JP4174199B2

JP4174199B2 - Fuel injection device

Info

Publication number: JP4174199B2
Application number: JP2001257313A
Authority: JP
Inventors: 裕二芝; 賢廣谷
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003065186A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃料噴射装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ディーゼルエンジンには、燃焼室内に燃料を噴射するための燃料噴射装置が付設されており、該燃料噴射装置においては、高圧側の燃料ギャラリと低圧側の燃料タンクとの間に調圧弁が介装されている。
該調圧弁１００は、例えば、図８に示すように、嵌通孔１０１ａが形成される調圧弁本体１０１と、該調圧弁本体１０１の嵌通孔１０１ａ内に摺動自在に嵌装されるピストン１０２と、該ピストン１０２を摺動方向の一側に付勢するバネ１０３とで構成されている。
【０００３】
調圧弁本体１０１には、嵌通孔１０１ａ内と外部とを連通する本体孔１０１ｂが形成され、該本体孔１０１ｂはピストン１０２により開閉される。
嵌通孔１０１ａの一端側１０１ｃは燃料噴射ポンプの高圧側回路である燃料ギャラリに接続されており、本体孔１０１ｂは低圧側回路である燃料タンクに接続されている。
そして、本体孔１０１ｂがピストン１０２により閉じられている場合には、嵌通孔１０１ａの一端側１０１ｃと該本体孔１０１ｂとが分断され、開いている場合には、嵌通孔１０１ａの一端側１０１ｃと該本体孔１０１ｂとが連通するように構成されている。
【０００４】
この本体孔１０１ｂのピストン１０２による開閉は、ピストン１０２の摺動動作により行われ、燃料ギャラリ内の圧力が所定圧力以上となるまでは、ピストン１０２は、バネ１０３により本体孔１０１ｂが閉じる方向に付勢されている。逆に、燃料ギャラリ内の圧力が所定圧力以上となると、該圧力によりバネ１０３の付勢力に抗してピストン１０２が摺動し、本体孔１０１ｂが開いて燃料ギャラリ内の圧力を開放し、該燃料ギャラリ内の圧力を調整するように構成されている。
【０００５】
また、調圧弁本体１０１の嵌通孔１０１ａにおける、バネ１０３が収納される空間はバネ収納室１０１ｄに構成されており、ピストン１０２には、該バネ収納室１０１ｄと嵌通孔１０１ａの一端側１０１ｃとを連通するエア抜き孔１０２ａが形成されている。
エア抜き孔１０２ａは小径に形成されており、燃料ギャラリ内に発生する気泡を該エア抜き孔１０２ａから低圧側へ排出するように構成されている。また、エア抜き孔１０２ａからは、常時、燃料ギャラリ内の燃料油が徐々に低圧側へ漏出している。
尚、調圧弁本体１０１には、バネ収納室１０１ｄ内と低圧側とを連通する連通孔１０１ｅが形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く、燃料噴射ポンプには、燃料ギャラリ内の圧力を調整する調圧弁１００が設けられているが、燃料噴射ポンプ内でのキャビテーション・エロージョン（高速で流れる流体中に発生する気泡が崩壊する時に発生する衝撃力による材料表面の損傷）の発生を低減するためには、調圧弁１００が開く設定圧力をできるだけ高く、即ち燃料ギャラリ圧を高くすることが望ましい。
一方、エンストやハンチングを防ぐためには、調圧弁１００が開く設定圧力を低く、即ち燃料ギャラリ圧を低くすることが望ましい。
【０００７】
しかし、従来の調圧弁１００では、ピストン１０２を燃料ギャラリ圧により摺動させることで、本体孔１０１ｂを開いて燃料ギャラリ圧を開放するように構成しており、本体孔１０１ｂが開く圧力はバネ１０３の付勢力の大きさにより決定されるため、キャビテーション・エロージョンの減少と、エンストやハンチングの防止といった両方の要望を同時に満足させることが困難であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、エンジンの回転数により燃料吐出量が変化する燃料供給ポンプを有し、高圧側の燃料ギャラリと低圧側の燃料タンクとの間に調圧弁が介装され、該調圧弁は、調圧弁本体内を摺動動作するピストンを有し、調圧弁本体には燃料ギャラリと燃料タンクとの間を連通する本体孔が形成され、燃料ギャラリ圧力が所定圧力以下の場合にはピストンが本体孔を閉じ、燃料ギャラリ圧力が所定圧力以上になるとピストンが本体孔を開く、燃料噴射ポンプにおいて、
該ピストンには圧力逃がし孔が形成され、該圧力逃がし孔は、燃料ギャラリ圧力が所定圧力となるまでの範囲内で、エンジン回転数が低回転である時には開き、エンジン回転数が高回転である時には閉じる。
【００１０】
請求項２においては、前記圧力逃がし孔は、ピストンの摺動動作により開閉する。
【００１１】
請求項３においては、前記調圧弁は、ピストンの摺動方向における一側が燃料ギャラリに接続され、他側にはピストンを一側へ付勢する付勢手段の収納室が形成されており、前記圧力逃がし孔から燃料タンク側へ漏出する燃料が、該収納室へ浸入しない構造となっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の調圧弁が設けられる燃料噴射ポンプを示す側面断面図、図２は本体孔がピストンにより閉じられた状態の調圧弁を示す側面断面図、図３は本体孔がピストンにより開かれた状態の調圧弁を示す側面断面図、図４は調圧弁の開口面積とピストンのリフト量との関係を示す図、図５は燃料ギャラリ圧とエンジン回転数との関係を示す図、図６は従来調圧弁を用いた場合と本案調圧弁を用いた場合とのエンストしないローアイドル回転数の違いを示す図、図７はエンジンが船舶に搭載された場合における、従来調圧弁を用いたときと本案調圧弁を用いたときとのクラッシュアスターン操作によりエンストが発生しない最高船速の違いを示す図、図８は従来の調圧弁を示す側面断面図である。
【００１３】
本発明の調圧弁が設けられる燃料噴射ポンプの概略構成について説明する。
この燃料噴射ポンプは、ポンプ本体１に内嵌されたプランジャバレル２内にポンプ室３が形成され、プランジャバレル２の上部に取り付けられたデリベリホルダー４内にポンプ室３に連通するデリベリ油路５が穿設されていて、ポンプ室３内においてプランジャ６が往復摺動することによって、デリベリ油路５を介して燃料噴射バルブに燃料を圧送するものである。
【００１４】
プランジャバレル２には、プランジャ６の摺動方向と直角方向にバレルポート７・７が穿設され、このバレルポート７・７がポンプ本体１に形成された燃料ギャラリ８に連通している。
ポンプ本体１には、燃料ギャラリ８と外部とを連通させる燃料吸入通路１０及び燃料排出通路１１が設けられており、燃料は、燃料吸入通路１０より燃料ギャラリ８、バレルポート７を介してポンプ室３内に供給され、また逃がし油をバレルポート７、燃料ギャラリ８を介して燃料排出通路１１より燃料タンク（図示せず）側へ排出するようになっている。
燃料ギャラリ８に連通する燃料排出通路１１と燃料タンクとの間には、調圧弁２０が介装されており、ポンプ本体１に装着されている。
【００１５】
また、燃料ギャラリ８への燃料の供給は、燃料噴射ポンプに付設される燃料供給ポンプ（図示せず）により行われ、該燃料供給ポンプは、エンジン回転数により燃料吐出量が変化するように構成されている。即ち、エンジン回転数が低いときには吐出量が少なく、エンジン回転数が高いときには吐出量が多くなるように構成されている。
【００１６】
次に、調圧弁２０の構成について説明する。
図２、図３に示すように、調圧弁２０は、嵌通孔２１ａが形成される調圧弁本体２１と、該調圧弁本体２１の嵌通孔２１ａ内に摺動自在に嵌装されるピストン２２と、該ピストン２２を摺動方向の一側に付勢するバネ２３とで構成されている。
【００１７】
調圧弁本体２１には、嵌通孔２１ａ内と外部とを連通する本体孔２１ｂが形成され、該本体孔２１ｂはピストン２２により開閉される。
調圧弁本体２１の嵌通孔２１ａにおける、バネ２３が収納される空間はバネ収納室２１ｄに構成されている。
嵌通孔２１ａの一端側２１ｃは、燃料噴射ポンプの高圧側回路である燃料ギャラリと連通する前記燃料排出通路１１に接続されており、本体孔２１ｂは低圧側回路である燃料タンクに接続されている。
【００１８】
そして、図２に示すように、ピストン２２がバネ２３により付勢されて一端側２１ｃに摺動している場合には、本体孔２１ｂがピストン２２により閉じられ、逆に、図３に示すように、ピストン２２がバネ２３の付勢力に抗してバネ収納室２１ｄ側に摺動すると、本体孔２１ｂがピストン２２により開いて、嵌通孔１０１ａの一端側１０１ｃと該本体孔１０１ｂとが直接連通するように構成されている。
【００１９】
この本体孔２１ｂのピストン２２による開閉は、ピストン２２の摺動動作により行われ、燃料ギャラリ８内の圧力が所定圧力以上となるまでは、ピストン２２は、バネ２３により本体孔２１ｂが閉じる方向に付勢された状態を保持する。
逆に、燃料ギャラリ８内の圧力が所定圧力以上となると、該圧力によりバネ２３の付勢力に抗してピストン２２が摺動し、本体孔２１ｂが開いて燃料ギャラリ８内の圧力が開放される。
これにより、燃料ギャラリ８内の圧力が所定圧力以上にならないように調整される。
【００２０】
前記ピストン２２には、ピストン２２により閉じられている本体孔２１ｂと嵌通孔２１ａの一端側２１ｃとの間を連通する、圧力逃がし孔２２ａが形成されている。
圧力逃がし孔２２ａは本体孔２１ｂよりも小径に形成されており、本体孔２１ｂがピストン２２により閉じられている状態においても、該圧力逃がし孔２２ａから、燃料ギャラリ８内の燃料が徐々に低圧側へ漏出するように構成している。
【００２１】
即ち、ピストン２２がバネ２３により一端側２１ｃに摺動している状態においては（図２に示す状態）、ピストン２２により本体孔２１ｂが閉じられているが、圧力逃がし孔２２ａと本体孔２１ｂとが連通しているので、燃料ギャラリ８内の燃料が、圧力逃がし孔２２ａを通じて本体孔２１ｂから低圧側へ、漏出されることとなる。
【００２２】
この状態から、燃料ギャラリ８内の圧力が上昇して、ピストン２２がバネ収納室２１ｄ側へ摺動する場合、ある摺動量（以降「リフト量」という）までは、即ち本体孔２１ｂと圧力逃がし孔２２ａとが重なり合っている範囲では、ピストン２２により本体孔２１ｂが閉じられるとともに、圧力逃がし孔２２ａと本体孔２１ｂとが連通した状態が保持される。
燃料ギャラリ８内の圧力が所定の圧力以上に上昇して、図３に示す状態にまでピストン２２がさらに摺動すると、ピストン２２の端部が本体孔２１ｂ内にかかって該本体孔２１ｂが開くとともに、圧力逃がし孔２２ａが閉じて、該圧力逃がし孔２２ａと本体孔２１ｂとが分断される。
【００２３】
このように、本調圧弁２０は、ピストン２２の摺動位置によって、本体孔２１ｂにより直接高圧側と低圧側とが直接連通する状態と、圧力逃がし孔２２ａを介して高圧側と低圧側とが連通する状態が切り換わるように構成されている。
尚、調圧弁２０における調圧弁本体２１には、バネ収納室２１ｄ内部と外部の低圧側とを連通する連通孔２１ｅが形成されており、ピストン２２がバネ収納室２１ｄ側へ摺動する場合に、該バネ収納室２１ｄ内の燃料が低圧側へ逃げることができるように構成している。これにより、バネ収納室２１ｄ内の燃料がピストン２２の摺動に対する抵抗となることを防止するようにしている。
【００２４】
以上のように構成される調圧弁２０は、エンジン停止時には、ピストン２２は一端側２１ｃに摺動しており、該ピストン２２のリフト量がゼロの状態にある。ピストン２２のリフト量がゼロの状態では、ピストン２２に形成される圧力逃がし孔２２ａは全開口しており、該圧力逃がし孔２２ａを通じて高圧側と低圧側とが連通している。
この場合、図４に示すように、調圧弁２０の開口面積Ｓは、圧力逃がし孔２２ａの全開口面積Ｓ₁に等しい。
【００２５】
この状態から、エンジンが始動して、エンジンの燃料供給ポンプは、エンジン回転数の上昇に伴って吐出量が増加していくので、エンジン回転数が上昇していくと、燃料噴射ポンプの燃料ギャラリ８内の圧力も上昇していき、ピストン２２は該圧力によりバネ収納室２１ｄ側へ摺動していく。
そして、ピストン２２のリフト量がａとなるまでの間は、圧力逃がし孔２２ａが全開口状態を保持するため、調圧弁２０の開口面積Ｓは、Ｓ₁で一定である。
【００２６】
ピストン２２のリフト量がａからｂまでの範囲では、ピストン２２のリフト量が増加するに従って、圧力逃がし孔２２ａが徐々に閉じて開口面積が減少していき、本体孔２１ｂはピストン２２により閉じられたままであるので、調圧弁２０の開口面積Ｓは減少し、リフト量がｂの時点では最小のＳ₂となる。
【００２７】
さらに、ピストン２２のリフト量がｂを越えると、圧力逃がし孔２２ａは完全に閉じ、その代わりに本体孔２１ｂが開き始め、リフト量の増加に伴ってその開口面積が大きくなるため、調圧弁２０の開口面積Ｓは増加していく。
【００２８】
これに対し、図８に示した従来の調圧弁１００は、ピストン１０２が一定のリフト量に達するまで（即ち燃料ギャラリ内圧力が所定の圧力に達するまで）は開口面積Ｓは極僅かなエア抜き孔１０２ａ分の面積であり、そのリフト量を超えると本体孔１０１ｂが開口し始めて、ピストン１０２のリフト量に応じて開口面積が増加していく。
【００２９】
このように、従来の調圧弁１００においては、エンジン回転数が低いときには開口面積Ｓが殆どゼロに近い状態であるので、燃料供給ポンプからの燃料圧が殆ど全て燃料ギャラリ内に蓄圧され、図５に示すように、エンジン回転数がローアイドル時の低い回転数Ｎ₁であるときから、燃料ギャラリ内の圧力は、ある程度高い圧力Ｐ₁となっている。
そして、エンジン回転数が増加していくと、それに伴って燃料ギャラリ内の圧力も増加し、定格運転時の回転数Ｎ₂となると、燃料ギャラリ内の圧力はＰ₂となる。
【００３０】
一方、本案の調圧弁２０においては、エンジン回転数が低いときでも、ある程度の大きさの開口面積を有する圧力逃がし孔２２ａが全開口状態にあるので、燃料供給ポンプからの燃料圧の一部が圧力逃がし孔２２ａから低圧側へ逃げていくこととなり、ローアイドル時の低い回転数Ｎ₁には、燃料ギャラリ８内の圧力は、前記圧力Ｐ₁よりもかなり低い圧力Ｐ₃となっている。
そして、エンジン回転数が増加していくと、それに伴って燃料ギャラリ内の圧力も増加し、定格運転時の回転数Ｎ₂となると、圧力逃がし孔２２ａが殆ど閉じた状態となって、燃料ギャラリ内の圧力は前記調圧弁１００の場合と同様にＰ₂となる。
【００３１】
ここで、燃料噴射ポンプ内でのキャビテーション・エロージョンの発生を低減するためには燃料ギャラリ圧を高くすることが望ましく、エンストやハンチングを防ぐためには燃料ギャラリ圧を低くすることが望ましいが、本案の調圧弁２０では、燃料供給ポンプの吐出量が少ない低回転時には燃料ギャラリ８の圧力を低くするとともに、燃料供給ポンプの吐出量が多い高回転時には燃料ギャラリ８の圧力を高くすることができる。
従って、調圧弁２０が設けられる燃料噴射ポンプにおいては、高負荷高回転時に燃料ギャラリ内の圧力を高く設定してキャビテーション・エロージョンの発生を抑えることができるとともに、低回転時には燃料ギャラリ圧を低く設定してエンストやハンチングを防止することが可能となり、キャビテーション・エロージョンの低減と、エンストやハンチングの防止との両方を実現することが可能となる。
【００３２】
これにより、例えば、調圧弁２０が設けられる燃料噴射ポンプを、船舶用のエンジンに装着した場合、図６に示すように、従来の調圧弁１００を用いた場合よりも、エンストが発生する最低回転数（ローアイドル回転数）を低くすることが可能となる。
また、図７に示すように、従来の調圧弁１００を用いた場合に比べて、本案の調圧弁２０を用いた場合の方が、クラッチを前進側から後進側へ急速に切り換えるクラッシュアスターンを行うことが可能な最高船速を上昇させることが可能となる。
【００３３】
また、調圧弁２０において、本体孔２１ｂの開閉、及び圧力逃がし孔２２ａの開閉は、ピストン２２の摺動動作により行うように構成しているので、簡単な構造且つ低コストでキャビテーション・エロージョンの低減と、エンストやハンチングの防止とを両立させることができ、信頼性の向上を図ることもできる。
【００３４】
また、高圧側の燃料ギャラリ８内の燃料を、低圧側の燃料タンクへ流出させるための圧力逃がし孔２２ａは、低圧側に対しては本体孔２１ｂのみと連通し、バネ収納室２１ｄとは連通しないように構成されている。
これにより、燃料ギャラリ８からの燃料圧が、バネ収納室２１ｄ内に浸入してピストン２２の背面（バネ収納室２１ｄ側面）にかかり、該ピストン２２の摺動動作の妨げとなることがないようにして、低回転時に燃料ギャラリ８の圧力を低くできるようにしている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００３６】
即ち、請求項１に示す如く、エンジンの回転数により燃料吐出量が変化する燃料供給ポンプを有し、高圧側の燃料ギャラリと低圧側の燃料タンクとの間に調圧弁が介装され、該調圧弁は、調圧弁本体内を摺動動作するピストンを有し、調圧弁本体には燃料ギャラリと燃料タンクとの間を連通する本体孔が形成され、燃料ギャラリ圧力が所定圧力以下の場合にはピストンが本体孔を閉じ、燃料ギャラリ圧力が所定圧力以上になるとピストンが本体孔を開く、燃料噴射ポンプにおいて、
該ピストンには圧力逃がし孔が形成され、該圧力逃がし孔は、燃料ギャラリ圧力が所定圧力となるまでの範囲内で、エンジン回転数が低回転である時には開き、エンジン回転数が高回転である時には閉じるように構成したので、
燃料供給ポンプの吐出量が少ない低回転時には燃料ギャラリの圧力を低くするとともに、燃料供給ポンプの吐出量が多い高回転時には燃料ギャラリの圧力を高くすることができる。
従って、調圧弁が設けられる燃料噴射ポンプにおいては、高負荷高回転時に燃料ギャラリ内の圧力を高く設定してキャビテーション・エロージョンの発生を抑えることができるとともに、低回転時には燃料ギャラリ圧を低く設定してエンストやハンチングを防止することが可能となり、キャビテーション・エロージョンの低減と、エンストやハンチングの防止との両方を実現することが可能となる。これにより、例えば、調圧弁が設けられる燃料噴射ポンプを、船舶用のエンジンに装着した場合、従来の調圧弁を用いた場合よりも、エンストが発生する最低回転数（ローアイドル回転数）を低くすることが可能となる。
また、従来の調圧弁を用いた場合に比べて、クラッシュアスターンを行うことが可能な最高船速を上昇させることが可能となる。
【００３７】
請求項２に示す如く、前記圧力逃がし孔は、ピストンの摺動動作により開閉するので、
簡単な構造且つ低コストでキャビテーション・エロージョンの低減と、エンストやハンチングの防止とを両立させることができ、信頼性の向上を図ることもできる。
【００３８】
請求項３に示す如く、前記調圧弁は、ピストンの摺動方向における一側が燃料ギャラリに接続され、他側にはピストンを一側へ付勢する付勢手段の収納室が形成されており、前記圧力逃がし孔から燃料タンク側へ漏出する燃料が、該収納室へ浸入しない構造となっているので、
燃料ギャラリからの燃料圧が、付勢部材の収納室内に浸入してピストンの背面（収納室側面）にかかり、該ピストンの摺動動作の妨げとなることがないようにして、低回転時に燃料ギャラリの圧力を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の調圧弁が設けられる燃料噴射ポンプを示す側面断面図である。
【図２】本体孔がピストンにより閉じられた状態の調圧弁を示す側面断面図である。
【図３】本体孔がピストンにより開かれた状態の調圧弁を示す側面断面図である。
【図４】調圧弁の開口面積とピストンのリフト量との関係を示す図である。
【図５】燃料ギャラリ圧とエンジン回転数との関係を示す図である。
【図６】従来調圧弁を用いた場合と本案調圧弁を用いた場合とのエンストしないローアイドル回転数の違いを示す図である。
【図７】エンジンが船舶に搭載された場合における、従来調圧弁を用いたときと本案調圧弁を用いたときとのクラッシュアスターン操作によりエンストが発生しない最高船速の違いを示す図である。
【図８】従来の調圧弁を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ポンプ本体
８燃料ギャラリ
１１燃料排出通路
２０調圧弁
２１調圧弁本体
２１ｂ本体孔
２１ｄバネ収納室
２２ピストン
２２ａ圧力逃がし孔
２３バネ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of an engine fuel injection device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a diesel engine has been provided with a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber. In the fuel injection device, a pressure regulating valve is provided between the high-pressure side fuel gallery and the low-pressure side fuel tank. Is intervening.
For example, as shown in FIG. 8, the pressure regulating valve 100 includes a pressure regulating valve main body 101 in which a fitting hole 101a is formed, and a piston that is slidably fitted in the fitting hole 101a of the pressure regulating valve main body 101. 102 and a spring 103 that urges the piston 102 to one side in the sliding direction.
[0003]
The pressure regulating valve main body 101 is formed with a main body hole 101 b that allows the inside of the fitting hole 101 a to communicate with the outside, and the main body hole 101 b is opened and closed by the piston 102.
One end side 101c of the fitting hole 101a is connected to a fuel gallery which is a high pressure side circuit of the fuel injection pump, and the main body hole 101b is connected to a fuel tank which is a low pressure side circuit.
When the main body hole 101b is closed by the piston 102, the one end side 101c of the fitting hole 101a and the main body hole 101b are divided, and when the main body hole 101b is open, the one end side 101c of the fitting hole 101a. And the body hole 101b communicate with each other.
[0004]
The opening and closing of the main body hole 101b by the piston 102 is performed by a sliding operation of the piston 102, and the piston 102 is attached in the direction in which the main body hole 101b is closed by the spring 103 until the pressure in the fuel gallery exceeds a predetermined pressure. It is energized. On the contrary, when the pressure in the fuel gallery exceeds a predetermined pressure, the piston 102 slides against the urging force of the spring 103 by the pressure, and the main body hole 101b opens to release the pressure in the fuel gallery. It is configured to adjust the pressure in the fuel gallery.
[0005]
The space in which the spring 103 is accommodated in the fitting hole 101a of the pressure regulating valve main body 101 is formed in the spring accommodating chamber 101d, and the piston 102 includes the spring accommodating chamber 101d and one end side 101c of the fitting hole 101a. An air vent hole 102a is formed so as to communicate with each other.
The air vent hole 102a has a small diameter, and is configured to discharge air bubbles generated in the fuel gallery from the air vent hole 102a to the low pressure side. Further, the fuel oil in the fuel gallery is gradually leaking out to the low pressure side from the air vent hole 102a at all times.
The pressure regulating valve main body 101 is formed with a communication hole 101e that communicates the inside of the spring storage chamber 101d with the low pressure side.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the fuel injection pump is provided with the pressure regulating valve 100 for adjusting the pressure in the fuel gallery, but cavitation erosion (bubbles generated in the fluid flowing at high speed collapses) in the fuel injection pump. In order to reduce the occurrence of damage to the material surface due to the impact force that is sometimes generated), it is desirable to increase the set pressure at which the pressure regulating valve 100 opens as high as possible, that is, the fuel gallery pressure.
On the other hand, in order to prevent engine stall and hunting, it is desirable to lower the set pressure at which the pressure regulating valve 100 opens, that is, to lower the fuel gallery pressure.
[0007]
However, in the conventional pressure regulating valve 100, the piston 102 is slid by the fuel gallery pressure so as to open the body hole 101b and release the fuel gallery pressure. The pressure at which the body hole 101b opens is the spring 103. Therefore, it has been difficult to satisfy both the demands of reducing cavitation erosion and preventing engine stalls and hunting at the same time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
[0009]
That is, according to the first aspect of the present invention, the fuel supply pump has a fuel discharge amount that varies depending on the engine speed, and a pressure regulating valve is interposed between the high-pressure side fuel gallery and the low-pressure side fuel tank. The pressure valve has a piston that slides in the pressure regulating valve body, and the pressure regulating valve body has a body hole that communicates between the fuel gallery and the fuel tank, and when the fuel gallery pressure is below a predetermined pressure In the fuel injection pump, the piston closes the body hole, and the piston opens the body hole when the fuel gallery pressure exceeds a predetermined pressure.
A pressure relief hole is formed in the piston, and the pressure relief hole opens when the engine speed is low within a range until the fuel gallery pressure reaches a predetermined pressure, and the engine speed is high. Sometimes close.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the pressure relief hole is opened and closed by a sliding operation of the piston.
[0011]
In Claim 3, as for the said pressure regulation valve, the one side in the sliding direction of a piston is connected to the fuel gallery, and the storage chamber of the urging means which urges | biases a piston to one side is formed in the other side, The fuel leaking from the pressure relief hole to the fuel tank side does not enter the storage chamber.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a side sectional view showing a fuel injection pump provided with a pressure regulating valve of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing a pressure regulating valve in a state where a main body hole is closed by a piston, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the opening area of the pressure regulating valve and the lift amount of the piston, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the fuel gallery pressure and the engine speed. FIG. 6 is a diagram showing a difference in the low idle speed that is not stalled between the case where the conventional pressure regulating valve is used and the case where the present pressure regulating valve is used, and FIG. 7 is the case where the conventional pressure regulating valve is used when the engine is mounted on a ship. FIG. 8 is a side cross-sectional view showing a conventional pressure regulating valve. FIG. 8 is a diagram showing a difference in maximum ship speed at which no engine stall occurs due to a crash astern operation between the time when using the present pressure regulating valve.
[0013]
A schematic configuration of a fuel injection pump provided with the pressure regulating valve of the present invention will be described.
In this fuel injection pump, a pump chamber 3 is formed in a plunger barrel 2 fitted in the pump body 1, and a delivery oil passage communicating with the pump chamber 3 in a delivery holder 4 attached to the upper portion of the plunger barrel 2. 5 is drilled, and the plunger 6 slides back and forth in the pump chamber 3 to pump fuel to the fuel injection valve via the delivery oil passage 5.
[0014]
In the plunger barrel 2, barrel ports 7 are formed in a direction perpendicular to the sliding direction of the plunger 6, and the barrel ports 7 are communicated with a fuel gallery 8 formed in the pump body 1.
The pump main body 1 is provided with a fuel suction passage 10 and a fuel discharge passage 11 that allow the fuel gallery 8 to communicate with the outside, and fuel is pumped from the fuel suction passage 10 via the fuel gallery 8 and the barrel port 7. 3 and the escaped oil is discharged from the fuel discharge passage 11 to the fuel tank (not shown) side through the barrel port 7 and the fuel gallery 8.
A pressure regulating valve 20 is interposed between the fuel discharge passage 11 communicating with the fuel gallery 8 and the fuel tank, and is attached to the pump body 1.
[0015]
The fuel is supplied to the fuel gallery 8 by a fuel supply pump (not shown) attached to the fuel injection pump, and the fuel supply pump is configured such that the fuel discharge amount changes depending on the engine speed. Has been. That is, the discharge amount is small when the engine speed is low, and the discharge amount is large when the engine speed is high.
[0016]
Next, the configuration of the pressure regulating valve 20 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the pressure regulating valve 20 includes a pressure regulating valve body 21 in which a fitting hole 21 a is formed, and a piston that is slidably fitted in the fitting hole 21 a of the pressure regulating valve body 21. 22 and a spring 23 that urges the piston 22 to one side in the sliding direction.
[0017]
The pressure regulating valve main body 21 is formed with a main body hole 21 b that communicates the inside of the fitting hole 21 a with the outside, and the main body hole 21 b is opened and closed by the piston 22.
A space in which the spring 23 is accommodated in the fitting hole 21a of the pressure regulating valve main body 21 is configured as a spring accommodating chamber 21d.
One end side 21c of the fitting hole 21a is connected to the fuel discharge passage 11 communicating with the fuel gallery which is a high pressure side circuit of the fuel injection pump, and the main body hole 21b is connected to a fuel tank which is a low pressure side circuit. Yes.
[0018]
As shown in FIG. 2, when the piston 22 is urged by the spring 23 and slides toward the one end 21c, the main body hole 21b is closed by the piston 22, and conversely, as shown in FIG. When the piston 22 slides toward the spring housing chamber 21d against the urging force of the spring 23, the main body hole 21b is opened by the piston 22, and the one end side 101c of the fitting hole 101a and the main body hole 101b are directly connected. It is configured to communicate.
[0019]
The opening and closing of the main body hole 21b by the piston 22 is performed by a sliding operation of the piston 22, and the piston 22 is in a direction in which the main body hole 21b is closed by the spring 23 until the pressure in the fuel gallery 8 becomes equal to or higher than a predetermined pressure. Hold the energized state.
Conversely, when the pressure in the fuel gallery 8 exceeds a predetermined pressure, the piston 22 slides against the urging force of the spring 23 by the pressure, and the main body hole 21b is opened to release the pressure in the fuel gallery 8. The
Thereby, the pressure in the fuel gallery 8 is adjusted so as not to exceed a predetermined pressure.
[0020]
The piston 22 is formed with a pressure relief hole 22a communicating between the main body hole 21b closed by the piston 22 and one end side 21c of the fitting hole 21a.
The pressure relief hole 22a is formed to have a smaller diameter than the main body hole 21b. Even when the main body hole 21b is closed by the piston 22, the fuel in the fuel gallery 8 gradually flows from the pressure relief hole 22a to the low pressure side. It is configured to leak out.
[0021]
That is, when the piston 22 is slid to the one end 21c by the spring 23 (the state shown in FIG. 2), the main body hole 21b is closed by the piston 22, but the pressure relief hole 22a and the main body hole 21b Therefore, the fuel in the fuel gallery 8 is leaked from the main body hole 21b to the low pressure side through the pressure relief hole 22a.
[0022]
From this state, when the pressure in the fuel gallery 8 rises and the piston 22 slides toward the spring storage chamber 21d, the pressure relief between the main body hole 21b and the body hole 21b is reached until a certain sliding amount (hereinafter referred to as “lift amount”). In a range where the hole 22a overlaps, the main body hole 21b is closed by the piston 22 and the state where the pressure relief hole 22a and the main body hole 21b communicate with each other is maintained.
When the pressure in the fuel gallery 8 rises above a predetermined pressure and the piston 22 further slides to the state shown in FIG. 3, the end of the piston 22 is put into the main body hole 21b and the main body hole 21b opens. At the same time, the pressure relief hole 22a is closed, and the pressure relief hole 22a and the main body hole 21b are divided.
[0023]
Thus, the pressure regulating valve 20 has a state in which the high pressure side and the low pressure side are in direct communication with each other through the body hole 21b depending on the sliding position of the piston 22, and the high pressure side and the low pressure side through the pressure relief hole 22a. The communication state is configured to be switched.
The pressure regulating valve main body 21 of the pressure regulating valve 20 is formed with a communication hole 21e that communicates the inside of the spring storage chamber 21d and the external low pressure side, and the piston 22 slides toward the spring storage chamber 21d. The fuel in the spring storage chamber 21d is configured to escape to the low pressure side. This prevents the fuel in the spring storage chamber 21d from becoming a resistance against the sliding of the piston 22.
[0024]
In the pressure regulating valve 20 configured as described above, when the engine is stopped, the piston 22 slides toward the one end side 21c, and the lift amount of the piston 22 is zero. When the lift amount of the piston 22 is zero, the pressure relief hole 22a formed in the piston 22 is fully open, and the high pressure side and the low pressure side communicate with each other through the pressure relief hole 22a.
In this case, as shown in FIG. 4, the opening area S of the pressure regulating valve 20 is equal to the total opening area S ₁ of the pressure relief hole 22a.
[0025]
From this state, the engine starts, and the fuel supply pump of the engine increases the discharge amount as the engine speed increases. Therefore, when the engine speed increases, the fuel gallery of the fuel injection pump increases. The pressure in 8 also rises, and the piston 22 slides toward the spring accommodating chamber 21d by the pressure.
Then, while the lift amount of the piston 22 until the a, the pressure relief hole 22a to hold the full aperture state, the opening area S of the pressure regulating valve 20 is constant S _1.
[0026]
In the range of the lift amount of the piston 22 from a to b, as the lift amount of the piston 22 increases, the pressure relief hole 22a gradually closes and the opening area decreases, and the main body hole 21b is closed by the piston 22. Therefore, the opening area S of the pressure regulating valve 20 decreases, and becomes the minimum S ₂ when the lift amount is b.
[0027]
Further, when the lift amount of the piston 22 exceeds b, the pressure relief hole 22a is completely closed, and instead, the main body hole 21b starts to open, and the opening area increases as the lift amount increases. The opening area S increases.
[0028]
On the other hand, in the conventional pressure regulating valve 100 shown in FIG. 8, the opening area S is very slightly vented until the piston 102 reaches a certain lift amount (that is, until the pressure in the fuel gallery reaches a predetermined pressure). When it exceeds the lift amount, the main body hole 101b starts to open, and the opening area increases according to the lift amount of the piston 102.
[0029]
Thus, in the conventional pressure regulating valve 100, when the engine speed is low, the opening area S is almost zero, so almost all the fuel pressure from the fuel supply pump is accumulated in the fuel gallery, and FIG. As shown in FIG. 3, since the engine speed is a low engine speed N ₁ at the time of low idling, the pressure in the fuel gallery is a high pressure P ₁ to some extent.
As the engine speed increases, the pressure in the fuel gallery also increases accordingly. When the engine speed reaches N ₂ during rated operation, the pressure in the fuel gallery becomes P ₂ .
[0030]
On the other hand, in the pressure regulating valve 20 of the present proposal, even when the engine speed is low, the pressure relief hole 22a having an opening area of a certain size is in a fully opened state, so that part of the fuel pressure from the fuel supply pump is reduced. will be escaping to the low pressure side from the pressure relief hole 22a, the low rotational speed N ₁ at low idle, the pressure in the fuel gallery 8 has a much lower pressure P ₃ than the pressure P _1.
As the engine speed increases, the pressure in the fuel gallery increases accordingly. When the engine speed reaches the speed N ₂ during rated operation, the pressure relief hole 22a is almost closed and the fuel gallery is closed. The internal pressure is P ₂ as in the case of the pressure regulating valve 100.
[0031]
Here, in order to reduce the occurrence of cavitation erosion in the fuel injection pump, it is desirable to increase the fuel gallery pressure, and in order to prevent engine stalls and hunting, it is desirable to decrease the fuel gallery pressure. The pressure regulating valve 20 can reduce the pressure of the fuel gallery 8 during low rotation when the discharge amount of the fuel supply pump is small, and can increase the pressure of the fuel gallery 8 during high rotation when the discharge amount of the fuel supply pump is large.
Therefore, in the fuel injection pump provided with the pressure regulating valve 20, the pressure in the fuel gallery can be set high during high load and high speed rotation, and the occurrence of cavitation and erosion can be suppressed, and the fuel gallery pressure can be set low during low speed rotation. Thus, it is possible to prevent engine stall and hunting, and it is possible to realize both reduction of cavitation erosion and prevention of engine stall and hunting.
[0032]
Thereby, for example, when the fuel injection pump provided with the pressure regulating valve 20 is mounted on a marine engine, as shown in FIG. 6, the lowest rotation at which engine stall occurs as compared with the case where the conventional pressure regulating valve 100 is used. The number (low idle rotation speed) can be lowered.
In addition, as shown in FIG. 7, compared to the case where the conventional pressure regulating valve 100 is used, the case where the pressure regulating valve 20 of the present proposal is used causes the crash astern to switch the clutch more rapidly from the forward side to the reverse side. It is possible to increase the maximum ship speed that can be performed.
[0033]
Further, in the pressure regulating valve 20, the opening and closing of the main body hole 21b and the opening and closing of the pressure relief hole 22a are performed by the sliding operation of the piston 22, so that cavitation and erosion can be reduced with a simple structure and low cost. And prevention of engine stalls and hunting can be achieved, and reliability can be improved.
[0034]
The pressure relief hole 22a for allowing the fuel in the high-pressure side fuel gallery 8 to flow out to the low-pressure side fuel tank communicates only with the main body hole 21b with respect to the low-pressure side, and communicates with the spring storage chamber 21d. It is configured not to.
Thus, the fuel pressure from the fuel gallery 8 enters the spring storage chamber 21d and is applied to the back surface (side surface of the spring storage chamber 21d) of the piston 22 so that the sliding operation of the piston 22 is not hindered. Thus, the pressure of the fuel gallery 8 can be lowered at the time of low rotation.
[0035]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0036]
That is, as shown in claim 1, the fuel supply pump has a fuel discharge amount that varies depending on the engine speed, and a pressure regulating valve is interposed between the high-pressure side fuel gallery and the low-pressure side fuel tank, The pressure regulating valve has a piston that slides in the pressure regulating valve body, and the pressure regulating valve body has a body hole that communicates between the fuel gallery and the fuel tank, and the fuel gallery pressure is below a predetermined pressure. In the fuel injection pump, the piston closes the body hole and the piston opens the body hole when the fuel gallery pressure exceeds a predetermined pressure.
A pressure relief hole is formed in the piston, and the pressure relief hole opens when the engine speed is low within a range until the fuel gallery pressure reaches a predetermined pressure, and the engine speed is high. Because it was configured to close sometimes,
The pressure of the fuel gallery can be lowered during low rotation with a small discharge amount of the fuel supply pump, and the pressure of the fuel gallery can be increased during high rotation with a large discharge amount of the fuel supply pump.
Therefore, in a fuel injection pump provided with a pressure regulating valve, the pressure in the fuel gallery can be set high during high loads and high revolutions, and the occurrence of cavitation and erosion can be suppressed, and the fuel gallery pressure can be set low during low revolutions. Thus, it is possible to prevent engine stall and hunting, and it is possible to reduce both cavitation and erosion and to prevent engine stall and hunting. As a result, for example, when a fuel injection pump provided with a pressure regulating valve is mounted on a marine engine, the minimum rotational speed (low idle rotational speed) at which engine stall occurs is lower than when a conventional pressure regulating valve is used. It becomes possible to do.
In addition, it is possible to increase the maximum boat speed at which the crash astern can be performed as compared with the case where the conventional pressure regulating valve is used.
[0037]
As shown in claim 2, the pressure relief hole opens and closes by a sliding movement of the piston.
With a simple structure and low cost, the reduction of cavitation erosion and the prevention of engine stall and hunting can both be achieved, and the reliability can be improved.
[0038]
As shown in claim 3, in the pressure regulating valve, one side in the sliding direction of the piston is connected to the fuel gallery, and the other side is formed with a storage chamber for biasing means for biasing the piston to one side, Since the fuel leaking from the pressure relief hole to the fuel tank side does not enter the storage chamber,
The fuel pressure from the fuel gallery enters the storage chamber of the biasing member and is applied to the back surface (side surface of the storage chamber) of the piston so that it does not interfere with the sliding movement of the piston. The gallery pressure can be lowered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a fuel injection pump provided with a pressure regulating valve according to the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a pressure regulating valve in a state where a body hole is closed by a piston.
FIG. 3 is a side cross-sectional view showing a pressure regulating valve in a state where a body hole is opened by a piston.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an opening area of a pressure regulating valve and a lift amount of a piston.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between fuel gallery pressure and engine speed.
FIG. 6 is a diagram showing a difference in low idle rotation speed without engine stall when a conventional pressure regulating valve is used and when a proposed pressure regulating valve is used.
FIG. 7 is a diagram showing a difference in maximum ship speed at which no engine stall occurs due to a crash astern operation when a conventional pressure regulating valve is used and when the proposed pressure regulating valve is used when the engine is mounted on a ship. .
FIG. 8 is a side sectional view showing a conventional pressure regulating valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump main body 8 Fuel gallery 11 Fuel discharge passage 20 Pressure regulating valve 21 Pressure regulating valve main body 21b Body hole 21d Spring storage chamber 22 Piston 22a Pressure relief hole 23 Spring

Claims

It has a fuel supply pump whose fuel discharge amount changes depending on the engine speed, and a pressure regulating valve is interposed between the high-pressure side fuel gallery and the low-pressure side fuel tank. The pressure regulating valve body has a body hole that communicates between the fuel gallery and the fuel tank. When the fuel gallery pressure is lower than a predetermined pressure, the piston closes the body hole, In the fuel injection pump, when the gallery pressure exceeds a predetermined pressure, the piston opens the body hole.
A pressure relief hole is formed in the piston, and the pressure relief hole opens when the engine speed is low within a range until the fuel gallery pressure reaches a predetermined pressure, and the engine speed is high. A fuel injection device characterized in that it is sometimes closed.

The fuel injection device according to claim 1, wherein the pressure relief hole is opened and closed by a sliding operation of a piston.

In the pressure regulating valve, one side in the sliding direction of the piston is connected to the fuel gallery, and on the other side, a storage chamber for biasing means for biasing the piston to one side is formed. The fuel injection device according to claim 1 or 2, wherein fuel leaking to a side does not enter the storage chamber.