JP2010539385A - 燃料ポンプ、殊に往復動内燃機関の燃料供給システムのための燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

燃料ポンプ（１５）は、ケーシング（２０）及び、ケーシング領域（２２）と少なくとも間接的に接触していて運転時に可動である構成部分（２４，２６）を有している。本発明に基づき、燃料ポンプ（１５）は、被覆（２８）を含んでおり、該被覆はケーシング領域（２２）の、可動である構成部分（２４，２６）に向いている側に施されており、かつ被覆（２８）はプラスチックを含んでいる。

Description

本発明は、燃料ポンプ、殊に往復動内燃機関の燃料供給システムのための燃料ポンプであって、ケーシング及び、該ケーシングの所定のケーシング領域と少なくとも間接的に接触していて運転時に可動である少なくとも１つの構成部分を有している形式のものに関する。

高圧燃料供給システムを備える内燃機関、例えばピストン式のディーゼルエンジン又はピストン式のガソリンエンジンは一般的に知られている。高圧燃料供給システムは高圧燃料ポンプ（燃料・高圧ポンプ又は燃料用高圧ポンプ）を含んでおり、高圧燃料ポンプ（高圧用の燃料ポンプ装置）により燃料は、燃料タンクから吸引され、かつ高圧下で１つ若しくは複数のインジェクターに供給される。高圧燃料ポンプとして一般的にピストンポンプを用いており、ピストンポンプは低圧側に例えば歯車ポンプ又はベーンポンプを有しており、或いはこの種のポンプ（歯車ポンプ又はベーンポンプ）から供給を受けるようになっている。

上記形式のポンプにおいて、運転時に可動である複数の構成部分のうちの少なくとも１つの構成部分、例えば歯車（歯車ポンプの場合）若しくはロータ（ベーンポンプの場合）は、側方又は端面で燃料ポンプのケーシング領域に接触していて、したがって運転時に該ケーシング領域に沿って滑動（接触滑り）するようになっている。重量の理由から、公知の高圧燃料ポンプのケーシングは部分的にアルミニウムによって形成されている。運転時に可動である構成部分が接触滑りするケーシング領域の十分な耐摩耗性を保証するために、滑り接触面とも称される上記ケーシング領域は、例えば鋼又はねずみ鋳鉄から成形されている。

本発明の課題は、高圧燃料ポンプを改善して、該高圧燃料ポンプが少ない費用及び少ない所要構成スペースで製造できかつ長い耐用年数を有しているようにすることである。

上記課題を解決するために本発明に基づく構成によれば、高圧燃料ポンプは被覆を含んでおり、該被覆はケーシングの所定のケーシング領域に、それも可動である構成部分に向いている側に施されていて、プラスチックを含んでいる。

本発明に基づき設けられる被覆は、極めて耐摩耗性であり、したがって特に、回転する構成部分、例えばポンプタイプに応じて歯車又はロータのための滑り接触面又は滑り案内面として最適である。例えば鋼又はねずみ鋳鉄や類似のもの、例えばアルミニウム／ニッケル又は陽極処理されたアルミニウムから成るいわゆる滑り接触面の省略により、製造が簡単になり、このことはコスト削減につながっている。さらに、滑り接触面の形成のための鋼又はねずみ鋳鉄から成る中間プレートの省略により、所要構成スペースは減少され、ひいては高圧燃料ポンプの寸法が従来技術（公知技術）のものに比べて小さくされている。プラスチックから成る被覆を直接に上記所定のケーシング領域に施してある場合には、可動の部分のための滑り接触面としての被覆された中間プレートを使用することなしに、外部に対するシール面を省略してあり、これによって構造を簡単にして、費用を節減し、かつ運転の信頼性を高めている。

本発明の実施態様によれば、被覆のプラスチックは、熱可塑性樹脂、殊にポリエーテルエーテルケトンである。この種の材料は特に耐摩耗性であり、したがって高圧燃料ポンプの耐用年数を高めることに寄与している。

上記利点は、熱可塑性樹脂が繊維、殊に炭素繊維によって強化される場合にさらに高められる。

本発明の有利な実施態様によれば、少なくとも、被覆を有するケーシング領域（ケーシング本体部分又は低圧ポンプ支持部分）の上記材料は、アルミニウムを含んでおり、又はアルミニウムである。アルミニウムは比較的簡単に加工されるものであり、これにより製造コストを低くすることができる。さらにアルミニウムは重量が小さく、したがって高圧燃料ポンプの重量も小さくなっている。本発明に基づき設けられるプラスチック製の被覆により、摩耗は小さく保たれ、ほぼアルミニウムから製造される高圧燃料ポンプの高い耐用年数を保証している。

本発明に基づく高圧燃料ポンプの特に有利な実施態様によれば、被覆の所定の領域、例えば外周領域は、ポンプのケーシングの別の領域、例えばカバー又は蓋部分と接触（協働）するシール領域として成形されている。このような実施態様においては、本発明に基づき設けられるプラスチック製の被覆は、二重の機能を有し、つまり摩耗減少の機能の他に、シール機能をも有している。したがってこのような構成により、例えばＯ・リング、並びに該Ｏ・リングの受容のために切削加工で成形されるＯ・リング用溝から成る別個の密閉手段は不要になっている。結果として、構造が簡単になり、ひいては組立が容易になり、故障しやすい箇所は減少されている。

本発明の実施態様によれば、シール領域は、全周にわたって延びる、つまり環状の１つのシール隆起部又は環状の１つのシールリップを含んでいる。このような構成形態は、一般的なプラスチック、殊に熱可塑性樹脂によって容易に実施できるものであり、かつ圧力差の大きい場合にも確実な密閉を保証している。

プラスチックから成る被覆の簡単な成形は、被覆を、所定のケーシング領域に融着することによって行われる。

本発明の可能な実施態様によれば、被覆が施される所定のケーシング領域、つまり被覆を有する所定のケーシング領域は、支持薄板（又は支持シート）を含んでおり、該支持薄板は別の１つのケーシング部分に取り付けられ、換言すれば該ケーシング領域自体に取り付けられ、つまり固定され、有利には該ケーシング部分と接着されている。このような構成は、所定のケーシング領域及び／又はシールすべき領域のしばしば複雑な幾何学形状に依存する特殊な使用例で、本発明の各使用例に適合した個別の確実な実施を可能にしている。

本発明において上記各構成事項は、単独に用いることができ、また、各組み合わせについて明確に記載しないものの、種々に組み合わせて用いることができるものである。

次に本発明を図示の実施形態に基づき詳細に説明する。

燃料供給システムの概略図である。 高圧燃料ポンプの領域の斜視図である。 図２に示す領域の概略的な断面図である。 別の実施形態の、図３に相当する断面図である。

図１には、往復動内燃機関（往復ピストン式の内燃機関）のための燃料供給システム１０を示してある。該燃料供給システム（燃料供給装置）は燃料タンク１２を含んでおり、該燃料タンクから燃料は、高圧燃料ポンプ１４によって１つの高圧式の燃料貯蔵部（レール）１６内へ圧送される。レール６には複数のインジェクター１８を接続してあり、該インジェクターは、燃料を直接に内燃機関の各燃焼室内に噴射するようになっている。

高圧燃料ポンプ１４は、低圧側に歯車ポンプ１５を含んでいる。図示省略の実施形態では、高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ装置）は、低圧側にベーンポンプ若しくは別の形式の適切なポンプを含んでいる。高圧燃料ポンプ１４は、低圧側の歯車ポンプ１５を含めて、機械的にかつ直接に内燃機関によって駆動されるようになっている。図示省略の別の実施形態では、低圧側の歯車ポンプは、別個（独立又は固有）の駆動部、例えば電動モータを備えていてよい。

図２には、高圧燃料ポンプ１４の歯車ポンプ１５の領域を、それも、通常の運転状態では存在するケーシングカバーを取り除いた状態で示してある。金型成形品として成形されるケーシング２０は、種々の箇所を切削加工されて、高圧燃料ポンプ１４のための機械的及び流体的な構成要素を含んでいる。ケーシング２０はアルミニウムから形成されている。ケーシング領域２２は、平らな面として加工されていて、２つの歯車２４，２６のための滑動面（密接案内面又は摺動シール面）として用いられており、前記両方の歯車は、高圧燃料ポンプ１４及び歯車ポンプ１５の運転時に互いに逆向きに回転するようになっている。すなわち歯車２４，２６は、平らなケーシング領域２２に少なくとも間接的に接触する可動の構成部分、つまり支持又は案内される可動の構成部分である。

図３に示してあるように、ケーシング領域２２には、プラスチック、つまり熱可塑性樹脂から成る被覆を施してある。被覆（被覆層）は図２では、互いに交差する線によってハッチング（クロスハッチング）されていて、符号２８を付けられている。被覆２８は、ケーシング領域２２の、両方の歯車２４，２６に向いている側（面）に施されており、両方の歯車２４，２６は被覆２８に接触している。具体的には、被覆２８のための材料としてポリエーテルエーテルケトンを用いることができる。被覆２８はケーシング領域２２上に溶融により固着され、つまり融着されている。図示省略の実施形態によれば、被覆は追加的に繊維、殊に炭素繊維又はカーボン繊維によって強化されていてよい。

図３から明らかであるように、被覆２８は、両方の歯車２４，２６の滑動面の外側に環状の１つのシール隆起部３０を有しており、該シール隆起部は、ケーシング２０の、カバー３２として形成された別の領域と協働する、つまり接触するシール領域を成している。カバー３２はケーシング領域２２にねじ固定されており、この場合に組み立てに際してシール隆起部３０は圧縮され、その結果として、シール隆起部３０の半径方向内側に位置する領域は、外部に対して密閉される。

別の実施形態を図４に示してある。この場合に、すでに述べた構成要素又は構成部分若しくは領域と同等の機能を有する構成要素又は構成部分若しくは領域は、同一の符号を付されていて、繰り返しになる説明を省略してある。図２及び図３に示す実施形態と異なる点として、被覆２８を施されているケーシング領域２２は、比較的薄い支持薄板３４を含んでおり、該支持薄板は高圧燃料ポンプ１４のケーシング部分３６に接着されている。

１０ 燃料供給システム、 １２ 燃料タンク、 １４ 高圧燃料ポンプ、 １５ 歯車ポンプ、 １６ 燃料貯蔵部、 ２０ ケーシング、 ２２ ケーシング領域、 ２４，２６ 歯車、 ２８ 被覆、 ３０ シール隆起部、 ３２ カバー、 ３４ 支持薄板、 ３６ ケーシング部分

Claims (8)

1. 燃料ポンプ（１５）、殊に往復動内燃機関の燃料供給システム（１０）のための燃料ポンプであって、ケーシング（２０）及び、前記ケーシングのケーシング領域（２２）と少なくとも間接的に接触していて運転時に可動である少なくとも１つの構成部分（２４，２６）を有している形式のものにおいて、前記燃料ポンプは、前記ケーシング領域（２２）の、前記可動である構成部分（２４，２６）に向いている側に施された被覆（２８）を含んでおり、該被覆（２８）はプラスチックを含んでいることを特徴とする、燃料ポンプ。
2. 前記プラスチックは、熱可塑性樹脂、殊にポリエーテルエーテルケトンである請求項１に記載の燃料ポンプ。
3. 前記熱可塑性樹脂は、繊維、殊に炭素繊維によって強化されている請求項２に記載の燃料ポンプ。
4. 少なくとも前記被覆（２８）が施されている前記ケーシング領域（２２）の材料は、アルミニウムを含んでおり、又はアルミニウムである請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料ポンプ。
5. 前記被覆（２８）の１つの領域は、前記ケーシング（２０）の別の領域と接触するシール領域として形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の燃料ポンプ。
6. 前記シール領域は、環状の１つのシール隆起部（３０）又は環状の１つのシールリップを含んでいる請求項５に記載の燃料ポンプ。
7. 前記被覆（２８）は、前記ケーシング領域（２２）に融着されている請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料ポンプ。
8. 前記被覆（２８）が施されている前記ケーシング領域（２２）は、比較的薄い支持薄板（３４）を含んでおり、該支持薄板は別の１つのケーシング部分（３６）に取り付けられ、有利には該ケーシング部分と接着されている請求項１から７のいずれか１項に記載の燃料ポンプ。

Images