WO2016181755A1 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

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WO2016181755A1
WO2016181755A1 PCT/JP2016/062050 JP2016062050W WO2016181755A1 WO 2016181755 A1 WO2016181755 A1 WO 2016181755A1 JP 2016062050 W JP2016062050 W JP 2016062050W WO 2016181755 A1 WO2016181755 A1 WO 2016181755A1
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relief
passage
pressure
fuel
seat surface
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PCT/JP2016/062050
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壮嗣 秋山
繁彦 小俣
克年 小林
徳尾　健一郎
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a high pressure fuel pump, and more particularly to a high pressure fuel pump provided with a relief valve mechanism.
  • the high-pressure pump described in Patent Document 1 includes a valve body and a seat portion that engages with the valve body and seats fuel in a relief passage that relieves high-pressure liquid from a high-pressure side to a low-pressure side. It is a separate part for the body.
  • a slider is installed between the valve body and an elastic member that urges the valve body. Then, the sliding path is regulated by sliding the slider in the valve opening direction along the sliding inner wall. Accordingly, it is described that stress inclined with respect to the axis of the elastic member is not applied, the lift amount of the relief valve is stabilized, and the durability of the spring is improved.
  • the conventional technology has the following problems.
  • the relief valve of the high-pressure fuel pump has a function to suppress the occurrence of abnormal pressure where the discharge pressure becomes higher than the allowable value. Therefore, when the discharge pressure becomes higher than the set pressure, the valve body of the relief valve opens and the high pressure is released.
  • valve body When the condition that the discharge pressure is below the permissible value is satisfied, the valve body must be seated on the seat and the fuel must be completely sealed.
  • the valve element opens and part of the fuel passage when high pressure is released, the intersection of the seat surface and the passage hole is an edge on the high pressure side of the seat surface, high pressure fuel is released In some cases, fluid separation may occur at the edge portion. And when it becomes below the saturated vapor pressure of fuel, cavitation bubbles are generated. There is a risk that cavitation erosion may occur in which the sheet surface is damaged by energy generated when the generated cavitation bubbles collapse. When this damage progresses, there is a possibility that a gap is generated between the valve body and the seat and the fuel cannot be completely sealed.
  • an object of the present invention is to provide a high-pressure fuel pump having a highly reliable relief valve mechanism that suppresses the occurrence of cavitation erosion on the seat surface of the relief valve mechanism.
  • a pressurizing chamber for pressurizing fuel a discharge valve disposed on the downstream side of the pressurizing chamber, and fuel in a discharge passage on the downstream side of the discharge valve
  • the relief valve mechanism is connected to the discharge passage and connected to the relief passage and connected to the relief passage.
  • a relief seat surface that is enlarged toward the pressure chamber or the low-pressure passage, and a relief valve element that is positioned on the pressure chamber side or the low-pressure passage side of the relief seat surface and is seated on the relief seat surface
  • the intersection of the relief passage and the relief sheet surface is located on the discharge passage side with respect to the end of the relief valve body on the discharge passage side.
  • FIG. 1 It is a figure explaining the whole block diagram of the fuel supply system which returns a high pressure fuel to a low pressure side by a relief valve mechanism. It is a figure explaining the whole fuel supply system block diagram which returns a high pressure fuel to the pressurization chamber side by a relief valve mechanism.
  • FIG. It is sectional drawing of the relief valve mechanism of Example 1.
  • FIG. It is sectional drawing of an example of a relief valve mechanism.
  • It is a cross-sectional enlarged view of the relief valve mechanism of FIG. 3 is an enlarged view of a sheet portion according to Embodiment 1.
  • FIG. It is an enlarged view of the seat part of the relief valve mechanism of FIG. It is a figure which shows the relief valve mechanism of Example 2.
  • FIG. 1 It is a figure explaining the whole block diagram of the fuel supply system which returns a high pressure fuel to a low pressure side by a relief valve mechanism.
  • FIG. 3 It is a figure explaining
  • FIG. It is a figure which shows the relief valve mechanism of Example 3.
  • FIG. It is a figure which shows the relief valve mechanism of Example 4.
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between (PHI) d / (PHI) D and the fuel pressure of a seat surface front-end
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a system that implements the present invention.
  • a portion surrounded by a broken line in FIG. 1 shows a pump housing 1 of a high-pressure fuel supply pump, and a mechanism and parts shown in the broken line are integrally incorporated therein.
  • the fuel in the fuel tank 20 is pumped up by the feed pump 21 and sent to the fuel inlet 10 a of the pump housing 1 through the suction pipe 28.
  • the fuel that has passed through the fuel intake port 10a reaches the intake port 30a of the electromagnetic intake valve mechanism 30 that constitutes the variable capacity mechanism via the pressure pulsation reducing mechanism 9 and the intake passage 10c.
  • the electromagnetic suction valve mechanism 30 includes an electromagnetic coil 30b, and in a state where the electromagnetic coil 30b is energized, the electromagnetic plunger 30c compresses the spring 33 and moves to the right in FIG. Maintained. At this time, the suction valve body 31 attached to the tip of the electromagnetic plunger 30c opens the suction port 32 leading to the pressurizing chamber 11 of the high-pressure fuel supply pump.
  • the electromagnetic coil 30 b is not energized and there is no fluid differential pressure between the suction passage 10 c (suction port 30 a) and the pressurizing chamber 11, the suction valve body 31 is moved by the biasing force of the spring 33.
  • the suction port 32 is urged in the valve closing direction (leftward in FIG. 1) to be closed, and this state is maintained.
  • the suction valve body 31 is moved leftward in FIG. 1 by the urging force of the spring 33 that is constantly acting on the suction valve body 31 to close the suction port 32.
  • the suction port 32 is closed, the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 rises with the rise of the plunger 2 from this time.
  • the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 exceeds a pressure larger than the fuel pressure in the discharge port 13 by a predetermined value, the fuel remaining in the pressurizing chamber 11 is discharged via the discharge valve mechanism 8. High pressure discharge is performed and supplied to the common rail 23. This process is called a discharge process.
  • the compression process of the plunger 2 includes a return process and a discharge process.
  • the amount of high-pressure fuel discharged can be controlled by controlling the timing of releasing the energization of the electromagnetic coil 30c of the electromagnetic intake valve mechanism 30. If the timing of releasing the energization to the electromagnetic coil 30b is advanced, the ratio of the return process in the compression process is reduced and the ratio of the discharge process is increased. That is, the amount of fuel returned to the suction passage 10c (suction port 30a) is reduced and the amount of fuel discharged at high pressure is increased. On the other hand, if the timing of releasing the energization is delayed, the ratio of the return process in the compression process is increased and the ratio of the discharge process is decreased. That is, more fuel is returned to the suction passage 10c and less fuel is discharged at high pressure. The timing of releasing the energization is controlled by a command from the ECU.
  • the ECU controls the timing of releasing the energization of the electromagnetic coil, whereby the amount of fuel discharged at a high pressure can be made the amount required by the internal combustion engine.
  • a discharge valve mechanism 8 is provided on the outlet side of the pressurizing chamber 11 between the discharge port (discharge side pipe connection portion) 13.
  • the discharge valve mechanism 8 includes a sheet member 8a, a discharge valve 8b, a discharge valve spring 8c, and a holding member (discharge valve stopper) 8d.
  • the discharge valve 8b In a state where there is no fuel differential pressure between the pressurizing chamber 11 and the discharge port 13, 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.
  • the discharge valve 8b After the discharge valve 8b is opened, the operation is restricted when it comes into contact with the holding member 8d. 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 13 flows back into the pressurizing chamber 11 again due to the delay in closing the discharge valve 8b, so that the efficiency of the high-pressure pump decreases. . Further, when the discharge valve 8b repeats opening and closing movements, the holding member 8d guides the discharge valve so as 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 fuel introduced to the fuel suction port 10a is pressurized to a required amount by the reciprocating motion of the plunger 2 in the pressurizing chamber 11 of the pump body 1, and the fuel discharge port 13 passes through the discharge valve mechanism 8.
  • the common rail 23 which is a high-pressure pipe.
  • the common rail 23 is provided with an injector 24 and a pressure sensor 26.
  • the injectors 24 are mounted in accordance with the number of cylinders of the internal combustion engine, and the fuel is injected into the cylinders by operating the on-off valve according to the control signal of the ECU 27.
  • the pump housing 1 is provided with a relief passage 300 that connects the discharge passage 12 and the suction passage 10c.
  • the relief passage 300 restricts the flow of fuel in only one direction from the discharge passage 12 to the suction passage 10c.
  • a valve mechanism 200 is provided.
  • a pressurizing chamber 11 for pressurizing the fuel, a discharge valve mechanism 8 disposed on the downstream side of the pressurizing chamber 11, and fuel in the discharge passage 12 on the downstream side of the discharge valve mechanism 8 are returned to the suction passage 10c which is a low-pressure passage. And a relief valve mechanism.
  • the fuel flow in the relief passage 300 may flow from the discharge passage 12 into the pressurizing chamber 11. That is, the relief valve mechanism 200 of this embodiment may return the fuel in the discharge passage 12 on the downstream side of the discharge valve mechanism 8 to the pressurizing chamber 11.
  • FIG. 3 shows a cross section of the relief valve mechanism according to the first embodiment of the present invention.
  • the relief valve mechanism 200 is formed to expand toward the pressurizing chamber 11 or the low-pressure passage (suction passage 10c) connected to the relief passage 208a and the relief passage 208a.
  • a relief seat surface 204, and a relief valve body 201 that is positioned on the side of the pressure chamber 11 or the low-pressure passage (suction passage 10c) with respect to the relief seat surface 204 and is seated on the relief seat surface 204.
  • the relief valve mechanism 200 includes a valve body retainer 202 that restrains the relief valve body 201, an elastic member 203 that urges the relief valve body 201 toward the discharge passage 12 (relief upstream side), an elastic member 203, and a valve body retainer 202.
  • a housing 205 housed therein.
  • the relief seat surface 204 has a seat portion 204a that engages with the relief valve body 201 to seal the fuel.
  • On the upstream side of the relief valve body 201 there is a high pressure chamber 206 that is always in communication with the discharge passage 12, and on the downstream side of the relief valve body 201 is a pressure chamber 11 or a low pressure chamber 207 that is always in communication with the low pressure passage (suction passage 10c). It is formed.
  • the relief passage 208 a is formed from the high pressure chamber 206 on the upstream side of the relief valve body 201 toward the relief seat surface 204.
  • the relief valve body 201 is urged against the seat portion 204 a by the elastic member 203 against the pressure of the high-pressure fuel guided from the discharge flow path 12.
  • the fluid force acting on the relief valve body 201 may exceed the urging force of the elastic member 203. Then, the relief valve body 201 leaves the seat portion 204a, the relief valve mechanism 200 is opened, and the relief passage is in a communicating state.
  • the pressure in the high pressure chamber 206 decreases again, the urging force of the elastic member 203 exceeds the fluid force acting on the relief valve body 201, and the relief valve body 201 moves toward the seat portion 204a, Sit on the seat portion 204a.
  • FIG. 4 shows a sectional view of an example of the relief valve mechanism.
  • FIG. 6 is an enlarged sectional view of the relief valve mechanism of FIG.
  • the sheet surface front end 208 on the inner peripheral side of the relief sheet surface 204 is formed at a position close to the sheet portion 204a.
  • the present inventors have intensively studied and found that cavitation and erosion occur at the front end 208 of the sheet surface according to the structure shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a state in which cavitation occurs at the front end 208 of the sheet surface.
  • the relief valve body 201 is The seat 204a formed on the relief seat surface 204 is opened and the valve is opened, and the relief passage is in a communicating state. Then, the high-pressure fuel passes through the relief passage 208a from the high-pressure chamber 206, changes the direction of fuel flow at the seat surface front end portion 208, passes through the gap formed between the seat portion 204a and the relief valve body 201, and is relieved. It flows to the low pressure chamber 207 on the downstream side of the valve body 201.
  • the cavitation bubbles 210 generated at the front end portion 208 of the sheet surface flow in the direction of the seat portion 204a due to the flow of fuel from the high pressure chamber 206 to the low pressure chamber 207, and away from the fluid separation portion that is at a low pressure.
  • the cavitation bubble 210 collapses and a high impact force is generated.
  • the impact force strikes the wall surface of the seat portion 204a, where cavitation and erosion occur. Therefore, in the following, the structure of this embodiment for preventing cavitation and erosion from occurring at the front end 208 of the relief valve mechanism will be described.
  • FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the relief valve mechanism of this embodiment.
  • FIG. 7 shows an enlarged cross-sectional view of the relief valve mechanism of FIG.
  • the sheet surface front end portion 208 is arranged at a position away from the sheet portion 204a.
  • the seat surface front end portion 208 is disposed on the high pressure side relative to the high pressure side end portion 201 a of the relief valve body 201. That is, the intersection of the relief passage 208 and the relief sheet surface 204 is located on the discharge passage 12 side with respect to the end of the relief valve body on the discharge passage 12 side.
  • the ratio obtained by ⁇ d / ⁇ D is obtained. It may be set to 0.6 or less. That is, the diameter ⁇ d of the relief passage 208 is formed to be 0.6 times or less than the sheet diameter ⁇ D of the relief sheet surface.
  • FIG. 12 shows the relationship between ⁇ d / ⁇ D obtained by the fluid analysis simulation and the fuel pressure at the front end of the seat surface.
  • the vertical axis represents the fuel pressure at the front end of the seat surface
  • the horizontal axis represents the ratio ⁇ d / ⁇ D.
  • Cavitation occurs when the fuel pressure at the front end of the seat surface is equal to or lower than the saturated vapor pressure shown in the figure. Therefore, the occurrence of cavitation can be suppressed by setting the ratio of ⁇ d / ⁇ D to 0.6 or less. . Or you may make it form so that the diameter of the relief channel
  • FIG. Thereby, similarly to the above, the flow rate of fuel is small, the occurrence of fluid separation can be suppressed, and the generation of cavitation bubbles 210 can be suppressed.
  • the relief sheet surface 204 is polished on the side of the pressurizing chamber 11 or the low pressure passage (suction passage 10c) from the intersection (sheet surface front end 208) of the relief passage 208 and the relief sheet surface 204. If the surface roughness of the sheet surface is poor, it is the same as the infinite number of edges formed on the sheet surface itself, and therefore fluid separation tends to occur. In this embodiment, the sheet surface is polished to suppress the occurrence of fluid separation on the sheet surface. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the R portion is not formed at the intersection of the relief passage 208 and the relief sheet surface 204 (sheet surface front end portion 208), but these are intersected at a predetermined angle. ing.
  • the formation of the R portion is high in manufacturing cost, and it is difficult to maintain the accuracy of the R portion in manufacturing. .
  • the relief passage 208 is formed substantially in parallel with the expansion and contraction direction of the spring portion 203 that biases the relief valve body 201.
  • the angle 204b between the relief passage 208a and the relief sheet surface 204 is formed so as to be inclined to 50 degrees or less. That is, the relief sheet surface 204 is formed so as to be inclined to the outer peripheral side by 50 degrees or less with respect to the relief passage 208.
  • the seat surface front end portion 208 can be installed on the higher pressure side than the high pressure side end portion 201 a of the relief valve body 201.
  • the intersection of the seat surface and the passage hole is installed at a position away from the seat portion, which is the smallest portion of the fuel passage area.
  • the relief valve body 201 has a spherical shape.
  • the relief valve body 201 does not necessarily have to be a spherical body, for example, a conical shape, a shape obtained by cutting the tip of the conical shape, or a portion that contacts the seat portion 204a. Only spherical may be sufficient.
  • it is desirable that the sheet portion 204 a is disposed at a substantially central portion on the sheet surface 204. As a result, it is possible to obtain the operations and effects described above with reference to FIG.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
  • a housing 205 surrounding the low-pressure chamber 207 existing downstream with respect to the relief valve body 201 and the seat portion 204 are integrated into a unit.
  • a hole 214 is dug in the main body 211.
  • the housing 205 and the seat portion 204a having an integral structure are formed as separate parts from the main body 211, and the housing 205 and the seat portion 204a having the integral structure are formed in a hole 214 dug into the main body 211. Is installed. If the relief valve mechanism of this configuration has the characteristics described in the first embodiment and the seat surface front end portion 208 is formed at a position away from the seat portion 204a, the effect described in the first embodiment is obtained.
  • FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.
  • a sheet member 215 is formed as a separate part from the main body 211, and the seat portion 204 a has a structure surrounding the high pressure chamber 206 on the upstream side, and is installed in a hole 214 dug into the main body 211. It is the composition which becomes. If the relief valve mechanism of this configuration has the characteristics described in the first embodiment and the seat surface front end portion 208 is formed at a position away from the seat portion 204a, the effect described in the first embodiment is obtained.
  • FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • the main body body 211 is directly dug to form a relief sheet surface 204.
  • the relief valve mechanism of this configuration has the characteristics described in the first embodiment and the seat surface front end portion 208 is formed at a position away from the seat portion 204a, the same effect as described in the first embodiment is obtained.
  • Low pressure chamber 208 ... Seat surface tip, 208a ... Relief passage, 209 ... High speed vibration, 210 ... Cavitation bubbles, 211 ... body, 213 ... sheet portion, 214 ... hole, 215 ... sheet member.

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Abstract

弁体とシート部が衝突したときに、シート面先端部で発生するキャビテーションを抑制することを目的とする。燃料ポンプのリリーフ弁において、弁体が改善し高圧燃料を逃がす際に、キャビテーション気泡の発生を抑制するために、シート面と流路穴の交点を、閉弁時の弁体とシート面からなるシート部からより離れた位置に形成する。

Description

高圧燃料ポンプ
　本発明は高圧燃料ポンプについて、特にリリーフ弁機構を備えた高圧燃料ポンプに関する。
　特許文献１に記載の高圧ポンプは、高圧側から低圧側へ高圧液体をリリーフするリリーフ通路において、弁体と、弁体と係合して燃料をシートするシート部があり、前記シート部が本体ボディに対して別部品となっている。また、本体ボディに掘り込まれた穴に前記シート部が圧入されている構造において、弁体と弁体を付勢する弾性部材の間にスライダが設置されている。そして、前記スライダが摺動内壁に沿って開弁方向に摺動することにより、摺動経路が規制される。これにより、弾性部材の軸に対して傾いた応力がかからなくなり、リリーフ弁のリフト量を安定させ、スプリングの耐久性を向上させることが記載されている。
特開２０１２－１５８９８７号公報
　従来技術には次のような課題点があった。
　高圧燃料ポンプのリリーフ弁は、吐出圧が許容値を超えて高くなる異常圧の発生を抑制する機能がある。よって吐出圧が設定圧力を超えて高くなった場合、リリーフ弁の弁体が開弁し、高い圧力を逃がす。
　吐出圧が許容値以下である条件を満たしているときは、弁体はシート部に着座して、燃料を完全にシールする必要がある。
　ここで弁体が開弁し、高い圧力を逃がす際の燃料通路の一部に、シート面の高圧側に、シート面と流路穴の交点がエッジになっていると、高圧の燃料を逃がす際にこのエッジ部にて流体剥離が発生することがある。そして、燃料の飽和蒸気圧以下になるとキャビテーション気泡が発生する。この発生したキャビテーション気泡が崩壊する際のエネルギーによりシート面が損傷するというキャビテーションエロージョンが発生する虞がある。この損傷が進行すると、弁体とシートの間に隙間が生じ燃料を完全にシールする事ができなくなる虞がある。
　そこで本発明では、リリーフ弁機構のシート面におけるキャビテーションエロージョンの発生を抑制し、信頼性の高いリリーフ弁機構を備えた高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために本発明においては、燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の下流側に配置される吐出弁と、前記吐出弁の下流側の吐出通路の燃料を前記加圧室、又は低圧通路に戻すリリーフ弁機構と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記リリーフ弁機構は、前記吐出通路と繋がって形成されるリリーフ通路と、前記リリーフ通路と繋がって、前記加圧室、又は前記低圧通路に向かって拡大して形成されるリリーフシート面と、前記リリーフシート面よりも加圧室側、又は低圧通路側に位置し、前記リリーフシート面に着座するリリーフ弁体と、を備え、前記リリーフ弁体の前記吐出通路の側の端部に対して、前記リリーフ通路と前記リリーフシート面との交点の方が前記吐出通路の側に位置することを特徴とする。
　本発明によれば、リリーフ弁機構のシート面におけるキャビテーションエロージョンの発生を抑制し、信頼性の高いリリーフ弁機構を備えた高圧燃料ポンプを提供することが可能となる。
リリーフ弁機構により低圧側に高圧燃料を戻す燃料供給システムの全体構成図を説明する図である。 リリーフ弁機構により加圧室側に高圧燃料を戻す燃料供給システムの全体構成図を説明する図である。 実施例１のリリーフ弁機構の断面図である。 リリーフ弁機構の一例の断面図である。 実施例１のリリーフ弁機構の断面拡大図である。 図４のリリーフ弁機構の断面拡大図である。 実施例１のシート部の拡大図である。 図４のリリーフ弁機構のシート部の拡大図である。 実施例２のリリーフ弁機構を示す図である。 実施例３のリリーフ弁機構を示す図である。 実施例４のリリーフ弁機構を示す図である。 Φｄ／ΦＤとシート面先端部の燃料圧力の関係性を示すグラフである。
　以下、図を参照して、本発明の実施形態について、説明する。
　図１は、本発明を実施するシステムの全体構成を示す。図１において破線で囲まれた部分は、高圧燃料供給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た機構と部品を、その中に一体に組み込んでいる。
　燃料タンク２０中の燃料は、フィードポンプ２１によって汲み上げられ、吸入配管２８を通じてポンプハウジング１の燃料吸入口１０ａに送られる。燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、吸入通路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。
　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、電磁プランジャ３０ｃは、ばね３３を圧縮して図１における右方に移動した状態となり、その状態が維持される。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は、高圧燃料供給ポンプの加圧室１１に通じる吸入口３２を開く。電磁コイル３０ｂが通電されていない状態であって、吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）と加圧室１１との間に流体差圧がない時は、ばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は、閉弁方向（図１における左方）に付勢されて吸入口３２は閉じられた状態となって、この状態が維持される。
　後述する内燃機関のカムの回転により、プランジャ２が図１の下方に変位して吸入工程状態にある時は、加圧室１１の容積は増加し、その中の燃料圧力は低下する。この工程において、加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路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。この開弁力により、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。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３０の電磁コイル３０ｂに電流が流れ、磁気付勢力により電磁プランジャ３０ｃがばね３３を更に圧縮して、図１の右方に移動して、吸入口３２を開いた状態を維持する。
　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が吸入工程から圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）へと移行すると、電磁コイル３０ｂへの通電状態が維持されているので、磁気付勢力は維持されて吸入弁体３１は依然として開弁した状態を維持する。加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴って減少するが、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と吸入口３２との間を通過して吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室１１の圧力が上昇することはない。この工程を、戻し工程という。
　戻し工程において、電磁コイル３０ｂへの通電を断つと、電磁プランジャ３０ｃに働いていた磁気付勢力は一定時間後（磁気的、機械的遅れ時間後）に消去される。そうすると、吸入弁体３１に常時働いているばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は図１において左方に移動されて吸入口３２を閉じる。吸入口３２が閉じると、この時から加圧室１１内の燃料圧力は、プランジャ２の上昇と共に上昇する。そして、加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１３の燃料圧力よりも所定の値だけ大きい圧力を超えた時に、加圧室１１に残っている燃料は、吐出弁機構８を介して、高圧吐出が行われてコモンレール２３へと供給される。この工程を吐出工程という。上記のとおり、プランジャ２の圧縮工程は、戻し工程と吐出工程からなる。
　戻し工程中に、吸入通路１０ｃへ戻された燃料により吸入通路には圧力脈動が発生するが、この圧力脈動は、吸入口１０ａから吸入配管２８へ僅かに逆流するのみであり、燃料の戻しの大部分は圧力脈動低減機構９により吸収される。
　電磁吸入弁機構３０の電磁コイル３０ｃへの通電解除のタイミングを制御することにより、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３０ｂへの通電解除のタイミングを早くすれば、圧縮工程における戻し工程の割合を小さく、吐出工程の割合を大きくする。すなわち、吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）に戻される燃料を少なく、高圧吐出される燃料を多くする。これに対し、上記の通電解除のタイミングを遅くすれば、圧縮工程における戻し工程の割合を大きく、吐出工程の割合を小さくする。すなわち、吸入通路１０ｃに戻される燃料を多く、高圧吐出される燃料を少なくする。上記の通電解除のタイミングは、ＥＣＵから指令により制御される。
　以上のように、ＥＣＵが電磁コイルの通電解除のタイミングを制御することにより、高圧吐出される燃料量を、内燃機関が必要とする量とすることができる。
　ポンプハウジング１内において、加圧室１１の出口側には吐出口（吐出側配管接続部）１３との間に吐出弁機構８が設けられる。吐出弁機構８は、シート部材８ａ、吐出弁８ｂ、吐出弁ばね８ｃ、保持部材（吐出弁ストッパー）８ｄからなる。加圧室１１と吐出口１３との間に燃料の差圧がない状態では、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１３の燃料圧力よりも所定の値だけ大きい圧力を超えた時に、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１３を経てコモンレール２３へと吐出される。
　吐出弁８ｂは開弁した後、保持部材８ｄと接触すると動作を制限される。そのゆえ、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される。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１３へ吐出される燃料が、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が開弁と閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁がストローク方向にのみ運動するように、保持部材８ｄによりガイドしている。以上のように構成することにより、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。
　こうして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料は、ポンプ本体１の加圧室１１内にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、吐出弁機構８を通じて、燃料吐出口１３から高圧配管であるコモンレール２３に圧送される。
　コモンレール２３には、インジェクタ２４と圧力センサ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、ＥＣＵ２７の制御信号により、開閉弁の動作をして、燃料をシリンダ内に噴射する。
　次に、インジェクタ２４の故障等によりコモンレール２３等の高圧部に異常高圧が発生した場合の、実施例１における燃料リリーフ動作について説明する。
　ポンプハウジング１には、吐出通路１２と吸入通路１０ｃを連通するリリーフ通路３００が設けられており、リリーフ通路３００には燃料の流れを吐出通路１２から吸入通路１０ｃへの一方向のみに制限するリリーフ弁機構２００が設けられている。燃料を加圧する加圧室１１と、加圧室１１の下流側に配置される吐出弁機構８と、吐出弁機構８の下流側の吐出通路１２の燃料を低圧通路である吸入通路１０ｃに戻すリリーフ弁機構と、を備えた。
　また図２に示すように、リリーフ通路３００の燃料の流れが吐出通路１２から加圧室１１内となる場合もある。すなわち、本実施例のリリーフ弁機構２００は吐出弁機構８の下流側の吐出通路１２の燃料を加圧室１１に戻すものであっても良い。
　図３は、本発明の実施例１に係わるリリーフ弁機構の断面を示す。リリーフ弁機構２００は、吐出通路１２と繋がって形成されるリリーフ通路２０８ａと、リリーフ通路２０８ａと繋がって、加圧室１１、又は低圧通路（吸入通路１０ｃ）の側に向かって拡大して形成されるリリーフシート面２０４と、リリーフシート面２０４よりも加圧室１１、又は低圧通路（吸入通路１０ｃ）の側に位置し、リリーフシート面２０４に着座するリリーフ弁体２０１と、を備える。またリリーフ弁機構２００は、リリーフ弁体２０１を押さえる弁体押さえ２０２、リリーフ弁体２０１を吐出通路１２の側（リリーフ上流側）に付勢する弾性部材２０３、弾性部材２０３や弁体押さえ２０２を内部に収納するハウジング２０５と、を備える。
　リリーフシート面２０４はリリーフ弁体２０１と係合して燃料をシールするシート部２０４ａを有する。リリーフ弁体２０１の上流側には吐出通路１２と常に連通する高圧室２０６、リリーフ弁体２０１の下流側には加圧室１１、又は低圧通路（吸入通路１０ｃ）と常に連通する低圧室２０７が形成される。リリーフ通路２０８ａはリリーフ弁体２０１の上流側の高圧室２０６からリリーフシート面２０４に向かって形成される。リリーフ弁体２０１は、吐出流路１２から導かれる高圧燃料の圧力に対抗して、弾性部材２０３により、シート部２０４ａに付勢されている。
　吐出通路１２の圧力が異常高圧となり、高圧室２０６の圧力が上昇すると、これによりリリーフ弁体２０１に作用する流体力が弾性部材２０３の付勢力を上回ることがある。すると、リリーフ弁体２０１はシート部２０４ａを離れてリリーフ弁機構２００が開弁し、リリーフ通路は連通状態になる。また、再び、高圧室２０６の圧力が低下すると、リリーフ弁体２０１に作用する流体力よりも弾性部材２０３の付勢力が上回り、リリーフ弁体２０１はシート部２０４ａの側に向かって移動して、シート部２０４ａに着座する。
　図４にリリーフ弁機構の一例の断面図を示す。また図６はこの図４のリリーフ弁機構の断面拡大図を示している。この図４、及び図６の構造ではリリーフシート面２０４の内周側のシート面先端部２０８が、シート部２０４ａから近い位置に形成されている。しかしながら、本発明者らは鋭意検討の末、この図４に示す構造によればシート面先端部２０８でキャビテーション、またエロージョンが発生してしまうことを突き止めたものである。
　図８にシート面先端部２０８でキャビテーションが発生する様子を示す。
　上記したように吐出通路１２の圧力が異常高圧となり、高圧室２０６の圧力が上昇し、これによりリリーフ弁体２０１に採用する流体力が弾性部材２０３の付勢力を上回ると、リリーフ弁体２０１はリリーフシート面２０４に形成されたシート部２０４ａを離れて開弁し、リリーフ通路は連通状態となる。すると、高圧の燃料が高圧室２０６からリリーフ通路２０８ａを通って、シート面先端部２０８で燃料の流れる向きが変わって、シート部２０４ａとリリーフ弁体２０１に間に生じた隙間を通って、リリーフ弁体２０１の下流側の低圧室２０７へと流れる。
　この高圧な燃料が流れる際に、燃料はシート面先端部２０８で急激に流れる方向が変わるために、流体剥離が発生し、一般に圧力の小さくなる流体剥離部の燃料の圧力は飽和蒸気圧以下になってキャビテーション気泡２１０が発生する。
　シート面先端部２０８で発生したキャビテーション気泡２１０は、高圧室２０６から低圧室２０７へと向かう燃料の流れにより、シート部２０４ａ方向へと流れ、低圧である流体剥離部から離れることによりキャビテーション気泡２１０の周りの燃料圧力が飽和蒸気圧以上に回復するときにキャビテーション気泡２１０が崩壊して高い衝撃力が発生する。本衝撃力がシート部２０４ａの壁面を叩き、そこでキャビテーション、そしてエロージョンが発生する。そこで以下においてはリリーフ弁機構のシート面先端部２０８でキャビテーション、またエロージョンが発生するのを防止する本実施例の構造について説明する。
　図５は本実施例のリリーフ弁機構の構成を説明するための図である。また図７は図５のリリーフ弁機構の断面拡大図を示している。図７に示すように本実施例ではシート面先端部２０８をシート部２０４ａよりも離れた位置に配置するようにしている。具体的にはシート面先端部２０８をリリーフ弁体２０１の高圧側端部２０１ａよりも高圧側に配置する。すなわち、リリーフ弁体の吐出通路１２の側の端部に対して、リリーフ通路２０８とリリーフシート面２０４との交点の方が吐出通路１２の側に位置する。
　これにより、高圧な燃料が流れる際に、燃料はシート面先端部２０８で急激に流れる方向が変わるが、シート面先端部２０８とリリーフ弁体２０１との隙間が大きく取れるために、十分な燃料流路面積が確保できる。したがって、燃料の流速が小さく、流体剥離発生が抑制できることより、流体剥離部の燃料の圧力は飽和蒸気圧以下とはならない。よって、キャビテーション気泡２１０が発生するのを抑制でき、信頼性の高いリリーフ弁機構とすることが可能である。
　またリリーフ弁体２０１のシート部２０４ａとの接触部（シール部）が球状である場合の直径をΦＤ、リリーフ通路２０８ａのシート面先端部２０８の直径をΦｄとすると、Φｄ／ΦＤで求まる比率を０．６以下とするようにしても良い。つまり、リリーフシート面のシート径ΦＤに対して、リリーフ通路２０８の径Φｄが０．６倍以下で形成されるようにするものである。これにより、燃料の流速が小さく、流体剥離発生が抑制でき、キャビテーション気泡２１０の発生が抑制できる事を流体解析シミュレーションで確認することができた。図１２に流体解析シミュレーションにより得られたΦｄ／ΦＤとシート面先端部の燃料圧力の関係性を示す。縦軸にシート面先端部の燃料圧力、横軸にΦｄ／ΦＤの比率をとる。シート面先端部の燃料圧力が図に示す飽和蒸気圧以下となることでキャビテーションが発生するため、Φｄ／ΦＤの比率を０．６以下とすることでキャビテーションの発生を抑制することが可能となる。あるいは、リリーフ弁体２０１の径に対して、リリーフ通路２０８の径が半分以下となるように形成するようにしても良い。これにより、上記と同様に燃料の流速が小さく、流体剥離発生が抑制でき、キャビテーション気泡２１０の発生が抑制できる。
　ここで、リリーフシート面２０４は、リリーフ通路２０８とリリーフシート面２０４との交点（シート面先端部２０８）から加圧室１１、又は低圧通路（吸入通路１０ｃ）の側において研磨されている。
シート面の面粗さが悪いとシート面自体に無数のエッジが形成されていることと同様であるため、流体剥離が発生しやすくなる。本実施例ではシート面での流体剥離発生を抑制するためにシート面に研磨を行っている。本実施例では図５に示すようにリリーフ通路２０８とリリーフシート面２０４との交点（シート面先端部２０８）にはＲ部が形成されることなく、これらが所定の角度で交差して形成されている。シート面先端部２０８にＲ部を設けることでキャビテーション抑制を図ることも可能であるが、このＲ部の形成は製造コストが高く、また、製造上、Ｒ部の精度を保つのが困難である。これに対して本実施例では、上記のようにＲ部の形成が必要でなく、容易にキャビテーション抑制を図る構造とすることができるので、製造コストを抑え、かつ容易に製造することが可能である。
　なお、リリーフ通路２０８はリリーフ弁体２０１を付勢するばね部２０３の伸縮方向と略平行に形成されている。そして、リリーフ通路２０８ａとのリリーフシート面２０４との角度２０４ｂは、５０度以下に傾斜する様に形成する。すなわち、リリーフ通路２０８に対してリリーフシート面２０４は外周側に５０度以下で傾斜するように形成される。これにより、シート面先端部２０８をリリーフ弁体２０１の高圧側端部２０１ａよりも、より高圧側に設置する事ができる。よって、高圧な燃料が流れる際に、燃料はシート面先端部２０８で急激に流れる方向が変わるが、シート面先端部２０８とリリーフ弁体２０１との隙間が大きく取れるために、十分な燃料流路面積が確保できる。したがって、燃料の流速が小さく、流体剥離発生が抑制できることより、流体剥離部の燃料の圧力は飽和蒸気圧以下とはならずキャビテーション気泡２１０発生を抑制できる。
　以上の通り、本実施例においては、開弁時の高圧の燃料を逃がす際に、燃料の流路面積最小部である前記シート部から離れた位置にシート面と流路穴の交点を設置する。これにより、より広い燃料流路が確保できるために、流体剥離する可能性のあるエッジ部の流速を下げることができる。したがってエッジ部の圧力が飽和蒸気圧以下に低下する可能性が抑制され、キャビテーション気泡の発生を低減できるため、より信頼性の高いリリーフ弁機構を供給できる。よって、キャビテーションエロージョンの発生を抑制することができるため、弁体がシート部に着座した状態の時に、燃料を完全にシールすることができる。
　なお、図７ではリリーフ弁体２０１は球体形状であるが、リリーフ弁体２０１は必ずしも球体である必要は無く例えば円錐形状、もしくは円錐形状の先端をカットした形状、もしくはシート部２０４ａと接触する部分のみ球状でも良い。なお、その場合にも図５に示すようにシート部２０４ａはシート面２０４において略中央部に配置されることが望ましい。これにより、図５について説明した上記の作用、効果を得ることが可能である。
　図９に本発明の第２の実施例を示す。前記リリーフ弁体２０１に対して下流に存在する低圧室２０７を囲むハウジング２０５と前記シート部２０４が一体の構造となってユニット化されている。本体ボディ２１１に穴２１４が掘り込まれている。一体構造となっているハウジング２０５とシート部２０４ａは、本体ボディ２１１に対して別部品で形成されており、本体ボディ２１１に掘り込まれた穴２１４に、前記一体構造のハウジング２０５とシート部２０４ａが設置されている。本構成のリリーフ弁機構において、実施例１に記載の特徴を持ち、シート面先端部２０８がシート部２０４ａから離れた位置に形成されていれば、実施例１に記載の効果を有する。
　図１０に本発明の第３の実施例を示す。シート部材２１５が本体ボディ２１１に対して別部品で形成されており、本シート部２０４ａは上流側の高圧室２０６を囲む構造となっており、本体ボディ２１１に掘り込まれた穴２１４に設置される構成となっている。本構成のリリーフ弁機構において、実施例１に記載の特徴を持ち、シート面先端部２０８がシート部２０４ａから離れた位置に形成されていれば、実施例１に記載の効果を有する。
　図１１に本発明の第４の実施例を示す。本体ボディ２１１を直接、掘り込んでリリーフシート面２０４が形成されている。
　本構成のリリーフ弁機構において、実施例１に記載の特徴を持ち、シート面先端部２０８がシート部２０４ａから離れた位置に形成されていれば、実施例１に記載の同じ効果を有する。
１…ポンプハウジング、２…プランジャ、８…吐出弁機構、９…圧力脈動低減機構、１０ｃ…吸入通路、１１…加圧室、１２…吐出通路、２０…燃料タンク、２３…コモンレール、２４…インジェクタ、２６…圧力センサ、３０…電磁吸入弁機構、２００…リリーフ弁機構、２０１…リリーフ弁体、２０１ａ・・・リリーフ弁体の高圧側端部、２０２…弁体押さえ、２０３…弾性部材、２０４…リリーフシート面２０４ａ・・・シート部、２０４ｂ…角度、２０５…ハウジング、２０６…高圧室、２０７…低圧室、２０８…シート面先端部、２０８ａ・・・リリーフ通路、２０９…高速振動、２１０…キャビテーション気泡、２１１…本体ボディ、２１３…シート部、２１４…穴、２１５…シート部材。

Claims (6)

  1. 　燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の下流側に配置される吐出弁と、前記吐出弁の下流側の吐出通路の燃料を前記加圧室、又は低圧通路に戻すリリーフ弁機構と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記リリーフ弁機構は、前記吐出通路と繋がって形成されるリリーフ通路と、前記リリーフ通路と繋がって、前記加圧室、又は前記低圧通路に向かって拡大して形成されるリリーフシート面と、前記リリーフシート面よりも加圧室側、又は低圧通路側に位置し、前記リリーフシート面に着座するリリーフ弁体と、を備え、前記リリーフ弁体の前記吐出通路の側の端部に対して、前記リリーフ通路と前記リリーフシート面との交点の方が前記吐出通路の側に位置することを特徴とする高圧燃料ポンプ。
  2. 　燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の下流側に配置される吐出弁と、前記吐出弁の下流側の吐出通路の燃料を前記加圧室、又は低圧通路に戻すリリーフ弁機構と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記リリーフ弁機構は、前記吐出通路と繋がって形成されるリリーフ通路と、前記リリーフ通路と繋がって、前記加圧室、又は前記低圧通路に向かって拡大して形成されるリリーフシート面と、前記リリーフシート面よりも加圧室側、又は低圧通路側に位置し、前記リリーフシート面に着座するリリーフ弁体と、を備え、前記リリーフシート面のシート径に対して、前記リリーフ通路の径が０．６倍以下で形成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
  3. 　燃料を加圧する加圧室と、前記加圧室の下流側に配置される吐出弁と、前記吐出弁の下流側の吐出通路の燃料を前記加圧室、又は低圧通路に戻すリリーフ弁機構と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記リリーフ弁機構は、前記吐出通路と繋がって形成されるリリーフ通路と、前記リリーフ通路と繋がって、前記加圧室、又は前記低圧通路に向かって拡大して形成されるリリーフシート面と、前記リリーフシート面よりも加圧室側、又は低圧通路側に位置し、前記リリーフシート面に着座するリリーフ弁体と、を備え、前記リリーフ弁体の径に対して、前記リリーフ通路の径が半分以下で形成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
  4. 　請求項１～３の何れかに記載の高圧燃料ポンプにおいて、前記リリーフシート面は、前記リリーフ通路と前記リリーフシート面との交点から加圧室側、又は低圧通路側において研磨されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
  5. 　請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、前記リリーフ通路と前記リリーフシート面との交点はＲ部が形成されることなく、所定の角度で交差して形成されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
  6. 　請求項１に記載の高圧燃料ポンプにおいて、前記リリーフ通路は前記リリーフ弁体を付勢するばね部の伸縮方向と略平行に形成され、前記リリーフ通路に対して前記リリーフシート面は外周側に５０度以下で傾斜するように形成されることを特徴とするバルブ機構。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019097990A1 (ja) * 2017-11-15 2019-05-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 リリーフ弁機構およびこれを備えた燃料供給ポンプ
WO2019166136A1 (de) * 2018-02-27 2019-09-06 Robert Bosch Gmbh Druckbegrenzungsventil
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
US20220252030A1 (en) * 2019-07-19 2022-08-11 Robert Bosch Gmbh High-Pressure Fuel Pump
WO2023032253A1 (ja) * 2021-09-03 2023-03-09 日立Astemo株式会社 燃料ポンプ

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55157163U (ja) * 1979-04-27 1980-11-12
JP2005214303A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Aisin Seiki Co Ltd リリーフバルブ
JP2007056989A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Denso Corp 流体制御弁およびその製造方法
JP2007533882A (ja) * 2003-11-25 2007-11-22 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 特に内燃機関用の燃料噴射装置の高圧ポンプのための弁
JP2011132941A (ja) * 2009-11-26 2011-07-07 Nippon Soken Inc 圧力制御弁
JP2011220195A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Nippon Soken Inc 圧力保持弁の検査装置および検査方法
JP2013241835A (ja) * 2012-05-17 2013-12-05 Nippon Soken Inc 高圧燃料ポンプのリリーフ弁
JP2014043820A (ja) * 2012-08-28 2014-03-13 Denso Corp 高圧燃料制御装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000145591A (ja) * 1998-09-01 2000-05-26 Mitsubishi Electric Corp 燃料供給装置
JP2001173816A (ja) 1999-12-17 2001-06-29 Denso Corp 逆止弁及びそれを用いた燃料噴射ポンプ
DE10231135A1 (de) * 2002-07-10 2004-01-29 Robert Bosch Gmbh Druckentlastungsventil
EP1411238B1 (de) * 2002-10-15 2006-01-11 Robert Bosch Gmbh Druckbegrenzungsventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem
JP2006242019A (ja) 2005-03-01 2006-09-14 Jtekt Corp 燃料ポンプ用チェック弁
JP5103138B2 (ja) * 2007-11-01 2012-12-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧液体供給ポンプ
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
JP5180365B2 (ja) * 2009-02-20 2013-04-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプ及びそれに用いる吐出弁ユニット
CN101865062A (zh) * 2010-06-03 2010-10-20 宁波舜田良源油嘴油泵有限公司 等压出油阀
JP5198511B2 (ja) * 2010-06-29 2013-05-15 株式会社デンソー 定残圧弁
JP5616246B2 (ja) 2011-01-28 2014-10-29 株式会社デンソー 高圧ポンプ
JP5501272B2 (ja) * 2011-03-08 2014-05-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプ
WO2013117200A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-15 Volvo Lastvagnar Ab Fuel injection system
AU2013334273B2 (en) * 2012-10-25 2016-03-10 Briggs & Stratton, Llc Fuel injection system
JP2014105669A (ja) 2012-11-29 2014-06-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 高圧燃料供給ポンプ
JP2014105668A (ja) 2012-11-29 2014-06-09 Hitachi Automotive Systems Ltd 高圧燃料供給ポンプ
JP6307307B2 (ja) 2014-03-05 2018-04-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料ポンプ
CN106460743B (zh) * 2014-04-21 2017-12-22 斯坦蒂内有限责任公司 用于单柱塞燃油泵的减压阀
CN204187067U (zh) * 2014-10-16 2015-03-04 宁波舜田良源油嘴油泵有限公司 一种高压共轨***的限压阀

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55157163U (ja) * 1979-04-27 1980-11-12
JP2007533882A (ja) * 2003-11-25 2007-11-22 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 特に内燃機関用の燃料噴射装置の高圧ポンプのための弁
JP2005214303A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Aisin Seiki Co Ltd リリーフバルブ
JP2007056989A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Denso Corp 流体制御弁およびその製造方法
JP2011132941A (ja) * 2009-11-26 2011-07-07 Nippon Soken Inc 圧力制御弁
JP2011220195A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Nippon Soken Inc 圧力保持弁の検査装置および検査方法
JP2013241835A (ja) * 2012-05-17 2013-12-05 Nippon Soken Inc 高圧燃料ポンプのリリーフ弁
JP2014043820A (ja) * 2012-08-28 2014-03-13 Denso Corp 高圧燃料制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019097990A1 (ja) * 2017-11-15 2019-05-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 リリーフ弁機構およびこれを備えた燃料供給ポンプ
JP2019090366A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 リリーフ弁機構およびこれを備えた燃料供給ポンプ
WO2019166136A1 (de) * 2018-02-27 2019-09-06 Robert Bosch Gmbh Druckbegrenzungsventil
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
US20220252030A1 (en) * 2019-07-19 2022-08-11 Robert Bosch Gmbh High-Pressure Fuel Pump
WO2023032253A1 (ja) * 2021-09-03 2023-03-09 日立Astemo株式会社 燃料ポンプ
JP7518980B2 (ja) 2021-09-03 2024-07-18 日立Astemo株式会社 燃料ポンプ

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