JP2023169731A - Fuel pump - Google Patents
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Abstract
【課題】ボディとフランジの接合部及びその近傍の疲労破壊を抑制することが可能な燃料ポンプを提供する。【解決手段】本発明の燃料ポンプ(高圧燃料供給ポンプ100)は、加圧室を形成するボディ1と、ボディ1と接合された取付けフランジ21とを備える。取付けフランジ21は、燃料ポンプ取付け部90(ポンプ取付け部)に固定される。取付けフランジ21は、ボディ1に接合される内周部を有する環状に形成されている。そして、取付けフランジ21は、内周部側が燃料ポンプ取付け部90と反対側に凸となるような段部213を有する。【選択図】図6An object of the present invention is to provide a fuel pump capable of suppressing fatigue fracture at and in the vicinity of a joint between a body and a flange. A fuel pump (high-pressure fuel supply pump 100) of the present invention includes a body 1 forming a pressurizing chamber and a mounting flange 21 joined to the body 1. The mounting flange 21 is fixed to a fuel pump mounting portion 90 (pump mounting portion). The mounting flange 21 is formed into an annular shape having an inner peripheral portion joined to the body 1. The mounting flange 21 has a stepped portion 213 on the inner circumferential side of which is convex on the side opposite to the fuel pump mounting portion 90. [Selection diagram] Figure 6
Description
本発明は、燃料を高圧にしてエンジンに供給する燃料ポンプに関する。 The present invention relates to a fuel pump that supplies high-pressure fuel to an engine.
燃料ポンプとしては、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された高圧燃料供給ポンプは、ハウジングと、吸入弁と、吐出弁とリリーフ弁とを備えている。ハウジングには、シリンダが取り付けられている。ハウジングとシリンダは、燃料を加圧する加圧室を形成している。シリンダには、プランジャが往復動可能に係合している。プランジャが往復動すると、加圧室の容積が変化する。
The fuel pump is described in
吸入弁は、電磁ソレノイドを有している。電磁ソレノイドに電流を供給すると、吸入弁は開弁する。吸入弁が開弁すると、燃料は、加圧室に吸入される。吐出弁は、加圧室内の燃料の圧力が所定値以上になった場合に開弁する。吐出弁が開弁すると、燃料は、コモンレールに圧送される。リリーフ弁は、コモンレール側の燃料の圧力が特定の圧力以上になった場合に開弁する。リリーフ弁が開弁すると、コモンレール側の燃料が加圧室に戻る。 The suction valve has an electromagnetic solenoid. When current is supplied to the electromagnetic solenoid, the suction valve opens. When the suction valve opens, fuel is sucked into the pressurizing chamber. The discharge valve opens when the pressure of the fuel in the pressurizing chamber reaches a predetermined value or higher. When the discharge valve opens, fuel is pumped to the common rail. The relief valve opens when the fuel pressure on the common rail side exceeds a specific pressure. When the relief valve opens, fuel on the common rail side returns to the pressurizing chamber.
ハウジングには、フランジが溶接で固定されている。フランジは、取付けボルトによりエンジン部に締結されている。これにより、燃料ポンプは、エンジン部に固定されている。 A flange is fixed to the housing by welding. The flange is fastened to the engine section with mounting bolts. Thereby, the fuel pump is fixed to the engine section.
しかし、特許文献1に記載された高圧燃料供給ポンプでは、加圧室内の高圧燃料によりハウジングとフランジの溶接部およびその近傍に過大な応力が発生する。その結果、ハウジングとフランジの溶接部或いはその近傍が、疲労破壊してしまうという問題があった。
However, in the high-pressure fuel supply pump described in
なお、溶接部近傍の剛性を高めるためにフランジの板厚を厚くして、溶接長を長くすることが考えられる。しかし、溶接長を長くすると、溶接のため高温になる領域が大きくなる。その結果、ハウジングが許容値以上の熱変形を起こしてしまう恐れがある。 In addition, in order to increase the rigidity near the welded part, it is possible to increase the thickness of the flange and increase the weld length. However, when the welding length is increased, the area that becomes hot due to welding becomes larger. As a result, there is a possibility that the housing may undergo thermal deformation exceeding an allowable value.
また、溶接長を長くすると、スパッタが大きくなり、スパッタを除去する作業が煩雑になる。スパッタを除去しない場合は、シリンダ等の他の部品を取り付ける際にスパッタが邪魔になる。したがって、フランジの板厚を厚くして、溶接長を長くすることは好ましくない。 Further, when the welding length is increased, spatter becomes larger and the work to remove the spatter becomes complicated. If the spatter is not removed, the spatter will get in the way when attaching other parts such as a cylinder. Therefore, it is not preferable to increase the thickness of the flange and increase the weld length.
本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、ハウジング(ボディ)とフランジの接合部及びその近傍の疲労破壊を抑制することが可能な燃料ポンプを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fuel pump capable of suppressing fatigue failure at the joint between the housing (body) and the flange and in the vicinity thereof.
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の燃料ポンプは、加圧室を形成するボディと、ボディと接合されたフランジとを備える。フランジは、エンジンのポンプ取付け部に固定される。フランジは、ボディに接合される内周部を有する環状に形成されている。そして、フランジは、内周部側がポンプ取付け部と反対側に凸となるような段部を有する。 In order to solve the above problems and achieve the objects of the present invention, a fuel pump of the present invention includes a body forming a pressurizing chamber and a flange joined to the body. The flange is secured to the pump mounting portion of the engine. The flange is formed into an annular shape having an inner peripheral portion joined to the body. The flange has a stepped portion whose inner peripheral side is convex on the side opposite to the pump mounting portion.
上記構成の燃料ポンプによれば、ボディとフランジの接合部及びその近傍の疲労破壊を抑制することができる。
なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the fuel pump configured as described above, fatigue failure at the joint between the body and the flange and the vicinity thereof can be suppressed.
Note that problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the description of the embodiments below.
1.実施形態
以下、本発明の一実施形態に係る高圧燃料供給ポンプについて説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
1. Embodiment A high-pressure fuel supply pump according to an embodiment of the present invention will be described below. Note that common members in each figure are given the same reference numerals.
[燃料供給システム]
まず、本実施形態に係る高圧燃料供給ポンプ(燃料ポンプ)を用いた燃料供給システムについて、図1を用いて説明する。
図1は、本実施形態に係る高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムの全体構成図である。
[Fuel supply system]
First, a fuel supply system using a high-pressure fuel supply pump (fuel pump) according to the present embodiment will be explained using FIG. 1.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel supply system using a high-pressure fuel supply pump according to this embodiment.
図1に示すように、燃料供給システムは、高圧燃料供給ポンプ(燃料ポンプ)100と、ECU(Engine Control Unit)101と、燃料タンク103と、コモンレール106と、複数のインジェクタ107とを備えている。高圧燃料供給ポンプ100の部品は、ポンプボディ1(以下、「ボディ1」とする。)に一体に組み込まれている。
As shown in FIG. 1, the fuel supply system includes a high-pressure fuel supply pump (fuel pump) 100, an ECU (Engine Control Unit) 101, a
燃料タンク103の燃料は、ECU101からの信号に基づいて駆動するフィードポンプ102によって汲み上げられる。汲み上げられた燃料は、不図示のプレッシャレギュレータにより適切な圧力に加圧され、低圧配管104を通して高圧燃料供給ポンプ100の低圧燃料吸入口51に送られる。
Fuel in the
高圧燃料供給ポンプ100は、燃料タンク103から供給された燃料を加圧して、コモンレール106に圧送する。コモンレール106には、複数のインジェクタ107と、燃料圧力センサ105が装着されている。
The high-pressure
複数のインジェクタ107は、気筒(燃焼室)数にあわせて装着されている。複数のインジェクタ107は、ECU101から出力される駆動電流に従って燃料を噴射する。本実施形態の燃料供給システムは、インジェクタ107がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムである。
A plurality of
燃料圧力センサ105は、検出した圧力データをECU101に出力する。ECU101は、各種センサから得られるエンジン状態量(例えばクランク回転角、スロットル開度、エンジン回転数、燃料圧力等)に基づいて適切な噴射燃料量(目標噴射燃料長)や適切な燃料圧力(目標燃料圧力)等を演算する。
ECU101は、燃料圧力(目標燃料圧力)等の演算結果に基づいて、高圧燃料供給ポンプ100や複数のインジェクタ107の駆動を制御する。すなわち、ECU101は、高圧燃料供給ポンプ100を制御するポンプ制御部と、インジェクタ107を制御するインジェクタ制御部とを有する。
The ECU 101 controls the driving of the high-pressure
高圧燃料供給ポンプ100は、圧力脈動低減機構9と、容量可変機構である電磁吸入弁機構(電磁弁機構)3と、リリーフ弁機構4(図2参照)と、吐出弁機構8とを有している。低圧燃料吸入口51から流入した燃料は、圧力脈動低減機構9、吸入通路10bを介して電磁吸入弁機構3の吸入ポート31bに到達する。
The high-pressure
電磁吸入弁機構3に流入した燃料は、吸入弁32を通過し、ボディ1に形成された吸入通路1dを流れた後に加圧室11に流入する。加圧室11には、プランジャ2が摺動可能に保持されている。プランジャ2は、エンジンのカム91(図2参照)により動力が伝えられて往復動する。
The fuel that has flowed into the electromagnetic
加圧室11では、プランジャ2の下降行程において電磁吸入弁機構3から燃料が吸入され、上昇行程において燃料が加圧される。加圧室11の燃料圧力が所定値を超えると、吐出弁機構8が開弁し、高圧燃料が燃料吐出口12aを経てコモンレール106へ圧送される。高圧燃料供給ポンプ100による燃料の吐出は、電磁吸入弁機構3の開閉によって操作される。そして、電磁吸入弁機構3の開閉は、ECU101によって制御される。
In the pressurizing
[高圧燃料供給ポンプ]
次に、高圧燃料供給ポンプ100の構成について、図2~図4を用いて説明する。
図2は、高圧燃料供給ポンプ100の縦断面図である。図3は、高圧燃料供給ポンプ100を図2とは別の方向から見た縦断面図である。図4は、高圧燃料供給ポンプ100の垂直方向に直交する断面で見た水平方向断面図である。
[High pressure fuel supply pump]
Next, the configuration of the high-pressure
FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the high-pressure
図2~図4に示すように、高圧燃料供給ポンプ100のポンプボディ1は、略円柱状に形成されている。図2及び図3に示すように、ポンプボディ1は、内部に第1室1aと、第2室1bと、第3室1cと、吸入通路1dが設けられている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
第1室1aは、ポンプボディ1に設けた円柱状の空間部である。第1室1aの中心線1Aは、ポンプボディ1の中心線に一致している。第1室1aには、プランジャ2の一端部が挿入されている。プランジャ2は、第1室1a内を往復動する。第1室1aとプランジャ2の一端は、加圧室11を形成している。
The
吸入通路1dは、加圧室11に連通している。電磁吸入弁機構3を通過した燃料は、吸入通路1dを通って加圧室11に吸入される。
The
第2室1bは、ポンプボディ1に設けた円柱状の空間部である。第2室1bの中心線は、ポンプボディ1(第1室1a)の中心線に直交している。第2室1bは、リリーフ弁機構4が配置されるリリーフ弁室を形成している。第2室1bは、第1室1aの上方に配置されている。第2室1bは、第1室1aの一端(上端)に連通している。なお、第2室1b(リリーフ弁室)の径は、第1室1aの径よりも小さい。
The
第3室1cは、ポンプボディ1に設けた円柱状の空間部である。第1室1aの他端(下端)に連続している。第3室1cの中心線は、第1室1aの中心線1A及びポンプボディ1の中心線に一致している。第3室1cの径は、第1室1aの径よりも大きい。第3室1cには、プランジャ2の往復動をガイドするシリンダ6が配置されている。
The
シリンダ6は、筒状に形成されている。シリンダ6の外周部は、ボディ1の第3室1cに圧入されている。シリンダ6の端面は、第1室1aと第3室1cとの間の段部に当接する。これにより、シリンダ6が第1室1a側にずれてしまうことを防止することができる。シリンダ6は、プランジャ2の往復動をガイドする。
The
ボディ1には、シリンダ6の軸方向の中央部に係合する固定部1eが設けられている。ボディ1の固定部1eは、シリンダ6を上方(図2中の上方)へ押圧する。これにより、加圧室11において加圧された燃料が、シリンダ6の上端面とボディ1との間から漏れないようにすることができる。
The
図3に示すように、ボディ1には、取付けフランジ21が接合されている。取付けフランジ21は、エンジン(内燃機関)の燃料ポンプ取付け部90に密着している。取付けフランジ21は、2つのボルト(ねじ)22を用いて燃料ポンプ取付け部90に取り付けられている。すなわち、高圧燃料供給ポンプ100は、取付けフランジ21によって燃料ポンプ取付け部90に固定されている。取付けフランジ21については、後で図5及び図6を参照して説明する。
As shown in FIG. 3, a mounting
図2及び図3に示すように、燃料ポンプ取付け部90とボディ1との間には、シート部材の一具体例を示すOリング93が介在されている。このOリング93は、エンジンオイルが燃料ポンプ取付け部90とボディ1との間を通ってエンジン(内燃機関)の外部に漏れることを防止している。
As shown in FIGS. 2 and 3, an O-
プランジャ2の下端には、タペット92が設けられている。タペット92は、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム91の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ2に伝達する。プランジャ2は、リテーナ15を介してばね16によりカム91側に付勢されている。これにより、プランジャ2の下端は、タペット92に圧着されている。タペット92は、カム91の回転に伴って往復動する。プランジャ2は、タペット92と一緒に往復動し、加圧室11の容積を変化させる。
A
シリンダ6とリテーナ15との間には、シールホルダ17が配置されている。シールホルダ17は、プランジャ2が挿入される筒状に形成されている。シールホルダ17の上部とポンプボディ1との間には、副室17aが形成されている。また、シールホルダ17は、リテーナ15側である下端部にプランジャシール18を保持している。
A
プランジャシール18は、プランジャ2の外周に摺動可能に接触している。プランジャシール18は、プランジャ2が往復運したとき、副室17aの燃料をシールし、副室17aの燃料がエンジン内部へ流入しないようにする。また、プランジャシール18は、エンジン内の摺動部を潤滑する潤滑油(エンジンオイルも含む)がボディ1の内部に流入することを防止している。
The
図2において、プランジャ2は、上下方向に往復動する。プランジャ2が下降すると、加圧室11の容積が拡大し、プランジャ2が上昇すると、加圧室11の容積が減少する。すなわち、プランジャ2は、加圧室11の容積を拡大及び縮小させる方向に往復運するように配置されている。
In FIG. 2, the
プランジャ2は、大径部2aと小径部2bを有している。プランジャ2が往復動すると、大径部2a及び小径部2bは、副室17aに位置する。したがって、副室17aの体積は、プランジャ2の往復動によって増減する。
The
副室17aは、燃料通路10c(図4参照)により低圧燃料室10と連通している。プランジャ2の下降時は、副室17aから低圧燃料室10へ燃料の流れが発生する。プランジャ2の上昇時は、低圧燃料室10から副室17aへ燃料の流れが発生する。これにより、高圧燃料供給ポンプ100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る。その結果、高圧燃料供給ポンプ100内部で発生する圧力脈動を低減することができる。
The
図3に示すように、高圧燃料供給ポンプ100のポンプボディ1の上部には、低圧燃料室10が設けられている。そして、低圧燃料室10の側面部には、吸入ジョイント5が取り付けられている。吸入ジョイント5は、燃料タンク103(図1参照)から供給された燃料を通す低圧配管104に接続されている。燃料タンク103の燃料は、吸入ジョイント5からポンプボディ1の内部に供給される。
As shown in FIG. 3, a low
吸入ジョイント5は、低圧配管104に接続された低圧燃料吸入口51と、低圧燃料吸入口51に連通する吸入流路52とを有している。吸入流路52には、吸入フィルタ53が配置されている。低圧燃料吸入口51から吸入流路52に入った燃料は、吸入フィルタ53を通過して低圧燃料室10に供給される。吸入フィルタ53は、燃料に存在する異物を除去し、高圧燃料供給ポンプ100内に異物が進入することを防ぐ。
The
低圧燃料室10は、ダンパーカバー14によって覆われている。低圧燃料室10には、低圧燃料流路10aと、吸入通路10bが設けられている。吸入通路10bは、電磁吸入弁機構3の吸入ポート31b(図2参照)に連通している。低圧燃料流路10aを通った燃料は、吸入通路10bを介して電磁吸入弁機構3の吸入ポート31bに到達する。
The low
低圧燃料流路10aには、圧力脈動低減機構9が設けられている。加圧室11に流入した燃料が再び開弁状態の電磁吸入弁機構3を通って吸入通路10b(図2参照)へと戻されると、低圧燃料室10に圧力脈動が発生する。圧力脈動低減機構9は、高圧燃料供給ポンプ100内で発生した圧力脈動が低圧配管104へ波及することを低減する。
A pressure
圧力脈動低減機構9は、波板状の円盤型金属板2枚をその外周で張り合わせた金属ダイアフラムダンパを有する。金属ダイアフラムダンパの内部には、アルゴンのような不活性ガスが注入されている。金属ダイアフラムダンパは、膨張・収縮することで圧力脈動を吸収或いは低減する。
The pressure
図2及び図4に示すように、電磁吸入弁機構3は、ボディ1に形成された横穴に挿入されている。横穴は、加圧室11の上流側(吸入通路10b側)に設けられている。電磁吸入弁機構3は、ボディ1に形成された横穴に圧入された吸入弁シート31と、吸入弁32と、吸入弁付勢ばね34と、電磁コイル35と、アンカー36とを有している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the electromagnetic
吸入弁シート31は、筒状に形成されている。吸入弁シート31の内周部には、着座部31aが設けられている。吸入弁シート31には、外周部から内周部に到達する吸入ポート31bが形成されている。吸入ポート31bは、上述した低圧燃料室10における吸入通路10bに連通している。
The
吸入弁32は、ロッド部32aと、弁部32bを有している。ロッド部32aは、円柱状に形成されている。ロッド部32aの一端には、弁部32bが設けられている。ロッド部32aの他端は、アンカー36に対向する。弁部32bは、吸入弁シート31の着座部31aに対向する。
The
吸入弁シート31は、ロッド部32aが貫通するロッドガイド31cを有している。ロッドガイド31cは、筒状に形成されている。ロッドガイド31cには、ロッド部32aが貫通する筒孔とは別に、軸方向に貫通する連通路が設けられている。これにより、アンカー36が軸方向に移動したときに、電磁吸入弁機構3内の燃料の移動を妨げないようにすることができる。
The
ボディ1に形成された横穴には、吸入弁シート31の着座部31aに対向するストッパ37が配置されている。吸入弁32の弁部32bは、ストッパ37と着座部31aとの間に配置されている。
A
弁部32bは、着座部31aに当接することにより、吸入ポート31bと加圧室11との連通部を閉鎖する。その結果、電磁吸入弁機構3は、閉弁状態になる。一方、弁部32bは、ストッパ37に当接することにより、吸入ポート31bと加圧室11との連通部を開放する。その結果、電磁吸入弁機構3は、開弁状態になる。
The
吸入弁付勢ばね34の一端は、吸入弁32のロッド部32aに設けたフランジに当接している。吸入弁付勢ばね34の他端は、吸入弁シート31のロッドガイド31cに当接している。吸入弁付勢ばね34は、弁部32bが吸入弁シート31の着座部31aに近づく方向に吸入弁32を付勢する。以下、弁部32bが着座部31aに近づく方向を閉弁方向とする。
One end of the suction
アンカー36は、略円筒状に形成されている。アンカー36の軸方向の一端は、吸入弁32のロッド部32aに当接する。アンカー36の軸方向の他端は、固定コア39に対向している。固定コア39は、円筒状に形成されている。固定コア39の軸方向の一端は、アンカー36の軸方向の他端と対向する。
固定コア39の軸方向の他端部には、アンカーガイド33が嵌合している。アンカーガイド33は、円柱状に形成されている。アンカーガイド33は、固定コア39の内周部に嵌合する大径部と、大径部よりも小さい径の小径部とを有している。アンカーガイド33の小径部は、固定コア39の軸方向の一端から突出している。アンカーガイド33の小径部には、アンカー36が摺動可能に嵌合している。
An
アンカーガイド33における小径部の外周部には、アンカー付勢ばね40が嵌め込まれている。アンカー付勢ばね40の一端は、アンカー36の軸方向の他端に当接している。アンカー付勢ばね40の他端は、アンカーガイド33の大径部に当接している。
An
アンカー付勢ばね40は、アンカー36を固定コア39から遠ざかる方向に付勢する。以下、アンカー36が固定コア39から遠ざかる方向を閉弁方向とする。なお、アンカー付勢ばね40による付勢力は、吸入弁付勢ばね34による付勢力よりも大きい。
電磁コイル35は、固定コア39の周りを一周するように配置されている。電磁コイル35は、ボビンに複数回巻かれた銅線からなる。電磁コイル35には、端子部材30が電気的に接続されている。電磁コイル35には、端子部材30を介して電流が流れる。
The
電磁コイル35に電流が流れていない無通電状態において、アンカー36は、アンカー付勢ばね40による付勢力によって開弁方向に付勢されている。これにより、アンカー36は、吸入弁32を開弁方向に押圧している。その結果、吸入弁32の弁部32bが着座部31aから離れてストッパ37に当接する。したがって、電磁吸入弁機構3は、開弁状態になっている。すなわち、電磁吸入弁機構3は、無通電状態において開弁するノーマルオープン式となっている。
In a non-energized state where no current flows through the
電磁吸入弁機構3の開弁状態において、吸入ポート31bの燃料は、吸入弁32と着座部31aとの間を通り、ストッパ37の複数の燃料通過孔(不図示)及び吸入通路1dを通って加圧室11に流入する。電磁吸入弁機構3の開弁状態において、吸入弁32の弁部32bは、ストッパ37と接触するため、吸入弁32の開弁方向の位置が規制される。電磁吸入弁機構3の開弁状態において、吸入弁32の弁部32bと着座部31aとの間に存在する隙間は、吸入弁32の移動可能距離であり、これが開弁ストロークとなる。
When the electromagnetic
電磁コイル35に電流が流れると、磁束が発生する。発生した磁束は、固定コア39及びアンカー36等を磁路として通過する。そして、アンカー36と固定コア39のそれぞれの磁気吸引面(対向面)に、磁気吸引力が作用する。その結果、アンカー36は、アンカー付勢ばね40の付勢力に抗して移動し、固定コア39に接触する。
When current flows through the
アンカー36が固定コア39側である閉弁方向へ移動すると、吸入弁32は、アンカー付勢ばね40による開弁方向への付勢力から解放される。そして、吸入弁32は、吸入弁付勢ばね34による付勢力と、燃料が吸入通路10bに流れ込むことによる流体力により閉弁方向に移動する。これにより、吸入弁32の弁部32bは、吸入弁シート31の着座部31aに接触する。その結果、電磁吸入弁機構3は、閉弁状態になる。
When the
図4に示すように、吐出弁機構8は、加圧室11の出口側に接続されている。吐出弁機構8は、ボディ1に形成された吐出弁室80に収納されている。吐出弁機構8は、吐出弁シート部材81と、吐出弁シート部材81と接離する吐出弁82を備える。また、吐出弁機構8は、吐出弁82を吐出弁シート部材81側へ付勢する吐出弁ばね83と、吐出弁82のリフト量(移動距離)を決める吐出弁ストッパ84とを備える。
As shown in FIG. 4, the
また、吐出弁機構8は、燃料の外部への漏洩を遮断するプラグ85を有している。吐出弁ストッパ84は、プラグ85に圧入されている。プラグ85は、溶接部86で溶接によりボディ1に接合されている。
Further, the
吐出弁室80は、水平方向に延びる略円柱状の空間である。吐出弁室80の一端は、加圧室11に連通している。吐出弁室80の他端は、ボディ1の側面に開口している。吐出弁室80の他端の開口は、吐出弁ストッパ84によって封止されている。
The
ボディ1には、吐出ジョイント12が溶接部12bにより接合されている。吐出ジョイント12は、燃料吐出口12aを有している。燃料吐出口12aは、吐出通路87を介して吐出弁室80に連通している。吐出通路87は、ボディ1の内部において水平方向に延びている。燃料吐出口12aは、コモンレール106(図1参照)に接続されている。
A discharge joint 12 is joined to the
加圧室11の燃料圧力が吐出弁室80の燃料圧力より低い状態では、吐出弁82に作用する差圧力及び吐出弁ばね83による付勢力により、吐出弁82が吐出弁シート部材81に圧着される。その結果、吐出弁機構8は閉弁状態となる。一方、加圧室11の燃料圧力が、吐出弁室80の燃料圧力よりも大きくなり、吐出弁82に作用する差圧力が吐出弁ばね83の付勢力よりも大きくなると、吐出弁82が吐出弁シート部材81から離れる。その結果、吐出弁機構8は開弁状態となる。
When the fuel pressure in the pressurizing
吐出弁機構8が開弁状態になると、加圧室11内の燃料は、吐出弁室80、吐出通路87、吐出ジョイント12の燃料吐出口12aを経て、コモンレール106(図1参照)に吐出される。以上のような構成により、吐出弁機構8は、燃料の流通方向を制限する逆止弁として機能する。
When the
図2に示すように、ボディ1の第2室1bには、リリーフ弁機構4が配置されている。リリーフ弁機構4は、リリーフばね41と、リリーフ弁ホルダ42と、リリーフ弁43と、シート部材44を有している。
As shown in FIG. 2, a
シート部材44は、有底の筒状に形成されている。シート部材44の外周部は、第2室1bの内壁面に固定されている。リリーフばね41、リリーフ弁ホルダ42、及びリリーフ弁43は、シート部材44の底部と第2室1bの底部との間に配置されている。シート部材44の底部には、燃料通路となる貫通孔が形成されている。
The
リリーフばね41の一端部は、第2室1bの底部に当接している。リリーフばね41の他端部は、リリーフ弁ホルダ42に当接している。リリーフばね41は、リリーフ弁ホルダ42をシート部材44の底部側に付勢する。リリーフ弁43は、リリーフ弁ホルダ42とシート部材44の底部との間に配置されている。
One end of the
リリーフ弁43は、リリーフ弁ホルダ42に係合している。リリーフ弁43は、リリーフ弁ホルダ42と一緒にシート部材44の底部側に付勢されている。これにより、リリーフ弁43は、シート部材44の燃料通路を塞いでいる。シート部材44の燃料通路は、吐出通路87(図4参照)に連通している。加圧室11(上流側)とシート部材44(下流側)との間における燃料の移動は、リリーフ弁43がシート部材44に接触(密着)することにより遮断されている。
The
コモンレール106やその先の部材内の燃料の圧力が高くなると、シート部材44側の燃料がリリーフ弁43を押圧する。これにより、リリーフ弁43は、リリーフばね41の付勢力に抗して移動する。その結果、リリーフ弁機構4が開弁し、吐出通路87内の燃料が、シート部材44の燃料通路を通って加圧室11に戻る。したがって、リリーフ弁43を開弁させる圧力は、リリーフばね41の付勢力によって決定される。
When the pressure of fuel in the
なお、本実施形態のリリーフ弁機構4は、加圧室11に連通しているが、これに限定されるものではない。本発明に係るリリーフ弁機構は、例えば、低圧通路(低圧燃料吸入口51や吸入通路10b等)に連通するようにしてもよい。
In addition, although the
[取付けフランジ]
次に、取付けフランジ21について、図4~図6を参照して説明する。
図5は、図4に示すA-A線に沿う断面図である。図6は、ボディ1と取付けフランジ21の接合部分を拡大した説明図である。
[Mounting flange]
Next, the mounting
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4. FIG. 6 is an enlarged explanatory view of the joint portion between the
図4に示すように、取付けフランジ21は、略環状の板体からなる。取付けフランジ21は、板金を加工して形成されている。取付けフランジ21の内周部は、ボディ1の外周部に接合されている。取付けフランジ21は、径方向に突出する固定部211を有する。
As shown in FIG. 4, the mounting
図5に示すように、固定部211には、ボルト(ねじ)22が貫通するねじ貫通孔212が設けられている。ボルト22は、燃料ポンプ取付け部90に螺合される。取付けフランジ21は、ボルト22により燃料ポンプ取付け部90に固定される。取付けフランジ21の下面は、燃料ポンプ取付け部90の上面に当接する。
As shown in FIG. 5, the fixing
図6に示すように、取付けフランジ21は、段部213を有する。段部213は、内周側が上方に凸となるように形成されている。すなわち、段部213は、内周部側が燃料ポンプ取付け部90と反対側に凸となるように形成されている。段部213の上面は、固定部211の上面よりも高い。段部213の下面は、固定部211の下面よりも高い。段部213の下面と燃料ポンプ取付け部90との間には、間隙が形成される。
As shown in FIG. 6, the mounting
段部213は、取付けフランジ21の内周部側を塑性変形させて形成されている。これにより、段部213には、加工硬化が生じている。取付けフランジ21における内周部側の板厚t1は、取付けフランジ21における外周部側の板厚t2よりも薄い。
The stepped
取付けフランジ21の内周部とボディ1の外周部は、溶接により接合されている。溶接は、例えば、レーザー溶接である。レーザーは、取付けフランジ21及びボディ1の下面側から照射される。これにより、溶接部214の縦断面は、取付けフランジ21の上面に向かうにつれて細くなる略三角形に形成される。
The inner peripheral part of the mounting
高圧燃料供給ポンプ100における加圧室11内の燃料の圧力が高圧になると、ボディ1には、上方に引き抜かれるような力が加わる。これにより、溶接部214に応力が発生する。このとき、応力は、接合部である溶接部214だけでなく、段部213にも分布する。なお、応力は、段部213に分布され易くなるが、段部213の周辺にも分布される。これにより、溶接長の長さは変更せずに、溶接部214及びその近傍に応力が集中しないようにすることができる。その結果、ボディ1及び取付けフランジ21の破損を抑制或いは防止することができる。
When the pressure of the fuel in the pressurizing
[高圧燃料供給ポンプの動作]
次に、高圧燃料供給ポンプ100の動作について、図2を用いて説明する。
[Operation of high pressure fuel supply pump]
Next, the operation of the high-pressure
図2において、プランジャ2が下降した場合に、電磁吸入弁機構3が開弁していると、吸入通路1dから加圧室11に燃料が流入する。以下、プランジャ2が下降する行程を吸入行程と称する。一方、プランジャ2が上昇した場合に、電磁吸入弁機構3が閉弁していると、加圧室11内の燃料は昇圧される。これにより、加圧室11内の燃料は、吐出弁機構8(図4参照)を通過してコモンレール106(図1参照)へ圧送される。以下、プランジャ2が上昇する工程を圧縮行程と称する。
In FIG. 2, when the
圧縮行程中に電磁吸入弁機構3が閉弁していれば、吸入行程中に加圧室11に吸入された燃料が加圧され、コモンレール106側へ吐出される。一方、圧縮行程中に電磁吸入弁機構3が開弁していれば、加圧室11内の燃料は吸入通路1d側へ押し戻され、コモンレール106側へ吐出されない。このように、高圧燃料供給ポンプ100による燃料の吐出は、電磁吸入弁機構3の開閉によって操作される。そして、電磁吸入弁機構3の開閉は、ECU101によって制御される。
If the electromagnetic
吸入行程では、加圧室11の容積が増加し、加圧室11内の燃料圧力が低下する。これにより、加圧室11の燃料圧力が吸入ポート31bの燃料圧力よりも低くなる。そして、両者の差圧による付勢力が弁付勢ばね38による付勢力を超えると、吸入弁32は着座部31aから離れる。これにより、電磁吸入弁機構3は、開弁状態になる。その結果、吸入ポート31b側の燃料は、吸入弁32と着座部31aとの間を通り、ストッパ37に設けられた複数の孔を通って加圧室11に流入する。
In the suction stroke, the volume of the pressurizing
吸入行程を終了した後は、圧縮行程に移る。このとき、電磁コイル35は、無通電状態を維持したままであり、アンカー36と固定コア39との間に磁気吸引力は作用していない。そして、吸入弁32には、アンカー付勢ばね40とロッド付勢ばね34の付勢力の差に応じた開弁方向への付勢力が加わる。さらに、吸入弁32には、燃料が加圧室11から低圧燃料流路10aへ逆流する時に発生する流体力(閉弁方向への押圧力)が加わる。
After completing the suction stroke, the engine moves to the compression stroke. At this time, the
この状態において、電磁吸入弁機構3が開弁状態を維持するために、アンカー付勢ばね40とロッド付勢ばね34の付勢力の差は、流体力よりも大きく設定されている。加圧室11の容積は、プランジャ2の上昇に伴い減少する。そのため、加圧室11に吸入されていた燃料は、吸入弁32と吸入弁シート31との間を通り、吸入ポート31bへと戻される。したがって、加圧室11内部の燃料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。
In this state, in order for the electromagnetic
戻し工程において、ECU101(図1参照)からの制御信号が電磁吸入弁機構3に印加されると、電磁コイル35には、端子部材30を介して電流が流れる。電磁コイル35に電流が流れると、固定コア39とアンカー36の磁気吸引面において磁気吸引力が作用し、アンカー36が固定コア39に引き寄せられる。
In the return process, when a control signal from the ECU 101 (see FIG. 1) is applied to the electromagnetic
そして、磁気吸引力がアンカー付勢ばね40の付勢力よりも大きくなると、アンカー36は、アンカー付勢ばね40の付勢力に抗して固定コア39側(閉弁方向)へ移動する。これにより、アンカー36が吸入弁32から離れる方向に移動する。その結果、吸入弁付勢ばね34による付勢力と、燃料が吸入通路10bに流れ込むことによる流体力により吸入弁32の弁部32bが着座部31aに着座する。吸入弁32が着座部31aに着座すると、電磁吸入弁機構3は、閉弁状態になる。
Then, when the magnetic attraction force becomes larger than the biasing force of the
電磁吸入弁機構3が閉弁状態になった後、加圧室11の燃料は、プランジャ2の上昇と共に昇圧される。そして、加圧室11の燃料は、所定の圧力以上になると、吐出弁機構8(図4参照)を通過してコモンレール106(図1参照)へ吐出される。この行程を吐出行程と称する。すなわち、プランジャ2の下始点から上始点までの間の圧縮行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁機構3の電磁コイル35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。
After the electromagnetic
電磁コイル35へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中における戻し行程の割合が小さくなり、吐出行程の割合が大きくなる。その結果、吸入通路10bに戻される燃料が少なくなり、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、電磁コイル35へ通電するタイミングを遅くすれば、圧縮行程中における戻し行程の割合が大きくなり、吐出行程の割合が小さくなる。その結果、吸入通路10bに戻される燃料が多くなり、高圧吐出される燃料は少なくなる。このように、電磁コイル35への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量をエンジン(内燃機関)が必要とする量に制御することができる。
If the timing of energizing the
2.まとめ
以上説明したように、上述した高圧燃料供給ポンプ100(燃料ポンプ)は、加圧室11を形成するボディ1と、ボディ1と接合された取付けフランジ21(フランジ)とを備える。取付けフランジ21は、エンジンの燃料ポンプ取付け部90(ポンプ取付け部)に固定される。取付けフランジ21は、ボディ1に接合される内周部を有する環状に形成されている。そして、取付けフランジ21は、内周部側が燃料ポンプ取付け部90と反対側に凸となるような段部213を有する。
これにより、ボディ1に上方に引き抜かれるような力が加わって応力が発生した場合に、その応力を、ボディ1と取付けフランジ21の接合部である溶接部214だけでなく、段部213にも分布させることができる。その結果、溶接長の長さは変更せずに、溶接部214及びその近傍に応力が集中しないようにすることができる。
2. Summary As explained above, the high-pressure fuel supply pump 100 (fuel pump) described above includes the
As a result, when stress is generated due to an upward pulling force applied to the
上述した高圧燃料供給ポンプ100(燃料ポンプ)におけるボディ1と取付けフランジ21(フランジ)は、溶接により接合されている。
これにより、ボディ1と取付けフランジ21を強固に接合することができる。なお、ボディ1と取付けフランジ21との接合は、溶接に限定されず、例えば、接着材を用いた接着、ハンダ付け、圧入固定、カシメ固定等を採用してもよい。
The
Thereby, the
上述した高圧燃料供給ポンプ100(燃料ポンプ)の取付けフランジ21(フランジ)における内周部側の板厚は、取付けフランジ21における外周部側の板厚よりも薄い。
これにより、内周部側に設けた段部213に加工硬化を生じさせることができる。その結果、応力が分布した際に段部213が破損することを防止或いは抑制することができる。
The inner peripheral side of the mounting flange 21 (flange) of the above-described high-pressure fuel supply pump 100 (fuel pump) is thinner than the outer peripheral side of the mounting
Thereby, work hardening can be caused in the stepped
上述した高圧燃料供給ポンプ100(燃料ポンプ)の取付けフランジ21(フランジ)は、段部213に加工硬化が生じる加工(塑性変形させる加工)により形成されている。
これにより、応力が分布した際に段部213が破損することを防止或いは抑制することができる。
The mounting flange 21 (flange) of the high-pressure fuel supply pump 100 (fuel pump) described above is formed by a process that causes work hardening of the stepped portion 213 (a process that causes plastic deformation).
Thereby, damage to the
以上、本発明の燃料ポンプの実施形態について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の燃料ポンプは、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。 The embodiments of the fuel pump of the present invention have been described above, including their effects. However, the fuel pump of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention as set forth in the claims.
また、上述した実施形態は、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。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Further, the embodiments described above have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace some of the configurations of each embodiment with other configurations.
1…ボディ、 2…プランジャ、 3…電磁吸入弁機構、 4…リリーフ弁機構、 5…吸入ジョイント、 6…シリンダ、 8…吐出弁機構、 9…圧力脈動低減機構、 10…低圧燃料室、 11…加圧室、 12…吐出ジョイント、 14…ダンパーカバー、 15…リテーナ、 17…シールホルダ、 17a…副室、 18…プランジャシール、 21…取付けフランジ、 22…ボルト、 90…燃料ポンプ取付け部、 100…高圧燃料供給ポンプ、 101…ECU、 102…フィードポンプ、 103…燃料タンク、 104…低圧配管、 105…燃料圧力センサ、 106…コモンレール、 107…インジェクタ、 211…固定部、 212…ねじ貫通孔、 213…段部、 214…溶接部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記フランジは、前記ボディに接合される内周部を有する環状に形成されており、前記内周部側が前記ポンプ取付け部と反対側に凸となるような段部を有する
燃料ポンプ。 A fuel pump comprising a body forming a pressurizing chamber and a flange joined to the body, the flange being fixed to a pump mounting part of an engine,
The flange is formed into an annular shape having an inner circumferential portion joined to the body, and the inner circumferential portion has a stepped portion that is convex on a side opposite to the pump mounting portion.
請求項1に記載の燃料ポンプ。 The fuel pump according to claim 1, wherein the body and the flange are joined by welding.
請求項1に記載の燃料ポンプ。 The fuel pump according to claim 1, wherein the thickness of the flange on the inner peripheral side is thinner than the thickness of the flange on the outer peripheral side.
請求項1~3のいずれか1項に記載の燃料ポンプ。 The fuel pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the flange is formed by a process that causes work hardening to occur in the stepped portion.
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