JP7139265B2 - High-pressure fuel supply pump and relief valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、高圧燃料供給ポンプ及びリリーフ弁機構に関する。 The present invention relates to a high pressure fuel supply pump and a relief valve mechanism.
燃料分配管の内外の差圧を小さくしてボールバルブ体を使用しながらも調圧性能を確保し、またボールバルブ体の使用をもって構造を簡素化することのできる燃料分配管用リリーフバルブの一例として、特許文献1には、筒内噴射式のエンジンの燃料分配管に固定されるリリーフバルブのバルブボデーに、バルブ体と、バルブ体によって開閉される座面を有するバルブシートと、バルブ体を閉弁方向に付勢するバルブスプリングとを組み込み、バルブ体をボールバルブ体とし、ボールバルブ体より下流側の燃料通路にバルブシートの通路面積より小さい開口面積の絞り孔を設けることが記載されている。
As an example of a relief valve for fuel distribution pipes, the differential pressure between the inside and outside of the fuel distribution pipe can be reduced to ensure pressure regulation performance while using a ball valve body, and the structure can be simplified by using the ball valve body. ,
環境適合性向上のため、内燃機関の燃料噴射弁の噴射圧力は上昇傾向にある。噴射圧力が増大すると高圧燃料供給ポンプに搭載されるリリーフばねが大型化するため、レイアウト性の向上が求められる。また、燃料が圧縮性の影響を受けると、吐出効率(プランジャの押しのけ容積に対する実吐出流量の比)が低下するという課題がある。この圧縮性の影響を低減するためには、加圧室容積を低減することが求められる。 In order to improve environmental friendliness, the injection pressure of fuel injection valves in internal combustion engines tends to increase. As the injection pressure increases, the size of the relief spring mounted on the high-pressure fuel supply pump increases. In addition, when the fuel is affected by compressibility, there is a problem that the discharge efficiency (the ratio of the actual discharge flow rate to the displacement volume of the plunger) decreases. In order to reduce this compressibility effect, it is required to reduce the volume of the pressurization chamber.
特許文献1では、燃料分配管にねじ付けによって固定するバルブボデーのおねじ部をバルブシートと径方向に重複しない位置に設け、バルブボデーのねじ付け力によるおねじ部の歪みによるバルブシートの変形を防止している。
In
しかしながら、この特許文献1に開示されるような技術では、円筒形状のバルブシートはバルブボデーに挿入され、かつバルブシート圧入用孔に圧入によって固定されているため、バルブシートは圧入によるシートの変形を受ける構造となっている。シートの変形を抑制するためにはバルブシート外周部を圧入しない逃げ部を大きく確保する必要があるため、レイアウト性と吐出効率が低下するおそれがある。
However, in the technique disclosed in
すなわち、従来、コンパクトなリリーフシート部材で、リリーフ弁が着座するリリーフシート部材のシート部の変形を抑制することができなかった。 That is, conventionally, deformation of the seat portion of the relief seat member on which the relief valve is seated could not be suppressed with a compact relief seat member.
本発明の目的は、コンパクトなリリーフシート部材で、リリーフシート部材のシート部の変形を抑制することができる高圧燃料供給ポンプ等を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-pressure fuel supply pump or the like which is a compact relief sheet member and which can suppress deformation of the seat portion of the relief sheet member.
上記目的を達成するために、本発明の一例は、リリーフ弁機構を有する高圧燃料供給ポンプであって、前記リリーフ弁機構は、リリーフ弁と、前記リリーフ弁が着座するリリーフシート部材と、を備え、前記リリーフ弁の側の前記リリーフシート部材の外周部は前記リリーフ弁の側に縮径する円錐台の側面である傾斜面を含むU字状の溝部を有し、前記リリーフ弁と反対側の前記リリーフシート部材の外周部は、その外周に配置される部材に圧入される圧入部を有し、前記リリーフ弁の側の前記リリーフシート部材の外周部に、バルブホルダの最大外径より大きく、かつ前記圧入部より小さい外径の突起部が径方向に形成される。
To achieve the above object, one example of the present invention is a high-pressure fuel supply pump having a relief valve mechanism, the relief valve mechanism comprising a relief valve and a relief seat member on which the relief valve is seated. , the outer peripheral portion of the relief seat member on the side of the relief valve has a U-shaped groove portion including an inclined surface that is a side surface of a truncated cone whose diameter is reduced toward the relief valve side, and the groove portion on the side opposite to the relief valve The outer peripheral portion of the relief seat member has a press-fit portion that is press-fitted into a member arranged on the outer periphery thereof, and the outer peripheral portion of the relief seat member on the side of the relief valve is larger than the maximum outer diameter of the valve holder, Further, a protrusion having an outer diameter smaller than that of the press-fit portion is formed in the radial direction .
本発明によれば、コンパクトなリリーフシート部材で、リリーフシート部材のシート部の変形を抑制することができる。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, deformation of the seat portion of the relief sheet member can be suppressed with a compact relief sheet member. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下に本発明の実施例1~3による高圧燃料供給ポンプを、図面を用いて説明する。 High-pressure fuel supply pumps according to first to third embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<実施例1>
本発明の実施例1による高圧燃料供給ポンプについて図1乃至図6を用いて説明する。最初に、本実施例の高圧燃料供給ポンプのシステム構成と動作について図1乃至図5を用いて説明する。
<Example 1>
Embodiment 1 A high-pressure fuel supply pump according to
図1は高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図、図2は高圧燃料供給ポンプの縦断面図、図3は高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図、図4は高圧燃料供給ポンプの図2と別方向から見た縦断面図、図5は高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁機構が開弁状態にある状態を示す。 FIG. 1 is a configuration diagram of an engine system to which a high-pressure fuel supply pump is applied, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the high-pressure fuel supply pump, FIG. 3 is a horizontal cross-sectional view seen from above the high-pressure fuel supply pump, and FIG. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the fuel supply pump viewed from a different direction from FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged vertical cross-sectional view of the electromagnetic intake valve mechanism of the high-pressure fuel supply pump, showing the electromagnetic intake valve mechanism in the open state.
図1において、破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプの本体(ポンプボディ1)を示している。この図1中の破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ1に一体に組み込まれていることを示す。 In FIG. 1, the portion surrounded by the dashed line indicates the main body (pump body 1) of the high-pressure fuel supply pump. Mechanisms/parts shown within broken lines in FIG.
燃料タンク20の燃料は、エンジンコントロールユニット27(以下ECUと称す)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燃料配管28を通して高圧燃料供給ポンプの低圧燃料吸入口10aに送られる。
Fuel in the
低圧燃料吸入口10aから吸入ジョイント50(図4)を通過した燃料は、低圧燃料吸入口10b、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 passing through the intake joint 50 (FIG. 4) from the low-pressure
電磁吸入弁機構300に流入した燃料は、吸入弁30により開閉される吸入口を通過し加圧室11に流入する。
The fuel that has flowed into the electromagnetic
ここで、エンジンのカム93(図2)によりプランジャ2に往復運動する動力が与えられる。このプランジャ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。
Here, the
吐出弁機構100を介し、圧力センサ26が装着されているコモンレール23へ燃料が圧送される。
Fuel is pumped through the
そしてECU27からの信号に基づきインジェクタ24がエンジンへ燃料を噴射する。
Based on a signal from the
本実施例はインジェクタ24がエンジンのシリンダ筒内に直接、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高圧燃料供給ポンプである。
This embodiment is a high-pressure fuel supply pump that is applied to a so-called direct injection engine system in which an
高圧燃料供給ポンプは、ECU27から電磁吸入弁機構300への信号により、所望の燃料流量の供給燃料を吐出する。
The high-pressure fuel supply pump discharges supplied fuel at a desired fuel flow rate according to a signal from the
図2および図4に示すように本実施例の高圧燃料供給ポンプは内燃機関の高圧燃料供給ポンプ取付け部90に密着して固定される。より具体的には、図3のポンプボディ1に設けられた取付けフランジ1aにボルトによる固定用の穴1bが形成されており、これに複数のボルトが挿入されることで、取付けフランジ1aが内燃機関の高圧燃料供給ポンプ取付け部90に密着し、固定される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the high-pressure fuel supply pump of this embodiment is fixed in close contact with the high-pressure fuel supply
高圧燃料供給ポンプ取付け部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。
An O-
ポンプボディ1にはプランジャ2の往復運動をガイドし、ポンプボディ1と共に加圧室11を形成するシリンダ6が取り付けられている。つまり、プランジャ2はシリンダ6の内部を往復運動することで加圧室11の容積を変化させる。また燃料を加圧室11に供給するための電磁吸入弁機構300と加圧室11から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構100が設けられている。
A
シリンダ6はその外周側においてポンプボディ1と圧入されている。さらに、固定部6aにおいて、ポンプボディ1を内周側へ変形させてシリンダ6が図中上方向へ押圧されており、シリンダ6の上端面で加圧室11にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールされている。
The
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の内部へ流入するのを防ぐ。同時に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。
A
図3および図4に示すように、高圧燃料供給ポンプのポンプボディ1の側面部には吸入ジョイント50が取り付けられている。吸入ジョイント50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、燃料はここから高圧燃料供給ポンプ内部に供給される。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
低圧燃料吸入口10aを通過した燃料は、図3に示すポンプボディ1に上下方向に連通した低圧燃料吸入口10bを通って圧力脈動低減機構9に向かう。
The fuel that has passed through the low-
圧力脈動低減機構9はダンパカバー14とポンプボディ1の上端面との間に配置され、ポンプボディ1の上端面に配置された保持部材9bにより下側から支持される。具体的には、圧力脈動低減機構9は2枚のダイアフラムを重ね合わせて構成され、その内部には0.3MPa~0.6MPaのガスが封入されており、外周縁部が溶接で固定される。そのために外周縁部は薄く、内周側に向かって厚くなるように構成されている。
The pressure
保持部材9bの上面には圧力脈動低減機構9の外周縁部を下側から固定するための凸部が形成される。一方でダンパカバー14の下面には圧力脈動低減機構9の外周縁部を上側から固定するための保持部材9aの凸部が配置される。これらの凸部は円形状に形成されており、これらの凸部により挟まれることで圧力脈動低減機構9が固定される。本実施例では、ダンパカバー14と保持部材9aは一体に構成されるが、別体であってもよい。
A protrusion is formed on the upper surface of the
なお、ダンパカバー14はポンプボディ1の外縁部に対して圧入されて固定されるが、この際に保持部材9aが弾性変形して、圧力脈動低減機構9を支持する。このようにして圧力脈動低減機構9の上下面には低圧燃料吸入口10a、10bと連通するダンパ室10cが形成される。
The damper cover 14 is press-fitted to the outer edge of the
なお、保持部材9a、9bには圧力脈動低減機構9の上側と下側とを連通する通路が形成されており、これによりダンパ室10cは圧力脈動低減機構9の上下面に形成される。
A passage is formed in the holding
ダンパ室10cを通った燃料は次にポンプボディ1に上下方向に連通して形成された吸入通路10dを介して電磁吸入弁機構300の吸入ポート31bに至る。なお、吸入ポート31bは吸入弁シート31aを形成するシート部材31に上下方向に連通して形成される。
After passing through the
図3に示すように加圧室11の出口に設けられた吐出弁機構100は、吐出弁シート101、吐出弁シート101と接離する吐出弁102、吐出弁102を吐出弁シート101に向かって付勢する吐出弁ばね103、吐出弁102のストローク(移動距離)を決める吐出弁ストッパ104から構成されている。吐出弁ストッパ104とポンプボディ1とは当接部105で溶接により接合されており、燃料を外部から遮断している。
As shown in FIG. 3 , the
加圧室11と吐出弁室12aに燃料差圧が無い状態では、吐出弁102は吐出弁ばね103による付勢力で吐出弁シート101に圧着され閉弁状態となっている。
When there is no fuel pressure difference between the
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102は吐出弁ばね103に逆らって開弁する。そして、加圧室11内の高圧の燃料は吐出弁室12a、燃料吐出通路12b、燃料吐出口を経てコモンレール23へと吐出される。
The
吐出弁102は開弁した際、吐出弁ストッパ104と接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁102のストロークは吐出弁ストッパ104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102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、高圧燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。
When the
また、吐出弁102が開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁102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104の外周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構100は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
Further, when the
以上に説明したように、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100にて構成されている。
As described above, the pressurizing
図5は電磁吸入弁機構300の詳細な構成を示す。
FIG. 5 shows a detailed configuration of the electromagnetic
カム93の回転により、プランジャ2がカム93の方向に移動して吸入行程状態にある時は、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。この行程で加圧室11内の燃料圧力が吸入ポート31bの圧力よりも低くなると、吸入弁30は開弁状態になる。開口部30aは最大の開度の場合を示しており、このとき、吸入弁30はストッパ32に接触する。
When the
吸入弁30が開弁することにより、シート部材31に形成された開口部31cが開口する。燃料は開口部31cを通り、ポンプボディ1に横方向に形成された穴1fを介して加圧室11に流入する。なお、穴1fも加圧室11の一部を構成する。
By opening the
プランジャ2が吸入行程を終了した後、プランジャ2が上昇運動に転じ上昇行程に移る。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。ロッド付勢ばね40はロッド35の外径側に凸となるロッド凸部35aを付勢し、無通電状態において吸入弁30を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。
After the
加圧室11の容積は、プランジャ2の上昇運動に伴い減少するが、この状態では、加圧室11に一度吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁30の開口部30a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。
The volume of the
この状態で、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(図2)を介して電流が流れる。これにより磁気コア39とアンカー36との間に磁気吸引力が作用し、磁気コア39及びアンカー36が磁気吸引面S(図5)で接触する。磁気吸引力はロッド付勢ばね40の付勢力に打ち勝ってアンカー36を付勢し、アンカー36がロッド凸部35aと係合して、ロッド35を吸入弁30から離れる方向に移動させる。
In this state, when a control signal from the
このとき、吸入弁付勢ばね33による付勢力と燃料が吸入通路10dに流れ込むことによる流体力により吸入弁30が閉弁する。
At this time, the
閉弁後、加圧室11の燃料圧力はプランジャ2の上昇運動と共に上昇し、燃料吐出口12の圧力以上になると、吐出弁機構100を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール23へと供給される。この行程を吐出行程と称する。
After the valve is closed, the fuel pressure in the pressurizing
すなわち、プランジャ2の下始点から上始点までの間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、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。
That is, the upward stroke from the lower start point to the upper start point of the
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い。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。
If the timing of energizing the
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い。すなわち、吸入通路10dに戻される燃料が多く、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。
On the other hand, if the energization timing is delayed, the ratio of the return stroke in the compression stroke is large and the ratio of the discharge stroke is small. That is, more fuel is returned to the
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。
By controlling the timing of energization of the
ダンパ室10c(低圧燃料室)には高圧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減させる圧力脈動低減機構9が設置されている。加圧室11に一度流入した燃料が、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ダンパ室10cには圧力脈動が発生する。しかし、ダンパ室10cに設けた圧力脈動低減機構9は、2枚の波板状の円盤型金属板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。
A pressure
プランジャ2は、大径部2aと小径部2b(図2)を有し、プランジャ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によりダンパ室10cと連通している。プランジャ2の下降時は、副室7aからダンパ室10cへ、上昇時は、ダンパ室10c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、高圧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 flow rate of fuel into and out of the pump during the suction stroke or return stroke of the pump, and has the function of reducing the pressure pulsation generated inside the high-pressure fuel supply pump.
次に、図2および図3等に示すリリーフ弁機構200Aについて説明する。
Next, the
リリーフ弁機構200Aはリリーフシート201、バルブ202、バルブホルダ203、リリーフばね204、リリーフボディ205からなる。
The
リリーフシート201には、テーパ形状のシート部201aが設けられている。なお、バルブ202(リリーフ弁)は、リリーフシート201(リリーフシート部材)のシート部201aに着座する。
The
バルブ202はリリーフばね204の荷重がバルブホルダ203を介して負荷され、シート部201aに押圧され、シート部201aと協働して燃料を遮断している。バルブ202の開弁圧力はリリーフばね204の荷重によって決定される。
The
リリーフシート201はリリーフボディ205に圧入固定されており、圧入固定の位置によってリリーフばね204の荷重を調整する機構である。
The
加圧室11の燃料が加圧されて吐出弁102が開弁すると、加圧室11内の高圧の燃料は吐出弁室12a、燃料吐出通路12bを通って、燃料吐出口12から吐出される。
When the fuel in the
燃料吐出口12は吐出ジョイント60に形成されており、吐出ジョイント60はポンプボディ1に溶接部62(図2)にて溶接固定され燃料通路を確保している。そして本実施例では、吐出ジョイント60の内部に形成される空間にリリーフ弁機構200Aが配置される。つまり、リリーフ弁機構200Aの最外径部(本実施例では、リリーフボディ205の最外径部)が吐出ジョイント60の内径部よりも内周側に配置され、かつ、ポンプボディ1を上側から見て、リリーフ弁機構200Aがその軸方向において吐出ジョイント60と少なくとも一部が重なるように配置される。
The
これにより吐出ジョイント60の形状が変わっても、これに伴ってリリーフ弁機構200Aの形状を変える必要がなく、低コスト化を図ることが可能である。
As a result, even if the shape of the discharge joint 60 changes, there is no need to change the shape of the
つまり、本実施例では図2に示すようにポンプボディ1の外周面から内周側に向かってプランジャ軸方向と直交する方向(横方向)に第一の穴1c(横穴)が形成される。そして、リリーフ弁機構200Aは、リリーフボディ205がこの第一の穴1cに圧入されることで配置される。このように、本実施例の高圧燃料供給ポンプは、リリーフ弁機構200Aを有する。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a
そして本実施例では第一の穴1cと連通して、リリーフ弁機構200Aが開弁した場合に、加圧室11で加圧され吐出弁102より吐出された吐出側流路の燃料を加圧室11に戻す第二の穴1d(横穴)をポンプボディ1に形成している。
In this embodiment, it communicates with the
コモンレール23内、あるいは吐出弁機構100より下流側の燃料の圧力が設定値以上になった場合にバルブ202が開弁し、吐出側流路(燃料吐出口12)とリリーフ弁機構200Aの内部空間とが連通する。この内部空間にはバルブホルダ203、リリーフばね204が配置される。リリーフボディ205をリリーフ弁機構200Aの軸方向に見て中心部には穴205bが形成され、これによりリリーフボディ205の内部空間と第二の穴1dで形成されるリリーフ通路1gが繋がる。
When the pressure of the fuel in the
バルブ202が開弁すると、リリーフボディ205の中心部の穴205b、リリーフ通路1gを通って、リリーフボディ205の内部空間の燃料が加圧室11に流れる。
When the
加圧行程時は、燃料吐出の際に、燃料吐出口12と加圧室11の間に構成されている吐出弁機構100と燃料吐出通路12bによる圧力損失が発生し、加圧室11圧力が燃料吐出口12圧力より高くなるオーバーシュートが発生することがある。このオーバーシュートにより、加圧行程時の燃料吐出口の圧力は大きく変動することとなる。
During the pressurization stroke, pressure loss occurs due to the fuel
しかしながら、高圧側に異常燃料をリリーフする本実施例のような構成の場合、加圧行程時は前述のとおり燃料吐出口12の圧力は高くなるが、リリーフ弁機構200Aの出口が加圧室11なので、加圧室11内の圧力も上昇しており、リリーフ弁機構200Aの入口と出口の差圧がリリーフばね204によるバルブ202の設定圧力以上にはならない為、バルブ202は開弁しない。
However, in the case of the configuration of this embodiment, in which abnormal fuel is relieved to the high pressure side, the pressure at the
またその一方で、吸入行程・戻し行程時は、コモンレール23内へ燃料が吐出されないため、燃料吐出口の圧力は大きく変動しない。よって、加圧室11の圧力が燃料吐出口12の圧力より高くなるオーバーシュートを考慮したリリーフ弁設定荷重とする必要がない。リリーフ弁設定荷重を高くした場合、その分、コモンレール23など高圧エリアの耐圧設計を高くせねばならず、重量が増すことで、燃費が悪くなる傾向となる。よって、燃料を加圧室11に戻すことで、燃費を抑える効果がある。
On the other hand, since no fuel is discharged into the
高圧燃料供給ポンプが正常に作動している場合、加圧室11によって加圧された燃料は燃料吐出通路12bを通過して燃料吐出口12から高圧吐出される。
When the high-pressure fuel supply pump is operating normally, the fuel pressurized by the pressurizing
加圧行程の開始直後に加圧室11内の圧力は急上昇してコモンレール23内の圧力よりも上昇し、それに伴いコモンレール圧力により閉じられていた吐出弁102が開弁する。それに伴い、燃料吐出口12の圧力も上昇する。
Immediately after the start of the pressurizing stroke, the pressure in the pressurizing
この時、コモンレール23内に装着されている圧力センサ26にて圧力が測定され、この測定結果により高圧燃料供給ポンプの吐出量とインジェクタ24の吐出量を調整することにより、コモンレール23内の圧力は変動しながらも狙い圧力となるよう調圧されることとなる。
At this time, the pressure is measured by a
本実施例では、コモンレール23内圧力によってバルブ202に発生する荷重最大値に対して、リリーフばね204と加圧室11内の圧力によってバルブ202に生じさせる荷重最小値が大きくなるよう設定している。つまり、リリーフ弁機構200Aの入り口である燃料吐出口12の圧力が開弁圧力を超えない設定とし、リリーフ弁機構200Aは開弁しない。
In this embodiment, the minimum load applied to the
次に、異常高圧燃料が発生した場合について述べる。 Next, a case where abnormally high pressure fuel is generated will be described.
高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構300の故障等により、燃料吐出口12の圧力が異常に高圧になり、リリーフ弁機構200Aの開弁圧力より大きくなると異常高圧燃料は第二の穴1dを介して加圧室11にリリーフされる。これにより燃料吐出口12圧力は、電磁吸入弁機構300の故障等が生じても一定値以下となるため、コモンレール23等が高圧により破損することはない。
Due to a malfunction of the electromagnetic
次に、リリーフ弁機構200Aの構成について、図6を用いて詳しく説明する。図6は本実施例の高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁機構の拡大縦断面図であり、リリーフ弁機構が閉弁状態にある状態を示す図である。
Next, the configuration of the
本実施例のリリーフ弁機構200Aでは、燃料の流れる方向、すなわち軸方向において、リリーフシート201の内周側には、バルブ202が着座するシート部201aと、シート部201aの上流側に燃料通路201bが形成されている。
In the
リリーフシート201の外周側には、シート部201aの近傍位置に、加圧室11の容積を低減し、吐出効率の低下を抑制するための突起部201cが形成されており、その上流側外周にはリリーフボディ205との径方向との間に隙間を形成する溝部201dが設けられている。また、軸方向下流側においてリリーフボディ205の内周部に圧入される圧入部201eが形成されている。
On the outer peripheral side of the
すなわち、図6に示すように、バルブ202(リリーフ弁)と反対側のリリーフシート201(リリーフシート部材)の外周部は、その外周に配置される部材(リリーフボディ205)に圧入される圧入部201eを有する。バルブ202(リリーフ弁)の側のリリーフシート201(リリーフシート部材)の外周部は、圧入部201eより小さい外径の突起部201cを形成する。
That is, as shown in FIG. 6, the outer peripheral portion of the relief seat 201 (relief seat member) on the side opposite to the valve 202 (relief valve) is a press-fitting portion that is press-fitted into a member (relief body 205) arranged on the outer periphery. 201e. The outer peripheral portion of the relief seat 201 (relief seat member) on the valve 202 (relief valve) side forms a
これにより、加圧室11の容積を低減し、吐出効率の低下を抑制することができる。また、突起部201cとリリーフシート201の外周に配置される部材(リリーフボディ205)との間に隙間が形成されるため、突起部201cはリリーフシート201の外周に配置される部材から直接的に外力を受けない。
As a result, the volume of the pressurizing
なお、前述したように、リリーフシート201(リリーフシート部材)は、バルブ202(リリーフ弁)とリリーフシート201(リリーフシート部材)を収納するリリーフボディ205に圧入される圧入部201eを有する。これにより、リリーフ弁機構200Aはモジュール化され、高圧燃料供給ポンプの組み立てが容易になる。
As described above, the relief sheet 201 (relief sheet member) has a press-
シート部201aとバルブ202との間に隙間が生じると、燃料が遮断できないことになる。この場合、コモンレール23の燃料がシート部201a、第二の穴1dを通過して加圧室11に戻ってしまう。すると、インジェクタ24に燃料が供給できず、エンジン不調の要因となる。また、加圧室11に戻る量が微量であってもコモンレール23内の圧力を保持することが難しくなり、アイドルストップ時などエンジン再始動に必要な時間がより多くなるなどの乗り心地に影響を与えたり、また、シート部201aを燃料が通過する際にキャビテーションによるエロージョンを生じさせたりして、シート部201aを破壊し、これもまた、エンジン不調の要因となる。
If a gap occurs between the
本実施例のリリーフ弁機構200Aでは、溝部201dによって、圧入部201eがリリーフボディ205に圧入された際の変形をシート部201aに伝達し難くすることが可能であり、シート部201aが変形し、シート部201aとバルブ202との間に隙間が生じないような構成とすることができる。
In the
また、溝部201dを設けたリリーフシート201では、従来技術で述べたシート外周部の圧入回避構造に比べ、シート部201aと圧入部201e間の距離を短く設定することができ、レイアウト性を向上させることが可能となる。
In addition, in the
なお、溝部201dの形状については、面201fは軸方向と垂直な面と平行、面201gは軸方向に見て、下流側から上流側に外径方向へと傾斜させる構造とすることで圧入時の変形を最も抑制できることを本願発明者は解析結果等から見出した。
Regarding the shape of the
すなわち、本実施例では、図6に示すように、溝部201dは、面201g(傾斜面)を含む。これにより、圧入部201eからの変形がシート部201aに伝達しにくくなり、シート部201aの変形を抑制することができる。詳細には、面201g(傾斜面)は、バルブ202(リリーフ弁)の側に縮径する円錐台の側面である。これにより、シート部201aの変形を抑制することができるとともに溝部201dを容易に形成することができる。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the
上記のような構成とすることで、吐出効率の低減を抑制しつつ、燃料を確実に遮断することができ、残圧保持特性を達成し、シート部に対するキャビテーションによる損傷も抑えることができるリリーフ弁機構200Aを有する高圧燃料供給ポンプを提供することが可能となる。また、今後の更なる燃料の高圧化にも対応することが可能な高圧燃料供給ポンプとすることができる。
With the configuration as described above, the relief valve can reliably shut off the fuel while suppressing a decrease in discharge efficiency, achieve residual pressure retention characteristics, and suppress damage to the seat portion due to cavitation. It is possible to provide a high pressure fuel supply pump with
本実施例では、前述したように、バルブ202(リリーフ弁)の側のリリーフシート201(リリーフシート部材)の外周部は、溝部201dを有する。これにより、シート部201aと圧入部201eの間の距離を短くしても、圧入部201eからの変形がシート部201aに伝達しにくくなり、シート部201aの変形を抑制することができる。また、本実施例では、リリーフ弁機構200Aの下流側は、加圧室11に接続される。これにより、加圧室11の圧力を閉弁時に利用できるため、リリーフばね204を小型化することができる。
In this embodiment, as described above, the outer peripheral portion of the relief sheet 201 (relief sheet member) on the valve 202 (relief valve) side has the
以上説明したように、本実施例によれば、コンパクトなリリーフシート201(リリーフシート部材)で、リリーフシート201のシート部201aの変形を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, deformation of the
<実施例2>
本発明の実施例2の高圧燃料供給ポンプについて図7を用いて説明する。
<Example 2>
A high-pressure fuel supply pump according to
実施例1と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。本実施例以降の実施例においても同様とする。 The same reference numerals are given to the same configurations as in the first embodiment, and the description thereof is omitted. The same applies to the embodiments after the present embodiment.
本実施例の高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁機構200Bは、上述した実施例1とは異なり、リリーフボディ205を用いずに、ポンプボディ1に設けられた第一の穴1cに、バルブ202、バルブホルダ203、リリーフばね204が挿入され、かつリリーフシート201についてもこの第一の穴1cに直接圧入されて構成されたものである。
The
すなわち、リリーフシート201(リリーフシート部材)は、リリーフ弁機構200Bを収納するポンプボディ1に圧入される圧入部201eを有する。これにより、部品点数が減少し、高圧燃料供給ポンプの製造コストを低減することができる。なお、本実施例では、バルブ202(リリーフ弁)の側のリリーフシート201(リリーフシート部材)の外周部とその外周に配置される部材(第一の穴1cを形成するポンプボディ1)との間に隙間が形成され、バルブ202の側のリリーフシート201の外周部は、溝部201dを有する。
That is, the relief sheet 201 (relief sheet member) has a press-fitting
このような本実施例の高圧燃料供給ポンプによって得られる効果は、上述した実施例1の高圧燃料供給ポンプと同じである。 The effects obtained by the high-pressure fuel supply pump of this embodiment are the same as those of the high-pressure fuel supply pump of the first embodiment described above.
<実施例3>
本発明の実施例3の高圧燃料供給ポンプについて図8を用いて説明する。図8は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示す図である。
<Example 3>
Embodiment 3 A high-pressure fuel supply pump according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump of this embodiment.
本実施例の高圧燃料供給ポンプは、図8に示すように、リリーフ弁機構200Aは、コモンレール23内圧力が設定値以上になった場合に燃料を第三の穴1h(縦穴)を介してダンパ室10cに戻すように構成されている。
In the high-pressure fuel supply pump of this embodiment, as shown in FIG. 8, the
すなわち、本実施例では、リリーフ弁機構200Aの下流側は、ダンパ室10cに接続される。
That is, in this embodiment, the downstream side of the
この場合、加圧室11とリリーフ弁機構200Aは空間的に接続されないため、加圧室11と空間的に接続される体積を縮小することができる。吐出行程時にプランジャ2によって加圧される体積を減らすことができ、高圧吐出する際の吐出量効率を高めることができる。吐出量効率が高まることでプランジャ2を上昇させるために必要なエネルギーを減らすことができ、燃費向上やCO2削減に貢献することができる。
In this case, since the
<その他>
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
<Others>
It should be noted that the present invention is not limited to the above examples, and includes various modifications. The above embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
上記実施例では、バルブ202は、ボールバルブであるが、例えば、棒状の弁体であってもよい。また、上記実施例では、バルブ202とバルブホルダ203は別体であるが一体であってもよい。
Although the
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。 It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, or to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
なお、本発明の実施例は、以下の態様であってもよい。
(1).高圧燃料供給ポンプであって、
加圧室の吐出側の燃料が設定値以上になった場合に開弁して高圧燃料を逃がすように構成され、リリーフ弁が着座するリリーフシート部材と、前記リリーフ弁を保持するリリーフ弁ホルダと、前記リリーフ弁を下流側から上流側に向かって付勢するリリーフバネ、とを有するリリーフ弁機構を備え、
前記リリーフ弁機構の前記リリーフシート部材は、
その内周側に、前記リリーフ弁が着座するシート部と、
前記燃料を高圧側から低圧側へと流す流路部と、を有し、
その外周側に、前記燃料の流れ方向上流側において、前記リリーフシート部材が前記リリーフシート部材の外周側に配置される部材に圧入される際に前記部材に接触する圧入部と、
前記燃料の流れ方向下流側において、前記リリーフシート部材の外周側に配置される部材との間に隙間を形成する溝部と、
を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
In addition, the following aspects may be sufficient as the Example of this invention.
(1). A high pressure fuel supply pump,
a relief seat member on which a relief valve is seated, and a relief valve holder that holds the relief valve, configured to open when the fuel on the discharge side of the pressurization chamber exceeds a set value to release the high-pressure fuel. and a relief spring that biases the relief valve from the downstream side toward the upstream side,
The relief seat member of the relief valve mechanism is
a seat portion on which the relief valve is seated on the inner peripheral side thereof;
a channel portion for flowing the fuel from a high pressure side to a low pressure side,
a press-fitting portion that contacts the member arranged on the outer peripheral side of the relief sheet member when the relief sheet member is press-fitted into the member arranged on the outer peripheral side of the relief sheet member on the upstream side in the flow direction of the fuel;
a groove portion forming a gap between the relief sheet member and a member disposed on the outer peripheral side of the relief sheet member on the downstream side in the fuel flow direction;
A high-pressure fuel supply pump, characterized by comprising:
(2).(1)に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記リリーフシート部材は、前記リリーフシート部材のシート外周部に、前記圧入部より外径の小さい突起部が形成された
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
(2). In the high-pressure fuel supply pump according to (1),
The high-pressure fuel supply pump, wherein the relief sheet member has a projection portion having an outer diameter smaller than that of the press-fit portion formed on the sheet outer peripheral portion of the relief sheet member.
(3).(1)に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記リリーフ弁機構の前記リリーフシート部材の前記溝部は、傾斜面で構成された
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
(3). In the high-pressure fuel supply pump according to (1),
The high-pressure fuel supply pump, wherein the groove portion of the relief seat member of the relief valve mechanism is formed of an inclined surface.
(4).(3)に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記リリーフシート部材の前記傾斜面は、前記燃料の流れ方向下流側から見た際、前記リリーフシート部材の前記内周側から前記外周側へと傾斜する、前記傾斜面により構成された
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
(4). In the high-pressure fuel supply pump according to (3),
The inclined surface of the relief sheet member is configured by the inclined surface that is inclined from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the relief sheet member when viewed from the downstream side in the fuel flow direction. and high pressure fuel supply pump.
(5).(1)に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記リリーフ弁機構の前記リリーフシート部材は、ポンプボディに直接的、またはリリーフボディを介して間接的に圧入された
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
(5). In the high-pressure fuel supply pump according to (1),
A high-pressure fuel supply pump, wherein the relief seat member of the relief valve mechanism is press-fitted into the pump body directly or indirectly via the relief body.
(6).(1)または(2)に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記加圧室の吸入側に配置された吸入弁と、
前記加圧室の吐出側に配置される吐出弁と、を備え、
前記リリーフ弁機構の前記リリーフシート部材は、前記吐出弁の下流側の燃料が設定値以上になった場合に燃料を前記加圧室、または前記吸入弁の上流側の低圧空間に戻すように構成された
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
(6). In the high-pressure fuel supply pump according to (1) or (2),
a suction valve disposed on the suction side of the pressurized chamber;
a discharge valve arranged on the discharge side of the pressurizing chamber,
The relief seat member of the relief valve mechanism is configured to return fuel to the pressure chamber or the low-pressure space upstream of the intake valve when the amount of fuel downstream of the discharge valve exceeds a set value. A high-pressure fuel supply pump characterized by:
(1)~(6)によれば、リリーフシートを圧入固定しつつ、圧入によって生じる変形の影響によってシート性が悪化することを抑制し、かつ吐出効率の低下を低減することができる。 According to (1) to (6), while the relief sheet is press-fitted and fixed, it is possible to suppress deterioration of the sheet property due to deformation caused by the press-fitting, and to reduce a decrease in discharge efficiency.
1…ポンプボディ
2…プランジャ
4…ばね
6…シリンダ
7…シールホルダ
8…吐出弁機構
9…圧力脈動低減機構
10a、10b…低圧燃料吸入口
10c…ダンパ室
10d…吸入通路
10e…燃料通路
10d…吸入通路
11…加圧室
12…燃料吐出口
13…プランジャシール
14…ダンパカバー
15…リテーナ
28…燃料配管
30…吸入弁
50…吸入ジョイント
60…吐出ジョイント
100…吐出弁機構
200A、200B…リリーフ弁機構
201…リリーフシート
201a…シート部
201b…燃料通路
201c…突起部
201d…溝部
201e…圧入部
202…バルブ
203…バルブホルダ
204…リリーフばね
205…リリーフボディ
205b…穴
300…電磁吸入弁機構
Claims (4)
前記リリーフ弁機構は、
リリーフ弁と、
前記リリーフ弁が着座するリリーフシート部材と、を備え、
前記リリーフ弁の側の前記リリーフシート部材の外周部は、前記リリーフ弁の側に縮径する円錐台の側面である傾斜面を含むU字状の溝部を有し、
前記リリーフ弁と反対側の前記リリーフシート部材の外周部は、その外周に配置される部材に圧入される圧入部を有し、
前記リリーフ弁の側の前記リリーフシート部材の外周部に、バルブホルダの最大外径より大きく、かつ前記圧入部より小さい外径の突起部が径方向に形成される
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 A high-pressure fuel supply pump having a relief valve mechanism,
The relief valve mechanism is
a relief valve;
and a relief seat member on which the relief valve is seated,
The outer peripheral portion of the relief seat member on the relief valve side has a U-shaped groove portion including an inclined surface that is a side surface of a truncated cone whose diameter is reduced toward the relief valve side ,
an outer peripheral portion of the relief sheet member on the side opposite to the relief valve has a press-fitting portion that is press-fitted into a member arranged on the outer periphery thereof;
A protrusion having an outer diameter larger than the maximum outer diameter of the valve holder and smaller than the press-fitting portion is formed radially on the outer peripheral portion of the relief seat member on the relief valve side.
A high-pressure fuel supply pump characterized by:
前記圧入部は、
前記リリーフ弁と前記リリーフシート部材を収納するリリーフボディ又は前記リリーフ弁機構を収納するポンプボディに圧入される
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 A high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
The press-fit portion is
It is press-fitted into a relief body that houses the relief valve and the relief seat member or a pump body that houses the relief valve mechanism.
A high-pressure fuel supply pump characterized by:
前記リリーフ弁機構の下流側は、
加圧室又はダンパ室に接続される
ことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 A high-pressure fuel supply pump according to claim 1,
Downstream of the relief valve mechanism,
A high-pressure fuel supply pump, characterized by being connected to a pressurizing chamber or a damper chamber.
前記リリーフ弁が着座するリリーフシート部材と、を備え、
前記リリーフ弁の側の前記リリーフシート部材の外周部とその外周に配置される部材との間に隙間が形成され、
前記リリーフ弁の側の前記リリーフシート部材の外周部は、前記リリーフ弁の側に縮径する円錐台の側面である傾斜面を含むU字状の溝部を有し、
前記リリーフ弁と反対側の前記リリーフシート部材の外周部は、その外周に配置される部材に圧入される圧入部を有し、
前記リリーフ弁の側の前記リリーフシート部材の外周部に、バルブホルダの最大外径より大きく、かつ前記圧入部より小さい外径の突起部が径方向に形成される
ことを特徴とするリリーフ弁機構。 a relief valve;
and a relief seat member on which the relief valve is seated,
A gap is formed between an outer peripheral portion of the relief sheet member on the side of the relief valve and a member arranged on the outer periphery thereof,
The outer peripheral portion of the relief seat member on the relief valve side has a U-shaped groove portion including an inclined surface that is a side surface of a truncated cone whose diameter is reduced toward the relief valve side ,
an outer peripheral portion of the relief sheet member on the side opposite to the relief valve has a press-fitting portion that is press-fitted into a member arranged on the outer periphery thereof;
A protrusion having an outer diameter larger than the maximum outer diameter of the valve holder and smaller than the press-fitting portion is formed radially on the outer peripheral portion of the relief seat member on the relief valve side.
A relief valve mechanism characterized by:
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