CN108026879B

CN108026879B - 高压燃料泵

Info

Publication number: CN108026879B
Application number: CN201680055216.5A
Authority: CN
Inventors: 齐藤淳治; 臼井悟史; 谷贝将通; 桥田稔; 菅波正幸; 德尾健一郎; 伯耆田淳; 笹生雄太; 德丸千彰
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2036-06-13
Also published as: EP3358177A4; EP3358177A1; JPWO2017056568A1; US20180171992A1; EP3358177B1; US10378524B2; WO2017056568A1; JP6513818B2; CN108026879A

Abstract

本发明提供一种一方面能够减少零件数量、另一方面能够降低泵体的加工的制造成本的高压燃料泵。为此，本发明的高压燃料泵具备：金属减振器(9)；泵体(1)，其形成收容金属减振器(9)的减振器收容部(1p)；减振器盖(14)，其安装在泵体(1)上，覆盖减振器收容部(1p)，并且将金属减振器(9)保持在其与泵体(1)之间；以及保持构件(9a)，其固定在减振器盖(14)上，从与减振器盖(14)相反的那一侧保持金属减振器。在保持构件(9a)上设置有通过对泵体(1)施力而朝减振器盖(14)对金属减振器(9)施力的弹性部(E)(图9)。

Description

高压燃料泵

技术领域

本发明涉及一种高压燃料泵。

背景技术

已知有一种高压燃料泵，其能够减少将金属膜片减振器(金属减振器)装入至低压燃料通道的作业时的零件数量、防止零件漏装和误装(例如，参考专利文献1)。

在该专利文献1中记载有如下内容“压力脉动降低机构具备一对金属减振器，所述一对金属减振器将2块圆盘状金属膜片以跨及全周的方式接合而在接合部的内侧形成有密闭空间，在减振器的所述密闭空间内封入气体，并且，压力脉动降低机构具有一对挤压构件，所述一对挤压构件在接合部的内径侧的位置对所述金属减振器的两外表面分别赋予挤压力，这一对挤压构件以将金属减振器夹持住的状态相结合而被单元化”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-264239号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所揭示的那样的技术中，使用第1挤压构件(上侧夹持构件)和第2挤压构件(下侧夹持构件)这两个构件而将金属减振器保持在泵体中。但是，从降低制造成本的观点出发，减少零件数量较为优选。

此外，在专利文献1所揭示的技术中，为了对上侧夹持构件或下侧夹持构件进行定位，必须对泵体进行加工，从而耗费制造成本。

本发明的目的在于，提供一种一方面能够减少零件数量、另一方面能够降低制造成本的高压燃料泵。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明的高压燃料泵具备：金属减振器；泵体，其形成***述金属减振器的减振器收容部；减振器盖，其安装在所述泵体上，覆盖所述减振器收容部，并且将所述金属减振器保持在其与所述泵体之间；以及保持构件，其固定在所述减振器盖上，从与所述减振器盖相反那一侧保持所述金属减振器，在所述保持构件上设置有通过对所述泵体施力而朝所述减振器盖对所述金属减振器施力的弹性部。

发明的效果

根据本发明，一方面能够减少零件数量，另一方面能够降低制造成本。上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明加以明确。

附图说明

图1为本发明的第1实施方式的高压燃料泵的纵向截面图。

图2为本发明的第1实施方式的高压燃料泵的从上方观察的水平方向截面图。

图3为本发明的第1实施方式的高压燃料泵的从不同于图1的方向观察的纵向截面图。

图4为本发明的第1实施方式的高压燃料泵的电磁吸入阀机构的放大纵向截面图，表示电磁吸入阀机构处于开阀状态的状态。

图5表示运用了本发明的第1实施方式的高压燃料泵的发动机***的构成图。

图6为本发明的第2实施方式的高压燃料泵的纵向截面图。

图7为本发明的第2实施方式的高压燃料泵的从上方观察的水平方向截面图。

图8为本发明的第2实施方式的高压燃料泵的从不同于图1的方向观察的纵向截面图。

图9表示在本发明的第1实施方式的减振器盖被安装至泵体之前、通过保持构件将金属减振器装配在减振器盖上而独立地单元化的状态。

图10为表示图9所示的保持构件的形状的例子的鸟瞰图。

图11为表示保持构件的第1变形例的鸟瞰图。

图12为表示保持构件的第2变形例的鸟瞰图。

具体实施方式

下面，使用附图，对本发明的第1～第2实施方式的高压燃料泵(高压燃料供给泵)的构成及作用效果进行说明。再者，各图中，同一符号表示同一部分。

(第1实施方式)

下面，使用图1～图5，对本发明的第1实施方式进行详细说明。

(整体构成)

首先，使用图5所示的发动机***的整体构成图来说明***的构成和动作。被虚线围住的部分表示高压燃料泵的主体，该虚线当中展示的机构、零件表示被一体地装入至泵体1中。

根据来自发动机控制单元27(以下称为ECU)的信号，通过给油泵21汲取燃料箱20的燃料。该燃料被加压至恰当的输送压力并通过吸入管道28而被输送至高压燃料泵的低压燃料吸入口10a。

从低压燃料吸入口10a通过吸入接头51(参考图2)之后的燃料经由金属减振器9(压力脉动降低机构)、吸入通道10d而到达至构成容量可变机构的电磁吸入阀机构300的吸入口31b。

流入电磁吸入阀机构300的燃料通过吸入阀30而流入至加压室11。通过发动机(内燃机)的凸轮93(参考图1)对柱塞2赋予进行往复运动的动力。通过柱塞2的往复运动，在柱塞2的下降行程内从吸入阀30吸入燃料，在上升行程内，燃料得到加压。燃料经由排出阀机构8而被压送至安装有压力传感器26的共轨23。继而，喷射器24根据来自ECU27的信号向发动机喷射燃料。本实施方式是运用于喷射器24对发动机的汽缸内直接喷射燃料的所谓的直喷发动机***的高压燃料泵。

高压燃料泵根据从ECU 27到电磁吸入阀机构300的信号来排出所期望的供给燃料的燃料流量。

在图5中，高压燃料泵除了金属减振器9(压力脉动降低机构)以外还配备有压力脉动传播防止机构100，但也可以没有压力脉动传播防止机构100。再者，图5以外的附图中未显示压力脉动传播防止机构100。压力脉动传播防止机构100由与阀座(未图示)接离的阀102、朝阀座对阀102施力的弹簧103、以及限制阀102的冲程的弹簧止动件(未图示)构成。

(高压燃料泵的构成)

接着，使用图1～图4对高压燃料泵的构成进行说明。图1表示本实施方式的高压燃料泵的纵向截面图，图2为从上方观察高压燃料泵的水平方向截面图。此外，图3为从不同于图1的方向观察高压燃料泵的纵向截面图。图4为电磁吸入阀机构300的放大图。

如图1所示，高压燃料泵具备：金属减振器9；泵体1(泵主体)，其形成收容金属减振器9的减振器收容部1p(凹部)；减振器盖14，其安装在泵体1上，覆盖减振器收容部1p，并且将金属减振器9保持在其与泵体1之间；以及保持构件9a，其固定在减振器盖14上，从与减振器盖14相反的那一侧保持金属减振器9。

本实施方式的高压燃料泵使用设置于泵体1上的安装凸缘1e(参考图2)而紧贴至内燃机的高压燃料泵安装部90，并利用多个螺栓加以固定。

如图1所示，为了实现高压燃料泵安装部90与泵体1之间的密封，在泵体1上镶上O形圈61，从而防止机油漏至外部。

在泵体1中安装有汽缸6，所述汽缸6引导柱塞2的往复运动，与泵体1一起形成加压室11。此外，设置有电磁吸入阀机构300和排出阀机构8(参考图2)，所述电磁吸入阀机构300用于将燃料供给至加压室11，所述排出阀机构8用于将燃料从加压室11排出至排出通道。

如图1所示，汽缸6在其外周侧与泵体1相压入，进而，在固定部6a处，使泵体朝内周侧变形而朝图中上方向推压汽缸6，通过汽缸6的上端面加以密封以使在加压室11内被加压后的燃料不漏至低压侧。

在柱塞2的下端设置有挺杆92，所述挺杆92将内燃机的凸轮轴上安装的凸轮93(凸轮机构)的旋转运动转换为上下运动并传递至柱塞2。柱塞2经由固定件15通过弹簧4被压接在挺杆92上。由此，随着凸轮93的旋转运动，能使柱塞2上下地往复运动。

此外，保持在密封座7的内周下端部的柱塞封垫13被设置为在汽缸6的图中下方部处可滑动地与柱塞2的外周接触的状态。由此，在柱塞2滑动时，将副室7a的燃料密封而防止流入至内燃机内部。同时，防止对内燃机内的滑动部进行润滑的润滑油(也包括机油)流入至泵体1的内部。

在高压燃料泵的泵体1的侧面部安装有吸入接头51。吸入接头51与供给来自车辆的燃料箱20的燃料的低压管道连接在一起，燃料从此处供给至高压燃料泵内部。吸入接头51内的吸入过滤器52(参考图3)有防止因燃料的流动而将存在于燃料箱20到低压燃料吸入口10a之间的异物吸收至高压燃料泵内的作用。

如图1所示，通过低压燃料吸入口10a之后的燃料经由金属减振器9、吸入通道10d(低压燃料流路)而到达至电磁吸入阀机构300的吸入口31b。

如图2所示，设置在加压室11的出口的排出阀机构8由排出阀座8a、与排出阀座8a接离的排出阀8b、朝排出阀座8a对排出阀8b施力的排出阀弹簧8c、以及决定排出阀8b的冲程(移动距离)的排出阀止动件8d构成。排出阀止动件8d与泵体1利用抵接部8e通过焊接加以接合，将燃料与外部切断。

在加压室11与排出阀室12a无燃料压差的状态下，排出阀8b因排出阀弹簧8c的作用力而压接在排出阀座8a上，呈闭阀状态。从加压室11的燃料压力变得大于排出阀室12a的燃料压力时起，排出阀8b顶着排出阀弹簧8c而开阀。于是，加压室11内的高压燃料经过排出阀室12a、燃料排出通道12b、燃料排出口12而被排出至共轨23。

排出阀8b在开阀时与排出阀止动件8d接触，冲程受到限制。因此，排出阀8b的冲程由排出阀止动件8d恰当地决定。由此，能够防止因冲程过大、排出阀8b的关闭延迟而导致被高压排出至排出阀室12a的燃料再次逆流至加压室11内，从而能够抑制高压燃料泵的效率降低。此外，在排出阀8b反复进行开阀及闭阀运动时，以排出阀8b仅沿冲程方向运动的方式利用排出阀止动件8d的外周面加以引导。通过以上所述，排出阀机构8成为限制燃料的流通方向的止回阀。

再者，加压室11由泵体1(泵壳体)、电磁吸入阀机构300、柱塞2、汽缸6及排出阀机构8构成。

(高压燃料泵的动作)

在通过凸轮93的旋转使得柱塞2朝凸轮93的方向移动而处于吸入行程状态时，加压室11的容积增加，加压室11内的燃料压力降低。当在该行程中加压室11内的燃料压力低于吸入口31b的压力时，吸入阀30变为开阀状态。如图4所示，燃料通过吸入阀30的开口部30e而流入至加压室11。

在柱塞2结束吸入行程之后，柱塞2转变为上升运动而转移至压缩行程。此处，电磁线圈43维持不通电状态，不会作用磁作用力。阀杆施力弹簧40设定为具有在不通电状态下将吸入阀30维持为开阀所需要的足够的作用力。加压室11的容积随着柱塞2的压缩运动而减少，但在该状态下，暂时吸入至加压室11的燃料会再次通过开阀状态的吸入阀30的开口部30e而被送回至吸入通道10d，因此，加压室的压力不会上升。将该行程称为回送行程。

在该状态下，当来自ECU 27的控制信号被施加至电磁吸入阀机构300时，电流经由端子46而流至电磁线圈43。于是，磁作用力胜过阀杆施力弹簧40的作用力，使得阀杆35沿离开吸入阀30的方向移动。因此，吸入阀施力弹簧33的作用力和因燃料流入至吸入通道10d而产生的流体力使得吸入阀30闭阀。闭阀后，加压室11的燃料压力随着柱塞2的上升运动而一起上升，当成为燃料排出口12的压力以上时，经由排出阀机构8进行高压燃料的排出而供给至共轨23。将该行程称为排出行程。

即，柱塞2的压缩行程(下始点到上始点之间的上升行程)由回送行程和排出行程构成。于是，通过控制对电磁吸入阀机构300的电磁线圈43的通电时刻，能够控制排出的高压燃料的量。若对电磁线圈43通电的时刻提前，则压缩行程中的回送行程的比例较小，排出行程的比例较大。即，被送回至吸入通道10d的燃料较少，高压排出的燃料较多。另一方面，若通电的时刻推迟，则压缩行程中的回送行程的比例较大，排出行程的比例较小。即，被送回至吸入通道10d的燃料较多，高压排出的燃料较少。对电磁线圈43的通电时刻由来自ECU27的指令加以控制。

通过像以上那样控制对电磁线圈43的通电时刻，能将高压排出的燃料的量控制为内燃机所需要的量。

(金属减振器的构成)

如图1所示，在低压燃料室10内设置有金属减振器9，该金属减振器9降低高压燃料泵内产生的压力脉动对于吸入管道28(燃料管道)的波及。在因容量控制而使暂时流入加压室11的燃料再次通过开阀状态的吸入阀30(吸入阀体)而被送回至吸入通道10d的情况下，被送回至吸入通道10d的燃料会导致低压燃料室10内产生压力脉动。但是，低压燃料室10内设置的金属减振器9由将波纹板状的2块圆盘形金属板在其外周加以粘合且在内部注入有氩气之类的惰性气体的金属膜片减振器形成，通过该金属减振器进行膨胀、收缩而吸收降低压力脉动。

柱塞2具有大径部2a和小径部2b，柱塞2的往复运动使得副室7a的体积增减。副室7a通过燃料通道10e(参考图3)而与低压燃料室10连通。在柱塞2下降时，产生从副室7a到低压燃料室10的燃料的流动，在上升时，产生从低压燃料室10到副室7a的燃料的流动。

由此，具有能够降低泵的吸入行程或回送行程中的去往泵内外的燃料流量，从而降低高压燃料泵内部产生的压力脉动的功能。

(保持构件的构成)

接着，使用图9～图12，对保持构件9a的形状进行说明。图9为本发明的第1实施方式的高压燃料泵中使用的保持构件9a的纵向截面图。图10为图9所示的保持构件9a的鸟瞰图。图11为表示保持构件9a的第1变形例的鸟瞰图。图12为表示保持构件9a的第2变形例的鸟瞰图。

如图9所示，在保持构件9a上设置有弹性部E，该弹性部E通过对泵体1施力而朝减振器盖14对金属减振器9施力。即，保持构件9a具有弹性部E，所述弹性部E具有通过对泵体1施力而朝减振器盖14对金属减振器9施力的弹簧反力。因此，通过该弹簧反力，能将金属减振器9(膜片)可靠地保持在泵体1中。进而，由于无须为了对保持构件9a进行定位而对泵体1进行加工，因此能够降低制造成本。

此外，如图10所示，在保持构件9a上存在通过对弹性部E进行切割抬起而同时形成的燃料通道FP，可以确保泵体1侧与金属减振器9侧的燃料通道FP。由此，无须像专利文献1那样通过泵体1侧的加工来确保通道，能够简化加工，进而，由于保持构件9a只有1个，因此能够谋求降低成本。

此外，优选地是，如图9所示那样，在保持构件9a被压入固定在减振器盖14上、并将减振器盖14安装至泵体1之前，通过保持构件9a将金属减振器9装配在减振器盖14上，从而独立地单元化。由此，通过在组装独立地单元化的带盖子的减振器单元之后、在泵体1上装配减振器盖14，能够同时将金属减振器9保持在泵体1中。

如图10所示，保持构件9a的弹性部E具备构成为大致平面形状的底部B，通过该底部B的一部分朝泵体1侧进行切割抬起而形成所述弹性部E。由此，能够容易地形成弹性部E。

更具体而言，弹性部E具备：底部B；内周侧侧面部IS，其形成为从该底部B去往减振器盖14、；以及外周侧侧面部OS，其形成为从该侧面部(内周侧侧面部IS)去往底部B，通过将外周侧侧面部OS压入减振器盖14，保持构件9a得以固定在减振器盖14上。由此，能够容易地固定保持构件9a和减振器盖14。此外，能够容易地将保持构件9a、金属减振器9及减振器盖14单元化。

此外，优选地是，保持构件9a及弹性部E由1块压板形成。由此，例如加工工时得以减少、制造成本得以降低。此外，优选地是，保持构件9a构成为仅弹性部E与泵体1接触。由此，无须考虑这以外的组装公差，因此能够容易地进行组装。再者，如图10所示，从减振器盖14侧观察，保持构件9a在左右两侧设置有切口，并形成为大致长方形形状。再者，仅通过设置该切口，便像图10所示那样简单地形成连通道CP。优选地是，切口被设置在左右两侧对称的位置。

此外，优选地是，保持构件9a具备底部B和形成为从该底部B去往减振器盖14的缘部9aE(侧面部)，缘部9aE和减振器盖14的下表面从上下夹住并保持金属减振器。由此，能以比以往的零件数量(2个)少的零件数量(1个)保持金属减振器9。

再者，如图10所示，保持构件9a上形成的半管状的缘部9aE包含内周侧侧面部IS及外周侧侧面部OS。再者，若将从减振器盖14去往泵体1这一侧设为下侧、并将其相反侧设为上侧，则减振器盖14的下侧端部(下端)构成为跨及底部B的整个区域、并位于底部B的下侧。由此，能在底部B不接触泵体的情况下独立地形成减振器单元。进而，在本实施例中，如图1、4、6所示，减振器盖14的下端构成为跨及弹性部E的整个区域、且位于弹性部E的下侧。

此外，如图11所示，优选地是，在保持构件9a的底部B除了形成弹性部E以外、还形成连通金属减振器9侧与泵体1侧的孔部9aH1。通过该构成，能够确保从金属减振器9侧到泵体1侧的燃料的通道。

再者，在图11中，孔部9aH1具有朝泵体1侧突出的圆筒部，但也可没有圆筒部。此外，如图12所示，除了设置在保持构件9a的底部B的中心部的孔部9aH1以外，还可在底部B设置孔部9aH2。优选地是，孔部9aH2相对于保持构件9a的底部B的中心部而形成于外周侧、并在周向上呈等间隔地设置。通过孔部9aH1、孔部9aH2，容易使燃料遍布金属减振器9的上下两面，因此，能够进一步提升脉动降低效果。

如图10所示，在从上方观察的情况下保持构件9a并非圆形，而是呈两端被切掉这样的形状。也就是说，上述内周侧侧面部IS和形成为从该侧面部(内周侧侧面部IS)去往底部B的外周侧侧面部OS是在保持构件9a的外周部的一部分中形成的，这以外是形成连通金属减振器9的上下的连通道CP。

因此，泵体1、金属减振器9(膜片减振器)的下侧空间(泵体侧空间)以及上侧空间(减振器盖侧空间)能够经由该连通道CP而来往。

若是像以往那样利用保持构件而从上下保持金属减振器进而呈现固定至泵体的形状、保持构件跨及全周并呈现圆盘形状，则无法连通金属减振器的下侧空间与上侧空间。因此，以往必须通过对泵体进行加工来形成连通道。

相对于此，根据图9～图12的保持构件9a的构成，像上述那样在保持构件9a的外周部的一部分形成连通道CP，因此，可以在不对泵体进行加工的情况下连通金属减振器9的下侧空间(泵体侧空间)与上侧空间(减振器盖侧空间)。因此，能够谋求生产成本的降低。

如以上所说明，根据本实施方式，一方面能够减少零件数量，另一方面能够降低制造成本。

(第2实施方式)

接着，使用图6～图8，对本发明的第2实施方式的高压燃料泵进行说明。

在第1实施方式中，如图3所示，吸入接头51设置在泵体1的侧面，相对于此，在第2实施方式中，如图6所示，吸入接头51设置在减振器盖14的上表面。

根据本实施方式，一方面能够减少零件数量，另一方面能够降低制造成本。此外，由于吸入接头51的轴51C与减振器盖14的轴一致，因此，能够容易地将吸入接头51安装在减振器盖14上。

再者，本发明包含各种变形例，并不限定于上述实施方式。例如，上述实施方式是为了易于理解地说明本发明而作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换成其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。此外，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

符号说明

1泵体

2柱塞

6汽缸

7密封座

8排出阀机构

9金属减振器(压力脉动降低机构)

9a保持构件

10a低压燃料吸入口

11加压室

12燃料排出口

13柱塞封垫

14减振器盖

30吸入阀

40阀杆施力弹簧

43电磁线圈

100压力脉动传播防止机构

101阀座

102阀

103弹簧

104弹簧止动件

200溢流阀

201溢流体

202阀座

203溢流弹簧

204弹簧止动件

300电磁吸入阀。

Claims

1.一种高压燃料泵，其特征在于，具备：

金属减振器；

泵体，其形成***述金属减振器的减振器收容部；

减振器盖，其安装在所述泵体上，覆盖所述减振器收容部，并且将所述金属减振器保持在其与所述泵体之间；以及

保持构件，其固定在所述减振器盖上，从与所述减振器盖相反的那一侧保持所述金属减振器，

在所述保持构件上设置有弹性部，所述弹性部通过对所述泵体施力而朝所述减振器盖对所述金属减振器施力,从而将所述金属减振器夹持在所述保持构件与所述减振器盖之间,

所述保持构件具备底部和形成为从该底部去往所述减振器盖的缘部，所述缘部和所述减振器盖的下表面从上下夹住并保持所述金属减振器。

2.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述保持构件被压入固定在所述减振器盖上。

3.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述保持构件具备构成为大致平面形状的底部，

通过所述底部的一部分朝所述泵体侧进行切割抬起来形成所述弹性部。

4.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述保持构件具备：

底部；

内周侧侧面部，其形成为从所述底部朝向所述减振器盖；以及

外周侧侧面部，其形成为从所述内周侧侧面部朝向所述底部；

通过将所述外周侧侧面部压入所述减振器盖，所述保持构件得以固定在所述减振器盖上。

5.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述保持构件及所述弹性部由1块压板形成。

6.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述保持构件构成为仅所述弹性部与所述泵体接触。

7.根据权利要求1或2所述的高压燃料泵，其特征在于，

从所述减振器盖侧观察，所述保持构件在左右两侧设置有切口，并形成为大致长方形形状。

8.根据权利要求1或2所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述保持构件具备构成为大致平面形状的底部，

所述减振器盖的下端构成为跨及所述底部的整个区域并位于所述底部的下侧。

9.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

所述保持构件具备构成为大致平面形状的底部，

通过所述底部的一部分朝所述泵体侧进行切割抬起来形成所述弹性部，

所述减振器盖的下端构成为跨及所述弹性部的整个区域，并位于所述弹性部的下侧。

10.根据权利要求1或2所述的高压燃料泵，其特征在于，

在将所述减振器盖安装至所述泵体之前，通过所述保持构件将所述金属减振器装配在所述减振器盖上而独立地单元化。

11.根据权利要求1所述的高压燃料泵，其特征在于，

在所述保持构件的底部除了形成所述弹性部以外、还形成连通所述金属减振器侧与所述泵体侧的孔部。