JP2000513782A - Low leak plunger and barrel assembly for high pressure fluid systems - Google Patents

Low leak plunger and barrel assembly for high pressure fluid systems

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Abstract

(57)【要約】 バレルに形成された空胴内に往復運動可能に取り付けられたプランジャおよびプランジャの周囲の流体漏れ流量を減少させるために空胴内に配置された漏れ流量減少装置とを含み、したがってシステムの効率が向上した改良されたプランジャおよびバレル組立体を提供する。漏れ流量減少装置は、プランジャとバレルとの間に取外し可能に空胴内に取り付けられたシーリングスリーブを含み、これはプランジャを摺動可能に受容するボアを含み、プランジャとボアとの間に環状隙間を形成する。シーリングスリーブは、流体圧力に応答して環状隙間からの流体漏れを最小化するように弾性的に撓んで、環状隙間を減少させるように設計される。シーリングスリーブは、簡単に低価格で交換ができるように、バレルとは別個の部品として形成される。シーリングスリーブは、高圧室内の燃料を加圧するためにポンププランジャを有する燃料ポンプに適用することが望ましい。 (57) Abstract: A plunger reciprocally mounted within a cavity formed in a barrel and a leakage flow reduction device disposed within the cavity to reduce fluid leakage flow around the plunger. Thus, there is provided an improved plunger and barrel assembly with increased system efficiency. The leak flow reduction device includes a sealing sleeve removably mounted in the cavity between the plunger and the barrel, which includes a bore for slidably receiving the plunger, and an annular between the plunger and the bore. Form a gap. The sealing sleeve is designed to flex elastically to minimize fluid leakage from the annular gap in response to fluid pressure to reduce the annular gap. The sealing sleeve is formed as a separate part from the barrel for easy low cost replacement. The sealing sleeve is desirably applied to a fuel pump having a pump plunger for pressurizing fuel in a high-pressure chamber.

Description

【発明の詳細な説明】 高圧流体システム用の低漏れプランジャおよびバレル組立体 技術分野 本発明は、プランジャとバレル組立体とのクリアランスからの漏れを効果的に 最小化する流体システム用のプランジャおよびバレル組立体に関する。 発明の背景 エンジン設計者は、エンジン効率を改善するエンジン設計の改良を絶えず追及 している。エンジン効率を改善する1つの方法は、流体システムの動作効率を改 善することである。特に、流体システム内の高圧燃料の漏れは、エンジン効率を 低下させるおそれのあるエネルギ損失を意味する。燃料経済を改善すると共に、 最近および近く制定される法律の要求に従って排気ガスを減少しようとして、噴 射圧力レベルを高くするにつれて、高圧燃料の損失は最近ますます大きな問題に なってきている。 望ましくない燃料の漏れは、本体に形成されたボア(bore)中に往復運動する ように装着されると共に本体の内表面とすべり嵌め合い(close sliding fit) を形成する大きさに形成されて隣接する表面間に部分流体密封を形成する、弁要 素または燃料プランジャなどの部材を有する燃料システムの構成部品でしばしば 発生する。燃料の圧力が増加すると、シールの長さ方向に沿って、すなわち前記 部材とボアを形成する相対する壁とのクリアランスに沿って、圧力勾配が生じる 。前記クリアランスからの漏れ流量は、主に圧力勾配の大きさ、係合の長さ、作 動クリアランス(operating clearance)の大きさ、および流体の粘度に依存す る。前記動作クリアランスの大きさは、前記ボアを形成する前記本体の燃圧誘導 膨張または変形の量によって影響される。漏れを低減する1つの方法は、前記プ ランジャと前記バレルとのクリアランスをより小さくするように構成部品を設計 することである。しかし、公差をより小さくしようとすると、製造コストが増加 する。漏れを低減する別の方法は、ボアを形成する本体またはハウジングの大き さおよび/または強度を増大することによって圧力誘導膨張に対抗するように、 本体を 設計することである。しかし、この方法は構成部品およびひいては燃料システム の大きさおよび重量を増大するので望ましくない。 現代のエンジンに使用されている多くの燃料システムは、例えば、米国特許第 5,072,709号に開示されているような単体燃料噴射器、または米国特許 第4,530,335号に開示されているような燃料ポンプ組立体に、組み込ま れ往復運動するように装着された燃料加圧プランジャを備えている。各プランジ ャは一般的に機械的または油圧的に作動して、圧力チャンバの燃料を加圧してエ ンジンシリンダに噴射させる。例えば、米国特許第5,096,121号および 第5,441,027号は油圧作動する圧力増強プランジャ組立体を開示してい る。しかし、これらの参考文献は、プランジャと隣接するボア壁との間の漏れの 低減を示唆しておらず、したがって上述の不利益を免れない。 Loegel,Sr.らの米国特許第4,991,495号は、ボアに装着さ れたプランジャ、および前記プランジャとそのハウジングとの間の空間をシール するために前記プランジャに沿って直列に配置された複数のインサートを含むポ ンピング機構を開示している。インサートは、隣接するインサートによって与え られる軸方向の流体誘導力に応答して半径方向に変形および膨張するスラストお よびシールリングを含む。しかし、このシーリング組立体は、費用がかかり維持 しにくい複雑かつ高価な装置から成る余分なディスクおよびその他の部品を必要 とする。さらに、この装置は、プランジャの各ポンピング行程中にインサートの 両側に各1つ、計2つの間隙を再シールし、こうして最小限度以下の漏れの可能 性を高める必要があるので、望ましくない。 Kabaiらの米国特許第5,038,826号は、弁体に摺動可能に配置さ れたピストンを含む三方弁を開示している。高圧燃料は、前記弁体および前記ピ ストンに形成された整列ポートを介して前記弁に送り込まれる。ピストンまたは 弁体の一体部(integral portion)は供給燃料圧力によって作動して、ピストン と弁体とのクリアランスを減少し、それによって構成部品間の漏れを低減する。 一体部の変形はクリアランスを詰めて漏れを減少する傾向にあるが、その結果生 じる小さい許容誤差は、弁体またはピストンの摩耗またはおそらく摩擦による掻 き傷(scuffing)の増大を引き起こし、時間の経過につれて過剰なクリアランス が生じる可能性がある。Kabaiらの設計の場合、過剰な摩耗は最終的に、ピ ストンおよび/または弁体全体の交換を必要とし、費用が余計に増大する。また 、一体部はシール長の限られた局所化された部分だけの圧力勾配を低下するだけ であり、したがって漏れを最適に最小化することはできないので、不利である。 さらに、一体部は、弁体またはピストンに内部流路を機械加工することによって 形成するので、製造時間および費用が増加する。 したがって、組立体の費用および大きさを最小化しながら、プランジャとバレ ルとのクリアランスからの流体の漏れを効果的かつ最適に最小化する、改善され たプランジャおよびバレル組立体のニーズがある。 発明の概要 したがって、本発明の目的は、先行技術の欠点を克服し、プランジャとバレル の間の燃料漏れを最適に最小化し、したがって効率を増大することのできる、改 善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明の別の目的は、弁またはポンプのどちらにでも適用することができ、ポ ンプまたは弁部材とボアを形成するその本体との間の流体漏れを効果的に減少す る、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、高圧燃料システムにおける単体燃料噴射器および 燃料噴射器の上流に配置された往復プランジャ型ポンプを含む燃料ポンプに適用 できる、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、燃圧が高くなるにつれてプランジャとバレルの間 の作動クリアランスが減少する、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提 供することである。 本発明のさらに別の目的は、構成部品の潤滑および構造上の要求事項を満たす ために弾性部の材料をバレルとは独立して選択することができる弾性部を含む、 改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、バレルに形成されるブラインドボア(blind bore )を製造する費用を最小化する、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提 供することである。 本発明のさらに別の目的は、プランジャボア(plunger bore)が組立体に対す る締付け負荷または取付け負荷のひずみ効果に実質的に影響されない、改善され たプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、バレルを交換せずに新しいボア形成表面を得られ て容易かつ安価に改修できる、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供 することである。 本発明のさらに別の目的は、バレルから流体密閉機能を除去する弾性シーリン グスリーブを含む、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することで ある。 本発明のさらに別の目的は、容易に交換可能な弾性シーリングスリーブを含む 、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、動作応力を制限するようにバレルを設計しその大 きさを決定することができ、かつ半径方向の膨張を制限するような大きさにする 代わりにバレルの半径方向の膨張の増大を可能にする弾性シーリングスリーブを 含む、改善されたプランジャおよびバレル組立体を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、燃料システムの効率を向上させ、必要とするポン プ吐出量を最小化する燃料ポンプ用の改善されたプランジャおよびバレル組立体 を提供することである。 本発明のこれらおよびその他の目的は、空胴(cavity)および高圧流回路を含 む装置本体と、空胴内で往復運動するように配置されたプランジャと、流体回路 からの流体の漏れ流量を減少させるために空胴内に配置された漏れ流量減少装置 とで構成される、高圧流体システム用の流体制御装置を提供することによって達 成される。漏れ流量減少装置は、空胴内のプランジャと装置本体との間に取外し 可能に取り付けられ、プランジャを摺動可能に受容するためのボアを含み、プラ ンジャとボアの間に環状隙間を形成するシーリングスリーブを含む。シーリング スリーブは、流体圧力に対して弾性的に撓んで環状隙間を減少し、環状隙間から の流体の漏れを最小化するように設計される。シーリングスリーブは、流体圧力 が直接作用してシーリングスリーブを半径方向に内向きに撓ませて環状隙間を減 少させる外側環状表面を含むことができる。シーリングスリーブはまた、内側可 撓部と装置本体にしっかりと取り付けられた外側部とを含むこともできる。外側 部は、装置本体に形成された環状ランドと密閉状態に隣接するための環状ステッ プを含むことができる。外側部に作用する軸方向の締付け力を使用して、シーリ ングスリーブを環状ランドに押しつけるように所定位置にしっかりと保持するこ とができる。シーリングスリーブは、装置本体に押しつけるように空胴内に圧入 することができる。シーリングスリーブの内側端部に作用する流体の圧力により 、スリーブが環状ランドに対し隣接して密封するように偏りやすくして、シーリ ングスリーブの内側端部は、空胴の内側端部から間隔を置いて配置される。した がって、空胴を1つの部品で構成された装置本体に形成し、シーリングスリーブ を軸方向締付け力により空胴内に保持することができるようにするか、あるいは 代替的に、装置本体を2つの部分で構成し、それらが1つに接続されたときにシ ーリングスリーブを固定する空胴が形成されるようにすることができる。 本発明は、プランジャが周期的なポンピングストロークで運動し、空胴の内側 端部に形成された高圧燃料室内で燃料を加圧するように作動できるようストロー ク高圧燃料システム用の燃料ポンプに組み込まれることが望ましい。 図面の簡単な説明 第1図は、先行技術の燃料ポンプに使用される従来のプランジャおよびバレル 組立体の部分断面図である。 第2図は、本発明の好適な実施例に従って設計されたプランジャおよびバレル 組立体の部分断面図である。 第3図は、本発明のプランジャおよびバレル組立体の第2実施例の部分断面図 である。 第4図は、第1図に開示するような従来の組立体と比較した本発明の漏れ低減 効果を示すグラフである。 第5図は、本発明のプランジャおよびバレル組立体のプランジャとバレルの半 径方向の変位とシーリングスリーブの長さに沿った隙間の半径方向のクリアラン スを表わすグラフである。 第6図は、本発明のシーリングスリーブの長さに沿った環状隙間内の圧力を示 すグラフである。 好適な実施の形態の説明 第1図は、従来のプランジャおよびバレル組立体を使用する他の燃料ポンプに 対し、本発明のプランジャおよびバレル組立体を燃料ポンプに組み込んだ場合の 利点を明確に示すために呈示される。第1図は、プランジャボア14を含むバレ ル12と、ボア14内で往復運動するように取り付けられたプランジャ16とを 含む、符号10で示された先行技術のプランジャおよびバレル組立体を表わす。 プランジャ16は、前進および後退の行程で運動して、ボア14の一端に形成さ れた高圧室18内で流体すなわち燃料を周期的に加圧するように作動する。高圧 室18の高圧燃料は、高圧流回路20を介してエンジンへ送り込まれる。プラン ジャ16およびボア14は相互に、プランジャ16がボア14を形成するバレル 12の内側表面とすべり嵌め合いを形成し、隣接する表面間に形成される環状隙 間に部分流体密閉を形成するような大きさに形成される。プランジャ16の往復 運動中に、環状間隙の係合またはシーリングの長さに沿って軸方向に圧力勾配が 形成され、高圧室18から外側に向かって漏れ流量が生じる。また、高圧室18 内の燃圧が増加するにつれて、漏れ流量は増大する。高圧室18の圧力はしばし ば、バレル12を膨張させる、すなわち弾性的に半径方向に外向きに変形させる のに充分に高くなり、環状隙間の大きさが増加し、したがって望ましくないこと に、漏れ流量が増大する。この漏れ流量がプランジャ16を潤滑するように機能 することは望ましいことであるが、漏れ流量は燃料システムの効率を低下させる と共に組立体の必要ポンプ吐出し量を増大させるエネルギの損失をも意味する。 第2図および第3図に示す本発明のプランジャおよびバレル組立体は、プラン ジャ周辺の漏れ流量を最小化するように機能し、したがって燃料システムの効率 を高め、必要ポンプ吐出し量を低下させながら、組立体の大きさを増大すること なく、プランジャの効果的な往復運動を可能にする。第2図を参照すると、全体 を符号30で示された燃料ポンプに適用された本発明のプランジャおよびバレル 組立体の好適な実施の形態が示されている。燃料ポンプ30は、空胴34が形成 された本体またはバレル32と、空胴34内で往復運動するように取り付けられ たプランジャと、空胴34内のプランジャ36とバレル32の間に取り付けられ た漏れ流量減少装置38とを含む。本発明の燃料ポンプ30は、単体燃料噴射器 に一体化されたものや、燃料噴射器の上流に配置された高圧燃料システム内の燃 料ポンプなど、様々な適用例に組み込むことができる。プランジャおよびバレル 組立体はまた、油圧作動式圧力増強ポンプ装置に組み込むこともできる。また、 本発明のプランジャおよびバレル組立体は、プランジャ36が例えばバレルに形 成された弁座を係合するための弁体として機能する高圧燃料弁など、別のタイプ の流体制御装置に組み込むことも可能である。 漏れ流量減少装置38は、空胴34内に配置されたシーリングスリーブ40を 含み、これはプランジャ36を受容するためのボア42を含む。シーリングスリ ーブ40は、バレル32のボア34の内部に形成された環状ランド48に隣接し て密封するための環状ステップ46を含む外側部44を含む。シーリングスリー ブ40は、環状ステップ46を環状ランド48と隣接して密封するのを維持する ように取付け装置または締付け装置(図示せず)によって付与される、符号50 で示される軸方向の締付け力によって空胴34内の所定位置にしっかりと保持さ れる。したがってシーリングスリーブ40は、空胴34内に取外し可能に配置さ れるように設計される。軸方向の締付け力50は、参照によってここに組み込ま れる米国特許第5,503,128号に示されるような噴射器締付け装置によっ て提供することができ、この場合、燃料ポンプ30は噴射器に一体化され、締付 け装置は、エンジンに形成される噴射器取付けボアの所定の位置に燃料噴射器お よびバレル32を保持するのに充分な力をも提供する。 シーリングスリーブ40はまた、外側部44と一体的に形成され、空胴34内 に内向きに伸長する内側可撓部52をも含む。内側可撓部52の内側端部54は 、空胴34の内側端部とは間隔を置いて終端する。プランジャ36は、空胴34 の内側端部に高圧流体室56を形成するように、ボア42に往復運動するように 取り付けられる。高圧燃料回路58は供給燃料を高圧室56内に向かわせ、高圧 室56からの高圧燃料の流量を、例えば燃料噴射器のノズル組立体を介してエン ジンへ噴射させる。 内側可撓部52は一般に円筒形であり、外側環状室60が形成されるように空 胴34の内径より充分に小さい外径を有する。外側環状室60は、内側可撓部5 2の内側端部54と空胴34の内側端部との間に形成された端部間隙61を介し て、高圧室56と連続流体連絡状態にある。したがって、外側環状室60の燃圧 は、プランジャ36の運動中ずっと、高圧室56内での燃圧と実質的に同一であ る。また、プランジャ36の外径とシーリングスリーブ44の内径は、プランジ ャ36の外側表面とシーリングスリーブ40の内側表面との間に隙間62が形成 され、摺動締り嵌めおよび部分流体密閉が形成されるような大きさになる。その 結果、外側環状室60の燃圧は、環状隙間62の少なくとも一部分における燃圧 より高くなり、したがって内側可撓部52は内側に向かって撓み、隙間62の大 きさおよび隙間からの漏れ流量は減少する。 動作中、プランジャ36が後退すると高圧室56は拡大し、回路58から供給 燃料が高圧室56に流入する。高圧室56の方向へのプランジャ36の内向きつ まり前進行程中のある時点で、高圧室56内の燃料はプランジャ36によって圧 縮され、それにより高圧室56および外側環状室60の両方の燃圧が同様に増加 する。したがって、同一圧力の高圧燃料が、高圧室56に隣接する可撓部52の 内側表面および外側環状室60を形成する内側可撓部52の外側環状表面の両方 に作用する。その結果、内側可撓部52の内側端部は同一圧力を受けて、それに より、高圧室56に隣接して位置する内側可撓部52の部分の燃圧誘導膨張は回 避される。さらに、プランジャ36と内側可撓部52との間の環状隙間62に形 成される部分流体密封は、環状隙間62の軸方向長さに沿った圧力を低下させる 絞り効果を生む傾向がある。しかし、環状隙間62の反対側に位置する外側環状 室60の燃圧は、高圧室56の圧力に等しい高圧レベルに維持される。したがっ て、プランジャ36と重なる、すなわち環状間隙62に隣接して位置する内側可 撓部52の部分は、その外側表面に流体圧力を受け、シーリングスリーブ40の その部分が半径方向に内向きに撓む、つまり弾性的に変形する傾向がある。した がって、シーリングスリーブ40の流体圧力誘導撓みによって環状隙間62は減 少し、その結果、環状隙間62からの漏れ流量は減少する。外側環状室60内の 高圧燃料によりバレル32の燃料誘導膨張が生じるかもしれないが、その膨張は プランジャ36とシーリングスリーブ40との間の密封に悪影響を及ぼさない。 第3図は本発明のプランジャおよびバレル組立体の第2の実施の形態を示し、 ここでは漏れ流量減少装置70は、ツーピースバレル74とプランジャ75との 間に配置された、略円筒形のシーリングスリーブ72を含む。ツーピースバレル 74は、各々がそれぞれの空胴80、82を有する第1ピース76および第2ピ ース78を含み、第1ピース76が第2ピース78に対し一直線に隣接して配置 されたときに、完全な空胴84を形成する。第2バレルピース78は上部環状ラ ンド86および環状凹所88を含み、スリーブ72を第2バレルピース78にし っかりと接続するために、シーリングスリーブ72はその中に圧入される。シー リングスリーブ72の外側端部は上部環状ランド86に隣接し、シーリングスリ ーブ72は空胴84内に軸方向に配置される。シーリングスリーブ72が環状凹 所88に圧入された後、第1バレルピース76は任意の従来の方法で、例えば外 側保持器で第2バレルピース78をねじ込み可能に係合して第1および第2ピー ス76、78を圧縮隣接関係に保持することによって、第2バレルピース78に 接続することができる。シーリングスリーブ72は、構造的および機能的に第2 図の前述の例の内側可撓部52と同じ内側可撓部90を含む。高圧室56の燃圧 は内側可撓部80の内側端部54に作用し、シーリングスリーブ72を上部環状 ランド86と隣接するように上向きに偏らせ、シーリングスリーブ72と第2バ レルピース78との間の接続の密封を補助する。92に示す締付け力は燃料ポン プを所定位置に保持するように機能させ、また第1および第2バレルピース76 、78を相互に隣接した状態に固定するように用いられる。 シーリングスリーブ40、72は、任意の適用例に対し改善された漏れ流量の 減少を達成する最適量の半径方向の撓みまたは変位を可能にする材料と、内側可 撓部厚さで形成される。スリーブ40、70の望ましい半径方向の変位は、隙間 62の無負荷時の初期半径方向のクリアランスの大きさおよび高圧室56内での 燃圧に依存する。 本発明の低漏れプランジャおよびバレル組立体は、従来の高圧流体制御装置よ り優れた著しい利点を生じる。第1に本発明の漏れ流量減少装置は、ポンプまた は弁部材と部材ボアを形成する本体との間の流体の漏れを効果的に減少し、高圧 流体システムの効率を向上させる。燃料ポンプの適用例では、本発明はさらに、 燃料ポンプの必要ポンプ吐出し量を最小化する機能を果たす。この利点を第4図 ないし第6図に示す。第4図に示すように、本発明のシーリングスリーブは漏れ を、標準的なバレルおよびスリーブに比べて90%減少する。環状隙間62の半 径方向のクリアランスは、圧力に誘導されるスリーブの半径方向への偏りを可能 にするために従来の隙間の半径方向のクリアランスより大きいことが望ましい。 いうまでもなく、燃圧の増加につれて徐々に偏リ、結果的に環状隙間62が小さ くなる本発明のシーリングスリーブの逆反応とは異なり、標準的な組立体に対し てより小さいクリアランスは、燃圧が増加するにつれて、バレルの燃圧誘導膨張 のために増加する。第5図は、バレルとプランジャの半径方向の変位、およびシ ーリングスリーブ40の長さに沿った隙間62の半径方向のクリアランスを示す 。図から分かるように、隙間62の半径方向のクリアランスは、内側可撓部52 の最外部に隣接する領域で著しく減少する。第6図を参照すると、隙間62の圧 力は、半径方向のクリアランスが最小となる領域で著しく減少することが分かる 。動作中、隙間の部分流体密封による内側可撓部52の最外部における圧力の差 から、最外部は半径方向に内向きに変位するか撓み、第4図に示すように隙間の 大きさは減少し、したがって圧力はさらに低下する。いうまでもなく、内側撓み 部52に隣接する位置における環状隙間62の部分の圧力は、高圧室56から最 も遠い位置で最小になるので、内側撓み部52の変位は最外部で発生する。 本発明の第2の利点は、本発明のシーリングスリーブ40、72を容易に取り 外して、新しいシーリングスリーブと交換することができ、それにより簡単に素 早く低コストの保守が可能になることである。第3に、内側撓み部52、80を 本体またはバレルとは別個にシーリングスリーブの一部として形成することによ り、本発明の漏れ流量減少装置は、シーリングスリーブを、バレルの材料選択と は独立して、その要求事項すなわち潤滑、耐摩耗性、および弾力性をよりよく達 成することができる材料から形成することが可能である。したがって、シーリン グスリーブ40、72は、例えば金属、非金属、または複合材料など、漏れ流量 を最適に最小化するために適切な柔軟性および弾力性もたらす任意の材料から形 成することができる。第4に、本発明の漏れ流量減少装置は、より高い圧力レベ ルでは隙間が増加する先行技術の装置とは異なり、燃圧が増加するにつれて、プ ランジャとバレルとの間の作動隙間を減少するように機能する。第5に、第1図 と第2図を比較することによって、本発明のスリーブ40、72は、プランジャ 36とその相補的ボアとの間の係合の長さが増加し、したがって漏れ流量をさら に減少できることが分かる。第6に、本発明は、シーリングスリーブに形成する のが貫通ボアであることによって、精密な直径を有するブラインドボアの形成に 伴う高い製造コストが回避される。第7に、本発明はまたバレルから密封機能を 取り除くことにより、動作応力を制限するようにバレルを設計しながら、バレル の流体圧力誘導膨張がプランジャのクリアランス密封に影響を及ぼさないように できるので、有利である。第8に、本発明のプランジャおよびバレル組立体は、 組立体に加えられる締付け負荷または取付け負荷50、92によってしばしば経 験する歪み効果に実質的に影響されないプランジャボアを形成する。内側可撓部 52、90はバレルによって直接支持されず、高圧燃料によって周囲を囲まれる ので、取付け負荷の歪み効果はシーリングスリーブのこの部分から実質的に分離 される。 産業上の適用可能性 本発明の漏れ流量減少装置を含むプランジャおよびバレル組立体は、可動プラ ンジャと対応するボアの間の漏れ流量を効果的に最小化することが望ましい多く の高圧流体システムで使用することができる。本発明は、例えば自動車や工業用 機器の内燃機関の高圧燃料システムに配置された高圧燃料ポンプに使用するのに 特に有利である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION         Low leak plunger and barrel assembly for high pressure fluid systems Technical field   The present invention effectively prevents leakage from the clearance between the plunger and the barrel assembly. A plunger and barrel assembly for a fluid system to be minimized. Background of the Invention   Engine designers continually seek engine design improvements that improve engine efficiency are doing. One way to improve engine efficiency is to improve the operating efficiency of the fluid system. It is good. In particular, leakage of high-pressure fuel in a fluid system can reduce engine efficiency. Means energy loss that can be reduced. Improve fuel economy, Attempts to reduce emissions in accordance with recent and forthcoming legislative requirements As the firing pressure levels increase, the loss of high-pressure fuel has become an increasingly It has become to.   Undesirable fuel leaks reciprocate into a bore formed in the body As well as sliding fit with the inner surface of the body (close sliding fit) The valve element is sized to form a partial fluid seal between adjacent surfaces. Components of a fuel system that have components such as element or fuel plungers appear. As the fuel pressure increases, along the length of the seal, i.e. A pressure gradient is created along the clearance between the member and the opposing wall forming the bore . The leakage flow rate from the clearance mainly depends on the magnitude of the pressure gradient, the length of engagement, Depends on the size of the operating clearance and the viscosity of the fluid You. The size of the operating clearance depends on the fuel pressure induction of the body forming the bore. Affected by the amount of expansion or deformation. One way to reduce leakage is to use the Design components to make clearance between the lancer and the barrel smaller It is to be. But trying to make the tolerances smaller increases manufacturing costs I do. Another way to reduce leakage is to increase the size of the body or housing that forms the bore. To counter pressure-induced expansion by increasing its strength and / or strength, Body It is to design. However, this method does not involve components and consequently fuel systems. Is undesirable because it increases the size and weight of   Many fuel systems used in modern engines are, for example, U.S. Pat. A single fuel injector as disclosed in US Pat. No. 5,072,709, or US Pat. No. 4,530,335, incorporated in a fuel pump assembly as disclosed in US Pat. And a fuel pressurizing plunger mounted to reciprocate. Each plunge The compressor is typically operated mechanically or hydraulically to pressurize fuel in Inject into engine cylinder. For example, US Pat. No. 5,096,121 and No. 5,441,027 discloses a hydraulically operated pressure booster plunger assembly. You. However, these references do not cover leakage between the plunger and the adjacent bore wall. It does not imply a reduction, and thus suffers from the disadvantages mentioned above.   Loegel, Sr. U.S. Pat. No. 4,991,495 discloses that a bore mounted Sealed plunger and the space between said plunger and its housing A plurality of inserts arranged in series along the plunger to Discloses a pumping mechanism. Inserts are given by adjacent inserts Thrust and radial deformation and expansion in response to the induced axial fluid And seal rings. But this sealing assembly is costly to maintain Requires extra disks and other parts of complex and expensive equipment that is difficult to access And In addition, the device provides for the insertion of the insert during each pumping stroke of the plunger. Reseal two gaps, one on each side, thus allowing for less than minimal leakage This is not desirable because it is necessary to enhance the properties.   U.S. Pat. No. 5,038,826 to Kabay et al. 3 discloses a three-way valve that includes a retracted piston. The high-pressure fuel is supplied to the valve body and the pin. It is fed into the valve via an alignment port formed in the ston. Piston or The integral portion of the valve is actuated by fuel pressure and the piston And the clearance between the valve body and the valve body, thereby reducing leakage between components. Deformation of the one piece tends to close the clearance and reduce leakage, but as a result Small tolerances may be caused by wear or possibly friction of the disc or piston. Excessive clearance over time, causing increased scuffing May occur. In the case of the design of Kabay et al. This requires replacement of the entire ston and / or valve element, which adds cost. Also , The integral part only reduces the pressure gradient of the localized part with a limited seal length And therefore the leakage cannot be optimally minimized, which is disadvantageous. In addition, the integral part is machined by machining the internal flow path into the valve body or piston Forming increases manufacturing time and cost.   Thus, while minimizing the cost and size of the assembly, the plunger and Improved, effectively and optimally minimizing fluid leakage from the clearance with the There is a need for a plunger and barrel assembly. Summary of the Invention   Accordingly, it is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a plunger and barrel That can optimally minimize fuel leakage during It is to provide an improved plunger and barrel assembly.   Another object of the invention can be applied to either valves or pumps, To effectively reduce fluid leakage between the pump or valve member and its body forming the bore To provide an improved plunger and barrel assembly.   Still another object of the present invention is to provide a single fuel injector in a high pressure fuel system and Applicable to fuel pumps including reciprocating plunger pumps located upstream of fuel injectors To provide an improved plunger and barrel assembly.   Still another object of the present invention is to provide a method for controlling the distance between the plunger and the barrel as the fuel pressure increases. Improved plunger and barrel assembly with reduced operating clearance Is to provide.   Yet another object of the invention is to meet component lubrication and structural requirements. Including an elastic part that allows the material of the elastic part to be selected independently of the barrel, It is to provide an improved plunger and barrel assembly.   Yet another object of the present invention is to provide a blind bore formed in a barrel. To provide an improved plunger and barrel assembly that minimizes the cost of manufacturing Is to provide.   Yet another object of the present invention is to provide a plunger bore for an assembly. Improved without being substantially affected by the strain effects of tightening or mounting loads. To provide an improved plunger and barrel assembly.   Yet another object of the present invention is to provide a new bore-forming surface without replacing the barrel. Improved plunger and barrel assembly that can be retrofitted easily and inexpensively It is to be.   Yet another object of the present invention is to provide an elastomeric seal for removing a fluid-tight function from a barrel. Providing an improved plunger and barrel assembly, including is there.   Yet another object of the present invention includes an easily replaceable elastic sealing sleeve. , An improved plunger and barrel assembly.   Yet another object of the present invention is to design the barrel to limit its operating stress and its Sized to determine size and to limit radial expansion Instead, an elastic sealing sleeve that allows for increased radial expansion of the barrel An improved plunger and barrel assembly is provided.   Yet another object of the present invention is to increase the efficiency of Plunger and Barrel Assembly for Fuel Pump to Minimize Pump Discharge It is to provide.   These and other objects of the present invention include cavities and high pressure flow circuits. Body, a plunger arranged to reciprocate in the cavity, and a fluid circuit Leak reduction device located in the cavity to reduce the leakage flow of fluid from By providing a fluid control device for a high pressure fluid system, comprising Is done. The leak flow reduction device is removed between the plunger in the cavity and the device body. Movably mounted and includes a bore for slidably receiving the plunger, A sealing sleeve defining an annular gap between the jaws and the bore. Ceiling The sleeve elastically flexes against fluid pressure to reduce the annular gap, and from the annular gap Designed to minimize fluid leakage. Sealing sleeve is fluid pressure Acts directly to deflect the sealing sleeve radially inward, reducing the annular clearance An outer annular surface may be included to reduce. Sealing sleeve is also available inside It may also include a flexure and an outer portion securely attached to the device body. Outside The part has an annular step for sealingly adjoining an annular land formed on the apparatus body. May be included. Use the axial clamping force acting on the outer The sleeve in place so that it presses against the annular land. Can be. The sealing sleeve is pressed into the cavity so as to press against the main body of the device. can do. Due to the pressure of the fluid acting on the inner end of the sealing sleeve And the sleeve is easily biased so that it seals adjacent to the annular land. The inner end of the sleeve is spaced from the inner end of the cavity. did Thus, the cavity is formed in the device body composed of one part, and the sealing sleeve is formed. Can be held in the cavity by an axial clamping force, or Alternatively, the device body is composed of two parts, which are connected when they are connected together. A cavity for fixing the sealing sleeve can be formed.   The invention is based on the fact that the plunger moves with a periodic pumping stroke, A straw is operable to pressurize the fuel in a high pressure fuel chamber formed at the end. It is desirable to incorporate it into a fuel pump for high pressure fuel systems. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows a conventional plunger and barrel used in a prior art fuel pump. It is a fragmentary sectional view of an assembly.   FIG. 2 shows a plunger and barrel designed according to a preferred embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view of an assembly.   FIG. 3 is a partial sectional view of a second embodiment of the plunger and barrel assembly of the present invention. It is.   FIG. 4 illustrates the leakage reduction of the present invention as compared to a conventional assembly as disclosed in FIG. It is a graph which shows an effect.   FIG. 5 shows the plunger and barrel half of the plunger and barrel assembly of the present invention. Radial displacement and radial clearance of gaps along the length of the sealing sleeve 6 is a graph showing the graph of FIG.   FIG. 6 shows the pressure in the annular gap along the length of the sealing sleeve of the present invention. This is a graph. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS   FIG. 1 shows another fuel pump using a conventional plunger and barrel assembly. On the other hand, when the plunger and barrel assembly of the present invention is incorporated in a fuel pump, Presented to clarify benefits. FIG. 1 shows a barrel including a plunger bore 14. And a plunger 16 mounted for reciprocation in a bore 14. 1 illustrates a prior art plunger and barrel assembly, generally designated 10. Plunger 16 moves on the forward and backward strokes to form one end of bore 14. It operates to periodically pressurize the fluid, ie, fuel, in the pressurized high pressure chamber 18. High pressure The high pressure fuel in chamber 18 is delivered to the engine via high pressure flow circuit 20. plan The jar 16 and the bore 14 are mutually connected by a barrel in which the plunger 16 forms the bore 14. An annular gap formed between adjacent surfaces forming a sliding fit with the inner surface of It is sized to form a partial fluid seal therebetween. Round trip of plunger 16 During movement, a pressure gradient in the axial direction along the length of the engagement or sealing of the annular gap The leakage flow rate is formed outward from the high-pressure chamber 18. The high pressure chamber 18 As the fuel pressure inside increases, the leakage flow increases. The pressure in the high pressure chamber 18 is often If so, the barrel 12 is expanded, that is, elastically deformed radially outward. High enough to increase the size of the annular gap and therefore undesirable In addition, the leakage flow rate increases. This leakage flow functions to lubricate the plunger 16 Is desirable, but leakage flow reduces the efficiency of the fuel system It also means a loss of energy which increases the required pump delivery of the assembly.   The plunger and barrel assembly of the present invention shown in FIGS. Functioning to minimize leakage flow around the Increase the size of the assembly while increasing the pumping capacity and reducing the required pump output And allows an effective reciprocating movement of the plunger. Referring to FIG. Plunger and barrel of the present invention applied to a fuel pump indicated by reference numeral 30 A preferred embodiment of the assembly is shown. The fuel pump 30 has a cavity 34 formed therein. Body or barrel 32 and a reciprocating motion within a cavity 34. Attached between the plunger 36 and the barrel 32 in the cavity 34. A leakage flow reduction device 38. The fuel pump 30 of the present invention is a single fuel injector. And the fuel in the high pressure fuel system located upstream of the fuel injector. It can be incorporated into various applications, such as charge pumps. Plunger and barrel The assembly can also be incorporated into a hydraulically actuated pressure boost pump device. Also, The plunger and barrel assembly of the present invention allows the plunger 36 to be shaped, for example, into a barrel. Another type, such as a high-pressure fuel valve that acts as a valve body to engage a formed valve seat It is also possible to incorporate in a fluid control device.   The leakage flow reduction device 38 includes a sealing sleeve 40 disposed in the cavity 34. And includes a bore 42 for receiving the plunger 36. Sealing pickpocket The sleeve 40 is adjacent to an annular land 48 formed inside the bore 34 of the barrel 32. Outer portion 44 including an annular step 46 for sealing. Sealing three The valve 40 maintains the annular step 46 sealed adjacent to the annular land 48. 50 provided by a mounting device or a tightening device (not shown) Is securely held in place in the cavity 34 by the axial tightening force indicated by It is. Accordingly, the sealing sleeve 40 is removably disposed within the cavity 34. Designed to be Axial clamping force 50 is incorporated herein by reference U.S. Pat. No. 5,503,128, which is hereby incorporated by reference. In this case, the fuel pump 30 is integrated with the injector and tightened The fuel injector is located at a predetermined position in an injector mounting bore formed in the engine. And also provide sufficient force to hold barrel 32.   The sealing sleeve 40 is also formed integrally with the outer portion 44 and within the cavity 34. Also includes an inner flexible portion 52 that extends inwardly. The inner end portion 54 of the inner flexible portion 52 , Ends at an interval from the inner end of the cavity 34. The plunger 36 is a cavity 34 Reciprocating in bore 42 so as to form a high pressure fluid chamber 56 at the inner end of It is attached. The high pressure fuel circuit 58 directs the supplied fuel into the high pressure chamber 56, The flow of high pressure fuel from the chamber 56 is controlled, for example, through a fuel injector nozzle assembly. Inject into gin.   The inner flexible portion 52 is generally cylindrical and is vacant such that an outer annular chamber 60 is formed. The outer diameter is sufficiently smaller than the inner diameter of the body 34. The outer annular chamber 60 includes the inner flexible portion 5. 2 through an end gap 61 formed between the inner end 54 of the second cavity and the inner end of the cavity 34. Thus, it is in continuous fluid communication with the high-pressure chamber 56. Therefore, the fuel pressure of the outer annular chamber 60 Is substantially the same as the fuel pressure in the high pressure chamber 56 throughout the movement of the plunger 36. You. The outer diameter of the plunger 36 and the inner diameter of the sealing sleeve 44 A gap 62 is formed between the outer surface of the sealer 36 and the inner surface of the sealing sleeve 40. And sized such that a sliding interference fit and a partial fluid seal are formed. That As a result, the fuel pressure in the outer annular chamber 60 is reduced by the fuel pressure in at least a portion of the annular gap 62. Higher, so that the inner flexible portion 52 bends inward and the gap 62 becomes larger. The size and the leakage flow from the gap are reduced.   During operation, when the plunger 36 is retracted, the high pressure chamber 56 expands and is supplied from the circuit 58. Fuel flows into the high pressure chamber 56. The plunger 36 faces inward toward the high pressure chamber 56. At some point during the advance process, the fuel in the high-pressure chamber 56 is compressed by the plunger 36. And thereby the fuel pressure in both the high pressure chamber 56 and the outer annular chamber 60 is similarly increased I do. Therefore, the high-pressure fuel of the same pressure is supplied to the flexible portion 52 adjacent to the high-pressure chamber 56. Both the inner surface and the outer annular surface of the inner flexible portion 52 forming the outer annular chamber 60 Act on. As a result, the inner end of the inner flexible portion 52 receives the same pressure, Thus, the fuel pressure-induced expansion of the portion of the inner flexible portion 52 located adjacent to the high pressure chamber 56 is Evaded. Further, an annular gap 62 between the plunger 36 and the inner flexible portion 52 is formed. The partial fluid seal created reduces pressure along the axial length of the annular gap 62. It tends to produce an aperture effect. However, the outer annular ring located on the opposite side of the annular gap 62 The fuel pressure in the chamber 60 is maintained at a high pressure level equal to the pressure in the high pressure chamber 56. Accordingly The inner plunger 36 overlaps the plunger 36, i.e. is located adjacent to the annular gap 62. The portion of the flexure 52 receives fluid pressure on its outer surface, and That portion tends to bend inward in the radial direction, that is, elastically deform. did Accordingly, the annular gap 62 is reduced by the fluid pressure induced bending of the sealing sleeve 40. A little, as a result, the leakage flow from the annular gap 62 is reduced. In the outer annular chamber 60 High pressure fuel may cause fuel-induced expansion of barrel 32, which expansion is The seal between the plunger 36 and the sealing sleeve 40 is not adversely affected.   FIG. 3 shows a second embodiment of the plunger and barrel assembly of the present invention, Here, the leak flow rate reducing device 70 is provided between the two-piece barrel 74 and the plunger 75. It includes a generally cylindrical sealing sleeve 72 disposed therebetween. Two-piece barrel 74 is a first piece 76 and a second piece 76 each having a respective cavity 80,82. The first piece 76 is positioned adjacent to the second piece 78 in a straight line. When completed, a complete cavity 84 is formed. The second barrel piece 78 is an upper ring The sleeve 72 into a second barrel piece 78 including a sleeve 86 and an annular recess 88. For a secure connection, the sealing sleeve 72 is pressed into it. C The outer end of the ring sleeve 72 is adjacent to the upper annular land 86 and has a sealing thread. The lobe 72 is disposed in the cavity 84 in the axial direction. Sealing sleeve 72 is annular concave After being pressed into location 88, first barrel piece 76 may be compressed in any conventional manner, for example, The second barrel piece 78 is threadably engaged with the side retainer so that the first and second By holding the threads 76, 78 in a compressed abutting relationship, the second barrel piece 78 Can be connected. The sealing sleeve 72 is structurally and functionally second. It includes an inner flexible portion 90 that is the same as the inner flexible portion 52 of the previous example of the figure. Fuel pressure of high pressure chamber 56 Acts on the inner end 54 of the inner flexible portion 80 and causes the sealing sleeve 72 to It is biased upward so as to be adjacent to the land 86, and the sealing sleeve 72 and the second Assists in sealing the connection with the relpiece 78. The tightening force shown at 92 is The first and second barrel pieces 76 , 78 to secure them adjacent to each other.   Sealing sleeves 40, 72 provide improved leakage flow for any application. A material that allows for the optimal amount of radial deflection or displacement to achieve the reduction; It is formed with the thickness of the flexible portion. The desired radial displacement of the sleeves 40, 70 is 62, the size of the initial radial clearance at the time of no load and the pressure in the high pressure chamber 56. Depends on fuel pressure.   The low-leakage plunger and barrel assembly of the present invention is less than a conventional high pressure fluid control device. This results in significant advantages. First, the leak flow rate reducing device of the present invention Effectively reduces fluid leakage between the valve member and the body forming the member bore, Improve the efficiency of fluid systems. In a fuel pump application, the present invention further provides: It functions to minimize the required pump discharge of the fuel pump. Fig. 4 6 to FIG. As shown in FIG. 4, the sealing sleeve of the present invention Is reduced by 90% compared to standard barrels and sleeves. Half of the annular gap 62 Radial clearance allows pressure-induced radial deflection of the sleeve It is desirable that the clearance be larger than the conventional clearance in the radial direction of the gap. Needless to say, the deviation gradually increases as the fuel pressure increases, and as a result, the annular gap 62 becomes smaller. Unlike the reverse reaction of the sealing sleeve of the present invention, The smaller the clearance, the more fuel pressure increases, the more fuel pressure induced expansion of the barrel To increase for. FIG. 5 shows the radial displacement of the barrel and plunger, Shows the radial clearance of the gap 62 along the length of the sealing sleeve 40 . As can be seen from the figure, the radial clearance of the gap 62 is In the region adjacent to the outermost region of. Referring to FIG. It can be seen that the force is significantly reduced in the region where the radial clearance is minimal . During operation, the pressure difference at the outermost of the inner flexible portion 52 due to partial fluid sealing of the gap Therefore, the outermost part is displaced or bent radially inward, and as shown in FIG. The magnitude is reduced and the pressure is further reduced. Needless to say, inside deflection The pressure in the portion of the annular gap 62 at a position adjacent to the portion 52 is , The displacement of the inner bending portion 52 occurs at the outermost position.   A second advantage of the present invention is that the sealing sleeves 40, 72 of the present invention can be easily removed. Can be removed and replaced with a new sealing sleeve, which makes it easier That is, low-cost maintenance can be performed quickly. Third, the inner flexures 52, 80 By forming it as part of a sealing sleeve separately from the body or barrel Therefore, the leakage flow reduction device of the present invention is capable of forming the sealing sleeve with the material selection of the barrel. Independently achieves its requirements: lubrication, wear resistance, and elasticity. It can be formed from a material that can be formed. Therefore, Shilin The grease sleeves 40, 72 may have a leakage flow rate, such as a metal, non-metal, or composite material. Optimal flexibility and elasticity to optimally minimize the shape from any material Can be achieved. Fourth, the leakage flow reduction device of the present invention provides a higher pressure level. Unlike prior art devices, which increase clearance in the fuel tank, as fuel pressure increases, It functions to reduce the working gap between the ranger and the barrel. Fifth, Fig. 1 By comparing FIG. 2 with FIG. 2, the sleeves 40, 72 of the present invention The length of engagement between 36 and its complementary bore is increased, thus further reducing leakage flow. It can be seen that it can be reduced to Sixth, the present invention forms a sealing sleeve. Is a through bore, which allows the formation of a blind bore with a precise diameter. The associated high manufacturing costs are avoided. Seventh, the present invention also provides a sealing function from the barrel. Barrel while designing the barrel to limit operating stress by removing Pressure induced expansion of plunger does not affect plunger clearance seal It is advantageous because it can. Eighth, the plunger and barrel assembly of the present invention Often due to the clamping or mounting loads 50, 92 applied to the assembly. Form a plunger bore that is substantially unaffected by the distortion effects being tested. Inner flexible part 52, 90 are not directly supported by the barrel and are surrounded by high pressure fuel So the distortion effect of the mounting load is substantially separated from this part of the sealing sleeve Is done. Industrial applicability   The plunger and barrel assembly including the leak flow reduction device of the present invention is a movable plunger. It is often desirable to effectively minimize the leakage flow between the jar and the corresponding bore Can be used in high pressure fluid systems. The present invention is applied to, for example, automobiles and industrial Equipment for use in high pressure fuel pumps located in high pressure fuel systems of internal combustion engines It is particularly advantageous.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F16K 25/00 F16K 25/00 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID,IL ,IS,JP,KE,KG,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ベンソン、ドナルド ジェー. アメリカ合衆国 47203 インディアナ州 コロンバス グリーンブライアー ロー ド 3954──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // F16K 25/00 F16K 25/00 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ , PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor Benson, Donald J. United States 47203 Columbus, Indiana Greenbrier Road 3954

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.空胴および高圧流回路を含む装置本体と、 ある直径範囲を有し、前記空胴内で往復運動するように配置されたプランジャ と、 前記流体回路からの流体漏れ流量を減少するために前記空胴内に配置された漏 れ流量減少手段であって、前記漏れ流量減少手段は前記プランジャと前記装置本 体との間に取外し可能に前記空胴内に取り付けられたシーリングスリーブを含み 、前記シーリングスリーブは前記プランジャを摺動可能に受容するボアを画定す る内部環状表面を含み、前記ボアは前記プランジャの直径範囲より大きい直径範 囲を有し、前記プランジャと前記内部環状表面との間に環状隙間を形成し、前記 シーリングスリーブは流体圧力に応答して弾性的に撓んで前記環状隙間を通る流 体漏れ流量を最小化するように前記環状隙間を減少させるが前記環状隙間を維持 し、前記シーリングスリーブは外側環状表面を含み、前記流体圧力は前記外側環 状表面に直接作用して前記シーリングスリーブを半径方向に内向きに撓ませ、前 記シーリングスリーブは内側可撓部および前記装置本体にしっかりと取り付けら れた外側部とを含み、前記外側環状表面は前記内側可撓部に形成され、さらに前 記外側環状表面に隣接して形成された外側環状室を含み、前記外側部は、前記外 側環状室の一端を流体で密封するように、前記装置本体に形成された環状ランド と当接して密封するための環状ステップを含み、前記シーリングスリーブは前記 外側部に作用する軸方向の締付け力によって前記環状ランドに対し密封位置にし っかりと保持されることを特徴とする漏れ流量減少手段と、 によって構成される高圧流体システムに使用される流体制御装置。 2.前記シーリングスリーブが前記装置本体に押しつけるように前記空胴内に圧 入され、前記シーリングスリーブの内側端部に作用する流体圧力が前記スリーブ を前記環状ランドと密封隣接状態に変位させることを特徴とする請求項1記載の 流体制御装置。 3.前記スリーブが前記装置本体を形成する材料より高い弾力性を有する材料で 形成されることを特徴とする請求項1記載の流体制御装置。 4.前記装置本体が第1部分および前記第1部分と当接している第2部分とを含 み、前記空胴が前記第1および前記第2部分の両方に形成され、前記シーリング スリーブが前記第1部分に圧入されて前記空胴に沿って前記本体の前記第2部分 と間隔を置いて伸長して前記外側環状室を形成することを特徴とする請求項2記 載の流体制御装置。 5.空胴および高圧燃料回路を含むバレルと、 前記空胴内に配置された高圧燃料室と、 前記空胴内で往復運動するように配置され、前記高圧燃料室内の燃料を加圧す るために周期的ポンピング行程で運動するように作動するプランジャと、 前記高圧燃料室からの流体漏れ流量を減少するために前記空胴内に配置された 漏れ流量減少手段であって、前記漏れ流量減少手段は前記プランジャと前記バレ ルの間に取外し可能に前記空胴内に取り付けられたシーリングスリーブを含み、 前記シーリングスリーブは外側環状表面および前記プランジャを摺動可能に受容 するボアを含み、前記プランジャと前記ボアの間に環状隙間を形成し、前記シー リングスリーブは前記外側環状表面に作用する燃圧誘導力に応答して前記環状隙 間内の流体漏れ流量を最小化するように、弾性的に撓んで前記環状隙間を減少さ せ前記シーリングスリーブは内側可撓部および前記バレルにしっかりと取り付け られた外側部とを含み、前記内側可撓部は前記バレルとの軸方向の当接から自由 な遠端を含み燃料流動隙間を画定することを特徴とする漏れ流量減少手段と、 によって構成される高圧燃料システム用の燃料ポンプ。 6.前記燃料圧力が前記外側環状表面に直接作用して前記シーリングスリーブを 半径方向に内向きに撓ませることを特徴とする請求項5記載の燃料ポンプ。 7.前記外側部が前記バレルに形成された環状ランドと当接して密封するように 環状ステップを含むことを特徴とする請求項6記載の燃料ポンプ。 8.前記シーリングスリーブが前記外側部に作用する軸方向の締付け力によって 前記環状ランドに対し押しつけるように所定位置にしっかりと保持されることを 特徴とする請求項7記載の燃料ポンプ。 9.前記シーリングスリーブが前記バレルに押しつけるように前記空胴内に圧入 され、前記シーリングスリーブの内側端部に作用する燃料圧力が前記スリーブを 前記環状ランドと密封当接状態に変位させることを特徴とする請求項7記載の燃 料ポンプ。 10.前記スリーブが前記バレルを形成する材料より高い弾力性を有する材料で 形成されることを特徴とする請求項5記載の燃料ポンプ。 11.前記バレルが第1部分および前記第1部分と当接している第2部分とを含 み、前記空胴が前記第1および前記第2部分の両方に形成され、前記シーリング スリーブが前記第1部分に圧入されて前記空胴に沿って前記本体の前記第2部分 と間隔を置いて伸長して環状高圧室を形成することを特徴とする請求項9記載の 流体制御装置。 12.空胴を含むバレルと、前記空胴内に配置された高圧燃料室と、高圧燃料室 へ/からの流動を与える高圧燃料回路と、前記空胴内で往復運動をするように配 置され、高圧燃料室内の燃料を加圧するように周期的ポンピング行程で運動する ように作動するプランジャとを含む高圧燃料ポンプに使用される漏れ流量減少装 置において、 高圧燃料室からの燃料漏れ流量を減少するためにプランジャとバレルとの間に 空胴内に取外し可能に取り付けられた交換可能なシーリングスリーブであって、 前記交換可能なシーリングスリーブは外側環状表面とプランジャを摺動可能に受 容するボアとを含み、プランジャと前記ボアとの間に環状隙間を形成し、前記高 圧室からの高圧燃料が前記外側環状表面に作用して、前記環状隙間を通る燃料漏 れ流量の増加を防止するように、前記交換可能なシーリングスリーブの膨張を防 止し、前記交換可能なシーリングスリーブは遠端部の外周全体にわたって半径方 向に非支持状態にするようにバレルに取付け可能な前記遠端部を含む内部撓み部 を有することを特徴とする交換可能なシーリングスリーブによって構成される漏 れ流量減少装置。 13.前記交換可能なシーリングスリーブが前記外側環状表面に作用する燃圧誘 導力に応答して弾性的に撓んで前記環状隙間を減少させ、それによって前記環状 隙間内の燃料漏れ流量を低下させることを特徴とする請求項12記載の漏れ流量 減少装置。[Claims] 1. An apparatus body including a cavity and a high-pressure flow circuit;   A plunger having a diameter range and arranged to reciprocate within the cavity When,   Leakage located within the cavity to reduce fluid leakage flow from the fluid circuit Flow rate reducing means, wherein the leakage flow rate reducing means includes the plunger and the device main body. A sealing sleeve removably mounted in the cavity between the body and the body. Wherein the sealing sleeve defines a bore for slidably receiving the plunger. An inner annular surface, wherein the bore has a diameter range greater than the diameter range of the plunger. Having an enclosure, forming an annular gap between the plunger and the inner annular surface; The sealing sleeve resiliently bends in response to fluid pressure to flow through the annular gap. Decrease the annular clearance to minimize body leakage flow but maintain the annular clearance Wherein the sealing sleeve includes an outer annular surface and the fluid pressure is less than the outer annular surface. Acting directly on the surface of the seal to deflect the sealing sleeve radially inward, The sealing sleeve is firmly attached to the inner flexible part and the main body of the device. Outer annular surface formed on the inner flexible portion, further comprising An outer annular chamber formed adjacent to the outer annular surface, the outer portion including the outer annular chamber; An annular land formed on the device body so as to seal one end of the side annular chamber with a fluid An annular step for abutting and sealing with the sealing sleeve, An axial clamping force acting on the outer side brings the annular land into a sealed position. Means for reducing leakage flow rate, characterized in that they are retained A fluid control device used in a high-pressure fluid system constituted by: 2. Pressure is applied into the cavity so that the sealing sleeve presses against the device body. Fluid pressure acting on the inner end of the sealing sleeve And displacing the annular land in a sealingly adjacent state with the annular land. Fluid control device. 3. The sleeve is made of a material having higher elasticity than a material forming the device main body. The fluid control device according to claim 1, wherein the fluid control device is formed. 4. The apparatus main body includes a first portion and a second portion in contact with the first portion. Wherein the cavity is formed in both the first and second portions, and wherein the sealing is A sleeve is press fit into the first portion and the second portion of the body along the cavity. The outer annular chamber is formed to extend at a distance from the outer annular chamber. Onboard fluid control device. 5. A barrel including a cavity and a high pressure fuel circuit;   A high-pressure fuel chamber disposed in the cavity;   It is arranged to reciprocate in the cavity and pressurizes fuel in the high-pressure fuel chamber. A plunger that operates to move in a periodic pumping stroke to   Located in the cavity to reduce fluid leakage from the high pressure fuel chamber Leak flow rate reducing means, wherein the leak flow rate reduction means includes the plunger and the barrel. A sealing sleeve removably mounted between said cavity and said cavity. The sealing sleeve slidably receives the outer annular surface and the plunger An annular gap between the plunger and the bore, The ring sleeve responds to the fuel pressure induced force acting on the outer annular surface by the annular gap. Resiliently flex to reduce the annular clearance so as to minimize fluid leakage flow between The sealing sleeve is securely attached to the inner flexible part and the barrel And the inner flexible portion is free from axial contact with the barrel. Leak flow rate reducing means, characterized by defining a fuel flow gap, including a remote end, Fuel pump for high-pressure fuel systems composed of: 6. The fuel pressure acts directly on the outer annular surface to release the sealing sleeve. The fuel pump according to claim 5, wherein the fuel pump is bent inward in a radial direction. 7. So that the outer portion abuts against and seals the annular land formed in the barrel. 7. The fuel pump according to claim 6, comprising an annular step. 8. The sealing sleeve is acted upon by an axial clamping force acting on the outer part. That it is firmly held in place to press against the annular land The fuel pump according to claim 7, wherein: 9. Press-fit into the cavity so that the sealing sleeve presses against the barrel And the fuel pressure acting on the inner end of the sealing sleeve acts on the sleeve. 8. The fuel according to claim 7, wherein the annular land is displaced in a sealing contact state. Charge pump. 10. The sleeve is made of a material having higher elasticity than the material forming the barrel. 6. The fuel pump according to claim 5, wherein the fuel pump is formed. 11. The barrel includes a first portion and a second portion in contact with the first portion. Wherein the cavity is formed in both the first and second portions, and wherein the sealing is A sleeve is press fit into the first portion and the second portion of the body along the cavity. The annular high-pressure chamber is formed by extending at an interval from the above. Fluid control device. 12. A barrel including a cavity; a high pressure fuel chamber disposed within the cavity; and a high pressure fuel chamber. A high pressure fuel circuit for providing flow to and from the cavity; and a reciprocating motion within the cavity. And moves in a periodic pumping stroke to pressurize the fuel in the high pressure fuel chamber Leak reduction device used in a high pressure fuel pump including a plunger operatively operated In place   Between the plunger and barrel to reduce fuel leakage from the high pressure fuel chamber A replaceable sealing sleeve removably mounted in the cavity, The replaceable sealing sleeve slidably receives the outer annular surface and the plunger. An annular gap between the plunger and the bore, High pressure fuel from the pressure chamber acts on the outer annular surface to cause fuel leakage through the annular gap. To prevent expansion of the replaceable sealing sleeve so as to prevent increased flow. Stop and the replaceable sealing sleeve is radially Internal flexure including the distal end attachable to a barrel for unsupported orientation Leaks constituted by replaceable sealing sleeves characterized by having Flow reduction device. 13. Fuel exchange induced by the replaceable sealing sleeve acting on the outer annular surface Resiliently deflect in response to the force to reduce the annular gap, thereby reducing the annular 13. The flow rate according to claim 12, wherein the flow rate of the fuel leak in the gap is reduced. Reduction device.
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