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JP2003222063A - 一体型の遮断ベーン形プレフィードポンプを備えた燃料高圧ポンプ - Google Patents

一体型の遮断ベーン形プレフィードポンプを備えた燃料高圧ポンプ

Info

Publication number
JP2003222063A
JP2003222063A JP2002361155A JP2002361155A JP2003222063A JP 2003222063 A JP2003222063 A JP 2003222063A JP 2002361155 A JP2002361155 A JP 2002361155A JP 2002361155 A JP2002361155 A JP 2002361155A JP 2003222063 A JP2003222063 A JP 2003222063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
fuel
pressure
vane
cam shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002361155A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Fehlmann
フェールマン ヴォルフガング
Juergen Frasch
フラシュ ユルゲン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2003222063A publication Critical patent/JP2003222063A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ポンプケーシングと、少なくとも１つのポン
プ部材１５と、該ポンプ部材１５を駆動するためのカム
軸とを有している形式の、内燃機関の燃料噴射装置のた
めの燃料高圧ポンプを改良して、構造が簡単で安価に製
造可能である一体型のプレフィードポンプを備えた燃料
高圧ポンプを提供する。 【解決手段】 ポンプケーシングと、カム軸と、このカ
ム軸と協働する遮断ベーン３７とが、１つの遮断ベーン
形ポンプを形成しており、遮断ベーン形ポンプが燃料を
少なくとも１つのポンプ部材１５に供給するようになっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の噴射装
置のための燃料高圧ポンプであって、ポンプケーシング
と、少なくとも１つのポンプ部材と、該ポンプ部材を駆
動するためのカム軸とを有している形式のものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような形式の燃料高圧ポンプは、例
えばヨーロッパ改良特許第４８１９６４号明細書により
公知である。この公知の燃料高圧ポンプはプレフィード
ポンプを必要としており、このプレフィードポンプは、
燃料を燃料タンクから、燃料高圧ポンプのポンプ部材に
供給する。
【０００３】
【特許文献１】ヨーロッパ改良特許第４８１９６４号明
細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、構造が簡単で安価に製造可能である一体型のプレフ
ィードポンプを備えた燃料高圧ポンプを提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、内燃機関の燃料噴射装置のための燃料高圧
ポンプであって、ポンプケーシングと、少なくとも１つ
のポンプ部材と、該ポンプ部材を駆動するためのカム軸
とを有している形式のものにおいて、ポンプケーシング
と、カム軸と、このカム軸と協働する遮断ベーン(Sperr
fluegel)とが、１つの遮断ベーン形ポンプを形成してお
り、遮断ベーン形ポンプが燃料を少なくとも１つのポン
プ部材に供給するようになっていることによって解決さ
れた。
【０００６】
【発明の効果】このような燃料高圧ポンプに一体型のプ
レフィードポンプによって、そうでなければ必要な電気
的なプレフィードポンプは完全に又は少なくとも大部分
が不必要となる。いずれにしても設けられている構成部
分例えばポンプケーシング及びカム軸を使用することに
よって、本発明による遮断ベーン形ポンプのためのコス
トは非常に安価になる。しかも必要な構成部分の数は１
つの遮断ベーンの分が増えるだけであるので、組み付け
はそれほど面倒ではない。さらに、本発明による遮断ベ
ーン形ポンプは付加的な構造スペースを必要としない。
このような付加的な構造スペースは、最近の内燃機関及
び自動車において非常に限定的な範囲でしか提供されな
い。
【０００７】本発明の変化実施例によれば、ポンプケー
シング内に内室が切欠いて形成されており、カム軸が内
室内で回転するようになっており、遮断ベーンとカム軸
とが内室を、吸込み室と圧力室とに仕切っているので、
安価な構造費用で遮断ベーン形ポンプを実現することが
できる。
【０００８】本発明の変化実施例によれば、圧力室とポ
ンプ部材との間に、第１の液圧式の接続部が形成されて
おり、この第１の液圧式の接続部によって、遮断ベーン
形ポンプが燃料をポンプ部材に供給するようになってい
る。
【０００９】本発明による遮断ベーン形ポンプの特に簡
単な実施例によれば、遮断ベーンの、圧力室に向いた側
に溝が設けられており、該溝が第１の液圧式の接続部の
一部である。これによって、第１の液圧式の接続部は、
できるだけ安価な費用で実現される。
【００１０】本発明の別の実施態様によれば、圧力室が
ポンプ部材とは反対側に位置しているので、カム軸のた
めの少なくとも部分的な半径方向力補償が得られ、しか
も吸込み室の容積は、ポンプ部材のピストンの位置とは
無関係である。
【００１１】ポンプ部材とカム軸との間にロータリーロ
ッドが配置されていれば有利である。何故ならばこのよ
うな形式で、カム軸からポンプ部材に大きい力を伝達す
ることができるからである。
【００１２】選択的に、ロータリーロッドがポンプケー
シング内にガイドされており、ロータリーロッドの、内
室とは反対側と吸込み室との間に第２の液圧式の接続部
が設けられているので、圧力補償が可能である。
【００１３】また選択的に、ロータリーロッドの、内室
とは反対側が、遮断ベーン形ポンプによって供給される
燃料の一部で負荷されるようになっていても、ロータリ
ーロッドは、このロータリーロッドに作用する液圧式の
ちぃからによってカム軸に押し付けられる。この実施例
では、ポンプケーシングとロータリーロッドとの間のば
ねは省くことができる。
【００１４】カム軸に作用するロータリーロッドの押し
付け力を良好に合わせることができるようにするため
に、第２の液圧式の接続部内に絞りが設けられている。
【００１５】本発明による燃料高圧ポンプのフィード量
調整装置は、少なくとも１つのポンプ部材のフィードス
トローク中に余剰のフィード量を減少制御することによ
って、又は吸込み絞り調整装置によって行われるので、
所定の処置のためにそれぞれ最も良好なフィード量調整
装置を設けることができる。
【００１６】本発明の別の実施態様によれば、カム軸
は、外周面に分割して配置された複数のカムを有してい
るか、及び／又は軸特に内燃機関のカム軸又は補償軸と
一体的に構成されているか、及び／又は燃料高圧ポンプ
が内燃機関にフランジ結合されているので、本発明によ
る燃料高圧ポンプのフィード量は、カム軸の構成によっ
て限界内で変えることができ、構造費用及び必要な構造
スペースはさらに減少される。
【００１７】本発明の燃料高圧ポンプは、特に高圧燃料
蓄圧器（コモンレール）を備えた燃料噴射装置に組み込
むことができる。
【００１８】本発明のその他の利点及び有利な実施態様
は、以下の図面、図面に関する説明及び請求項に記載さ
れている。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施態様を図示の実
施例を用いて具体的に説明する。
【００２０】本発明による燃料高圧ポンプの第１実施例
は、図１ａに縦断面図で示されており、図１ｂにはＡ−
Ａ線に沿った横断面図が示されている。燃料高圧ポンプ
は、ポンプケーシング１とカム軸３とから成っている。
カム軸３は、カム軸３のカム状の区分５の右側及び左側
で、第１の軸受カバー７及び第２の軸受カバー９内で回
転可能に支承されている。図１ａに示した実施例では、
第１の軸受カバー７及び第２の軸受カバー９はケーシン
グ１に属している。図示していない選択的な実施態様に
おいては、例えば第１の軸受カバー７が内燃機関のシリ
ンダヘッドの一部でもあり、カム軸３は内燃機関のカム
軸と一体的に構成されていてよい。ポンプケーシング１
と軸受カバー７並びに第２の軸受カバー９との間にはシ
ール１１が設けられている。カム軸３のカム状の区分５
は、ロータリーロッド１３を介してポンプ部材１５を操
作する。このポンプ部材１５は、図１ｂの横断面図に詳
しく示されている。
【００２１】図１ｂによれば、ポンプケーシング１は２
つの部分より構成されている。ポンプケーシング１の２
つの部分は、図１ａ及び図１ｂでは、符号１ａ及び１ｂ
で示されている。
【００２２】ポンプ部材１５は、主にプランジャ１７よ
り成っており、このプランジャ１７は、円筒形孔１９内
でシールされてガイドされている。図１で矢印で示され
ているカム軸３の回転によって、プランジャ１７はロー
タリーロッド１３を介して振動運動に変換される。この
場合、ポンプケーシング１ｂとロータリーロッド１３と
の間に緊締されている押圧ばねは、ロータリーロッド１
３をカム軸３のカム状の区分５に当接保持するために用
いられる。図１ｂで詳細が示されていない手段例えばス
ナップリング、ばね座金又はこれと類似のものを介し
て、プランジャ１７は、ロータリーロッド１３に連結さ
れるので、カム軸３が回転せしめられると直ちに、プラ
ンジャ１７は振動運動を行う。プランジャ１７の振動運
動によって供給室２３の容積は周期的に変化する。プラ
ンジャ１７が図１ｂで下方に移動すると、供給室２３の
容積は増大し、燃料がインレット弁２５を介して供給室
２３に吸い込まれる。ピストンがその下死点からその上
死点に向かって移動すると直ちに、供給室２３の容積は
減少し、この供給室２３内に存在する燃料（図示せず）
はプランジャ１７によって圧力が加えられる。図１ａに
示したアウトレット弁２７が開放すると直ちに、プラン
ジャ２７は、高圧下にある燃料を供給室２３から高圧接
続部２９に押しやる。高圧接続部２９は、図示していな
い高圧燃料蓄圧器（コモンレール）に供給される。
【００２３】ポンプケーシング１ａ内には円筒形の幾何
学形状を有する内室が形成されている。この内室３１の
直径は、カム軸３のカム状の区分５のヘッド円に相当す
るので、カム状の区分５のカム３３と内室３１との間に
は殆どギャップが存在しない。ポンプケーシング１ａ内
には切欠３５が設けられており、この切欠３５内に遮断
ベーン３７が摺動可能に配置されている。遮断ベーン３
７は第２の押圧ばね３９によってカム状の区分５に押し
付けられる。カム３３並びに遮断ベーン３７は、内室３
１を吸込み室４１と圧力室４３とに仕切る。
【００２４】ポンプ部材１５のインレット弁２５と圧力
室４３との間には、第１の液圧式の接続部４５が設けら
れている。第１の液圧式の接続部４５は、互いに接続さ
れた複数の孔と、遮断ベーン３７内に設けられた１つの
溝４７とから成っており、この溝４７は、遮断ベーン３
７の、圧力室４３に向いた側に配置されている。第１の
液圧式の接続部内には調量装置４９も配置されている。
従って図１に示した実施例では、吸込み絞り調整装置を
備えている。しかしながら本発明は、このような調整装
置を備えた燃料高圧ポンプに限定されるものではない。
【００２５】吸込み室４１とは反対の側５１と吸込み室
４１との間には第２の液圧式の接続部５３が設けられて
おり、この接続部５３は、ポンプケーシング内のロータ
リーロッド１３の自由な運動を可能にする。
【００２６】カム軸３が駆動されると、内室３１とカム
状の区分５と遮断ベーン３７とから構成された遮断ベー
ン形ポンプと、ポンプ部材１５とが同時に駆動される。
遮断弁形ポンプは、常に十分な燃料を液圧式の接続部４
５に供給するので、すべての運転状態においてポンプ部
材１５のために十分な燃料が提供される。勿論このよう
な遮断ベーン形ポンプによって複数のポンプ部材１５に
供給してもよい。第１の液圧式の接続部４５内の圧力が
まだ増圧されていない限りは、第２の押圧ばね３９が遮
断ベーン３７をカム状の区分５に対して押し付ける必要
がある。第１の液圧式の区分４５内で圧力が増圧される
と直ちに、遮断ベーン３７は付加的にこの区分４５内の
圧力によって、カム状の区分５に押し付けられ、これに
よって吸込み室４１と圧力室４３との間のシールを改善
する。
【００２７】遮断ベーン形ポンプによって過剰に供給さ
れた燃料は、圧力調整弁６３及び孔５５（図１ａに示さ
れている）を介して再び吸い込み室４１内に戻し案内さ
れる。孔５５内には燃料取り入れ部５７も開口してお
り、燃料は、この燃料取り入れ部５７から、図示してい
ない燃料タンクから燃料高圧ポンプに達する。所定の組
込実施例においては、図示していない燃料タンクと燃料
取り入れ部５７との間にもう１つの電気式のプレフィー
ドポンプ（同様に図示していない）が組み込まれてい
る。
【００２８】図２には、本発明による燃料高圧ポンプの
第２実施例が示されている。同じ部材には、同じ符号が
記されている。これは図１ａ及び図１ｂについても当て
はまる。この図２に示した実施例においては、カム状の
区分５に加えられるロータリーロッド１３の必要な押し
付け力は液圧式に行われる。このために、遮断ベーンポ
ンプによって第１の液圧式の接続部４５に供給される燃
料の一部は、接続孔５９及び環状溝６１によって、吸込
み室とは反対側の、ロータリーロッド５３の側５１に供
給される。圧力調整弁６３は、カム状の区分５に加えら
れるロータリーロッド１３の押し付け力が所定の値内に
維持されるように、配慮する。第２の液圧式の接続部５
３内には絞り６５が設けられている。ピストン１７は、
ばね円板６７を介してロータリーロッド１３に連結され
る。勿論その他の、ピストン１７とロータリーロッド１
３との間の連結も考えられる。重要なことは、燃料を供
給室２３内に吸い込みために必要な、ロータリーロッド
１３の力がピストン１７に伝達され得る、ということで
ある。同様に、フィードストローク中に、必要な力をロ
ータリーロッド１３からピストン１７に伝達することが
できるようにする必要がある。燃料戻し部６９を介し
て、供給室２３内に達しない余剰の燃料は、再び図示し
てない燃料タンクに戻し案内される。この実施例におい
ては、吸込み弁２５と燃料戻し部６９との間に、ゼロフ
ィード絞り７１が設けられており、このゼロフィード絞
り７１は、内燃機関のエンジンブレーキ運転時に、第１
の液圧式の接続部４５内で調量装置４９が閉じられてい
ても圧力が増圧されないように配慮する。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明による燃料高圧ポンプの第１実施例の
部分的な縦断面図である。及び横断面図
【図１ｂ】本発明による燃料高圧ポンプの第１実施例の
部分的な横断面図である。
【図２ａ】本発明による燃料高圧ポンプの別の実施例の
部分的な縦断面図である。及び横断面図である。
【図２ｂ】本発明による燃料高圧ポンプの別の実施例の
部分的な横断面図である。
フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン フラシュ ドイツ連邦共和国 ホルツガーリンゲン タウベンシュトラーセ 31 Ｆターム(参考） 3G066 AC09 BA61 CA01S CD02 CE02 3H071 AA07 BB01 BB02 BB15

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射装置のための燃料高
    圧ポンプであって、ポンプケーシング（１）と、少なく
    とも１つのポンプ部材（１５）と、該ポンプ部材（１
    ５）を駆動するためのカム軸（３）とを有している形式
    のものにおいて、 ポンプケーシング（１）と、カム軸（３）と、このカム
    軸（３）と協働する遮断ベーン（３７）とが、１つの遮
    断ベーン形ポンプを形成しており、 遮断ベーン形ポンプが燃料を少なくとも１つのポンプ部
    材（１５）に供給するようになっている、 ことを特徴とする、一体型の遮断ベーン形プレフィード
    ポンプを備えた燃料高圧ポンプ。
  2. 【請求項２】 ポンプケーシング（１）内に内室（３
    １）が切欠いて形成されており、カム軸（３）が内室
    （３１）内で回転するようになっており、遮断ベーン
    （３７）とカム軸（３）とが内室（３１）を、吸込み室
    （４１）と圧力室（４３）とに仕切っている、請求項１
    記載の燃料高圧ポンプ。
  3. 【請求項３】 圧力室（４３）とポンプ部材（１５）と
    の間に、第１の液圧式の接続部（４５）が形成されてい
    る、請求項２記載の燃料高圧ポンプ。
  4. 【請求項４】 遮断ベーン（３７）の、圧力室（４３）
    に向いた側に溝（４７）が設けられており、該溝（４
    ７）が第１の液圧式の接続部（４５）の一部である、請
    求項３記載の燃料高圧ポンプ。
  5. 【請求項５】 圧力室（４３）がポンプ部材（１５）と
    は反対側に位置している、請求項２から４までのいずれ
    か１項記載の燃料高圧ポンプ。
  6. 【請求項６】 ポンプ部材（１５）とカム軸（３）との
    間にロータリーロッド（１３）が配置されている、請求
    項２から５までのいずれか１項記載の燃料高圧ポンプ。
  7. 【請求項７】 ロータリーロッド（１３）がポンプケー
    シング（１）内にガイドされており、ロータリーロッド
    （１３）の、内室（３１）とは反対側と、吸込み室（４
    １）との間に第２の液圧式の接続部（５３）が設けられ
    ている、請求項６記載の燃料高圧ポンプ。
  8. 【請求項８】 ロータリーロッド（１３）がポンプケー
    シング（１）内にガイドされており、ロータリーロッド
    （１３）の、内室（３１）とは反対側が、遮断ベーン形
    ポンプによって供給される燃料の一部で負荷されるよう
    になっている、請求項６又は７記載の燃料高圧ポンプ。
  9. 【請求項９】 第２の液圧式の接続部（５３）内に絞り
    （６５）が設けられている、請求項８記載の燃料高圧ポ
    ンプ。
  10. 【請求項１０】 ロータリーロッド（１３）の、内室
    （３１）とは反対側に作用する圧力を調整するための圧
    力調整弁（６３）が設けられている、請求項８又は９記
    載の燃料高圧ポンプ。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つのポンプ部材（１５）
    のフィード量が、吸込み絞り調整装置によって調整され
    る、請求項１から１０までのいずれか１項記載の燃料高
    圧ポンプ。
  12. 【請求項１２】 ポンプ部材（１５）のフィード量が、
    少なくとも１つのポンプ部材（１５）のフィードストロ
    ーク中に余剰のフィード量を減少制御することによって
    行う、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃料
    高圧ポンプ。
  13. 【請求項１３】 カム軸（３）が、外周面に分割して配
    置された複数のカム（３３）を有している、請求項１か
    ら１１までのいずれか１項記載の燃料高圧ポンプ。
  14. 【請求項１４】 カム軸（３）が、内燃機関の軸特に補
    償軸又はカム軸と一体的に構成されている、請求項１ｋ
    ら１３までのいずれか１項記載の燃料高圧ポンプ。
  15. 【請求項１５】 燃料高圧ポンプが内燃機関にフランジ
    結合されている、請求項１から１４までのいずれか１項
    記載の燃料高圧ポンプ。
  16. 【請求項１６】 燃料高圧ポンプが高圧燃料タンクに燃
    料を供給する、請求項１から１５までのいずれか１項記
    載のプランジャ。
  17. 【請求項１７】 余剰の燃料を導出するための燃料戻し
    案内経路が設けられている、請求項１から１６までのい
    ずれか１項記載のプランジャ。
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