高压泵及其制造方法 |
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申请号 | CN201580073617.9 | 申请日 | 2015-12-22 | 公开(公告)号 | CN107208589B | 公开(公告)日 | 2019-07-26 |
申请人 | 株式会社电装; | 发明人 | 中冈政治; | ||||
摘要 | 高压 泵 的泵身(11)具有形成在 气缸 (10)的深部的加压室(15),将加压室(15)的与 柱塞 (40)相反侧堵塞。被设置为在气缸(10)的内侧可往复移动的柱塞(40)能够改变加压室(15)的容积。设在向加压室(15)突出的柱塞(40)的端部处的大径部(41)具有比气缸(10)的内径大、且比加压室(15)的内径小的外径。由此,在将高压泵向 内燃机 安装前的状态下,大径部(41)卡止在气缸(10)和加压室(15)的阶差部分(36),防止柱塞(40)从气缸(10)脱落。 | ||||||
权利要求 | 1.一种高压泵,具备: |
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说明书全文 | 高压泵及其制造方法[0001] 相关申请的相互参照 技术领域背景技术[0006] 在专利文献1所记载的高压泵的一个实施例中,在露出于加压室中的柱塞的径外侧嵌合着环状的部件。该高压泵在向内燃机安装前的状态下将该环状的部件卡止到加压室与气缸的阶差(台阶)部分上,由此防止柱塞从气缸脱落。 [0007] 此外,在专利文献1所记载的高压泵的另一实施例中,与位于气缸内的部分的柱塞的外径相比,向与气缸的加压室相反侧突出的部分的柱塞的外径形成得较小,柱塞在其外径变化的部位处具有阶差(台阶)。该高压泵也通过在向内燃机安装前的状态下将该柱塞的阶差卡止到泵身的阶差部分上,由此防止了柱塞从气缸脱落。 [0008] 专利文献1所记载的高压泵在加压室的与柱塞相反侧设有控制向加压室的燃料的供给的吸入阀单元。吸入阀单元相对于泵身可拆装地设置。因而,在该高压泵的结构中,在向泵身组装吸入阀单元之前,能够从加压室侧向气缸插入柱塞。 [0009] 但是,专利文献1所记载的高压泵由于上述吸入阀单元而使气缸的轴向的体格大型化。假如在专利文献1所记载的高压泵中,将设置吸入阀单元的位置在气缸的径向上变更、在将加压室的与柱塞相反侧用泵身堵塞的情况下,哪个实施例的柱塞都难以从气缸的与加压室相反侧的开口部组装到气缸上。 [0010] 现有技术文献 [0011] 专利文献 [0012] 专利文献1:特开2003-65175号公报 发明内容[0013] 本公开的目的是提供一种不论柱塞向气缸的组装方向如何都能够防止柱塞的脱落的高压泵及其制造方法。 [0014] 高压泵具备气缸、泵身、柱塞及大径部。 [0015] 泵身在气缸的深部具有内径比气缸大的加压室,将加压室的与柱塞相反侧堵塞。可往复移动地设在气缸的内侧的柱塞能够改变加压室的容积。设在向加压室突出的柱塞的端部处的大径部具有比气缸的内径大、比加压室的内径小的外径。 [0016] 由此,在向内燃机安装高压泵前的状态下,大径部卡止在气缸和加压室的阶差部分上,防止柱塞从气缸的脱落。 [0017] 高压泵的制造方法包括温度调整工序及插入工序。在温度调整工序中,进行“气缸的加热”及“大径部的冷却”的至少某一方,使气缸的内径比大径部的外径大。在插入工序中,向气缸插入柱塞。 [0019] 关于本公开的上述目的及其他目的、特征及优点一边参照附图一边通过下述详细的记述会变得更明确。 [0020] 图1是本公开的第1实施方式的高压泵的剖视图。 [0021] 图2是图1的II部分的放大图。 [0022] 图3是第1实施方式的高压泵的制造工序的流程图。 [0023] 图4是表示高压泵的制造时的状态的剖视图。 [0024] 图5是安装在内燃机上的状态下的高压泵的部分剖视图。 [0025] 图6是图5的VI部分的放大图。 [0026] 图7是表示将第1比较例的高压泵安装在内燃机上状态的剖视图。 [0027] 图8是表示将第2比较例的高压泵安装在内燃机上状态的剖视图。 [0028] 图9是本公开的第2实施方式的高压泵的部分剖视图。 [0029] 图10是本公开的第3实施方式的高压泵的剖视图。 [0030] 图11是本公开的第4实施方式的高压泵的剖视图。 具体实施方式[0031] 以下,基于附图说明本公开的多个实施方式。另外,在多个实施方式中,对于实质上相同的结构在图中赋予相同的标号而省略说明。 [0032] (第1实施方式) [0033] 在图1~图6中表示本公开的第1实施方式。本实施方式的高压泵1被安装在内燃机的发动机体2中,将从燃料箱汲取的燃料加压,向传送管加压输送。将蓄压在传送管中的燃料从喷射器向内燃机的各汽缸喷射供给。 [0034] 如图1所示,高压泵1具备气缸10、泵身11、柱塞40及大径部41等。 [0035] 在图1中,将气缸10和泵身11的边界概念性地用虚线110表示,而在本实施方式中,气缸10和泵身11形成为一体。 [0036] 泵身11具有能够与形成在内燃机的发动机体2上的镗(bore)3嵌合的筒状的嵌合部12。泵身11通过设在图1的用单点划线13表示的位置处的未图示的螺栓被固定在发动机体2上。此时,设在嵌合部12的外侧的抵接面14与发动机体2抵接。 [0037] 泵身11具有形成在气缸10的深部的加压室15。该加压室15的与柱塞40相反侧被泵身11堵塞。 [0038] 如图2所示,加压室15的内径D1形成得比气缸10的内径D2稍大。因此,在加压室15与气缸10的内壁的连接部位,形成有锥状的阶差部分36。 [0039] 在形成为圆筒状的气缸10的内侧,柱塞40在轴向上能够往复移动地被收容。通过柱塞40向阻尼室16侧移动而使加压室15的容积变小,将燃料加压。此外,通过柱塞40向与阻尼室16相反侧移动而使加压室15的容积变大,从供给通路18向加压室15吸入燃料。 [0040] 在向加压室15突出的柱塞40的端部设有大径部41。在本实施方式中,大径部41和柱塞40一体地形成。 [0041] 在常温时,大径部41的外径D3比柱塞40的外径D4稍大。此外,大径部41的外径D3比气缸10的内径D2大,比加压室15的内径D1小。 [0042] 即,在常温时,加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部41的外径D3和柱塞40的外径D4的关系是D1>D3>D2>D4。另外,大径部41的外径D3与气缸10的内径D2的差(D3-D2)是几μm左右。 [0043] 对本实施方式的大径部41与气缸10的关系进行说明。 [0044] 当进行以下的(A)(B)(C)的某个作业时,本实施方式的加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部41的外径D3和柱塞40的外径D4为D1>D2>D3>D4的关系。(A)将气缸10与泵身11一起加热,并且将柱塞40与大径部41一起冷却。(B)将气缸10与泵身11一起加热。(C)将柱塞40与大径部41一起冷却。 [0045] 即,大径部41的外径D3与气缸10的内径D2的差(D3-D2)设定为能够实现上述的大小。由此,能够从气缸10的与加压室15相反侧的开口将大径部41向加压室15插入。 [0046] 此外,如果在进行上述(A)(B)(C)的某个作业后,再次使气缸10和大径部41回到该作业前的温度,则加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部41的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D3>D2>D4的关系。由此,在向内燃机安装高压泵1前的状态下,使大径部41卡止在将气缸10与加压室15连接的阶差部分36。由此,防止柱塞40从气缸10脱落,并且将后述的柱塞弹簧43以被压缩的状态保持。 [0047] 如图1所示,在泵身11上,在与加压室15的气缸10相反侧形成有阻尼室16。在阻尼室16中设有脉动阻尼器17。脉动阻尼器17在两片金属振动片的内部密封着规定压力的气体,通过这两片金属振动片对应于阻尼室16的压力变化而弹性变形,减小阻尼室16的燃压脉动。 [0048] 在泵身11上,形成有从加压室15向气缸10的径向延伸的供给通路18和吐出通路19。 [0049] 在供给通路18中设有吸入阀单元20。吸入阀单元20通过吸入阀22相对于设在供给通路18上的阀座21离开或靠近,将加压室15与供给通路18连通或切断。吸入阀22被电磁驱动部驱动控制。电磁驱动部由固定芯23、线圈24、可动芯25、轴26及弹簧27等构成。本实施方式的吸入阀22是常开型,当从连接器端子28向线圈24通电时,可动芯25抵抗弹簧27的施力而被向固定芯23侧磁吸引,将吸入阀22向开阀方向施力的轴26的施力被解除。 [0050] 在吐出通路19中设有吐出阀单元29。吐出阀单元29通过吐出阀31相对于设在吐出通路19中的阀座30离开或靠近,将加压室15和吐出通路19连通或切断。当吐出阀31从加压室15侧的燃料受到的力比吐出阀31从比阀座30靠下游侧的燃料受到的力与弹簧32的弹性力之和大时,吐出阀31从阀座30离开。由此,从加压室15经由吐出通路19从燃料出口33将燃料吐出。 [0051] 在柱塞40的与加压室15相反侧的端部上固定着弹簧座42。在该弹簧座42与固定在泵身11上的支架52之间设有柱塞弹簧43。该柱塞弹簧43将柱塞40与弹簧座42一起向与加压室15相反侧施力。弹簧座42与进入到内燃机的镗3中的升降器4嵌合。 [0052] 升降器4具有圆筒状的筒部5、设在该筒部5的轴向的中间部分处的分隔板6、以及夹着该分隔板6设在弹簧座42的相反侧的辊7。筒部5的外壁与内燃机的镗3的内壁滑动接触。辊7与设在内燃机的镗3的深部的凸轮8滑动接触。凸轮8与驱动内燃机的吸/排气阀的凸轮轴或曲柄轴一起旋转。通过凸轮8的旋转,升降器4在镗3的内侧往复移动,随之,抵接在升降器4的分隔板6上的柱塞40在气缸10内在轴向上往复移动。 [0053] 在气缸10的与加压室15相反侧的端部上,设有环状的衬垫50。相对于该衬垫50在与加压室15相反侧设有燃料密封垫51。燃料密封垫51限制柱塞40的周围的燃料油膜的厚度,抑制因柱塞40的滑动带来的向内燃机侧的燃料的泄漏。 [0054] 相对于燃料密封垫51在与加压室15相反侧设有支架52。支架52向泵身11侧延伸,被固定在设于气缸10的周围的泵身11上的凹陷部34上。 [0055] 在支架52的与加压室15相反侧的端部上,装接着油封53。油封53限制柱塞40的周围的油油膜的厚度,抑制因柱塞40的滑动带来的从内燃机侧的油的渗入。 [0056] 接着,参照图3至图6对高压泵1的制造方法进行说明。 [0057] 首先,在步骤1的温度调整工序中,与“泵身11及气缸10的加热”一起进行“大径部41及柱塞40的冷却”。进行该工序,直到加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部41的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D2>D3>D4的关系。 [0058] 另外,只要能够实现上述D1>D2>D3>D4的关系,在温度调整工序中,也可以仅进行“泵身11及气缸10的加热”和“大径部41及柱塞40的冷却”的某一方。 [0059] 接着,在步骤2的插入工序中,如图4的箭头所示,向气缸10插入柱塞40。此时,大径部41穿过气缸10的内侧而被容纳到加压室15中。 [0060] 接着,在步骤3的常温调整工序中,使气缸10和大径部41接近于温度调整工序前的温度。该工序也可以是将气缸10中插入了柱塞40、加压室15中插入了大径部41的高压泵1在常温下放置。或者,也可以将气缸10冷却并将柱塞40加热,以使高压泵1回到常温。 [0061] 然后,如图5及图6所示,向形成在内燃机的发动机体2上的镗3安装高压泵1。在图5及图6中,表示了将泵身11相对于发动机体2用螺栓13连结前的状态。在该状态下,大径部41被卡止在加压室15与气缸10的阶差部分36上,柱塞弹簧43被压缩规定量。因此,泵身11的嵌合部12嵌入在发动机体2的镗3中。因而,螺栓连结时的柱塞弹簧43的压缩量变小,所以能够容易地将泵身11螺栓连结到发动机体2上。 [0062] 在第1实施方式中,起到以下的作用效果。(1)第1实施方式的高压泵1中,泵身11将加压室15的与柱塞40相反侧堵塞。在向加压室15突出的柱塞40的端部上,设有具有比气缸10的内径大、且比加压室15的内径小的外径的大径部41。 [0063] 由此,在向内燃机安装高压泵1之前的状态下,大径部41被卡止在气缸10与加压室15的阶差部分36上,所以防止了柱塞40从气缸10脱落。因此,高压泵1能够将柱塞弹簧43在收缩了规定量的状态下组装到泵身11上。因而,当将高压泵1向内燃机螺栓连结时,将该柱塞弹簧43进一步压缩的长度变短,所以能够提高作业效率。 [0064] 此外,高压泵1由于泵身11将加压室15的与柱塞40相反侧堵塞,所以成为如下结构:在加压室15的与柱塞40相反侧没有设置向加压室15供给燃料的吸入阀单元20。因此,该高压泵1能够使气缸10的轴向的体格变小。 [0065] (2)第1实施方式的高压泵1中,气缸10与泵身11一体地形成。此外,大径部41与柱塞40一体地形成。该高压泵1当进行了“泵身11及气缸10的加热”及“大径部41及柱塞40的冷却”的至少某一方时,气缸10的内径变得比大径部41的外径大。 [0066] 由此,高压泵1即使是加压室15的与柱塞40相反侧被泵身11堵塞的形状,也能够将设在柱塞40的端部上的大径部41插入到加压室15中。 [0067] 此外,高压泵1通过将气缸10和泵身11一体地形成,能够减少零件件数。进而,高压泵1通过将大径部41和柱塞40一体地形成,能够减少零件件数。 [0068] (3)第1实施方式的高压泵1的制造方法,在温度调整工序中,进行“泵身11及气缸10的加热”及“大径部41及柱塞40的冷却”的至少某一方,使气缸10的内径比大径部41的外径大。 [0069] 由此,高压泵1即使是加压室15的与柱塞40相反侧被泵身11堵塞的形状,也能够将设在柱塞40的端部上的大径部41插入到加压室15中。 [0070] (第1比较例) [0071] 参照图7对第1比较例进行说明。第1比较例的高压泵101中,柱塞400具有大径的大柱部401、和外径比该大柱部401小的小柱部402。大柱部401被插入在气缸10的内侧。小柱部402向气缸10的与加压室15相反侧突出。柱塞400在大柱部401与小柱部402连接的部位具有阶差403。 [0072] 设在气缸10的与加压室15相反侧的端部上的环状的衬垫50其内径对应于柱塞400的小柱部402。因此,该第1比较例的高压泵101在向内燃机安装前的状态下,通过柱塞400的阶差403被衬垫50卡止,防止柱塞400从气缸10脱落。 [0073] 通常,高压泵101在通过凸轮8的旋转而柱塞400在气缸10内往复移动时,柱塞400被向凸轮8的旋转方向推压,所以柱塞在气缸内一边倾斜一边往复运动。第1比较例的高压泵101在大柱部401与小柱部402的连接部位具有阶差403,以阶差的角部与气缸的内壁接触。在此情况下,即使由凸轮带来的推压力是相同的大小,随着柱塞上升,作用在角部上的反作用力也变大。另一方面,第一实施方式的柱塞40以气缸端的角部与气缸内壁接触。在此情况下,在由凸轮带来的推压力相同的情况下,随着柱塞上升,作用在接触部上的反作用力变小。因此,与第1实施方式的柱塞40相比,第1比较例的高压泵101存在柱塞400的防烧结性下降的顾虑。 [0074] (第2比较例) [0075] 接着,参照图8对第2比较例进行说明。第2比较例的高压泵102的柱塞40是其外径在轴向上形成为相同的所谓直柱塞404。但是,第2比较例的高压泵102不具备防止直柱塞404脱落的结构。因此,在将该高压泵102向内燃机的镗3安装时,由于柱塞弹簧43伸长到自然长度,所以为从泵身11的嵌合部12没有嵌合在镗3中的状态进行泵身11的螺栓连结。因而,该高压泵102必须同时进行将柱塞弹簧43压缩而将泵身11的嵌合部12向镗3嵌合的作业、和将泵身11向发动机体2螺栓连结的作业,所以作业性有可能恶化。 [0076] (第2实施方式) [0077] 接着,基于图9说明本公开的第2实施方式。在第2实施方式中,柱塞40和大径部44由不同的部件构成。 [0078] 柱塞40在加压室15侧的端部上具有圆柱状的凸部45。大径部44形成为圆环状,其径向的内壁被压入固定在柱塞40的凸部45的径向的外壁上。该压入载荷比柱塞弹簧43的施力大。 [0080] 柱塞40和大径部44由不同的材质形成。大径部44的线膨胀系数比柱塞40的线膨胀系数大。即,大径部44与柱塞40相比由更容易通过冷却收缩的材料形成。 [0082] 另一方面,作为形成大径部44的材料,例示了奥氏体类的不锈钢。奥氏体类的不锈-6钢的线膨胀系数是17×10 /℃左右。 [0084] 第2实施方式也与上述第1实施方式同样,在常温时,加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部44的外径D3和柱塞40的外径D4的关系是D1>D3>D2>D4。 [0085] 此外,在第2实施方式中,当进行了以下的(D)(E)(F)的某个作业时,加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部44的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D2>D3≧D4的关系。(D)将气缸10与泵身11一起加热,并且将大径部44冷却。(E)将气缸10与泵身11一起加热。 (F)将大径部44冷却。 [0086] 由此,能够从气缸10的与加压室15相反侧的开口将大径部44向加压室15插入。 [0087] 此外,如果在进行了上述(D)(E)(F)的某个作业后,再次使气缸10和大径部44回到该作业前的温度,则加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部44的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D3>D2>D4的关系。由此,在将高压泵1向内燃机安装前的状态下,大径部44卡止在气缸10与加压室15连接的阶差部分36上。由此,防止柱塞40从气缸10脱落,并且柱塞弹簧43在被压缩的状态下被保持。 [0088] 第2实施方式的高压泵1的制造方法与在第1实施方式中说明的制造方法大致相同。但是,在第2实施方式中,在步骤1的温度调整工序中,进行“泵身11及气缸10的加热”,并且进行“大径部44的冷却”。 [0089] 另外,只要能够实现上述D1>D2>D3≧D4的关系,在温度调整工序中,也可以仅进行“泵身11及气缸10的加热”和“大径部44的冷却”的某一方。 [0090] 在第2实施方式中,起到以下的作用效果。(1)第2实施方式的高压泵1中,柱塞40和大径部44由不同的部件构成。 [0091] 当进行了“泵身11及气缸10的加热”及“大径部44的冷却”的至少某一方时,气缸10和大径部44具有如下关系:气缸10的内径D2变得比大径部44的外径D3大。 [0092] 由此,当将大径部44向加压室15插入时,不将柱塞40冷却,而只要将大径部44冷却就可以,所以能够减少冷却所需要的能量。 [0093] (2)第2实施方式的高压泵1中,大径部44和柱塞40由不同的材质形成,大径部44的线膨胀系数比柱塞40的线膨胀系数大。 [0094] 由此,能够进一步减少冷却大径部44所需要的能量。 [0095] (第3实施方式) [0096] 基于图10说明本公开的第3实施方式。在第3实施方式中,气缸10和泵身11由不同的部件构成。此外,大径部41和柱塞40一体地形成。 [0097] 第3实施方式也与上述第1、第2实施方式同样,在常温时,加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部41的外径D3和柱塞40的外径D4的关系是D1>D3>D2>D4。 [0098] 此外,在第3实施方式中,当进行了以下的(G)(H)(I)的某个作业时,加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部41的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D2>D3>D4的关系。(G)将气缸10加热,并且将柱塞40与大径部41一起冷却。(H)将气缸10加热。(I)将柱塞40与大径部41一起冷却。 [0099] 由此,能够从气缸10的与加压室15相反侧的开口将大径部41向加压室15插入。 [0100] 此外,如果在进行了上述(G)(H)(I)的某个作业后,再次使气缸10和大径部41回到该作业前的温度,则加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部41的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D3>D2>D4的关系。 [0101] 第3实施方式的高压泵1的制造方法与在第1、第2实施方式中说明的制造方法大致相同。但是,在第3实施方式中,在步骤1的温度调整工序中,进行“气缸10的加热”并且进行“大径部41及柱塞40的冷却”。 [0102] 另外,只要能够实现上述D1>D2>D3>D4的关系,在温度调整工序中,也可以仅进行“气缸10的加热”和“大径部41及柱塞40的冷却”的某一方。 [0103] 第3实施方式的高压泵1中,气缸10和泵身11由不同的部件构成。 [0104] 由此,当将大径部41向加压室15插入时,不将泵身11加热,而仅将气缸10加热就可以,所以能够减少加热所需要的能量。 [0105] (第4实施方式) [0106] 基于图11说明本公开的第4实施方式。在第4实施方式中,气缸10和泵身11由不同的部件构成。此外,大径部44和柱塞40也由不同的部件构成。 [0107] 第4实施方式也与上述第1~第3实施方式同样,在常温时,加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部44的外径D3和柱塞40的外径D4的关系是D1>D3>D2>D4。 [0108] 此外,在第4实施方式中,当进行了以下的(J)(K)(L)的某个作业时,加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部44的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D2>D3≧D4的关系。(J)将气缸10加热,并且将大径部44冷却。(K)将气缸10加热。(L)将大径部44冷却。 [0109] 由此,能够从气缸10的与加压室15相反侧的开口将大径部44向加压室15插入。 [0110] 此外,如果在进行了上述(G)(H)(I)的某个作业后,再次使气缸10和大径部44回到该作业前的温度,则加压室15的内径D1、气缸10的内径D2、大径部44的外径D3和柱塞40的外径D4成为D1>D3>D2>D4的关系。 [0111] 第4实施方式的高压泵1的制造方法与在第1~第3实施方式中说明的制造方法大致相同。但是,在第4实施方式中,在步骤1的温度调整工序中,进行“气缸10的加热”并且进行“大径部44的冷却”。另外,只要能够实现上述D1>D2>D3≧D4的关系,在温度调整工序中,也可以仅进行“气缸10的加热”和“大径部44的冷却”的某一方。 [0112] 第4实施方式的高压泵1中,气缸10和泵身11由不同的部件构成,大径部44和柱塞40也由不同的部件构成。 [0113] 由此,当将大径部44向加压室15插入时,只要进行气缸10和大径部44的温度调整就可以,所以能够减少温度调整所需要的能量。 [0114] (其他实施方式) [0115] 在上述多个实施方式中,对加压室15的与柱塞40相反侧被泵身11堵塞的结构的高压泵1进行了说明。相对于此,在其他实施方式中,也可以是,高压泵1构成为在加压室15的与柱塞40相反侧可拆装地具备吸入阀单元20或吐出阀单元29等。 [0116] 这样,本公开并不限定于上述实施方式,除了将上述多个实施方式组合以外,在不脱离发明的主旨的范围内能够以各种各样的形态实施。 |