JPH02153255A - 電気制御式の燃料噴射ポンプ - 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、内燃機関用の電気制御式の燃料噴射ポンプ、
特に火花点火式内燃機関において燃料を直接噴射するた
めの燃料噴射ポンプであって、燃料噴射ポンプの駆動軸
によって動かされるストロークの一定な駆動カムによっ
て駆動されかつ各１つのシリンダ孔内において案内され
ているポンプピストンが、所属のポンプ作業室内におけ
る噴射圧下の燃料を噴射弁に吐出し、この吐出動作は、
電気制御式の弁が、ポンプ作業室から放圧通路を介して
低圧室にオーバフローする燃料の貫流を遮断するまで続
き、オーバフロー通路を介したポンプ作業室間の接続が
、駆動軸に対して同期的に動かされかつオーバフロー通
路に配置されたスプール弁によって遮断可能であり、ポ
ンプピストンが共通のカムによって駆動され、オーバフ
ロー通路が、ポンプ作業室から延びた部分通路を有して
おり、該部分通路が、回転スプール弁のスプールとして
構成されていて回転駆動される分配装置に開口していて
、該分配装置が切欠きを有しており、該切欠きを介して
、分配装置の回転中にその都度第バフ０−通路の部分通
路のうちの少なくとも２つが、吐出行程中のポンプピス
トンによって互いに接続され、１つが、切欠きからさら
に延びたオーバフロー通路の部分を介して、部分装置に
おける部分開口と接続されていて、該分配開口によって
次々と分配装置の回転中に噴射箇所に通じる圧力導管が
、オーバフロー通路と接続されるようになっている形式
のものに関する。

従来の技術 ＵＳ−Ａ４４５９９６３に基づいて公知の燃料噴射ポン
プでは、並んで位置する２つのポンプピストンが燃料噴
射ポンプケーシングに設けられており、この場合ポンプ
ピストンはそれぞれ別個のカム軸によって駆動される。

各ポンプピストンはこの場合それぞれ所属のただ１つの
燃料噴射導管に燃料を吐出し、この燃料噴射導管は、所
属の内燃機関における燃料噴射弁に通じている。噴射量
の制御は共通のオーバーフロー通路を介して行われ、こ
のオーバーフロー通路は電磁弁を用いて放圧容量のため
に開放制御可能である。さらに、ポンプピストンは交互
にその吐出行程を行い、一方のポンプビス）・ンから高
圧下で吐出された燃料量が他方のポンプピストンの吸込
み行程もしくは充てん行程時に放圧側に向かって流出す
ることを回避するためにスズール弁制御装置が設けられ
ている。この場合ポンプピストン自体は制御縁で弁スプ
ールとして働く。これとは択一的に、逆止弁が個々のポ
ンプ作業室の燃料量てん導管に設けられている。従って
公知の燃料噴射ポンプは列型噴射ポンプの形式で構成さ
れており、この場合各ポンプピストンはそれぞれ１つの
噴射箇所への燃料供給のために働く。

ＤＥ−ＰＳ３８３６０４８．９に記載の構成では、ポン
プピストンが共通の１つのカムによって駆動され、オー
バーフロー通路か、ポンプ作業室から延びた複数の部分
通路を有しておりこれらの部分通路か、回転駆動されか
つ回転スプール弁のスプールとして構成された分配装置
の案内孔において開口しており、分配装置か切欠きを有
していて、該切欠きを介して、分配装置の回転中にその
都度、吐出行程中のポンプピストンのオーバーフロー通
路の部分通路のうちの少なくとも２つが互いに接続され
、そして１つか切欠きからさらに延びているオーバーフ
ロー通路部分を介して、分配装置における分配開口と接
続されていて、しかも次々と分配装置の回転中に噴射箇
所に通じる圧力導管によって、オーバーフロー通路と接
続されるようになっている。この公知の構成では、燃料
は複数の噴射箇所から供給されるようになっており、こ
の場合高い噴射圧を得ることを目的として１つの噴射箇
所のために同時に複数のポンプピストンが協働する。こ
のようにして燃料噴射ポンプの小さな構造容積で高い吐
出率を得ることができこの吐出率は連続的に次々と各噴
射ノズルによって利用され得る。このような形式の回転
スプール弁の中央の案内においては、所望の噴射圧を形
成することができ、回転スプール弁の回転位置に応して
、噴射弁は、例えば放圧室に通しる電気制御式の弁の開
放による相応な制御が行われるまで、ポンプ圧によって
負荷されている。ＤＥ−ＰＳ３８０４０２５に記載の構
成によれば、しかしながら前噴射のための噴射時期の選
択を、主噴射とは無関係にかつ主噴射を損うことなしに
難なく行うことは不可能である。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、上に述べた従来技術の欠点を排
除してさらに改良された燃料噴射ポンプを提供すること
である。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述
べた形式の燃料噴射ポンプにおいて、回転スプール弁の
外周部に分配配置されていて、ポンプ作業室から延びた
部分通路及び噴射箇所に通じる圧力導管と協働する制御
孔もしくは制御溝に開口していてかつポンプピストンの
ポンプ圧で負荷可能な、回転スプール弁の軸方向通路に
、少なくとも１つの別の制御孔もしくは制御溝が接続さ
れており、該制御孔もしくは制御溝がアキュムレータと
接続されている。

発明の効果 ＤＥ−ＰＳ３８０４０２５を出発点とした本発明による
電気制御式の燃料噴射ポンプでは、噴射を、広い範囲に
おいて選択可能な時点における前噴射と主噴射とに分け
ることが可能であり、この場合噴射の経過は、制御スプ
ールの制御孔の寸法及び配置を選択することによって、
その都度の必要に合わせられる。これによって、全負荷
時における負荷上昇のためにチャージ交番上死点におい
て燃料を前噴射することが可能になり、この場合前噴射
の実施は、場合によっては同時に別のシリンダに行われ
る主噴射に影響を及ぼすことはない。このような形式の
構成では原則的に、噴射過程が行われない場合にアキュ
ムレータへの吐出を行うことが可能であり、そしてこの
ようにして、制御スプールにおける圧力ビーク並びにポ
ンプピストンの作業室と制御スプールにおける高圧通路
との間の接続導管及び通路における圧力ピークを回避す
ることができる。

請求項２以下に記載の構成によって、本発明による燃料
噴射ポンプのさらに別の有利な構成が得られる。アキュ
ムレータは、１つのシリンダにおいてチャージ交番上死
点において前噴射を行うために利用することができる。

この時点で当該シリンダには同時に主噴射が行われるこ
とはない。このために有利には、回転スプール弁が、該
回転スプール弁の軸方向通路から隔てられた接続孔又は
溝をその外周壁に有しており、該接続孔又は溝を介して
各噴射弁が別個に、軸方向通路と噴射弁とが接続される
回転位置からずらされた回転位置において、アキュムレ
タと接続可能である。

所望の場合に前噴射を簡単に中断するために、別の有利
な構成では、アキュムレータが電磁弁を介して、回転ス
プール弁の外周部に設けられた接続孔もしくは溝と接続
されており、前記電磁弁が無負荷位置においてアキュム
レータと回転スプール弁との間の接続を遮断するように
なっており、この場合有利には、アキュムレータが、該
アキュムレータに向かって閉鎖する逆止弁を介して回転
スプール弁の軸方向通路と接続されていることによって
、アキュムレータが噴射過程の閉鎖制御のための電磁弁
開放時に無圧になることを回避することができる。

主噴射のために設けられた吐出範囲の外でアキュムレー
タのチャージを行うため、並びに噴射中においてアキュ
ムレータのチャージ時に生じることのある圧力変動によ
る影響を確実に回避するために、本発明の別個の有利な
構成では、アキュムレータが回転スプール弁の制御孔又
は制御溝を介して、アキュムレータ及び／又は軸方向通
路と噴射弁とが接続される回転位置からずらされた回転
位置において、ポンプピストンのポンプ圧によって負荷
可能である。

実施例 次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示された分配型燃料噴射ポンプでは、ポンプケ
ーシングｌに、外側からケーシングに進入する駆動軸２
が支承されており、この駆動軸には駆動カム４がケーシ
ングの内部に位置するように配置されている。このカム
はカム軌道として、駆動軸２の軸線５に対して偏心的に
位置する円形軌道７を有しており、この円形軌道には有
利にはころ軸受又はニードル軸受８が配置されている。

ケーシングを貫通する通路においては、駆動軸は玉軸受
９に支承されており、その反対側の部分においては、駆
動カム４に隣接してジャーナルとして構成されており、
このジャーナルは、ケーシング内に設けられた滑り軸受
１１に支承されている。ジャーナルは端面側に連結爪１
２を有しており、これらの連結爪は、駆動軸もしくはジ
ャーナルＩＯの軸線５に対して同軸的に位置していて回
転スプール弁として構成された分配装置１５の対応する
連結爪１３と協働する。分配装置は、バレル１６によっ
て形成された案内孔１７に支承されておりこの案内孔は
駆動軸とは反対の側で、ケーシングｌに挿入された栓体
１９によって閉鎖されている、この場合栓体はジャーナ
ルｌＯと共に、分配装置を軸方向で固定するために働く
。栓体を貫いて漏れ導管２０が燃料タンクに、もしくは
燃料前フィードポンプ２２の吸込み側に通じている。こ
の燃料前フィードポンプは燃料タンク２３から燃料噴射
ポンプに燃料を供給する駆動カムに対する半径方向平面
において、燃料噴射ポンプケーシングｌにおける、カム
４をニードル軸受８と共に受容する室２５からは、複数
の半径方向孔２６が延びており、第１図にはこれらの孔
のうちの１つだけが示されている。これらの孔内にはプ
ランジャ２７が摺動可能に配置されており、このプラン
ジャの一方の端面ばニードル軸受８に支持されていて、
他方の端面ば鉢形のポンプピストン２９の外端面２８に
接触している。このポンプピストンはバレル３０のシリ
ンダ孔３２内を案内されており、このバレルは、半径方
向孔２６に対して同軸的に位置していて該孔に接続して
いる孔３１に挿入されている。ポンプピストンの内側に
位置する端面には、圧縮ばね３３が作用し、この圧縮ば
ねは他端で、孔３１を閉鎖している栓体３４に支持され
ており、ポンプピストンをプランジャ２７に接触させ、
該プランジャをカム４に接触保持している。栓体３４と
バレル３０もしくはポンプピストン２９との間には、ポ
ンプ作業室３５が形成されており、このポンプ作業室か
らはオーバフロー通路３７の部分通路３７ａか延びてい
て、案内孔１７の半径方向平面においてオーバフロー開
口３８に開口している。部分通路３７ａを備えた上述の
ポンプピストンの他に、ポンプケーシングには別の３つ
のポンプピストンが規則的な間隔をおいて軸線５の回り
に分配配置されている。相応なポンプ作業室３５からは
別の部分通路が案内孔１７に延びている。

部分通路３７にはそれぞれ充てん導管４０が開口してお
り、この充てん導管は燃料前フィードポンプ２２の圧送
側から分岐し、ポンプ作業室に向かって開放する逆止弁
４１を内蔵している。逆止弁の代わりに、ポンプピスト
ンの吸込み段階にその都度光てん導管通路を開放する回
転スプール弁を設けることも可能である。分配装置自体
は回転スプール弁として構成されており、相応な制御長
手方向溝を有している。

オーバフロー開口３８の入口によって規定された半径方
向平面において、分配装置は回転スプール弁４６として
構成されていて、そのために切欠きを有している。この
切欠きは図示の実施例では部分環状溝４２から成ってお
り、この部分環状溝は１８０°の角度にわたって延在し
ていて、常に少なくとも２つの部分通路を互いに接続し
ている。部分環状溝４２からは半径方向孔４３が長手方
向孔４４に移行し、この長手方向孔は両側で分配装置の
端部において閉鎖されている。この長手方向孔４４と別
の半径方向孔４５とを介して部分環状溝４２は、分配装
置の周面における連続した外側環状溝４７と接続されて
いる。この外側環状溝の範囲において案内孔１７からは
放圧導管４９が分岐し、この放圧導管は例えば漏れ導管
２０との接続部を有していてもよく、放圧導管の貫流横
断面は電気制御式の弁５０によって開閉することができ
る。

長手方向溝４４からは別の半径方向孔５２が分岐してお
り、この半径方向孔は分配装置の周面における分配開口
５３に通じている。この分配開口によって規定された半
径方向平面において案内孔１７からは複数の圧力導管５
５が分岐しており、これらの圧力導管はそれぞれ、場合
によっては逆止弁又は放圧弁を介して、内燃機関の各噴
射箇所に所属の燃料噴射弁５６と接続されている。内燃
機関の燃料供給すべきンリンダ又は噴射箇所の数に相応
して、このような圧力導管５５は案内孔１７の全周に配
置されている。これらの圧力導管には、相応なポンプピ
ストンの吐出行程時に分配装置の回転と共に交互に、噴
射圧下にある燃料が供給される。この場合噴射時間は、
適当な制御回路によって制御されて、放圧導管の閉鎖に
よって噴射開始をそして放圧導管の開放によって噴射終
了を規定する電気制御式の弁５０が規定する。これによ
って、同時に噴射量と噴射の段階位置が規定される第２
図には回転スプール弁４６の本発明による構成が示され
ており、この回転スプール弁は、第１図の回転スプール
弁に対するほぼ同様な構成に加えて、アキュムレータの
接続を可能にしている。第１図におけると同様、回転ス
プール弁４６への高い圧力下における燃料の導入は、部
分通路を介して対応するポンプ作業室に接続されたオー
バフロー開口３８を通して行われる。図示されていない
噴射弁に通じる圧力導管５５への噴射過程の制御は同様
に、軸方向通路もしくは長手方向孔４４と接続された導
管４９に配置された電磁弁を介して行われる。ポンプピ
ストンのポンプ圧下にある軸方向の通路４４は、ポンプ
ピストン及び噴射導管５５並びに電磁弁５０との接続の
ための制御孔もしくは制御溝４２，５３．４７の他に、
別の半径方向平面における制御のために制御孔５７を有
している。これらの制御孔は第５図及び第６図に示され
たアキュムレータに通じる導管５８と接続されている。

さらに回転スプール弁４６には、上述のアキュムレータ
から燃料をアキュムレータ圧下で回転スプール弁４６に
供給する導’！’５９が接続しており、この導管は、回
転スプール弁４６の周面に設けられた環状溝６０に開口
している。この環状溝は、回転スプール弁４６の軸方向
に延びる通１＆６１と接続されていて、回転スプール弁
の相応な回転位置において、噴射弁に通じる噴射溝１ｒ
５５との接続を可能にする。この場合噴射弁は相応な回
転位置においては長手方向孔もしくは軸方向通路４４と
接続していない。従って、軸方向通路４４から噴射導管
５５への燃料吐出によって行われる主噴射の他に、その
都度別の噴射弁へのチャージ交番の上死点においても前
噴射を行うことができる。

第３図及び第４図かられかるように、アキュムレータピ
ストンのチャージ動作はそれぞれ、ポンプピストンの主
圧送範囲の外側で、つまり噴射弁に行われる主噴射の外
側でのみ行われる。この場合噴射溝ｔ５５もしくはアキ
ュムレータに通じる導管５８への制御孔もしくはポンプ
ケーシング自体における導管は、互いに相応にずらされ
て配置されている。

第５図には、ばね式アキュムレータ６２の形をしたアキ
ュムレータの第１実施例が示されている。このばね式ア
キュムレータ６２には導管５８を介して圧力下の燃料が
供給され、この場合アキュムレータの過負荷を回避する
ために、制御導管６３が設けられており、この制御導管
は戻し路もしくはタンク６４に開口している。

場合によって回転スプール弁４６の高圧回路において生
じる圧力状態がばね式アキュムレータ４６におけるアキ
ュムレータ圧に反作用すること、もしくは高圧の燃料が
導管５８を介して回転スプール弁４６に逆流することを
確実に回避するために、導管５８には逆止弁６５が設け
られている。前噴射を導入するために、３ポ一ト２位置
弁の形の電磁弁６６が、アキュムレータ■９ ６２から回転スプール弁４６に通じる導管５９に接続さ
れている。このような電磁弁６６を設けることによって
、前噴射の噴射過程を相応に制御することができる。

第６図に示した実施例ではアキュムレータとして、ばね
６７によって負荷された段付ピストン６８が用いられて
いる。この段付ピストンにも同様に導管５８を介してポ
ンプ圧下の燃料が供給される。この場合段付ピストン６
８の負荷時には別の作業室６９及び導管５９に燃料が吸
い込まれる。そして別体の作業室６９における燃料の前
噴射のレリーズは、導管５８に通じる分岐導管７１に接
続された電磁弁７２の切換えによって行われ、この結果
、プレロードをかけられたばね６７に起因する段付ピス
トン６８の上昇運動によって、導管５９を介して前噴射
が行われる。この場合前噴射は、第６図に示された段付
ピストン６８の終端位置によってか又は電磁弁７２の新
たな操作によって生せしめられこれによって別体の作業
室６９もしくは導管５９が戻し路７０と接続される。導
管５８に設けられた逆止弁６５は、分岐導管７１を介し
ての段付ピストン６８の負荷軽減時に、回転スプール弁
４６における高圧状態への反作用を回避する。

第７図には４シリンダ内燃機関の本発明による燃料噴射
ポンプの噴射過程を示す線図が示されている。この場合
横軸には、ＫＷで示されたクランク軸角度とＮＷで示さ
れたカム軸角度とがとられている。個々のシリンダに対
して示されているように、前噴射及び主噴射への噴射は
上述のように、アキュムレータのための付加的な接続可
能性を備えた回転スプール弁４６の構成に分類される。

第１のシリンダのためにはこの場合線図かられかるよう
に、前噴射はチャージ交番上死点において行われ、これ
は別のシリンダのためには回転スプール弁４６の相応な
回転位置において行われ得る。主噴射及び前噴射の噴射
時期及び噴射量は、電磁弁５０を介して行われる回転ス
プール弁４４の軸方向通路４６の制御された放圧によっ
て決定される。そして回転スプール弁を用いることによ
って、シリンダへの主噴射とは無関係に行われる前噴射
を、第２のシリンダに合わせて行うことが可能であり、
この場合主噴射の実施時における軸方向通路４６の高圧
状態に影響を及ぼすことはない。

そしてチャージ交番上死点における前噴射の実施によっ
て、全負荷時における負荷上昇が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＤＥ−ＰＳ３８０４０２５に基づいて公知の燃
料噴射ポンプを示す断面図、第２図は本発明による燃料
噴射ポンプの回転スプール弁の１実施例を示す部分断面
図、第３図及び第４図はそれぞれ第２図の■−■線及び
ＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、第５図は本発明による燃
料噴射ポンプのためのアキュムレータの第１実施例を示
す図、第６図はアキュムレータの別の実施例を示す図、
第７図は噴射時期を示す制御線図である。 ｌ・・・ポンプケーシング、２・・・駆動軸、４・・・
駆動カム、５・・・軸線、７・・・円形軌道、８・・・
ニードル軸受、９・・・玉軸受、ＩＯ・ジャーナル、１
１・・・滑り軸受、１２．１３・・・連結爪、１５・・
・分配装置、１６・・・バレル、１７・・・案内孔、２
０・・・漏れ導管、２２・・・燃料前フィードポンプ、
２３・・・燃料タンク、２５・・・室、２６・・・半径
方向孔、２７・・・プランジャ、２８・・・外端面、２
９・・・ポンプピストン、３０・・・バレル、３１・・
・孔、３３・・・圧縮ばね、３４・・・栓体、３５・・
・ポンプ作業室、３７・・・オーバフロー通路、３８・
・・オーバフロー開口、４０・・・充てん導管、４１・
・・逆止弁、４２・・・部分環状溝、４３．４５・・・
半径方向孔、４４・・・長手方向孔、４６・・・回転ス
プール弁、４７・・・外側環状溝、４９・・・放圧導管
、５０・・・弁、５２・・・半径方向孔、５３・・・分
配開口、５５・・・圧力導管５６・・・燃料噴射弁、５
７・・・制御孔、５８．５９・・・導管、６０・・・環
状溝、６１・・・通路、６２・・・ばね式アキュムレー
タ、６３・・・制御導管、６４・・・タンク、６６・・
・電磁弁、６７・・・ばね、６８・・・段付ピストン、
６９・・・作業室、７０・・・戻し路、７１・・・分岐
導管、７２・・・電磁弁代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関用の電気制御式の燃料噴射ポンプであって
   、燃料噴射ポンプの駆動軸によって動かされるストロー
   クの一定な駆動カムによって駆動されかつ各１つのシリ
   ンダ孔内において案内されているポンプピストンが、所
   属のポンプ作業室内における噴射圧下の燃料を噴射弁に
   吐出し、この吐出動作は、電気制御式の弁が、ポンプ作
   業室から放圧通路を介して低圧室にオーバフローする燃
   料の貫流を遮断するまで続き、オーバフロー通路を介し
   たポンプ作業室間の接続が、駆動軸に対して同期的に動
   かされかつオーバフロー通路に配置されたスプール弁に
   よって遮断可能であり、ポンプピストンが共通のカムに
   よって駆動され、オーバフロー通路が、ポンプ作業室か
   ら延びた部分通路を有しており、該部分通路が、回転ス
   プール弁のスプールとして構成されていて回転駆動され
   る分配装置に開口していて、該分配装置が切欠きを有し
   ており、該切欠きを介して、分配装置の回転中にその都
   度オーバフロー通路の部分通路のうちの少なくとも２つ
   が、吐出行程中のポンプピストンによって互いに接続さ
   れ、１つが、切欠きからさらに延びたオーバフロー通路
   の部分を介して、部分装置における部分開口と接続され
   ていて、該分配開口によって次々と分配装置の回転中に
   噴射箇所に通じる圧力導管が、オーバフロー通路と接続
   されるようになっている形式のものにおいて、回転スプ
   ール弁（４６）の外周部に分配配置されていて、ポンプ
   作業室（３５）から延びた部分通路（３７）及び噴射箇
   所（５６）に通じる圧力導管（５５）と協働する制御孔
   もしくは制御溝（４２，４７，５３）に開口していてか
   つポンプピストン（２９）のポンプ圧で負荷可能な、回
   転スプール弁（４６）の軸方向通路（４４）に、少なく
   とも１つの別の制御孔もしくは制御溝（５７）が接続さ
   れており、該制御孔もしくは制御溝がアキュムレータ（
   ６２，６８）と接続していることを特徴とする、電気制
   御式の燃料噴射ポンプ。 ２、回転スプール弁（４６）が、該回転スプール弁の軸
   方向通路（４４）から隔てられた接続孔又は溝（６０，
   ６１）をその外周壁に有しており、該接続孔又は溝を介
   して各噴射弁（５６）が別個に、軸方向通路（４４）と
   噴射弁（５６）とが接続される回転位置からずらされた
   回転位置において、アキュムレータ（６２、６８）と接
   続可能である、請求項１記載の燃料噴射ポンプ。 ３、アキュムレータ（６２，６８）が、該アキュムレー
   タに向かって閉鎖する逆止弁（６５）を介して回転スプ
   ール弁（４６）の軸方向通路（４４）と接続されている
   、請求項１又は２記載の燃料噴射ポンプ。 ４、アキュムレータ（６２，６８）が電磁弁（６６，７
   ２）を介して、回転スプール弁（４６）の外周部に設け
   られた接続孔もしくは溝（６０，６１）と接続されてお
   り、前記電磁弁が無負荷位置においてアキュムレータ（
   ６２，６８）と回転スプール弁（４６）との間の接続を
   遮断するようになっている、請求項１から３までのいず
   れか１項記載の燃料噴射ポンプ。 ５、アキュムレータ（６２，６８）が回転スプール弁（
   ４６）の制御孔又は制御溝（５７）を介して、アキュム
   レータ（６２，６８）及び／又は軸方向通路（４４）と
   噴射弁（５６）とが接続される回転位置からずらされた
   回転位置において、ポンプピストン（２９）のポンプ圧
   によって負荷可能である、請求項１から４までのいずれ
   か１項記載の燃料噴射ポンプ。