JP2020012380A - High pressure fuel pump - Google Patents
High pressure fuel pump Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020012380A JP2020012380A JP2018132853A JP2018132853A JP2020012380A JP 2020012380 A JP2020012380 A JP 2020012380A JP 2018132853 A JP2018132853 A JP 2018132853A JP 2018132853 A JP2018132853 A JP 2018132853A JP 2020012380 A JP2020012380 A JP 2020012380A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- rod
- valve
- fuel
- movable core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、高圧燃料ポンプに関する。 The present invention relates to a high pressure fuel pump.
自動車の内燃機関の内、燃焼室内部へ直接的に噴射する直接噴射タイプの内燃機関において、燃料を高圧化し所望の燃料流量を吐出する電磁吸入弁を備えた高圧燃料ポンプが広く用いられている。 Among the internal combustion engines of automobiles, in a direct injection type internal combustion engine that directly injects into a combustion chamber, a high-pressure fuel pump equipped with an electromagnetic suction valve that increases the pressure of fuel and discharges a desired fuel flow rate is widely used. .
特許文献1には、「加圧室に吸入する燃料量を調節する電磁吸入弁と、燃料を加圧室から吐出する吐出弁と、加圧室を往復運動可能なプランジャを備えた高圧燃料供給ポンプであって、電磁吸入弁は、電磁コイルと、吸入弁と、電磁コイルの通電時に、磁気吸引力によって吸入弁を閉弁方向に操作可能な可動部を有し、可動部は、磁気吸引力によって吸入弁を閉弁方向に駆動され固定部材と衝突して運動を停止するアンカー部と、アンカー部に連動して駆動されアンカー部が運動を停止した後も運動を継続できるロッド部からなり、電磁吸入弁は、吸入弁を閉じる方向に付勢する第一ばねと、ロッド部を介して吸入弁を開く方向に付勢する第二ばねと、アンカー部に、ロッド部を押し付ける力をロッド部に付与する第三ばねを備える。」と記載されている。 Patent Literature 1 discloses “a high-pressure fuel supply including an electromagnetic suction valve that adjusts an amount of fuel sucked into a pressurized chamber, a discharge valve that discharges fuel from the pressurized chamber, and a plunger that can reciprocate in the pressurized chamber. A pump, wherein the electromagnetic suction valve has an electromagnetic coil, a suction valve, and a movable portion capable of operating the suction valve in a valve closing direction by magnetic attraction when the electromagnetic coil is energized; Consists of an anchor that is driven by force to close the suction valve and stops movement by colliding with the fixed member, and a rod that is driven in conjunction with the anchor and can continue movement even after the anchor stops moving. The electromagnetic suction valve has a first spring that urges the suction valve in a direction to close the suction valve, a second spring that urges the suction valve in a direction to open the suction valve through the rod portion, and a rod that presses the rod portion against the anchor portion. And a third spring attached to the part. " It is.
特許文献1に記載の発明によれば、電磁力が解かれ、ロッドがロッド付勢ばねにより吸入弁側に移動し吸入弁と衝突停止した後に、慣性力でアンカーが運動を続けようとするも、本発明であるアンカー付勢ばねにより、アンカーが規定の位置に定位することで、アンカーが別部材に衝突して異音を発生することも無く、また吸引可能な位置に定位することにより所望の流量制御ができる。 According to the invention described in Patent Literature 1, after the electromagnetic force is released, the rod moves to the suction valve side by the rod urging spring and stops colliding with the suction valve, and then the anchor attempts to continue the movement by the inertial force. By the anchor biasing spring of the present invention, the anchor is positioned at a predetermined position, so that the anchor does not collide with another member and generate abnormal noise, and is positioned at a position where suction is possible. Can be controlled.
しかしながら、特許文献1に記載の高圧燃料ポンプにおいては、分離したアンカー(可動コア)とロッドが、2つのばねにより互いに押し付けられるように付勢されている。一般的にコイルばねは、自身の圧縮・伸長時にともない、両側の端面に回転力が発生する。この回転力により、可動コアとロッドの接触面に相対回転が発生し、接触面で磨耗が発生するという問題がある。特に可動コアとロッドがいったん分離した後に衝突するときに回転による摩耗が発生しやすいことが分かった。 However, in the high-pressure fuel pump described in Patent Literature 1, the separated anchor (movable core) and the rod are urged by two springs so as to be pressed together. Generally, a coil spring generates a rotating force on both end surfaces when the coil spring itself compresses and expands. Due to this rotational force, there is a problem that relative rotation occurs on the contact surface between the movable core and the rod, and wear occurs on the contact surface. In particular, it has been found that when the movable core and the rod once collide and then collide, wear due to rotation is likely to occur.
本発明の目的は、可動コアとロッドがいったん分離した後に衝突する際に発生する摩耗を抑制することである。 An object of the present invention is to suppress abrasion that occurs when the movable core and the rod collide after being separated once.
上記目的を達成するために、本発明は、弁体と、前記弁体を駆動するロッドと、磁力を発生させる固定コアと、前記ロッドと別体に構成され、前記固定コアに吸引されることで前記ロッドを駆動する可動コアと、前記ロッドを前記弁体の方向に向かって付勢する第一ばねと、前記可動コアを前記第一ばねの付勢方向と反対方向に向かって付勢する第二ばねと、を備え、前記第一ばねが伸びる場合の回転方向と、前記第二ばねが伸びる場合の回転方向とが同じになるように構成された。 In order to achieve the above object, the present invention provides a valve element, a rod for driving the valve element, a fixed core for generating a magnetic force, and a structure separate from the rod and being sucked by the fixed core. A movable core that drives the rod, a first spring that urges the rod toward the valve body, and a bias that urges the movable core in a direction opposite to the biasing direction of the first spring. A second spring, wherein the rotation direction when the first spring is extended is the same as the rotation direction when the second spring is extended.
本発明によれば、可動コアとロッドとの相対的な回転による摩耗を抑制することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wear by the relative rotation of a movable core and a rod can be suppressed. Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.
以下、本発明の高圧燃料ポンプの実施例について図面を用いて詳細に説明するなお、各図において、同一符号は同一部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the high-pressure fuel pump of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, the same reference numerals indicate the same parts.
(全体構成)
まず、図7に示すエンジンシステムの全体構成図を用いてシステムの構成と動作を説明する。破線で囲まれた部分が高圧燃料ポンプ1(以下、高圧ポンプと呼ぶ)の本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ1Aに一体に組み込まれていることを示す。
(overall structure)
First, the configuration and operation of the engine system will be described with reference to the overall configuration diagram of the engine system shown in FIG. A portion surrounded by a broken line indicates a main body of the high-pressure fuel pump 1 (hereinafter, referred to as a high-pressure pump), and indicates that mechanisms and components shown in the broken line are integrally incorporated into the
燃料タンク101の燃料は、ECU102(Engine Control Unit)からの信号に基づきフィードポンプ103によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧され、吸入配管104を通して高圧ポンプの低圧燃料吸入口2Aに送られる。低圧燃料吸入口2Aから吸入ジョイント17(図2)を通過した燃料は、圧力脈動低減機構3、吸入通路2Bを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁300の吸入ポート31Bに至る。
The fuel in the
電磁吸入弁300に流入した燃料は、燃料導入通路30P及び弁体30を通過し加圧室4に流入する。エンジンのカム105(カム機構)によりプランジャ5に往復運動する動力が与えられる。プランジャ5の往復運動により、プランジャ5の下降行程には弁体30から燃料が吸入され、上昇行程においては、燃料が加圧される。燃料が加圧されると、吐出弁機構500(図2)を介し、圧力センサ107が装着されているコモンレール108へ燃料が圧送される。
The fuel flowing into the
そしてECU102からの信号に基づきインジェクタ110が燃焼室へ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ110がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を吹きつける、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧ポンプについて記載するが、その他のシステムにも適用可能である。ECU102から電磁吸入弁300への信号を受け、高圧ポンプは、所望の燃料流量をコモンレール側へ向けて吐出する。
Then, based on a signal from
(高圧ポンプの構造)
以下、高圧ポンプの詳細な構造について図1、図2を用いて説明する。図1は本実施例の高圧ポンプの縦断面図を示し、図2は高圧ポンプを上方から見た水平方向断面図を示す。
(Structure of high pressure pump)
Hereinafter, the detailed structure of the high-pressure pump will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the high-pressure pump of the present embodiment, and FIG. 2 is a horizontal sectional view of the high-pressure pump viewed from above.
はじめに、図1を用いて、本実施例について説明する。本実施例の高圧ポンプはポンプボディ1Aに設けられた取付けフランジ1Bを用いて内燃機関のシリンダヘッド112の平面に密着し、図示しない複数のボルトで固定される。
First, the present embodiment will be described with reference to FIG. The high-pressure pump according to the present embodiment is in close contact with the plane of the
シリンダヘッド112とポンプボディ1Aとの間をシールするため、ポンプボディ1AにOリング7が嵌め込まれている。これによりエンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。
An O-
ポンプボディ1Aにはプランジャ5の往復運動をガイドするためのシリンダ6が取り付けられている。また、ポンプボディ1Aには、燃料を加圧室4に供給するための電磁吸入弁300と、加圧室4から吐出通路に燃料を吐出し逆流を防止するための吐出弁機構500が設けられている。吐出弁機構500を通過した燃料は、吐出ジョイント18によりコモンレール等のエンジン側部品へ移動する。
A cylinder 6 for guiding the reciprocating motion of the
シリンダ6はその外周側で、圧入によりポンプボディ1Aに固定され、ポンプボディ1Aとの隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないよう、円筒状の圧入部の表面で燃料をシールする。シリンダ6を軸方向に平面接触させることにより、ポンプボディ1Aとシリンダ6との円筒状の圧入部のシールに加え、二重にシールすることが可能となる。
The cylinder 6 is fixed to the
プランジャ5の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム105が配置される。また、カム105の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ5に動きを伝達するタペット10が設けられている。プランジャ5はリテーナ15を介してばね12にてタペット10に圧着される。この構成により、カム105の回転運動に伴い、プランジャ5を上下に往復運動させることができる。
At the lower end of the
また、シールホルダ13の内周下端部に保持されたプランジャシール14が、シリンダ6の図中下方部においてプランジャ5の外周に摺動可能に接触するよう設置されている。これにより、プランジャ5が摺動したとき、副室13Aの燃料をシールし内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。それと同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルも含む)がポンプボディ1Aの内部への流入を防止する。
A
ポンプボディ1Aには吸入ジョイント17(図2)が取り付けられている。吸入ジョイント17は、車両の燃料タンク101からの燃料を供給する吸入配管104(図7)に接続されており、燃料は吸入配管104(低圧配管)を通り、高圧ポンプ内部に供給される。吸入ジョイント17内の吸入フィルタは、燃料タンク101から低圧燃料吸入口2Aまでの間に存在する異物が燃料の流れによって高圧燃料ポンプ内へ吸入することを防ぐ役目を果たす。
A suction joint 17 (FIG. 2) is attached to the
低圧燃料吸入口2Aを通過した燃料は、ポンプボディ1Aに上下方向に連通した低圧燃料吸入通路を通って圧力脈動低減機構3に向かい、圧力脈動低減機構3、吸入通路2B(低圧燃料流路)を介して電磁吸入弁300の吸入ポート31Bに至る。
The fuel that has passed through the low-pressure
加圧室4の出口に設けられた吐出弁機構500は、吐出弁シート51、吐出弁シート51と接離する吐出弁52、吐出弁52を吐出弁シート51に向かって付勢する吐出弁ばね53、吐出弁52のストローク(移動距離)を決める吐出弁ストッパ54から構成される。吐出弁ストッパ54は、プラグ55によって保持されている。プラグ55をポンプボディ1Aの当接部56に溶接することで、燃料を外部から遮断している。
The
加圧室4と吐出弁室2Fに燃料差圧が無い状態においては、吐出弁52は吐出弁ばね53による付勢力で吐出弁シート51に圧着され閉弁状態となっている。加圧室4の燃料圧力が、吐出弁室2Fの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁52は吐出弁ばね53に逆らって開弁する。そして、加圧室4内の高圧の燃料は、吐出弁室2F、燃料吐出通路2G、燃料吐出口2Cを経てコモンレール108へと吐出される。
When there is no fuel pressure difference between the pressurizing chamber 4 and the
吐出弁52は開弁した際、吐出弁ストッパ54と接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁52のストロークは吐出弁ストッパ54によって適切に決定される。この構成によりストロークが大きすぎることによる、吐出弁52の閉じ遅れを防ぐことができる。よって、吐出弁室2Fへ高圧吐出された燃料が再び加圧室4内に逆流してしまうのを防止でき、高圧ポンプの効率低下を抑制することができる。また、吐出弁52が開弁および閉弁運動を繰り返す際に、吐出弁52がストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ストッパ54の外周面でガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構500は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。
When the
以上に説明したように、加圧室4は、ポンプボディ1A、電磁吸入弁300、プランジャ5、シリンダ6、吐出弁機構500から構成される。
As described above, the pressurizing chamber 4 includes the
カム105の回転により、プランジャ5がカム105の方向に移動して吸入行程状態にある時は、加圧室4の容積は増加するため加圧室4内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室4内の燃料圧力が吸入通路2Bの圧力よりも低くなると、弁体30は開口状態(開弁状態)となる。そのため燃料は弁体30が開弁して形成される開口部を通り、ポンプボディ1Aに設けられた連通穴を通過し、加圧室4に流入する。
When the
吸入行程が終了すると、プランジャ5が上昇運動に転じ圧縮行程に移る。ここで電磁コイル43は無通電状態を維持したままであり磁気吸引力は作用しない。ロッド付勢ばね40は、無通電状態において弁体30を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されており、このような高圧ポンプはノーマルオープン式と呼ばれる。
When the suction stroke is completed, the
加圧室4の容積は、プランジャ5の上昇運動(圧縮)に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室4に吸入された燃料が、再び開弁状態の弁体30(吸入弁)の開口部を通して吸入通路2B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る。
Although the volume of the pressurizing chamber 4 decreases with the upward movement (compression) of the
リリーフバルブ600は、リリーフバルブカバー61、ボール弁62、リリーフバルブ押え63、ばね64、ばねホルダ65で構成される。リリーフバルブ600は、コモンレール108やその先の部材に何らかの問題が生じ、異常に高圧になった場合にのみ作動するよう構成された弁であり、コモンレール108やその先の部材内の圧力が閾値を超えた場合にのみ開弁し、燃料を加圧室に戻すという役割を持つ。そのため、非常に強力なばね64を有している。
The
低圧燃料室8には高圧ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管28へ波及することを低減させるための圧力脈動低減機構3が設置されている。また、圧力脈動低減機構3の上下にはそれぞれ、間隔を持ってダンパ上部10B、ダンパ下部10Cが設けられている。一度、加圧室4に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁の弁体30を通して吸入通路2Bへと戻される場合、吸入通路2Bへ戻された燃料により低圧燃料室8には圧力脈動が発生する。
The low-pressure fuel chamber 8 is provided with a pressure
しかし、低圧燃料室8に設けた圧力脈動低減機構3は、2枚の波板状の円盤型金属板をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパ(金属ダンパ)で形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収・低減される。
However, the pressure
圧力脈動低減機構3は、第1保持部材3Aと第2保持部材3Bとにより挟持された状態で低圧燃料室8内に保持されている。第1保持部材3Aは、低圧燃料室8内におけるダンパーカバー16と圧力脈動低減機構3との間に配置され、圧力脈動低減機構3をポンプボディ1Aに向けて押圧して保持している。第2保持部材3Bは、低圧燃料室8内においてポンプボディ1Aと圧力脈動低減機構3との間に配置され、圧力脈動低減機構3をダンパーカバー16に向けて押圧して保持している。
The pressure
プランジャ5は、大径部5Aと小径部5Bを有し、プランジャの往復運動によって副室13Aの体積は増減する。副室13Aは燃料通路により低圧燃料室8と連通している。プランジャ5の下降時は、副室13Aから低圧燃料室8へ、上昇時は、低圧燃料室8から副室13Aへと燃料の流れが発生する。
The
このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。 As a result, the flow rate of fuel into and out of the pump during the suction stroke or the return stroke of the pump can be reduced, and the pressure pulsation generated inside the high-pressure pump is reduced.
近年、燃焼効率向上のため、高圧ポンプの吐出燃料圧力のさらなる高圧化が求められている。そのため加圧室4ではこれまで以上に燃料を加圧する必要がある。本実施例の図3に示すようなロッド35と弁体30が別体で構成される高圧ポンプにおいては、圧縮工程で加圧室4が高圧となることで、自動的に弁体30が弁座部材31に衝突する。今後、さらに高圧化が進むと、弁体30が弁座部材31に衝突する際、あるいは弁体30がストッパ32に衝突する際の衝撃が非常に大きくなることが予想され、衝撃に耐えられるような強度を持つ弁座部材31が求められる。
In recent years, in order to improve combustion efficiency, there is a demand for further increasing the fuel pressure discharged from a high-pressure pump. Therefore, it is necessary to pressurize the fuel in the pressurizing chamber 4 more than ever. In the high-pressure pump in which the
そこで、本実施例では、弁座部材31とロッドガイド37も一体に成形されている。ロッドガイド37は、アンカー付勢ばね41(第二ばね)をガイドするガイド部37Bと、ロッド35をガイドする孔と、を有する。ここで、ロッドガイド37は、アンカー付勢ばね41(第二ばね)を可動コア36と反対側において支持する。ガイド部37Bは、可動コア36の側に向かうにつれて外径が小さくなるように形成される。これにより、アンカー付勢ばね41(第二ばね)をガイド部37Bに容易に組み付けることができる。弁体30は平板形状であり、平板部30Aと加圧室側に突出するガイド部30Bとを備えて構成されている。
Therefore, in this embodiment, the
(電磁弁の構造)
電磁吸入弁300の構造について、図3を用いて説明する。電磁吸入弁300は、通電により電磁コイル43が発生させた磁束が、固定コア39(磁気コア)、第二ヨーク42B、第一ヨーク42A、第三ヨーク42C、可動コア36(可動子)を磁路として通過し、磁気吸引面Sで、固定コア39と可動コア36の間に磁気吸引力を生じさせ、可動コア36、ロッド35とこれらに続き配置される弁体30を移動させることにより、燃料を吸入し、加圧室4に送る機構のことを指す。
(Structure of solenoid valve)
The structure of the
ここで、前述の磁路を構成する部品同士の間においては、磁気吸引面部である固定コア39と可動コア36の間と、摺動面となる可動コア36と第三ヨーク42Cの間を除いて、エアギャップがないことが望ましい。
Here, between the components constituting the above-described magnetic path, except for between the fixed
本実施例では第一ヨーク42Aと第三ヨーク42Cの間は圧入接触とし、固定コア39と第二ヨーク42Bの間は突き当て接触で、第二ヨーク42Bとトメワ45との間に保持された皿ばね44のばね力によって、第二ヨーク42Bは固定コア39に押し付けられ密着が保証される。一方、第二ヨーク42Bを固定コア39と密着できるように第二ヨーク42Bと第一ヨーク42Aの間は挿入となっており、必要最小限度のエアギャップを設けている。以上の構造により、電磁吸入弁の磁路中のエアギャップを最小限とし、磁気吸入弁の磁気効率を改善できる。なお、皿ばね44の代わりに、ウェーブワッシャ、板ばね、コイルばね、ゴムなどを圧縮して使用してもよい。
In the present embodiment, the
可動コア36は、アンカー付勢ばね41(第二ばね)の付勢方向に向かって凹む第一凹み部36Aを有する。第一凹み部36Aの内径は、アンカー付勢ばね41(第二ばね)の外径と同等(ほぼ同じ)である。これにより、アンカー付勢ばね41が傾くことなく、軸方向にばね力が伝わる。また、可動コア36は、ロッド付勢ばね40(第一ばね)の付勢方向に向かって凹む第二凹み部36Bを有する。第二凹み部36Bの内径は、ロッド付勢ばね40(第一ばね)の外径と同等である。これにより、ロッド付勢ばね40が傾くことなく、軸方向にばね力が伝わる。第二凹み部36Bの内径は、ロッド35のフランジ部35Aの外径と同等である。これにより、フランジ部35Aは、第二凹み部36Bの内径によってガイドされる。
The
なお、第一凹み部36Aとの内径とアンカー付勢ばね41(第二ばね)の外径干渉との間、第二凹み部36Bの内径とロッド付勢ばね40(第一ばね)の外径との間、第二凹み部36Bの内径とフランジ部35Aの外径との間のそれぞれは、設計上、互いに干渉しないようにわずかなギャップを有していてもよい。
In addition, between the inner diameter of the first
可動コア36の内周側には、可動コア36を係止するフランジ部35Aを備えたロッド35が配置される。なお、ロッド35はフランジ部35Aを有することにより、可動コア36を係止することができるため、可動コア36とともに移動することが可能となる。またロッド35は、可動コア36の下部(弁体30側)に接するアンカー付勢ばね41及び、燃料通路37Aを備えたロッドガイド37の内側に配置される。これにより、ロッド35は、弁体30を駆動する。
On the inner peripheral side of the
固定コア39は、アンカー付勢ばね41(第二ばね)の付勢方向に向かって凹み、ロッド付勢ばね40(第一ばね)を収容する第三凹み部39Aを有する。固定コア39の第三凹み部39Aの内径は、可動コア36の第二凹み部36Bの内径と同等である。これにより、可動コア36が固定コア39に接する状態(閉弁状態)において、第三凹み部39Aの内周面と第二凹み部36Bの内周面が繋がる。そして、それらの内周面によってロッド35のフランジ部35Aがガイドされる。
The fixed
固定コア39の内周側にはロッド付勢ばね40が、ロッド35の根元の細径部(円柱状部)にガイドされて配置され、ロッド35が弁体30と接触し、弁体30を弁座部材31から引き離す方向、すなわち弁体の開弁方向に付勢力を与える。ロッド付勢ばね40は、開弁時にロッド35を弁体30の方向に真っ直ぐ押すために、両端面を研削することが望ましい。
On the inner peripheral side of the fixed
この場合、固定コア39の側のロッド付勢ばね40(第一ばね)の一端は、ロッド付勢ばね40の一端が接する固定コア39の面と平行な面(合わせ面)を有し、可動コア36の側のロッド付勢ばね40(第一ばね)の他端は、ロッド付勢ばね40の他端が接する可動コア36の面と平行な面を有する。
In this case, one end of the rod urging spring 40 (first spring) on the side of the fixed
アンカー付勢ばね41は、ロッドガイド37の中心側に設けた円筒状のガイド部37Bに方端が挿入され同軸を保ちながら、可動コア36にフランジ部35A(ロッドつば部)の方向に付勢力を与える配置としている。アンカー付勢ばね41は、付勢力が小さく、線径も細いため、両端面の研削はしていない。すなわち、ロッドガイド37と接するアンカー付勢ばね41(第二ばね)の線の断面は、円形状である。また、可動コア36と接するアンカー付勢ばね41(第二ばね)の線の断面も、円形状である。これにより、研削しないため、製造コストを低減することができる。
The
なおアンカー付勢ばね41が無い構成の場合、前記慣性力で可動コア36は弁体30の開弁方向に移動を続け、ロッドガイド37のガイド部37B(中央軸受部)に衝突し、前記衝突部とは相違する部分で異音が発生する問題が起こる。このため、アンカー付勢ばね41は前記問題を発生させないための重要な機能を持っている。
In the case where the
弁体30は、早く閉まることが必要であるため、吸入弁ばね33のばね力は、極力大きくし、アンカー付勢ばね41のばね力を小さく設定するのがよい。これにより弁体30の閉じ遅れによる流量効率の悪化を阻止できる。
Since the
ロッド35はフランジ部35Aの内周部で、可動コア36と接触する位置において、内周側に凹む、凹み部35Bが形成される。これにより可動コア36が接触した際の逃げ部を形成できるため、ロッド35、あるいは可動コア36の衝突による破損を防止できる。さらにロッド35は弁体30の側の先端部において、先端に向かう程、径が小さくなる傾斜部35Cが形成される。
The
このような構成により、ロッド35に可動コア36を挿入する際に多少芯がずれていたとしても容易に組み込み可能であり、生産効率を上げることが可能である。なお、ロッド35は旋盤加工により形成されるため、弁体30の側の先端部において、弁体30と反対側に凹む、凹み部が形成される。
With such a configuration, even when the
ロッド35の下部(弁体30側)には弁体30、吸入弁付勢ばね33、ストッパ32を備える。弁体30には加圧室側に突き出し、吸入弁付勢ばね33によりガイドされるガイド部30Bが形成される。弁体30はロッド35の移動に伴って弁体ストローク30Eの隙間の分だけ移動し、開弁閉弁を制御する。また開弁状態で吸入通路2Bから供給された燃料は加圧室4に供給される。電磁吸入弁300のハウジング内部に圧入され、固定されたストッパ32に衝突することによりガイド部30Bは動きを停止する。なお、ロッド35と弁体30は別体で独立した構造をとっている。弁体30は弁座部材31の弁座に接触することで加圧室4への流路を閉じ、また弁座から離れることで加圧室4への流路を開くように構成される。なお可動コア36の移動量は弁体30の移動量よりも大きく設定される。確実に弁体30が閉弁するためである。
A
図3に示すいわゆるノーマルオープン式の電磁吸入弁300は、無通電状態において、強力なロッド付勢ばね40によって、弁体30が開弁する方向へロッド35を移動させる。換言すれば、ロッド付勢ばね40(第一ばね)は、ロッド35を弁体30の方向に向かって付勢する。ECU102からの制御信号が電磁吸入弁300に印加されると、電磁コイル43には端子46(図1)を介して電流が流れる。電流が流れることにより、固定コア39の磁気吸引面Sにおいて磁気吸引力を生じる。すなわち、固定コア39は、磁力を発生させる。
The so-called normally open
可動コア36は磁気吸引力により固定コア39側に引き寄せられ、それに伴い、可動コア36と可動コア36に係止されるロッド35が閉弁方向に引き寄せられる。換言すれば、可動コア36は、ロッド35と別体に構成され、固定コア39に吸引されることでロッド35を駆動する。
The
電磁吸入弁300の動作時間の大半において、ロッド35と可動コア36は、ロッド付勢ばね40とアンカー付勢ばね41によって、互いに押し当てられた状態で、固定コア39側と弁体30側への往復運動を繰り返すが、可動コア36とロッド35が分離しその後に衝突するタイミングが下記の2回、存在する。
During most of the operation time of the
衝突1:閉弁運動時
電磁コイル43への通電により、固定コア39と可動コア36との間に電磁吸引力が発生すると、可動コア36が閉弁方向に移動開始し、固定コア39に衝突する。衝突により可動コア36は閉弁方向への移動を停止するが、ロッド35は慣性力によって可動コア36から分離して更に閉弁方向への移動を続ける。ロッド35はロッド付勢ばね40によって開弁方向へ付勢されているため、可動コア36から分離して閉弁方向へ移動した後に停止し、逆にロッド付勢ばね40によって可動コア36に向かって開弁方向への移動を開始し、可動コア36に衝突する。
Collision 1: During valve closing movement
When an electromagnetic attraction force is generated between the fixed
衝突2:開弁運動時
弁座部材31に弁体30が接触して閉弁している状態から、前後の差圧により、又はロッド35により開弁方向に付勢されることにより、弁体30は開弁方向への移動を開始する。弁体30はストッパ32に接触し開弁方向への移動を停止する。ロッド35が弁体30に接触することでロッド35は開弁方向への移動を停止するが、可動コア36は慣性力によりロッド35から分離して開弁方向への移動を続ける。その後、可動コア36は開弁方向への移動を停止し、アンカー付勢ばね41によって可動コア36が再び閉弁方向への移動を開始する。その後、可動コア36はロッド35に衝突して停止する。
Collision 2: during valve opening movement
From the state where the
ここで、上記したように電磁コイル43の通電がオンとなって、可動コア36が閉弁方向に移動開始し、固定コア39に衝突した場合に、開弁方向にバウンドする場合が考えられる。この場合、可動コア36は電磁吸引力、又はアンカー付勢ばね41の付勢力により閉弁方向に戻ることになるが、このタイミングにおいて、ロッド付勢ばね40によって付勢されて開弁方向へ移動するロッド35と衝突することがある。つまり、第一ばね(ロッド付勢ばね40)が伸びる状態であるとともに、第二ばね(アンカー付勢ばね41)も伸びる状態において、ロッド35と可動コア36とが衝突する。
Here, as described above, when the energization of the
そこで本実施例の高圧燃料ポンプは、弁体30と、弁体30を駆動するロッド35と、磁力を発生させる固定コア39と、ロッド35と別体に構成され、固定コア39に吸引されることでロッド35を駆動する可動コア36と、ロッド35を弁体30の方向に向かって付勢する第一ばね(ロッド付勢ばね40)と、可動コア36を第一ばね(ロッド付勢ばね40)の付勢方向と反対方向に向かって付勢する第二ばね(アンカー付勢ばね41)と、を備えている。そして、本実施例では、第一ばね(ロッド付勢ばね40)が伸びる場合の回転方向と、第二ばね(アンカー付勢ばね41)が伸びる場合の回転方向とが同じになるように構成されたている。つまり、第一ばね(ロッド付勢ばね40)と第二ばね(アンカー付勢ばね41)の巻き方向が反対方向となるように構成される。つまり、一方のばねの巻き方向が時計回りに巻かれるばねである場合、他方のばねの巻き方向が反時計回りに巻かれるばねで構成される。
Therefore, the high-pressure fuel pump of the present embodiment is configured separately from the
これにより上記したように第一ばね(ロッド付勢ばね40)が伸びる状態であるとともに、第二ばね(アンカー付勢ばね41)も伸びる状態において、ロッド35と可動コア36とが衝突した場合において、ロッド35と可動コア46との回転方向を同じ動き方向とすることができる。したがって、上記の衝突時のロッド35と可動コア46との回転力の差を小さくでき、ロッド35と可動コア46との衝突部が摩耗することを抑制することが可能である。
As a result, when the
また、本実施例の高圧燃料ポンプは、可動コア36が固定コア39に接する状態において、第二ばね(アンカー付勢ばね41)の荷重が、第一ばね(ロッド付勢ばね40)の荷重の10%以上、かつ、20%以下となるように構成されることが望ましい。これにより、可動コア36の全可動領域において、ロッド35と可動コア36との相対的な回転による摩耗を抑制することができる。また、本実施例の高圧燃料ポンプは、弁体30を第一ばね(ロッド付勢ばね40)の付勢方向と反対方向に向かって付勢する第三ばね(吸入弁付勢ばね)を備え、第二ばね(アンカー付勢ばね41)と第三ばね(吸入弁付勢ばね)の巻き方向が逆方向であることが望ましい。
Further, in the high-pressure fuel pump of the present embodiment, when the
以上に述べたとおり、磁気付勢力がロッド付勢ばね40の付勢力に打ち勝ち、ロッド35が弁体30から離れる方向に移動することによって、吸入弁付勢ばね33による付勢力と燃料が吸入通路2Bに流れ込むことによる流体力により弁体30が閉弁する。閉弁後、加圧室4の燃料圧力はプランジャ5の上昇運動と共に上昇し、燃料吐出口2Cの圧力以上になると、吐出弁機構500を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール108へと供給される。この行程を吐出行程と称する。
As described above, the magnetic urging force overcomes the urging force of the
プランジャ5の圧縮行程(下死点から上死点までの間の上昇行程)は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁300の電磁コイル43への通電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。電磁コイル43へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路2Bに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電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、吸入通路2B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43への通電タイミングは、ECU102からの信号によって制御される。
The compression stroke of the plunger 5 (the rising stroke from the bottom dead center to the top dead center) includes a return stroke and a discharge stroke. By controlling the timing of energizing the
以上のように電磁コイル43への通電タイミングを制御することで、内燃機関が必要とする燃料量を適切に吐出できるよう制御することが出来る。
By controlling the energization timing of the
次に、図4を用いて、アンカー付勢ばね41の構造を説明する。図4は、本発明の高圧燃料ポンプに用いられるアンカー付勢ばね41の最大線間長さD1と線径D2の関係を示す断面図である。アンカー付勢ばね41(第二ばね)は、開弁状態において、アンカー付勢ばね41の最大線間長さD1が、アンカー付勢ばね41の線径D2以下となる。これにより、アンカー付勢ばね41のばね力を従来よりも大きくすることができる。
Next, the structure of the
次に、図5を用いて、アンカー付勢ばね41の構造を説明する。図5は、本発明の高圧燃料ポンプに用いられるアンカー付勢ばね41の線径中心を繋ぐ直線L1と流路穴の中心線L2の関係を示す断面図である。可動コア36は、軸方向に貫通し、燃料が流れる穴を示す流路穴36Cを有する。アンカー付勢ばね41(第二ばね)の線径中心を繋ぐ直線L1が、流路穴36Cの中心線L2に対し、径方向外側に位置する。これにより、図6に示すように、流路穴36Cと第一凹み部36Aによる稜線36D上にバリが生じにくくなる。稜線36Dの近傍の角が鈍角になるからである。
Next, the structure of the
以上説明したように、本実施例によれば、可動コアとロッドとの相対的な回転による摩耗を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to suppress wear due to relative rotation between the movable core and the rod.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
固定コア39と接するロッド付勢ばね40(第一ばね)の線の断面が、円形状であってもよい。また、可動コア36と接するロッド付勢ばね40(第一ばね)の線の断面が、円形状であってもよい。これにより、製造コストを低減することができる。
The cross section of the line of the rod urging spring 40 (first spring) in contact with the fixed
1…高圧燃料ポンプ
1A…ポンプボディ
1B…フランジ
2A…低圧燃料吸入口
2B…吸入通路
2C…燃料吐出口
2F…吐出弁室
2G…燃料吐出通路
3…圧力脈動低減機構
3A…第1保持部材
3B…第2保持部材
4…加圧室
5…プランジャ
5A…大径部
5B…小径部
6…シリンダ
7…リング
8…低圧燃料室
10…タペット
10B…ダンパ上部
10C…ダンパ下部
13…シールホルダ
13A…副室
14…プランジャシール
15…リテーナ
16…ダンパーカバー
17…吸入ジョイント
18…吐出ジョイント
28…燃料配管
30…弁体
30A…平板部
30B…ガイド部
30E…弁体ストローク
30P…燃料導入通路
31…弁座部材
31B…吸入ポート
32…ストッパ
35…ロッド
35A…フランジ部
35B…凹み部
35C…傾斜部
36…可動コア
36A…第一凹み部
36B…第二凹み部
36C…流路穴
37…ロッドガイド
37A…燃料通路
37B…ガイド部
39…固定コア
39A…第三凹み部
42A…第一ヨーク
42B…第二ヨーク
42C…第三ヨーク
43…電磁コイル
45…トメワ
46…端子
51…吐出弁シート
52…吐出弁
54…吐出弁ストッパ
55…プラグ
56…当接部
61…リリーフバルブカバー
62…ボール弁
65…ホルダ
101…燃料タンク
102…ECU
103…フィードポンプ
104…吸入配管
105…カム
107…圧力センサ
108…コモンレール
110…インジェクタ
112…シリンダヘッド
300…電磁吸入弁
500…吐出弁機構
600…リリーフバルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High
103
Claims (4)
前記弁体を駆動するロッドと、
磁力を発生させる固定コアと、
前記ロッドと別体に構成され、前記固定コアに吸引されることで前記ロッドを駆動する可動コアと、
前記ロッドを前記弁体の方向に向かって付勢する第一ばねと、
前記可動コアを前記第一ばねの付勢方向と反対方向に向かって付勢する第二ばねと、を備え、
前記第一ばねが伸びる場合の回転方向と、前記第二ばねが伸びる場合の回転方向とが同じになるように構成された高圧燃料ポンプ。 Valve body,
A rod for driving the valve element;
A fixed core for generating magnetic force,
A movable core that is configured separately from the rod, and drives the rod by being sucked by the fixed core;
A first spring that biases the rod toward the valve body;
A second spring that biases the movable core in a direction opposite to a biasing direction of the first spring,
A high-pressure fuel pump configured so that a rotation direction when the first spring is extended and a rotation direction when the second spring is extended are the same.
前記第一ばねと前記第二ばねの巻き方向が逆方向である高圧燃料ポンプ。 The high-pressure fuel pump according to claim 1,
A high-pressure fuel pump in which the winding directions of the first spring and the second spring are opposite.
前記可動コアが前記固定コアに接する状態において、前記第二ばねの荷重が、前記第一ばねの荷重の10%以上、かつ、20%以下となるように構成された高圧燃料ポンプ。 The high-pressure fuel pump according to claim 1,
A high-pressure fuel pump, wherein the load of the second spring is 10% or more and 20% or less of the load of the first spring when the movable core is in contact with the fixed core.
前記弁体を前記第一ばねの付勢方向と反対方向に向かって付勢する第三ばねを備え、
前記第二ばねと前記第三ばねの巻き方向が逆方向である高圧燃料ポンプ。 The high-pressure fuel pump according to claim 1,
A third spring for urging the valve body in a direction opposite to the urging direction of the first spring,
A high-pressure fuel pump in which the winding directions of the second spring and the third spring are opposite.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018132853A JP2020012380A (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | High pressure fuel pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018132853A JP2020012380A (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | High pressure fuel pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020012380A true JP2020012380A (en) | 2020-01-23 |
Family
ID=69168762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018132853A Pending JP2020012380A (en) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | High pressure fuel pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020012380A (en) |
-
2018
- 2018-07-13 JP JP2018132853A patent/JP2020012380A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5537498B2 (en) | High pressure fuel supply pump with electromagnetic suction valve | |
CN110199109B (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP5905046B2 (en) | High pressure fuel supply pump with electromagnetic suction valve | |
CN109964025B (en) | High-pressure fuel supply pump with electromagnetic suction valve | |
JP2017066956A (en) | High-pressure fuel supply pump | |
EP3467297A1 (en) | High-pressure fuel feeding pump | |
WO2021054006A1 (en) | Electromagnetic suction valve and high-pressure fuel supply pump | |
JP2015218678A (en) | High pressure fuel supply pump with relief valve | |
CN110651117B (en) | Valve mechanism, electromagnetic suction valve mechanism, and high-pressure fuel pump | |
CN110799746B (en) | High-pressure fuel supply pump | |
CN111373140A (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP7178504B2 (en) | Fuel pump | |
US20230003215A1 (en) | Electromagnetic valve mechanism and high-pressure fuel supply pump | |
JP2017145731A (en) | High pressure fuel supply pump | |
JP2020012380A (en) | High pressure fuel pump | |
JP6938776B2 (en) | High pressure fuel supply pump | |
CN110678642B (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP2019027355A (en) | High-pressure fuel supply pump | |
JP2020172901A (en) | High pressure fuel supply pump and suction valve mechanism | |
JP7385750B2 (en) | Fuel pump | |
US20240159208A1 (en) | Electromagnetic Valve Mechanism and Fuel Pump | |
WO2022269977A1 (en) | Electromagnetic suction valve mechanism and fuel pump | |
JP6596542B2 (en) | Valve mechanism and high-pressure fuel supply pump provided with the same | |
JP7110384B2 (en) | Fuel pump | |
WO2023203761A1 (en) | Electromagnetic valve mechanism and fuel supply pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180717 |