JP2013151902A - Fuel injection pump - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ディーゼルエンジン等に用いられ、プランジャバレルから給排燃料室に排出される燃料の噴流に起因するエロージョンの発生を抑制することが可能な燃料噴射ポンプに関する。 The present invention relates to a fuel injection pump that is used in a diesel engine or the like and can suppress the generation of erosion caused by a jet of fuel discharged from a plunger barrel into a supply / discharge fuel chamber.
ディーゼルエンジン等に用いる燃料噴射ポンプは、給排ポートが貫通して形成された筒状のプランジャバレルと、プランジャバレル内に配置されプランジャバレルとともにプランジャ室を画成するプランジャと、プランジャバレルとの間で給排される燃料を貯留する給排燃料室とを備え、プランジャの往復動によりプランジャ周面に形成されたリードにより給排ポートを開閉することにより、給排燃料室からプランジャバレルへの燃料供給と、プランジャバレルから給排燃料室への燃料排出を行なうとともに、プランジャ室からエンジン本体に燃料を吐出するように構成されている。 A fuel injection pump used for a diesel engine or the like includes a cylindrical plunger barrel having a supply / discharge port formed therethrough, a plunger that is disposed in the plunger barrel and defines a plunger chamber together with the plunger barrel, and a plunger barrel. The fuel from the supply / discharge fuel chamber to the plunger barrel is opened and closed by opening and closing the supply / discharge port with a lead formed on the peripheral surface of the plunger by reciprocating movement of the plunger. While supplying and discharging the fuel from the plunger barrel to the supply / exhaust fuel chamber, the fuel is discharged from the plunger chamber to the engine body.
このような燃料噴射ポンプでは、プランジャがプランジャバレルから給排燃料室に燃料を排出する際に、給排ポートを通じて給排燃料室に噴出される燃料にキャビテーションが発生し、このキャビテーションが給排ポートの壁部に衝突して、給排ポートの壁部にキャビテーションエロージョンを生じさせる原因となっている。 In such a fuel injection pump, when the plunger discharges fuel from the plunger barrel to the supply / exhaust fuel chamber, cavitation occurs in the fuel injected into the supply / discharge fuel chamber through the supply / discharge port, and this cavitation is generated by the supply / discharge port. This causes a cavitation erosion in the wall portion of the supply / discharge port.
そこで、給排ポートへのキャビテーションエロージョンの発生を抑制することを目的として、給排ポートにデフレクタを設け、プランジャバレルから給排燃料室に排出される高速の燃料流をデフレクタに衝突させることにより、給排ポート等にキャビテーションエロージョンが発生するのを抑制するための技術が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。 Therefore, for the purpose of suppressing the occurrence of cavitation erosion to the supply / discharge port, a deflector is provided in the supply / discharge port, and a high-speed fuel flow discharged from the plunger barrel to the supply / discharge fuel chamber is made to collide with the deflector. Techniques for suppressing the occurrence of cavitation erosion in a supply / discharge port or the like are disclosed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、特許文献1、2に記載の技術等を用いても、ディーゼルエンジン等の燃料噴射ポンプは使用条件が厳しく、設置したデフレクタを定期的に交換することが必要とされることから、キャビテーションエロージョンをより効率的に抑制し、ひいてはメンテナンス費用を削減することに対する強い技術的要請がある。
However, even if the techniques described in
そこで、発明者らは、給排ポートに対するキャビテーションの衝突を、デフレクタを用いて抑制する技術につき、鋭意研究した結果、プランジャに形成されるグラダン角と、デフレクタの形態とを適切に対応させることにより、キャビテーションをデフレクタに効率的に衝突させて、給排ポート壁部へのキャビテーションの衝突を大幅に低減できることを掴んだ。 Thus, as a result of earnest research on the technology for suppressing the collision of cavitation against the supply / exhaust port using the deflector, the inventors have made the gradant angle formed on the plunger appropriately correspond to the shape of the deflector. It has been found that the cavitation can be efficiently collided with the deflector and the collision of the cavitation with the wall of the supply / discharge port can be greatly reduced.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ディーゼルエンジン等の燃料噴射ポンプにおいて、プランジャバレルから給排燃料室に排出される燃料内に発生するキャビテーションに起因するエロージョンを効率的に抑制可能な燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in a fuel injection pump such as a diesel engine, the erosion caused by cavitation generated in the fuel discharged from the plunger barrel into the supply / discharge fuel chamber is efficiently performed. It is an object of the present invention to provide a fuel injection pump that can be suppressed.
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に記載の発明は、給排ポートが貫通して形成された筒状のプランジャバレルと、前記プランジャバレル内に配置され前記プランジャバレルとともにプランジャ室を画成するプランジャと、前記プランジャバレルとの間で給排される燃料を貯留する給排燃料室とを備え、前記プランジャの往復動により前記プランジャ周面に形成されたリードにより前記給排ポートを開閉することにより、前記給排燃料室から前記プランジャバレルへの燃料供給と、前記プランジャバレルから前記給排燃料室への燃料排出を行なうとともに、前記プランジャ室から燃料を吐出する燃料噴射ポンプであって、前記給排ポートには、前記プランジャ側に延伸する中実のデフレクタが配置され、前記プランジャには、前記リードより前記プランジャ室側にグラダンが形成され、前記グラダンには、前記プランジャの中心軸を含む断面においてグラダン角45°以下の傾斜部が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is a cylindrical plunger barrel having a supply / exhaust port formed therethrough, a plunger disposed in the plunger barrel and defining a plunger chamber together with the plunger barrel, and the plunger barrel A supply / exhaust fuel chamber for storing fuel supplied / exhausted between, and by opening / closing the supply / exhaust port by a lead formed on the peripheral surface of the plunger by reciprocation of the plunger, A fuel injection pump for supplying fuel to the plunger barrel from the plunger barrel and discharging fuel from the plunger barrel to the supply / exhaust fuel chamber, and for discharging fuel from the plunger chamber, A solid deflector extending to the plunger side is arranged, and the plunger is grabbed from the lead to the plunger chamber side. Emissions is formed, the Guradan is characterized in that the inclined portion of the following Guradan angle 45 ° in the cross section including the central axis of the plunger is formed.
この発明に係る燃料噴射ポンプによれば、グラダンに形成した傾斜部のグラダン角度を45°以下と小さくすることにより噴流を上向き傾向とし、かつデフレクタを中実とすることによりキャビテーションエロージョンをデフレクタ上で発生させることができる。また、デフレクタが中実とされていて噴流が衝突する部位の厚さが厚いので、デフレクタを長期間にわたって使用することができる。 According to the fuel injection pump according to the present invention, the gradation angle of the inclined portion formed in the gradane is reduced to 45 ° or less to make the jet flow upward, and by making the deflector solid, the cavitation erosion is caused on the deflector. Can be generated. In addition, since the deflector is solid and the portion where the jet collides is thick, the deflector can be used for a long period of time.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の燃料噴射ポンプであって、前記デフレクタは、前記給排ポートを通じて排出される燃料により回転可能に構成されていることを特徴とする。
The invention according to
この発明に係る燃料噴射ポンプによれば、デフレクタが回転可能とされていて、噴流がデフレクタの周方向の特定部位に衝突することが抑制される。その結果、エロージョンがデフレクタの周方向に均一に発生して、デフレクタを長期間使用することができるので、メンテナンスコストが低減可能となる。 According to the fuel injection pump according to the present invention, the deflector is rotatable, and the jet flow is prevented from colliding with a specific portion in the circumferential direction of the deflector. As a result, erosion occurs uniformly in the circumferential direction of the deflector, and the deflector can be used for a long period of time, so that maintenance costs can be reduced.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の燃料噴射ポンプであって、前記プランジャは、前記リードを介して前記プランジャ室の反対側に形成された凹部側領域に、前記給排ポートに流通する燃料に圧損を生じさせる圧損発生手段を備えることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the fuel injection pump according to the first or second aspect, wherein the plunger is provided in a recess side region formed on the opposite side of the plunger chamber via the lead. Pressure loss generating means for generating pressure loss in the fuel flowing through the exhaust port is provided.
この発明に係る燃料噴射ポンプによれば、排ポートに排出される燃料の圧力は、給排ポートの開度(ポート開度)に大きく支配される傾向があるが、グラダン上流部の凹部側領域に圧損発生手段を設けて、給排ポートに排出する燃料に圧力損失を発生させることにより、給排ポート部での噴流や静圧低下を抑制することができ、その結果、給排ポート前後の差圧が大きくても、キャビテーションの発生を抑制することができる。
また、給排ポート以外で圧力損失を発生させることにより、ポート開度に対する感度が低下し、微調整が可能となる。
According to the fuel injection pump according to the present invention, the pressure of the fuel discharged to the exhaust port tends to be largely controlled by the opening degree (port opening degree) of the supply / exhaust port. By providing pressure loss generating means in the fuel tank and generating pressure loss in the fuel discharged to the supply / exhaust port, it is possible to suppress jet flow and static pressure drop at the supply / discharge port portion. Even if the differential pressure is large, the occurrence of cavitation can be suppressed.
Further, by generating a pressure loss at a port other than the supply / discharge port, the sensitivity to the port opening decreases, and fine adjustment is possible.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の燃料噴射ポンプであって、前記圧損発生手段は、前記凹部側領域に形成された凸形状部を有していることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the fuel injection pump according to the third aspect, wherein the pressure loss generating means has a convex portion formed in the concave side region.
この発明に係る燃料噴射ポンプによれば、圧損発生手段は、凹部側領域に形成された凸形状部を有しているので、簡単な構成により圧力損失を発生させることができ、キャビテーションの発生を効率的に抑制することができる。 According to the fuel injection pump according to the present invention, the pressure loss generating means has the convex portion formed in the concave side region, so that pressure loss can be generated with a simple configuration, and cavitation is generated. It can be suppressed efficiently.
本発明に係る燃料噴射ポンプによれば、給排ポートから排出された燃料内に生じるキャビテーションをデフレクタに衝突させることにより、給排ポートへのキャビテーションエロージョンの発生を抑制することができ、ひいてはメンテナンスコストを削減することができる。また、燃料噴射ポンプの信頼性を向上することができる。 According to the fuel injection pump according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of cavitation erosion to the supply / discharge port by colliding the cavitation generated in the fuel discharged from the supply / discharge port with the deflector, and consequently the maintenance cost. Can be reduced. Further, the reliability of the fuel injection pump can be improved.
以下、図1から図3を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプ(ジャーク式燃料噴射ポンプ)の概略を示す図であり、符号1は燃料噴射ポンプを示している。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a fuel injection pump (jerk type fuel injection pump) for a diesel engine according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a fuel injection pump.
燃料噴射ポンプ1は、図1に示すように、プランジャバレル2と、プランジャバレル2内に配置されるプランジャ3と、プランジャバレル2との間で給排される燃料を貯留する給排燃料室4と、ポンプケース5と、デフレクタ40とを備え、プランジャバレル2、プランジャ3、給排燃料室4、デフレクタ40は、ポンプケース5内に配置されている。
As shown in FIG. 1, the fuel injection pump 1 includes a
プランジャバレル2は円筒状とされ、周壁部には、例えば、外周側が拡径するテーパ状の給排ポート11が形成されており、プランジャバレル2内部をプランジャ3がその軸線方向に往復動するようになっている。
The
プランジャ3は、図1に示すように、略円柱状とされて周面にはリード31が形成され、リード31を介してプランジャ室の反対側に配置される凹部側領域32と、リード31を介してプランジャ室側に形成された凸部側領域33とを有し、凹部側領域32と凸部側領域33とはリード31により接続されている。
As shown in FIG. 1, the
プランジャ3には、図2に示すように、リード31よりもプランジャ室21側にグラダン(段差)が形成され、グラダンには傾斜部34が形成され、傾斜部34は、プランジャ3の中心軸線を含む断面において、プランジャ3の往復動方向との交差角、いわゆるグラダン角αが45°以下とされている。その結果、キャビテーションをデフレクタ40に衝突させることにより給排ポート11の壁部へのキャビテーションエロージョンが抑制されるようになっている。図2に示した矢印Fは、プランジャ3の往復動方向(プランジャ進行方向)を示しており、図2における上側がプランジャ進行方向前方側を、下側がプランジャ進行方向後方側を示している。
As shown in FIG. 2, the
プランジャ3は、プランジャバレル2とともにプランジャバレル2上部にプランジャ室21を画成するとともに、図示しないタペット及びタペットスプリングによりプランジャバレル2内を摺動しながら往復動するようになっている。
The
プランジャ3が往復動することにより、凹部側領域32が給排ポート11と重なる場合には給排ポート11は開状態とされ、凸部側領域33が給排ポート11と重なる場合には給排ポート11は閉状態とされ、給排ポート11が開閉されることにより給排燃料室4からプランジャバレル2内への燃料供給と、プランジャバレル2から給排燃料室4への燃料の排出が行われるようになっている。
As the
また、プランジャ3が往復動して、プランジャ室21の上部に配置されたバルブ(不図示)23が燃料の圧力で開いた場合には、吐出口24を通じてディーゼルエンジン(不図示)に燃料が吐出されるようになっている。
Further, when the
また、プランジャ3の凹部側領域32には、プランジャ3の周方向に延在するリブ35がプランジャ3の軸線方向に複数形成されていて、プランジャ3がプランジャ室21側に移動して給排ポート11を開状態として給排ポート11から燃料を排出する際に、給排ポート11に排出される燃料に圧力損失が発生するようになっている。
In addition, a plurality of
その結果、給排ポート11での噴流や静圧低下が抑制されて、給排ポート11前後の差圧が大きい場合であってもキャビテーションの発生を抑制することができるようになっている。また、給排ポート11以外のグラダン上流側にて圧力損失を発生させることにより、ポート開度に対する感度が低下して、微調整可能とされている。
As a result, the jet flow and static pressure drop at the supply /
デフレクタ40は、先端がテーパ状に縮径されるとともに膨出する曲面を有する中実な構成とされていて、ポンプケース5に固定された固定部材52を介して給排燃料室4に配置され、先端部が給排ポート11の内部に挿入されている。
また、デフレクタ40は、先端が給排ポート11内においてプランジャ3の外周面との間に隙間が形成されるとともに、給排ポート11との間に燃料が流通する流路が形成されるようになっており、プランジャ3が給排ポート11を開いたときに、給排ポート11に噴出される高圧の燃料をデフレクタ40の先端近傍に衝突させることにより、給排ポート11内のエロージョンを抑制するようになっている。
The
Further, the
図3は、デフレクタ40周囲におけるキャビテーションを示す概念図であり、例えば、傾斜部34を通過した噴流によるキャビテーションは、図3に示すように給排ポート11の下側及び上側の壁部と衝突することなく、デフレクタ40の先端近傍に衝突するようになっている。符合Cはキャビテーションを示している。ここでいう給排ポート11の上側とは図3における上側であり、前述の通り、プランジャ進行方向前方側を、下側とは図3における下側であり、プランジャ進行方向後方側を意味する。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing cavitation around the
燃料噴射ポンプ1によれば、プランジャグラダン角度を45°以下と小さくして噴流を上向き傾向とするとともに、デフレクタ40を中実とすることによりキャビテーションエロージョンをデフレクタ40の先端近傍で発生させることができる。また、デフレクタ40が中実とされていて噴流が衝突する部位の厚さが厚いので、デフレクタ40を長期間にわたって使用することが出来る。
According to the fuel injection pump 1, the plunger gradane angle is reduced to 45 ° or less to make the jet flow upward, and the
次に、図4、図5を参照して、この発明の第2の実施形態に係る燃料噴射ポンプ1について説明する。第2の実施形態に係る燃料噴射ポンプ1が第1の実施形態と異なるのは、デフレクタ40に代えて、回転可能とされたデフレクタ50が配置されている点である。
デフレクタ50は、基端側が、例えば、軸受等の回転支持部材55により支持されるとともに、先端側にはキャビテーションが衝突することによりデフレクタ50の先端に回転を付与するための螺旋凹部56が形成された構成とされている。その結果、図5に示すように、キャビテーションCが螺旋凹部56と衝突することにより、デフレクタ50が矢印G方向に回転するようになっている。その他は第1の実施形態と同じであるため、同じ符号を付して説明を省略する。
Next, a fuel injection pump 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fuel injection pump 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a
The
第2の実施形態に係る燃料噴射ポンプ1によれば、デフレクタ50の先端が回転可能とされていて、噴流がデフレクタ50の周方向の特定部位に衝突することが抑制される。その結果、エロージョンがデフレクタ50の周方向に均一に発生して、デフレクタ50を長期間使用することができるので、メンテナンスコストが低減可能となる。また、燃料噴射ポンプ1としての信頼性を向上することができる。
According to the fuel injection pump 1 according to the second embodiment, the tip of the
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、デフレクタの形状は一例を示すものであり、発明の趣旨の範囲内において、任意に設定することができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
For example, the shape of a deflector shows an example and can be arbitrarily set within the scope of the gist of the invention.
また、上記実施の形態においては、給排ポート11に流通する燃料に圧損を生じさせる圧損発生手段として、プランジャ3のリード31を介して凹部側領域32に、プランジャ3の複数のリブ35を形成する場合について説明したが、リブが延在する方向をプランジャの周方向と交差する方向としてもよいし、これらリブ35に切込みを形成し、又は複数のピンにより圧損発生手段を構成してもよい。また、プランジャ3に圧損発生手段を設けない構成としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the plurality of
また、上記実施の形態においては、噴流が、デフレクタ50の周面に形成された螺旋凹部56と衝突して、デフレクタが回転する場合について説明したが、例えば、図6(A)〜図6(E)に例示する構成を用いてもよい。図6(A)〜図6(E)は、軸受等の回転支持部材55により支持された構成とされている。
図6(A)に示すデフレクタ60は、表面に複数のディンプル61を備えた構成とされ、デフレクタ60周囲を通過する燃料が、ディンプル61に作用してデフレクタ60を回転させるようになっている。
また、図6(B)に示すデフレクタ70は、図示しない吸込みから取入れた燃料を回転軸からオフセットした方向に開口するスピル孔71を介して噴射することで回転する構成とされている。
また、図6(C)に示すデフレクタ80は、回転軸を中心としデフレクタ80表面に沿って軸線方向に伸びる放射状溝81を備えており、燃料が放射状溝81に作用して回転する構成とされている。
また、図6(D)に示すデフレクタ85は、回転軸を中心としデフレクタ85表面に沿って軸線方向に伸びる放射状フィン86を備えており、燃料が放射状フィン86に作用して回転する構成とされている。
また、図6(E)に示すデフレクタ90は、回転軸を中心としデフレクタ90表面に沿って螺旋状に伸びる螺旋フィン91を備えており、燃料が螺旋フィン91に作用して回転する構成とされている。
その他、周知の他の構成を用いてもよい。なお、図6(B)の右側の図は左図のX−X断面、図6(C)〜(E)の右側の図は、デフレクタ80、85、90を軸線方向先端側から見た図である。
Moreover, in the said embodiment, although the jet flow collided with the spiral recessed
A
Further, the
The
Further, the
Further, the
In addition, other known configurations may be used. 6B is a cross-sectional view taken along the line XX in the left view, and right views in FIGS. 6C to 6E are views of the
本発明によれば、キャビテーションをデフレクタに衝突させることにより、給排ポート等におけるキャビテーションエロージョンの発生を抑制することができるので、産業上利用可能である。 According to the present invention, the occurrence of cavitation erosion in the supply / exhaust port or the like can be suppressed by causing the cavitation to collide with the deflector.
α グラダン角
2 プランジャバレル
3 プランジャ
4 給排燃料室
11 給排ポート
21 プランジャ室
31 リード
32 凹部側領域
33 凸部側領域
34 傾斜部
35 リブ(凸形状部)
40、50、60、70、80、85、90 デフレクタ
40, 50, 60, 70, 80, 85, 90 Deflector
Claims (4)
前記プランジャバレル内に配置され前記プランジャバレルとともにプランジャ室を画成するプランジャと、
前記プランジャバレルとの間で給排される燃料を貯留する給排燃料室と、を備え、
前記プランジャの往復動により前記プランジャ周面に形成されたリードにより前記給排ポートを開閉することにより、前記給排燃料室から前記プランジャバレルへの燃料供給と、前記プランジャバレルから前記給排燃料室への燃料排出を行なうとともに、前記プランジャ室から燃料を吐出する燃料噴射ポンプであって、
前記給排ポートには、前記プランジャ側に延伸する中実のデフレクタが配置され、
前記プランジャには、前記リードより前記プランジャ室側にグラダンが形成され、前記グラダンには、前記プランジャの中心軸を含む断面においてグラダン角45°以下の傾斜部が形成されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 A cylindrical plunger barrel formed by penetrating the supply / discharge port;
A plunger disposed within the plunger barrel and defining a plunger chamber with the plunger barrel;
A supply / exhaust fuel chamber for storing fuel supplied / exhausted with the plunger barrel,
Fuel supply from the supply / discharge fuel chamber to the plunger barrel, and supply / discharge fuel chamber from the plunger barrel by opening / closing the supply / discharge port by a lead formed on the plunger peripheral surface by reciprocation of the plunger A fuel injection pump for discharging fuel to the plunger chamber and discharging fuel from the plunger chamber,
A solid deflector extending toward the plunger side is disposed in the supply / discharge port,
In the plunger, a gradan is formed on the plunger chamber side from the lead, and an inclined portion having a gradan angle of 45 ° or less is formed in the cross section including the central axis of the plunger. Fuel injection pump.
前記デフレクタは、前記給排ポートを通じて排出される燃料により回転可能に構成されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 The fuel injection pump according to claim 1,
The fuel injection pump, wherein the deflector is configured to be rotatable by fuel discharged through the supply / discharge port.
前記プランジャは、前記リードを介して前記プランジャ室の反対側に形成された凹部側領域に、前記給排ポートに流通する燃料に圧損を生じさせる圧損発生手段を備えることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 The fuel injection pump according to claim 1 or 2,
The plunger includes a pressure loss generating means for generating a pressure loss in the fuel flowing through the supply / exhaust port in a recess side region formed on the opposite side of the plunger chamber via the lead. .
前記圧損発生手段は、前記凹部側領域に形成された凸形状部を有していることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 The fuel injection pump according to claim 3,
The fuel injection pump characterized in that the pressure loss generating means has a convex portion formed in the concave side region.
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