WO2011104907A1 - 高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

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WO2011104907A1
WO2011104907A1 PCT/JP2010/064046 JP2010064046W WO2011104907A1 WO 2011104907 A1 WO2011104907 A1 WO 2011104907A1 JP 2010064046 W JP2010064046 W JP 2010064046W WO 2011104907 A1 WO2011104907 A1 WO 2011104907A1
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pressure fuel
low
supply pump
fuel supply
chamber
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悟史 臼井
田原 重則
徳尾 健一郎
雅史 根本
棟方 明広
菅波 正幸
達夫 河野
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F02M69/046Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into both the combustion chamber and the intake conduit

Definitions

  • the present invention provides a high-pressure fuel supply suitable for use in a fuel supply system for an internal combustion engine that includes both a high-pressure fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder (cylinder) and a low-pressure fuel injection valve that injects fuel into an intake port. Regarding pumps.
  • a low-pressure fuel volume chamber also called a common rail
  • a feed pump low-pressure fuel supply pump
  • a high-pressure fuel volume chamber also called a high-pressure fuel accumulator chamber
  • high-pressure fuel injection pumps are installed after pressurizing the fuel pumped up by the feed pump and the high-pressure fuel supply system.
  • a high pressure fuel supply system for supplying high pressure fuel.
  • the high-pressure fuel supply system has a branch pipe provided in the middle of the low-pressure fuel supply pipe of the low-pressure fuel supply system, one pipe of this branch pipe is connected to the high-pressure fuel pump, and the other pipe Is connected to the low pressure fuel volume chamber.
  • the low-pressure fuel passes through the low-pressure fuel passage provided in the main body of the high-pressure fuel supply pump while the high-pressure fuel supply pump is stopped. It was configured to flow in the fuel passage.
  • the fuel from the low pressure fuel supply pump is guided to the low pressure fuel volume chamber through the damper chamber of the high pressure fuel supply pump.
  • fuel from the low pressure fuel supply pump is guided to the low pressure fuel volume chamber via the plunger seal chamber of the high pressure fuel supply pump.
  • the fuel from the low pressure fuel supply pump flows in the order of the damper chamber and the plunger seal chamber of the high pressure fuel supply pump and is led to the low pressure fuel volume chamber.
  • the fuel from the low pressure fuel supply pump flows in the order of the plunger seal chamber and the damper chamber of the high pressure fuel supply and is led to the low pressure fuel volume chamber.
  • the high-pressure fuel supply pump has two low-pressure fuel inlets and outlets in addition to the high-pressure fuel outlet that discharges high-pressure fuel into the high-pressure fuel volume chamber, and one of the two low-pressure fuel inlets and outlets has a low-pressure fuel volume. The remaining one is connected to a low pressure fuel pipe connected to a low pressure fuel supply pump (feed pump).
  • one of the low-pressure fuel inlets and outlets is fixed to a damper cover, and the low-pressure fuel inlet / outlet communicates with the damper chamber.
  • one of the low-pressure fuel inlet / outlet is fixed to the pump body, and the low-pressure fuel inlet / outlet is connected to the plunger seal chamber of the high-pressure fuel supply pump (FIGS. 4, 6, 9, and 12).
  • the low-pressure fuel inlet / outlet connected to the low-pressure fuel supply pump is fixed to the pump body, the low-pressure fuel inlet / outlet is connected to the plunger seal chamber of the high-pressure fuel supply pump, and is connected to the low-pressure fuel volume chamber.
  • the low-pressure fuel inlet / outlet is fixed to the damper cover, and the other low-pressure fuel inlet / outlet communicates with the damper chamber.
  • the low-pressure fuel inlet / outlet connected to the low-pressure fuel supply pump is fixed to the damper cover, the other low-pressure fuel inlet / outlet communicates with the damper chamber, and the other low-pressure fuel inlet / outlet connected to the low-pressure fuel volume chamber. Is connected to the plunger seal chamber of the high pressure fuel supply pump.
  • the fuel flows from the low pressure fuel inlet / outlet fixed to the damper cover of the high pressure fuel supply pump to the damper chamber, and from this damper chamber to the intake port and the plunger seal chamber of the high pressure fuel supply pump. Via another low pressure fuel inlet / outlet fixed to the pump body of the high pressure fuel supply pump, it is led to the low pressure fuel volume chamber.
  • the fuel flows from the low pressure fuel inlet / outlet fixed to the pump body of the high pressure fuel supply pump to the plunger seal chamber of the high pressure fuel supply pump, and from this plunger seal chamber to the damper chamber and the suction port of the high pressure fuel supply pump.
  • the other low pressure fuel inlet / outlet fixed to the damper cover of the high pressure fuel supply pump is led to the low pressure fuel volume chamber.
  • the fuel flows from the low pressure fuel inlet / outlet fixed to the pump body of the high pressure fuel supply pump to the suction port and the damper chamber of the high pressure fuel supply pump, and another low pressure fixed to the damper cover of the high pressure fuel supply pump.
  • the plunger seal chamber and the suction port communicate with each other while being guided from the fuel inlet / outlet to the low pressure fuel volume chamber.
  • the fuel flows from the low pressure fuel inlet / outlet fixed to the pump body of the high pressure fuel supply pump to the suction port and the damper chamber of the high pressure fuel supply pump, and another low pressure fixed to the damper cover of the high pressure fuel supply pump.
  • the plunger seal chamber and the suction port communicate with each other, and the low pressure fuel volume chamber and the outlet pipe of the low pressure fuel supply pump are connected.
  • the present invention configured as above, since the fresh fuel is supplied to the low pressure fuel passage even when the high pressure fuel supply pump is not discharging the fuel, the temperature increase of the plunger and the cylinder is prevented. As a result, an increase in fuel temperature in the high-pressure fuel supply pump can be suppressed. Thereby, the fuel depletion of the sliding surface of a plunger and a cylinder is suppressed, and the lock
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment in which the present invention is implemented, and is a sectional view taken along the line II of FIG.
  • FIG. 9 is another longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment in which the present invention is implemented, and is a sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 9 is another longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment in which the present invention is implemented, and is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 is a system diagram of a high-pressure fuel supply pump according to a first embodiment in which the present invention is implemented.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment in which the present invention is implemented, and is a sectional view taken along the line II of FIG.
  • FIG. 9 is another longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment in which the present invention is implemented,
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump according to the first embodiment in which the present invention is implemented, and is a sectional view taken along line VV of FIG. It is a system diagram of a high pressure fuel supply pump according to a second embodiment in which the present invention is implemented.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a high pressure fuel supply pump according to a second embodiment in which the present invention is implemented, and is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • the damper cover and pressure pulsation reducing mechanism of the high-pressure fuel supply pump according to the first and second embodiments in which the present invention is implemented are removed, from the direction of arrow P in FIG. 1 (first embodiment) or FIG. 7 (second embodiment).
  • FIG. 1 first embodiment
  • FIG. 7 second embodiment
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a high-pressure fuel supply pump according to a third embodiment in which the present invention is implemented, and is a sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 11 is a view of the high pressure fuel supply pump according to the third embodiment in which the present invention is implemented, with the damper cover 14 and the pressure pulsation reducing mechanism 9 removed, as viewed from the direction of arrow P in FIG. 10.
  • the pump housing 1 is provided with a cup-shaped recess 11A for forming the pressurizing chamber 11.
  • a cylinder 6 is fitted into the opening of the recess 11A (pressurizing chamber 11). The end of the cylinder 6 is pressed against the stepped portion 16 ⁇ / b> A provided at the opening of the pressurizing chamber 11 of the pump housing 1 by the holder 7 by screwing the holder 7 with the screw portion 1 b.
  • the cylinder 7 and the pump housing 1 are press-contacted by a stepped portion 16A to form a fuel seal portion by metal contact.
  • the cylinder 6 is provided with a through hole (also referred to as a sliding hole) of the plunger 2 at the center.
  • the plunger 2 is loosely fitted in the through hole of the cylinder 6 so as to be able to reciprocate.
  • a seal ring 62 is attached to the outer periphery of the holder 7 at a position on the side opposite to the pressurizing chamber 11 of the screw portion 1b.
  • the seal ring 62 forms a seal portion so that fuel does not leak between the outer periphery of the holder 7 and the inner peripheral wall of the recess 11 ⁇ / b> A of the pump housing 1.
  • a double cylindrical portion of an inner cylindrical portion 71 and an outer cylindrical portion 72 is formed on the side of the holder 7 opposite to the cylinder 6.
  • a plunger seal device 13 is held on the inner cylindrical portion 71 of the holder 7, and the plunger seal device 13 forms a fuel reservoir 67 between the inner periphery of the holder 7 and the peripheral surface of the plunger 2.
  • the fuel reservoir 67 captures fuel leaking from the sliding surfaces of the plunger 2 and the cylinder 6.
  • the plunger seal device 13 also prevents the lubricating oil from entering the fuel reservoir 67 from the cam 5 side described later.
  • the outer cylindrical portion 72 formed on the side of the holder 7 opposite to the cylinder 6 is inserted into a mounting hole 100A formed in the engine block 100.
  • a seal ring 61 is attached to the outer periphery of the outer cylindrical portion 72 of the holder 7. The seal ring 61 prevents lubricating oil from leaking into the atmosphere from the mounting hole 100A and prevents water from entering from the atmosphere.
  • the diameter of the holder 7 is configured so that the portion of the seal ring 61 is larger than the portion of the seal ring 62. This is effective in increasing the mounting area when mounting the pump housing 1 to the engine block and reducing the swinging phenomenon of the pump body.
  • the lower end surface 101A of the pump housing 1 is in contact with the mounting surface around the engine block mounting hole 100A.
  • An annular protrusion 11B is formed at the center of the lower end surface 101A of the pump housing 1.
  • the annular protrusion 11B is loosely fitted in the mounting hole 100A of the engine block 100 and has an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the outer cylindrical portion 72 of the holder 7, but the pump body swings between the annular protrusion 11A and the lower end surface.
  • the pump body swings between the annular protrusion 11A and the lower end surface.
  • the plunger 2 is formed so that the diameter of the small-diameter portion 2b extending from the cylinder to the counter-pressure chamber side is smaller than the diameter of the large-diameter portion 2a that slides on the cylinder 6. As a result, the outer diameter of the plunger seal device 13 can be reduced, and a space for forming the double cylindrical portions 71 and 72 in the holder 7 can be secured at this portion.
  • a spring receiver 15 is fixed to the distal end portion of the small-diameter portion 2b of the plunger 2 having a small diameter.
  • a spring 4 is provided between the holder 7 and the spring receiver 15. One end of the spring 4 is attached to the inside of the outer peripheral cylindrical portion 72 around the inner peripheral cylindrical portion 71 of the holder 7. The other end of the spring 4 is disposed inside a retainer 15 made of a bottomed cylindrical metal. The cylindrical portion 31A of the retainer 15 is loosely fitted to the inner peripheral portion of the mounting hole 100A.
  • the lower end 21A of the plunger 2 is in contact with the inner surface of the bottom 31B of the tappet 3.
  • a rotating roller 3A is attached to the center of the bottom 31B of the tappet 3.
  • the roller 3A is pressed against the surface of the cam 5 under the force of the spring 4.
  • the plunger 2 reciprocates three times when the crankshaft or the overhead camshaft makes one rotation.
  • the crankshaft rotates twice in one combustion process. Therefore, when the cam 5 is rotated by the crankshaft, the fuel injection valve injects fuel into the cylinder once during one combustion cycle. ), The cam reciprocates 6 times, pressurizes the fuel 6 times and discharges it.
  • the joint 101 fixed to the pump housing 1 by screwing or welding forms a low-pressure fuel port 10a.
  • a filter 102 is mounted inside the joint 101.
  • a damper cover 14 is fixed to the head of the pump housing 1, and pressure pulsation for reducing fuel pressure pulsation is provided in the low pressure chambers 10 c and 10 d formed between the damper cover 14 and the pump housing 1.
  • a reduction mechanism 9 is accommodated.
  • a joint as a low-pressure fuel port 10b is formed on the head of the damper cover 14.
  • the pressure pulsation reducing mechanism 9 is provided with low pressure chambers 10c and 10d on the upper and lower surfaces, respectively.
  • the damper cover 14 has a function of forming low pressure chambers 10c and 10d for accommodating the pressure pulsation reducing mechanism 9, and a low pressure fuel volume chamber 43 as a fuel reservoir for the low pressure fuel injection valve through a joint as a low pressure fuel port 10b. It has a function to flow through.
  • the discharge port 12 shown in FIG. 5 is formed by a joint 103 fixed to the pump housing 1 by screwing or welding.
  • path 1 the fuel path from the low pressure fuel port 10a to the low pressure chamber 10d of the joint 101 to the suction path 30a, the pressurization chamber 11 and the discharge port 12 is configured.
  • Two fuel passages are formed: a low pressure fuel port 10a, a low pressure chamber 10d, a low pressure chamber 10c, and a low pressure fuel port 10b.
  • path 3 low pressure chamber 10d-low pressure fuel passage 10e-annular low pressure passage 10h-groove 7a provided in the holder 7-fuel reservoir 67 (annular low pressure chamber 10f) are also communicated.
  • a variable capacity control mechanism 30 is provided in the suction passage 30 a at the inlet of the pressurizing chamber 11.
  • a suction valve 31 is provided in the variable capacity control mechanism 30.
  • the suction valve is biased by a spring 33 in a direction to close the suction port 30A.
  • the variable displacement control mechanism 30 becomes a check valve that allows only the fuel flow from the suction passage 30a to the pressurizing chamber 11 in a non-energized state.
  • a discharge valve unit 8 is provided at the outlet of the pressurizing chamber 11 (see FIG. 5).
  • the discharge valve unit 8 includes a discharge valve sheet 8a, a discharge valve 8b that contacts and separates from the discharge valve sheet 8a, a discharge valve spring 8c that urges the discharge valve 8b toward the discharge valve sheet 8a, a discharge valve 8b, and a discharge valve sheet 8a.
  • the discharge valve seat 8a and the discharge valve holder 8d are joined by welding 8e at a contact portion to form an integral unit.
  • a stepped portion 8f that forms a stopper that regulates the stroke of the discharge valve 8b is provided inside the discharge valve holder 8d.
  • the discharge valve 8b In a state where there is no fuel differential pressure in the pressurizing chamber 11 and the discharge port 12, the discharge valve 8b is pressed against the discharge valve seat 8a by the urging force of the discharge valve spring 8c and is closed. Only when the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 becomes higher than the fuel pressure in the discharge port 12, the discharge valve 8 b opens against the discharge valve spring 8 c, and the fuel in the pressurization chamber 11 opens the discharge port 12. After that, high pressure is discharged to the common rail as the low pressure volume chamber 23. When the discharge valve 8b is opened, it comes into contact with the discharge valve stopper 8f, and the stroke is limited. Accordingly, the stroke of the discharge valve 8b is appropriately determined by the discharge valve stopper 8d.
  • the stroke is too large, and the fuel discharged at high pressure to the discharge port 12 due to the delay in closing the discharge valve 8b can be prevented from flowing back into the pressurizing chamber 11 again, and the decrease in efficiency of the high pressure pump is suppressed. it can.
  • the discharge valve 8b repeats opening and closing movements, the discharge valve 8b is guided on the inner peripheral surface of the discharge valve discharge valve holder 8d so as to move only in the stroke direction. By doing so, the discharge valve unit 8 becomes a check valve that restricts the direction of fuel flow.
  • the outer periphery of the cylinder 6 is held by the holder 7, and the screw threaded on the outer periphery of the holder 7 is fixed to the pump housing 1 at the threaded portion 1b by screwing the screw threaded on the pump body.
  • the plunger 2 includes a large diameter portion 2a and a small diameter portion 2b.
  • the cylinder 6 holds the plunger 2 as a pressurizing member so as to be slidable up and down at the large diameter portion 2a.
  • a retainer 15 that converts the rotational motion of the cam 5 into a vertical motion and transmits it to the plunger 2 is fixed to the plunger 2 by press-fitting, and the plunger 2 is tappeted by a spring 4 through the retainer 15.
  • the plunger 2 can be moved up and down with the rotational movement of the cam 5. Further, the small diameter portion 2b of the plunger 2 is sealed by a plunger seal device 13 on the lower side of the cylinder 6 in the figure, thereby preventing gasoline (fuel) from leaking from the high pressure fuel supply pump into the internal combustion engine. At the same time, the lubricating oil (or engine oil) that lubricates the sliding portion of the internal combustion engine is prevented from flowing into the pump housing 1.
  • the pressurizing chamber 11 includes the variable displacement control mechanism 30, the discharge valve unit 8, the plunger 2, the cylinder 6, and the pump housing 1.
  • Fuel is guided from the fuel tank 20 to the low pressure fuel port 10a of the pump through the suction pipe 28 by the low pressure fuel supply pump 21.
  • the low pressure fuel supply pump 21 adjusts the intake fuel to the pump housing 1 to a constant pressure by a signal from the engine control unit 27 (hereinafter referred to as ECU).
  • ECU engine control unit 27
  • the fuel guided to the low-pressure fuel port 10a of the pump housing 1 of the high-pressure fuel supply pump is supplied to the low-pressure fuel volume chamber 43 through the path 2 described above.
  • the high-pressure fuel pressurized in the pressurizing chamber through the path 1 is supplied from the discharge port 12 to the high-pressure fuel volume chamber 23.
  • a high pressure fuel injection valve 24 and a pressure sensor 26 are mounted in the high pressure fuel volume chamber 23.
  • the high-pressure fuel injection valve 24 is mounted according to the number of cylinders of the internal combustion engine, and injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine based on a signal from the ECU 27.
  • the low-pressure fuel that has passed through the pump housing 1 is supplied to the low-pressure fuel volume chamber 43 through the low-pressure pipe 41 from the low-pressure fuel port 10b.
  • a low pressure fuel injection valve 44 is mounted in the low pressure fuel volume chamber 43.
  • the low pressure fuel injection valve 44 is mounted in accordance with the number of cylinders of the internal combustion engine, and injects fuel into the intake port of the internal combustion engine based on a signal from the ECU 27.
  • variable capacity control mechanism 30 for adjusting the amount of fuel discharged at high pressure will be described with reference to FIGS.
  • the suction valve body 31 includes a suction valve 31a, an anchor 31b, and a spring stopper 31c.
  • the anchor 31b and the spring stopper 31c are press-fitted into the suction valve 31a and fixed.
  • the suction valve body 31 contacts the seat 32 when the valve is closed, and shuts off the low pressure chamber 10d and the pressurization chamber 11.
  • the suction valve spring 33 determines the urging force at the press-fit position of the spring stopper 31c.
  • the suction valve body 31 is caused to urge by the biasing force of the suction valve spring 33.
  • the valve is energized in the valve closing direction on the left side of the drawing and is in a closed state.
  • the volume of the pressurizing chamber 11 increases and the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 decreases.
  • a valve opening force is generated in the intake valve body 31 due to the fluid differential pressure of the fuel.
  • the suction valve body 31 is set to open the valve by overcoming the biasing force of the suction valve spring 33 when the valve opening force by the fluid differential pressure exceeds the biasing force of the suction valve spring 33. Since the displacement amount in the valve opening direction of the intake valve body 31 is regulated by the core 35, the anchor 31b and the core 35 are in contact with each other when the valve is completely opened. Thus, the stroke of the suction valve body 31 is determined by the core 35.
  • the plunger 2 ends the suction process while maintaining the application state of the input voltage to the coil 36, and moves to the compression process (while moving from the bottom dead center to the top dead center).
  • the plunger 2 moves to the compression process, there is no valve opening force due to the fluid differential pressure, but the magnetic biasing force is still applied because the application state of the input voltage is maintained, and the suction valve body 31 is still open. It is. Therefore, in this state, even if the volume of the pressurizing chamber 11 decreases with the compression movement of the plunger 2, the fuel in the pressurizing chamber 11 again passes through the suction valve body 31 in the valve open state and the suction passage 30a (low pressure chamber 10d). ), The pressure in the pressurizing chamber does not increase.
  • This process is called a return process (also called a spill process).
  • the urging force by the suction valve spring 33 and the closing force by the fluid force generated when the fuel flows backward from the pressurizing chamber 11 to the low pressure chamber 10d act on the suction valve body 31. Since this valve closing force and the biasing force in the valve closing direction by the suction valve spring 33 are added to oppose the magnetic biasing force for maintaining the valve opening, the magnetic biasing force needs to be a force that cannot be defeated.
  • the force of the suction valve spring 33 is set to be very small so that the suction valve body 31 can be completely opened or partially opened by the fluid differential pressure. The biasing force to is small. As a result, the valve opening state can be sufficiently maintained even with a small magnetic biasing force.
  • the compression process by the plunger 2 includes a return process and a discharge process.
  • the amount of high-pressure fuel discharged can be controlled by controlling the timing (valve closing timing) at which the input voltage to the coil 36 is released. If the timing of releasing the input voltage (valve closing timing) is advanced, the ratio of the return process in the compression process is small and the ratio of the discharge process is large. That is, the amount of fuel returned to the suction passage 30a (low pressure chamber 10d) is small, and the amount of fuel discharged at high pressure is large. On the other hand, if the timing for releasing the input voltage is delayed, the ratio of the return process in the compression process is large and the ratio of the discharge process is small. That is, the amount of fuel returned to the suction passage 30a (low pressure chamber 10d) is large, and the amount of fuel discharged at high pressure is small. The timing for releasing the input voltage is determined by a command from the ECU.
  • the magnetic urging force can be sufficiently secured to maintain the intake valve body 31 in the opened state, and the timing of releasing the input voltage can be controlled to control the high pressure discharged fuel.
  • the amount can be controlled to the amount required by the internal combustion engine.
  • the pressure pulsation reducing mechanism 9 has a pulsation reducing effect on the fuel flowing through the path (2) to the low pressure fuel stone chamber.
  • annular low pressure chamber 10f is connected to the path 3 (low pressure chamber 10d—low pressure fuel passage 10e—annular low pressure passage 10h—holder 7 It is connected to the low-pressure chamber 10d by a groove 7) provided in.
  • the plunger 2 repeats the sliding motion in the cylinder 6, the connecting portion between the large diameter portion 2a and the small diameter portion 2b repeats the vertical movement in the annular low pressure chamber 10f, and the volume of the annular low pressure chamber 10f changes.
  • the volume of the annular low pressure chamber 10f decreases, and the fuel in the annular low pressure chamber 10f flows through the low pressure passage 11e to the low pressure chamber 10d.
  • the volume of the annular low pressure chamber 10f increases, and the fuel in the low pressure chamber 10d flows through the low pressure passage 11e to the annular low pressure chamber 10f.
  • the annular low pressure chamber 10f has an effect of assisting fuel in and out of the low pressure chamber 10d, and thus has an effect of reducing pressure pulsation of the fuel generated in the low pressure chamber 10d.
  • the pressure pulsation reducing mechanism 9 is installed between the low pressure fuel port 10a and the low pressure fuel port 10b, the pressure pulsation generated as the plunger 2 moves up and down is absorbed by the pressure pulsation reducing mechanism 9, and the low pressure fuel Propagation of pressure pulsation to the volume chamber 43 can be prevented.
  • the relief passage 211 is provided with a relief valve mechanism 200 that restricts the flow of fuel in only one direction from the discharge passage to the low pressure chamber 10d, and the inlet of the relief valve mechanism 200 is a flow path (not shown). Is communicated with the downstream side of the discharge valve 8b.
  • the relief valve 202 is pressed against the relief valve seat 201 by a relief spring 204 that generates a pressing force.
  • the set valve opening pressure is set so as to open the valve away from 201.
  • the pressure when the relief valve 202 starts to open is defined as the set valve opening pressure.
  • the relief valve mechanism 200 includes a relief valve housing 206, a relief valve 202, a relief press 203, a relief spring 204, and a relief spring adjuster 205 that are integral with the relief valve seat 201.
  • the relief valve mechanism 200 is assembled as a subassembly outside the pump housing 1 and then fixed to the pump housing 1 by press fitting.
  • the relief valve 202, the relief retainer 203, and the relief spring 204 are sequentially inserted into the relief valve housing 206 in this order, and the relief spring adjuster 205 is press-fitted and fixed to the relief valve housing 206.
  • the set load of the relief spring 204 is determined by the fixed position of the relief spring adjuster 205.
  • the valve opening pressure of the relief valve 202 is determined by the set load of the relief spring 204.
  • the relief subassembly 200 thus formed is press-fitted and fixed to the pump housing 1.
  • the opening pressure of the relief valve 200 is set to a pressure higher than the maximum pressure in the normal operating range of the high-pressure fuel supply pump.
  • An abnormal high pressure in the high-pressure fuel volume chamber 23 caused by a failure of the high-pressure fuel injection device (23, 24, 30) for supplying fuel to the engine or a failure of the ECU 27 for controlling the high-pressure fuel supply pump or the like is caused by the relief valve 202.
  • the set valve opening pressure is exceeded, the fuel reaches the relief valve 202 from the downstream side of the discharge valve 8b through the relief flow path 211. Then, the fuel that has passed through the relief valve 202 is released to the low-pressure chamber 10d that is the low-pressure portion of the escape passage 208 opened in the relief spring adjuster 205. As a result, the high pressure portion such as the high pressure fuel volume chamber 23 is protected.
  • the internal combustion engine is supplied with fuel by the high pressure fuel injection device (23, 24, 30) or the low pressure fuel injection device (41, 43, 44).
  • the amount depends on the operating condition of the internal combustion engine. For example, it is an operation state in which quietness such as idling operation is required.
  • the high pressure fuel supply pump When fuel is injected from the high pressure fuel injection valve 24, the high pressure fuel supply pump must pressurize the fuel to a high pressure and supply it to the high pressure fuel volume chamber.
  • the variable capacity control mechanism 30 since the variable capacity control mechanism 30 generates a sound due to metal collision in the discharge valve unit 8 or the like, the required quietness is hindered.
  • the low-pressure fuel pressurized by the low-pressure fuel supply pump 20 is injected from the low-pressure fuel injection device (41, 43, 44) into the intake port, so that silence can be maintained. Can do.
  • the low-pressure fuel supplied to the low-pressure fuel volume chamber 43 passes through the high-pressure fuel supply pump. That is, the low-pressure fuel that has flowed into the low-pressure chamber 10d from the low-pressure fuel port 10a passes through the pressure pulsation reducing mechanism 9 and the low-pressure chamber 10c, and is supplied from the low-pressure fuel port 10b to the low-pressure fuel volume chamber 43 through the low-pressure fuel passage 41.
  • the high pressure fuel supply pump does not need to pressurize the fuel to a high pressure.
  • the fuel in the pressurizing chamber 11 repeats reciprocation with the low-pressure chamber 10d as the plunger 2 slides.
  • pressure pulsation occurs in the low-pressure fuel, but this pressure pulsation can be reduced by the mechanism described above.
  • the pressure pulsation of the low pressure fuel generated by the sliding motion of the plunger 2 can be reduced by the low pressure fuel passage 41 and the low pressure fuel volume chamber 43.
  • the low pressure fuel injection device (41, 43, 44) can repeat stable injection.
  • the electromagnetic The current continues to flow through the coil 36 of the drive mechanism.
  • the configuration of this embodiment that can maintain the open state of the intake valve with a small electromagnetic force is effective.
  • the plunger 2 and the cylinder 6 repeat sliding movement even when the internal combustion engine is operated only by the low-pressure fuel injection device (41, 43, 44).
  • the outer diameter of the large-diameter portion 2a of the plunger 2 that is the sliding portion and the inner diameter of the cylinder 6 are set such that the clearance (gap) is, for example, about 8 to 10 ⁇ m. Normally, this clearance is filled with a thin film-like fuel, thereby ensuring smooth sliding. If the fuel thin film is interrupted for some reason, the plunger 2 and the cylinder 6 are locked and fixed during the sliding motion, so that there is a problem that the fuel cannot be pressurized to a high pressure.
  • the high-pressure fuel supply pump pressurizes and discharges the fuel to a high pressure
  • the pressure of the fuel in the pressurizing chamber 11 becomes high, and a very small high-pressure fuel is easily pumped to the annular low-pressure chamber 10f through the clearance. Therefore, it is difficult for a thin film of fuel to occur.
  • the heat generated by the sliding movement of the plunger 2 and the cylinder 6 is also carried away by the pressurized high-pressure fuel to the outside of the high-pressure fuel supply pump, so that the fuel thin film in the clearance is vaporized due to the temperature rise. The thin film that occurs in the film does not break.
  • the internal combustion engine supplies the fuel only with the low pressure fuel injection device (41, 43, 44).
  • the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 is the same low pressure as the low pressure chamber 10d and the annular low pressure chamber 10f. Accordingly, the fuel does not flow from the pressurizing chamber 11 to the annular low pressure chamber 10f through the clearance, so that the thin film is likely to break.
  • a low-pressure fuel port 10 a that sucks low-pressure fuel from the fuel tank 20 and a low-pressure fuel port 10 b that communicates with the low-pressure fuel volume chamber 43 are provided in the high-pressure fuel supply pump, and the pressure pulsation reduction mechanism 9 is provided therebetween.
  • the low pressure fuel port 10a in which the low pressure chamber 10c and the low pressure chamber 10d exist on both surfaces of the pressure pulsation reducing mechanism 9 opens to the low pressure chamber 10d, and the low pressure suction port 10b opens to the low pressure chamber 10c.
  • the plunger 2 is provided with a large diameter portion 2a and a small diameter portion 2b so that the volume of the annular low pressure chamber 10f changes as the plunger 2 slides.
  • the fuel passes through the inside of the high pressure fuel supply pump, so the frictional heat is removed from the high pressure fuel supply pump. effective.
  • the annular low pressure chamber 10f since the annular low pressure chamber 10f always exchanges fuel with the low pressure chamber 10d, the annular low pressure chamber 10f is always filled with fresh fuel having a low temperature. Thereby, the temperature rise of the plunger 2 and the cylinder 6 can be suppressed, and the thin film of fuel due to vaporization of the thin film of fuel existing in the clearance can be suppressed.
  • the low-pressure fuel supply system by providing two low-pressure fuel ports in the high-pressure fuel supply pump, there is an advantage that the number of assembly steps in the internal combustion engine can be reduced.
  • a special joint or the like when assembling the internal combustion engine, a special joint or the like must be incorporated into the branch portion and branched.
  • the high-pressure fuel supply pump according to the present invention the low-pressure pipe, the low-pressure fuel supply system, and the high-pressure fuel supply system may be assembled in the high-pressure fuel supply pump.
  • FIG. 5 shows an improvement plan not shown in FIG.
  • the difference between FIG. 5 and FIG. 1 is that an orifice 103B exists between the low-pressure fuel port 10b and the low-pressure chamber 10c (the rest is the same as in the first embodiment of FIGS. 1 to 4). ).
  • the pressure pulsation generated by the vertical movement of the plunger 2 is absorbed by the pressure pulsation reducing mechanism 9, but the pressure pulsation is more effectively reduced by providing the orifice 103B between the low pressure fuel port 10b and the low pressure chamber 10c. Propagation to the volume chamber 43 can be suppressed. If the cross-sectional area of the orifice 103B is too large, the pressure pulsation propagates to the low pressure fuel volume chamber 43, and the fuel injected from the low pressure fuel injection valve 44 to the intake port becomes unstable.
  • the cross-sectional area of the orifice 103B is too small, the pressure loss increases at the orifice portion, and it becomes difficult to maintain the fuel pressure in the low-pressure fuel volume chamber 43 at the target pressure. For these reasons, the area of the orifice 103B must be carefully selected.
  • the same effect can be obtained by providing a check valve that restricts the flow of fuel in one direction instead of the orifice.
  • the check valve is a valve that restricts the flow of fuel from the low pressure chamber 10c to only one direction of the low pressure fuel port 10b, and no fuel flows in the opposite direction.
  • the low-pressure fuel port 10b is connected to the longitudinal intermediate portion of the low-pressure fuel volume chamber 43 by a fuel passage (high-pressure pipe) 41, and one end in the longitudinal direction of the low-pressure fuel volume chamber 43 is connected. It can also be connected in the middle of the low-pressure pipe 28.
  • the configuration of the high-pressure fuel supply pump may be the same as that shown in FIGS. Even with this configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 6 Another embodiment is shown in FIG. 6, FIG. 7, and FIG.
  • FIG. 6 is a fuel supply system including the high-pressure fuel supply pump according to the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8. The system differs from the system shown in FIG. 4 in the above point.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a high-pressure fuel supply pump according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a view of the high-pressure fuel supply pump according to the second embodiment when viewed from the direction P in FIG.
  • the damper cover 14, the pressure pulsation reducing mechanism 9 and the like are not displayed for reasons of convenience. Since there is the same part as the first embodiment, it is also used for the description of the first embodiment.
  • the low pressure fuel port 10a is connected not to the low pressure chamber 10d but to the low pressure fuel passage 10g, the annular low pressure chamber 10h, and the annular low pressure chamber 10f as the fuel reservoir 67 through the groove 7a.
  • the annular low-pressure chamber 10f as the fuel reservoir 67 and the low-pressure chamber 10d are connected by a low-pressure fuel passage 10e as in the first embodiment.
  • a part of the fuel that has entered the high-pressure fuel supply pump from the low-pressure fuel port 10a passes through the low-pressure fuel passage 10g, the annular low-pressure chamber 10h, and the groove 7a as shown in FIG. Is taken into the annular low pressure chamber 10f and further flows into the low pressure chamber 10d through the low pressure fuel passage 10e.
  • the fuel is supplied to the annular low pressure as the fuel reservoir 67 regardless of whether the fuel is supplied to the high pressure fuel injection device (23, 24, 30) or the low pressure fuel injection device (41, 43, 44). Since it always passes through the chamber 10f, the annular low pressure chamber 10f as the fuel reservoir 67 is always filled with fresh fuel having a low temperature more reliably than in the first embodiment. Thereby, since the temperature rise of the plunger 2 and the cylinder 6 can be suppressed, there is an effect of suppressing deficiency of the fuel thin film due to vaporization of the fuel thin film existing in the clearance. Further, the fuel flowing through the annular low pressure chamber 10h on the outer periphery of the cylinder 6 to the low pressure fuel passage 10e carries away heat generated in the sliding portion to the low pressure chamber 10d, so that the cylinder cooling effect is enhanced.
  • the pressure pulsation reducing mechanism 9 is installed between the low pressure fuel port 10a and the low pressure fuel port 10b, the pressure pulsation generated by the vertical movement of the plunger 2 is the pressure pulsation reducing mechanism. 9, and the propagation of pressure pulsation to the low pressure fuel volume chamber 43 can be prevented.
  • FIG. 9 Another embodiment is shown in FIG. 9, FIG. 10, and FIG.
  • FIG. 9 is a fuel supply system including the high-pressure fuel supply pump of the third embodiment shown in FIGS. 10 and 11.
  • the difference from FIGS. 4 and 6 is that the fuel from the low-pressure fuel pump 21 is provided in the damper cover 14.
  • FIG. The low-pressure fuel port 10 b is introduced into the high-pressure fuel supply pump, and is sent from the low-pressure fuel port 10 a of the joint 101 to the low-pressure fuel volume chamber 43.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a view of the high-pressure fuel supply pump according to the third embodiment when viewed from a direction P in FIG. However, the damper cover 14 and the pressure pulsation reducing mechanism 9 are shown in a removed state.
  • the difference from the high-pressure fuel supply pumps of the first and second embodiments is that the low-pressure fuel sucked from the low-pressure fuel port 10b is low-pressure chamber 10d, low-pressure fuel passage 10e, groove 7a, annular low-pressure chamber 10f, groove 7a, low-pressure fuel. That is, the low pressure fuel port 10a is connected to the low pressure fuel volume chamber 43 through the fuel passage 10g.
  • the low pressure chamber 10d is always filled with fresh fuel having a low temperature. Thereby, since the temperature rise of the plunger 2 and the cylinder 6 can be suppressed, there is an effect of suppressing deficiency of the fuel thin film due to vaporization of the fuel thin film existing in the clearance.
  • an orifice 103B is provided at the inlet of the joint 103.
  • the effect of the orifice 103B is substantially the same as that of the orifice 3B in FIG.
  • the embodiments of the above examples are summarized as follows.
  • (Embodiment 1) A suction passage for sucking fuel into the pressurization chamber; a discharge passage for discharging the fuel from the pressurization chamber; and a fuel reciprocating in the pressurization chamber for sucking and discharging fuel; Discharge is provided by providing an electromagnetic suction valve in the suction flow path and a discharge valve in the discharge flow path, and switching the communication between the suction flow path and the pressurizing chamber by opening and closing the electromagnetic suction valve.
  • a variable flow high pressure fuel pump that controls the amount of fuel
  • Two low pressure fuel ports one of which is connected to a low pressure fuel supply pump and the other is connected to a low pressure fuel injection valve for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine pump.
  • Embodiment 2 The high pressure fuel supply pump according to the first embodiment, wherein a pressure pulsation reducing mechanism for reducing pressure pulsation of the low pressure fuel exists between the two low pressure fuel ports.
  • Embodiment 3 The high-pressure fuel supply pump according to Embodiment 1, wherein at least one of the two low-pressure fuel ports includes means for reducing pressure pulsation of the low-pressure fuel.
  • Embodiment 4 4.
  • the high pressure fuel supply pump according to embodiment 3, wherein the means for reducing the pressure pulsation of the low pressure fuel is an orifice.
  • the means for reducing the pressure pulsation of the low pressure fuel is a valve that restricts the flow of fuel in one direction.
  • the plunger has a large-diameter portion and a small-diameter portion, the large-diameter portion slides with the cylinder, and the small-diameter portion prevents the fuel from flowing out to the outside.
  • a high pressure fuel supply pump that slides and a low pressure chamber between a lower end of the cylinder and a plunger seal communicates with the two joints.

Abstract

 燃料を高圧に加圧する必要が無い時でも、摺動部の燃料による薄膜が切れてしまう事の無い高圧燃料供給ポンプを得る。高圧燃料供給ポンプに高圧燃料容積室への高圧吐出口の他に低圧燃料口を2個設ける。2個の低圧燃料口のうち1個は低圧燃料容積室へ、残りの1個は低圧燃料供給ポンプへと接続されている。これにより、高圧燃料噴射弁は燃料を噴射せず低圧燃料噴射弁のみ燃料を噴射するモードでも、高圧燃料供給ポンプの内部は常に新鮮な燃料で満たされるため、プランジャおよびシリンダの温度上昇を防ぎ、プランジャとシリンダのロックを防ぐ事ができる。

Description

高圧燃料供給ポンプ
 本発明は、筒内(シリンダ)に直接燃料を噴射する高圧燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射する低圧燃料噴射弁の両方を備えた内燃機関の燃料供給システムに用いて好適な高圧燃料供給ポンプに関する。
 特開2008-157094号公報に記載されている従来の燃料供給システムでは、燃料タンクから燃料をくみ上げるフィードポンプ(低圧燃料供給ポンプ)によって低圧燃料噴射弁が設置された低圧燃料容積室(コモンレールとも呼ぶ)に低圧燃料通路を通して供給する低圧燃料供給系と、フィードポンプでくみ上げた燃料を高圧燃料供給ポンプで加圧したのち、高圧燃料噴射弁が設置された高圧燃料容積室(高圧燃料蓄圧室とも呼ぶ)に高圧燃料を供給する高圧燃料供給系とを備えている。
 具体的には、高圧燃料供給系は低圧燃料供給系の低圧燃料供給配管の中途部に設けられた分岐配管を有し、この分岐配管の一方の配管を高圧燃料ポンプに連結し、他方の配管を低圧燃料容積室に接続している。
特開2008-157094号公報
 この従来技術の構成では、低圧燃料噴射弁のみが燃料を噴射するポート噴射モードにおいては、高圧燃料供給ポンプから加圧燃料を吐出する必要はないので、高圧燃料供給ポンプの加圧室に吸入された燃料は加圧されることなく低圧通路に戻される。しかし、高圧燃料供給ポンプの燃料加圧部材であるプランジャは、高圧燃料供給ポンプ内で往復運動を繰り返している。この状態では、加圧室で燃料は行き止りの状態となり、高圧燃料供給ポンプ内の燃料は高圧燃料容積室へと吐出されることがない。
 このため、プランジャとシリンダとの摺動によって発生した摩擦熱を吐出燃料によって排出するという機能が作用しなくなるため、高圧ポンプの温度が上昇する。そしてシリンダとプランジャとの間の微小なクリアランス(摺動クリアランス)に存在するガソリンの液膜が蒸発し、ガソリンの液膜を十分に確保できなくなる。
 その結果、シリンダとプランジャが焼付いて固着(ロック)し、高圧燃料供給ポンプによって低圧燃料を加圧し吐出する機能が失われると言う問題が懸念される。
 本発明では上記課題を解決するために、高圧燃料供給ポンプが休止している間にも低圧の燃料が高圧燃料供給ポンプの本体に設けられた低圧燃料通路を通って低圧燃料供給系側の低圧燃料通路に流れるように構成した。
 好適には、低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給ポンプのダンパ室を介して低圧燃料容積室へ導かれる。
 好適には、低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室を介して低圧燃料容積室へ導かれる。
 また好適には、低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給ポンプのダンパ室、プランジャシール室の順に流れて低圧燃料容積室へ導かれる。
 または、低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給のプランジャシール室、ダンパ室の順に流れて低圧燃料容積室へ導かれる。
 具体的には、高圧燃料供給ポンプは高圧燃料容積室へ高圧燃料を吐出する高圧燃料吐出口の他に低圧燃料出入口を2個有し、2個の低圧燃料出入口のうち1個は低圧燃料容積室につながる低圧燃料配管と接続され、残りの1個は低圧燃料供給ポンプ(フィードポンプ)に接続される低圧燃料配管に連通される。
 好適には、低圧燃料出入口のうち1個はダンパカバーに固定され、当該低圧燃料出入口はダンパ室に連通している。
 好適には、低圧燃料出入口のうち1個はポンプボディに固定され、当該低圧燃料出入口は高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に接続されている(図4,図6,図9,図12)。
 好適には、低圧燃料供給ポンプに接続される低圧燃料出入口がポンプボディに固定され、当該低圧燃料出入口は高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に接続されており、低圧燃料容積室に接続される他の低圧燃料出入口がダンパカバーに固定され、当該他の低圧燃料出入口はダンパ室に連通している。
 好適には、低圧燃料供給ポンプに接続される低圧燃料出入口はダンパカバーに固定され、当該他の低圧燃料出入口はダンパ室に連通しており、低圧燃料容積室に接続される他の低圧燃料出入口は高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に接続されている。
 好適には、燃料は、高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された低圧燃料出入口からダンパ室に流れ、このダンパ室から高圧燃料供給ポンプの吸入ポートとプランジャシール室に流れ、このプランジャシール室を介して、高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された別の低圧燃料出入口から低圧燃料容積室へ導かれる。
 好適には、燃料は、高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された低圧燃料出入口から高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に流れ、このプランジャシール室から高圧燃料供給ポンプのダンパ室と吸入ポートに流れ、高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された他の低圧燃料出入口から低圧燃料容積室へ導かれる。
 好適には、燃料は、高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された低圧燃料出入口から高圧燃料供給ポンプの吸入ポートとダンパ室とに流れ、高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された別の低圧燃料出入口から低圧燃料容積室へ導かれると共に、プランジャシール室と吸入ポートとが連通している。
 好適には、燃料は、高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された低圧燃料出入口から高圧燃料供給ポンプの吸入ポートとダンパ室とに流れ、高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された別の低圧燃料出入口から低圧燃料容積室へ導かれると共に、プランジャシール室と吸入ポートとが連通しており、低圧燃料容積室と低圧燃料供給ポンプの出口配管とが接続されている。
 このように構成された本発明によれば、高圧燃料供給ポンプが燃料を吐出していないときでも低圧燃料通路部には新鮮な燃料が供給されるので、プランジャ、およびシリンダの温度上昇を防ぐことができ、結果的に、高圧燃料供給ポンプ内の燃料温度の上昇を抑制できる。これにより、プランジャとシリンダの摺動面の燃料枯渇が抑制され、プランジャとシリンダのロックを防ぐことができる。
 本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
本発明が実施された第1実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図で、図8のI-I断面図である。 本発明が実施された第1実施例による高圧燃料供給ポンプの別の縦断面図で、図8のII-II断面図である。 本発明が実施された第1実施例による高圧燃料供給ポンプの別の縦断面図で、図8のIII-III断面図である。 本発明が実施された第1実施例による高圧燃料供給ポンプのシステム図である。 本発明が実施された第1実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図で、図8のV-V断面図である。 本発明が実施された第2実施例による高圧燃料供給ポンプのシステム図である。 本発明が実施された第2実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図で、図8のVII-VII断面図である。 本発明が実施された第1、2実施例による高圧燃料供給ポンプのダンパカバー、圧力脈動低減機構を取り外し、図1(第1実施例)若しくは図7(第2実施例)のP矢印方向より見た図である。 本発明が実施された第3実施例による高圧燃料供給ポンプの別のシステム図である。 本発明が実施された第3実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図で、図11のX-X断面図である。 本発明が実施された第3実施例による高圧燃料供給ポンプのダンパカバー14、圧力脈動低減機構9を取り外し、図10のP矢印方向より見た図である。
 以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
 図1ないし図5及び図8に基づき第1の実施例を説明する。
 ポンプハウジング1には加圧室11を形成するためのカップ型の凹所11Aが設けられている。凹所11A(加圧室11)の開口部にはシリンダ6が嵌合されている。ホルダ7をねじ部1bにて螺合することによってシリンダ6の端部がホルダ7によってポンプハウジング1の加圧室11の開口部に設けた段付部16Aに押し付けられる。
 シリンダ7とポンプハウジング1は段付部16Aで圧接され、金属接触による燃料シール部を形成する。シリンダ6には中心にプランジャ2の貫通孔(摺動孔とも呼ぶ)が設けられている。プランジャ2はシリンダ6の貫通孔に往復動可能に遊嵌されている。ホルダ7の外周にはねじ部1bの反加圧室11側の位置にシールリング62が装着されている。シールリング62はホルダ7の外周とポンプハウジング1の凹所11Aの内周壁との間を燃料の漏れないようにシール部を形成する。
 ホルダ7の反シリンダ6側には内側筒状部71と外側筒状部72の二重の筒状部が形成されている。ホルダ7の内側筒状部71にはプランジャシール装置13が保持されており、プランジャシール装置13はホルダ7の内周とプランジャ2の周面との間に燃料溜り部67を形成している。燃料溜り部67にはプランジャ2とシリンダ6の摺動面から漏れる燃料が捕獲される。
 プランジャシール装置13は後述するカム5側から燃料溜り67に潤滑オイルが侵入することも防止している。
 ホルダ7の反シリンダ6側に形成された外側筒状部72はエンジンブロック100に形成された取付け孔100Aに挿入される。ホルダ7の外側筒状部72の外周にはシールリング61が取付けられている。シールリング61は取付け孔100Aから潤滑オイルが大気中に漏れるのを防止し、また大気から水が浸入するのを防止する。
 ホルダ7の直径はシールリング62の部分よりもシールリング61の部分の方が大きく構成されている。これは、ポンプハウジング1をエンジンブロックに取付ける際の取付け面積を大きくしてポンプ本体の首振り現象を小さくすることに効果がある。
 ポンプハウジング1の下端面101Aはエンジンブロックの取付け孔100Aの周囲の取付け面に当接している。ポンプハウジング1の下端面101Aの中心部には環状突起11Bが形成されている。
 環状突起11Bはエンジンブロック100の取付け孔100Aに遊嵌しており、ホルダ7の外側筒状部72の外径とほぼ同じ外径を有するが、ポンプ本体の首振りは環状突起11Aと下端面101Aとで受けるよう配慮される。
 プランジャ2はシリンダ6に滑合する大径部2aの直径よりもシリンダから反加圧室側に延びる小径部2bの直径の方が小さく形成されている。その結果プランジャシール装置13の外径を小さくでき、この部分でホルダ7に二重の筒状部71、72を形成するスペースが確保できる。直径が細くなっているプランジャ2の小径部2bの先端部にはばね受け15が固定されている。ホルダ7とばね受け15との間にはばね4が設けられている。ばね4の一端はホルダ7の内周側筒状部71の周りで外周筒状部72の内側に装着されている。ばね4の他端は有底筒状の金属で構成されるリテーナ15の内側に配置される。リテーナ15の筒状部31Aは取付け穴100Aの内周部に遊嵌されている。
 タペット3の底部31Bの内表面にはプランジャ2の下端部21Aが当接している。タペット3の底部31Bの中央部には回転ローラ3Aが取付けられている。ローラ3Aはカム5の表面にばね4の力を受けて押し付けられている。その結果カム5が回転するとカム5のプロフィールに沿ってタペット3とプランジャ2が上下に往復動する。プランジャ2が往復動するとプランジャ2の加圧室側端部2Bは加圧室11に入ったり出たりする。プランジャ2の加圧室側端部2Bが加圧室11に進入するとき加圧室11内の燃料が高圧に加圧されて高圧通路に吐出される。またプランジャ2の加圧室側端部2Bが加圧室11から後退するとき加圧室11内に吸入通路30aから燃料が吸入される。カム5はエンジンのクランクシャフトあるいはオーバヘッドカムシャフトによって回転される。
 カム5が図1に示す3葉カム(カム山が3つ)の場合、クランクシャフトあるいはオーバヘッドカムシャフトが1回転するとプランジャ2は3往復する。4サイクルエンジンの場合、1燃焼工程でクランクシャフトは2回転するので、クランクシャフトでカム5を回転する場合、1燃焼サイクルの間(基本的には燃料噴射弁がシリンダに1回燃料を噴射する)にカムは6往復して燃料を6回加圧し吐出する。
 ポンプハウジング1にねじ止あるいは溶接で固定されたジョイント101は、低圧燃料口10aを形成している。ジョイント101の内側にはフィルター102が装着されている。ポンプハウジング1の頭部にはダンパカバー14が固定されており、ダンパカバー14とポンプハウジング1との間に区画形成される低圧室10c、10dには、燃料圧力脈動を低減するための圧力脈動低減機構9が収容されている。
 ダンパカバー14の頭部には低圧燃料口10bとしてのジョイントが形成されている。圧力脈動低減機構9はその上下両面にはそれぞれ低圧室10c、10dが設けられている。
 ダンパカバー14は圧力脈動低減機構9を収容する低圧室10c、10dを形成する機能と、低圧燃料口10bとしてのジョイントを介して燃料を低圧燃料噴射弁の燃料溜としての低圧燃料容積室43へ通流する機能を有する。
 図5に示す吐出口12は、ポンプハウジング1にねじ止若しくは溶接によって固定されたジョイント103で形成されている。
 第1実施例の高圧燃料供給ポンプでは(経路1)ジョイント101の低圧燃料口10a-低圧室10d-吸入通路30a-加圧室11-吐出口12に至る燃料通路と、(経路2)ジョイント101の低圧燃料口10a-低圧室10d-低圧室10c-低圧燃料口10bに至る燃料通路の二つの燃料通路が形成される。なお、(経路3)低圧室10d-低圧燃料通路10e-環状低圧通路10h-ホルダ7に設けられた溝7a-燃料溜り部67(環状低圧室10f)も連通されている。この結果、プランジャ2が往復動すると燃料溜り部67(環状低圧室10f)の容積が増減して、低圧室10dと燃料溜り部67(環状低圧室10f)との間で燃料が行き来する。これによりプランジャと2とシリンダ6の摺動熱で暖められた燃料溜り部67(環状低圧室10f)の燃料の熱は、低圧室10dの燃料と熱交換され、冷却される。
 加圧室11の入口の吸入通路30aには可変容量制御機構30が設けられている。可変容量制御機構30内には吸入弁31が設けられている。吸入弁はばね33によって吸入口30Aを閉じる方向に付勢力されている。これにより可変容量制御機構30は無通電状態では吸入通路30aから加圧室11に向かう燃料流だけを許す逆止弁となる。
 加圧室11の出口には吐出弁ユニット8が設けられている(図5参照)。吐出弁ユニット8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8bと吐出弁シート8aとを収容する吐出弁ホルダ8dから構成され、吐出弁シート8aと吐出弁ホルダ8dとは当接部で溶接8eにより接合されて一体のユニットを形成している。
 なお、吐出弁ホルダ8dの内部には、吐出弁8bのストロークを規制するスットパーを形成する段付部8fが設けられている。
 加圧室11と吐出口12に燃料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、吐出口12の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁8bは吐出弁ばね8cに逆らって開弁し、加圧室11内の燃料は吐出口12を経て低圧容積室23としてのコモンレールへと高圧吐出される。吐出弁8bは開弁した際、吐出弁ストッパ8f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8d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、吐出口12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が開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁8bがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁吐出弁ホルダ8dの内周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁ユニット8は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
 シリンダ6は外周がホルダ7で保持され、ホルダ7の外周に螺刻されたねじを、ポンプ本体に螺刻されたねじにねじ込むことによってねじ部1bにおいてポンプハウジング1に固定される。プランジャ2は大径部2aと小径部2bからなる。シリンダ6は加圧部材であるプランジャ2を大径部2aにて上下に摺動可能に保持する。プランジャ2の下端には、カム5の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ2に伝達するリテーナ15が圧入によってプランジャ2に固定されており、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3の底部内面に押し付けられている。これによりカム5の回転運動に伴い、プランジャ2を上下に運動させることができる。また、プランジャ2の小径部2bはシリンダ6の図中下側でプランジャシール装置13によりシールされ、ガソリン(燃料)が高圧燃料供給ポンプから内燃機関の内部に漏れることを防止する。同時に内燃機関の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルでも良い)がポンプハウジング1の内部に流入するのを防止する。
 これらの構成により、加圧室11は、可変容量制御機構30、吐出弁ユニット8、プランジャ2、シリンダ6、ポンプハウジング1にて構成される。
 燃料は燃料タンク20から低圧燃料供給ポンプ21にて、吸入配管28を通してポンプの低圧燃料口10aに導かれる。低圧燃料供給ポンプ21は、エンジンコントロールユニット27(以後、ECUと称す)からの信号によってポンプハウジング1への吸入燃料を一定の圧力に調圧する。高圧燃料供給ポンプのポンプハウジング1の低圧燃料口10aに導かれた燃料は、上述の経路2を通して低圧燃料容積室43へと供給される。
 また、経路1を通して加圧室で加圧された高圧燃料が吐出口12から高圧燃料容積室23へ供給される。高圧燃料容積室23には、高圧燃料噴射弁24、圧力センサ26が装着されている。高圧燃料噴射弁24は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、ECU27の信号に基づいて内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する。
 低圧燃料容積室43へは、ポンプハウジング1を通過した低圧燃料が低圧燃料口10bから低圧配管41を介して供給される。低圧燃料容積室43には、低圧燃料噴射装弁44が装着されている。低圧燃料噴射装弁44は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、ECU27の信号に基づいて内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射する。
 次に、高圧吐出される燃料の量を調整する可変容量制御機構30について図1、図4及び図5を用いて説明する。
 吸入弁体31は吸入弁31a、アンカー31b、ばねストッパ31cからなり、アンカー31b、ばねストッパ31cは吸入弁31aに圧入され固定されている。吸入弁体31は、閉弁時はシート32と接触し、低圧室10dと加圧室11を遮断する。吸入弁ばね33は、ばねストッパ31cの圧入位置にて付勢力を決定する。電磁駆動機構のコイル36が無通電状態で、かつ吸入通路30a(低圧室10d)と加圧室11の流体差圧が無い時は、この吸入弁ばね33の付勢力により、吸入弁体31は図1に示すように図面左の閉弁方向に付勢され閉弁状態となっている。
 カム5の回転により、プランジャ2が吸入工程(上死点位置から下死点位置に移動する間)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。加圧室11の燃料圧力が低圧室10dの圧力よりも低くなると、吸入弁体31には燃料の流体差圧による開弁力が発生する。吸入弁体31は、この流体差圧による開弁力が吸入弁ばね33の付勢力を超えることにより、吸入弁ばね33の付勢力に打ち勝って、開弁するように設定されている。吸入弁体31の開弁方向の変位量はコア35にて規制されているので、完全に開弁状態の時は、アンカー31bとコア35が接触している。かくして、このコア35により、吸入弁体31のストロークが決定されることになる。
 この状態で、端子37を介してECU27からの入力電圧がコイル36に印加されると、コイル36には電流が流れる。流れる電流の波形はコイル36の抵抗値とインダクタンスの値によって決まる。この電流によって、アンカー31bと、コア35の間には互いに引き合う磁気付勢力が発生する。しかし、すでに流体差圧により吸入弁体31は完全に開弁し、コア35に接しているかあるいは途中まで開弁しているので、磁気付勢力がこの時点で発生しても、アンカー31bとコア35が激しく衝突することはない。かくして開弁時の吸入弁の打音が抑制される。また、吸入弁を駆動する電力が小さくでき、起動電流が不要若しくは小さくできる。
 コイル36に入力電圧の印加状態を維持したまま、プランジャ2は吸入工程を終了し、圧縮工程(下死点から上死点に移動する間)へと移行する。プランジャ2が圧縮工程に移ると、流体差圧による開弁力は無いが、入力電圧の印加状態を維持したままなので磁気付勢力は印加されたままであり、依然として吸入弁体31は開弁したままである。従ってこの状態では、加圧室11の容積がプランジャ2の圧縮運動に伴って減少しても、加圧室11内の燃料が再び開弁状態の吸入弁体31を通して吸入通路30a(低圧室10d)へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程(スピル工程とも称す)と呼ぶ。このとき、吸入弁体31には、吸入弁ばね33による付勢力と、燃料が加圧室11から低圧室10dへ逆流する時に発生する流体力による閉弁力が働く。この閉弁力と吸入弁ばね33による閉弁方向への付勢力が加算されて開弁を維持するための磁気付勢力に対向するので、磁気付勢力はこれに負けない力が必要である。この実施例では上述したように、流体差圧により吸入弁体31が完全に開弁若しくは途中まで開弁できるように、吸入弁ばね33の力が非常に小さく設定されているので、閉弁方向への付勢力は小さい。その結果小さな磁気付勢力でも充分開弁状態を維持できる。
 この状態で、ECU27からの入力電圧を解除にすると、コイル36に流れる電流はゼロになるが、吸入弁体に働いている磁気付勢力は、入力電圧が解除になった状態から、一定の時間後(磁気的な遅れの後)に消去される(以後、この時間を、「磁気解除遅れ」と称す)。磁気付勢力が減少し吸入弁体31に作用する吸入弁ばね33による付勢力と、燃料が加圧室11から吸入通路30a(低圧室10d)へ逆流する時に発生する閉弁力の総和の方が大きくなると吸入弁体31が閉弁に転じ、このときから加圧室11の燃料圧力はプランジャ2の上昇運動と共に上昇する。そして、吐出口12の圧力以上になると、吐出弁ユニット8を介して加圧室11に残っている燃料の高圧吐出が行われ、高圧燃料容積室23へ加圧燃料が供給される。この工程を吐出工程と称す。すなわち、プランジャ2による圧縮工程は、戻し工程と吐出工程からなる。
 そして、コイル36への入力電圧を解除するタイミング(閉弁タイミング)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。入力電圧を解除するタイミング(閉弁タイミング)を早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工程の割合が大きい。すなわち、吸入通路30a(低圧室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。一方、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。すなわち、吸入通路30a(低圧室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。入力電圧を解除するタイミングは、ECUからの司令による。
 以上のようにすることで、磁気付勢力は吸入弁体31を開弁状態のまま維持するために充分確保でき、かつ、入力電圧を解除する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できる。
 上記の吸入工程、戻し工程、および吐出工程の3つの工程中、吸入通路30a(低圧室10d)には常に燃料が出入りするため、燃料圧力に周期的な脈動が生じる。この圧力脈動は圧力脈動低減機構9にて吸収低減され、低圧燃料供給ポンプ21からポンプハウジング1へ至る吸入配管28への圧力脈動の伝播を遮断し、吸入配管28の破損等を防止すると同時に、安定した燃料圧力で加圧室11に燃料を供給することを可能としている。低圧室10cは低圧室10dと接続しているので、圧力脈動低減機構9の両面に燃料は行き渡り効果的に燃料の圧力脈動を抑える。
 また、圧力脈動低減機構9は経路(2)を通って低圧燃料用石室へ流れる燃料に対しても脈動低減効果がある。
 シリンダ6の下端とプランジャシール装置13の間には燃料溜り67としての環状低圧室10fが存在し、環状低圧室10fは経路3(低圧室10d-低圧燃料通路10e-環状低圧通路10h-ホルダ7に設けられた溝7)にて低圧室10dと接続されている。プランジャ2がシリンダ6内で摺動運動を繰り返すと、大径部2aと小径部2bとの結合部は環状低圧室10f内で上下運動を繰り返し、環状低圧室10fは容積変化する。吸入工程では環状低圧室10fの容積は減少し、環状低圧室10f内の燃料は低圧通路11eを通って低圧室10dへと流れる。戻し工程、および吐出工程では環状低圧室10fの容積は増加し、低圧室10d内の燃料は低圧通路11eを通って環状低圧室10fへと流れる。
 低圧室10dに着目すると、吸入工程では低圧室10dから加圧室11に燃料は流入する一方、環状低圧室10fから低圧室10dに燃料が流入する。戻し工程では、加圧室11から低圧室10dに燃料は流入する一方、低圧室10dから環状低圧室10fに燃料が流入する。吐出工程では、環状低圧室10fから低圧室10dに燃料は流入する。このように、環状低圧室10fは低圧室10dへの燃料の出入りを助ける作用があるので、低圧室10dで発生する燃料の圧力脈動を低減する効果がある。
 また、低圧燃料口10aと低圧燃料口10bの間に圧力脈動低減機構9が設置されているので、プランジャ2の上下運動に伴って発生する圧力脈動は圧力脈動低減機構9によって吸収され、低圧燃料容積室43への圧力脈動の伝播を防ぐ事ができる。
 図3に示すようにリリーフ通路211には燃料の流れを吐出通路から低圧室10dへの一方向のみに制限するリリーフ弁機構200が設けられており、リリーフ弁機構200の入り口は図示しない流路によって、吐出弁8bの下流側と連通されている。
 以下、リリーフ弁機構200の動作について説明する。リリーフ弁202は、押し付け力を発生するリリーフばね204によりリリーフ弁シート201に押し付けられており、吸入室内とリリーフ通路内との間の圧力差が規定の圧力以上になるとリリーフ弁202がリリーフ弁シート201から離れ、開弁するようにセット開弁圧を設定している。ここで、リリーフ弁202が開き始める時の圧力をセット開弁圧と定義する。
 リリーフ弁機構200は、リリーフ弁シート201と一体であるリリーフ弁ハウジング206、リリーフ弁202、リリーフ押さえ203、リリーフばね204、リリーフばねアジャスタ205からなる。リリーフ弁機構200は、サブアセンブリとしてポンプハウジング1の外部で組み立て、その後にポンプハウジング1に圧入によって固定する。
 まず、リリーフ弁ハウジング206に、リリーフ弁202、リリーフ押さえ203、リリーフばね204の順に順次挿入し、リリーフばねアジャスタ205をリリーフ弁ハウジング206に圧入固定する。このリリーフばねアジャスタ205の固定位置によって、リリーフばね204のセット荷重を決定する。リリーフ弁202の開弁圧力は、このリリーフばね204のセット荷重によって決定される。こうしてできたリリーフサブアセンブリ200を、ポンプハウジング1に圧入固定する。
 この場合、リリーフ弁200の開弁圧力は、高圧燃料供給ポンプの正常動作範囲の最大圧力よりも高い圧力に設定する。
 エンジンに燃料を供給する高圧燃料噴射装置(23,24,30)の故障や、高圧燃料供給ポンプなどを制御するECU27等の故障により発生した高圧燃料容積室23内の異常高圧が、リリーフ弁202のセット開弁圧以上になると、燃料は吐出弁8bの下流側からリリーフ流路211を通り、リリーフ弁202へと達する。そして、リリーフ弁202を通過した燃料は、リリーフばねアジャスタ205に開けられた逃がし通路208低圧部である低圧室10dへ開放される。これにより、高圧燃料容積室23等の高圧部の保護がなされる。
 以上のように、内燃機関には高圧燃料噴射装置(23,24,30)または低圧燃料噴射装置(41,43,44)によって燃料が供給されるが、それぞれの噴射装置から噴射される燃料の量は内燃機関の運転状態による。例えば、アイドリング運転のような静粛性を求められる運転状態である。高圧燃料噴射弁24から燃料を噴射すると、高圧燃料供給ポンプは燃料を高圧に加圧して高圧燃料容積室に供給しなくてはならない。このとき、可変容量制御機構30が吐出弁ユニット8などでは金属が衝突し音を発生するので、求められる静粛性を阻害してしまう。そこで、アイドリング運転状態では暖機完了後であれば、低圧燃料供給ポンプ20にて加圧した低圧燃料を低圧燃料噴射装置(41,43,44)から吸気ポートに噴射すれば静粛性を保つ事ができる。低圧燃料容積室43へ供給される低圧燃料は、高圧燃料供給ポンプを通過することになる。つまり、低圧燃料口10aから低圧室10dに流入した低圧燃料は圧力脈動低減機構9、および低圧室10cを通過して低圧燃料口10bから低圧燃料通路41を介して低圧燃料容積室43へ供給される。
 内燃機関が低圧燃料噴射装置(41,43,44)のみにて燃料を供給する場合は、高圧燃料供給ポンプは燃料を高圧に加圧する必要はない。この場合、プランジャ2の摺動運動に伴い加圧室11の燃料は低圧室10dとの間で往復を繰り返す。これにより、低圧燃料に圧力脈動が発生するが前述した機構によりこの圧力脈動は低減する事ができる。特に、低圧燃料口10aと低圧燃料口10bとの間に圧力脈動低減機構を設けることにより、プランジャ2の摺動運動によって発生した低圧燃料の圧力脈動を低圧燃料通路41、および低圧燃料容積室43へ伝播する事を防ぐ事ができるので、低圧燃料噴射装置(41,43,44)は安定した噴射を繰り返す事ができる。なお、低圧燃料噴射装置(41,43,44)にのみ燃料を供給するエンジンの運転状態では高圧燃料供給ポンプの可変容量制御機構30は吐出ゼロの状態に維持されるようにするために、電磁駆動機構のコイル36に電流を流し続けることになる。このときの消費電力を少なく押さえるためにも小さい電磁力で吸入弁の開弁状態を維持できる本実施例の構成は効果的である。
 プランジャ2とシリンダ6は内燃機関が低圧燃料噴射装置(41,43,44)のみで運転されている場合でも摺動運動を繰り返す。摺動部であるプランジャ2の大径部2aの外形とシリンダ6の内径は、クリアランス(隙間)を例えば8~10μm程度に設定されている。通常はこのクリアランスは薄い膜状となった燃料によって満たされており、これによってスムーズな摺動を確保している。この燃料の薄膜が何らかの原因で途切れてしまうとプランジャ2とシリンダ6は摺動運動中にロックを起こして固着してしまうので、燃料を高圧に加圧する事ができなくなってしまうという問題がある。高圧燃料供給ポンプが燃料を高圧に加圧して吐出している状態では、加圧室11内の燃料の圧力が高くなって、極微小の高圧燃料がクリアランスを通して環状低圧室10fへと圧送され易いので、燃料の薄膜切れは起こりにくい。また、プランジャ2とシリンダ6の摺動運動によって発生する熱も、加圧された高圧燃料によって高圧燃料供給ポンプの外部へと持ち去られるのでクリアランス中の燃料の薄膜が温度上昇によって蒸気化してしまうことで発生する薄膜切れも生じない。
 低圧燃料噴射装置(41,43,44)へ供給する燃料が高圧燃料供給ポンプを通らない従来技術では、内燃機関が低圧燃料噴射装置(41,43,44)のみにて燃料を供給する場合は、この燃料の薄膜切れの現象が生じる可能性が高くなる。なぜなら高圧燃料供給ポンプは燃料を高圧に加圧する必要はないので、加圧室11の燃料圧力は低圧室10dや環状低圧室10fと同じ低圧である。したがって、加圧室11からクリアランスを通して環状低圧室10fへ燃料が流れる事が無いので薄膜切れが起こりやすくなる。さらには、プランジャ2とシリンダ6の摺動運動で発生する熱が外部に運び去られる事も無いのでプランジャ2、シリンダ6、およびその周りの部品も温度が上昇してしまう。その結果、クリアランス中の燃料の薄膜が蒸気化してしまい、十分な燃料の薄膜を確保する事が困難であった。
 本発明の上記実施例ではこの問題が解決できる。すなわち、燃料タンク20からの低圧燃料を吸入する低圧燃料口10aと、低圧燃料容積室43へ通じる低圧燃料口10bを高圧燃料供給ポンプに設け、その間に圧力脈動低減機構9を設ける。圧力脈動低減機構9の両面には低圧室10c、低圧室10dが存在する低圧燃料口10aは低圧室10dに、低圧吸入口10bは低圧室10cに開口する。プランジャ2には大径部2aと小径部2bを設けて、プランジャ2の摺動運動に伴って環状低圧室10fの容積が変化する構造としている。こうすることで、内燃機関が低圧燃料噴射装置(41,43,44)のみにて燃料を供給する場合でも、燃料は高圧燃料供給ポンプの内部を通過するので高圧燃料供給ポンプから摩擦熱を持ち去る効果がある。さらに、環状低圧室10fは常に低圧室10dとの間で燃料をやり取りしているので、環状低圧室10fも常に温度の低い新鮮な燃料で満たされる。これにより、プランジャ2とシリンダ6の温度上昇を抑制する事ができ、クリアランスに存在する燃料の薄膜の蒸気化による燃料の薄膜切れを抑えることができる。
 また、本実施例のように高圧燃料供給ポンプに2個の低圧燃料口を設けることで、内燃機関での組み立て工数が削減できるという利点がある。高圧燃料供給ポンプの外で低圧燃料供給系と高圧燃料供給系が分離する構造では、内燃機関の組み立ての際、分岐部に専用のジョイントなどを組み込んで分岐させなくてはならない。これに対して本発明による高圧燃料供給ポンプでは、低圧配管、低圧燃料供給系、および高圧燃料供給系をそれぞれ高圧燃料供給ポンプに組めば良い。
 図5には、図1に示されていない改良案が記載されている。図5と図1との相違点は、低圧燃料口10bと低圧室10cの間に、オリフィス103Bが存在することである(それ以外は全て図1-図4の第1実施例と同一である)。
 プランジャ2の上下運動によって発生した圧力脈動は、圧力脈動低減機構9によって吸収されるが、低圧燃料口10bと低圧室10cの間に、オリフィス103Bを設けることでより効果的に圧力脈動が低圧燃料容積室43へ伝播することを抑えることができる。オリフィス103Bの断面積は大きすぎると、圧力脈動が低圧燃料容積室43へ圧力脈動が伝播してしまい、低圧燃料噴射弁44から吸気ポートへ噴射される燃料が安定しなくなってしまう。逆にオリフィス103Bの断面積は小さすぎると、このオリフィス部で圧力損失が大きくなり、低圧燃料容積室43の燃料圧力を目標とする圧力に保つことが困難になってしまう。これらのことから、オリフィス103Bの面積は慎重に選ばなくてはならない。
 また、低圧燃料の圧力脈動の低圧燃料容積室43への伝播を抑える機構として、オリフィスの変わりに燃料の流れを一方向に制限する逆止弁を設けても同じ効果が得られる。逆止弁とはこの場合、低圧室10cから低圧燃料口10bの一方向のみに燃料の流れを制限する弁であり、その逆方向には燃料は流れない。
 なお図4とは異なり、図6に示すように低圧燃料口10bが燃料通路(高圧配管)41で低圧燃料容積室43の長手方向中間部に接続し、低圧燃料容積室43の長手方向一端を低圧配管28の途中に接続することもできる。高圧燃料供給ポンプの構成は図1、図2と同一であって良い。このような構成にしても、実施例1と同じ効果が得られる。
 別の実施例を図6、図7、図8に示す。
 図6は図7、図8に示す実施例2の高圧燃料供給ポンプを備えた燃料供給システムで、システムとして図4のシステムとは上記した点で相違する。
 図7は、第2実施例になる高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。
 図8は、第2実施例になる高圧燃料供給ポンプを図7中の方向Pより見た図である。但し、ダンパカバー14、圧力脈動低減機構9などは便宜上の理由で表示しない状態である。なお、第1実施例と同じところもあるので、第1実施例の説明にも用いたものである。
 実施例1との違いは、低圧燃料口10aが、低圧室10dではなく低圧燃料通路10g、環状低圧室10h、および溝7aを通して燃料溜り67としての環状低圧室10fに接続されていることである。燃料溜り67としての環状低圧室10fと低圧室10dとが低圧燃料通路10eによって接続されている点は実施例1と同じである。
 この実施例2では低圧燃料口10aから高圧燃料供給ポンプ内に入った燃料の一部は、図7に示すように低圧燃料通路10g、環状低圧室10h、および溝7aを通って燃料溜り67としての環状低圧室10fに吸入され、さらに低圧燃料通路10eを通って低圧室10dに流入する。一部の燃料は燃料溜り67としての環状低圧室10fを経由せずに、低圧燃料通路10gからシリンダ6の外周の環状低圧室10hを経て低圧燃料通路10eへ流れる。このように構成することで、高圧燃料噴射装置(23,24,30)または低圧燃料噴射装置(41,43,44)のどちらに燃料が供給される場合でも燃料は燃料溜り67としての環状低圧室10fを必ず通過するので、実施例1より確実に燃料溜り67としての環状低圧室10fが常に温度の低い新鮮な燃料で満たされる。これにより、プランジャ2とシリンダ6の温度上昇を抑制する事ができるので、クリアランスに存在する燃料の薄膜の蒸気化による燃料の薄膜の欠乏を抑える効果がある。また、シリンダ6の外周の環状低圧室10hを経て低圧燃料通路10eへ流れる燃料は、摺動部で発生する熱を低圧室10dに運び去るので、シリンダの冷却効果が高くなる。
 また、実施例1と同様に、低圧燃料口10aと低圧燃料口10bの間に圧力脈動低減機構9が設置されているので、プランジャ2の上下運動に伴って発生する圧力脈動は圧力脈動低減機構9によって吸収され、低圧燃料容積室43への圧力脈動の伝播を防ぐことができる。
 別の実施例を図9、図10、図11に示す。
 図9は図10、図11に示す実施例3の高圧燃料供給ポンプを備えた燃料供給システムで、システムとして図4、図6との違いは低圧燃料ポンプ21からの燃料がダンパカバー14に設けられた低圧燃料口10bから高圧燃料供給ポンプに導入され、ジョイント101の低圧燃料口10aから低圧燃料容積室43に送られる点である。
 図10は、実施例3になる高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。
 図11は、実施例3になる高圧燃料供給ポンプを図10中の方向Pより見た図である。
但し、ダンパカバー14、圧力脈動低減機構9などは取外した状態を示す。
 実施例1、2の高圧燃料供給ポンプとの違いは、低圧燃料口10bより燃料を吸入された低圧燃料は、低圧室10d、低圧燃料通路10e、溝7a、環状低圧室10f、溝7a、低圧燃料通路10g、を通して低圧燃料口10aより低圧燃料容積室43へ接続されていることである。
 低圧燃料口10bから高圧燃料供給ポンプ内に入った燃料の一部は、図10に示すように低圧室10d、低圧燃料通路10e、および溝7aを通って環状低圧室10fに吸入され、さらに溝7a、低圧燃料通路10gを通って低圧燃料口10bへ流出する。残りの燃料は環状低圧室10fを経由せずに、低圧燃料通路10eからシリンダ6の外周の環状低圧室10hを経て低圧燃料通路10gへ流れる。このように構成することにより、高圧燃料噴射装置(23,24,30)または低圧燃料噴射装置(41,43,44)のどちらに燃料が供給される場合でも燃料は環状低圧室10fを通過し、低圧室10dが常に温度の低い新鮮な燃料で満たされる。これにより、プランジャ2とシリンダ6の温度上昇を抑制する事ができるので、クリアランスに存在する燃料の薄膜の蒸気化による燃料の薄膜の欠乏を抑える効果がある。
 この実施例では、ジョイント103の入口にオリフィス103Bを設けている。このオリフィス103Bの効果は図5のオリフィス3Bと実質的に同じである。
 以上の実施例の実施態様を整理すると以下の通りである。
(実施態様1)
 加圧室へ燃料を吸入する吸入流路と、前記加圧室から前記燃料を吐出する吐出流路とを有し、前記加圧室内を往復動するプランジャによって燃料の吸入・吐出を行い、前記吸入流路に電磁吸入弁、前記吐出流路に吐出弁をそれぞれ備え、かつ前記電磁吸入弁を開閉して前記吸入流路と前記加圧室との連通および非連通を切り換えることにより、吐出される燃料の量を制御する、可変流量式高圧燃料ポンプにおいて、
 二つの低圧燃料口を備え、前記二つの低圧燃料口は一つは低圧燃料供給ポンプに、他方は内燃機関の吸気ポートへ燃料を噴射する低圧燃料噴射弁へと接続されている、高圧燃料供給ポンプ。
(実施態様2)
 実施態様1の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記二つの低圧燃料口の間に低圧燃料の圧力脈動を低減する圧力脈動低減機構が存在する、高圧燃料供給ポンプ。
(実施態様3)
 実施態様1の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記二つの低圧燃料口のうち少なくとも一方が低圧燃料の圧力脈動を低減する手段を備えている、高圧燃料供給ポンプ。
(実施態様4)
 実施態様3の高圧燃料供給ポンプにおいて、低圧燃料の圧力脈動を低減する手段がオリフィスである、高圧燃料供給ポンプ。
(実施態様5)
 実施態様3の高圧燃料供給ポンプにおいて、低圧燃料の圧力脈動を低減する手段が燃料の流れを一方向に制限する弁である、高圧燃料供給ポンプ。
(実施態様6)
 実施態様3の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記プランジャが大径部と小径部を有し、前記大径部が前記シリンダと摺動し、前記小径部が燃料の外部への流出を防ぐプランジャシールと摺動し、前記シリンダの下端部とプランジャシールの間の低圧室が前記二つのジョイントと連通している、高圧燃料供給ポンプ。
 上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
 1 ポンプハウジング
 2 プランジャ
 2a 大径部
 2b 小径部
 3 タペット
 5 カム
 6 シリンダ
 7 ホルダ
 8 吐出弁ユニット
 9 圧力脈動低減機構
 10a,10b 低圧燃料口
 10c,10d 低圧室
 10e,10g 低圧燃料通路
 10f 環状低圧室
 11 加圧室
 12 吐出口
 13 プランジャシール装置
 20 燃料タンク
 21 低圧燃料供給ポンプ
 23 高圧燃料容積室
 24 高圧燃料噴射弁
 26 センサ
 27 エンジンコントロールユニット(ECU)
 30 可変容量制御機構
 43 低圧燃料容積室
 44 低圧燃料噴射弁

Claims (14)

  1.  高圧燃料噴射装置(23,24,30)及び低圧燃料噴射装置(41,43,44)を備え、両装置に低圧燃料供給ポンプから燃料が供給される内燃機関に用いられる高圧燃料供給ポンプであって、
     前記高圧燃料供給ポンプが休止している間にも低圧の燃料が当該高圧燃料供給ポンプの本体に設けられた低圧燃料通路を通って低圧燃料噴射装置の低圧燃料通路に流れるように構成した、高圧燃料供給ポンプ。
  2.  請求項1に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給ポンプのダンパ室を介して低圧燃料噴射装置の低圧燃料容積室へ導かれる、高圧燃料供給ポンプ。
  3.  請求項1に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室を介して低圧燃料容積室へ導かれる、高圧燃料供給ポンプ。
  4.  請求項1に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給ポンプのダンパ室、プランジャシール室の順に流れて低圧燃料容積室へ導かれる、高圧燃料供給ポンプ。
  5.  請求項1に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料供給ポンプからの燃料が高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室、ダンパ室の順に流れて低圧燃料容積室へ導かれる、高圧燃料供給ポンプ。
  6.  請求項1に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記高圧燃料供給ポンプは高圧燃料容積室へ高圧燃料を吐出する高圧燃料吐出口の他に低圧燃料口を2個有し、当該2個の低圧燃料口のうち1個は低圧燃料容積室につながる低圧燃料配管と接続され、残りの1個は低圧燃料供給ポンプに接続される低圧燃料配管に連通される、高圧燃料供給ポンプ。
  7.  請求項1に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料口のうち1個は前記ダンパカバーに固定され、当該低圧燃料口はダンパ室に連通している、高圧燃料供給ポンプ。
  8.  請求項1に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料口のうち1個はポンプボディに固定され、当該低圧燃料口は前記高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に接続されている、高圧燃料供給ポンプ。
  9.  請求項6に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料供給ポンプに接続される低圧燃料口がポンプボディに固定され、当該低圧燃料口は前記高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に接続されており、低圧燃料容積室に接続される前記他の低圧燃料口が前記高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定され、当該他の低圧燃料口はダンパ室に連通している、高圧燃料供給ポンプ。
  10.  請求項6に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料供給ポンプに接続される前記低圧燃料口は前記高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定され、当該他の低圧燃料口は前記ダンパ室に連通しており、前記低圧燃料容積室に接続された前記他の低圧燃料口は前記高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に接続されている、高圧燃料供給ポンプ。
  11.  請求項6に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料は、前記高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された低圧燃料口から高圧燃料供給ポンプのダンパ室に流れ、このダンパ室から前記高圧燃料供給ポンプの吸入通路とプランジャシール室に流れ、このプランジャシール室を介して、前記高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された別の低圧燃料口から低圧燃料容積室へ導かれる、高圧燃料供給ポンプ。
  12.  請求項6に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料は、前記高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された低圧燃料口から前記高圧燃料供給ポンプのプランジャシール室に流れ、このプランジャシール室から前記高圧燃料供給ポンプのダンパ室と吸入通路に流れ、前記高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された他の低圧燃料口から低圧燃料容積室へ導かれる、高圧燃料供給ポンプ。
  13.  請求項6に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料は、前記高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された低圧燃料口から前記高圧燃料供給ポンプの吸入ポートとダンパ室とに流れ、前記高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された別の低圧燃料口から低圧燃料容積室へ導かれると共に、前記プランジャシール室と吸入ポートとが連通している、高圧燃料供給ポンプ。
  14.  請求項6に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、前記低圧燃料は、前記高圧燃料供給ポンプのポンプボディに固定された低圧燃料口から前記高圧燃料供給ポンプの吸入ポートとダンパ室とに流れ、前記高圧燃料供給ポンプのダンパカバーに固定された別の低圧燃料口から低圧燃料容積室へ導かれると共に、前記プランジャシール室と吸入ポートとが連通しており、低圧燃料容積室と低圧燃料供給ポンプの出口配管とが接続されている、高圧燃料供給ポンプ。
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