JP3879952B2 - Fuel supply device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給装置に関し、特に所定時間当たりの燃料吐出量を増加する燃料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電磁弁の開弁時にプランジャが下降することにより燃料加圧室に燃料を吸入し、電磁弁の閉弁時にプランジャが上昇することにより燃料を加圧する高圧燃料ポンプとして、特開平8−14140号公報に開示されているものが知られている。このような高圧燃料ポンプでは、図7に示すように、電磁弁110の開弁に伴いプランジャ101が図7の下方に下降すると、燃料吸入通路102から燃料導入室103、電磁弁110の弁部材111と弁座112との開口部を経て燃料加圧室104に低圧燃料が吸入される。
【0003】
しかし、所定時間当たりの高圧燃料ポンプ100の燃料吐出量を増加するためにプランジャ101を往復駆動するカムの山数を増加し、プランジャ101の往復移動速度を増加させると、一回の吸入行程当たりの燃料吸入時間が短縮される。高圧燃料ポンプ100は、電磁弁110の開弁時に弁部材111と弁座112との開口部から燃料加圧室104に燃料を吸入する吸入経路が一経路だけであるから、燃料吸入時間が短縮されると吸入不良を起こし必要な燃料量を吸入できない恐れがある。吸入不良を回避するためには電磁弁の弁部材のリフト量を大きくしたり、電磁弁の弁部材のシート径を大きくして開口面積を大きくすることが考えられるが、従来の電磁弁の構成を大幅に変更する必要があり、かつ電磁弁が大型化し製造コストが増加するという問題がある。さらに、電磁弁の大型化に伴い電磁弁の応答性が低下するという問題がある。
【0004】
そこで、燃料吸入時間の短縮に伴う燃料の吸入不良を回避するために、図8に示すような高圧燃料ポンプ120が考えられる。電磁弁110の開弁中にプランジャ101が下降すると、燃料吸入通路121から燃料導入室103、弁部材111と弁座112との開口部を経て燃料加圧室104に低圧燃料が吸入されることに加え、プランジャ101が図8に示す位置まで下降すると燃料吸入通路122から直接燃料加圧室104に低圧燃料が吸入される。これにより燃料の吸入経路が二経路になるので、燃料吸入時間が短縮されても一回の吸入行程当たりの燃料吸入量の減少を防止し、所定時間当たりの燃料吐出量が増加することが望まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プランジャ101が上昇するのに伴いプランジャ101の外壁が燃料吸入通路122を閉塞しないと燃料の加圧圧送行程が開始されない。さらに、加圧圧送行程においてプランジャ101の外壁により燃料吸入通路122を閉塞するので、プランジャ101が燃料吸入通路122を閉塞してからさらに上昇し、燃料吸入通路122に対するシール長が確保されるまでは十分に燃料を加圧できない。したがって、プランジャ101が下死点に達したときの燃料加圧室104の容積に対する燃料吐出量、つまり吐出効率が低下するという問題がある。
【0006】
本発明の目的は、簡単な構造で大型化することなく所定時間当たりの燃料吐出量を増加可能な燃料供給装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の燃料供給装置によると、燃料吸入行程において、燃料導入室から電磁弁の開口部を経て燃料加圧室に低圧燃料を吸入する第1の吸入経路と、逆止弁の開口部を経て燃料吸入通路の低圧燃料を燃料加圧室に吸入する第2の吸入経路とを有し、前記燃料吸入通路には低圧ポンプにより燃料タンクから組み上げられた低圧燃料が吸入され、前記第1の吸入経路および前記第2の吸入経路は、互いに分岐し、独立して前記燃料加圧室に連通しているている。燃料加圧室への燃料吸入経路が二経路になるので、カムの山数の増加等によりプランジャの往復移動速度を上昇しても、装置全体の体格を大きくすることなく製造コストの増加を防止し、簡単な構成で一回の吸入行程当たりに必要な燃料吸入量を確保することができる。
【0008】
さらに、プランジャが上昇し電磁弁が閉弁して燃料加圧室の燃料が加圧されると燃料吸入通路に設けた逆止弁が閉弁するので、電磁弁の閉弁に伴い加圧圧送行程が速やかに開始する。これにより、所定時間当たりの燃料吐出量を増加することができる。
本発明の請求項2記載の燃料供給装置によると、燃料導入室が電磁弁と接して設けられ、燃料吸入通路が燃料導入室と連通している。つまり、燃料吸入通路に向けて燃料導入室内を比較的低温の吸入燃料が流れることにより電磁弁のソレノイド部が冷却されるので、温度上昇に伴う電磁弁の作動不良を防止することができる。
【0009】
本発明の請求項3記載の燃料供給装置によると、燃料吸入通路がシリンダ部のプランジャとの非摺動部に開口しているので、燃料吸入通路がプランジャの移動位置に係わらず閉塞されない。したがって、プランジャの下降に伴い燃料吸入通路から十分な燃料量を吸入することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例について図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
本発明の第1実施例による燃料供給装置としての高圧燃料ポンプを図1に示す。高圧燃料ポンプ1は、図示しない低圧ポンプにより図示しない燃料タンクから汲み上げられた低圧燃料を吸入し、高圧燃料ポンプ1で加圧した高圧燃料を図示しない分配管に供給する。分配管には燃料噴射装置としての気筒数分のインジェクタが取り付けられている。
【0011】
高圧燃料ポンプ1のハウジング11内にシリンダ部としてのシリンダ12が固定されている。シリンダ12の小径部12aはプランジャ13と摺動し、小径部12aがプランジャ13を往復移動自在に支持している。プランジャ13はスプリング14により図1の下方に付勢されており、図1の下方に位置する図示しない例えば4山のカムにより往復駆動される。
【0012】
シリンダ12の内壁によりプランジャ13の端部に燃料加圧室15が形成されている。プランジャ13の下降により燃料加圧室15に吸入された低圧燃料は、プランジャ13の上昇により加圧される。
電磁弁20はハウジング11の上方に配設されており、電磁弁20とハウジング11との間に燃料導入室としての環状燃料室25が形成されている。ソレノイド部23への通電オフ時、弁部材21はスプリング22により図1の下方に付勢されており、電磁弁20は開弁している。このとき、環状燃料室25と燃料加圧室15とは連通している。電磁弁20の開弁時に環状燃料室25から電磁弁20の開口部を経て燃料加圧室15に低圧燃料を吸入する経路は第1の吸入経路を構成している。ソレノイド部23への通電をオンすると、スプリング22の付勢力に抗して弁部材21が上方に吸引され弁座24に着座する。すると、環状燃料室25と燃料加圧室15との連通が遮断される。
【0013】
燃料吸入通路30は燃料吸入通路31と燃料吸入通路32とに分岐している。燃料吸入通路31は環状燃料室25と連通している。燃料吸入通路32はシリンダ12の非摺動部としての大径部12bに開口して燃料加圧室15と連通しており、燃料加圧室15から燃料吸入通路32への燃料の逆流を防止する逆止弁40が燃料吸入通路32に配設されている。逆止弁40の開口部を経て燃料吸入通路32内の低圧燃料を燃料加圧室15に吸入する経路は第2の吸入経路を構成している。シリンダ12の大径部12bは小径部12aよりも大径であるため、プランジャ13と摺動しない。したがって、プランジャ13の上昇側端面が燃料吸入通路32よりも図1の上方に移動しても燃料吸入通路32はプランジャ13に閉塞されない。
【0014】
燃料吐出通路33は燃料加圧室15に連通しており、燃料吐出通路33にデリバリバルブ41が配設されている。デリバリバルブ41は燃料加圧室15の燃圧が所定圧以上に上昇すると開弁し、燃料吐出通路33から高圧燃料が分配管に供給される。
燃料排出通路34は環状燃料室25に連通しており、燃料排出通路34にプレッシャレギュレータ42が配設されている。プレッシャレギュレータ42は、燃料吸入通路31から環状燃料室25に導入される燃料の圧力が所定圧以上になると開弁して余剰燃料を図示しない燃料タンクにリターンし、環状燃料室25の燃圧を必要圧力にせしめる機能を有する。
【0015】
次に、高圧燃料ポンプ1の作動について説明する。
(1) 吸入行程
ソレノイド部23への通電オフ中、弁部材21は弁座24から離座し電磁弁20は開弁している。この状態でプランジャ13が下死点に向けて下降すると燃料加圧室15の容積が増大するので、▲1▼環状燃料室25から弁部材21と弁座24との開口部を通る経路と、▲2▼燃料吸入通路32を通る経路との二経路から低圧燃料が燃料加圧室15に吸入される。吸入行程において逆止弁40は開弁している。
【0016】
(2) 加圧圧送行程
プランジャ13が下死点に達した後、上死点に向けて上昇する行程において所望の燃料吐出量に対応した位置にプランジャ13が到達したとき、ソレノイド部23への通電をオンする。ソレノイド部23への通電オンにより発生した磁力により弁部材21がスプリング23の付勢力に抗してリフトし弁座24に着座し電磁弁20が閉弁すると、環状燃料室25と燃料加圧室15との連通が遮断される。さらにプランジャ13が上昇すると、逆止弁32が閉弁しプランジャ13の上昇に伴い燃料加圧室15内の燃料が加圧される。燃料加圧室15内の燃圧が所定圧以上になるとデリバリバルブ41が開弁し、燃料吐出通路33から高圧燃料が吐出され、分配管に圧送される。
【0017】
第1実施例では、電磁弁20の開弁時に環状燃料室25から電磁弁20の弁部材21と弁座24との開口部を通って燃料加圧室15に低圧燃料を吸入する第1の吸入経路に加え、逆止弁40の開口部を経て燃料吸入通路32内の低圧燃料を燃料加圧室15に直接吸入する第2の吸入経路を設けている。したがって、所定時間当たりの燃料吐出量を増加するためにカムの山数を増加してプランジャ13の往復移動速度を上昇しても、一回当たりの吸入行程で必要な燃料量を吸入できる。しかも、燃料加圧室15と連通する燃料吸入通路32を追加し、この燃料吸入通路32に逆止弁40を設けるという簡単な構成で燃料吐出量を増加できるので、高圧燃料ポンプの体格を大型化することなく製造コストの上昇を抑えることができる。
【0018】
(第2実施例)
本発明の第2実施例を図2に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
燃料吸入通路50は環状燃料室25に連通している。燃料吸入通路51は、燃料吸入通路50の環状燃料室25との連通部とほぼ径方向反対側で環状燃料室25と連通し、環状燃料室25と燃料加圧室15とを連通している。逆止弁40は燃料吸入通路51に設けられている。逆止弁40の開口部を経て燃料吸入通路51内の低圧燃料を燃料加圧室15に吸入する経路は第2の吸入経路を構成している。
【0019】
第2実施例では、環状燃料室25を通る燃料は、電磁弁20の弁部材21と弁座24との開口部を経て燃料加圧室15に吸入される燃料と、燃料吸入通路51から燃料加圧室15に吸入される燃料と、燃料吐出通路33を経てポンプ外へ排出される燃料、つまりはポンプに供給されるすべての燃料である。この多量の燃料が電磁弁20に接触してから燃料吸入通路51に供給される。これにより、電磁弁20のソレノイド部23が燃料により冷却されるので、温度上昇に伴う電磁弁20の作動不良を防止することができる。
【0020】
(第3実施例)
本発明の第3実施例を図3に示す。第2実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第2実施例ではプレッシャレギュレータ42を高圧燃料ポンプ2のハウジング11に直接取り付けたが、第3実施例では高圧燃料ポンプ3に接続している燃料配管にプレッシャレギュレータ42を取付けている。これにより、高圧燃料ポンプ3周囲の専有スペースを小さくすることができる。
【0021】
(第4実施例)
本発明の第4実施例を図4、図5および図6に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。高圧燃料ポンプ4を駆動するカム100は4山である。
図4に示すように、燃料入口50a、逆止弁40、デリバリバルブ41およびプレッシャレギュレータ42は、図5および図6に示す仮想直線110を含む高圧燃料ポンプ4の横断面上でハウジング11に形成または取り付けられている。さらに、低圧側の燃料入口50aとプレッシャレギュレータ42、ならびに逆止弁40の高圧側とデリバリバルブ41は互いに対向している。また、燃料入口50aと逆止弁40、ならびにデリバリバルブ41とプレッシャレギュレータ42はそれぞれ平行に形成または取り付けられている。したがって、燃料配管を同一方向で取り付けることができるので、燃料配管の取付けが容易になる。さらに、燃料入口50aおよび各弁の周囲のハウジング量が減少するので、高圧燃料ポンプ4の体格を小型化できる。
【0022】
そして、燃料入口50aに接続する燃料配管のハウジング11への取付け座面、ならびに逆止弁40、デリバリバルブ41およびプレッシャレギュレータ42のハウジング11への取付け座面の仮想延長領域は、プランジャ13とシリンダ12との摺動部よりも径方向外側に位置している。したがって、燃料配管または各弁をハウジング11にねじ締めする際の軸力がプランジャ13とシリンダ12との摺動部に加わらない。これにより、シリンダ12の摺動面の変形を防ぐことができるので、シリンダ12とプランジャ13との摺動クリアランスを所定量に保持できる。したがって、シリンダ12とプランジャ13とが焼きつくことを防止できる。
【0023】
燃料吸入通路52は、環状燃料室25と逆止弁40とを接続しており、燃料吸入通路53は逆止弁40とデリバリバルブ41とを接続しており、燃料吸入通路54はデリバリバルブ41と燃料加圧室15とを接続している。燃料吸入通路52、53および54は第2の吸入経路を構成している。燃料吸入通路54は燃料吐出通路を兼ねているので、燃料通路を形成する加工工数が減少する。
【0024】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、燃料加圧室15に燃料を吸入する経路を二経路設けたので、所定時間当たりの吐出量を増加するためにプランジャ13の往復速度を速めても、一回の吸入行程当たりに必要な燃料量を吸入することができる。さらに、燃料加圧室15に直接連通する燃料吸入通路に逆止弁40を設けたことにより、プランジャ13が上死点に向かい上昇するときに電磁弁20を閉弁すれば燃料加圧室15の燃圧により逆止弁40が閉弁し燃料加圧室15が密封されるので、電磁弁20の閉弁後速やかに加圧圧送行程が開始される。これにより、吐出効率を低下することなく所定時間当たり多量の燃料を吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施例による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図3】本発明の第3実施例による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図4】本発明の第4実施例による高圧燃料ポンプを示す横断面図である。
【図5】図4のV−V線断面図である。
【図6】図4のVI−VI線断面図である。
【図7】従来例1による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図8】従来例2による高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。
【符号の説明】
10 高圧燃料ポンプ(燃料供給装置)
12 シリンダ(シリンダ部)
13 プランジャ
15 燃料加圧室
20 電磁弁(第1の吸入経路)
21 弁部材
24 弁座
25 環状燃料室(燃料導入室、第1の吸入経路)
32 燃料吸入通路(第2の吸入経路)
33 燃料吐出通路
34 燃料排出通路
40 逆止弁(第2の吸入経路)
51 燃料吸入通路(第2の吸入経路)
52、53、54 燃料吸入通路(第2の吸入経路)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel supply apparatus, and more particularly to a fuel supply apparatus that increases a fuel discharge amount per predetermined time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a high-pressure fuel pump that sucks fuel into a fuel pressurizing chamber when the plunger is lowered when the solenoid valve is opened, and pressurizes the fuel when the plunger is raised when the solenoid valve is closed, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8- What is disclosed in Japanese Patent No. 14140 is known. In such a high-pressure fuel pump, as shown in FIG. 7, when the
[0003]
However, if the number of cams for reciprocating the
[0004]
Thus, in order to avoid fuel intake failure due to shortening of the fuel intake time, a high-
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the outer wall of the
[0006]
An object of the present invention is to provide a fuel supply device that can increase the amount of fuel discharged per predetermined time without increasing the size with a simple structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the fuel supply device of the first aspect of the present invention, in the fuel intake stroke, the first intake path for sucking the low-pressure fuel from the fuel introduction chamber into the fuel pressurizing chamber through the opening of the electromagnetic valve, and the check valve through an opening low pressure fuel in the fuel suction passage have a second suction passage for sucking the fuel pressurizing chamber, the low pressure fuel that has been assembled from the fuel tank is sucked by the low-pressure pump to the fuel intake passage, The first suction path and the second suction path branch from each other and communicate with the fuel pressurizing chamber independently . Since there are two fuel intake paths to the fuel pressurization chamber, increasing the reciprocating speed of the plunger due to an increase in the number of cam ridges, etc. prevents an increase in manufacturing cost without increasing the overall size of the device In addition, it is possible to secure the fuel intake amount necessary for one intake stroke with a simple configuration.
[0008]
Further, when the plunger rises and the solenoid valve closes and the fuel in the fuel pressurizing chamber is pressurized, the check valve provided in the fuel intake passage is closed. The process starts quickly. Thereby, the fuel discharge amount per predetermined time can be increased.
According to the fuel supply device of the second aspect of the present invention, the fuel introduction chamber is provided in contact with the electromagnetic valve, and the fuel intake passage communicates with the fuel introduction chamber. That is, since the solenoid portion of the solenoid valve is cooled by the relatively low temperature intake fuel flowing in the fuel introduction chamber toward the fuel suction passage, it is possible to prevent malfunction of the solenoid valve due to temperature rise.
[0009]
According to the fuel supply device of the third aspect of the present invention, since the fuel intake passage is opened in the non-sliding portion with the plunger of the cylinder portion, the fuel intake passage is not closed regardless of the movement position of the plunger. Accordingly, a sufficient amount of fuel can be sucked from the fuel suction passage as the plunger moves down.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a high-pressure fuel pump as a fuel supply device according to a first embodiment of the present invention. The high-pressure fuel pump 1 sucks low-pressure fuel pumped from a fuel tank (not shown) by a low-pressure pump (not shown), and supplies the high-pressure fuel pressurized by the high-pressure fuel pump 1 to a distribution pipe (not shown). As many fuel injectors as the number of cylinders are attached to the distribution pipe.
[0011]
A
[0012]
A
The
[0013]
The fuel intake passage 30 is branched into a
[0014]
The
The
[0015]
Next, the operation of the high pressure fuel pump 1 will be described.
(1) While energization to the suction
[0016]
(2) After the pressure / pressure
[0017]
In the first embodiment, when the
[0018]
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. Components that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
The
[0019]
In the second embodiment, the fuel passing through the
[0020]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. Components that are substantially the same as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the second embodiment, the
[0021]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIGS. Components that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. There are four
As shown in FIG. 4, the
[0022]
The virtual extension region of the mounting seat surface of the fuel pipe connected to the
[0023]
The
[0024]
In the above-described plurality of examples showing the embodiment of the present invention described above, since the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a high-pressure fuel pump according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a high-pressure fuel pump according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a high-pressure fuel pump according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a high-pressure fuel pump according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a longitudinal sectional view showing a high-pressure fuel pump according to Conventional Example 1. FIG.
8 is a longitudinal sectional view showing a high-pressure fuel pump according to Conventional Example 2. FIG.
[Explanation of symbols]
10 High-pressure fuel pump (fuel supply device)
12 cylinder (cylinder part)
13
21
32 Fuel intake passage (second intake route)
33
51 Fuel intake passage (second intake passage)
52, 53, 54 Fuel intake passage (second intake passage)
Claims (3)
シリンダ部と、
前記シリンダ部に往復移動自在に支持され、燃料加圧室に吸入した燃料を加圧するプランジャと、
前記燃料加圧室に低圧燃料を導入可能な燃料導入室と前記燃料加圧室とを断続する電磁弁とを備え、
前記燃料加圧室と連通し通路中に逆止弁を設けた燃料吸入通路を有し、燃料吸入行程において、前記燃料導入室から前記電磁弁の開口部を経て前記燃料加圧室に低圧燃料を吸入する第1の吸入経路と、前記逆止弁の開口部を経て前記燃料吸入通路の低圧燃料を前記燃料加圧室に吸入する第2の吸入経路とを有し、
前記燃料吸入通路には低圧ポンプにより燃料タンクから汲み上げられた低圧燃料が吸入され、前記第1の吸入経路および前記第2の吸入経路は、互いに分岐し、独立して前記燃料加圧室に連通していることを特徴とする燃料供給装置。A fuel supply device for supplying high pressure fuel to a fuel injection device of an internal combustion engine,
A cylinder part;
A plunger that is reciprocally supported by the cylinder portion and pressurizes the fuel sucked into the fuel pressurizing chamber;
A fuel introduction chamber capable of introducing low-pressure fuel into the fuel pressurization chamber and an electromagnetic valve that intermittently connects the fuel pressurization chamber;
A fuel suction passage provided with a check valve in a passage communicating with the fuel pressurization chamber, and a low pressure fuel is supplied from the fuel introduction chamber to the fuel pressurization chamber through the opening of the electromagnetic valve in the fuel suction stroke; possess a first suction passage for sucking and a second suction passage for sucking the low pressure fuel in the fuel intake passage through the opening of the check valve to the fuel pressurizing chamber, and
Low pressure fuel pumped from a fuel tank by a low pressure pump is sucked into the fuel suction passage, and the first suction path and the second suction path are branched from each other and communicated independently with the fuel pressurizing chamber. The fuel supply apparatus characterized by the above-mentioned .
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