JP3655023B2 - 燃料噴射ポンプのデリベリバルブケースにおける脈動圧力油のシール機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過酷な条件（例えば、全負荷で連続８０００時間運転すること）の下で使用される内燃機関の燃料噴射ポンプにおいて、そのプランジャの往復動に応じて間欠的に吐出される燃料のような圧力変動の大きい脈動圧力油をシールするＯリング部から、油漏れが発生するという不具合を解消する為のシール機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の燃料噴射ポンプのデリベリホルダーにおけるシール機構については、実公平４−４１２４８号公報に記載の如き技術が公知とされていたのである。
図１１において、上記従来技術が図示されている。即ち、デリベリホルダー１０とポンプケース８の間において、デリベリホルダー１０の外周にはＯリング溝２のみを穿設しており、該Ｏリング溝２の内部に、バックアップリング４とＯリング１とを一緒にして嵌装していたのである。
この場合に、１本のＯリング１に対してバックアップリング４を１本嵌入する場合と、Ｏリング１の上下の両側に２本のバックアップリング４を嵌入する場合の技術があったのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、主に陸用常用機関において、従来の舶用主機や舶用補機とは相違し、コージェネやエンジンヒートポンプの如く、１００％負荷の過酷な条件で１年間連続的に常時運転される機関が増加し、このような陸用常用機関においては、燃料ポンプのデリベリホルダーのＯリングの部分から油漏れが発生するという不具合があったのである。
このような油漏れが発生する原因は、負荷率の増加又はエンジンの排気エミッションの低減要求から、燃料ポンプＰの吐出圧力の高圧化が求められ、それに伴い燃料噴射終わり時のスピルエネルギーの増加が発生し、これが燃料ポンプＰ内のギャラリー室の圧力変動を大きくし、デリベリホルダーのＯリング部には１００kg／cm²以上の（通常の使用条件を越える）過大な圧力脈動がかかるようになって来たのである。
【０００４】
この圧力脈動が大きくなることから、Ｏリングは、そのＯリング溝からのはみ出しと、その繰り返しによる摩擦により、Ｏリング溝の開口縁から局部的に繰り返し過大面圧を受け、これがＯリングに齧りを発生し、これが原因で油漏れが発生していたのである。
このＯリングの齧りという不具合を解消する為に、Ｏリング溝の内部にＯリングと共にバックアップリングを追加挿入したのであるが、このバックアップリングの合い口部においても、なお、Ｏリングの磨耗や亀裂が発生し、これがＯリングの捩れに発展し、この場合にも最後はＯリング部からの油漏れとなっていたのである。
本発明は、上記の燃料ポンプＰの油漏れの原因となるＯリングの部分のシール機構を改善し、油漏れを無くして、エンジンシステムの信頼性を向上させたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の不具合を解消する為に、次の如く構成したものである。
燃料噴射ポンプのプランジャの往復動に応じて間欠的に吐出される圧力変動の大きい脈動燃料圧力油をシールするシール機構であって、ポンプケース８の内部に、プランジャーバレル１７とデリベリバルブケース６を嵌装し、プランジャーバレル１７の外周に、スピル噴射圧が掛かる燃料ギャラリー室１７ａを構成し、またデリベリバルブケース６の内部にデリベリバルブ７を嵌装し、該プランジャーバレル１７の内部においてプランジャー１６を往復動すべく構成し、該プランジャー１６が往復動することにより燃料油を圧油化し、デリベリバルブケース６の内部に嵌装されたデリベリバルブ７の部分を通過して、燃料噴射バルブＶの方向に供給する構成において、該デリベリバルブケース６の外周に、Ｏリング１を配置したＯリング溝２とは別に、加圧側にバックアップリング溝３を設け、該バックアップリング溝３にはバックアップリング４を嵌入し、該バックアップリング溝３の一部にドレーンホール５を穿設し、該燃料ギャラリー室１７ａにスピル圧力が加担し、前記バックアップリング４がバックアップリング溝３の上方に押し上げられた場合には、バックアップリング４とドレーンホール５の間の通路を閉鎖し、該燃料ギャラリー室１７ａの圧力が低下した場合は、バックアップリング４が下降しドレーンホール５の間の通路を開口し、ドレーン油がバックアップリング４とドレーンホール５の間を通過し、燃料ギャラリー室１７ａ側に残っていた圧力を開放し、ドレーンホール５とバックアップリング４によりチェックバルブを構成したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。
図１は燃料ポンプＰからの漏油を漏油タンク９に貯留すべく構成した従来の内燃機関の側面断面図、図２は漏油タンク９を設けて、燃料ポンプＰの部分から発生する漏油を貯留すべく構成した従来のエンジンの正面図、図３は漏油タンク９の構成を示す拡大正面図、図４はエンジンのシリンダブロックと燃料ポンプＰの部分の横断面図、図４は燃料ポンプＰの部分の拡大正面断面図、図６は本発明の燃料ポンプＰの拡大正面断面図、図７はバックアップリング溝３にドレーンホール５を設けた構成で加圧シール時のドレーン油の戻りを閉塞した状態の拡大断面図、図８はドレーンホール５によりドレーン油を通過可能とした状態の拡大断面図、図９は本発明のデリベリバルブケース６の周囲に設けたバックアップリング溝３とドレーンホール５を示す図面、図１０は本発明のＯリング溝２とバックアップリング溝３を示す図面。図１１は従来のＯリング溝２の構成を示す図面である。
【０００７】
図１と図２において、従来の陸用常用内燃機関の構成を説明する。
即ち、内燃機関を構成するシリンダブロックＢの前面に、各気筒毎に独立した燃料ポンプＰが配置されている。該燃料ポンプＰから吐出された高圧燃料油が、燃料噴射バルブＶに供給されて、シリンダ内に噴射される。
しかし、排気エミッションの低減要求や、高負荷での連続運転の増加により、燃料ポンプＰは高圧の条件下で運転され、それが要因となって、Ｏリングの破損や捩れが発生し、このＯリングの破損の為に漏油が多くなる不具合を発生し、該発生する漏油を漏油タンク９により溜めていたのである。
該漏油タンク９に漏油が一杯になると、その油を別の廃油タンクに戻す必要があり、また、無人運転の状態においては、漏油タンク９にレベルスイッチを設けており、このレベルスイッチが作動すると、エンジンを停止させ、エンジン整備や点検を要し、工場では操業上の支障を招く。
【０００８】
図３において図示する漏油タンク９においては、内燃機関の側からは、燃料ポンプＰから燃料噴射バルブＶに燃料を供給する燃料噴射管からの漏油パイプ１３と、燃料ポンプ漏油管１２からの漏油が合流すべく構成している。また、漏油タンク９は、液面Ｌが液面計９ａによって計測され、通常１日で一杯になる容量（約２０リットル）とされている。
本発明は、上記の漏油の中で、燃料ポンプＰの部分からの漏油を改善するものである。
【０００９】
図４においては、燃料ポンプ室とその内部に配置された燃料ポンプＰが図示されており、図５においては、燃料ポンプＰの部分の拡大断面図が図示されている。図４において、燃料ポンプＰから燃料噴射バルブＶの到る燃料噴射管の部分で漏油が発生すると燃料噴射管漏油パイプ１３により、漏油タンク９に漏油が戻される。
また、燃料ポンプＰの部分で発生する漏油は、燃料ポンプ漏油管１２により漏油タンク９に戻されるように構成されている。また、図５に図示する如く、従来の漏油の最も大きな部分は、ポンプケース８とデリベリホルダー１０の間のＯリング１の破損による漏れが多かったのである。
本発明は、この部分のＯリング１の破損を防止する為の発明である。
【００１０】
従来は、図５に図示する如く、デリベリホルダー１０の外周に、図１１に示す如く１本のＯリング１を穿設し、該Ｏリング溝２の内部に、Ｏリング１のみを入れたり、または１本のバックアップリング４とＯリング１を入れたり、または２本のバックアップリング４と、１本のＯリング１を入れることにより、圧力燃料油の漏れだしを阻止していたのである。
【００１１】
しかし、この構成では、高圧が要求される陸用常用内燃機関の燃料噴射ポンプにおいては、Ｏリング１が溝からはみ出して齧られたり、バックアップリング４の合い口部にはさまれて異常磨耗を発生し、連続運転と共に漏油が激しくなるのである。
本発明においては、Ｏリング１とは別にバックアップリング溝３を穿設し、該バックアップリング溝３の内部にバックアップリング４を配置し、Ｏリング溝２の内部にはＯリング１のみまたは１本のバックアップリング４とＯリング１を嵌装して、バックアップリング４の部分で圧力をうけて、Ｏリング１の部分ではそれほど圧力を受ける必要の無いように構成したものである。
【００１２】
本発明の燃料ポンプＰは、図６に示す如く構成されている。
即ち、ポンプケース８の内部には、プランジャーバレル１７が嵌装されており、該プランジャーバレル１７の内部にプランジャー１６が往復動すべく構成されている。該プランジャー１６がプランジャーバレル１７の内部で往復動することにより、燃料油が圧油化して、デリベリバルブケース６の内部に嵌装されたデリベリバルブ７の部分を通過して、燃料噴射バルブＶの方向に供給される。該デリベリバルブ７を付勢するデリベリバルブスプリング１５がデリベリホルダー１０の内部に配置されている。
【００１３】
従来は、図６に示す如く、このデリベリホルダー１０の外周にＯリング溝２が穿設されており、このＯリング溝２の中にＯリング１とバックアップリング４が共に嵌装されていたのである。
これに対して、本発明においては、デリベリホルダー１０の部分にＯリング溝２を穿設しているのは同じであるが、デリベリバルブケース６の外周にバックアップリング溝３を穿設し、該バックアップリング溝３の内部にバックアップリング４を配置しているのである。
燃料ポンプＰの漏油は、Ｏリングが損傷した場合、該プランジャーバレル１７の外周部分から、デリベリバルブケース６とポンプケース８の間と、デリベリホルダー１０とポンプケース８の間を通過して漏油として出てくるのである。
本発明は、このポンプケース８の内側で、デリベリバルブケース６とデリベリホルダー１０との間を通過してくる漏油を、先ず、バックアップリング溝３の内部のバックアップリング４により、圧力を落とし、次にデリベリホルダー１０の外周のＯリング溝２に嵌装したＯリング１により、完全にシールするものである。
【００１４】
また、図７と図８に示す如く、バックアップリング溝３の一部にドレーンホール５が穿設されている。該バックアップリング溝３の部分はドレーン油は積極的に加圧側に逃油させる為に構成されているものであり、上方のＯリング溝２とＯリング１の方向にドレーン油が押圧されることの無いように、燃料ギャラリー室１７ａにスピル圧力が加担した場合には、バックアップリング４がバックアップリング溝３の上方に押し上げられて、Ｏリング部に高い圧力がかかることを防止し、燃料ギャラリー室１７ａの圧力が低下した後は、バックアップリング４が下降してドレーンホール５への通路を開口するので、ドレーン油がバックアップリング４を通過して、燃料ギャラリー室１７ａ側にＯリング部に残っていた圧力を更に開放することが出来るように、ドレーンホール５とバックアップリング４により、チェックバルブを構成しているのである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
燃料噴射ポンプのプランジャの往復動に応じて間欠的に吐出される圧力変動の大きい脈動燃料圧力油をシールするシール機構であって、ポンプケース８の内部に、プランジャーバレル１７とデリベリバルブケース６を嵌装し、プランジャーバレル１７の外周に、スピル噴射圧が掛かる燃料ギャラリー室１７ａを構成し、またデリベリバルブケース６の内部にデリベリバルブ７を嵌装し、該プランジャーバレル１７の内部においてプランジャー１６を往復動すべく構成し、該プランジャー１６が往復動することにより燃料油を圧油化し、デリベリバルブケース６の内部に嵌装されたデリベリバルブ７の部分を通過して、燃料噴射バルブＶの方向に供給する構成において、該デリベリバルブケース６の外周に、Ｏリング１を配置したＯリング溝２とは別に、加圧側にバックアップリング溝３を設け、該バックアップリング溝３にはバックアップリング４を嵌入し、該バックアップリング溝３の一部にドレーンホール５を穿設し、該燃料ギャラリー室１７ａにスピル圧力が加担し、前記バックアップリング４がバックアップリング溝３の上方に押し上げられた場合には、バックアップリング４とドレーンホール５の間の通路を閉鎖し、該燃料ギャラリー室１７ａの圧力が低下した場合は、バックアップリング４が下降しドレーンホール５の間の通路を開口し、ドレーン油がバックアップリング４とドレーンホール５の間を通過し、燃料ギャラリー室１７ａ側に残っていた圧力を開放し、ドレーンホール５とバックアップリング４によりチェックバルブを構成したので、Ｏリング溝２とは別に設けたバックアップリング溝３とバックアップリング４の部分で、燃料低圧部の圧力脈動を低減させることが出来るので、Ｏリング１の部分には、圧力脈動が作用しないので、Ｏリング１の交換時間の大幅な延長が可能となり、内燃機関全体の信頼性向上に寄与するのである。
【００１６】
また、バックアップリング溝３において、該バックアップリング溝３の一部にドレーンホール５を設けたので、該ドレーンホール５とバックアップリング４により、チェックバルブを構成することが出来るので、ドレーン油を燃料ギャラリー室１７ａの側に戻して、Ｏリング１の側に圧力油として作用することの無いように構成することができ、Ｏリング１の破損を少なくし、漏油の発生を無くすことができたのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 燃料ポンプＰからの漏油を漏油タンク９に貯留すべく構成した従来の内燃機関の側面断面図。
【図２】 漏油タンク９を設けて、燃料ポンプＰの部分から発生する漏油を貯留すべく構成した従来のエンジンの正面図。
【図３】 漏油タンク９の構成を示す拡大正面図。
【図４】 エンジンのシリンダブロックと燃料ポンプＰの部分の横断面図。
【図５】 燃料ポンプＰの部分の拡大正面断面図。
【図６】 本発明の燃料ポンプＰの拡大正面断面図。
【図７】 バックアップリング溝３にドレーンホール５を設けた構成で加圧シール時のドレーン油の戻りを閉塞した状態の拡大断面図。
【図８】 ドレーンホール５によりドレーン油を通過可能とした状態の拡大断面図である。
【図９】 本発明のデリベリバルブケース６の周囲に設けたバックアップリング溝３とドレーンホール５を示す図面。
【図１０】 本発明のＯリング溝２とバックアップリング溝３を示す図面。
【図１１】 従来のＯリング溝２の構成を示す図面。
【符号の説明】
Ｐ 燃料ポンプ
１ Ｏリング
２ Ｏリング溝
３ バックアップリング溝
４ バックアップリング
５ ドレーンホール
６ デリベリバルブケース
７ デリベリバルブ
８ ポンプケース
９ 漏油タンク
１０ デリベリホルダー
１２ 燃料ポンプ漏油管
１３ 燃料噴射管漏油パイプ

Claims (1)

1. 燃料噴射ポンプのプランジャの往復動に応じて間欠的に吐出される圧力変動の大きい脈動燃料圧力油をシールするシール機構であって、
   ポンプケース８の内部に、プランジャーバレル１７とデリベリバルブケース６を嵌装し、プランジャーバレル１７の外周に、スピル噴射圧が掛かる燃料ギャラリー室１７ａを構成し、またデリベリバルブケース６の内部にデリベリバルブ７を嵌装し、
   該プランジャーバレル１７の内部においてプランジャー１６を往復動すべく構成し、該プランジャー１６が往復動することにより燃料油を圧油化し、デリベリバルブケース６の内部に嵌装されたデリベリバルブ７の部分を通過して、燃料噴射バルブＶの方向に供給する構成において、
   該デリベリバルブケース６の外周に、Ｏリング１を配置したＯリング溝２とは別に、加圧側にバックアップリング溝３を設け、該バックアップリング溝３にはバックアップリング４を嵌入し、該バックアップリング溝３の一部にドレーンホール５を穿設し、
   該燃料ギャラリー室１７ａにスピル圧力が加担し、前記バックアップリング４がバックアップリング溝３の上方に押し上げられた場合には、バックアップリング４とドレーンホール５の間の通路を閉鎖し、
   該燃料ギャラリー室１７ａの圧力が低下した場合は、バックアップリング４が下降しドレーンホール５の間の通路を開口し、ドレーン油がバックアップリング４とドレーンホール５の間を通過し、燃料ギャラリー室１７ａ側に残っていた圧力を開放し、ドレーンホール５とバックアップリング４によりチェックバルブを構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプのデリベリバルブケースにおける脈動圧力油のシール機構。

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