JP2006514722A - 内燃機関の燃料噴射装置用の高圧ポンプ - Google Patents

Abstract

高圧ポンプは、回転駆動される駆動軸（１２）を有していて、該駆動軸（１２）は、その回転軸線（１３）に対して偏心的に形成された軸区分（２６）を有していて、該軸区分（２６）にリング（２８）が回転可能に支承されている。高圧ポンプは、少なくとも１つのポンプエレメント（３２）を有していて、該ポンプエレメント（３２）は、駆動軸（１２）によってリング（２８）を介して少なくとも間接的に往復運動で駆動されるポンプピストン（３４）を有していて、該ポンプピストン（３４）は少なくとも間接的にリング（２８）に接触している。リング（２８）は少なくとも前記軸区分（２６）とは反対側の外側面において、少なくとも特定の領域（２９）、つまり少なくとも１つのポンプピストン（３４）が少なくとも間接的にリング（２８）に接触している領域（２９）に、滑りラッカ製の被覆層（５６）を備えている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、内燃機関の燃料噴射装置用の高圧ポンプに関する。

このような形式の高圧ポンプは、ドイツ連邦共和国特許公開第１９８４４２７２号明細書に基づいて公知である。この公知の高圧ポンプは、回転駆動される駆動軸を有していて、この駆動軸は、その回転軸線に対して偏心的に形成された軸区分を有している。この偏心的な軸区分には多角形リングが回転可能に支承されている。高圧ポンプは少なくとも１つのポンプエレメントを有していて、このポンプエレメントは、少なくとも間接的に駆動軸によってリングを介して往復運動で駆動されるポンプピストンを備えている。リングはその外周部にポンプエレメントの数に相応して平らな面取り部を有しており、これらの面取り部にはポンプピストンが少なくとも間接的に、例えばタペットを介して、接触している。高圧ポンプの運転時には、リング及びポンプピストン又はタペットに高い負荷が生じ、特に高い面圧が生じる。さらに、リングとポンプピストン又はタペットとの間には滑り運動の生じることがある。リングとポンプピストン又はタペットとの間における接触領域の潤滑は、高圧ポンプのハウジングの内部に存在する燃料によって行われる。しかしながら特に高い燃料温度では、燃料による潤滑はもはや不十分であり、その結果リング及び／又はポンプピストン又はタペットに強い摩耗が生じ、これによって高圧ポンプの故障することがある。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による高圧ポンプには、公知のものに比べて次のような利点がある。すなわち本発明による高圧ポンプでは、リングの滑りラッカ被覆層によって、リングと少なくとも間接的に少なくとも１つのポンプピストンとの間の接触領域において、十分な耐摩耗性が保証されている。

請求項１に記載された本発明による高圧ポンプの別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

請求項３記載のように、軟窒化された表面層と、該表面層に設けられた滑りラッカ製の被覆層とを組み合わせることによって、特に良好な耐摩耗性が可能になる。滑りラッカ製の被覆層はこの場合高圧ポンプの運転開始時に慣らし運転助剤（Einlaufhilfe）として働き、その結果リングの表面と少なくとも間接的にポンプピストンの表面とのミクロ微細構成（Mikrotopographie）を、相互に適合させることができる。さらに、高圧ポンプの運転時にリングと少なくとも間接的にポンプピストンとの間において生じる圧力によって、滑りラッカの成分が、リングの軟窒化された表面層の孔が粗い孔縁部（Porensaum）に押し込まれる。そしてその際に、滑りラッカの成分から成る潤滑剤溜め（Schmierstoffreservoir）が生ぜしめられ、この潤滑剤溜めからは高圧ポンプの高温運転時に高い燃料温度において連続的に固形潤滑剤粒子が運び出され、これらの固形潤滑剤粒子によって潤滑の欠乏が回避される。

図面
次に図面を参照しながら本発明の１実施例を説明する。

図１は、高圧ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射装置を示す図であり、
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った高圧ポンプの断面図である。

実施例の記載
図１及び図２には、内燃機関の燃料噴射装置用の高圧ポンプが示されている。この高圧ポンプは、複数部分から形成されているハウジング１０を有しており、このハウジング１０内には駆動軸１２が配置されている。駆動軸１２はハウジング１０内において、駆動軸１２の回転軸線１３の方向において互いに間隔おいて位置している２つの支承箇所１４，１６を介して回転可能に支承されている。両支承箇所１４，１６はハウジング１０の異なった部分に配置されていてもよい。

両支承箇所１４，１６の間に位置している領域において、駆動軸１２はその回転軸線１３に対して偏心的に形成された軸区分２６を有しており、この軸区分２６には、多角形リングの形をした伝達エレメント２８が支承箇所３０を介して回転可能に支承されている。高圧ポンプは、ハウジング１０内に配置された少なくとも１つの、有利には複数のポンプエレメント３２を有しており、これらのポンプエレメント３２は各１つのポンプピストン３４を備えていて、この各ポンプピストン３４は、多角形リング２８によって、駆動軸１２の回転軸線１３に対して少なくともほぼ半径方向において駆動されて往復運動させられる。ポンプピストン３４はハウジング１０におけるシリンダ孔３６又はハウジング１０における挿入体内においてシールされて摺動可能に案内されており、かつ伝達エレメント２８とは反対側の端面でシリンダ孔３６内において、ポンプ作業室３８を画成している。ポンプ作業室３８は、ハウジング１０内を延びている燃料供給通路４０を介して、例えばフィードポンプのような燃料供給装置との接続部を有している。ポンプ作業室３８への燃料供給通路４０の開口には、ポンプ作業室３８に開口する入口弁４２が配置されており、この入口弁４２はばね負荷された弁部材４３を有している。ポンプ作業室３８はさらに、ハウジング１０内を延びている燃料流出通路４４を介して、例えばアキュムレータに接続されている出口との接続部を有している。ポンプ作業室３８への燃料流出通路４４の開口には、ポンプ作業室３８から開放する出口弁４６が配置されており、この出口弁４６は同様にばね負荷された弁部材４７を有している。

ポンプピストン３４のピストン基部５０は、予負荷されたばね４８によって、直接的に又は突き棒もしくはタペット５２を介して、多角形リング２８との接触状態を保たれる。駆動軸１２の回転運動時に多角形リング２８は、駆動軸１２と一緒に運動させられるが、偏心区分２６に基づいて、駆動軸１２の回転軸線１３に対して垂直な運動を行い、この運動によってポンプピストン３４の行程運動が生ぜしめられる。多角形リング２８はその外周壁に各ポンプエレメント３２のために平らな面取り部２９を有しており、この面取り部２９にはピストン基部５０又はタペット５２が接触している。ポンプピストン３４の吸込み行程時、つまりポンプピストン３４が半径方向内側に向かって運動すると、ポンプ作業室３８は燃料供給通路４０を通して、入口弁４２の開放時に燃料を満たされ、この場合出口弁４６は閉鎖されている。ポンプピストン３４の吐出行程時、つまりポンプピストン３４が半径方向外側に向かって運動すると、ポンプピストン３４によって高圧下の燃料が燃料流出通路４４を通って、出口弁４６の開放時にアキュムレータ１１０に圧送され、この場合入口弁４２は閉鎖されている。

多角形リング２８は支承箇所３０を介して直接、つまり支承ブシュなしに、又は支承ブシュを介して軸区分２６に支承されている。多角形リング２８は軸区分２６に向けられた内面に、滑りラッカ（Gleitlack）から成る被覆層５４を備えている。択一的に又は付加的に、軸区分２６もまたその多角形リング２８に向けられた外面に、滑りラッカから成る被覆層５４を備えている。被覆層５４は、約１０〜５０μｍの厚さ、有利には約１５〜３０μｍの厚さを有している。被覆層５４は、支承箇所３０における使用のために必要な特性、つまり摩擦係数、耐摩耗性及び耐熱性に関する必要な特性を備えた滑りラッカから成っている。被覆層５４によって、支承箇所３０の潤滑時にも、ハウジング１０の内部に存在する燃料によってしか、支承箇所３０の僅かな摩擦と十分な耐摩耗性とが保証されない。多角形リング２８の外側横断面の所定の寸法において、多角形リング２８は被覆層５４の僅かな厚さとこれによって可能な僅かな内径とに基づいて、比較的大きな壁厚をもって構成されることができる。

多角形リング２８は軸区分２６とは反対側の外面に、少なくとも面取り部２９の領域において、滑りラッカ製の被覆層５６を備えている。また、多角形リング２８がその表面全体に滑りラッカ製の被覆層５６を備えているような構成も可能である。滑りラッカ製の被覆層５６は約１０〜５０μｍの厚さ、有利には約１５〜３０μｍの厚さを有している。被覆層５６の滑りラッカは、液体又は粉体の形で多角形リング２８に塗布され、次いで高められた温度において硬化される。滑りラッカはこの場合少なくとも主として、固形潤滑剤製の粒子を含んだラッカから成っている。

多角形リング２８は有利には少なくとも面取り部２９の領域に、軟窒化（nitrocarburiert）された表面層５８を備えている。リング２８は、その表面全体に軟窒化された表面層５８を有していてもよい。この表面層５８は、多角形リング２８を塩浴に浸漬することによって生ぜしめられる。軟窒化された表面層５８は、約５〜２０μｍの厚さ、有利には約１０μｍの厚さを有している。表面層５８はこの場合、少なくとも５μｍの厚さを備えた、孔のない内側領域と孔を備えた外側領域とを有している。

多角形リング２８は鋼、有利には１６ＭｎＣｒＳ５の合金から成っている。多角形リング２８は焼き入れされ、次いで塩浴に浸漬され、そこで軟窒化された表面層５８が生ぜしめられ、最後にこの表面層５８に滑りラッカ製の被覆層５６が塗布されて硬化される。

滑りラッカ製の被覆層５６は、高圧ポンプの運転開始時に慣らし運転助剤（Einlaufhilfe）として働き、その結果互いに接触している、多角形リング２８の面取り部２９の表面とピストン基部５０もしくはタペット５２の表面とのミクロ微細構成（Mikrotopographie）を、相互に適合させることができる。さらに、高圧ポンプの運転時に多角形リング２８とピストン基部５０もしくはタペット５２との間において生じる圧力によって、滑りラッカの成分が、多角形リング２８の孔が粗い孔縁部（Porensaum）に、つまり多角形リング２８の軟窒化された表面層５８の外側領域に、押し込まれる。そしてその際に、滑りラッカの成分から成る潤滑剤溜め（Schmierstoffreservoir）が生ぜしめられ、この潤滑剤溜めからは高圧ポンプの高温運転時に高い燃料温度において連続的に固形潤滑剤粒子が運び出され、これらの固形潤滑剤粒子によって、多角形リング２８とピストン基部５０もしくはタペット５２との間における潤滑の欠乏が回避される。

高圧ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射装置を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った高圧ポンプの断面図である。

Claims (6)

1. 内燃機関の燃料噴射装置用の高圧ポンプであって、回転駆動される駆動軸（１２）が設けられていて、該駆動軸（１２）が、その回転軸線（１３）に対して偏心的に形成された軸区分（２６）を有していて、該軸区分（２６）にリング（２８）が回転可能に支承されており、少なくとも１つのポンプエレメント（３２）が設けられていて、該ポンプエレメント（３２）が、駆動軸（１２）によってリング（２８）を介して少なくとも間接的に往復運動で駆動されるポンプピストン（３４）を有していて、該ポンプピストン（３４）が少なくとも間接的にリング（２８）に接触している形式のものにおいて、リング（２８）が少なくとも前記軸区分（２６）とは反対側の外側面において、少なくとも特定の領域（２９）、つまり少なくとも１つのポンプピストン（３４）が少なくとも間接的にリング（２８）に接触している領域（２９）に、滑りラッカ製の被覆層（５６）を備えていることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置用の高圧ポンプ。
2. リング（２８）がその外周部に少なくとも１つの平らな面取り部（２９）を有していて、該面取り部（２９）にポンプピストン（３４）が少なくとも間接的に接触していて、同面取り部（２９）が滑りラッカ製の被覆層（５６）を備えている、請求項１記載の高圧ポンプ。
3. リング（２８）が少なくとも、滑りラッカ製の被覆層（５６）が設けられている領域に、軟窒化された表面層（５８）を有していて、該表面層（５８）に滑りラッカ製の被覆層（５６）が設けられている、請求項１又は２記載の高圧ポンプ。
4. 軟窒化された表面層（５８）が、約５〜２０μｍの厚さ、有利には約１０μｍの厚さを有している、請求項３記載の高圧ポンプ。
5. 滑りラッカ製の被覆層（５６）が、約１０〜５０μｍの厚さ、有利には約１５〜３０μｍの厚さを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の高圧ポンプ。
6. リング（２８）が１６ＭｎＣｒＳ５の合金から成っている、請求項１から５までのいずれか１項記載の高圧ポンプ。

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