JP2017106475A - 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
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 (6)
- 流路に配置されたバルブと、前記バルブを開弁方向に加圧するプランジャロッドを有する電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記電磁駆動型の吸入弁が、前記バルブの上流側に、前記バルブの開弁方向と反対方向に流路を逆流する流体を遮蔽するバルブストッパを備えることを特徴とする高圧燃料ポンプ。 - 請求項1において、前記バルブの所定の面と前記バルブストッパとの間には前記バルブが開弁状態において隙間を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
- 請求項2において、前記隙間は前記バルブが開弁状態において開弁時より大きくなることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
- 請求項2において、前記隙間は環状隙間であることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
- 請求項2において、前記バルブと前記バルブストッパとのいずれかに前記隙間を形成する突起を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
- 請求項3において、前記バルブの所定の面に前記逆流する流体の圧力が付加されることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
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