JP2014105668A - High pressure fuel supply pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧通路の異常高圧を防止するリリーフバルブを備えた高圧燃料供給ポンプに関する。 The present invention relates to a high-pressure fuel supply pump including a relief valve that prevents abnormally high pressure in a high-pressure passage.
従来の高圧燃料供給ポンプでは、ポンプ本体に、吐出弁の下流側から当該吐出弁の上流側へ燃料を戻すリリーフ通路を設け、高圧燃料通路の異常圧力上昇を抑制するリリーフ弁を備えている。 このリリーフバルブの上流には、フィルタが設けられており、燃料中に含まれる異物が弁シート部に流れ込むことを抑制している。
特許文献１に記載されている構成では、リリーフ弁の上流部はストレートの通路が設けられている。また、特許文献２の構成では、リリーフバルブの上流部に屈曲した通路が設けられている
In the conventional high-pressure fuel supply pump, a relief passage for returning fuel from the downstream side of the discharge valve to the upstream side of the discharge valve is provided in the pump body, and a relief valve that suppresses an abnormal pressure increase in the high-pressure fuel passage is provided. A filter is provided upstream of the relief valve to prevent foreign matters contained in the fuel from flowing into the valve seat portion.
In the configuration described in Patent Document 1, a straight passage is provided in the upstream portion of the relief valve. Moreover, in the structure of patent document 2, the curved channel | path was provided in the upstream part of the relief valve.
従来技術のものは、フィルタのメッシュサイズより小さい異物はフィルタを通過し、弁シート部へ流入する。このため、バルブストロークが少ない低流量時に、微細な異物が弁シート部に噛みこむ虞がある。 In the prior art, foreign matters smaller than the mesh size of the filter pass through the filter and flow into the valve seat portion. For this reason, there exists a possibility that a fine foreign material may bite into a valve seat part at the time of low flow with few valve strokes.
異物が弁シート部に噛みこむと、弁と弁シートとの間に隙間が生じ、燃料の漏れが発生する。その結果、ポンプの吐出量の低下やエンジン始動時のように回転数が低い場合は、昇圧できなくなる可能性がある。
また、上記の課題に対応するために、フィルタのメッシュサイズをより小さく設定することが考えられるが、この場合濾過面積が減少するので、燃料がフィルタを通過する際に圧力損失が大きくなることを意味し、燃料噴射弁の故障等などにより高圧配管内で異常高圧が発生した場合、高圧配管内の燃料圧力を規定値以内に抑えることが出来ないという課題がある。
さらに、これに対して、濾過面積を増加する対策としては、フィルタ全長を長くすることが考えられるが、これはリリーフ弁の大型化を招く。その結果、ポンプハウジングの全長を長くしなければならず、その結果として高圧燃料供給ポンプが大型化する。高圧燃料供給ポンプが大型化してしまうと、エンジンよっては高圧燃料供給ポンプを設置するための空間を確保できない、あるいは、高圧配管のレイアウトが複雑になってしまい、コストアップ等に繋がる等の課題がある。
When the foreign matter is caught in the valve seat portion, a gap is generated between the valve and the valve seat, and fuel leakage occurs. As a result, there is a possibility that pressure cannot be increased when the rotational speed is low, such as when the pump discharge rate is reduced or when the engine is started.
In order to deal with the above problem, it is conceivable to set the filter mesh size smaller. In this case, however, the filtration area decreases, so that the pressure loss increases when the fuel passes through the filter. This means that when an abnormally high pressure occurs in the high-pressure pipe due to a failure of the fuel injection valve or the like, there is a problem that the fuel pressure in the high-pressure pipe cannot be suppressed within a specified value.
Further, as a countermeasure for increasing the filtration area, it is conceivable to lengthen the entire filter length, but this leads to an increase in the size of the relief valve. As a result, the overall length of the pump housing must be increased, resulting in an increase in size of the high-pressure fuel supply pump. If the size of the high-pressure fuel supply pump increases, some engines cannot secure a space for installing the high-pressure fuel supply pump, or the layout of the high-pressure piping becomes complicated, leading to an increase in cost and the like. is there.
本発明では上記課題を解決するために、リリーフ弁の上流部に屈曲した通路を設け、リリーフ弁の弁シートの燃料流れに対して上流側に、凹型のフィルタを設置する。凹型のフィルタの開口部は燃料流れに対し上流側に向かうように設置する。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, a bent passage is provided in the upstream portion of the relief valve, and a concave filter is provided upstream of the fuel flow in the valve seat of the relief valve. The opening of the concave filter is installed so as to go upstream with respect to the fuel flow.
好適には、フィルタ取り付け部通路直径は、弁シート直前の通路直径より大きくし、弁シート直前に段差を設ける。 Preferably, the filter attachment portion passage diameter is larger than the passage diameter immediately before the valve seat, and a step is provided immediately before the valve seat.
好適には、燃料がＵターン状にフィルタ部に流入するように燃料通路を構成する。 Preferably, the fuel passage is configured so that the fuel flows into the filter portion in a U-turn shape.
また好適には、フィルタ取り付け部とリリーフバルブの弁シート部は、一体部材で構成し、フィルタの外周部に燃料通路を設ける。 Preferably, the filter mounting portion and the valve seat portion of the relief valve are configured as an integral member, and a fuel passage is provided in the outer peripheral portion of the filter.
このように構成された本発明によれば、リリーフ弁のストロークが少ない低流量時には、弁シート部の直前に設けた段差部の流れが淀むため、フィルタのメッシュサイズより小さい異物はフィルタを通過しても、段差部に滞留し、弁シート部に流れ込むことを低減することができる。これにより、バルブストロークが少ない低流量時に、微細な異物が弁シート部に噛みこむことによるポンプの吐出量の低下の発生頻度を少なくすることができる。
また、段差部に滞留した小さい異物は、リリーフ弁のストロークが大きい大流量時に弁シートに吸い込まれ、弁シートに排出される。これにより、リリーフバルブ弁シート部に異物が噛みこむ頻度を大幅に低減することができる。
According to the present invention configured as described above, when the flow rate of the relief valve is low and the flow rate is low, the flow of the stepped portion provided immediately before the valve seat portion is stagnant. However, it is possible to reduce staying in the stepped portion and flowing into the valve seat portion. Thereby, at the time of a low flow rate with a small valve stroke, it is possible to reduce the frequency of occurrence of a decrease in the discharge amount of the pump due to minute foreign matter biting into the valve seat portion.
Further, the small foreign matter staying in the step portion is sucked into the valve seat and discharged to the valve seat when the relief valve stroke is large and the flow rate is large. Thereby, the frequency in which a foreign material bites into a relief valve valve seat part can be reduced significantly.
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の第一実施例について説明する。 A first embodiment of the present invention will be described.
まず、図１から図３により、高圧燃料ポンプの基本動作を説明する。 First, the basic operation of the high-pressure fuel pump will be described with reference to FIGS.
図１は、高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムを示す。 FIG. 1 shows a fuel supply system including a high-pressure fuel supply pump.
図２は、高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示す。 FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of the high-pressure fuel supply pump.
図３は、高圧燃料供給ポンプの横断面図を示す。 FIG. 3 shows a cross-sectional view of the high-pressure fuel supply pump.
図４は、高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁を通る縦断面図で、図３のＩ−Ｉ断面図を示す。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view through the relief valve of the high-pressure fuel supply pump, and shows a sectional view taken along line II of FIG.
図１中で、破線で囲まれた部分が高圧ポンプのポンプハウジング１を示し、この破線の中に示されている機構，部品は高圧ポンプのポンプハウジング１に一体に組み込まれていることを示す。 In FIG. 1, a portion surrounded by a broken line indicates a pump housing 1 of the high-pressure pump, and mechanisms and components shown in the broken line indicate that they are integrated into the pump housing 1 of the high-pressure pump. .
燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵ２７と称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられ、適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの吸入口１０ａに送られる。 The fuel in the fuel tank 20 is pumped up by the feed pump 21 based on a signal from an engine control unit (hereinafter referred to as ECU 27), pressurized to an appropriate feed pressure, and passed through the suction pipe 28 to the suction port 10a of the high-pressure fuel supply pump. Sent.
吸入口１０ａを通過した燃料は、吸入ジョイント１０１内に固定されたフィルタ１０２を通過し、さらに圧力脈動低減機構９，吸入流路１０ｂ，１０ｃを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構３０の吸入ポート３０ａに至る。 The fuel that has passed through the suction port 10a passes through the filter 102 fixed in the suction joint 101, and further, an electromagnetic suction valve mechanism 30 that constitutes a variable capacity mechanism via the pressure pulsation reduction mechanism 9 and the suction flow paths 10b and 10c. To the intake port 30a.
吸入ジョイント１０１内の吸入フィルタ１０２は、燃料タンク２０から吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。 The suction filter 102 in the suction joint 101 serves to prevent foreign matter existing between the fuel tank 20 and the suction port 10a from being absorbed into the high-pressure fuel supply pump by the flow of fuel.
電磁吸入弁機構３０は電磁コイル３０ｂを備え、この電磁コイル３０ｂが通電されている状態では電磁プランジャ３０ｃが図１の右方に移動した状態で、ばね３３が圧縮された状態が維持される。 The electromagnetic intake valve mechanism 30 includes an electromagnetic coil 30b. When the electromagnetic coil 30b is energized, the electromagnetic plunger 30c is moved rightward in FIG. 1, and the compressed state of the spring 33 is maintained.
このとき電磁プランジャ３０ｃの先端に取付けられた吸入弁体３１が高圧ポンプの加圧室１１につながる吸入口３２を開く。 At this time, the suction valve body 31 attached to the tip of the electromagnetic plunger 30c opens the suction port 32 connected to the pressurizing chamber 11 of the high-pressure pump.
電磁コイル３０ｂが通電されていない状態で、かつ吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）と加圧室１１との間の流体差圧が無い時は、このばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は閉弁方向に付勢され吸入口３２は閉じられた状態となっている。 When the electromagnetic coil 30 b is not energized and there is no fluid differential pressure between the suction flow path 10 c (suction port 30 a) and the pressurizing chamber 11, the suction valve element 31 is urged by the biasing force of the spring 33. Is energized in the valve closing direction, and the suction port 32 is closed.
後述するカムの回転により、プランジャ２が図２の下方に変位する吸入行程状態にある時は、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。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）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（吸入弁体３１を図１の右方に変位させる力）が発生する。 When the plunger 2 is in a suction stroke state in which the plunger 2 is displaced downward in FIG. 2 due to rotation of a cam described later, the volume of the pressurizing chamber 11 increases and the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 decreases. If the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 becomes lower than the pressure in the suction passage 10c (suction port 30a) in this process, the valve opening force (suction valve body 31 is shown in the suction valve body 31 due to the fluid differential pressure of the fuel. 1) is generated.
この流体差圧による開弁力により、吸入弁体３１は、ばね３３の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口３２を開くように設定されている。 By the valve opening force due to this fluid differential pressure, the suction valve body 31 is set to open over the biasing force of the spring 33 and open the suction port 32.
この状態にて、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁機構３０に印加されると電磁吸入弁機構３０の電磁コイル３０ｂには電流が流れ、それにより発生する磁気付勢力により電磁プランジャ３０ｃが図１の右方に移動し、ばね３３が圧縮された状態が維持される。その結果、吸入弁体３１が吸入口３２を開いた状態が維持される。 In this state, when a control signal from the ECU 27 is applied to the electromagnetic intake valve mechanism 30, an electric current flows through the electromagnetic coil 30b of the electromagnetic intake valve mechanism 30, and the electromagnetic plunger 30c is generated as shown in FIG. The spring 33 is kept in a compressed state. As a result, the state in which the suction valve body 31 opens the suction port 32 is maintained.
電磁吸入弁機構３０に入力電圧の印加状態を維持したままプランジャ２が吸入行程を終了し、プランジャ２が図２の上方に変位する圧縮行程に移ると、磁気付勢力は維持されたままであるので、依然として吸入弁体３１は開弁したままである。 When the plunger 2 finishes the suction stroke while the application state of the input voltage is maintained in the electromagnetic suction valve mechanism 30, and the plunger 2 moves to the compression stroke displaced upward in FIG. 2, the magnetic urging force remains maintained. The intake valve body 31 is still open.
加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度加圧室１１に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁体３１を通して吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称す。 The volume of the pressurizing chamber 11 decreases with the compression movement of the plunger 2. In this state, the fuel once sucked into the pressurizing chamber 11 passes through the suction valve body 31 in the valve opening state again, and the suction flow path 10 c ( Since the pressure is returned to the suction port 30a), the pressure in the pressurizing chamber does not increase. This process is called a return process.
この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号を解除して、電磁コイル３０ｂへの通電を断つと、電磁プランジャ３０ｃに働いている磁気付勢力は一定の時間後（磁気的，機械的遅れ時間後）に消去される。吸入弁体３１にはばね３３による付勢力が働いているので、電磁プランジャ３０ｃに作用する電磁力が消滅すると吸入弁体３１はばね３３による付勢力で吸入口３２を閉じる。吸入口３２が閉じると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、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構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、コモンレール２３へと供給される。この行程を吐出行程と称す。すなわち、プランジャ２の圧縮行程（下始点から上始点までの間の上昇行程）は、戻し行程と吐出行程からなる。 In this state, when the control signal from the ECU 27 is canceled and the energization to the electromagnetic coil 30b is cut off, the magnetic biasing force acting on the electromagnetic plunger 30c is after a certain time (after magnetic and mechanical delay time). Erased. Since the biasing force by the spring 33 is acting on the suction valve body 31, the suction valve body 31 closes the suction port 32 by the biasing force by the spring 33 when the electromagnetic force acting on the electromagnetic plunger 30 c disappears. When the suction port 32 is closed, the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 increases with the upward movement of the plunger 2 from this time. When the pressure exceeds the pressure of the fuel discharge port 12, high pressure discharge of the fuel remaining in the pressurizing chamber 11 is performed via the discharge valve mechanism 8 and supplied to the common rail 23. This stroke is referred to as a discharge stroke. That is, the compression stroke of the plunger 2 (the upward stroke from the lower start point to the upper start point) includes a return stroke and a discharge stroke.
そして、電磁吸入弁機構３０の電磁コイル３０ｃへの通電を解除する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。 And the quantity of the high-pressure fuel discharged can be controlled by controlling the timing which cancels | releases electricity supply to the electromagnetic coil 30c of the electromagnetic suction valve mechanism 30. FIG.
電磁コイル３０ｃへの通電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮行程中、戻し行程の割合が小さく吐出行程の割合が大きい。 If the timing of releasing the energization of the electromagnetic coil 30c is advanced, the ratio of the return stroke is small during the compression stroke, and the ratio of the discharge stroke is large.
すなわち、吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）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。 That is, the amount of fuel returned to the suction channel 10c (suction port 30a) is small, and the amount of fuel discharged at high pressure is large.
一方、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく、吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入流路１０ｃ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。電磁コイル３０ｃへの通電を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令によって制御される。 On the other hand, if the timing of releasing the input voltage is delayed, the ratio of the return stroke during the compression stroke is large and the ratio of the discharge stroke is small. That is, the amount of fuel returned to the suction passage 10c is large, and the amount of fuel discharged at high pressure is small. The timing for releasing the energization of the electromagnetic coil 30c is controlled by a command from the ECU.
以上のように構成することで、電磁コイル３０ｃへの通電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。 By configuring as described above, the amount of fuel discharged at a high pressure can be controlled to the amount required by the internal combustion engine by controlling the timing of releasing the energization of the electromagnetic coil 30c.
かくして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料はポンプハウジング１の加圧室１１に導入されプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口１２からコモンレール２３に圧送される。 Thus, the fuel guided to the fuel inlet 10a is introduced into the pressurizing chamber 11 of the pump housing 1 and a required amount is pressurized to a high pressure by the reciprocating motion of the plunger 2, and is pumped from the fuel outlet 12 to the common rail 23. .
コモンレール２３には、インジェクタ２４，圧力センサ２６が装着されている。インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ２７）の制御信号にしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。 An injector 24 and a pressure sensor 26 are attached to the common rail 23. The injectors 24 are mounted according to the number of cylinders of the internal combustion engine, and open and close according to the control signal of the engine control unit (ECU 27) to inject fuel into the cylinders.
ポンプハウジング１には中心に加圧室１１としての凸部１Ａが形成されており、この加圧室１１の内周壁から吐出口１２の間に吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａが形成されている。さらに加圧室１１に燃料を供給するための電磁吸入弁機構３０を取付けるための孔３０Ａが吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａと同一軸線上で、ポンプハウジングの外側壁に設けられている。 A convex portion 1A as a pressurizing chamber 11 is formed at the center of the pump housing 1, and a recess 11A for mounting the discharge valve mechanism 8 is formed between the inner peripheral wall of the pressurizing chamber 11 and the discharge port 12. ing. Further, a hole 30A for mounting an electromagnetic suction valve mechanism 30 for supplying fuel to the pressurizing chamber 11 is provided on the outer wall of the pump housing on the same axis as the recess 11A for mounting the discharge valve mechanism 8. .
加圧室１１としての凹部１Ａの中心軸線に対して、吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａと電磁吸入弁機構３０を取付けるための孔の軸線は交わる方向に形成されており、加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８が設けられている。 With respect to the central axis of the recess 1A as the pressurizing chamber 11, the recess 11A for mounting the discharge valve mechanism 8 and the axis of the hole for attaching the electromagnetic suction valve mechanism 30 are formed in a direction intersecting, A discharge valve mechanism 8 for discharging fuel from the discharge passage 11 is provided.
また、プランジャ２の往復運動をガイドするシリンダ６が加圧室に臨むようにして取り付けられている。 A cylinder 6 that guides the reciprocating motion of the plunger 2 is attached so as to face the pressurizing chamber.
加圧室１１の出口には吐出弁機構８が設けられている。吐出弁機構８はシート部材８ａ、吐出弁８ｂ、吐出弁ばね８ｃ、吐出弁ストッパとしての保持部材８ｄからなる。 A discharge valve mechanism 8 is provided at the outlet of the pressurizing chamber 11. The discharge valve mechanism 8 includes a seat member 8a, a discharge valve 8b, a discharge valve spring 8c, and a holding member 8d as a discharge valve stopper.
加圧室１１と吐出口１２との間に燃料の差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力でシート部材８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも所定の値だけ大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。 In a state where there is no fuel differential pressure between the pressurizing chamber 11 and the discharge port 12, the discharge valve 8b is pressed against the seat member 8a by the urging force of the discharge valve spring 8c and is in a closed state. Only when the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 becomes larger than the fuel pressure in the discharge port 12 by a predetermined value, the discharge valve 8b is opened against the discharge valve spring 8c, and the pressure in the pressurizing chamber 11 is increased. The fuel is discharged to the common rail 23 through the discharge port 12.
吐出弁８ｂは開弁した際、保持部材８ｄと接触し、動作を制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは保持部材８ｄによって適切に決定せられる。もし、ストロークが大きすぎると、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうので、高圧ポンプとしての効率が低下してしまう。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、保持部材８ｄにてガイドしている。以上のように構成することで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
また、高圧燃料供給ポンプのエンジンへの固定は、フランジ４１、ボルト４２、およびブッシュ４０により行われる。フランジ４１は環状固定部４１aにてポンプハウジング１に全周を溶接結合されている。本実施例では、溶接ビームを用いている。
図１に示すように、フランジ４１は２個のボルト４２によってエンジンにポンプハウジング１を固定している。
二個のブッシュ４０はフランジ４１に取付けられており、エンジンとは反対側に取付けられている。二個のボルト４２はエンジン側に形成されたそれぞれのねじに螺合され、二個のブッシュ４０、およびフランジ４１をエンジンに押し付けることで、高圧燃料供給ポンプをエンジンに固定する。
When the discharge valve 8b is opened, the discharge valve 8b comes into contact with the holding member 8d and its operation is restricted. Therefore, the stroke of the discharge valve 8b is appropriately determined by the holding member 8d. If the stroke is too large, the fuel discharged to the fuel discharge port 12 will flow back into the pressurizing chamber 11 again due to the delay in closing the discharge valve 8b, and the efficiency of the high-pressure pump will decrease. . Further, when the discharge valve 8b repeats opening and closing movements, the holding member 8d guides the discharge valve 8b to move only in the stroke direction. By configuring as described above, the discharge valve mechanism 8 becomes a check valve that restricts the flow direction of fuel.
The high pressure fuel supply pump is fixed to the engine by the flange 41, the bolt 42, and the bush 40. The flange 41 is welded to the pump housing 1 by an annular fixing portion 41a. In this embodiment, a welding beam is used.
As shown in FIG. 1, the flange 41 fixes the pump housing 1 to the engine by two bolts 42.
The two bushes 40 are attached to the flange 41, and are attached to the opposite side of the engine. The two bolts 42 are screwed into respective screws formed on the engine side, and the two bushes 40 and the flange 41 are pressed against the engine, thereby fixing the high-pressure fuel supply pump to the engine.
シリンダ６は外周がシリンダホルダ７で保持され、シリンダホルダ７の外周に螺刻されたねじ７ａを、ポンプハウジング１に螺刻されたねじにねじ込むことによって、シリンダ６をポンプハウジング１に固定する。シリンダ６は加圧室１１内で進退運動するプランジャ２をその進退運動方向に沿って摺動可能に保持する。 The outer periphery of the cylinder 6 is held by a cylinder holder 7, and a screw 7 a threaded on the outer periphery of the cylinder holder 7 is screwed into a screw threaded on the pump housing 1, thereby fixing the cylinder 6 to the pump housing 1. The cylinder 6 holds the plunger 2 that moves forward and backward in the pressurizing chamber 11 so as to be slidable along the forward and backward movement direction.
プランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム５の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット３が設けられている。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に圧着されている。リテーナ１５は圧入によってプランジャ２に固定されている。これによりカム５の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に進退（往復）運動させることができる。 The lower end of the plunger 2 is provided with a tappet 3 that converts the rotational motion of the cam 5 attached to the camshaft of the engine into a vertical motion and transmits it to the plunger 2. The plunger 2 is pressure-bonded to the tappet 3 by a spring 4 through a retainer 15. The retainer 15 is fixed to the plunger 2 by press-fitting. Thereby, the plunger 2 can be moved back and forth (reciprocated) up and down with the rotational movement of the cam 5.
また、シリンダホルダ７の内周下端部に保持されたプランジャシール１３がシリンダ６の図中下端部においてプランジャ２の外周に摺動可能に接触する状態で設置されており、これによりシール室１０ｆ中の燃料がタペット３側、つまりエンジンの内部に流入するのを防止する。同時にエンジンルーム内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプハウジング１の内部に流入するのを防止する。 Further, the plunger seal 13 held at the lower end of the inner periphery of the cylinder holder 7 is installed in a state in which the plunger seal 13 is slidably in contact with the outer periphery of the plunger 2 at the lower end of the cylinder 6 in the figure. Is prevented from flowing into the tappet 3 side, that is, inside the engine. At the same time, lubricating oil (including engine oil) for lubricating the sliding portion in the engine room is prevented from flowing into the pump housing 1.
ここで、吸入流路１０ｃは吸入流路１０ｄ、およびシリンダホルダ７に設けられた吸入流路１０ｅを介して、シール室１０ｆに接続しており、シール室１０ｆは常に吸入燃料の圧力に接続している。加圧室１１内の燃料が高圧に加圧されたときには、シリンダ６とプランジャ２の摺動クリアランスを通して微小の高圧燃料がシール室１０ｆ内に流入するが、流入した高圧燃料は吸入圧力に開放されるのでプランジャシール１３が高圧により破損する事はない。
ダンパカバー１４には、プランジャ２の上下運動に伴って発生した圧力脈動が燃料配管２８へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。ダンパカバー１４は、ポンプハウジング１に圧入及び溶接により固定されている。プランジャ２の往復運動に伴ってポンプ内で発生するポンプハウジング１内で発生した圧力脈動の燃料配管２８への波及を低減させる圧力脈動低減機構９は２枚の金属ダイアフラムで形成された金属ダイアフラム組体９Ａからなる。金属ダイアフラム組体９Ａは２枚の金属ダイアフラムがその外周部で溶接接合され、内部には不活性ガスが注入されている。
金属ダイアフラム組体９Ａは周縁部が支持部材１０Ａ１、および支持部材１０Ａ２によって、上下にから支持されており、この状態にてユニット化し、ダンパユニット１１８を形成している。上記のように構成されたダンパユニット１１８を、ポンプハウジング１に形成された凹み部に収納する。その際、支持部材１０Ａ２の外周部１０Ａ３とポンプハウジング１の内周部１Ｃとの間で径方向の位置決めを行うが、圧入ではなく隙間とする。
Here, the suction channel 10c is connected to the seal chamber 10f via the suction channel 10d and the suction channel 10e provided in the cylinder holder 7, and the seal chamber 10f is always connected to the pressure of the intake fuel. ing. When the fuel in the pressurizing chamber 11 is pressurized to a high pressure, a minute amount of high-pressure fuel flows into the seal chamber 10f through the sliding clearance between the cylinder 6 and the plunger 2, but the inflowed high-pressure fuel is released to the suction pressure. Therefore, the plunger seal 13 is not damaged by the high pressure.
The damper cover 14 is provided with a pressure pulsation reduction mechanism 9 that reduces the pressure pulsation generated by the vertical movement of the plunger 2 from spreading to the fuel pipe 28. The damper cover 14 is fixed to the pump housing 1 by press fitting and welding. A pressure pulsation reducing mechanism 9 that reduces the pulsation of the pressure pulsation generated in the pump housing 1 generated in the pump with the reciprocating motion of the plunger 2 to the fuel pipe 28 is a metal diaphragm set formed of two metal diaphragms. It consists of a body 9A. In the metal diaphragm assembly 9A, two metal diaphragms are welded together at the outer periphery thereof, and an inert gas is injected therein.
The peripheral portion of the metal diaphragm assembly 9A is supported from above and below by the support member 10A1 and the support member 10A2, and is unitized in this state to form a damper unit 118. The damper unit 118 configured as described above is housed in a recess formed in the pump housing 1. At that time, positioning in the radial direction is performed between the outer peripheral portion 10A3 of the support member 10A2 and the inner peripheral portion 1C of the pump housing 1, but not a press fit but a gap.
また、プランジャ２はシリンダ６と摺動する大径部２ａと、プランジャシール１３と摺動する小径部２ｂからなる。大径部２ａの直径は小径部２ｂの直径より大きく設定されており、互いに同軸に設定されている。このようにすることにより、プランジャの上下運動に伴って、電磁吸入弁機構３０より上流の低圧側で発生する低圧側の圧力脈動を低減することができる。 The plunger 2 includes a large-diameter portion 2 a that slides with the cylinder 6 and a small-diameter portion 2 b that slides with the plunger seal 13. The diameter of the large diameter portion 2a is set larger than the diameter of the small diameter portion 2b, and is set coaxially with each other. By doing so, it is possible to reduce the pressure pulsation on the low-pressure side generated on the low-pressure side upstream of the electromagnetic suction valve mechanism 30 as the plunger moves up and down.
ポンプハウジング１にはさらに、吐出弁８ｂの下流側と吸入流路１０ｃを連通する連通流路２１０，入り口流路２１１，リリーフ通路２１５とが設けられている。 The pump housing 1 is further provided with a communication channel 210, an inlet channel 211, and a relief channel 215 that communicate the downstream side of the discharge valve 8b with the suction channel 10c.
リリーフ通路には燃料の流れを吐出通路から吸入流路１０ｃ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の入口流路２１１は連通流路２１０によって、吐出弁８ｂの下流側と連通されている。 The relief passage is provided with a relief valve mechanism 200 that restricts the flow of fuel in only one direction from the discharge passage to the suction passage 10c. The inlet passage 211 of the relief valve mechanism 200 is discharged by the communication passage 210. It communicates with the downstream side of the valve 8b.
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。 Hereinafter, the operation of the relief valve mechanism 200 will be described. The relief valve 202 is pressed against the relief valve seat 201 by a relief spring 204 that generates a pressing force. When the pressure difference between the suction chamber and the relief passage exceeds a specified pressure, the relief valve 202 is pressed against the relief valve seat. The set valve opening pressure is set so as to open the valve away from 201. Here, the pressure when the relief valve 202 starts to open is defined as the set valve opening pressure.
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。 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.
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せられる。更に、リリーフ弁シート２０１の反対側には凹型のメッシュ式のフィルタ２２０が装着されている。凹型のフィルタ２２０は燃料流れに対し上流側に開口している。こうして出来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。 First, the relief valve 202, the relief press 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. Further, a concave mesh filter 220 is mounted on the opposite side of the relief valve seat 201. The concave filter 220 opens upstream from the fuel flow. The relief subassembly 200 thus formed is press-fitted and fixed to the pump housing 1.
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。 In this case, the valve opening pressure of the relief valve 200 is set to a pressure higher than the maximum pressure in the normal operation range of the high-pressure fuel supply pump.
エンジンに燃料を供給する燃料噴射弁の故障や、燃料噴射弁および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コモンレール２３内の異常高圧が、リリーフ弁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２１０，２１１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から低圧部である吸入流路１０ｃへ開放される。これにより、コモンレール２３等の高圧部の保護がなされる。 When the abnormal high pressure in the common rail 23 caused by the failure of the fuel injection valve that supplies fuel to the engine or the failure of the ECU 27 that controls the fuel injection valve, the high-pressure fuel supply pump, or the like exceeds the set valve opening pressure of the relief valve The fuel passes through the relief flow paths 210 and 211 from the downstream side of the discharge valve 8b and reaches the relief valve 202. Then, the fuel that has passed through the relief valve 202 is released from the escape passage 208 opened in the relief spring adjuster 205 to the suction passage 10c that is a low pressure portion. As a result, the high-voltage portion such as the common rail 23 is protected.
以下、リリーフ弁の設置方法について、図５，図６，図７を用いて説明する。 Hereinafter, the installation method of a relief valve is demonstrated using FIG.5, FIG.6, FIG.7.
図５は、本実施例における高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁と連通流路２１０を通る縦断面図で、図３のII−II断面図を示す。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view passing through the relief valve of the high-pressure fuel supply pump and the communication flow path 210 in the present embodiment, and shows a II-II sectional view of FIG.
図６は、図５のリリーフ弁機構部の拡大図で、リリーフ流量が少ない場合の流れを示す。図７は、図５のリリーフ弁機構部の拡大図で、リリーフ流量が多い場合の流れを示す。 FIG. 6 is an enlarged view of the relief valve mechanism of FIG. 5 and shows the flow when the relief flow rate is small. FIG. 7 is an enlarged view of the relief valve mechanism of FIG. 5 and shows the flow when the relief flow rate is large.
燃料吐出口１２部の圧力が、リリーフ弁２０２のセット開弁圧を超えると、リリーフ弁２０２が開き始めるので、燃料は、図５中に示された矢印のように、吐出弁機構８装着用の凹所１１Ａの外周に設けられた連通流路２１０から、リリーフ弁ハウジング２０６の外周部に導入され、屈曲しながらリリーフ弁機構２００の入口流路２１１へ導入され、次ぎにＵターン状に屈曲しながらフィルタ２２０を通過し、フィルタ２２０の装着穴から段差的に小径化されたリリーフ弁シート入り口部２０７に導かれ、リリーフ弁シート２０１を通過する。 When the pressure at the fuel discharge port 12 exceeds the set valve opening pressure of the relief valve 202, the relief valve 202 starts to open, so that the fuel is attached to the discharge valve mechanism 8 as indicated by the arrow shown in FIG. From the communication channel 210 provided on the outer periphery of the recess 11A, it is introduced into the outer periphery of the relief valve housing 206, introduced into the inlet channel 211 of the relief valve mechanism 200 while being bent, and then bent into a U-turn shape. While passing through the filter 220, the filter 220 is guided from the mounting hole of the filter 220 to the relief valve seat inlet 207 having a stepped diameter, and passes through the relief valve seat 201.
リリーフ弁２０２を通過する流量は、カム５の回転数やインジェクタ２４の噴射量により変化する。
上述のように、燃料を屈曲しながらリリーフ弁機構２００の入り口に導入し、リリーフ弁シート２０１上流に段差部を設け、段差部周辺に凹型にフィルタ２２０を設置することにより、リリーフ流量の違いによりフィルタ２２０周辺の流れの向きを変化させることができる。
リリーフ流量が少ない場合は、燃料の流れは、図６の矢印に示したような、フィルタ２２０の中心部を通る流れと、段差部周辺の淀み流れとなる。これによって、燃料中に含まれる大きな異物はフィルタ２２０の中心部を通る流れにのり、フィルタ２２０のメッシュ部で捕獲される。また、フィルタ２２０のメッシュを通過するような小さな異物は、段差部周辺の淀み流れに引き込まれ段差部で漂い、リリーフ弁シート入り口部２０７に到達しづらくなる。リリーフ流量が少ない場合は、リリーフ弁２０２のリフト量は小さいので、小さな異物が噛み込みやすい状況となるが、上述のような流れを作ることによりリリーフ弁２０２への異物噛み込みの発生頻度を低減することができる。
リリーフ流量が多い場合は、燃料は、図７の矢印に示したような、全方向からリリーフ弁シート入り口部２０７に流れこむようになる。このため、燃料中に含まれる大きな異物はフィルタ２２０にて捕獲され、フィルタ２２０のメッシュを通過するような小さな異物は、段差部周辺に漂っていたものも含めて、リリーフ弁シート入り口部２０７に引き込まれる。リリーフ流量が多い場合は、リリーフ弁２０２のリフト量は大きいので、小さな異物はシート部を通過する。このため、リリーフ弁２０２の異物が噛み込むこと無しに、段差周辺の小さな異物を掃気することができる。
以上のような構成により、異物の弁シート部に噛みこむによるポンプの機能低下の発生を低減することができる。
The flow rate passing through the relief valve 202 varies depending on the rotation speed of the cam 5 and the injection amount of the injector 24.
As described above, the fuel is bent and introduced into the inlet of the relief valve mechanism 200, a stepped portion is provided upstream of the relief valve seat 201, and a concave filter 220 is provided around the stepped portion. The direction of the flow around the filter 220 can be changed.
When the relief flow rate is small, the fuel flow is a flow through the center of the filter 220 and a stagnation flow around the step as shown by the arrows in FIG. As a result, large foreign substances contained in the fuel flow along the center portion of the filter 220 and are captured by the mesh portion of the filter 220. In addition, small foreign matters that pass through the mesh of the filter 220 are drawn into the stagnation flow around the stepped portion and drift at the stepped portion, making it difficult to reach the relief valve seat entrance 207. When the relief flow rate is small, the lift amount of the relief valve 202 is small, so that it is easy for small foreign objects to get caught. can do.
When the relief flow rate is large, the fuel flows into the relief valve seat inlet 207 from all directions as indicated by arrows in FIG. Therefore, large foreign matters contained in the fuel are captured by the filter 220, and small foreign matters that pass through the mesh of the filter 220, including those drifting around the stepped portion, enter the relief valve seat inlet 207. Be drawn. When the relief flow rate is large, the lift amount of the relief valve 202 is large, so that a small foreign matter passes through the seat portion. For this reason, it is possible to scavenge small foreign matter around the step without causing foreign matter in the relief valve 202 to bite.
With the configuration as described above, it is possible to reduce the occurrence of pump function deterioration caused by biting foreign matter into the valve seat portion.
１…ポンプハウジング、１Ａ…凸部、１Ｃ…内周部、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…シリンダホルダ、７ａ…ねじ、８…吐出弁機構、８ａ…シート部材、８ｂ…吐出弁、８ｃ…吐出弁ばね、８ｄ…保持部材、９…圧力脈動低減機構、９Ａ…ダイアフラム組体、１０Ａ１…支持部材、１０Ａ２…支持部材、１０Ａ３…外周部、１１８…ダンパユニット、１０ａ…吸入口、１０ｃ…吸入流路、１０ｄ…吸入通路、１０ｅ…吸入通路、１０ｆ…シール室、１１…加圧室、１１Ａ…凹所、１２…燃料吐出口、１３…プランジャシール、１４…ダンパカバー、１５…リテーナ、２０…燃料タンク、２１…フィードポンプ、２３…コモンレール、２４…インジェクタ、２６…圧力センサ、２８…吸入配管、２７…ＥＣＵ、２８…燃料配管、３０…電磁吸入弁機構、３１…吸入弁体、３２…吸入口、３０ａ…吸入ポート、３０ｂ…電磁コイル、３０ｃ…電磁プランジャ、３０Ａ…孔、３３…ばね、４０…ブッシュ、４１…フランジ、４１ａ…管状固定部、４２…ボルト、１０１…吸入ジョイント、１０２…フィルタ、２００…リリーフ弁機構、２０１…リリーフ弁シート、２０２…リリーフ弁、２０３…リリーフ押さえ、２０４…リリーフばね、２０５…リリーフばねアジャスタ、２０６…リリーフ弁ハウジング、２０７…リリーフ弁シート入り口部、２１０…連通流路、２１１…入口流路、２１５…リリーフ通路、２２０…フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pump housing, 1A ... Convex part, 1C ... Inner peripheral part, 2 ... Plunger, 2a ... Large diameter part, 2b ... Small diameter part, 3 ... Tappet, 5 ... Cam, 6 ... Cylinder, 7 ... Cylinder holder, 7a ... Screw, 8 ... discharge valve mechanism, 8a ... seat member, 8b ... discharge valve, 8c ... discharge valve spring, 8d ... holding member, 9 ... pressure pulsation reducing mechanism, 9A ... diaphragm assembly, 10A1 ... support member, 10A2 ... support Member 10A3 outer periphery 118 damper unit 10a suction port 10c suction passage 10d suction passage 10e suction passage 10f seal chamber 11 pressurization chamber 11A recess 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Fuel outlet, 13 ... Plunger seal, 14 ... Damper cover, 15 ... Retainer, 20 ... Fuel tank, 21 ... Feed pump, 23 ... Common rail, 24 ... Injector, 26 ... Pressure sensor, 2 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Suction piping, 27 ... ECU, 28 ... Fuel piping, 30 ... Electromagnetic suction valve mechanism, 31 ... Suction valve body, 32 ... Suction port, 30a ... Suction port, 30b ... Electromagnetic coil, 30c ... Electromagnetic plunger, 30A ... Hole, 33 ... Spring, 40 ... Bush, 41 ... Flange, 41a ... Tubular fixing part, 42 ... Bolt, 101 ... Suction joint, 102 ... Filter, 200 ... Relief valve mechanism, 201 ... Relief valve seat, 202 ... Relief valve, 203 ... Relief presser, 204 ... relief spring, 205 ... relief spring adjuster, 206 ... relief valve housing, 207 ... relief valve seat inlet, 210 ... communication flow path, 211 ... inlet flow path, 215 ... relief passage, 220 ... filter
Claims (4)
前記吐出弁より下流側の通路と前記吐出弁より上流側の通路とを連通するリリーフ通路を有し、
前記リリーフ通路には当該リリーフ通路内の燃料の流れを前記吐出通路の下流側から上流側への一方向のみに制限する逆支弁であるリリーフ弁を備え、
前記吐出弁の下流側から前記リリーフ弁のシート部に至る経路に燃料の流れ方向を屈曲させる燃料通路を設け、前記シート部と前記燃料通路との間に、フィルタを設けることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。 A fuel pump that sucks fuel by opening a suction valve and discharges fuel by opening a discharge valve,
A relief passage communicating the passage downstream from the discharge valve and the passage upstream from the discharge valve;
The relief passage includes a relief valve that is a reversely supported valve that restricts the flow of fuel in the relief passage in only one direction from the downstream side to the upstream side of the discharge passage,
A high pressure is provided in which a fuel passage for bending a flow direction of fuel is provided in a path from a downstream side of the discharge valve to a seat portion of the relief valve, and a filter is provided between the seat portion and the fuel passage. Fuel supply pump.
高圧燃料供給ポンプ。 2. The high-pressure fuel supply pump according to claim 1, wherein the filter attachment portion passage diameter is larger than the passage diameter immediately before the valve seat, and a step is provided immediately before the valve seat.
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