专利名称：安全燃料喷射泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料喷射泵。例如，本发明可以适用于在柴油发动机的积累类型燃料喷射系统中使用的燃料喷射泵。
背景技术：
已有的燃料喷射泵具有主轴、凸轮环和至少一个柱塞，例如在未审查的日本专利申请No.2003-148295(下文中称为专利文献1)或No.2002-250459(下文中称为专利文献2)中所述。如图5所示，具有圆形截面的凸轮144成一体形成于主轴110上。凸轮环通过衬套可旋转地安装在凸轮144的外周上。柱塞保持在缸内，从而使该柱塞能够在缸内往复运动。当发动机驱动主轴110旋转时，凸轮144的旋转运动通过凸轮环传递给柱塞。因此，柱塞在缸内进行往复运动，并压力供给燃料。燃料喷射泵有两个燃料增压腔室，这两个燃料增压腔室通过两个往复运动的柱塞而交替增压。燃料喷射泵有排出阀，用于交替排出在燃料增压腔室中增压的燃料。
在专利文献1中所述的技术中，限制(restriction)部分形成于从供给泵通向凸轮腔室的旁路通道中，用于限制成将一定量的润滑燃料供给凸轮腔室。因此，即使当旋转速度很低时，也保证使燃料增压腔室充满燃料所需的供给压力。限制部分形成为这样，即使当包含于燃料中的外来物质到达该限制部分时，限制部分的流动通道也不会完全堵塞。
在专利文献2中所述的燃料喷射泵包括吸入量控制电磁阀，用于控制通过柱塞而增压和进行压力供给的燃料量。吸入量控制电磁阀的阀部件和电枢形成有轴向穿过该阀部件和电枢的穿过通道。吸入量控制电磁阀形成有连通通道，用于使控制燃料的上游通道与电枢腔室连接。因为在电枢腔室中产生燃料流，因此燃料将不会停留在电枢周围。因此，即使当包含在燃料中的外来物质存在于电枢腔室中，该外来物质也将沿燃料流向外排出。
上述技术可以防止通向凸轮腔室的燃料润滑旁路通道的堵塞，或者防止由于包含在燃料中的外来物质引起的、吸入量控制电磁阀的故障操作。不过，外来物质可能粘在操作部件之间，这些操作部件例如为凸轮、凸轮环、柱塞、吸入阀和排出阀，它们布置在燃料润滑旁路通道的下游，并装入凸轮腔室内，或者布置在吸入量控制电磁阀的下游，用于进行旋转运动、往复运动等。当水等偶然混入燃料中时，在活动部件(例如装入凸轮腔室中的柱塞)之间可能产生较差润滑(润滑性恶化)。在柱塞和柱塞滑动孔的内周表面之间的较差润滑可能引起柱塞的咬合。柱塞的咬合引起柱塞的滑动表面和回转(revolve)的凸轮环之间的咬合。因此，可能使过大推力作用在凸轮环上，并损坏柱塞。
当外来材料粘在操作部件(例如吸入阀或排出阀)的支座部分上时，将不能保证密封部分的流体密封，且不能获得合适的燃料压力供给量(排出量)。此外，连续增压燃料的较高压力施加在柱塞上。当燃料的高压连续施加给柱塞时，在柱塞和柱塞滑动孔的内周表面之间产生较差润滑，并可能引起柱塞的咬合。这时，过大推力可能施加在凸轮环上，并损坏柱塞。
当柱塞损坏时，损坏柱塞的碎片可能穿过凸轮腔室运动，并粘在壳体和凸轮环之间的间隙内。这时，当壳体由铝制成时，壳体可能受损，并使损伤扩展。
为了防止上述故障，在壳体和凸轮环之间的间隙可以扩大。不过，这时本体尺寸增加较大，因此成本将增加，且安装在汽车等上的可安装性将降低。
当燃料储存在金属桶等中，并从该金属桶供给汽车时，水可能偶然混入燃料中。水很容易积累在金属桶的底部。因此，当燃料从金属桶供给时，包含大量水的燃料可能用于燃料喷射泵。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种安全燃料喷射泵，它能够当偶然混入燃料内的水或外来物质引起柱塞等的故障操作时防止损伤扩展。
根据本发明的一个方面，一种燃料喷射泵包括主轴、凸轮、凸轮环、壳体和柱塞。该主轴通过内燃机而旋转。该凸轮与主轴分开提供。该凸轮形成有与主轴连接的连接部分，因此该凸轮可与主轴成一体旋转。该凸轮环环绕主轴回转，因此，凸轮环沿凸轮的外周相对于凸轮旋转。该壳体可旋转地容纳凸轮和凸轮环，并形成有燃料增压腔室。该柱塞根据凸轮环的回转而往复运动，以便使得吸入燃料增压腔室内的燃料增压和进行压力供给。连接部分的强度设置成低于壳体的损坏强度，壳体将在该壳体损坏强度下损坏。
在上述结构中，通过内燃机而旋转的主轴以及与该主轴成一体旋转的凸轮分开形成。凸轮的旋转以柱塞的往复运动形式来传递。而且，形成用于使主轴与凸轮连接的连接部分。因为连接部分的强度设置成低于壳体的损坏强度，因此在壳体损坏之前，主轴和凸轮可以彼此分离。当连接状态消除且主轴和凸轮彼此分离时，主轴在凸轮内自由转动。因此，即使当主轴由内燃机驱动，主轴的旋转运动也不传递给凸轮，燃料喷射泵的功能停止。因此，能够防止壳体损坏，并能够防止损伤的扩展。
通过研究下面的详细说明、附加权利要求书和附图(它们都形成本申请的一部分)，可以知道实施例的特征和优点以及相关部件的操作方法和功能。附图中图1是表示共轨型燃料喷射系统的局部剖示意图，该共轨型燃料喷射系统有本发明第一实施例的燃料喷射泵；图2A是表示第一实施例的燃料喷射泵的主轴和凸轮的局部纵剖图；图2B是表示图2A的主轴和凸轮沿线IIB-IIB的剖视图；图3是表示第一实施例的燃料喷射泵的剖视图；图4A是表示本发明第二实施例的燃料喷射泵的主轴和凸轮的局部纵剖图；图4B是表示图4A的主轴和凸轮沿线IVB-IVB的剖视图；以及图5是表示相关现有技术的凸轮轴的视图。
具体实施例方式
(第一实施例)参考图1，图中所示的共轨型燃料喷射系统(积累类型燃料喷射系统)有本发明第一实施例的燃料喷射泵(供给泵)。
图1中所示的共轨型燃料喷射系统用于内燃机中，例如多缸(图1中为四缸)柴油发动机。燃料喷射系统在公共导油管1中积累高压燃料，并通过多个喷射器(电磁燃料喷射阀)2而将积累的高压燃料喷射到各气缸的燃烧室内，这些喷射器根据发动机的各气缸而安装。在图1中，只表示了与四缸发动机的一个气缸相对应的一个喷射器2。
共轨型燃料喷射系统包括公共导油管1、多个喷射器2、燃料喷射泵(供给泵)4以及控制装置(电子控制单元或ECU)，该控制装置作为进行控制的装置。公共导油管1积累高压燃料。喷射器2安装在发动机的各气缸上，并将公共导油管1中积累的高压燃料喷射到各气缸的燃烧室中。供给泵4使得燃料增压，并朝着公共导油管1供给燃料。ECU例如控制多个喷射器2(更具体地说，电磁阀)和供给泵4(更具体地说，吸入量控制电磁阀5)的阀打开操作和阀关闭操作。
为了在等于燃料喷射压力的高压下在公共导油管1中连续积累燃料，高压燃料从供给泵4通过高压燃料管6压力供给至公共导油管1中。燃料压力传感器和压力限制器7安装在公共导油管1上。燃料压力传感器检测公共导油管1中的燃料压力(公共导油管压力)。当公共导油管压力超过设定的极限压力时，压力限制器7打开，以便将公共导油管压力限制为低于设定极限压力。
由喷射器2喷射到燃烧室内的燃料通过使电磁阀3通电和断电而进行控制。电磁阀3控制在背压控制腔室中的燃料压力，该压力驱动控制活塞(command piston)与喷射器针阀一起运动。更具体地说，当喷射器2的电磁阀3通电时，喷射器针阀打开，在公用导油管1中积累的高压燃料通过喷射而供给各个气缸的燃烧室内。因此发动机工作。
多余燃料(例如从包括喷射器2、供给泵4和压力限制器7的高压燃料系统中泄漏的燃料)通过燃料返回管8而返回燃料箱9。
下面将根据图1至3介绍供给泵4的结构。如图1所示，供给泵4包括作为泵驱动轴的凸轮轴(主轴)11、能够与该凸轮轴11一起旋转的凸轮(偏心凸轮)44、沿该凸轮44的外周环绕凸轮轴11回转的凸轮环45、第一和第二柱塞41、42、旋转泵12、作为控制阀的吸入量控制电磁阀、作为第一和第二吸入阀31、32的止回阀31、32、排出阀61以及壳体30，上述部件容纳或安装在该壳体30内。
如图1所示，凸轮轴11可旋转地保持在壳体30内，该凸轮轴11作为通过发动机而旋转的泵驱动轴。驱动滑轮安装在凸轮轴11的顶端(图1中的左侧端)(较大直径轴部分)11a的外周上。该驱动滑轮通过驱动力传递部件例如皮带而与发动机的曲轴的曲柄滑轮连接并进行驱动。用于供给低压燃料的旋转泵(供给泵)12与凸轮轴11的另一顶端(图1中的右侧端)(较小直径轴部分)11b连接。凸轮(偏心凸轮)44与较小直径轴部分11b连接，或者与凸轮轴1的中间部分的外周连接，如图1和2A所示。偏心凸轮44可以与凸轮轴11成一体旋转。偏心凸轮44布置成相对于凸轮轴11的轴线偏心，并有基本圆形截面。外螺纹11bs和内螺纹44s分别形成于较小直径轴部分11b的外周和偏心凸轮44的内周上，如图2A和2B所示。凸轮轴11的外螺纹11bs能够螺纹连接到偏心凸轮44的内螺纹44s中。凸轮轴11的旋转方向与外螺纹11bs拧入内螺纹44s内的方向重合。具有不同外径的较大直径轴部分11a和较小直径轴部分11b构成凸轮轴11。
外螺纹11bs和内螺纹44s构成连接部分11bs、44s，它们通过螺纹紧固而形成连接状态。连接部分11bs、44s的强度设置成低于壳体30(更具体地说，由铝制成的第一壳体部分30a)的损坏强度。损坏强度是当壳体30(更具体地说，第一壳体部分30a)受损时的应力值。优选是，连接部分11bs、44s的强度设置成这样，即当在凸轮环45和柱塞41、42(更具体地说，板部件46、47)之间发生咬合时，连接部分11bs、44s的连接状态解除。而且，连接部分11bs、44s的强度优选是设置成这样，即当柱塞41、42和滑动孔33a、34a的内周表面之间发生咬合时，连接部分11bs、44s的连接状态解除。
凸轮轴11和偏心凸轮44通过连接部分11bs、44s而构成可分离的结构。该可分离结构能够成一体旋转。当大于预定连接允许强度的负载力矩(驱动力矩)施加在凸轮轴11上时，或者当大于预定连接允许强度的破坏力施加在偏心凸轮44上时，连接部分11bs、44s具有解除连接部分11bs、44s之间的连接状态或者解除在凸轮轴11和偏心凸轮44之间的连接状态的连接解除功能。凸轮轴11和偏心轴44构成能够在操作部件例如柱塞41、42发生破坏性操作时使燃料喷射泵停止的凸轮轴。因此，可以防止损伤(例如壳体30的损伤)扩展。
供给泵12与凸轮轴11成一体旋转，并通过燃料供给通道10而从燃料箱9中吸入燃料。在图1中，供给泵12表示为处于使该供给泵12旋转90°角时的状态。供给泵12可以有任意类型的泵结构，例如叶片类型的泵结构，而不是图1中所示的内齿轮类型的泵结构。内齿轮类型泵12包括内转子12a，该内转子12a间隙安装在凸轮轴11上；以及外转子12b，该外转子12b由内转子12a驱动进行行星式运动。
燃料过滤器13布置在燃料供给通道10中。燃料过滤器13将过滤或捕获在从燃料箱9吸入供给泵12内的燃料中的杂质。
如图1所示，进口(燃料进口部分)14和燃料引入通道15形成于供给泵12的吸入侧。进口14包括套筒管接头和螺钉，并将燃料从外部引入壳体30内。燃料引入通道15使进口14与供给泵12相连。进口14包括过滤器14a，如图1所示。供给泵12的排出侧通过燃料引导通道16a而与吸入量控制电磁阀5(更具体地说，在吸入量控制电磁阀5的顶端侧的燃料储槽腔室17a)相连。燃料储槽腔室17a是由形成于壳体30中的吸入量控制电磁阀5容纳孔17以及容纳于该容纳孔17中的吸入量控制电磁阀5的顶端部分(图1中的左侧端)提供的空间。容纳孔17是具有底部的台阶形孔。该容纳孔17由具有底部的孔部分以及控制燃料储存部分而提供，该孔部分的内径基本与后面将介绍的阀壳体21相同，该控制燃料储存部分的内径大于该孔部分。由阀壳体21和控制燃料储存部分确定的空间提供了控制燃料(低压燃料)储存腔室17b。
压力调节阀(调节阀)18布置在供给泵12附近，如图1所示。调节阀18防止从供给泵12排出至吸入量控制电磁阀5的燃料储槽腔室17a内的低压燃料的排出压力超过预定燃料压力。
吸入量控制电磁阀5是通常打开类型的电磁流量控制阀，如图1所示。该吸入量控制电磁阀5具有阀部件(阀)22，该阀部件22可滑动地保持在套筒形阀壳体21内；电磁驱动部分23，该电磁驱动部分23作为阀驱动装置，用于沿阀关闭方向驱动该阀22；以及线圈弹簧24，该线圈弹簧24作为阀偏压装置，用于沿阀打开方向偏压该阀22。当通电时，电磁驱动部分23产生电磁力，并吸引与阀22一起运动的活动部件(电枢)26。当电磁驱动部分23断电时，阀22通过线圈弹簧24的偏压力而打开。当电磁驱动部分23通电时，阀22逆着线圈弹簧24的偏压力而打开。阀22和阀壳体21提供了用于执行阀打开操作和阀关闭操作的阀部分。
吸入量控制电磁阀5可以不是图1中所示的电磁流量控制阀，而是可以采用任意类型的电磁阀，只有吸入量控制电磁阀5具有用于使控制燃料流动或阻挡该控制燃料的阀部分21、22以及用于驱动该阀部分21、22以便执行阀打开操作和阀关闭操作的电磁驱动部分23。在阀22和阀壳体21之间的间隙以及容纳电磁驱动部分23的电枢26的电枢腔室优选是应当形成为这样，即燃料以不会停留的方式流过该间隙和电枢腔室。
如图1所示，通过由吸入量控制电磁阀5控制燃料流量而产生的多余燃料通过与吸入量控制电磁阀5相连的燃料返回通道12h以及燃料引入通道15而返回供给泵12的吸入侧。从供给泵12排出的燃料的一部分通过与供给泵12相连的燃料润滑通道12r而引入凸轮腔室5中，并润滑各个滑动部分，例如柱塞41、42。然后，燃料通过出口(燃料出口部分)19而流出供给泵4，该出口19由套筒管接头和螺钉提供。从出口19流出的燃料通过燃料返回通道8而返回燃料箱9。燃料返回通道12h和燃料引入通道15构成用于将燃料引入供给泵12的燃料吸入通道。燃料润滑通道12r和凸轮腔室50构成用于润滑各个操作部件的各个滑动部分以及用于返回多余燃料的返回燃料通道。
如图1所示，由吸入量控制电磁阀5控制的控制燃料(低压燃料)流出控制燃料储存腔室17b。低压燃料通过多个(图1中为两个)控制燃料通道16b和多个吸入阀31、32而吸入多个燃料增压腔室51、52内。更具体地说，控制燃料储存腔室17b顺序与控制燃料通道16b和燃料吸入通道20连通。燃料吸入通道20与一个吸入阀31、32连通。燃料增压腔室51、52是由柱塞41、42和吸入阀31、32确定的空间，用于储存燃料。控制燃料通道16b或燃料吸入通道20的数目根据燃料增压腔室51、52的数目(更具体地说，柱塞41、42的数目)来设定。
第一吸入阀31和第一燃料增压腔室51对应于第一柱塞41。第二吸入阀32和第二燃料增压腔室52对应于第二柱塞42。
燃料引导通道16a、燃料储槽腔室17a、控制燃料储存腔室17b、控制燃料通道16b和燃料吸入通道20构成低压燃料通道。吸入量控制电磁阀5布置在低压燃料通道中。
第一吸入阀31是止回阀，它的向前方向与燃料从供给泵12流向第一燃料增压腔室51的流动方向重合。第一吸入阀31包括阀部件31a和线圈弹簧31c，该线圈弹簧31c作为偏压装置，用于沿使得阀部件31a置于阀座31b上的方向偏压该阀部件。第一吸入阀31作为止回阀，用于防止燃料从第一燃料增压腔室51朝着吸入量控制电磁阀5回流。在正常状态下，第一阀部件31a由线圈弹簧31c的偏压力沿图1中向上方向偏压，并置于阀座31b上。因此，第一吸入阀31关闭。当低压燃料通过燃料吸入通道20而从吸入量控制电磁阀5流入时，低压燃料的燃料压力使得第一阀部件31a打开，且燃料吸入第一燃料增压腔室51。当第一柱塞41运动并使第一燃料增压腔室51内的燃料增压时，第一吸入阀31的阀部件31a通过第一燃料增压腔室51中的燃料压力而关闭，且保持该状态，直到燃料的压力供给结束。
同样，第二吸入阀32是止回阀，它的向前方向与燃料从供给泵12流向第二燃料增压腔室52的流动方向重合。第二吸入阀32包括阀部件32a和线圈弹簧32c，该线圈弹簧32c作为偏压装置，用于沿使得阀部件32a置于阀座32b上的方向偏压该阀部件。第二吸入阀32作为止回阀，用于防止燃料从第二燃料增压腔室52朝着吸入量控制电磁阀5回流。在正常状态下，第二阀部件32a由线圈弹簧32c的偏压力沿图1中向下方向偏压，并置于阀座32b上。当低压燃料通过燃料吸入通道20而从吸入量控制电磁阀5流入时，低压燃料的燃料压力使得第二阀部件32a打开，且燃料吸入第二燃料增压腔室52。当第二柱塞42运动并使第二燃料增压腔室52内的燃料增压时，第二吸入阀32的阀部件32a通过第二燃料增压腔室52中的燃料压力而关闭，且保持该状态，直到燃料的压力供给结束。
在本实施例中，第一吸入阀31布置在第一燃料增压腔室51之外并在低压燃料通道中。更具体地说，第一吸入阀31布置在这样的位置，即该第一吸入阀31和第一柱塞41确定第一燃料增压腔室51。第一吸入阀31也可以布置在与第一燃料增压腔室51相连的燃料吸入通道20中。
第二吸入阀32布置在第二燃料增压腔室52之外并在低压燃料通道中。更具体地说，第二吸入阀32布置在这样的位置，即该第二吸入阀32和第二柱塞42确定第二燃料增压腔室52。第二吸入阀32也可以布置在与第二燃料增压腔室52相连的燃料吸入通道20中。
两个柱塞41、42沿图1中的垂直方向横过偏心凸轮44布置在凸轮轴11的中部外周上，并在基本对称的位置处。
如图3所示，具有基本矩形形状的凸轮环45通过环形衬套43而可滑动地保持在偏心凸轮44的外周上。具有基本圆形截面的空心部分形成于凸轮环45中。衬套43和偏心凸轮44装入该空心部分内。分别与两个柱塞41、42成一体的板部件46、47分别布置在凸轮环45的上端表面和底端表面上，如图3所示。板部件46、47通过分别环绕柱塞41、42的外周布置的线圈弹簧48、49的偏压力而压靠在凸轮环45的上端表面和底端表面45a上。板部件46、47和凸轮环45能够以在表面上滑动的方式沿图3中的横向方向进行相对运动。偏心凸轮44和凸轮环45由金属材料制成，并可旋转地装入形成于壳体30中的凸轮腔室50的内部。
如图1所示，柱塞41、42分别装入壳体30的滑动孔(更具体地说，第二壳体部分33、34的滑动孔33a、34a)中，因此，柱塞41、42能够以滑动方式往复运动。第一燃料增压腔室51由滑动孔33a的内周表面和图1中的第一柱塞41的上端表面上的第一吸入阀31(更具体地说，阀部件31a)来提供。第二燃料增压腔室52通过滑动孔34a的内周表面和图1中的第二柱塞42的底端表面上的第二吸入阀32(更具体地说，阀部件32a)来提供。
第一排出阀61通过第一燃料压力供给通道35而与第一燃料增压腔室相连。第二排出阀通过第二燃料压力供给通道而与第二燃料增压腔室相连。第一排出阀61和第二排出阀作为止回阀，分别用于防止高压燃料从第一排出孔63和第二排出孔朝着第一燃料增压腔室51和第二燃料增压腔室52回流。第一排出阀61和第二排出阀分别包括球阀35和线圈弹簧62。从第一排出孔63和第二排出孔排出的高压燃料通过第一管连接器(传送阀保持器)65内的燃料压力供给通道67以及第二传送阀保持器内的燃料压力供给通道而流入高压燃料管6，并供给公共导油管1内。燃料压力供给通道35、第一排出孔63和燃料压力供给通道67构成高压燃料压力供给通道。第一排出阀61布置在高压燃料压力供给通道中。
壳体30由金属材料制成，并有第一壳体部分30a和第二壳体部分33、34。第一壳体部分30a可旋转地容纳凸轮轴11、凸轮环45和供给泵12。第二壳体部分33、34分别装有第一和第二柱塞41、42，从而使柱塞41、42能够以滑动方式往复运动。更具体地说，凸轮轴11通过轴承而可旋转地装入第一壳体部分30a中，从而使较大直径轴部分11a穿过第一壳体部分30a插入。第一壳体部分30a形成有低压燃料通道的燃料引导通道16a、燃料储槽腔室17a、控制燃料储存腔室17b和控制燃料通道16b，该低压燃料通道形成于壳体30中。此外，第一壳体部分30a形成有燃料吸入通道12h、15之外的燃料润滑通道12r以及返回燃料通道12r、50。
燃料引导通道16a、燃料储槽腔室17a、控制燃料储存腔室17b和控制燃料通道16b构成第一低压燃料通道。吸入量控制电磁阀5布置在第一低压燃料通道中。
而且，第一壳体部分30a分成轴承壳体部分(轴承部分)30b，用于可旋转地支承凸轮轴11；以及主体部分30c，用于可旋转地容纳供给泵12。在凸轮轴11通过轴承部分30b和主体部分30c插入之后，该轴承部分30b和主体部分30c彼此成一体。也可选择，第一壳体部分30a可以形成为单个零件。在本实施例中，主体部分30c形成有第一低压燃料通道16a、17a、17b、16b、燃料吸入通道12h、15以及燃料润滑通道12r。吸入量控制电磁阀5、进口14和出口19可以安装在该主体部分30c上。
两个第二壳体部分33、34流体密封地固定在图1的第一壳体部分30a的上端表面和底端表面上。第二壳体部分33、34和第一壳体部分30a确定了凸轮腔室50。凸轮腔室50装有滑动部件，例如偏心凸轮44和凸轮环45、柱塞41、42以及用于将板部件46、47压靠在凸轮环45上的线圈弹簧48、49。两个推力垫圈71沿推力方向(轴向方向)布置在凸轮腔室50的环形内壁表面和偏心凸轮44的两端表面之间。因此，偏心凸轮44、衬套43、凸轮环45和板部件46、47可以很容易地旋转或往复运动。同时确定凸轮环45沿推力方向的位置。各垫圈71的外径与凸轮环45的回转区域相同。为了防止垫圈71与凸轮环45一起旋转，垫圈71优选是固定在凸轮腔室50的、沿推力方向的两端表面上。
如图1所示，第二壳体部分33、34分别形成有滑动孔33a、34a。柱塞41、42分别装入该滑动孔33a、34a内，从而使柱塞41、42能够以滑动方式往复运动。第二壳体部分33、34形成有燃料增压腔室51、52，该燃料增压腔室51、52分别由柱塞41、42的端表面、滑动孔33a、34a的内周表面以及吸入阀31、32(更具体地说，阀部件31a、32a)来提供。第二壳体部分33、34形成有低压燃料通道的燃料吸入通道20，该低压燃料通道形成于壳体30中。更具体地说，第二壳体部分33、34形成有用于容纳吸入阀31、32的容纳孔37、38，而燃料吸入通道20与容纳孔37、38连接。第二壳体部分33、34形成有高压燃料压力供给通道35、63、67。排出阀61和传送阀保持器65布置在高压燃料压力供给通道35、63、67中。燃料吸入通道20提供第二低压燃料通道。
第二壳体部分33、34和柱塞41、42分别构成供给泵4的泵元件(高压供给泵)。构成泵元件的第二壳体部分33、34为缸头部。第二壳体部分33、34由具有机械强度(例如防腐蚀和防咬合)的金属材料制成。第一壳体部分30a(除了用于可旋转地保持凸轮轴11的轴承之外)由铝制成，例如模铸铝或铝合金。
下面将介绍具有上述结构的供给泵4的操作。当凸轮轴11通过发动机而旋转时，供给泵12通过凸轮轴11的旋转运动而驱动。当供给泵12开始驱动时，在燃料箱9中的燃料通过燃料供给通道10、燃料过滤器13和进口14而引入燃料引入通道15中，并吸入供给泵12的吸入侧内。供给泵12将吸入的燃料增压至预定压力，并通过燃料引导通道16a而将低压燃料排入吸入量控制电磁阀5的燃料储槽腔室17a内。这时，因为与凸轮轴11成一体的偏心凸轮44旋转，凸轮环45沿凸轮44的预定基本圆形通道而回转。因此，板部件46、47在图1的凸轮环45的上端表面和底端表面45a上往复运动。因此，第一和第二柱塞41、42沿图1的垂直方向在滑动孔33a、34a内部往复运动。因此，第一和第二柱塞41、42使得第一和第二增压腔室51、52中的燃料增压，并压力供给该高压燃料。更具体地说，当第一柱塞41在吸入冲程中在滑动孔33a内从上死点向下死点运动时，从供给泵12排出的低压燃料使得第一吸入阀31打开，并流入第一燃料增压腔室51内。然后，到达下死点的第一柱塞41再在压力供给冲程中在滑动孔33a内朝着上死点运动，且在第一燃料增压腔室51中的燃料压力根据第一柱塞41的升高程度的增加而增加。同样，当第二柱塞42在吸入冲程中在滑动孔34a内从上死点向下死点运动时，从供给泵12排出的低压燃料使得第二吸入阀32打开，并流入第二燃料增压腔室52内。然后，到达下死点的第二柱塞42再在压力供给冲程中在滑动孔34a内朝着上死点运动，且在第二燃料增压腔室52中的燃料压力根据第二柱塞42的升高程度的增加而增加。当第一排出阀61通过增加的燃料压力而打开时，在燃料增压腔室51中增压的高压燃料通过燃料压力供给通道35和排出孔63而流出传送阀保持器65中的燃料压力供给通道67。然后，流出燃料压力供给通道67的高压燃料通过高压燃料管6而压力供给到公用导油管1内。
偏心凸轮44相对于凸轮轴11偏心。因此，如图1所示，第一柱塞41和第二柱塞42交替往复运动。在图1中，第一柱塞处于最大凸轮升程(最大柱塞升程)状态，或者在向上运动之后的上死点状态。第二柱塞42处于最小凸轮升程(最小柱塞升程)状态，或者在图1中向上运动之后的下死点状态。
在供给泵4中，通过供给泵12而吸入的一部分低压燃料作为润滑燃料而通过燃料润滑通道供给凸轮腔室50。凸轮腔室50容纳滑动部件例如偏心凸轮44和凸轮环45以及往复运动部件例如柱塞41、42和板部件46、47。操作部件例如滑动部件和往复运动部件通过该润滑燃料而润滑。
下面将介绍本实施例的效果。
当水等偶然混入燃料中时，可能会使操作部件(包括凸轮腔室中的滑动部件和往复运动部件)之间产生较差润滑。当在柱塞41、42和滑动孔33a、34a的内周表面之间产生较差润滑时，柱塞41、42将发生故障操作(更具体地说，柱塞41、42轻微咬合)。根据柱塞41、42的故障操作程度(或者柱塞41、42的咬合程度)，在柱塞41、42(更具体地说板部件46、47)的滑动表面和凸轮环45之间可能发生咬合。当咬合程度增加时，过大推力负载可能施加在凸轮环45上，且柱塞41、42可能受损(例如，与柱塞41、42成一体的板部件46、47的一部分可能破裂和脱落)。在利用图5所示的普通凸轮轴(主轴)110的供给泵中，当破裂柱塞41、42部分(碎屑)穿过凸轮腔室50内部并粘在凸轮环45和壳体30(更具体地说，第一壳体部分30a的凸轮室50的内周表面)之间的间隙中时，凸轮环45试图在碎屑粘在间隙中的情况下进行旋转，因为通过发动机而旋转的偏心凸轮144的旋转运动将传递给凸轮环45。这时由铝制成的第一壳体部分30a可能受损，并使损伤扩展。
相反，在本发明的供给泵4中，凸轮轴11和偏心凸轮44分开形成，并通过连接部分11bs、44s而进行连接(该连接部分11bs、44s具有作为安全装置的连接解除功能)，因此凸轮轴11和偏心凸轮44能够成一体旋转。更具体地说，连接部分11bs、44s的强度设置成低于壳体30的损坏强度(更具体地说，第一壳体部分30a的损坏强度)。因此，凸轮轴11和偏心凸轮44的连接部分11bs、44s的连接状态将在壳体30受损之前解除。因此，凸轮轴11和偏心凸轮44彼此分离，凸轮轴11在凸轮44中自由旋转。因此，即使当凸轮轴11由发动机驱动时，凸轮轴11的旋转运动也不传递给偏心凸轮44，供给泵4的、作为燃料喷射泵的功能停止。因此，可以防止壳体30受损和防止损伤的扩展。
优选是，连接部分11bs、44s的强度设置成这样，即当在凸轮环45的滑动表面和柱塞41、42(更具体地说，板部件46、47)之间发生咬合时，连接部分11bs、44s的连接状态解除。因此，操作部件例如柱塞41、42自身可以防止由于凸轮环45和柱塞41、42的滑动表面的咬合而引起的损坏。因此，即使当发生柱塞41、42的故障操作(柱塞41、42等的稍微咬合)时，也可以防止壳体受损。
即使在凸轮环45和柱塞41、42的滑动表面之间发生咬合时，也可以防止进一步受损。因此，提供了具有良好安全性的供给泵。
而且，优选是连接部分11bs、44s的强度应当设置成这样，即当在柱塞41、42和滑动孔33a、34a的内周表面之间发生咬合时，将解除连接部分11bs、44s的连接状态。因此，当在柱塞41、42和滑动孔33a、34a的内周表面之间产生咬合时，将解除连接部分11bs、44s的连接状态，且凸轮轴11和偏心凸轮理44彼此分离。因此，可以防止产生柱塞41、42的碎屑。
还有，当在柱塞41、42和滑动孔33a、34a的内周表面之间发生咬合时，可以防止进一步受损。还有，可以提供具有良好安全性的供给泵。
在外来物质混入燃料内的情况下，当外来物质粘在一个排出阀61(该排出阀交替排出在的两个燃料增压腔室51、52中增压的燃料，如本实施例的供给泵4中一样)的支座中时，其中粘有外来物质的该排出阀61将形成连续打开状态。因此，在公共导油管1中积累的燃料的高压持续施加给与处于连续打开状态的排出阀61相对应的柱塞。因此，柱塞可能进入较差润滑状态。
相反，在本发明的供给泵4中，当由柱塞的较差润滑引起柱塞的故障操作时，燃料喷射泵的功能提供使凸轮轴11和偏心凸轮44彼此分离而停止。因此，可以防止损坏壳体，并能够防止损伤扩展。
在本实施例中，并不需要增加在壳体30(更具体地说，第一壳体部分30a的凸轮腔室50的内周表面)和凸轮环45之间的间隙。因此，不需要使本体尺寸明显增大，并能够防止增加成本。而且，并不降低安装在汽车等上的可安装性。
(第二实施例)下面将参考图4A和4B介绍本发明第二实施例的供给泵4。
在第二实施例中，由图4A和4B中所示的花键齿和槽构成的接头结构用作具有连接解除功能并作为安全装置的连接部分，以便代替第一实施例的、由外螺纹和内螺纹构成的螺纹紧固结构。
更具体地说，如图4A和4B所示，多个(图4B中为5个)花键齿11bs和多个(图4B中为5个)花键槽44s分别形成于较小直径轴部分的外周和偏心凸轮44的内周上。花键齿11bs和花键槽44s可以彼此配合。如图4B所示，在偏心凸轮44的内周和较小直径轴部分的外周之间形成径向间隙。
在上述结构中，当花键齿11bs剪切和断裂时，连接部分11bs、44s的连接状态解除，凸轮轴11和凸轮44彼此分离。因此，凸轮轴11在凸轮44内自由转动。
上述结构也可以形成与第一实施例相同的效果。
(变化形式)在上述实施例中，供给泵有两个柱塞。通过将本发明用于具有多个柱塞的任意其它类型供给泵，也可以获得上述实施例的效果。
而且在上述实施例中，本发明用于共轨类型燃料喷射系统的供给泵。也可选择，本发明可以用于任意类型的供给泵，该供给泵具有这样的结构，其中，凸轮轴通过发动机而旋转，偏心凸轮通过凸轮轴而旋转，这样，凸轮环回转，柱塞根据该凸轮环的回转而进行往复运动，以便使燃料增压腔室中的低压燃料增压，并将增压至与燃料喷射压力相同的高压的高压燃料排出。
本发明将并不局限于所述实施例，而是在不脱离本发明的精神的情况下，可以以多种其它方式来实施。
权利要求
1.一种燃料喷射泵(4)，包括主轴(11)，该主轴通过内燃机而旋转；凸轮(44)，该凸轮与主轴(11)分开提供，该凸轮(44)形成有与主轴(11)连接的连接部分(11bs、44s)，因此该凸轮(44)可与主轴(11)成一体旋转；凸轮环(45)，该凸轮环环绕主轴(11)回转，因此，凸轮环(45)沿凸轮(44)的外周相对于凸轮(44)旋转；壳体(30)，该壳体可旋转地容纳凸轮(44)和凸轮环(45)，该壳体(30)形成有燃料增压腔室(51、52)；以及柱塞(41、42)，该柱塞根据凸轮环(45)的回转而往复运动，以便使得吸入燃料增压腔室(51、52)内的燃料增压和进行压力供给，其特征在于连接部分(11bs、44s)的强度设置成低于壳体(30)的损坏强度，壳体(30)将在该壳体损坏强度下损坏。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)的强度设置成这样，即当在凸轮环(45)和柱塞(41、42)的滑动表面之间发生咬合时，将解除连接部分(11bs、44s)之间的连接状态。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)的强度设置成这样，即当在柱塞(41、42)和柱塞滑动孔(33a、34a)的内周表面之间发生咬合时，将解除连接部分(11bs、44s)之间的连接状态，该柱塞(41、42)和柱塞滑动孔(33a、34a)提供了燃料增压腔室(51、52)。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)使得凸轮(44)通过螺纹紧固而与主轴(11)连接。
5.根据权利要求1所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)使得凸轮(44)通过形成于主轴(11)和凸轮(44)之间的花键(11bs)而与主轴(11)连接。
6.根据权利要求1所述的燃料喷射泵(4)，其中壳体(30)容纳位于燃料增压腔室(51、52)和公共导油管(1)之间的排出阀(61)，用于当燃料增压腔室(51、52)中的燃料压力超过公共导油管(1)中的燃料压力时使得高压燃料流向公共导油管(1)，该公共导油管(1)积累燃料，该燃料通过柱塞(41、42)的运动而在燃料增压腔室(51、52)中增压，并通过柱塞(41、42)的运动而在高压时进行压力供给。
7.一种燃料喷射泵(4)，包括主轴(11)，该主轴通过内燃机而旋转；凸轮(44)，该凸轮与主轴(11)分开提供，该凸轮(44)形成有与主轴(11)连接的连接部分(11bs、44s)，因此该凸轮(44)可与主轴(11)成一体旋转；凸轮环(45)，该凸轮环环绕主轴(11)回转，因此，凸轮环(45)沿凸轮(44)的外周相对于凸轮(44)旋转；壳体(30)，该壳体可旋转地容纳凸轮(44)和凸轮环(45)，该壳体(30)形成有燃料增压腔室(51、52)；以及柱塞(41、42)，该柱塞根据凸轮环(45)的回转而往复运动，以便使得吸入燃料增压腔室(51、52)内的燃料增压和进行压力供给，其特征在于连接部分(11bs、44s)的强度设置成这样，即当在凸轮环(45)和柱塞(41、42)的滑动表面之间发生咬合时，将解除连接部分(11bs、44s)之间的连接状态。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)使得凸轮(44)通过螺纹紧固而与主轴(11)连接。
9.根据权利要求7所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)使得凸轮(44)通过形成于主轴(11)和凸轮(44)之间的花键(11bs)而与主轴(11)连接。
10.根据权利要求7所述的燃料喷射泵(4)，其中壳体(30)容纳位于燃料增压腔室(51、52)和公共导油管(1)之间的排出阀(61)，用于当燃料增压腔室(51、52)中的燃料压力超过公共导油管(1)中的燃料压力时使得高压燃料流向公共导油管(1)，该公共导油管(1)积累燃料，该燃料通过柱塞(41、42)的运动而在燃料增压腔室(51、52)中增压，并通过柱塞(41、42)的运动而在高压时进行压力供给。
11.一种燃料喷射泵(4)，包括主轴(11)，该主轴通过内燃机而旋转；凸轮(44)，该凸轮与主轴(11)分开提供，该凸轮(44)形成有与主轴(11)连接的连接部分(11bs、44s)，因此该凸轮(44)可与主轴(11)成一体旋转；凸轮环(45)，该凸轮环环绕主轴(11)回转，因此，凸轮环(45)沿凸轮(44)的外周相对于凸轮(44)旋转；壳体(30)，该壳体可旋转地容纳凸轮(44)和凸轮环(45)，该壳体(30)形成有燃料增压腔室(51、52)；以及柱塞(41、42)，该柱塞根据凸轮环(45)的回转而往复运动，以便使得吸入燃料增压腔室(51、52)内的燃料增压和进行压力供给，其特征在于连接部分(11bs、44s)的强度设置成这样，即当在柱塞(41、42)和柱塞滑动孔(33a、34a)的内周表面之间发生咬合时，将解除连接部分(11bs、44s)之间的连接状态，该柱塞(41、42)和柱塞滑动孔(33a、34a)提供了燃料增压腔室(51、52)。
12.根据权利要求11所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)使得凸轮(44)通过螺纹紧固而与主轴(11)连接。
13.根据权利要求11所述的燃料喷射泵(4)，其中连接部分(11bs、44s)使得凸轮(44)通过形成于主轴(11)和凸轮(44)之间的花键(11bs)而与主轴(11)连接。
14.根据权利要求11所述的燃料喷射泵(4)，其中壳体(30)容纳位于燃料增压腔室(51、52)和公共导油管(1)之间的排出阀(61)，用于当燃料增压腔室(51、52)中的燃料压力超过公共导油管(1)中的燃料压力时使得高压燃料流向公共导油管(1)，该公共导油管(1)积累燃料，该燃料通过柱塞(41、42)的运动而在燃料增压腔室(51、52)中增压，并通过柱塞(41、42)的运动而在高压时进行压力供给。
全文摘要
一种燃料喷射泵(4)，包括主轴(11)、凸轮(44)、凸轮环(45)、壳体(30)和柱塞(41、42)。主轴(11)通过内燃机而旋转。凸轮(44)与主轴(11)分开提供，并形成有与主轴(11)连接的连接部分(11bs、44s)。凸轮(44)与主轴(11)一起旋转。凸轮环(45)环绕主轴(11)回转，因此，凸轮环(45)沿凸轮(44)的外周相对于凸轮(44)旋转。壳体(30)可旋转地容纳凸轮(44)和凸轮环(45)，并形成有燃料增压腔室(51、52)。柱塞(41、42)根据凸轮环(45)的回转而往复运动，以便使得吸入燃料增压腔室(51、52)内的燃料增压和进行压力供给。连接部分(11bs、44s)的强度设置成低于壳体(30)的损坏强度。
文档编号F02M59/00GK1605748SQ200410084960
公开日2005年4月13日 申请日期2004年10月8日 优先权日2003年10月8日
发明者羽生俊治 申请人:株式会社电装