本实施方式所涉及的燃料喷射泵10，通过在增压开始之前的预行程期间D1提高柱塞速度，能够在喷射燃料F时获得充分的柱塞速度，能够适当地提高燃料F的压力。而且，通过在增压期间D2使速度上升率缓慢，能够抑制凸轮的最大升程量变大，并且能够抑制有效喷射期间变短。

如以上说明，本实施方式所涉及的凸轮22用于通过柱塞28向Z方向(轴向)的移动而对供给到燃料供给室34内的燃料F进行增压的燃料喷射泵10。凸轮22包括第1凸轮面C1和第2凸轮面C2。第1凸轮面C1形成为在柱塞28对燃料供给室34内的燃料F进行增压之前的预行程期间D1，凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞28在Z1方向上的速度的上升率成为第1上升率K1的形状。并且，第2凸轮面C2形成为在柱塞28开始燃料供给室34内的燃料F的增压后的期间即增压期间D2，凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞28在Z1方向上的速度的上升率成为第2上升率K2的形状。并且，第1上升率K1设定为高于第2上升率K2。如此，本实施方式所涉及的凸轮22由于以第1上升率K1高于第2上升率K2的方式设定凸轮轮廓，因此能够在预行程期间D1提高柱塞速度而适当地提高燃料F的压力，并且能够抑制凸轮22的最大升程量的增加及燃料喷射能力的下降。本实施方式所涉及的凸轮22通过抑制凸轮22的最大升程量的增加，能够抑制燃料喷射泵10的尺寸或重量的增加。

并且，本实施方式所涉及的凸轮22以在柱塞28位于开始燃料供给室34内的燃料F的增压的增压开始位置时从第1上升率K1切换为第2上升率K2的方式设置有第1凸轮面C1和第2凸轮面C2。本实施方式所涉及的凸轮22由于在开始燃料F的增压的时刻将柱塞28的速度上升率切换为第2上升率K2，因此能够适当地提高燃料F的压力，并且能够抑制凸轮22的最大升程量的增加及燃料喷射能力的下降。

并且，本实施方式所涉及的凸轮22还包括凸轮面CB1。凸轮面CB1形成为在柱塞28成为喷射位置以后的后喷射期间DB，凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞28在Z1方向上的速度的上升率成为低于第2上升率K2的上升率KB的形状。本实施方式所涉及的凸轮22通过抑制后喷射期间DB的柱塞28的速度上升率，能够进行稳定的燃料喷射。

并且，第1凸轮面C1形成为朝向凸轮22的旋转中心O凹陷的凹状的曲面形状，第2凸轮面C2形成为从凸轮22的旋转中心O突出的凸状的曲面形状。本实施方式所涉及的凸轮22通过将第1凸轮面C1及第2凸轮面C2形成为这样的形状，能够形成为能够适当地实现第1上升率K1和第2上升率K2的形状。

并且，本实施方式所涉及的燃料喷射泵10包括：凸轮22；柱塞28，设置在凸轮22的凸轮面C上，伴随凸轮22的旋转而向Z方向移动；及燃料供给室34，收纳柱塞28。燃料喷射泵10通过具备以上说明的凸轮22，能够适当地提高燃料F的压力，并且能够抑制凸轮22的最大升程量的增加及燃料喷射能力的下降。本实施方式所涉及的燃料喷射泵10通过抑制凸轮22的最大升程量的增加，能够抑制燃料喷射泵10的尺寸或重量的增加。

并且，本实施方式所涉及的燃料喷射泵10由于在开始燃料F的增压之前的预行程期间D1设置最大的柱塞上升加速度区间，即由于在整个期间中的预行程期间D1使柱塞28的上升加速度最大，因此能够抑制滑动柱塞28时的作用压力上升及伴随速度上升的滑动烧结或磨损。

并且，本实施方式所涉及的发动机100包括：燃料喷射泵10；喷射器14，被供给来自燃料喷射泵10的燃料F；及燃烧室16，被供给从喷射器14喷射的燃料F。本实施方式所涉及的发动机100通过具备以上说明的凸轮22，能够适当地提高燃料F的压力，并且能够抑制凸轮22的最大升程量的增加及燃料喷射能力的下降。本实施方式所涉及的发动机100通过抑制凸轮22的最大升程量的增加，能够抑制燃料喷射泵10的尺寸或重量的增加。

(变形例)

接着，对变形例进行说明。变形例所涉及的凸轮22与上述实施方式的凸轮22的不同点在于包括第3凸轮面C3。在变形例中，对于结构与上述实施方式通用的部位，省略说明。

图10是变形例所涉及的燃料喷射泵的示意图，图11是表示变形例中的每个凸轮角度的柱塞速度的一例的曲线图。如图10所示，变形例所涉及的凸轮22作为凸轮面C形成有凸轮面C0、第1凸轮面C1、第2凸轮面C2、第3凸轮面C3、凸轮面CB及凸轮面CC。如图11所示，变形例中的第2凸轮面C2从凸轮面C的凸轮角度A1形成到凸轮角度A2，第3凸轮面C3从凸轮面C的凸轮角度A2形成到凸轮角度A3。

第3凸轮面C3形成为在凸轮22旋转的情况下柱塞28的升程量随着朝向R方向而变大的形状。换言之，第3凸轮面C3形成为从旋转中心O到第3凸轮面C3的距离随着朝向R方向而变长的形状。而且，第3凸轮面C3形成为在凸轮22以恒定速度旋转的情况下柱塞28在Z1方向上的速度随着朝向R方向而上升的形状。并且，将柱塞28位于第3凸轮面C3上时凸轮22以恒定速度旋转时的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率设为第3上升率K3。第3上升率K3也可以说是喷射期间D3的随着凸轮22向R方向旋转(随着时间经过)的、柱塞28在Z1方向上的速度的上升率。第3凸轮面C3设定为该第3上升率K3低于第1凸轮面C1的第1上升率K1，进一步而言，低于第2凸轮面C2的第2上升率K2。并且，也可以说第3凸轮面C3形成为从旋转中心O到第3凸轮面C3的距离的增加率随着朝向R方向而变大的形状。并且，从旋转中心O到第3凸轮面C3的距离的增加率比从旋转中心O到第1凸轮面C1的距离的增加率低，进一步而言，比从旋转中心O到第2凸轮面C2的距离的增加率低。

在变形例中，在从凸轮角度A1到凸轮角度A2的增压期间D2，柱塞28位于第2凸轮面C2上。并且，在从增压期间D2切换为喷射期间D3的凸轮角度A2时，柱塞28位于第2凸轮面C2与第3凸轮面C3的边界位置上，在从凸轮角度A2到凸轮角度A3的喷射期间D3，柱塞28位于第3凸轮面C3上。因此，在变形例中，柱塞28在增压期间D2继续向Z1方向上升而对燃料F进行增压，并且速度按照第2上升率K2逐渐上升。并且，当切换为喷射期间D3时，柱塞28继续向Z1方向上升而喷射燃料F，并且速度按照第3上升率K3逐渐上升。

如以上说明，在变形例中，凸轮22还包括第3凸轮面C3，增压期间D2是柱塞28位于从增压开始位置到喷射燃料F的喷射位置之间的期间。第3凸轮面C3形成为在柱塞28位于喷射位置后的喷射期间D3，凸轮22以恒定速度旋转时的柱塞28在Z1方向上的速度的上升率成为第3上升率K3的形状。并且，第1上升率K1设定为高于第3上升率K3。变形例所涉及的凸轮22通过使预行程期间D1的第1上升率K1高于喷射期间D3的第3上升率K3，能够在喷射之前充分地提高柱塞速度，能够适当地提高燃料F的压力。

并且，在变形例中，第2上升率K2设定为高于第3上升率K3。即，凸轮22按照喷射期间D3、增压期间D2及预行程期间D1的顺序提高柱塞28的速度上升率。因此，根据凸轮22，能够在喷射期间D3之前充分地提高柱塞速度，能够适当地提高燃料F的压力。而且，通过使增压期间D2的速度上升率比预行程期间D1低，在燃料压作用于柱塞28的增压期间D2，能够抑制对柱塞28的荷载变得过高。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式并不限定于该实施方式的内容。并且，前述构成要件包括本领域技术人员能够容易地设想的构成要件、实质上相同的构成要件、所谓的均等范围的构成要件。而且，前述构成要件能够适当进行组合。而且，在不脱离前述实施方式的主旨的范围内，能够进行构成要件的各种省略、替换或变更。

符号说明

1-燃料喷射系统，10-燃料喷射泵，12-配管，14-喷射器，22-凸轮，24-筒，26-挺杆，28-柱塞，32-燃料供给路，34-燃料供给室，100-发动机，C1-第1凸轮面，C2-第2凸轮面，D1-预行程期间，D2-增压期间，D3-喷射期间，K1-第1上升率，K2-第2上升率。

Claims (9)

1.一种凸轮，其用于燃料喷射泵，所述燃料喷射泵通过柱塞向轴向的移动对供给到燃料供给室内的燃料进行增压，所述凸轮包括：

第1凸轮面，在所述柱塞对所述燃料供给室内的燃料开始进行增压的增压开始位置之前的预行程期间，所述凸轮以恒定速度旋转时的所述柱塞在所述轴向上的速度的上升率成为第1上升率；及

第2凸轮面，在所述柱塞开始所述燃料供给室内的燃料的增压后的期间即增压期间，所述凸轮以恒定速度旋转时的所述柱塞在所述轴向上的速度的上升率成为第2上升率，

所述第1上升率设定为高于所述第2上升率，

在所述增压开始位置之前的所述预行程期间，所述第1上升率为常数。

2.根据权利要求1所述的凸轮，其中，

所述第1凸轮面和所述第2凸轮面设置成在所述增压开始位置时，从所述第1上升率切换为所述第2上升率。

3.根据权利要求2所述的凸轮，其中，

所述增压期间是所述柱塞位于从所述增压开始位置到喷射所述燃料的喷射位置之间的期间，

而且，所述凸轮还包括第3凸轮面，所述第3凸轮面在所述柱塞位于所述喷射位置后的喷射期间，所述凸轮以恒定速度旋转时的所述柱塞在所述轴向上的速度的上升率成为第3上升率，

所述第1上升率设定为高于所述第3上升率。

4.根据权利要求3所述的凸轮，其中，

所述第2上升率设定为高于所述第3上升率。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的凸轮，其还包括凸轮面，所述凸轮面在所述柱塞成为喷射所述燃料的喷射位置以后的后喷射期间，所述凸轮以恒定速度旋转时的所述柱塞在所述轴向上的速度的上升率成为低于所述第2上升率的上升率。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的凸轮，其中，

所述第1凸轮面形成为朝向所述凸轮的旋转中心凹陷的凹状的曲面形状，所述第2凸轮面形成为从所述凸轮的旋转中心突出的凸状的曲面形状。

7.根据权利要求5所述的凸轮，其中，

所述第1凸轮面形成为朝向所述凸轮的旋转中心凹陷的凹状的曲面形状，所述第2凸轮面形成为从所述凸轮的旋转中心突出的凸状的曲面形状。

8.一种燃料喷射泵，其包括：

权利要求1至7中任一项所述的凸轮；

柱塞，设置在所述凸轮的凸轮面上，伴随所述凸轮的旋转而向所述轴向移动；及

燃料供给室，收纳所述柱塞。

9.一种发动机，其包括：

权利要求8所述的燃料喷射泵；

喷射器，被供给来自所述燃料喷射泵的所述燃料；及

燃烧室，被供给从所述喷射器喷射的所述燃料。