JP2006336653A

JP2006336653A - 内燃機関の燃料噴射ポンプおよび内燃機関

Info

Publication number: JP2006336653A
Application number: JP2006153613A
Authority: JP
Inventors: Christoph Schrott; シュロットクリストフ
Original assignee: MAN Diesel SA
Current assignee: MAN Energy Solutions France SAS
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2006-12-14
Also published as: KR20060126369A; CN1873212A; FI20060521A; DE102005025601A1; FI123626B; CN1873212B; FI20060521A0

Abstract

【課題】本発明は、少なくとも１つのプランジャ（１０）を備え、特に２つの吸込み孔（１３）を介して相互に接続されている吸込み室（１１）とポンプ室（１２）が、プランジャと、プランジャが第１位置において吸込み孔（１３）を閉鎖し、かくして吸込み室からポンプ室への燃料の流入を阻止し、プランジャが第２位置において吸込み孔或いは各吸込み孔を開き、かくして吸込み室からポンプ室への燃料の充填を可能にするように協働する内燃機関の燃料噴射ポンプに関し、吸い込み孔の範囲でキャビテーションが発生するのを防止して、燃料ポンプの点検期間を延長し、寿命を延ばすことを課題とする。
【解決手段】本発明に基づき、吸込み孔が、吸込み室に隣接して段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域（１４）を有し、各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域が、吸込み室から出発してポンプ室に向けて次第に狭められている。
【選択図】図４

Description

本発明は請求項１および請求項６の前文に記載の内燃機関の燃料噴射ポンプに関する。また本発明は請求項１４の前文に記載の内燃機関に関する。

内燃機関の実際に知られた切欠き傾斜縁付きプランジャ式の高圧燃料噴射ポンプは、通常、プランジャを利用し、その吸込み室とポンプ室は高圧燃料噴射ポンプのプランジャと協働する。燃料噴射ポンプの吸込み室並びにポンプ室は、通常、２つの吸込み孔を介して互いに接続され、高圧燃料噴射ポンプのプランジャは、第１の位置で、吸込み孔を閉鎖し、もって吸込み室からポンプ室への燃料の流入を阻止する。プランジャの第２の位置で、プランジャは吸込み孔を開き、かくして、吸込み室からポンプ室への燃料の充填が可能になる。燃料は高圧燃料噴射ポンプの吸込み室に所謂予搬送系を介して到達し、吸込み室から出発し、吸込み孔を介してポンプ室に到達し、詳しくは燃料噴射ポンプのプランジャの位置に関係して到達する。該プランジャの位置はカムを介して制御される。プランジャが吸込み孔を閉鎖している場合、吸込み室からポンプ室への燃料の流入は阻止され、燃料はポンプ室内で、内燃機関のシリンダに所定の圧力で噴射が行える迄圧縮される。プランジャの切欠き制御縁が吸込み孔を再び開き始めるや否や、燃料噴射過程が終了し、燃料が吸込み室から燃料噴射ポンプのポンプ室に搬送される。

従って、吸込み孔の領域に生ずる圧力は、強く且つ衝撃的に変動し、このため、吸込み孔の領域にキャビテーションが生ずる。該キャビテーションで、吸込み孔が浸食される。キャビテーションは、燃料噴射ポンプの点検間隔と寿命に大きな影響を与える。

本発明の課題は、内燃機関の新しい燃料噴射ポンプと相応した内燃機関を提供することにある。

この課題は、第１の観点に基づき、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射ポンプによって解決される。それに応じて、吸込み孔或いは各吸込み孔は、吸込み室に隣接して双曲線状入口区域を有し、各々の双曲線状入口区域は、吸込み室から出発してポンプ室に向けて次第に狭められている。

本発明の第１の観点に基づき、吸込み孔は吸込み室に隣接した双曲線状の入口区域を利用する。各吸込み孔の双曲線状入口区域の壁は、断面円弧状に輪郭付けられる。入口区域は、吸込み室から出発してポンプ室に向けて次第に狭まっている。吸込み孔のかかる形成により、吸込み孔がキャビテーションの影響を受けず、キャビテーションにより損傷しないようになし得る。

本発明の課題は、第２の観点に基づき、請求項６に記載の、内燃機関の燃料噴射ポンプにより解決される。それに応じて、吸込み孔ないし各吸込み孔は、吸込み室に隣接して段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域を有し、各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域は、吸込み室から出発してポンプ室に向けて次第に狭まっている。

本発明の第２の観点に基づき、吸込み孔は、吸込み室に隣接して段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域を利用し、該区域は、異なった開き角を持つ複数の裁頭円錐状区域を利用する。各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域は、吸込み室から出発してポンプ室に向けて次第に狭まっている。そのように輪郭付けた吸込み孔も、キャビテーションによる浸食を殆ど受けない。

本発明の上述の両観点は、吸込み室を高圧燃料噴射ポンプのポンプ室に接続する吸込み孔の幾何学形状を、キャビテーション発生領域における吸込み孔の表面が広がるように形成又は輪郭付け、もって、気泡の破裂が吸込み孔の表面への有害な影響なしに燃料内で直接起こる点で共通している。この結果、吸込み孔の壁における気泡の堆積を助長する鋭い角部並びに急な角度が生じない。従って全体として、高圧燃料噴射ポンプにおける吸込み孔のキャビテーションによる浸食を減少でき、この結果、高圧燃料噴射ポンプは長い寿命を持ち、点検間隔時間が増大する。これに伴い、大きな経済性が生ずる。

請求項１４は、本発明に基づく内燃機関は規定している。

本発明の有利な発展形態を、従属請求項および以下の説明から明らかにする。次に図を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

以下、本発明を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。ここで、図１と図２は本発明の第１の観点に基づく２つの実施例、図３と図４は本発明の第２の観点に基づく２つの実施例を各々示す。

図１は、ディーゼルエンジンの所謂切欠き傾斜縁付きプランジャ式の高圧燃料噴射ポンプを部分概略断面図で示す。該ポンプはプランジャ１０を有し、プランジャ１０は燃料噴射ポンプの吸込み室１１並びにポンプ室１２と協働する。典型的に、吸込み室１１はポンプ室１２に２つの吸込み孔１３を介して接続されている。なお、唯一の又は３つ以上の吸込み孔を設け得る。プランジャ１０の位置に応じ、プランジャ１０は吸込み孔１３を開閉する。プランジャ１０が吸込み孔１３を閉鎖すると、吸込み室１１からポンプ室１２への燃料の流入が止まる。これに対しプランジャ１０が吸込み孔１３を開くと、吸込み孔１３を経て燃料が流れ、ポンプ室に燃料ポンプの吸込み室１３から燃料が流入する。

吸込み孔１３は２つの区域、即ち吸込み室１１に隣接して位置する入口区域１４と、ポンプ室１２に隣接して位置する出口区域１５からなる。本発明に従い、各吸込み孔１３の吸込み室１１に隣接して位置する入口区域１４を、吸込み孔１３がキャビテーションによる浸食を受けないよう輪郭づけている。そのため、吸込み孔１３の入口区域１４を、キャビテーション発生領域内の吸込み孔の表面が広がるか後退するように輪郭付けている。この結果最終的に、気泡の破裂が、吸込み孔１３に有害な影響を与えることなく、燃料内で直接起こる。

本発明の第１の観点に応じ、吸込み孔１３の入口区域１４は双曲線状に輪郭づけられている。双曲線状に輪郭づけられた該入口区域１４は、断面円弧状に輪郭づけられた壁１６を利用し、その断面円弧状に輪郭づけられた壁１６の曲率半径を図１では半径Ｒで示している。吸込み孔１３の双曲線状入口区域１４は、吸込み室１１から出発してポンプ室１２の方向に向けて次第に狭まっている。図１では、双曲線状入口区域１４はそれに対応した出口区域１５に移行させ、該区域１５は円筒状に形成している。

図１の実施例において、各吸込み孔１３の双曲線状入口区域１４は、円筒状出口区域１５に連続して移行し、この結果各吸込み孔１３の入口区域１４と出口区域１５との間に角部は生じていない。

或いは、図２の実施例に示すように、吸込み孔１３の双曲線状入口区域１４を、対応した円筒状出口区域１５に対し、各吸込み孔１３の入口区域１４と出口区域１５との間に不連続部又は角部１７を形成すべく、角度αを成して折り曲げるかねじ曲げてもよい。

本発明の第２の観点に応じ（図３と４の実施例参照）、吸込み孔１３の吸込み室１１に隣接して位置する入口区域１４を、数段に裁頭円錐状、即ち図３と図４の実施例では、各々２つの裁頭円錐状区域１８、１９に区分している。この区域１８、１９は各々所謂開き角で特色づけられル。図３の実施例では、吸込み孔１３における入口区域１４の裁頭円錐状区域１８、１９の開き角β₁₈、β₁₉を、各裁頭円錐状区域１８、１９が吸込み室１１に近ければ近い程開き角β₁₈、β₁₉が大きくなるよう形成している。従って図３の実施例では、裁頭円錐状区域１９の開き角β₁₉を、吸込み孔１３における入口区域１４の裁頭円錐状区域１８の開き角β₁₈より大きくしている。これと異なり、図４の実施例に示すように、裁頭円錐状区域１８、１９の開き角γ₁₈、γ₁₉を、各々の裁頭円錐状区域１８、１９が吸込み室１１に近ければ近い程裁頭円錐状区域１８、１９の開き角γ₁₈、γ₁₉が小さくなるよう形成してもよい。即ち、図４の実施例では、裁頭円錐状区域１９の開き角γ₁₉を吸込み孔１３における入口区域１４の裁頭円錐状区域１８の開き角γ₁₈より小さくしている。しかもこれら両実施例では、両裁頭円錐状区域１８、１９を、吸込み室１１および該吸込み室１１に続く吸込み孔１３における入口区域１４の裁頭円錐状区域１９から出発して、ポンプ室１２に向けて次第に狭まるように相対配置している。またその入口区域１４は、各吸込み孔１３の円筒状出口区域１５に移行している。

図３と図４の実施例では、吸込み孔１３の、数段に裁頭円錐状に区分けした入口区域１４を、２つの裁頭円錐状区域に区分けしている。なお、２つ以上の裁頭円錐状区域を設けるようにしてもよい。裁頭円錐状区域の開き角は、吸込み室１１から出発し、ポンプ室１２に向けて漸増するか（図４）、ポンプ室１２に向けて漸減する（図３）。吸込み孔１３の入口区域１４の、互いに隣接する裁頭円錐状区域１８、１９間に、円筒状区域を置くことができる。図４の実施例で、入口区域１４の裁頭円錐状区域１９と吸込み室１１の間に、円筒状区域を配置できる。互いに隣接する裁頭円錐状区域間、或いは裁頭円錐状区域とそれに隣接する円筒状区域との間に生ずる角部は、丸めておくとよい。

吸込み孔１３の入口区域１４を本発明に基づき形成することで、吸込み孔１３でのキャビテーションによる浸食を最小にできる。同じことは、吸込み室１１の中に並びに場合によっては吸込み孔１３の中に、損耗要素として（噴射による圧力波を減衰する）ボルト状デフレクタないし突起状ボルトを突出させたときも当てはまる。この場合、ボルト状デフレクタ又は突起状ボルトのキャビテーションによる浸食が減少し、この結果燃料噴射ポンプの寿命が延び、且つ点検時間間隔を増大できる。

燃料噴射ポンプは、好適には多気筒形ディーゼルエンジンに利用され、その場合、燃料噴射ポンプのポンプ室１２内で圧縮された燃料をディーゼルエンジンの各シリンダに噴射するために、各シリンダにそのような燃料噴射ポンプを付属させ、ポンプ室１２内で圧縮した燃料を、通路２０を介して噴射ノズルに供給する。

本発明に基づく燃料噴射ポンプの第１実施例の部分概略断面図。本発明に基づく燃料噴射ポンプの第２実施例の部分概略断面図。本発明に基づく燃料噴射ポンプの第３実施例の部分概略断面図。本発明に基づく燃料噴射ポンプの第４実施例の部分概略断面図。

符号の説明

１０プランジャ、１１吸込み室、１２ポンプ室、１３吸込み孔、１４入口区域、１５出口区域、１６壁、１７角部、１８、１９裁頭円錐状区域、２０通路

Claims

少なくとも１つのプランジャ（１０）を備え、特に２つの吸込み孔（１３）を介して相互に接続されている吸込み室（１１）およびポンプ室（１２）が、プランジャないし各プランジャ（１０）と、
第１位置において、プランジャないし各プランジャ（１０）が吸込み孔ないし各吸込み孔（１３）を閉鎖し、かくして吸込み室（１１）からポンプ室（１２）への燃料の流入を阻止し、
第２位置において、プランジャないし各プランジャ（１０）が吸込み孔ないし各吸込み孔（１３）を開き、かくして吸込み室（１１）からポンプ室（１２）への燃料の充填を可能にする
ように協働する内燃機関の燃料噴射ポンプにおいて、
吸込み孔ないし各吸込み孔（１３）が、吸込み室（１１）に隣接して双曲線状入口区域（１４）を有し、各双曲線状入口区域（１４）が、吸込み室（１１）から出発してポンプ室（１２）に向けて次第に狭められていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
各々の双曲線状入口区域（１４）の壁（１６）が、断面円弧状に輪郭づけられていることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
各々の双曲線状入口区域（１４）がその吸込み孔（１３）の円筒状区域（１５）に移行していることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料噴射ポンプ。
双曲線状入口区域（１４）がその吸込み孔（１３）の円筒状区域（１５）に、連続的に或いは角部を形成して不連続的に移行していることを特徴とする請求項３記載の燃料噴射ポンプ。
吸込み孔（１３）の中に損耗要素として各々ボルト状デフレクタが突出していることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の燃料噴射ポンプ。
少なくとも１つのプランジャ（１０）を備え、特に２つの吸込み孔（１３）を介して相互に接続されている吸込み室（１１）およびポンプ室（１２）が、プランジャないし各プランジャ（１０）と、
第１位置において、プランジャないし各プランジャ（１０）が吸込み孔ないし各吸込み孔（１３）を閉鎖し、かくして吸込み室（１１）からポンプ室（１２）への燃料の流入を阻止し、
第２位置において、プランジャないし各プランジャ（１０）が吸込み孔ないし各吸込み孔（１３）を開き、かくして吸込み室（１１）からポンプ室（１２）への燃料の充填を可能にする
ように協働する内燃機関の燃料噴射ポンプにおいて、
吸込み孔或いは各吸込み孔（１３）が、吸込み室（１１）に隣接して段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域（１４）を有し、各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域（１４）が、吸込み室（１１）から出発してポンプ室（１２）に向けて次第に狭められたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射ポンプ。
各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域（１４）の裁頭円錐状区域（１８、１９）の開き角（β₁₈、β₁₉）が、各々の裁頭円錐状区域（１８、１９）が吸込み室（１１）に近ければ近い程大きくされたことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射ポンプ。
各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域（１４）の裁頭円錐状区域（１８、１９）の開き角（₁₈、γ₁₉）が、裁頭円錐状区域（１８、１９）が吸込み室（１１）に近ければ近い程小さくされたことを特徴とする請求項６記載の燃料噴射ポンプ。
各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域と吸込み室との間に、円筒状区域が置かれたことを特徴とする請求項７又は８記載の燃料噴射ポンプ。
各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域の互いに隣接する２つの裁頭円錐状区域間に、円筒状区域が置かれたことを特徴とする請求項６から９の１つに記載の燃料噴射ポンプ。
各々段階的に裁頭円錐状に区分けされた入口区域（１４）が、その吸込み孔（１３）の円筒状区域（１５）に移行することを特徴とする請求項６から１０の１つに記載の燃料噴射ポンプ。
入口区域の互いに隣接する裁頭円錐状区域間又は裁頭円錐状区域と、それに隣接する円筒状区域間に位置する角部が丸められたことを特徴とする請求項６から１１の１つに記載の燃料噴射ポンプ。
吸込み孔（１３）内に、損耗要素として各々ボルト状デフレクタが突出することを特徴とする請求項６から１２の１つに記載の燃料噴射ポンプ。
複数のシリンダを備え、所定の噴射圧力下で燃料を各々のシリンダに噴射すべく、各シリンダに各々燃料噴射ポンプが付属する内燃機関において、
燃料噴射ポンプが請求項１から５の１つ或いは請求項６から１３の１つに応じて形成されたことを特徴とする内燃機関。