JP2012082810A - 電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記目的を達成するため、バルブシートの内側にバルブのストロークをガイドするバルブガイド部を設けた。具体的には、バルブがバルブハウジングに形成されたバルブシートに当接して燃料吸入通路を遮断する環状当接面と当該環状当接面の内周側に設けられた有底筒状部を備え、当該有底筒状部はバルブシートの内側においてバルブハウジングに設けられた燃料導入孔に挿通され、有底筒状部の内周部に対面してバルブの往復動を支持する円筒面部を有する部材がバルブハウジングに固定されている。上記のように構成した本発明によれば、バルブガイドがバルブシート面より加圧室側に突出する寸法を短くできるので、吸入弁機構部を小型にでき、結果的にポンプを小型にできる。
【選択図】 図3(A)
Description
図1乃至図7に基づき本発明が実施される高圧燃料供給ポンプの第1実施例を説明する。図1は細部に符号を付すことができないので、説明中の符号で図1にその符号がないものは図2乃至図7の拡大図にその符号が記載されている。
プランジャロッド201の先端にはバルブ203が設けられ、電磁駆動型吸入弁機構200の端部に設けられたバルブハウジング214に形成されたバルブシート214Sと対面している。
バルブ203はバルブシート214SとバルブストッパS0との間に往復動可能に保持されている。バルブ203はとバルブストッパS0との間にはバルブ付勢ばねS4が配置されており、バルブ203はバルブ付勢ばねS4によってバルブストッパS0から離れる方向に付勢されている。
インジェクタ54は、エンジンの気筒数にあわせて装着されており、エンジンコントロールユニット(ECU)600の信号に応じてコモンレール53に送られてきた高圧燃料を各気筒に噴射する。また、ポンプハウジング1に内蔵されたリリーフ弁機構(図示しない)は、コモンレール53内の圧力が所定値を超えたとき開弁して余剰高圧燃料を吐出弁6の上流側に戻す。
このとき環状突起部203Sの周囲には環状空隙SGPが形成される。この環状空隙SGPはバルブ203が閉弁方向に移動を始める際に加圧室側の燃料の圧力P4をバルブ203に作用させて、バルブ203が素早くバルブストッパS0から離れるようにする早離れ機能を奏する。
この低くなった圧力はバルブ203の平面部203Fのプランジャロッド201の先端が接触していた面積部分にも作用するので加圧室側と低圧室側の圧力差が大きくなり、バルブ203の閉弁動作はより素早くなる。
まず、図3(A),図3(B)により燃料吸入状態を説明する。ピストンプランジャ2が図2の破線で示す上死点位置から矢印Q2に示す方向に下降する吸入工程では、コイル204は非通電状態である。プランジャロッド付勢ばね202の付勢力SP1は矢印に示すようにバルブ203に向かってプランジャロッド201を付勢する。一方バルブ付勢ばねS4の付勢力SP2はバルブ203を矢印に示す方向へ付勢する。プランジャロッド付勢ばね202の付勢力がバルブ付勢ばねS4の付勢力SP2の付勢力より大きく設定されているので両ばねの付勢力はこのときバルブ203を開弁方向に付勢する。また低圧燃料室10A内に位置するバルブ203の平面部203Fに代表されるバルブ203の外表面に作用する燃料の静圧P1と加圧室内の燃料の圧力P12との圧力差によってバルブ203は開弁方向の力を受ける。さらに燃料導入通路10Pを通って矢印R4に沿って加圧室12に流入する燃料流とバルブ203の円筒部203Hの周面との間に発生する流体摩擦力P2はバルブ203を開弁方向に付勢する。さらに、バルブシート214Sとバルブ203の環状面部203Rとの間に形成される環状燃料通路10Sを通る燃料流の動圧P3はバルブ203の環状面部203Rに作用してバルブ203を開弁方向に付勢する。重量数ミリグラムのバルブ203はこれらの付勢力によって、ピストンプランジャ2が下降し始めると素早く開弁し、ストッパSTに衝突するまでストロークする。
燃料スピル状態を図2、および図3(B)により説明する。ピストンプランジャ2が下死点位置から転じて矢印Q1方向に上昇し始めるが、コイル204は非通電状態であるので、一端加圧室12内に吸入された燃料の一部が燃料通路S6,環状燃料通路10Sおよび燃料導入通路10Pを通して低圧燃料室10Aにスピル(溢流)される。燃料通路S6における燃料の流れが矢印R4方向からR5方向へ切り替わる際、一瞬燃料の流れが止り、環状空隙SGPの圧力が上がるがこのときはプランジャ付勢ばね202がバルブ203をバルブストッパS0に押し付ける。むしろ、バルブシート214Sの環状燃料通路10Sに流れ込む燃料の動圧によってバルブ203をバルブストッパS0側に押し付ける流体力と環状空隙SGPの外周を流れる燃料流の吸出し効果でバルブ203とバルブストッパS0とを引き付けるように作用する流体力によってバルブ203はしっかりとバルブストッパS0に押し付けられる。
燃料吐出状態を図4を用いて説明する。前述の燃料スピル状態においてエンジン制御装置ECUからの指令に基づきコイル204に通電されると、閉磁路CMPが図3(A)に示すごとく生起される。閉磁路CMPが形成されると磁気空隙GPにおいて、固定コア206とアンカー207の対抗面間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力はプランジャロッド付勢ばね202の付勢力に打勝ってアンカー207とこれに固定されているプランジャロッド201を固定コア205に引き付ける。このとき、磁気空隙GP,プランジャロッド付勢ばね202の収納室206K内の燃料は燃料通路201Kおよびアンカー207の周囲を通して燃料通路214Kから低圧通路に排出される。これにより、アンカー207とプランジャロッド201はスムースに固定コア206側に変位する。アンカー207が固定コア206に接触すると、アンカー207とプランジャロッド201は運動を停止する。
これにより、バルブ203の閉弁動作時にバルブ203がプランジャロッド201によって開弁方向へ力を受けることがないので、閉弁動作が速くなる。また、バルブ203の閉弁動作時にバルブ203がプランジャロッド201に衝突することがなく打撃音が発生しないので静粛なバルブ機構が得られる。
図8乃至図10に第二の実施例を示す。第一実施例と同一符号のものは第一の実施例のものと同一物を示す。第二実施例ではバルブストッパS0の形状とバルブ付勢ばねS4の配置構成が異なる。バルブストッパS0の中心部にはバルブ203の円筒部203Hの内周面に沿って延びる中空の円筒状部STHを備える。バルブ付勢ばねS4は中空の円筒状部STHの内周部に収納されている。中空の円筒状部STHの外周面はバルブ203の円筒部203Hの内周面と摺接してバルブ203の往復動をガイドする。この実施例ではバルブ付勢ばねS4の寸法が第一実施例のものより長くできる。そのほかの構成は第一実施例と同じである。図8は燃料吸入状態および燃料スピル状態(開弁状態)を示し、第一実施例の図3(A),図3(B)に対応する。図8(B)は図8(A)のP矢視図を示すもので、第一実施例の図4(B)に対応する。図9は燃料吐出状態(閉弁状態)を示し、第一実施例の図4(A)に対応する。
2 ピストンプランジャ
3 リフタ
4 ばね
5 プランジャシール
6 吐出弁
7 カム
10 吸入ジョイント
10A 低圧燃料室
10B ダンパ室
10P 燃料導入通路
10S 環状燃料通路
11 吐出ジョイント
12 加圧室
20 シリンダ
21 シリンダホルダ
22 シールホルダ
30 ダンパホルダ
40 ダンパカバー
50 燃料タンク
51 低圧ポンプ
53 コモンレール
54 インジェクタ
56 圧力センサ
80 金属ダイアフラムダンパ(組体)
200 電磁駆動型吸入弁機構
201 プランジャロッド
203 バルブ
203H 円筒部
214 バルブハウジング
214P 開口部
214S バルブシート
250 燃料副室
600 エンジンコントロールユニット(ECU)
EMD 電磁駆動機構部
INV 吸入弁部
S0 バルブストッパ
SG 円筒面部(バルブガイド)
Claims (15)
- 加圧室を備えたポンプハウジング、
当該ポンプハウジングに支持され、前記加圧室内で往復動作を繰り返すことで前記加圧室内に流体を吸入し、加圧して前記加圧室から前記流体を吐出するピストンプランジャ、 前記ポンプハウジングに取付けられた電磁駆動型の吸入弁を備え、
前記電磁駆動型の吸入弁が、前記加圧室の入口に設けられた吸入弁と当該吸入弁の開閉時期を制御する電磁駆動機構とから構成され、
前記吸入弁はバルブハウジングに設けられたバルブシートに対して前記加圧室側に配置されるバルブと、
前記バルブを前記バルブシート側に付勢するバルブ付勢ばねを備えたものにおいて、
前記バルブは前記バルブシートに当接して燃料吸入通路を遮断する環状当接面と当該環状当接面の内周側に設けられた有底筒状部を備え、
当該有底筒状部は、前記バルブシートの内側において前記バルブハウジングに設けられた燃料導入孔に挿通され、
前記有底筒状部の内周部に対面して前記バルブの往復動を支持する円筒面部を有する部材が前記バルブハウジングに固定されている
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載したものにおいて、
前記円筒面部が形成された部材の直径が前記バルブの直径より大きく構成されており、 当該部材の前記バルブの直径より大きい部分に加圧室に繋がる燃料通路が形成されている
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載したものにおいて、
前記バルブガイドの前記円筒面部は前記バルブシートを含む面の軸方向両側に亘って形成されている
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載のものにおいて、
前記ポンプハウジングの側面から前記加圧室に貫通する貫通孔に、前記電磁駆動型の吸入弁を挿通して前記貫通孔の前記ポンプハウジングの側面側当接面で溶接して内部の低圧燃料室を大気からシールすると共に、前記バルブハウジングの周面を前記ポンプハウジングの前記貫通孔の内周面に圧入嵌合させて加圧室と低圧燃料室とをシールする
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項4に記載のものにおいて、
前記貫通孔が入り口から加圧室側端部まで同一径で、前記貫通孔の端部が同一径の加圧室の燃料入口開口を形成している
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載されたものにおいて、
前記バルブ付勢ばねが前記バルブと前記円筒面部を有する部材との間に設けられている電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載されたものにおいて、
前記円筒面部を有する部材が前記バルブの加圧室方向へのストロークを受けるストッパとして機能する
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載したものにおいて、
前記バルブ付勢ばねの少なくとも一部が前記バルブシートを含む仮想面の上流側に位置している
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載したものにおいて、
前記加圧室に形成された吸入開口の直径より前記バルブの直径のほうが小さい
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1に記載のものにおいて、
前記円筒面部の径方向外側で前記バルブシートと前記バルブの外周面との間に燃料導入通路が形成されている
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 加圧室を備えたポンプハウジング、
当該ポンプハウジングに支持され、前記加圧室内で往復動作を繰り返すことで前記加圧室内に流体を吸入し、加圧して前記加圧室から前記流体を吐出するピストンプランジャ、 前記ポンプハウジングに取付けられた電磁駆動型の吸入弁を備え、
前記電磁駆動型の吸入弁が、前記加圧室の入口に設けられた吸入弁と当該吸入弁の開閉時期を制御する電磁駆動機構とから構成され、
前記吸入弁はバルブハウジングに設けられたバルブシートに対して前記加圧室側に配置されるバルブと、当該バルブの往復動を支持するバルブガイドを備えたものにおいて、
前記バルブガイドが前記バルブシートの内径側で、前記バルブの内周部に設けられている
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項1若しくは11のいずれかに記載のものにおいて、
前記バルブは前記バルブシートと当該バルブシートの加圧室側に設けられたバルブストッパとの間に配置されている
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項12に記載されたものにおいて、
前記バルブストッパがその中心部に前記バルブの有底筒状部側に突出する円筒面を備えた突出部を有し、当該円筒面が前記バルブの軸方向へのストロークをガイドするガイド部として機能する
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項13に記載されたものにおいて、
前記バルブと前記バルブストッパとの間には前記バルブを閉弁方向に付勢するバルブ付勢ばねを備える
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。 - 請求項5に記載のものにおいて、
前記バルブストッパと前記バルブとの間には前記バルブが全開位置に移動したときに接触する接触面と空隙部とが形成されており、
前記接触面は前記バルブシートより内側において環状に形成されており、
前記空隙部は前記環状の接触面の外側において環状に形成されている
電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ。
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