JP2017529485A - 内燃機関の、特に燃料噴射装置のための高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

ポンプが少なくとも１つのポンプ部材（１０）を有しており、また該ポンプ部材（１０）が往復運動で駆動されるポンププランジャ（１２）を有しており、該ポンププランジャ（１２）が前記ポンプのハウジング部分（２０）のシリンダ孔（１８）内で摺動可能にガイドされていて、前記シリンダ孔（１８）内でポンプ作業室（２２）を仕切っている。前記ポンププランジャ（１２）はこのポンププランジャ（１２）の、前記ポンプ作業室（２２）とは反対側の端部で以って前記シリンダ孔（１８）から突き出している。前記ハウジング部分（２０）は、前記シリンダ孔（１８）の、前記ポンプ作業室（２２）とは反対側の端部領域を包囲する少なくとも概ね円筒形の区分（５０）を有している。前記シリンダ孔（１８）から突き出す、前記ポンププランジャ（１２）の端部領域にシールリング（５２）が配置されていて、該シールリング（５２）がこのシールリング（５２）の内周面に設けられたシールリップ（５４）で以って前記ポンププランジャ（１２）に当接している。前記シールリング（５２）が、前記シリンダ孔（１８）から突き出す、前記ポンププランジャ（１２）の端部領域を包囲する、前記ポンプハウジング部分（２０）の受容部（５８，６０）内に配置されており、前記シールリング（５２）と前記ポンプハウジング部分（２０）とによって前記シリンダ孔（１８）に向かってスペース（７４；７６）が画成されており、該スペース（７４，７６）が燃料インレット（２６）に接続されている。前記燃料インレット（２６）が前記スペース（７４；７６）を通って延在していることにより、前記スペース（７４；７６）に達する漏れ燃料が、前記燃料インレット（２６）内の流れによって前記スペース（７４；７６）から導出される。【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念部による内燃機関の、特に燃料噴射装置のための高圧燃料ポンプに関する。

このような形式の高圧燃料ポンプおよび燃料噴射装置は特許文献１により公知である。この高圧燃料ポンプは少なくとも１つのポンプ部材を有しており、またこのポンプ部材は、往復運動で駆動されるポンププランジャを有している。ポンププランジャは、ポンプのハウジング部分のシリンダ孔内で摺動可能にガイドされていて、シリンダ孔内でポンプ作業室を仕切っており、この場合、吸入バルブが設けられていて、この吸入バルブによってポンプ作業室が燃料インレットと接続可能である。ポンププランジャはそのポンプ作業室とは反対側の端部で以って、シリンダ孔の、ポンプ作業室とは反対側の端部から突き出している。シリンダ孔から突き出す、ポンププランジャの端部領域にシールリングが設けられている。シールリングは、ポンププランジャによって圧送された燃料とハウジング部分のシリンダ孔の外側に存在する媒体との混合を避けるために用いられる。ハウジング部分のシリンダ孔の外側に存在する媒体は、特に駆動領域、例えばローラタペット、およびこのローラタペットの、カムにおける支承部を潤滑するための潤滑油である。シールリングは、その内周面に少なくとも１つのシールリップを有しており、このシールリップによってシールリングはポンププランジャに当接する。シールリングは、シリンダ孔から突き出すポンププランジャの端部領域を包囲する、ポンプハウジング部分の受容部内に配置されている。高圧燃料ポンプの運転中に、漏れによって燃料がシリンダ孔から流出し、この漏れ燃料が、シールリングとポンプハウジング部分との間に画成されたスペース内に侵入することがある。この場合、漏れ燃料は加熱され、それによってシールリングが熱的に強く負荷される。このスペースは燃料インレットに接続されているが、この接続は、燃料をスペースから燃料インレット内にそらすためだけに役立ち、従って燃料はこのスペース内に留まらず、場合によってはシールリングの脇を通り過ぎて、潤滑油で満たされた領域内に達するようになる。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００９０００８５９号明細書

これに対して、請求項１に記載した特徴を有する本発明による高圧燃料ポンプは、シールリングの熱負荷が低減されるという利点を有している。何故ならば、スペースは常に燃料によって貫流され、それによって、場合によってはスペース内に達する漏れ燃料は、燃料インレットを通って流れる燃料と一緒に導出されるからである。

従属請求項には、本発明による高圧燃料ポンプの好適な実施形態および発展形態が示されている。請求項による構成は、追加的な燃料インレットを必要としないという利点を提供する。請求項３および特に請求項４の構成によれば、スペース全体の効果的な貫流が保証されている。請求項６の構成は、スペースの絶え間ない貫流を可能にし、ひいてはポンプ部材の燃料圧送に依存することのないシール部材の冷却を可能にする。

図１はポンプの縦断面図である。 図２は、図１に符号ＩＩで示した、ポンプの部分の拡大図である。

図面に示した本発明の実施例を以下の記述においてに詳しく説明する。

図１には、内燃機関の燃料噴射装置のための、特に高圧燃料ポンプであるポンプが簡略図で示されている。高圧燃料ポンプは、少なくとも１つのポンプ部材１０を有しており、またこのポンプ部材１０はポンププランジャ１２を有していて、このポンププランジャ１２は、少なくとも間接的に駆動軸１４によって、この駆動軸１４の回転軸線１５に関連した少なくとも概ね半径方向の往復運動で駆動される。駆動軸１４はポンプの一部であり得る、または選択的に、ポンプが固有の駆動軸を有しているのではなく、駆動軸１４が内燃機関の一部であるように構成されていてもよい。この場合、駆動軸１４は例えば内燃機関の１つの軸であってよく、この軸によって、内燃機関の吸排気弁も操作される。駆動軸１４は、ポンププランジャ１２を駆動するためにカム１６または偏心体を有している。

ポンプはポンプハウジングを有しており、このポンプハウジングは複数部分より構成されていてよい。ポンププランジャ１２はポンプのハウジング部分２０のシリンダ孔１８内に気密にガイドされており、この場合、ハウジング部分２０は以下ではシリンダヘッドと呼ばれる。ポンププランジャ１２は、駆動軸１４とは反対側の端部で以って、シリンダ孔１８内でポンプ作業室２２を仕切っている。ポンプ作業室２２は、ポンプ作業室２２内に突入して開放する吸入逆止弁または、電気式、特に電磁式に制御される弁であり得る吸入バルブ２４を介して燃料圧送インレット２６と接続されており、この燃料圧送インレット２６を介して、ポンプ作業室２２が、駆動軸１４の回転軸線１５に向かう方向の、ポンププランジャ１２の半径方向内方の吸入ストローク時に燃料で満たされる。燃料圧送インレット２６は、例えばフィードポンプ２７によって供給され、このフィードポンプ２７によって、燃料が燃料リザーバタンク２５から圧送される。さらに、ポンプ作業室２２は、例えばポンプ作業室２２から突き出して開放する吐出逆止弁である吐出バルブ２８を介してアウトレット３０に接続されており、このアウトレット３０は蓄圧器３２に通じていてよく、この蓄圧器３２を介して、駆動軸１４の回転軸線１５から離れる方向の、ポンププランジャ１２の半径方向外方の圧送ストローク時に、燃料がポンプ作業室２２から押しのけられる。

ポンププランジャ１２は、ローラタペット４０を介して駆動軸１４のカム１６で支えられている。ローラタペット４０はタペット体４２を有しており、このタペット体４２内に、カム１６上で転動するローラ４４が回転可能に支承されている。タペット体４２は、ばね４６によってカム１６に向かって付勢され、それによってローラ４４はポンププランジャ１２の吸入ストローク時にもカム１６に当接し続ける。ポンププランジャ１２はその、ポンプ作業室２２とは反対側の端部がシリンダ孔１８から突き出していて、タペット体４２と連結されているので、ポンププランジャ１２は同様にばね４６によって付勢されている。ポンププランジャ１２は、そのシリンダ孔１８から突き出した端部に、シリンダ孔１８内でガイドされているシャフトに対して直径が拡大されたピストン底部４８を有していてよい。シリンダヘッド２０は、シリンダ孔１８の領域内に、カム１６に向かってシリンダ孔１８を包囲する少なくとも概ね円筒形の区分５０を有している。ばね４６は円筒形の圧縮コイルばねとして構成されていて、シリンダヘッド２０の区分５０を取り囲んでいて、シリンダヘッド２０に支えられている。

シールリング５２が設けられており、このシールリング５２は、シリンダ孔１８から突き出す、ポンププランジャ１２の端部領域の周囲を取り囲んでいる。シールリング５２は、半径方向のプリロード下で、シールリング５２の内周面に配置された少なくとも１つの弾性的なシールリップ５４で以ってポンププランジャ１２に当接している。少なくとも１つのシールリップ５４は、ポンププランジャ１２の往復運動時に小さい摩擦力だけを生ぜしめるために、好適には少なくともこのシールリップ５４がポンププランジャ１２に当接する領域に、小さい摩擦係数を有する表面を有している。好適な形式で、シールリング５２は、ポンププランジャ１２の縦軸線１３の方向に互いに間隔を保って配置された２つまたは３つのシールリップ５４を有している。このシールリング５２は、例えばＰＴＦＥ、ポリテトラフルオロエチレンより製造されている。

シリンダヘッド２０の区分５０はその端部に、シリンダ孔１８に対して少なくとも概ね同軸的な孔５８を有しており、この孔５８は、シリンダ孔１８よりも大きい直径を有していて、シールリング５２のための受容部を形成している。孔５８からシリンダ孔１８への移行部に環状ショルダ６０が形成されている。シールリング５２は、受容部５８内において保持部材６４によってポンププランジャ１２の縦軸線１３の方向で固定される。保持部材６４は、例えばばね弾性的なリングであってよく、このばね弾性的なリングは、受容部５８の内周面に形成された環状溝６８内に係止されている。選択的に、保持部材６４は、例えば受容部５８内に押し込まれているかまたはその他の形式で固定されている、例えばディスクとして構成されていてもよい。

シールリング５２はスリーブ状に構成されていて、その内側に少なくとも１つのシールリップ５４が形成されている。シールリング５２は、そのポンププランジャ１２の縦軸線１３の方向に向いた軸方向の両端面側にそれぞれ１つの環状溝７０を有していてよい。この環状溝７０によって、シールリング５２の軸方向の縁部領域が半径方向で弾性的に変形可能であることが達成される。環状溝７０内にそれぞれ１つのばね７２が嵌め込まれていてよく、このばね７２によって、シールリング５２の少なくとも１つのシールリップ５４で以ってポンププランジャ１２に半径方向のプリロードが生ぜしめられる。

シールリング５２の、環状ショルダ６０に向いた軸方向の端面側と、シリンダヘッド２０との間にスペース７４が画成されており、このスペース７４内に、ポンププランジャ１２の往復運動時に、ポンププランジャ１２とシリンダ孔１８との間に、ポンプ作業室２２から流出する漏れ燃料が達する。このスペース７４は、シリンダ孔１８の端部領域を取り囲む環状溝７６によって拡大されていてよい。

本発明によれば、燃料インレット２６は、フィードポンプ２７からスペース７４を通ってガイドされるようになっている。この場合、特に燃料インレットとして、吸入バルブ２４に通じる燃料圧送インレット２６が使用される。選択的に、燃料圧送インレット２６に追加して、スペース７４を通ってガイドされた別の燃料インレットが設けられるようになっていてもよい。燃料圧送インレット２６は、フィードポンプ２７からスペース７４内に通じる第１のインレット区分２６ａと、スペース７４から吸入バルブ２４に通じる第２のインレット区分２６ｂとを有している。第２のインレット区分２６ｂの、スペース７４内への開口部は、好適な形式で、第１のインレット区分２６ａの開口部とは異なる、スペース７４の周辺領域に位置しており、この場合、インレット区分２６ａ，２６ｂの開口部は、特にポンププランジャ１２の縦軸線１３に関連して互いに直径方向で向き合っている。これによって、スペース７４は、燃料インレット２６を通って流れる燃料によって可能な限り完全に貫流され、それによって加熱された漏れ燃料も一緒に流されることが保証されるので、シールリング５２の温度負荷は僅かである。インレット区分２６ａ，２６ｂは、例えばシリンダヘッド２０において孔の形で構成されている。

追加的に、第２のインレット区分２６ｂから吸入バルブ２４の前の上流にバイパス接続部７８が分岐していて、このバイパス接続部７８が放圧領域、例えば燃料リザーバタンク２５への戻し管路に通じているように構成されていてよい。このバイパス接続部７８によって、燃料が吸入バルブ２４を介してポンプ作業室２２内に供給されないときでも、つまり吸入バルブ２４が閉鎖されているときでも、スペース７４の貫流を行うことが可能となる。この場合、燃料はバイパス接続部７８を介して放圧領域内に流出することができる。バイパス接続部７８内に吐出バルブ８０が配置されていて、この吐出バルブ８０は、インレット区分２６ｂ内の吐出バルブ８０の開放圧力を越えたときにのみバイパス接続部７８を開放するように企図されていてよい。選択的にまたは追加的に、バイパス接続部７８の貫流量を制限するために、バイパス接続部７８内に絞り８２が配置されていてもよい。

シールリング５２の外周壁を受容部５８の半径方向の内周壁に当接させることによって、シールリング５２への半径方向のプリロードが得られる。さらに、シールリング５２の外周壁と受容部５８の内周壁との間で静的なシールが生じ、このシールによって、潤滑油がシリンダ孔１８内に達してポンププランジャ１２の往復運動時にポンププランジャ１２によってシリンダ孔１８内に運ばれて燃料と混合されることは、阻止される。

ポンプの駆動時に、ポンププランジャ１２によって、ポンプ作業室２２内に存在する燃料が圧送され、この燃料は、ポンププランジャ１２とシリンダ孔１８との間の必要な遊びに基づいて、およびポンプ作業室２２内のその時点における高い圧力に基づいて、シリンダ孔１８からもスペース７４内および環状溝７６内に流出し得る。燃料インレット２６内の燃料の流れによって、加熱された漏れ燃料はスペース７４および環状溝７６から導出され、吸入バルブ２４に供給される。シールリング５２によって、シリンダ孔１８およびスペース７４から潤滑油循環路内への燃料の漏れも、また潤滑油循環路からスペース７４内およびさらにシリンダ孔１８内への潤滑油の漏れも、阻止されるかまたは少なくとも少量に維持される。

１０ ポンプ部材
１２ ポンププランジャ
１８ シリンダ孔
２０ ポンプハウジング部分
２２ ポンプ作業室
２４ 吸入バルブ
２５ 放圧領域
２６ 燃料インレット
２６ａ，２６ｂ インレット区分
２７ フィードポンプ
５２ シールリング
５４ シールリップ
５８ 受容部
６０ 受容部
７４ スペース
７６ 環状溝
７８ バイパス接続部
８０ 吐出バルブ
８２ 絞り

Claims (7)

1. 内燃機関の燃料噴射装置のためのポンプ、特に高圧燃料ポンプであって、少なくとも１つのポンプ部材（１０）を有しており、該ポンプ部材（１０）が往復運動で駆動されるポンププランジャ（１２）を有しており、該ポンププランジャ（１２）が前記ポンプのハウジング部分（２０）のシリンダ孔（１８）内で摺動可能にガイドされていて、前記シリンダ孔（１８）内でポンプ作業室（２２）を仕切っており、吸入バルブ（２４）が設けられており、該吸入バルブ（２４）によって前記ポンプ作業室（２２）が燃料圧送インレット（２６）に接続可能であって、前記ポンププランジャ（１２）はこのポンププランジャ（１２）の、前記ポンプ作業室（２２）とは反対側の端部で以って前記シリンダ孔（１８）から突き出しており、前記シリンダ孔（１８）から突き出す、前記ポンププランジャ（１２）の端部領域にシールリング（５２）が配置されていて、該シールリング（５２）がこのシールリング（５２）の内周面に設けられたシールリップ（５４）で以って前記ポンププランジャ（１２）に当接しており、前記シールリング（５２）が、前記シリンダ孔（１８）から突き出す、前記ポンププランジャ（１２）の端部領域を包囲する、前記ポンプハウジング部分（２０）の受容部（５８，６０）内に配置されており、前記シールリング（５２）と前記ポンプハウジング部分（２０）とによって前記シリンダ孔（１８）に向かってスペース（７４；７６）が画成されており、該スペース（７４，７６）が燃料インレット（２６）に接続されている形式のものにおいて、
   前記燃料インレット（２６）が前記スペース（７４；７６）を通って延在していることを特徴とする、ポンプ。
2. 前記スペース（７４）を通って延在する前記燃料インレット（２６）が、前記吸入バルブ（２４）に通じる燃料圧送インレット（２６）であることを特徴とする、請求項１記載のポンプ。
3. フィードポンプ（２７）から延びている、前記燃料インレット（２６）のインレット区分（２６ａ）が前記スペース（７４）の第１の周辺領域内に開口しており、前記スペース（７４）から分岐している、前記燃料インレット（２６）の第２のインレット区分（２６ｂ）が、前記第１の周辺領域とは異なる、前記スペース（７４）の第２の周辺領域から分岐していることを特徴とする、請求項１または２記載のポンプ。
4. 前記スペース（７４）の前記第２の周辺領域が、前記第１の周辺領域に少なくとも概ね直径方向で互いに向かい合っていることを特徴とする請求項３記載のポンプ。
5. 前記スペース（７４）が少なくとも部分的に、前記ポンプハウジング部分（２０）内で前記シールリング（５２）に隣接して設けられた、前記ポンププランジャ（１２）を取り囲む環状溝（７６）によって形成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のポンプ。
6. 前記スペース（７４）から分岐する前記燃料インレット（２６）の第２のインレット区分（２６ｂ）から、バイパス接続部（７８）が放圧領域（２５）内に分岐していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のポンプ。
7. 前記バイパス接続部（７８）内に、吐出バルブ（８０）および／または絞り（８２）が配置されていることを特徴とする、請求項６記載のポンプ。

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