JP4366894B2 - Fuel pump - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、自動車用エンジン等の内燃機関に搭載されて、燃料噴射弁等に燃料を供給する燃料ポンプとして、例えば特開平8−14140号公報に記載された高圧燃料ポンプが知られている。
【0003】
この従来構成の高圧燃料ポンプにおいては、シリンダ内で往復移動されるプランジャと、そのプランジャ及びシリンダによって区画形成される加圧室とが設けられている。そして、シリンダ内でのプランジャの往復移動により加圧室の容積が変化されて、加圧室に燃料が吸入されるとともに、同加圧室に接続された燃料通路から燃料が圧送されるようになっている。また、この高圧燃料ポンプには加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁が設けられ、燃料通路からの燃料圧送時に、同スピル弁の開閉制御を通じて加圧室外に燃料が流出されることにより、燃料通路からの燃料圧送量が調整されるようになっている。
【0004】
すなわち、高圧燃料ポンプの圧送時には、シリンダ内でのプランジャの移動により加圧室が縮小され、これに伴って加圧室内の燃料が加圧される。そして、この加圧行程中においてスピル弁が開弁されている間は、加圧室から燃料が流出するため、燃料通路からの燃料圧送が行われない。これに対して、スピル弁が加圧行程中に所定期間閉弁されると、その閉弁期間中に上記燃料圧送が行われる。このように、加圧行程中におけるスピル弁の閉弁期間を制御することによって、高圧燃料ポンプにおける燃料通路からの燃料圧送量が調整されるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来構成の高圧燃料ポンプにおいては、加圧行程中にスピル弁が閉弁開始した瞬間に、加圧室内の圧力が急激に上昇してウォータハンマが発生し、これに伴って高圧燃料ポンプに衝撃が加わって、燃料ポンプの作動音が大きくなる。特に、内燃機関のアイドル運転時など他の騒音が小さくなるときには、この他の騒音に対して上記高圧燃料ポンプの作動音が相対的に大きくなって、その作動音の増大も無視できないものとなる。
【0006】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関のアイドル運転状態においてスピル弁が閉弁するときの燃料ポンプに加わる衝撃に起因する作動音を低減することができる燃料ポンプを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された環状溝であることを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、内燃機関のアイドル運転状態において、スピル弁の閉タイミングにほぼ同期してプランジャの拡張用凹部が加圧室に連通されることにより加圧室の容積が拡張される。そのため、スピル弁の閉弁時における加圧室内の圧力上昇速度が低減され、圧力上昇に伴うウォータハンマを緩和することができて、燃料ポンプに加わる衝撃を小さくすることができ、アイドル運転状態における燃料ポンプの作動音を低減することができる。また、この構成によれば、プランジャに拡張用凹部を形成するという簡単な構成を採用することでコスト上昇を抑制しつつ、加圧室内の圧力上昇に起因する作動音を低減することができる。また、この構成によれば、プランジャに対して環状溝を容易に形成することができる。
(2)請求項2に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された環状溝であることを特徴とする。
(3)請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の燃料ポンプにおいて、前記環状溝は、前記相対移動方向において複数形成されていることを特徴とする。
(4)請求項4に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成される、すなわち前記プランジャのうち前記加圧室側の先端部分には、前記プランジャの頂面を形成する頂部と、この頂部に対して前記加圧室とは反対側に設けられて前記頂部よりも径の小さい拡張用凹部とが形成されることを特徴とする。
(5)請求項5に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成される、すなわち前記プランジャのうち前記加圧室側の先端部分には、前記プランジャの頂面を形成する頂部と、この頂部に対して前記加圧室とは反対側に設けられて前記頂部よりも径の小さい拡張用凹部とが形成されることを特徴とする。
(6)請求項6に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記加圧室は、前記プランジャの頂面と前記シリンダの壁面との間に形成されるものであり、前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、この拡張用凹部は前記加圧室のみと連通することを特徴とする。
【0009】
(7)請求項7に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記加圧室は、前記プランジャの頂面と前記シリンダの壁面との間に形成されるものであり、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、この拡張用凹部は前記加圧室のみと連通することを特徴とする。
(8)請求項8に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、前記プランジャの下死点から上死点までのストロークを「ZA」としたとき、前記プランジャの下死点からのストロークが前記「ZA」よりも小さい所定のストロークである「ZB」に達したときに前記拡張用凹部と前記加圧室とが連通しはじめ、この状態から前記プランジャが上死点に向けて移動して下死点からのストロークが前記「ZA」と前記「ZB」との間にある所定のストロークである「ZC」に達したときに前記拡張用凹部の全体と前記加圧室とが連通することを特徴とする。
(9)請求項9に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、前記プランジャの下死点から上死点までのストロークを「ZA」としたとき、前記プランジャの下死点からのストロークが前記「ZA」よりも小さい所定のストロークである「ZB」に達したときに前記拡張用凹部と前記加圧室とが連通しはじめ、この状態から前記プランジャが上死点に向けて移動して下死点からのストロークが前記「ZA」と前記「ZB」との間にある所定のストロークである「ZC」に達したときに前記拡張用凹部の全体と前記加圧室とが連通することを特徴とする。
【0010】
(10)請求項10に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記加圧室の出口には、前記加圧室内から前記加圧室外への燃料の流れを制御するチェック弁が設けられ、前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されることを特徴とする。
(11)請求項11に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記加圧室の出口には、前記加圧室内から前記加圧室外への燃料の流れを制御するチェック弁が設けられ、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されることを特徴とする。
(12)請求項12に記載の発明は、請求項4〜11のいずれか一項に記載の燃料ポンプにおいて、前記環状溝は、前記相対移動方向において複数形成されていることを特徴とする。
(13)請求項13に記載の発明は、請求項4〜11のいずれか一項に記載の燃料ポンプにおいて、前記拡張用凹部は、前記プランジャの周方向に形成された螺旋状溝であることを特徴とする。
(14)請求項14に記載の発明は、請求項4〜11のいずれか一項に記載の燃料ポンプにおいて、前記拡張用凹部は、前記シリンダと前記プランジャとの相対移動方向と同方向に延びるとともに、前記プランジャの周方向に所定間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする。
【0011】
(15)請求項15に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された螺旋状溝であることを特徴とする。
(16)請求項16に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された螺旋状溝であることを特徴とする。
(17)請求項17に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は、前記シリンダと前記プランジャとの相対移動方向と同方向に延びるように形成されているとともに、前記プランジャの周方向に所定間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする。
(18)請求項18に記載の発明は、内燃機関に用いられ、シリンダとプランジャとの相対移動に基づき同プランジャを加圧室に進退させ同加圧室の容積を変化させることにより燃料を圧送するとともに、前記加圧室の内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて前記プランジャが前記加圧室に進入する加圧行程時に燃料を加圧室内から加圧室外へと溢流させることにより、燃料圧送量を調整するようにした燃料ポンプにおいて、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は、前記シリンダと前記プランジャとの相対移動方向と同方向に延びるように形成されているとともに、前記プランジャの周方向に所定間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、請求項1の作用及び効果に加えて、プランジャが加圧室から抜け出す際に、プランジャの拡張用凹部と加圧室の境界部(プランジャが加圧室内に進退する部分)との干渉が抑制され、プランジャとシリンダとの相対移動が円滑に行われる。
【0013】
請求項6に記載の発明のように、プランジャの拡張用凹部は、プランジャの周方向に所定間隔をおいて複数形成するようにしてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図4に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の高圧燃料ポンプ21は、ハウジング22内にポンプ部23、電磁スピル弁24及びチェック弁25を装備した構成となっている。
【0015】
前記ポンプ部23は、シリンダ28、加圧室29、プランジャ30、リフタ31及びリフタガイド32を備えている。シリンダ28はハウジング22の中心に配置され、その先端側に加圧室29が設けられている。プランジャ30は円柱状をなし、シリンダ28内に軸線方向へ摺動可能に挿嵌支持されている。リフタ31は有底円筒状に形成され、その底板部にプランジャ30の基端部が当接されている。リフタガイド32はハウジング22から円筒状に突出して形成され、その内部にリフタ31が軸線方向へ摺動可能に収納されている。
【0016】
前記プランジャ30の基端部にはリテーナ33が係合されている。そして、リフタガイド32の天井面とリテーナ33との間に圧縮状態で配置されたスプリング34により、プランジャ30の基端部がリフタ31の底板部に押し付けられるとともに、リフタ31がエンジンのカムシャフト35側に付勢されている。カムシャフト35には図示しない排気弁開閉用カムの外に、高圧燃料ポンプ21のプランジャ30を駆動するための駆動カム36が設けられている。そして、この駆動カム36の外周のカム面に前記リフタ31が圧接されている。なお、この駆動カム36のカム面には、2つのカムノーズ36aが180度の間隔をおいて形成されている。
【0017】
図1及び図2に示すように、前記電磁スピル弁24は加圧室29に対向して配置され、コイル39、ボビン40、コア41、アーマチャ42、ポペット弁43及びシート体44を備えている。コイル39はボビン40の外周にリング状に巻装され、コア41はボビン40の中心貫通孔に嵌合固定されている。アーマチャ42はポペット弁43の一端に固定された状態で、その一部がコア41と同軸上にてボビン40の中心貫通孔に進入可能に配置されている。コア41とアーマチャ42との対向端面には凹部41a,42aが形成され、それらの凹部41a,42a間にはスプリング45が圧縮状態で配置されている。そして、このスプリング45により、アーマチャ42が加圧室29側に向かって付勢されている。
【0018】
前記ポペット弁43はシート体44内の貫通孔に摺動可能に貫通され、その端部には円板状の弁体43aが形成されている。そして、図2に示すように、コイル39の非通電時には、スプリング45の付勢力により、弁体43aがシート体44のシート部44aから離間されて、電磁スピル弁24は開弁状態となっている。ここで、図示しない電子制御装置から端子46を介してコイル39に通電されると、コア41、アーマチャ42及び電磁スピル弁24全体を支持する支持部材47により磁気回路が形成され、スプリング45の付勢力に抗して、アーマチャ42がコア41側に移動される。これにより、ポペット弁43が加圧室29と反対側に移動され、その弁体43aがシート体44のシート部44aに当接されて、電磁スピル弁24は閉弁状態となる。
【0019】
前記ポペット弁43の弁体43aと接離可能に対向するように、ハウジング22内には円板状のストッパ48が配設され、このストッパ48には複数の燃料流通用貫通孔48aが形成されている。そして、これらの燃料流通用貫通孔48aは、電磁スピル弁24が開弁状態にあるときに、シート体44に形成された複数の供給通路49と加圧室29との間で燃料を流通可能としている。また、ストッパ48の中央には補助孔48bが形成され、電磁スピル弁24が閉弁状態から開弁されるとき、弁体43aがストッパ48から迅速に離れることができるようにしている。
【0020】
前記供給通路49と連通するように、ハウジング22には低圧燃料通路50が形成され、同通路50は図示しないプレッシャレギュレータに接続されている。そして、電磁スピル弁24の開弁状態で、プランジャ30が下降されるとき、図示しないフィードポンプの作動により、燃料タンクから汲み上げられた低圧燃料が、プレッシャレギュレータ、低圧燃料通路50及び供給通路49を介して加圧室29内に吸入されるようになっている。
【0021】
前記低圧燃料通路50と連通するように、電磁スピル弁24の支持部材47には複数の潤滑通路51が形成されている。そして、低圧燃料通路50に供給される低圧燃料が、これらの潤滑通路51及び供給通路49を介して、アーマチャ42及びポペット弁43の外周に導かれて、それらの潤滑が行われるようになっている。
【0022】
前記シリンダ28の先端側に形成された加圧室29は、シリンダ28の内周面よりも大径に形成されている。そして、図示しないエンジンのアイドル運転状態において、プランジャ30は電磁スピル弁24の閉タイミング前に加圧室29に進入し、電磁スピル弁24が閉弁した後にプランジャ30が上死点に到達するようになっている。そして、図1に鎖線で示すように、プランジャ30の先端部が加圧室29内に進入した状態で、加圧室29の内周面とプランジャ30の外周面との間に隙間が形成されるようになっている。シリンダ28及びハウジング22には高圧燃料通路52が形成され、加圧室29がこの高圧燃料通路52を介してチェック弁25に連通されるようになっている。
【0023】
前記チェック弁25は、高圧燃料通路52に接続されたケーシング55と、そのケーシング55内に配置されたシート体56と、そのシート体56に接離可能に対向する弁体57と、その弁体57をシート体56に対する圧接位置に向かって付勢するスプリング58とを備えている。また、このチェック弁25は図示しない燃料分配管に接続されている。そして、加圧室29内から高圧燃料通路52を介して圧送される燃料の圧力が所定値を超えたとき、弁体57がスプリング58の付勢力に抗してシート体56から離間する位置に移動される。これにより、チェック弁25が開弁状態になって、高圧燃料通路52から圧送される高圧燃料が燃料分配管に供給され、図示しないエンジンのシリンダヘッドに取り付けられた各燃料噴射弁に分配されるようになっている。
【0024】
前記のように構成された高圧燃料ポンプ21において、エンジンが駆動された場合には、カムシャフト35の回転に伴って駆動カム36が回転され、そのカム面のプロフィールに応じて、リフタ31がリフタガイド32内で軸線方向に往復移動される。そして、図1に鎖線で示すように、駆動カム36が回転位置R1に回転された状態では、リフタ31がカムシャフト35に最も近づいた下死点に移動され、そのリフタ31に連動するプランジャ30は加圧室29から抜け出して下死点に移動されて、加圧室29の容積は最大状態になる。
【0025】
この状態から、駆動カム36が図1の反時計方向に回転されると、図1に回転位置R2で示すように、リフタ31の底板部に1つのカムノーズ36aが順に近付いて、リフタ31が上昇される。これにより、プランジャ30が上昇されてその先端部が加圧室29内に進入し、加圧室29の容積が押し縮められる。そして、駆動カム36が回転位置R3まで回転されて、1つのカムノーズ36aが最上部に位置すると、リフタ31及びプランジャ30がカムシャフト35から最も離れた上死点に到達する。この駆動カム36の回転位置R1→R2→R3の行程が加圧行程となる。
【0026】
この加圧行程の終了直前の適切なタイミング、すなわちプランジャ30が上死点に到達する直前の適切なタイミングで、電子制御装置からコイル39に通電されて、電磁スピル弁24が閉じられる。この場合、電磁スピル弁24が閉じられる前の加圧行程中では、加圧室29内の燃料が弁体43aとシート部44aとの間から、供給通路49を介して低圧燃料通路50側に流出される。
【0027】
それに対して、電磁スピル弁24が閉じられると、弁体43aがシート部44aに着座して、加圧室29から供給通路49側への燃料の流出が遮断される。このため、加圧室29内の燃料圧力は急速に上昇されて高圧燃料となる。この加圧室29内の高圧燃料は、高圧燃料通路52からチェック弁25側に圧送され、そのチェック弁25を押し開いて、図示しない燃料分配管に供給される。そして、この高圧燃料の圧送供給は、加圧行程が終了するまで継続される。
【0028】
さらに、前記駆動カム36が図1の回転位置R3から反時計方向に回転されると、リフタ31及びプランジャ30がスプリング45の付勢力により上死点から次第に下降され、プランジャ30の先端部が加圧室29から抜け出す。そして、駆動カム36が回転位置R1まで回転されたとき、リフタ31及びプランジャ30が再び下死点に到達する。この駆動カム36の回転位置R3→R1の行程が吸入行程となる。
【0029】
この吸入行程の開始のタイミング、すなわちプランジャ30が上死点に到達したタイミングで、電子制御装置からコイル39への通電が停止され、吸入行程の開始と同時に電磁スピル弁24が開弁される。これにより、低圧燃料通路50側から、供給通路49及び弁体43aとシート部44aとの間を介して、加圧室29内に燃料が吸入される。
【0030】
以後、上述した加圧行程と吸入行程とが繰り返し行われ、加圧行程での電磁スピル弁24の閉弁タイミングが、電子制御装置にてエンジンの運転状態、例えば燃料分配管内の燃料圧力と燃料噴射弁からの燃料噴射量とに応じて設定制御されることにより、高圧燃料通路52から燃料分配管内に圧送される高圧燃料の圧送量が調整される。
【0031】
さて、本実施形態の高圧燃料ポンプ21では、図2,3に示すように、プランジャ30の中間部分には同プランジャ30の移動方向と直交する周方向に拡張用凹部としての環状溝30aが形成されている。この環状溝30aはエンジンのアイドル運転状態において電磁スピル弁24の閉タイミングにほぼ同期して加圧室29に進入する部位に形成されている。そのため、この高圧燃料ポンプ21では、図4に示すように、アイドル運転状態において加圧行程中に電磁スピル弁24の閉タイミング前にプランジャ30が加圧室29内に進入し、電子制御装置からのスピル弁駆動信号により電磁スピル弁24が閉弁されるとき、環状溝30aが加圧室29に連通して加圧室29の容積を拡張させることにより加圧室29内の圧力上昇速度を低減するようになっている。本実施形態では、図3に示すように、プランジャ30の全ストロークをLとし、下死点からのストロークL3の時にプランジャ30が加圧室29内に進入し始め、アイドル運転状態において電磁スピル弁24の閉タイミングにおいてプランジャ30のストロークが(L2+L3)となる部位に環状溝30aが形成される。プランジャ30はその後ストロークL1だけ移動して上死点に到達するように設定されている。
【0032】
ところで、加圧室29の体積Vが外力によりΔV変化した場合の発生圧力Pは、体積弾性率をKとすると、
【0033】
【数1】
P=K*ΔV/V …(1)
となる。従って、駆動カム36の回転角θによる圧力上昇速度dP/dθは、
【0034】
【数2】
dP/dθ=(K/V)*(dΔV/dθ) …(2)
で与えられ、圧力上昇速度dP/dθは高圧燃料ポンプ21のポンプ効率と相関がある。
【0035】
今、加圧室29の体積をV´に拡大すると、体積Vでのポンプ効率に対する体積V´でのポンプ効率は、(K/V´)/(K/V)=V/V´となる。V´>Vであるので、V/V´<1となる。
【0036】
さて、プランジャ30の軸直交断面における半径をRとし、環状溝30aでの軸直交断面における半径をrとする。
プランジャ30の環状溝30aが加圧室29に連通する時の圧力上昇速度dP/dθは、電磁スピル弁24の閉弁時のカム速度をv(vはθを変数とする関数である)とすると、前記式(2)より、
【0037】
【数3】
dP/dθ=K*πr2 *v/(V−πR2 *L2) …(3)
となる。
【0038】
これに対して、プランジャ30が環状溝30aを備えずプランジャ径を一定とした場合における圧力上昇速度dP/dθは、電磁スピル弁24の閉弁時のカム速度をv(vはθを変数とする関数である)とすると、前記式(2)より、
【0039】
【数4】
dP/dθ=K*πR2 *v/(V−πR2 *L2) …(4)
となる。
【0040】
よって、プランジャ30に環状溝30aを形成した場合には、プランジャ30の径を一定とした場合と比較して圧力上昇速度をK*πv*(R2 −r2 )/(V−πR2 *L2)だけ低減することができるようになる。
【0041】
さて、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) この高圧燃料ポンプ21においては、プランジャ30はエンジンのアイドル運転状態において電磁スピル弁24の閉タイミング前に加圧室29に進入し、燃料加圧行程において電磁スピル弁24の閉タイミングに同期してプランジャ30の環状溝30aが加圧室29に連通する。これにより加圧室29の容積が拡張され、電磁スピル弁24の閉弁時における加圧室29内の圧力上昇速度を低減することができる。従って、圧力上昇に伴うウォータハンマを緩和することができ、そのウォータハンマに起因して高圧燃料ポンプ21に加わる衝撃を小さくすることができ、アイドル運転状態における高圧燃料ポンプ21の作動音を低減することができる。
【0042】
(2) この高圧燃料ポンプ21においては、プランジャ30の周方向に環状溝30aを容易に形成することができ、コスト上昇を抑制しつつ、加圧室29内の圧力上昇に起因する作動音を低減することができる。
【0043】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 図5に示すように、プランジャ30には環状溝60を形成し、環状溝60の先端部側の壁面60aをテーパ状に形成するようにしてもよい。この場合には上記実施形態の作用及び効果に加えて、プランジャ30が加圧室29から抜け出す際に、環状溝60と加圧室29の境界部(プランジャ30が加圧室29内に進退する部分)との干渉を抑制することができ、プランジャ30の相対移動を円滑に行うことができる。
【0044】
・ 図6に示すように、プランジャ30にはその移動方向(軸線方向)において複数の環状溝61を形成するようにしてもよい。複数の環状溝61は前記環状溝30aと比較して幅狭に形成されることとなる。この場合には、上記実施形態の作用及び効果に加えて、プランジャ30が加圧室29から抜け出す際に、プランジャ30の環状溝61と加圧室29の前記境界部との干渉を抑制することができ、プランジャ30の相対移動を円滑に行うことができる。また、複数の環状溝61によって油膜保持力を向上してプランジャ30を効率的に潤滑することができる。
【0045】
・ 図7に示すように、プランジャ30にはその移動方向(軸線方向)と同方向に延びる複数の拡張用凹部62を備えるとともに、これらの拡張用凹部62はプランジャ30の周方向に所定間隔をおいて形成する。この場合にも、上記実施形態の作用及び効果に加えて、プランジャ30が加圧室29から抜け出す際に、プランジャ30の拡張用凹部62と加圧室29の前記境界部との干渉を抑制することができ、プランジャ30の相対移動を円滑に行うことができる。
【0046】
・ 図7に示す別の実施形態において、複数の環状溝61に代えて、プランジャの拡張用凹部を、プランジャの周方向に螺旋状溝として形成するようにしてもよい。この場合にも図7の別例と同様の作用及び効果が得られる。
【0047】
・ 上記実施形態では、排気弁開閉用カムを設けたカムシャフト35にプランジャ30を駆動するための駆動カム36を設けたが、プランジャ30を駆動する駆動カム36は吸気弁開閉用カムを備えたカムシャフトに設けてもよい。
【0048】
・ 上記実施形態において、駆動カム36を、カム面に3個以上の複数のカムノーズ36aを有する形状に変更して構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の高圧燃料ポンプを示す断面図。
【図2】図1の高圧燃料ポンプの一部を拡大して示す部分断面図。
【図3】図1の高圧燃料ポンプのプランジャを拡大して示す部分断面図。
【図4】一実施形態の高圧燃料ポンプの動作を説明する説明図。
【図5】別の実施形態のプランジャを示す部分断面図。
【図6】別の実施形態のプランジャを示す部分断面図。
【図7】別の実施形態のプランジャを示す部分断面図。
【符号の説明】
21…高圧燃料ポンプ、23…ポンプ部、24…電磁スピル弁、25…チェック弁、28…シリンダ、29…加圧室、30…プランジャ、30a,60,61…環状溝(拡張用凹部)、35…カムシャフト、36…駆動カム、43…ポペット弁、43a…弁体、44…シート体、44a…シート部、45…スプリング、48…ストッパ、49…供給通路、50…低圧燃料通路、52…高圧燃料通路、62…拡張用凹部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel pump.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a fuel pump that is mounted on an internal combustion engine such as an automobile engine and supplies fuel to a fuel injection valve or the like, for example, a high-pressure fuel pump described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-14140 is known.
[0003]
The conventional high-pressure fuel pump is provided with a plunger that is reciprocated in a cylinder and a pressurizing chamber that is defined by the plunger and the cylinder. Then, the volume of the pressurizing chamber is changed by the reciprocating movement of the plunger in the cylinder so that the fuel is sucked into the pressurizing chamber and the fuel is pumped from the fuel passage connected to the pressurizing chamber. It has become. In addition, this high-pressure fuel pump is provided with a spill valve that communicates and shuts off the inside and outside of the pressurizing chamber. The fuel pumping amount from the fuel passage is adjusted.
[0004]
That is, when the high pressure fuel pump is pumped, the pressurizing chamber is reduced by the movement of the plunger in the cylinder, and the fuel in the pressurizing chamber is pressurized accordingly. While the spill valve is open during this pressurization stroke, fuel flows out of the pressurization chamber, so that fuel is not pumped from the fuel passage. On the other hand, when the spill valve is closed for a predetermined period during the pressurization stroke, the fuel pumping is performed during the valve closing period. In this way, by controlling the closing period of the spill valve during the pressurization stroke, the amount of fuel pumped from the fuel passage in the high-pressure fuel pump is adjusted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional high pressure fuel pump, at the moment when the spill valve starts to close during the pressurization stroke, the pressure in the pressurization chamber suddenly rises and water hammer is generated. An impact is applied to the pump, and the operating noise of the fuel pump increases. In particular, when other noise is reduced, such as during idling of the internal combustion engine, the operating noise of the high-pressure fuel pump becomes relatively loud with respect to the other noise, and the increase in the operating noise cannot be ignored. .
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce an operation noise caused by an impact applied to the fuel pump when the spill valve is closed in an idle operation state of the internal combustion engine. It is to provide a fuel pump that can perform the above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
(1)The invention according to claim 1 is used in an internal combustion engine, and based on the relative movement of the cylinder and the plunger, the plunger is advanced and retracted into the pressurizing chamber to change the volume of the pressurizing chamber, and the fuel is pumped. Fuel is fed by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke when the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the amount is adjusted, the plunger includes a volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. An expansion recess is formed to extend theThe expansion recess is an annular groove formed in the circumferential direction of the plunger.It is characterized by that.
[0008]
According to this configuration, in the idling operation state of the internal combustion engine, the volume of the pressurizing chamber is expanded by communicating the expansion recess of the plunger with the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve. Therefore, the pressure increase rate in the pressurizing chamber when the spill valve is closed can be reduced, the water hammer accompanying the pressure increase can be reduced, the impact applied to the fuel pump can be reduced, and the idling operation state can be reduced. The operating noise of the fuel pump can be reduced. Moreover, according to this structure, the operation sound resulting from the pressure rise in a pressurization chamber can be reduced, suppressing an increase in cost by employ | adopting the simple structure of forming the recessed part for expansion in a plunger.Moreover, according to this structure, an annular groove can be easily formed with respect to the plunger.
(2) The invention according to claim 2 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the engine operating state in which other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and other noise is generated in response to the operating sound of the fuel pump. When the small engine operation state is set to the specific operation state, the plunger is pressurized to the portion that enters the pressurization chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. Are extended recess for expanding the volume of the formation, the expanded recess is characterized by an annular groove formed in a circumferential direction of the plunger.
(3) The invention according to claim 3 is the fuel pump according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the annular grooves are formed in the relative movement direction.
(4) The invention according to claim 4 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the plunger includes the pressurizing portion at a portion entering the pressurizing chamber substantially in synchronism with the closing timing of the spill valve in the idle operation state of the internal combustion engine. An expansion recess for expanding the volume of the chamber is formed, i.e., the top portion of the plunger that forms the top surface of the plunger, Wherein the pressure chamber, characterized in that the small expansion recess diameters than said top provided on the opposite side is formed for parts.
(5) The invention according to claim 5 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the engine operating state in which other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and other noise is generated in response to the operating sound of the fuel pump. When the small engine operation state is set to the specific operation state, the plunger is pressurized to the portion that enters the pressurization chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. An expansion recess for expanding the volume of the plunger is formed, i.e., the top portion of the plunger on the side of the pressure chamber is formed with a top portion that forms the top surface of the plunger, and the pressurization with respect to the top portion. An expansion recess is provided on the opposite side of the chamber and has a smaller diameter than the top.
(6) The invention according to claim 6 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the pressurizing chamber is formed between the top surface of the plunger and the wall surface of the cylinder, and the plunger includes the internal combustion engine. An expansion recess for expanding the volume of the pressurization chamber is formed in a portion that enters the pressurization chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in an idle operation state. Serial and wherein the communicating only pressurizing chamber.
[0009]
(7) The invention according to claim 7 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the pressurizing chamber is formed between the top surface of the plunger and the wall surface of the cylinder. When the engine operating state with other loud noise is set as the normal operating state, and the engine operating state with other noise with respect to the operation sound of the fuel pump is set as the specific operating state, the plunger has the specific operating state. An expansion recess for expanding the volume of the pressurization chamber is formed in a portion entering the pressurization chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve, and the expansion recess is formed only in the pressurization chamber. It is characterized by communication.
(8) The invention according to claim 8 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the plunger includes the pressurizing portion at a portion entering the pressurizing chamber substantially in synchronism with the closing timing of the spill valve in the idle operation state of the internal combustion engine. An expansion recess for expanding the chamber volume is formed, and when the stroke from the bottom dead center to the top dead center of the plunger is “ZA”, the plunger from the bottom dead center of the plunger is When the roke reaches “ZB”, which is a predetermined stroke smaller than “ZA”, the expansion recess and the pressurizing chamber begin to communicate, and from this state, the plunger moves toward top dead center. When the stroke from the bottom dead center reaches “ZC” which is a predetermined stroke between “ZA” and “ZB”, the whole of the expansion recess communicates with the pressurizing chamber. It is characterized by doing.
(9) The invention according to claim 9 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the engine operating state in which other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and other noise is generated in response to the operating sound of the fuel pump. When the small engine operation state is set to the specific operation state, the plunger is pressurized to the portion that enters the pressurization chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. And when the stroke from the bottom dead center to the top dead center of the plunger is “ZA”, the stroke from the bottom dead center of the plunger is greater than “ZA”. The expansion recess and the pressurizing chamber begin to communicate with each other when the small predetermined stroke “ZB” is reached, and from this state, the plunger moves toward the top dead center and moves from the bottom dead center. When the stroke reaches “ZC” which is a predetermined stroke between “ZA” and “ZB”, the whole of the expansion recess communicates with the pressurizing chamber.
[0010]
(10) The invention of claim 10 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump for adjusting the fuel pumping amount, a check valve for controlling the flow of fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber is provided at the outlet of the pressurizing chamber, and the plunger is provided in the plunger. In the idling state of the internal combustion engine, an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber is formed in a portion entering the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve. And wherein the door.
(11) The invention according to claim 11 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, a check valve for controlling the flow of fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber is provided at the outlet of the pressurizing chamber. When the engine operating state where the other noise is louder than the operating noise is the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating noise of the fuel pump is the specific operating state, the plunger Characterized in that the expansion recess for expanding the volume of the pressure chamber to a portion which enters into the pressure chamber substantially in synchronism with the closing timing of the spill valve in the specific operation state is formed.
(12) According to a twelfth aspect of the present invention, in the fuel pump according to any one of the fourth to eleventh aspects, a plurality of the annular grooves are formed in the relative movement direction.
(13) The invention according to claim 13 is the fuel pump according to any one of claims 4 to 11, wherein the expansion recess is a spiral groove formed in a circumferential direction of the plunger. It is characterized by.
(14) In the fuel pump according to any one of claims 4 to 11, the expansion recess extends in the same direction as a relative movement direction of the cylinder and the plunger. A plurality of the plungers are formed at a predetermined interval in the circumferential direction of the plunger.
[0011]
(15) The invention of claim 15 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement between the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the plunger includes the pressurizing portion at a portion entering the pressurizing chamber substantially in synchronism with the closing timing of the spill valve in the idle operation state of the internal combustion engine. An expansion recess for expanding the volume of the chamber is formed, and the expansion recess is a spiral groove formed in the circumferential direction of the plunger.
(16) The invention according to claim 16 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the engine operating state in which other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and other noise is generated in response to the operating sound of the fuel pump. When the small engine operation state is set to the specific operation state, the plunger has the portion that enters the pressurizing chamber almost in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. Are formed extended recess for expanding the volume of the pressure chamber, the expansion recess is characterized by a helical groove formed in the circumferential direction of the plunger.
(17) The invention according to claim 17 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement between the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the plunger includes the pressurizing portion at a portion entering the pressurizing chamber substantially in synchronism with the closing timing of the spill valve in the idle operation state of the internal combustion engine. An expansion recess for expanding the volume of the chamber is formed, and the expansion recess is formed to extend in the same direction as the relative movement direction of the cylinder and the plunger. Together we have, characterized in that formed in plural at predetermined intervals in a circumferential direction of the plunger.
(18) The invention according to claim 18 is used in an internal combustion engine, and pumps fuel by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement of the cylinder and the plunger. And by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the open / close control of the spill valve that communicates and blocks the inside and outside of the pressurizing chamber. In the fuel pump in which the fuel pumping amount is adjusted, the engine operating state in which other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and other noise is generated in response to the operating sound of the fuel pump. When the small engine operation state is set to the specific operation state, the plunger has the portion that enters the pressurizing chamber almost in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. An expansion recess for expanding the volume of the pressure chamber is formed, and the expansion recess is formed so as to extend in the same direction as the relative movement direction of the cylinder and the plunger. It is characterized in that a plurality are formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
[0012]
According to this configuration, in addition to the operation and effect of claim 1, when the plunger comes out of the pressurizing chamber, the boundary between the expansion recess of the plunger and the pressurizing chamber (the portion where the plunger advances and retreats into the pressurizing chamber). And the relative movement between the plunger and the cylinder is performed smoothly.
[0013]
As in the sixth aspect of the invention, a plurality of expansion recesses of the plunger may be formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the plunger.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the high-
[0015]
The
[0016]
A
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0018]
The
[0019]
A disc-shaped
[0020]
A low
[0021]
A plurality of
[0022]
The pressurizing
[0023]
The
[0024]
In the high-
[0025]
From this state, when the
[0026]
At an appropriate timing immediately before the end of the pressurization stroke, that is, an appropriate timing immediately before the
[0027]
On the other hand, when the
[0028]
Further, when the
[0029]
At the start timing of this suction stroke, that is, the timing when the
[0030]
Thereafter, the pressurization stroke and the suction stroke described above are repeatedly performed, and the closing timing of the
[0031]
In the high-
[0032]
By the way, the generated pressure P in the case where the volume V of the pressurizing
[0033]
[Expression 1]
P = K * ΔV / V (1)
It becomes. Therefore, the pressure increase speed dP / dθ due to the rotation angle θ of the
[0034]
[Expression 2]
dP / dθ = (K / V) * (dΔV / dθ) (2)
The pressure increase rate dP / dθ is correlated with the pump efficiency of the high-
[0035]
Now, when the volume of the pressurizing
[0036]
Now, let R be the radius of the
The pressure rise speed dP / dθ when the
[0037]
[Equation 3]
dP / dθ = K * πr2* V / (V-πR2* L2) ... (3)
It becomes.
[0038]
On the other hand, when the
[0039]
[Expression 4]
dP / dθ = K * πR2* V / (V-πR2* L2) ... (4)
It becomes.
[0040]
Therefore, when the
[0041]
Now, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the high
[0042]
(2) In the high-
[0043]
In addition, you may change embodiment as follows.
As shown in FIG. 5, an
[0044]
As shown in FIG. 6, a plurality of
[0045]
As shown in FIG. 7, the
[0046]
-In another embodiment shown in Drawing 7, it may replace with a plurality of
[0047]
In the above embodiment, the
[0048]
In the above embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a high-pressure fuel pump according to an embodiment.
2 is an enlarged partial sectional view showing a part of the high-pressure fuel pump of FIG. 1;
3 is an enlarged partial cross-sectional view of a plunger of the high-pressure fuel pump shown in FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the high-pressure fuel pump according to the embodiment.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a plunger according to another embodiment.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a plunger according to another embodiment.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a plunger according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された環状溝である
ことを特徴とする燃料ポンプ。Used in internal combustion engines, fuel is pumped by changing the volume of the pressurizing chamber by moving the plunger back and forth based on the relative movement between the cylinder and the plunger, and communicates the inside and outside of the pressurizing chamber. A fuel pump that adjusts the fuel pumping amount by overflowing the fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber during the pressurizing stroke in which the plunger enters the pressurizing chamber through the opening / closing control of the spill valve to be shut off. In
The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber at a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. The expansion recess is an annular groove formed in the circumferential direction of the plunger .
当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、 When the engine operating state where the other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating sound of the fuel pump is set as the specific operating state,
前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された環状溝である The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. The expansion recess is an annular groove formed in the circumferential direction of the plunger.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記環状溝は、前記相対移動方向において複数形成されている A plurality of the annular grooves are formed in the relative movement direction.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成される、すなわち前記プランジャのうち前記加圧室側の先端部分には、前記プランジャの頂面を形成する頂部と、この頂部に対して前記加圧室とは反対側に設けられて前記頂部よりも径の小さい拡張用凹部とが形成される The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber at a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. That is, at the tip portion of the plunger on the side of the pressurizing chamber, a top portion forming the top surface of the plunger is provided on the opposite side of the pressurizing chamber with respect to the top portion, and is more than the top portion. An expansion recess having a small diameter is formed.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、 When the engine operating state where the other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating sound of the fuel pump is set as the specific operating state,
前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成される、すなわち前記プランジャのうち前記加圧室側の先端部分には、前記プランジャの頂面を形成する頂部と、この頂部に対して前記加圧室とは反対側に設けられて前記頂部よりも径の小さい拡張用凹部とが形成される The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronism with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. The tip of the plunger on the side of the pressurizing chamber is provided with a top that forms the top surface of the plunger, and is provided on the opposite side of the pressurizing chamber with respect to the top and has a smaller diameter than the top. An expansion recess is formed
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記加圧室は、前記プランジャの頂面と前記シリンダの壁面との間に形成されるものであり、 The pressurizing chamber is formed between the top surface of the plunger and the wall surface of the cylinder.
前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、この拡張用凹部は前記加圧室のみと連通する The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber at a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. The expansion recess communicates only with the pressurizing chamber.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記加圧室は、前記プランジャの頂面と前記シリンダの壁面との間に形成されるものであり、 The pressurizing chamber is formed between the top surface of the plunger and the wall surface of the cylinder.
当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、 When the engine operating state where the other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating sound of the fuel pump is set as the specific operating state,
前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、この拡張用凹部は前記加圧室のみと連通する The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. The concave portion communicates only with the pressurizing chamber.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、 The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber at a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. ,
前記プランジャの下死点から上死点までのストロークを「ZA」としたとき、前記プランジャの下死点からのストロークが前記「ZA」よりも小さい所定のストロークである「ZB」に達したときに前記拡張用凹部と前記加圧室とが連通しはじめ、この状態から前記プランジャが上死点に向けて移動して下死点からのストロークが前記「ZA」と前記「ZB」との間にある所定のストロークである「ZC」に達したときに前記拡張用凹部の全体と前記加圧室とが連通する When the stroke from the bottom dead center to the top dead center of the plunger is “ZA”, the stroke from the bottom dead center of the plunger reaches “ZB”, which is a predetermined stroke smaller than the “ZA”. The expansion recess and the pressurizing chamber begin to communicate with each other. From this state, the plunger moves toward the top dead center, and the stroke from the bottom dead center is between the “ZA” and the “ZB”. When the predetermined stroke “ZC” is reached, the entire expansion recess communicates with the pressurizing chamber.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、 When the engine operating state where the other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating sound of the fuel pump is set as the specific operating state,
前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成され、 The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state.
前記プランジャの下死点から上死点までのストロークを「ZA」としたとき、前記プランジャの下死点からのストロークが前記「ZA」よりも小さい所定のストロークである「ZB」に達したときに前記拡張用凹部と前記加圧室とが連通しはじめ、この状態から前記プランジャが上死点に向けて移動して下死点からのストロークが前記「ZA」と前記「ZB」との間にある所定のストロークである「ZC」に達したときに前記拡張用凹部の全体と前記加圧室とが連通する When the stroke from the bottom dead center to the top dead center of the plunger is “ZA”, the stroke from the bottom dead center of the plunger reaches “ZB”, which is a predetermined stroke smaller than the “ZA”. The expansion recess and the pressurizing chamber begin to communicate with each other. From this state, the plunger moves toward the top dead center, and the stroke from the bottom dead center is between the “ZA” and the “ZB”. When the predetermined stroke “ZC” is reached, the entire expansion recess communicates with the pressurizing chamber.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記加圧室の出口には、前記加圧室内から前記加圧室外への燃料の流れを制御するチェック弁が設けられ、 A check valve for controlling the flow of fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber is provided at the outlet of the pressurizing chamber,
前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成される The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber at a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. Ru
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記加圧室の出口には、前記加圧室内から前記加圧室外への燃料の流れを制御するチェック弁が設けられ、 A check valve for controlling the flow of fuel from the pressurizing chamber to the outside of the pressurizing chamber is provided at the outlet of the pressurizing chamber,
当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、 When the engine operating state where the other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating sound of the fuel pump is set as the specific operating state,
前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成される The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記拡張用凹部は、前記プランジャの周方向に形成された環状溝であり、この環状溝は、前記相対移動方向において複数形成されている The expansion recess is an annular groove formed in the circumferential direction of the plunger, and a plurality of the annular grooves are formed in the relative movement direction.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記拡張用凹部は、前記プランジャの周方向に形成された螺旋状溝である The expansion recess is a spiral groove formed in the circumferential direction of the plunger.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記拡張用凹部は、前記シリンダと前記プランジャとの相対移動方向と同方向に延びるとともに、前記プランジャの周方向に所定間隔をおいて複数形成されている The extension recesses extend in the same direction as the relative movement direction of the cylinder and the plunger, and are formed in a plurality at a predetermined interval in the circumferential direction of the plunger.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された螺旋状溝である The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber at a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. The expansion recess is a spiral groove formed in the circumferential direction of the plunger.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、 When the engine operating state where the other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating sound of the fuel pump is set as the specific operating state,
前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は前記プランジャの周方向に形成された螺旋状溝である The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. The expansion recess is a spiral groove formed in the circumferential direction of the plunger.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
前記プランジャには、前記内燃機関のアイドル運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は、前記シリンダと前記プランジャとの相対移動方向と同方向に延びるように形成されているとともに、前記プランジャの周方向に所定間隔をおいて複数形成されている The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber at a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the idling operation state of the internal combustion engine. The expansion recess is formed to extend in the same direction as the relative movement direction of the cylinder and the plunger, and a plurality of the recesses for expansion are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the plunger.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が大きい機関運転状態を通常運転状態とし、当該燃料ポンプの作動音に対して他の騒音が小さい機関運転状態を特定運転状態としたとき、 When the engine operating state where the other noise is louder than the operating sound of the fuel pump is set as the normal operating state, and the engine operating state where the other noise is lower than the operating sound of the fuel pump is set as the specific operating state,
前記プランジャには、同特定運転状態において前記スピル弁の閉タイミングにほぼ同期して前記加圧室に進入する部分に前記加圧室の容積を拡張するための拡張用凹部が形成されており、同拡張用凹部は、前記シリンダと前記プランジャとの相対移動方向と同方向に延びるように形成されているとともに、前記プランジャの周方向に所定間隔をおいて複数形成されている The plunger is formed with an expansion recess for expanding the volume of the pressurizing chamber in a portion that enters the pressurizing chamber substantially in synchronization with the closing timing of the spill valve in the specific operation state. The expansion recess is formed so as to extend in the same direction as the relative movement direction of the cylinder and the plunger, and a plurality of recesses are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the plunger.
ことを特徴とする燃料ポンプ。 A fuel pump characterized by that.
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