JP3147544U - Seal mechanism of fuel injection pump - Google Patents
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Abstract
【課題】停止中におけるプランジャ下部からの燃料油漏れを防止する。
【解決手段】電動プライミングポンプ41の間欠運転に際して、駆動時の電動プライミングポンプ41から吐出された潤滑油を一旦アキュムレータ43に貯留する。そして、アキュムレータ43に貯留された潤滑油を、次に電動プライミングポンプ41が駆動されるまでの間に、長時間に亘って押込みヘッド圧力ΔPよりも高い圧力で潤滑油供給口39に供給して、燃料油の漏れをシールする。こうして、アキュムレータ43を利用することによって、通常の電動プライミングポンプ41の間欠運転タイムスケジュール内で、常時燃料油の漏れを防止するのである。
【選択図】図1Fuel oil leakage from a lower portion of a plunger during stopping is prevented.
During intermittent operation of an electric priming pump, lubricating oil discharged from the electric priming pump during driving is temporarily stored in an accumulator. Then, the lubricating oil stored in the accumulator 43 is supplied to the lubricating oil supply port 39 at a pressure higher than the pressing head pressure ΔP for a long time until the electric priming pump 41 is driven next. Seal fuel oil leaks. In this way, by using the accumulator 43, fuel oil leakage is always prevented within the normal intermittent operation time schedule of the electric priming pump 41.
[Selection] Figure 1
Description
この考案は、燃料噴射ポンプのシール機構に関し、特に、内燃機関、とりわけ非常用のディーゼル機関等において、高所に設備される燃料タンク(燃料小出槽)からの静圧、所謂押込みヘッド圧力による燃料噴射ポンプ下部からの燃料漏れをシールする燃料噴射ポンプのシール機構に関する。 The present invention relates to a sealing mechanism of a fuel injection pump, and particularly in an internal combustion engine, particularly an emergency diesel engine, by a static pressure from a fuel tank (fuel discharge tank) installed at a high place, that is, a so-called pushing head pressure. The present invention relates to a seal mechanism of a fuel injection pump that seals fuel leakage from a lower portion of the fuel injection pump.
燃料噴射ポンプには、駆動部のタペットが別体の燃料噴射ポンプと、駆動部のタペットが一体のタペット一体構造の燃料噴射ポンプとがある。何れの燃料噴射ポンプ共、内燃機関の運転中は、潤滑油ポンプにより潤滑油配管に供給された圧油によってシールされるため、燃料油がプランジャ下部から殆ど漏れることは無い。 The fuel injection pump includes a fuel injection pump in which the tappet of the drive unit is a separate body and a fuel injection pump having a tappet integrated structure in which the tappet of the drive unit is integrated. Both fuel injection pumps are sealed by the pressure oil supplied to the lubricating oil piping by the lubricating oil pump during operation of the internal combustion engine, so that the fuel oil hardly leaks from the lower part of the plunger.
図4は、上記タペットが別体の燃料噴射ポンプの概略縦断面図である。本燃料噴射ポンプ1は、ポンプ台2の上に設置されており、バレル3内に進退(図4においては上下)可能に嵌合されたプランジャ4は、支持台2に組み込まれた駆動部のタペット5によってプッシュロッド10を介して進退駆動され、後退時に燃料吸込み口6から吸い込まれた燃料油を前進時に加圧して燃料噴射弁(図示せず)に供給する。その際に、潤滑油配管7から供給された潤滑油が潤滑油供給口8からプランジャ4とバレル3との嵌合隙間に供給されて、上記嵌合隙間からの燃料油の漏れをシールすると共に、上記嵌合隙間の潤滑を行う。このように、本燃料噴射ポンプ1の運転中は、上記潤滑油によってプランジャ4とバレル3との嵌合隙間がシールされるため、上記燃料油がプランジャ4の下部から漏れることは殆ど無いのである。
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of a fuel injection pump in which the tappet is a separate body. The fuel injection pump 1 is installed on a
しかしながら、内燃機関は、起動性能から燃料タンク(燃料小出槽)は内燃機関よりも高位置に設置されている。例えば、ディーゼル機関が地下に設置される一方燃料タンクが燃料補給の利便性と消防法とから地上に設置され、その落差が40mに及ぶ場合もある。そのために、機関の停止中には、燃料噴射ポンプ1に対して上記燃料タンクから押込みヘッド圧力が作用することになり、潤滑油によるプランジャ4とバレル3との嵌合隙間のシールが機能していないため、プランジャ4の下部から燃料油が漏れる。こうして、プランジャ4の下部から漏れた燃料油は、ポンプ台の下部に溜まり、配管接続口9から配管(図示せず)を介して漏廃油タンク(図示せず)に導かれる。 However, in the internal combustion engine, the fuel tank (small fuel tank) is installed at a higher position than the internal combustion engine because of the starting performance. For example, a diesel engine may be installed underground, while a fuel tank may be installed on the ground due to the convenience of refueling and the Fire Service Act, and the head may be as high as 40 meters. Therefore, when the engine is stopped, the pushing head pressure acts on the fuel injection pump 1 from the fuel tank, and the seal of the fitting gap between the plunger 4 and the barrel 3 by the lubricating oil functions. Therefore, fuel oil leaks from the lower part of the plunger 4. Thus, the fuel oil leaked from the lower part of the plunger 4 is accumulated in the lower part of the pump base, and is guided from the pipe connection port 9 to the leaked oil tank (not shown) through the pipe (not shown).
図5は、上記タペット一体構造の燃料噴射ポンプの概略縦断面図である。本燃料噴射ポンプ11は、プランジャ12を進退(図5においては上下)可能に嵌合するバレル13と、このバレル13の下部に位置してタペット14を含む駆動部とが、ポンプハウジング15内に一体に組み込まれている。そして、プランジャ12がタペット14によって進退駆動され、後退時に燃料吸込み口16から吸い込まれた燃料油を前進時に加圧して燃料噴射弁(図示せず)に供給する。その際に、潤滑油供給口17から供給された潤滑油がプランジャ12とバレル13との嵌合隙間に供給されて、上記嵌合隙間からの燃料油の漏れをシールすると共に、上記嵌合隙間の潤滑を行う。
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of the fuel injection pump having the above-described tappet integrated structure. In the
しかしながら、上記タペット一体構造の燃料噴射ポンプ11の場合にも、通常、燃料タンク(燃料小出槽)は燃料噴射ポンプ11よりも高位置に設置されており、機関の停止中には、燃料噴射ポンプ11に対して上記燃料タンクから押込みヘッド圧力が作用することになり、プランジャ12の下部から燃料油が漏れる。こうして、プランジャ12の下部から漏れた燃料油は、上記駆動部のタペット14が機関フレーム18内に在るためオイルパンに落下し、潤滑油を希釈するため潤滑効果が低下することになる。そのため、機関の停止中は、潤滑油による燃料油の漏れのシールを継続するために、モータで駆動されるプライミングポンプを連続運転してプランジャ12に潤滑油を供給したり、燃料ラインに塞止弁を設けたりする必要がある。
However, even in the case of the
ところで、機関の停止期間における燃料油(軽油やA重油)のプランジャの下部からの漏れ量Qは、次の様に計算することができる。 Incidentally, the leakage amount Q of the fuel oil (light oil or A heavy oil) from the lower portion of the plunger during the engine stop period can be calculated as follows.
ここで、
ΔP:押込みヘッド圧力=25m≒2.5kgf/cm2
d:プランジャ4の外径=2.8cm
n:機関シリンダ数=6
h:プランジャ4とバレル3との平均半径隙間=4μm=0.0004cm
l:プランジャ4の軸方向シール部の長さ=10cm
ν:燃料油の動粘度=4mm2/sec=0.04cm2/sec
ρ:燃料比重量=860kgf/m3=0.00086kgf/cm3
g:重力加速度=980cm/sec2
μ:燃料油の粘度=νρ/g=0.04×0.00086/980
=3.51×10-8kgfsec/cm2
α:偏心係数=1+1.5(e/h)2=2.5 偏心量e(最大)=h
とすると、漏れ量Qは次のように計算される。
Q=(πdh3/12μ)×(ΔP/l)×α×n×3600
=(π×2.8×0.00043/12×3.51×10-8)
×(2.5/10)×2.5×6×3600=18cc/h
here,
ΔP: Indentation head pressure = 25 m≈2.5 kgf / cm 2
d: Outer diameter of plunger 4 = 2.8 cm
n: Number of engine cylinders = 6
h: Average radius gap between the plunger 4 and the barrel 3 = 4 μm = 0.0004 cm
l: Length of the axial seal portion of the plunger 4 = 10 cm
ν: Kinematic viscosity of fuel oil = 4 mm 2 /sec=0.04 cm 2 / sec
ρ: specific fuel weight = 860 kgf / m 3 = 0.0086 kgf / cm 3
g: Gravity acceleration = 980 cm / sec 2
μ: Viscosity of fuel oil = νρ / g = 0.04 × 0.000008 / 980
= 3.51 × 10 -8 kgfsec / cm 2
α: Eccentricity coefficient = 1 + 1.5 (e / h) 2 = 2.5 Eccentricity e (maximum) = h
Then, the leakage amount Q is calculated as follows.
Q = (πdh 3 / 12μ) × (ΔP / l) × α × n × 3600
= (Π × 2.8 × 0.0004 3 /12×3.51×10 −8 )
× (2.5 / 10) × 2.5 × 6 × 3600 = 18cc / h
すなわち、1日当たりに換算すると432cc/日となり、1日で約500mlペットボトル1本の燃料漏れ量となる。 That is, when converted per day, it becomes 432 cc / day, and the fuel leakage amount of about one 500 ml PET bottle per day.
非常用ディーゼル機関の年間運転時間は200時間〜500時間程度であり、停止期間が長い。例えば、年間停止時間を8000時間として、上記漏れ量Q=18cc/hを呈する機関において上記漏廃油タンクで廃棄処理される燃料油は、年間144lとなる。 The annual operation time of the emergency diesel engine is about 200 hours to 500 hours, and the stop period is long. For example, assuming that the annual stop time is 8000 hours, the fuel oil discarded in the leaked oil tank in the engine exhibiting the leak amount Q = 18 cc / h is 144 l per year.
また、上記タペット一体構造の燃料噴射ポンプ11において、仮に0.75kWの電動プライミングポンプを連続運転した場合には、上記プライミングポンプによる電力消費量は年間6000kWhとなる。
Further, in the
以上のごとく、上記従来のタペットが別体の燃料噴射ポンプ1およびタペット一体構造の燃料噴射ポンプ11では、エネルギーを浪費しており、省エネルギー時代に相応しいとは言えない。
As described above, in the fuel injection pump 1 and the
そこで、図6に示すように、燃料タンク(燃料小出槽)21とディーゼル機関22との間の燃料油配管23に遮断弁24を介設し、ディーゼル機関22の停止中には遮断弁24を閉鎖することが考えられる。しかしながら、ディーゼル機関22が、停止期間の長い非常用ディーゼル機関である場合には、燃料油配管23内に空気溜りが発生して、始動性に問題を生じる場合がある。また、遮断弁24が、電磁弁や電動弁である場合には、停電の際に機関起動ができないという問題がある。
そこで、この考案の課題は、停止中における上記燃料タンクからの押込みヘッド圧力に起因するプランジャ下部からの燃料油漏れを防止でき、省エネルギーに寄与することができる燃料噴射ポンプのシール機構を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel injection pump sealing mechanism that can prevent fuel oil leakage from the lower portion of the plunger due to the pressure of the pushing head from the fuel tank during stoppage and contribute to energy saving. It is in.
上記課題を解決するため、この考案の燃料噴射ポンプのシール機構は、
プランジャと、このプランジャを進退可能なように嵌合するバレルとを含む燃料噴射ポンプ
を備え、
上記バレルは、
上記プランジャの後退に伴って燃料を吸込むと共に、前進する上記プランジャによって上記吸込まれた燃料が加圧される高圧室と、
上記プランジャの嵌合面に形成されると共に、潤滑油供給口から加圧供給された潤滑油を上記プランジャとの嵌合隙間に供給する複数の環状の供給油溝と、
上記潤滑油供給口と上記複数の供給油溝とを連通する潤滑油供給通路と
を含んでおり、
上記燃料噴射ポンプの運転停止期間に、上記潤滑油供給口に間欠的に潤滑油を供給するプライミングポンプと、
上記プライミングポンプと上記潤滑油供給口とを接続する第1の注油配管と、
上記第1の注油配管に介設された逆止弁と、
上記第1の注油配管における上記逆止弁と上記潤滑油供給口との間に接続されたアキュムレータと、
上記プライミングポンプと上記アキュムレータとを接続する第2の注油配管と、
上記第1の注油配管に介設されると共に、上記第2の注油配管内の潤滑油の圧力を調整する調圧弁と
を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the sealing mechanism of the fuel injection pump of the present invention is
A fuel injection pump including a plunger and a barrel that fits the plunger so that the plunger can be advanced and retracted;
The barrel above
A high-pressure chamber that sucks in fuel as the plunger moves backward, and pressurizes the sucked-in fuel by the plunger that moves forward;
A plurality of annular supply oil grooves that are formed on the fitting surface of the plunger and supply the lubricating oil pressurized and supplied from the lubricating oil supply port to the fitting gap with the plunger;
A lubricating oil supply passage communicating the lubricating oil supply port and the plurality of supply oil grooves,
A priming pump for intermittently supplying the lubricating oil to the lubricating oil supply port during the operation stop period of the fuel injection pump;
A first oil supply pipe connecting the priming pump and the lubricating oil supply port;
A check valve interposed in the first oil supply pipe;
An accumulator connected between the check valve and the lubricating oil supply port in the first oil supply pipe;
A second lubrication pipe connecting the priming pump and the accumulator;
And a pressure regulating valve that is interposed in the first oil supply pipe and adjusts the pressure of the lubricating oil in the second oil supply pipe.
上記構成によれば、燃料噴射ポンプが運転停止期間に入ると、プライミングポンプによって上記燃料噴射ポンプの潤滑油供給口に間欠的に潤滑油が供給される。その際に、駆動時の上記プライミングポンプから吐出された加圧潤滑油は、第1の注油配管と逆止弁とを介して一旦アキュムレータに貯留蓄圧される。そして、上記アキュムレータに貯留蓄圧された潤滑油は、上記プライミングポンプが次に駆動されるまでの間、上記第1の注油配管を介して上記潤滑油供給口に供給される。そして、こうして上記潤滑油供給口に供給された加圧潤滑油は、上記燃料噴射ポンプのバレルにおけるプランジャの嵌合面に形成された供給油溝を介して、上記バレルと上記プランジャとの嵌合隙間に油膜圧力を形成する。その際に、上記供給油溝における潤滑油の注油圧力が燃料油の押し込みヘッド圧力よりも高く設定されていれば、上記押し込みヘッド圧力に起因する燃料油の漏れが上記潤滑油の油膜圧力によって防止される。 According to the above configuration, when the fuel injection pump enters the operation stop period, the priming pump intermittently supplies the lubricating oil to the lubricating oil supply port of the fuel injection pump. At that time, the pressurized lubricating oil discharged from the priming pump at the time of driving is temporarily stored and accumulated in the accumulator through the first oil supply pipe and the check valve. The lubricating oil stored and accumulated in the accumulator is supplied to the lubricating oil supply port through the first oil supply pipe until the priming pump is next driven. The pressurized lubricating oil thus supplied to the lubricating oil supply port is fitted between the barrel and the plunger through a supply oil groove formed on the fitting surface of the plunger in the barrel of the fuel injection pump. An oil film pressure is formed in the gap. At this time, if the lubrication oil injection pressure in the supply oil groove is set higher than the pressure head pressure of the fuel oil, leakage of the fuel oil caused by the pressure head pressure is prevented by the oil film pressure of the lubricant oil. Is done.
その場合、上記燃料噴射ポンプにおける上記バレルと上記プランジャとの嵌合隙間は微小であるため動粘度が200mm2/sec程度と高い潤滑油の漏れ量は少なく、上記アキュムレータの容量が小容量であっても長時間に亘って上記潤滑油の圧力を高く保つことが可能である。 In that case, since the fitting gap between the barrel and the plunger in the fuel injection pump is very small, the kinematic viscosity is as low as about 200 mm 2 / sec. However, it is possible to keep the pressure of the lubricating oil high for a long time.
さらに、第2の注油配管によって上記プライミングポンプと上記アキュムレータとを接続し、上記第1の注油配管には、上記第2の注油配管内の潤滑油の圧力を調整する調圧弁が介設されている。したがって、上記調圧弁によって、上記第2の注油配管内の潤滑油の圧力(つまり注油圧力)を、上記プライミングポンプの設定圧力の範囲内で、上記押し込みヘッド圧力よりも高く調整することができる。すなわち、この考案によれば、タペットが別体の燃料噴射ポンプにおいて通常に用いられているプライミングポンプを用いても、潤滑油による所望の注油圧力を得ることができる。 Further, the priming pump and the accumulator are connected by a second oil supply pipe, and a pressure regulating valve for adjusting the pressure of the lubricating oil in the second oil supply pipe is interposed in the first oil supply pipe. Yes. Accordingly, the pressure of the lubricating oil in the second oil supply pipe (that is, oil supply pressure) can be adjusted higher than the pushing head pressure within the range of the set pressure of the priming pump by the pressure adjusting valve. That is, according to this device, even if a priming pump that is normally used in a fuel injection pump with a separate tappet is used, a desired oil injection pressure by the lubricating oil can be obtained.
以上より明らかなように、この考案の燃料噴射ポンプのシール機構は、機関の運転停止期間に、上記燃料噴射ポンプの潤滑油供給口に間欠的に潤滑油を供給するプライミングポンプと上記潤滑油供給口とを接続する第1の注油配管に逆止弁およびアキュムレータを接続したので、上記燃料噴射ポンプが運転停止期間に入って駆動時の上記プライミングポンプから吐出された加圧潤滑油を一旦アキュムレータに貯留蓄圧し、上記プライミングポンプが次に駆動されるまでの間に、上記第1の注油配管を介して上記潤滑油供給口に供給することができる。したがって、上記燃料噴射ポンプが運転停止期間中であっても、潤滑油の注油圧力を常に燃料油の押し込みヘッド圧力よりも高く設定することによって、上記押し込みヘッド圧力に起因する上記燃料噴射ポンプのプランジャの下部からの燃料油の漏れを、バレルとプランジャとの嵌合隙間に形成された上記潤滑油の油膜圧力によって防止することができる。 As is clear from the above, the sealing mechanism of the fuel injection pump according to the present invention includes the priming pump that intermittently supplies the lubricating oil to the lubricating oil supply port of the fuel injection pump and the lubricating oil supply during the engine shutdown period. Since the check valve and the accumulator are connected to the first oil supply pipe connecting the port, the pressurized lubricating oil discharged from the priming pump when the fuel injection pump enters the operation stop period is temporarily stored in the accumulator. The accumulated pressure can be supplied to the lubricating oil supply port through the first oil supply pipe until the priming pump is driven next. Therefore, even when the fuel injection pump is not operating, the plunger of the fuel injection pump due to the pushing head pressure is set by always setting the lubricating oil injection pressure higher than the pushing head pressure of the fuel oil. The leakage of the fuel oil from the lower part of the oil can be prevented by the oil film pressure of the lubricating oil formed in the fitting gap between the barrel and the plunger.
さらに、上記プライミングポンプと上記アキュムレータとを第2の注油配管によって接続し、上記第1の注油配管に、上記第2の注油配管内の潤滑油の圧力を調整する調圧弁を介設したので、上記調圧弁によって、上記注油配管内の潤滑油の圧力を、上記プライミングポンプの設定圧力の範囲内で、上記押し込みヘッド圧力よりも高く調整することができる。したがって、タペットが別体の燃料噴射ポンプにおいて通常に用いられているプライミングポンプを用いても、潤滑油による所望の注油圧力を得ることができるのである。 Further, the priming pump and the accumulator are connected by a second oil supply pipe, and a pressure regulating valve for adjusting the pressure of the lubricating oil in the second oil supply pipe is interposed in the first oil supply pipe. With the pressure regulating valve, the pressure of the lubricating oil in the oil supply pipe can be adjusted to be higher than the pushing head pressure within the set pressure range of the priming pump. Therefore, even if a priming pump that is normally used in a fuel injection pump with a separate tappet is used, a desired oil injection pressure by the lubricating oil can be obtained.
以上のごとく、この考案によれば、上記押込みヘッド圧力に見合った「潤滑油の上記潤滑油供給口への注油圧力」,「上記アキュムレータの圧力」および「潤滑油の注油圧力の上記押込みヘッド圧力までの降下時間」と、上記プライミングポンプの間欠給油のタイムスケジュールに見合った「上記アキュムレータの容量」とを、容易に設定できる。したがって、特別なプライミングポンプや大型のアキュムレータを用いることなく、上記燃料噴射ポンプの運転停止期間中に、上記プライミングポンプの間欠給油における通常のタイムスケジュールに従って、上記燃料噴射ポンプのプランジャの下部からの燃料油漏れを防止することができ、省エネルギーに寄与することができる。 As described above, according to the present invention, “the lubricating oil pressure to the lubricating oil supply port”, “the pressure of the accumulator” and “the lubricating head oil pressure corresponding to the pushing head pressure corresponding to the pushing head pressure”. The “descent time” and “the capacity of the accumulator” corresponding to the intermittent fuel supply time schedule of the priming pump can be easily set. Therefore, the fuel from the lower part of the plunger of the fuel injection pump can be used in accordance with the normal time schedule for intermittent fueling of the priming pump during the stoppage period of the fuel injection pump without using a special priming pump or a large accumulator. Oil leakage can be prevented, which can contribute to energy saving.
以下、この考案を図示の実施の形態により詳細に説明する。図1は、本実施の形態の燃料噴射ポンプのシール構造におけるプランジャとバレルとの断面を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a cross section of a plunger and a barrel in the seal structure of the fuel injection pump of the present embodiment.
図1において、31はバレルであり、32は上記バレル31に挿入されたプランジャである。プランジャ32がストロークLだけバレル31内で摺動することによって、燃料入口33から高圧室34に吸い込まれた燃料油が高圧室34内でプランジャ32によって加圧されて燃料噴射弁(図示せず)に供給される。
In FIG. 1, 31 is a barrel, and 32 is a plunger inserted into the
上記バレル31におけるプランジャ32の嵌合面には、環状の燃料漏れ回収溝35が形成されている。さらに、バレル31の外周面に設けられた燃料漏れ回収口36と燃料漏れ回収溝35とが、燃料漏れ回収通路37によって連通されている。また、バレル31におけるプランジャ32の嵌合面において、高圧室34の形成側とは反対側には、環状の供給油溝38が形成されている。さらには、バレル31の外周面に設けられた潤滑油供給口39と供給油溝38とが、潤滑油供給通路40によって連通されている。
An annular fuel
そして、上記潤滑油供給口39から供給された潤滑油は、潤滑油供給通路40を介して供給油溝38に供給され、プランジャ32の往復動に伴って、バレル31とプランジャ32との嵌合隙間に油膜を形成する。こうして、上記油膜によって、バレル31におけるプランジャ32の摺動面の潤滑と燃料の侵入防止とを行い、バレル31の供給油溝38側の端部から燃料が漏洩するのを防止する。そして、バレル31とプランジャ32との嵌合隙間から燃料漏れ回収溝35に至った燃料油は、燃料漏れ回収通路37を介して燃料漏れ回収口36からバレル31の外に導かれ、燃料油配管に回収される。
Then, the lubricating oil supplied from the lubricating
以上が、対象となるディーゼル機関が運転中であり、本燃料噴射ポンプも運転中である場合におけるバレル31とプランジャ32との嵌合面での燃料油のシール方法である。次に、機関および本燃料噴射ポンプが運転停止中である場合における燃料油のシール方法について述べる。
The above is the fuel oil sealing method on the fitting surface between the
図1中、ΔPは上記燃料タンクからの押込みヘッド圧力であり、P0は潤滑油の注油圧力である。バレル31の下端部に示す矢印は、プランジャ32の下部からの燃料油の漏れを示す。ここで、P0>ΔPの条件下では、プランジャ32の上部に位置する燃料油が漏れることはない。
In FIG. 1, ΔP is the pressure of the pushing head from the fuel tank, and P0 is the lubricating oil injection pressure. The arrow shown at the lower end of the
そこで、本実施の形態においては、通常、非常用ディーゼル機関の設備として必ず装備されるプライミングポンプ(本実施の形態では電動プライミングポンプ)41によって、ディーゼル機関の停止時に行われる間欠運転(約3分〜5分/8時間毎)を有効に利用し、電動プライミングポンプ41の駆動時に吐出されて、潤滑油配管42と潤滑油逆止弁45とを介して潤滑油供給口39に供給されるべき加圧潤滑油を、上記注油配管としての潤滑油配管44を介して一旦アキュムレータ43に貯留蓄圧する。そして、この貯留蓄圧された潤滑油を、潤滑油配管44,42を介して、次に電動プライミングポンプ41が駆動されるまでの長時間に亘って、潤滑油供給口39に上記押込みヘッド圧力ΔPよりも高い圧力で供給して、燃料油の漏れをシールするのである。こうして、アキュムレータ43および潤滑油逆止弁45を利用することにより、通常の電動プライミングポンプ41の間欠運転タイムスケジュール内で燃料油の漏れシールを達成でき、省エネルギーに寄与する燃料噴射ポンプのシール機構を提供できるのである。
Therefore, in this embodiment, an intermittent operation (about 3 minutes) that is normally performed when the diesel engine is stopped by a priming pump (electric priming pump in this embodiment) 41 that is always installed as an emergency diesel engine equipment. (Every 5 minutes / every 8 hours) should be used effectively, discharged when the
その場合、上記潤滑油の動粘度は200mm2/sec(#30番オイル30℃)であり、燃料油の25倍〜50倍である。したがって、粘度に逆比例する漏れ量は微量になり、小容量のアキュムレータ43の使用で、長時間の燃料油の漏れシールが可能になる。以下、詳細に説明する。
In this case, the kinematic viscosity of the lubricating oil is 200 mm 2 / sec (# 30 oil 30 ° C.), which is 25 to 50 times that of the fuel oil. Therefore, the amount of leakage that is inversely proportional to the viscosity becomes very small, and the use of a small-
上述した上記タペットが別体の燃料噴射ポンプ1の停止期間における燃料油の漏れ量Qの算出時に用いた式
Q=(πdh3/12μ)×(ΔP/l)×α×n×3600
において、押込みヘッド圧力ΔPの代わりに潤滑油の注油圧力P0(=4.0kgf/cm2)を用いると共に、
d:プランジャ32の外径=2.8cm
n:機関シリンダ数=6
h:プランジャ32とバレル31との平均半径隙間=4μm=0.0004cm
l:プランジャ32の軸方向シール部の長さ=2.5cm
ν:潤滑油の動粘度=200mm2/sec=2cm2/sec
ρ:潤滑油比重量=900kgf/m3=0.00090kgf/cm3
g:重力加速度=980cm/sec2
μ:燃料油の粘度=νρ/g=2×0.00090/980
=180×10-8kgfsec/cm2
α:偏心係数=1+1.5(e/h)2=2.5 偏心量e(最大)=h
とすることによって、本燃料噴射ポンプにおける上記潤滑油の漏れ量Qを求めることができる。こうして算出した上記潤滑油の注油圧力P0が4.0kgf/cm2から2.5kgf/cm2まで下降する間の潤滑油の平均漏れ量Qは1.8cc/hである。
Formula used when calculating the fuel oil leakage amount Q during the stop period of the separate fuel injection pump 1 with the above-described tappet.
Q = (πdh 3 / 12μ) × (ΔP / l) × α × n × 3600
, In place of the pushing head pressure ΔP, the lubricating oil injection pressure P0 (= 4.0 kgf / cm 2 ) is used,
d: outer diameter of
n: Number of engine cylinders = 6
h: Average radius gap between
l: Length of the axial seal portion of the
ν: Kinematic viscosity of lubricating oil = 200 mm 2 / sec = 2 cm 2 / sec
ρ: Lubricating oil specific weight = 900 kgf / m 3 = 0.00000 kgf / cm 3
g: Gravity acceleration = 980 cm / sec 2
μ: Viscosity of fuel oil = νρ / g = 2 × 0.000009 / 980
= 180 × 10 -8 kgfsec / cm 2
α: Eccentricity coefficient = 1 + 1.5 (e / h) 2 = 2.5 Eccentricity e (maximum) = h
By doing so, the leakage amount Q of the lubricating oil in the fuel injection pump can be obtained. The average leak amount Q of lubricating oil between the lubricating pressure P0 of the lubricating oil thus calculated is lowered from 4.0 kgf / cm 2 to 2.5 kgf / cm 2 is 1.8 cc / h.
ここで、上記電動プライミングポンプ41の間欠運転時における各運転の間隔を8時間とすれば、上記各運転の間隔に漏れる上記潤滑油の量は14.4cc(=1.8cc/h×8h)となるため、アキュムレータ43としては圧力が押込みヘッド圧力ΔP(=2.5kgf/cm2)以上であって容量が14.4cc以上の小型アキュムレータでよく、省スペースで済むのである。
Here, if the interval of each operation during the intermittent operation of the
本実施の形態における上記アキュムレータ43は、1.5kgf/cm2の窒素ガスが60cc封入された潤滑油容量が40cc(潤滑油圧力が4.5kgf/cm2)の小型仕様であり、気体の状態方程式(PV=GRT P:圧力,V:体積,G:重量,R:定数,T:温度)から、本燃料噴射ポンプにおいては、8時間後でも約2.5kgf/cm2の圧力を保つことができる。
The
図2は、本実施の形態の燃料噴射ポンプのシール機構が適用されたディーゼル機関における潤滑油の配管図を示す。 FIG. 2 is a piping diagram of lubricating oil in a diesel engine to which the seal mechanism of the fuel injection pump of the present embodiment is applied.
51はディーゼル機関である。また、52は機関潤滑油ポンプ、53は潤滑油クーラ、54は調圧弁、55は潤滑油濾過器、56は電動プライミングポンプ、57はプライミングポンプ逆止弁であり、一般的な潤滑油配管である。 51 is a diesel engine. 52 is an engine lubricating oil pump, 53 is a lubricating oil cooler, 54 is a pressure regulating valve, 55 is a lubricating oil filter, 56 is an electric priming pump, and 57 is a priming pump check valve. is there.
また、58は図1に示す燃料噴射ポンプ、59は潤滑油配管、60は潤滑油逆止弁、61はY型ストレーナ、43は図1に示すアキュムレータである。 1 is a fuel injection pump shown in FIG. 1, 59 is a lubricating oil pipe, 60 is a lubricating oil check valve, 61 is a Y-type strainer, and 43 is an accumulator shown in FIG.
上記構成において、上記ディーゼル機関51が運転中の場合には、上記機関潤滑油ポンプ52によって、潤滑油が、潤滑油クーラ53,調圧弁54,潤滑油濾過器55,潤滑油逆止弁60,Y型ストレーナ61および潤滑油配管59を介して、ディーゼル機関51の各シリンダ毎に設けられた各燃料噴射ポンプ58の潤滑油供給口39に常時供給される。こうして、潤滑油供給口39から供給された潤滑油によってプランジャ32とバレル31との嵌合隙間がシールされるため、上記燃料油がプランジャ32の下部から漏れることが防止される。
In the above configuration, when the
これに対して、上記ディーゼル機関51が運転停止中、つまり上記各燃料噴射ポンプ58が運転停止中の場合には、上述したように、電動プライミングポンプ56が8時間毎に約3分間〜約5分間で間欠運転される。その際に、駆動時の電動プライミングポンプ56から吐出された加圧潤滑油が、プライミングポンプ逆止弁57,潤滑油クーラ53,調圧弁54,潤滑油濾過器55,潤滑油逆止弁60,Y型ストレーナ61および潤滑油配管59を介して、アキュムレータ43に貯留蓄圧される。そして、電動プライミングポンプ56の停止時に、アキュムレータ43に貯留蓄圧された潤滑油が、潤滑油配管59およびこの潤滑油配管59から分岐した潤滑油配管44によって、各燃料噴射ポンプ58の潤滑油供給口39に供給される。こうして、次回(8時間後)に電動プライミングポンプ56が駆動されるまでの間に、上記押込みヘッド圧力ΔP(=2.5kgf/cm2)以上の圧力でプランジャ32とバレル31との嵌合隙間に潤滑油が供給されてシールされ、上記燃料油がプランジャ32の下部から漏れることが防止されるのである。
On the other hand, when the operation of the
その際に、上記潤滑油逆止弁60が、図1における潤滑油逆止弁45の機能を果たし、アキュムレータ43から供給される潤滑油の圧力が潤滑油配管59内に閉じ込められ、潤滑油の圧力が長時間に亘って上記押込みヘッド圧力ΔP以上に保たれるのである。
At that time, the lubricating
図3は、潤滑油要求圧力が図2に示す通常配管の場合よりも高く設定されている場合における潤滑油の配管図を示す。この配管図は、図2に示す潤滑油配管図に、プライミングポンプ調圧弁とプライミングポンプ専用潤滑油配管とを追設したものである。 FIG. 3 shows a piping diagram of the lubricating oil when the required lubricating oil pressure is set higher than that of the normal piping shown in FIG. This piping diagram is obtained by adding a priming pump pressure regulating valve and a priming pump dedicated lubricating oil piping to the lubricating oil piping diagram shown in FIG.
図3において、ディーゼル機関51,機関潤滑油ポンプ52,潤滑油クーラ53,調圧弁54,潤滑油濾過器55,電動プライミングポンプ56,プライミングポンプ逆止弁57,燃料噴射ポンプ58,潤滑油配管59,潤滑油逆止弁60,Y型ストレーナ61およびアキュムレータ43は、図2に示す潤滑油配管図と同じものであり、詳細な説明は省略する。
In FIG. 3, a
図3においては、上記電動プライミングポンプ56の吐出口とプライミングポンプ逆止弁57との間には、電動プライミングポンプ56の設定吐出圧まで調圧可能なプライミングポンプ調圧弁65を介設している。そして、このプライミングポンプ調圧弁65と潤滑油配管59との間を、上流側からY型ストレーナ66および潤滑油逆止弁67が順に介設された潤滑油配管68で接続している。すなわち、Y型ストレーナ66および潤滑油逆止弁67が介設された潤滑油配管68によって、上記プライミングポンプ専用潤滑油配管を構成しているのである。
In FIG. 3, a priming pump pressure regulating valve 65 capable of regulating the discharge pressure set to the
上記燃料タンクが通常よりも高所に設置されて押込みヘッド圧力ΔPが高くなると、それに伴って電動プライミングポンプ56の間欠運転時における潤滑油設定圧力(注油圧力P0)が通常の潤滑油設定圧力よりも高くなる。一方において、電動プライミングポンプ56からプライミングポンプ逆止弁57,潤滑油クーラ53,調圧弁54,潤滑油濾過器55,潤滑油逆止弁60およびY型ストレーナ61を介して燃料噴射ポンプ58に至る通常の潤滑油給油ラインにおいては、潤滑油濾過器55と潤滑油逆止弁60との間から機関軸受各部にも潤滑油が供給されているため、所要の圧力が立たない。そこで、押込みヘッド圧力ΔPが高くなった際に、上記通常の潤滑油給油ラインを使用する場合には、押込みヘッド圧力ΔPが高くなった分だけ電動プライミングポンプ56の潤滑油流量を増加させるように上記潤滑油設定圧力を設定する必要がある。したがって、電動プライミングポンプ56に要求される容量が大きくなり、不経済である。
When the fuel tank is installed higher than usual and the pushing head pressure ΔP becomes higher, the lubricating oil set pressure (lubricating pressure P0) during the intermittent operation of the
そこで、上記押込みヘッド圧力ΔPが高い場合には、上記電動プライミングポンプ56の吐出口に設けられたプライミングポンプ調圧弁65によって潤滑油配管68内の潤滑油圧を高め、この高圧になった潤滑油を潤滑油配管68,59を介してアキュムレータ43に貯留蓄圧するのである。その結果、潤滑油の注油圧力P0を高い押込みヘッド圧力ΔPに見合った圧力まで高めることが可能になり、通常の電動プライミングポンプ56を用いて高い押込みヘッド圧力ΔPにも対処することができ、省エネルギーに寄与することができる燃料噴射ポンプのシール機構を提供することができるのである。
Therefore, when the pushing head pressure ΔP is high, the lubricating oil pressure in the lubricating oil pipe 68 is increased by the priming pump pressure regulating valve 65 provided at the discharge port of the
その際に、上記潤滑油逆止弁60,67が、図1における潤滑油逆止弁45の機能を果たし、アキュムレータ43から供給される潤滑油の圧力が潤滑油配管59内に閉じ込められ、潤滑油の圧力が長時間に亘って上記押込みヘッド圧力ΔP以上に保たれるのである。
At that time, the lubricating
また、上記プランジャ32へのトータル注油量は微量であるため、通常の電動プライミングポンプ56を用いてもディーゼル機関51への影響はないのである。また、ディーゼル機関51が運転中の場合には、機関潤滑油ポンプ52によって、上記通常の潤滑油給油ラインを介した潤滑油の供給が行われる。
In addition, since the total amount of lubrication to the
尚、上述したような燃料噴射ポンプのシール機構は、非常用ディーゼル機関に限らず、ディーゼル機関全般に適用することができることは言うまでもない。 Needless to say, the sealing mechanism of the fuel injection pump as described above is applicable not only to emergency diesel engines but also to all diesel engines.
また、上記実施の形態においては、押込みヘッド圧力ΔPが「2.5kgf/cm2」の場合を例に上げて説明しているが、この考案は、これに限定されるものではない。燃料タンクの押込みヘッド圧力ΔPに応じて潤滑油の注油圧力P0を設定し、この注油圧力P0と電動プライミングポンプ41の間欠運転タイムスケジュールと電動プライミングポンプ41の間欠運転能力とに基づいて、アキュムレータ43の能力を設定すればよいのである。
In the above embodiment, the case where the pressing head pressure ΔP is “2.5 kgf / cm 2 ” is described as an example, but the present invention is not limited to this. The lubrication oil injection pressure P0 is set according to the fuel tank pushing head pressure ΔP, and the
31…バレル、
32…プランジャ、
33…燃料入口、
34…高圧室、
35…燃料漏れ回収溝、
36…燃料漏れ回収口、
37…燃料漏れ回収通路、
38…供給油溝、
39…潤滑油供給口、
40…潤滑油供給通路、
41,56…電動プライミングポンプ、
42,44,59,68…潤滑油配管、
43…アキュムレータ、
45,60,67…潤滑油逆止弁、
51…ディーゼル機関、
52…機関潤滑油ポンプ、
53…潤滑油クーラ、
54…調圧弁、
55…潤滑油濾過器、
57…プライミングポンプ逆止弁、
58…燃料噴射ポンプ、
61,66…Y型ストレーナ、
65…プライミングポンプ調圧弁。
31 ... barrel,
32 ... Plunger,
33 ... Fuel inlet,
34 ... High pressure chamber,
35 ... Fuel leak recovery groove,
36 ... Fuel leak recovery port,
37 ... Fuel leak recovery passageway,
38 ... Supply oil groove,
39 ... Lubricating oil supply port,
40 ... Lubricating oil supply passage,
41, 56 ... Electric priming pump,
42, 44, 59, 68 ... Lubricating oil piping,
43 ... Accumulator,
45, 60, 67 ... lubricating oil check valve,
51 ... Diesel engine,
52. Engine lubricating oil pump,
53. Lubricating oil cooler,
54 ... pressure regulating valve,
55. Lubricating oil filter,
57 ... Priming pump check valve,
58 ... Fuel injection pump,
61,66 ... Y type strainer,
65 ... Priming pump pressure regulating valve.
Claims (1)
を備え、
上記バレルは、
上記プランジャの後退に伴って燃料を吸込むと共に、前進する上記プランジャによって上記吸込まれた燃料が加圧される高圧室と、
上記プランジャの嵌合面に形成されると共に、潤滑油供給口から加圧供給された潤滑油を上記プランジャとの嵌合隙間に供給する複数の環状の供給油溝と、
上記潤滑油供給口と上記複数の供給油溝とを連通する潤滑油供給通路と
を含んでおり、
上記燃料噴射ポンプの運転停止期間に、上記潤滑油供給口に間欠的に潤滑油を供給するプライミングポンプと、
上記プライミングポンプと上記潤滑油供給口とを接続する第1の注油配管と、
上記第1の注油配管に介設された逆止弁と、
上記第1の注油配管における上記逆止弁と上記潤滑油供給口との間に接続されたアキュムレータと、
上記プライミングポンプと上記アキュムレータとを接続する第2の注油配管と、
上記第1の注油配管に介設されると共に、上記第2の注油配管内の潤滑油の圧力を調整する調圧弁と
を備えたことを特徴とする燃料噴射ポンプのシール機構。 A fuel injection pump including a plunger and a barrel that fits the plunger so that the plunger can be advanced and retracted;
The barrel above
A high-pressure chamber that sucks in fuel as the plunger moves backward, and pressurizes the sucked-in fuel by the plunger that moves forward;
A plurality of annular supply oil grooves that are formed on the fitting surface of the plunger and supply the lubricating oil pressurized and supplied from the lubricating oil supply port to the fitting gap with the plunger;
A lubricating oil supply passage communicating the lubricating oil supply port and the plurality of supply oil grooves,
A priming pump for intermittently supplying the lubricating oil to the lubricating oil supply port during the operation stop period of the fuel injection pump;
A first oil supply pipe connecting the priming pump and the lubricating oil supply port;
A check valve interposed in the first oil supply pipe;
An accumulator connected between the check valve and the lubricating oil supply port in the first oil supply pipe;
A second lubrication pipe connecting the priming pump and the accumulator;
A fuel injection pump sealing mechanism comprising a pressure regulating valve that is interposed in the first oil supply pipe and adjusts the pressure of the lubricating oil in the second oil supply pipe.
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