JP5783257B2 - 燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム - Google Patents

燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム Download PDF

Info

Publication number
JP5783257B2
JP5783257B2 JP2013532327A JP2013532327A JP5783257B2 JP 5783257 B2 JP5783257 B2 JP 5783257B2 JP 2013532327 A JP2013532327 A JP 2013532327A JP 2013532327 A JP2013532327 A JP 2013532327A JP 5783257 B2 JP5783257 B2 JP 5783257B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pump
heat
pump body
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013532327A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013035131A1 (ja
Inventor
浅山 和博
和博 浅山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JPWO2013035131A1 publication Critical patent/JPWO2013035131A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5783257B2 publication Critical patent/JP5783257B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/02Pumps peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/442Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston means preventing fuel leakage around pump plunger, e.g. fluid barriers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Description

本発明は、燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システムに関し、特に内燃機関の燃料を筒内噴射可能な高圧に加圧するのに好適な燃料ポンプとそれを備えた内燃機関の燃料供給システムに関する。
近時、車両用の内燃機関においては、気筒内に燃料を直接噴射させるものや、そのような気筒内への噴射と吸気ポート内への燃料噴射とを併用するものがある。
このような内燃機関においては、燃料を高圧に加圧して筒内噴射用の燃料噴射弁(インジェクタ)に給送する必要があることから、フィードポンプからの燃料を加圧用の燃料ポンプによってさらに高圧に加圧する燃料供給システムが使用されている。
この種の高圧燃料供給用の燃料ポンプおよび燃料供給システムとしては、ポンプボデー(ポンプハウジング)に対して加圧用のプランジャを往復摺動可能に装着するとともに、内燃機関側からの回転動力により駆動されるポンプ駆動カムによってプランジャを往復動させるものが多用されている。
具体的には、例えば、エンジンの排気カムシャフトをシリンダヘッドの側壁から外方側へ突出させてその突出部分にポンプカムを一体に装着し、シリンダヘッドの側壁にポンプ取付ケースを介して取り付けた燃料ポンプをポンプカムによって駆動するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この燃料ポンプでは、エンジンのウォータージャケットをポンプ取付ケース側の冷却水通路部に連通させることで、サーモスタットをバイパスする冷却水循環通路を形成して、高負荷運転時等に燃料ポンプの摺動部を冷却したり、エンジンの冷機時に燃料ポンプの摺動部を加温したりすることができるようになっている。
また、燃料ポンプにウォータージャケットを設けて、そこにエンジンのウォータージャケットから冷却水を分岐して供給するようにした船外機用エンジンも知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2008−202441号公報 特開平06−280709号公報
しかしながら、上述のような従来の燃料ポンプにあっては、シリンダヘッド等に取り付けられた状態で、プランジャの先端部やその側圧を軽減するタペット等をエンジン側のポンプ駆動カムに係合させる構成となっている。そのため、燃料ポンプのポンプボデーのうち、シリンダヘッド内に露出する金属部分とプランジャの先端部やタペット等の近傍に位置する金属部分とが、エンジンの運転中にエンジンオイルに晒されるポンプ駆動カムやシリンダヘッド等から熱を受熱し易く、高温になり易かった。
したがって、エンジンのウォータージャケットからの冷却水を燃料ポンプ側の冷却水通路部分に導入して燃料ポンプの摺動部等を冷却しても、ポンプ駆動カム近傍でのエンジン側からの熱伝導等による熱の影響が大きく、冷却効率が良くなかった。そのため、特にエンジン側からの熱の影響が大きい金属部分に形成される内部通路や燃料貯留室の内底部等において燃料ベーパが発生するおそれがあった。
さらに、エンジンが高温で停止し、ウォータージャケット内の水の循環やラジエータによる冷却が停止して燃料ポンプの環境温度が一時的に高温となるいわゆる高温ソーク状態下では、燃料ポンプ内の冷却が停止されてしまう。そのため、燃料ポンプ内の燃料が高温となってしまい、特にポンプ駆動カム近傍でのエンジン側からの熱伝導等による熱の影響が大きい金属部分に形成される内部通路や燃料貯留室の内底部等において、燃料ベーパが発生するおそれがあった。
そのため、従来の燃料ポンプを燃料加圧用に用いる内燃機関の燃料供給システムにあっては、燃料加圧ポンプに燃料ベーパが吸入されることで、加圧燃料の供給性能が低下し、内燃機関の始動性が低下するおそれがあった。
そこで、本発明は、ポンプボデーに伝わる熱がその内部の燃料に伝わり難くなるようにして燃料ベーパの発生を有効に抑制することのできる燃料ポンプを提供するものであり、併せて、その燃料ポンプを用いて加圧燃料の供給性能を高めた内燃機関の燃料供給システムを提供するものである。
本発明に係る燃料ポンプは、上記課題の解決のため、(1)外部からの燃料を導入する燃料導入通路と該燃料導入通路を通して前記燃料を導入するポンプ作動室とが形成されたポンプボデーと、外部からのオイルによって潤滑される入力部を有し該入力部に入力される動力により前記ポンプ作動室内の燃料を加圧して吐出する加圧ポンプ機構と、を備えた燃料ポンプであって、前記ポンプボデーは、少なくとも前記燃料導入通路の一部が形成された燃料収容部と、前記オイルが前記燃料収容部側に流入するのを規制する障壁部と、を有しており、前記燃料収容部と前記障壁部との間の伝熱経路中には、前記ポンプボデーを形成する素材よりも伝熱性能が高い熱輸送部材が配設され、該熱輸送部材が前記ポンプボデーの外部に露出する接続部を有していることを特徴とする。
この発明の燃料ポンプでは、ポンプボデーの障壁部に受熱される熱が、ポンプボデーの外部に露出する接続部を有する熱輸送部材によって燃料収容部から遠ざかる方向に輸送され得ることになり、前記燃料収容部に伝わり難くなる。したがって、燃料ポンプのポンプボデーに伝わる熱が燃料ポンプ内の燃料に伝達され難くなり、燃料ポンプ内における燃料ベーパの発生が有効に抑制可能となる。なお、ここにいうポンプボデーの外部とは、少なくとも燃料収容部の外部であり、熱輸送部材の熱取出し部は、燃料収容部の外部への熱の取出しが可能な部分である。
本発明の燃料ポンプにおいては、(2)前記ポンプボデーが内燃機関の外壁部に取り付けられるとともに、前記入力部が前記内燃機関に設置された駆動部材からの動力を入力し、前記ポンプボデーから突出した前記熱輸送部材の先端部が、前記内燃機関のうち低温となる部分に接続されていることが好ましい。
この構成により、ポンプボデーの障壁部は、内燃機関の外壁部からの熱伝導、駆動部材から入力部への入力に伴って入力部に発生する熱の熱伝導、あるいは、更に燃料温度に比べて非常に高温となる機関内の潤滑・冷却用のオイルからの熱伝達等によって、受熱し易くなる。しかし、ポンプボデーに受熱される熱が、熱輸送部材によって燃料収容部から内燃機関のうち低温となる部分に熱輸送されるので、燃料収容部に熱が伝わり難くなる。
本発明の燃料ポンプにおいては、(3)前記熱輸送部材が、前記ポンプボデーを形成する素材よりも熱伝導率が高い高熱伝導材と、該高熱伝導材が前記ポンプボデーから突出した部分を被覆する断熱被覆材と、を含んで構成されていることが好ましい。
この場合、安価で信頼性の高い断熱被覆銅線等を熱輸送部材の一部または主要部として使用できる。
上記(3)の構成を有する場合、(4)前記高熱伝導材が、帯状または紐状に形成されていることがより好ましい。
この構成により、ポンプボデーから内燃機関の低温部分への熱輸送経路を容易に設定できる。なお、帯状または紐状の高熱伝動材が多層に積層された熱伝導層の積層体あるいは熱伝導材の束で構成されてもよい。
本発明の燃料ポンプにおいては、(5)前記熱輸送部材が、ヒートパイプを含んで構成されていることが好ましい。
この構成により、ポンプボデーの障壁部等に受熱される熱が、ヒートパイプによって燃料収容部から遠ざかる方向に効率良く熱輸送され、燃料収容部に伝わり難くなる。なお、ヒートパイプは、棒状のものに限らず、面状のものでもよく、高熱伝導材と一体的に組み合わされたものであってもよい。
本発明の燃料ポンプにおいては、(6)前記加圧ポンプ機構がプランジャを往復動させるポンプで構成されるとともに、前記入力部が前記プランジャの外端部に設けられ、前記ポンプボデーの前記障壁部が、前記プランジャが往復動する方向における、前記ポンプボデーの前記燃料導入通路およびポンプ作動室と前記加圧ポンプ機構の前記プランジャの外端部との間に配置されていることが望ましい。
この構成により、ポンプボデーの障壁部等に受熱される熱が、熱輸送部材によって燃料収容部から遠ざかる方向に効率良く熱輸送され、燃料導入通路およびポンプ作動室の双方に伝わり難くなる。また、プランジャのポンプボデーとの摺動部に生じる熱も熱輸送部材によって燃料収容部から遠ざかる方向に熱輸送できる。
本発明の内燃機関の燃料供給システムは、(7)上記のいずれかの構成を有する燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料供給システムであって、燃料タンクから燃料を汲み上げて前記燃料ポンプの前記燃料導入通路に給送するフィードポンプと、前記加圧ポンプ機構により加圧して吐出される燃料を貯留するとともに燃料噴射弁に供給するデリバリーパイプと、を備え、前記ポンプボデーの前記燃料収容部には、前記燃料通路の一部を構成し前記フィードポンプからの燃料を貯留する燃料貯留室が形成され、前記熱輸送部材が、前記燃料収容部のうち前記燃料貯留室の近傍に及んでいることを特徴とする。
この発明の燃料供給システムでは、燃料ポンプのポンプボデーに伝わる熱が燃料ポンプ内の燃料に伝達され難くなり、燃料ポンプ内における燃料ベーパの発生が有効に抑制されるので、加圧ポンプ機構が燃料ベーパを含んだ燃料を加圧することによって十分な吐出圧が得られなくなるといった事態を回避でき、加圧燃料の供給性能を高めることができる。
なお、本発明にいう熱輸送部材は、ポンプボデーのうち障壁部以外の部分に及ぶように設けられてもよい。例えば、障壁部以外で高温になり易い部分やそこから障壁部までの伝熱経路中に及ぶものであってもよい。燃料収容部と障壁部の間の伝熱経路中に位置する熱輸送部材の内端側部分は、燃料収容部が障壁部に最も近接する部分に及んでいるのが好ましい。また、この内端側部分は、加圧ポンプ機構がプランジャポンプで構成される場合、プランジャの周方向に延在しているか周方向に離間する複数の内端側部を有していてもよい。さらに、障壁部には、プランジャとプランジャホルダ部の摺動部分をシールするシール部材が保持されているのが好ましく、ポンプボデーのうちプランジャを摺動可能に保持するプランジャホルダ部が支持されてもよい。
前記燃料収容部と前記障壁部との間の伝熱経路中とは、好ましくは、主たる伝熱経路となるポンプボデーの障壁部から燃料収容部側までの金属による熱伝導経路部分である。この前記燃料収容部と前記障壁部との間の伝熱経路中には、ポンプボデーの取付け面部分が含まれ、熱輸送部材は、ポンプボデーの取付け面と内燃機関側のポンプ取付け面との間に挟まれた内端側部分を有することも考えられる。熱輸送部材が、断熱被覆された高熱伝動部材とヒートパイプを併有する構成も勿論可能である。
本発明によれば、ポンプボデーの障壁部に受熱される熱が、熱輸送部材によってポンプボデーの外部に輸送され、前記燃料収容部に伝わり難くなるようにしているので、ポンプボデーに伝わる熱が燃料ポンプ内の燃料に伝達され難く、燃料ポンプ内における燃料ベーパの発生を有効に抑制可能な燃料ポンプを提供することができる。また、この燃料ポンプを用いて、加圧燃料の供給性能を高めた内燃機関の燃料供給システムを提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る燃料ポンプの概略構成を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る燃料ポンプを実装する内燃機関の外観斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る燃料ポンプを実装する内燃機関の燃料供給システムの概略構成図である。 本発明の第1実施形態に係る燃料ポンプの加圧ポンプ機構の要部拡大断面図である。 図1のV−V矢視断面図である。 本発明の第1実施形態に係る燃料ポンプの加圧ポンプ機構における入力部付近の要部拡大断面図である。 本発明の第1実施形態に係る燃料ポンプにおける熱輸送部材の一例の平面形状を示すオイルシールホルダの平面断面図である。 本発明の第1実施形態に係る内燃機関の燃料供給システムの動作説明用のタイミングチャートである。 本発明の第2実施形態に係る燃料ポンプにおける熱輸送部材の平面形状を示すオイルシールホルダの平面断面図である。 本発明の第2実施形態に係る燃料ポンプの加圧ポンプ機構における入力部付近の要部拡大断面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1から図8に、本発明の第1実施形態に係る燃料ポンプとこれを備えた燃料供給システムを示している。
図1ないし図3に示すように、本実施形態の燃料ポンプは、プランジャポンプ型の高圧加圧用の燃料ポンプ10として例示されている。この燃料ポンプ10は、車両に搭載されるエンジンE、例えばデュアル噴射式のV型多気筒ガソリンエンジン(内燃機関;以下、単にエンジンという)に、その燃料供給システム1の一部として装着されている。
図3に概略構成を示すように、燃料供給システム1には、複数の筒内噴射用のインジェクタ(燃料噴射弁)6に対し高圧の燃料を分配するデリバリーパイプ7が設けられており、そのデリバリーパイプ7に蓄圧および貯留される高圧燃料を燃料ポンプ10によって供給できるようになっている。
また、燃料ポンプ10は、燃料タンクT内に設けられたフィードポンプ5に配管3および逆止弁4を介して接続されており、フィードポンプ5から燃料ポンプ10に比較的低圧のフィード圧に加圧された燃料が導入されるようになっている。ここで、フィードポンプ5は、例えば電動式の低圧燃料ポンプで、燃料タンクT中の燃料であるガソリンを汲み上げるものである。また、フィードポンプ5から吐出される燃料は図示しないポート噴射用インジェクタにも供給されるようになっており、その燃料圧力は図示しないプレッシャレギュレータによって調圧されるようになっている。
図1〜6に示すように、燃料ポンプ10は、エンジンEの外壁部BL(外壁部に一体的に装着されたポンプ取付ケースを含む)に取り付けられたポンプボデー11と、ポンプボデー11に対し軸方向に往復変位可能に装着されたプランジャ12と、を有している。また、ポンプボデー11には、フィードポンプ5からの燃料を導入する吸入通路11a(燃料導入通路)と、内部で加圧された燃料をデリバリーパイプ7側に吐出する吐出通路11bとが形成されている。デリバリーパイプ7は、燃料ポンプ10で加圧されて吐き出される高圧の燃料を貯留し蓄圧することで、エンジンEの各気筒(詳細図示せず)に装着された筒内噴射用のインジェクタ6の開弁時に、そのインジェクタ6に高圧の燃料を分配・供給するようになっている。
ポンプボデー11の吸入通路11aの一部は、吸入弁16より上流側でフィードポンプ5からの燃料を貯留可能な吸入ギャラリ室13(燃料貯留室)となっている。この吸入ギャラリ室13は、プランジャ12の外端部12b(図1中の下側の一端部)とポンプボデー11の間に画成される副室29に連通路29aを介して連通しており、プランジャ12の往復変位に伴う両室間の燃料移動を許容し得るようになっている。なお、ポンプボデー11は、外部に突き出た図示しない燃料導入管部を有しており、その先端部に吸入口10a(図3参照)が形成されている。また、吸入口10aの近傍には、図示しない燃料フィルタが設けられている。
プランジャ12は、その内端部12a(図1中の上側の一端部)でポンプボデー11の内部に摺動可能に挿入されている。そして、ポンプボデー11の内部であってプランジャ12とポンプボデー11との間には、吸入通路11aおよび吐出通路11bに接続する燃料加圧室15が形成されている。この燃料加圧室15は、プランジャ12の往復変位に応じてその容積を変化(増加、減少)させることで、燃料を吸入および吐出可能となっている。
また、図2および図3に示すように、プランジャ12は、その外端部12bで、プランジャ12を駆動するようエンジンEのシリンダヘッドHD(詳細図示せず)内に設けられた駆動カムDc(駆動部材)に、ローラまたはタペット等を介して係合している。さらに、プランジャ12の外端部12bの近傍には、ばね受け部12c(図5参照)が設けられており、このばね受け部12cとポンプボデー11の間には、圧縮コイルばね49が圧縮状態で組み込まれている。すなわち、プランジャ12は、圧縮コイルばね49によって、燃料加圧室15の容積を増加させる方向(図1中の下方向)に常時付勢されている。したがって、駆動カムDcがエンジンEからの動力により回転駆動されるとき、プランジャ12がその駆動カムDcの回転に応じて往復動するよう駆動されるようになっている。
燃料加圧室15の前後、すなわち、燃料加圧室15の吸入側および吐出側には、複数のバルブ要素として、吸入ギャラリ室13より下流側で燃料加圧室15への燃料吸入を許容するとともに逆流阻止機能を発揮する逆止弁からなる吸入弁16と、燃料加圧室15からの燃料の吐出を許容するとともに逆流阻止機能を発揮する逆止弁からなる吐出弁17と、が設けられている。
そして、プランジャ12が燃料加圧室15の容積を減少させるよう図1中の上方向に変位するとき、燃料加圧室15内の燃料の圧力が加圧されてその圧力が上昇し、吸入弁16の閉弁状態下で吐出弁17が開弁する。一方、プランジャ12が燃料加圧室15の容積を増加させるよう図1中の下方向に変位するとき、燃料加圧室15内の燃料が減圧されてその圧力が低下し、吐出弁17の閉弁状態下で吸入弁16が開弁するようになっている。
さらに、ポンプボデー11の内部であって燃料加圧室15の吐出側には、吐出弁17をバイパスするバイパス通路18wが形成されるとともに、そのバイパス通路18wを開閉可能なリリーフ弁19が複数のバルブ要素のうちの1つとして設けられている。
このリリーフ弁19は、吐出弁17より下流側の吐出通路11b中の燃料の圧力が燃料加圧室15内の燃料の圧力に対し所定のリリーフ弁開弁差圧分だけ上回ったとき、具体的には、デリバリーパイプ7側の燃料圧力が所定の蓄圧レベルに達した状態で燃料加圧室15内の圧力が吸入時程度の所定の低圧に達したときに、開弁するようになっている。
図4に示すように、吸入弁16は、吸入通路11aを開閉する板状の弁体16aおよび環状の弁座16bと、所定の吸入圧(フィード圧より所定の吸入弁開弁差圧分だけ低い圧力)に達するまで弁体16aを弁座16bに当接させる閉弁状態を保持する予圧ばね16c(弾性部材)とによって構成されている。また、吐出弁17は、吐出通路11bを開閉する板状の弁体17aおよび環状の弁座17bと、所定の吐出圧(デリバリーパイプ内の燃料の圧力より所定の吐出弁開弁差圧分だけ高い圧力)に達するまで弁体17aを弁座17bに当接させる閉弁状態を保持する予圧ばね17c(弾性部材)とによって構成されている。さらに、リリーフ弁19は、バイパス通路18w(図1、図3参照)を開閉する板状の弁体19aおよび環状の弁座19bと、吐出通路11b内の燃料圧力が上昇するか燃料加圧室15内の燃料の圧力が低下することで板状の弁体19aの前後差圧が所定のリリーフ弁開弁差圧分に達するまで、弁体19aを弁座19bに当接させる閉弁状態を保持する予圧ばね19c(弾性部材)とによって構成されている。なお、板状の弁体17a,19aは、例えばそれぞれ外周部に通路形成用の切欠きを有する略円板形状をなしている。
前述のポンプボデー11、プランジャ12、燃料加圧室15、吸入弁16、吐出弁17および駆動カムDcは、これら全体として加圧ポンプ機構20を構成している。
すなわち、加圧ポンプ機構20は、ポンプボデー11の内部で吸入通路11aおよび吐出通路11bの間にポンプ作動室である燃料加圧室15を形成するとともに、その燃料加圧室15内の燃料をプランジャ12によって加圧および吐出することができる。そして、プランジャ12の外端部12bは、エンジンEのシリンダヘッドHD側のエンジンオイル(外部からのオイル)によって潤滑されるとともに駆動カムDcによって駆動される入力部を構成している。なお、駆動カムDcは、例えばエンジンEの排気カムシャフト(詳細図示せず)の一端側に一体に装着されている。この駆動カムDcの設置形態自体は、例えば特許文献1に記載のものと同様である。
図4および図5に示すように、ポンプボデー11は、筒状のバルブ保持部材21と、プランジャ12を軸方向に摺動可能に保持する筒状のプランジャホルダ部としてのシリンダ部材22と、これらバルブ保持部材21およびシリンダ部材22の少なくとも一部に対向する内壁面23aを有する外殻部材23と、を含んで構成されている。これらバルブ保持部材21、シリンダ部材22および外殻部材23は、少なくともそれぞれの内壁面側における縦断面形状が中心軸線に対して対称となるような略軸対称形状を有しており、いわゆる軸物またはそれに近い形状となっている。
また、バルブ保持部材21およびシリンダ部材22は、互いの軸線を直交させる方向で外殻部材23の内壁面23aを貫通するよう、外殻部材23の内部に挿入されている。そして、外殻部材23と、その略円柱状の内部空間に挿入されたバルブ保持部材21の挿入部分21aおよびシリンダ部材22のフランジ部22bとの間に、吸入ギャラリ室13が燃料貯留室として画成されている。また、外殻部材23の内部で、シリンダ部材22の挿入部分22aがバルブ保持部材21の挿入部分21aに連結されることにより、バルブ保持部材21およびシリンダ部材22の挿入部分21a,22aとプランジャ12とによって、燃料加圧室15が形成されている。
筒状のバルブ保持部材21は、その中心部に軸線方向に延びるとともに図1および図4中の右端側ほどそれぞれ大径となる段付状の円形断面のバルブ収納穴21hおよび段付状の外周面21fを有している。このバルブ保持部材21は、バルブ収納穴21hの内方に複数のバルブ要素である吸入弁16、吐出弁17およびリリーフ弁19を収納して、これらを同一軸線上に位置させる直列配置状態で保持している。
バルブ保持部材21の図4中における左端部には、吐出通路11bの下流端出口11cが形成されており、この下流端出口11cが段付状のバルブ収納穴21hの最も下流側に位置している。また、図1および図4に示すように、バルブ保持部材21のバルブ収納穴21hの内方には、第1〜第3のバルブストッパ31,32および33と、吐出弁17、リリーフ弁19および吸入弁16と、が収納されている。
第1のバルブストッパ31は、バルブ保持部材21のバルブ収納穴21hの内奥部に嵌め付けられたスリット付の環状体であり、吐出弁17の弁体17aの開弁方向の最大変位を規制し得るようになっている。第2のバルブストッパ32は、吐出通路11bの一部およびバイパス通路18wを形成する2つの屈曲通路付の通路形成部材である。すなわち、この第2のバルブストッパ32には、一対の外周側の縦溝32a,32bと軸方向両端側の中心部で開口する一対の所定深さの縦孔32c,32dとが形成されるとともに、これらを相互に連通させる一対の横孔(径方向孔)32e,32fが形成されている。
この第2のバルブストッパ32の一端側には吐出弁17の弁座17bが軸方向に環状に突出しており、他端側にはリリーフ弁19の弁座19bが軸方向に環状に突出している。そして、吐出弁17の弁体17aとリリーフ弁19の弁体19aとが、第2のバルブストッパ32の両端側の弁座17b,19bに対向している。また、バルブ収納穴21hの内奥側のバルブ保持部材21の段付部21dと吐出弁17の弁体17aとの間に、吐出弁17の予圧ばね17cが予め設定された吐出弁開弁差圧相当の組付け荷重で組み込まれている。
第3のバルブストッパ33は、リリーフ弁19および吸入弁16に対応するストッパ部33a,33bおよびばね受け部33c,33dをそれぞれ異なる半径位置に逆向きに配置して一体化した略T字形断面の部材となっており、弁体16a,19aの可動範囲を規定するストッパの機能とばね受けの機能とを併有している。また、リリーフ弁19の弁体19aと第3のバルブストッパ33のばね受け部33cとの間には、リリーフ弁19の予圧ばね19cが予め設定されたリリーフ弁開弁差圧相当の組付け荷重で組み込まれており、吸入弁16の弁体16aと第3のバルブストッパ33のばね受け部33dとの間には、吸入弁16の予圧ばね16cが予め設定された吸入弁開弁差圧相当の組付け荷重で組み込まれている。
第3のバルブストッパ33は、図4中の右端側のばね受け部33cの外周部で、吸入弁16の環状の弁座16bを構成する通路形成部材35に対向しており、このばね受け部33cの外周部は部分的に切りかかれて、燃料加圧室15を吸入弁16の弁座16bの近傍にまで連通させるようになっている。この通路形成部材35は、バルブ保持部材21内に吸入ギャラリ室13から燃料加圧室15に延びる連通路35pwを吸入通路11aの一部として形成している。また、通路形成部材35の一端部により構成される吸入弁16の弁座16bが、連通路35pwの下流端を取り囲みつつ燃料加圧室15側に向かって軸方向に環状に突出している。
通路形成部材35は、また、操作部材37が装着されたプラグ部材36により第3のバルブストッパ33のストッパ部33bと共にバルブ保持部材21の段付部21eに押し付けられた状態で保持されており(図1参照)、プラグ部材36は、例えばバルブ保持部材21の図4中の右端部にねじ結合されている。さらに、通路形成部材35およびプラグ部材36とバルブ保持部材21の段付部21eの近傍部分との間には、吸入ギャラリ室13に複数箇所で連通する略環状の連通路部分35r(図4、図5参照)が連通路35pwの一部として形成されている。これにより、連通路35pwは、吸入弁16の弁座16b側ではバルブ保持部材21の中心部で軸方向に延在して弁座16bの内方に開口し、吸入ギャラリ室13側では通路形成部材35の径方向および周方向に延在して吸入ギャラリ室13内のバルブ保持部材21の外周面21f上に開口している。
操作部材37は、プラグ部材36のガイド部36gに摺動可能に支持されており、吸入弁16の弁体16aに対して開弁方向(図1、図4中で左向き)に押圧操作力を加えることで、弁体16aを閉弁方向に付勢する予圧ばね16cの付勢力に抗して吸入弁16を開弁させることができるようになっている。
この操作部材37は、図1中の右端側で電磁コイル38内に挿入された操作用のプランジャの一部となっており、電磁コイル38が通電により励磁されるときには、操作部材37が電磁コイル38内に吸引される。したがって、電磁コイル38が通電により励磁されるとき(ON状態のとき)には、吸入弁16の弁体16aが予圧ばね16cの付勢力により閉弁方向に復帰するようになっている。これら操作部材37および電磁コイル38は、全体として電磁操作ユニット39を構成しており、この電磁操作ユニット39は、吸入弁16を強制的に開弁させる期間を制御することにより、プランジャ12による燃料加圧室15内の燃料の加圧期間を可変制御することができるようになっている。
より具体的には、操作部材37の基端側には電磁コイル38の内径に近い可動コア37pが設けられており、電磁コイル38を収納する電磁操作ユニット39の本体39M側には、可動コア37pに対向するステータコア39cが設けられている。そして、操作部材37の基端部とステータコア39cとの間には、操作部材37を吸入弁16の開弁方向に付勢する圧縮コイルばね37k(弾性部材)が圧縮状態で設けられている。この圧縮コイルばね37kの組付け荷重は、吸入弁16の弁体16aに作用する前後差圧に基づく開弁方向の付勢力に更に同方向の付勢力を加えることで、弁体16aを閉弁方向に付勢する予圧ばね16cの付勢力に抗して、吸入弁16を開弁させ得るように設定される。
図4および図5に示すように、ポンプボデー11のシリンダ部材22は、その内端側でバルブ保持部材21に支持されている。このシリンダ部材22は、筒状のバルブ保持部材21の軸方向中間部21cに挿入された挿入部分22aと、この挿入部分22aに隣接して拡径したフランジ部22bと、プランジャ12の先端側を摺動可能に収納する筒状部22cとを有している。
また、ポンプボデー11の外殻部材23は、略円筒状の筒状部24aの一端側を略円板形の蓋部24bによって閉塞したカップ状部材24と、シリンダ部材22に圧接しつつカップ状部材24の開口端部24c側を閉塞するようカップ状部材24に固定された中心穴付きのオイルシールホルダ25と、によって構成されている。
カップ状部材24には、取付け基準面24dおよび取付け穴24hを有するフランジ部24fが一体に設けられている。また、オイルシールホルダ25には、プランジャ12に係合する複数のオイルシール41,42を保持するオイルシール保持部25cと、圧縮コイルばね49の一端部を取り囲むプランジャ12と同軸な略円筒状の取付けボス部25eと、が設けられている。ここで、オイルシール41,42は、プランジャ12とシリンダ部材22の摺動隙間部分に連通する副室29をオイルシールホルダ25とプランジャ12の間でシールするシール部材となっている。
外殻部材23には、さらに、吸入ギャラリ室13中に貯留される燃料の圧力を受圧する弾性膜部材26が、蓋部24bに所定の空隙13gを隔てて近接するように装着されている。この弾性膜部材26は、吸入ギャラリ室13の内壁の一部に弾性を持たせることで、いわゆるパルセーションダンパ27を構成し、吸入通路11aにおける燃料圧力の脈動を吸収できるようになっている。
図4中の点線Aより同図中の上方で吸入ギャラリ室13を形成する外殻部材23のカップ状部材24とオイルシールホルダ25の上面側部分25aとは、吸入ギャラリ室13を含む吸入通路11aの一部が形成された燃料収容部23bを構成している。
また、オイルシールホルダ25の下面側部分25bは、入力部であるプランジャ12の外端部12bの近傍でエンジンEのシリンダヘッド内で飛散する高温のオイルが燃料収容部23b側に流入するのを規制する障壁部となっている。そして、オイルシールホルダ25の内部は、燃料収容部23bと下面側部分25bとの間の伝熱経路、すなわち、オイルシールホルダ25の下面側部分25bから燃料収容部23b側までの金属による熱伝導経路部分となっている。このオイルシールホルダ25には、ポンプボデー11のうちプランジャ12を摺動可能に保持するシリンダ部材22が支持されてもよいし、シリンダ部材22に対し隙間をもって近接していてもよい。
ポンプボデー11を構成するバルブ保持部材21およびシリンダ部材22と、外殻部材23のカップ状部材24およびオイルシールホルダ25とのうち高圧が作用する部材は、例えばステンレス鋼または他の鋼(例えば、炭素鋼や特殊鋼)等の高剛性の金属材料によって素材形状にされている。また、バルブ保持部材21およびシリンダ部材22と、外殻部材23のカップ状部材24およびオイルシールホルダ25とのうち低圧が作用する部材(高圧が作用しない部材)は、高圧作用部分と同様の金属もしくはそれより低剛性の金属材料によって形成されている。これらバルブ保持部材21、シリンダ部材22、カップ状部材24およびオイルシールホルダ25は、少なくとも他部材との嵌合部分や摺動部分、取付け面等に、機械加工が施されている。
一方、図1に示すように、外殻部材23の燃料収容部23bを構成するオイルシールホルダ25の上面側部分25aと、高温のオイルが燃料収容部23b側に流入するのを規制するオイルシールホルダ25の下面側部分25bとの間には、燃料収容部23bから遠ざかる熱輸送方向Trへの伝熱性能(少なくとも一方向への伝熱性能)がポンプボデー11を形成する鋼素材よりも高い熱輸送部材45が配設されている。
この熱輸送部材45は、ポンプボデー11の内部に挿入されまたは埋設された熱取出し部分45aと、この熱取出し部分45aから取り出された熱を外部の低温部、例えばエンジンEの低温部Ea(低温となる部分)に輸送するようポンプボデー11の外部に突出している熱輸送部分45bと、両部分45a,45bを高熱伝導率で熱輸送可能に接続する接続部45cと、を含んで構成されている。
具体的には、熱取出し部分45aは、例えばヒートパイプによって構成されるか、または、ポンプボデー11を形成する鋼素材よりも高熱伝導率の銅材またはアルミニウム材によって構成されている。この熱取出し部分45aは、例えば図7に示すようにポンプボデー11の外殻部材23に挿入されている。また、その熱取出し部分45aの内端部分は、図1に示すように、高さ方向では、オイルシールホルダ25の上面側部分25aと下面側部分25bとの間に位置している。
熱取出し部分45aがヒートパイプで構成される場合、その熱取出し部分45aは、内部に作動液を収納するとともに、オイルシールホルダ25中に位置する内端部を蒸発部とし、外殻部材23から突出する外端部を接続部45cによって熱輸送部分45bに接続される凝縮部とし、それらの間の軸方向中間部を毛細管現象によって作動液を移動させるウィック部とするものとなる。そのようなヒートパイプの構成自体は、公知のものと同様である。勿論、ヒートパイプは、棒状のものに限らず、その内部の通路を2次元に配置した面状のものでもよく、高熱伝導材と一体的に組み合わされたものであってもよい。
熱輸送部分45bは、例えば断熱被覆素材45iで被覆された銅線45j(高熱伝導材)またはポンプボデー11を形成する素材よりも数倍以上の高熱伝導率を有する紐状または帯状の素材45jを断熱被覆素材45iで被覆した熱輸送材により構成されている。熱輸送部分45bは、ポンプボデー11から突出した熱輸送部材45の先端部を構成するとともに、外部の低温部分、例えばエンジンEのうち低温部Ea(例えば冷却水の導入部付近)に接続されている。勿論、エンジンEのうち低温部Eaに代えて、エンジンEの周辺の熱容量の大きい低温の部材を、外部の低温となる部分とし、そこに熱輸送部分45bの先端部を接続するようにしてもよい。ここで、銅線45jまたは素材45jは、いずれも線材の束により紐状または帯状に形成されてもよいし、銅線45jまたは素材45jとなる高熱伝動材が多層に積層された帯状の熱伝導層の積層体構成されてもよい。
接続部45cは、熱取出し部分45aの外端部と熱輸送部分45bの一端部を他の部分の横断面積より広い接触面積で接触させつつ結合させるようになっており、例えば熱取出し部分45aに一体に設けられてポンプボデ−11の外部に露出した高熱伝導率の金属接続部(図示せず)で構成される。この接続部45cは、熱輸送部分45bに設けられた高熱伝導率の金属接続部をボルト等で圧接させつつ結合するか、溶接やろう付け等により結合するものであり、ポンプボデー11の外部への熱取出し用接続面を形成している。また、熱輸送部分45bは、接続部45cに接続され、ポンプボデー11の外部で予め設定された方向に延在している。
前述の電磁操作ユニット39は、エンジンEの運転中にそのエンジンEの動力により燃料ポンプ10の駆動カムDcが駆動され、プランジャ12のリフト量が周期的に変化するとき、図3に示すECU51により通電制御されるようになっている。すなわち、燃料噴射によるデリバリーパイプ内の燃料の減量や実燃料圧の低下を補うのに必要な燃料量がECU51により一定周期で算出され、プランジャ12のリフト量が増加する期間(燃料の加圧が可能な期間)中において、その必要な燃料量に対応する加圧・吐出期間だけ、ECUにより電磁コイル38への通電がなされる。
電磁操作ユニット39の電磁コイル38への通電時には、操作部材37が吸入弁16の開弁方向に作用する圧縮コイルばね37kからの付勢力に抗して電磁コイル38に吸引され、開弁方向の押圧荷重が除去されることで、吸入弁16が閉弁操作される。
図8に示すように、プランジャ12のリフト量が減少して燃料加圧室15の容積が増大するときには、デリバリーパイプ7側の燃料圧力が高い吐出弁17では閉弁状態が維持される一方、電磁操作ユニット39に通電されない状態であるから吸入弁16の開弁状態が維持される。したがって、このとき、燃料加圧室15内に燃料が吸入される。また、プランジャ12のリフト量が増加して燃料加圧室15の容積が減少するときには、電磁操作ユニット39に通電されると吸入弁16が閉弁し、燃料加圧室15内の燃料が加圧される。したがって、燃料加圧室15内の燃料の圧力が高まり、吐出弁17が開弁する。このとき燃料加圧室15から吐出される燃料圧力レベルは、例えば4〜20MPa程度である。
さらに、吐出弁17より下流側の燃料圧力が何らかの異常(故障)によって過度に上昇した場合には、プランジャ12のリフト量が減少して燃料加圧室15の容積が増大するときに、リリーフ弁19が開弁してデリバリー圧の過度な上昇が防止されるようになっている。すなわち、リリーフ弁19は、デリバリーパイプ7側の燃料圧力が通常の加圧された燃料圧力レベルを超える過大な燃料圧力レベルに達したとき、開弁する。なお、図8中のTDCはプランジャ12の上死点位置(最大リフト位置)であり、BDCはプランジャ12の下死点位置(最小リフト位置)である。
一方、吸入弁16の閉弁期間以外の期間においては、ECUによって電磁コイル38の通電が遮断され(同図中の通電状態OFF)、電磁操作ユニット39の操作部材37に圧縮コイルばね37kからの開弁方向の付勢力が作用して、操作部材37からの押圧力により吸入弁16が開弁操作される。
なお、図8に示すように、吸入弁16は、燃料加圧室15内の圧力が低下したときに開弁し、それより先の燃料加圧室15内の圧力低下中に吐出弁17が閉弁することになる。そして、吸入弁16が開弁している期間中は、駆動カムDcの回転に伴ってプランジャ12のリフト量が減少し、燃料加圧室15の容積が増加するときには、燃料加圧室15内に燃料が吸入される。しかし、駆動カムDcの回転に伴ってプランジャ12のリフト量が増加し、燃料加圧室15の容積が縮小するときには、それに伴って燃料加圧室15内の燃料が吸入通路11a側に洩れ出るため、燃料加圧室15内の燃料が高圧の燃料圧力レベルにまで加圧されない状態(非加圧状態)となる。
次に、作用について説明する。
上述のように構成された本実施形態の燃料ポンプ10および燃料供給システム1では、ポンプボデー11がエンジンEの外壁部BLに取り付けられるとともに、エンジンEの運転中、プランジャ12の外端部12bがエンジンEに設置された駆動カムDcからの動力を入力する。したがって、ポンプボデー11のオイルシールホルダ25の下面側部分25bは、エンジンEの外壁部BLからの熱伝導、駆動カムDcからプランジャ12への入力に伴ってプランジャ12の外端部12bに発生する熱の熱伝導、あるいは、更に燃料温度に比べて非常に高温となるエンジンE内の潤滑・冷却用のオイルからの熱伝達等によって、受熱し易くなる。
しかし、ポンプボデー11のオイルシールホルダ25、特にその下面側部分25bに受熱される熱が、熱輸送部材45によってポンプボデー11の外部に向かい燃料収容部23bから遠ざかる熱輸送方向Trに輸送されるので、燃料収容部23bに伝わり難くなる。したがって、燃料ポンプ10のポンプボデー11に伝わる熱が燃料ポンプ10内の燃料に伝達され難くなり、燃料ポンプ10内における燃料ベーパの発生が有効に抑制され得ることとなる。
また、本実施形態では、ポンプボデー11から突出した熱輸送部材45の熱輸送部分45bがエンジンEの低温部分Ea(図2参照)に接続されることで、ポンプボデー11に受熱される熱が、熱輸送部材45によってポンプボデー11の燃料収容部23bからエンジンEの低温部分Eaへと効率良く熱輸送されることになる。したがって、燃料収容部23bに熱がより伝わり難くなる。
さらに、熱輸送部材45が、安価で信頼性の高い断熱被覆銅線等を用いて作製できる熱輸送部分45bを含んでいるので、低コストで信頼性に優れた熱輸送部材45を設けることができる。また、熱輸送部分45bを構成する高熱伝導材45jが、線材束等によって紐状または帯状に形成されているので、ポンプボデー11からエンジンEの低温部分Eaへの熱輸送経路を設定する引き回し(配置)が容易に可能となる。
また、熱輸送部材45が、ヒートパイプからなる熱取出し部分45aを含んで構成されているので、ポンプボデー11のオイルシールホルダ25等に受熱される熱が、ヒートパイプからなる熱取出し部分45aによってポンプボデー11の外部に向かう特定方向、すなわち、燃料収容部23bから遠ざかる熱輸送方向Trに効率良く熱輸送可能に取り出される。
加えて、本実施形態では、加圧ポンプ機構20がプランジャ12を外端部12bからの入力により往復動させるプランジャポンプで構成されるとともに、ポンプボデー11のオイルシールホルダ25の下面側部分25bが、プランジャ12が往復動する方向における、ポンプボデー11の吸入通路11aおよび燃料加圧室15と加圧ポンプ機構20のプランジャ12の外端部12bとの間に配置されている。したがって、ポンプボデー11のオイルシールホルダ25等に受熱される熱が、熱輸送部材45によって燃料収容部23bから遠ざかる熱輸送方向Trに効率良く熱輸送され易くなり、吸入ギャラリ室13を含む吸入通路11aと燃料加圧室15との双方に伝わり難くなる。
さらに、本実施形態の燃料供給システムでは、燃料ポンプ10のポンプボデー11に伝わる熱が吸入ギャラリ室13内の燃料に伝達され難くなり、燃料ポンプ10内における燃料ベーパの発生が有効に抑制されるので、加圧ポンプ機構20が燃料ベーパを含んだ燃料を加圧することによって十分な吐出圧が得られなくなるといった事態を有効に回避することができ、加圧燃料の供給性能を十分に高めることができる。
このように、本実施形態によれば、ポンプボデー11のオイルシールホルダ25の下面側部分25bに受熱される熱が、熱輸送部材45によって燃料収容部23bから遠ざかる熱輸送方向Trに輸送され、燃料収容部23bに伝わり難くなるようにしている。したがって、ポンプボデー11に伝わる熱が燃料収容部23bに伝達され難く、吸入ギャラリ室13内における燃料ベーパの発生が有効に抑制可能な燃料ポンプ10を提供することができる。また、この燃料ポンプ10を用いて、加圧燃料の供給性能を高めた内燃機関の燃料供給システム1を提供することができる。
なお、本発明にいう燃料収容部と障壁部との間の伝熱経路中とは、好ましくは、主たる伝熱経路となるポンプボデーの障壁部から燃料収容部側までの金属による熱伝導経路部分である。この燃料収容部と障壁部との間の伝熱経路中には、ポンプボデーの取付け面部分が含まれる。
(第2実施形態)
図9および図10は、本発明の第2実施形態に係る燃料ポンプの一部の構成を示している。本実施形態は、熱輸送部材がポンプボデーのオイルシールホルダの上面側部分に接するように配置されるものであり、その構成以外は、上述の第1実施形態と同様に構成されるものである。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と同一又は類似の構成については図1〜図7に示した第1実施形態の対応する構成要素の符号を用いて、本実施形態の第1実施形態との相違点について、以下に説明する。
図9および図10に示すように、本実施形態においては、熱輸送部材95は、ポンプボデー11の内部に挿入されまたは埋設された熱取出し部分95aと、この熱取出し部分95aから取り出された熱を外部の低温部、例えばエンジンEの冷却水導入部等の低温部Eaに輸送するようポンプボデー11の外部に突出している熱輸送部分95bと、両部分95a,95bを高熱伝導率で熱輸送可能に接続する接続部95cとを含んで構成されている。
そして、熱輸送部材95の熱取出し部分95aが、ポンプボデー11を形成する鋼素材よりも高熱伝導率の帯状の銅材またはアルミニウム材からなる鋼熱伝導材によって構成されている。この熱取出し部分95aは、ポンプボデー11の外殻部材23に挿入されているが、図9および図10に示すように、高さ方向では、オイルシールホルダ25の上面側部分25aに接するように配置されている。
より具体的には、熱輸送部材95の熱取出し部分95aは、図9に示すように左右一対の円弧状の延長部分95p,95qを有しており、熱輸送部材95の内端側部分95aはこれら円弧状の延長部分95p,95qをプランジャ12の周方向に延在させている。
なお、これら円弧状の延長部分95p,95qは、例えばオイルシールホルダ25の上面側部分25aに固定された状態で外殻部材23内に組み込まれ、熱輸送部材95の熱取出し部分95aが外殻部材23内に挿入されたときに熱取出し部分95aに接続されてもよいし、予め熱取出し部分95aに一体に接続されていてもよい。
熱輸送部分95bおよび接続部95cは、上述の第1実施形態の熱輸送部材45の熱輸送部分45bおよび接続部45cと略同様に構成されている。すなわち、接続部95cは、熱取出し部分95aの外端部と熱輸送部分95bの一端部を他の部分の横断面積より広い接触面積で接触させつつ結合させるようになっており、例えば熱取出し部分95aに一体に設けられた高熱伝導率の金属接続部(図示せず)を構成している。この接続部95cは、熱輸送部分95bに一体に設けられた高熱伝導率の金属接続部をボルト等で圧接させるものであり、ポンプボデー11の外部への熱取出し用の接続面を形成している。また、熱輸送部分95bは、接続部95cに接続され、ポンプボデー11の外部で予め設定された熱輸送方向に延在している。
本実施形態においても、ポンプボデー11のオイルシールホルダ25の下面側部分25bに受熱される熱が、熱輸送部材45によって燃料収容部23bから遠ざかる熱輸送方向Trに輸送され、燃料収容部23bに伝わり難くなる。したがって、ポンプボデー11に伝わる熱が吸入ギャラリ室13内の燃料に伝達され難く、燃料ポンプ10内における燃料ベーパの発生が有効に抑制可能な燃料ポンプ10を提供することができる。また、この燃料ポンプ10を用いて、加圧燃料の供給性能を高めた内燃機関の燃料供給システム1を提供することができる。
なお、上述の第1実施形態では、熱輸送部材45の内端側の熱取出し部分45aが障壁部であるオイルシールホルダ25の中に挿入され、第2実施形態では、熱輸送部材95の内端側の熱取出し部分95aが障壁部であるオイルシールホルダ25の上面側部分25aに接するように配置されていたが、熱輸送部材の内端側の熱取出し部分がポンプボデーの取付け面と内燃機関側のポンプ取付け面との間に挟まれることも考えられる。また、本発明にいう熱輸送部材は、ポンプボデーのうち障壁部以外の部分に及ぶように設けられてもよい。すなわち、熱輸送部材は、障壁部以外で高温になり易い部分やそこから障壁部までの伝熱経路中に及ぶものであってもよい。
また、上述の各実施形態では、燃料収容部23bとオイルシールホルダ25の下面側部分25bとの間の伝熱経路には、ポンプボデー11の取付け面部分が含まれてもよく、熱輸送部材45は、ポンプボデー11の取付け面とエンジンE側のポンプ取付け面との間に挟まれた形態で設置されてもよい。
さらに、燃料収容部23bとオイルシールホルダ25の下面側部分25bの間の伝熱経路中に位置する熱輸送部材45の内端側の熱取出し部分45aは、燃料収容部23bがオイルシールホルダ25に最も近接する部分に及んでいるのが好ましいが、その外殻部材23中への挿入方向は、外殻部材23の半径方向に限らず、熱輸送部材45の熱取出し部分45aの挿入長さが長くなるように外殻部材23の半径方向に対し所定角度をなして交差する方向でもよい。
接続部45c,95cは、いずれもポンプボデー11の外部に露出する熱取出し用の接続面を形成するものとしたが、その接続面は、ポンプボデー11の外部に突出する接続部45c,95cの表面となっていてもよいし、ポンプボデー11の外表部の一部となす凹部の内壁面として形成されてもよい。さらに、接続部45c,95cが、エンジンEの低温部に向かって延びる紐状または帯状の熱輸送部分45b,95bを介することなく、エンジンEの特定の低温部材に直接的に接続されてもよく、その場合には、接続部45c,95cが熱輸送部材45の先端部を構成し得る。
熱輸送部材が、断熱被覆された高熱伝動部材とヒートパイプを併有する構成でなく、そのいずれか一方のみで構成されることも勿論可能である。オイルシールホルダ25には、ポンプボデー11のうちプランジャ12を摺動可能に保持するシリンダ部材22が支持されてもよい。また、上述の各実施形態では、バルブ保持部材21が外殻部材23に挿入されていたが、吸入ギャラリ室13を形成するためにバルブ保持部材21が外殻部材23に挿入されることは必ずしも必要ではない。
以上説明したように、本発明に係る燃料ポンプは、ポンプボデーの障壁部に受熱される熱が、熱輸送部材によってポンプボデーの外部に輸送され、燃料収容部に伝わり難くなるようにしている。したがって、ポンプボデーに伝わる熱が燃料収容部の内部の燃料に伝達され難く、燃料ベーパの発生が有効に抑制可能な燃料ポンプを提供することができる。また、この燃料ポンプを用いて、加圧燃料の供給性能を高めた内燃機関の燃料供給システムを提供することができる。よって、本発明は、内燃機関の燃料を筒内噴射可能な高圧に加圧するのに好適な燃料ポンプとそれを備えた内燃機関の燃料供給システム全般に有用である。
1 燃料供給システム
5 フィードポンプ(低圧燃料ポンプ)
6 インジェクタ(燃料噴射弁)
7 デリバリーパイプ
10 燃料ポンプ
11 ポンプボデー
11a 吸入通路(燃料導入通路)
12 プランジャ(加圧部材)
12b 外端部(入力部)
13 吸入ギャラリ室(燃料導入通路の一部、燃料貯留室)
15 燃料加圧室(ポンプ作動室)
16 吸入弁
17 吐出弁
18w バイパス通路
19 リリーフ弁
20 加圧ポンプ機構
21 バルブ保持部材
22 シリンダ部材(プランジャホルダ部)
23 外殻部材
23b 燃料収容部
24d 取付け基準面
24f フランジ部
25 オイルシールホルダ(熱伝導経路)
25a 上面側部分
25b 下面側部分(障壁部)
39 電磁操作ユニット
41,42 オイルシール
45;95 熱輸送部材
45a;95a 熱取出し部分(一端側部分、内端側部分)
45b;95b 熱輸送部分(突出部分、先端部)
45c;95c 接続部
45i 断熱被覆素材
45j 銅線(高熱伝導材、素材)
95p,95q 延長部分
BL 外壁部
Dc 駆動カム(駆動部材)
E エンジン(内燃機関)
Ea 低温部(低温となる部分)

Claims (7)

  1. 外部からの燃料を導入する燃料導入通路と該燃料導入通路を通して前記燃料を導入するポンプ作動室とが形成されたポンプボデーと、外部からのオイルによって潤滑される入力部を有し該入力部に入力される動力により前記ポンプ作動室内の燃料を加圧して吐出する加圧ポンプ機構と、を備えた燃料ポンプであって、
    前記ポンプボデーは、少なくとも前記燃料導入通路の一部が形成された燃料収容部と、前記オイルが前記燃料収容部側に流入するのを規制する障壁部と、を有しており、
    前記燃料収容部と前記障壁部との間の伝熱経路中には、前記ポンプボデーを形成する素材よりも伝熱性能が高い熱輸送部材が配設され、該熱輸送部材が前記ポンプボデーの外部に露出する接続部を有していることを特徴とする燃料ポンプ。
  2. 前記ポンプボデーが内燃機関の外壁部に取り付けられるとともに、前記入力部が前記内燃機関に設置された駆動部材からの動力を入力し、
    前記ポンプボデーから突出した前記熱輸送部材の先端部が、前記内燃機関のうち低温となる部分に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料ポンプ。
  3. 前記熱輸送部材が、前記ポンプボデーを形成する素材よりも熱伝導率が高い高熱伝導材と、該高熱伝導材が前記ポンプボデーから突出した部分を被覆する断熱被覆材と、によって構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料ポンプ。
  4. 前記高熱伝導材が、帯状または紐状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の燃料ポンプ。
  5. 前記熱輸送部材が、ヒートパイプを含んで構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料ポンプ。
  6. 前記加圧ポンプ機構がプランジャを往復動させるポンプで構成されるとともに、前記入力部が前記プランジャの外端部に設けられ、
    前記ポンプボデーの前記障壁部が、前記プランジャが往復動する方向における、前記ポンプボデーの前記燃料導入通路およびポンプ作動室と前記加圧ポンプ機構の前記プランジャの外端部との間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1の請求項に記載の燃料ポンプ。
  7. 請求項1ないし請求項6のうちいずれか1の請求項に記載の燃料ポンプを備えた内燃機関の燃料供給システムであって、
    燃料タンクから燃料を汲み上げて前記燃料ポンプの前記燃料導入通路に給送するフィードポンプと、
    前記加圧ポンプ機構により加圧して吐出される燃料を貯留するとともに燃料噴射弁に供給するデリバリーパイプと、を備え、
    前記ポンプボデーの前記燃料収容部には、前記燃料通路の一部を構成し前記フィードポンプからの燃料を貯留する燃料貯留室が形成され、
    前記熱輸送部材が、前記燃料収容部のうち前記燃料貯留室の近傍に及んでいることを特徴とする内燃機関の燃料供給システム。
JP2013532327A 2011-09-06 2011-09-06 燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム Expired - Fee Related JP5783257B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/004982 WO2013035131A1 (ja) 2011-09-06 2011-09-06 燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013035131A1 JPWO2013035131A1 (ja) 2015-03-23
JP5783257B2 true JP5783257B2 (ja) 2015-09-24

Family

ID=47831623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013532327A Expired - Fee Related JP5783257B2 (ja) 2011-09-06 2011-09-06 燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140216418A1 (ja)
JP (1) JP5783257B2 (ja)
CN (1) CN103097716B (ja)
WO (1) WO2013035131A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6387812B2 (ja) * 2014-12-05 2018-09-12 株式会社デンソー 高圧ポンプ、及び、それを用いる燃料供給システム
US10100774B2 (en) * 2015-06-25 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for fuel injection
US9771910B2 (en) * 2015-06-25 2017-09-26 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for fuel injection
DE102015219415B4 (de) 2015-10-07 2020-07-09 Vitesco Technologies GmbH Kraftstoffhochdruckpumpe sowie Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftwagens
DE102015219419B3 (de) * 2015-10-07 2017-02-23 Continental Automotive Gmbh Pumpeinrichtung sowie Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und Mischeinrichtung, insbesondere für einen Kraftwagen
KR101836580B1 (ko) * 2015-12-09 2018-03-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 연료 펌프 시스템
DE102017213411A1 (de) * 2017-08-02 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh Brennkraftmaschine mit angebauter Hochdruckpumpe
JP7035578B2 (ja) * 2018-02-02 2022-03-15 マツダ株式会社 エンジンの燃料供給装置
US11293391B2 (en) 2018-05-18 2022-04-05 Eagle Industry Co., Ltd. Damper device
JP7074563B2 (ja) 2018-05-18 2022-05-24 イーグル工業株式会社 ダンパ装置
CN111971471B (zh) * 2018-05-18 2022-08-23 伊格尔工业股份有限公司 减震器单元
WO2019225627A1 (ja) 2018-05-25 2019-11-28 イーグル工業株式会社 ダンパ装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5354620A (en) * 1976-10-29 1978-05-18 Toyota Motor Corp Carbureter fuel thermostat
JPH0354233U (ja) * 1989-09-29 1991-05-24
JPH11294296A (ja) * 1998-04-17 1999-10-26 Hitachi Ltd 燃料ポンプ
JP3905282B2 (ja) * 2000-04-18 2007-04-18 トヨタ自動車株式会社 高圧ポンプ
US7004117B2 (en) * 2002-12-13 2006-02-28 Grant Barry S Fuel pump with cooling fins
JP4484828B2 (ja) * 2006-02-06 2010-06-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプ
JP4686501B2 (ja) * 2007-05-21 2011-05-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 液体脈動ダンパ機構、および液体脈動ダンパ機構を備えた高圧燃料供給ポンプ
JP4736142B2 (ja) * 2009-02-18 2011-07-27 株式会社デンソー 高圧ポンプ
JP5218246B2 (ja) * 2009-04-20 2013-06-26 トヨタ自動車株式会社 高圧燃料ポンプ
JP2011027041A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Denso Corp 内燃機関の燃料ポンプ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20140216418A1 (en) 2014-08-07
JPWO2013035131A1 (ja) 2015-03-23
CN103097716A (zh) 2013-05-08
WO2013035131A1 (ja) 2013-03-14
CN103097716B (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5783257B2 (ja) 燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム
JP5401360B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプ
JP5288058B1 (ja) 燃料ポンプおよび内燃機関の燃料供給システム
JP3787508B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプ
CN101109347B (zh) 高压燃料泵
JP5678838B2 (ja) 燃料圧送装置および燃料供給システム
JP5800020B2 (ja) 燃料ポンプ
US9115713B2 (en) High-pressure pump
JP5017233B2 (ja) 高圧燃料ポンプ
EP1348864A1 (en) High-pressure fuel feed pump
JP2006207451A (ja) 燃料ポンプ及びその燃料ポンプに備えられる吐出弁
KR101349641B1 (ko) 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프
JP4461026B2 (ja) 内燃機関のための燃料噴射装置
JP4484828B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプ
JP6260478B2 (ja) 高圧ポンプ
JP2012026358A (ja) 燃料ポンプの冷却構造
US7603986B2 (en) Fuel adjustment and filtering device for a high-pressure pump
JP2007231959A (ja) 高圧燃料供給ポンプ
KR20180121982A (ko) 유체 댐퍼를 구비한 고압 펌프
JP2013050081A (ja) 高圧ポンプ
JP6511559B2 (ja) 燃料の圧力脈動低減機構、及びそれを備えた内燃機関の高圧燃料供給ポンプ
JP4372817B2 (ja) 高圧燃料供給ポンプ
JP2008291764A (ja) 高圧燃料ポンプ
JP2012163111A (ja) 高圧燃料ポンプ
JP6361337B2 (ja) 高圧ポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150623

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150706

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees