高压燃料供给泵的制作方法与工艺

文档序号:13045370阅读:100来源:国知局
本申请是2014年2月17日提出的申请号为201280040042.7的申请的分案申请。技术领域本发明涉及一种缸内直接燃料喷射型内燃机的高压燃料供给装置,特别涉及一种作为安装于低压燃料通路的低压脉动衰减机构的缓冲机构或者一体地具备该缓冲机构的高压燃料供给泵。

背景技术:
在日本特开2010-106740号公报中记载有一种高压燃料供给泵,其在高压燃料供给泵的上部低压燃料室设有作为低压脉动衰减机构的缓冲器,在其上部装有杯状的盖,该盖与泵外壳接合。专利文献1:日本特开2010-106740号公报

技术实现要素:
发明所要解决的课题但是,在上述现有技术中,由于盖为杯状,因此存在作为低压脉动衰减机构的缓冲机构的总高度变高形成盖的母材的厚度的量、外径也变大的问题。这在一体地将缓冲机构安装在高压燃料供给泵上的情况下,带来高压燃料供给泵的总高度变高,外径也变大的问题。本发明的目的在于,将作为低压脉动衰减机构的缓冲机构的体格抑制为较小,在一体地将作为低压脉动衰减机构的缓冲机构安装在高压燃料供给泵上的情况下,使高压燃料供给泵的总高度变低。用于解决课题的技术方案设为如下结构:在形成于缓冲器外壳或者高压燃料供给泵的泵外壳的低压燃料室的开放侧端部的内周设置盖的外缘进行嵌合的筒状部,在该筒状部嵌合盖的母材的厚度方向外周面。发明效果根据如此构成的本发明,能够提供一种能够使作为低压脉动衰减机构的缓冲器的总高度变低,且能够使径向尺寸变小,小型的低压脉动衰减机构(缓冲机构)。还能够提供一种在将低压脉动衰减机构(缓冲机构)一体地形成于高压燃料供给泵上的情况下,能够使高压燃料供给泵的总高度变低,且能够使缓冲器部的径向尺寸变小,体格小的高压燃料供给泵。附图说明图1是实施本发明的第一实施例的高压燃料供给泵的整体纵剖面图。图2是用于说明实施本发明的第一实施例的盖周围的局部放大图。图3是用于说明实施本发明的第一实施例的装配的图。图4是使用实施本发明的第一实施例的高压燃料供给泵的燃料供给系统的一例。图5是实施本发明的第二实施例的高压燃料供给泵的整体纵剖面图。图6是实施本发明的第三实施例的高压燃料供给泵的整体纵剖面图。图7是实施本发明的第四实施例的高压燃料供给泵的整体纵剖面图;图8是说明盖的壁厚和成形加工的限度的图。图9是说明盖的壁厚和刚性的关系的图。符号说明1泵外壳2柱塞8排出阀机构9低压脉动衰减机构11加压室14缓冲器盖24喷射器30电磁吸入阀90金属缓冲器91缓冲器支架101吸入接头具体实施方式以下,基于附图所示的实施例详细说明本发明。[实施例]以下,参照图1~图4说明本发明的第一实施例。使用图4所示的系统的整体结构图说明系统的结构和动作。由虚线P包围的部分表示高压泵主体,表示该虚线P中所示的机构、部件一体地装入到高压泵外壳1上。燃料箱20的燃料通过加料泵(feedpump)21汲取,通过吸入配管28送至泵外壳1的吸入接头10a。通过了吸入接头10a的燃料经由低压脉动衰减机构9(也称缓冲器或者缓冲机构)、吸入通路10d到达构成容量可变机构的电磁吸入阀30的吸入口30a。关于低压脉动衰减机构9,在后面进行详细说明。电磁吸入阀30具备电磁线圈30b,在该电磁线圈30b通电的状态下,电磁柱塞30c的固定件(anchor,锚)30d被铁芯34吸引而向图1的左方移动,维持弹簧33被压缩的状态。此时,安装于电磁柱塞30c的顶端的吸入阀体31将与高压泵的加压室11相连的吸入口32打开。在电磁线圈30b未通电的状态下,且在吸入通路10d(吸入口30a)与加压室11之间没有流体压差时,通过该弹簧33的作用力,吸入阀体31被向闭阀方向施力,吸入口32变为关闭的状态。构成所谓常闭型的电磁阀。具体而言,如以下那样进行动作。通过后述的凸轮的旋转,在柱塞2向图1的下方位移而处于吸入工序状态时,加压室11的容积增加,加压室11内的燃料压力降低。在该工序中,当加压室11内的燃料压力比吸入通路10d(吸入口30a)的压力低时,在吸入阀体31产生由燃料的流体压差带来的开阀力(使吸入阀体31向图1的左方位移的力)。吸入阀体31设定为通过由该流体压差带来的开阀力,克服弹簧33的作用力而开阀,使吸入口32打开。在该状态下,当来自发动机控制单元27(以下称为ECU)的控制信号施加于电磁吸入阀30上时,在电磁吸入阀30的电磁线圈30b中流过电流,通过在固定件30d与铁芯34之间产生的磁作用力,电磁柱塞30c被向图1的左方施力,在吸入阀体31没有完全打开的情况下,电磁柱塞30c向附图左移动直至吸入阀体31完全打开。在吸入阀体31在流体压差作用下完全打开的情况下,在该位置保持吸入阀体31。其结果是,维持弹簧33被压缩的状态,且维持吸入阀体31使吸入口32打开的状态。在维持对电磁吸入阀30施加输入电压的状态下,柱塞2结束吸入工序向压缩工序转移的情况下,当柱塞2向压缩工序(向图1的上方移动的状态)转移时,由于维持向电磁线圈30b的通电状态,因此得以维持磁作用力,吸入阀体31依然维持开阀状态。加压室11的容积伴随柱塞2的压缩运动而减少,但在该状态下,暂时被吸入加压室11的燃料再次通过开阀状态的吸入阀体31返回至吸入通路10d(吸入口30a),因此加压室的压力不会上升。将该工序称为返回工序。在该状态下,当解除来自ECU27的控制信号而断开向电磁线圈30b的通电时,作用在电磁柱塞30c的磁作用力在一定时间后(磁性的、机械性的延迟时间后)消去。由于在吸入阀体31上作用由弹簧33产生的作用力,因此当作用在电磁柱塞30c的固定件30d上的电磁力消减时,吸入阀体31在由弹簧33产生的作用力下关闭吸入口32。吸入口32关闭时,从这时起加压室11的燃料压力与柱塞2的上升运动一起上升。而且,当加压室11的燃料压力成为燃料排出口12内的压力以上时,排出阀机构8的排出阀8b开阀,加压室11中残留的燃料排出至燃料排出口12内,向公共轨道23供给。将该工序称为排出工序。即,柱塞2的压缩工序(从下始点到上始点之间的上升工序)由返回工序和排出工序构成。这样,通过控制解除向电磁吸入阀30的电磁线圈30b的通电的定时,能够控制所排出的高压燃料的量。如果使解除向电磁线圈30b的通电的定时提前,则压缩工序中的返回工序的比例小,排出工序的比例大。即,返回到吸入通路10d(吸入口30a)的燃料变少,高压排出的燃料变多。另一方面,如果使解除输入电压的定时延迟,则压缩工序中的返回工序的比例大,排出工序的比例小。即,返回到吸入通路10d的燃料变多,高压排出的燃料变少。解除向电磁线圈30b的通电的定时由来自ECU的指令控制。通过采用以上那样构成来控制解除向电磁线圈30b的通电的定时,能够将高压排出的燃料的量控制为内燃机需要的量。在加压室11的出口设有排出阀机构8。排出阀机构8具备排出阀座8a、排出阀8b和排出阀弹簧8c,在加压室11与燃料排出口12没有燃料压差的状态下,排出阀8b在由排出阀弹簧8c产生的作用力下压接于排出阀座8a而成为闭阀状态。从加压室11的燃料压力比燃料排出口12的燃料压力大时开始,排出阀8b抵抗排出阀弹簧8c而开阀,加压室11内的燃料经由燃料排出口12向公共轨道23高压排出。这样,被导入到燃料吸入口10a的燃料在泵外壳1的加压室11中通过柱塞2的往复运动而将必要的量加压至高压,并从燃料排出口12压送至公共轨道23。在公共轨道23上安装有喷射器24、压力传感器26。喷射器24与内燃机的气缸数相匹配地安装,根据ECU27的控制信号而进行开闭阀,以将燃料喷射至气缸内。以下,使用图1~图4对形成于高压燃料泵的低压脉动衰减机构(缓冲机构)的结构、动作进行详细说明。如上所述,在泵主体上,在中心形成有加压室11,还设有用于向加压室11供给燃料的电磁吸入阀30和用于从加压室11向排出通路排出燃料的排出阀机构8。另外,对柱塞2的进退运动进行引导的气缸6安装为面向加压室11。气缸6的外周由气缸支架7保持,通过将刻设于气缸支架7的外周的外螺纹拧入螺刻于泵外壳1的内螺纹而将气缸6固定在泵外壳1上。气缸6将在加压室内进退运动的柱塞2保持为可沿其进退运动方向滑动。在柱塞2的下端设有挺杆(tappet)3,其将安装于发动机的凸轮轴的凸轮5的旋转运动转换为上下运动,并向柱塞2传递。柱塞2经由保持器(retainer)15通过弹簧4压接于挺杆3。由此,伴随凸轮5的旋转运动,能够使柱塞2沿上下进退(往复)运动。另外,保持于气缸支架7的内周下端部的柱塞密封件13在气缸6的图中下端部被设置成能够与柱塞2的外周滑动地接触的状态,由此柱塞2与气缸6之间的漏气(blow-by)间隙被密封,防止燃料向外部泄漏。同时,防止润滑发动机室内的滑动部的润滑油(包含发动机油)经由漏气间隙流入泵外壳1的内部。在泵主体(泵外壳)上,在吸入通路10c的局部形成有有底(110)筒状凹部111,该有底(110)筒状凹部111兼作缓冲器收纳室。在有底(110)筒状凹部111的开放端111A侧,平板状的缓冲器盖14的外周面14S与有底(110)筒状凹部111的内周面嵌合。在由平板状的缓冲器盖14隔绝的有底(110)筒状凹部111中,设置有使在泵内产生的低压侧的压力脉动向燃料配管28的波及减低的低压脉动衰减机构9(缓冲机构)。缓冲器收纳室形成于在泵主体的外周围形成的有底(110)筒状凹部111与堵塞该有底(110)筒状凹部111的开放端111A侧的平板状的缓冲器盖14之间。在暂时吸入到加压室11的燃料由于容量控制状态而再次通过开阀状态的吸入阀体31返回吸入通路10d(吸入口30a)的情况下,由于返回到吸入通路10d(吸入口30a)的燃料而在吸入通路10产生压力脉动。但是,在作为设于吸入通路10的缓冲器收纳室的吸入通路10c中安装有金属缓冲器90,该金属缓冲器90是通过将两张剖面为波纹板状的圆盘型金属隔板(diaphragm)(90a、90b)在其外周进行焊接(91w)而结合的,并向内部注入有氩那样的惰性气体,通过该金属缓冲器90膨胀·收缩来吸收减低压力脉动。另外,对缓冲器盖14的周边构造进行详细说明。如图1所示,缓冲器盖14形成为平板状,在上部接合有形成吸入口10a的吸入接头101。缓冲器盖14挤压作为弹性体的缓冲器支架91,与泵外壳1接合。如图2所示,缓冲器支架91如弹簧那样蓄积负荷,通过将金属缓冲器90按压在泵外壳的筒状凹部的台阶部1D而将金属缓冲器90固定保持在泵外壳上。具体而言,使环状的缓冲器支架91的下方缘部91a与形成于金属缓冲器90的外周的凸缘部90f抵接,使缓冲器盖14的下端面与缓冲器支架91的上方缘部91b抵接以使缓冲器盖14向台阶部1D按压。在台阶部1D的角部形成有环状槽191,该环状槽191形成为可容纳金属缓冲器90的焊接部90w的深度。因此,即使由缓冲器支架91的下方缘部91a压下金属缓冲器90的凸缘部90f,力也不会作用在金属缓冲器90的外周焊接部90w上。从吸入口10a进入的低压燃料用过滤器102去除规定以上大小的异物,通过位于缓冲器支架91的周围的燃料通路91d,流向吸入通路10d。这样,低压燃料的压力没有遗漏地作用在金属缓冲器90的表里。图2表示详细说明本实施例的图1的缓冲器盖14的局部放大图。图3表示将缓冲器盖14接合在泵外壳1前的状态。在泵主体(泵外壳)上,在吸入通路10c的一部分形成有具有底110的筒状凹部111,筒状凹部111兼作缓冲器收纳室。在具有底110的筒状凹部111的开放端111A侧的内周面嵌合有平板状的缓冲器盖14的外周面14S。在由平板状的缓冲器盖14隔绝的筒状凹部111中收纳有金属缓冲器90。在缓冲器盖14压下缓冲器支架91而缓冲器盖14的下端面与泵外壳1的阶梯部1A的上端面抵接的状态下,将激光照射在泵外壳1的内周面与缓冲器盖14的外周面14S的嵌合部的边界,使两者焊接接合。在形成边界的嵌合面的深度方向形成有从上端大致到中间的微小的环状间隙1C。该环状间隙1C用于使激光到达嵌合部的深处。该环状间隙1C形成为使筒状凹部111的开放端111A侧的内周面112的直径稍大于深处部分的内径。即使在开放端111A侧使缓冲器盖14的外周面14S的直径比筒状凹部111的深处小,在缓冲器盖14的外周面14S与筒状凹部111的内周面112之间也能在开放端侧形成环状间隙1C。激光的照射从上部沿箭头所示的方向射中环状间隙1C。激光装置通过在缓冲器盖14的上方沿嵌合部的环状间隙1C环绕一周,能够进行焊接,因此激光装置的设置空间少,能够得到良好的效果。在泵外壳1的阶梯部1A的上表面,在整个圆周上设有用于回避由上述焊接产生的飞溅物的环状槽1B。由激光熔融的金属被该环状槽1B捕获,因此不会向低压燃料通路的一部分即吸入通路10c内飞散。图5表示实施本发明的第二实施例的高压燃料供给泵的整体纵剖面图。吸入接头101设于泵外壳的其它部位而在低压燃料通路与吸入通路10c连接。如果这样,则缓冲器盖14能够完全仅设为平板的形状,结构简单,加工性提高。图6表示实施本发明的第三实施例的高压燃料供给泵的整体纵剖面图。缓冲器盖不完全为平板状,为了进一步地提高刚性和其它功能目的,也可以为环状肋形状部14G。另外,肋也可以在同心上为一到多个,也可以为波形。另外,还可以为半径方向或者辐射方向的肋。图7表示实施本发明的第三实施例的高压燃料供给泵的整体纵剖面图。在泵主体(泵外壳1)上,在吸入通路10c的一部分形成有有底(110)筒状凹部111,该有底(110)筒状凹部111兼作金属缓冲器90的收纳室。在有底(110)筒状凹部111的开放端111A侧,平板状的缓冲器盖14的外周面14S与有底(110)筒状凹部111的内周面嵌合。在由平板状的缓冲器盖14隔绝的有底(110)筒状凹部111中装配有减少泵内产生的低压侧的压力脉动的低压脉动衰减机构9(缓冲机构)。金属缓冲器90的收纳室形成于在泵外壳1的上部外壁设置(凹设)的有底(110)筒状凹部111与堵塞该有底(110)筒状凹部111的开放端111A侧的平板状的缓冲器盖14之间。金属缓冲器90具有载置配置于金属缓冲器90的收纳室内的金属缓冲器90的台92。金属缓冲器90将设于其外周的凸缘部载置在台上。在该凸缘部的上表面载置有环状的缓冲器支架91,在其之上配有缓冲器盖14,与上述实施例同样地将缓冲器盖14向收纳室的底压下。缓冲器盖14的外周面14S与有底(110)筒状凹部111的开放端111A侧的内周面嵌合。这样,即使在泵的其它部分的结构、缓冲器的构造不相同的情况下,也能够实施本发明。图8是说明缓冲器盖的材料板厚和拉伸成形加工的限度的图。本图为采用一般的钢材的例子,表示板材的壁厚和能够正常拉伸成形的内径的限度。决定想要拉伸成形的内径时,决定能够使用的板厚的上限,因此杯状的缓冲器盖的强度、刚性的设计的自由度低。例如,如图所示,在想要板厚为2mm的情况下,拉伸内径需要为以上。在本发明的情况下,将缓冲器盖设为平板状,而不需要拉伸加工,因此板厚能够自由设计。另外,在不进行拉伸加工的情况下,没有由加工产生的残留应力,因此具有能够省略为了现有尺寸稳定性和防止由盐害造成的应力腐蚀裂纹而实施的退火工序的优点。即,在本发明的缓冲器盖平板状中,由于能够省略拉伸加工和退火工序两个工序,能够提高生产性。图9是说明缓冲器盖的壁厚和刚性的关系的图。本图表示从泵的其它部位传递的振动能量一定的情况下的、由壁厚带来的平板的振动速度的变化。壁厚越大,平板的振动速度越小。由于辐射的声压与该振动速度成比例,因此结果是辐射到外部的辐射音变小,缓冲器盖的壁厚优选尽可能使壁厚变大。在以上的说明中,对缓冲机构形成于高压燃料供给泵的泵外壳的结构进行了说明,但是能够与高压燃料泵分开设置设于低压燃料通路部的缓冲器外壳,在该缓冲器外壳上构成与上述同样的低压脉动衰减机构(缓冲机构)。在该情况下,将上述实施例说明的泵体或者泵外壳改读(替代)为缓冲器体或者缓冲器外壳,作为该低压脉动衰减机构(缓冲机构)的实施例。根据以上说明的实施例,能得到以下的作用效果。在如现有技术那样盖为杯状的情况下,在为了抑制盖自身的平板部的振动而使盖的母材的壁厚变厚的情况下,存在成形加工困难的问题,但根据本实施例,由于盖为平板状而不需要拉伸和弯曲加工,因此即使使母材的厚度变厚,加工也不会变得困难,所以还具有使盖的厚度变厚而能够抑制盖自身的振动的效果。根据如以上那样构成的本实施,能够降低作为低压脉动衰减机构的缓冲机构的总高度,还能够减小径向尺寸,能够提供小型的低压脉动衰减机构(缓冲机构)。另外,在低压脉动衰减机构(缓冲机构)一体地形成于高压燃料供给泵的情况下,能够降低高压燃料供给泵的总高度,还能够减小缓冲器部的径向尺寸,能够提供体格小的高压燃料供给泵。结果是能够降低从安装法兰的位置起的高度,因此具有在将高压燃料供给泵固定在发动机时缓和泵主体由于发动机的振动而摇头的现象的优点。其结果是,能够提供抗振动强的高压燃料供给泵。根据以上说明的一个实施例,在缓冲器收纳室的开放侧端部的内周设置盖外缘嵌合的筒状部,激光焊接该筒状部和盖外缘之间的相对面部。其结果是,在盖的上表面部形成有焊痕。由于能够从盖的上表面照射激光,因此与将激光照射盖的侧周面进行焊接的现有的杯型盖相比,具有能够减小激光装置的直径,并且能够减小焊接设备的接地空间的优点。另外,在筒状部设有台阶部,在台阶部的角部,用于捕获激光焊接时产生的飞溅物的环状的空隙设于盖的底面和台阶部的上表面之间。因此,能够降低激光焊接时盖和外壳的部件熔融而向缓冲器收纳室分散飞溅物的可能性。由于向缓冲器收纳室飞散的飞溅物变少,因此进入燃料通路的异物变少,能够减少流量控制阀的故障和流体通路的堵塞或者泵的滑动部的破损等事故。盖的固定是在由压入装置将夹持在盖与缓冲器间的弹性体挤压收缩的状态下,通过激光焊接等将盖的外缘和与其相对的缓冲器收纳室的内周面之间固定。这时的固定方法不仅是激光焊接,还可以在与盖的外周面相对的外壳的筒状部的内壁面设置至少一条环状的槽,通过加压治具将盖的外缘上表面部加压,使盖部件塑性流动而填充在环状槽内,以所谓塑性结合的张力进行固定,进行密封。另外,还可以在盖和外壳的嵌合部,横跨位于内侧的盖的外周上端缘部和位于外侧的外壳的内周上端缘部,按压旋转治具沿着环状的嵌合部进行摩擦搅拌接合,在使两者接合的同时通过接合部密封缓冲器收纳室。总之,在作为有底筒状凹部形成于外壳的缓冲器收纳室中收纳使两块金属隔板粘合的金属隔板缓冲器,在盖与缓冲器之间设置弹性体,在盖和外壳之间夹持缓冲器。在作为外壳的有底筒状凹部而形成的缓冲器收纳室的开放侧端部的内周嵌合盖外缘。在有底筒状凹部设有台阶部,盖在被治具向台阶部压下的状态下,在嵌合部其整个圆周被固定。在进行激光焊接的情况下,激光周壁的激光焊接部位形成于缓冲器的外周焊接部的外侧。这样构成时,盖和外壳之间的焊接热不会给缓冲器的外周焊接部带来热影响。本发明以汽油发动机的高压燃料供给泵为例进行了说明,但也能够用于柴油内燃机的高压燃料供给泵。另外,不受容量控制机构的型式或者设置位置的左右,还能够在具备任何类型的容量控制机构的设备中实施。另外,能够不受低压脉动衰减机构的型式或者设置方法左右地进行实施。本发明也可以不必将低压脉动衰减机构(缓冲机构)一体地形成在高压燃料供给泵上。低压脉动衰减机构(缓冲机构)与高压燃料供给泵分开地固定于低压燃料通路上的构造,所取得的能够使低压脉动衰减机构(缓冲机构)小型化的基本效果也相同。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1