JP5051279B2 - 定残圧弁 - Google Patents
定残圧弁 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5051279B2 JP5051279B2 JP2010147599A JP2010147599A JP5051279B2 JP 5051279 B2 JP5051279 B2 JP 5051279B2 JP 2010147599 A JP2010147599 A JP 2010147599A JP 2010147599 A JP2010147599 A JP 2010147599A JP 5051279 B2 JP5051279 B2 JP 5051279B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- fuel
- valve
- orifice
- passage
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
- F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
- F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
- F02M63/005—Pressure relief valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
- F02M63/0054—Check valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/04—Fuel-injection apparatus having means for avoiding effect of cavitation, e.g. erosion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
特許文献1では、高圧ポンプの燃料を加圧する加圧室とデリバリパイプとを接続する燃料通路に定残圧弁が設けられている。定残圧弁は、デリバリパイプ内の燃料と加圧室の燃料との差圧が所定圧より高くなると開弁し、デリバリパイプ側から加圧室側に燃料を通過させる。
定残圧弁の圧力保持性能が低下し、アクセルオフ後またはエンジン停止後にデリバリパイプ内の燃圧が低下すると、燃料の気化温度も低下する。さらに、エンジン冷却系の停止等に伴うエンジンルーム内の温度上昇によってデリバリパイプ内の燃料温度は上昇する。これらにより、デリバリパイプ内の燃料温度が燃料の気化温度を超えると、デリバリパイプ内にベーパが発生することがある。このようにしてベーパが発生した場合、エンジンの再始動時に高圧ポンプの昇圧不良が生じると共に、エンジンの始動性が悪化するおそれがある。
また、定残圧弁の弁体と弁座とが異物により固着し閉弁し続けると、エンジン停止時にエンジンルーム内の温度上昇によってデリバリパイプが受熱する。それにより、デリバリパイプ内の燃料温度が上昇すると燃圧が上昇し、エンジンのインジェクタの燃料漏れ許容値以下に燃圧を維持できなくなる。
高圧側燃料通路と低圧側燃料通路との圧力差、及びスプリングの荷重により弁体が連通路を開閉し、デリバリパイプに保持される燃料圧力が設定される。定残圧弁は、デリバリパイプの燃料圧力を所定圧以上に保持し、デリバリパイプの燃料にベーパが発生することを抑制する。
なお、定残圧弁が開弁又は閉弁する所定圧は、任意に設定可能な圧力である。所定圧は、例えばエンジンの停止後にデリバリパイプ内に発生するベーパを許容値以下とし、かつインジェクタからの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定されることが例示される。
高圧側燃料通路の燃料と低圧側燃料通路の燃料との差圧が生じ、オリフィスを流れる燃料の流速が速くなり、オリフィスから流出する燃料近傍の圧力が飽和蒸気圧以下になることで、キャビテーションが発生する。
そこで、請求項10に係る発明によると、筒部の流路は、オリフィスで発生するキャビテーションが弁座及び弁体に到達可能な流路断面積及び距離に形成される。これにより、キャビテーションが筒部の流路の内壁に張り付き又は消滅することが抑制され、気泡崩壊衝撃圧を定残圧弁及び弁座に確実に作用させることができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態の定残圧弁を図1〜図6に示す。
図2に示すように、本実施形態の定残圧弁は、高圧ポンプ10に設けられている。高圧ポンプ10は、エンジン、特に車両用の筒内噴射式内燃機関の燃料供給系統1に用いられ、燃料タンク2から低圧ポンプ3によって供給される燃料を加圧し、デリバリパイプ4へ圧送する。デリバリパイプ4に蓄圧された高圧燃料は、デリバリパイプ4に接続するインジェクタ5からエンジンの各気筒内に噴射される。
図3および図4に示すように、高圧ポンプ10は、ポンプボディ11、プランジャ13、弁ボディ30、電磁駆動部70、吐出弁部90及び圧力調整部50などを備えている。
ポンプボディ11には、円筒状のシリンダ14が形成されている。シリンダ14には、プランジャ13が軸方向に往復移動可能に収容されており、その奥に加圧室121が形成されている。
蓋体12は、有底円筒状に形成されている。蓋体12は、筒部203の外壁に溶接などの方法で固定され、ダンパ室201を塞いでいる。
ポンプボディ11にはまた、シリンダ14の中心軸と略垂直に筒部15が形成されている。筒部15の内側には通路151が設けられ、通路151の底側に通路151より小径の弁ボディ収容穴152が形成されている。弁ボディ収容穴152には、弁ボディ30が収容される。
供給通路100は、燃料入口とダンパ室201との間の燃料通路、ダンパ室201、導入通路111、吸入通路112、及び後述する弁ボディ30の内側の通路により構成されるものである。
プランジャ13は、ポンプボディ11のシリンダ14に軸方向へ往復移動可能に収容されている。プランジャ13は、小径部131、及び小径部131に接続する大径部133からなる。小径部131と大径部133との接続部分には段差面132が形成される。段差面132にはポンプボディ11に接する略円環状のプランジャストッパ23が設けられている。
プランジャ13の段差面132、小径部131の外壁、シリンダ14の内壁、プランジャストッパ23の凹部231およびシール部材24に囲まれる略円環状の空間により可変容積室122が形成される。
調量行程及び加圧行程でプランジャ13が上昇すると、加圧室121の容積が減少し、可変容積室122の容積が増大する。ここで、大径部133と可変容積室122の断面積比は概ね1:0.6である。したがって、加圧室121の容積の減少分と可変容積室122の容積の増加分の比も1:0.6となる。よって、加圧室121がダンパ室201側へ排出した低圧燃料の容積の約60%が、ダンパ室201から戻し通路108、通路107、通路106、溝路232を経由して、可変容積室122に吸入される。これにより、脈動の伝達が約60%低減される。
ポンプボディ11には、シリンダ14の中心軸と略垂直に吐出通路114が形成されている。吐出通路114は加圧室121と燃料出口91とを連通している。
ポンプボディ11の吐出通路114側に設けられている吐出弁部90は、加圧室121において加圧された燃料の排出を許容または遮断する。吐出弁部90は、吐出弁92、規制部材93、スプリング94などから構成されている。
吐出弁92は、底部921、及びこの底部921から加圧室121と反対側へ延びる筒部922から有底筒状に形成され、吐出通路114に往復移動可能に設けられている。規制部材93は、筒状に形成され、吐出通路114を形成するポンプボディ11の内壁に固定されている。スプリング94は、一方の端部が規制部材93に接し、他方の端部が吐出弁92の筒部922に接している。
吐出弁92は、スプリング94の付勢力により、吐出通路114の内壁に形成される第2弁座95側へ付勢されている。吐出弁92は、底部921側の端部が第2弁座95に着座することにより吐出通路114を閉鎖し、第2弁座95から離座することにより吐出通路114を開放する。吐出弁92は、第2弁座95とは反対方向(図3の右方向)へ移動したとき、筒部922の底部921と反対側の端部が規制部材93と接することにより移動が規制される。
弁ボディ30は、係止部材20により通路151の内部に固定されている。弁ボディ30は、小径部31、筒部32を有し、筒部32の底部には、凹テーパ状の円周面を有する第1弁座34が形成されている。
吸入弁35は弁ボディ30の筒部32の内側に配置され、小径部31の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁35の、加圧室121と反対側の面には、第1弁座34に着座可能な凸テーパ状の円周面が形成されている。
電磁駆動部70は、コイル71、固定コア72、可動コア73、フランジ75などから構成される。コイル71は樹脂製のスプール78に巻回され、コネクタ77の端子74を通じて通電されることにより磁界を発生する。固定コア72は磁性材料で作られ、コイル71の内側に収容されている。可動コア73は磁性材料で作られ、固定コア72と対向して配置されている。可動コア73は、筒部材79及びフランジ75の内側に軸方向に往復移動可能に収容されている。
ニードル38は略円筒状に形成され、ガイド筒76の内壁に案内されて往復移動する。ニードル38は、一方の端部が可動コア73に一体に組み付けられ、他方の端部が吸入弁35の電磁駆動部70側の端面に当接するように設置されている。
コイル71に通電していないとき、可動コア73は固定コア72に吸引されず、互いに離れている。そのため、スプリング22の付勢力により、可動コア73と一体のニードル38が吸入弁35側へ移動し、ニードル38の端面が吸入弁35を押圧することで吸入弁35が開弁する。
ポンプボディ11には、シリンダ14の中心軸と略垂直に連通路51が形成されている。連通路51は、第2弁座95よりも燃料出口91側の吐出通路114からポンプボディ11の外壁側へ向かう吐出弁側連通路511と、加圧室121からポンプボディ11の外壁側へ向かう加圧室側連通路512により構成されている。連通路51のポンプボディ11の外壁側の開口は、プラグ55によって閉塞されている。これにより、連通路51は、第2弁座95よりも燃料出口91側の吐出通路114と加圧室121とを連通する。
圧力調整部50は、リリーフ弁52、アジャストパイプ53、スプリング54及び定残圧弁60などから構成されている。
アジャストパイプ53は、筒状に形成され、リリーフ弁52のプラグ55側で、連通路51を形成するポンプボディ11の内壁に固定されている。スプリング54は、一方の端部がリリーフ弁52に接し、他方の端部がアジャストパイプ53に接している。リリーフ弁52は、スプリング54の付勢力により、連通路51の内壁に形成される第4弁座56側へ付勢されている。
アジャストパイプ53の連通路51への圧入により、スプリング54の荷重が調整される。スプリング54の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、例えばエンジンの通常運転におけるデリバリパイプ4の燃圧以上、電磁式のインジェクタ5が燃料噴射不能となる圧力未満でリリーフ弁52が開弁するようにスプリング54の荷重を設定することが例示される。
(1)吸入行程
プランジャ13が上死点から下死点に向かって下降することで、加圧室121の燃料が減圧される。このとき、コイル71への通電が停止され、吸入弁35は開弁状態となり、供給通路が連通している。また、吐出弁92は第2弁座95に着座し、吐出通路114を閉塞している。そのため、ダンパ室201の燃料が供給通路100を経由して加圧室121に吸入される。
プランジャ13が下死点から上死点に向かって上昇するとき、所定の時期まではコイル71への通電が停止され、吸入弁35は開弁状態となっている。そのため、加圧室121の低圧燃料が供給通路100を経由してダンパ室201に戻される。
加圧室121とダンパ室201との間の燃料の流れが遮断された状態で、プランジャ13がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室121の燃料の圧力は上昇する。加圧室121の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁92が、スプリング94の付勢力、及び下流側からの燃料圧力に抗して開弁し、加圧室121で加圧された燃料は吐出通路114を経由して高圧ポンプ10から吐出される。高圧ポンプ10から吐出された燃料は、デリバリパイプ4に供給されて蓄圧され、インジェクタ5に供給される。
このように(1)から(3)の行程を繰り返すことにより、高圧ポンプ10は吸入した燃料を加圧して吐出する。
図5に示すように、定残圧弁60を構成する弁体69、支持体68、スプリング65及びスプリングストッパ64は、リリーフ弁52の内側に形成された内側流路57に収容されている。この内側流路57もまた連通路51を構成する流路である。
定残圧弁60の弁体69は、球状に形成されている。弁体69は、内側流路57の内壁に凹テーパ状に形成された第3弁座63に着座可能である。本実施形態では、この第3弁座63が特許請求の範囲に記載の「弁座」に相当する。弁体69の第3弁座63と反対側に略円筒状の支持体68が設けられる。支持体68は、弁体69側の端部が略半球状に凹み、弁体69を支持している。支持体68の径方向の外壁は、面取りがされ、燃料が流通可能となっている。
スプリングストッパ64の内側流路57への圧入により、スプリング65の荷重が調整される。スプリング65の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、デリバリパイプ4内の燃圧が所定圧以上で定残圧弁60が開弁するようにスプリング65の荷重が設定される。この所定圧は、例えばエンジンの停止後にデリバリパイプ4内に発生するベーパを許容値以下とし、かつインジェクタ5からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力である。
一方、吸入行程で加圧室121の燃料が減圧されると、吐出弁側連通路511の燃圧よりも加圧室側連通路512の燃圧が低くなり、弁体69よりも吐出通路114側の内側流路57と、弁体69より加圧室121側の内側流路57との燃料に差圧が生じる。このため、弁体69は、第3弁座63から離座し、内側流路57を開放する。これにより、吐出通路114側から加圧室121側へ連通路51を燃料が流れる。このように、弁体69は、加圧行程と吸入行程で開弁と閉弁を繰り返す。
また、高圧ポンプ10の作動停止により、吐出弁側連通路511の燃圧より加圧室側連通路512の燃圧が低くなるときにも、弁体69よりも吐出通路114側の内側流路57と、弁体69より加圧室121側の内側流路57との燃料に差圧が生じる。このため、定残圧弁60は内側流路57を開放し、吐出通路114側から加圧室121側へ連通路51を燃料が流れる。
オリフィス62の距離とその作用を図6を参照して説明する。
吐出通路114側から第3弁座63側へ向かってオリフィス流路621を流れる燃料は、流速が速くなる。このため、吸入行程または高圧ポンプ10の作動停止時にオリフィス流路621を流れる燃料は、流路の入口から出口までの距離を流れる間に圧力が飽和蒸気圧以下に低下する。このように、オリフィス流路621は、吸入行程または高圧ポンプ10の作動停止時に吐出通路114側から加圧室121側へ向かって流れる燃料の圧力を飽和蒸気圧以下とすることを可能とする流路断面積及び距離に形成されている。オリフィス流路621を流れる燃料は、圧力が飽和蒸気圧以下になることで、キャビテーションを発生する。また、オリフィス流路621から筒部流路611へ流出する燃料の流速は速いので、オリフィス62の出口の周囲に負圧が生じることで、キャビテーションが発生する。このキャビテーションは、オリフィス流路621から排出される燃料の流れに乗り、筒部61の流路611を流れる。
筒部61は、流路611を略円筒状に形成している。本実施形態の筒部流路611は、内径が上流側から下流側まで略同一である。筒部の流路611は、この流路611の内壁へキャビテーションが張り付くことを抑制可能な程度の流路断面積に形成されている。また、筒部の流路611は、キャビテーションが第3弁座63に拡がる距離に形成されている。これにより、キャビテーションは、第3弁座63及び弁体69に到達する。
キャビテーションが第3弁座63及び弁体69に張り付き、又はその近傍で気泡が崩壊するときに生じる衝撃圧により、第3弁座63及び弁体69に付着、堆積した異物が剥離される。剥離された異物は燃料流によって除去される。
第3弁座63と弁体69との隙間は狭いので、その隙間を通る燃料が減圧されることで新たに発生するキャビテーションは、さらに弁体69の全体と支持体68に到達し、その気泡崩壊衝撃圧により弁体69と支持体68を洗浄する。
エンジンの運転中にアクセルオフされた後、エンジンがアイドリング運転となる状態を図7に示す。
実線Hに示すように、エンジンの運転中、時刻S1で運転者がアクセルペダルの踏み込みを中断すると、スロットル開度が0となる。このとき、実線Iに示すように、エンジン回転数が所定値以上であると、時刻S1でインジェクタ5に通電する駆動パルス幅が0となり、インジェクタ5の燃料噴射が停止される。その後、時刻S2でエンジン回転数が所定値未満になると、アイドリング運転に適した小さい駆動パルス幅の電流がインジェクタ5に通電され、インジェクタ5から燃料噴射が再開される。
仮に燃料供給系統が定残圧弁を備えていない従来のものである場合、破線Jに示すように、時刻S1から時刻S2までの期間はインジェクタの燃料噴射が停止しているので、デリバリパイプの圧力は燃料噴射停止直前(時刻S1)の圧力に維持される。このため、破線Mに示すように、時刻S2でインジェクタに通電する駆動パルス幅をアイドリング運転に適した小さいものとしても、制御目標値以上の燃料噴射量が噴射されるおそれがある。
これに対し、本実施形態の定残圧弁60を備える燃料供給系統では、実線Kに示すように、インジェクタ5の燃料噴射停止時(時刻S1)からデリバリパイプ4の圧力が下降する。これにより、実線Nに示すように、時刻S2でアイドリング運転に適した燃料噴射量を噴射することができる。したがって、燃費の悪化を抑制できるとともに、過剰噴射によって運転者に違和感を与えることがない。
仮に、定残圧弁を備えていない従来の燃料供給系統は、破線Cに示すように、デリバリパイプ内の圧力もデリバリパイプ4の温度と同様に推移する。このため、破線Fに示すように、インジェクタの燃料漏れ量が多くなる。インジェクタから気筒内へ漏れ出した燃料は、次回のエンジンの始動時に未燃焼成分として大気中へ排出され、エミッション悪化などが生じるおそれがある。
これに対し、本実施形態の定残圧弁60を備えた燃料供給系統では、実線Dに示すように、デリバリパイプ4内の圧力はエンジン停止直後から下降する。これにより、実線Gに示すように、インジェクタ5の燃料漏れ量が許容値内に抑制される。
本発明の第2実施形態を図9〜図12を参照して説明する。図9では、リリーフ弁52の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部58が3箇所設けられているが、この面取り部の数に制限はなく、例えば2箇所であってもよい。
本実施形態では、オリフィス66の流路661が筒部61の中心軸Oに対して傾斜して形成されている。また、オリフィス流路661は、筒部61の中心軸Oから所定方向に離れた位置に形成されている。さらにオリフィス流路661は、離れた方向の筒部流路611の周縁部に接する仮想平面Pに略平行に形成されている。また、オリフィス流路661の傾斜角は、オリフィス流路661で発生したキャビテーションが筒部流路611の内壁に衝突することによって流速が低下し、気泡が崩壊しない程度の傾斜角に設定されている。
本発明の第3実施形態を図13〜図15に示す。図13では、リリーフ弁52の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部58が3箇所設けられているが、この面取り部の数に制限はなく、例えば2箇所であってもよい。
第3実施形態では、オリフィス67の流路671が筒部61の中心軸Oに対して略平行に形成されている。また、オリフィス流路671は、筒部61の中心軸Oから所定方向に離れた位置に形成されている。
本実施形態においても、筒部の流路611は、キャビテーションが第3弁座63に拡がる距離および流路断面積に形成されている。このため、キャビテーションは、筒部流路611を流れ第3弁座63に到達する。キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧により、第3弁座63及び弁体69に付着、堆積した異物が剥離し、洗浄される。
本発明の第4実施形態を図16に示す。第4実施形態では、オリフィス80の高圧側燃料通路側の入口部81が開口側に向かい内径が大きくなるように除変し、かつ、縦断面が径内側に凸状の曲面に形成されている。つまり、オリフィス80の入口部81は、いわゆるラッパ状に形成されている。
高圧側燃料通路側からオリフィス流路801に流れる燃料は、オリフィス80の入口部81の内壁に沿って流れ、オリフィス流路801に流入する。オリフィス80の入口部81の流体抵抗が低減するので、オリフィス流路801内を流れる燃料の流速が上昇し、燃料の圧力が低下する。したがって、オリフィス80から流出する燃料近傍の圧力が飽和蒸気圧以下になるとキャビテーションが大量に発生する。このキャビテーションは筒部の流路611を流れ、弁座63及び弁体69に到達する。キャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧により、弁座63及び弁体69の表面に付着、堆積した異物が剥離し、燃料流により除去される。
本実施形態では、キャビテーションを大量に発生させ、そのキャビテーションによって弁座63及び弁体69を清掃する機能を高めることができる。これにより、弁座63と弁体69との着座安定性を向上させ、定残圧弁601の圧力保持性能を維持することができる。
本発明の第5実施形態を図17〜図19に示す。図18では、リリーフ弁52の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部58が3箇所設けられているが、この面取り部の数に制限はなく、例えば2箇所であってもよい。
第5実施形態では、オリフィス62の高圧側燃料通路側の開口に隣接して段差穴82が設けられている。段差穴82の軸中心とオリフィス流路621の軸中心とは、離れた位置にある。また、段差穴82の外周とオリフィス流路621の外周とが重なることで、段差穴82とオリフィス流路621とは径方向に連通している。
図19に示すように、高圧側燃料通路から段差穴82を経由しオリフィス流路621を流れる燃料は、矢印Xに示すように流速が速い。このため、矢印Yに示すように、段差穴82の深部に負圧が発生する。段差穴82の深部の燃料圧力が飽和蒸気圧以下になると、気泡核が生成され、その気泡核が段差穴82からオリフィス流路621に流入する。このため、気泡核を中心にキャビテーションが形成され、オリフィス62からキャビテーションが大量に発生する。
本実施形態においても、オリフィス62からキャビテーションを大量に発生させ、そのキャビテーションによって弁座63及び弁体69を清掃する機能を高めることができる。
本発明の第6実施形態を図20及び図21に示す。第6実施形態では、オリフィス62の高圧側燃料通路側に円筒状の凹部83が複数設けられている。
複数の凹部83は、オリフィス流路と略同軸に形成されている。また、複数の凹部83のうち、高圧側燃料通路側の凹部83の内径は、筒部側の凹部83の内径よりも大きく形成されている。
具体的に、第2凹部832の内径D2は第1凹部831の内径D1の約1/2であり、第3凹部833の内径D3は第2凹部832の内径D2の約1/2である。このため、第1凹部831と第2凹部832との間に第1段差部841が形成され、第2凹部832と第3凹部833との間に第2段差部842が形成され、第3凹部833とオリフィス流路621との間に第3段差部843が形成される。
また、第2凹部832の高さH2は第1凹部831の高さH1の約1/2であり、第3凹部833の高さH3は第2凹部832の高さH2の約1/2である。
なお、オリフィス62の高圧側燃料通路側に設けられる凹部83の個数に制限はなく、凹部83の内径がオリフィス流路621の内径よりも小さくなるまで複数の凹部83を形成することが可能である。
本発明の第7実施形態を図22に示す。第7実施形態では、筒部61は、オリフィス62側の内径よりも弁座63側の内径が大きいテーパ状に形成されたテーパ部85を有している。テーパ部85の弁座63側の内径は、弁座63の内径よりも大きく形成されている。このため、テーパ部85の弁座63側には、オリフィス流路621の軸に対し略垂直な段差面86が形成されている。
オリフィス62から筒部61に流れる燃料は、テーパ部85を流れることで流速が遅くなれる。そして、段差面86に衝突し、オリフィス流路621の中心軸に対し垂直方向に流れの向きを変えることで、さらに流速が遅くなる。このため、弁座63及び弁体69に到達するキャビテーションの量が低減する。
本実施形態では、キャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧によって弁座63及び弁体69に生じるエロージョンを抑制することができる。したがって、エロージョンによって弁座63と弁体69との着座安定性が悪化することを抑制し、定残圧弁604の圧力保持性能を維持することができる。また、オリフィス62から発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
本発明の第8実施形態を図23に示す。第8実施形態では、オリフィスの流路871は、高圧側燃料通路側の内径よりも弁座63側の内径が大きいテーパ状に形成されている。オリフィス流路871の弁座63側の内径と筒部61の内径とは略同じに形成されている。
高圧側燃料通路からオリフィス87に流れる燃料は、上流側から下流側に向かいオリフィス流路871の内径が徐々に拡大していることで、流速が遅くなる。このため、オリフィス87から発生するキャビテーションの量が低減するので、弁座63及び弁体69に到達するキャビテーションの量が低減する。
本実施形態においても、キャビテーションの気泡崩壊衝撃圧によって弁座63及び弁体69に生じるエロージョンを抑制することができる。また、オリフィス87から発生するキャビテーションが減少することで、キャビテーションが消滅する瞬間に生じる騒音及び振動を低減することができる。
本発明の第9実施形態を図24に示す。本実施形態では、定残圧弁606の弁座63よりも高圧側燃料通路側に第1オリフィス62が設けられ、スプリングストッパ64に第2オリフィス88が設けられている。第2オリフィス88の内径は、第1オリフィス62の内径よりも大きい。
本実施形態では、第2オリフィス88が設けられているので、第1オリフィス62よりも上流側の高圧側燃料通路の燃料と第1オリフィス62よりも下流側の筒部流路611の燃料との差圧が小さくなる。このため、第1オリフィス62を流れる燃料の流速が低下する。したがって、第1オリフィス62から発生するキャビテーションの量が低減する。
また、本実施形態では、スプリングストッパ64は、圧入部材であることから、熱処理をしていない材料で形成されているので、第2オリフィス88の加工が容易である。したがって、第1オリフィス62よりも上流側の燃料と第1オリフィス62よりも下流側の燃料との差圧が小さくなるように、第2オリフィス88の内径の調整を容易に行うことができる。
本発明の第10実施形態を図25及び図26に示す。第10実施形態では、定残圧弁607がデリバリパイプ4の端部に設けられている。定残圧弁607と燃料タンク2とを戻し配管45が接続している。
定残圧弁607は、ハウジング89に形成された連通路51内に、弁体69、支持体68、スプリング65及びスプリングストッパ64等を備えている。ハウジング89には、オリフィス62、筒部61及び弁座63等が形成されている。ハウジング89は、一端が第1取付用ナット43によってデリバリパイプ4に取り付けられ、他端が第2取付用ナット44によって戻し配管45に取り付けられている。
本実施形態においても、デリバリパイプ4と戻し配管45との間に差圧が生じるので、オリフィス62からキャビテーションが発生する。このキャビテーションは筒部61の流路611を流れ、弁座63に拡がる。キャビテーションの気泡が崩壊するときの衝撃圧により、弁座63及び弁体69の表面に付着、堆積した異物が剥離し、燃料流により除去される。これにより、弁座63と弁体69との着座安定性が向上し、定残圧弁607の圧力保持性能を維持することができる。
本発明の第11実施形態を図27に示す。第11実施形態においても、定残圧弁607はデリバリパイプ4の端部に設けられている。しかし、戻し配管45は、一端が定残圧弁607に接続され、他端が高圧ポンプの供給通路100に接続されている。
本実施形態においても、デリバリパイプ4と戻し配管45との間に差圧が生じるので、オリフィス62からキャビテーションが発生する。したがって、定残圧弁607の圧力保持性能を維持することができる。
なお、戻し配管45は、他端が、高圧ポンプ10と燃料タンク2とを接続する低圧燃料配管6に接続してもよい。
本発明の第12実施形態を図28及び図29に示す。
第12実施形態では、定残圧弁の弁体にニードルバルブ691が適用されている。ニードルバルブ691の外壁には、平面状の切欠部694が3箇所形成されており、燃料が流通可能となっている。図29では、リリーフ弁52の径方向外側に燃料を通過させるための面取り部58が3箇所設けられ、ニードルバルブ691の外壁に切欠部694が3箇所設けられているが、この面取り部及び切欠部の数に制限はなく、例えば2箇所であってもよい。
本実施形態では、オリフィス62から発生したキャビテーションが筒部61を経由し、ニードルバルブ691の先端部分692の外壁に沿って弁座631側へ流れる。このため、ニードルバルブ691が弁座631に当接するシール部693、及び弁座631を清掃しやすくなる。したがって、定残圧弁608の圧力保持性能を維持することができる。
上述した第1実施形態では、リリーフ弁52の内側に形成された内側流路57に定残圧弁を設けた。これに対し、本発明は、吐出弁92の内側に流路を形成し、その流路に定残圧弁を設けてもよい。この場合、吐出弁の内側に形成された流路が特許請求の範囲の連通路に相当する。
また、リリーフ弁又は吐出弁とは別に、ポンプボディに連通路を形成し、その連通路に定残圧弁を設けても良い。この場合、連通路は、一端が吐出弁の着座する第2弁座よりも燃料出口側の吐出通路に連通し、他端が第2弁座よりも加圧室側の吐出通路、加圧室又は供給通路に連通するようにポンプボディに形成する。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施することができる。
Claims (11)
- 高圧ポンプによって昇圧された燃料を貯留するデリバリパイプに連通した高圧側燃料通路から低圧側燃料通路への燃料の流れを許容し、前記低圧側燃料通路から前記高圧側燃料通路への燃料の流れを規制する定残圧弁であって、
前記高圧側燃料通路と前記低圧側燃料通路とを連通する連通路の内壁に形成された弁座に着座及び離座することで、前記連通路を開閉する弁体と、
前記弁体を前記弁座に付勢するスプリングと、
前記弁座よりも前記高圧側燃料通路側の前記連通路に設けられ、前記高圧側燃料通路側から前記低圧側燃料通路側へ流れる燃料の圧力を飽和蒸気圧以下にすることの可能な流路断面積及び距離に形成され、かつ、前記高圧ポンプによる前記デリバリパイプ内圧力の昇圧に支障のある流路断面積よりも小さい流路断面積を有するオリフィスと、
前記オリフィスと前記弁座との間に設けられ、前記オリフィスから流出する燃料に発生するキャビテーションを前記弁座に拡げることの可能な流路断面積及び距離に形成された筒部と、を備え、
前記高圧側燃料通路と前記低圧側燃料通路との圧力差、及び前記スプリングの前記荷重により前記弁体が前記連通路を開閉し、前記デリバリパイプに保持される燃料圧力が設定され、
前記デリバリパイプの燃料圧力を所定圧以上に保持し、前記デリバリパイプの燃料にベーパが発生することを抑制することを特徴とする定残圧弁。 - 前記オリフィスの流路は、前記筒部の中心軸に対して傾斜して形成され、前記筒部の流路を流れる燃料に周方向の旋回流を発生させることを特徴とする請求項1に記載の定残圧弁。
- 前記オリフィスの流路は、前記筒部の中心軸から離れた位置に形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の定残圧弁。
- 前記オリフィスは、前記高圧側燃料通路側に設けられた入口部の縦断面が開口側に向かい内径が大きくなるように除変し、かつ、径内側に凸状の曲面に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の定残圧弁。
- 前記オリフィスの前記高圧側燃料通路側の開口に隣接する段差穴を備え、
前記段差穴と前記オリフィスの流路とは径方向に連通することで、前記段差穴から前記オリフィスの流路に流れる燃料に負圧を発生させることが可能なことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の定残圧弁。 - 前記オリフィスは、前記高圧側燃料通路側に軸方向に設けられた複数の凹部を有し、
複数の前記凹部のうち前記高圧側燃料通路側の前記凹部の内径は前記筒部側の前記凹部の内径よりも大きく形成されることで、前記高圧側燃料通路側の前記凹部と前記筒部側の前記凹部との間に燃料の流速を遅くすることの可能な段差部が形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の定残圧弁。 - 前記筒部は、前記オリフィス側の内径よりも前記弁座側の内径が大きいテーパ部と、このテーパ部の前記弁座側に形成され前記筒部の流路の軸に略垂直な段差面と、を有することを特徴とする請求項1〜3または6のいずれか一項に記載の定残圧弁。
- 前記オリフィスは、前記高圧側燃料通路側の内径より前記弁座側の内径の大きいテーパ状に流路が形成されることを特徴とする請求項1〜3、6または7のいずれか一項に記載の定残圧弁。
- 前記弁体を前記弁座側に付勢するスプリングと、
前記弁体より前記低圧側燃料通路側の連通路に設けられるスプリングストッパと、
前記スプリングストッパに設けられる第2オリフィスと、を備え、
前記第2オリフィスの内径は、前記オリフィスの内径よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3または6〜8のいずれか一項に記載の定残圧弁。 - 前記筒部の流路は、前記オリフィスで発生するキャビテーションが前記弁座及び前記弁体に到達可能な流路断面積及び距離に形成されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の定残圧弁。
- 前記弁体及び前記弁座は、表面の硬度を上げる処理がされていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の定残圧弁。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010147599A JP5051279B2 (ja) | 2009-12-21 | 2010-06-29 | 定残圧弁 |
DE102010063589A DE102010063589A1 (de) | 2009-12-21 | 2010-12-20 | Konstantrestdruckventil |
US12/974,367 US20110147636A1 (en) | 2009-12-21 | 2010-12-21 | Constant residual pressure valve |
CN201010603019.7A CN102102612B (zh) | 2009-12-21 | 2010-12-21 | 恒定余压阀 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009288635 | 2009-12-21 | ||
JP2009288635 | 2009-12-21 | ||
JP2010147599A JP5051279B2 (ja) | 2009-12-21 | 2010-06-29 | 定残圧弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011149415A JP2011149415A (ja) | 2011-08-04 |
JP5051279B2 true JP5051279B2 (ja) | 2012-10-17 |
Family
ID=44149751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010147599A Expired - Fee Related JP5051279B2 (ja) | 2009-12-21 | 2010-06-29 | 定残圧弁 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110147636A1 (ja) |
JP (1) | JP5051279B2 (ja) |
CN (1) | CN102102612B (ja) |
DE (1) | DE102010063589A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5198511B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2013-05-15 | 株式会社デンソー | 定残圧弁 |
JP5158219B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2013-03-06 | 株式会社デンソー | リリーフ弁及びこれを用いた高圧ポンプ |
JP2013050081A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Denso Corp | 高圧ポンプ |
US9422898B2 (en) * | 2013-02-12 | 2016-08-23 | Ford Global Technologies, Llc | Direct injection fuel pump |
CN105067503B (zh) * | 2015-07-20 | 2017-11-07 | 天津理工大学 | 一种具有离心泵识别功能的冷却液气穴腐蚀检测*** |
DE102016204128A1 (de) * | 2016-03-14 | 2017-09-14 | Robert Bosch Gmbh | Hochdruckpumpe |
FR3061256B1 (fr) | 2016-12-26 | 2019-09-27 | Plastic Omnium Advanced Innovation And Research | Compensateur de pression dans une bulle de liquide emprisonnee dans la glace. |
JP7089399B2 (ja) * | 2018-04-27 | 2022-06-22 | 日立Astemo株式会社 | 燃料供給ポンプ及び燃料供給ポンプの製造方法 |
CN108748634A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-11-06 | 佛山市三水盈捷精密机械有限公司 | 一种高压喷釉设备 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2591401A (en) * | 1947-03-08 | 1952-04-01 | Atlas Diesel Ab | Fuel injection device |
DE3417210A1 (de) * | 1984-05-10 | 1985-11-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Druckventil |
US4936342A (en) * | 1988-01-27 | 1990-06-26 | Mitsuba Electric Manufacturing Co., Ltd. | Fuel pressure control valve device |
US5328094A (en) * | 1993-02-11 | 1994-07-12 | General Motors Corporation | Fuel injector and check valve |
DE19624001A1 (de) * | 1996-06-15 | 1997-12-18 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen |
FR2765635B1 (fr) * | 1997-07-07 | 1999-09-03 | Sagem | Pompe d'injection directe de combustible pour moteur a allumage commande et systeme d'injection comportant une telle pompe |
DE19822671A1 (de) * | 1998-05-20 | 1999-11-25 | Bosch Gmbh Robert | Druckbegrenzungsventil |
DE19835494C2 (de) * | 1998-08-06 | 2000-06-21 | Bosch Gmbh Robert | Pumpe-Düse-Einheit |
DE19859592C1 (de) * | 1998-12-22 | 2000-05-04 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil |
DE19859537A1 (de) * | 1998-12-22 | 2000-07-06 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil |
US6920690B1 (en) * | 1999-04-27 | 2005-07-26 | Siemens Vdo Automotive Corp. | Method of manufacturing a fuel injector seat |
AU4665000A (en) * | 1999-04-27 | 2000-11-10 | Siemens Automotive Corporation | Fuel injector with a transition region |
US6412705B1 (en) * | 2000-05-09 | 2002-07-02 | Caterpillar Inc. | Hydraulically-actuated fuel injector having front end rate shaping capabilities and fuel injection system using same |
DE10123775B4 (de) * | 2001-05-16 | 2005-01-20 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Common-Rail-Injektor, sowie Kraftstoffsystem und Brennkraftmaschine |
DE10152173A1 (de) * | 2001-10-23 | 2003-04-30 | Bosch Gmbh Robert | Magnetventil zur Steuerung eines Einspritzventils |
DE10254749A1 (de) * | 2002-11-23 | 2004-06-17 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem 3/3-Wege-Steuerventil zur Einspritzverlaufsformung |
JP4453028B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-04-21 | 株式会社デンソー | 高圧燃料ポンプ |
JP2006307870A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Denso Corp | 燃料ポンプ用電磁弁 |
JP4415929B2 (ja) * | 2005-11-16 | 2010-02-17 | 株式会社日立製作所 | 高圧燃料供給ポンプ |
DE102007004553A1 (de) * | 2007-01-30 | 2008-07-31 | Robert Bosch Gmbh | Kugelsitzventil mit verringertem Erosionsverhalten |
JP4595996B2 (ja) * | 2007-11-16 | 2010-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の高圧燃料供給装置 |
US20100096473A1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Caterpillar Inc. | Variable flow rate valve for mechnically actuated fuel injector |
JP5198511B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2013-05-15 | 株式会社デンソー | 定残圧弁 |
-
2010
- 2010-06-29 JP JP2010147599A patent/JP5051279B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-20 DE DE102010063589A patent/DE102010063589A1/de not_active Withdrawn
- 2010-12-21 US US12/974,367 patent/US20110147636A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-21 CN CN201010603019.7A patent/CN102102612B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102102612B (zh) | 2013-09-11 |
CN102102612A (zh) | 2011-06-22 |
JP2011149415A (ja) | 2011-08-04 |
DE102010063589A1 (de) | 2011-06-22 |
US20110147636A1 (en) | 2011-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5051279B2 (ja) | 定残圧弁 | |
JP5198511B2 (ja) | 定残圧弁 | |
JP5158219B2 (ja) | リリーフ弁及びこれを用いた高圧ポンプ | |
JP5252314B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
US9404481B2 (en) | High-pressure pump | |
JP2010019263A (ja) | 高圧燃料ポンプ | |
JP5472395B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
JP5653288B2 (ja) | 定残圧弁 | |
JP5126603B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
JP2010156264A (ja) | 高圧ポンプ | |
JP2010156256A (ja) | 高圧ポンプ | |
JP5176947B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
JP2010156265A (ja) | 高圧ポンプ | |
JP5529615B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
JP5176948B2 (ja) | 燃料供給装置、及び、高圧ポンプ | |
JP5211182B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
JP5529681B2 (ja) | 定残圧弁 | |
JP2010156254A (ja) | 高圧ポンプ | |
JP2009108783A (ja) | 高圧燃料ポンプ | |
JP6588161B2 (ja) | 高圧燃料供給ポンプ | |
WO2018225479A1 (ja) | 高圧燃料ポンプ | |
JP5472737B2 (ja) | リリーフ弁及びそれを用いた高圧ポンプ | |
JP2005240777A (ja) | ポペット弁装置及びそれを備えた電子制御燃料噴射装置 | |
JP5196321B2 (ja) | 燃料供給装置、及び、高圧ポンプ | |
JP5338587B2 (ja) | レギュレート弁 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120417 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120626 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120709 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5051279 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |