JP2016089839A

JP2016089839A - 燃料ポンプ

Info

Publication number: JP2016089839A
Application number: JP2015216491A
Authority: JP
Inventors: トーマス・ハーマン; Thomas Herman; マルクス・マイクスナー; Meixner Markus; マルクス・ガウゲンリーダー; Gaugenrieder Marcus
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2035-11-04
Also published as: JP6666119B2; FI20155800L; KR20160053801A; CN105569897A; DE102014016396A1

Abstract

【課題】ポンプピストンの内部冷却に使われる冷却剤が燃料と反応して反応生成物がポンプピストンとポンプシリンダとの間のガイド領域におけるガイド間隙を圧迫するというリスクがない、新たなタイプの燃料ポンプを提供すること。【解決手段】燃料ポンプ（１０）は、ポンプシリンダ（１１）内で可動式に取り付けられているポンプピストン（１２）を有し、ポンプピストンは内部冷却するために冷却剤が貫流する流入口（１５）と流出口（１６）とを有する中空空間（１４）を備え、流入口と、流出口との双方が、ポンプシリンダ内でのポンプピストンの位置に関係なくポンプシリンダから恒久的に開口されており、ガイド領域（１７）の外側に位置しているので、ポンプシリンダとポンプピストンとの間の環状隙間（１８）は恒久的に冷却剤がないようになる。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ポンプ、特に、請求項１のおいて書き部に記載のコモンレール燃料システムの高圧ポンプに関する。

実践から知られる燃料ポンプは、ポンプシリンダと、当該ポンプシリンダ内で可動式に取り付けられているポンプピストンと、を備える。ポンプピストンは、１つあるいは複数のカムを介して、ポンプシリンダ内で上下に動かされ、その結果、燃料ポンプによって燃料が吸引され、消費部、たとえば燃料システムの噴射弁に送られる。

実践から知られる燃料ポンプは、ポンプシリンダとポンプピストンとの間で生じるあらゆる燃料漏れを、燃料システムにあるいは漏れ復帰部に排出するために、ポンプピストンが中に可動式に取り付けられているポンプシリンダの領域に１つあるいは複数の溝を備える。特に、重油で稼働される燃料システムで燃料ポンプが用いられる場合、樹脂化と呼ばれる燃料の付着物が、ポンプピストンとポンプシリンダとの間のガイド領域内に形成されかねず、それがポンプピストンとポンプシリンダとの間のガイド間隙を圧迫して、それによってピストンの焼付きとなりかねない。稼働中の温度が高いほど、かつ熱がポンプピストンから消散されにくいほど、このリスクは高くなる。この場合、稼働中に生じる温度は、燃料のタイプと燃料の品質と燃料ポンプがさらされる負荷の性質とに左右される。

特許文献１から、ポンプピストンが流入口と流出口とを有する中空空間を備える、コモンレール燃料システムの高圧燃料ポンプが知られており、ポンプピストンの中空空間は、ポンプピストンを内部冷却するための冷却剤が貫流する。この従来技術に従えば、ポンプピストンの流入口および／あるいは流出口は、中空空間に冷却剤を送るために、あるいは中空空間から冷却剤を排出するために、ポンプピストンのためのガイド領域においてポンプシリンダに導入されている周囲の溝と互いに相互作用する。特に、ポンプピストンを内部冷却するために、潤滑油が使われる場合、潤滑油が燃料と反応して反応生成物がポンプピストンとポンプシリンダとの間のガイド領域におけるガイド間隙を圧迫するというリスクがある。これは不利である。

独国特許出願公開第１０２００６０４９７５９号明細書

以上のことから、本願発明の目的は、ポンプピストンの内部冷却に使われる冷却剤が燃料と反応して反応生成物がポンプピストンとポンプシリンダとの間のガイド領域におけるガイド間隙を圧迫するというリスクがない、新たなタイプの燃料ポンプを提供することにある。

この目的は、請求項１に記載の燃料ポンプによって達成される。

本発明に従えば、冷却剤のための流入口と、冷却剤のための流出口と、の双方が、ポンプシリンダ内でのポンプピストンの位置に関係なくポンプシリンダから恒久的に開口されており、それゆえ恒久的に冷却剤が貫流できるので、ポンプピストンの中空空間は恒久的に冷却剤が貫流できる。冷却剤のための流入口と、冷却剤のための流出口と、の双方が、ポンプピストンの位置に関係なく、ポンプシリンダによって形成されたポンプピストンのガイド領域の外側に位置しているので、ポンプシリンダとポンプピストンとの間の環状隙間は恒久的に冷却剤がない。

本発明に従った燃料ポンプによって、ポンプピストンの内部冷却のために使われる冷却剤、特に内部冷却のために使われる潤滑油が燃料と反応してポンプピストンのためのポンプシリンダのガイド領域とポンプピストンとの間の環状隙間に付着物が生じるというリスクがない。それゆえポンプピストンとポンプシリンダとの間のガイド領域におけるガイド間隙が、冷却剤を通すというリスクがない。

本発明の有利なさらなる一発展形態に従えば、ポンプピストンは、下側ポンプピストン部分と上側ポンプピストン部分とを備え、燃料ポンプのポンプタペットとの中間接続部となる下側ポンプピストン部分は、燃料ポンプのカムによって上下に動かされ得、ポンプピストンの中空空間の流入口は、ポンプタペットに組み込まれた孔を介して冷却剤を恒久的に供給され得る。この実施形態は、ポンプタペットを介してポンプシリンダの中空空間に冷却剤を特に有利に恒久的に供給することを可能にする。

好適には、内部管は、ポンプピストンの中空空間内に突出しており、中空空間を、内部管の径方向内側に位置する部分空間と、内部管の径方向外側に位置する部分空間と、にさらに分割し、ポンプタペットの孔は、中空空間の流入口を介して、内部管の径方向内側に位置する部分空間と連通し、中空空間の流出口は、内部管の径方向外側に位置する部分空間と連通する。この構成は設計上シンプルであり、ポンプピストンとポンプシリンダとの間のガイド領域におけるガイド間隙を圧迫するリスクなしに、ポンプピストンを効果的に内部冷却させる。

本発明の好適なさらなる発展形態は、従属請求項と以下の記述とからもたらされる。本発明の例示される実施形態は、図を用いてより詳細に説明されるが、これに限定されるものではない。図に示されるのは以下である。

本発明に係る燃料ポンプの概略的部分断面図である。

図１は、本願発明の例示される好適な実施形態に従った、燃料ポンプ１０の一部の概略的断面図を示している。

図１の燃料ポンプ１０は、ポンプシリンダ１１と、当該ポンプシリンダ１１内で可動式に取り付けられているポンプピストン１２と、を備える。ポンプピストン１２は、カム１３によって制御されて、ポンプシリンダ１１内で上下に動くことができる。ポンプシリンダ１１内でのポンプピストン１２のこの動きによって、燃料が吸引されて、消費部に向かって運ばれる。

ポンプピストン１２は、ポンプピストン１２の内部冷却を可能にする冷却剤のための中空空間１４を備える。冷却剤は、流入口１５を介してポンプピストン１２の中空空間１４に送られ得る。冷却剤は、流出口１６を介して中空空間１４から排出され得る。

本願発明に関して、冷却剤のための中空空間１４の流入口１５と、冷却剤のための中空空間１４の流出口１６と、の双方が、ポンプシリンダ１１内でのポンプピストン１２の位置に関係なくポンプシリンダ１１から恒久的に開口されている。それゆえ、流入口１５及び流出口１６の双方、従って中空空間１４は、恒久的に冷却剤が貫流する。冷却剤のための流入口１５と冷却剤のための流出口１６は、この目的のために、ポンプシリンダ１１内でのポンプピストン１２の位置に関係なく、ポンプシリンダ１１によって形成されたあるいは定義されたポンプピストン１２のためのガイド領域１７の外側に配置されているので、ポンプシリンダ１１とポンプピストン１２との間のガイド領域１７に形成された環状隙間１８は恒久的に冷却剤がない。

ポンプピストンの中空空間の流入口および／あるいは流出口がポンプシリンダの溝と相互作用する従来技術とは異なって、本発明に従った燃料ポンプ１０が提供されるのは、ポンプシリンダ１１の領域にこのような溝を作らないためであり、それによってポンプシリンダ１１とポンプピストン１２との間の環状隙間１８を恒久的に冷却剤がないままに保つ。その結果、燃料ポンプ１０によって吸引された燃料が冷却剤と反応して、冷却剤と燃料との反応生成物が環状隙間１８の付着物となってガイド間隙を減少させることになるというリスクがない。

示された例示される好適な実施形態において、ポンプピストン１２は、下側ポンプピストン部分１９と上側ポンプピストン部分２０とを備える。燃料ポンプ１０のポンプタペット２１との中間接続部となる、ポンプピストン１２の下側ポンプピストン部分１９は、ポンプピストンを上下移動させるためにカム１３によって作用される。

この場合、ポンプピストン１２の中空空間１４のための流入口１５は、下側ポンプピストン部分１９によって形成されており、ポンプピストン１２の中空空間１４のための流入口１５はポンプタペット２１に組み込まれた孔２２と連通し、当該孔２２を介して冷却剤がポンプピストン１２の流入口１５に向かって導かれ得る。それゆえ、ポンプタペット２１に組み込まれた孔２２を介して、ポンプピストン１２の中空空間１４は恒久的に冷却剤が供給され得、つまり冷却剤は、孔２２を介して中空空間１４の流入口１５に向かって運ばれる。

内部管２３は、ポンプピストン１２の中空空間１４内に突出しており、ポンプピストン１２の中空空間１４を、内部管２３の径方向内側に位置する部分空間２４と、内部管２３の径方向外側に位置する部分空間２５と、にさらに分割する。

この場合、冷却剤のための流入口１５は、内部管２３の径方向内側に位置する中空空間１４の部分空間２４と連通し、中空空間１４の流出口１６は、内部管２３の径方向外側に位置する中空空間１４の部分空間２５と連通する。選択的には、内部管２３は、ポンプピストン１２の下側ポンプピストン部分１９の一体部分である。

ポンプピストン１２を内部冷却するために、示された好適な例示される実施形態において、冷却剤としての潤滑油が恒久的に、ポンプタペット２１の孔２２を介して流入口１５に向かって運ばれ、それからこの冷却剤は、流入口１５を介して中空空間１４内に、つまり、内部管２３の径方向内側に位置する中空空間１４の部分空間２４内に流れ込む。それから内部管２３内において冷却剤は上昇し、内部管２３の上端部で、内部管２３の径方向内側に位置する部分空間２４から、内部管２３の径方向外側に位置する部分空間２５に流れ込んで、それからこの部分空間２５において流出口１６に向かって下流へ流れる。中空空間１４の２つの部分空間２４、２５を通り、ひいては流入口１５と流出口１６とを介する冷却剤のこの流れは、ポンプシリンダ１１内でのポンプピストン１２の位置に関係なく、すなわち恒久的にあるいは継続的に起こる。ポンプピストン１２とポンプシリンダ１１との間のガイド領域１７と、ひいてはポンプピストン１２とポンプシリンダ１１との間の対応する環状隙間１８と、は、恒久的に冷却剤がないままである。

原則的に、冷却剤がポンプピストン１２を貫流する方向を逆にしてよいが、しかし流入口１５を介して送られる冷却剤が内部管２３において上昇し、内部管２３の径方向外側を流出口１６に向かって流れる、図１に示された型が好適である。この場合、冷却剤は、特に有利には、ポンプタペット２１を介して、ポンプピストン１２の中空空間１４の流入口１５に供給され得る。

選択的には、冷却剤としての潤滑油は、ポンプタペット２１を介してポンプピストン１２の中空空間１４に送られ、駆動の潤滑のためにも使われる。

本発明によって、燃料ポンプ、つまり燃料ポンプのポンプピストン１２の特に効果的な冷却が、冷却剤が燃料と反応して反応生成物がポンプシリンダ１１とポンプピストン１２との間のガイド領域１７におけるガイド間隙を減少させるというリスクなしに、可能である。

１０燃料ポンプ
１１ポンプシリンダ
１２ポンプピストン
１３カム
１４中空空間
１５流入口
１６流出口
１７ガイド領域
１８環状隙間
１９ポンプピストン部分
２０ポンプピストン部分
２１ポンプタペット
２２孔
２３内部管
２４部分空間
２５部分空間

Claims

ポンプシリンダ（１１）内で可動式に取り付けられているポンプピストン（１２）を有する燃料ポンプ（１０）、特にコモンレール燃料システムの高圧燃料ポンプであって、
前記ポンプピストン（１２）は、該ポンプピストン（１２）を内部冷却するために冷却剤が貫流する流入口（１５）と流出口（１６）とを有する中空空間（１４）を備える、燃料ポンプにおいて、
前記冷却剤のための前記流入口（１５）と、前記冷却剤のための前記流出口（１６）と、の双方が、前記ポンプシリンダ（１１）内での前記ポンプピストン（１２）の位置に関係なく前記ポンプシリンダ（１１）から恒久的に開口されており、それゆえ恒久的に冷却剤が貫流できるので、前記ポンプピストン（１２）の前記中空空間（１４）は恒久的に冷却剤が貫流でき、つまりそれで、前記冷却剤のための前記流入口（１５）と、前記冷却剤のための前記流出口（１６）と、の双方が、前記ポンプピストン（１２）の位置に関係なく、前記ポンプシリンダ（１１）によって形成された前記ポンプピストン（１２）のためのガイド領域（１７）の外側に位置しているので、ポンプシリンダ（１１）とポンプピストン（１２）との間の環状隙間（１８）は恒久的に冷却剤がないようになることを特徴とする燃料ポンプ。
前記ポンプピストン（１２）は、下側ポンプピストン部分（１９）と上側ポンプピストン部分（２０）とを備え、
前記燃料ポンプのポンプタペット（２１）との中間接続部となる前記下側ポンプピストン部分（１９）は、前記燃料ポンプのカム（１３）によって上下に動かされ得ることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
前記ポンプピストン（１２）の前記中空空間（１４）の前記流入口（１５）は、前記ポンプタペット（２１）に組み込まれた孔（２２）を介して冷却剤を恒久的に供給され得ることを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ。
内部管（２３）が、前記ポンプピストン（１２）の前記中空空間（１４）内に突出しており、前記内部管（２３）は、前記中空空間（１４）を、前記内部管（２３）の径方向内側に位置する部分空間（２４）と、前記内部管（２３）の径方向外側に位置する部分空間（２５）と、にさらに分割し、
前記ポンプタペット（２１）の前記孔（２２）は、前記中空空間（１４）の前記流入口（１５）を介して、前記内部管（２３）の径方向内側に位置する前記中空空間（１４）の前記部分空間（２４）と連通し、前記中空空間（１４）の前記流出口（１６）は、前記内部管（２３）の径方向外側に位置する前記中空空間（１４）の前記部分空間（２５）と連通することを特徴とする請求項３に記載の燃料ポンプ。
前記内部管（２３）は、前記下側ポンプピストン部分（１９）の一体部分であることを特徴とする請求項４に記載の燃料ポンプ。