JP2020133506A - Fuel injection pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射ポンプに関する。 The present invention relates to a fuel injection pump.
従来、ディーゼルエンジンのコモンレールシステム等に適用され、カムの回転に応じてタペットが往復移動することでプランジャを往復移動させ、加圧室に吸入された燃料を加圧して吐出する燃料噴射ポンプが知られている。例えば特許文献1に開示された高圧燃料ポンプは、タペット摺動部に燃料を導く供給路(50)がハウジング(48)に形成されている。
Conventionally, it has been applied to the common rail system of diesel engines, etc., and the fuel injection pump that reciprocates the tappet according to the rotation of the cam to reciprocate the plunger and pressurizes and discharges the fuel sucked into the pressurizing chamber is known. Has been done. For example, in the high-pressure fuel pump disclosed in
カムの回転によりローラとの接点におけるカムの半径が増加し、タペットを押し上げるとき、タペットの下端部を回転方向前方に押し付け、タペットを傾かせる力が作用する。すると、回転方向後方では、タペットの外壁とタペット室の内壁とのクリアランスが増加し、隙間容積の拡大によって負圧が発生する。この負圧によりキャビテーション発生量が増加するため、キャビテーション崩壊時の衝撃圧により発生するエロージョン(すなわち表面欠陥)が増加することとなる。 The rotation of the cam increases the radius of the cam at the point of contact with the roller, and when pushing up the tappet, the lower end of the tappet is pushed forward in the direction of rotation, and a force that tilts the tappet acts. Then, behind the rotation direction, the clearance between the outer wall of the tappet and the inner wall of the tappet chamber increases, and a negative pressure is generated due to the expansion of the gap volume. Since the amount of cavitation generated increases due to this negative pressure, the erosion (that is, surface defects) generated by the impact pressure at the time of cavitation collapse increases.
また、圧送量の増加要求に伴い、一つのカムに対して複数組のタペット、プランジャ等が配置され、各プランジャを含むポンプユニットがタイミングをずらして交互に圧送する多筒式の燃料噴射ポンプが用いられる場合がある。例えばV型配置二筒式燃料噴射ポンプでは、圧送筒切り替わり時の印加荷重方向の変化によるカムシャフトの移動速度増加により、タペットを横移動させる力がさらに大きくなる。そのため、タペット摺動部でのキャビテーションエロージョンがより増加するおそれがある。 In addition, in response to a request to increase the pumping amount, a multi-cylinder fuel injection pump in which multiple sets of tappets, plungers, etc. are arranged for one cam, and the pump unit including each plunger alternately pumps the pumps at different timings. May be used. For example, in a V-shaped two-cylinder fuel injection pump, the force for laterally moving the tappet is further increased due to an increase in the moving speed of the camshaft due to a change in the applied load direction when the pumping cylinder is switched. Therefore, there is a possibility that cavitation erosion at the tappet sliding portion will increase more.
特許文献1の高圧燃料ポンプでは、供給路は、タペットの高さ方向の中心に対し上側、すなわちカムとは反対側に形成されている。供給路からの燃料の導入は、摺動部の潤滑性向上を狙うためのものであって、キャビテーションエロージョンの抑制には効果が小さいと考えられる。
In the high-pressure fuel pump of
本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、タペット摺動部のキャビテーションエロージョンを抑制する燃料噴射ポンプを提供することにある。 The present invention has been created in view of these respects, and an object of the present invention is to provide a fuel injection pump that suppresses cavitation erosion of a tappet sliding portion.
本発明の燃料噴射ポンプは、カム(17)を有するカムシャフト(16)と、ハウジング(40)と、ローラ(51)及びタペット(54)を有する一つ以上の駆動機構(50)と、一つ以上のプランジャ(31)と、一つ以上のシリンダ(20)と、を備え、燃料タンク(1)から燃料供給流路(5)を経由して供給される燃料を加圧して吐出する。 The fuel injection pump of the present invention includes a camshaft (16) having a cam (17), a housing (40), and one or more drive mechanisms (50) having rollers (51) and tappets (54). It is provided with one or more plungers (31) and one or more cylinders (20), and pressurizes and discharges fuel supplied from the fuel tank (1) via the fuel supply flow path (5).
カムシャフトは、内燃機関の出力軸と連動して回転するカムを有する。ハウジングは、カムを収容するカム室(18)、及び、当該カム室に連通するタペット室(41)が形成され、カム室内に燃料又はオイルが滞留している。 The camshaft has a cam that rotates in conjunction with the output shaft of the internal combustion engine. The housing has a cam chamber (18) for accommodating the cam and a tappet chamber (41) communicating with the cam chamber, and fuel or oil is retained in the cam chamber.
駆動機構を構成するローラは、カムに当接し、カムの形状に沿って回転しつつ往復移動する。タペットは、タペット室の内壁により構成されるガイド部(42)に案内され、ローラの移動に連動して、カムシャフトに最近接する最下点とカムシャフトから最も離れる最上点との間を往復移動する。駆動機構は、ローラを介してカムの回転運動をタペットの往復運動に変換する。 The rollers constituting the drive mechanism come into contact with the cam and reciprocate while rotating along the shape of the cam. The tappet is guided by a guide portion (42) formed by the inner wall of the tappet chamber, and moves back and forth between the lowest point closest to the camshaft and the highest point farthest from the camshaft in conjunction with the movement of the rollers. To do. The drive mechanism converts the rotational motion of the cam into the reciprocating motion of the tappet via the rollers.
プランジャは、駆動機構により駆動され、タペットと一体に往復移動する。シリンダは、ハウジングに固定され、プランジャが摺動するプランジャ摺動孔(23)、及び、プランジャ摺動孔の駆動機構とは反対側の端部においてプランジャの往復運動により吸入された燃料が加圧される加圧室(24)が形成されている。 The plunger is driven by a drive mechanism and reciprocates integrally with the tappet. The cylinder is fixed to the housing, and the fuel sucked by the reciprocating motion of the plunger is pressurized at the plunger sliding hole (23) on which the plunger slides and at the end opposite to the drive mechanism of the plunger sliding hole. A pressurizing chamber (24) is formed.
ハウジングは、タペットの最下点における高さ方向の中心よりカム側に開口し、燃料供給流路から直接、又は、カム室を経由してタペット室に連通する一つ以上の連通路(45)が形成されている。また、少なくともタペットの最下点において連通路の開口に対向するタペットの外壁、又は、連通路の開口周囲のガイド部の少なくとも一方に、連通路から供給される流体を受ける一つ以上の流体保持室(61、63、64、65、66)が形成されている。 The housing opens to the cam side from the center in the height direction at the lowest point of the tappet, and communicates with the tappet chamber directly from the fuel supply flow path or via the cam chamber (45). Is formed. Also, at least at the lowest point of the tappet, at least one of the outer walls of the tappet facing the opening of the tappet or at least one of the guide portions around the opening of the passage, holds one or more fluids that receive the fluid supplied from the passage. Chambers (61, 63, 64, 65, 66) are formed.
摺動部の潤滑性向上を目的とする従来技術では、摺動部のより多くの部分に燃料を行き渡らせるため、基本的に供給路は、タペットの高さ方向の中心に対しプランジャ側に形成される。それに対し、本発明の連通路は、タペットの最下点における高さ方向の中心よりカム側に形成されている。したがって本発明では、カムの回転に伴ってタペットが傾き、回転方向後方のタペット摺動部の隙間容積が拡大したとき、連通路から流体保持室に燃料が供給される。これにより、容積拡大部の圧力低下が抑制され、キャビテーションの発生量が低減する。キャビテーションの発生量が低減するため、エロージョンを低減することができる。 In the conventional technology for improving the lubricity of the sliding part, the supply path is basically formed on the plunger side with respect to the center in the height direction of the tappet in order to distribute the fuel to more parts of the sliding part. Will be done. On the other hand, the communication passage of the present invention is formed on the cam side from the center in the height direction at the lowest point of the tappet. Therefore, in the present invention, when the tappet tilts with the rotation of the cam and the gap volume of the tappet sliding portion rearward in the rotation direction expands, fuel is supplied to the fluid holding chamber from the communication passage. As a result, the pressure drop in the volume expansion portion is suppressed, and the amount of cavitation generated is reduced. Since the amount of cavitation generated is reduced, erosion can be reduced.
以下、燃料噴射ポンプの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、第1〜第6実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態の燃料噴射ポンプ100は、例えばディーゼルエンジンのコモンレールシステムにおいて高圧燃料をコモンレールに圧送するサプライポンプとして適用される。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the fuel injection pump will be described with reference to the drawings. In a plurality of embodiments, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted. Further, the first to sixth embodiments are collectively referred to as "the present embodiment". The
最初に図1を参照し、V型配置二筒式の燃料噴射ポンプ100の全体構成を説明する。燃料噴射ポンプ100は、一つのカムシャフト16に対し第1ポンプユニット110及び第2ポンプユニット120の二つのポンプユニットを備える。カムシャフト16は、内燃機関の出力軸と連動して回転するカム17を有する。本明細書では一つのポンプユニットを「筒」と表し、複数のポンプユニットを備える方式を「多筒式」という。
First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of the V-shaped two-cylinder
各ポンプユニットは、シリンダ20内を往復移動して燃料を加圧するプランジャ31、及び、プランジャ31を駆動する駆動機構50を含む。つまり、多筒式の燃料噴射ポンプは、複数組のシリンダ20、プランジャ31及び駆動機構50を含む。駆動機構50は、カム17に当接するローラ51、及び、カム17の回転運動に応じてタペット室41の内壁に沿って往復移動するタペット54を含む。なお、駆動機構50の詳しい動作については後述する。
Each pump unit includes a
本明細書では、ポンプユニット110、120の軸を、主にプランジャ31の軸Z1、Z2を基準として表す。図1に示すV型配置二筒式の燃料噴射ポンプ100では、二つのプランジャ31の軸Z1、Z2は、カムシャフト16を中心として互いに異なる方向、例えば約90°の角度差を有する方向に延びている。また、図1の紙面側方から視たとき、二つのプランジャ31の軸Z1、Z2は、カムシャフト16に直交する同一平面上に配置されている。
In the present specification, the shafts of the
次に、燃料の流れに関して説明する。実線矢印は、燃料タンク1から燃料噴射ポンプ100に供給される燃料の流れを示す。一点鎖線矢印は、燃料噴射ポンプ100の内部での燃料の流れを示し、燃料は、タペット室41から吸入弁22を通って加圧室24に吸入される。二点鎖線矢印は、燃料タンク1に戻されるリターン燃料の流れを示す。破線矢印は、加圧室24から吐出弁26を通って吐出される高圧燃料の流れを示し、破線矢印の先にあるコモンレールは省略されている。コモンレールに供給された高圧燃料は、複数の燃料噴射弁に分配されて内燃機関の気筒に噴射される。
Next, the fuel flow will be described. The solid arrow indicates the flow of fuel supplied from the
実線矢印の流れについて、燃料タンク1内に設置されたフィードポンプ2から圧送された燃料は、メインフィルタ3、及び、燃料噴射ポンプ100内の二次フィルタ4で濾過された後の燃料供給流路5で分岐し、カム室18及びレギュレートバルブ7に流入する。レギュレートバルブ7は燃料圧力を所定範囲に調整する。レギュレートバルブ7後の燃料は、燃料噴射ポンプ100からオーバーフローオリフィス8を通過した燃料と合流し、リターン燃料経路を通って燃料タンク1に戻される。
Regarding the flow indicated by the solid line arrow, the fuel pumped from the
また、レギュレートバルブ7よりも上流、すなわち燃料タンク1側にある燃料供給流路5の分岐点6から、第2ポンプユニット120のタペット54に設けられた流体保持室61に直接燃料が供給される。一方、燃料供給流路5からカム室18を経由して、第1ポンプユニット110のタペット54に設けられた流体保持室61に燃料が供給される。流体保持室61の構成や作用については後述する。
Further, fuel is directly supplied to the
V型配置二筒式の燃料噴射ポンプ100では、二つのポンプユニット110、120がタイミングをずらして交互に燃料を圧送することで、合計の圧送量を増加させることができる。その反面、V型配置にすることによる特有の課題が発生する。次に図2、図3を参照し、V型配置特有の課題について説明する。
In the V-shaped two-cylinder
二つのポンプユニット110、120のうち、その時、圧送しているポンプユニットを「圧送筒」という。二筒式燃料噴射ポンプ100では圧送筒が交互に入れ替わる。図2の(I)のタイミングでは第1ポンプユニット110が圧送筒であり、(II)のタイミングでは第2ポンプユニット120が圧送筒である。ブロック矢印はカムシャフト作用力Fcを示す。各図の下部の拡大図にはブッシュ15内でのカムシャフト16の変位を表し、ハッチング付きブロック矢印はブッシュ反力Fbrを示す。ブッシュ反力Fbrは、カムシャフト作用力Fcとは逆方向に働く。
Of the two
ブッシュ反力Fbrの方向は、第1ポンプユニット110の圧送完了時点(I)では右下方向であるが、第2ポンプユニット120の圧送中(II)には右上方向に変化する。これに伴い、ブッシュ内でのカムシャフト16の位置が移動する。このように、圧送筒の切り替わり時の印加荷重方向の変化によりカムシャフト16の移動速度が増加する。
The direction of the bush reaction force Fbr is the lower right direction at the time when the pumping of the
図3に、ハウジング40のタペット室41内におけるタペット54の挙動を示す。後述のように、単筒又は多筒に関係なくカム機構では、カム17の回転に伴ってタペット54を横移動させる力Fsが発生する。これに加えてV型配置では、図2に示した通り、印加荷重方向の変化による移動速度増加の力Fmvが影響する。そのため、カム17の回転方向後方の隙間容積が拡大し、キャビテーション発生量が増加する。そのため、タペット摺動部でのキャビテーションエロージョンがより増加するおそれがある。
FIG. 3 shows the behavior of the
そこで本実施形態の燃料噴射ポンプ100は、タペット摺動部において隙間容積が増大し負圧が発生する部位に流体保持室を形成し、連通路から正圧の燃料を供給することで、キャビテーションの発生量を低減する。そして、キャビテーションの発生量を低減することでエロージョンの抑制を図る。
Therefore, the
以下、具体的な解決手段について実施形態毎に説明する。各実施形態の燃料噴射ポンプの符号は、「10」に続く3桁目に実施形態の番号を付す。以下の実施形態では、一つのポンプユニットの構成について詳しく説明する。また、便宜上、一つのポンプユニットにおけるプランジャ31側を「上」とし、カム17側を「下」とする。ただし、V型配置の構成からも明らかな通り、プランジャ31とカム17とを結ぶ方向は、鉛直方向に対し傾いていてもよい。
Hereinafter, specific solutions will be described for each embodiment. The code of the fuel injection pump of each embodiment is the number of the embodiment in the third digit following "10". In the following embodiment, the configuration of one pump unit will be described in detail. Further, for convenience, the
(第1実施形態)
図4〜図8を参照し、第1実施形態の燃料噴射ポンプ101について説明する。図4には、図1と同様の燃料の流れを、一つのポンプユニットの図に書き直して表す。各線矢印の意味は図1に準ずる。加圧室24で加圧された高圧燃料は、吐出弁26を通ってコモンレール9に吐出される。図5、図7、図8には、それぞれ、タペット54の最下点、上昇時及び下降時における駆動機構50部の断面を示す。図6(a)、(b)には、それぞれ、図5のVIa−VIa線断面、及び、VIb−VIb線断面を示す。
(First Embodiment)
The
図5、図7、図8における上下方向の中心線は、シリンダ20のプランジャ摺動孔23を摺動するプランジャ31の軸Z(以下、「プランジャ軸Z」と記す。)を示す。ローラ51及びカム17は、それぞれ図5の紙面に直交する回転軸を中心として回転する。理想的にカム17及びタペット54に図の横方向の荷重が作用していない状態では、ローラ51の回転軸Yr及びカム17の回転軸Ycはプランジャ軸Zに交差する。プランジャ軸Z及びローラ51の回転軸Yr(又はカム17の回転軸Yc)を含む平面をPyzと記す。平面Pyzは、図5、図7、図8ではプランジャ軸Zに重なる。また、平面Pyzは、図6(a)の紙面に平行であり、図6(b)ではローラ51の回転軸Yr及びカム17の回転軸Ycに平行な軸Yに重なる。
The vertical center lines in FIGS. 5, 7 and 8 indicate the axis Z of the plunger 31 (hereinafter, referred to as “plunger axis Z”) that slides in the
まず、主に図5、図6を参照する。ハウジング40は、カム17を収容するカム室18、及び、当該カム室18に連通するタペット室41が形成されている。カム室18内には燃料又はオイルが滞留している。タペット室41には、タペット54を含む駆動機構50が収容される。タペット室41の円筒状の内壁は、タペット54の往復移動を案内するガイド部42を構成する。
First, mainly refer to FIGS. 5 and 6. The
駆動機構50は、ローラ51、シュー52及びタペット54を含む。ローラ51は、カム17に当接し、カム17の形状に沿って回転しつつ往復移動する。シュー52は、ローラ51とタペット54との間に介在し、ローラ51を回転自在に支持する。タペット54は略円筒状を呈し、タペット室41の内壁により構成されるガイド部42に案内され、ローラ51の移動に連動して往復移動する。駆動機構50は、ローラ51を介してカム17の回転運動をタペット54の往復運動に変換し、さらに、タペット54の往復運動をプランジャ31に伝達することで、プランジャ31を駆動する。
The
以下、「カム17とローラ51との接点におけるカム17の半径」を略して「接点半径」という。カム17の回転により接点半径が増加するとき、ローラ51及びタペット54は上昇し、接点半径が減少するとき、ローラ51及びタペット54は下降する。こうしてタペット54は、カムシャフト16に最近接する「最下点」とカムシャフト16から最も離れる「最上点」との間を往復移動する。
Hereinafter, the "radius of the
プランジャ31は、駆動機構50により駆動され、タペット54と一体にシリンダ20のプランジャ摺動孔23を往復移動する。リターンスプリング32は、プランジャ31の下端に固定されたシート33を介してタペット54をカム17側に付勢する。カム17の回転により接点半径が増加するとき、タペット54は、リターンスプリング32の付勢力に抗して上昇する。
The
シリンダ20は、ハウジング40に固定され、プランジャ31が摺動するプランジャ摺動孔23の他、吸入通路21、加圧室24、吐出通路25等が形成されている。加圧室24は、プランジャ摺動孔23の駆動機構50とは反対側の端部において、プランジャ31の往復運動により吸入された燃料が加圧される。
The
詳しくは燃料吸入行程では、プランジャ31が下降するとともに、図示しないECUからの指令により吸入弁22が開弁し、吸入通路21から加圧室24に燃料が吸入される。加圧行程では、吸入弁22が閉じた後、プランジャ31が上昇し、加圧室24内の燃料を加圧する。吐出行程では、加圧された燃料の圧力により吐出弁26が開弁し、高圧燃料が吐出通路25を通って吐出される。
Specifically, in the fuel suction stroke, the
このような基本構成に加え、特に第1実施形態の燃料噴射ポンプ101は、ハウジング40に連通路45が形成されている。図1、図4に記載のように、連通路45は、燃料供給流路5におけるレギュレートバルブ7より上流の分岐点6から直接、又は、カム室18を経由してタペット室41に連通する。連通路45は、図5の状態、すなわちタペット54の最下点における高さ方向の中心よりカム17側に開口する。プランジャ軸Zを含み、ローラの回転軸Yrと直交する平面をPxzと記すと、図6(a)に示すように、連通路の軸Xは平面Pxz上に存在する。
In addition to such a basic configuration, particularly in the
また、タペット54の外壁に、連通路45から供給される流体、具体的には燃料を受ける流体保持室61が形成されている。流体保持室61は、少なくとも図5の状態、すなわちタペットの最下点において連通路45の開口に対向する。図6(b)に示すように、第1実施形態の流体保持室61は、タペット54の外壁に環状溝として形成されている。なお、例えばタペット54の周方向の一箇所に、ハウジング40とタペット54とを固定する固定ピン53が設けられている。ただし、他の実施形態では固定ピンが設けられなくてもよい。
Further, on the outer wall of the
続いて図7、図8を参照し、カム17の回転中の作用を説明する。図7に示すように、カム17の接点半径が増加し、タペット54を押し上げるとき、タペット54の下端部を回転方向前方に押し付け、タペット54を傾かせる力が作用する。すると、回転方向後方では、タペット54の外壁とタペット室41の内壁とのクリアランスが増加し、隙間容積が拡大する。
Subsequently, the action of the
仮にハウジング40に連通路45が設けられない場合、容積拡大部(*1)に発生する負圧によりキャビテーション発生量が増加するため、キャビテーション崩壊時の衝撃圧によるエロージョンが増加することとなる。しかし、第1実施形態では、カム17の回転方向後方に形成された連通路45から流体保持室61に燃料が供給されることで、容積拡大部(*1)の圧力低下が抑制され、キャビテーションの発生量が低減する。キャビテーションの発生量が低減するため、エロージョンを抑制することができる。
If the
図8に示すように、タペット54が最上点を超えた後、カム17の接点半径の減少に伴ってタペット54は下降する。このとき、リターンスプリング32の付勢力により、タペット54は上昇時とは逆方向、すなわち回転方向前方の隙間容積が拡大するように傾く。連通路が設けられない場合、図7の状態で発生したエロージョンは、容積拡大部の圧力が復帰するまで、例えば図8に示す状態まで継続する。それに対し、第1実施形態では容積拡大部の圧力の復帰が早くなり、エロージョンが解消されるまでの時間が短縮される。
As shown in FIG. 8, after the
(効果)
以上のように本実施形態では、カム17の回転に伴ってタペット54が傾き、回転方向後方のタペット摺動部の隙間容積が拡大したとき、連通路45から流体保持室61に燃料が供給される。これにより、容積拡大部の圧力低下が抑制され、キャビテーションの発生量が低減する。キャビテーションの発生量が低減するため、エロージョンを低減することができる。特に、印加荷重方向の変化による移動速度増加の影響が加わるV型配置二筒式の燃料噴射ポンプに適用される場合、顕著な効果が発揮される。
(effect)
As described above, in the present embodiment, when the
なお、燃料噴射ポンプのタペット摺動部に連通する通路が形成される構成は、特許文献1(独国DE102016225633A1)の他、特開平11−200989号公報や特許第6394413号公報にも見られる。しかし、これらの従来技術はいずれもタペット摺動部の上部から潤滑のために燃料やオイルを供給するものであり、タペットの傾きによる負圧発生箇所を狙って燃料を供給するものではない。したがって、上記の従来技術では、タペット摺動部のキャビテーションエロージョンを抑制する効果はない。 In addition to Patent Document 1 (Germany DE10201622556333A1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-200989 and Japanese Patent No. 6394413 also have a configuration in which a passage communicating with the tappet sliding portion of the fuel injection pump is formed. However, all of these conventional techniques supply fuel or oil for lubrication from the upper part of the tappet sliding portion, and do not supply fuel aiming at a location where negative pressure is generated due to the inclination of the tappet. Therefore, the above-mentioned conventional technique does not have the effect of suppressing cavitation erosion of the tappet sliding portion.
本実施形態の連通路45は、カム17の回転方向後方に形成されている。また、連通路45の軸Xは、プランジャ軸Zを含みローラの回転軸Yrと直交する平面Pxz上に存在する。これにより、タペット54の傾きによる負圧発生箇所に的確に燃料を供給することができる。よって、キャビテーションエロージョンを効果的に抑制することができる。
The
また、本実施形態において連通路45に供給される燃料は、レギュレートバルブ7の上流の分岐点6から供給されるため、圧力が安定した燃料が供給される。したがって、燃料圧力変動の影響を受けず、安定してキャビテーションの発生量を低減し、エロージョンを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the fuel supplied to the
(第2実施形態)
次に図9、図10を参照し、第2実施形態の燃料噴射ポンプ102について説明する。図9以下の駆動機構50部の断面図では、第1実施形態の図5、図7、図8に対し、シリンダ20部の図示を省略する。第2実施形態では、第1実施形態による環状溝の流体保持室61に対し、タペット54の外壁のうち周方向の連通路45に対向する部分に局所的に流体保持室63が形成される。図9においてタペット54の下部の外壁は、連通路45側(図の右側)では凹んでおり、連通路45と反対側(図の右側)では真っ直ぐ表されている。
(Second Embodiment)
Next, the
例えば図10(a)に示すように、局所的な流体保持室63は、溝底がタペット54の外壁と同心の円筒面状に形成されている。つまり、軸方向断面視において流体保持室63は、径方向の幅が一定の円弧状を呈している。この構成では、第1実施形態の環状溝に対し、固定ピン53が嵌合するタペット54の肉厚を大きく確保することができる。図10(b)に示す変形例では、局所的な流体保持室64は、溝底が平面状に形成されている。つまり、軸方向断面視において流体保持室64の溝底は、外壁を構成する円の弦に相当する。この構成では、さらに溝加工が容易となる。
For example, as shown in FIG. 10A, the local
(第3実施形態)
次に図11を参照し、第3実施形態の燃料噴射ポンプ103について説明する。まず、第1実施形態において、タペット54の最下点における高さ方向の中心よりカム17側に開口する連通路45を「下部連通路45」と言い換える。同様に、タペット54の高さ方向の中心よりもカム17側の外壁に形成される流体保持室61を「下部流体保持室61」と言い換える。第3実施形態では、下部連通路45に加え、さらに上部連通路46がハウジング40に形成される。また、下部流体保持室61に加え、さらに上部流体保持室62がタペット54の外壁に形成される。
(Third Embodiment)
Next, the
上部連通路46は、タペット54の最下点における高さ方向の中心よりプランジャ31側に開口する。上部連通路46は、下部連通路45と同様に、燃料供給流路5から直接、又は、カム室18を経由してタペット室41に連通する。上部流体保持室62は、タペット54の高さ方向の中心よりもプランジャ31側の外壁に形成され、上部連通路46から供給される流体を受ける。
The
上部連通路46及び上部流体保持室62は、図11の視方向、すなわち、ローラ51の回転軸Yr方向から視たタペット54の中心に対し、下部連通路45及び下部流体保持室61と対称位置に配置されている。つまり、上部連通路46は、カム17の回転方向前方に形成されている。なお、図11に示す下部流体保持室61及び上部流体保持室62は、いずれも環状溝として形成されているが、第2実施形態に準じ、下部連通路45又は上部連通路46に対向する部分に局所的に流体保持室が形成されてもよい。
The
図11に示すように、カム17の接点半径が増加しタペット54を押し上げるとき、タペット摺動部の隙間容積は、図の左下側で拡大すると同時に、対角部に相当する図の右上側でも拡大する。そこで、下部連通路45に加えて上部連通路46からも燃料を供給し、容積が拡大する(*1)部及び(*2)部の圧力低下を共に抑制することで、タペット54の対角部においてエロージョンを抑制することができる。
As shown in FIG. 11, when the contact radius of the
(第4実施形態)
次に図12、図13を参照し、第4実施形態の燃料噴射ポンプ104について説明する。第4実施形態は、第3実施形態に対し、プランジャ軸Z及びローラ51の軸Yrを含む平面Pyzを挟んで下部連通路45に対向する下部対向連通路45C、及び、上部連通路46に対向する上部対向連通路46Cがさらにハウジング40に形成されている。つまり、下部対向連通路45Cは、カム17の回転方向前方に形成されており、上部対向連通路46Cは、カム17の回転方向後方に形成されている。
(Fourth Embodiment)
Next, the
下部流体保持室61が環状に形成される構成では、下部流体保持室61は下部連通路45及び下部対向連通路45Cに共通に対応する。また、上部流体保持室62が環状に形成される構成では、上部流体保持室62は上部連通路46及び上部対向連通路46Cに共通に対応する。
In the configuration in which the lower
その他、第4実施形態の変形例の流体保持室の構成例を図13(a)、(b)に示す。図13(a)、(b)には下部連通路45及び下部対向連通路45Cの断面を例示するが、上部連通路46及び上部対向連通路46Cについても同様である。図13(a)に示す例では、図10(a)に準ずる溝底が円筒面状の二つの流体保持室63、63Cが平面Pyzを挟んで対称位置に個別に形成される。図13(b)に示す例では、図10(b)に準ずる溝底が平面状の二つの流体保持室64、64Cが平面Pyzを挟んで対称位置に個別に形成される。
In addition, a configuration example of the fluid holding chamber of the modified example of the fourth embodiment is shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b). 13 (a) and 13 (b) exemplify the cross sections of the
図8に示すように、カム17の接点半径が減少しタペット54が最上点から下降するとき、回転方向前方の隙間容積が拡大する。そこで、下部対向連通路45C及び上部対向連通路46Cから燃料を供給し、容積が拡大する(*3)部及び(*4)部の圧力低下を共に抑制することで、タペット54の下降時におけるキャビテーションを低減し、エロージョンを抑制することができる。
As shown in FIG. 8, when the contact radius of the
なお、下部連通路45及び上部連通路46に加え、下部対向連通路45C又は上部対向連通路46Cのいずれか一方のみが形成されるようにしてもよい。或いは、上部連通路46を設けず、下部連通路45及び下部対向連通路45Cのみを設けるようにしてもよい。
In addition to the
(第5、第6実施形態)
次に図14〜図16を参照し、第5、第6実施形態の燃料噴射ポンプ105、106について説明する。第1実施形態等では連通路451の開口に対向するタペット54の外壁に流体保持室61が形成されているのに対し、第5、第6実施形態では、ハウジング40側において、連通路451の開口周囲のガイド部42に流体保持室65、66が形成されている。
(Fifth and sixth embodiments)
Next, the fuel injection pumps 105 and 106 of the fifth and sixth embodiments will be described with reference to FIGS. 14 to 16. In the first embodiment and the like, the
図14及び図16(a)に示す第5実施形態では、流体保持室65は、ガイド部42の開口周囲を含み、内周に沿った環状溝として形成されている。図15及び図16(b)に示す第6実施形態では、流体保持室66は、ガイド部42の開口周囲にのみ局所的に形成されている。
In the fifth embodiment shown in FIGS. 14 and 16 (a), the
このように、ハウジング40のガイド部42に流体保持室65、66が形成される構成でも、タペット54の外壁に流体保持室61が形成される構成と同様の効果が得られる。なお、タペット54の外壁とハウジング40のガイド部42との両方に流体保持室が形成されてもよい。また、第3、第4実施形態と組み合わせ、上部連通路46に対応する流体保持室がハウジング40のガイド部42に形成されてもよい。
As described above, even in the configuration in which the
(その他の実施形態)
(a)上記実施形態では、同一機能の連通路は各一つである。第3実施形態では下部連通路45及び上部連通路46の二種類の連通路が含まれ、第4実施形態では対向連通路を含めて四種類の連通路が含まれるが、例えば回転方向後方の下部に設けられる連通路45は一つである。これに対し、例えば回転方向後方の下部に複数の連通路が並列に設けられてもよい。すなわち、燃料供給流路5からの連通路が途中で分岐し、複数の開口からタペット室41に燃料を供給するようにしてもよい。
(Other embodiments)
(A) In the above embodiment, there is one continuous passage having the same function. In the third embodiment, two types of passages, a
(b)プランジャ31の駆動機構は、上記実施形態のようにシュー52が設けられず、ローラ51の運動が直接タペット54に伝達されるように構成されてもよい。
(B) The drive mechanism of the
(c)本発明は、V型配置の二筒式燃料噴射ポンプに限らず、複数のポンプユニットがカムシャフト16に直交する異なる平面上に同じ角度、又は異なる角度で配列される並列配置の多筒式燃料噴射ポンプに適用されてもよい。また、多筒式の燃料噴射ポンプに限らず、単筒式の燃料噴射ポンプに適用されてもよい。
(C) The present invention is not limited to the V-shaped two-cylinder fuel injection pump, and many pump units are arranged in parallel on different planes orthogonal to the
(d)本発明の燃料噴射ポンプは、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンその他の燃料圧送用ポンプとして使用されてもよい。 (D) The fuel injection pump of the present invention is not limited to a diesel engine, and may be used as a fuel pump for a gasoline engine or the like.
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the spirit of the present invention.
100・・・燃料噴射ポンプ、 1・・・燃料タンク、 5・・・燃料供給流路、
16・・・カムシャフト、 17・・・カム、 18・・・カム室、
20・・・シリンダ、 23・・・プランジャ摺動孔、 24・・・加圧室、
31・・・プランジャ、
40・・・ハウジング、 41・・・タペット室、 42・・・ガイド部、
45・・・(下部)連通路、
50・・・駆動機構、 51・・・ローラ51・・・タペット、
61、63、64、65、66・・・(下部)流体保持室。
100 ... Fuel injection pump, 1 ... Fuel tank, 5 ... Fuel supply flow path,
16 ... camshaft, 17 ... cam, 18 ... cam chamber,
20 ... Cylinder, 23 ... Plunger sliding hole, 24 ... Pressurized chamber,
31 ... Plunger,
40 ... Housing, 41 ... Tappet room, 42 ... Guide section,
45 ... (lower) passageway,
50 ... Drive mechanism, 51 ...
61, 63, 64, 65, 66 ... (Lower) Fluid retention chamber.
Claims (8)
前記カムを収容するカム室(18)、及び、当該カム室に連通するタペット室(41)が形成され、前記カム室内に燃料又はオイルが滞留しているハウジング(40)と、
前記カムに当接し、前記カムの形状に沿って回転しつつ往復移動するローラ(51)、及び、前記タペット室の内壁により構成されるガイド部(42)に案内され、前記ローラの移動に連動して、前記カムシャフトに最近接する最下点と前記カムシャフトから最も離れる最上点との間を往復移動するタペット(54)を有し、前記ローラを介して前記カムの回転運動を前記タペットの往復運動に変換する一つ以上の駆動機構(50)と、
前記駆動機構により駆動され、前記タペットと一体に往復移動する一つ以上のプランジャ(31)と、
前記ハウジングに固定され、前記プランジャが摺動するプランジャ摺動孔(23)、及び、前記プランジャ摺動孔の前記駆動機構とは反対側の端部において前記プランジャの往復運動により吸入された燃料が加圧される加圧室(24)が形成された一つ以上のシリンダ(20)と、
を備え、燃料タンク(1)から燃料供給流路(5)を経由して供給される燃料を加圧して吐出する燃料噴射ポンプであって、
前記ハウジングは、前記タペットの最下点における高さ方向の中心より前記カム側に開口し、前記燃料供給流路から直接、又は、前記カム室を経由して前記タペット室に連通する一つ以上の連通路(45)が形成されており、
少なくとも前記タペットの最下点において前記連通路の開口に対向する前記タペットの外壁、又は、前記連通路の開口周囲の前記ガイド部の少なくとも一方に、前記連通路から供給される流体を受ける一つ以上の流体保持室(61、63、64、65、66)が形成されている燃料噴射ポンプ。 A camshaft (16) having a cam (17) that rotates in conjunction with the output shaft of an internal combustion engine.
A cam chamber (18) for accommodating the cam and a housing (40) in which a tappet chamber (41) communicating with the cam chamber is formed and fuel or oil is retained in the cam chamber.
It is guided by a roller (51) that comes into contact with the cam and reciprocates while rotating along the shape of the cam, and a guide portion (42) formed by the inner wall of the tappet chamber, and is linked to the movement of the roller. The tappet (54) reciprocates between the lowest point closest to the camshaft and the highest point farthest from the camshaft, and the rotational movement of the cam is performed by the tappet via the roller. One or more drive mechanisms (50) that convert to reciprocating motion,
One or more plungers (31) driven by the drive mechanism and reciprocating integrally with the tappet.
Fuel sucked by the reciprocating motion of the plunger at the plunger sliding hole (23) fixed to the housing and sliding the plunger and the end of the plunger sliding hole on the opposite side of the drive mechanism. One or more cylinders (20) in which a pressurizing chamber (24) to be pressurized is formed, and
A fuel injection pump that pressurizes and discharges fuel supplied from the fuel tank (1) via the fuel supply flow path (5).
One or more of the housings open to the cam side from the center in the height direction at the lowest point of the tappet and communicate with the tappet chamber directly from the fuel supply flow path or via the cam chamber. A continuous passage (45) is formed.
One that receives the fluid supplied from the communication passage to at least one of the outer wall of the tappet facing the opening of the communication passage at the lowest point of the tappet or the guide portion around the opening of the communication passage. A fuel injection pump in which the above fluid holding chambers (61, 63, 64, 65, 66) are formed.
前記連通路は、前記燃料供給流路における前記レギュレートバルブよりも前記燃料タンク側から前記タペット室に連通している請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。 A regulate valve (7) for adjusting the fuel pressure within a predetermined range is provided in the fuel supply flow path.
The fuel injection pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the communication passage communicates with the tappet chamber from the fuel tank side of the regulate valve in the fuel supply flow path.
複数の前記プランジャの軸は、前記カムシャフトを中心として互いに異なる方向に延びている請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。 A multi-cylinder fuel injection pump including a plurality of sets of the cylinder, the plunger, and the drive mechanism.
The fuel injection pump according to any one of claims 1 to 4, wherein the shafts of the plurality of plungers extend in different directions with respect to the camshaft.
複数の前記プランジャの軸は、前記カムシャフトに直交する同一平面上に配置されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。 A multi-cylinder fuel injection pump including a plurality of sets of the cylinder, the plunger, and the drive mechanism.
The fuel injection pump according to any one of claims 1 to 5, wherein the axes of the plurality of plungers are arranged on the same plane orthogonal to the camshaft.
前記ハウジングは、前記タペットの最下点における高さ方向の中心より前記プランジャ側に開口し、前記燃料供給流路から直接、又は、前記カム室を経由して前記タペット室に連通する一つ以上の上部連通路(46)がさらに形成されており、
少なくとも前記タペットの最下点において前記上部連通路の開口に対向する前記タペットの外壁、又は、前記上部連通路の開口周囲の前記ガイド部の少なくとも一方に、前記上部連通路から供給される流体を受ける一つ以上の上部流体保持室(62)がさらに形成されており、
前記上部連通路及び前記上部流体保持室は、前記ローラの回転軸方向から視た前記タペットの中心に対し、前記下部連通路及び前記下部流体保持室と対称位置に配置されている請求項1〜6のいずれか一項に記載の燃料噴射ポンプ。 Assuming that the communication passage is a lower communication passage and the fluid holding chamber is a lower fluid holding chamber,
One or more of the housings open toward the plunger side from the center in the height direction at the lowest point of the tappet and communicate with the tappet chamber directly from the fuel supply passage or via the cam chamber. The upper passageway (46) is further formed.
A fluid supplied from the upper passage is applied to at least one of the outer wall of the tappet facing the opening of the upper passage at the lowest point of the tappet or the guide portion around the opening of the upper passage. One or more upper fluid holding chambers (62) to receive are further formed.
The upper communication passage and the upper fluid holding chamber are arranged symmetrically with respect to the center of the tappet as viewed from the rotation axis direction of the roller and the lower communication passage and the lower fluid holding chamber. The fuel injection pump according to any one of 6.
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