JPH10184494A - Fuel booster pump for internal combustion engine - Google Patents

Fuel booster pump for internal combustion engine

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Publication number
JPH10184494A
JPH10184494A JP8350261A JP35026196A JPH10184494A JP H10184494 A JPH10184494 A JP H10184494A JP 8350261 A JP8350261 A JP 8350261A JP 35026196 A JP35026196 A JP 35026196A JP H10184494 A JPH10184494 A JP H10184494A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
fuel
oil
plunger
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP8350261A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Okada
芳裕 岡田
Iwane Inokuchi
岩根 井之口
Kimio Tomita
公夫 富田
Naoki Yamamoto
直樹 山本
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP8350261A priority Critical patent/JPH10184494A/en
Publication of JPH10184494A publication Critical patent/JPH10184494A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of a seal member to seal a plunger and to increase a lubricant pressure at an engine low speed area so as to operate a variable valve gear normally. SOLUTION: A pump part 1A for fuel consists of a plunger 6 reciprocating in a cylinder 3 and feeds high pressure fuel to a fuel injection valve 15. To prevent a leakage of fuel, the plunger 6 is sealed with a seal member 18. By reciprocating a piston part 22 formed integrally with the plunger 6 in a back pressure chamber 23, an auxiliary pump part 1B for lubricant is constituted. Lubricant discharged from an oil pump 29 is further pressurized and fed to a hydraulic actuator 32 for a variable valve gear. Since the back pressure chamber 23 is filled with lubricant having a pressure higher than the atmospheric pressure, a pressure difference exerted on the seal member 18 is reduced and even when the fuel leaks, the feel is prevented from residing in the back pressure chamber 23.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関に供給
するガソリン等の燃料を比較的高い圧力に加圧する燃料
加圧ポンプの改良に関する。
The present invention relates to an improvement in a fuel pressurizing pump for pressurizing a fuel such as gasoline supplied to an internal combustion engine to a relatively high pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、近年、ガソリン機関における希
薄燃焼の実現のために、燃料を圧縮行程等において気筒
内に直接噴射するようにした直噴型火花点火式内燃機関
が種々提案されているが、このような直噴型内燃機関に
おいては、燃料噴射弁に供給する燃料を十分に高い圧
力、例えば10MPa程度にまで加圧する必要がある。
2. Description of the Related Art For example, in recent years, in order to realize lean combustion in a gasoline engine, various direct injection type spark ignition type internal combustion engines in which fuel is directly injected into a cylinder in a compression stroke or the like have been proposed. In such a direct injection type internal combustion engine, it is necessary to pressurize the fuel supplied to the fuel injection valve to a sufficiently high pressure, for example, about 10 MPa.

【0003】そして、このような高圧を得るためには、
一般に、円柱状のプランジャによってシリンダ端部にポ
ンプ作動室を画成するようにした往復動型燃料加圧ポン
プが用いられており、例えば機関の吸排気弁用カムシャ
フトと同軸状に設けたポンプ駆動用カムによってプラン
ジャを往復動作させる構成となっている(例えば特開平
8−14140号公報、特開平8−68370号公報等
参照)。
In order to obtain such a high pressure,
Generally, a reciprocating fuel pressurizing pump in which a pump working chamber is defined at a cylinder end by a cylindrical plunger is used, for example, a pump provided coaxially with a cam shaft for an intake / exhaust valve of an engine. The driving cam reciprocates the plunger (see, for example, JP-A-8-14140, JP-A-8-68370).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようなプランジャ
型の燃料加圧ポンプにおいては、ポンプ作動室内の燃料
圧力が上述したように非常に高いものとなるので、摺動
可能に嵌合したシリンダ内周面とプランジャ外周面との
間の僅かなクリアランスを通した燃料の漏洩が非常に大
きな問題となる。この燃料の漏洩を防止するために、上
記特開平8−68370号公報の装置においては、ゴム
製のキャップ状のシール部材を設け、往復動するプラン
ジャをシールするようにしている。
In such a plunger-type fuel pressurizing pump, the fuel pressure in the pump working chamber becomes extremely high as described above, so that the inside of the slidably fitted cylinder is required. Leakage of fuel through a small clearance between the peripheral surface and the outer peripheral surface of the plunger is a very serious problem. In order to prevent the fuel from leaking, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-68370, a rubber cap-shaped sealing member is provided to seal the reciprocating plunger.

【0005】しかしながら、このようにポンプ作動室か
らの燃料の漏洩を防止すべく何らかのシール部材を設け
たとしても、このシール部材によって仕切られる低圧側
つまりポンプ作動室と反対側の領域は、常に大気に解放
されたものとなるので、ポンプ作動室内の燃料圧力との
圧力差は大きく、シール部材が早期に劣化に至るという
問題がある。また、仮にシール部材が劣化して燃料が漏
洩した場合に、この燃料が、例えばリターンスプリング
を収納した背圧室内に滞留してしまうと、背圧室内各部
で腐食が発生し、また潤滑性能が悪化したりして好まし
くない。
[0005] However, even if some kind of seal member is provided in order to prevent the leakage of fuel from the pump working chamber, the area on the low pressure side, that is, the area opposite to the pump working chamber, which is partitioned by this seal member, is always atmospheric. Therefore, there is a problem that the pressure difference from the fuel pressure in the pump working chamber is large and the seal member is quickly deteriorated. Further, if the fuel leaks due to deterioration of the sealing member, if the fuel stays in the back pressure chamber containing the return spring, for example, corrosion occurs in various parts of the back pressure chamber, and the lubrication performance is reduced. It is not preferable because it deteriorates.

【0006】一方、内燃機関においては、周知のように
機関各部へ潤滑油を圧送するために、歯車式ポンプ等か
らなる機械駆動式のオイルポンプを備えているが、この
種のオイルポンプは、機関クランク軸に連動して駆動さ
れるので、機関回転数が低い領域では、油圧を十分に確
保することが難しい。従って、例えば、何らかの油圧機
構でもってバルブリフト特性を可変制御するようにした
可変動弁機構を備えているような場合には、始動直後の
低速回転時あるいはアイドリング時に、油圧が不足がち
となり、正常な動作を確保できなくなる、といった不具
合もある。
On the other hand, an internal combustion engine is provided with a mechanically driven oil pump such as a gear pump in order to pump lubricating oil to various parts of the engine as is well known. Since the engine is driven in conjunction with the engine crankshaft, it is difficult to secure a sufficient oil pressure in a region where the engine speed is low. Therefore, for example, when a variable valve mechanism that variably controls the valve lift characteristic with some hydraulic mechanism is provided, the hydraulic pressure tends to be insufficient at the time of low-speed rotation immediately after starting or at the time of idling, and the normal There is also a problem that a proper operation cannot be secured.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、シ
リンダと、このシリンダに摺動可能に嵌合し、該シリン
ダの一端部にポンプ作動室を画成するプランジャと、上
記ポンプ作動室に接続された燃料吸入通路および燃料吐
出通路にそれぞれ設けられた吸入側逆止弁および吐出側
逆止弁と、上記プランジャを駆動するカムと、を備えて
なる内燃機関の燃料加圧ポンプにおいて、上記シリンダ
の内周に上記プランジャとの間をシールするシール構造
を有するとともに、このシール構造を挟んで上記ポンプ
作動室と反対側に背圧室を画成し、この背圧室に、外部
の流体ポンプにより、上記ポンプ作動室内の吐出圧より
も低く、かつ大気圧よりも高い圧力の流体を導入するよ
うに構成したことを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a cylinder, a plunger which is slidably fitted to the cylinder, and defines a pump working chamber at one end of the cylinder. A fuel pressurizing pump for an internal combustion engine comprising: a suction-side check valve and a discharge-side check valve provided in a connected fuel suction passage and a fuel discharge passage, respectively; and a cam for driving the plunger. A seal structure for sealing between the plunger and the inner periphery of the cylinder is provided, and a back pressure chamber is defined on the opposite side of the seal structure from the pump working chamber. The pump is configured to introduce a fluid having a pressure lower than the discharge pressure in the pump working chamber and higher than the atmospheric pressure.

【0008】より一層具体的な請求項2の発明では、上
記の外部流体ポンプとして内燃機関のオイルポンプが用
いられており、該オイルポンプにより加圧された潤滑油
が上記背圧室に導入される。
[0008] In a further specific aspect of the invention, an oil pump of an internal combustion engine is used as the external fluid pump, and lubricating oil pressurized by the oil pump is introduced into the back pressure chamber. You.

【0009】すなわち、シリンダに対し往復摺動するプ
ランジャは、上記シール構造によってシールされ、燃料
の漏洩が防止される。そして、このように、背圧室内に
適宜に加圧された潤滑油等の流体を保持しておくことに
より、シール構造が負担する圧力差が小さくなり、その
シール性能が確実なものになる。そして、シール構造の
前後圧力差が小さいので、メカニカルシール等でも充分
に漏れ量を抑制することができる。
That is, the plunger that slides back and forth with respect to the cylinder is sealed by the seal structure, thereby preventing fuel leakage. By holding the fluid such as lubricating oil appropriately pressurized in the back pressure chamber, the pressure difference borne by the seal structure is reduced, and the sealing performance is ensured. Since the pressure difference between the front and rear of the seal structure is small, the amount of leakage can be sufficiently suppressed even with a mechanical seal or the like.

【0010】また請求項3の発明では、上記背圧室にオ
イル出口通路が接続されており、上記オイルポンプによ
り導入された潤滑油が常時循環するようになっている。
According to the invention of claim 3, an oil outlet passage is connected to the back pressure chamber, so that the lubricating oil introduced by the oil pump is constantly circulated.

【0011】これにより、仮に燃料がポンプ作動室側か
らシール部材を通して漏洩したとしても、背圧室内には
滞留しない。
Accordingly, even if the fuel leaks from the pump working chamber through the seal member, the fuel does not stay in the back pressure chamber.

【0012】さらに請求項4の発明では、上記プランジ
ャの一端に設けられた大径のピストン部が、上記シリン
ダと同軸に設けられた補助シリンダに摺動可能に嵌合し
て上記背圧室が画成されているとともに、この背圧室に
接続されたオイル吸入通路およびオイル吐出通路にそれ
ぞれ逆止弁が設けられ、プランジャの往復動に伴って、
導入された潤滑油を加圧する補助ポンプを構成してい
る。
Further, according to the present invention, a large-diameter piston portion provided at one end of the plunger is slidably fitted to an auxiliary cylinder provided coaxially with the cylinder, and the back pressure chamber is formed. A check valve is provided in each of the oil suction passage and the oil discharge passage connected to the back pressure chamber, and with the reciprocation of the plunger,
It constitutes an auxiliary pump for pressurizing the introduced lubricating oil.

【0013】すなわち、この請求項4の構成では、燃料
加圧用のポンプ機構と一体に潤滑油加圧用の補助ポンプ
が構成されており、プランジャが往復動することによ
り、一方のポンプ作動室側では燃料を加圧し、他方の背
圧室側では潤滑油を加圧することになる。従って、オイ
ルポンプにより高められた油圧が、この補助ポンプによ
ってさらに上昇する。
That is, in the structure of the fourth aspect, the auxiliary pump for pressurizing the lubricating oil is formed integrally with the pump mechanism for pressurizing the fuel. The fuel is pressurized, and the lubricating oil is pressurized on the other back pressure chamber side. Therefore, the hydraulic pressure increased by the oil pump is further increased by the auxiliary pump.

【0014】また請求項4をさらに具体化した請求項5
の発明では、上記オイル吸入通路と上記オイル吐出通路
との間に、バイパス通路が設けられているとともに、こ
のバイパス通路に、オイル吸入通路上流側の圧力が設定
圧以上になると開くバイパス弁が介装されている。
A fifth aspect of the present invention further embodies the fourth aspect.
In the invention, a bypass passage is provided between the oil suction passage and the oil discharge passage, and a bypass valve that opens when the pressure on the upstream side of the oil suction passage becomes equal to or higher than a set pressure is provided in the bypass passage. Is equipped.

【0015】従って、機関回転数が低く、オイルポンプ
から上記オイル吸入通路へ向けて圧送される潤滑油の圧
力が設定圧より低い段階では、上記バイパス弁が閉じて
いるので、潤滑油は補助ポンプとなる背圧室に導入さ
れ、ここでプランジャの往復動によって加圧される。こ
れにより、十分に高い油圧が確保される。そして、機関
回転数が高くなり、オイルポンプから上記オイル吸入通
路へ向けて圧送される潤滑油の圧力が設定圧に達する
と、上記バイパス弁が開く。これにより、潤滑油は補助
ポンプとなる背圧室を通らずに下流側へ供給される。つ
まり、補助ポンプのポンプ作用が実質的に停止し、動力
損失の増大が回避される。
Therefore, when the engine speed is low and the pressure of the lubricating oil pumped from the oil pump to the oil suction passage is lower than the set pressure, the bypass valve is closed, and the lubricating oil is supplied to the auxiliary pump. And is pressurized by the reciprocating motion of the plunger. This ensures a sufficiently high oil pressure. When the engine speed increases and the pressure of the lubricating oil pumped from the oil pump toward the oil suction passage reaches a set pressure, the bypass valve opens. As a result, the lubricating oil is supplied to the downstream side without passing through the back pressure chamber serving as the auxiliary pump. That is, the pumping action of the auxiliary pump is substantially stopped, and an increase in power loss is avoided.

【0016】さらに請求項6の発明では、上記プランジ
ャを上記カムへ向けて付勢するリターンスプリングが上
記背圧室内に収納されている。つまり、潤滑油等の流体
が導入される背圧室が、リターンスプリングの収納スペ
ースを兼ねたものとなる。
Further, in the invention according to claim 6, a return spring for urging the plunger toward the cam is housed in the back pressure chamber. That is, the back pressure chamber into which a fluid such as lubricating oil is introduced also serves as a storage space for the return spring.

【0017】[0017]

【発明の効果】上記のように、請求項1に係る燃料加圧
ポンプによれば、シール構造に作用する圧力差を低減で
きるため、そのシール作用が一層確実なものとなり、ポ
ンプ作動室からの燃料の漏洩を確実に防止できるととも
に、シール構造の耐久性が向上する。
As described above, according to the fuel pressurizing pump according to the first aspect, the pressure difference acting on the seal structure can be reduced, so that the sealing action is further ensured, and the pressure from the pump working chamber is reduced. Fuel leakage can be reliably prevented, and the durability of the seal structure is improved.

【0018】特に請求項2のようにオイルポンプを利用
して潤滑油を導入するようにすれば、格別な部品点数の
増加がなく、簡単に構成することができる。
In particular, if the lubricating oil is introduced by using an oil pump as in the second aspect, the structure can be simplified without an extra increase in the number of parts.

【0019】また、請求項3の発明によれば、シール構
造を通して万一燃料が背圧室内に漏洩したとしても、循
環する潤滑油によって外部へ排出されるため、背圧室内
に滞留することがなく、燃料による各部の腐食を防止で
きる。
According to the third aspect of the present invention, even if the fuel leaks into the back pressure chamber through the seal structure, the fuel is discharged to the outside by the circulating lubricating oil, so that the fuel may stay in the back pressure chamber. Therefore, it is possible to prevent corrosion of each part due to fuel.

【0020】また、請求項4の発明によれば、背圧室が
潤滑油を加圧するための補助ポンプとして利用される。
そのため、機関回転数が低い領域でも十分に高い油圧を
確保することができ、例えば、可変動弁機構の油圧によ
る制御を正しく行わせることが可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the back pressure chamber is used as an auxiliary pump for pressurizing the lubricating oil.
Therefore, a sufficiently high oil pressure can be ensured even in a region where the engine speed is low, and for example, it is possible to correctly control the variable valve mechanism by the oil pressure.

【0021】そして、請求項5のようにバイパス通路お
よびバイパス弁を設けるようにすれば、機関高速域にお
いて補助ポンプのポンプ作用が実質的に停止し、高速域
での動力損失の増大を防止できる。
If the bypass passage and the bypass valve are provided as in claim 5, the pumping action of the auxiliary pump is substantially stopped in the high-speed region of the engine, and an increase in power loss in the high-speed region can be prevented. .

【0022】また請求項6によれば、ポンプ全体の大型
化を回避できる。
Further, according to the present invention, it is possible to avoid an increase in the size of the entire pump.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は、この発明に係る燃料加圧ポンプ1
の一実施例を示している。この燃料加圧ポンプは、燃料
用ポンプ部1Aと潤滑油用補助ポンプ部1Bとが一体に
構成されているものであって、ポンプハウジング2に、
燃料用ポンプ部1Aを構成する円筒状のシリンダ3が一
端が封止された形に形成されているとともに、このシリ
ンダ3の開放された他端に連続して、潤滑油用補助ポン
プ部1Bを構成する補助シリンダ4が形成されている。
上記補助シリンダ4は、上記シリンダ3よりも大径な円
筒状をなし、かつシリンダ3と同軸に設けられている。
この補助シリンダ4の端部は開放されており、この端部
に対向する位置に、ポンプ駆動用のカム5が配置されて
いる。
FIG. 1 shows a fuel pressurizing pump 1 according to the present invention.
1 shows an embodiment. In this fuel pressurizing pump, a fuel pump section 1A and an auxiliary pump section 1B for lubricating oil are integrally formed.
A cylindrical cylinder 3 constituting the fuel pump section 1A is formed in a shape in which one end is sealed, and the lubricating oil auxiliary pump section 1B is connected to the open other end of the cylinder 3. An auxiliary cylinder 4 to be constituted is formed.
The auxiliary cylinder 4 has a cylindrical shape larger in diameter than the cylinder 3 and is provided coaxially with the cylinder 3.
The end of the auxiliary cylinder 4 is open, and a cam 5 for driving the pump is arranged at a position facing the end.

【0025】上記ポンプハウジング2は、例えば内燃機
関のシリンダヘッドに取り付けられ、上記カム5は、吸
排気弁駆動用のカムシャフトと一体に形成される。な
お、ポンプハウジング2を他の部位に配置し、カム5と
して、カムシャフトに対しカップリングを介して連結さ
れる別個のカムあるいは機関クランク軸にチェーン等を
介して連動する別個のカムを用いることも勿論可能であ
る。また、この実施例では、上記カム5は、4個のカム
山を有している。この場合、カム5およびこれを回転可
能に支承する構造は、燃料加圧ポンプ1に対して一体に
形成される。
The pump housing 2 is attached to, for example, a cylinder head of an internal combustion engine, and the cam 5 is formed integrally with a cam shaft for driving intake and exhaust valves. It is to be noted that the pump housing 2 is disposed at another portion, and a separate cam connected to the camshaft via a coupling or a separate cam linked to the engine crankshaft via a chain or the like is used as the cam 5. Of course, it is also possible. In this embodiment, the cam 5 has four cam ridges. In this case, the cam 5 and a structure for rotatably supporting the cam 5 are formed integrally with the fuel pressurizing pump 1.

【0026】上記シリンダ3には、円柱状をなすプラン
ジャ6が摺動可能に嵌合しており、このプランジャ6に
よって、シリンダ3の封止された端部に、ポンプ作動室
7が画成されている。このポンプ作動室7には、燃料吸
入通路8と燃料吐出通路9とが接続されており、かつそ
れぞれの通路8,9に、吸入側逆止弁10および吐出側
逆止弁11がそれぞれ介装されている。上記燃料吸入通
路8は、電動モータ12によって駆動される燃料フィー
ドポンプ13の吐出側に接続されており、燃料タンク1
4から図示せぬ燃料フィルタを介してガソリン等の燃料
が送り込まれるようになっている。また上記燃料吐出通
路9は、高圧燃料配管を介して各気筒の電磁式燃料噴射
弁15に接続されている。この燃料噴射弁15は、気筒
内へ向けて燃料を直接噴射する構成となっている。
A cylinder-shaped plunger 6 is slidably fitted in the cylinder 3, and a pump working chamber 7 is defined at the sealed end of the cylinder 3 by the plunger 6. ing. A fuel suction passage 8 and a fuel discharge passage 9 are connected to the pump operation chamber 7, and a suction-side check valve 10 and a discharge-side check valve 11 are interposed in the respective passages 8 and 9. Have been. The fuel suction passage 8 is connected to a discharge side of a fuel feed pump 13 driven by an electric motor 12, and is connected to the fuel tank 1.
Fuel such as gasoline is fed from 4 through a fuel filter (not shown). The fuel discharge passage 9 is connected to the electromagnetic fuel injection valve 15 of each cylinder via a high-pressure fuel pipe. The fuel injection valve 15 is configured to directly inject fuel into the cylinder.

【0027】上記燃料吐出通路9の吐出側逆止弁11下
流側と、上記燃料吸入通路8の吸入側逆止弁10上流側
との間には、リリーフ通路16が設けられており、この
リリーフ通路16に、燃料吐出圧(P1)を適宜に調整
するプレッシャレギュレータ17が介装されている。こ
の実施例では、上記プレッシャレギュレータ17とし
て、ソレノイド17aの通電制御により吐出圧を可変制
御可能な形式のものが用いられているが、勿論、これに
限定されるものではない。
A relief passage 16 is provided between the fuel discharge passage 9 downstream of the discharge check valve 11 and the fuel suction passage 8 upstream of the suction check valve 10. A pressure regulator 17 for appropriately adjusting the fuel discharge pressure (P1) is interposed in the passage 16. In this embodiment, a type in which the discharge pressure can be variably controlled by controlling the energization of the solenoid 17a is used as the pressure regulator 17, but is not limited to this.

【0028】上記プランジャ6の外周面と上記シリンダ
3の内周面との間のクリアランスは、燃料の漏洩を防止
すべく、可及的に小さく設定されている。さらに、シリ
ンダ3の開放端側つまり補助シリンダ4との境界部分に
おいて、シリンダ3内周に、シール構造として、プラン
ジャ6外周面との間をシールするシール部材18が配置
されている。このシール部材18は、例えば、ゴム製の
シールリップと金属製のリテーナとを組み合わせてなる
パッキング状のものが用いられ、直線運動するプランジ
ャ6外周面に圧接してシールしている。なお、シール構
造として、メカニカルシールを採用することも可能であ
り、この場合、シリンダ3内周もしくはプランジャ6外
周にラビリンスを形成すれば良い。また、この実施例で
は、上記ポンプ作動室7と上記シール部材18との間を
隔てるように、シリンダ3内周面に凹溝状の低圧ポート
19が全周に亘って形成されており、かつこの低圧ポー
ト19と上記燃料吸入通路8の吸入側逆止弁10上流側
とが、低圧通路20によって常時連通している。これに
より、低圧ポート19は、常に低圧に維持され、シール
部材18に高圧が作用することが防止されるとともに、
シリンダ3とプランジャ6との嵌合隙間を通して漏洩し
ようとする燃料が燃料吸入通路8側に回収される。
The clearance between the outer peripheral surface of the plunger 6 and the inner peripheral surface of the cylinder 3 is set as small as possible to prevent fuel leakage. Further, at the open end side of the cylinder 3, that is, at the boundary between the auxiliary cylinder 4 and the cylinder 3, a seal member 18 that seals between the cylinder 3 and the outer peripheral surface of the plunger 6 is disposed as a seal structure. The seal member 18 is, for example, a packing-like member formed by combining a rubber seal lip and a metal retainer, and presses against and seals the outer peripheral surface of the plunger 6 that moves linearly. Note that a mechanical seal may be used as the seal structure. In this case, a labyrinth may be formed on the inner periphery of the cylinder 3 or the outer periphery of the plunger 6. In this embodiment, a low-pressure port 19 in the form of a groove is formed on the inner peripheral surface of the cylinder 3 over the entire circumference so as to separate the pump working chamber 7 and the seal member 18 from each other. The low-pressure port 19 and the upstream side of the suction-side check valve 10 of the fuel suction passage 8 are always in communication by a low-pressure passage 20. Thereby, the low-pressure port 19 is always maintained at a low pressure, preventing high pressure from acting on the seal member 18 and
Fuel that is about to leak through the fitting gap between the cylinder 3 and the plunger 6 is collected in the fuel suction passage 8 side.

【0029】上記プランジャ6の補助シリンダ4側の端
部には、ロッド部21を介してプランジャ6よりも大径
な有底円筒状のピストン部22が一体に形成されてい
る。このピストン部22は、補助シリンダ4に対応した
径を有しており、補助シリンダ4内周面に摺動可能に嵌
合している。そして、このようにピストン部22が補助
シリンダ4に嵌合することによって、補助シリンダ4内
に、背圧室23が実質的に密閉された状態に画成されて
いる。上記ピストン部22の端部壁は、カムフォロアを
兼ねており、上記のカム5に当接している。また、この
ピストン部22の端部壁をカム5へ向けて常時付勢する
コイルスプリングからなるリターンスプリング24が上
記背圧室23内に収納されている。従って、カム5が機
関の回転に伴って回転すると、プランジャ6がピストン
部22とともに往復動し、ポンプ作動室7内に吸入され
た燃料を加圧して燃料噴射弁15へ供給するのである。
尚、この燃料の吐出圧は、例えば7〜10MPa程度と
なる。
At the end of the plunger 6 on the auxiliary cylinder 4 side, a bottomed cylindrical piston portion 22 having a larger diameter than the plunger 6 is integrally formed via a rod portion 21. The piston portion 22 has a diameter corresponding to the auxiliary cylinder 4 and is slidably fitted on the inner peripheral surface of the auxiliary cylinder 4. The back pressure chamber 23 is defined in the auxiliary cylinder 4 in a substantially sealed state by fitting the piston portion 22 to the auxiliary cylinder 4 in this manner. The end wall of the piston portion 22 also serves as a cam follower, and is in contact with the cam 5. Further, a return spring 24 composed of a coil spring that constantly urges the end wall of the piston portion 22 toward the cam 5 is housed in the back pressure chamber 23. Therefore, when the cam 5 rotates with the rotation of the engine, the plunger 6 reciprocates together with the piston portion 22 to pressurize the fuel sucked into the pump operating chamber 7 and supply it to the fuel injection valve 15.
The discharge pressure of this fuel is, for example, about 7 to 10 MPa.

【0030】潤滑油用補助ポンプ部1Bは、上記の背圧
室23を主体として構成されているものであって、この
背圧室23に対し、オイル供給通路25とオイル吐出通
路26とが接続されているとともに、ポンプ作用を実現
すべく、それぞれの通路25,26に、オイル吸入側逆
止弁27およびオイル吐出側逆止弁28がそれぞれ介装
されている。上記オイル供給通路25は、内燃機関の潤
滑用オイルポンプ29の吐出側にメインオイルギャラリ
30を介して接続されている。このオイルポンプ29
は、例えば機関クランク軸によって駆動される歯車式ポ
ンプからなり、機関のオイルパン31に貯留されている
潤滑油を吸い上げてメインオイルギャラリ30に圧送し
ている。そして、オイルポンプ29により加圧された潤
滑油は、メインオイルギャラリ30から主軸受け部等の
各部へ供給されるとともに、その一部が、上記オイル供
給通路25を通して背圧室23へ導入されるようになっ
ている。また、オイル出口通路となる上記オイル吐出通
路26の下流側は、可変動弁機構の油圧アクチュエータ
32に接続され、駆動源となる油圧を供給している。な
お、上記油圧アクチュエータ32は詳細には図示しない
が、例えば、油圧シリンダあるいは油圧モータ等のアク
チュエータ部と、油圧供給経路の切換を行う制御弁部と
から構成されている。
The lubricating oil auxiliary pump portion 1B is mainly composed of the back pressure chamber 23, and an oil supply passage 25 and an oil discharge passage 26 are connected to the back pressure chamber 23. In addition, an oil suction side check valve 27 and an oil discharge side check valve 28 are interposed in the respective passages 25 and 26 in order to realize a pump function. The oil supply passage 25 is connected to a discharge side of a lubrication oil pump 29 of the internal combustion engine via a main oil gallery 30. This oil pump 29
Is composed of, for example, a gear pump driven by an engine crankshaft, sucks up lubricating oil stored in an oil pan 31 of the engine, and sends it to the main oil gallery 30 by pressure. The lubricating oil pressurized by the oil pump 29 is supplied from the main oil gallery 30 to each part such as the main bearing part, and a part of the lubricating oil is introduced into the back pressure chamber 23 through the oil supply passage 25. It has become. A downstream side of the oil discharge passage 26 serving as an oil outlet passage is connected to a hydraulic actuator 32 of a variable valve mechanism, and supplies a hydraulic pressure serving as a drive source. Although not shown in detail, the hydraulic actuator 32 includes, for example, an actuator unit such as a hydraulic cylinder or a hydraulic motor, and a control valve unit that switches a hydraulic supply path.

【0031】上記オイル供給通路25の逆止弁27上流
側と上記オイル吐出通路26の逆止弁28下流側との間
には、両者を直接接続するバイパス通路33が設けられ
ており、このバイパス通路33に、該バイパス通路33
を開閉するバイパス弁34が介装されている。このバイ
パス弁34は、上流側つまりオイルポンプ29吐出側の
油圧(P4)が設定圧以上となると開く一種のパイロッ
ト機構付きのリリーフ弁(逆止弁)であって、例えば、
図2に示すように、セットスプリング35によって閉弁
方向に付勢されたバイパス通路33を開閉する主弁体3
6と、パイロットスプリング37の付勢力とオイルポン
プ29吐出圧(P4)との力のバランスによって移動
し、オイルポンプ29吐出圧(P4)が設定圧以上とな
ると主弁体36を押し開くパイロットピストン38と、
から構成されている。なお、39は、ドレン通路であ
る。
Between the upstream side of the check valve 27 of the oil supply passage 25 and the downstream side of the check valve 28 of the oil discharge passage 26, there is provided a bypass passage 33 for directly connecting the two. In the passage 33, the bypass passage 33
A bypass valve 34 that opens and closes is provided. The bypass valve 34 is a relief valve (a check valve) with a kind of pilot mechanism that opens when the hydraulic pressure (P4) on the upstream side, that is, on the discharge side of the oil pump 29 becomes higher than a set pressure.
As shown in FIG. 2, the main valve body 3 opens and closes the bypass passage 33 urged by the set spring 35 in the valve closing direction.
6 and a pilot piston which moves by the balance between the urging force of the pilot spring 37 and the discharge pressure (P4) of the oil pump 29, and pushes the main valve body 36 open when the discharge pressure (P4) of the oil pump 29 exceeds a set pressure. 38,
It is composed of 39 is a drain passage.

【0032】上記のように構成された潤滑油用補助ポン
プ部1Bは、カム5の回転に伴ってプランジャ6と一体
のピストン部22が往復動することにより、ポンプ作用
を果たし、オイルポンプ29から吐出された潤滑油をさ
らに加圧して、可変動弁機構用の油圧アクチュエータ3
2に供給する。この潤滑油用補助ポンプ部1Bは、ピス
トンポンプであるから、高い圧力を容易に得ることがで
きる。すなわち、図3の直線aは、オイルポンプ29自
体の油圧特性、直線bは、潤滑油用補助ポンプ部1Bで
さらに昇圧させた場合の油圧特性であって、機関回転数
が低い領域では、この直線bに沿って油圧が立ち上がる
ので、可変動弁機構用の油圧アクチュエータ32を確実
に動作させることができ、バルブリフト特性を所期の制
御特性に沿って正しく制御できる。そして、機関回転数
が所定の回転数に達し、オイルポンプ29の吐出圧(P
4)が設定圧以上となると、バイパス弁34(主弁体3
6)が押し開かれ、オイルポンプ29から吐出された潤
滑油は背圧室23を経由せずに油圧アクチュエータ32
に供給されるようになる。つまり、油圧アクチュエータ
32に供給される油圧P3は、図3の実線のように変化
する。このように、バイパス弁34が開いて潤滑油が背
圧室23を経由しないようになった段階では、潤滑油用
補助ポンプ部1Bは実質的なポンプ作用を行わないの
で、その仕事による動力損失は非常に小さなものとな
る。従って、補助ポンプを付加したことによる高速域で
の動力損失の増大を回避できる。
The lubricating oil auxiliary pump portion 1B configured as described above performs a pumping action by the reciprocating movement of the piston portion 22 integral with the plunger 6 with the rotation of the cam 5, and the oil pump 29 The discharged lubricating oil is further pressurized to provide a hydraulic actuator 3 for a variable valve mechanism.
Feed to 2. Since the lubricating oil auxiliary pump section 1B is a piston pump, a high pressure can be easily obtained. That is, the straight line a in FIG. 3 is the hydraulic characteristic of the oil pump 29 itself, and the straight line b is the hydraulic characteristic when the pressure is further increased by the auxiliary pump unit 1B for lubricating oil. Since the oil pressure rises along the straight line b, the hydraulic actuator 32 for the variable valve mechanism can be reliably operated, and the valve lift characteristics can be correctly controlled in accordance with the desired control characteristics. Then, the engine speed reaches a predetermined speed, and the discharge pressure (P
4) is equal to or higher than the set pressure, the bypass valve 34 (the main valve element 3)
6) is pushed open, and the lubricating oil discharged from the oil pump 29 does not pass through the back pressure chamber 23 and the hydraulic actuator 32
Will be supplied to That is, the hydraulic pressure P3 supplied to the hydraulic actuator 32 changes as shown by the solid line in FIG. As described above, at the stage where the bypass valve 34 is opened and the lubricating oil does not pass through the back pressure chamber 23, the lubricating oil auxiliary pump unit 1B does not substantially perform the pumping operation. Will be very small. Therefore, it is possible to avoid an increase in power loss in a high-speed range due to the addition of the auxiliary pump.

【0033】また上記の構成では、背圧室23内には常
に大気圧よりも高い圧力(P2)の潤滑油が充満してい
る。従って、燃料用ポンプ部1Aのポンプ作動室7をシ
ールするシール部材18に作用する圧力差は、相対的に
小さなものとなり、シール性が一層確実なものになると
ともに、その耐久性が向上する。なお、バイパス弁34
が開弁した状態では、背圧室23のポンプ作用は実質的
に停止するが、この状態でも、背圧室23内の圧力P2
は、オイルポンプ29の吐出圧(P4)よりも低くはな
らないので、図3から明らかなように、十分に高い圧力
がシール部材18に付与される。
In the above configuration, the back pressure chamber 23 is always filled with lubricating oil having a pressure (P2) higher than the atmospheric pressure. Therefore, the pressure difference acting on the seal member 18 for sealing the pump working chamber 7 of the fuel pump section 1A becomes relatively small, so that the sealing performance is further ensured and the durability is improved. The bypass valve 34
When the valve is opened, the pumping action of the back pressure chamber 23 substantially stops, but even in this state, the pressure P2 in the back pressure chamber 23
Does not become lower than the discharge pressure (P4) of the oil pump 29, so that a sufficiently high pressure is applied to the seal member 18 as is apparent from FIG.

【0034】また、上記背圧室23に存在する潤滑油
は、バイパス弁34が閉じている段階では勿論のこと、
バイパス弁34が開弁した状態でも、ピストン部22の
往復動に伴って常にオイルパン31との間で循環する。
従って、万一、シール部材18を通して燃料が背圧室2
3側に漏洩したとしても、その燃料は背圧室23に滞留
しない。そのため、燃料によるリターンスプリング24
等各部の腐食が防止される。
The lubricating oil present in the back pressure chamber 23 is of course at the stage when the bypass valve 34 is closed,
Even when the bypass valve 34 is opened, it circulates with the oil pan 31 as the piston portion 22 reciprocates.
Therefore, in the unlikely event that the fuel flows through the back pressure chamber 2 through the seal member 18,
Even if the fuel leaks to the third side, the fuel does not stay in the back pressure chamber 23. Therefore, the return spring 24 made of fuel is used.
Corrosion of each part is prevented.

【0035】尚、上記実施例においては、バイパス弁3
4が圧力によって機械的に開閉動作する構成となってい
るが、外部からの制御信号によりバイパス通路33を開
閉するように構成することもできる。また、上記実施例
においては、背圧室23を潤滑油用補助ポンプとして構
成してあるが、オイル吸入側逆止弁27およびオイル吐
出側逆止弁28を除去し、単に背圧室23にオイルポン
プ29で加圧された潤滑油を循環させるように構成して
も、シール部材18の耐久性向上を図ることができる。
In the above embodiment, the bypass valve 3
4 is configured to open and close mechanically by pressure, but may be configured to open and close the bypass passage 33 by a control signal from the outside. Further, in the above embodiment, the back pressure chamber 23 is configured as an auxiliary pump for lubricating oil. However, the oil suction side check valve 27 and the oil discharge side check valve 28 are removed, and the back pressure chamber 23 is simply provided. Even if the lubricating oil pressurized by the oil pump 29 is circulated, the durability of the seal member 18 can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る燃料加圧ポンプの一実施例を示
す構成説明図。
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing one embodiment of a fuel pressurizing pump according to the present invention.

【図2】そのバイパス弁の一実施例を示す構成説明図。FIG. 2 is a configuration explanatory view showing one embodiment of the bypass valve.

【図3】可変動弁機構用油圧アクチュエータに供給され
る油圧の特性を示す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing characteristics of hydraulic pressure supplied to a hydraulic actuator for a variable valve mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A…燃料用ポンプ部 1B…潤滑油用補助ポンプ部 3…シリンダ 4…補助シリンダ 6…プランジャ 7…ポンプ作動室 18…シール部材 23…背圧室 29…オイルポンプ 34…バイパス弁 1A: fuel pump section 1B: lubricating oil auxiliary pump section 3 ... cylinder 4 ... auxiliary cylinder 6 ... plunger 7 ... pump operating chamber 18 ... seal member 23 ... back pressure chamber 29 ... oil pump 34 ... bypass valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F04B 53/14 F04B 21/04 Z (72)発明者 山本 直樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F04B 53/14 F04B 21/04 Z (72) Inventor Naoki Yamamoto 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダと、このシリンダに摺動可能に
嵌合し、該シリンダの一端部にポンプ作動室を画成する
プランジャと、上記ポンプ作動室に接続された燃料吸入
通路および燃料吐出通路にそれぞれ設けられた吸入側逆
止弁および吐出側逆止弁と、上記プランジャを駆動する
カムと、を備えてなる内燃機関の燃料加圧ポンプにおい
て、 上記シリンダの内周に上記プランジャとの間をシールす
るシール構造を有するとともに、このシール構造を挟ん
で上記ポンプ作動室と反対側に背圧室を画成し、この背
圧室に、外部の流体ポンプにより、上記ポンプ作動室内
の吐出圧よりも低く、かつ大気圧よりも高い圧力の流体
を導入するように構成したことを特徴とする内燃機関の
燃料加圧ポンプ。
1. A cylinder, a plunger fitted slidably in the cylinder and defining a pump working chamber at one end of the cylinder, a fuel intake passage and a fuel discharge passage connected to the pump working chamber. A fuel pressurizing pump for an internal combustion engine, comprising: a suction-side check valve and a discharge-side check valve respectively provided on the cylinder; and a cam for driving the plunger. And a back pressure chamber is defined on the side opposite to the pump working chamber with the sealing structure interposed therebetween, and the back pressure chamber is provided with a discharge pressure in the pump working chamber by an external fluid pump. A fuel pressurizing pump for an internal combustion engine, which is configured to introduce a fluid having a pressure lower than the atmospheric pressure and higher than the atmospheric pressure.
【請求項2】 上記の外部流体ポンプとして内燃機関の
オイルポンプが用いられ、該オイルポンプにより加圧さ
れた潤滑油が上記背圧室に導入されることを特徴とする
請求項1記載の内燃機関の燃料加圧ポンプ。
2. An internal combustion engine according to claim 1, wherein an oil pump of an internal combustion engine is used as said external fluid pump, and lubricating oil pressurized by said oil pump is introduced into said back pressure chamber. Engine fuel pressurization pump.
【請求項3】 上記背圧室にオイル出口通路が接続され
ており、上記オイルポンプにより導入された潤滑油が常
時循環することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の
燃料加圧ポンプ。
3. The fuel pressurizing pump for an internal combustion engine according to claim 2, wherein an oil outlet passage is connected to the back pressure chamber, and lubricating oil introduced by the oil pump circulates constantly.
【請求項4】 上記プランジャの一端に設けられた大径
のピストン部が、上記シリンダと同軸に設けられた補助
シリンダに摺動可能に嵌合して上記背圧室が画成されて
いるとともに、この背圧室に接続されたオイル吸入通路
およびオイル吐出通路にそれぞれ逆止弁が設けられ、プ
ランジャの往復動に伴って、導入された潤滑油を加圧す
る補助ポンプを構成していることを特徴とする請求項2
記載の内燃機関の燃料加圧ポンプ。
4. A back pressure chamber is defined by a large-diameter piston portion provided at one end of the plunger slidably fitted to an auxiliary cylinder provided coaxially with the cylinder. A check valve is provided in each of the oil suction passage and the oil discharge passage connected to the back pressure chamber, and constitutes an auxiliary pump for pressurizing the introduced lubricating oil with the reciprocation of the plunger. Claim 2
A fuel pressurizing pump for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項5】 上記オイル吸入通路と上記オイル吐出通
路との間に、バイパス通路が設けられているとともに、
このバイパス通路に、オイル吸入通路上流側の圧力が設
定圧以上になると開くバイパス弁が介装されていること
を特徴とする請求項4記載の内燃機関の燃料加圧ポン
プ。
5. A bypass passage is provided between the oil suction passage and the oil discharge passage.
5. The fuel pressurizing pump for an internal combustion engine according to claim 4, wherein a bypass valve that opens when the pressure on the upstream side of the oil suction passage becomes equal to or higher than a set pressure is interposed in the bypass passage.
【請求項6】 上記プランジャを上記カムへ向けて付勢
するリターンスプリングが上記背圧室内に収納されてい
ることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記
載の内燃機関の燃料加圧ポンプ。
6. The fuel for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a return spring for urging the plunger toward the cam is housed in the back pressure chamber. Pressurizing pump.
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