JP6887504B2 - 内燃機関へ燃料を供給するためのポンプユニット - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関へ燃料を、好ましくはディーゼルを供給するためのポンプユニットに関する。

特に本発明は、ポンプ本体と、ポンプ本体に構成された少なくとも１つのシリンダと、シリンダの中でスライド可能に配置されたピストンと、吸入行程のときにシリンダの中へ燃料を吸入するため、および圧縮行程のときにシリンダに含まれる燃料を圧縮するためにピストンを動かすための操作装置とを含む型式のポンプユニットに関する。

さらにポンプユニットは、シリンダへ燃料を吸入するための吸入配管と、シリンダへの燃料の供給を選択的に制御するために吸入配管に沿って取り付けられた吸入弁と、内燃機関へ燃料を圧送するための圧力配管と、内燃機関への燃料の供給を選択的に制御するために圧力配管に沿って取り付けられた圧力弁とを含む。

圧力配管はシリンダの長軸に対して同軸に延びており、その中に圧力弁の閉止部分がスライド可能に配置される。

したがって、圧力弁の閉止部分はピストンのほうを同軸に向くとともに、圧力配管の開放位置と閉止位置の間で可動である。

閉止部分は実質的に球形の結合区域を有していて、この結合区域は、閉止部分が閉止位置にあるときに、圧力配管の実質的に円錐台状の結合区域と液密に結合するように構成される。

上に述べた型式の公知のポンプユニットはいくつかの欠点を有しており、主としてその原因は、ピストンが圧縮行程中にシリンダの内部で圧力波を生成し、これが圧力弁の閉止部分とピストンの間でシリンダの長軸と平行に、少なくともピストンの圧縮行程の初期段階中に、すなわち圧力弁がまだ閉じているときに、反響することにある。

閉止部分とピストンの間での圧力波の往復運動は蒸気泡の発生を惹起し、および、閉止部分と圧力配管の結合区域でのその破裂を惹起する。

蒸気泡の破裂はキャビテーションによって、閉止部分と圧力配管の摩耗をそれぞれの結合区域でもたらし、そのために、圧力配管と閉止部分との申し分のない流体密閉式の結合を損なう。

本発明の課題は、上に説明した欠点を有さず、施工形態に関して簡素で好都合である、内燃機関へ燃料を、特にディーゼルを供給するためのポンプユニットを提供することにある。

本発明によると、内燃機関へ燃料を、特にディーゼルを供給するためのポンプユニットが、添付の特許請求の範囲に基づいて施工される。

次に、限定をする実施形態を示すものではない添付の図面を参照しながら、この発明について説明する。図面には次のものが示されている。

本発明によるポンプユニットの好ましい実施形態を示す、図解のために省略された部品を含む第１の模式的な断面図である。 図１のポンプユニットを示す、図解のために省略された部品を含む第２の模式的な断面図である。 図１および図２のポンプユニットの詳細を示す模式的な断面図である。 図３の詳細の第１の変形例を示す模式的な断面図である。 図３の詳細の第２の変形例を示す模式的な断面図である。

図１および図２を参照すると、符号１により、内燃機関（図示せず）へ燃料を、特にディーゼルを供給するためのポンプユニットが全体として表されている。

ポンプユニット１は、上記の内燃機関（図示せず）へ燃料を供給するためのピストンポンプ２と、ポンプ２へ燃料を供給するためのフィードポンプ３、たとえば歯車ポンプとを含んでいる。

ポンプユニット１はハウジング４を含むポンプ本体を有しており、このポンプ本体は長軸６を有する中央の穴５を備えており、および、軸６に対して横向きに延び、穴５を起点としてハウジング４の半径方向外部に向かって延びる長軸８を有する少なくとも１つの側方の穴７（通常は軸６を中心として均等に配分された多数の穴７）を備えている。

各々の穴７は、ハウジング４と接触して配置された、軸８に対して同軸に穴７の中へ突入する延長部１０を有するヘッド部分９によって閉止される。

ヘッド部分９は、ヘッド部分９を貫いて軸８に対して同軸に構成された中央の穴１１を有するとともに、拡張した２つの区域１３ａ，１３ｂの間に配置された狭隘化された中間区域１２を含んでおり、区域１３ａは穴５のほうを向くとともに、ピストンポンプ２のシリンダ１４を定義する。

シリンダ１４の中に、操作装置１６の推進力のもとで直線状の往復運動をもって可動であるピストン１５がスライド可能に配置されていて、この往復運動は、シリンダ１４へ燃料を吸入するための吸入行程と、シリンダ１４の中に含まれる燃料を圧縮するための圧縮行程とを含んでいる。

装置１６は、軸８に対して同軸に穴７の中でスライド可能に配置され、シリンダ１４を中心として延び、環状の内側フランジ１８を有する管状のスリーブ１７を含んでおり、この内側フランジはスリーブ１７の内面から突出して、このスリーブ１７を円筒状の２つの区域１９，２０に分割しており、区域１９が穴５のほうを向いている。

さらに装置１６は、過剰寸法によって区域１９の中で固定され、フランジ１８と接触して配置され、タペットロール２３を担持する実質的に円筒状の結合ブロック２２を含むタペット２１を含んでいる。

ロール２３はブロック２２から穴５へと突き出すとともに、ブロック２２と回転可能に結合されており、それによりこのブロック２２に対して、軸８に対して実質的に垂直に延びる独自の長軸２４を中心として回転する。

フランジ１８は、ピストン１５を中心として延び、スリーブ１７の区域２０へ軸８に対して同軸に挿入され、軸方向でフランジ１８のほうを向く外側の円周縁部および軸方向でピストン１５の底面のほうを向く内側の円周縁部を有する、環状の皿部２５を担持している。

さらに装置１６は、延長部１０とスリーブ１７の間で軸８に対して同軸に取り付けられ、ヘッド部分９と皿部２５の間に着座し、皿部２５をフランジ１８と接触するように動かして通常は保持し、ロール２３をカム２７と接触するように動かして通常は保持する圧縮ばね２６を含んでおり、このカムは、ハウジング４に対して軸６を中心として回転するために、穴５を貫いて取り付けられた駆動シャフト２８の中間区域の外面に構成されている。

ヘッド部分９はその内側に、シリンダ１４へ燃料を吸入するための吸入弁２９と、内燃機関（図示せず）へ燃料を圧送するための圧力弁３０とを収容している。

弁２９は、軸８に対して垂直に延びる長軸３２を有する吸入配管３１に取り付けられるとともに、軸３２を中心として延び、軸方向で配管３１に沿って、配管３１にねじ込まれた閉止蓋３４により固定される円筒状のバルブボディ３３を含んでいる。

さらに弁２９は、弁２９の開放位置と閉止位置の間で動くためにバルブボディ３３を貫いて取り付けられた閉止部分３５を含んでいる。閉止部分３５は、バルブボディ３３と、軸３２に対して横向きに閉止部分３５に取り付けられた環状の皿部３７との間に着座するばね３６によって閉止位置へと動き、通常はそこで保持される。

弁３０は、ヘッド部分９を貫いて区域１２および１３ｂによって定義される圧力配管に沿って燃料の供給を制御するものであり、区域１３ｂにスライド可能に配置されて弁３０の開放位置と閉止位置の間で可動であるカップ状の閉止部分３８を含んでいる。

閉止部分３８は、閉止部３８と、区域１３ｂに取り付けられたストッパスリーブ４０との間に着座するばね３９によって閉止位置へと動き、通常はそこで保持される。

図３の図面によると、区域１２，１３ｂは、実質的に円錐台状の結合区域４１を備える肩部によって相互に結合されており、この結合区域は、閉止部分３８の実質的に円錐状の結合区域４２と流体密閉式に結合するように構成されている。

閉止部分３８は、ピストン１５のほうを向く自由な端部面４３によって軸方向で区切られるとともに、実質的に半球状の形状を有する、軸８に対して垂直に延びる実質的に平坦な面４３の中央の区域４５で外方に向かって開いたキャビティ４４を備えている。

図４に示す変形例は、そこでは閉止部分３８が取り外され、区域１２へ突入して軸８に対して垂直に延びる実質的に平坦な端部面４８によって軸方向で区切られる延長部４７を有する閉止部分４６で置き換えられていることによってのみ、図３の図面と相違する。

延長部４７は区域１２の断面よりも小さい断面を有するとともに、実質的に円筒状の形状を有し、軸８に対して同軸に延びる、面４８で外方に向かって開いたキャビティ４９を備えている。

キャビティ４９は、軸８を中心として均等に配分され、キャビティ４９の側壁を貫いて軸８に対して横向きに構成された多数の半径方向の穴５０を介して区域１２と連通する。

図５に示す変形例は、そこでは閉止部分３８が取り外され、ピストン１５のほうを向く自由な端部面５２によって軸方向で区切られる閉止部分５１で置き換えられていることによってのみ、図３の図面と相違する。

閉止部分５１は、環形状を有し、軸８を中心として延び、面５２の実質的に球形の側方の区域５４で外方に向かって開いたキャビティ５３を備えている。

作動時には、ピストン１５が圧縮行程中にシリンダ１４の中で圧力波を生成する。

少なくともピストン１５の圧縮行程の初期段階中に、すなわち圧力弁３０がまだ閉じているときに、圧力波が閉止部分３８，４６，５１とピストン１５の間で往復運動に伴って反響し、これが蒸気泡の発生を引き起こす。

キャビティ４４，４９，５３は、蒸気泡がその内部に集中することを可能にして、圧力泡が結合区域４１，４２に達するのを妨げ、結合区域４１，４２のキャビテーションによる摩耗を防止し、それによってヘッド部分９と閉止部分３８，４６，５１との申し分のない液体密閉式の結合を保証する。

４，９ ポンプ本体
８ 長軸
１２，１３ｂ 圧力配管
１４ シリンダ
１５ ピストン
１６ 操作装置
２９ 吸入弁
３０ 圧力弁
３８，４６，５１ 閉止部分
４３，４８，５２ 端部面
４４，４９，５３ キャビティ
４５，４８ 中央の区域
４７ 延長部
５０ 接続穴

Claims (5)

1. 内燃機関へ燃料を供給するためのポンプユニットであって、
   ポンプ本体（４，９）と、前記ポンプ本体（４，９）に構成された少なくとも１つのシリンダ（１４）と、前記シリンダ（１４）の中でスライド可能に配置されたピストン（１５）と、前記シリンダ（１４）へ燃料を吸入するための吸入行程および前記シリンダ（１４）に含まれる燃料を圧縮するための圧縮行程のときに前記ピストン（１５）を動かすための操作装置（１６）と、前記シリンダ（１４）への燃料の供給を選択的に制御するための吸入弁（２９）と、内燃機関への燃料の供給を選択的に制御するための圧力弁（３０）と、を含んでおり、
   前記圧力弁（３０）は、前記シリンダ（１４）の長軸（８）に対して同軸に取り付けられ、前記ピストン（１５）のほうを向く端部面（５２）によって軸方向で区切られ、前記圧力弁（３０）の開放位置と閉止位置の間で可動である閉止部分（５１）を含み、
   前記閉止部分（５１）は、前記端部面（５２）で外方に向かって開いた、前記シリンダ（１４）と連通するキャビティ（５３）を有し、
   前記キャビティ（５３）は環形状を有する
   ことを特徴とするポンプユニット。
2. 前記キャビティ（５３）は前記長軸（８）を中心として延びている、請求項１に記載のポンプユニット。
3. 前記端部面（５２）は球形の側方の区域（５４）を含んでおり、前記キャビティ（５３）は前記側方の区域（５４）で外方に向かって開いている、請求項１または２に記載のポンプユニット。
4. 前記ポンプ本体（４，９）を貫いて構成され、内燃機関と接続されている拡張された区域（１３ｂ）と、前記シリンダ（１４）と接続されている狭隘化された区域（１２）とを含む圧力配管（１２，１３ｂ）をさらに含んでいる、請求項１または２に記載のポンプユニット。
5. 前記狭隘化および前記拡張された区域（１２，１３ｂ）は円錐台状の結合区域（４１）を備える肩部を介して相互に結合されており、該結合区域は前記閉止部分（５１）の球形状の結合区域（４２）と流体密閉式に結合するように構成されている、請求項４に記載のポンプユニット。
   

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