JPH1026061A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料圧送終了時にプランジャ室（ポンプ室）
内の高圧の燃料が、シリンダ管壁に形成されている吸入
口から高速噴流状態で燃料室に射突し、これにより燃料
室壁面が侵食される事情に基づき、本発明の課題はこの
侵食を低減することにある。 【解決手段】 侵食の要因として、圧送開始直前にプラ
ンジャ室４３から流れ込むプレフロー中のキャビティ
に、圧送終了時にリード４２から逆流する高速噴流が衝
突することに着目し、フィードホール（吸入口）２１の
上下方向中央部の高さ位置にて、フィードホール２１に
対向する側の燃料室５の壁部に突壁５０を例えば全周に
亘って形成し、上部室（スピル室）５１と下部室（プレ
フロー室）５２とに区画し、キャビティをプレフロー室
５２に閉じ込めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料噴射ポンプに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射ポンプは、燃料を燃焼室内に噴
射するのに必要な圧力を与えると共に、エンジンの負荷
や回転数の変化に応じた適切な量で各気筒に燃料を噴射
供給するための装置である。自動車用ディーゼルエンジ
ンの従来の燃料噴射ポンプについて図５及び図６を参照
しながら、説明する。図５は燃料噴射ポンプの要部を示
している。１はポンプハウジングであり、このハウジン
グ１に形成さらたボア１１にはシリンダ２が嵌入されて
いる。３１は弁座筒、３２はバルブホルダ、３３は弁体
である。

【０００３】シリンダ２の管壁には、プランジャ４の所
定のストローク位置にリード４２と連通するようにフィ
ードホール２１が径方向に貫設されている。前記ハウジ
ング１のボア１１には、フィードホール２１に面して、
内壁面が凹状に湾曲した燃料室５がシリンダ２を囲むよ
うにリング状に形成されている。このような燃料噴射ポ
ンプにおいては、図６（ａ）に示すように、プランジャ
４の降下により燃料室５内の燃料をフィードホール２１
を通じてプランジャ室４３（プランジャ３の上端面と前
記弁体３３との間の空間）内に吸い込み、図６（ｂ）に
示すようにプランジャ４の上昇によりプランジャ室４３
内の燃料を加圧して弁体３３をスプリング３４に対抗し
て押し上げ、図示しない燃料配管を通じて噴射弁に圧送
する。その後図６（ｃ）に示すようにプランジャ４が上
昇してプランジャ４のリード４２とフィードホール２１
とが連通すると、プランジャ室４３内の燃料がプランジ
ャ４の逃げ孔４１及びリード４２を介してフィードホー
ル２１から燃料室５に逆流し、これによりプランジャ室
４３内の圧力が低下して圧送行程を終了する。

【０００４】また上述の燃料噴射ポンプの他に、本発明
に関連する技術として特公昭５８−５５３４９号公報に
記載されたものがある。この公報における燃料噴射ポン
プでは、シリンダの管壁に互に１８０度ずれた位置に、
燃料室からプランジャ室に燃料を吸入する吸入孔とプラ
ンジャ室から燃料室に燃料を吐出する吐出孔とを形成
し、吐出孔をそのまま燃料室に開口せず、吐出孔と９０
度に交差する横穴を介して燃料室に連通させる構造を採
用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで列型燃料噴射
ポンプでは、圧送行程の終了時にプランジャ室４３内の
高圧燃料がプランジャ４のリ−ド４２から高速噴流状態
で逆流（スピル）するため、この高速噴流が燃料室５の
壁面に射突することにより壁面が侵食されるという問題
がある。本発明者等は、この原因について検討した結果
次のことを把握した。即ち圧送行程開始直前にプランジ
ャ室４３内の余分な燃料が高速噴流となって図６（ｂ）
に矢印で示すように燃料室５内に噴出するが、このとき
キャビティＣが発生し、高速噴流と共に燃料室５内に入
り込む。この高速噴流は、湾曲した壁面に沿って上方へ
向かうためキャビティＣも燃料室５の壁面に沿って上方
へ移動し、圧送行程終了時にリ−ド４２から逆流した高
速噴流が前記キャビティＣに射突してキャビティＣが崩
壊する。このときの衝撃により侵食が発生する。

【０００６】また上述の特公昭５８−５５３４９号公報
の燃料ポンプでは、吸入口からの高速噴流が一旦横穴に
衝突するようにして燃料室の壁面の侵食を低減させるよ
うにしているが、この場合横穴の内面に侵食が発生する
おそれがあり、侵食そのものを防止するという課題の解
決にはなっていない。ここにディ−ゼルエンジンの排ガ
ス規制がますます厳しくなってきていることからエンジ
ン気筒内の燃料粒子をより微細化して完全燃焼化を図る
ために、燃料噴射ポンプに対して高圧力噴射化の要請が
強まってきており、侵食の問題は一層深刻になるおそれ
がある。

【０００７】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、燃料室の侵食を低減すること
のできる燃料噴射ポンプを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち本発明では、吸入口
と対向する側の燃料の壁部において、キャビティが流れ
込む領域を凹状にしてキャビティ閉じ込め室を形成す
る。こうすることでキャビティはこの閉じ込め室内に停
まり、圧送終了時にリードから逆流して高速噴流が衝突
する燃料室壁面の領域にはキャビティは元々入り込まな
くなるので、逆流した高速噴流がキャビティに衝突する
ことを抑えられ、この結果燃料室壁部の侵食を低減する
ことができる。

【０００９】また本発明では、燃料室においてキャビテ
ィが流れ込む領域とリードからの高速噴流が流れ込む領
域（スピル領域）とを区画する突壁を、吸入口と対向す
る側の燃料の壁部に設けるようにしてもよい。この場合
燃料室内に流れ込んだキャビティは、前記突壁により、
前記スピル領域への移動が阻止されるので、同様に燃料
室の壁部の侵食を低減することができる。更にまた本発
明では、燃料室の壁部のうち少なくとも吸入口に対向す
る部分について、燃料室の壁面を覆うように保護体を設
けてもよく、この場合より一層壁面の侵食を低減するこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態を示
す図であり、図５と同一部分については同符号を付して
ある。ポンプハウジング１の上部中央に形成されたボア
１１には、シリンダ２及び弁部をなすデリバリバルブ３
が下からこの順に嵌入されており、更にボア１１の上端
部にはデリバリバルブ３を覆うようにバルブホルダ３２
が螺入されている。バルブホルダ３２には軸方向に中央
貫通孔１２が形成されており、この中央貫通孔１２の上
端部は図示しない燃料配管に接続されている。

【００１１】デリバリバルブ３は、弁孔を有する弁座筒
３１と、弁座筒３１内に嵌入された弁体３３と、弁座筒
３１の上端開口面を押し付けて弁孔を閉じるスプリング
３４とからなり、スプリング３４の上端はバルブホルダ
３２の中央貫通孔１２内の段差面に係止されている。そ
してこのバルブホルダ３２を緊締することにより、バル
ブホルダ３２の下端面は、ガスケットＧおよびデリバリ
バルブ３の弁座筒３１を通じてシリンダ２を下方側に付
勢し、この付勢によりシリンダ２の外周面の段差部がボ
ア１１の段差部に押し付けられてシリンダ２及びデリバ
リバルブ３の弁座筒３１が固定されている。

【００１２】前記シリンダ２内には、プランジャ４が上
下方向（軸方向）に摺動自在にかつ回転自在に嵌挿され
ている。このプランジャ４は、偏心カム１３の回転がタ
ペット１４を通じて伝達されることにより上下動すると
共に、コントロールラック１５によりスリーブ１６を介
して回転する。図２に示すように、前記プランジャ４の
上部には、上端面中央に開口し、軸方向に伸びる逃げ孔
４１が形成されていると共に、プランジャ４の上端より
少し下がった位置には、周方向に沿って斜めに伸びかつ
前記逃げ孔４１に連通する溝部よりなるリード４２が形
成されている。

【００１３】一方シリンダ２の管壁には、プランジャ４
の所定のストローク位置にてリード４２と連通するよう
にフィードホール（燃料の吸入口を兼用する吐出口）２
１が径方向に貫設され、このフィードホール２１の外側
開口縁は口径が拡大するように成形されている。前記リ
ード４２は、シリンダ２のフィードホール２１に連通し
たときにシリンダ２内の燃料を後述の燃料室に溢流させ
るためのものであり、プランジャ４の回転角に応じてフ
ィードホール２１との連通のタイミングが変わり、これ
により燃料噴射量を調整する機能を有する。またリード
４２内に上下に対抗するガイド面４２ａ、４２ｂは、い
ずれも斜めに上向きに形成され、従ってシリンダ２内か
ら逃げ孔４１を通ってきた高圧燃料は、このリード４２
を通ることにより後述の燃料室に斜め上向き流となって
噴出する。

【００１４】前記ハウジング１のボア１１には、フィー
ドホール２１に面してシリンダ２を取り囲むようにリン
グ状の燃料室５が形成されている。この燃料室５におけ
る吸入口２１と対向する側の壁部には、フィードホール
２１の上下方向の略中心部に相当する高さ位置にて全周
に亘って突壁５０が形成され、上部室５１と下部室５２
とに区画されている。上部室５１は、圧送終了時にプラ
ンジャ室４３内の燃料がリード４２を介して高速噴流と
なって溢流して流れ込む、つまりスピル燃料が流れ込む
スピル室に相当するものであり、また下部室５２は圧送
開始直前に、弁体３３とプランジャ４の上端面との間の
空間であるプランジャ室（ポンプ室）４３から余分な燃
料が流れ込む、つまりプレフロー燃料が流れ込むプレフ
ロー室に相当するものである。

【００１５】次に上述の燃料噴射ポンプの動作について
図３を参照しながら説明する。図３（ａ）はプランジャ
４がほぼ下死点に位置している状態を示し、プランジャ
室４３には燃料室５からフィ−ドホ−ル２１を通じて燃
料が吸込まれて（供給されて）いる。プランジャ４が上
昇すると当該プランジャ４によりプランジャ室４３とフ
ィ−ドホ−ル２１とが遮断され、プランジャ室４３内の
燃料が加圧される。プランジャ室２１内が所定圧力に達
すると、スプリング３４に抗してデリバリバルブ３の弁
体３３が上動し、弁座筒３１の弁孔を開く。これにより
プランジャ室４３内の燃料は、バルブホルダ３２内の中
央貫通孔１２を経て図示しない燃料配管を通って噴射弁
に圧送される。

【００１６】ここで図３（ｂ）に示すように、圧送開始
直前にプランジャ４の上昇によりフィ−ドホ−ル２１が
閉じかけて、フィ−ドホ−ル２１の開口面積が徐々に絞
られると、プランジャ室４３内の余分な燃料が高速噴流
（プレフロ−）Ｐとなり、燃料室５のプレフロ−室５２
へ流入する。このプレフロ−Ｐの剪断力により燃料中の
飽和成分や溶存酸素が気泡化してキャビティＣが発生す
るが、このキャビティＣはプレフロ−Ｐとともにプレフ
ロ−室５２内に流入する。そしてキャビティＣは突壁５
０により上方への移動が阻止され、当該プレフロ−室５
２内に閉じ込められることになる。

【００１７】その後更にプランジャ４が上昇すると、プ
ランジャ４のリ−ド４２がフィ−ドホ−ル２１に連通し
プランジャ室４３内の燃料が逃げ孔４１、リ−ド４２及
びフィ−ドホ−ル２１を通じて燃料室４内へ高速噴流Ｓ
となって逆流（スピル）する。これによりプランジャ室
４３内の圧力が低下してデリバリバルブ３の弁体３３が
閉じ、圧送行程が終了する。

【００１８】上述の実施の形態によれば、圧送行程開始
直前にプレフロ−Ｐにより発生したキャビティＣは、図
３（ｂ）に示すように燃料室５のプレフロ−室５２内に
流れ込んでここに閉じ込められる。詳しくいえば、プレ
フローＰはプレフロー室５２の壁面に沿って上方側に巻
き込まれ、これによりキャビティＣは当該壁面に沿って
上昇するが、突壁５０に阻まれてスピル室５１内へは直
接流れ込まない。このため次にリード４２から高速噴流
Ｓがスピル室５１内へ逆流する時点までの間で見れば、
キャビティＣはプレフロー室５２内に閉じ込められてい
る格好になる。従って圧送行程終了時に逆流する高速噴
流Ｓが衝突する燃料室５の壁部付近には、図３（ｃ）に
示すようにキャビティＣは全くあるいはほとんど全く存
在しないので、燃料室壁部の侵食を大幅に低減すること
ができる。

【００１９】なお、キャビティＣは、プレフロー室５２
に捕集された後、次回の圧送行程開始までの期間までに
は自然消滅するため、本実施例においては捕集したキャ
ビティを積極的に排出させる構成を備えてはいない。以
上において上述の実施の形態では、燃料室５を突壁５０
により上下に区画し、リード４２から溢流した高速噴流
Ｓが流れ込む領域とプレフローＰが流れ込む領域との双
方において、夫々燃料室５の壁部を凹状にしてスピル室
５１とプレフロー室５２とを形成し、プレフロー室５２
をキャビティ閉じ込め室として構成しているが、下部側
領域のみを凹状にして、キャビティＣを、この凹部であ
るキャビティ閉じ込め室に閉じ込めるように構成しても
よい。

【００２０】またキャビティ閉じ込め室の形状や位置
は、燃料室５内の燃料の流れ方などに応じて適宜決めれ
ばよく、例えば燃料室５１全周に亘って形成せずに、一
部領域のみを凹状にしてキャビティ閉じ込め室を形成し
てもよいし、あるいは既述の突壁５０をフィードホール
２１に臨む領域のみに設け、この突壁５１で区画された
下部側の領域の両側に更に上下に伸びる突壁を設け、こ
れら突壁で囲まれた部屋をキャビティ閉じ込め室として
もよい。

【００２１】そしてまた本発明では、圧送開始直前のプ
レフローＰの流れの向きと圧終終了時のリード４２から
逆流する高速噴流Ｓの向きとを左右方向（シリンダ２の
周方向）に異ならせ、燃料室５の壁部に、例えばプレフ
ローが流れ込む領域と高速噴射Ｓが流れ込む領域とを区
画するように上下方向に伸びる突壁を設けてもよい。更
にまた本発明は、図４に示すように燃料室５の壁面を覆
うように保護体（スピルプロテクタ）６を設けた構造に
対して適用してもよく、例えば燃料室５の壁面自体には
突壁を形成せずに、保護体６の例えば上下方向中央部を
突出させて突壁６０として構成してもよい。この場合に
は保護体６の侵食を低減できる効果がある。保護体６
は、例えば半割りリング構造にして燃料室５の全周を覆
うようにしてもよいが、フィードホール２１に臨む領域
のみに設けてもよい。

【００２２】なお本発明は、フィードホール２１を周方
向に間隔をおいて複数個所に形成した燃料噴射ポンプや
燃料室をシリンダ２の例えば直径方向にシリンダ２を挟
んで２個所に形成した燃料噴射ポンプに対しても適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の全体構成を示す断面図
である。

【図２】プランジャの上部を示す斜視図である。

【図３】上記実施の形態に係る燃料噴射ポンプの作用を
示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施の形態の全体構成を示す断面
図である。

【図５】従来の燃料噴射ポンプの全体構成を示す断面図
である。

【図６】従来の燃料噴射ポンプの作用を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ポンプハウジング ２ シリンダ ２１ 吸入口 ３ デリバリバルブ ３２ バルブホルダ ３３ 弁体 ４ プランジャ ４１ 逃げ孔 ４２ リード ４３ プランジャ室 ５ 燃料室 ５０ 突壁 ５１ スピル室 ５２ プレフロー室（キャビティ閉じ込め室） ６ 保護体 ６０ 突壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端側に弁部が設けられたシリンダと、
   このシリンダの側方に設けられ、シリンダ内に吸入する
   燃料を導くための燃料室と前記シリンダ内とを連通する
   ようにシリンダの管壁に形成された吸入口と、前記シリ
   ンダ内に挿入されたプランジャと、このプランジャの上
   端面に開口してプランジャにて圧縮された燃料を逃がす
   逃げ孔に連通し、当該プランジャの外周部に形成された
   リ−ドとを備え、 前記プランジャの上端面と弁部との間を前記シリンダ内
   に吸入された燃料を加圧するプランジャ室とし、燃料室
   から吸入口を介してプランジャ室内に吸入された燃料
   を、プランジャの上昇により弁部より圧送し、前記リ−
   ドが吸入口に連通した時に圧送行程が終了する燃料噴射
   ポンプにおいて、 吸入口に対向する燃料室の壁部を凹状にし、圧送行程の
   開始前に前記吸入口を介してプランジャ室から燃料室内
   に高速噴流が流れ込む領域にて発生するキャビティが燃
   料室内を移動するのを阻止するキャビティ閉じ込め室を
   形成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 上端側に弁部が設けられたシリンダと、
   このシリンダの側方に設けられ、シリンダ内に吸入する
   燃料を導くための燃料室と前記シリンダ内とを連通する
   ようにシリンダの管壁に形成された吸入口と、前記シリ
   ンダ内に挿入されたプランジャと、このプランジャの上
   端面に開口してプランジャにて圧縮された燃料を逃がす
   逃げ孔に連通し、当該プランジャの外周部に形成された
   リ−ドとを備え、 前記プランジャの上端面と弁部との間を前記シリンダ内
   に吸入された燃料を加圧するプランジャ室とし、燃料室
   から吸入口を介してプランジャ室内に吸入された燃料
   を、プランジャの上昇により弁部より圧送し、前記リ−
   ドが吸入口に連通した時に圧送行程が終了する燃料噴射
   ポンプにおいて、 圧送行程の開始前にプランジャ室から高速噴流が流れ込
   むプレフロ−領域と圧送行程の終了時にプランジャ室内
   の燃料が高速噴流となってリ−ドから燃料室内に逆流し
   て流れ込むスピル領域とを区画する突壁を、吸入口に対
   向する燃料室の壁部に設け、 圧送行程の開始前に前記プレフロ−領域に流れ込んだキ
   ャビティのスピル領域への移動を、前記突壁により阻止
   するようにしたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 突壁は、燃料室を上下に区画するように
   設けられ、区画された上部側の領域はスピル領域をな
   し、下部側の領域はプレフロ−領域をなすものであるこ
   とを特徴とする請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】 燃料室の壁部のうち少なくとも吸入口に
   対向する部分は、燃料室の壁面を覆うように保護体を設
   けて構成されていることを特徴とする請求項１、２また
   は３記載の燃料噴射ポンプ。