JP4412284B2 - Pressure regulating valve - Google Patents
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Description
本発明は、圧力調整弁に関し、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置の、燃料タンクから汲み上げた燃料の圧力を調整する圧力調整装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to a pressure regulating valve, and is suitable for application to a pressure regulating device that regulates the pressure of fuel pumped up from a fuel tank, for example, in a fuel injection device that injects fuel into an internal combustion engine.
従来、例えば内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置において、燃料タンク内の燃料を、予備圧送部であるフィードポンプ等の低圧ポンプで汲み上げ、その燃料を圧送部であるプランジャ等の高圧ポンプにより更に加圧することで、高圧化した燃料をコモンレールへ供給する燃料供給装置が知られている(特許文献1参照)。この燃料供給装置では、低圧ポンプから高圧ポンプへ供給するフィード燃料を、所定の予備圧(以下、フィード圧)に調整するための圧力調整弁が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a fuel injection device that injects fuel into an internal combustion engine, fuel in a fuel tank is pumped up by a low-pressure pump such as a feed pump that is a preliminary pumping unit, and the fuel is pumped by a high-pressure pump such as a plunger that is a pumping unit. A fuel supply device that supplies pressurized fuel to a common rail by further pressurizing is known (see Patent Document 1). In this fuel supply apparatus, a pressure adjusting valve is provided for adjusting the feed fuel supplied from the low pressure pump to the high pressure pump to a predetermined preliminary pressure (hereinafter referred to as feed pressure).
圧力調整弁は、略円筒状の弁ボディ内に、その内周に沿って軸方向移動可能な円柱状の弁体(以下、ピストン)と、ピストンの軸方向移動範囲の内周に形成され、フィード燃料の余剰燃料を排出する制御ポートと、制御ポートを閉塞する方向にピストンを付勢するスプリングとを備えている。この圧力調整弁は、ピストンの軸方向一端に加わるフィード圧と、他端を付勢するスプリングの付勢力との釣合いにより、ピストンの軸方向位置(以下、リフト)が決められる。そして、このピストンのリフト位置に応じて増減する制御ポートの開口面積が調整されることで、フィード燃料の圧力を一定に保つようにしている。 The pressure regulating valve is formed in a substantially cylindrical valve body, on a cylindrical valve body (hereinafter referred to as a piston) that can move in the axial direction along the inner circumference thereof, and on the inner circumference of the piston in the axial movement range, A control port for discharging surplus fuel of the feed fuel and a spring for biasing the piston in a direction to close the control port are provided. In this pressure regulating valve, the axial position (hereinafter referred to as lift) of the piston is determined by a balance between the feed pressure applied to one end of the piston in the axial direction and the biasing force of the spring biasing the other end. And the opening area of the control port which increases / decreases according to the lift position of this piston is adjusted, so that the pressure of the feed fuel is kept constant.
なお、一般に、低圧ポンプの燃料入口側と、燃料タンクとの間の配管途中には、燃料中の異物等を除去するための燃料をろ過する燃料フィルタが設けられている。
従来技術では、低圧ポンプと燃料タンクとの配管途中に燃料フィルタが設けられているため、燃料フィルタの状態や配管方法等の原因により、低圧ポンプの入口側で過大な負圧が発生したり、燃料中にエアが混入するおそれがある。 In the prior art, since a fuel filter is provided in the middle of the piping between the low pressure pump and the fuel tank, an excessive negative pressure is generated on the inlet side of the low pressure pump due to the state of the fuel filter or the piping method, There is a risk of air entering the fuel.
この低圧ポンプの入口側に過大負圧が発生した場合や、燃料にエアが吸入した場合には、低圧ポンプより吐出される燃料のフィード圧が、異常脈動等の不安定な状態となり、圧力調整弁において、ピストンが大きな振幅で往復運動を繰り返すおそれがある。場合によってはピストンのリフト量が過大になると、スプリングの密着等によるスプリング破損を引き起こしたり、スプリングを支持するプラグ等の支持部材が弁ボディ内から抜ける部材抜けを引き起こす原因となるおそれがある。 If excessive negative pressure occurs on the inlet side of this low-pressure pump or if air is sucked into the fuel, the fuel feed pressure discharged from the low-pressure pump becomes unstable, such as abnormal pulsation, and pressure adjustment In the valve, the piston may reciprocate with a large amplitude. In some cases, if the lift amount of the piston becomes excessive, it may cause a spring breakage due to the close contact of the spring or the like, or a support member such as a plug that supports the spring may be pulled out from the valve body.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、過大な入口負圧の発生やエア混入等の吸入燃料系の不具合が生じる場合であっても、汲み上げた燃料の圧力を調整する弁体の過大リフト発生を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and adjusts the pressure of the pumped fuel even when there is a malfunction of the intake fuel system such as excessive inlet negative pressure or air contamination. It aims at suppressing the excessive lift generation | occurrence | production of the valve body to perform.
また、別の目的は、汲み上げた燃料の圧力を調整する弁体の過大リフト発生を抑制するとともに、その過大リフトの発生要因となる燃料圧力の異常脈動等の不安定状態の発生前後においても調圧機能を維持可能な圧力調整弁を提供することにある。 Another purpose is to suppress the occurrence of excessive lift of the valve body that adjusts the pressure of the pumped fuel, and to adjust before and after the occurrence of an unstable state such as abnormal pulsation of the fuel pressure that causes the excessive lift. The object is to provide a pressure regulating valve capable of maintaining the pressure function.
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.
即ち、請求項1乃至5に記載の発明では、弁ボディと、弁ボディ内に収容され、その内壁に沿って軸方向に移動可能な弁体と、内壁に形成され、燃料を排出する排出孔と、排出孔を閉塞する閉塞方向に弁体を付勢するスプリングとを備え、燃料タンクから汲み上げた燃料を弁ボディ内に導入するとともに、弁体の軸方向位置に応じて排出孔より余剰の燃料を排出することにより、汲み上げた燃料の圧力を調整する圧力調整弁において、
弁体の前記スプリング側に設けられ、スプリングを支持する座をなすプラグと、弁体に形成され、プラグを挿入可能とする有底の凹状穴とを備え、排出孔は、弁体の軸方向移動可能な範囲内に配置されており、弁体が排出孔の少なくとも一部を閉じる軸方向位置にあるとき、プラグと凹状穴とが離れているとともに、弁体が排出孔を全開放する軸方向位置にあるときに、凹状穴にプラグが挿入されてプラグと凹状穴との間でダンパ室を区画することを特徴とする。
That is, according to the first to fifth aspects of the present invention, the valve body, the valve body accommodated in the valve body and movable in the axial direction along the inner wall, and the discharge hole formed in the inner wall for discharging fuel. And a spring that urges the valve body in the closing direction to close the discharge hole, introduces fuel pumped up from the fuel tank into the valve body, and surpasses the discharge hole according to the axial position of the valve body. In the pressure regulating valve that regulates the pressure of the pumped fuel by discharging the fuel,
A plug provided on the spring side of the valve body and forming a seat for supporting the spring; and a bottomed concave hole formed in the valve body and allowing the plug to be inserted ; When the valve body is located within the movable range and the valve body is in an axial position that closes at least a part of the discharge hole, the plug and the recessed hole are separated from each other, and the shaft through which the valve body fully opens the discharge hole When in the directional position, the plug is inserted into the concave hole to partition the damper chamber between the plug and the concave hole.
これにより、弁体のリフト量が所定量を越えると、プラグと、弁体の凹状穴との間にダンパ室が形成される構造とすることができる。したがって、過大な入口負圧の発生やエア混入等の吸入燃料系の不具合発生により、燃料タンクから汲み上げた燃料が、異常脈動等の不安定状態を引き起こした場合であっても、弁体のリフト量が所定量を越えると発生するダンパ室の圧力ダンパ効果により、弁体の過大リフト発生を抑制することができる。 As a result, when the lift amount of the valve body exceeds a predetermined amount, the damper chamber can be formed between the plug and the concave hole of the valve body. Therefore, even if the fuel pumped from the fuel tank causes an unstable state such as abnormal pulsation due to the occurrence of excessive inlet negative pressure or malfunction of the intake fuel system such as air contamination, the lift of the valve body Due to the pressure damper effect of the damper chamber that occurs when the amount exceeds a predetermined amount, the occurrence of excessive lift of the valve body can be suppressed.
また、請求項2に記載の発明では、プラグは、弁ボディにねじ締結する螺合部材であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the plug is a screwing member that is screwed to the valve body.
一般に、ダンパ室の圧力ダンパ効果作用は、プラグが弁体の凹状穴に挿入されるに従って、ダンパ室内の燃料の圧力が増加することで高められる。 In general, the pressure damper effect of the damper chamber is enhanced by increasing the fuel pressure in the damper chamber as the plug is inserted into the concave hole of the valve body.
これに対して請求項2に記載の発明では、スプリングの座をなすプラグを、弁ボディにねじ締結しているので、ダンパ室に過大な圧力が発生する場合があったとしても、弁ボディからの部材抜けを確実に防止することができる。
On the other hand, in the invention described in
また、請求項3に記載の発明では、プラグの座には、スプリング内を軸方向に延伸する延伸部を有しており、延伸部と凹状穴は、互いに軸方向に摺動可能であることを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 3, the seat of the plug has an extending Shin portion which extends through the spring in the axial direction, a concave hole extending extension portion is axially slidable with each other It is characterized by being.
これにより、延伸部と凹状穴の摺動クリアランスの大きさを変えることで、ダンパ室の圧力ダンパ効果を調節することが可能である。 Thus, by changing the sliding magnitude of the clearance of the extension Shin portion and the concave hole, it is possible to adjust the pressure damping effect of the damper chamber.
また、請求項1に記載の発明では、排出孔は、弁体の軸方向移動可能な範囲内に配置されており、弁体が排出孔を全開放する軸方向位置にあるとき、プラグと凹状穴との間でダンパ室を区画することを特徴とする。 In the first aspect of the invention, the discharge hole is disposed within a range in which the valve body can be moved in the axial direction, and when the valve body is in an axial position that fully opens the discharge hole, A damper chamber is partitioned from the hole.
一般に、過大な入口負圧の発生やエア混入等の吸入燃料系の不具合発生により、燃料タンクから汲み上げた燃料圧力が異常脈動等の不安定となると、燃料タンクより燃料を汲み上げる低圧ポンプへの負荷も増大するおそれがある。 In general, if the fuel pressure pumped from the fuel tank becomes unstable, such as abnormal pulsation, due to the occurrence of excessive inlet negative pressure or malfunction of the intake fuel system such as air contamination, the load on the low-pressure pump that pumps fuel from the fuel tank May also increase.
これに対して請求項1に記載の発明では、ダンパ室の圧力ダンパ効果により弁体の過大リフトを抑制する際には、全開放された排出孔から、異常脈動による過剰な圧力を逃がすことができる。 On the other hand , in the first aspect of the invention, when the excessive lift of the valve body is suppressed by the pressure damper effect of the damper chamber, excessive pressure due to abnormal pulsation can be released from the fully opened discharge hole. it can.
また、請求項4に記載の発明では、スプリングを内部に収容し、弁体の凹状穴側の端面と、プラグの座との間でスプリング室を区画する内壁の部位には、弁体と内壁との隙間から流出する燃料を排出する回収孔が設けられていることを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 4 , the spring is housed therein, and the valve body and the inner wall are provided at a portion of the inner wall that divides the spring chamber between the end surface on the concave hole side of the valve body and the seat of the plug. And a recovery hole for discharging the fuel flowing out from the gap.
一般に、弁体と内壁との隙間から流出する燃料が充填されているスプリング室には、スプリング室内で背圧が生じないように、回収孔が設けられている。この回収孔を絞ることで、スプリング室内に圧力ダンパ効果を持たせる方法も考えらえるが、過大リフトの発生しない通常運転時に背圧が生じるため、通常運転時での調圧機能が阻害されるおそれがある。 Generally, a recovery hole is provided in a spring chamber filled with fuel flowing out from the gap between the valve body and the inner wall so that no back pressure is generated in the spring chamber. By constricting this recovery hole, a method of giving a pressure damper effect in the spring chamber can be considered, but back pressure is generated during normal operation where no excessive lift occurs, so the pressure regulation function during normal operation is hindered. There is a fear.
これに対して請求項4に記載の発明では、通常運転時には弁体の凹状穴にプラグが挿入されないため、調圧機能は、従来技術の回収孔を絞らない圧力調整弁と同等の性能を確保できる。また、燃料タンクから汲み上げた燃料が異常脈動等の不安定状態を引き起こした場合において、ダンパ室内に充填される燃料は、スプリング室内に蓄えられている燃料の一部のみを利用する。しかも、このダンパ室の圧力ダンパ効果は、流体力を利用するものであり、過大リフト発生時に弁体を強制的にロックする等の機械的に規制することはないので、異常脈動等の不安定状態の発生前後においても調圧機能を維持することが可能である。
また、請求項5に記載の発明では、ダンパ室内の圧力は、弁体の軸方向位置が排出孔から離間するに従って増加することを特徴とする。
On the other hand, in the invention according to claim 4 , since the plug is not inserted into the concave hole of the valve body during normal operation, the pressure regulating function ensures the same performance as the pressure regulating valve that does not restrict the recovery hole of the prior art. it can. Further, when the fuel pumped up from the fuel tank causes an unstable state such as abnormal pulsation, the fuel filled in the damper chamber uses only a part of the fuel stored in the spring chamber. In addition, the pressure damper effect of this damper chamber uses fluid force, and there is no mechanical restriction such as forcibly locking the valve body when an excessive lift occurs. The pressure regulation function can be maintained before and after the occurrence of the state.
Further, the invention according to
以下、本発明の圧力調整弁を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments in which a pressure regulating valve of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の圧力調整弁を適用した燃料供給装置を示す模式的構成図である。図2は、本実施形態の圧力調整弁を示す断面図である。図3は、図1中の圧力調整弁を内蔵する燃料噴射ポンプの燃料経路を示す模式的断面図である。図4は、図2の圧力調整弁の弁体の移動過程を説明する図であって、ダンパ室が形成された状態を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel supply device to which the pressure regulating valve of the present embodiment is applied. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the pressure regulating valve of the present embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a fuel path of a fuel injection pump incorporating the pressure regulating valve in FIG. FIG. 4 is a view for explaining the movement process of the valve body of the pressure regulating valve in FIG.
図1に示すように、燃料供給装置2、6は、例えばディーゼルエンジン(以下、エンジン)用の蓄圧式燃料噴射装置1に用いられ、エンジンへ噴射供給するための高圧燃料を吐出するものである。蓄圧式燃料噴射装置1は、燃料噴射圧相当(以下、コモンレール圧)の高圧燃料を蓄圧する蓄圧器としてのコモンレール(図示せず)と、エンジンの各気筒に設けられ、その気筒に、コモンレールより分配される燃料を噴射供給する燃料噴射弁(図示せず)とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
コモンレールに蓄圧される高圧燃料は、燃料噴射ポンプ2からなる燃料供給装置2、6より高圧燃料配管12を介して供給されている。また、燃料噴射ポンプ2により吐出され、コモンレールおよび燃料噴射弁に供給された高圧燃料のうちの余剰燃料は、図示しない燃料回収配管を介して低圧燃料配管系の燃料タンク10へ戻される。
The high-pressure fuel accumulated in the common rail is supplied from the
次に、燃料供給装置2、6を、図1から図3に従って説明する。燃料供給装置2、6は、図1に示すように、予備圧送部としての低圧ポンプ22と加圧部としての高圧ポンプ27を有する燃料噴射ポンプ2と、燃料噴射ポンプ2(詳しくは低圧ポンプ22)の入口と燃料タンク10との間に設けられる燃料フィルタ6とを備えている。燃料フィルタ6は、燃料タンク10より汲み上げる燃料中に含まれる異物を除去するために、燃料をろ過する装置である。
Next, the
燃料噴射ポンプ2は、図1に示すように、低圧ポンプ22と、高圧ポンプ27と、低圧ポンプ22と高圧ポンプ27を駆動源としてのエンジンの回転力を得て駆動する駆動軸21と、低圧ポンプ22の出口より吐出するフィード燃料を所定圧(以下、フィード圧)に調整する圧力調整弁5と、これらを収容するハウジング31とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
駆動軸21は、軸受けを介してハウジング31に回転可能に支持されている。ハウジング31と駆動軸との間には、図示しないオイルシールがハウジングに保持されており、このオイルシールでハウジング31と駆動軸との間をシールしている。断面円形状のカム21cは駆動軸21に対して偏心して一体形成されている。
The
駆動軸21の両端部21a、21bのうち一端部(図中の右端部)21aには、図示しないプーリやギヤ(本実施例ではギヤ)が取付けられており、ギヤやタイミングベルト等の伝達力伝達部材を介してエンジンのクランク軸と同期して回転するように構成されている。なお、ギヤ同士でエンジンの回転力が伝達される構成に限らず、プーリとタイミングベルトでエンジンの回転力が伝達される構成であってもよい。
A pulley or a gear (not shown) (not shown) is attached to one end (the right end in the figure) 21a of both
他端部(図中の左端部)21bは、低圧ポンプ22を一体的に駆動可能に、低圧ポンプ22の駆動軸を兼ねている。なお、駆動軸21の他端部21bは、低圧ポンプ22の駆動軸を兼ねる構成に限らず、低圧ポンプ22の駆動軸と連結する構成であってもよい。
The other end portion (left end portion in the drawing) 21b also serves as a drive shaft of the
低圧ポンプ22は、図3に示すインナギアおよびアウタギアを有し、インナギアを駆動軸21の回転により駆動するインナギヤ式ポンプが用いられている。なお、低圧ポンプ22は、インナギヤ式ポンプに限らず、ベーン式ポンプ等のいずれのポンプ構造であってもよい。
The
低圧ポンプ22は吸い込み側で、エンジンの回転力を得て駆動軸21とともにインナギアが回転することにより燃料タンク10から吸入燃料配管11および吸入燃料経路41を経由し、燃料フィルタ6でろ過された燃料を吸上げ、吸上げた燃料を加圧する。加圧した燃料は、低圧ポンプ22の吐出側で、フィード燃料経路42に吐出される。
The low-
このフィード燃料経路42は、燃料加圧室28にフィード燃料を供給する燃料加圧室供給用フィード燃料経路42a、43と、カム室35に燃料を潤滑用として供給するカム室供給用フィード燃料経路42bに分岐している。
The
カム室供給用フィード燃料経路42bは、その経路途中に減圧目的の潤滑用絞り32が設けられており、この潤滑用絞り32により正圧の燃料をカム室35内に供給している。
The cam chamber supply
また、カム室供給用フィード燃料経路42bは、潤滑用絞り32の上流側より分岐しており、フィード燃料を圧力調整弁5の一端に導いている。この圧力調整弁5は、低圧ポンプ22から吐出されるフィード燃料が所定圧以上になると、開弁し、余剰燃料がフィード圧調圧用燃料回収経路45を介して低圧ポンプ22の吸い込み側に戻される。
The cam chamber supply
なお、圧力調整弁5の詳細については後述する。
The details of the
図1および図3に示すように、燃料加圧室供給用フィード燃料経路42a、43の途中には、吸入調量弁25が設けられており、燃料加圧室供給用フィード燃料経路42aと燃料加圧室供給用フィード燃料経路43との連通を断続するものである。また、燃料加圧室供給用フィード燃料経路43の途中には、燃料加圧室28の上流側に近傍に、吸入弁26が設けられており、この吸入弁26は、低圧ポンプ22から燃料加圧室28に向かう燃料の流れを順方向とする逆止弁である。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
吸入調量弁25は、燃料加圧室28に流れる燃料量をエンジンの運転状態に応じて調量する電磁弁である。
The
高圧ポンプ27は、図1および図3に示すように、燃料加圧室28と、カム21cと、複数(本実施例では3個)のプランジャ27aとを備え、低圧ポンプ22より吐出されるフィード燃料を高圧に圧送する。高圧ポンプ27には、低圧ポンプ22によって一方ではプランジャ27aのための燃料が燃料加圧室28に供給され、他方では潤滑用の燃料としてカム室35に供給される。カム室35に供給された燃料は、駆動軸21、カム21c、シュー23、およびプランジャ27aの摺動部を潤滑する。なお、図1および図3ではプランジャ27aは一つのみを図示し、他のプランジャ27aの図示は省略している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the high-
各プランジャ27aは、駆動軸21を挟んで120°等間隔に配置されている。プランジャ27aは、ハウジング31の摺動孔内に往復移動可能であり、プランジャ27の一端面(図中の上端面)には、燃料加圧室28が設けられており、他端面(図中の下端面)には、シュー23を介してカム21cとお互い接触しており、カム21cの回転により摺動孔内を往復移動する。なお、シュー23は、カム21cの回転に伴い自転することなく、公転可能で、プランジャ27aに対向するシュー23の外周面が平面状に形成されている。
The
燃料加圧室28の吐出側には、図1および図3に示すように、吐出燃料経路44に吐出弁29が設けられている。この吐出弁29は、燃料加圧室28へ逆流するのを防止するものである。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
次に、圧力調整弁5について、図1、図2、および図4に従って説明する。図2は、弁体53のリフトが、排出孔を閉塞する初期位置にて閉弁している状態を示しており、図4は、弁体53の移動過程を示し、排出孔が開放されている状態を示している。
Next, the
圧力調整弁5は、図1および図4に示すように、略円筒状の弁ボディ51と、弁ボディ51内に収容され、その内壁に沿って軸方向移動可能な円柱状の弁体53と、内壁に形成され、燃料を排出する排出孔51bと、排出孔51bを閉塞する閉塞方向に弁体53を付勢する付勢部材としてのスプリング55とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
弁ボディ51の内壁は、軸方向に延びる内周51aを有しており、その内周51aに沿って弁体53を移動可能に収容している。具体的には、内周51aと弁体53とは摺動可能に形成されており、内周51aと弁体53の間の隙間は、比較的微小な摺動クリアランスに設定されている。
The inner wall of the
弁ボディ51の内壁の両端のうちの一方端には、フィード燃料経路42に連通する開口部(以下、燃料導入口)58が設けられており、低圧ポンプ22より吐出されたフィード燃料を、弁体53の一端面側に導く。また、内壁の他方端には、スプリングを支持する座をなす部材としてのプラグ52が設けられている。なお、プラグ52と弁体53については後述する。
An opening (hereinafter referred to as a fuel introduction port) 58 communicating with the
また、内壁には、弁体53が軸方向移動可能な範囲内の内周51bの位置に、余剰燃料を排出する複数(本実施例では、4個)の排出孔51bが設けられている。この排出孔51bの開口面積は、低圧ポンプ22の吐出量に対して所定のフィード圧に調整となる余剰燃料を排出する面積に設定されており、必要な余剰燃料を排出する面積を満足するように、排出孔の大きさおよび個数のいずれ一方を設定するものであればよい。
The inner wall is provided with a plurality of (four in this embodiment) discharge holes 51b for discharging excess fuel at positions on the
スプリング55は、弁体53とプラグ52の間に配置され、弁体53の他端面を排出孔51bの閉塞方向に付勢している。この弁体53の他端面とプラグ52の間には、弁体53の他端面、プラグ52、および内周51aで区画されるスプリング室59が形成されている。
The
このスプリング室59に臨む内周51aには、回収孔51cが設けられており、この回収孔51cは、弁体53の外周53aと上記内壁の内周51aとの摺動クリアランスより流出するリーク燃料を排出する。回収孔51cと排出孔51bは、フィード圧調圧用燃料回収経路45に連通している。なお、弁ボディ51の外周には、Oリング等のシール部材91、92が設けられており、シール部材91は、フィード燃料経路42とフィード圧調圧用燃料回収経路45との間を気密にシールする。シール部材92は、フィード圧調圧用燃料回収経路45と、燃料噴射ポンプの外部との間を気密にシールする。
A
また、弁体53の一端面側の内周51aには、段付き円筒状のストッパ54が設けられており、このストッパ54は、スプリング55の付勢力により弁体53が内周51aより脱落するのを防止している。なお、具体的には、ストッパ54は、弁ボディ51の内周51aに圧入により固定されている。ストッパ54の先端は、(図2中の右端)は、弁体53のリフトSTの初期位置(ST=0)を規制する。
Further, a stepped
なお、排出孔51bは、余剰燃料の排出量を調整する制御ポート56を構成する。回収孔51cは、圧力調整弁5内の摺動部のリーク燃料を回収する回収ポート57を構成する。
The
ここで、弁体53の過大リフトを抑制する弁体53およびプラグ52の構造を、以下説明する。弁体53の他端面は、図2に示すように、有底の凹状穴53dが形成されている。
Here, the structure of the
プラグ52は、スプリング52の座をなす本体部52aと、本体部52aよりスプリング55内を軸方向に延伸する延申部52bを備えている。本体部52aは、略円筒状に形成されており、その外周52aaが内周51aに圧力されることで、プラグ52が弁ボディ51に圧入固定されるようになっている。
The
延伸部52bは、図2および図4に示すように、凹状穴53dに挿入可能な形状に形成されている。具体的には、延伸部52bと凹状穴53dは、互いに挿入可能な円筒状に形成されており、延伸部52bの外周52ba(外径d)と凹状穴53dの内周(内径D)が摺動可能な隙間(摺動クリアランス)δに設定されている(δ=D−d)。
また、図4に示すように、弁体53のリフトSTが所定量(ST=STcr)になると、延伸部52bの外周(外径d)と凹状穴53dとの間にダンパ室Ddが区画される。ダンパ室Dd形成時には、このダンパ室Ddには、スプリング室59に蓄えられている燃料の一部が充填されており、このダンパ室Ddは、比較的微小な摺動クリアランスδを介して、スプリング室59から閉塞される。この閉塞されたダンパ室Dd内の燃料は、延伸部52bが凹状穴53dに挿入されるに従って、圧力が増加する。
As shown in FIG. 4, when the lift ST of the
次に、上述の構成を有する燃料供給装置2、6、特に燃料噴射ポンプ2の作動について説明する。
Next, the operation of the
駆動軸21の回転に伴い低圧ポンプ22は、燃料タンク10から燃料フィルタ6を経由し、燃料フィルタ6でろ過された燃料を吸い上げ、かつ加圧して、フィード燃料経路42にフィード燃料として送出する。このフィールド燃料経路42を流れるフィード燃料の一部が、圧力調整弁5の弁体53の一端面に導かれると、スプリング55の付勢力に抗して弁体53が初期位置(ST=0)より移動する。リフトした弁体53の位置に応じて制御ポート56(排出孔51b)の開口面積が変化する。制御ポート56の開口面積に応じてその余剰燃料の流量が決まる。そしてその弁体53の位置が、その余剰燃料の流量に応じたフィード燃料の圧力とスプリング55の付勢力が釣り合う位置になることで、フィード燃料の圧力が一定となる。この調圧されたフィード燃料が低圧ポンプから高圧ポンプ27へ供給される。
Along with the rotation of the
また、上記駆動軸21の回転により高圧ポンプ27も駆動される。具体的には、駆動軸21の回転に伴ないカム21cが回転すると、カム21cの回転に伴いシュー23が自転することなく公転する。このシュー23の公転に伴いシューおよびプランジャ27aに形成されている平面状の接触面同士が摺動することにより、ハウジング31の摺動孔内をプランジャ27aが往復移動する。
The
シュー23の公転に伴い上死点にあるプランジャ27aが下降すると、低圧ポンプ22から吐出燃料が吸入調量弁25の制御によって調整され、その調整された燃料が燃料加圧室供給用フィード燃料経路42a、43から吸入弁26を経て燃料加圧室28に流入する。下死点に達したプランジャ27aが再び上死点に向けて上昇すると吸入弁26が閉じ、燃料加圧室28の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室28の燃料圧力が吐出燃料経路44の燃料圧力よりも上昇すると吐出弁29が開弁する。吐出弁29が開弁すると、燃料加圧室28で加圧された燃料は、吐出弁29を経由し、吐出燃料経路44より送出される。なお、他のプランジャおよびこれに対応する燃料加圧室は、120°等間隔に配置されているので、120°位相ずれて状態で吐出燃料経路44よりコモンレールへ順に送出される。
When the
なお、ここで、燃料供給装置2、6において、一般に、燃料フィルタ6内は、燃料をろ過するためのろ過材料(図示せず)が設けられており、燃料フィルタ6の下流の吸入燃料配管11および吸入燃料経路41、特に低圧ポンプ22の入口側近傍の吸入燃料経路41に負圧発生が生じ易い。燃料フィルタ6のろ過材料が目詰まり等を起こすと、低圧ポンプ22の入口の吸入燃料経路41内の燃料圧力が過大な負圧となり、燃料中に気泡が発生する。燃料中に気泡が発生すると、低圧ポンプ22より吐出のフィード圧が異常脈動するなどの燃料噴射ポンプ2の性能低下や故障を招ねくおそれがある。
Here, in the
フィード圧が異常脈動すると、その影響は、弁体53に伝達され、弁体53が弁ボディ51の内周51aを比較的大きな振幅で往復移動を繰り返すことになる。弁体53のリフトSTが過大になると、スプリング55の密着等によるスプリング55の破損発生の原因や、スプリング55を支持する支持部材が弁ボディ51内から抜ける不具合発生の原因となるおそれがある。
When the feed pressure pulsates abnormally, the influence is transmitted to the
これに対して、低圧ポンプ22より吐出のフィード燃料を調圧する圧力調整弁において、図4に示すように、弁体53のリフトSTが所定量(ST=STcr)を越えると、弁体53の凹状穴53dと、プラグ52の延伸部52bとの間でダンパ室Ddが形成される。弁体53のリフトST上昇に従って、凹状穴53dと延伸部52bで形成されるダンパ室Dd内は圧力上昇するので、ダンパ室Ddの圧力ダンパ効果によって弁体53の過大なリフトを抑制する。
In contrast, in the pressure regulating valve that regulates the feed fuel discharged from the low-
以上説明した本実施形態では、弁体53に設けた凹状穴53dに対して、弁体53の反対側のスプリング55の座なすプラグ52が凹状穴53dに挿入可能とし、互いに挿入された凹状穴53dとプラグ52の間でダンパ室Ddを区画するように構成している。これにより、弁体52が過大なリフトSTとなる所定量(STcr)を越えると、凹状穴53dとプラグ52との間でダンパ室Ddが形成される構造とすることができる。これにより、弁体53のリフト量が所定量を越えると発生するダンパ室Ddの圧力ダンパ効果により、弁体53の過大リフト発生を抑制することができる。
In the present embodiment described above, the
また、以上説明した本実施形態では、上記凹状穴53dとプラグ52を挿入する方法として、プラグ52は、スプリング55内を軸方向に延伸する延伸部52bを有しており、延伸部52bと凹状穴53dは、互いに軸方向に摺動可能に構成している。これにより、延伸部52bと凹状穴53dの摺動クリアランスδの大きさを変えることで、ダンパ室Ddの圧力ダンパ効果を調節することが可能である。
Further, in the present embodiment described above, as a method of inserting the
また、以上説明した本実施形態では、弁体53が排出孔51b(制御ポート56)を全開放する軸方向位置(ST=STcr)にあるとき、プラグ52の延伸部52bと凹状穴53dとの間でダンパ室Ddを区画している。
Further, in the present embodiment described above, when the
一般に、過大な入口負圧の発生やエア混入等の吸入燃料系の不具合発生により、燃料タンク10から汲み上げた燃料圧力が異常脈動等の不安定となると、燃料を汲み上げる低圧ポンプ22への負荷も増大するおそれがある。
In general, when the fuel pressure pumped up from the
これに対して、ダンパ室Ddの圧力ダンパ効果により弁体53の過大リフトを抑制する際には、全開放された排出孔51の全開口面積にて、異常脈動による過剰な圧力を逃がすことができる。
On the other hand, when the excessive lift of the
なお、ここで、本発明の実施形態の効果と比較するため、比較例の圧力調整弁を、図7に従って説明する。図7に示すように、弁体953は、略円筒状の本体部953と、弁体953の他端側に、スプリング955を支持する座部953bとを設けている。この場合、一般に、弁体953と内周51aとの隙間から流出する燃料が充填されているスプリング室には、スプリング室内で背圧が生じないように、回収孔51dが設けられている。この回収孔51を絞ることで、スプリング室内に圧力ダンパ効果を持たせる方法も考えらえる。しかしながら、過大リフトの発生しない通常運転時に背圧が生じるため、通常運転時での調圧機能が阻害されるおそれがある。
Here, in order to compare with the effect of the embodiment of the present invention, a pressure regulating valve of a comparative example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the
これに対して本実施形態では、通常運転時には弁体53の凹状穴53dにプラグ52の延伸部52bが挿入されることはないため、調圧機能は、従来技術の回収孔を絞らない圧力調整弁と同等の性能を確保できる。
On the other hand, in this embodiment, since the extending
また、フィード燃料が異常脈動等の不安定状態を引き起こした場合において、ダンパ室Dd内に充填される燃料は、スプリング室59内に蓄えられている燃料の一部のみを利用する。しかも、このダンパ室Ddの圧力ダンパ効果は、流体力を利用するものであり、過大リフト発生時に弁体を強制的にロックする等の機械的に規制することはないので、異常脈動等の不安定状態の発生前後においても調圧機能を維持することが可能である。
Further, when the feed fuel causes an unstable state such as abnormal pulsation, only a part of the fuel stored in the
(第2の実施形態)
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第1の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。
(Second Embodiment)
Hereinafter, other embodiments to which the present invention is applied will be described. In the following embodiments, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
第2の実施形態では、第1の実施形態で説明したダンパ室を形成する弁体の凹状穴とプラグにおいて、プラグ52を弁ボディ51に圧入により接合するものに代えて、図5に示すように、プラグ152を弁ボディ151にねじ締結するものとする。図5は、本実施形態の圧力調整弁を示す断面図である。図6は、図5の圧力調整弁の弁体の移動過程を説明する図であって、ダンパ室が形成された状態を示す断面図である。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, instead of the concave hole and plug of the valve body forming the damper chamber described in the first embodiment, the
図5に示すように、プラグ152は、延伸部152bと、本体部152aを有しており、本体部152aは、弁ボディ151に形成されためねじ部151rと螺合可能なおねじ部152rが設けられている。また、弁ボディ151と本体部152aとは、ガスケットを介してシールする構造である。
As shown in FIG. 5, the
このような構成にしても、第1の実施形態と同様な効果を得ることができる。 Even if it is such a structure, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.
また、ここで、一般に、ダンパ室の圧力ダンパ効果作用は、プラグの延伸部が弁体の凹状穴に挿入されるに従って、ダンパ室内の燃料の圧力が増加することで高められる。 In general, the pressure damper effect of the damper chamber is enhanced by increasing the pressure of the fuel in the damper chamber as the plug extending portion is inserted into the concave hole of the valve body.
これに対して本実施形態では、スプリング155の座をなすプラグ152を、弁ボディ151にねじ締結しているので、ダンパ室に過大な圧力が発生する場合があったとしても、弁ボディからの部材抜けを確実に防止することができる。
In contrast, in the present embodiment, the
1 蓄圧式燃料噴射装置(燃料噴射装置)
2 燃料噴射ポンプ(燃料供給装置)
5 圧力調整弁
51 弁ボディ
52 プラグ
52a 本体部
52b 延伸部
53 弁体
53d 凹状穴
6 燃料フィルタ
10 燃料タンク
11 吸入燃料配管
12 高圧燃料配管
21 駆動軸
21c カム
22 低圧ポンプ(予備圧送部)
27 高圧ポンプ(加圧部)
27a プランジャ
28 燃料加圧室
31 ハウジング
35 カム室
41 吸入燃料経路(予備圧送部の入口側)
42 フィード燃料経路(予備圧送部の出口側)
42a、43 燃料加圧室供給用フィード燃料経路
42b カム室供給用フィード燃料経路
44 吐出燃料経路
45 フィード圧調圧用燃料回収経路
46 カム室オーバーフロ燃料回収経路
1 Accumulated fuel injection system (fuel injection system)
2 Fuel injection pump (fuel supply device)
DESCRIPTION OF
27 High-pressure pump (pressure unit)
42 Feed fuel path (exit side of preliminary pumping section)
42a, 43 Feed fuel path for fuel
Claims (5)
前記弁ボディ内に収容され、その内壁に沿って軸方向に移動可能な弁体と、
前記内壁に形成され、燃料を排出する排出孔と、
前記排出孔を閉塞する閉塞方向に前記弁体を付勢するスプリングとを備え、
燃料タンクから汲み上げた燃料を前記弁ボディ内に導入するとともに、前記弁体の軸方向位置に応じて前記排出孔より余剰の燃料を排出することにより、汲み上げた燃料の圧力を調整する圧力調整弁において、
前記弁体の前記スプリング側に設けられ、前記スプリングを支持する座をなすプラグと、
前記弁体に形成され、前記プラグを挿入可能とする有底の凹状穴とを備え、
前記排出孔は、前記弁体の軸方向移動可能な範囲内に配置されており、
前記弁体が前記排出孔の少なくとも一部を閉じる軸方向位置にあるとき、前記プラグと前記凹状穴とが離れているとともに、
前記弁体が前記排出孔を全開放する軸方向位置にあるときに、前記凹状穴に前記プラグが挿入されて前記プラグと前記凹状穴との間でダンパ室を区画することを特徴とする圧力調整弁。 A valve body;
A valve body accommodated in the valve body and movable in the axial direction along an inner wall thereof;
A discharge hole formed in the inner wall for discharging fuel;
A spring for urging the valve body in a closing direction for closing the discharge hole,
A pressure regulating valve that adjusts the pressure of the pumped fuel by introducing the fuel pumped from the fuel tank into the valve body and discharging excess fuel from the discharge hole according to the axial position of the valve body. In
A plug that is provided on the spring side of the valve body and forms a seat that supports the spring;
A bottomed concave hole formed in the valve body and allowing the plug to be inserted;
The discharge hole is disposed within a range in which the valve body can move in the axial direction,
When the valve body is in an axial position that closes at least a part of the discharge hole, the plug and the concave hole are separated from each other,
The pressure is characterized in that when the valve body is in an axial position that fully opens the discharge hole, the plug is inserted into the concave hole and a damper chamber is partitioned between the plug and the concave hole. tuning valve.
前記延伸部と前記凹状穴は、互いに軸方向に摺動可能であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧力調整弁。 Wherein the said seat of the plug has an extending Shin portion which extends inside the spring in the axial direction,
The concave hole and the extended extension part, a pressure regulating valve according to claim 1 or claim 2, characterized in that it is slidable in the axial direction.
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