JP4909971B2 - 燃料ポンプの改良点 - Google Patents
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Description
図1のポンプ100は、エンジン駆動カム104の回りに等角度間隔で配置されている3つのポンピングプランジャ102を備えている。各プランジャ102は、主ポンプハウジング108に設けられているプランジャボア106の中に組み込まれている。使用時、カム104を駆動すると、プランジャ102は、それらのボア106内を位相変化しながら周期的に往復運動するようになる。プランジャ102が往復運動すると、各プランジャは、組み込まれたプランジャボア106の一端に画定されているポンプチャンバ109内の燃料を加圧する。ポンプチャンバから共通の高圧供給配管(図示せず)への燃料の送出は、送出弁(図示せず)によって制御される。高圧配管は、コモンレール式燃料システムの下流の噴射器へ送り出すため、燃料を、コモンレール又は他のアキュムレーター容積部に供給する。
第1の態様では、本発明は、内燃機関で使用するための燃料ポンプに幅広く関わっており、この燃料ポンプは、プランジャのポンピング行程の間にポンプチャンバ内の燃料を加圧するためのポンピングプランジャと、駆動力と協働するライダー部材と、駆動力をライダー部材からポンピングプランジャに伝え、プランジャにポンピング行程を実行させるためのインターフェース部材と、を備えている。インターフェース部材は、弓形接触面を有するポンピングプランジャの一体の足部を備えており、弓形接触面は、ライダー部材と協働することができ、使用時は平坦になるように作られている。
弓形接触面は、インターフェース部材とライダー部材の間の、特に使用時にインターフェース部材がライダー部材上を並進運動する際の、運動の自由度を改良できるようにすることにより、インターフェース部材とライダー部材の間の摩擦摩耗を減らす。更に、弓形面の、潤滑剤を広げる働きをする流体力学的性質により、摩擦を更に減らすことができる。
インターフェース部材は、ライダー部材と協働する更なる弓形接触面を備えていて、弓形接触面同士が一緒になって、変化する曲率半径を有する組み合わせ弓形接触面を画定しているのが望ましい。更に、インターフェース部材は、ライダー部材と協働する実質的に平坦な接触面を備えていて、この実質的に平坦な表面が組み合わせ弓形接触面と隣接しているのが好都合である。実質的に平坦な接触面は、インターフェース部材の環状面取り部によって画定されているのが好都合である。
ライダー部材は、インターフェース部材と協働するための平坦部を備えているのが望ましい。更に、又は代わりに、インターフェース部材とライダー部材は、ライダー部材がライダー部材軸の回りに回転できるだけの回転公差を提供できるように作られているのが好都合である。回転公差は、インターフェース部材の弓形面によって画定されるのが望ましい。
材料については、弓形接触面は、炭素鋼(例えば、16MnCr5)、合金鋼(例えば、ENISO683−17 100Cr6+AC)、及び高速度鋼(例えば、M50、M2)から成るグループから選択された1つ又は複数の材料で構成されたインターフェース部材の基板によって画定されているのが望ましい。更に、又は代わりに、基板は、もっと摩耗し難く、摩擦ももっと少なくなるように、ダイヤモンド様炭素(DLC)コーティングで被覆されていれば好都合である。
足部は、ライダー部材と協働する更なる弓形接触面を備えていて、弓形接触面同士が一緒になって、変化する曲率半径を有する組み合わせ弓形接触面を画定しているのが望ましい。更に、足部は、ライダー部材と協働する実質的に平坦な接触面を備えていて、この実質的に平坦な表面が組み合わせ弓形接触面と隣接しているのが好都合である。実質的に平坦な接触面は、足部の環状面取り面によって画定されているのが好都合である。
弓形接触面は、使用時には圧力を受けると平坦になるよう好都合に作られている。弓形面が平坦になると、摩擦低減能力に悪影響を及ぼすが、一方では、荷重分布が良好になり、高い圧縮応力を回避するように作用する。摩擦を軽減するという利点と、高い圧縮応力を回避又は低減するという利点の間で均衡を取るのが有益である。
図2は、本発明の第1実施形態における、圧縮点火内燃機関の燃料噴射システムで使用するのに適した高圧燃料ポンプ200を示している。特に、燃料ポンプ200は、コモンレール式燃料噴射システム(図示せず)のコモンレールへ高圧燃料を送り出すのに使用するのに適している。
第1及び第2ポンプヘッド208a、208bは、それぞれ、主ポンプハウジング202の、カム軸Cに関してほぼ反対側の半径方向位置に取り付けられており、カム204は、主ポンプハウジング202に設けられている中央貫通穴210を通って伸張している。各ポンプヘッド208a、208bは、それぞれのポンプヘッドハウジング212a、212bを含んでいる。
201 ポンピングプランジャ
206 ライダー部材
206a、206b 平坦部
226 インターフェース部材
240 実質的に平坦な接触面
242、244 弓形接触面
A プランジャの中心軸
C ライダー部材の軸
D 駆動軸
T 回転公差
Claims (23)
- 内燃機関で使用するための燃料ポンプ(200)において、
プランジャのポンピング行程の間にポンプチャンバ(220)内の燃料を加圧するためのポンピングプランジャ(201)と、
駆動力と協働するライダー部材(206)と、
駆動力を前記ライダー部材(206)から前記ポンピングプランジャ(201)に伝えて前記プランジャにポンピング行程を実行させるためのインターフェース部材(226)であって、前記インターフェース部材は、弓形接触面(244)を有する前記ポンピングプランジャ(201)と一体の足部を供えており、前記弓形接触面(244)は、前記ライダー部材(206)と接触し、また前記弓形接触面(244)は部分的球形であり、使用時は平坦になるように作られている、インターフェース部材(226)と、を備えている燃料ポンプ。 - 前記インターフェース部材(226)は、前記ライダー部材(206)と協働する更なる弓形接触面(242)を備えていて、前記弓形接触面(242、244)同士が一緒になって、変化する曲率半径を有する組み合わせ弓形接触面(242、244)を画定している、請求項1に記載の燃料ポンプ。
- 前記インターフェース部材(226)は、更に、前記ライダー部材(206)と協働する実質的に平坦な接触面(240)を備えており、前記実質的に平坦な表面(240)は前記組み合わせ弓形接触面(242、244)と隣接している、請求項2に記載の燃料ポンプ。
- 前記実質的に平坦な接触面(240)は、前記インターフェース部材(226)の環状面取り部によって画定されている、請求項3に記載の燃料ポンプ。
- 前記組み合わせ弓形接触面(242、244)は、前記実質的に平坦な接触面(240)との境界線の第1のポイントに第1の比較的小さい曲率半径を、第2のポイントに比較的大きい第2の曲率半径を備えている、請求項3又は4に記載の燃料ポンプ。
- 前記組み合わせ弓形接触面(242、244)の曲率半径は、前記実質的に平坦な接触面(240)との境界線からの距離が増すにつれて大きくなる、請求項5に記載の燃料ポンプ。
- 前記弓形接触面(244)は、曲率半径が650mmから900mmの範囲内にある、請求項6に記載の燃料ポンプ。
- 前記弓形接触面(244)は、曲率半径が700mmから800mmの範囲内にある、請求項7に記載の燃料ポンプ。
- 前記弓形接触面(244)は、最大直径区画が15.2mmから16.2mmの範囲内にある、請求項7又は8に記載の燃料ポンプ。
- 前記ライダー部材(206)は、前記インターフェース部材(226)と協働するための平坦部(206a、206b)を備えている、請求項1から9の何れか1項に記載の燃料ポンプ。
- 前記インターフェース部材(226)と前記ライダー部材(206)は、前記ライダー部材(206)がライダー部材軸(C)の回りに回転運動できるだけの回転公差(T)を提供するように作られている、請求項1から10の何れか1項に記載の燃料ポンプ。
- 前記回転公差(T)は、前記インターフェース部材(226)の前記弓形接触面(244)によって画定される、請求項11に記載の燃料ポンプ。
- 前記インターフェース部材の運動の軸(A)と前記ライダー部材(206)の半径方向駆動力の軸(D)の間の最大回転公差(T)は、少なくとも1度である、請求項11又は12に記載の燃料ポンプ。
- 燃料ポンプのポンプチャンバ内の燃料を加圧するためのポンピングプランジャ(201)において、前記燃料ポンプのライダー部材と接触し、使用時に平坦になるように作られている部分的球形の弓形接触面(244)を有する一体の足部(226)を備えている、ポンピングプランジャ。
- 使用時に前記ライダー部材と係合するための更なる弓形接触面(242)を更に備えており、前記弓形接触面(242、244)同士が一緒になって、変化する曲率半径を有する組み合わせ弓形接触面(242、244)を画定している、請求項14に記載のポンピングプランジャ。
- 使用時に前記ライダー部材と係合するための、実質的に平坦な接触面(240)を更に備えており、前記実質的に平坦な接触面は、前記組み合わせ弓形接触面(242、244)に隣接している、請求項15に記載のポンピングプランジャ。
- 前記実質的に平坦な接触面(240)は、前記ポンピングプランジャ(201)の環状面取り部によって画定されている、請求項16に記載のポンピングプランジャ。
- 前記組み合わせ弓形接触面(242、244)は、前記実質的に平坦な接触面(240)との境界線の第1のポイントに第1の比較的小さい曲率半径を、第2のポイントに比較的大きい第2の曲率半径を備えている、請求項16又は17に記載のポンピングプランジャ。
- 前記弓形接触面(244)は、曲率半径が650mmから900mmの範囲内にある、請求項18に記載のポンピングプランジャ。
- 前記弓形接触面(244)は、曲率半径が700mmから800mmの範囲内にある、請求項19に記載のポンピングプランジャ。
- 前記弓形接触面(244)は、最大直径区画が15.2mmから16.2mmの範囲内にある、請求項19又は20に記載のポンピングプランジャ。
- ステム(222)と、前記足部(226)と前記ステム(222)を繋いでいる隅肉足首部(224)を更に備えており、前記足首部(224)は、隅肉半径が、2.5から4.5mmの範囲にある、請求項15から21の何れか1項に記載のポンピングプランジャ。
- 請求項14から22の何れか1項に記載のポンピングプランジャ(201)を備えている燃料ポンプ(200)。
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