燃料泵驱动构造的制作方法

本公开涉及向引擎的燃烧室侧供给燃料的燃料泵驱动构造。

背景技术：

专利文献1中记载了一种柴油机车辆的引擎。在该引擎中，通过低压燃料泵将燃料从燃料罐向高压燃料泵供给，通过高压燃料泵使燃料轨维持在高压力，并从喷射嘴喷射从燃料轨接收的燃料。在引擎的凸轮轴上设有用于使进气及排气阀动作的阀瓣，为了向阀瓣供给机械能以使进气及排气阀动作，而从各凸轮轴的被驱动端部上的驱动齿轮传递扭矩。在凸轮轴上设有用于对燃料轨赋予燃料供给压力的燃料瓣。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特表2009-501296号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的引擎中，在具有用于开闭进气阀及排气阀的阀瓣(阀驱动凸轮)的凸轮轴的端部上设置燃料瓣(高压泵驱动凸轮)，并通过该高压泵驱动凸轮来驱动高压燃料泵。另一方面，关于低压燃料泵的驱动方法不明确。在为了驱动低压燃料泵而将专用的装置(例如，低压燃料泵专用的齿轮、轴等)安装于引擎，使用所述装置导出引擎的旋转来驱动低压燃料泵的情况下，由于经由所述装置来驱动低压燃料泵，所以可能因上述装置造成机械损失增大而能量效率下降。另外，由于部件数量与所述装置相应地增多，所以在导致制造成本的增大、重量的增大的同时，需要确保在引擎周边设置所述装置的空间，可能导致引擎周边的空间的缩小等。

本公开提供一种能够抑制部件数量且抑制能量效率的降低的燃料泵驱动构造。

用于解决技术课题的技术方案

本发明的第1方案是向引擎的燃烧室侧供给燃料的燃料泵驱动构造，包括：引擎的凸轮轴；高压燃料泵；以及低压燃料泵。引擎的凸轮轴具有多个凸轮。高压燃料泵对燃料加压并向燃烧室侧供给。低压燃料泵从燃料罐侧向高压燃料泵供给燃料。多个凸轮包含：用于驱动向燃烧室进气用的进气阀及从燃烧室排气用的排气阀中的至少一者的阀驱动凸轮；用于驱动高压燃料泵的高压泵驱动凸轮；以及用于驱动低压燃料泵的低压泵驱动凸轮。高压燃料泵及低压燃料泵由随着凸轮轴的旋转而旋转的高压泵驱动凸轮及低压泵驱动凸轮驱动。

在上述构成中，凸轮轴的多个凸轮包含：阀驱动凸轮、高压泵驱动凸轮、低压泵驱动凸轮，高压燃料泵及低压燃料泵由随着凸轮轴的旋转而旋转的高压泵驱动凸轮及低压泵驱动凸轮驱动。像这样，由于在具有用于驱动进气阀或排气阀的阀驱动凸轮的凸轮轴上设置泵驱动凸轮(高压泵驱动凸轮及低压泵驱动凸轮)，利用凸轮轴的旋转来驱动高压燃料泵及低压燃料泵，所以不需要设置用于驱动高压燃料泵及低压燃料泵的泵专用的驱动装置(例如，导出引擎的旋转的轴、齿轮)，能够抑制部件数量并能够抑制能量效率的降低。

本发明的第2方案是上述第1方案的燃料泵驱动构造，在凸轮轴的一端侧设有输入用于使凸轮轴旋转的力的输入部。高压泵驱动凸轮与输入部之间的距离比低压泵驱动凸轮与输入部之间的距离短。

在上述构成中，高压泵驱动凸轮与输入部之间的距离比低压泵驱动凸轮与输入部之间的距离短。像这样，由于将针对凸轮轴的负荷比低压燃料泵高的高压燃料泵用的高压泵驱动凸轮配置于比低压泵驱动凸轮靠近凸轮轴的输入部的位置，所以能够将输入到凸轮轴的输入部的力高效地传递到高压燃料泵侧。

本发明的第3方案是上述第1方案或上述第2方案的燃料泵驱动构造，多个凸轮包含多个阀驱动凸轮。高压泵驱动凸轮及低压泵驱动凸轮中的至少一者被配置于多个阀驱动凸轮中的2个阀驱动凸轮间。

在上述构成中，由于高压泵驱动凸轮及低压泵驱动凸轮中的至少一者(一个泵驱动凸轮)被配置于多个阀驱动凸轮中的2个阀驱动凸轮间，所以不需要在凸轮轴的一端(或另一端)和处于距一端(或另一端)最近的位置的阀驱动凸轮之间的区域(以下，称为端部区域。)上确保配置所述一个泵驱动凸轮的区域。因此，因为能够将凸轮轴的端部区域抑制得较短，所以能够抑制在凸轮轴上设置高压泵驱动凸轮及低压泵驱动凸轮时的凸轮轴的长度。

发明效果

根据本公开，能够抑制部件数量且抑制能量效率的降低。

附图说明

图1是应用本发明的一实施方式的燃料泵驱动构造的引擎的概略图。

图2是从箭头ii方向观察的图1的概略图。

图3是凸轮轴的概略图。

图4是高压燃料泵的概略剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。此外，在各附图中，cl1表示曲轴9的旋转轴，cl2表示凸轮轴13的旋转轴，cl3表示供给泵12的挺杆辊23的旋转轴。

如图1及图2所示，本实施方式的燃料泵驱动构造例如被应用于具备共轨式燃料喷射系统的柴油引擎1(以下，简称为引擎1。)。在共轨式燃料喷射系统中，通过供油泵(低压泵)11将燃料罐3内的燃料向供给泵(高压泵)12侧供给，通过供给泵12对燃料加压并向共轨4(燃料的流通方向上的燃烧室2侧的共轨4)供给，将由供给泵12加压后的高压的燃料贮存于共轨4，并将共轨4中所贮存的高压的燃料从多个(在本实施方式中为4个)喷射器5向引擎1的多个(在本实施方式中为4个)燃烧室2喷射。

引擎1具有：控制向燃烧室2的进气的进气阀6；控制来自燃烧室2的排气的排气阀7；被设于燃烧室2的活塞8；曲轴9；以及凸轮轴13。从喷射器5向燃烧室2喷射的燃料在燃烧室2内由被活塞8压缩后的高温的空气点火而燃烧，通过该燃烧而膨胀的气体将活塞8压下从而使引擎1的曲轴9旋转。进气阀6及排气阀7经由臂14与推杆15连接，如后述那样因凸轮轴13的旋转而被驱动。此外，在图2中图示了进气阀6侧的臂14及推杆15，省略了排气阀7侧的臂14及推杆15的图示。

本实施方式的燃料泵驱动构造包括：引擎1的凸轮轴13；供油泵11；以及供给泵12。

如图1～图3所示，凸轮轴13是棒状构件，一体地具有多个凸轮，并被旋转自如地支承于引擎1的气缸体1a。多个凸轮包含：多个(在本实施方式中为4个)进气阀驱动凸轮(阀驱动凸轮)16；多个(在本实施方式中为4个)排气阀驱动凸轮(阀驱动凸轮)17；供油泵驱动凸轮(低压泵驱动凸轮)18；以及供给泵驱动凸轮(高压泵驱动凸轮)19。凸轮轴13具有沿凸轮轴13的轴向(延伸设置方向)延伸的旋转轴cl2，凸轮轴13的旋转轴cl2被以与曲轴9的旋转轴cl1大致平行的方式配置。在凸轮轴13的一端侧的端部上固定地设有输入齿轮(输入部)20。凸轮轴13的输入齿轮20经由齿轮或链条等与曲轴9连结。通过该连结，用于使凸轮轴13旋转的力从曲轴9输入到凸轮轴13的输入齿轮20，凸轮轴13随着曲轴9的旋转而旋转。

多个进气阀驱动凸轮16及多个排气阀驱动凸轮17是从凸轮轴13的旋转轴cl2到进气阀驱动凸轮16及排气阀驱动凸轮17的外周面为止的距离不恒定的板凸轮，在凸轮轴13的轴向上隔开规定间隔地交替地设置于凸轮轴13。在本实施方式中，从凸轮轴13的一端侧(输入齿轮20侧)起向另一端侧，按照进气阀驱动凸轮16、排气阀驱动凸轮17、进气阀驱动凸轮16、……、排气阀驱动凸轮17的顺序交替地配置。从凸轮轴13的输入齿轮20起第1个及第2个阀驱动凸轮16、17与距输入齿轮20最近的第1个燃烧室2的进气阀6及排气阀7(以下，称为阀6、7)对应，从输入齿轮20起第3个及第4个阀驱动凸轮16、17与从输入齿轮20起第2个燃烧室2的阀6、7对应，从输入齿轮20起第5个及第6个阀驱动凸轮16、17与从输入齿轮20起第3个燃烧室2的阀6、7对应，从输入齿轮20起第7个及第8个阀驱动凸轮16、17与从输入齿轮20起第4个燃烧室2的阀6、7对应。与进气阀6连结的推杆15的前端抵接于各进气阀驱动凸轮16外周面(参照图2)，与排气阀7连结的推杆15的前端抵接于各排气阀驱动凸轮17外周面(省略图示)。多个进气阀驱动凸轮16及多个排气阀驱动凸轮17通过凸轮轴13的旋转而以旋转轴cl2为中心旋转，使进气阀6或排气阀7的推杆15沿推杆15的轴向往复运动。推杆15通过往复运动而经由臂14驱动进气阀6或排气阀7。多个进气阀驱动凸轮16及多个排气阀驱动凸轮17分别被设定为：使得根据针对多个进气阀6及多个排气阀7的每一个而预先决定的规定的开闭定时来开闭各阀6、7。此外，在图2中仅图示进气阀驱动凸轮16，省略其他凸轮(排气阀驱动凸轮17、供油泵驱动凸轮18及供给泵驱动凸轮19)的图示。另外，阀驱动凸轮16、17间的上述规定间隔基于进气阀6及排气阀7间的距离或引擎1的多个燃烧室2间的距离而决定。

供油泵驱动凸轮18是从凸轮轴13的旋转轴cl2到供油泵驱动凸轮18的外周面为止的距离不恒定的板凸轮，被配置于凸轮轴13的阀驱动凸轮16、17中的、被配置于相对于凸轮轴13的输入齿轮20第二近的位置的阀驱动凸轮(在本实施方式中，为被配置于距输入齿轮20最近的位置的燃烧室2所对应的排气阀驱动凸轮17)和被配置于相对于输入齿轮20第三近的位置的阀驱动凸轮(在本实施方式中，为从输入齿轮20起第2个燃烧室2所对应的进气阀驱动凸轮16)之间。供油泵11的后述的挺杆辊21抵接于供油泵驱动凸轮18的外周面(参照图3)。供油泵驱动凸轮18通过凸轮轴13的旋转而以旋转轴cl2为中心旋转，通过使供油泵11的后述的杆22往复运动来驱动供油泵11。

供给泵驱动凸轮19是从凸轮轴13的旋转轴cl2到供给泵驱动凸轮19的外周面为止的距离不恒定的板凸轮，被配置于凸轮轴13的阀驱动凸轮16、17中的、被配置于距凸轮轴13的输入齿轮20最近的位置的阀驱动凸轮(在本实施方式中，为被配置于距输入齿轮20最近的位置的燃烧室2所对应的进气阀驱动凸轮16)和被配置于相对于输入齿轮20第二近的位置的阀驱动凸轮(在本实施方式中，为被配置于距输入齿轮20最近的位置的燃烧室2所对应的排气阀驱动凸轮17)之间。即，供给泵驱动凸轮19与输入齿轮20之间的距离l1比供油泵驱动凸轮18与输入齿轮20之间的距离l2短。供给泵12的后述的挺杆辊23抵接于供给泵驱动凸轮19的外周面(参照图3)。供给泵驱动凸轮19通过凸轮轴13的旋转而以旋转轴cl2为中心旋转，通过使供给泵12的后述的柱塞24往复运动来驱动供给泵12。

供油泵11是供油泵11所要求的压力比供给泵12所要求的压力低的低压燃料泵，被固定于引擎1的气缸体1a，将燃料罐3内的燃料向供给泵12侧供给。在气缸体1a上形成有朝向凸轮轴13的供油泵驱动凸轮18开口的贯通孔(省略图示)，在该贯通孔中插通供油泵11的杆22。在杆22插通所述贯通孔的状态下，杆22的前端的挺杆辊21抵接于凸轮轴13的供油泵驱动凸轮18。供油泵11将凸轮轴13的旋转运动转换为杆22的往复运动，通过杆22的往复运动使活塞(省略图示)往复运动，从而将燃料罐3内的燃料向供给泵12侧供给。

如图4所示，供给泵12是供给泵12所要求的压力比供油泵11所要求的压力高的高压燃料泵，经由适配器30被固定于引擎1的气缸体1a，对来自供油泵11的燃料加压并向燃烧室2侧的共轨4供给。在气缸体1a上形成有沿规定方向(图4中的上下方向)延伸，并向凸轮轴13的供给泵驱动凸轮19贯通的贯通孔25，在贯通孔25中插入有大致筒状的适配器30。适配器30所插入的贯通孔25被配置于比供油泵11的杆22所插通的气缸体1a的贯通孔靠凸轮轴13的轴向的输入齿轮20侧。此外，供给泵12对凸轮轴13的负荷比供油泵11对凸轮轴13的负荷高。

适配器30具有：沿上述规定方向延伸并被插入到气缸体1a的贯通孔25中的筒状部31；和从筒状部31的一端侧(图4中的上端侧)向径向的外侧突出的凸缘状的凸缘部32。筒状部31的内径部形成沿上述规定方向延伸并能够插入供给泵12的泵插入孔30a。凸缘部32被固定于气缸体1a的外表面。

供给泵12例如是具有泵主体26、柱塞24、挺杆27以及挺杆辊23的活塞式泵，与供油泵11相同，将凸轮轴13的旋转运动转换为挺杆辊23及挺杆27的往复运动，通过挺杆27的往复运动使泵主体26内的柱塞24往复运动，从而将从供油泵11供给的燃料向共轨4侧供给。

在如上述这样构成的燃料泵驱动构造中，凸轮轴13具有多个进气阀驱动凸轮16、多个排气阀驱动凸轮17、供油泵驱动凸轮18以及供给泵驱动凸轮19，供油泵11及供给泵12由随着凸轮轴13的旋转而旋转的供油泵驱动凸轮18及供给泵驱动凸轮19驱动。像这样，由于在具有用于驱动阀6、7的阀驱动凸轮16、17的凸轮轴13上设置泵驱动凸轮18、19(供油泵驱动凸轮18及供给泵驱动凸轮19)，并利用凸轮轴13的旋转来驱动供油泵11及供给泵12，所以不需要另行设置用于导出曲轴9、凸轮轴13的旋转的泵专用的轴、齿轮(以下，称为泵专用的驱动装置。)，能够抑制部件数量。因此，能够抑制引擎1的制造成本，另外能够抑制车辆重量。

另外，由于不经由上述泵专用的驱动装置而驱动供油泵11及供给泵12，所以能够相应地抑制能量效率的降低。

另外，供给泵驱动凸轮19与输入齿轮20之间的距离l1比供油泵驱动凸轮18与输入齿轮20之间的距离l2短。像这样，由于将对凸轮轴13的负荷比供油泵11高的供给泵12用的供给泵驱动凸轮19配置于比供油泵驱动凸轮18靠近凸轮轴13的输入齿轮20的位置，所以能够将输入到凸轮轴13的输入齿轮20的力高效地传递到供给泵12侧。

因此，根据本实施方式，能够抑制部件数量且抑制能量效率的降低。

另外，由于使用机械方法驱动供油泵11或供给泵12，所以与使用电的方法驱动的情况相比能够减少车辆的电负荷。

另外，由于可以不设置用于驱动供油泵11及供给泵12的上述泵专用的驱动装置，所以能够使引擎1小型化。

另外，由于供油泵驱动凸轮18及供给泵驱动凸轮19这二者被配置于阀驱动凸轮16、17之间，所以不需要在凸轮轴13的一端(或另一端)和处于距一端(或另一端)最近的位置的阀驱动凸轮16、17之间的区域38(以下，称为端部区域38。)上确保配置泵驱动凸轮18、19的区域。因此，在相对于具有阀驱动凸轮16、17的凸轮轴13设置泵驱动凸轮18、19时，能够不延长凸轮轴13(不改变全长)而设置泵驱动凸轮18、19。

此外，在本实施方式中，在具有进气阀驱动凸轮16及排气阀驱动凸轮17这二者的凸轮轴13上设置有泵驱动凸轮18、19，但也可以在具有进气阀驱动凸轮16及排气阀驱动凸轮17中的至少一者的凸轮轴13上设置泵驱动凸轮18、19。

另外，在凸轮轴13的多个凸轮中，只要包含进气阀驱动凸轮16及排气阀驱动凸轮17中的至少一者的凸轮、供油泵驱动凸轮18及供给泵驱动凸轮19即可，也可以包含上述凸轮16、17、18、19之外的凸轮。

另外，在本实施方式中，将供给泵12经由转接器30固定于引擎1的气缸体1a，但也可以不经由转接器30而固定。供油泵11与供给泵12相同，可以经由转接器固定于引擎1的气缸体1a，也可以不经由转接器而固定。

另外，在本实施方式中，设置了相互分体的供油泵11和供给泵12，但也可以设置将上述供油泵11和供给泵12在引擎1的外部一体化的燃料泵。

另外，在本实施方式中，将供油泵驱动凸轮18配置于阀驱动凸轮16、17中的、被配置于相对于输入齿轮20第二近的位置的阀驱动凸轮和被配置于相对于输入齿轮20第三近的位置的阀驱动凸轮之间，但并不限定于此，可以配置于其他阀驱动凸轮16、17之间。另外，在本实施方式中，将供给泵驱动凸轮19配置于阀驱动凸轮16、17中的、被配置于距输入齿轮20最近的位置的阀驱动凸轮和被配置于相对于输入齿轮20第二近的位置的阀驱动凸轮之间，但并不限定于此，可以配置于其他阀驱动凸轮16、17之间。

另外，在本实施方式中，将供油泵驱动凸轮18及供给泵驱动凸轮19这二者配置于阀驱动凸轮16、17之间，但并不限定于此。例如，也可以仅将供油泵驱动凸轮18配置于阀驱动凸轮16、17之间，将供给泵驱动凸轮19配置于凸轮轴13的输入齿轮20和被配置于距输入齿轮20最近的位置的阀驱动凸轮(在本实施方式中，为被配置于距输入齿轮20最近的位置的燃烧室2所对应的进气阀驱动凸轮16)之间。在这种情况下，也能够与将供油泵驱动凸轮18配置于阀驱动凸轮16、17之间相应地将凸轮轴13的端部区域38抑制得较短，能够抑制凸轮轴13的长度。或者，也可以不将供油泵驱动凸轮18及供给泵驱动凸轮19这二者配置于阀驱动凸轮16、17之间，而配置于凸轮轴13的端部区域38。在这种情况下，由于不经由上述泵专用的驱动装置而驱动供油泵11及供给泵12，所以也能够抑制部件数量且抑制能量效率的下降。

另外，在本实施方式中，将供给泵驱动凸轮19与输入齿轮20之间的距离l1设为比供油泵驱动凸轮18与输入齿轮20之间的距离l2短，但并不限定于此。

另外，针对引擎1的燃烧室2的各阀6、7的数量、阀驱动凸轮16、17的数量并不限定于上述。另外，各阀6、7的配置位置、阀驱动凸轮16、17的配置位置并不限定于上述。

以上，基于上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式的内容，当然能够在不脱离本发明的范围内适当变更。即，由本领域技术人员等基于该实施方式完成的其他实施方式、实施例及运用技术等当然全部包含在本发明的范畴内。

例如，在上述实施方式中，将本公开的燃料泵驱动构造应用于具有多个燃烧室2的引擎1，但也可以应用于具有1个燃烧室2的引擎。

另外，在上述实施方式中，将本公开的燃料泵驱动构造应用于柴油引擎1，但也可以应用于汽油引擎。另外，也可以应用于不具备共轨式燃料喷射系统的引擎。

本申请基于2018年1月31日申请的日本国专利申请(特愿2018-015895)，并将其内容作为参考援引至此。

工业可利用性

根据本公开，能够提供一种能够抑制部件数量且抑制能量效率的降低的燃料泵驱动构造。

附图标记说明

1：柴油引擎(引擎)

2：燃烧室

3：燃料罐

6：进气阀

7：排气阀

11：供油泵(低压燃料泵)

12：供给泵(高压燃料泵)

13：凸轮轴

16：进气阀驱动凸轮(阀驱动凸轮)

17：排气阀驱动凸轮(阀驱动凸轮)

18：供油泵驱动凸轮

19：供给泵驱动凸轮

20：输入齿轮(输入部)