JP2006214301A - Fuel pump for cylinder direct fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアルコール含有ガソリンを燃料とする自動車用筒内直接燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプに係り、特にアルミニウム合金の腐食の進行速度が遅くなり、長寿命を得ることのできる筒内直接燃料噴射装置用燃料ポンプに関する。 The present invention relates to a fuel pump used in an in-cylinder direct fuel injection system for automobiles using alcohol-containing gasoline as a fuel, and more particularly, direct in-cylinder fuel injection capable of obtaining a long life by slowing the progress of corrosion of an aluminum alloy. The present invention relates to a fuel pump for an apparatus.
近年、自動車用燃料として、排気ガス規制(NOX、CO2等)によってアルコール含有ガソリンが燃料として用いられている。また、噴射装置の自動車用ガソリンエンジンは、燃料消費特性の向上、有害排気ガスの削減、加速性等の運転応答性の向上を目的として筒内直接燃料噴射装置が用いられている。そして、この筒内直接燃料噴射装置の燃料ポンプ部材の材料には、自動車重量の軽減による省エネルギーの観点から、アルミニウム系の材料を適用して軽量化を図った製品が望まれている。 In recent years, alcohol-containing gasoline has been used as a fuel for automobiles due to exhaust gas regulations (NO X , CO 2, etc.). In addition, an in-cylinder direct fuel injection device is used for an automobile gasoline engine as an injection device for the purpose of improving fuel consumption characteristics, reducing harmful exhaust gas, and improving driving responsiveness such as acceleration. And from the viewpoint of energy saving by reducing the weight of the automobile, a product that is made lighter by applying an aluminum-based material is desired as the material of the fuel pump member of the in-cylinder direct fuel injection device.
この筒内直接燃料噴射装置の燃料ポンプは、100℃以上にも達する高温となり、しかも7〜12MPaにも達する高圧となる。したがって、筒内直接燃料噴射装置の燃料ポンプ部材の材料としてアルミニウム系の材料を用いると、ガソリンに含有するアルコールによって、筒内直接燃料噴射装置の燃料ポンプに腐食が発生したり、キャビテーション、さらにはエロージョンによる損耗が発生する。そこで、この筒内直接燃料噴射装置の燃料ポンプにアルミニウム材を用いても、腐食の発生、キャビテーション、さらにはエロージョンによる損耗を押さえ、それらの耐環境性を改善した筒内直接燃料噴射装置用の燃料ポンプが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 The fuel pump of the in-cylinder direct fuel injection device has a high temperature reaching 100 ° C. or higher and a high pressure reaching 7 to 12 MPa. Therefore, if an aluminum-based material is used as the material of the fuel pump member of the direct fuel injection device in the cylinder, the alcohol contained in the gasoline may cause corrosion, cavitation, Wear due to erosion occurs. Therefore, even if an aluminum material is used for the fuel pump of the direct fuel injection device in the cylinder, the generation of corrosion, cavitation, and further wear due to erosion can be suppressed, and their resistance to the environment is improved. A fuel pump has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1は、腐食の発生、キャビテーション、さらにはエロージョンによる損耗を押さえるため、アルミニウム又はアルミニウム合金を有する筒内直接燃料噴射装置用における燃料ポンプに、無電解によりNi−PあるいはNi−P系のメッキ被膜を形成している。
アルミニウム合金を筒内直接燃料噴射装置用の燃料ポンプのボディ本体の材料として用いた場合、この燃料ポンプの材料であるアルミニウムは、通常、最表面に保護性のある酸化被膜Al2O3を形成するため、乾燥した室温の空気中の環境下で安定して存在する。しかし、ガソリンにアルコール、水分、酸成分等が混入することにより、材料の腐食が促進するおそれがある。自動車用燃料としてアルコール含有ガソリンが燃料として用いると、アルコールの存在によってアルミニウムは腐食する。 When an aluminum alloy is used as the material of the body of a fuel pump for an in-cylinder direct fuel injection device, the aluminum that is the material of this fuel pump usually forms a protective oxide film Al 2 O 3 on the outermost surface. Therefore, it exists stably in a dry room temperature air environment. However, when alcohol, moisture, acid components, etc. are mixed in gasoline, there is a possibility that corrosion of the material is accelerated. When alcohol-containing gasoline is used as a fuel for automobiles, aluminum corrodes due to the presence of alcohol.
例えば、アルコールであるエタノールを例にとると、アルミニウムとエタノールは、
2Al+6C2H5OH → Al(OC2H5)3 +3H2
の反応をする。これによりAl(OC2H5)3が生成されるが、これは不安定なためすぐに
Al(OC2H5)3 +6H2 → 2Al(OH)3 +6C2H6
2Al(OH)3 → Al2O3・H2O+2H2O
の反応により分解してしまう。
For example, taking ethanol as an example, aluminum and ethanol are
2Al + 6C 2 H 5 OH → Al (OC 2 H 5 ) 3 + 3H 2
To react. This produces Al (OC 2 H 5 ) 3 , which is unstable and immediately Al (OC 2 H 5 ) 3 + 6H 2 → 2Al (OH) 3 + 6C 2 H 6
2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 .H 2 O + 2H 2 O
It will be decomposed by the reaction.
すなわち、この反応によって最表面に形成された保護性のある薄い酸化被膜Al2O3のバリヤ層は、高温状態ですぐにエタノールにより損傷してしまう。このバリヤ層の損傷によって、バリヤ層のないアルミニウム基材として腐食が進行し、損耗を生じてしまう。加えて、この反応は、高温になるほど反応速度は上昇する。具体的には、温度が100℃以上の温度領域に曝される燃料通路系部品ではアルコールによる腐食反応が一気に加速化することになる。 That is, the barrier layer of the protective thin oxide film Al 2 O 3 formed on the outermost surface by this reaction is immediately damaged by ethanol at a high temperature. Due to the damage of the barrier layer, corrosion proceeds as an aluminum base material without the barrier layer, resulting in wear. In addition, the reaction rate of this reaction increases as the temperature increases. Specifically, in a fuel passage system component that is exposed to a temperature range of 100 ° C. or higher, the corrosion reaction due to alcohol is accelerated at a stroke.
そのため燃料供給用の燃料流路系部品におけるアルミニウム材で構成された各部品は、各種アルコールが添加された燃料中、水が混入した燃料中、酸化性成分が混入した燃料中、あるいは劣化した燃料中などに接する環境において耐久性が要求されることとなる。 Therefore, each part made of aluminum in the fuel flow path parts for fuel supply is composed of fuel containing various alcohols, fuel mixed with water, fuel mixed with oxidizing components, or deteriorated fuel. Durability is required in an environment that comes into contact with the inside.
特許文献1においては、アルミニウム又はアルミニウム合金を有する筒内直接燃料噴射装置用における燃料ポンプに、無電解によりNi−PあるいはNi−P系のメッキ被膜を形成して構成してあるが、アルミダイカスト合金の鋳巣部などの微細欠陥部には、めっきが形成されないこともある。また、ダイカストのような鋳造材以外の材料を用いた場合でも、めっき処理後にバリ、カエリ等が脱落する事により母材のアルミニウム合金が表面に現れ、結果的にめっき欠陥となる場合ことがある。 In Patent Document 1, a fuel pump for an in-cylinder direct fuel injection device having aluminum or an aluminum alloy is formed by forming a Ni-P or Ni-P-based plating film by electroless electrolysis. Plating may not be formed on a fine defect portion such as an ingot portion of an alloy. In addition, even when a material other than a cast material such as die casting is used, the aluminum alloy of the base material may appear on the surface due to the removal of burrs, burrs, etc. after the plating process, resulting in plating defects. .
このため、特許文献1にあっては、アルミダイカスト合金の鋳巣部などの微細欠陥部、あるいはめっき処理後にバリ、カエリ等が脱落しためっき欠陥部に、母材のアルミニウム合金が表面に現れ、その部分から腐食が発生し、短時間で寿命に至るという問題がある。 For this reason, in Patent Document 1, an aluminum alloy as a base material appears on the surface of a fine defect part such as a cast hole part of an aluminum die cast alloy or a plating defect part from which burrs, burrs, etc. are dropped after plating, There is a problem that corrosion occurs from that portion and the life is shortened in a short time.
本発明の目的は、アルミニウム合金を用いて、100℃以上にも達する高温下であっても、優れた寿命を有する筒内直接噴射装置用の燃料ポンプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel pump for an in-cylinder direct injection device that uses an aluminum alloy and has an excellent life even at a high temperature of 100 ° C. or higher.
本発明に係る筒内直接燃料噴射装置用燃料ポンプは、アルコール含有ガソリンを燃料とする筒内直接燃料噴射装置用燃料ポンプにおいて,燃料ポンプをアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成し、燃料ポンプのボディの表面にめっき層を形成被覆すると共に、燃料ポンプのボディのめっき層の上にアルミニウムの水和酸化物皮膜処理(ベーマイト処理)を行うことによって、めっき欠陥部からの腐食発生を抑制したものである。 The fuel pump for in-cylinder direct fuel injection device according to the present invention is a fuel pump for in-cylinder direct fuel injection device that uses alcohol-containing gasoline as fuel. The fuel pump is made of aluminum or aluminum alloy, and the surface of the body of the fuel pump In addition to forming a coating layer on the surface of the fuel pump and performing a hydrated oxide film treatment (boehmite treatment) of aluminum on the plating layer of the body of the fuel pump, the occurrence of corrosion from the plating defect portion is suppressed.
また、本発明に係る筒内直接燃料噴射装置用燃料ポンプは、めっき層を、無電解めっきにより形成したものである。 In the fuel pump for an in-cylinder direct fuel injection device according to the present invention, the plating layer is formed by electroless plating.
さらにまた、本発明に係る筒内直接燃料噴射装置用燃料ポンプは、アルミニウムの水和酸化物皮膜処理を、無電解めっき処理と同一ラインにおいて、連続して行うようにしたものである。 Furthermore, the fuel pump for an in-cylinder direct fuel injection device according to the present invention is such that the hydrated oxide film treatment of aluminum is continuously performed in the same line as the electroless plating treatment.
このように構成することにより、無電解めっきによって100℃以上にも達する高温下においても、アルミニウム合金がガソリン中に含まれるアルコール等による腐食を抑え、水和酸化物皮膜処理によって、たとえめっきに欠陥があり、母材のアルミニウム合金が表面に現れた場合においても、母材であるアルミニウム合金の腐食の進行速度が遅くなり、長寿命を得ることができ、優れた信頼性を有する燃料ポンプを実現することができる。 By constructing in this way, even under high temperatures of over 100 ° C due to electroless plating, the aluminum alloy suppresses corrosion due to alcohol, etc. contained in gasoline, and the hydrated oxide film treatment prevents defects in plating. Even when the base aluminum alloy appears on the surface, the corrosion rate of the base aluminum alloy is slowed down, a long life can be obtained, and a highly reliable fuel pump is realized. can do.
水和酸化物皮膜処理を行ったアルミニウム合金の耐アルコール腐食性について検討した結果が、図1、図2に示されている。 The results of examining the alcohol corrosion resistance of the aluminum alloy subjected to the hydrated oxide film treatment are shown in FIGS.
図1には、エタノール13.5体積%を含むガソリン中での水和酸化物皮膜処理を行ったアルミダイカスト合金ADC12の腐食速度が示されている。 FIG. 1 shows the corrosion rate of the aluminum die-cast alloy ADC12 subjected to the hydrated oxide film treatment in gasoline containing 13.5% by volume of ethanol.
図1において、アルミダイカスト合金ADC12の腐食速度試験は、密閉圧力容器にエタノールを含むガソリンを入れ、このエタノール含有ガソリンの入った密閉圧力容器に15mm×15mm×3mmの試験片(ルミダイカスト合金ADC12)を浸漬して行った。この密閉圧力容器に入ったエタノール含有ガソリンの温度は、120℃とし、浸漬時間は24時間とした。その結果、水道水中で10分の水和酸化物皮膜処理すると、水道水では耐食性向上の効果が少ないが、純水中で10分の水和酸化物皮膜処理することにより、無処理品に比べ腐食速度が約1/5になり、純水では効果大であることがわかった。 In FIG. 1, the corrosion rate test of the aluminum die-cast alloy ADC12 is performed by putting gasoline containing ethanol in a sealed pressure vessel, and a test piece of 15 mm × 15 mm × 3 mm in the sealed pressure vessel containing the ethanol-containing gasoline (Lumi Die Cast Alloy ADC12). Was carried out. The temperature of the ethanol-containing gasoline contained in the sealed pressure vessel was 120 ° C., and the immersion time was 24 hours. As a result, when the hydrated oxide film is treated for 10 minutes in tap water, the effect of improving the corrosion resistance is small in tap water, but by treating the hydrated oxide film for 10 minutes in pure water, compared to the untreated product. The corrosion rate was reduced to about 1/5, and it was found that pure water is very effective.
図2には、0.5wt%NaOH水溶液中で、超音波浸漬1分間、前処理を行った後、水和酸化物皮膜処理を行ったアルミダイカスト合金ADC12の腐食速度が示されている。この図2における水和酸化物皮膜処理を行ったアルミニウム合金の耐アルコール腐食性について試験における浸漬試験条件は、図1の浸漬試験条件と同じである。その結果、NaOH超音波浸漬(前処理)を行うことによって、腐食速度は低下し、NaOH超音波浸漬+水和酸化物皮膜処理10分では、腐食がほとんど進行しないことが明らかとなった。 FIG. 2 shows the corrosion rate of the aluminum die-cast alloy ADC12 that has been pretreated for 1 minute by ultrasonic immersion in a 0.5 wt% NaOH aqueous solution and then subjected to a hydrated oxide film treatment. The immersion test conditions in the test for the alcohol corrosion resistance of the aluminum alloy subjected to the hydrated oxide film treatment in FIG. 2 are the same as the immersion test conditions in FIG. As a result, it was found that the corrosion rate decreased by performing NaOH ultrasonic immersion (pretreatment), and the corrosion hardly progressed by NaOH ultrasonic immersion + hydrated oxide film treatment for 10 minutes.
図3(a)には、一般的な無電解Ni−Pめっき工程が、図3(b)には、実施したNi−P無電解めっき工程が、それぞれ示されている。 FIG. 3 (a) shows a general electroless Ni—P plating process, and FIG. 3 (b) shows an implemented Ni—P electroless plating process.
図3(a)の一般的な工程では、無電解Ni−Pめっき工程終了後、粗水洗後に湯洗工程となるが、図3(b)の実施した工程では、無電解Ni−Pめっき工程終了後、粗水洗後に水和酸化物皮膜処理を行っている。この一般的な湯洗工程は、約60℃の水道水で行うが、実施した水和酸化物皮膜処理は90℃から95℃の純水を用いた。 In the general process of FIG. 3 (a), after the electroless Ni—P plating process is completed, the hot water washing process is performed after the rough water washing, but in the process performed in FIG. 3 (b), the electroless Ni—P plating process is performed. After the completion, the hydrated oxide film treatment is performed after washing with rough water. This general hot water washing process is performed with tap water of about 60 ° C., and the hydrated oxide film treatment used was pure water of 90 ° C. to 95 ° C.
約60℃の水道水で行う一般的な湯洗工程においては、水和酸化物皮膜処理による耐食性向上の効果が少ないが、90℃から95℃の純水を用いて水和酸化物皮膜処理を行うと、効果大である。さらに、純水を用いることによって、水道水による湯洗と比較し、シミ発生を防止できる効果もある。 In a general hot water washing process performed with tap water at about 60 ° C., the effect of improving the corrosion resistance by the hydrated oxide film treatment is small, but the hydrated oxide film treatment is performed using pure water at 90 ° C. to 95 ° C. When done, it is very effective. Further, the use of pure water has an effect of preventing the occurrence of spots as compared with hot water washing with tap water.
また、めっき工程のすぐ後に水和酸化物皮膜処理を行うことによって、処理されるボディは、めっきの前処理工程であるアルカリ脱脂や酸洗いによってクリーンな状態となっているため水和酸化物皮膜処理がより効果的に作用する。 Also, by performing the hydrated oxide film treatment immediately after the plating process, the body to be treated is in a clean state by alkaline degreasing and pickling which are the pretreatment processes of plating, so the hydrated oxide film The process works more effectively.
したがって、水和酸化物皮膜処理は、めっき処理工程と同一ラインにおいて、連続して行うことが、アルコール含有燃料中での耐食性に対し有効である。 Therefore, it is effective for the corrosion resistance in the alcohol-containing fuel that the hydrated oxide film treatment is continuously performed in the same line as the plating treatment step.
本実施例は、ラジアルプランジャ燃料ポンプに無電解Ni−Pめっきを適用した例である。 This example is an example in which electroless Ni-P plating is applied to a radial plunger fuel pump.
まず、ラジアル燃料ポンプのNi−Pめっき処理及びラジアルプランジャ燃料ポンプの製造方法について説明する。 First, the Ni-P plating process of a radial fuel pump and the manufacturing method of a radial plunger fuel pump are demonstrated.
図4には、アルミニウム合金からなるポンプボディ本体の断面形状が示されている。 FIG. 4 shows a cross-sectional shape of a pump body body made of an aluminum alloy.
このポンプボディ本体には、燃料吸入通路、燃料吐出通路、燃料流路孔、エンジン本体固定用ボルト穴等が設けられた形状となっている。なお燃料ポンプとなるためには吸入ダンパ、吐出量制御のためのソレノイド、ポンプ機構(シリンダ、プランジャ)がこのポンプボディ本体に組み込まれることとなる。 The pump body main body is provided with a fuel intake passage, a fuel discharge passage, a fuel flow passage hole, an engine main body fixing bolt hole, and the like. In order to be a fuel pump, a suction damper, a solenoid for controlling the discharge amount, and a pump mechanism (cylinder, plunger) are incorporated in the pump body main body.
まず、このポンプボディ本体を製作する。なおこれらの形状加工を全て機械加工で製作することは生産性が劣る。このポンプボディ本体の概略形状(ボディ素材)の生産性に優れた製造法としては、アルミダイカストがある。このアルミダイカストは高圧でダイス内に溶融合金(アルミニウム合金)を加圧注入する鋳造方式であり、量産性に優れている。また、アルミダイカストによる製造工程は、アルミニウム合金インゴット→溶解→鋳造→ボディ素材→機械加工仕上げ→ポンプボディとなる。 First, this pump body is manufactured. In addition, it is inferior in productivity to manufacture all of these shape processing by machining. As a manufacturing method excellent in productivity of the general shape (body material) of the pump body, there is aluminum die casting. This aluminum die casting is a casting system in which a molten alloy (aluminum alloy) is injected under pressure at a high pressure, and is excellent in mass productivity. Moreover, the manufacturing process by aluminum die casting is made of aluminum alloy ingot → melting → casting → body material → machining finishing → pump body.
また、ポンプボディ本体の概略形状は鍛造により形成することもできる。この鍛造は、丸棒素材を高面圧のプレスにより成形する手法であり、ダイカストに劣らず生産性に優れた製造法である。 Further, the schematic shape of the pump body main body can be formed by forging. This forging is a method of forming a round bar material by a high surface pressure press, and is a manufacturing method excellent in productivity as inferior to die casting.
また、ダイカストの場合、アルミダイカスト合金の鋳巣部などの微細欠陥部には、めっきが形成されないこともある。しかし、鍛造の場合、ダイカストのような鋳巣部などの微細欠陥部はないが、バリ、カエリ等が後述するめっきと一緒に脱落し、母材のアルミニウム合金が表面に現れる場合がある。この場合、ダイカストも同様である。 In the case of die casting, plating may not be formed on fine defect portions such as a cast hole portion of an aluminum die casting alloy. However, in the case of forging, there is no fine defect portion such as a die-casting portion such as die casting, but burrs, burrs and the like may fall off together with plating described later, and the base aluminum alloy may appear on the surface. In this case, the same applies to die casting.
このような場合、めっき欠陥となり、母材のアルミニウム合金が表面に現れ、腐食に至る恐れがあり、無電解めっきのバックアップとして、アルミニウムの水和酸化物皮膜処理を行うことにより、ポンプ全体としての長寿命化を図ることができる。 In such a case, plating defects may occur, and the base aluminum alloy may appear on the surface, leading to corrosion. By performing aluminum hydrated oxide film treatment as a backup for electroless plating, the pump as a whole Long life can be achieved.
次に、アルミダイカストにより製作されたポンプボディ本体に無電解めっき被膜を形成する。 Next, an electroless plating film is formed on the pump body body manufactured by aluminum die casting.
本実施例で用いる無電解めっきは、無電解Ni−Pめっきであるが、無電解Ni−Bめっき、無電解銅めっき、無電解銀めっき等、電気エネルギーを用いないめっきであれば、特に種類にはこだわらない。このようにめっきの種類にこだわらないのは、燃料流路は複雑で狭隘な形状の部位があり、それらのいずれの部位においても被膜が形成されることが必須であること、まためっき被膜の厚さをできるだけ均一に形成する必要があること等による。また、電気エネルギーによるめっき方法は、形状効果による電解分布の不均一によって、複雑で狭隘な燃料流路の部位においてはめっき被膜を形成できないか、あるいは形成できても不均一になってしまうことから望ましくないためである。 The electroless plating used in this example is an electroless Ni-P plating, but it is particularly a kind if it is a plating that does not use electric energy, such as electroless Ni-B plating, electroless copper plating, electroless silver plating, etc. Don't stick to it. In this way, the type of plating does not matter, the fuel flow path has complicated and narrow parts, and it is essential that a film be formed at any of these parts, and the thickness of the plating film This is because it is necessary to form the thickness as uniform as possible. In addition, the plating method using electric energy cannot form a plating film in a complicated and narrow part of the fuel flow path due to non-uniform electrolysis distribution due to the shape effect, or it becomes non-uniform even if it can be formed. This is because it is not desirable.
Ni−Pめっきは、金属元素のCo、W、無機化合物のSiC、BN、PTFE、無機物のBなど、めっき被膜との合金化、あるいは分散化が可能な物質を含んでいても良い。 The Ni-P plating may contain a material that can be alloyed or dispersed with the plating film, such as Co or W as a metal element, SiC, BN, PTFE as an inorganic compound, or B as an inorganic substance.
ここで、無電解Ni−Pめっきは、めっき液中の次亜燐酸陰イオンが周期律表の第8属金属にある条件で接触するとその金属が触媒となって脱水素分解を生じる。その生成した水素原子は触媒金属表面に吸着されてCondensed Layerとなって活性化し、これがめっき液中のニッケル陽イオンに接触してニッケルを金属に還元して触媒金属表面(基材)に析出する。 Here, in the electroless Ni—P plating, when the hypophosphite anion in the plating solution comes into contact with the eighth group metal in the periodic table under the condition, the metal serves as a catalyst to cause dehydrogenation decomposition. The generated hydrogen atoms are adsorbed on the catalytic metal surface and activated as a condensed layer, which contacts nickel cation in the plating solution to reduce nickel to metal and deposit on the catalytic metal surface (base material). .
また、触媒金属表面の活性化した水素原子は液中の次亜燐酸陰イオンと反応し、その含有するリンを還元してニッケルと合金化する。この析出したニッケルが触媒となって前述のニッケルの還元めっき反応が継続して進行する。すなわちニッケルの自己触媒作用によりめっきの継続進行する特徴がある。これにより、めっき液が流通する空隙があれば均一にめっき被膜が形成される。また、めっき被膜の厚さはめっき時間と比例しており、時間の制御で管理される。 In addition, activated hydrogen atoms on the surface of the catalytic metal react with hypophosphorous acid anions in the liquid, reducing the phosphorus contained therein and alloying with nickel. The deposited nickel is used as a catalyst to continue the above-described nickel reduction plating reaction. That is, there is a feature that the plating proceeds continuously by the autocatalytic action of nickel. Thereby, if there is a gap through which the plating solution flows, a plating film is uniformly formed. Further, the thickness of the plating film is proportional to the plating time and is managed by controlling the time.
また、Ni−P又はNi−P系めっき被膜の形成工程では燃料ポンプのボディ本体の全表面に均一にめっき被膜が形成されることが必須となる。そのため、めっき処理工程においては燃料ポンプのボディ本体の全表面がめっき液に接すること、めっき液が滞留なく循環することが重要となる。 In the formation process of the Ni-P or Ni-P plating film, it is essential that the plating film is uniformly formed on the entire surface of the body body of the fuel pump. Therefore, in the plating process, it is important that the entire surface of the body body of the fuel pump is in contact with the plating solution and that the plating solution circulates without stagnation.
燃料ポンプのボディ全表面においてめっき液を滞留なく循環させることは、Ni−Pの自己触媒作用による析出を継続進行させるために必須である。滞留が生じると、限られためっき液量内での自己触媒作用による析出が終了し、以後の析出は停止してしまい、めっき被膜の厚さの増加は停止することになる。そのため、膜厚の不均一を生じる。このようなことを防止するため、燃料ポンプのボディ全表面においてめっき液を滞留なく循環させる一方法として、燃料ポンプのボディのめっき液中での運動、例えば上下、左右、回転運動をさせ、めっき液の流動化をすることを行う。 Circulating the plating solution on the entire body surface of the fuel pump without stagnation is essential for the continuous precipitation of Ni—P by autocatalysis. When the stagnation occurs, precipitation due to autocatalysis within a limited amount of plating solution ends, and subsequent deposition stops, and the increase in the thickness of the plating film stops. Therefore, the film thickness is nonuniform. In order to prevent such a situation, as a method of circulating the plating solution on the entire surface of the fuel pump body without stagnation, the plating in the plating solution of the body of the fuel pump, for example, up and down, left and right, rotational movement, and plating Fluidize the liquid.
以上により、燃料ポンプのボディ全表面におけるめっき液との接触、めっき液の滞留を防止でき、燃料ポンプのボディ全表面に均一性、並びに欠陥の少ない優れためっき被膜を形成させることができる。 As described above, contact with the plating solution on the entire surface of the body of the fuel pump and retention of the plating solution can be prevented, and an excellent plating film with little uniformity and defects can be formed on the entire surface of the body of the fuel pump.
本実施例ではアルミニウムダイカスト合金ADC12を用い、燃料ポンプのボディ本体100の全表面に15μmの無電解Ni−Pめっき被膜を形成した。また、Ni−Pめっき液のP濃度は約11wt%であった。
In this example, an aluminum die-cast alloy ADC12 was used, and a 15 μm electroless Ni—P plating film was formed on the entire surface of the
次に、図5(断面図)を用いて上記製造方法により作成された本実施例のラジアルプランジャ燃料ポンプについて説明する。 Next, the radial plunger fuel pump of the present embodiment produced by the above manufacturing method will be described with reference to FIG. 5 (sectional view).
なお、Ni−Pめっきは上述の処理によりアルミニウム材であるポンプボディ本体100に均一に施されている。なお、本実施例ではこの燃料ポンプの燃料と接する部品としてアルミニウム材料を用いており、ポンプボディ本体100、加圧室112、燃料吸入通路110、燃料吐出通路111等ではメチルアルコール、エチルアルコールなどのアルコールを含むガソリン、各種ガソリン添加剤、又は劣化したガソリンに接した状態での使用を想定している(もちろんガソリンのみの燃料の使用を否定するわけではない)。
The Ni—P plating is uniformly applied to the pump body
燃料ポンプのボディ本体100には燃料流路として燃料吸入通路110、吸入孔105a、ポンプ室112a、吐出孔106a、燃料吐出通路111が形成されている。吸入弁105は燃料吸入通路110と吸入孔105aとの間に、吐出弁106は燃料吐出通路111と吐出孔106aとの間に夫々設けられている。ここで吸入弁105及び吐出弁106はともに燃料の流通方向を制限する逆止弁である。なお加圧室112はポンプ室112a、吸入孔105a、吐出孔106aを含んで構成されている。即ち加圧室112は燃料ポンプのボディ本体100、プランジャ102、吸入弁105、吐出弁106により囲まれた領域として形成されている。なおプランジャ102はリフタ103を介して駆動カム200に圧接されており、駆動カム200の揺動運動を往復運動に変換し、加圧室112の容積が変化するよう構成されている。
A
一方、燃料ポンプのボディ本体100と吸入弁ホルダ105b、燃料ポンプのボディ本体100と吐出弁ホルダ106bは夫々圧接されており、シリンダ108と燃料ポンプのボディ本体100もプロテクタ120を介して圧接されている。
On the other hand, the body
ここで本実施例のラジアルプランジャ燃料ポンプの動作について簡単に説明する。 Here, the operation of the radial plunger fuel pump of this embodiment will be briefly described.
燃料のガソリンは吸入弁105を経由して供給され、加圧室112に導入される。ここで吸入弁105はソレノイド300の動作に依存し、ソレノイド300がOFF(無通電)状態のときは吸入弁105を開弁する方向に付勢力をかけ、ソレノイド300がON(通電)状態のときは吸入弁105をプランジャ102の往復運動に同期して開閉する自由弁とする。そしてプランジャ102の圧縮工程中に吸入弁105が閉弁すると、加圧室112の内圧は上昇し、吐出弁106が自動的に開弁し、燃料が燃料吐出通路に圧送されることとなる。
Fuel gasoline is supplied via the
なお、本実施例に係る燃料ポンプの実機耐久試験を行った。燃料としてはエタノールを22%添加したガソリンを用い、回転数3500r/min、吐出圧力12MPaで試験した。 In addition, the actual machine durability test of the fuel pump according to the present embodiment was performed. As fuel, gasoline with 22% ethanol added was used, and the test was performed at a rotational speed of 3500 r / min and a discharge pressure of 12 MPa.
その結果、燃料ポンプは異常なく稼働し、ガソリン吐出流量性能も安定した値が得られた。また、試験後、分解して燃料室内の各部品の検査結果、いずれの部品においても腐食の発生、あるいは腐食による損耗は認められず、定常な状態であった。 As a result, the fuel pump operated without any abnormality, and a stable value of gasoline discharge flow rate was obtained. Moreover, after the test, it was disassembled and the result of inspection of each part in the fuel chamber showed that no corrosion or wear due to corrosion was observed in any part, and it was in a steady state.
一方、ポンプボディ内部にNi−Pめっき層が損傷する程度の傷をつけて、耐久試験と同一条件にて試験した。このとき、傷は水和酸化物皮膜処理の前後でそれぞれ付加した。その結果、水和酸化物皮膜処理の後に付加した傷部のみに腐食が発生していた。つまり、Ni−Pめっきが完全であれば、優れた耐久性を示すが、めっき欠陥部では母材のアルミニウム合金が表面に現れ、その部分において母材は腐食してしまう。したがって、万が一めっき欠陥が生じた場合においても、水和酸化物皮膜処理によって腐食を防止する事ができることが明らかとなった。 On the other hand, the pump body was scratched to the extent that the Ni-P plating layer was damaged, and tested under the same conditions as the durability test. At this time, scratches were added before and after the hydrated oxide film treatment. As a result, corrosion occurred only in the scratches added after the hydrated oxide film treatment. That is, if the Ni—P plating is complete, excellent durability is exhibited, but the base aluminum alloy appears on the surface in the plating defect portion, and the base material is corroded in that portion. Therefore, even if a plating defect occurs, it has become clear that corrosion can be prevented by the hydrated oxide film treatment.
以上、本実施例においては、燃料ポンプのボディ材質にアルミニウムダイカスト合金ADC12を用い、燃料流路に無電解Ni−Pめっき被膜を形成したため、アルコール含有燃料を使用する環境下においても、十分な寿命を満足することができた。 As described above, in this embodiment, the aluminum die-cast alloy ADC12 is used as the body material of the fuel pump, and the electroless Ni-P plating film is formed in the fuel flow path. Therefore, a sufficient life can be obtained even in an environment where alcohol-containing fuel is used. Could be satisfied.
以上、本実施例によれば、燃料ポンプの燃料流路に無電解Ni−Pめっき被膜を形成し、さらに水和酸化物皮膜処理を行ったため、腐食の発生を抑えることができた。 As mentioned above, according to the present Example, since the electroless Ni-P plating film was formed in the fuel flow path of the fuel pump and the hydrated oxide film treatment was performed, the occurrence of corrosion could be suppressed.
また、水和酸化物皮膜処理を行っていない(水和酸化物皮膜処理後に傷ついた部分)ものは腐食が発生していることから、水和酸化物皮膜処理を用いることは、燃料ポンプの寿命向上に有効であるといえる。 In addition, since the hydrated oxide film treatment (the damaged part after the hydrated oxide film treatment) is corroded, the use of the hydrated oxide film treatment is important for the life of the fuel pump. It can be said that it is effective for improvement.
腐食環境に曝されるアルミニウムまたはアルミニウム合金のとして防食技術利用可能である。特に、配管部品の内径部や微小径穴を有する部品など、アルマイト処理や電気めっきが困難な部品へ適用できる。 Anticorrosion technology can be used as aluminum or aluminum alloy exposed to corrosive environment. In particular, the present invention can be applied to parts having difficulty in anodizing and electroplating, such as parts having an inner diameter portion of piping parts and minute diameter holes.
100………………ポンプボディ本体
102………………プランジャ
103………………リフタ
105………………吸入弁
105a……………吸入孔
105b……………吸入弁ホルダ
106………………吐出弁
106a……………吐出孔
106b……………吐出弁ホルダ
108………………シリンダ
110………………燃料吸入通路
111………………燃料吐出通路
112………………加圧室
112a……………ポンプ室
120………………プロテクタ
200………………駆動カム
300………………ソレノイド
100 ………………
Claims (3)
前記燃料ポンプをアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成し、該燃料ポンプのボディの表面にめっき層を形成被覆すると共に、該燃料ポンプのボディのめっき層の上にアルミニウムの水和酸化物皮膜処理を行って形成したことを特徴とする筒内直接燃料噴射装置用燃料ポンプ。 In a fuel pump for in-cylinder direct fuel injection systems using alcohol-containing gasoline as fuel,
The fuel pump is formed of aluminum or an aluminum alloy, a coating layer is formed on the surface of the fuel pump body, and a hydrated oxide film treatment of aluminum is performed on the plating layer of the fuel pump body. A fuel pump for an in-cylinder direct fuel injection device characterized by being formed.
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