JP2010190106A - High-pressure pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関（以下「エンジン」という）に用いられる高圧ポンプに関する。 The present invention relates to a high-pressure pump used in an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”).
従来、エンジンへ燃料を供給する燃料供給装置は、高圧燃料を圧送する高圧ポンプを備える。高圧ポンプはカムシャフトの回転によって往復移動するプランジャを備えるのが一般的である。燃料を加圧する行程は、具体的に、プランジャが上死点から下死点へ移動するときにポンプ内の燃料ギャラリから加圧室へ燃料を吸入する吸入行程、プランジャが下死点から上死点へ向かうときに一部の低圧の燃料を燃料ギャラリへ戻す調量行程、および、吸入弁を閉じてからさらに上死点へ向かうプランジャによって燃料が加圧される加圧行程に分けられる。 Conventionally, a fuel supply device that supplies fuel to an engine includes a high-pressure pump that pumps high-pressure fuel. Generally, a high-pressure pump includes a plunger that reciprocates by rotation of a camshaft. Specifically, the stroke of pressurizing the fuel is an intake stroke in which the fuel is sucked from the fuel gallery in the pump into the pressurizing chamber when the plunger moves from the top dead center to the bottom dead center. It is divided into a metering process for returning a part of the low-pressure fuel to the fuel gallery when going to the point, and a pressurizing process for pressurizing the fuel by a plunger toward the top dead center after closing the intake valve.
ところで、燃料ギャラリへは、通常、インレットから燃料が供給されるが、この供給量は、高圧ポンプの上流側に配置される低圧ポンプのポンプ性能によって決まってくる。このとき、エンジン回転数が大きくなり、カムシャフトの回転数が大きくなると、プランジャが高速で往復移動することになるため、インレットから供給される燃料だけでは、吸入行程において加圧室を満たすだけの燃料が吸入できなくなる虞がある。 Incidentally, fuel is normally supplied from the inlet to the fuel gallery, but this supply amount is determined by the pump performance of the low-pressure pump arranged upstream of the high-pressure pump. At this time, if the engine speed increases and the camshaft speed increases, the plunger reciprocates at high speed, so that only the fuel supplied from the inlet can fill the pressure chamber in the intake stroke. There is a risk that the fuel cannot be inhaled.
このような問題を解決するための技術として、プランジャが上死点から下死点へ移動する際にもポンプ機能を果たし、燃料ギャラリへ燃料を送り出す高圧ポンプが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。 As a technique for solving such a problem, a high-pressure pump that performs a pump function even when the plunger moves from top dead center to bottom dead center and sends fuel to the fuel gallery has been proposed (for example, Patent Documents). 1 and 2).
ところが、上記特許文献では、燃料ギャラリにおける燃料の流れまでは考慮されていないため、上述したプランジャによるポンプ機能が効果的に発揮されず、加圧室への燃料の吸入が不十分になってしまうことが懸念される。 However, in the above patent document, since the fuel flow in the fuel gallery is not taken into consideration, the above-described pump function by the plunger is not effectively exhibited, and the intake of fuel into the pressurizing chamber becomes insufficient. There is concern.
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、プランジャによる燃料の吸入にあたり、燃料を効率よく吸入することが可能な高圧ポンプを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-pressure pump capable of efficiently sucking fuel when sucking fuel with a plunger.
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の高圧ポンプでは、ハウジングは、インレット、燃料ギャラリ、加圧室、およびアウトレットを有する。燃料ギャラリには、供給開口部、吸入開口部、および補給開口部が設けられている。供給通路は、インレットから燃料ギャラリの供給開口部までを接続する。また、燃料通路は、燃料ギャラリの吸入開口部から加圧室までを接続する。
したがって、インレットに燃料が供給されると、当該燃料は、供給通路および燃料ギャラリを経由し、燃料通路によって加圧室へ送られる。
In the high-pressure pump according to
Therefore, when fuel is supplied to the inlet, the fuel is sent to the pressurizing chamber by the fuel passage via the supply passage and the fuel gallery.
燃料は加圧室にて加圧されるが、この加圧室の容積変化を作出するのが、プランジャの大径部である。このプランジャは、大径部と大径部と一体に加圧室の反対側に形成された小径部とを有している。そして、加圧室にて加圧された燃料は、アウトレットから吐出される。 The fuel is pressurized in the pressurizing chamber, and it is the large diameter portion of the plunger that creates the volume change of the pressurizing chamber. This plunger has a large diameter part and a small diameter part formed integrally with the large diameter part on the opposite side of the pressurizing chamber. The fuel pressurized in the pressurizing chamber is discharged from the outlet.
このような基本構成において、本発明では、プランジャ囲繞部が、ハウジングと共にプランジャの小径部の周囲に可変容積室を形成している。この可変容積室と燃料ギャラリの補給開口部とを接続するのが、補給通路である。これにより、プランジャの移動によって、加圧室の容積が減少すると可変容積室の容積は増加し、燃料ギャラリから可変容積室へ燃料が供給される。一方、プランジャの移動によって、加圧室の容積が増加すると可変容積室の容積は減少し、可変容積室から燃料ギャラリへ低圧の燃料が供給される。 In such a basic configuration, in the present invention, the plunger surrounding portion forms a variable volume chamber around the small diameter portion of the plunger together with the housing. The supply passage connects the variable volume chamber and the supply opening of the fuel gallery. Thus, when the volume of the pressurizing chamber decreases due to the movement of the plunger, the volume of the variable volume chamber increases, and fuel is supplied from the fuel gallery to the variable volume chamber. On the other hand, when the volume of the pressurizing chamber increases due to the movement of the plunger, the volume of the variable volume chamber decreases and low pressure fuel is supplied from the variable volume chamber to the fuel gallery.
すなわち、本発明では、燃料ギャラリへは供給開口部だけでなく補給開口部からも燃料供給がなされる。供給開口部および補給開口部から供給された燃料は、共に吸入開口部から加圧室へ送られることになる。なお本発明では、燃料ギャラリは円筒形状に形成されており、当該円筒形状の側壁に対する上面または下面には補給開口部および供給開口部が設けられている。 That is, in the present invention, fuel is supplied to the fuel gallery not only from the supply opening but also from the supply opening. Both the fuel supplied from the supply opening and the replenishment opening are sent from the suction opening to the pressurizing chamber. In the present invention, the fuel gallery is formed in a cylindrical shape, and a supply opening and a supply opening are provided on the upper surface or the lower surface of the cylindrical side wall.
ここで特に本発明では、補給開口部および供給開口部から燃料ギャラリへ流入する燃料は側壁へ向かう横方向の流れを作出し得るようになっており、側壁に吸入開口部を設けると共に、吸入開口部へ至る横方向と吸入開口部に接続する吸入通路による吸入開口部からの吸入方向とのなす角を鋭角としている。ここで、吸入通路は、吸入開口部に接続されたものであり、すなわち燃料通路の一部となっている。 Particularly in the present invention, the fuel flowing into the fuel gallery from the replenishment opening and the supply opening can create a lateral flow toward the side wall. The angle formed by the lateral direction leading to the part and the suction direction from the suction opening by the suction passage connected to the suction opening is an acute angle. Here, the suction passage is connected to the suction opening, that is, a part of the fuel passage.
横方向の流れが作出されるのは、例えば、プランジャが高速で往復移動する場合である。この場合、補給開口部から供給される燃料によって、燃料ギャラリ内部に燃料の流れが作り出される。「横方向の流れ」は、例えば、燃料ギャラリの補給開口部が設けられている面と反対側の面（上面又は下面）に燃料が衝突することで作出されるようにすることが考えられる。また例えば、ダンパ部材などに燃料が衝突することで作出されるようにすることが考えられる。 A lateral flow is created, for example, when the plunger reciprocates at high speed. In this case, a fuel flow is created inside the fuel gallery by the fuel supplied from the supply opening. It is conceivable that the “lateral flow” is created by, for example, fuel colliding with a surface (upper surface or lower surface) opposite to the surface where the fuel gallery replenishment opening is provided. Further, for example, it is conceivable that the fuel is produced when the fuel collides with a damper member or the like.
このような燃料の流れを前提として、さらに本発明では、吸入開口部へ至る横方向と吸入開口部からの吸入方向とのなす角が鋭角となるように、吸入開口部に接続する吸入通路を設けた。このようにすれば、吸入開口部から吸入通路に流入する燃料の速度の吸入通路方向成分を大きくすることができ、燃料ギャラリ内部の燃料が吸入開口部を経て吸入通路へ円滑に流入する。結果として、プランジャによる燃料の吸入にあたり、燃料を効率よく吸入することができる。 On the premise of such fuel flow, the present invention further provides a suction passage connected to the suction opening so that the angle formed by the lateral direction to the suction opening and the suction direction from the suction opening is an acute angle. Provided. In this way, the intake passage direction component of the speed of the fuel flowing into the intake passage from the intake opening can be increased, and the fuel inside the fuel gallery smoothly flows into the intake passage through the intake opening. As a result, the fuel can be efficiently sucked when the fuel is sucked by the plunger.
ところで前述の様に、プランジャが高速で往復移動する状態では、補給開口部からの燃料供給によって燃料ギャラリ内部には燃料の流れが作り出されるため、この流れによって、供給開口部からの燃料供給が阻害される虞がある。
そこで、請求項２に示すように、前述の吸入開口部へ至る横方向と供給開口部に接続する接続通路による供給方向とがなす角ａ（度）と前述の吸入開口部へ至る横方向と吸入通路による吸入方向とのなす角ｂ（度）とが、次の関係を満たすように吸入通路を設けることが望ましい。
（１）ａ≦９０のとき、ｂ＜ａ
（２）ａ＞９０のとき、ｂ＜１８０−ａ
ここで、接続通路は、供給開口部に接続されたものであり、すなわち供給通路の一部となっている。
By the way, as described above, when the plunger reciprocates at a high speed, a fuel flow is created inside the fuel gallery by the fuel supply from the replenishment opening, and this flow hinders the fuel supply from the supply opening. There is a risk of being.
Therefore, as shown in claim 2, the angle a (degree) formed by the lateral direction to the suction opening and the supply direction by the connection passage connected to the supply opening and the lateral direction to the suction opening It is desirable to provide the suction passage so that the angle b (degrees) formed with the suction direction by the suction passage satisfies the following relationship.
(1) When a ≦ 90, b <a
(2) When a> 90, b <180-a
Here, the connection passage is connected to the supply opening, that is, a part of the supply passage.
このようにすれば、補給開口部から供給される燃料によって作り出される燃料の流れを、吸入通路の方へ向かわせることができる。したがって、補給開口部から供給される燃料が作り出す流れによって供給開口部からの燃料供給が阻害されることを抑制できる。結果として、プランジャによる燃料の吸入にあたり、燃料を効率よく吸入することができる。 In this way, the flow of fuel produced by the fuel supplied from the replenishment opening can be directed toward the intake passage. Therefore, it is possible to suppress the fuel supply from the supply opening from being hindered by the flow produced by the fuel supplied from the supply opening. As a result, the fuel can be efficiently sucked when the fuel is sucked by the plunger.
なお、吸入開口部から吸入通路に流入する燃料の速度の吸入通路方向成分を大きくするという技術思想は、例えば請求項３に示すように、第一仮想ベクトルおよび第二仮想ベクトルを想定した上で吸入通路を構成すること、としてもよい。同様に、補給開口部から供給される燃料が作り出す流れによって供給開口部からの燃料供給が阻害されることを抑制するという技術思想は、例えば請求項４に示すように、第三仮想ベクトルを想定した上で吸入通路を構成すること、としてもよい。 The technical idea of increasing the intake passage direction component of the speed of the fuel flowing into the intake passage from the intake opening is based on the assumption of the first virtual vector and the second virtual vector, for example, as shown in claim 3. A suction passage may be configured. Similarly, the technical idea of suppressing the fuel supply from the supply opening from being obstructed by the flow produced by the fuel supplied from the replenishment opening assumes a third virtual vector as shown in claim 4, for example. In addition, the suction passage may be configured.
円筒形状である燃料ギャラリは、例えば請求項５に示すように、側壁間の距離が前記上面と前記下面との間の距離に対して大きくなっているものとしてもよい。 In the fuel gallery having a cylindrical shape, for example, as shown in claim 5, the distance between the side walls may be larger than the distance between the upper surface and the lower surface.
なお前述の様に、補給開口部から供給される燃料によって、側壁へ向かう横方向の流れを作出するという観点からは、請求項６に示すように、燃料ギャラリの上面または下面に、流れ変更部材を有する構成とすることが例示される。この流れ変更部材は、補給開口部から流入する燃料が側壁に向かうように燃料の流れを変更する。これにより、プランジャによる燃料の吸入にあたり、燃料をより効率よく吸入することができる。 As described above, from the viewpoint of creating a lateral flow toward the side wall by the fuel supplied from the replenishment opening, as shown in claim 6, the flow changing member is provided on the upper surface or the lower surface of the fuel gallery. It is illustrated that it is set as the structure which has these. The flow changing member changes the flow of the fuel so that the fuel flowing in from the replenishment opening is directed to the side wall. Thus, the fuel can be sucked more efficiently when the plunger sucks the fuel.
具体的に、流れ変更部材は、請求項７に示すように、燃料ギャラリ内の燃料の脈動を抑制するダンパ部材とすることが考えられる。燃料ギャラリ内の脈動を抑制するダンパ部材を燃料流れの変更にも利用することで、コスト面も有利となる。 Specifically, as shown in claim 7, the flow changing member may be a damper member that suppresses fuel pulsation in the fuel gallery. By using the damper member that suppresses the pulsation in the fuel gallery for the change of the fuel flow, the cost is advantageous.
（一実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは最初に高圧ポンプの基本構成について説明しておく。なお、本形態の高圧ポンプは、燃料タンクより低圧燃料ポンプにて汲み上げられた燃料を加圧して、燃料レールへ送り出すためのポンプである。
本形態の高圧ポンプは、図１に示すごとくである。高圧ポンプ１は、図示しないインレットから供給される燃料を加圧し、吐出弁部７０から図示しない燃料レールへ吐出する。なお、インレットの上流側には、低圧燃料ポンプからの配管が接続される。
高圧ポンプ１は、外郭を構成している本体部１０、プランジャ部３０、吸入弁部５０、および、吐出弁部７０を備えている。
(One embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the basic configuration of the high-pressure pump will be described first. Note that the high-pressure pump of this embodiment is a pump for pressurizing the fuel pumped up from the fuel tank by the low-pressure fuel pump and sending it out to the fuel rail.
The high-pressure pump of this embodiment is as shown in FIG. The high-
The high-
本体部１０は、外郭を構成するハウジング１１を備えている。ハウジング１１の一方向（図１中では上方）にカバー１２が取り付けられており、カバー１２とハウジング１１とで囲まれる空間が燃料ギャラリ１３となっている。燃料ギャラリ１３は、その内部に、パルセーションダンパ１３１を有している。パルセーションダンパ１３１は、その端部を挟持されて配置されている。
The
また、プランジャ部３０は、カバー１２のちょうど反対側（図１中の下方）に設けられている。そして、プランジャ部３０と燃料ギャラリ１３との中間付近に、燃料を加圧可能な加圧室１４が形成されている。
さらにまた、カバー１２およびプランジャ部３０の配列方向に直交する方向に、吸入弁部５０（図１中の左方）および吐出弁部７０（図１中の右方）が設けられている。
このような構成により、燃料ギャラリ１３に供給された燃料は、吸入弁部５０を経由し、加圧室１４を経由して、吐出弁部７０から吐出される。
Further, the
Furthermore, an intake valve portion 50 (left side in FIG. 1) and a discharge valve portion 70 (right side in FIG. 1) are provided in a direction orthogonal to the arrangement direction of the
With such a configuration, the fuel supplied to the
次に、プランジャ部３０、吸入弁部５０、および、吐出弁部７０の構成について、詳細に説明する。
最初にプランジャ部３０について説明する。
プランジャ部３０は、プランジャ３１、オイルシールホルダ３２、スプリングシート３３、および、プランジャスプリング３４などを備えている。
Next, the structure of the
First, the
The
プランジャ３１は、ハウジング１１の内部に形成されたシリンダ１５に支持される大径部３１１と、オイルシールホルダ３２に外周を囲まれた大径部３１１よりも径の小さな小径部３１２とを有している。これら大径部３１１および小径部３１２は、一体となっており、同位相で軸方向に往復移動する。
The
オイルシールホルダ３２は、シリンダ１５の端部に配置されており、プランジャ３１の小径部３１２の外周を囲む基部３２１と、ハウジング１１に圧入される圧入部３２２とを有している。
基部３２１は、略円筒状であり、プランジャ３１の小径部３１２の外周を囲む。基部３２１は、その内部に、リング状のシール３２３を有している。シール３２３は、内周のテフロンリング（「テフロン」は登録商標）と外周のＯリングとからなる。このシール３２３により、プランジャ３１の小径部３１２周囲の燃料油膜の厚さが調整され、エンジンへの燃料のリークが抑制される。このシール３２３に隣接して、加圧室１４側に、プランジャストッパ３２４が配設されている。また、基部３２１は、その先端部分に、オイルシール３２５を有している。このオイルシール３２５によって、プランジャ３１の小径部３１２の周囲のオイル油膜の厚さが規制され、オイルのリークが抑制される。
The
The
圧入部３２２は、基部３２１の周囲に円筒状に張り出す部分であり、断面コ字状となっている。一方、ハウジング１１には、圧入部３２２に対応する凹部１６が形成されている。これにより、オイルシールホルダ３２は、圧入部３２２が凹部１６の径外方向の内壁に圧接する態様で圧入される。
The press-
プランジャ３１の小径部３１２の先端部は、図示しないタペットに当接している。タペットは、図示しないカムシャフトに取り付けられたカムにその外面を当接させ、カムシャフトの回転により、カムプロフィールに応じて軸方向に往復移動する。これにより、プランジャ３１が軸方向に往復移動する。
The tip of the
プランジャスプリング３４は、スプリングシート３３に一端を係止され、他端をオイルシールホルダ３２の圧入部３２２の深部に係止されている。これにより、プランジャスプリング３４は、プランジャ３１の戻しバネとして機能し、プランジャ３１をタペット面に当接させるよう付勢する。
One end of the
このような構成により、カムシャフトの回転に応じたプランジャ３１の往復移動が実現される。このとき、プランジャ３１の大径部３１１によって、加圧室１４の容積変化が作出される。
With such a configuration, the reciprocating movement of the
また、本形態では特に、プランジャ３１の小径部３１２の周囲に、可変容積室３５が形成されている。ここでは、ハウジング１１のシリンダ１５、プランジャ３１の大径部３１１の基端面（小径部３１２との段差面）、小径部３１２の外周壁、および、オイルシールホルダ３２のシール３２３に囲まれた領域が、可変容積室３５である。シール３２３が燃料のリークを抑制することは上述したが、シール３２３は、可変容積室３５を液密にシールし、可変容積室３５からエンジンへの燃料のリークを防止する。また、シール３２３は、エンジン内から可変容積室３５へのオイルのリークを防止する。
In this embodiment, in particular, the
可変容積室３５は、プランジャストッパ３２４の燃料流路３２６、圧入部３２２の径内方向において凹部１６との間に形成される円筒状の円筒流路３２７、凹部１６の深部に形成される環状の環状流路３２８、および、ハウジング１１内部に形成された戻し流路１７（図中に破線で示す流路）を経由して、燃料ギャラリ１３に接続する。
The
次に、吸入弁部５０について説明する。
吸入弁部５０は、図１に示すように、ハウジング１１によって形成される筒部５１、筒部５１の開口を覆う弁部カバー５２、および、コネクタ５３等を備えている。
筒部５１は、略円筒状に形成され、内部に燃料通路５５を有している。燃料通路５５には、略円筒状のシートボディ５６が配置されている。シートボディ５６の内部には、吸入弁５７が配置されている。この吸入弁５７の内部には、スプリング５８が収容配置されている。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
The
また、吸入弁５７には、ニードル５９が当接している。このニードル５９は、上述した弁部カバー５２を貫通し、コネクタ５３の内部まで延びている。コネクタ５３は、コイル５３１と当該コイル５３１へ通電するための端子５３２とを有している。コイル５３１の内側には、所定位置に保持される固定コア５３３、可動コア５３４、および、固定コア５３３と可動コア５３４との間に介在するスプリング５３５が配置されている。ここで、可動コア５３４に固定されるのが、上述したニードル５９である。つまり、可動コア５３４とニードル５９とは一体になっている。
A
このような構成により、コネクタ５３の端子５３２を介して通電が行われると、コイル５３１にて発生する磁束によって固定コア５３３と可動コア５３４との間に磁気吸引力が発生する。その結果、可動コア５３４が固定コア５３３側へ移動し、これに伴ってニードル５９が、加圧室１４から離れる方向へ移動する。このときは、吸入弁５７の移動がニードル５９によって規制されない。したがって、吸入弁５７がシートボディ５６に着座可能となり、吸入弁５７の着座により、燃料通路５５と加圧室１４とが遮断される。
With such a configuration, when energization is performed via the
一方、コネクタ５３の端子５３２を介した通電が行われないと、磁気吸引力は発生しないため、スプリング５３５によって、可動コア５３４が加圧室１４へ近づく方向へ移動する。これにより、ニードル５９が加圧室１４側へ移動する。その結果、ニードル５９によって吸入弁５７の移動が規制され、吸入弁５７が加圧室１４側に保持される。このときは、吸入弁５７がシートボディ５６から離座することとなり、燃料通路５５と加圧室１４とが連通する。
On the other hand, if energization is not performed via the
次に、吐出弁部７０について説明する。
吐出弁部７０は、図１に示すように、ハウジング１１にて形成される円筒状の収容部７１を有している。この収容部７１にて形成される収容室７１１に、吐出弁７２、スプリング７３、および、係止部７４が収容されている。また、収容室７１１の開口部分が、吐出口７５となっている。吐出口７５とは反対側の収容室７１１の深部には、弁座７１２が形成されている。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
吐出弁７２は、スプリング７３の付勢力と図示しない燃料レール側からの圧力とにより、弁座７１２に当接する。これにより、吐出弁７２は、加圧室１４の燃料の圧力が低いうちは、燃料の吐出を停止する。一方、加圧室１４の燃料の圧力が大きくなってスプリング７３の付勢力と燃料レール側からの圧力とに打ち勝つと、吐出弁７２が吐出口７５の方向へ移動する。これにより、収容室７１１へ流入した燃料は、吐出口７５から吐出される。
The
次に、燃料ギャラリ１３への燃料供給等について説明する。図２は、図１に示した高圧ポンプ１の断面の一部を切り欠き、可変容積室３５からの戻し流路１７および、インレットからの供給通路１８を示している。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を模式的に示す説明図である。図３では、燃料ギャラリ１３の部分のみを示している。
Next, fuel supply to the
図３に示すように、ハウジング１１で構成される燃料ギャラリ１３の底面には、容積室開口部１３２およびインレット開口部１３３が形成されている。そして、上述した戻し流路１７（図２参照）が容積室開口部１３２へ接続されている。また、上述した供給通路１８（図２参照）が、インレット開口部１３３に接続されている。供給通路１８には、フィルタ１９が配設されている。これにより、図示しない低圧燃料ポンプを経由してインレットへ供給された燃料が燃料ギャラリ１３へ供給されることになる。また、燃料ギャラリ１３には、吸入開口部１３４が形成されている。この吸入開口部１３４から吸入される燃料が、吸入弁部５０から加圧室１４へ送られる。
As shown in FIG. 3, a
次に、高圧ポンプ１の作動について説明する。なお、図４はプランジャ部３０のプランジャ３１が上死点にある状態を示し、図５はプランジャ部３０のプランジャ３１が下死点にあることを示している。
Next, the operation of the high-
高圧ポンプ１は、吸入行程、調量行程、および、加圧行程を繰り返すことで動作する。
吸入行程は、燃料ギャラリ１３から加圧室１４へ燃料を吸入する行程である。このとき、プランジャ３１は、上死点（図４参照）から下死点（図５参照）へ向かって移動し、吸入弁５７は開弁状態となっている。
The high-
The suction stroke is a stroke for sucking fuel from the
調量行程は、加圧室１４から燃料ギャラリ１３へ燃料を戻す行程である。このとき、プランジャ３１は、下死点（図５参照）から上死点（図４参照）へ向かって移動し、吸入弁５７は開弁状態となっている。
加圧行程は、加圧室１４から吐出弁部７０を経由して燃料を吐出する行程である。このとき、プランジャ３１は、上死点（図４参照）へ向かって移動し、吸入弁５７は閉弁状態となっている。
なお、図４および図５では、吸入弁５７は、便宜上、すべて開弁状態で示している。
The metering process is a process of returning the fuel from the pressurizing
The pressurizing process is a process of discharging fuel from the pressurizing
In FIGS. 4 and 5, all of the
ここで可変容積室３５の機能を説明する。
上記吸入行程では、プランジャ３１の移動により加圧室１４の容積が増加する。一方、可変容積室３５の容積は減少する。したがって、可変容積室３５に蓄えられた燃料が燃料ギャラリ１３へ供給されることになる。
上記調量行程では、プランジャ３１の移動により加圧室１４の容積が減少する。一方、可変容積室３５の容積は増加する。したがって、加圧室１４から燃料ギャラリ１３へ戻される低圧の燃料の一部は、可変容積室３５へ送られる。
Here, the function of the
In the suction stroke, the volume of the pressurizing
In the metering stroke, the volume of the pressurizing
ここで、可変容積室３５の容積変化は、加圧室１４と同様に、プランジャ３１の大径部３１１によって生じる。つまり、加圧室１４の容積変化と可変容積室３５の容積変化とは、いわば同位相で生じる。
なお、加圧行程においては、吸入弁５７が閉弁状態となることで、加圧室１４から燃料ギャラリ１３への燃料の戻りは問題にならない。
Here, the volume change of the
In the pressurization stroke, the return of fuel from the
このような可変容積室３５の機能により、以下のような効果が得られる。
吸入行程において、可変容積室３５の容積の減少が「６０」であるとすると、可変容積室３５から燃料ギャラリ１３へ「６０」の燃料が供給される。ここで加圧室１４の容積の増加が「１００」であるとすると、インレット開口部１３３からの燃料の供給量は、「４０」で賄えることになる。
The function of the
If the decrease in the volume of the
一方、調量行程において問題となるのは、燃料の脈動である。加圧室１４の容積の減少が「１００」であるとすると、１００に相応する脈動が燃料ギャラリ１３に発生する。この脈動がインレット開口部１３３から供給通路１８へ伝播すると、図示しない燃料配管の振動などが生じ騒音や異音を発生させる要因となる。ところが、可変容積室３５の容積の増加が「６０」である場合、燃料ギャラリ１３に発生する脈動は、「４０」に相応するものに抑えられる。
On the other hand, a problem in the metering process is fuel pulsation. If the decrease in the volume of the pressurizing
しかも、上述したように加圧室１４の容積変化と可変容積室３５の容積変化とは同位相で生じるため、エンジンの回転数によらず、常に効果が得られる。
Moreover, since the volume change of the pressurizing
また、可変容積室３５を形成すべくプランジャ３１に小径部３１２を設けているが、小径部３１２をシール３２３およびオイルシール３２５でシールする場合、大径の部分でシールする場合と比べ、円周が小さくなるため、効果的なシールが実現される。
The
さらにまた、小径部３１２の径はそのままとし、大径部３１１の径を大きくすれば、吐出量を増加させることができる。この場合、基本的に大径部３１１および、大径部３１１が摺動するシリンダ１５を設計するだけでよく、簡単な設計変更で吐出量をアップさせることができる。
Furthermore, if the diameter of the
なお、本形態における供給通路１８が「供給通路」を構成し、吸入弁５７が「吸入弁」を構成し、プランジャ３１が「プランジャ」を構成し、吐出口７５が「アウトレット」を構成し、オイルシールホルダ３２が「プランジャ囲繞部」を構成し、容積室開口部１３２が「補給開口部」を構成し、吸入開口部１３４が「吸入開口部」を構成し、インレット開口部１３３が「供給開口部」を構成し、燃料流路３２６、円筒流路３２７、環状流路３２８および戻し流路１７が「容積室通路」を構成し、パルセーションダンパ１３１が「ダンパ部材」および「流れ変更部材」を構成する。
In this embodiment, the
次に、本形態の高圧ポンプ１の特徴的な構成を説明し、高圧ポンプ１が発揮する効果を説明する。
以上説明した高圧ポンプ１においては、プランジャ３１が高速で往復移動する状態では、燃料ギャラリ１３内へ、インレット開口部１３３から供給される燃料に比べ相当大きな勢いで、容積室開口部１３２から燃料が供給される。この容積室開口部１３２から供給される燃料によって、燃料ギャラリ１３内には燃料の大きな流動が生じる。
Next, a characteristic configuration of the high-
In the high-
燃料ギャラリ１３は側壁２０間の距離が、燃料ギャラリの上面と下面２１との間の距離に対して大きく形成されている（図２参照）。また、容積室開口部１３２が燃料ギャラリ１３の下面２１に設けられており、容積室開口部１３２の延長線上には、パルセーションダンパ１３１が設けられている。したがって、容積室開口部１３２から供給される燃料は、パルセーションダンパ１３１に衝突することによって流動方向を変え、燃料ギャラリ１３内で側壁へ向かう横方向（図２の左右方向）に移動する。このように、燃料ギャラリ１３内部には、「横方向の流れ」が作出される。
The
そこで本形態では、図３に示すように、特に前述の吸入開口部１３４を燃料ギャラリ１３の側壁２０に設けた。さらに、図２に示すように、吸入開口部１３４へ至る横方向（図２の左方向）と吸入開口部１３４に接続する吸入通路２２による吸入開口部１３４からの吸入方向とのなす角が鋭角となるように、吸入通路２２を設けた。この吸入通路２２は、吸入開口部１３４から加圧室１４までを接続する燃料通路５５の一部である。これにより、吸入開口部１３４から吸入通路２２に流入する燃料の速度の吸入通路２２方向成分が大きくなるので、燃料ギャラリ１３内部の燃料は吸入開口部１３４を経て吸入通路２２へ円滑に流入する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
また本形態では、この吸入通路２２は次の関係を満たすように設けられている。すなわち、図６に示すように、前述の吸入開口部１３４へ至る横方向（図６の左方向）とインレット開口部１３３に接続する接続通路２３とがなす角ａ（度）と、前述の吸入開口部１３４へ至る横方向と吸入通路２２による吸入方向とがなす角ｂ（度）とは、ｂ＜ａの関係を満たすようになっている。なお、この場合、角ａはａ≦９０である。ここで、接続通路２３は、インレット開口部１３３に接続されており、供給通路１８の一部となっている。
これにより、容積室開口部１３２から供給される燃料によって作り出される相対的に大きな燃料の流れは、吸入通路２２の方へ流動しやすくなる。したがって、容積室開口部１３２から供給される燃料が作り出す流れによってインレット開口部１３３からの燃料供給が阻害されることが抑制される。
In this embodiment, the
As a result, a relatively large flow of fuel produced by the fuel supplied from the volume chamber opening 132 is likely to flow toward the
このような構成によって、本形態では、結果としてプランジャ３１による燃料の吸入にあたり、燃料を効率よく吸入することができる。
また、パルセーションダンパ１３１を用いて燃料の流動方向を変更しているため、別の部材によって燃料の流動方向を変更する構成と比べ、コスト面で有利となる。
With this configuration, in this embodiment, as a result, when the fuel is sucked by the
In addition, since the fuel flow direction is changed using the
（他の実施形態）
上記形態では、容積室開口部１３２から供給される燃料の流れを、燃料ギャラリ１３に設けられたパルセーションダンパ１３１に衝突させることによって、側壁へ向かう横方向の流れに変更した。
この点、燃料ギャラリ１３の内部に必ずしもパルセーションダンパを配置する必要はなく、パルセーションダンパの代わりに、流れ変更部材として例えば板状の部材を配置しても良い。あるいは、カバー１２に衝突させることも考えられる。これらの構成によっても燃料ギャラリ内に側壁へ向かう横方向の燃料の流れを作り出すことができ、結果として、上記形態と同様に、プランジャ３１による燃料の吸入行程において、燃料を効率的に吸入することができる。
(Other embodiments)
In the said form, the flow of the fuel supplied from the volume
In this regard, the pulsation damper is not necessarily arranged inside the
以上、本発明は、上記実施形態に何等限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる形態で実施可能である。 As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning, it can implement with a various form.
１：高圧ポンプ（高圧ポンプ）、１０：本体部、１１：ハウジング（ハウジング）、１２：カバー、１３：燃料ギャラリ（燃料ギャラリ）、１３１：パルセーションダンパ、１３２：容積室開口部（補給開口部）、１３３：インレット開口部（供給開口部）、１３４：吸入開口部（吸入開口部）、１４：加圧室（加圧室）、１５：シリンダ、１６：凹部、１７：戻し流路（補給通路）、１８：供給通路（供給通路）、１９：フィルタ、２０：側壁、２１：下面、２２：吸入通路（吸入通路）、２３：接続通路、３０：プランジャ部、３１：プランジャ、３１１：大径部、３１２：小径部、３２：オイルシールホルダ（プランジャ囲繞部）、３２１：基部、３２２：嵌合部、３２３：シール、３２４：プランジャストッパ、３２５：オイルシール、３２６：上部流路、３２７：円筒流路、３２８：環状流路、３３：スプリングシート、３４：プランジャスプリング、３５：可変容積室、５０：吸入弁部、５１：筒部、５２：弁部カバー、５３：コネクタ、５３１：コイル、５３２：端子、５３３：固定コア、５３４：可動コア、５３５：スプリング、５５：燃料通路（燃料通路）、５６：シートボディ、５７：吸入弁、５８：スプリング、５９：ニードル、７０：吐出弁部、７１：収容部、７１１：収容室、７１２：弁座、７２：吐出弁、７３：スプリング、７４：係止部、７５：吐出口（アウトレット） 1: high pressure pump (high pressure pump), 10: main body, 11: housing (housing), 12: cover, 13: fuel gallery (fuel gallery), 131: pulsation damper, 132: volume chamber opening (replenishment opening) ) 133: Inlet opening (supply opening), 134: Suction opening (suction opening), 14: Pressurizing chamber (pressurizing chamber), 15: Cylinder, 16: Recess, 17: Return flow path (replenishment) 18) supply passage (supply passage), 19: filter, 20: side wall, 21: lower surface, 22: suction passage (suction passage), 23: connection passage, 30: plunger portion, 31: plunger, 311: large Diameter part, 312: Small diameter part, 32: Oil seal holder (plunger surrounding part), 321: Base part, 322: Fitting part, 323: Seal, 324: Plunger stopper, 325: Oil sea 326: upper flow path, 327: cylindrical flow path, 328: annular flow path, 33: spring seat, 34: plunger spring, 35: variable volume chamber, 50: suction valve section, 51: cylinder section, 52: valve section Cover, 53: Connector, 531: Coil, 532: Terminal, 533: Fixed core, 534: Movable core, 535: Spring, 55: Fuel passage (fuel passage), 56: Seat body, 57: Suction valve, 58: Spring 59: Needle, 70: Discharge valve portion, 71: Storage portion, 711: Storage chamber, 712: Valve seat, 72: Discharge valve, 73: Spring, 74: Locking portion, 75: Discharge port (Outlet)
Claims (7)
供給開口部、吸入開口部、および、補給開口部が設けられた燃料室である燃料ギャラリ、
容積が変化することにより燃料を加圧可能な加圧室、
並びに、前記加圧室にて加圧された燃料を吐出するアウトレット、
を有するハウジングと、
前記インレットから前記燃料ギャラリの前記供給開口部までを接続する供給通路と、
前期吸入開口部から前記加圧室までを接続する燃料通路と、
前記加圧室の容積変化を作出する大径部、および、当該大径部と一体に前記加圧室の反対側に形成され前記大径部よりも小径の小径部を有するプランジャと、
前記ハウジングと共に前記小径部の周囲に可変容積室を形成するプランジャ囲繞部と、
前記可変容積室と前記燃料ギャラリの補給開口部とを接続する補給通路と、
を備え、
前記プランジャによって、前記加圧室の容積が減少すると前記可変容積室の容積が増加し前記燃料ギャラリから前記可変容積室へ燃料が供給され、一方、前記加圧室の容積が増加すると前記可変容積室の容積が減少し前記可変容積室から前記燃料ギャラリへ低圧の燃料が供給されるようになっており、
前記燃料ギャラリは円筒形状に形成され、当該円筒形状の側壁に対する上面または下面には前記補給開口部および前記供給開口部が設けられ、
前記補給開口部および前記供給開口部から前記燃料ギャラリへ流入する燃料が側壁へ向かう横方向の流れを作出し得るようになっており、前記側壁に前記吸入開口部を設けると共に、前記吸入開口部へ至る前記横方向と前記吸入開口部に接続する吸入通路による前記吸入開口部からの吸入方向とのなす角を鋭角としたこと、を特徴とする高圧ポンプ。 An inlet to which fuel is supplied,
A fuel gallery which is a fuel chamber provided with a supply opening, a suction opening, and a replenishment opening;
A pressurizing chamber capable of pressurizing fuel by changing its volume;
And an outlet for discharging fuel pressurized in the pressurizing chamber,
A housing having
A supply passage connecting the inlet to the supply opening of the fuel gallery;
A fuel passage connecting the suction opening portion to the pressurizing chamber;
A large-diameter portion that creates a volume change of the pressurizing chamber, and a plunger that is formed on the opposite side of the pressurizing chamber integrally with the large-diameter portion and has a small-diameter portion smaller than the large-diameter portion;
A plunger surrounding portion that forms a variable volume chamber around the small diameter portion together with the housing;
A supply passage connecting the variable volume chamber and the supply opening of the fuel gallery;
With
When the volume of the pressurizing chamber is decreased by the plunger, the volume of the variable volume chamber is increased and fuel is supplied from the fuel gallery to the variable volume chamber, while when the volume of the pressurizing chamber is increased, the variable volume is increased. The volume of the chamber is reduced, and low pressure fuel is supplied from the variable volume chamber to the fuel gallery.
The fuel gallery is formed in a cylindrical shape, and the supply opening and the supply opening are provided on the upper surface or the lower surface of the cylindrical sidewall.
The fuel flowing into the fuel gallery from the replenishment opening and the supply opening can create a lateral flow toward the side wall, and the suction opening is provided on the side wall, and the suction opening A high-pressure pump characterized in that an angle formed by the lateral direction leading to and the suction direction from the suction opening by the suction passage connected to the suction opening is an acute angle.
（１）ａ≦９０のとき、ｂ＜ａ
（２）ａ＞９０のとき、ｂ＜１８０−ａ An angle a (degree) formed by the lateral direction leading to the suction opening and a supply direction by a connection passage connected to the supply opening, and an angle b (degree) formed by the flow direction and the suction direction are: The high-pressure pump according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied.
(1) When a ≦ 90, b <a
(2) When a> 90, b <180-a
供給開口部、吸入開口部、および、補給開口部が設けられた燃料室である燃料ギャラリ、
容積が変化することにより燃料を加圧可能な加圧室、
並びに、前記加圧室にて加圧された燃料を吐出するアウトレット、
を有するハウジングと、
前記インレットから前記燃料ギャラリの前記供給開口部までを接続する供給通路と、
前期吸入開口部から前記加圧室までを接続する燃料通路と、
前記加圧室の容積変化を作出する大径部、および、当該大径部と一体に前記加圧室の反対側に形成され前記大径部よりも小径の小径部を有するプランジャと、
前記ハウジングと共に前記小径部の周囲に可変容積室を形成するプランジャ囲繞部と、
前記可変容積室と前記燃料ギャラリの補給開口部とを接続する補給通路と、
を備え、
前記プランジャによって、前記加圧室の容積が減少すると前記可変容積室の容積が増加し前記燃料ギャラリから前記可変容積室へ燃料が供給され、一方、前記加圧室の容積が増加すると前記可変容積室の容積が減少し前記可変容積室から前記燃料ギャラリへ低圧の燃料が供給されるようになっており、
前記燃料ギャラリは円筒形状に形成され、当該円筒形状の側壁に対する上面または下面には前記補給開口部および前記供給開口部が設けられ、
前記補給開口部および前記供給開口部から前記燃料ギャラリへ流入する燃料が側壁へ向かう横方向の流れを作出し得るようになっており、前記側壁に前記吸入開口部を設けると共に、前記吸入開口部へ至る前記横方向の第一仮想ベクトルと前記吸入開口部に接続する吸入通路による前記吸入開口部からの吸入方向の第二仮想ベクトルとのなす角を鋭角としたこと、を特徴とする高圧ポンプ。 An inlet to which fuel is supplied,
A fuel gallery which is a fuel chamber provided with a supply opening, a suction opening, and a replenishment opening;
A pressurizing chamber capable of pressurizing fuel by changing its volume;
And an outlet for discharging fuel pressurized in the pressurizing chamber,
A housing having
A supply passage connecting the inlet to the supply opening of the fuel gallery;
A fuel passage connecting the suction opening portion to the pressurizing chamber;
A large-diameter portion that creates a volume change of the pressurizing chamber, and a plunger that is formed on the opposite side of the pressurizing chamber integrally with the large-diameter portion and has a small-diameter portion smaller than the large-diameter portion;
A plunger surrounding portion that forms a variable volume chamber around the small diameter portion together with the housing;
A supply passage connecting the variable volume chamber and the supply opening of the fuel gallery;
With
When the volume of the pressurizing chamber is decreased by the plunger, the volume of the variable volume chamber is increased and fuel is supplied from the fuel gallery to the variable volume chamber, while when the volume of the pressurizing chamber is increased, the variable volume is increased. The volume of the chamber is reduced, and low pressure fuel is supplied from the variable volume chamber to the fuel gallery.
The fuel gallery is formed in a cylindrical shape, and the supply opening and the supply opening are provided on the upper surface or the lower surface of the cylindrical sidewall.
The fuel flowing into the fuel gallery from the replenishment opening and the supply opening can create a lateral flow toward the side wall, and the suction opening is provided on the side wall, and the suction opening A high-pressure pump characterized in that an angle formed by the first virtual vector in the lateral direction leading to the second virtual vector in the suction direction from the suction opening by the suction passage connected to the suction opening is an acute angle .
（１）ａ≦９０のとき、ｂ＜ａ
（２）ａ＞９０のとき、ｂ＜１８０−ａ An angle a (degrees) formed by the third virtual vector in the supply direction by the connection passage connected to the supply opening and the first virtual vector, and an angle b (by the first virtual vector and the second virtual vector) The high-pressure pump according to claim 3, wherein the following relationship is satisfied.
(1) When a ≦ 90, b <a
(2) When a> 90, b <180-a
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| JP2009034771A JP2010190106A (en) | 2009-02-18 | 2009-02-18 | High-pressure pump |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012177312A (en) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Denso Corp | High-pressure pump |
| US9188096B2 (en) | 2011-09-06 | 2015-11-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel pump and fuel supply system of internal combustion engine |
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| JP2007315302A (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Denso Corp | High pressure fuel pump |
-
2009
- 2009-02-18 JP JP2009034771A patent/JP2010190106A/en active Pending
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