專利名稱：高壓燃料泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)用內(nèi)燃機(jī)的燃料供給泵，尤其涉及一種向筒內(nèi)噴 射型內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥供給高壓燃料的高壓燃料泵。
背景技術(shù)：
作為本發(fā)明對(duì)象的高壓燃料泵具備在工作缸內(nèi)滑動(dòng)配合的柱塞，通過(guò) 該柱塞的前端在加壓室內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)從吸入閥機(jī)構(gòu)被導(dǎo)入到加壓室的 燃料進(jìn)行壓縮、加壓并從排出閥機(jī)構(gòu)排出。
公知的這種高壓泵有如下類型，如在泵體內(nèi)形成加壓室，工作缸的前
端部突出到該加壓室的類型(例如國(guó)際公開(kāi)W002/055881號(hào)小冊(cè)子記載的 高壓泵)，或在工作缸內(nèi)形成加壓室的類型(例如日本特開(kāi)2001—295770 號(hào)公報(bào)，日本特開(kāi)2003—49743號(hào)公報(bào)等記載的高壓泵)。
燃料的高壓、大容量化正在發(fā)展，在使這種高壓燃料泵，在例如常時(shí) 100赫茲(Hz)左右的高速下(目前僅在發(fā)動(dòng)機(jī)在l分鐘內(nèi)旋轉(zhuǎn)6000轉(zhuǎn)的 高速旋轉(zhuǎn)領(lǐng)域內(nèi)遭遇的條件)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下，通過(guò)由工作缸和柱塞 的滑動(dòng)配合面部的滑動(dòng)而引起的發(fā)熱，在兩者的滑動(dòng)配合面部缺乏作為潤(rùn) 滑劑供給的加壓燃料，其結(jié)果是有可能出現(xiàn)由于作用在半徑方向上的微小 的應(yīng)力的產(chǎn)生而使兩者的滑動(dòng)配合面燒粘、或咬合的問(wèn)題。
在類似領(lǐng)域，為了解決類似的問(wèn)題，已公知的是，在相當(dāng)于柱塞的活 塞的中心從前端在軸向上開(kāi)孔，并且設(shè)置多個(gè)連通該軸向上的孔和活塞的 外周的半徑方向上的孔，通過(guò)這些連通孔從活塞一側(cè)向活塞和工作缸的滑 動(dòng)配合面供給加壓燃料(日本特開(kāi)平11一22493號(hào)公報(bào))。
專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)W002/055881號(hào)小冊(cè)子
專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2001—295770號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2003—49743號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平11一22493號(hào)公報(bào)
但是，像這樣現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)的情況，在活塞向加壓室內(nèi)突出的過(guò)程的壓 縮狀態(tài)下，加壓室的燃料通過(guò)這些連通路被加壓供給向兩者的滑動(dòng)配合 部，但由于連通路的滑動(dòng)配合部側(cè)開(kāi)口位置對(duì)應(yīng)于活塞的運(yùn)動(dòng)在軸向上時(shí) 常移動(dòng)，所以在滑動(dòng)配合面上半徑方向上作用有不穩(wěn)定的力，反而有可能 加劇咬合。
另外，在活塞增加加壓室的容積的吸入狀態(tài)下，由于加壓室內(nèi)壓力變 低，所以兩者的滑動(dòng)配合部的燃料通過(guò)連通路被吸出向加壓室一側(cè)。此時(shí) 由于連通路的滑動(dòng)配合部側(cè)開(kāi)口位置對(duì)應(yīng)于活塞的運(yùn)動(dòng)在軸向上移動(dòng)，同 時(shí)吸出狀態(tài)持續(xù)，因此滑動(dòng)配合面的燃料容易被吸出，開(kāi)設(shè)的孔越復(fù)雜， 潤(rùn)滑性能越得不到提高。
另外，作為本申請(qǐng)對(duì)象的高壓燃料泵的柱塞，其直徑為10毫米(mm) 非常細(xì)，因此，若在柱塞上開(kāi)設(shè)如公知技術(shù)那樣的孔，則柱塞自身的強(qiáng)度 降低，在半徑方向上的應(yīng)力的作用下容易壓曲，有可能無(wú)法發(fā)揮本來(lái)的柱 塞的功能。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上幾點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種潤(rùn)滑性高的牢固的這種高 壓燃料泵。
本發(fā)明為了達(dá)成上述目的，在工作缸上形成了從加壓室內(nèi)向所述工作 缸和柱塞的滑動(dòng)配合面部供給燃料的連通路。
根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，即使在高速下驅(qū)動(dòng)柱塞，也能穩(wěn)定地向工作 缸和柱塞的滑動(dòng)配合面部供給燃料，獲得牢固的高壓燃料泵。


圖1是表示高壓燃料泵的實(shí)施方法的說(shuō)明圖2是表示高壓燃料泵的加壓機(jī)構(gòu)部的放大說(shuō)明圖3是圖示加壓機(jī)構(gòu)部的力的作用的說(shuō)明圖4是工作缸的截面圖5是表示在柱塞和工作缸之間產(chǎn)生的壓力的大小的圖6是表示本泵使用的燃料系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
圖中，l一泵體；2—柱塞；3—提升器；4一彈簧；5—凸輪；6—工作 缸；6a—橫孔；7—工作缸座；8—排出閥機(jī)構(gòu)；9一金屬阻尼器；IO—吸 入通路；ll一加壓室；30—電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥。
具體實(shí)施例方式
以下基于附圖，對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
基于圖1至圖6，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是實(shí)施本發(fā)明的高壓燃料泵的縱截面圖。圖6是表示利用了圖1 的高壓燃料泵的燃料供給系統(tǒng)的圖。
從燃料罐20被低壓進(jìn)給泵21汲取的燃料，通過(guò)吸入配管28導(dǎo)入高 壓燃料泵100的燃料吸入口 10a。調(diào)壓器22將吸入配管28的壓力調(diào)整到 一定的壓力，來(lái)調(diào)整向高壓泵100供給的燃料量。另外，代替設(shè)置調(diào)壓器 22，還可以直接控制低壓泵21的排出流量來(lái)調(diào)整壓力。
導(dǎo)入燃料吸入口 10a的燃料通過(guò)設(shè)置有金屬阻尼器9的阻尼器室14 (后述)、吸入通路10c，被導(dǎo)向低壓室10d。
在泵體l上設(shè)置加壓室ll，在加壓室ll和低壓室10d之間，設(shè)置有 吸入閥31及一起協(xié)動(dòng)來(lái)控制燃料的吸入截?cái)嗟谋“?2。
向從薄板32離開(kāi)方向被彈簧33施力的吸入閥31在電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30A 的作用下克服該彈簧而朝薄板32被吸引，此時(shí)于最終階段落座于薄板32。 由該吸入閥31、薄板32、彈簧33、電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30A構(gòu)成電磁驅(qū)動(dòng)型吸 入閥30。
在電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥30打開(kāi)吸入閥31期間，若柱塞2通過(guò)如圖1所 示的凸輪5的旋轉(zhuǎn)而下降，則燃料被吸入加壓室11內(nèi)，并且若凸輪5進(jìn) 一步旋轉(zhuǎn)，在柱塞2轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙蟮奶囟〞r(shí)刻，電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥30關(guān) 閉吸入閥31，則被吸入的燃料在加壓室11內(nèi)上升的柱塞2的作用下被加 壓成高壓，從燃料排出口 12通過(guò)高壓配管29，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥25被壓送到公 共通道23。
在公共通道23上安裝有壓力傳感器26，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元27 (以后簡(jiǎn) 稱ECU)通過(guò)對(duì)該壓力傳感器26的輸出進(jìn)行監(jiān)視，檢測(cè)出公共通道內(nèi)的
壓力變化。在公共通道23上連接有安裝在內(nèi)燃機(jī)的各氣筒(也稱作工作 缸)上的噴射器24，通過(guò)來(lái)自ECU27的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，噴射器24將各工作缸 要求的量的燃料直接噴射到工作缸內(nèi)。
27A是向電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30A輸送驅(qū)動(dòng)電流的電力線，27B是將壓力傳 感器26測(cè)出的信號(hào)向ECU傳送的信號(hào)線，27C是向燃料噴射閥輸送驅(qū)動(dòng) 電流的電力線。
圖1所示的成為本實(shí)施例的高壓燃料泵100，具備所有的由圖6的虛 線100所包圍的構(gòu)成部件。
在泵體l上形成有筒狀凹部，該筒狀凹部形成加壓室11，以前端向該 筒狀凹部突出的方式與固定在泵體1上的工作缸6—起形成加壓室11。在 工作缸6內(nèi)柱塞2可滑動(dòng)地被收容，從而構(gòu)成加壓機(jī)構(gòu)。工作缸6的外周 部和泵體l的金屬接觸部相對(duì)于內(nèi)部的燃料作為金屬密封部發(fā)揮作用，其 結(jié)果是，在加壓室ll內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞2和上述電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥30、 及由薄板8a、排出閥8b、施力彈簧8c形成的排出閥機(jī)構(gòu)8—起協(xié)動(dòng)，能 將加壓室內(nèi)部的燃料加壓到20兆帕斯卡(MPa)左右或者根據(jù)需要還可 以力口壓至U20MPa以上。
金屬阻尼器9安裝在低壓側(cè)的燃料通路內(nèi)，具有降低在低壓側(cè)的燃料 通路內(nèi)產(chǎn)生的燃料的脈動(dòng)的功能。
在低壓側(cè)的燃料通路內(nèi)產(chǎn)生的燃料的脈動(dòng)以后進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但該脈 動(dòng)是在如下情況下發(fā)生的，即，為了控制燃料的排出量，通過(guò)在打開(kāi)了吸 入閥31的狀態(tài)下直接使柱塞2上升，向加壓室內(nèi)一端導(dǎo)入的燃料回流(也 稱溢流)向低壓室10d時(shí)發(fā)生的。
電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥30也具有排出燃料量的控制功能。具體為若凸 輪5旋轉(zhuǎn)，柱塞2因彈簧4的力處于下降狀態(tài)，即成為被拉入到工作缸6 內(nèi)的狀態(tài)，則被彈簧33拉回到薄板32而處于閉閥狀態(tài)的吸入閥31的低 壓室10d側(cè)的壓力(進(jìn)給泵21的進(jìn)給壓下，1.5至2個(gè)大氣壓0.15至 0.2MPa)和加壓室11側(cè)的壓力的壓差發(fā)生變化，不久作用在打開(kāi)吸入閥 31的方向上的力變大，克服彈簧33的力，吸入閥31從薄板32分離，進(jìn) 行開(kāi)閥。即，吸入闊31被設(shè)定成，在由于流體壓差而產(chǎn)生的開(kāi)閥力的作 用下，克服彈簧33的作用力，以能夠進(jìn)行開(kāi)閥。若吸入閥32開(kāi)閥，低壓
燃料被導(dǎo)入到加壓室ll內(nèi)。該狀態(tài)稱為吸入行程。
若凸輪5進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)到柱塞2轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙秊橹?，向電磁?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30A 供給電流，則電磁柱塞30B在維持吸入閥31的開(kāi)閥的方向上受到電磁力， 進(jìn)一步壓縮彈簧33。
如此，即使凸輪5進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，柱塞2上升，吸入閥31仍為打開(kāi)狀 態(tài)，燃料向低壓室回流，即返回(也稱溢流)。該行程稱為返回行程(或 溢流行程)。
此時(shí)，由于向吸入通路10c返回的燃料在吸入通路10內(nèi)產(chǎn)生壓力脈 動(dòng)。該壓力脈動(dòng)通過(guò)壓力脈動(dòng)吸收用的金屬阻尼器9膨脹、收縮而被吸收 降低。
若向電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30A供給的電流被截?cái)啵瑒t在這個(gè)時(shí)刻，電磁柱塞 30B在彈簧33的作用力和作用在吸入閥31上的流體力的作用下，吸入閥 31快速關(guān)閉。然后，從這個(gè)時(shí)刻幵始，基于柱塞2的燃料的壓縮作用開(kāi)始， 在燃料的壓力變得高于向閉閥方向?qū)ε懦鲩y8b施力的彈簧8c的力的時(shí) 刻，燃料使排出閥8b開(kāi)閥而向泵100的排出口 12排出。該行程稱為排出 行程。結(jié)果，柱塞的壓縮行程由返回行程和排出行程構(gòu)成。
而且，通過(guò)控制解除對(duì)電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥30通電的時(shí)刻，能夠控制 被排出的高壓燃料的量。如果使解除通電的時(shí)刻提前，則壓縮行程(上升 行程)中的、返回行程的比例變小，排出行程的比例變大。即，返回到低 壓室10d的燃料的量變少，被加壓排出的燃料的量變多。另一方面，如果 推遲解除通電的時(shí)刻，則壓縮行程(上升行程)中的、返回行程的比例變 大，排出行程的比例變小。即，返回到低壓室10d的燃料的量變多，被加 壓排出的燃料的量變少。解除通電的時(shí)刻，即燃料的排出量，對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng) 機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)由ECU27決定、控制。
在泵體1上，在形成加壓室11的筒狀凹部的外側(cè)形成有吸入通路10 的一部分即圓筒狀的通路10b，該通路10b具有圓形的開(kāi)口。圓形的開(kāi)口 被內(nèi)部阻尼器蓋14密封，在其內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)金屬阻尼器9。
如此，燃料經(jīng)由在泵體1上形成的燃料導(dǎo)入開(kāi)口 10a、設(shè)有金屬阻尼 器9的圓筒狀的通路10b、與低壓室10d連通的通路10c被導(dǎo)入。
在泵體1上形成有與形成加壓室11的筒狀凹部連通的用于安裝電磁
驅(qū)動(dòng)型吸入閥30的橫向筒狀凹部，電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥30夾著密封部件被
插入、固定于該凹部。如此，吸入閥31被設(shè)置在加壓室11的入口部。
在泵體1上還形成有與形成加壓室11的筒狀凹部連通的用于安裝排
出閥機(jī)構(gòu)8的橫向筒狀凹部。該凹部的直徑被設(shè)計(jì)成比用于安裝排出閥機(jī) 構(gòu)8的橫向筒狀凹部的直徑小，以使排出閥機(jī)構(gòu)8能夠從用于安裝電磁驅(qū) 動(dòng)型吸入閥30的橫向筒狀凹部一側(cè)插入。
在將排出閥機(jī)構(gòu)8壓入并固定在該直徑小的橫向筒狀凹部之后，將筒 狀的金屬環(huán)壓入固定在形成加壓室11的筒狀凹部的內(nèi)部上端，使其外周 的一部分與在先固定的排出閥機(jī)構(gòu)8的加壓室側(cè)的端部對(duì)置，使其具有防 止排出閥機(jī)構(gòu)8脫落的功能和減少加壓室的容量，提高壓縮效率的功能。
接著，將工作缸6插入泵體1的筒狀凹部進(jìn)行安裝，使其前端突出到 形成加壓室11的筒狀凹部，并使得在工作缸6的外周形成的環(huán)狀的密封 面抵接于在筒狀凹部的開(kāi)口部周?chē)纬傻拿芊饷妗?br> 具體為，在工作缸座7的外周安裝密封圈7A，接著在工作缸座7的 內(nèi)部安裝密封機(jī)構(gòu)13，所述密封機(jī)構(gòu)13在軸向上相隔規(guī)定的距離安裝有 與柱塞2的表面滑動(dòng)接觸的環(huán)狀的汽油密封和油封，使工作缸6的下端部 抵接于工作缸座7內(nèi)周的階梯部。
此時(shí)，設(shè)定工作缸座7內(nèi)周的階梯部的直徑，使其抵接于工作缸的下 端部。然后，將柱塞2的前端插通工作缸6和密封機(jī)構(gòu)13，將柱塞2、工 作缸6、密封機(jī)構(gòu)13成為一體的工作缸座7安裝在與泵體1的筒狀套筒 16的內(nèi)周之間。
并且，夾緊支架40在內(nèi)周具有與刻設(shè)在筒狀套筒1S的外周上的螺紋 擰合的螺紋，使該夾緊支架40的內(nèi)周階梯部與工作缸座7的外周階梯部 抵接，通過(guò)將夾緊支架40擰入筒狀套筒1S，將工作缸座7按壓到工作缸 6的下端，并且通過(guò)將工作缸6外周階梯部的密封面按壓到泵體1的下端 密封面，對(duì)加壓室進(jìn)行密封。
此時(shí)，將用于向發(fā)動(dòng)機(jī)固定泵的安裝配件41共同緊固在夾緊支架40 和泵體1之間。通過(guò)如上操作，可同時(shí)進(jìn)行為了工作缸6和泵體1之間的 金屬密封的按壓作業(yè)、工作缸座7的固定作業(yè)、及夾緊支架40的安裝。
對(duì)于高壓燃料泵100向發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝，通過(guò)安裝在柱塞下端的彈簧支
承15對(duì)一端抵接于工作缸座7的下端的彈簧4的另一端進(jìn)行保持，在該 彈簧支承上覆蓋提升器(lifter) 3。接著以提升器3的外周為引導(dǎo)，在發(fā) 動(dòng)機(jī)頭的安裝孔內(nèi)將柱塞2的下端部分插入到提升器3與凸輪5相接的位 置，通過(guò)設(shè)置在夾緊支架40的外周上的密封圈對(duì)夾緊支架40的外周和安 裝孔的內(nèi)周面之間進(jìn)行密封。最后將安裝配件41由螺釘42旋緊固定在發(fā) 動(dòng)機(jī)上，將夾緊支架40按壓到發(fā)動(dòng)機(jī)的表面上進(jìn)行固定。
柱塞2，在加壓室11的內(nèi)部作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有將燃料吸入到加壓室 11內(nèi)，使燃料從加壓室11溢流到低壓室10d，將燃料在加壓室內(nèi)加壓， 排出加壓后的燃料的所謂泵的功能。
從加壓室11 ，通過(guò)柱塞2和工作缸6的間隙泄漏的燃料(稱滲漏燃料)， 到達(dá)在密封機(jī)構(gòu)13和工作缸6的下端之間形成的燃料滯留槽20a。燃料滯 留槽20a通過(guò)刻設(shè)在工作缸6的外周上的縱槽6e、由泵體1的內(nèi)周面和工 作缸6的外周面和工作缸座7及密封圈7A包圍的環(huán)繞工作缸6的外周一 周的環(huán)狀空間20b、和在泵體1上貫通形成的返回通路20c，與低壓室10d 連通。通過(guò)以上這些，能夠防止燃料滯留槽20a的壓力，由于滲漏燃料而 異常上升，而對(duì)密封機(jī)構(gòu)帶來(lái)不良影響。
另外，設(shè)置在柱塞2的下端部外周上的密封機(jī)構(gòu)13，在防止燃料泄漏 到外部的同時(shí)，防止對(duì)凸輪5和提升器3、提升器3和柱塞2的接觸部進(jìn) 行潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油流入到加壓室11或低壓室10d等的燃料通路。
另外，雖然圖1中未表示，但在泵體1上設(shè)置有防止公共通道23變 成異常的高壓的卸載機(jī)構(gòu)200。卸載機(jī)構(gòu)200由卸載閥薄板201、卸載閥 202、卸載閥壓板203、卸載彈簧204構(gòu)成，被配置在從排出閥機(jī)構(gòu)8的下 流和排出口 12之間的高壓通路分支并到達(dá)低壓燃料通路10c的卸載通路 內(nèi)210， 211的中間。若包括公共通道23的高壓燃料通路的壓力將要變成 異常高壓，則就會(huì)向卸載閥20傳遞該壓力，卸載閥201克服卸載彈簧204 的力從卸載閥薄板201分離，向吸入通路釋放異常高壓，通過(guò)以上操作， 防止高壓配管29或公共通道23的損傷。另外，由于構(gòu)成為經(jīng)由節(jié)流閥214 傳遞異常高壓，因此在排出時(shí)發(fā)生的極短期間的高壓狀態(tài)下，卸載閥202 未開(kāi)啟。由此防止誤動(dòng)作。
以下，結(jié)合圖2至圖4對(duì)加壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作和該課題進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
圖2是加壓機(jī)構(gòu)部的放大圖，圖3是為了容易理解柱塞2和工作缸6的間 隙，而特意放大表示的圖，還表示力的作用。另外圖4是為了容易理解工 作缸6的構(gòu)造，在包含工作缸6的中心軸的平面上，將工作缸6從中間切 斷的立體圖。
若在柱塞2的上升行程中切斷對(duì)電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30A的通電，將吸入閥 31打開(kāi)，則加壓室11內(nèi)進(jìn)入燃料的加壓行程。若進(jìn)入加壓行程，則加壓 室11內(nèi)的燃料被快速壓縮、加壓。若加壓室11內(nèi)被加壓變成高壓，則在 柱塞2上，作為壓縮反作用力，以被加壓室11和提升器3夾著的形式下， 力Fp作用在柱塞2的軸向上。外徑4> d的柱塞2相對(duì)于內(nèi)徑(J) D的工作缸 6，由于例如具有10um左右的直徑間隙(4)D—4)d)，所以柱塞2相對(duì) 于工作缸6不得不以該直徑間隙量?jī)A斜。柱塞2的傾斜產(chǎn)生所述壓縮反作 用力的橫向作用力分量Fpsl、 Fps2。柱塞2的橫向作用力分量Fpsl、 Fps2 施加在工作缸6的內(nèi)表面和柱塞2的外表面上。柱塞2和工作缸6之間的 滑動(dòng)面壓上升。
若燃料壓力被設(shè)定在更高的壓力，則所述壓縮反作用力Fp變得更大， 即所述橫向作用力分量Fpsl、 Fps2也增加，所述滑動(dòng)面壓增加。作為所 述滑動(dòng)面壓的增加的問(wèn)題點(diǎn)，滑動(dòng)部的油膜變得無(wú)法確保，存在滑動(dòng)性變 壞的問(wèn)題。另外，由于滑動(dòng)面壓的增加，因柱塞2和工作缸6的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生的摩擦熱增加，在滑動(dòng)部，沸點(diǎn)低且揮發(fā)性高的燃料變得容易汽化， 燃料的汽化，由于會(huì)成為油膜喪失的要因，所以加速了滑動(dòng)性的惡化。
為了解決上述的滑動(dòng)性惡化的問(wèn)題，在本實(shí)施例中，形成了使工作缸 6突出到加壓室11，使工作缸6的外周面的一部分與燃料接觸的構(gòu)造。形 成通過(guò)燃料易于冷卻因所述摩擦熱溫度上升的工作缸6的外周的構(gòu)造。燃 料從燃料罐20被運(yùn)送到本高壓燃料泵100后，向噴射器24排出，因此即 使燃料被本高壓燃料泵IOO加熱，加熱后的燃料由本高壓燃料泵IOO排出， 然后，與外界溫度相同程度的、在燃料罐20內(nèi)的、溫度低的燃料從低壓 室10d流入到本高壓燃料泵，因此工作缸6被冷卻。另外，通過(guò)柱塞2的 往復(fù)運(yùn)動(dòng)還對(duì)工作缸6的外周部的燃料進(jìn)行攪拌，因此熱傳導(dǎo)率提高并被 冷卻。
使工作缸6突出到加壓室11的構(gòu)造，不僅形成如上述所示的易于冷
卻的構(gòu)造，而且突出部分關(guān)系到本高壓燃料泵100的圖1縱向的小型化。
通過(guò)形成利用使工作缸6下部的一部分外徑變大的緣部端面6c(所述的階
梯部的密封面)對(duì)加壓室和低壓室進(jìn)行密封的結(jié)構(gòu)，即通過(guò)構(gòu)成為使工作
缸6的一部分突出到加壓室11，工作缸6的上部，在與電磁驅(qū)動(dòng)型吸入閥 30、排出閥機(jī)構(gòu)8相同高度的位置在軸向上排列，，從而有助于高壓燃料 泵的柱塞2軸向的小型化。
并且作為解決滑動(dòng)性惡化問(wèn)題的構(gòu)造，在工作缸6上設(shè)置連通與加壓 室11連接的工作缸6的外周側(cè)、和工作缸6的內(nèi)周側(cè)的橫孔6a，另外通 過(guò)將與橫孔6a連接的環(huán)狀槽6b設(shè)置在工作缸6的內(nèi)周面上，由此形成將 高壓的燃料導(dǎo)向柱塞2和工作缸6的滑動(dòng)面的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)將高壓的燃料導(dǎo)向柱塞2和工作缸6的滑動(dòng)面，不僅更加可靠地 確保油膜，而且在吸入行程中通過(guò)使來(lái)自燃料罐20的與外界氣溫接近的 燃料與產(chǎn)生摩擦熱的滑動(dòng)面進(jìn)行積極地接觸，能夠提高冷卻效果。
并且，環(huán)狀槽6b的單壁的形狀，設(shè)有隨著接近加壓室ll一側(cè)，槽深 度變得越淺而構(gòu)成的作為傾斜面的錐面6bl。錐面6bl，在柱塞2的加壓 行程中，具有動(dòng)壓軸承的作用，根據(jù)楔形效果，形成為起到有利于柱塞2 和工作缸6之間的間隙內(nèi)的壓力上升、即有利于油膜的形成的作用的形狀。 另外，通過(guò)設(shè)置本錐面6bl，通過(guò)本錐面6bl和滑動(dòng)面構(gòu)成為鈍角，在錐 面6bl和滑動(dòng)面的交線部(邊緣部)，能夠構(gòu)成為難以產(chǎn)生毛刺或毛邊等 的結(jié)構(gòu)，于制造上也有利。由于制造面的相同的理由，在環(huán)狀槽的低壓室 20a—側(cè)也設(shè)有錐面6b2，但是也可以不設(shè)置這些錐面。
圖5是表示在柱塞2和工作缸6之間產(chǎn)生的壓力分布的圖。在燃料的 加壓行程中，若加壓室11的壓力增大，則壓力增大了的燃料進(jìn)入柱塞2 和工作缸6的滑動(dòng)面6d。同時(shí)，加壓室11的壓力也向工作缸6的外周側(cè) 傳播，通過(guò)所述橫孔6a，導(dǎo)入工作缸內(nèi)周側(cè)環(huán)狀槽6b。導(dǎo)入工作缸內(nèi)周 側(cè)環(huán)狀槽6b的高壓的燃料也進(jìn)入柱塞2和工作缸6的滑動(dòng)面6d。在高壓 燃料進(jìn)入滑動(dòng)面時(shí)，由于柱塞2處于圖中的上升行程，所以在錐面部6bl， 根據(jù)楔形效果，產(chǎn)生進(jìn)一步的壓力上升。尤其，可以想到在滑動(dòng)性容易惡 化的高速時(shí)更加發(fā)揮出楔形效果。
如上所述在從工作缸內(nèi)周側(cè)槽6b到加壓室11之間的，在柱塞2和工
作缸6的滑動(dòng)面6d (圖示L間距)上，作用有高壓P。換言之，在工作缸
6的內(nèi)表面，比工作缸內(nèi)周側(cè)槽6b靠近加壓室11 一側(cè)的柱塞2和工作缸 6的滑動(dòng)面6d，起到如具有高壓的油膜的軸長(zhǎng)L的滑動(dòng)軸承那樣的作用， 結(jié)果具有良好的滑動(dòng)性。
將加壓流體導(dǎo)向柱塞2和工作缸6的滑動(dòng)面的橫孔6a的結(jié)構(gòu)，通過(guò) 形成使工作缸6的一部分突出到加壓室11，工作缸6的外周部的一部分在 加壓時(shí)形成高壓的構(gòu)造，從而只是通過(guò)簡(jiǎn)單地在工作缸6的圓周方向的任 意的位置上鉆一個(gè)橫孔，就可實(shí)現(xiàn)將高壓流體導(dǎo)向柱塞2和工作缸6的滑 動(dòng)面的構(gòu)造，制造上非常有利。也可設(shè)置更多個(gè)橫孔。
在未設(shè)置環(huán)狀槽6b的情況下，也可通過(guò)對(duì)橫孔6a的工作缸內(nèi)徑側(cè)的 圓周狀的端面進(jìn)行倒角的形式，設(shè)置錐面獲得楔形效果。
使工作缸6的一部分突出到加壓室11，將加壓流體導(dǎo)向柱塞2和工作 缸6的滑動(dòng)面的結(jié)構(gòu)還具有以下優(yōu)點(diǎn)在工作缸6的外周側(cè)和內(nèi)周側(cè)，由 于壓力變得相同，所以可抑制壓力引起的工作缸6的變形，可以使工作缸 6的壁厚變薄，對(duì)泵的小型化也能做出貢獻(xiàn)。
通過(guò)柱塞2和工作缸6的滑動(dòng)面6c變成高壓，具有在滑動(dòng)面6c形成 有油膜的燃料難以汽化的優(yōu)點(diǎn)。例如，在lMPa的壓力下，13(TC時(shí)汽化 的燃料，若壓力變?yōu)?0MPa時(shí)，在約23(TC的程度仍未汽化。即柱塞2和 工作缸6的滑動(dòng)面，由于摩擦熱而發(fā)熱，但通過(guò)將加壓流體充分引導(dǎo)到滑 動(dòng)面，燃料變得難以汽化，換言之，容易防止由于汽化而引起的油膜的喪 失，且難以引起燒粘。
并且，通過(guò)使高壓流體作用在工作缸6和柱塞2的滑動(dòng)面6d上，與 不作用高壓流體的情況相比較，存在于所述滑動(dòng)面6d上的流體重量增加。 流體重量的增加的優(yōu)點(diǎn)是，使得存在于所述滑動(dòng)面6d的流體的熱容量增 加，具有防止因摩擦熱而引起的發(fā)熱的作用，對(duì)燒粘起有利作用。
并且在本實(shí)施例中，因?yàn)閷⑷剂蠝舨?0a通過(guò)返回通路20與低壓 室10d連接，所以通過(guò)設(shè)置橫孔6a，在燃料滯留槽20a也循環(huán)有高壓或者 低壓的冷的燃料。因此橫孔6a和燃料滯留槽20a之間的滑動(dòng)面上也形成 足夠的油膜，滑動(dòng)性提高。另外因?yàn)槿剂蠝舨?0a通過(guò)返回通路20與 低壓室10d連接，所以不存在滯留在燃料滯留槽20a的燃料變多、或燃料
滯留槽20a的壓力變高的情況。其結(jié)果，不存在高壓施加于密封機(jī)構(gòu)而使
密封機(jī)構(gòu)損傷的顧慮。
實(shí)施例2
另外，也可以考慮如下結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單地增加柱塞2和工作缸6之間的直 徑間隙(4)D—(l)d)，從加壓室11向柱塞2和工作缸6的內(nèi)表面6d的間 隙從工作缸6的上端部引導(dǎo)高壓燃料，來(lái)增加高壓的油膜的量。該結(jié)構(gòu)由 于具有柱塞2的傾斜度增加的擔(dān)心，和從加壓室11向燃料滯留槽20a的 泄漏量增加的擔(dān)心，所以可以適用于不存在這些擔(dān)心的裝置。
實(shí)施例3
另外，使向滑動(dòng)面部引導(dǎo)加壓流體的連通路在柱塞2的外周和工作缸 6的內(nèi)周的相對(duì)面的部分的任意一個(gè)面上局部形成比柱塞導(dǎo)向用的間隙大 的間隙，或者設(shè)置直的縱槽或螺旋槽也有效。該結(jié)構(gòu)，若與先前說(shuō)明的在 工作缸6上設(shè)置橫孔6a的結(jié)構(gòu)、或者在工作缸6上還設(shè)置環(huán)狀槽6b的結(jié) 構(gòu)相組合，則由于形成循環(huán)通路，所以更加有效。
在本實(shí)施例中，由于柱塞導(dǎo)向用的直徑間隙仍為最小限的lOlim左 右，所以柱塞2的傾倒不會(huì)擴(kuò)大。另外，與設(shè)置連通橫孔6a的情況相比 較，由于取決于柱塞2和工作缸6的高低壓間的密封長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上可以相同， 所以燃料的從加壓室11向燃料滯留槽20a的泄漏量與實(shí)施例1大體相同。
實(shí)施例4
并且，本發(fā)明還可以適用于在工作缸內(nèi)形成加壓室的類型的高壓燃料 泵(例如在日本特開(kāi)2001—295770號(hào)公報(bào)，日本特開(kāi)2003—49743號(hào)公 報(bào)等中所述的泵)。在這種類型的高壓泵的情況下，通過(guò)在工作缸上貫穿 設(shè)置傾斜的燃料通路，該燃料通路的一端在排出閥和高壓室之間的高壓燃 料通路部開(kāi)口，另一端在柱塞和工作缸的滑動(dòng)面(滑動(dòng)配合面)開(kāi)口，從 而不用設(shè)置那么復(fù)雜的通路，就能夠向柱塞和工作缸的滑動(dòng)面供給高壓室 的燃料。該燃料通路如果在開(kāi)口的工作缸的內(nèi)周面上形成環(huán)狀槽，則可獲 得與上述實(shí)施例相同的效果。這種類型的情況，由于燃料被吸入工作缸內(nèi)， 所以也能期待被吸入的冷的燃料從工作缸內(nèi)部冷卻滑動(dòng)面的效果。另外， 因?yàn)橛上窆ぞ咪撃菢拥挠捕雀叩慕饘傩纬傻墓ぷ鞲妆倔w形成加壓室，所以 能使工作缸本體的厚度變厚，因此還具有如下優(yōu)點(diǎn)，即使變成高溫，或即
使作用有橫向的應(yīng)力，工作缸本體變形的顧慮也小。 實(shí)施例5
另外在其他的實(shí)施例中，可以構(gòu)成為，在位于加壓室側(cè)的柱塞和工作 缸的滑動(dòng)面(滑動(dòng)配合面)上形成多孔狀的表面層部，能實(shí)現(xiàn)在該多孔狀 的下凹的內(nèi)部貯留燃料。該結(jié)構(gòu)可以與上述實(shí)施例1到4的結(jié)構(gòu)組合實(shí)施， 能獲得更加有效的潤(rùn)滑性能。
根據(jù)以上的實(shí)施例l至5，能夠提供即使在高速下驅(qū)動(dòng)與工作缸滑動(dòng) 配合的細(xì)的柱塞，滑動(dòng)配合部也不會(huì)發(fā)生燒粘、或咬合的高壓燃料泵。
另外，因?yàn)樵谥喜婚_(kāi)孔，所以柱塞在半徑方向上的應(yīng)力的作用下 發(fā)生彎曲的可能性與現(xiàn)有相同，通過(guò)利用燃料使滑動(dòng)配合部的潤(rùn)滑性提 高，柱塞和工作缸之間發(fā)生咬合或燒粘的危險(xiǎn)性消失，僅以此可以提高可 靠性。
工業(yè)實(shí)用性
只要是壓送流體的柱塞式泵，不僅可適用于筒內(nèi)噴射型內(nèi)燃機(jī)的高壓 燃料泵，還可適用于水泵、液壓泵、柴油機(jī)車(chē)用的泵等上。
權(quán)利要求
1.一種高壓燃料泵，其中，包括與工作缸滑動(dòng)配合并在加壓室內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞；將燃料導(dǎo)入所述加壓室內(nèi)的吸入閥機(jī)構(gòu)；將加壓了的燃料從所述加壓室排出的排出閥機(jī)構(gòu)；以及連通路，其通過(guò)設(shè)置在所述工作缸上的孔或者槽形成，向所述工作缸和所述柱塞的滑動(dòng)配合面部?jī)?nèi)位于所述工作缸的前端側(cè)的所述滑動(dòng)配合面部引導(dǎo)加壓燃料。
2. —種高壓燃料泵，其特征在于，具有與工作缸滑動(dòng)配合并在加壓室內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞，由所述柱塞 對(duì)經(jīng)由吸入閥導(dǎo)入所述加壓室內(nèi)的燃料進(jìn)行壓縮，經(jīng)由排出閥將其排出， 所述高壓燃料泵還具有連通路，所述連通路向所述工作缸和所述柱塞的滑 動(dòng)配合面部?jī)?nèi)位于所述工作缸的前端側(cè)的所述滑動(dòng)配合面部引導(dǎo)加壓燃 料，通過(guò)在所述工作缸上設(shè)置的孔或槽形成所述連通路。
3. 如權(quán)利要求1或2的任一項(xiàng)所述的高壓燃料泵，其中， 所述工作缸的前端突出到所述加壓室內(nèi)，所述工作缸和所述柱塞的滑動(dòng)配合部所在的所述工作缸的外周的一部分構(gòu)成為在所述加壓室內(nèi)與加 壓燃料接觸，所述連通路的一端在位于所述加壓室內(nèi)的所述工作缸的外周開(kāi)口 ，其 另一端在所述工作缸和所述柱塞的滑動(dòng)配合面部中位于所述工作缸的前 端部一側(cè)的所述滑動(dòng)配合面部開(kāi)口。
4. 如權(quán)利要求1或2的任一項(xiàng)所述的高壓燃料泵，其中， 所述工作缸的上端由所述吸入閥機(jī)構(gòu)密封， 所述加壓室形成在所述工作缸內(nèi)，所述排出閥機(jī)構(gòu)以保持氣密的方式安裝在所述工作缸的外周， 所述連通路的一端在形成于所述排出閥機(jī)構(gòu)和所述加壓室之間的燃 料通路部開(kāi)口，另一端在所述工作缸和所述柱塞的滑動(dòng)配合面部中位于所 述工作缸的前端部一側(cè)的所述滑動(dòng)配合面部開(kāi)口。
5. 如權(quán)利要求3或4的任一項(xiàng)所述的高壓燃料泵，其中， 在所述工作缸和所述柱塞的滑動(dòng)配合部上的所述工作缸的內(nèi)周設(shè)置環(huán)狀槽，在該環(huán)狀槽使所述連通路的所述一端開(kāi)口。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的高壓燃料泵，其中， 所述連通路的所述另一端開(kāi)口具有截面末端擴(kuò)大的傾斜面。
7. 如權(quán)利要求5所述的高壓燃料泵，其中，所述環(huán)狀槽的截面形狀由面向柱塞末端擴(kuò)大的傾斜面構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求3或4所述的高壓燃料泵，其中，在所述工作缸和所述柱塞的滑動(dòng)配合面部的與所述加壓室側(cè)相反側(cè) 的端部上，設(shè)置具有對(duì)所述柱塞的周?chē)M(jìn)行密封的密封裝置的氣密空間， 該氣密空間與所述吸入閥機(jī)構(gòu)的上游的低壓室連通。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的高壓燃料泵，其中， 所述連通路由在所述工作缸和所述柱塞的滑動(dòng)配合面部從加壓室側(cè)端部在軸向上延伸到特定的位置的間隙或槽形成，該間隙或槽，形成在所述工作缸的內(nèi)周面和與其滑動(dòng)配合的所述柱塞 的外周面之間，作為比用于引導(dǎo)所述柱塞的滑動(dòng)配合的間隙大的間隙部構(gòu) 成。
10. 如權(quán)利要求9所述的高壓燃料泵，其中，比用于引導(dǎo)所述柱塞的滑動(dòng)配合的間隙大的間隙部，由在所述工作缸 的前端內(nèi)周和與該其滑動(dòng)配合的所述柱塞的外周之間形成的至少一個(gè)縱 槽或傾斜槽構(gòu)成。
11. 如權(quán)利要求9所述的高壓燃料泵，其中，比用于引導(dǎo)所述柱塞的滑動(dòng)配合的間隙大的間隙部，由在所述工作缸 的前端內(nèi)周和與其滑動(dòng)配合的所述柱塞的外周之間形成的螺旋槽構(gòu)成。
12. 如權(quán)利要求9所述的高壓燃料泵，其中，比用于引導(dǎo)所述柱塞的滑動(dòng)配合的間隙大的間隙部，是在所述工作缸 的前端內(nèi)周面和與其滑動(dòng)配合的所述柱塞的外周面的至少任一個(gè)上形成 的多孔狀的表面層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種潤(rùn)滑性高且牢固的高壓燃料泵，其具有與工作缸滑動(dòng)配合的柱塞，通過(guò)該柱塞的前端在加壓室內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)從吸入閥機(jī)構(gòu)導(dǎo)入加壓室的燃料進(jìn)行壓縮加壓并從排出閥機(jī)構(gòu)排出。本發(fā)明為了達(dá)成上述目的，在所述工作缸上形成向工作缸和柱塞的滑動(dòng)配合面部從加壓室內(nèi)供給燃料的連通路。根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，即使在高速下驅(qū)動(dòng)柱塞，也能穩(wěn)定地向工作缸和柱塞的滑動(dòng)配合面部供給燃料，獲得牢固的高壓燃料泵。
文檔編號(hào)F02M59/44GK101109347SQ200710136659
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者小野瀨亨, 山田裕之, 島田淳一, 枇本亙, 橋田稔, 臼井悟史, 阿部雅巳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所