JPH0326866A - 分配型燃料噴射ポンプ - 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〕 本発明は分配型燃料噴射ポンプ，とりわけ増圧機構を内
蔵した多段圧送形の分配型燃料噴射ポンプに関するもの
である． 〔従来の技術とその技術的課題〕 分配型燃料噴射ポンプは、機関の回転に応じてプランジ
ャが回転往復動ずることにより燃料をプランジャの気筒
数分の吸入スリットからプランジャヘッド部分の加圧室
（プランジャ室）に吸入し、この加圧室の燃料を加圧し
て気筒数分の吐出ポートから噴射ノズル機構に圧送する
ようになっている。この分配型燃料噴射ポンプに関し，
燃料の霧化を促進して高性能燃焼を達成するため、燃料
噴射圧を高圧化する要求が強くなっているが、従来のこ
の種の燃料噴射ポンプは、実開昭６１−５１４７２号公
報で代表されるごとく、カム上に配置されたプランジャ
で加圧室の圧力を高める形式であった． この形式で高圧化を図るには、プランジャ径を小さくし
、受圧面積を小さくすることが一般的に行われているが
、プランジャが高い面圧を直接受け，加圧室最大圧力が
カム面圧限界および駆動トルク限界により制限されるた
め，高速回転域で高圧噴射形態を実現することができず
、また，プランジャ速度がカム速度で決定されるため、
低速回転域でも高圧噴射を行えないという問題があり，
また、プランジャ径を小さくするため，仕事量が少なく
なるという問題があった。

この高圧化対策として、たとえば特開昭６１ｒ１０６９
７１号公報に燃料噴射ノズルに増圧装置を組み込んだも
・のが提案されている。しかし、この先行技術は，燃料
噴射ポンプから圧送された加圧燃料を各気筒に噴射する
段階で高圧化することを意図している。したがって、気
筒数分の増圧装置を必要とするためコスト高となり，ま
た、各気筒ごとの増圧特性をマッチングしなければなら
ないという問題がある． その他，分配型燃料噴射ポンプで増圧機構を設けたもの
に、特開昭６２−２６３７０号公報があるが、この先行
技術は、高速回転時の加圧室への吸入期間不足を補うた
め、プランジャ中間とバレル間に第２の加圧室を設けて
吸入行程で燃料を充填し，圧送行程で加圧室に供給する
ものであった。

したがって適切な高圧噴射を実現できなかった。

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので，その目的とするところは、単一の増圧機構で
しかもプランジャに過大な面圧を加えることなく多段圧
送式に高圧噴射を実現できる増圧機構内蔵型の分配型燃
料噴射ポンプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達或するため本発明は、ポンプヘッド部にス
プリングにより開弁圧を設定された増圧機構を設け、プ
ランジャ上部の加圧室による圧送途中で該加圧室の圧力
上昇を止め、増圧機構の増圧ピストン室だけを圧力上昇
させて圧送するようにしたものである． すなわち、本発明の特徴とするところは５機関の回転に
応じて回転往復動するプランジャを有し，該プランジャ
に気筒数に応じて設けたインレットスリットを介してプ
ランジャ上部の加圧室に燃料を吸入後、加圧して各気簡
に順次圧送する形式の燃料噴射ポンプにおいて、プラン
ジャ頂部の加圧室と対向状に．スプリングにより開弁圧
を設定された低圧側増圧ピストンとこれと一体に動く細
径の高圧側増圧ピストンとその背後の高圧室とを備えた
増圧機構を配置し，前記高圧室をバレルおよびプランジ
ャに形成した吐出通路系と連絡する一方、バレルおよび
プランジャに形成した吸入通路系を介して加圧室と連絡
させ，かつ、前記吸入通路系には圧送行程の途中で低圧
側増圧ピストンが開弁したときに加圧室と高圧室とを隔
離するチェック弁を設けたことにある。

〔実　施　例Ｊ 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図と第１ａ図は本発明に係る分配型燃料噴射ボンブ
の一実施例を示しており，１はポンプハウジング、１ａ
はポンプハウジング１に嵌着されたディストリビュータ
ヘッドで、それらの内部にポンプ室Ｃが設けられている
．２はディストリッピュータヘッド１ａに嵌着固定され
たバレル，３はバレル２に摺動可能に内挿されたプラン
ジャであり、基部に固着されたカムディスク１０と廃動
軸１１は図示しないドライビングディスクを介して回転
方向に結合されている。

カムディスク１０には内燃機関の気筒数の山を有するカ
ム面が形成されており，このカム面はタイマピストン１
２に保持されたローラホルダ１３のローラ１３０に接し
、かつ，プランジャスプリング１４により押付けられて
いる。従ってプランジャ３は駆動軸１１の回転に伴って
分配のための回転を行いつつ、カムディスク１０のカム
而とローラ１３０との転接により燃料の吸入，圧送のた
めの往復動を行うようになっている。

プランジャ３には先端部外周面に気筒数に応じたインレ
ソトスリット３０が形威され，このインレットスリット
３０にはバレル２に穿ったインレットポート２０が通じ
、そのインレットポート２Ｏはディストリビュータヘッ
ド１ａに穿った燃料通路１００を介してポンプ室Ｃに通
じており、燃料通路１００はフユーエルカット用の電磁
弁１５により開放・遮断されるようになっている。

これらの構或は従来の分配型燃料噴射ポンプと同じであ
る。そして従来ではディストリビュータヘッド１ａにヘ
ッドプラグを螺合してプランジャ頂面との間にバレル内
孔とで加圧室を画威していた。本発明はこのヘッドプラ
グ５にピストン式の増圧機構４を組込んでいる． 詳述すると，増圧機構４は，第１ａ図で示すように、薄
リング部体６ａと、第１バレル部部体６ｂと、第２バレ
ル部体６ｃおよび高圧室形成用部体６ｄとを積層してお
り、第１バレル部体６ｂの先端部以降がヘッドプラグ５
の空所５０に密に嵌合され、薄リング部体６ａはバレル
２の端面に重ねられ、位置決めビン６０．６０により後
記する通路を整合させるようにしている． 薄リング部体６ａは中央にプランジャ３と同心の六６１
を有し，第１バレル部体６ｂの中心には六６１よりも径
大でかつプランジャ径と同等以下の径を持ったピストン
摺動用六６２が形成され，第２バレル部体６ｃの中心に
はピストン摺動用穴６２よりも径の小さいピストン摺動
用穴６３が形威され、高圧室形成用部体６ｄにはピスト
ン摺動用穴６３に通じる拡大した高圧室Ａが凹設されて
いる． 前記第１バレル部体６ｂのピストン摺動用六６２にはカ
ップ状をなした低圧側増圧ピストン６４が配され，第２
バレル部体６ｃのピストン摺動用六６３には棒状の高圧
側増圧ピストン６５が配されている．この高圧側増圧ピ
ストン６５は低圧側増圧ピストン６４内に伸び、先端が
低圧側増圧ピストン底に到っている。それら両ピストン
は場合によっては一体に作られていてもよい。前記プラ
ンジャ３の径ｐｍと低圧側増圧ピストン６４の径ｄＱお
よび高圧側増圧ピストン６５の径ｄＯは，ｄＱ−ｐＱ／
ｄθ：ａＱｉｄθの関係となるようにマッチングすべき
である。

前記高圧側増圧ピストン６５の回りには、低圧側増圧ピ
ストン６４の底と第２バレル部体下面に接するセットス
プリング６６が配されており、このセットスプリング６
６により低圧側増圧ピストン６４はセットカを持たされ
、それにより下底が薄リング部体６ａに当接する閉弁位
置に保持され、これによりプランジャ３の頂部には容積
可変形の加圧室Ｂが画威されている。すなわち、前記セ
ットスプリング６６のセットカは、プランジャの有効ス
トローク開始から所定のカム角度の間、加圧室圧力とプ
ランジャ断面積の積に勝る値に設定することが必要であ
る。その調整はシム６７により行えばよい。

前記高圧室Ａは，一方ではバレル２およびプランジャ３
に穿設した吐出通路系７を介して各デリバリバルブｌ６
に通じると共に、コントロールスリーブ１７を介してポ
ンプ室Ｃに通じるようになっている。また、高圧室Ａは
他方ではパレル２及びプランジャ３に穿設した吸入通路
系８を介して加圧室Ｂと通じるようになっており、その
吸入通路系８には、加圧室Ｂから高圧室Ａに向う流れの
みを許し，これと逆方向の流れを阻止する隔離用のチェ
ック弁９が配置されている， 前記吐出通路系７は、第２バレル部体６ｃがら薄リング
部体６ａを貫くように穿った導通路７ｏと、これと整合
するようにバレル２に穿った導通路７Ｌとを備えている
．この導通路７１は加圧室Ｂと縁が切られるようにプラ
ンジャ３に形成された横穴状の受入ボート７２に常時通
じており、受入ボート７２はプランジャ軸線方向に伸び
る縦穴７３から分岐した吐出ボート７４に通じている。

この吐出ポート７４はバレル２とディストリビュータヘ
ッド１ａに穿った気筒数分の吐１男通路７５を介してデ
リバリバルブ１６に到り．図示しない噴射管を介して噴
射ノズル機構に接続されている。

また、縦穴７３の下端部は横穴状のカントオフボート７
６に通じており，このカットオフボート７６はプランジ
ャ３に′相対移動可能にはめられたコントロールスリー
ブ１７によりのぞき位！！！（カットオフ位Ｗ）が調整
される。なお縦穴７３の軸線方向はシールボルト７７で
閉じられている．次に吸入通路系８は，前記導通路７０
．７１と周方向で位相がずれるように第２バレル部体６
Ｃから薄リング部体６ａにかけて貫設された導通路８０
と、これと整合するようにバレル２に穿かれた導通路８
ｌを備えている．この導通路８１はスリットを介してプ
ランジャ３の上部縦穴８２と常時通じており，上部縦穴
８２はプランジャ３の頂而すなわち加圧室Ｂに開孔して
いる。好ましくは上部縦穴８２は放射状細孔８３により
各インレソトスリット３０に通じている。

隔離用のチェック弁９は，この実施例では第２バレル部
体６ｃに設けられている。すなわち第１ａ図のように第
２バレル部体６Ｃの局面から凹設した段付き穴９０に、
筒状弁体９１とボール９２およびスプリング９３からな
るアツセンブリを組込んでいる。前記スプリング９３は
極低圧なセット力でボール９２を筒状弁体９１にシート
させている。勿論チェック弁９は第１バレル部体６ｂ又
はバレル２に設けてもよく、その構造も実施例のタイプ
に限定されるものではない． その他図面において、ｌ８はバレル２に穿設した均圧ポ
ートで、プランジャ３に形成した均圧スリット１８０と
通じている。該均圧スリットｌ８０は公知のこの種のポ
ンプと同じように，カットオフ後プランジャ３が回転し
た時に吐出通路７５と通じ、デリバリバルブ１６までの
通路内圧力をポンプ室内圧力に戻すためのものである。

６８はリーク戻し通路であり、一端が第１バレル部体６
ｂのピストン摺動用穴６２に通じ，他端が第１バレル部
体６ｂ外周とバレル端面およびヘッドプラグ先端間に画
威されたリング状低圧室６９に通じている．このリング
状低圧室６９は更にディストリビュータヘッド１ａに穿
った通路６９′を介してインテークボート２０に通じて
いる。

〔実施例の作用〕

次に実施例に示すものの作動と作用を説明する。

駆動軸１１が回転することにより、図示しないフイード
ポンプからボンブ室Ｃに燃料が供給され、ポンプ室Ｃは
機関回転数に対応した内圧となる。

一方、プランジャ３は駐動軸１１により機関と同期して
回転され、同時にカム面がローラに転接することにより
往復運動を行い、燃料の吸入・圧送及び分配を行う． 第２図（ａ）〜（ｄ）はこのときのプランジャのリフト
と燃料の圧力状態を示しており，第２図（．）はプラン
ジャ３が下降して燃料スピルが終りカムリフト始めの状
態を、第２図（ｂ）は有効ストローク始めの状態を，第
２図（ｃ）は増圧機構作動弁始めの状態を、第２図（ｄ
）はカットオフ時の状態をそれぞれ示している。

まず、燃料力ットオフが終り、プランジャ３がさらに下
降すると，インテークスリット３０がインテークポート
２０と合致して、ポンプ室Ｃの燃料は供給通路１００か
ら加圧室Ｂに吸入される。

加圧室Ｂには上部縦穴８２が開孔しているため，燃料は
上部縦穴８２から導通路８１を経て増圧機構４の導通路
８０に流入し、極低圧にセットされているチェック弁９
を開弁じて高圧室Ａを満たし，さらに導通路７０，７１
、受入ポート７２、縦穴７３を経て吐出ボート７４およ
びカットオフポート７６に到り、デリバリバルブ↓６と
コントロールスリーブ１７により封じ込められる。これ
が第２図（．）の状態であり、加圧室Ｂは低圧であるた
め、低圧側増圧ピストン６４は閉弁状態に保たれている
。

次いで，プランジャ３が回転しつつ上昇を開始して有効
ストロークに到ると，インレットスリット３０はインレ
ットポート２０と位相がずれ、燃料は加圧室Ｂからデリ
バリバルブ１６、カットオフポート７６に到る通路内に
封じ込められる。そして加圧室Ｂはプランジャ３の上昇
に伴い加圧される。これが第２図（ｂ）の状態であり、
セットスプリング６６のセットカが加圧室の圧力よりも
勝るため、低圧側増圧ピストン６４は閉弁状態を保ち，
高圧室Ａはまだ増圧されない。加圧室Ｂで高圧化された
燃料はバレル２の吐出通路７５にプランジャ３の吐出ボ
ート７４が出合うことにより、上部縦穴８２→導通路８
１，８０→高圧室Ａ→導通路７０，７１→縦穴７３→吐
出通路７５の経路で圧送され、デリバリバルブ１６に到
る。そして、デリバリバルブ１６を開弁じ，ノズルから
気簡に噴射され始まる． 上記圧送行程の継続により加圧室Ｂの圧力は上昇し５そ
の圧力がセットスプリング６６のセット力に打ち勝つ大
きさに達すると低圧側増圧ピストン６４は開弁してピス
トン摺動用六６２中を移動する．同時に高圧側増圧ピス
トン６５もピストン摺動用穴６３中を移動する． これが第２図（ｃ）の状態であり，低圧側増圧ピストン
６４の移動により加圧室Ｂの体積が増加し、この増加分
を埋めるように燃料が供給されるためチェック弁９゛か
ら加圧室Ｂに到る系内圧力が低下する。一方、高圧側増
圧ピストン６５の移動により高圧室Ａの体積が減少する
ため燃料は圧縮されて高圧化される。この高い圧力がチ
ェック弁９に作用するため加圧室Ｂと高圧室Ａとは隔離
され，加圧室Ｂの圧力上昇は止められ、プランジャ３に
対する面圧は上昇しない． 一方、高圧室Ａは高圧側増圧ピストン６５のリフトによ
りさらに圧力が上昇し、高圧化された燃料は、導通路７
０，７１→縦穴→７３→吐出通路７５のルートによりデ
リバリバルブ１６に送られる．したがって、高速回転で
も低速回転でも２段の高圧噴射が実現される。

さらにプランジャ３が上昇し、第２図（ｄ）のようにカ
ットオフポイントに到ると，プランジャ３のカットオフ
ポート７６がコントロールスリーブ１７の端面と出会う
。カットオフボート７６は縦穴７３に設けられているた
め，これから導通路７１，７０および高圧室Ａに到る系
内の高圧油がポンプ室Ｃにスビルされ，圧力が急激に低
下する。

これによりチェック弁９に作用していた閉弁圧が低下し
，加圧室Ｂの系の圧力がスプリング９３のセットカに勝
るためチェック弁９が開弁じて加圧室Ｂの系と高圧室Ａ
の系が接続される．このため、加圧室Ｂの系の圧力が低
下する。

第３図は本発明による加圧室Ｂの圧力波形を従来のポン
プと比較して示している．従来では直接プランジャが高
圧を受けるため、波形が山形となり、許容カム面圧およ
び許容廃動トルクを超えてしまう。これを改善するには
、プランジャ径を小さくシ，受圧面を小さくするほかな
かった．一方、本発明によれば，圧送途中で増圧ピスト
ンを作動させ、しかもプランジャ上部の加圧室Ｂの圧力
上昇を止め、これと切り離された背方の高圧室Ａにより
高圧油を圧送するため、加圧室Ｂの圧力波形は台形状と
なり，許容カム面圧および許容駆動トルクを下回る加圧
室圧力で高圧噴射を実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、単一の増圧機構で足り、
しかも圧送行程の或る段階までプランジャ上部の加圧室
により加圧噴射させ，それ以降は増圧機構を働かせ．プ
ランジャ上部の加圧室と背方の高圧室とを隔離して加圧
室の圧力上昇を止め、高圧室の圧力上昇により更に高圧
噴射を行う用にしているため、プランジャの面圧限界の
制約を受けずに適切な高圧噴射が可能となり、したがっ
てプランジャ径を大幅に増し、仕事量を増加できる．さ
らに、噴射量やタイミングの制御は従来のポンプに備わ
っている機構をそのまま利用できるとともに、増圧機構
も簡単でヘッドプラグを利用して頭部に組むことができ
るため比較的簡易に実施できるなどのすぐれた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による分配型燃料噴射ポンプの一実施例
を示す断面図、第１ａ図はおなじくその部分拡大図、第
２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の作動を示す説明図、第３
図は本発明の圧力波形を示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の回転に応じて回転往復動するプランジャを有し、
   該プランジャに気筒数に応じて設けたインレットスリッ
   トを介してプランジャ上部の加圧室に燃料を吸入後、加
   圧して各気筒に順次圧送する形式の燃料噴射ポンプにお
   いて、プランジャ頂部の加圧室と対向状に、スプリング
   により開弁圧を設定された低圧側増圧ピストンとこれと
   一体に動く細径の高圧側増圧ピストンとその背後の高圧
   室とを備えた増圧機構を配置し、前記高圧室をバレルお
   よびプランジャに形成した吐出通路系と連絡する一方、
   バレルおよびプランジャに形成した吸入通路系を介して
   加圧室と連絡させ、かつ、前記吸入通路系には圧送行程
   の途中で低圧側増圧ピストンが開弁したときに加圧室と
   高圧室とを隔離するチェック弁を設けたことを特徴とす
   る分配型燃料噴射ポンプ。