JP3754828B2 - Fuel injection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置(燃料噴射ポンプ)に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの燃料噴射装置では、加圧室内に吸入された燃料をプランジャにより加圧することによって燃料噴射ノズル側へ圧送し、このプランジャの圧送行程の終わりに、プランジャ外周のリードが油溜室につながるスピルポートに連通することによって加圧室内の燃料を逃がし、これによって燃料噴射を終了させるようにしている。
【0003】
このような燃料噴射装置において、プランジャにスピルポートが形成されたスリーブを嵌装し、プランジャの配列方向に沿ってスリーブの回りの油溜室の両側にそれぞれ燃料ギャラリを形成し、その片側の燃料ギャラリにスリーブを変位可能なタイミングロッドを備え、スリーブをプランジャの軸方向に変位させることによってプランジャによる燃料の圧送開始時期と圧送終了時期とを変え、これによって送油率を可変とするものがある(特開平5ー87012号、実開平6ー49768号、43260号公報等)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような燃料噴射装置にあっては、スリーブのスピルポートの近くにてプランジャ等にキャビテーションエロージョンが発生することがある。
【0005】
即ち、プランジャの圧送行程の終わりに、プランジャ外周のリードがスリーブのスピルポートに連通してスピルポートから高圧の燃料が噴出するが、その高圧の燃料の噴出によって油溜室内にキャビテーションが発生するようになる。そして、
発生したキャビテーションはスピルポートからの高圧の燃料によって崩壊し、その崩壊したときの衝撃波によってプランジャ等にエロージョンが発生するのである。
【0006】
近年、燃費、排気性能、出力性能を向上するために、燃料の送油率を可変として、エンジンの運転条件に合った噴射を行わせる燃料噴射装置にあっては、燃料の高圧噴射を行うようになっており、そのためこのようなキャビテーションエロージョンが問題となっている。
【0007】
このようなキャビテーションエロージョンは、スリーブのスピルポートの近くの油溜室の燃料が澱むことに起因している。
【0008】
なお、実開平6ー49768号、43260号公報には、油溜室下部のハウジング部分のキャビテーションエロージョンを防止するものが開示されているが、複数の燃料ギャラリの他にさらに燃料給油路を設けたり、フィードポンプを複数設けるのでは、大幅なコストアップが避けられず、またこの場合プランジャ等のエロージョンは防止しにくい。また、スピルポートからの燃料の噴出エネルギーを減衰させて、キャビテーションエロージョンを発生しにくくするものもあるが(特開平7ー54735号、293395号、5ー87012号、実開平6ー2555号公報等)、これらは構造が複雑化して信頼性に欠ける。また、スピルポートを傾斜させただけでは(実開平6ー2555号公報等)、部分的な効果しかない。
【0009】
この発明は、コストアップを招くことなく、構造が複雑化することなく、キャビテーションエロージョンを抑えることができる燃料噴射装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、エンジンの気筒数と同数配列されるプランジャと、プランジャに嵌装され加圧室につながる燃料通口を開放するスピルポートが形成されたスリーブと、スリーブの回りに形成された油溜室と、プランジャの配列方向に沿って油溜室の両側に形成され燃料を導く燃料ギャラリと、その片側の燃料ギャラリに設けられスリーブを変位可能なタイミングロッドと、前記タイミングロッドを駆動するプリストロークアクチュエータと、
前記プリストロークアクチュエータのハウジング内に開口された燃料ギャラリの燃料入口とを備え、スリーブの変位に応じて送油率が可変とされる燃料噴射装置において、前記タイミングロッドが配設される前記燃料ギャラリの燃料入口の流路面積を絞る流路面積減少手段を設ける。
【0011】
第2の発明は、第1の発明において、前記流路面積減少手段は、タイミングロッ
ドが設けられた燃料ギャラリに設けられる。
【0012】
第3の発明は、第2の発明において、前記流路面積減少手段は、燃料ギャラリの入口にてタイミングロッドを支持するベアリングに並設される。
【0013】
第4の発明は、第3の発明において、前記流路面積減少手段は、ベアリングとベアリングを固定するスクリューナットとの間に薄いリングプレートを介装してなる。
【0014】
第5の発明は、第3の発明において、前記流路面積減少手段は、ベアリングとベアリングを嵌装するギャラリ壁部との間にワッシャーを介装してなる。
【0015】
第6の発明は、第3の発明において、前記流路面積減少手段は、ベアリングを固定するスクリューナットである。
【0016】
【発明の効果】
第1、第2の発明によれば、燃料はほぼ一方の燃料ギャラリに送られ、他方の燃料ギャラリに送られる燃料流量が少なくなることから、一方の燃料ギャラリ側から燃料がスリーブの回りの油溜室を通って他方の燃料ギャラリ側へ流れるようになり、これによってスリーブのスピルポートから高圧の燃料が噴出することに起因するプランジャ等のキャビテーションエロージョンの発生を十分に抑制することができ、したがって送油率を可変とする燃料噴射装置の信頼性が向上する。
【0017】
第3〜第6の発明によれば、燃料ギャラリの流路面積を簡単な構造によって絞ることができ、コストアップを招くことなく、キャビテーションエロージョンの発生を十分に抑制することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0019】
図1は、ディーゼルエンジンの列型の燃料噴射装置(燃料噴射ポンプ)を示し、
10はエンジン回転に同期して駆動されるカムシャフト、11はエンジンの気筒数と同数配列され、カムシャフト10によりプランジャバレル12内を往復動するプランジャである。
【0020】
プランジャ11には、プランジャバレル12の下方に、図2のようにスピルポート13が形成されたスリーブ14が嵌装される。プランジャ11の外周には、図2のようにプランジャ11の内部を通して加圧室15につながるリード(燃料通口)16および縦溝17が形成される。
【0021】
スリーブ14の回りには油溜室18が形成され、油溜室18の両側には図3のように燃料を導く第1、第2の燃料ギャラリ19,20がプランジャ11の配列方向に沿って形成される。
【0022】
スリーブ14の第1の燃料ギャラリ19側にはスリーブ14の回動を規制するガイド部21が形成され、第2の燃料ギャラリ20側には後述するピン22との掛合部23が形成される
第2の燃料ギャラリ20には、スリーブ14をピン22を介してプランジャ11の軸方向に変位可能なタイミングロッド24が配設される。タイミングロッド24は第2の燃料ギャラリ20の端部に嵌装されたベアリング25により回動自由に支持され、ポンプハウジング26の端部にはタイミングロッド24を駆動するプリストロークアクチュエータ(図示しない)が取付けられる。
【0023】
プリストロークアクチュエータのハウジング27に燃料の入口28が形成され、
そのハウジング27内に第1、第2の燃料ギャラリ19,20の燃料入口29,30が開口される。
【0024】
そして、この第2の燃料ギャラリ20の流路面積を絞る流路面積減少手段が設けられる。
【0025】
この場合、流路面積減少手段として、図4のように第2の燃料ギャラリ20の端部(燃料入口30)にて、タイミングロッド24を支持するベアリング25と、
ベアリング25を固定するスクリューナット31との間に、シム状の薄いリングプレート32が介装される。
【0026】
リングプレート32は、スクリューナット31とベアリング25のアウターレース33との間に挟持され、内径がベアリング25のインナーレース34よりもわずかに大きく形成される。
【0027】
なお、燃料ギャラリのオーバーフロー通路は第2の燃料ギャラリの下流側に設けられる。
【0028】
このような構成のため、図5のように燃料の吸入を終了した後、図6、図7のようにカムシャフト10のリフトに伴いプランジャ11が上昇し、スリーブ14の下端によりプランジャ11の縦溝17が閉じられると、油溜室18との連通が遮断されて加圧室15の圧力が高まり、燃料の圧送が行われる。
【0029】
さらに、図8のようにプランジャ11が上昇し、リード16がスリーブ14のスピルポート13に連通すると、加圧室15の加圧燃料がスピルポート13から油溜室18に噴出して解放され、燃料の圧送が終了される。
【0030】
この場合、プリストロークアクチュエータによりタイミングロッド24を駆動し、スリーブ14をプランジャ11の軸方向に変位させると、燃料の圧送開始時期と圧送終了時期とが変わる、つまりスリーブ14の変位に応じてカムシャフト10のリフトに対する圧送区間を変えることで、送油率が可変となっている。
【0031】
一方、プリストロークアクチュエータのハウジング27内の燃料は、第1の燃料ギャラリ19側では、所定径の燃料入口29から第1の燃料ギャラリ19内に送られるが、第2の燃料ギャラリ20側では、スクリューナット31とタイミングロッド24の間からリングプレート32とベアリング25のインナーレース34との間隙35を通り、ベアリング25のボールの間を通って第2の燃料ギャラリ20内に送られる。
【0032】
即ち、燃料はほぼ第1の燃料ギャラリ19に送られ、燃料入口30から第2の燃料ギャラリ20に送られる燃料流量が少なくなることから、第1の燃料ギャラリ19側から燃料がスリーブ14の回りの油溜室18を通って第2の燃料ギャラリ20側へ流れるようになり、この燃料の流れによってスリーブ14の回りの油溜室18およびスリーブ14のスピルポート13の近くの油溜室18に燃料が澱むことが解消される。
【0033】
そのため、プランジャ11の圧送行程の終わりに、プランジャ11外周のリード16がスリーブ14のスピルポート13に連通してスピルポート13から高圧の燃料が噴出するが、油溜室18内の燃料の流れによって油溜室18内にキャビテーションが発生することが抑えられ、これにより、プランジャ11等のキャビテーションエロージョンの発生が抑制される。
【0034】
このように、第2の燃料ギャラリ20の燃料入口30の流路面積を絞る簡単な構造によって、キャビテーションエロージョンの発生が十分に抑制されるのである。したがって、コストアップを招くことなく、噴射終了領域の噴射波形を改善できると共に、送油率を可変とする燃料噴射装置の信頼性が向上する。
【0035】
なお、キャビテーションに対しては燃料入口30から第2の燃料ギャラリ20に送られる燃料流量が少ないほど良いが、その流路を遮断したのではベアリング25付近で燃料が澱み、冷却性が悪くなる。
【0036】
図9は別の実施の形態を示す。これは、流路面積減少手段として、第2の燃料ギャラリ20の端部(燃料入口30)にて、タイミングロッド24を支持するベアリング25と、ベアリング25を嵌装するギャラリ壁40との間に、ワッシャー41を介装したものである。
【0037】
ワッシャー41は、内径側が燃料ギャラリ20の内方に幾らか湾曲した形状に形成され、したがって、燃料はスクリューナット31とタイミングロッド24の間からベアリング25のボールの間を通り、ベアリング25のインナーレース34とワッシャー41の湾曲部との間隙43を通って第2の燃料ギャラリ20内に送られる。
【0038】
図10は別の実施の形態を示す。これは、流路面積減少手段として、第2の燃料ギャラリ20の端部(燃料入口30)にて、タイミングロッド24のベアリング25を固定するスクリューナット31の底面50を大きくしたものである。
【0039】
したがって、燃料はスクリューナット31とタイミングロッド24の間からスクリューナット31の底面50とベアリング25のインナーレース34との間隙51を通り、ベアリング25のボールの間を通って第2の燃料ギャラリ20内に送られる。
【0040】
図11は別の実施の形態を示す。これは、第1の燃料ギャラリ19の流路面積を絞るようにしたもので、第1の燃料ギャラリ19の燃料入口29に、流路面積減少手段として、小孔60(小孔60の径φd<第1の燃料ギャラリ19の径φD)を有するプラグ61を締着している。この場合、第2の燃料ギャラリ20の燃料入口30の流路面積は、そのプラグ61の小孔60の面積よりも十分大きくする。
【0041】
このようにすれば、燃料はほぼ第2の燃料ギャラリ20の燃料入口30より入り、第2の燃料ギャラリ20側からスリーブ14の回りの油溜室18を通って第1の燃料ギャラリ19側へ流れるようになる。したがって、タイミングロッド24の冷却性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料噴射装置の断面図である。
【図2】プランジャ、スリーブの斜視図である。
【図3】プランジャ配列方向の部分断面図である。
【図4】燃料ギャラリの入口部分の断面図である。
【図5】プランジャの動作説明図である。
【図6】プランジャの動作説明図である。
【図7】プランジャの動作説明図である。
【図8】プランジャの動作説明図である。
【図9】別の実施の形態の燃料ギャラリの入口部分の断面図である。
【図10】別の実施の形態の燃料ギャラリの入口部分の断面図である。
【図11】別の実施の形態の燃料ギャラリの入口部分の断面図である。
【符号の説明】
11 プランジャ
13 スピルポート
14 スリーブ
15 加圧室
16 リード
17 縦溝
18 油溜室
19 第1の燃料ギャラリ
20 第2の燃料ギャラリ
24 タイミングロッド
25 ベアリング
29,30 燃料入口
31 スクリューナット
32 リングプレート
35 間隙
41 ワッシャー
43,51 間隙
60 小孔
61 プラグ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection device (fuel injection pump) for a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
In a fuel injection device of a diesel engine, fuel sucked into a pressurizing chamber is pressurized by a plunger to be pumped to the fuel injection nozzle side, and at the end of the plunger pumping stroke, a lead on the outer periphery of the plunger is connected to an oil reservoir chamber. By communicating with the spill port, the fuel in the pressurized chamber is released, thereby terminating the fuel injection.
[0003]
In such a fuel injection device, a sleeve in which a spill port is formed is fitted to the plunger, and a fuel gallery is formed on both sides of the oil reservoir around the sleeve along the arrangement direction of the plunger. A gallery has a timing rod capable of displacing the sleeve, and the sleeve is displaced in the axial direction of the plunger to change the fuel pumping start timing and the pumping end timing of the plunger, thereby making the oil feeding rate variable. (JP-A-5-87012, Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 6-49768, 43260, etc.).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a fuel injection device, cavitation erosion may occur in the plunger or the like near the spill port of the sleeve.
[0005]
That is, at the end of the pumping stroke of the plunger, the lead on the outer periphery of the plunger communicates with the spill port of the sleeve, and high pressure fuel is ejected from the spill port, but cavitation is generated in the oil reservoir chamber by the ejection of the high pressure fuel. become. And
The generated cavitation is collapsed by the high-pressure fuel from the spill port, and erosion is generated in the plunger or the like by the shock wave when the collapse occurs.
[0006]
In recent years, in order to improve fuel consumption, exhaust performance, and output performance, fuel injection devices that vary the fuel feed rate and inject fuel that meets engine operating conditions have been designed to perform high-pressure fuel injection. Therefore, such cavitation erosion is a problem.
[0007]
Such cavitation erosion is due to the stagnation of fuel in the oil reservoir near the spill port of the sleeve.
[0008]
Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 6-49768 and 43260 disclose a device that prevents cavitation erosion of the housing portion at the bottom of the oil sump chamber, but in addition to a plurality of fuel galleries, a fuel oil supply passage may be provided. If a plurality of feed pumps are provided, a significant increase in cost cannot be avoided. In this case, erosion of the plunger or the like is difficult to prevent. In addition, there are some which attenuate the energy of jetting fuel from the spill port so that cavitation erosion is less likely to occur (JP-A-7-54735, 293395, 5-87012, JP-A-6-2555, etc.) ) These are complicated in structure and lack reliability. Further, only tilting the spill port (Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-2555 etc.) has only a partial effect.
[0009]
An object of the present invention is to provide a fuel injection device that can suppress cavitation erosion without increasing the cost and without complicating the structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there are provided a plunger arranged in the same number as the number of cylinders of an engine, a sleeve formed with a spill port that is fitted to the plunger and opens a fuel passage leading to a pressurizing chamber, and is formed around the sleeve An oil reservoir chamber, a fuel gallery formed on both sides of the oil reservoir chamber along the arrangement direction of the plungers to guide the fuel, a timing rod provided in the fuel gallery on one side thereof, the sleeve being displaceable, and driving the timing rod A pre-stroke actuator;
The fuel gallery further includes a fuel inlet of a fuel gallery opened in the housing of the pre-stroke actuator, wherein the fuel feed rate is variable according to the displacement of the sleeve, and the fuel gallery in which the timing rod is disposed. A passage area reducing means for reducing the passage area of the fuel inlet is provided.
[0011]
In a second aspect based on the first aspect, the channel area reducing means is provided in a fuel gallery provided with a timing rod.
[0012]
In a third aspect based on the second aspect, the channel area reducing means is provided in parallel with a bearing that supports the timing rod at the inlet of the fuel gallery.
[0013]
In a fourth aspect based on the third aspect, the flow path area reducing means includes a thin ring plate between a bearing and a screw nut for fixing the bearing.
[0014]
In a fifth aspect based on the third aspect, the channel area reducing means includes a washer between the bearing and a gallery wall portion into which the bearing is fitted.
[0015]
In a sixth aspect based on the third aspect, the channel area reducing means is a screw nut for fixing a bearing.
[0016]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the invention, the fuel is almost sent to one fuel gallery, and the flow rate of the fuel sent to the other fuel gallery is reduced, so that the fuel flows from one fuel gallery side to the oil around the sleeve. It can flow to the other fuel gallery side through the reservoir, and this can sufficiently suppress the occurrence of cavitation erosion such as plunger caused by high pressure fuel jetting from the spill port of the sleeve. The reliability of the fuel injection device that makes the oil feed rate variable is improved.
[0017]
According to the third to sixth inventions, the flow area of the fuel gallery can be narrowed with a simple structure, and the occurrence of cavitation erosion can be sufficiently suppressed without increasing the cost.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a row type fuel injection device (fuel injection pump) of a diesel engine,
[0020]
A
[0021]
An
[0022]
A
[0023]
A
[0024]
A flow path area reducing means for reducing the flow path area of the
[0025]
In this case, as a flow path area reducing means, a
A shim-shaped
[0026]
The
[0027]
The fuel gallery overflow passage is provided downstream of the second fuel gallery.
[0028]
5, after the intake of the fuel is completed as shown in FIG. 5, the
[0029]
Further, when the
[0030]
In this case, when the
[0031]
On the other hand, the fuel in the
[0032]
That is, since the fuel is almost sent to the
[0033]
Therefore, at the end of the pressure feeding stroke of the
[0034]
Thus, the occurrence of cavitation erosion is sufficiently suppressed by a simple structure that restricts the flow passage area of the
[0035]
For cavitation, the smaller the flow rate of the fuel sent from the
[0036]
FIG. 9 shows another embodiment. This is because, as a flow path area reducing means, at the end of the second fuel gallery 20 (fuel inlet 30), between the bearing 25 supporting the
[0037]
The
[0038]
FIG. 10 shows another embodiment. As a flow path area reducing means, the
[0039]
Accordingly, the fuel passes through the
[0040]
FIG. 11 shows another embodiment. This is to reduce the flow passage area of the
[0041]
In this way, the fuel enters almost from the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel injection device.
FIG. 2 is a perspective view of a plunger and a sleeve.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view in the plunger arrangement direction.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an inlet portion of a fuel gallery.
FIG. 5 is an operation explanatory view of a plunger.
FIG. 6 is an explanatory view of the operation of the plunger.
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the plunger.
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the plunger.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an inlet portion of a fuel gallery according to another embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an inlet portion of a fuel gallery according to another embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an inlet portion of a fuel gallery according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
11
Claims (6)
プランジャに嵌装され加圧室につながる燃料通口を開放するスピルポートが形成されたスリーブと、
スリーブの回りに形成された油溜室と、
プランジャの配列方向に沿って油溜室の両側に形成され燃料を導く燃料ギャラリと、
その片側の燃料ギャラリに設けられスリーブを変位可能なタイミングロッドと、
前記タイミングロッドを駆動するプリストロークアクチュエータと、
前記プリストロークアクチュエータのハウジング内に開口された燃料ギャラリの燃料入口とを備え、
スリーブの変位に応じて送油率が可変とされる燃料噴射装置において、
前記タイミングロッドが配設される前記燃料ギャラリの燃料入口の流路面積を絞る流路面積減少手段を設けたことを特徴とする燃料噴射装置。Plungers arranged in the same number as the number of cylinders of the engine,
A sleeve formed with a spill port that is fitted to the plunger and opens the fuel passage leading to the pressurizing chamber;
An oil reservoir formed around the sleeve;
A fuel gallery formed on both sides of the oil sump chamber along the arrangement direction of the plungers to guide the fuel;
A timing rod provided in the fuel gallery on one side and capable of displacing the sleeve;
A pre-stroke actuator for driving the timing rod;
A fuel inlet of a fuel gallery opened in the housing of the prestroke actuator;
In the fuel injection device in which the oil feed rate is variable according to the displacement of the sleeve,
A fuel injection device, comprising: a passage area reducing means for reducing a passage area of a fuel inlet of the fuel gallery in which the timing rod is disposed .
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