JP5367024B2 - Fuel supply device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば内燃機関の燃料噴射装置に燃料を供給する燃料供給装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel supply device that supplies fuel to a fuel injection device of an internal combustion engine, for example.
特許文献1または2に開示されているピストン式燃料ポンプは、電動モータにより駆動される斜板と、斜板の回転により往復運動される複数のピストンを有するシリンダを備え、シリンダの入り口側には、燃料を加圧室に導入するための吸入ポートが設けられている。
The piston type fuel pump disclosed in
この種の燃料供給装置においては、モータ回転子の回転や斜板の回転動作により、ポンプ内の燃料には旋回流が発生しやすく、シリンダの吸入ポートに吸引される前の燃料が、この旋回流に伴う流体摩擦による渦発生を起こす。
あるいはピストンもしくはピストンの戻り力を付勢するリターンスプリングの往復動作により、燃料が擾乱を受ける。これらはいずれも圧損を増加させることになり、燃料中にはベーパー(気泡)が発生しやすくなる。
さらにシリンダ端面にほぼ平行に形成された旋回流は、吸入ポートとは直角の方向になるため、吸入ポートに吸引される燃料は、旋回流の流れから急激に流れ方向を直角に曲げられて吸入ポートに吸引されることになり、圧損の増加を招く。
特に燃料が高温となった場合、揮発性の高い燃料ではこれによるベーパー発生が多くなる。
In this type of fuel supply device, a swirling flow tends to occur in the fuel in the pump due to the rotation of the motor rotor and the swash plate, and the fuel before being sucked into the intake port of the cylinder is swirled. It causes vortex generation due to fluid friction accompanying flow.
Alternatively, the fuel is disturbed by the reciprocating motion of the piston or the return spring that urges the return force of the piston. These all increase pressure loss, and vapor (bubbles) are likely to be generated in the fuel.
Furthermore, the swirl flow formed almost parallel to the cylinder end face is in a direction perpendicular to the suction port, so the fuel sucked into the suction port is abruptly bent in the flow direction from the swirl flow to the right angle. It will be sucked into the port, causing an increase in pressure loss.
In particular, when the temperature of the fuel becomes high, the generation of vapor increases due to the highly volatile fuel.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、吸入ポートの近傍における旋回流の影響を抑え、燃料吸入圧損の低減や、ベーパー吸入の抑制等を図った燃料供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a fuel supply device that suppresses the influence of swirling flow in the vicinity of the intake port, reduces fuel intake pressure loss, suppresses vapor intake, and the like. The purpose is to provide.
この発明は、モータ部によりポンプ部を駆動し、前記ポンプ部が吸入した燃料を加圧して吐出する燃料供給装置において、前記ポンプ部は、吸入ニップル及び吐出ニップルを有するハウジングと、前記ハウジング内に収容され、複数のピストンが配設されたシリンダと、前記モータ部のシャフトに設けられ、前記複数のピストンを往復運動させる傾斜プレートと、前記ピストンに対応して前記シリンダを軸方向に貫通するように設けられ、前記燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポートと、前記シリンダおよびモータ部に両端部を嵌入保持され、前記吸入ニップルから吸入された燃料を前記複数の吸入ポートへ案内する略円筒状のブッシュを備え、前記ピストンと前記吸入ポートは、互いに仕切られた異なる空間に配置されるように構成したものである。 The present invention provides a fuel supply device that drives a pump unit by a motor unit and pressurizes and discharges fuel sucked by the pump unit. The pump unit includes a housing having a suction nipple and a discharge nipple, and a housing in the housing. A cylinder in which a plurality of pistons are accommodated, an inclined plate that is provided on a shaft of the motor unit and reciprocates the plurality of pistons, and passes through the cylinder in an axial direction corresponding to the pistons. And a plurality of suction ports serving as fuel passages for guiding the fuel to the pressure increasing chamber, and both ends of the cylinder and the motor portion are fitted and held, and the fuel sucked from the suction nipples is supplied to the plurality of suction ports. comprising a substantially cylindrical bush for guiding the suction port and the piston is to be positioned in different space partitioned from each other It is those that you configured.
この発明によれば、簡単な構成で、燃料吸入圧損の低減や、ベーパー吸入の抑制、ポンプ内のベーパー滞留の防止、ポンプ吐出量の安定化、制御燃圧の安定化等を図れる燃料供給装置を得ることができる。 According to the present invention, a fuel supply device that can reduce the fuel suction pressure loss, suppress the vapor suction, prevent the vapor from staying in the pump, stabilize the pump discharge amount, stabilize the control fuel pressure, etc. with a simple configuration. Can be obtained.
実施の形態1.
図1はこの発明の燃料供給装置が使用される燃料系システムの構成図である。
制御ユニット5からの駆動信号により燃料供給装置2が駆動され、燃料供給装置2は燃料タンク1からフィルタを介して燃料を吸入し吐出する。
吐出された燃料は、圧力調整装置3により所定圧力に調整され、高圧燃料配管を通り、燃料噴射装置4に供給される。
燃料噴射装置4は、エンジンの回転速度や負荷などに基づいて、制御ユニット5からの駆動信号により、噴射タイミング及び噴射量が制御され、吸気管へ燃料を噴射する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel system in which the fuel supply apparatus of the present invention is used.
The
The discharged fuel is adjusted to a predetermined pressure by the pressure adjusting device 3, passes through the high-pressure fuel pipe, and is supplied to the fuel injection device 4.
The fuel injection device 4 controls the injection timing and the injection amount based on the drive signal from the
図2は、この発明の実施の形態1の燃料供給装置2を示す構造図である。図3は実施の形態1におけるシリンダの上面図、図4は実施の形態1におけるブッシュ及びシリンダを含む側面図、図5は図4のA−A断面図、図6は図5のB−B断面図である。
燃料供給装置2はモータ部10とポンプ部20とで構成されている。
モータ部10はステータおよびロータ(図示せず)から構成される。ステータにはコイルが巻回され、制御ユニット5からの駆動信号により励磁相を切り替えて行くことで回転磁界を発生させる。
ロータは、シャフト、マグネット、傾斜プレートから構成され、シャフト11の先端には傾斜プレート12が所定角度に傾斜されて固定されている。
ステータとマグネットとの間の空間には、円筒状の隔壁体13が設けられ、ステータおよびコイルは燃料から隔絶される。
FIG. 2 is a structural diagram showing the
The
The
The rotor is composed of a shaft, a magnet, and an inclined plate, and an
A
ポンプ部20は、隔壁体13のフランジ13aを介してモータ部10に気密に結合するハウジング21を備え、ネジ22によりモータ部10と一体に結合されている。
ハウジング21は燃料タンク1につながる吸入ニップル23と、燃料噴射装置4につながる吐出ニップル24を有する。
ハウジング21内には、シャフト11の軸端に固定されて回転する傾斜プレート12と、傾斜プレート12により駆動される複数のピストン25が配設されたシリンダ26と、各ピストン25を付勢するスプリング27が設けられている。
シリンダ26には円周上に等ピッチで複数のピストン孔26aが配置されると共に、これらのピストン孔26aと対に、燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポート26bが設けられている。
The
The
In the
A plurality of
また、ハウジング21内には、ハウジング21の内壁と間隙をおいて、円筒状のブッシュ28がシリンダ26の上部の段差部26cとポンプ部20の隔壁体13のフランジ13aとの間に嵌入保持されている。
このブッシュ28は、樹脂材の射出成形により外周形状が円筒形状に形成され、その外周面に燃料導入のための複数の開口部28aが設けられており、吸入ニップル23から流入した燃料は、これらの開口部28aを経て吸入ニップル23へ案内され、ポンプ内部へ導かれる。なお、複数の開口部28aには、不要物の侵入を防止するためのネットが設けられている。
ブッシュ28の内径側には、各吸入ポート26bと各ピストン25との間において、径方向に伸びる複数の梁状の隔壁28bが設けられ、各吸入ポート26bと各ピストン25を仕切る複数の空間が形成されている。
この隔壁28bはモータ部10のシャフト11の回転方向による燃料の旋回流に対して、ピストン25が吸入ポート26bに対して上流側となるように配置される。
Further, in the
The
The inner diameter side of the
The
このような構成において、吸入ニップル23からポンプ部20内へ流入した燃料は、モータ部10によるシャフト11の回転に伴って回転される傾斜プレート12によって、ピストン25が軸方向に往復動作をすることで、各吸入ポート26bから吸入バルブ29を経てピストン25の下側の設けられた増圧室に送り込まれて加圧され、吐出バルブ30を経て吐出ニップル24から圧送される。
なお、吸入バルブ29、吐出バルブ30は、特許文献2の図4に示される吸入弁体、吐出弁体と同様に、弾性を有する金属材料の薄板で構成され、それらと同様の動作を行うものである。
In such a configuration, the fuel flowing into the
The
上記のようなポンプ部20の動作において、モータ部10のシャフト11の回転方向による旋回流に乗った燃料のうち、ピストン25近傍の燃料は、ブッシュ28の隔壁28bによる仕切りによって吸入ポート26bと隔てられているため、シリンダ26端面の吸入ポート26bの入口近傍の燃料は、モータ回転による旋回流の影響を受けにくくなることで、比較的緩やかな流れになる。
さらに、ピストン25の往復動作などにより発生した燃料中のベーパーは、ブッシュ28の隔壁28bの存在によって、吸入ポート26bに吸引されにくくなる。
In the operation of the
Furthermore, the vapor in the fuel generated by the reciprocating motion of the
ブッシュ28の隔壁28bがない場合には、シリンダ26端面にほぼ平行に形成される旋回流は、吸入ポート26bとは直角の方向になるため、吸入ポート26bに吸引される燃料は、旋回流の流れから急激に流れ方向を直角に曲げられて吸入ポートに吸引されることになり、吸入ポートの入口において圧損の増加を招く。
この実施の形態1によれば、ブッシュ28の隔壁28bの存在により、吸入ポート26bへ吸入される際の燃料における圧損が低減されるとともに、ベーパーの含有も少なくなるので、増圧室への燃料中のベーパー化を抑えポンプ吸入効率の低下を抑えることができる。これにより、ポンプ吐出量の安定化が図られる。
Without the
According to the first embodiment, the presence of the
図7は、吸入燃料温度の昇温過程におけるポンプ吐出流量特性を示すものであり、例として20℃時のポンプ吐出流量に対する各燃料温度での吐出流量の比を示す。
大気圧程度での環境下では40℃付近から燃料の沸騰気化が始まり、燃料温度の上昇に伴い、ポンプが吸入する燃料には、燃料が気化して発生するベーパーの含有量が増加する。ピストンポンプは容積型ポンプであるため、燃料とともに吸入されるベーパー量が多くなるに伴い吐出流量が低下する。
本発明によれば、上述した実施の形態1のように、吸入ポートへのベーパーの流入抑制を行うことで、従来装置に比べ燃料温度の上昇に伴うポンプ吐出流量の低下を低減させることができる。
FIG. 7 shows the pump discharge flow rate characteristic in the temperature raising process of the intake fuel temperature, and shows the ratio of the discharge flow rate at each fuel temperature to the pump discharge flow rate at 20 ° C. as an example.
Under an environment at about atmospheric pressure, the fuel begins to boil and vaporize from around 40 ° C., and as the fuel temperature rises, the amount of vapor generated by the vaporization of the fuel increases in the fuel sucked by the pump. Since the piston pump is a positive displacement pump, the discharge flow rate decreases as the amount of vapor sucked together with the fuel increases.
According to the present invention, as in the first embodiment described above, by suppressing the inflow of vapor to the suction port, it is possible to reduce the decrease in pump discharge flow rate accompanying the increase in fuel temperature compared to the conventional device. .
また、ブッシュ28は樹脂材の射出成形により形成されているので、形状の自由度が増し、ピストン25と吸入ポート26bとの間の狭い隙間への隔壁28bの形成や、複雑な隔壁形状の形成が可能となると共に、低コストで製作が可能となる。
Further, since the
以上のようにこの実施の形態1によれば、モータ部10によりポンプ部20を駆動し、ポンプ部20が吸入した燃料を加圧して吐出する燃料供給装置において、ポンプ部20は、吸入ニップル23及び吐出ニップル24を有するハウジング21と、ハウジング内に収容され、複数のピストン25が配設されたシリンダ26と、モータ部10のシャフト11に設けられ、複数のピストンを往復運動させる傾斜プレート12と、各ピストンに対応してシリンダを軸方向に貫通するように設けられ、燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポート26bと、シリンダおよびモータ部に両端部を嵌入保持され、吸入ニップルから吸入された燃料を複数の吸入ポートへ案内する略円筒状のブッシュ28を備え、ピストン25と吸入ポート26bは、それぞれが仕切られた異なる空間28cに配置されるようにしたので、簡単な構成で、燃料吸入圧損の低減や、ベーパー吸入抑制、ポンプ内のベーパー滞留の防止、ポンプ吐出量の安定化、制御燃圧の安定化等を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment, in the fuel supply device in which the
実施の形態2.
図8及び図9はこの発明の実施の形態2におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図及びC−C断面図である。本実施の形態2におけるブッシュ28は、図8,9に示すように、吸入ポート26bの入口を円筒状に囲うように形成された隔壁28dを有する。
8 and 9 are a top view and a C-C cross-sectional view showing the bush according to the second embodiment of the present invention together with the cylinder. As shown in FIGS. 8 and 9, the
本実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、吸入ポート26b近傍の燃料は、旋回流の影響を受けにくくなると共に、ピストン25の往復動作により発生するベーパーが吸入ポート26bへ吸引されるのを抑えることができる。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the fuel in the vicinity of the
実施の形態3.
図10及び図11はこの発明の実施の形態3におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図及びD−D断面図、図12は実施の形態3におけるブッシュと吸入ニップルの位置関係を示す断面図である。
本実施の形態3におけるブッシュ28は、ピストン25の外周を囲う隔壁28e及び複数の吸入ポート26bをつなぎ凹み状に形成された燃料通路28fを設けている。
また、この燃料通路28fの一端は、図12に示すように、ハウジング21に形成された吸入ニップル23とおおよそ対向する位置に開口される。
Embodiment 3 FIG.
10 and 11 are a top view and a DD sectional view showing the bush according to the third embodiment of the present invention together with the cylinder, and FIG. 12 is a sectional view showing a positional relationship between the bush and the suction nipple in the third embodiment.
The
Further, one end of the
本実施の形態3によれば、実施の形態1と同様に、吸入ポート26b近傍の燃料は、旋回流の影響を受けにくくなるとともに、ピストン25がブッシュ28の隔壁28eに形成された孔28gに嵌挿されるので、ピストン往復動作により発生するベーパーが吸入ポート26bへ吸引されるのを抑えることができる。
また、吸入ニップル23に対向した位置に燃料通路28fを開口することで、吸入ニップル23から吸入ポート26bへの流入抵抗が低減される。
According to the third embodiment, as in the first embodiment, the fuel in the vicinity of the
Further, by opening the
実施の形態4.
図13及び図14はこの発明の実施の形態4におけるブッシュをシリンダと共に示す上面図及びE−E断面図、図15は実施の形態4におけるブッシュと吸入ニップルの位置を示す断面図である。
本実施の形態4では、図13,14に示すように、ブッシュ28にピストン25の外周を囲う隔壁28eを設けると共に、複数の吸入ポート26bにつながるトンネル状の燃料通路28hを、ブッシュ28のシリンダ端面側に構成する。
またこの燃料通路28hの最下端部を、ポンプ搭載方向の地側に配置する。
Embodiment 4 FIG.
13 and 14 are a top view and a EE cross-sectional view showing the bush according to the fourth embodiment of the present invention together with the cylinder, and FIG. 15 is a cross-sectional view showing the positions of the bush and the suction nipple in the fourth embodiment.
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, the
Further, the lowermost end portion of the
実施の形態4によれば、吸入ニップル23から流入して吸入ポート26bに向かって流れる燃料は、シリンダ端面とブッシュ28とで形成されるトンネル状の燃料通路28hの内部を流動して吸入ポート26bへ吸引されるので、旋回流の影響をさらに受けにくくなる。
また、この燃料通路28hの両端開口部が、上向きに構成されるので、エンジン停止直後の高温デッドソークなどの環境にさらされても、トンネル状の燃料通路28h内で発生するベーパーは、浮力によって上方へ排出することができて流路内での滞留が防止されるので、エンジン再始動時のポンプのベーパー吸引を防ぐことができる。
また、吸入ニップル23と対向した位置に、トンネル状の燃料通路28hを開口することで、吸入ニップル23から吸入ポート26bへの流入抵抗が低減される。
According to the fourth embodiment, the fuel flowing from the
Further, since the opening portions at both ends of the
Further, by opening the tunnel-shaped
1 燃料タンク
2 燃料供給装置
3 圧力調整装置
4 燃料噴射装置
5 制御ユニット
10 モータ部
11 シャフト
12 傾斜プレート
13 隔壁体、 13a フランジ
20 ポンプ部
21 ハウジング
22 ネジ
23 吸入ニップル
24 吐出ニップル
25 ピストン
26 シリンダ、 26a ピストン孔、 26b 吸入ポート、 26c 段差部
27 スプリング
28 ブッシュ、 28a 開口部、 28b 隔壁、 28d 隔壁、 28e 隔壁、 28f 燃料通路、 28g 孔、 28h 燃料通路
29 吸入バルブ
30 吐出バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ポンプ部は、吸入ニップル及び吐出ニップルを有するハウジングと、前記ハウジング内に収容され、複数のピストンが配設されたシリンダと、前記モータ部のシャフトに設けられ、前記複数のピストンを往復運動させる傾斜プレートと、前記ピストンに対応して前記シリンダを軸方向に貫通するように設けられ、前記燃料を増圧室へ導く燃料通路となる複数の吸入ポートと、前記シリンダおよびモータ部に両端部を嵌入保持され、前記吸入ニップルから吸入された燃料を前記複数の吸入ポートへ案内する略円筒状のブッシュを備え、前記ピストンと前記吸入ポートは、それぞれが互いに仕切られた異なる空間に配置されている
ことを特徴とする燃料供給装置。 In the fuel supply device that drives the pump unit by the motor unit and pressurizes and discharges the fuel sucked by the pump unit,
The pump unit is provided on a housing having a suction nipple and a discharge nipple, a cylinder accommodated in the housing and provided with a plurality of pistons, and a shaft of the motor unit, and reciprocally moves the plurality of pistons. An inclined plate, a plurality of intake ports provided in the axial direction through the cylinder corresponding to the piston, and serving as a fuel passage for guiding the fuel to the pressure increasing chamber, and both ends of the cylinder and the motor portion A substantially cylindrical bush that is fitted and held and guides fuel sucked from the suction nipple to the plurality of suction ports, and the piston and the suction port are arranged in different spaces that are partitioned from each other . The fuel supply apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1記載の燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 1, wherein the space is formed by a partition wall provided in the bush.
請求項2記載の燃料供給装置。 The fuel supply device according to claim 2, wherein the partition wall is formed between the suction port and the piston.
記載の燃料供給装置。 The partition wall is formed to surround the piston in a cylindrical shape.
The fuel supply apparatus as described.
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