JP2002276498A - 分配型燃料噴射装置 - Google Patents

分配型燃料噴射装置

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JP2002276498A
JP2002276498A JP2001078069A JP2001078069A JP2002276498A JP 2002276498 A JP2002276498 A JP 2002276498A JP 2001078069 A JP2001078069 A JP 2001078069A JP 2001078069 A JP2001078069 A JP 2001078069A JP 2002276498 A JP2002276498 A JP 2002276498A
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pump
feed pump
thrust washer
drive shaft
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JP2001078069A
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Koji Nagaya
浩司 長屋
Takenori Takagi
武則 高木
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィードポンプ側面とドライブシャフトのフ
ランジ面との間に配設されるスラストワッシャにより高
圧噴射化に伴う面圧増加による焼付・固着を防止するこ
と。 【解決手段】 分配型燃料噴射ポンプ1のフィードポン
プ5からポンプ室2に燃料を吐出する際、スラストワッ
シャ45に形成されている溝部及び燃料導入孔に、フィ
ードポンプ5のポンプ室2側の側面を形成するフィード
ポンプカバー51の燃料吐出路51bから燃料の一部が
吐出される。これにより、スラストワッシャ45両面が
燃料により強制的に潤滑されることとなり、フィードポ
ンプカバー51のポンプ室2側の側面51aとドライブ
シャフト4のフランジ面4aとの両面間の摺動摩擦の低
減が達成され、焼付・固着が防止され、分配型燃料噴射
ポンプ1における信頼性が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の複数の
気筒に所定のタイミングで燃料を分配し圧送する分配型
燃料噴射装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、分配型燃料噴射装置に関連する先
行技術文献としては、特開昭63−198434号公報
にて開示されたような、ディーゼル機関の各気筒に燃料
を分配供給する分配型燃料噴射ポンプが知られている。
【0003】この分配型燃料噴射ポンプは、機関回転に
同期して駆動されるプランジャを、フェイスカムとカム
ローラとの転接作用により内燃機関の1回転中に気筒数
に応じた数だけ往復運動させ、このプランジャの吸入行
程でポンプハウジングのポンプ室から高圧室(圧送ポン
プ室)に燃料を導入し、プランジャの圧縮行程で高圧室
内の燃料を加圧し、内燃機関の各気筒へ分配供給するよ
う構成されている。
【0004】このような分配型燃料噴射ポンプは、フェ
イスカムに形成した複数のカム山とカムローラとの転接
作用で内燃機関の回転運動をプランジャの往復運動に変
換する構造になっているため、カムローラの回転位置を
変更するとフェイスカムのカム山とカムローラの転接す
る位相が変化する。よって、プランジャの往復運動する
タイミングが変わり、これにより、燃料噴射時期を変え
ることができる。
【0005】このような燃料噴射時期の調整機構、即
ち、油圧式タイマ装置は、ポンプハウジングに連結され
たタイマハウジング内に、一方側をタイマ高圧室、他方
側をタイマ低圧室というように区画するようタイマピス
トンを摺動自在に収容し、タイマ高圧室にポンプ室の燃
圧(燃料の圧力)を導入して、タイマ高圧室の燃圧とタ
イマ低圧室内に配設されたタイマスプリングの荷重との
釣合いに応じてタイマピストンを軸方向に移動させるよ
うにし、タイマピストンの移動に応じてローラリングを
動かしてカムローラの回転位置を調整することで燃料噴
射時期を制御するよう構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ディ
ーゼル機関に対する排ガス規制の強化により、燃料につ
いては低硫黄化、分配型燃料噴射ポンプについては更な
る燃料の高圧噴射等の要求がある。このうち、燃料の高
圧噴射によれば駆動トルクが増大し、また、スラストワ
ッシャは燃料による潤滑性が低下すると、摺動摩擦が増
え摩耗や焼付を起こすことで分配型燃料噴射ポンプとし
ての機能が損なわれるという不具合があった。
【0007】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、フィードポンプ側面とドライ
ブシャフトのフランジ面との間に配設されるスラストワ
ッシャにより高圧噴射化に伴う面圧増加による焼付・固
着を防止し信頼性を向上することができる分配型燃料噴
射装置の提供を課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の分配型燃料噴
射装置によれば、フィードポンプからポンプ室に燃料を
吐出する際、スラストワッシャに形成されている溝部及
び燃料導入孔に、フィードポンプのポンプ室側の側面を
形成するフィードポンプカバーの燃料吐出路から燃料の
一部が吐出される。これにより、スラストワッシャ両面
が燃料により強制的に潤滑されることとなり、スラスト
ワッシャを介してフィードポンプカバーのポンプ室側の
側面とドライブシャフトのフランジ面との両面間の摺動
摩擦の低減が達成され、焼付・固着が防止される。
【0009】請求項2の分配型燃料噴射装置におけるス
ラストワッシャには、少なくとも片面に燃料導入孔の出
入口を通る環状溝部が形成されている。したがって、ス
ラストワッシャを介してドライブシャフトのフランジ面
とフィードポンプカバーのポンプ室側の側面との間にお
ける燃料の保持能力が増大され潤滑性が向上される。こ
れにより、スラストワッシャ両面における更なる摺動摩
擦の低減が達成され、焼付・固着が防止される。
【0010】請求項3の分配型燃料噴射装置によれば、
フィードポンプを形成するフィードポンプカバーのポン
プ室側の側面とこれに対向するドライブシャフトのフラ
ンジ面との間に配設されるスラストワッシャに対して、
ドライブシャフトのフランジ面が球面状に形成されてお
り、スラストワッシャとドライブシャフトのフランジ面
との両面間には隙間が存在することで、その隙間に燃料
が常時、充填されることとなる。これにより、スラスト
ワッシャとドライブシャフトのフランジ面との両面間の
摺動摩擦の低減が達成され、焼付・固着が防止される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。
【0012】図1は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる分配型燃料噴射装置が適用されたディーゼル機関用
分配型燃料噴射ポンプの概略構成を示す断面図である。
【0013】図1において、分配型燃料噴射ポンプ1
は、主として、内部にポンプ室2を形成するポンプハウ
ジング3、このポンプハウジング3内で回転自在に支持
されるドライブシャフト4、このドライブシャフト4に
より回転駆動されるフィードポンプ5、ドライブシャフ
ト4にカップリング6を介して連結されたフェイスカム
7、このフェイスカム7に結合され、吸入した燃料を加
圧して分配・圧送するポンプ本体8及びポンプ室2の燃
圧(燃料の圧力)に応じて燃料噴射時期を制御する電子
式タイマ装置9から構成されている。
【0014】ポンプハウジング3には、スピルプレッシ
ャバルブ(電磁スピル弁;以下、『SPV』と記す)1
1、コンスタントプレッシャバルブ(以下、『CPV』
と記す)12、機関回転数を検出する回転数センサ13
及びポンプ室2内の燃温(燃料の温度)を検出する燃温
センサ14が支持固定されている。そして、ポンプハウ
ジング3の右側壁部には、内周にボルト15が螺合する
ヘッドプラグ16が捩込まれている。これらのうちCP
V12は、バルブスプリング17により初期位置に付勢
されている。
【0015】また、ポンプハウジング3の右側壁部に
は、ポンプ室2とSPV11の環状通路18とを連通す
る燃料通路19、環状通路18とポンプ本体8とを連通
する燃料通路20、環状通路18とオーバフローパイプ
10とを連通する燃料通路21及びポンプ本体8とCP
V12とを連通する分配通路22が形成されている。な
お、燃料通路21は、ポンプ室2から高圧室(プレッシ
ャチャンバ)36内への燃料の吸入と高圧室36からポ
ンプ室2内への余剰燃料の吐出との両方を行なう。
【0016】ドライブシャフト4は、図示しない内燃機
関(ディーゼル機関)により回転駆動され、フィードポ
ンプ5、カップリング6、フェイスカム7及びポンプ本
体8を同時に駆動する回転軸で、ニードルベアリングを
介してポンプハウジング3の左側壁部内に回転自在に支
持されている。そして、フィードポンプ5は、ポンプハ
ウジング3に内蔵され、燃料タンク(図示略)から燃料
を汲上げポンプハウジング3内に形成されるポンプ室2
内へ送込む。
【0017】ポンプ本体8は、ポンプハウジング3の右
側壁部内に圧入されたポンプシリンダ(以下、『シリン
ダ』と記す)31、このシリンダ31内において摺動自
在に案内されたポンププランジャ(以下、『プランジ
ャ』と記す)32、このプランジャ32をフェイスカム
7に押付けるためのプランジャスプリング33から構成
されている。
【0018】シリンダ31は、略円筒状に形成されてお
り、左側端に燃料通路20を介して環状通路18に連通
する吸入ポート34が開口され、中央部分に分配通路2
2を介してCPV12に連通する分配ポート35が開口
されている。また、プランジャ32は、略丸棒状(略円
柱状)に形成されており、プランジャ32が回転運動さ
れると共に、往復運動されることで燃料が加圧され、分
配圧送される。
【0019】このプランジャ32の左側端面とシリンダ
31の内周面とボルト15及びヘッドプラグ16の右側
端面との間には、吸入した燃料を加圧し高圧にするため
の高圧室36が形成されている。そして、プランジャ3
2の内部には連通路37が形成されており、プランジャ
32の外周面には分配グルーブ38及び均圧グルーブ3
9が形成されている。
【0020】フェイスカム7は、ドライブシャフト4の
回転に連動して回転されると共に、ポンプ本体8に回転
運動と同時に往復運動を与えるものである。そして、フ
ェイスカム7には、周方向に沿って内燃機関の気筒数に
応じた個数の端面カム(カムプロファイル)が形成され
ている。
【0021】このフェイスカム7の端面カムには、電子
式タイマ装置9にスライドピン41を介して連通するロ
ーラリング(図示略)に保持された複数個の金属製カム
ローラ42が転接されている。これらのカムローラ42
がフェイスカム7の端面カムに転接されることにより、
フェイスカム7及びプランジャ32が1回転中に複数
回、即ち、内燃機関の気筒数に応じて往復移動される。
【0022】また、電子式タイマ装置9の右側壁部に
は、タイマコントロールバルブ(以下、『TCV』と記
す)60が配設されており、その開度調整によって燃圧
を調節し燃料噴射時期が制御される。このTCV60
は、バルブホルダ61内に、図示しない内燃機関用EC
U(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)によ
り通電制御(例えば、デューティ比制御)される電磁ソ
レノイド(電磁コイル)62、バルブ本体63等が配設
されている。
【0023】次に、その作用について、図1を参照して
説明する。
【0024】イ)「吸入行程」 ドライブシャフト4の機関駆動によってフェイスカム7
が回転され、このフェイスカム7の回転に同期して駆動
され回転運動及び往復運動が与えられるプランジャ32
が左方向に移動され、SPV11がECUによって通電
されて開弁する。即ち、フィードポンプ5によって燃料
タンクから汲上げられて燃料が送込まれるポンプ室2と
高圧室36とが環状通路18及び燃料通路19,20を
介して連通状態とされる。
【0025】したがって、ポンプ室2内の燃料は、シリ
ンダ31に形成された吸入ポート34と高圧室36とが
連通されているので、ポンプ室2→燃料通路19→環状
通路18→燃料通路20→吸入ポート34を経て、シリ
ンダ31の内周面とプランジャ32の頭部端面とヘッド
プラグ16の端面とで囲まれた高圧室36及びプランジ
ャ32の内部の連通路37へと吸入される。
【0026】ロ)「分配・圧送行程」 プランジャ32が回転されていくと、ECUによってS
PV11へ通電停止され閉弁されると共に、プランジャ
32の分配グルーブ38がシリンダ31の1つの分配ポ
ート35に解放される。更に、プランジャ32が回転さ
れると、フェイスカム7がカムローラ42に乗り、プラ
ンジャ32が右方向に移動され始め、高圧室36の容積
が縮小されると共に、燃料の分配・圧送が開始される。
【0027】そして、高圧室36及びプランジャ32内
部の連通路37内の燃料の圧力が高まるに連れて、CP
V12がバルブスプリング17を押し縮め上昇(リフ
ト)される。このため、高圧室36の容積縮小により加
圧された高圧燃料が、プランジャ32の内部の連通路3
7→分配グルーブ38→分配ポート35→分配通路22
→噴射鋼管を経て、図示しない燃料噴射弁から内燃機関
に噴射される。
【0028】ハ)「噴射終わり」 プランジャ32がカムローラ42により更に右方向へ移
動されると、ECUによってSPV11への通電が再度
開始され開弁される。これにより、高圧室36及びプラ
ンジャ32の内部の連通路37の高圧燃料が、吸入ポー
ト34→燃料通路20→環状通路18内へ押し戻され分
配通路22内の圧力低下により燃料の圧送が終了され、
燃料噴射弁からの噴射が終了される。
【0029】ニ)「均圧行程」 プランジャ32が更に180〔°〕回転されると、プラ
ンジャ32の均圧グルーブ39がシリンダ31の1つの
分配ポート35と合致され、分配通路22内の燃料圧力
がポンプ室2内の燃料圧力と等しくなることで、不斉噴
射が防止される。
【0030】ホ)「噴射時期調整」 燃料噴射時期は、プランジャ32が上昇し始める点、即
ち、圧送開始時期で決定される。圧送開始時期は、フェ
イスカム7がローラリングに回転自在に支持されたカム
ローラ42上を上昇し始める点であるから、カムローラ
42の位置を変化させれば、燃料噴射時期を変更させる
ことができる。即ち、カムローラ42の位置制御は、分
配型燃料噴射ポンプ1に内蔵された電子式タイマ装置9
のタイマピストン(図示略)の位置制御により行なうこ
とができる。
【0031】上述したように、ドライブシャフト4の回
転によってフェイスカム7が回転され、このフェイスカ
ム7の回転によってプランジャ32に回転運動及び往復
運動が与えられている。ここで、フェイスカム7によっ
てカムローラ42が押されるときの面圧、即ち、プラン
ジャ32の軸方向のかなり大きな圧力は、ドライブシャ
フト4のフランジ面4aからフィードポンプ5のフィー
ドポンプカバー51のポンプ室2側の側面51aにかか
ることとなる。このため、ドライブシャフト4のフラン
ジ面4aとフィードポンプカバー51のポンプ室2側の
側面51aとの間には、その両面間の焼付を防止するた
めスラストワッシャ45が配設されている。
【0032】次に、本実施例のスラストワッシャ45の
詳細な構成を示す図2の斜視図及び図1を参照して、そ
の作用・効果について説明する。
【0033】図1において、フィードポンプ5からポン
プ室2側への燃料は、フィードポンプカバー51に形成
された燃料吐出路51bを通って吐出されている。ここ
で、図2に示すように、スラストワッシャ45には、ラ
ジアル方向で両面に複数の溝部45aが形成され、更
に、この溝部45aに垂直な軸方向の燃料導入孔45b
が形成されている。このスラストワッシャ45に形成さ
れた溝部45a及び燃料導入孔45bに対応させ、フィ
ードポンプカバー51に形成された燃料吐出路51bの
吐出方向が設定されている。これにより、フィードポン
プ5からポンプ室2側への燃料吐出量のうち例えば、1
0〔%〕程度が燃料導入孔45bに導入されるような配
置関係とされる。このため、スラストワッシャ45は、
溝部45a及び燃料導入孔45bに燃料が満たされ潤滑
されることで、焼付が防止される。
【0034】このように、本実施例の分配型燃料噴射装
置としての分配型燃料噴射ポンプ1は、ポンプハウジン
グ3内で回転自在に支持されるドライブシャフト4の機
関駆動によりフィードポンプ5からポンプ室2に燃料を
吐出し、この燃料を機関回転に同期して駆動されるプラ
ンジャ(ポンププランジャ)32の回転運動及び往復運
動により加圧し分配圧送するものであって、フィードポ
ンプ5のポンプ室2側の側面を形成すると共に、フィー
ドポンプ5からポンプ室2への燃料吐出路51bを形成
するフィードポンプカバー51と、フィードポンプカバ
ー51のポンプ室2側の側面51aとこれに対向するド
ライブシャフト4のフランジ面4aとの間に配設され、
燃料吐出路51bに対応してラジアル方向で両面に複数
の溝部45a及びこの溝部45aに垂直な軸方向の燃料
導入孔45bを形成するスラストワッシャ45とを具備
し、フィードポンプ5からポンプ室2に燃料を吐出する
際、フィードポンプカバー51の燃料吐出路51bから
燃料の一部をスラストワッシャ45の溝部45a及び燃
料導入孔45bに吐出するものである。
【0035】つまり、分配型燃料噴射ポンプ1のフィー
ドポンプ5からポンプ室2に燃料を吐出する際、スラス
トワッシャ45に形成されている溝部45a及び燃料導
入孔45bに、フィードポンプ5のポンプ室2側の側面
を形成するフィードポンプカバー51の燃料吐出路51
bから燃料の一部が吐出される。これにより、スラスト
ワッシャ45両面が燃料により強制的に潤滑されること
となり、スラストワッシャ45を介したフィードポンプ
カバー51のポンプ室2側の側面51aとドライブシャ
フト4のフランジ面4aとの両面間の摺動摩擦の低減に
より焼付・固着が防止され、分配型燃料噴射ポンプ1に
おける信頼性を向上することができる。
【0036】また、上記実施例では、図2に示すよう
に、スラストワッシャ45に溝部45a及び燃料導入孔
45bを形成し、それらの部位に燃料の一部を吐出さ
せ、スラストワッシャ45両面における摺動摩擦の低
減、また、焼付・固着が防止されるとしたが、更に、図
3に示すような、スラストワッシャ45′を採用するこ
ともできる。このスラストワッシャ45′には、溝部4
5a′及び燃料導入孔45b′に加えて、燃料導入孔4
5b′の出入口を通る環状溝部45c′が形成されてい
る。
【0037】なお、本変形例のスラストワッシャ45′
には、片面に環状溝部45c′が1つ形成されている
が、両面に形成することもでき、更に、片面に対して複
数の環状溝部を形成すればドライブシャフト4のフラン
ジ面4aとフィードポンプカバー51のポンプ室2側の
側面51aとの間における燃料の保持能力を増し、摺動
摩擦の低減効果を増大させることができる。
【0038】このような分配型燃料噴射装置としての分
配型燃料噴射ポンプ1のスラストワッシャ45′は、少
なくとも片面に燃料導入孔45b′の出入口を通る環状
溝部45c′を形成するものであり、スラストワッシャ
45′を介してドライブシャフト4のフランジ面4aと
フィードポンプカバー51のポンプ室2側の側面51a
との間における燃料の保持能力が増大され潤滑性が向上
される。これにより、スラストワッシャ45両面におけ
る更なる摺動摩擦の低減が達成され、焼付・固着が防止
される。
【0039】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる分配型燃料噴射装置が適用された分配型燃料噴射ポ
ンプ1の変形例について、図4を参照して説明する。な
お、図4には本変形例の特徴部分である要部構成の拡大
断面図のみを示し、上述の実施例と同様の構成または相
当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を
付し、その詳細な説明を省略する。
【0040】図4に示すように、本変形例の分配型燃料
噴射ポンプ1では、スラストワッシャ46と対向するド
ライブシャフト4′のフランジ面4a′が球面状に形成
されている。このスラストワッシャ46には、上述の実
施例に示すような特別な燃料導入孔等は形成されていな
い。このスラストワッシャ46とドライブシャフト4′
の球面状のフランジ面4a′との組合せにおいては、両
面間の隙間に常時、燃料が充填された状態とすることが
でき、両面間の摺動接触面を極力少なくすることができ
る。
【0041】このように、本実施例の分配型燃料噴射装
置としての分配型燃料噴射ポンプ1は、ポンプハウジン
グ3内で回転自在に支持されるドライブシャフト4の機
関駆動によりフィードポンプ5からポンプ室2に燃料を
吐出し、この燃料を機関回転に同期して駆動されるプラ
ンジャ(ポンププランジャ)32の回転運動及び往復運
動により加圧し分配圧送するものであって、フィードポ
ンプ5のポンプ室2側の側面を形成するフィードポンプ
カバー51と、フィードポンプカバー51のポンプ室2
側の側面51aとこれに対向するドライブシャフト4′
のフランジ面4a′との間に配設されるスラストワッシ
ャ46とを具備し、ドライブシャフト4′のフランジ面
4a′はスラストワッシャ46側を球面状に形成するも
のである。
【0042】したがって、スラストワッシャ46面とド
ライブシャフト4′のフランジ面4a′との両面間には
隙間が存在することとなり、その隙間に燃料が常時、充
填されることとなる。これにより、スラストワッシャ4
6面とドライブシャフト4′のフランジ面4a′との両
面間の摺動摩擦の低減により焼付・固着が防止され、分
配型燃料噴射ポンプ1における信頼性を向上することが
できる。
【0043】ところで、上記実施例では、フェイスカム
型の分配型燃料噴射ポンプへの適用について説明した
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、インナカム式の分配型燃料噴射ポンプに適用
することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る分配型燃料噴射装置が適用されたディーゼル機関用分
配型燃料噴射ポンプの概略構成を示す断面図である。
【図2】 図2は図1の分配型燃料噴射ポンプのスラス
トワッシャの詳細な構成を示す斜視図である。
【図3】 図3は図2のスラストワッシャの変形例を示
す斜視図である。
【図4】 図4は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る分配型燃料噴射装置が適用された分配型燃料噴射ポン
プの変形例における要部構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1 分配型燃料噴射ポンプ 2 ポンプ室 3 ポンプハウジング 4 ドライブシャフト 4a (ドライブシャフトの)フランジ面 5 フィードポンプ 32 プランジャ(ポンププランジャ) 45 スラストワッシャ 45a 溝部 45b 燃料導入孔 51 フィードポンプカバー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプハウジング内で回転自在に支持さ
    れるドライブシャフトの機関駆動によりフィードポンプ
    からポンプ室に燃料を吐出し、この燃料を機関回転に同
    期して駆動されるポンププランジャの回転運動及び往復
    運動により加圧し分配圧送する分配型燃料噴射装置にお
    いて、 前記フィードポンプの前記ポンプ室側の側面を形成する
    と共に、前記フィードポンプから前記ポンプ室への燃料
    吐出路を形成するフィードポンプカバーと、 前記フィードポンプカバーの前記ポンプ室側の側面とこ
    れに対向する前記ドライブシャフトのフランジ面との間
    に配設され、前記燃料吐出路に対応してラジアル方向で
    両面に複数の溝部及びこの溝部に垂直な軸方向の燃料導
    入孔を形成するスラストワッシャとを具備し、 前記フィードポンプから前記ポンプ室に燃料を吐出する
    際、前記フィードポンプカバーの前記燃料吐出路から燃
    料の一部を前記スラストワッシャの前記溝部及び前記燃
    料導入孔に吐出することを特徴とする分配型燃料噴射装
    置。
  2. 【請求項2】 前記スラストワッシャは、少なくとも片
    面に前記燃料導入孔の出入口を通る環状溝部を形成する
    ことを特徴とする請求項1に記載の分配型燃料噴射装
    置。
  3. 【請求項3】 ポンプハウジング内で回転自在に支持さ
    れるドライブシャフトの機関駆動によりフィードポンプ
    からポンプ室に燃料を吐出し、この燃料を機関回転に同
    期して駆動されるポンププランジャの回転運動及び往復
    運動により加圧し分配圧送する分配型燃料噴射装置にお
    いて、 前記フィードポンプの前記ポンプ室側の側面を形成する
    フィードポンプカバーと、 前記フィードポンプカバーの前記ポンプ室側の側面とこ
    れに対向する前記ドライブシャフトのフランジ面との間
    に配設されるスラストワッシャとを具備し、 前記ドライブシャフトのフランジ面は、前記スラストワ
    ッシャ側を球面状に形成することを特徴とする分配型燃
    料噴射装置。
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