JP2009250172A - 高圧燃料ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧ポンプのハウジング内に第1及び第2高圧流路16H1、16H2で構成される高圧流路を形成する。この高圧流路の途中に、高圧燃料のリリーフ流路16Rが接続された弁孔61を設ける。弁孔61にあって高圧流路及びリリーフ流路16Rの間に、大径部62Bと小径部62Sとを有する第1弁体62と、弁孔61に形成された第1弁座63に大径部62Bを付勢する第1コイルばね64とを設ける。小径部62Sには、第1高圧流路16H1を開閉する第2弁体70と、第2弁体70を第2弁座71に付勢する第2コイルばね72とを設ける。そして、大径部62Bが第1弁座63から離間する燃圧が、第2弁体70の開弁燃圧よりも高くなるように第1及び第2コイルばね64、72の付勢力を設定する。
【選択図】図2
Description
請求項1に記載の発明は、筒内噴射用の燃料噴射弁に高圧燃料を送油する高圧燃料ポンプであって、前記高圧燃料ポンプのハウジング内には、加圧室で昇圧された高圧燃料を前記燃料噴射弁に向けて送油する高圧流路が形成されており、その高圧流路の途中には、高圧燃料をリリーフするリリーフ流路が接続された弁孔が設けられており、前記弁孔にあって前記高圧流路及び前記リリーフ流路の間には、大径部と同大径部から突出した小径部とを有する第1弁体と、同第1弁体の前記大径部を前記弁孔の内壁に形成された第1弁座に向けて付勢する第1弾性部材とが設けられており、前記第1弁体の前記小径部には、前記高圧流路を開閉する第2弁体と、同第2弁体を前記高圧流路に形成された第2弁座に向けて付勢する第2弾性部材とが設けられており、前記第1弁体の前記大径部が前記第1弁座から離間する燃料圧力が、前記第2弁体が前記第2弁座から離間する燃料圧力よりも高くなるように前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材の付勢力が設定されていることをその要旨とする。
上記第1弾性部材や上記係合部としては、請求項4に記載の発明によるように、前記第1弾性部材はコイルばねであって、前記係合部は、前記コイルばねの端部が係合する凸部として形成されている、といった構成を採用することができる。
図1に、本実施形態における高圧燃料ポンプが適用される内燃機関の燃料供給系についてその概略構成図を示す。
この低圧ポンプ15は、機関運転中において常時駆動されている。また、同低圧ポンプ15の吐出口にはフィルタ13が設けられており、同フィルタ13の出口側には低圧燃料配管18が接続されている。
高圧燃料配管27には、デリバリパイプ12が接続されている。このデリバリパイプ12には、各気筒の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁11が接続されており、デリバリパイプ12に供給された高圧燃料は各燃料噴射弁11に分配供給される。
プランジャ21は、内燃機関の吸気カムシャフト24に設けられた回転カム25の回転に伴い、高圧ポンプ16の内部に形成されたシリンダ26内を往復動する。また、プランジャ21の下方には、回転カム25のカム面に当接するリフタ36が設けられている。このリフタ36は、リフタスプリング37によって下方に付勢され、回転カム25のカム面に接触している。
この高圧ポンプ16による燃圧調整は、プランジャ21の上昇行程におけるスピル弁23の閉弁時期の調整を通じて行われる。すなわち、閉弁時期を早めて閉弁期間を長くすると、燃料の圧送期間も長くなり、燃料吐出量が増加して燃圧が高くなる。これとは逆に、閉弁時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量は減少して燃圧は低くなる。このようにスピル弁23の閉弁時期を調整することにより、燃料噴射弁11に供給される高圧燃料の燃圧は機関運転状態に応じて変更・調整される。
この図2に示すように、高圧ポンプ16のハウジング16A内には、上述した高圧流路16Hが形成されており、この高圧流路16Hの途中には、高圧燃料をリリーフするリリーフ流路16Rが接続された弁孔61が形成されている。より詳細には、この弁孔61には、一端が加圧室22に接続されており他端が弁孔61に接続された第1高圧流路16H1が連通されている。また、弁孔61には、一端が弁孔61に接続されており他端が吐出口16Tに接続された第2高圧流路16H2が連通されている。これら第1高圧流路16H1及び第2高圧流路16H2は、弁孔61の一端側にあって互いに略直交するように形成されている。また、リリーフ流路16Rは弁孔61の他端側に形成されており、そのリリーフ流路16Rの一端は弁孔61に、他端は上記低圧流路16Lにそれぞれ接続されている。このようにハウジング16A内に形成された低圧流路16Lにリリーフ流路16Rを接続することにより、リリーフ流路16Rを配管部材で構成して燃料タンク17等に接続する場合と比較して、そうした配管部材を省略することが可能になる。
図3に示すように、加圧室22で昇圧された高圧燃料の燃圧が、第2弁体70を付勢する第2コイルばね72の付勢力を超えると、その燃圧によって第2弁体70は第2弁座71から離間して開弁状態になり、第1高圧流路16H1は開状態にされる。これにより加圧室22で昇圧された高圧燃料は、第1高圧流路16H1、弁孔61、第2高圧流路16H2、高圧燃料配管27、デリバリパイプ12を介して燃料噴射弁11に送油される。一方、図2に示すように、加圧室22から送油される燃料の燃圧が、第2弁体70を付勢する第2コイルばね72の付勢力に満たないときには、第2弁体70が第2弁座71に当接される。これにより第2弁体70は閉弁状態になって第1高圧流路16H1は閉状態にされ、燃料噴射弁11から加圧室22への燃料の逆流が防止される。このように第2弁体70はチェックバルブとして機能する。
まず、チェックバルブやリリーフバルブを高圧ポンプ16に内蔵する場合には、高圧ポンプ16の大型化を抑えるために、各バルブを小型化して内蔵することが考えられる。しかし、このようにリリーフバルブを小型化してしまうと、高圧ポンプ16の外部にリリーフバルブを別途設ける場合と比較して、リリーフバルブの開口面積が小さくなってしまう。そのため、リリーフバルブが開弁したときにそのリリーフバルブを通過する燃料の圧力損失が増大してしまう。このようにリリーフバルブの開弁時において圧力損失が増大してしまうと、次のような不都合の発生が懸念される。
(1)高圧ポンプ16のハウジング16A内に、加圧室22で昇圧された高圧燃料を燃料噴射弁11に向けて送油する高圧流路16Hを形成するようにしている。その高圧流路16Hの途中には、高圧燃料をリリーフするリリーフ流路16Rが接続された弁孔61を設けるようにしている。その弁孔61にあって高圧流路16H及びリリーフ流路16Rの間には、大径部62Bと小径部62Sとを有する第1弁体62と、この第1弁体62の大径部62Bを弁孔61の内壁に形成された第1弁座63に向けて付勢する第1コイルばね64とを設けるようにしている。第1弁体62の小径部62Sには、高圧流路16Hを開閉する第2弁体70と、第2弁体70を高圧流路16Hに形成された第2弁座71に向けて付勢する第2コイルばね72とを設けるようにしている。そして、第1弁体62の大径部62Bが第1弁座63から離間する燃圧が、第2弁体70が第2弁座71から離間する燃圧よりも高くなるように第1コイルばね64及び第2コイルばね72の付勢力を設定するようにしている。従って、第2弁体70がチェックバルブとして機能するようになり、第1弁体62の大径部62Bがリリーフバルブとして機能するようになる。
・第1穴65の底面65A及び弁孔61の壁面61Aに第1コイルばね64の端部をそれぞれ係合させるために、上記第1凸部65Bや第2凸部61Bを設けるようにしたが、この他の形状にてそうした係合部を形成するようにしてもよい。
・小径部62Sの内部に第2弁体70や第2コイルばね72を設けるようにしたが、小径部62Sの外部、例えば外周面に第2弁体70や第2コイルばね72を設けるようにしてもよい。
・スピル弁23の開弁時期を調整して加圧室22への燃料の吸入量を調整することにより、燃料噴射弁11に供給される高圧燃料の燃圧を調整するようにしてもよい。
Claims (5)
- 筒内噴射用の燃料噴射弁に高圧燃料を送油する高圧燃料ポンプであって、
前記高圧燃料ポンプのハウジング内には、加圧室で昇圧された高圧燃料が流れる高圧流路が形成されており、その高圧流路の途中には、高圧燃料をリリーフするリリーフ流路が接続された弁孔が設けられており、
前記弁孔にあって前記高圧流路及び前記リリーフ流路の間には、大径部と同大径部から突出した小径部とを有する第1弁体と、同第1弁体の前記大径部を前記弁孔の内壁に形成された第1弁座に向けて付勢する第1弾性部材とが設けられており、
前記第1弁体の前記小径部には、前記高圧流路を開閉する第2弁体と、同第2弁体を前記高圧流路に形成された第2弁座に向けて付勢する第2弾性部材とが設けられており、
前記第1弁体の前記大径部が前記第1弁座から離間する燃料圧力が、前記第2弁体が前記第2弁座から離間する燃料圧力よりも高くなるように前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材の付勢力が設定されている
ことを特徴とする高圧燃料ポンプ。 - 前記大径部には有底の第1穴が設けられており、前記小径部には有底の第2穴が設けられており、前記第1穴の底面及びその底面に対向する前記弁孔の壁面に前記第1弾性部材の端部がそれぞれ当接されており、前記第2穴に前記第2弁体が緩挿されており、前記第2穴の底面及びその底面に対向する前記第2弁体の端面に前記第2弾性部材の端部がそれぞれ当接されている
請求項1に記載の高圧燃料ポンプ。 - 前記第1弾性部材の端部が当接する前記第1穴の底面及び前記弁孔の壁面には、前記第1弾性部材の端部が係合する係合部が設けられている
請求項2に記載の高圧燃料ポンプ。 - 前記第1弾性部材はコイルばねであって、前記係合部は、前記コイルばねの端部が係合する凸部として形成されている
請求項3に記載の高圧燃料ポンプ。 - 前記リリーフ流路は、前記ハウジング内に形成されて前記加圧室で昇圧される前の燃料が流れる流路に接続されている
請求項1〜4のいずれか1項に記載の高圧燃料ポンプ。
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