JP6959109B2 - Relief valve mechanism and fuel supply pump equipped with it - Google Patents
Relief valve mechanism and fuel supply pump equipped with it Download PDFInfo
- Publication number
- JP6959109B2 JP6959109B2 JP2017219614A JP2017219614A JP6959109B2 JP 6959109 B2 JP6959109 B2 JP 6959109B2 JP 2017219614 A JP2017219614 A JP 2017219614A JP 2017219614 A JP2017219614 A JP 2017219614A JP 6959109 B2 JP6959109 B2 JP 6959109B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- relief valve
- valve mechanism
- seat
- fuel
- inner diameter
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
- F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, 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
- F02M59/46—Valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
本発明は、リリーフ弁機構およびこれを備えた燃料供給ポンプに関する。 The present invention relates to a relief valve mechanism and a fuel supply pump including the relief valve mechanism.
燃料供給ポンプに設置される逆止弁の圧力損失を低減するために、弁と接触することで燃料をシールするシート部近傍において、燃料の流れを複数回に分けて曲げる形状が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In order to reduce the pressure loss of the check valve installed in the fuel supply pump, it is known that the fuel flow is bent in a plurality of times in the vicinity of the seat portion that seals the fuel by contacting the valve. (See, for example, Patent Document 1).
この特許文献1には、「座面に、比較的大きな直径を有する区分に向いた側で、少なくとも1つの面が続いており、該面が、接続部の長手軸線に関して座面よりも大きく傾斜付けされており、座面に、比較的小さな直径を有する区分に向いた側で、少なくとも1つの面が続いており、該面が、接続部の長手軸線に関して座面よりも小さく傾斜付けされていることを特徴とする」と記載されている。
In
特許文献1に開示される技術において、圧力損失を低減するために急激に流れを拡大させた場合、流れの剥離によりキャビテーションが発生する可能性がある。また、戻しばねの荷重が高いリリーフ弁などに適用する際には、弁体を直接戻しばねで付勢すると接触部で摩耗が発生する可能性があるため、弁体と戻しばねの間にリリーフ弁ホルダを挟むことが望ましい。このような場合に、特許文献1に開示される技術を適用すると、リリーフ弁ホルダを配置するための空間を確保すること、そしてその周囲を円滑に回り込む流れを形成することが困難である。
In the technique disclosed in
本発明の目的は、高圧化時のリリーフ弁シート部におけるキャビテーション壊食の防止と、異常高圧を開放する際における圧力損失の低減を両立する燃料供給ポンプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel supply pump that can prevent cavitation corrosion in the relief valve seat portion when the pressure is increased and reduce the pressure loss when the abnormal high pressure is released.
上記目的を達成するために、本発明では、リリーフ弁と、それが着座するシート部が形成され、弁軸方向に対し第一角度で傾斜するシート面と、シート部よりも下流側でシート面と繋がって形成され、シート面の下端からシート面よりも径方向外側に拡大するように形成される下流側内径拡大部と、下流側内径拡大部の下端から径方向外側に形成される下流側端面と、シート部よりも上流側でシート面の上流側端と繋がって形成され、導入通路の下流側端から弁軸方向に対し第一角度よりも小さい第五角度で傾斜する上流側内径拡大部と、を備え、導入通路と上流側内径拡大部との連結点と、上流側内径拡大部とシート面との連結点と、シート面と下流側内径拡大部との連結点とを含む複数の点に関して、シート部から各点までの距離が離れるほど、各点における流れの方向変化の角度が大きくなるように形成されている。 In order to achieve the above object, in the present invention, a relief valve and a seat portion on which the relief valve is seated are formed, and a seat surface inclined at a first angle with respect to the valve axis direction and a seat surface downstream of the seat portion. A downstream inner diameter expanding portion formed by connecting with the lower end of the seat surface so as to expand radially outward from the seat surface, and a downstream side formed radially outward from the lower end of the downstream inner diameter expanding portion. The upstream inner diameter is expanded by connecting the end face and the upstream end of the seat surface on the upstream side of the seat portion and inclining from the downstream end of the introduction passage at a fifth angle smaller than the first angle with respect to the valve axis direction. comprising a part, a plurality including a connecting point between the introduction passage and the upstream inner diameter enlarged portion, and a connection point between the upstream side large inner diameter portion and the seat surface, and a connection point between the seat surface and the downstream side inner diameter enlarged portion in terms of, the farther the distance from the seat portion to each point, that is formed such that the angle of direction change of the flow at each point is large.
本発明によれば、高圧化時のリリーフ弁シート部におけるキャビテーション壊食の防止と、異常高圧を開放する際における圧力損失の低減を両立する燃料供給ポンプを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel supply pump that can prevent cavitation corrosion in the relief valve seat portion at the time of increasing the pressure and reduce the pressure loss at the time of releasing the abnormal high pressure. Issues, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。なお、以下の説明で図面における上下方向を指定して説明する場合があるが、この上下方向は燃料供給ポンプの実装状態における上下方向を意味するものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the vertical direction in the drawings may be specified, but this vertical direction does not mean the vertical direction in the mounted state of the fuel supply pump.
図5は燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの一例を示す構成図である。破線で囲まれた部分が燃料供給ポンプのポンプボディ1を示し、この破線の中に示されている機構、部品は燃料供給ポンプのポンプボディ1に一体に組み込まれていることを示す。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a fuel supply system including a fuel supply pump. The portion surrounded by the broken line indicates the
燃料タンク20の燃料は、エンジンコントロールユニット(ECU)21からの信号に基づきフィードポンプ21によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管28を通して燃料供給ポンプの低圧燃料吸入口10aに送られる。低圧燃料吸入口10aから吸入ジョイント51を通過した燃料は、圧力脈動低減機構9、吸入通路10dを介して、容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構300の吸入ポート31bに至る。
The fuel in the
電磁吸入弁機構300に流入した燃料は、吸入弁30を通過し、加圧室11に流入する。エンジンのカム機構93(図1参照)によりプランジャ2に往復運動する動力が与えられる。プランジャ2の往復運動により、プランジャ2の下降行程には吸入弁30から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。加圧された燃料は、吐出弁機構8を介して圧力センサ26が装着されているコモンレール23へ圧送される。
The fuel that has flowed into the electromagnetic
コモンレール23には、図示しないエンジンのシリンダに直接、燃料を噴射するインジェクタ24(所謂、直噴インジェクタ)、圧力センサ26が装着されている。直噴インジェクタ24は、エンジンのシリンダ(気筒)の数に合わせて装着されており、ECU27の制御信号に従って開閉して、燃料をシリンダ内に噴射する。本実施例の燃料供給ポンプ(燃料供給ポンプ)は、インジェクタ24がエンジンのシリンダ内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される。
The
直噴インジェクタ24の故障等によりコモンレール23に異常高圧が発生した場合、燃料供給ポンプの燃料吐出口12の圧力と加圧室11の圧力との差圧がリリーフ弁機構200の開弁圧力以上になると、リリーフ弁202が開弁する。この場合、コモンレール23の異常高圧となった燃料がリリーフ弁機構200の内部を通り、リリーフ通路200aから加圧室11へと戻される。これによりコモンレール23(高圧配管)を保護することが可能となる。なお、リリーフ通路200aを低圧燃料室10(図1参照)に接続し、異常高圧となった燃料を低圧通路へ戻す方式においても、同様に本発明を適用することが可能である。
When an abnormally high pressure is generated in the
図1、図2及び図3を用いて本実施例の燃料供給ポンプについて説明する。図1は、本実施例の燃料供給ポンプについて、プランジャの中心軸方向に平行な断面を示す断面図である。図2は、本実施例の燃料供給ポンプの上方から見た水平方向の断面図である。図3は、本実施例の燃料供給ポンプの図1とは異なる方向から見た断面図である。 The fuel supply pump of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of the fuel supply pump of the present embodiment parallel to the central axis direction of the plunger. FIG. 2 is a cross-sectional view in the horizontal direction of the fuel supply pump of this embodiment as viewed from above. FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel supply pump of this embodiment as viewed from a direction different from that of FIG.
なお、図2においては吸入ジョイント51がボディ側面に設けられているが、本発明はこれに限定される訳でなく、吸入ジョイント51がダンパカバー14の上面に設けられた燃料供給ポンプにも適用可能である。吸入ジョイント51は、車両の燃料タンク20からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、吸入ジョイント51の低圧燃料吸入口10aから流入した燃料はポンプボディ1の内部に形成された低圧流路を流れる。ポンプボディ1に構成される燃料通路の入口部には、ポンプボディ1に圧入された図示しない吸入フィルタが設けられ、吸入フィルタは燃料タンク20から低圧燃料吸入口10aまでの間に存在する異物が燃料供給ポンプ内に流入することを防ぐ。
Although the
燃料は吸入ジョイント51からプランジャ軸方向上側に流れ、図1に示すダンパ上部10b、ダンパ下部10cにより形成される低圧燃料室10に流れる。低圧燃料室10はポンプボディ1に取り付けられたダンパカバー14により覆われることで形成される。低圧燃料室10の圧力脈動低減機構9により圧力脈動が低減された燃料は低圧燃料流路10dを介して電磁吸入弁機構300の吸入ポート31bに至る。電磁吸入弁機構300はポンプボディ1に形成された横穴に取り付けられ、所望の流量の燃料をポンプボディ1に形成された加圧室入口流路1aを介して加圧室11に供給する。シリンダヘッド90とポンプボディ1との間のシールのためにOリング61がポンプボディ1に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。
The fuel flows from the
図1に示すように、ポンプボディ1にはプランジャ2の往復運動をガイドするためのシリンダ6が取り付けられている。シリンダ6はその外周側において、ポンプボディ1に圧入とかしめとにより固定される。シリンダ6の円筒状をなす圧入部の表面により、ポンプボディ1との隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないようシールしている。シリンダ6は、その上端面を軸方向にポンプボディ1の平面に接触させることで、ポンプボディ1とシリンダ6との円筒状の圧入部のシールに加え、二重のシール構造を構成する。
As shown in FIG. 1, a
プランジャ2の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム93の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ2に伝達するタペット92が設けられている。プランジャ2はリテーナ15を介してばね4にてタペット92に圧着されている。これによりカム93の回転運動に伴い、プランジャ2を上下に往復運動させることができる。
A
また、シールホルダ7の内周下端部に保持されたプランジャシール13がシリンダ6の図中下方部においてプランジャ2の外周に摺動可能に接触する状態で設置されている。これにより、プランジャ2が摺動したとき、副室7aの燃料をシールし、内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時にプランジャシール13は、内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルも含む)がポンプボディ1の内部に流入するのを防止する。
Further, the
図2に示すようにポンプボディ1には電磁吸入弁機構300を取り付ける横孔と、プランジャ軸方向の同じ位置において、吐出弁機構8を取り付ける横穴と、さらにリリーフ弁機構200を取り付ける横穴、及び、吐出ジョイント12cを取り付ける横穴とが形成される。電磁吸入弁機構300を介して加圧室11で加圧された燃料は吐出弁機構8を介して吐出通路12bを流れ、吐出ジョイント12cの燃料吐出口12から吐出される。
As shown in FIG. 2, the
加圧室11の出口側に設けられた吐出弁機構8(図2、3)は、吐出弁シート8a、吐出弁シート8aと接離する吐出弁8b、吐出弁8bを吐出弁シート8aに向かって付勢する吐出弁ばね8c、吐出弁プラグ8d、吐出弁8bのストローク(移動距離)を決める吐出弁ストッパ8eから構成される。吐出弁プラグ8dとポンプボディ1とは溶接部401により接合される、この接合部は燃料が流れる内側空間と外部とを遮断している。また吐出弁シート8aはポンプボディ1に対し、圧入部402により接合される。
The discharge valve mechanism 8 (FIGS. 2 and 3) provided on the outlet side of the pressurizing
加圧室11の燃料圧力と吐出弁室12aの燃料圧力とに差圧が無い状態では、吐出弁8bは吐出弁ばね8cによる付勢力で吐出弁シート8aに圧着され閉弁状態となっている。加圧室11の燃料圧力が、吐出弁室12aの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁8bは吐出弁ばね8cに逆らって開弁する。そして、加圧室11内の高圧燃料は吐出弁室12a、吐出通路12b、燃料吐出口12を経てコモンレール23へと吐出される。吐出弁8bは開弁した際、吐出弁ストッパ8eと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁8bのストロークは吐出弁ストッパ8eによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁8bの閉じ遅れにより、吐出弁室12aへ高圧吐出された燃料が、再び加圧室11内に逆流してしまうのを防止でき、燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁8bが開弁および閉弁動作を繰り返すときに、吐出弁8bがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ストッパ8eの外周面にて吐出弁8bをガイドしている。
When there is no differential pressure between the fuel pressure in the pressurizing
以上のように、加圧室11は、ポンプボディ1、電磁吸入弁機構300、プランジャ2、シリンダ6、吐出弁機構8にて構成される。また図2、図3に示すように、本実施例の燃料供給ポンプはポンプボディ1に設けられた取付けフランジ1bを用い内燃機関のシリンダヘッド90の平面に密着し、図示しない複数のボルトで固定される。
As described above, the pressurizing
リリーフ弁機構200は、シート部材201、リリーフ弁202、リリーフ弁ホルダ203、リリーフばね204、及びホルダ部材205で構成される。リリーフ弁機構200は、コモンレール23やその先の部材に何らかの問題が生じ、異常に高圧になった場合に作動するよう構成された弁であり、コモンレール23やその先の部材内の圧力が高くなった場合に開弁し、燃料を加圧室11または低圧通路(低圧燃料室10又は吸入通路10d等)に戻すという役割を有する。そのため、所定の圧力以下では閉弁状態を維持する必要があり、高圧に対抗するために非常に強力なばね204を有している。
The
図4を用いて電磁吸入弁機構300について説明する。図4は本実施例の電磁吸入弁機構について、吸入弁の駆動方向に平行な断面を示す拡大断面図であり、吸入弁が開弁した状態を示す断面図である。
The electromagnetic
無通電状態では、強力なロッド付勢ばね40によって、吸入弁30が開弁方向に稼働するためにノーマルオープン式となっている。ECU27からの制御信号が電磁吸入弁機構300に印加されると、電磁コイル43には端子46を介して電流が流れる。電磁コイル43に電流が流れることにより、磁気吸引面Sにおいて可動コア36が磁性コア39の磁気吸引力により閉弁方向に引き寄せられる。ロッド付勢ばね40は磁性コア39に形成された凹み部に配置されるとともにフランジ部35aを付勢する。フランジ部35aはロッド付勢ばね40と反対側で可動コア36の凹み部と係合する。
In the non-energized state, the
磁性コア39は電磁コイル43が配置された電磁コイル室を覆う蓋部材44と接触するように構成される。可動コア36が磁性コア39に吸引されて移動する際に、ロッド35のフランジ部35aとが係合して可動コア36とともにロッド35が閉弁方向に移動する。可動コア36と吸入弁30との間には、可動コア36を閉弁方向に付勢する閉弁付勢ばね41と、ロッド35を開閉弁方向にガイドするロッドガイド部材37と、が配置される。ロッドガイド部材37は閉弁付勢ばね41のばね座37bを構成する。また、ロッドガイド部材37には燃料通路37aが設けられており、可動コア36が配置された空間への燃料の流入出を可能にしている。
The
可動コア36、閉弁付勢ばね41及びロッド35等はポンプボディ1に固定された電磁吸入弁機構ハウジング38に内包されている。また、磁性コア39、ロッド付勢ばね40、電磁コイル43及びロッドガイド部材37等は電磁吸入弁機構ハウジング38に保持されている。なお、ロッドガイド部材37は、電磁吸入弁機構ハウジング38に対して、磁性コア39及び電磁コイル43とは反対側に取り付けられており、吸入弁30、吸入弁付勢ばね33及びストッパ32を内包する。
The
ロッド35の磁性コア39とは反対側には吸入弁30、吸入弁付勢ばね33及びストッパ32を備える。吸入弁30には、加圧室11側に突出して吸入弁付勢ばね33によりガイドされるガイド部30bが形成される。吸入弁30はロッド35の移動に伴って弁体ストローク30eの隙間の分だけ開弁方向(弁座31aから離れる方向)に移動することにより開弁状態となり、供給通路10dから加圧室11に燃料が供給される。ガイド部30bは、電磁吸入弁機構300のハウジング(ロッドガイド部材37)内部に圧入されて固定されたストッパ32に衝突することにより動きを停止する。ロッド35と吸入弁30とは別体で独立した構造である。吸入弁30は吸入側に配置された弁座部材31の弁座31aに接触することで加圧室11への流路を閉じ、また弁座31aから離れることで加圧室11への流路を開くように構成される。
A
図1のカム93の回転により、プランジャ2がカム93の方向(下方向)に移動して吸入行程状態にある場合、加圧室11の容積は増加し、加圧室11内の燃料圧力が低下する。この吸入行程で電磁コイル43が通電オフになっていると、ロッド付勢ばね40の付勢力と吸入通路10dの圧力による流体力との合計が加圧室11内の燃料圧力による流体力よりも大きくなり、ロッド35により吸入弁30が開弁方向に付勢されて開弁状態となる。
When the
プランジャ2が下死点に達し吸入行程を終了すると、プランジャ2は上昇運動に転じる。ここで電磁コイル43は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。加圧室11の容積は、プランジャ2の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室11に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁30の開口部を通して吸入通路10dへと戻されるので、加圧室11の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。
When the
その後、所望のタイミングで電磁コイル43の通電をオンとすることで、上記したように磁気吸引力が生じることで、可動コア36とともにロッド35が閉弁方向に移動し、ロッド35の先端部35bが吸入弁30から離れる。この状態においては、吸入弁30は差圧に応じて開閉するチェック弁となるため、吸入弁付勢ばね33の付勢力により閉弁する。吸入弁30の閉弁後、プランジャ2が上昇しているので、加圧室11の容積が減少し、燃料が加圧される。これを圧縮行程と称する。加圧室11の燃料が加圧されて吐出弁室12aの燃料圧力と吐出弁ばね8cによる付勢力との合計を上回ると、吐出弁8bが開弁して燃料が吐出される。
After that, by turning on the energization of the
電磁吸入弁機構300の電磁コイル43への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル43へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きくなる。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が少なくなり、コモンレール23へ高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく、吐出行程の割合が小さくなる。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が多くなり、コモンレール23へ高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル43への通電タイミングは、ECU27からの指令によって制御される。
By controlling the energization timing of the electromagnetic
以上のように電磁コイル43への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することが出来る。
低圧燃料室10には燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管28へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構9が設置されている。また、圧力脈動低減機構9の上下にはそれぞれ、間隔を持ってダンパ上部10b、ダンパ下部10cが設けられている。一度加圧室11に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁30を通して吸入通路10dへと戻される場合、吸入通路10dへ戻された燃料により低圧燃料室10には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室10に設けた圧力脈動低減機構9は、波板状の円盤型金属板2枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。9aは金属ダンパをポンプボディ1の内周部に固定するための取付け金具であり、燃料通路上に設置されるため、ダンパとの支持部を全周では無く、一部とし前記取付け金具9aの表裏に流体が自由に行き来できるようにしている。
By controlling the energization timing of the
The low-
プランジャ2は、大径部2aと小径部2bとを有し、プランジャ2の往復運動によって副室7aの体積は増減する。副室7aは燃料通路10e(図3参照)により低圧燃料室10と連通している。プランジャ2の下降時は、副室7aから低圧燃料室10へ、上昇時は、低圧燃料室10から副室7aへと燃料の流れが発生する。
The
このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、燃料供給ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。 As a result, it is possible to reduce the fuel flow rate inside and outside the pump during the suction stroke or the return stroke of the pump, and it has a function of reducing the pressure pulsation generated inside the fuel supply pump.
さらに、リリーフ弁機構の動作を詳細に説明する。リリーフ弁機構200は図2に示すように、シート部材201、リリーフ弁202、リリーフ弁ホルダ203、リリーフばね204、リリーフばねストッパ205からなる。シート部材201の内部に、リリーフ弁202、リリーフ弁ホルダ203、リリーフばね204を順に挿入し、リリーフばねストッパ205を圧入等で固定する。リリーフばね204による押付力は、リリーフばねストッパ205の位置によって規定する。リリーフ弁202の開弁圧力はこのリリーフばね204による押付力により規定の値に設定される。こうしてユニット化されたリリーフ弁機構200を、図1に示すようにポンプボディ1に圧入等で固定する。なお、図1ではユニット化されたリリーフ弁機構200を示しているが、本発明はこれに限定されるわけではない。
Further, the operation of the relief valve mechanism will be described in detail. As shown in FIG. 2, the
燃料供給ポンプは燃料を数MPaから数十MPaという非常に高圧に加圧する必要があるため、リリーフ弁202の設定開弁圧力はそれ以上でなければならない。設定開弁圧力が設定吐出圧力以下に設定されると、燃料供給ポンプにより正常に燃料が加圧されていても、リリーフ弁202が開弁してしまう。このリリーフ弁202の誤動作は、シート部材201のシート部の近傍におけるキャビテーション壊食の発生や、吐出量の低下、エネルギー効率の低下等を招いてしまう虞がある。キャビテーション壊食の発生は燃料圧力の増加にともない、その影響が顕著となるため、高圧化時に最も重要となる課題の一つである。
Since the fuel supply pump needs to pressurize the fuel to a very high pressure of several MPa to several tens of MPa, the set valve opening pressure of the
以上より、リリーフ弁202の設定開弁圧力を設定吐出圧力以上に設定する必要があるが、これは、異常高圧が発生し、リリーフ弁202が開弁して燃料を開放する際のコモンレール23の最大圧力が増加することに繋がる。コモンレール23の最大圧力は、リリーフ弁202の設定開弁圧力にリリーフ弁202自体の圧力損失を足し合わせた圧力となるため、リリーフ弁202の設定開弁圧力を増加させつつ、コモンレール23の最大圧力を抑制するためには、圧力損失の低減が重要な課題となる。
From the above, it is necessary to set the set valve opening pressure of the
これらの課題を解決するための本実施例に関して、図6を用いて説明する。図6の上部には本実施例のリリーフ弁機構200の断面図を示し、下部には枠線で囲ったシート部201a近傍の拡大断面図を示した。シート部201aの近傍ではリリーフ弁202とシート部材201の間に形成される流路断面積が狭いことから流速が極めて速い。よって、この近傍で流れ方向を急激に曲げる一点鎖線のような形状とすると流れの剥離が発生し、キャビテーション壊食が発生する懸念がある。これを防止しようと、シート部201aから一定距離だけ離れ、流速が低下した場所で流れを曲げる二点鎖線のような形状にすれば、キャビテーション壊食の防止が期待できるものの、リリーフ弁202がリフトした際にも、リリーフ弁202とシート部材201の距離が近いために、十分な流路断面積を得ることができず圧力損失が増加する懸念がある。
The present embodiment for solving these problems will be described with reference to FIG. The upper part of FIG. 6 shows a cross-sectional view of the
そこで、本実施例のリリーフ弁機構200は、リリーフ弁202と、リリーフ弁202が着座するシート部201aが形成され、弁軸方向に対し第一角度ACで傾斜するシート面201cと、シート部201aよりも下流側でシート面201cと繋がって形成され、シート面201cの下流側端からシート面201cよりも径方向外側に拡大するように形成される下流側内径拡大部201dと、下流側内径拡大部201dの下流側端から径方向外側に形成される下流側端面201eとを備えている。また、下流側内径拡大部201dは、シート部201aよりも下流側でシート面201cと繋がって形成され、シート面201cの下流側端から弁軸方向に対し第一角度ACよりも大きい第二角度ADで傾斜するように形成されている。さらに、シート面201cに対し下流側内径拡大部201dが傾斜する第三角度CDに対し、下流側内径拡大部201dに対し下流側端面201eが傾斜する第四角度DEが大きくなるように形成されている。
Therefore, in the
こうすることで、シート部201aから離れて流速が低下するのにともない流れの方向変化が大きくなっていくため、流れの剥離が発生しづらく、キャビテーション壊食の防止が期待できる。合わせて、下流側内径拡大部201dによりリリーフ弁202がリフトした際のリリーフ弁202とシート部材201の距離が広がり、流路断面積を増加させることで圧力損失の低減が期待できる。
By doing so, the direction change of the flow becomes large as the flow velocity decreases away from the
ここまでで、シート部201aの下流について本発明を適用した場合について述べたが、本発明はシート部201aの上流に付いて適用することも可能である。図7を用いて、以下に詳細を説明する。
Up to this point, the case where the present invention is applied to the downstream of the
図7では、シート部201aよりも上流側でシート面201cの上流側端と繋がって形成され、導入通路201fの下流側端(点A)から弁軸方向に対し第一角度ACよりも小さい第五角度ABで傾斜する上流側内径拡大部201bを備えている。また、シート面201cに対し下流側内径拡大部201dが傾斜する第三角度CDが第五角度ABよりも小さくなるように形成されている。さらに、上流側内径拡大部201bに対しシート面201cが傾斜する第六角度BCが第三角度CDよりも大きくなるように形成されている。
In FIG. 7, a th-th. It is provided with an upstream inner
こうすることで、流れの方向が変化する箇所からシート部201aまでの距離が離れるほど、その方向変化が大きくなっていくため、同様に流れの剥離が発生しづらく、キャビテーション壊食の防止が期待できる。合わせて、上流側内径拡大部201aによりリリーフ弁202がリフトした際のリリーフ弁202とシート部材201の距離が広がり、流路断面積を増加させることで圧力損失の低減が期待できる。また、シート部201aに近づくに従い、流速が増加していくことで圧力が低下していく。
By doing so, as the distance from the place where the flow direction changes to the
これに対して図7の一点鎖線のような形状にした場合、Aよりも外径側では圧力低下が発生し、幾何的なシート直径に対して実質的な受圧径が減少してしまい、リリーフ弁202を開弁させる流体力が減少してしまう可能性がある。このことはリリーフ弁202のリフト量を減少させ、圧力損失の増大を引き起こす可能性がある。しかし上記した本実施例では、上流側内径拡大部201bによりリリーフ弁202とシート部材201の距離が広がり、流路断面積が増加することで流速の増加を緩やかにすることができる。このことでシート部201aに向かう圧力低下を緩やかにして実質的な受圧径の減少を防止し、ひいては圧力損失増大の防止が期待できる。
On the other hand, when the shape is as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7, the pressure drops on the outer diameter side of A, and the actual pressure receiving diameter decreases with respect to the geometric sheet diameter, resulting in relief. The fluid force that opens the
導入通路201fと上流側内径拡大部201bの連結点を点A、上流側内径拡大部201bとシート面201cの連結点を点B、シート面201cと下流側内径拡大部201dの連結点を点Cとした場合、図7ではシート部からの距離は点A、点B、点Cの順に長い。そのため、これに対応して流れの方向変化は第三角度CD<第六角度BC<第五角度ABとなっている。一方、シート部から各点の距離はこの順番に限定されるものではなく、距離に応じてそれぞれの角度の大小関係を変化させる、すなわち距離が離れるほど角度を大きくすることが望ましい。
The connection point between the
本発明の第2の実施例について、図8を用いて説明する。本発明で対象とするリリーフ弁機構200では、先に述べたように燃料圧力に対抗して開弁圧を高める必要があるため、強力なばねを用いる必要がある。このため、リリーフ弁202を、リリーフばね204端のばね座で直接押圧すると、接触部の変形や摩耗が懸念される。これを防止するため、両者の間にリリーフ弁ホルダ203を挟み、それを介してリリーフ弁202をシート部材201に押圧する。この場合、シート部201aを通過した流れはリリーフ弁ホルダ203の周囲を回り込み、リリーフ弁ホルダ203の外周へと流れて行く必要がある。本実施例では、シート部201aの形状に加えて、それと対向する位置に設けられたリリーフ弁ホルダ203の形状と、流れに対する位置を規定することで、シート部201aの下流における流れを円滑にリリーフ弁ホルダ203の外周へと導くものである。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the
本実施例では、リリーフ弁202はボール形状により形成され、リリーフ弁202を内周部203aで保持し、シート部201aに向かって付勢するリリーフ弁ホルダ203を備え、リリーフ弁ホルダ203は下流側端面201eに対向するように配置されるホルダ底面部203bを有する。また、図中に点線で示すように、下流側内径拡大部201dを形成する面の延長上にホルダ底面部203bを形成する面が交差するよう、これらの面が配置されている。
In this embodiment, the
図9に図8の変形例を示す。図9では、図中に点線で示すように、下流側内径拡大部201dを形成する面の延長上だけでなく、シート面201cを形成する面の延長上にも、ホルダ底面部203bを形成する面が交差するよう、これらの面が配置されている。
FIG. 9 shows a modified example of FIG. In FIG. 9, as shown by a dotted line in the figure, the holder
こうすることで、シート部201aを通過した主流は、下流側端面201eとホルダ底面部203aの間に形成された隙間を、リリーフ弁ホルダ203の外周に向かって円滑に流れることができる。外周に向かうにともない流路断面積が広がって行くため、流速が低減され、流れの剥離を防止することができ、ひいてはキャビテーション壊食の防止が期待できる。また、シート部201aを通過した主流が内周部203a側に向くことがないため、キャビテーション気泡が内周部203a内に入り込み壊食が発生すること、および、主流の方向変化が大きくなることにより圧力損失が増大することを、同時に防止できると期待される。
By doing so, the mainstream that has passed through the
以上の通り本実施例の燃料供給ポンプは以上に説明したリリーフ弁機構200を備え、リリーフ弁機構200は、吐出弁機構8の下流側の吐出通路12の燃料が設定圧力を超えた場合に加圧室11に、又は低圧通路(低圧燃料室10又は吸入通路10d等)に燃料を戻すように構成されている。
As described above, the fuel supply pump of the present embodiment includes the
なお、上記したように、本実施例はリリーフ弁機構200の他に、燃料供給ポンプの性能を満たすための機能部品、例えば、電磁吸入弁機構300や吐出弁機構8に対しても適用可能であり、その他、上記以外の機能部品においても適用可能である。
As described above, this embodiment can be applied not only to the
以上で、実施例に関する説明を終えるが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく幅広く変形して、実施することができる。例えば、上記実施形態は燃料供給ポンプに本発明を適用したものであるが、逆止弁を要する油圧機器に適応してもよい。燃料供給ポンプ内における機能部品の配置位置や配置方法においても、上記実施形態の例示に限るものではない。 This is the end of the description of the examples, but the present invention can be widely modified and implemented without being limited to the above-described embodiment. For example, although the above embodiment applies the present invention to a fuel supply pump, it may be applied to a flood control device that requires a check valve. The arrangement position and arrangement method of the functional parts in the fuel supply pump are not limited to the examples of the above-described embodiment.
1…ポンプボディ、2…プランジャ、6…シリンダ、7…シールホルダ、8…吐出弁機構、200…リリーフ弁機構、201…シート部材、201a…シート部、201b…上流側内径拡大部、201c…シート面、201d…下流側内径拡大部、201e…下流側端面、201f…導入通路、202…リリーフ弁、203…リリーフ弁ホルダ、203a…内周部、203b…ホルダ底面、204…リリーフばね、205…ばねホルダ、300…電磁吸入弁機構。 1 ... Pump body, 2 ... Plunger, 6 ... Cylinder, 7 ... Seal holder, 8 ... Discharge valve mechanism, 200 ... Relief valve mechanism, 201 ... Seat member, 201a ... Seat part, 201b ... Upstream inner diameter expansion part, 201c ... Seat surface, 201d ... Downstream inner diameter expansion part, 201e ... Downstream side end face, 201f ... Introduction passage, 202 ... Relief valve, 203 ... Relief valve holder, 203a ... Inner circumference, 203b ... Holder bottom surface, 204 ... Relief spring, 205 ... Spring holder, 300 ... Electromagnetic suction valve mechanism.
Claims (9)
前記導入通路と前記上流側内径拡大部との連結点と、前記上流側内径拡大部と前記シート面との連結点と、前記シート面と前記下流側内径拡大部との連結点とを含む複数の点に関して、前記シート部から各点までの距離が離れるほど、各点における流れの方向変化の角度が大きくなるように形成されているリリーフ弁機構。 A relief valve, a seat portion on which the relief valve is seated are formed, a seat surface inclined at a first angle with respect to the valve axis direction, and a seat surface connected to the seat surface on the downstream side of the seat portion, and the seat is formed. A downstream inner diameter expanding portion formed so as to expand radially outward from the downstream end of the surface, and a downstream end surface formed radially outward from the downstream end of the downstream inner diameter expanding portion. And upstream, which is formed by being connected to the upstream end of the seat surface on the upstream side of the seat portion and inclined from the downstream end of the introduction passage at a fifth angle smaller than the first angle with respect to the valve axis direction. With a side inner diameter enlargement part,
A plurality of connecting points including the introduction passage and the upstream inner diameter expanding portion, a connecting point between the upstream inner diameter expanding portion and the seat surface, and a connecting point between the seat surface and the downstream inner diameter expanding portion. A relief valve mechanism formed so that the angle of change in the direction of flow at each point increases as the distance from the seat portion to each point increases.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017219614A JP6959109B2 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Relief valve mechanism and fuel supply pump equipped with it |
PCT/JP2018/040034 WO2019097990A1 (en) | 2017-11-15 | 2018-10-29 | Relief valve mechanism and fuel supply pump comprising same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017219614A JP6959109B2 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Relief valve mechanism and fuel supply pump equipped with it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019090366A JP2019090366A (en) | 2019-06-13 |
JP6959109B2 true JP6959109B2 (en) | 2021-11-02 |
Family
ID=66539525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017219614A Active JP6959109B2 (en) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Relief valve mechanism and fuel supply pump equipped with it |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6959109B2 (en) |
WO (1) | WO2019097990A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020208228A1 (en) * | 2019-07-19 | 2021-01-21 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | High pressure fuel pump |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10355030A1 (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-23 | Robert Bosch Gmbh | Valve, in particular for a high-pressure pump of a fuel injection device for an internal combustion engine |
US9797519B2 (en) * | 2007-01-10 | 2017-10-24 | Fritz Gyger Ag | Micro-valve |
JP5472395B2 (en) * | 2010-06-29 | 2014-04-16 | 株式会社デンソー | High pressure pump |
US10253741B2 (en) * | 2015-05-12 | 2019-04-09 | Hitachi Automotive Systems, Ltd | High-pressure fuel pump |
-
2017
- 2017-11-15 JP JP2017219614A patent/JP6959109B2/en active Active
-
2018
- 2018-10-29 WO PCT/JP2018/040034 patent/WO2019097990A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019097990A1 (en) | 2019-05-23 |
JP2019090366A (en) | 2019-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10788004B2 (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP4415929B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
WO2017203861A1 (en) | High-pressure fuel feeding pump | |
JP5589121B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
JP2008064013A (en) | High pressure fuel supply pump | |
WO2014083979A1 (en) | High-pressure fuel supply pump | |
US10982638B2 (en) | Device for controlling high-pressure fuel supply pump, and high-pressure fuel supply pump | |
JP6959109B2 (en) | Relief valve mechanism and fuel supply pump equipped with it | |
JP6862574B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
JP6483196B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
JP6572241B2 (en) | Valve mechanism and high-pressure fuel supply pump provided with the same | |
US20220316470A1 (en) | Fuel Pump | |
JP2019167897A (en) | Fuel supply pump | |
JP6596304B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
JP7089399B2 (en) | Manufacturing method of fuel supply pump and fuel supply pump | |
JP6165674B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
JP2019090365A (en) | Fuel supply pump | |
JP2019100190A (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP6978610B2 (en) | Solenoid valve and high pressure fuel supply pump | |
JP2018150911A (en) | Relief valve mechanism and fuel feed pump including the same | |
JP6596542B2 (en) | Valve mechanism and high-pressure fuel supply pump provided with the same | |
JP2019027355A (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP6385840B2 (en) | Valve mechanism and high-pressure fuel supply pump provided with the same | |
JP2023169731A (en) | Fuel pump | |
JP2019027335A (en) | Fuel pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171117 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200731 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200812 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210427 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20210531 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210618 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210803 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210820 |
|
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: 20211005 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211007 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6959109 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |