JPH03260339A - 内燃機関用燃料噴射装置 - 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、内燃機関用燃料噴射装置に関し、とくに可変
プレストローク型燃料噴射ポンプに使用されるディーゼ
ルエンジン用燃料噴射装置にかかわる６ ［従来の技術］ 実開昭６３−１９６４４２号公報においては、軸方向の
位置に応じて燃料の圧送開始時期（噴射タイミング）を
変化させるコントロールスリーブの軸方向位置を制御す
る制御機構が開示されている。この制御ｉ楕は、コント
ロールスリーブの軸方向位置を変移させる制御部材を油
圧アクチュエータにより操作するものである。そして、
この油圧アクチュエータは、内燃機関の回転速度等の検
出値に基づいてマイクロコンピュータにより制御されて
いる。

また、実開昭６３−１９６４４３号公報に開示された制
御機構は、燃料噴射ポンプの回転速度に応じて遠心力が
変化するフライウェイト、およびこのフライウェイトの
遠心力の変化に関係して軸方向に往復変位する変位部材
を有するメカニカルガバナを利用したものである。すな
わち、この制御機構は、フライウェイトの遠心力に関係
した変位部材の軸方向の変位量をケーブルを介して制御
部材に伝達して、コントロールスリーブの輪方向位置を
制御するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、前者の制御機構は、油圧アクチュエータを制
御するマイクロコンピュータなどの高価なシステムを使
用するため、高コストとなる。

また、後者の制御機構においては、変位部材、ケーブル
および制御部材がどのように連結しているのか、さらに
メカニカルガバナに対してどのように配置されているの
か具体的に開示されていないので、この後者の制御機構
の構造を具体化することはできなかった。

本発明は、低コストで、しかも燃料の圧送開始時期を機
械的に確実に制御できる内燃機関用燃料噴射装置の提供
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内燃機関用燃料噴射装置は、 内燃ｍ間により軸方向に往復駆動され、燃料の圧送を行
うプランジャ、このプランジャの外周に摺動自在に配設
され、軸方向の位置に応じて燃料の圧送開始時期を変化
させるスリーブ、およびこのスリーブに連結され、位置
の変化に対応して前記スリーブの軸方向の位置を変化さ
せる制御手段を有する燃料噴射ポンプと、 前記内燃機関の回転速度の変化に応じて遠心力が変化す
るフライウェイト、このフライウェイトに連結され、前
記フライウェイトの遠心力の変化に対応して前記制御手
段の位置を変化させる可変手段を有するメカニカルガバ
ナと を備えた技術手段を採用した。

［作用］ メカニカルガバナのフライウェイトの遠心力は、内燃機
関の回転速度の変化に対応して変化する。

このため、フライウェイトの遠心力の変化に対応して可
変手段が変移するので、可変手段により制御手段の位置
が変化させられる。このように、制御手段の位置が内燃
機関の回転速度に対応して変化することによって、スリ
ーブの軸方向の位置も変化する。したがって、スリーブ
の軸方向の位置が変化することによって燃料の圧送開始
時期が内燃機関の回転速度に対応して機械的に制御され
る。

Ｕ発明の効果］ 燃料の圧送開始時期、つまり着火時期を機械的に確実に
制御することができる。このため、とくにマイクロコン
ピュータなどの高価なシステムが不要となるので、従来
装置より低コストとなる。

［実施例］ 本発明の内燃機関用燃料噴射装置を第１図ないし第１２
図に示す実施例に基づき説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示す、第１
図はディーゼルエンジン用燃料噴射装置の要部を示す図
であり、第２図はオールスピード式メカニカルガバナを
示す図である。

ディーゼルエンジン用燃料噴射装置１は、判型燃料噴射
ポンプ２、およびオールスピード式メカニカルガバナ６
を有する。

燃料噴射ポンプ２は、可変プレストローク型燃料噴射ポ
ンプが使用され、内部に供給された燃料を燃料噴射ポン
プ２に連結された高圧パイプ、ディーゼルエンジンの各
燃焼室に取付けられたノズルへと圧送するものである。

この燃料噴射ポンプ２は、駆動機構２１、シリンダ２２
．７ランジヤ２３、コントロールスリーブ２４、噴射量
コントロールラック４およびタイミングコントロールラ
ック５を備えている。

駆動機構２１は、カムシャフト２５およびタペット２６
を有する。

カムシャフト２５は、ディーゼルエンジンにより回転駆
動され、カム２７を回転させることにより夕へ・γト２
６を介してグランジャ２３を往復運動させる。

また、カムシャフト２５は、ディーゼルエンジンの回転
速度に対応してメカニカルガバナ６を回転駆動する。

シリンダ２２は、上端に形成された燃料の吐出口２８、
および内部に形成された軸穴２９を有する。

プランジャ２３は、管状を呈し、シリンダ２２の軸穴２
９内に配設され、カム２７により上下方向に往復駆動さ
れる。このプランジャ２３は、内部に形成された軸穴３
０、この軸穴３０に連通し外周に形成されたリード３１
、および軸穴３０に連通しリード３１より図示下方に形
成されたボート３２を有する。

リード３１は、右上つとなるように所定の角度で傾斜し
ている。軸穴３０およびリード３１は、コントロールス
リーブ２４の孔３３とリード３１とが一致した（圧送終
了）時にシリンダ２２の軸穴２９内の燃料を排出する排
出通路として働く。軸穴３０およびボート３２は、周囲
から燃料を軸穴３０を介してシリンダ２２の軸穴２９内
に供給する供給通路として働く。また、プランジャ２３
は、噴射量コントロールラック４により回動制御され、
リード３１が左上りのため左回転させると噴射量が減少
し、右回転させると噴射量が増大する。

コントロールスリーブ２４は、本実施例のスリーブであ
って、円環状を呈し、プランジャ２３の外周に軸方向に
摺動自在に配設され、内周と外周とを連通する孔３３、
および外周にタイミングコントロールラック５に連結す
る嵌合溝３４を有する。嵌合溝３４は、第３図に示すよ
うに、左上りに形成されている。このため、タイミング
コントロールラック５が図示左方向（第１図では図示右
方向）に移動するとコントロールスリーブ２４が下降し
てプレストロークを小さくして燃料の圧送開始時期を早
くする。また、コントロールスリーブ２４は、タイミン
グコントロールラック５が図示右方向（第１図では図示
左方向）に移動するとコントロールスリーブ２４が上昇
してプレストロークを大きくして燃料の圧送開始時期を
遅らせる。プレストロークとは、プランジャ２３が下死
点から上昇してボート３２をコントロールスリーブ２４
の内壁により閉じるまでの移動量を指す。

噴射量コントロールラック４は、メカニカルガバナ６の
噴射量制御機構７およびプランジャ２３に連結し、プラ
ンジャ２３を回動させて、リード３１と孔３３との位置
関係を変化させることによって、燃料の噴射終了時期、
すなわち燃料噴射量を制御する。

タイミングコントロールラック５は、本実施例の制御手
段であって、一方側の端部にコントロールスリーブ２４
の嵌合溝３４に嵌め込まれる第１ビン５１、および他方
側の端部にメカニカルガバナ６の噴射時期制御機構８に
連結する第２ビン５２を有する。このタイミングコント
ロールラック５は、図示矢印方向に往復運動することに
よりコントロールスリーブ２４の軸方内位１を変化さぜ
ることによって、燃料の圧送開始時期を制御する。

メカニカルガバナ６は、フライウェイト６１、シフタ６
２、噴射量制御機構７および噴射時期制御機構８を有す
る。

フライウェイト６１は、周知の構造で、一方がカムシャ
フト２５に連結され、他方がシフタ６２を介して噴射量
制御機構７および噴射時期制御機構８に連結されている
。このフライウェイト６１は、カムシャフト２５０回転
速度、つまり燃料噴射ポンプ２の回転速度に対応した遠
心力が外側に配されたスプリング６３のばね力に打ち勝
つと、シフタ６２の軸方向の位置を変化させる。なお、
６４はメカニカルガバナ６のハウジングである。

噴射量制御機構７は、周知の構造で、フローティングレ
バー７１、コントロールレバー７２などから構成され、
噴射量コントロールラック４とフライウェイト６１とを
連結している。そして、噴射量制御機構７は、シフタ６
２の軸方向の変位量に対応して噴射量コントロールラッ
ク４の往復方向の変移量を制御する。

噴射時期制御機構８は、本実施例の可変手段であって、
フローティングレバー８１およびコントロールレバー８
２から構成されるリンク機構である。

フローティングレバー８１は、一方側の端部に第２ビン
５２が係合する係合溝８１ａを有し、他方側の端部にコ
ントロールレバー８２に係合する係合溝８１ｂを有する
。このフローティングレバー８１は、シフタ６２が軸方
向に変移すると支軸８１ｃを中心に回動して、タイミン
グコントロールラック５を図示左右方向に往復運動させ
る。

コントロールレバー８２は、一端がシフタ６２の他方側
の端部に係合され、他端が支軸８２ａに回動自在に支持
されている。また、コントロールレバー８２の一端には
、フローティングレバー８１の係合溝８１ｂに係合する
ビン８２ｂが配設されている。

本実施例の燃料噴射装置１の作用を第１図ないし第４図
に基づき説明する。

メカニカルガバナ６のフライウェイト６１の遠心力は、
ディーゼルエンジンの回転速度に比例する燃料噴射ポン
プ２の回転速度が増加すると大きくなる。このように、
フライウェイト６１の遠心力が増加していくと、シフタ
６２が図示左方向に変移していく、このとき、シフタ６
２の変移量、すなわち、ウェイトストロークＳは、第４
図のグラフに示すように、燃料噴射ポンプ２の回転速度
の増加に応じて連続的に大きくなっていく。

このように、シフタ６２が軸方向に変移していくと、フ
ローティングレバー８１の他方側の端部がウェイトスト
ロークＳに対応した変移量だけ図示左方向に変移する。

このため、フローティングレバー８１は支軸８１ｃを中
心に右回転する。

このように、フローティングレバー８１が支軸８１Ｃを
中心に右回転すると、タイミングコントロールラック５
が図示右方向に移動する。

そして、タイミングコントロールラック５が図示右方向
に移動するにしたがって、コントロールスリーブ２４が
下降していくため、プレストロークが小さくなっていく
。

すなわち、噴射時期制御機構８は、燃料噴射ポンプ２の
回転速度の増加に対応して機械的に燃料の圧送開始時期
、つまり着火時期を早くすることができる。よって、第
４図のグラフに示すように、燃料噴射ポンプ２の回転速
度の増加に対応してディーゼルエンジンのクランク角に
進角度Δθを機械的に近づけることができる。このため
、ディーゼルエンジンの回転速度がどの回転速度であっ
ても着火時期を一定に近づけることによって、ディーゼ
ルエンジンにおいて最適な燃焼状態を得ることができる
。

また、通常燃料噴射量の制御のみ行うメカニカルガバナ
６によって進角特性も制御することができるため、オー
トマチックタイマやマイクロコンピュータなどの高価な
システムが不要となるため従来装置より低コストとなる
。

第５図ないし第７図は本発明の第２実施例ないし第４実
施例を示す、第５図は高低速メカニカルガバナを示す図
であり、第６図はオールスピード式メカニカルガバナを
示す図であり、第７図は高低速メカニカルガバナを示す
図である。第１実施例と同−機能物は同番号を付した。

このように、タイミングコントロールラック５を往復駆
動する噴射時期制御機ＩＩ８を第５図ないし第７図に示
す穫々のメカニカルガバナ６に組み込んでも良い。

第８図は本発明の第５実施例を示し、ディーゼルエンジ
ン用燃料噴射装置１の主要部を示す図である。

タイミングコントロールラック５は、一方側の端部にコ
ントロールスリーブ２４の嵌合溝３４に嵌め込まれる第
１ビン５３、および他方側の端部にフローティングレバ
ー９１に連結する第２ビン５４を有する。このタイミン
グコントロールラック５は、図示矢印方向に回動運動す
ることによりコントロールスリーブ２４の軸方向位置を
変化させる。

また、噴射時期制御機構９は、フローティングレバー９
１およびコントロールレバー９２を有する。

フローティングレバー９１は、一方側の端部に第２ビン
５４が係合する係合溝９１ａを有し、他方側の端部にコ
ントロールレバー９２に回動自在に支持されるビン９１
ｂを有する。このフローティングレバー９１は、シフタ
６２が軸方向に変移すると中央部に形成された係合溝９
１ｅに固定されたビン９１ｄを中心に往復運動すること
によって、第２ビン５４を図示矢印のように回動運動さ
せる。このため、タイミングコントロールラック５は、
この軸心を中心として回動する。

第９図ないし第１２図は本発明の第６実施例ないし第９
実施例を示す。第９図はオールスピード式メカニカルガ
バナを示す図であり、第１０図は高低速メカニカルガバ
ナを示す図である。また、第１１図はオールスピード式
メカニカルガバナを示す図であり、第１２図は高低速メ
カニカルガバナを示す図である。第５実施例と同一機能
物は同番号を付した。

このように、タイミングコントロールラック５を回動駆
動する噴射時期制御機構９を第９図ないし第１２図に示
す種々のメカニカルガバナ６に組み込んでも良い。

本実施例では、フローティングレバーとコントロールレ
バーとからリンク式の可変手段を構成したが、フローテ
ィングレバーのみで可変手段を構成しても良い。

本実施例では、スリーブとして円環状のコントロールス
リーブを用いたが、スリーブとして軸方向にやや長い筒
状のものを用いても良い。

本実施例では、カムシャフトとタペットとから駆動機構
を構成したが、カムシャフトのみにより駆動機構を構成
しても良い６

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示す、第１
図はディーゼルエンジン用燃料噴射装置の要部を示す斜
視図、第２図はオールスピード式メカニカルガバナを示
す概略図、第３図はコントロールスリーブの正面図、第
４図は燃料噴射ポンプの回転速度とウェイトストローク
および進角度との関係を表すグラフである。 第５図は本発明の第２実施例に採用された高低速メカニ
カルガバナを示す概略図、第６図は本発明の第３実施例
に採用されたオールスピード式メカニカルガバナを示す
斜視図、第７図は本発明の第４実施例に採用された高低
速メカニカルガバナを示す概略図である。 第８図は本発明の第５実施例に採用されたディーゼルエ
ンジン用燃料噴射装置の主要部を示す斜視図である。 第９図は本発明の第６実施例に採用されたオールスピー
ド式メカニカルガバナを示す概略図、第１０図は本発明
の第７実施例に採用された高低速メカニカルガバナを示
す概略図、第１１図は本発明の第８実施例に採用された
オールスピード式メカニカルガバナを示す斜視図、第１
２図は本発明の第９実施例に採用された高低速メカニカ
ルガバナを示す概略図である。 図中 １・・・ディーゼルエンジン用燃料噴射装置ｆ２・・・
燃料噴射ポンプ　５・・・タイミングコントロールラッ
ク（ｉｌＪ御手段）　　６・・・メカニカルガバナ　８
．９・・・噴射時期制御機構（可変手段）２３・・・プ
ランジャ　２４・・・コントロールスリーブ（スリーブ
）６１・・・フライウェイト 第２図 ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）内燃機関により軸方向に往復駆動され、燃料
   の圧送を行うプランジャ、 このプランジャの外周に摺動自在に配設され、軸方向の
   位置に応じて燃料の圧送開始時期を変化させるスリーブ
   、 およびこのスリーブに連結され、位置の変化に対応して
   前記スリーブの軸方向の位置を変化させる制御手段 を有する燃料噴射ポンプと、 （ｂ）前記内燃機関の回転速度の変化に応じて遠心力が
   変化するフライウェイト、 このフライウェイトに連結され、前記フライウェイトの
   遠心力の変化に対応して前記制御手段の位置を変化させ
   る可変手段 を有するメカニカルガバナと を備えた内燃機関用燃料噴射装置。