JPH1162784A

JPH1162784A - 燃料噴射ポンプの吐出弁機構

Info

Publication number: JPH1162784A
Application number: JP23024697A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Ichihashi; 一郎市橋; Hiroyasu Ikuma; 博康伊熊
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】吸戻しカラーの厚さを所要強度を有する厚さ
に保持させつつ、吸戻し量がゼロから任意の量まで設定
可能な吐出弁機構を提供することにより、所望の吸戻し
作用がなされ、噴射性能が良好でキャビテーションエロ
ージョンの発生が阻止された内燃機関用燃料噴射ポンプ
を提供する。【解決手段】プランジャバレル内に形成されたプラン
ジャ室に供給される燃料を往復運動されるプランジャに
より加圧し、吸戻しカラーを備えた吐出弁機構及び噴射
管を経て燃料噴射弁に送給するようにした燃料噴射ポン
プにおいて、前記吐出弁機構は、吐出弁と弁座とのシー
ト部の内径を前記吸戻しカラーが摺動する弁座の摺動孔
の内径よりも大きく形成されてなり、吸戻し量をゼロか
ら任意の値まで設定可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用燃料噴射
ポンプの吐出弁機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関用燃料噴射ポンプにおい
ては、該燃料噴射ポンプから圧送された燃料の燃料噴射
弁からの噴射後における噴射の切れを良好にするため、
燃料噴射管内の燃料を吸い戻す吸戻しカラーを有する吐
出弁機構を備えている。図２は、かかるディーゼル機関
用燃料噴射ポンプの吐出弁機構装着部近傍の縦断面図で
ある。

【０００３】図２において、６はプランジャバレル、１
は該プランジャバレル６の内周に油密状態でかつ往復動
可能に嵌合されたプランジャである。該プランジャ１は
機関のクランク軸に連動される燃料カム（図示省略）の
回転により往復動せしめられる。

【０００４】５０は吐出弁機構である。１０は該吐出弁
機構５０の弁本体で、前記プランジャバレル６の上部
（あるいはケース１５に直接に）に螺着されている。２
は吐出弁、５は吐出弁２の弁座で、該弁座５は前記弁本
体１０にねじ込まれるとともに、該弁本体１０によって
前記プランジャバレル６の上部に固定されている。前記
吐出弁２は、下側のガイド部２ｂ及び吸戻しカラー２ａ
が前記弁座５の摺動孔５ａ内に往復摺動かつ回転可能に
嵌合され、更に弁部２ｃが前記弁座５のシート面５ｂに
着脱可能に構成されている。

【０００５】７は吐出弁ばね、９はばね受で、該吐出弁
ばね７は該ばね受９と前記吐出弁２との間に介装され、
吐出弁２を閉弁方向に押圧するように付勢されている。
また１２は吐出弁室である。３はプランジャ１の上部と
プランジャバレル６の内周との間に区画形成されるプラ
ンジャ室である。また、８は機関の燃焼室内に燃料を噴
射する燃料噴射弁、４は該噴射弁８と前記吐出弁本体１
０の燃料出口１１とを接続する燃料噴射管である。

【０００６】図３は前記吐出弁機構５０における吐出弁
及び弁座の従来の１例を示し、図３において、前記吐出
弁２は、弁座５のシート面５ｂに着脱可能なシート部２
０を有する弁部２ｃと、燃料通路溝を有するガイド部２
ｂと、該ガイド部２ｂと弁部２ｃとの間に設けられた吸
戻しカラー２ａとより成る。また、前記弁座５には、前
記のように、その上端に前記吐出弁２の弁部２ｃが着座
するコーン状のシート面５ｂが設けられるとともに、該
シート面５ｂの内周端から同一の内径Ｄにて摺動孔５ａ
が貫設されている。そして内径Ｄなる該摺動孔５ａに
は、前記のように、吐出弁２の吸戻しカラー２ａ及びガ
イド部２ｂが摺動自在に（吸戻しカラー２ａは油密状態
にて）嵌合されている。

【０００７】かかる吐出弁機構を備えた燃料噴射ポンプ
の運転時において、プランジャ１が上昇してプランジャ
室３内の燃料を加圧すると、この高圧燃料は吐出弁２を
押し開け、燃料出口１１から燃料噴射管４を経て燃料噴
射弁８に送られ、該噴射弁８から機関の燃焼室（図示省
略）内に噴射される。かかる噴射が終了しプランジャ室
３内の圧力が燃料噴射管４内圧力よりも低くなると、吐
出弁ばね７の弾力によって吐出弁２が閉じる。

【０００８】この際において、吐出弁２の吸戻しカラー
２ａの下端縁が摺動孔５ａにかかってから吐出弁２のシ
ート部２０が弁座５のシート面５ｂに着座するまでの吐
出弁２のストロークＬの間は、燃料噴射管４内の燃料、
つまりＱ＝（πＤ² ／４）×Ｌの量の燃料が吸戻しされ
る。この吸戻し作用によって燃料噴射弁８における燃料
噴射の後だれが阻止され、噴射の切れが良好となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図３に示す従来技術に
係る吐出弁機構５０においては、弁座５の摺動孔５ａは
シート面５ｂの内周端から内径Ｄなる同一径で以って形
成されている。一方、吐出弁２は、弁部２ｃと吸戻しカ
ラー２ａとの間に加工のための逃げ部２ｄが形成されて
いる。従って前記吸戻しストロークＬは、少なくとも前
記逃げ部２ｄの形成に要する長さと吸戻しカラー２ａの
厚さとの和の量だけ必要となり、前記吸戻しストローク
Ｌを小さくしようとする場合には、吸戻しカラー２ａの
厚さを薄くすることを要する。

【００１０】しかしながら、かかる従来の吐出弁機構に
おいては、吸戻しカラー２ａは強度上、一定値よりも厚
さを薄くすることは不可能である。このため、かかる従
来技術においては、前記吸戻し量を一定値よりも小さく
設定することは不可能となり、所望の噴射性能が得られ
なかったり、吸戻し量の過多による燃料噴射系構成部材
のキャビテーションエロージョンの発生をみることがあ
る。

【００１１】前記吸戻し量を”ゼロ”とするため、吸戻
しカラー２ａを除去する手段をとることも考えられる
が、かかる手段をとると、複数シリンダ機関の場合に
は、他の気筒の燃料噴射系からのスピル圧が吐出弁２と
弁座５とのシート部２０に直接作用するため、該シート
部近傍に溜った気泡が潰されることにより、シート部２
０及びその近傍にキャビテーションエロージョンの発生
をみることが多々ある。

【００１２】尚、特開平４−１２１４５５号にて提供さ
れている技術は、吐出弁に吸戻し作用を行わない緩衝カ
ラーを設けるとともに、弁座の該緩衝カラーが嵌合され
る部位の内径を、下方のガイド部が嵌合する摺動孔の内
径よりも大きく形成しているが、かかる技術において
は、吸戻しカラーを備えないため、燃料噴射終了時にお
ける吸戻し動作ができず、噴射の後だれが発生し易くな
る。

【００１３】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、内
燃機関用燃料噴射ポンプにおいて、吸戻しカラーの厚さ
を所要強度を有する厚さに保持しつつ、吸戻し量がゼロ
から任意の量まで設定可能な吐出弁機構を提供すること
により、所望の吸戻し作用がなされ、噴射性能が良好で
キャビテーションエロージョンの発生が阻止された燃料
噴射ポンプを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、プランジャバレル内に形成されたプランジ
ャ室に供給される燃料を往復運動されるプランジャによ
り加圧し、吸戻しカラーを備えた吐出弁機構及び噴射管
を経て燃料噴射弁に送給するようにした燃料噴射ポンプ
において、前記吐出弁機構が、吐出弁と弁座とのシート
部の内径を前記吸戻しカラーが摺動する弁座の摺動孔の
内径よりも大きく形成してなることを特徴とする燃料噴
射ポンプの吐出弁機構を提案する。

【００１５】また、前記発明において、好ましくは、前
記大径部を、前記弁座のシート面から一定長さに亘って
形成し、該大径部の下端と該大径部よりも小径の前記摺
動孔の上端とが段付状に接続されるように構成する。

【００１６】かかる発明によれば、プランジャの作動に
よる燃料噴射が終了してプランジャ室の圧力が下がり、
吐出弁が吐出弁ばねの弾力によって閉じる過程におい
て、吐出弁の吸戻しカラーの下縁が大径部を通過し、例
えば段付きとなっている小径の摺動孔にかかると燃料噴
射路内の燃料の吸戻しが始まり、吐出弁が弁座のシート
部に着座した時点、つまり吐出弁が吸戻しストロークＬ
だけ移動した時点で、前記吸戻しが終了する。かかる吸
戻し作用によって燃料噴射弁からの燃料噴射の後だれが
無くなり、噴射の切れが良好となって、噴射性能が向上
する。

【００１７】本発明においては、弁座の大径部と摺動孔
との間の段付部とシート部との距離、及び吐出弁の吸戻
しカラーの厚さを適宜設定すれば、前記吸戻しストロー
クＬをゼロ（０）から任意の値まで広範囲に変えること
ができる。これにより、吐出弁の吸戻し量の設定を自由
に行なうことができ、吸戻し量の不足によってもたらさ
れる燃料噴射の切れの悪化による噴射性能の低下や吸戻
し量の過大によるキャビテーションエロージョンの発生
等の不具合の発生を未然に防止することができ、噴射性
能が向上し、キャビテーションエロージョンの発生の無
い燃料噴射ポンプが得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。

【００１９】図１は本発明の実施形態に係る燃料噴射ポ
ンプの吐出弁機構の要部断面図である。また、図２は本
発明が適用されるディーゼル機関用燃料噴射ポンプの吐
出弁機構近傍を示す断面図である。図２において、６は
プランジャバレル、１は該プランジャバレル６の内周に
油密状態でかつ往復動可能に嵌合されたプランジャであ
る。該プランジャ１は機関のクランク軸に連動される燃
料カム（図示省略）の回転により往復動せしめられる。
５０は吐出弁機構である。１０は該吐出弁機構５０の弁
本体で、前記プランジャバレル６の上部（あるいはケー
ス１５に直接）に螺着されている。２は吐出弁、５は吐
出弁２の弁座で、該弁座５は前記弁本体１０にねじ込ま
れるとともに、該弁本体１０によって前記プランジャバ
レル６の上部に固定されている。

【００２０】７は吐出弁ばね、９はばね受で、該吐出弁
ばね７は該ばね受９と前記吐出弁２との間に介装され、
吐出弁２を閉弁方向に押圧するように付勢されている。
３はプランジャ１の上部とプランジャバレル６の内周と
の間に区画形成されるプランジャ室である。また、８は
機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁、４は該噴
射弁８と前記吐出弁本体１０の燃料出口１１とを接続す
る燃料噴射管である。以上の基本構成は従来技術に係る
燃料噴射ポンプと同様である。

【００２１】本発明の実施形態においては、前記吐出弁
２及び弁座５を改良している。即ち図１において、５は
弁座、２は該弁座５の摺動孔５ａ内に往復摺動自在かつ
回転可能に嵌合された吐出弁である。前記吐出弁２は、
弁座５のシート面５ｂに着脱可能なシート部２０を有す
る弁部２ｃと、燃料通路溝を有するガイド部２ｂと、該
ガイド部２ｂと弁部２ｃとの間に設けられ、前記弁座５
の揺動孔５ａに嵌合される吸戻しカラー２ａとより成
る。また、前記吐出弁２は、前記吸戻しカラー２ａが強
度上充分な厚さを有するように形成されるとともに、吸
戻しカラー２ａと弁部２ｃとの間に加工上必要な逃げ部
２ｄが形成される。

【００２２】前記弁座５には、その上端に前記吐出弁２
の弁部２ｃが着座するコーン状のシート面５ｂが設けら
れる。そして、該シート面５ｂの内周端から前記摺動孔
５ａよりも大径（Ｄ₁ ＞Ｄ）の大径部５ｃが該弁座５の
上面５ｄから一定深さＨで以って連設されている。これ
によって前記大径部５ｃと摺動孔５ａとの間には段付部
５ｅが形成される。

【００２３】前記大径部５ｃの深さＨは、吐出弁２が弁
座５に着座した時、即ち吐出弁２のシート部２０が弁座
５のシート面５ｂに当接した時の弁座５の上面５ｄから
吸戻しカラー２ａの下縁までの距離Ｈ₀ を、加工用の逃
げ部２ｄ及び吸戻しカラー２ａの強度を勘案して決める
と、所要の吸戻しストロークＬが得られるように、Ｈ＝Ｈ₀ −Ｌ …（１）の式により設定する。

【００２４】従って、大径部の深さＨを上記吐出弁２の
位置Ｈ₀ と等しく探れば吸戻しストローク（Ｌ＝Ｈ₀ −
Ｈ）はゼロとなる。また、吸戻しストロークを大きくす
る際には上記Ｈ₀ −Ｈ（＝Ｌ）を大きくすれば良い。

【００２５】かかる構成からなる吐出弁機構を備えた燃
料噴射ポンプの運転時において、プランジャ１が上昇し
てプランジャ室３内の燃料を加圧すると、この高圧燃料
は吐出弁２を押し開け、燃料出口１１から燃料噴射管４
を経て燃料噴射弁８に送られ、該噴射弁８から機関の燃
焼室（図示省略）内に噴射される。かかる噴射が終了し
プランジャ室３内の圧力が燃料噴射管４内圧力よりも低
くなると、吐出弁ばね７の弾力によって吐出弁２が閉じ
る。

【００２６】前記吐出弁２が閉じる過程において、吸戻
しカラー２ａが大径部５ｃ内を通過し、その下縁が摺動
孔５ａの上端、即ち段付部５ｅにかかると吸戻しが始ま
り、前記弁２のシート部２０が弁座５のシート面５ｂに
着座したとき吸戻しが終了する。上記の場合における吸
戻し量：Ｑは次式のようになる。Ｑ＝（π／４）Ｄ² ×Ｌ前記吸戻し量Ｑを大きく設定する際には、前記のよう
に、（Ｈ₀ −Ｈ）を大きくして吸戻しストロークＬを増
大する。

【００２７】一方、前記吸戻し量Ｑをゼロに設定する際
には、前記（Ｈ₀ −Ｈ）をゼロ、つまり吐出弁２の着座
時において段付部５ｅ（大径部５ｃの底面）と吸戻しカ
ラー２ａの下縁とを一致せしめる。

【００２８】以上のように、本発明の実施形態において
は、吸戻しカラーの強度低下や加工上の制約なしに、吸
戻し量をゼロ（０）から任意の数値にわたって設定可能
となる。

【００２９】尚、前記大径部５ｃを等径とせずにシート
面５ｂをそのまま下方に延長して、テーパ状面をした大
径部５ｃに形成してもよい。この場合、図１における大
径部５ｃの深さＨは弁座５の上面５ｄから前記テーパ状
面の終端と摺動孔５ａの上端との交叉部までの距離とな
る。

【００３０】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、吐出
弁の弁座の大径部と摺動孔との間の段付部のシート部か
らの距離及び吸戻しカラーの長さをその強度面を勘案し
て適宜設定することにより吐出弁の吸戻し量をゼロ
（０）から任意の量まで広範囲に設定することができ
る。

【００３１】これにより、吸戻し量の不足によってもた
らされる燃料噴射切れの悪化による噴射性能の低下や、
吸戻し量の過大によるキャビテーションエロージョンの
発生等の不具合の発生が防止され、噴射性能が向上し、
キャビテーションエロージョンの発生が防止され耐久性
の大なる燃料噴射ポンプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るディーゼル機関用燃料
噴射ポンプの吐出弁機構の要部断面図である。

【図２】上記燃料噴射ポンプの吐出弁装着部近傍の部分
断面図である。

【図３】従来技術にかかる吐出弁機構の要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１プランジャ２吐出弁２ａ吸戻しカラー３プランジャ室４燃料噴射管５弁座５ａ摺動孔５ｂシート面５ｃ大径部５ｄ上面５ｅ段付部６プランジャバレル８燃料噴射弁５０吐出弁機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プランジャバレル内に形成されたプラン
ジャ室に供給される燃料を、往復運動されるプランジャ
により加圧し、吸戻しカラーを備えた吐出弁機構及び噴
射管を経て燃料噴射弁に送給するようにした燃料噴射ポ
ンプにおいて、前記吐出弁機構は、吐出弁と弁座とのシート部の内径を
前記吸戻しカラーが摺動する弁座の摺動孔の内径よりも
大きく形成してなることを特徴とする燃料噴射ポンプの
吐出弁機構。
【請求項２】前記大径部を、前記弁座のシート面から
一定長さに亘って形成し、該大径部の下端部と、該大径
部よりも小径の前記摺動孔の上端とが段付状に接続され
てなる請求項１記載の燃料噴射ポンプの吐出弁機構。