JPH09144627A

JPH09144627A - 燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JPH09144627A
Application number: JP30731795A
Authority: JP
Inventors: Isao Kitsukawa; 功橘川; Akira Iijima; 章飯島
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料噴射ポンプのスピルポート５に対向させ
て配置されたデフレクタ２０にキャビテーションによる
気泡が付着し、これにスピル流の圧力波が加わってエロ
ージョンが発生してしまう。【解決手段】デフレクタ２０のスピル流衝突部位２２
に、多孔質材部材２４を設けた。これにより、スピル流
の圧力波は、デフレクタ２０のスピル流衝突部位２２に
衝突した際、多孔質材部材２４によって吸収され減衰さ
れる。このように、スピル流衝突部位２２における急激
な圧力変動が抑えられるので、キャビテーションエロー
ジョンの発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピルポートから
のスピル流を受けるデフレクタを備えた燃料噴射ポンプ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射ポンプ（列型ポンプ）は、図６
に示すように、ポンプケース１内に収容されたプランジ
ャバレル２と、そのバレル２内に昇降自在に収容された
プランジャ３と、そのプランジャ３を昇降させるカム４
とを備えており、次のようにして燃料を圧送する。

【０００３】図６(a) に示すように、プランジャ３が下
降状態にありバレル２に穿たれたポート５が開放されて
いるときには、バレル２とポンプケース１との間に形成
されたフューエルチャンバ６内の燃料がポート５を通っ
てプランジャ室７内に導かれる。そして、図６(b) に示
すように、プランジャ３が上昇してその側面によって上
記ポート５を塞ぐと、以降プランジャ室７内の燃料が圧
縮されてその上方のデリバリバルブ８が開き、圧送が始
まる。図６(c) は圧送中を示す。その後、図６(d) に示
すように、プランジャ３がさらに上昇してプランジャ側
面に形成されたリーク溝９が上記ポート５と符合する
と、プランジャ室７内の燃料がプランジャ内部のリーク
通路１０、リーク溝９およびポート５を通ってフューエ
ルチャンバ６側にスピル（放出）し、圧送が終了する。

【０００４】なお、この燃料噴射ポンプの場合、上記ポ
ート５は、フィードポート（図６(a) の状態）とスピル
ポート（図６(d) の状態）とを兼ねている。また、図６
は、燃料噴射ポンプの１ユニットを示したものであり、
実際にはかかる１ユニットのポンプがエンジンの気筒分
だけ並べられている（列型ポンプ）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６(d) に
示す圧送終了時にポート５からスピルされる燃料は、高
圧のプランジャ室７から低圧のフューエルチャンバ６へ
急激に放出されるため、フューエルチャンバ６内におい
てキャビテーションが発生し、その気泡によりポンプケ
ース１の内面にエロージョンが発生する可能性がある。
特に、近年エンジンの高出力化や排気ガス対策のために
燃料噴射ポンプの噴射圧力が高められているので、上記
キャビテーションエロージョンが発生しやすくなってい
る。

【０００６】この対策として、図７に示すように、フュ
ーエルチャンバ６を形成するポンプケース１に、各プラ
ンジャバレル２のポート５に対向させて、浸炭材等の硬
い材質からなるボルト状のデフレクタ１１を取り付け、
このデフレクタ１１にポート５から放出されるスピル流
を受けるようにし、ポンプケース１（加工性を考慮して
鋼等の比較的軟らかい材質からなっている）に生じるキ
ャビテーションエロージョンを回避したものが提案され
ている（実開昭58-8745 号公報、実開昭60-3276 号公報
など）。

【０００７】上記デフレクタ１１は、図８に示すように
スピル流が衝突する部位に凹陥部１２が形成されてい
る。凹陥部１２内面のみにキャビテーションの気泡を付
着させ、エロージョンの発生をその内面のみに限定する
ためである。デフレクタ１１は、スピル流を受けてもキ
ャビテーションエロージョンが発生しない硬いものが理
想的であるが、最近の高圧噴射ポンプはスピル圧力が高
いためある程度の侵食を許容し、ポンプ寿命を全うする
までのエロージョンの深さがデフレクタを貫通しないよ
うなデフレクタ肉厚に設定されている。

【０００８】しかし、噴射ポンプの高圧化は更に進んで
いるので、このままではポンプ寿命を全うできるデフレ
クタ肉厚が確保できなくなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の研
究の結果、上記キャビテーションエロージョンの原因
は、大きく別けて以下の二つにあるとの結論に至った。

【００１０】図９に示すように、高圧側から低圧側
への急激なスピルにより生じたキャビテーションの気泡
１３が母材（デフレクタ１）に付着し、その気泡がスピ
ル流の圧力波を受けて収縮し、スピルが終了した後に収
縮した気泡が膨脹する際の衝撃力が母材を叩き、これに
よりエロージョンが発生する。

【００１１】図１０に示すように、キャビテーショ
ンにより生じて母材（デフレクタ１）に付着した気泡１
３がスピル流の圧力波を受けて潰れ、気泡１３が中央付
近で割れてスピル流の衝撃力が貫通して母材１に至り、
これによりエロージョンが発生する。

【００１２】これらによれば、いずれの原因であって
も、スピル流の圧力波を減衰できれば、キャビテーショ
ンによる気泡１３が母材（デフレクタ１）に付着したと
しても、エロージョンの発生を抑制できることになる。

【００１３】これを鑑みて創作された本発明は、ポンプ
ケースに、当該ケース内に収容されたプランジャバレル
のスピルポートに対向させてデフレクタを設け、該デフ
レクタのスピル流衝突部位に、多孔質材部材を設けたも
のである。

【００１４】本発明によれば、スピル流は、デフレクタ
のスピル流衝突部位に衝突した際、その圧力波が多孔質
材部材によって吸収され減衰されるため、スピル流衝突
部位における急激な圧力変動が抑えられ、これによりキ
ャビテーションエロージョンが防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
用いて説明する。

【００１６】図１は、前述した図６に示すタイプの燃料
噴射ポンプのフューエルチャンバ６部分の断面図であ
る。図示するように、フューエルチャンバ６を形成する
ポンプケース１には、当該ケース１内に収容されたプラ
ンジャバレル２のスピルポート５（前述のようにフィー
ドポートを兼ねる）に対向させて、デフレクタ２０が設
けられている。

【００１７】デフレクタ２０は、高圧のプランジャ室７
からスピルポート５を通って低圧のフューエルチャンバ
６へ放出されるスピル流を受けるものであり（図６(d)
参照）、ボルト状に形成されてポンプケース１に穿たれ
た雌螺子穴２１に螺合されている。このデフレクタ２０
は、従来のように浸炭材等の高価な硬質材ではなく、ポ
ンプケース１と同様に一般的な鋼材から形成されてい
る。

【００１８】デフレクタ２０のスピル流衝突部位２２
（すなわちボルトの先端面）には、窪み部２３が形成さ
れており、その窪み部２３には、凹状に形成された多孔
質材部材２４が設けられている。多孔質材部材２４に
は、スポンジ状の焼結金属、繊維状金属またはセラミッ
クス等が用いられる。多孔質材部材２４に凹部２５に形
成する理由は、その内部のみにキャビテーションの気泡
を付着させるためである。

【００１９】このように構成することにより、スピルポ
ート５から放出されたスピル流は、デフレクタ２０のス
ピル流衝突部位２２に衝突した際、その圧力波が多孔質
材部材２４によって吸収され減衰される。このように、
スピル流衝突部位２２における急激な圧力変動が抑えら
れるため、スピル流の放出の際にキャビテーションが生
じてその気泡が多孔質材部材２４の凹部２５内面に付着
しても、キャビテーションエロージョンが防止される。

【００２０】すなわち、エロージョンの原因となるスピ
ル流の圧力波を海の波、スピル流を受けるポンプケース
１の内面を海岸に例えれば、図７に示す従来技術はデフ
レクタ１１によって波をはね返す堤防に例えられ、図１
に示す本発明は多孔質材部材２４によって波を緩衝する
テトラポットに例えられる。

【００２１】本実施形態によれば、従来問題となってい
たキャビテーションエロージョンが防止されるので、燃
料噴射ポンプの更なる高圧化を推進できる。また、デフ
レクタ２０のボルト状の外形は従来と一切変わらないの
で、ポンプケース１のデフレクタ２０の周辺形状（雌螺
子穴２１等）を一切変更する必要はなく、低コストとな
る。

【００２２】また、スピル流の圧力波が多孔質材部材２
４で緩衝されるため、デフレクタ２０自体に高価な浸炭
材等を使用する必要はない。よって、デフレクタ２０自
体に加工性のよい一般の鋼材を用いることが可能とな
り、さらに低コストとなる。逆をいえば、図７に示す従
来のデフレクタ１１は、キャビテーションエロージョン
に耐えられる硬質材（浸炭材等）を用いていたため、そ
の加工性に難があり、コストアップとなっていた。

【００２３】本発明の変形例を図２〜図５に示す。

【００２４】図２は、ボルト状に形成されたデフレクタ
２０のスピル流衝突部位２２（ボルト先端面）に円柱状
の係合穴２６を形成し、この係合穴２６に円柱状に形成
された多孔質材部材２７（焼結金属、繊維状金属、セラ
ミックス等）を圧入したものである。すなわち、係合穴
２６の内径は多孔質材部材２７の直径より僅かに小径と
なっている。

【００２５】図３は、上記係合穴２６に多孔質材部材２
７を挿入し、その接続部２８を周状にロー付けしたもの
である。２９はロー付け部を示す。この場合、係合穴２
６の内径は多孔質材部材２７の直径より僅かに大径とな
っている。

【００２６】図４は、上記係合穴２６の周囲に潰し代３
０を形成しておき、係合穴２６に多孔質材部材２７を挿
入した後、押付けローラ３１によって上記潰し代３０を
潰してカシメることにより多孔質材部材２７の脱落を防
止するようにしたものである。この場合、係合穴２６の
内径は多孔質材部材２７の直径より僅かに大径となって
いる。

【００２７】図５は、図２〜図４に示す多孔質材部材２
７のスピルポート５に臨む面に凹部３２を形成し、キャ
ビテーションの気泡をその内部に溜めるようにしたもの
である。仮に、上記臨む面をフラットにしておくと、ボ
ルト内にキャビテーションの気泡が溜まらなくなるの
で、その気泡がポンプケース１の別の部分に付着し、そ
の場所でキャビテーションエロージョンとなる可能性が
ある。そこで、多孔質材部材２７に上記凹部３２を設け
てキャビテーションの気泡をその内部に溜めるようにす
ることが好ましい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る燃料噴
射ポンプによれば、スピル流の圧力波がデフレクタに設
けられた多孔質材部材によって減衰されるため、キャビ
テーションエロージョンの発生を防止できる。従って、
燃料噴射ポンプの更なる高噴射圧化を推進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射ポンプの要
部断面図である。

【図２】変形例を示すデフレクタの部分の断面図であ
る。

【図３】別の変形例を示すデフレクタの部分の断面図で
ある。

【図４】更に別の変形例を示すデフレクタの部分の断面
図である。

【図５】また別の変形例を示すデフレクタの部分の断面
図である。

【図６】燃料噴射ポンプの作動を示す図である。

【図７】従来例を示す燃料噴射ポンプの要部断面図であ
る。

【図８】上記デフレクタの要部拡大図である。

【図９】キャビテーションエロージョンの発生原理を示
す図である。

【図１０】キャビテーションエロージョンの別の発生原
理を示す図である。

【符号の説明】

１ポンプケース２プランジャバレル５スピルポート２０デフレクタ２２スピル流衝突部位２４，２７多孔質材部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプケースに、当該ケース内に収容さ
れたプランジャバレルのスピルポートに対向させてデフ
レクタを設け、該デフレクタのスピル流衝突部位に、多
孔質材部材を設けたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。