JPH01195964A - 副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置
に関し、特に副室に２つのノズルを設はエンジンの運転
状態に応じてこれらを使い分けるようにしたものに関す
る。

（従来の技術） 従来、副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置と
して、例えば実開昭６０−３２５３４号公報に開示され
るように、１つのシリンダごとに副室の中心部方向に指
向する第１ノズルと副室の渦流方向下流に指向する第２
ノズルとを配設するとともに該第１ノズルおよび第２ノ
ズルに第１および第２の燃料噴射ポンプをそれぞれ接続
し、エンジンのアイドリング時等には第１燃料噴射ポン
プのみから燃料を圧送して副室中心部に向けて燃料を噴
射し燃料を壁面との接触がなくて比較的高温に保たれる
下流の中心部に拡散させることにより着火性、燃焼性を
向上させる一方、エンジンが負荷を受ける負荷時には第
２燃料噴射ポンプのみから燃料を圧送して副室渦流方向
下流に向けて燃料を噴射し渦流を利用して燃料を拡散さ
せることにより空気利用率を向上させるようにしたもの
が知られている。

一方、実開昭６０−１０５８４０号公報に開示されるよ
うに、上述したような燃料噴射制御装置において燃料噴
射ポンプを１つとＬ１該燃料噴射ポンプによる第１ノズ
ルへの燃料供給と第２ノズルへの燃料供給とを運転状態
に応じて切り換えるようにして燃料噴射ポンプの数を１
つにしてコストダウンを図るとともに、該燃料噴射ポン
プの燃料噴射タイミングを調整するタイマ機構を設け、
該タイマ機構により第１ノズルへの燃料供給時には燃料
噴射タイミングを遅角させて騒音を低減させる一方、第
２ノズルへの燃料供給時には燃料噴射タイミングを進角
させて燃費の改善およびエミッション性能の向上を図る
ようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来のものでは、燃料噴射ポンプに加え
、各ノズルへの燃料供給とを切り換える切り換え装置を
設けるものであるので、構造が複雑になるという問題が
ある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、燃料噴射ポンプとして分配形のもの
を用い、この燃料噴射ポンプ自体に燃料供給切り換え機
能を具備させ、この機能をタイマ機能に関連させて発押
せることにより、構造を簡単にしながら各ノズルへの燃
料供給の切り換え制御および燃料噴射タイミングの制御
を行うことにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、分配形燃料噴射
ポンプにおいてタイマ機構によるプランジャ回転位相の
ずれに応じてスピルリング閉塞部を設定し、このスピル
リング閉塞部に応じてプランジャによりポンピングチャ
ンバで圧縮された燃料を上記プランジャ回転位相のずれ
を利用して分配バレルの吐出ポートから第１ノズルまた
は第２ノズルに選択的に圧送することである。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、副室の中心部方
向に指向させて配設された第１ノズルと、副室の渦流方
向下流に指向させて配設された第２ノズルと、該第１ノ
ズルおよび第２ノズルに燃料を圧送する分配形燃料噴射
ポンプとを備えた副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射
制御装置を対象とする。これに対して、エンジンの回転
に同期して回転しつつ往復運動するプランジャと、該プ
ランジャの往復方向の一方側に設けられプランジャの往
復運動により燃料が吸入、圧縮されるポンピングチャン
バと、上記プランジャが嵌挿されるスピルリングおよび
分配バレルと、上記ポンピングチャンバに連通ずるよう
にプランジャに設けられ圧縮行程に上記スピルリングに
より閉塞されるリリーフ通路と、上記ポンピングチャン
バに連通ずるようにプランジャに設けられ圧縮行程の後
半で上記分配バレルの吐出ポートに連通ずる分配通路と
、プランジャの回転位相をエンジンのアイドリング時に
は遅角させ負荷時には進角させるタイマ機構とを備え、
上記吐出ポートは上記第１ノズルに接続されたメインポ
ートと該メインポートよりも進角側に設けられ第２ノズ
ルに接続されたサブポートとからなるとともに上記スピ
ルリングのエンジンアイドリング時における閉塞部と負
荷時における閉塞部との間に無噴射域を形成する切り欠
き部を設ける構成としたものである。

（作用）　　　　− 上記の構成により、本発明では、エンジンのアイドリン
グ時、タイマ機構によりプランジャの回転位相が遅角し
て燃料噴射タイミングが遅くなり騒音が低減する。また
、このプランジャ回転位相の遅角によりリリーフ通路が
スピルリングのアイドリング時のための閉塞部により閉
塞され該閉塞部に応じた燃料がポンピングチャンバで圧
縮されて圧縮行程の後半に分配通路からメインポートへ
導かれ第１ノズルに圧送される。このことにより、副室
中心部に向けて燃料が噴射され着火性、燃焼性が向上す
る。

一方、エンジンの負荷時、タイマ機構によりプランジャ
の回転位相が進角して燃料噴射タイミングが進み燃費の
改善およびエミッション性能の向上が図られる。また、
このプランジャ回転位相の進角によりリリーフ通路がス
ピルリングの負荷時のための閉塞部により閉塞され該閉
塞部に応じた燃料がポンピングチャンバで圧縮されて圧
縮行程の後半に分配通路からサブポートへ導かれ第２ノ
ズルに圧送される。このことにより、副室渦流方向下流
に向けて燃料が噴射され空気利用率が向上して燃焼性が
良くなる。

その場合、上記スピルリングのエンジンアイドリング時
における閉塞部と負荷時における閉塞部との間に無噴射
域を形成する切り欠き部を設けたので、第１ノズルへの
燃料の圧送と第２ノズルへの燃料の圧送とが確実に切り
換えられる。

また、燃料噴射ポンプとして分配形のものを用い、この
燃料噴射ポンプ自体に燃料供給切り換え機能を具備させ
たので、構造が簡単になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第５図は本発明の実施例に係る燃料噴射制御装
置を備えた４気筒副室式ディーゼルエンジンを示す。こ
れらの図において１はシリンダヘッドであって、該シリ
ンダヘッド１内にはインサート部材２によって副室３が
形成されている。該副室３はインサート部材２に形成さ
れた噴孔４を介してシリンダブロック側の主燃焼室（図
示せず）に連通されており、エンジンの圧縮行程で主燃
焼室内の圧縮された吸気（空気）を噴孔４を通して副室
３内に導入して吸気の渦流（スワール）を発生させるよ
うにしている。

また、上記シリンダヘッド１には上記副室３内に燃料を
噴射供給する第１および第２の２つのノズル６．７とエ
ンジンの始動時等に副室３内部を加熱するグロープラグ
８とが取り付けられている。

上記第１ノズル６は燃料噴霧角が比較的大きくてその貫
通力が弱いポペットノズル等よりなり、燃料を副室３の
中心部方向に噴射させるように配設されている。一方、
上記第２ノズル７は燃料噴霧角が比較的小さくてその貫
通力が大きいスロットルノズル等よりなり、燃料を副室
３の渦流方向下流に噴射させるように配設されている。

さらに、１０はエンジンの駆動力を受けて燃料を各気筒
のノズル６．７に分配圧送する分配形燃料噴射ポンプで
ある。１１は燃料を貯溜するポンプ室１２を形成するポ
ンプハウジング１１であって、該ポンプ室１２にはロー
ラホルダ１５がドライブシャフト１６回りに揺動自在に
支持され、該ローラホルダ１５にはエンジンの気筒数に
対応するだけの数のローラ１７．１７・・・が回転自在
に軸支され、該ローラ１７．１７・・・にはドライブシ
ャフト１６と同軸上に配置されたプランジャ５１に一体
のカムディスク（図示せず）に当接しており、プランジ
ャ５１をドライブシャフト１６によって回転駆動すると
ともにカムディスクのカム山のローラ°１７．１７・・
・への乗上げによって往復運動させることにより、プラ
ンジャ５１に燃料分配のための回転と燃料圧送のための
往復運動とを行わせるようにしている。

また、上記ポンプハウジング１１にはプランジャの回転
位相をエンジンのアイドリング時には遅角させ負荷時に
は進角させるタイマ機構２０が設けられている。すなわ
ち、該ポンプハウジング１１には上記ドライブシャフト
１６と直角な方向に延びるシリンダ２３が形成され、該
シリンダ２３内にはシリンダ２３内をスプリング室２５
と圧力室２６とに区画形成するタイマピストン２４が摺
動自在に嵌挿され、該タイマピストン２４はピン３０を
介して上記ローラホルダ１５に駆動連結されている。上
記スプリング室２５にはタイマピストン２４を圧力室２
６側に付勢するスプリング２７が縮装されている。一方
、圧力室２６はタイマピストン２４に形成した連通孔２
８とポンプハウジング１１に形成した燃料通路４１とを
介して上記ポンプ室１２に連通しており、該燃料通路４
１には無負荷時に閉じかつ負荷時に開くソレノイドバル
ブ４２が設けられている。さらに、上記タイマピストン
２４内には該タイマピストン２４の移動方向と同方向に
延びる補助シリンダ３３が形成され、該補助シリンダ３
３内にはタイマピストン２４を貫通するビン３Ｇを介し
てローラホルダ１５に駆動連結された補助タイマピスト
ン３４が摺動自在に嵌挿され、該補助タイマピストン３
４によって補助シリンダ３３内が圧力室２６側の補助圧
力室３６とスプリング室２５側の補助スプリング室３５
とに区画形成されている。該補助スプリング室３５には
補助タイマピストン３４を補助圧力室３６側に付勢する
補助スプリング３７がタイマピストン２４をスプリング
受は部として縮装され、該補助スプリング３７の弾性力
はスプリング２７の弾性力よりも小さく設定されている
。一方、上記補助圧力室３６はタイマピストン２４の連
通孔２８を介して圧力室２６に連通しているとともに補
助タイマピストン３４に形成した補助連通孔３８を介し
てポンプ室１２に連通している。しかして、第６図に示
すように、負荷時にソレノイドバルブ４２が開くと、エ
ンジンの回転数の増大につれてポンプ室１２内の燃料圧
力および圧力室２６内の燃料圧力が上昇して補助タイマ
ピストン３４を補助スプリング３７の付勢力に抗して第
６図の左方に移動させ、該補助タイマピストン３４に連
結されたローラホルダ１５を第２図の時計回り方向に回
動させてローラホルダ１５の各ローラ１７へのカムディ
スクの各カム山の乗上げ時期を早めることにより、プラ
ンジャ５１の回転位相を変えて燃料噴射タイミングを第
７図に示すように進角させるようにしており、さらに、
エンジン回転数が増大してポンプ室１２内の燃料圧力お
よび圧力室２６内の燃料圧力が上昇するとタイマピスト
ン２４をスプリング２７の付勢力に抗して第６図の左方
に移動させ、該タイマピストン２４に連結されたローラ
ホルダ１５を第２図の時計回り方向にさらに回動させて
燃料噴射タイミングを進角させるようにしている。尚、
ここではこの燃料圧力による燃料噴射タイミングの調整
に加えてバキューム圧力に基づく公知のタイミング調整
も行っている。

さらに、第３図に示すように、上記ボンプノ）ウジング
１１において、上記プランジャ５１の往復方向の一方側
にはポンピングチャンバ５２が設けられ、プランジャ５
１の往復運動により燃料を吸入、圧縮するようにしてい
る。また、上記プランジャ５１には円筒状のスピルリン
グ５３と分配バレル５４とがカムディスク１８側とポン
ピングチャンバ５２側とにそれぞれ嵌挿されている。

そして、上記プランジャ５１には上記ポンピングチャン
バ５２に連通ずるようにリリーフ通路６２が設けられて
いる。該リリーフ通路６２は圧縮行程には上記スピルリ
ング５３により閉塞されてポンピングチャンバ５２の高
圧を維持する一方、圧縮行程後にはポンピングチャンバ
５２をリリーフするものである。

また、上記プランジャ５１には上記ポンピングチャンバ
５２に連通ずるように分配通路６２が設けられている。

一方、上記分配バレル５４には気筒数に応じた数のメイ
ンポート６５とサブポート６６とが形成されている。該
メインポート６５とサブポート６６とは分配バレル５４
の周方向に交互に配されている。そして、メインポート
６５は第１ノズル６に接続されているとともに、該メイ
ンポート６５よりも進角側の隣りにあるサブポート６６
は同一気筒の第２ノズル７に接続されている。

さらに、第３図に示すように、上記スピルリング５３に
はエンジンのアイトリレグ時にリリーフ通路６２を閉じ
るための第１閉塞部７１と、プランジャ回転位相が進角
する負荷時にリリーフ通路６２を閉じるための第２閉塞
部７２とが形成されている。そして、上記第１閉塞部７
１と第２閉塞部７２との間にはリリーフ通路６２を閉じ
ない無噴射域を形成する切り欠き部７３がスピルリング
５３の軸方向と周方向とに形成されている。

しかして、エンジンのアイドリング時には、第８図に示
すようにリリーフ通路６２が切り欠き部７３にある間は
燃料が圧縮されず、プランジャ５１が圧縮方向に移動す
ると第９図に示すように第１閉塞部７１にある間に燃料
が圧縮され圧縮行程の後半で上記分配通路６２がメイン
ポート６５に連通してポンピングチャンバ５２の燃料を
第１ノズル６から副室３内に噴射する。一方、エンジン
の負荷時には、上記タイマ機構２０によりプランジャ回
転位相が進角するので、第１０図に示すようにリリーフ
通路６２が第２閉塞部７２にある間には正規の噴射スト
ロークで燃料が圧縮され、第１１図に示すように分配通
路６２は圧縮行程の後半で上記サブポート６６に連通し
てポンピングチャンバ５２の燃料を第２ノズル７から副
室３内に噴射するようにしている。

したがって、上記実施例においては、エンジンのアイド
リング時、タイマ機構２０により燃料噴射タイミングが
遅くなるので、騒音を低減することができる。

また、その場合、第１ノズル６のみに燃料が圧送される
ので、副室３中心部に向けて燃料が噴射され着火性、燃
焼性が向上する。

一方、エンジンの負荷時、タイマ機構２０により燃料噴
射タイミングが進むので、燃費の改善およびエミッショ
ン性能の向上が図られる。

また、その場合、第２ノズルのみに燃料が圧送されるの
で、副室３渦流方向下流に向けて燃料が噴射され空気利
用率が向上して燃焼性を良くすることができる。

その場合、上記スピルリング５３の第１閉塞部７１と第
２閉塞部７２との間に無噴射域を形成する切り欠き部７
３を設けたので、第１ノズル６への燃料の圧送と第２ノ
ズル７への燃料の圧送とが確実に切り換えられる。

さらに、燃料噴射ポンプ１０自体に燃料供給切り換え機
能を具備させたので、構造が簡単なものになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の副室式ディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置によれば、副室の中心部方向に指
向させて配設された第１ノズルと、副室の渦流方向下流
に指向させて配設された第２ノズルと、該第１ノズルお
よび第２ノズルに燃料を圧送する分配形燃料噴射ポンプ
とを備え、かつエンジンの回転に同期して回転しつつ往
復運動するプランジャと、該プランジャの往復方向の一
方側に設けられプランジャの往復運動により燃料が吸入
、圧縮されるポンピングチャンバと、上記プランジャが
嵌挿されるスピルリングおよび分配バレルと、上記ポン
ピングチャンバに連通ずるようにプランジャに設けられ
圧縮行程に上記スピルリングにより閉塞されるリリーフ
通路と、上記ポンピングチャンバに連通ずるようにプラ
ンジャに設けられ圧縮行程の後半で上記分配バレルの吐
出ポートに連通ずる分配通路と、プランジャの回転位相
をエンジンのアイドリング時には遅角させ負荷時には進
角させるタイマ機構とを備え、上記吐出ポートを上記第
１ノズルに接続されたメインポートと該メインポートよ
りも進角側に設けられ第２ノズルに接続されたサブポー
トとにより構成するとともに上記スピルリングのエンジ
ンアイドリング時における閉塞部と負荷時における閉塞
部との間に無噴射域を形成する切り欠き部を設けたので
、構造を簡単にしながら各ノズルへの燃料供給の切り換
え制御および燃料噴射タイミングの制御を行うことがで
き、アイドリング時の騒音低減、着火性の向上および燃
焼性の向上を図ることができるとともに負荷時の燃費の
改善、エミッション性能の向上および空気利用率の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図はエンジンの要
部断面図、第２図は燃料噴射ポンプの断面図、第３図は
燃料噴射ポンプの要部側面図、第４図はその正面図、第
５図は無負荷時のタイマ機構の縦断側面図、第６図は負
荷時のタイマ機構の縦断側面図、第７図はタイマ機構の
特性図、第８図〜第１１図はそれぞれ燃料の圧送行程を
示す燃料噴射ポンプの要部側面図、第１２図は燃料噴射
期間を示す説明図である。 ３・・・副室、６・・・第１ノズル、７・・・第２ノズ
ル、１０・・・燃料噴射ポンプ、２０・・・タイマ機構
、５１・・・プランジャ、５２・・・ポンピングチャン
バ、５３・・・スピルリング、５４・・・分配バレル、
６１・・・リリーフ通路、６２・・・分配通路、６５・
・・メインポート、６６・・・サブポート、７１・・・
第１閉塞部、７２・・・第２閉塞部、７３・・・切り欠
き部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　副室の中心部方向に指向させて配設された第１
   ノズルと、副室の渦流方向下流に指向させて配設された
   第２ノズルと、該第１ノズルおよび第２ノズルに燃料を
   圧送する分配形燃料噴射ポンプとを備えた副室式ディー
   ゼルエンジンの燃料噴射制御装置であって、エンジンの
   回転に同期して回転しつつ往復運動するプランジャと、
   該プランジャの往復方向の一方側に設けられプランジャ
   の往復運動により燃料が吸入、圧縮されるポンピングチ
   ャンバと、上記プランジャが嵌挿されるスピルリングお
   よび分配バレルと、上記ポンピングチャンバに連通する
   ようにプランジャに設けられ圧縮行程に上記スピルリン
   グにより閉塞されるリリーフ通路と、上記ポンピングチ
   ャンバに連通するようにプランジャに設けられ圧縮行程
   の後半で上記分配バレルの吐出ポートに連通する分配通
   路と、プランジャの回転位相をエンジンのアイドリング
   時には遅角させ負荷時には進角させるタイマ機構とを備
   え、上記吐出ポートは上記第１ノズルに接続されたメイ
   ンポートと該メインポートよりも進角側に設けられ第２
   ノズルに接続されたサブポートとからなるとともに上記
   スピルリングのエンジンアイドリング時における閉塞部
   と負荷時における閉塞部との間に無噴射域を形成する切
   り欠き部を設けたことを特徴とする副室式ディーゼルエ
   ンジンの燃料噴射制御装置。