JP2952963B2 - 可変吐出量高圧ポンプ - Google Patents

可変吐出量高圧ポンプ

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JP2952963B2
JP2952963B2 JP2139238A JP13923890A JP2952963B2 JP 2952963 B2 JP2952963 B2 JP 2952963B2 JP 2139238 A JP2139238 A JP 2139238A JP 13923890 A JP13923890 A JP 13923890A JP 2952963 B2 JP2952963 B2 JP 2952963B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電磁弁の通電タイミングによって、燃料の
吐出量を可変する可変吐出量高圧ポンプに関する。
[従来の技術] 従来技術の一例として、特開昭64−73166号公報に開
示された技術が知られている。
この技術は、第3図に示すように、可変吐出量高圧ポ
ンプ100内に燃料を供給する燃料取入手段101がタペット
102を保持するハウジング103に取り付けられていた。こ
のため、燃料取入手段101より供給された燃料は、プラ
ンジャ104を保持するシリンダ105と、ハウジング103と
の間の低圧室106を通って、シリンダ105の燃料供給通路
107に供給され、ポンプ室108へ供給されていた。
[発明が解決しようとする課題] 従来の可変吐出量高圧ポンプ100は、ハウジング103と
シリンダ105との接合部分に低圧室106を備えていたた
め、可変吐出量高圧ポンプ100がプランジャ104の軸方向
へ長く形成されていた。
また、従来の可変吐出量高圧ポンプ100は、低圧室106
よりカム109側における、ハウジング103とシリンダ105
との接合部分で、液密を保つためにシール部材110を設
ける必要があった。このためにも、従来の可変吐出量高
圧ポンプ100は、プランジャ104の軸方向へ長く形成され
ていた。
つまり、従来の可変吐出量高圧ポンプ100は、プラン
ジャ104の軸方向へ長く形成されていたため、可変吐出
量高圧ポンプ100が大型で、重量が大きい問題点を備え
ていた。
さらに、従来の可変吐出量高圧ポンプ100は、燃料取
入手段101がポンプ室108の下方のハウジング103に取り
付けられていたため、燃料取入手段101から燃料を供給
してエア抜きを行う際、低圧室106までしか燃料を満た
すことができず、ポンプ室108のエア抜きを行うことが
できなかった。
本発明の目的は、小型で軽量な可変吐出量高圧ポンプ
を提供するとともに、ポンプ室のエア抜きを行える可変
吐出量高圧ポンプの提供にある。
[課題を解決するための手段] 本発明の可変吐出量高圧ポンプは、 (a)回転駆動され、周囲にカム面を備えたカムシャフ
トと、 (b)前記カム面に向けて押し付けられ、前記カム面に
沿って変位するタペットと、 (c)このタペットを往復運動可能に保持するハウジン
グと、 (d)前記タペットの上側に取り付けられ、前記タペッ
トの往復運動に伴って往復運動するプランジャと、 (e)前記ハウジングに取り付けられ、前記プランジャ
を往復運動可能に保持するシリンダと、 (f)このシリンダに取り付けられ、前記シリンダの内
周面と前記プランジャの上端面とにより形成されるポン
プ室に、燃料供給通路を介して燃料を導く燃料取入手段
と、 (g)前記ポンプ室の上側の前記シリンダに取り付けら
れ、通電状態に応じて前記燃料供給通路の開閉を行う電
磁弁と、 (h)前記シリンダに取り付けられ、前記ポンプ室で圧
縮された燃料を吐出する燃料吐出手段と、 (i)前記燃料供給通路に連通して設けられ、前記電磁
弁が開弁して前記燃料供給通路に押し戻された燃料を燃
料タンクへ戻すためのリリーフジョイントと、 (j)前記電磁弁の弁シートより上方に設けられるとと
もに、前記燃料供給通路から前記リリーフジョイントへ
通じる通路に設けられ、前記リリーフジョイント側から
前記燃料供給通路側への燃料の逆流を阻止するリリーフ
逆止弁と、を備える。
[作用] 燃料取入手段によって供給された燃料は、ハウジング
とシリンダとの接合部分を通ることなく、ポンプ室へ導
かれる。つまり、ハウジングとシリンダとの接合部分
に、従来の低圧室が存在しない。また、ハウジングとシ
リンダとの接合部分に、低圧室が存在しないため、ハウ
ジングとシリンダとの接合部分を液密に保つ従来のシー
ル部材を廃止することができる。
[発明の効果] 本発明は、以上の作用で説明したように、ハウジング
とシリンダとの接合部分の低圧室、および低圧室内の燃
料がハウジング側へ漏れるのを防ぐシール部材をなくす
ことができるため、可変吐出量高圧ポンプのプランジャ
の軸方向の長さを短くできる。
そして、可変吐出量高圧ポンプのプランジャの軸方向
の長さを短くすることによって、可変吐出量高圧ポンプ
を従来に比較して、小型、軽量化できる。
電磁弁が開かれた状態では、燃料取入手段→燃料供給
通路→ポンプ室と連通するとともに、燃料供給通路→リ
リーフジョイントと連通している。そして、リリーフ逆
止弁は電磁弁の弁シートより上方に配置されているた
め、エア抜きのために、電磁弁を開いた状態で燃料取入
手段から燃料を供給すると、ポンプ内のエアがリリーフ
逆止弁を介してリリーフジョイントから排出され、リリ
ーフ逆止弁の高さまで燃料を満たすことができる。ポン
プ室等は電磁弁より下方にあるため、エア抜きによって
ポンプ室を燃料で満たすことができる。
[実施例] 次に、本発明の可変吐出量高圧ポンプを、図に示す一
実施例に基づき説明する。
(実施例の構成) 第1図および第2図は本発明の実施例を示すもので、
第1図は可変吐出量高圧ポンプの断面図、第2図はコモ
ンレール式の燃料噴射装置の概略ブロック図である。
イ)まず、燃料噴射装置1の説明を行う。
本実施例のエンジン2は、4気筒の4サイクルエンジ
ンで、各気筒には燃料室に燃料を噴射するインジェクタ
3を備える。インジェクタ3による燃料の噴射時期およ
び噴射期間は、各インジェクタ3に設けられた噴射制御
用電磁弁4のON−OFF状態によって、制御されている。
一方、各インジェクタ3は、各気筒に共通なコモンレ
ール5に接続されている。コモンレール5は、燃料の高
圧蓄圧器で、噴射制御用電磁弁4が開弁している間、コ
モンレール5内に蓄えられた高圧燃料が、インジェクタ
3よりエンジン2の燃料室へ噴射される。
コモンレール5には、消費された燃料を補充して、常
に高い燃料圧力を保つ、本発明を適用した可変吐出量高
圧ポンプ6が、燃料配管7を介して接続されている。可
変吐出量高圧ポンプ6は、燃料タンク8から周知の低圧
ポンプ9を経て吸入された燃料を、必要に応じて高圧に
加圧し、コモンレール5に供給するものである。
燃料噴射装置1を制御する制御装置10は、例えばクラ
ンク角の検出センサや、エンジン2の回転速度センサ、
負荷センサなどのエンジン状態の情報を入力する。そし
て、制御装置10は、各情報より決定される最適の噴射時
期や噴射期間となるように、噴射制御用電磁弁4へON−
OFFの制御信号を出力する。同時に、制御装置10は、可
変吐出量高圧ポンプ6へも、コモンレール5へ供給する
燃料の量が最適となるように、制御信号を出力する。
ロ)次に、可変吐出量高圧ポンプ6を説明する。
可変吐出量高圧ポンプ6は、エンジン2のクランク軸
によって回転駆動されるカムシャフト11を備える。カム
シャフト11は、クランク軸が1回転することによって1/
2回転するように設けられている。このカムシャフト11
の周囲には、カム面12が形成されている。カム面12は、
カムシャフト11が1回転することによって、4回の上昇
下降工程をなす。すなわち4山カムの形態をなす。
カムシャフト11は、ハウジング13の下部(車両の搭載
状態であって、第1図において下側)のカム室14内に配
設されている。ハウジング13の内部には、円筒状の部屋
15を備え、その部屋15の内部にタペット16が筒方向に往
復運動可能に支持されている。このタペット16は、スプ
リング17によってカム面12に押し付けられている。タペ
ット16は、カム面12側にカムローラ18を備え、結果的に
カムシャフト11が回転すると、カムローラ18がカム面12
に沿って回転し、タペット16がカム面12の変化に応じて
変位する。なお、カムシャフト11が1回転すると、タペ
ット16がシリンダ19内で4往復する。
ハウジング13の上部(車両の搭載状態であって、第1
図において上側)には、中心部が部屋15の内部に侵入し
た状態で、シリンダ19が固着されている。このシリンダ
19の中心部分には、断面円形で棒状の孔20が貫通してい
る。この孔20の内部には、プランジャ21が孔20の軸方向
に往復運動可能に支持されている。このプランジャ21
は、断面円形の棒状を呈し、下端においてタペット16に
取り付けられている。このため、タペット16が往復運動
を行うと、タペット16の動きに伴ってプランジャ21が孔
20で往復運動を行う。
プランジャ21の上端面と、シリンダ19の孔20の内周の
面とにより囲まれた部分に、ポンプ室22が形成される。
そして、シリンダ19には、燃料をポンプ室22に導くため
の燃料取入手段23が取り付けられ、燃料取入手段23によ
って供給された燃料をポンプ室22へ導く燃料供給通路24
を備える。燃料取入手段23は、低圧ポンプ9で汲み上げ
られた燃料を供給する燃料配管7を接続するジョイント
である。なお、本実施例の燃料取入手段23は、下述する
燃料吐出手段より吐出しなかった燃料を燃料タンク8へ
戻すためのリリーフジョイント25も一体に設けられてい
る。
なお、燃料供給通路24はポンプ室22より上(この実施
例に示す上下は、車両搭載時における上下を示す)に設
けられ、その燃料供給通路24に燃料取入手段23およびリ
リーフジョイント25が連通して設けられている。また、
燃料供給通路24からリリーフジョイント25へ通じる通路
には、リリーフジョイント25側から燃料供給通路24側へ
の燃料の逆流を阻止するリリーフ逆止弁25aが設けられ
ている。このリリーフ逆止弁25aは、電磁弁26の弁シー
ト26aより上に設けられ、エア抜き時にリリーフ逆止弁2
5aの高さまでエア抜きが成されるように設けられてい
る。
シリンダ19の上側には、制御装置10によって通電制御
される電磁弁26が取り付けられている。この電磁弁26
は、燃料供給通路24の開閉を行う周知な構造のもので、
例えば電磁弁26が通電された状態では燃料供給通路24を
開き、通電が停止された状態では燃料供給通路24を閉じ
るものである。
シリンダ19には、ポンプ室22で圧縮された燃料を可変
吐出量高圧ポンプ6の外部へ導くための燃料吐出手段27
が取り付けられ、ポンプ室22で圧縮された燃料を燃料吐
出手段27へ導く燃料吐出通路28を備える。燃料吐出手段
27は、燃料配管7が接続されるジョイントで、燃料吐出
手段27に接続された燃料配管7はコモンレール5に接続
される。なお、燃料吐出手段27の燃料が流れる通路に
は、逆止弁29が設けられており、コモンレール5に蓄え
られた燃料が、可変吐出量高圧ポンプ6へ逆流するのを
防いでいる。
(実施例の作動) 次に、上記実施例の作動を簡単に説明する。
エンジン2が運転してクランク軸が回転し、プランジ
ャ21が下降する時は、電磁弁26の通電は制御装置10によ
り停止されており、燃料供給通路24を介してポンプ室22
へ燃料が供給される。
プランジャ21が上昇するときは、電磁弁26が通電され
ている時と、通電が停止されている時がある。電磁弁26
の通電が制御装置10によって停止されているときは、プ
ランジャ21の上昇に伴ってポンプ室22内の燃料を圧縮し
ようとするが、燃料供給通路24が開いている。このた
め、ポンプ室22の圧力が逆止弁29を開弁する圧力に至ら
ず、結果的に燃料供給通路24を通って燃料取入手段23の
リリーフジョイント25より溢流する。
また、プランジャ21の上昇途中、制御装置10の働きで
電磁弁26が通電されると、プランジャ21の上昇に伴って
圧縮されたポンプ室22内の燃料が、燃料供給通路24より
逃げなくなり、加圧され高圧となる。そして、ポンプ室
22内の圧力が逆止弁29に打ち勝つ圧力となると、逆止弁
29を押し開き、加圧した燃料を燃料吐出手段27よりコモ
ンレール5内へ吐出する。
次に、従来技術で用いられていた低圧室が、不要とな
った理由を説明する。
本実施例のエンジン2は、4気筒の4サイクルエンジ
ンであるため、クランク軸が2回転する間に、各インジ
ェクタ3より合計4回燃料を噴射する。つまり、クラン
ク軸が2回転する間に、コモンレール5の圧力が、合計
4回低下する。
一方、可変吐出量高圧ポンプ6は、カムシャフト11が
1回転する(この間にクランク軸は2回転する)間に、
4回プランジャ21が往復運動する。つまり、カムシャフ
ト11が1回転する間に、4回プランジャ21が往復運動
し、4回燃料を吐出する。このため、4気筒の4サイク
ルエンジンに対して、可変吐出量高圧ポンプ6は1気筒
で済む。
従来では、エンジンが3気筒以上の場合は、可変吐出
量高圧ポンプを複数気筒用いていた。このため、従来技
術で示したように、ハウジングとシリンダの接合部分に
低圧室を設け、この低圧室を介して他の可変吐出量高圧
ポンプへ燃料の供給を行っていた。
しかるに、本実施例では、可変吐出量高圧ポンプ6は
1気筒で済むため、従来用いられてきた低圧室を廃止す
ることができた。
また、低圧室を廃止したことにより、ハウジングとシ
リンダとの接合部分に、ハウジングとシリンダとの接合
部分を液密に保つ従来のシール部材を廃止することもで
きた。
(実施例の効果) 本実施例では、ハウジング13とシリンダ19との接合部
分の低圧室、および低圧室内の燃料が部屋15内へ漏れる
のを防ぐシール部材をなくすことができるため、可変吐
出量高圧ポンプ6のプランジャ21の高さ寸法を従来に比
較して小さくできた。
この結果、可変吐出量高圧ポンプ6の搭載性が向上す
るとともに、可変吐出量高圧ポンプ6を軽量化できる。
また、シール部材の廃止により可変吐出量高圧ポンプ
6の部品点数が減り、可変吐出量高圧ポンプ6の製造コ
ストを低く抑えることができる。
さらに、燃料供給通路24からリリーフジョイント25へ
通じる通路に設けられたリリーフ逆止弁25aが、電磁弁2
6の弁シート26aより上に設けられているため、エア抜き
のために、電磁弁16を開いた状態で燃料取入手段23から
燃料を供給すると、リリーフ逆止弁25aを介してリリー
フジョイント25から内部のエアが排出され、リリーフ逆
止弁25aの高さまで燃料を満たすことができる。ポンプ
室22は電磁弁26より下方にあるため、エア抜きによって
ポンプ室22を燃料で満たすことができる。
(変形例) 上記実施例では、4気筒の4サイクルエンジンを例に
示したため、クランク軸1回転につきカムシャフトを1/
2回転とするとともに、カム山の数を4つにしたが、適
用するエンジン形式(例えば気筒数や、サイクル数な
ど)によって、カムシャフトの回転数やカム山の数を変
更しても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明の実施例を示すもので、
第1図は可変吐出量高圧ポンプの断面図、第2図はコモ
ンレール式燃料噴射装置の概略ブロック図である。 第3図は従来の可変吐出量高圧ポンプの断面図である。 図中6……可変吐出量高圧ポンプ、11……カムシャフ
ト、12……カム面、13……ハウジング、16……タペッ
ト、19……シリンダ、21……プランジャ、22……ポンプ
室、23……燃料取入手段、24……燃料供給通路、26……
電磁弁、27……燃料吐出手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04B 9/00 - 15/08 F02M 39/00 - 71/004

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)回転駆動され、周囲にカム面を備え
    たカムシャフトと、 (b)前記カム面に向けて押し付けられ、前記カム面に
    沿って変位するタペットと、 (c)このタペットを往復運動可能に保持するハウジン
    グと、 (d)前記タペットの上側に取り付けられ、前記タペッ
    トの往復運動に伴って往復運動するプランジャと、 (e)前記ハウジングに取り付けられ、前記プランジャ
    を往復運動可能に保持するシリンダと、 (f)このシリンダに取り付けられ、前記シリンダの内
    周面と前記プランジャの上端面とにより形成されるポン
    プ室に、燃料供給通路を介して燃料を導く燃料取入手段
    と、 (g)前記ポンプ室の上側の前記シリンダに取り付けら
    れ、通電状態に応じて前記燃料供給通路の開閉を行う電
    磁弁と、 (h)前記シリンダに取り付けられ、前記ポンプ室で圧
    縮された燃料を吐出する燃料吐出手段と、 (i)前記燃料供給通路に連通して設けられ、前記電磁
    弁が開弁して前記燃料供給通路に押し戻された燃料を燃
    料タンクへ戻すためのリリーフジョイントと、 (j)前記電磁弁の弁シートより上方に設けられるとと
    もに、前記燃料供給通路から前記リリーフジョイントへ
    通じる通路に設けられ、前記リリーフジョイント側から
    前記燃料供給通路側への燃料の逆流を阻止するリリーフ
    逆止弁と、 を備えた可変吐出量高圧ポンプ。
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