特許 7479950 燃料ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-26

(45)【発行日】2024-05-09

(54)【発明の名称】燃料ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F02M 59/44 20060101AFI20240430BHJP

   F02M 59/26 20060101ALI20240430BHJP

【ＦＩ】

F02M59/44 V

F02M59/26 330P

【請求項の数】 3

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020103664

(22)【出願日】2020-06-16

(65)【公開番号】P2020204327

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2022-11-18

(31)【優先権主張番号】10 2019 116 353.6

(32)【優先日】2019-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】510153962

【氏名又は名称】マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔａｄｔｂａｃｈｓｔｒ．１ ８６１５３ Ａｕｇｓｂｕｒｇ，ＧＥＲＭＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ロベルト・マイアー

(72)【発明者】

【氏名】マルクス・ケーニッヒ

【審査官】竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０７０２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３１７２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３４００５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３７７０４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３９／００－７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプシリンダー（２１）と、
前記ポンプシリンダー（２１）の凹部（２３）内で移動可能に搭載され、カム（２４）によって、制御される様式で上下に移動可能であるポンププランジャー（２２）と、
前記凹部（２３）の領域で前記ポンプシリンダー（２１）に導入されている溝と、
を有する燃料ポンプ（２０）において、
前記カム（２４）からの距離が最長である第１の溝（２５）が、燃料戻り部（２８）に結合され、
前記カム（２４）からの距離が最短である第２の溝（２６）が、リークライン（２９）に結合され、
前記第１の溝（２５）と前記第２の溝（２６）との間に位置する第３の溝（２７）が、燃料入口（３０）に結合されており、
第４の溝（３１）が、前記第１の溝（２５）と共に前記燃料戻り部（２８）に結合されており、
前記第４の溝（３１）が、前記第３の溝（２７）と前記第２の溝（２６）との間に位置している
ことを特徴とする燃料ポンプ（２０）。

【請求項2】

前記第３の溝（２７）が、前記第２の溝（２６）からの距離よりも前記第１の溝（２５）からの距離がより短いことを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ（２０）。

【請求項3】

前記燃料戻り部（２８）には、燃料戻り部圧力が存在し、前記燃料入口（３０）には、前記燃料戻り部圧力よりも高い燃料入口圧力が存在することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポンプ（２０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の燃料ポンプ、特に、コモンレール燃料システムの高圧燃料ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

実際に知られている燃料ポンプは、ポンプシリンダーを備え、ポンプシリンダー内にはポンププランジャーが移動可能に搭載されている。ポンププランジャーは、１つ以上のカムを介してポンプシリンダー内で上下に移動させられ、その結果として、燃料は、燃料ポンプによって引き込まれ、例えば燃料システムの噴射弁のような消費部に供給される。

【0003】

図１は、先行技術から知られている燃料ポンプ１０の概略断面図を示し、燃料ポンプ１０は、ポンプシリンダー１１と、ポンププランジャー１２と、を備える。ポンププランジャー１２は、ポンプシリンダー１１の凹部１３内で上下に移動可能に案内され、ポンプシリンダー１１内でのポンププランジャー１２の上下移動は、カム１４によって制御される。特に、図１において、ポンププランジャー１２がカム１４によって凹部１３内で上方に移動させられるとき、燃料の圧縮が起こる。ポンププランジャー１２の反対の移動方向では、燃料ポンプ１０は吸引段階にある。

【0004】

示された先行技術では、溝１５および１６がポンプシリンダー１１に導入されている。第１の上部の溝１５は、先行技術によると、燃料入口圧力が存在する燃料入口１７に結合されている。第２の下部の溝１６は、リークライン１８を介して、周囲圧力が通常存在するリークタンクに結合されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

燃料の圧縮中、すなわち、シリンダープランジャー１２が凹部１３内で上方に移動させられている間、圧縮された燃料の一部が、内部リークと呼ばれる損失として、上部の第１の溝１５に到達し、したがって燃料入口１７に押し込まれる。燃料ポンプ１０の吸引段階の間、燃料は第１の上部の溝１５から引き込まれ、その過程で、圧縮中に内部リークとして以前に燃料入口１７に押し込まれた燃料も部分的に引き込まれる。燃料ポンプ１０の圧力がますます上昇すると、内部リークの燃料の温度が上昇するため、吸引段階の間、比較的高温の燃料が引き込まれる。特定の条件下では、燃料ポンプ１０が過熱して、燃料ポンプ１０に損傷を引き起こしうる。

【0006】

晒される過熱起因の損傷のリスクがより小さい、すなわち特に、ポンプが高い燃料圧力を提供するときでさえ、晒される過熱起因の損傷のリスクがより小さい燃料ポンプが必要とされている。これから出発して、本発明は、新しいタイプの燃料ポンプを創出するという目的に基づいている。この目的は、請求項１に記載の燃料ポンプによって解決される。カムからの距離が最長である第１の溝は、燃料戻り部に結合されている。カムからの距離が最短である第２の溝は、リークラインに結合されている。第１の溝と第２の溝との間に位置する第３の溝は、燃料入口に結合されている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による燃料ポンプでは、第１の上部の溝は、燃料入口に結合されているのではなく、流れ戻り部に結合されている。第１の上部の溝と第２の下部の溝との間に、燃料入口に結合されている第３の溝が設けられる。圧縮中、圧縮された燃料の一部は、内部リークとして燃料戻り部に押し込まれかつ排出される。吸引段階の間、燃料が第３の溝から引き込まれ、第１の溝にも流し込まれるため、燃料ポンプからの連続的な熱の除去が可能である。したがって、燃料圧力が高くても、ポンプが過熱するいかなるリスクもない。

【0008】

優先的には、第３の溝は、第２の溝からの距離よりも第１の溝からの距離がより短い。これは、連続的な熱の除去のために特に好ましい。

【0009】

有利なさらなる展開によると、第４の溝は、第１の溝と共に燃料戻り部に結合され、第４の溝は、第３の溝と第２の溝との間に位置する。この有利なさらなる展開により、燃料ポンプからの熱の除去をさらに改善することができる。燃料ポンプの吸引段階では、燃料を第３の溝から第４の溝に流し込むことができる。第３の溝と第４の溝との間の径方向の隙間を比較的大きく構成することが可能であり、その結果として、吸引段階での洗浄および冷却する燃料の量を増加させることができる。

【0010】

本発明の好ましいさらなる展開は、従属請求項および以下の説明から得られる。本発明の例示的な実施形態は、これに限定されることなく、図面によってより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】先行技術による燃料ポンプの概略断面図を示す。

【図2】本発明による第１の燃料ポンプの概略断面図を示す。

【図3】本発明による第２の燃料ポンプの概略断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、燃料ポンプ、特に、船舶の内燃機関のような内燃機関のコモンレール燃料システムの高圧燃料ポンプに関する。

【0013】

図２は、本発明による燃料ポンプ２０の第１の例示的な実施形態の概略断面図を示している。次に、図２の燃料ポンプ２０は、ポンプシリンダー２１と、ポンププランジャー２２と、を備え、ポンププランジャー２２は、カム２４を介してポンプシリンダー２１の凹部２３内で上下に移動可能に案内されている。

【0014】

ポンプシリンダー２１には、凹部２３の領域に複数の溝が導入されている。したがって、図２の例示的な実施形態では、凹部２３の領域で３つの溝２５、２６および２７がポンプシリンダー２１に導入されている。カム２４からの距離が最長である第１の上部の溝２５は、燃料戻り部２８に結合されている。カム２４からの距離が最短である第２の下部の溝２６は、リークライン２９を介してリークタンクに結合されている。第１の溝２５と第２の溝２６との間に位置する第３の溝２７は、燃料入口３０に結合されている。燃料戻り部２８には、燃料入口３０に存在する燃料入口圧力よりも低い燃料戻り部圧力が存在する。

【0015】

燃料戻り部圧力は６ｂａｒのオーダーの大きさであってよく、燃料入口圧力は１１ｂａｒのオーダーの大きさであってもよい。これらの値は、本質的に、完全に例示的なものである。したがって、第１の上部の溝２５は、第３の溝２７よりも低い圧力レベルに結合されている。第２の下部の溝２６は、最も低い圧力レベル、すなわち優先的には周囲圧力が存在するリークタンクの圧力レベルに結合されている。

【0016】

燃料の圧縮中、圧縮された燃料の一部は、損失またはいわゆる内部リークとして、第１の上部の溝２５に、したがって燃料戻り部２８に押し込まれる。２，０００ｂａｒを超えうる高圧縮圧力のため、この燃料は比較的高温である。

【0017】

燃料ポンプ２０の次の吸引段階では、燃料は第３の溝２７から引き込まれ、また第１の溝２５に流し込まれるため、燃料ポンプ２０から燃料戻り部２８への高温の燃料の連続的な熱の除去が確保される。

【0018】

燃料ポンプ２０からの効果的な熱の除去が可能である。ポンププランジャー２２の潤滑、洗浄および冷却も可能である。

【0019】

図２から分かるように、第３の溝２７は、第２の下部の溝２６からの距離よりも第１の上部の溝２５からの距離がより短い。

【0020】

図２の燃料ポンプの有利なさらなる発展が図３に示されている。不必要な繰り返しを回避するために、同じ参照番号が同じアセンブリに使用され、以下では、図３の燃料ポンプ２０が図２の燃料ポンプ２０と異なる詳細についてのみ説明される。

【0021】

上述の第１の溝２５、第２の溝２６および第３の溝２７に加えて、図３の燃料ポンプ２０は、第１の溝２５と共に燃料戻り部２８に結合されている追加の第４の溝３１を備える。ここで、この第４の溝３１は、第２の溝２６と第３の溝２７との間に位置する。

【0022】

燃料の圧縮中に、圧縮された燃料の一部は、損失または内部リークとして第１の溝２５に、したがって図３の燃料ポンプ２０の燃料戻り部２８に押し込まれる。図３のポンプ２０の吸引段階では、燃料は第３の溝２７から、したがって燃料入口３０から引き込まれ、次に第１の溝２５にも押し込まれるため、次にポンプからの連続的な熱の除去が可能である。

【0023】

同時に、図３の燃料ポンプ２０の吸引段階での、第３の溝２７を介して燃料入口３０から引き込まれた燃料も、第４の溝３１に、したがって次に第４の溝３１を介して燃料戻り部に流し込まれる。ここで、第３の溝２７と第４の溝３１との間で、ポンププランジャー２２とポンプシリンダー２１との間の径方向の隙間を拡大することができ、その結果として、吸引段階の間のポンププランジャー２２の効果的な潤滑、洗浄および冷却が可能である。

【符号の説明】

【0024】

１０ 燃料ポンプ
１１ ポンプシリンダー
１２ ポンププランジャー
１３ 凹部
１４ カム
１５ 溝
１６ 溝
１７ 燃料入口
１８ リークライン
２０ 燃料ポンプ
２１ ポンプシリンダー
２２ ポンププランジャー
２３ 凹部
２４ カム
２５ 溝
２６ 溝
２７ 溝
２８ 燃料戻り部
２９ リークライン
３０ 燃料入口
３１ 溝

【図1】

【図2】

【図3】