JPH0351901B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、燃料注入ポンプ、特にデイーセル
内燃機関用の燃料注入ポンプに関するものであ
る。

〔発明の技術的背景〕

この種の燃料注入ポンプは例えばドイツ特許公
報DD−PS130873号に記載されている。そこに記
載されたポンプの場合には追加の出口孔は比較的
小さな断面を有し、絞り弁として作用し、それを
通つて供給開始時に燃料の一部がポンプ室から流
れ出ることができるように構成されている。それ
はカム軸の回転速度の降下と共に供給特性を急激
に減少させることを意図するものである。

〔発明の解決しようとする課題〕

この発明の目的は、前記のような追加の出口孔
を有する燃料注入ポンプにおいて燃料注入の開始
を広い範囲で連続的に変化させることが可能であ
り、構造が簡単で、出口孔に設けた弁にトラブル
が生じた場合にも燃料注入ポンプの動作を維持す
ることができる燃料注入ポンプを開発することで
ある。

〔課題解決のための手段〕

この発明によれば、この目的は、ピストン案内
体と、その内部に可動に設置されたピストンとを
具備し、ピストン案内体とピストンとによつてポ
ンプ室が画定され、このポンプ室は燃料注入管を
通つてエンジンに連結可能に構成され、前記ピス
トン案内体はピストンの底部死点の区域において
ポンプ室中に開口している少なくとも１個の入口
孔と内側死点の方向にこの入口孔から小距離を隔
てて設けられた出口孔とを具備し、前記ピストン
は制御縁を設けられて注入される燃料の量を制御
する燃料注入ポンプにおいて、前記出口孔を通つ
て流れる燃料の放出を制御する弁が設けられ、こ
の弁の弁閉止体は施錠手段によつて燃料の放出を
行なわせる休止位置に保持され、施錠手段が解除
されるとき弁閉止体は放出される燃料流の圧力に
よつて動作位置に移動されて弁を閉じて出口孔を
通る燃料の放出を停止させ、ポンプ室中の燃料を
燃料注入管を通つてエンジンに供給する燃料注入
ポンプによつて達成される。

この発明は、この出口孔が急速に閉成される弁
によつて制御されるならば、注入のスタートは広
い限界内で連続的に変化されることができるとい
う考えに基づいている。それにおいて必要な弁の
閉成時間は0.5ミリ秒のオーダーであると考えら
れる。この発明によれば非常に迅速に閉じるこの
種の弁を実現することができ、それにおいては弁
閉止体が施錠手段によつて休止位置に拘束されて
いる弁を閉じるためにこの孔から流出する燃料の
圧力が利用される。

出口孔が開かれている状態にある休止位置に弁
閉止体の拘束する施錠手段は気流或は液流的に制
御されることもできるが、電磁的に動作される施
錠手段が好ましい。何故ならば電磁石は逆電流サ
ージによつて付勢することができ、したがつて弁
閉成時間がさらに減少するからである。

任意所望の他の位置付け素子が弁閉止体を休止
位置にリセツトするために使用できる。ポンプピ
ストンの吸引行程中ポンプ室内が真空に近付き、
それは弁閉止体の開放運動に寄与すること、およ
び吸引行程中弁を開くための充分の時間があるこ
とによつて、簡単な復帰用スプリングが弁閉止体
のリセツトに利用できる。

出口孔と入口孔との間の距離はそれ自身ではこ
の発明の原理上本質的なものではない。しかしな
がら、できるだけ弁の変形を少くするために、注
入の最も遅い可能なスタートにより弁閉止体が動
作位置（閉成位置）に切換えられる時にピストン
が殆ど出口孔に到達し、或は部分的にそれを覆う
ように距離を選定するように気を付けるべきであ
る。事実このようにして高いポンプ圧力が弁閉止
体に作用するのを阻止することができる。

〔発明の実施例〕

以下添付図面に示すに実施例によりこの発明を
詳細に説明する。

ピストン案内体１０内にポンプピストン１１が
可動に設置されており、それはその作動行程中燃
料をポンプ室１２から弁１３を経て燃料注入管１
４中へ注入する。入口孔１５はピストン案内体１
０中に延在し、図示のようにピストンの底部死点
区域においてポンプ室１２中に開口している。さ
らに、ピストン案内体１０は追加の出口孔１６を
有し、それは内側（頂部）死点の方向にずれてい
る。出口孔１６は全体を２０で示す弁によつて制
御することができる。この弁２０の容器２１は、
出口孔１６に向つて開いているテーパーを有する
弁座２２が出口孔１６と同心的に配置されるよう
にピストン案内体１０上に直接取り付けられてい
る。錐状弁体は弁閉止体２３として作用し、その
弁閉止体２３上にステム２４が形成され、それは
弁容器２１内の孔中に伸び出ている。図ではこの
弁閉止体２３はその休止位置（弁の開いた位置）
にある状態で示され、それにおいては出口孔１６
は実質的に開いている。何故ならば燃料はポンプ
室１２からこの出口孔１６および弁の開口断面部
２６、孔２５およびダクト２７を通つて排出でき
るようにするためである。

この休止位置においては弁閉止体２３は全体を
３０で示す施錠手段によつて拘束されている。こ
の施錠手段３０は鉄心３２および線輪３３ならび
に可動片３４を有する電磁石３１より成る。この
可動片３４に調整ねじ３５が取り付けられ、その
ねじは鉄心３２内の孔３６に突出し、弁閉止体２
３のステム２４の停止部として作用する。鉄心に
固定された基体上にしつかりと支持された２個の
スプリング３７は電磁石３１が付勢されずその拘
束力が生じない状態の時にも可動片３４を図示の
位置に保持する。

図示の燃料注入ポンプの動作モードについて以
下詳細に説明する。その説明において弁閉止体２
３は最初は図示の休止位置を占め、付勢された電
磁石３１の力によりこの位置において拘束されて
いるものと仮定する。ポンプピストンの圧縮行程
（delivery stroke）中、入口孔１５が最初に閉じ
られる。しかしながらポンプ室１２からの燃料は
出口孔１６を経て流れ出て錐状の弁閉止体２３を
通ることができるから、入口孔１５が閉じられて
も最初は燃料は燃料注入管１４中に放出されな
い。放出燃料の流れは弁閉止体２３上に弁の閉じ
る方向Ｆに閉止力を生じる。しかしながらこの閉
止力は電磁石３１の力に打克つほどのものではな
く、したがつて弁２０は最初は開いたままであ
る。

回転速度その他の重要なパラメータに応じて電
磁石３１は与えられた時点に消勢される。休止位
置において弁閉止体２３を阻止していた施錠手段
はそれによつて解除される。すると磁力は急激に
減少し、弁閉止体２３に作用している閉止方向の
力より小さくなり、その閉止力はスプリング３７
の力に抗して閉止方向に弁閉止体２３を変位させ
る。開口断面部２６はそれによつて減少し、この
区域に作用する圧力は増加し、それ故閉止力も結
果的に増大する。したがつて弁閉止体２３はその
動作位置（閉成位置）に切換えられ、その位置に
おいて弁閉止体２３は弁座２２に密閉するように
着座する。すると燃料はポンプ室１２から出口孔
１６を通つて流れ出なくなり、注入が開始する。
弁容器２１に連通している出口孔１６はしたがつ
て閉じられる。

次いでポンプピストン１１がその作動（圧縮）
行程を終了し、それにおいて弁１３が開かれ、燃
料はポンプ室１２から燃料注入管１４中に圧入さ
れる。注入の終りは通常の方法でポンプピストン
１１上の制御縁およびピストン案内体１０中の制
御孔を介して行われる。注入が終ると、ポンプ室
１２内にはほんの僅かの圧力が存在するだけとな
り、それ故スプリング３７は可動片３４を図示の
位置にリセツトし、したがつてまた弁閉止体２３
を動作位置から休止位置へとリセツトする。さら
に、このリセツト運動は再び付勢された電磁石３
１による力およびポンプリセツト１１の吸引行程
中ポンプ室１２内が真空になつて行くことによつ
て促進される。したがつて各注入後、弁閉止体２
３は再びその休止位置において拘束される。この
電磁的に作用する施錠手段は電磁石の消勢或は逆
方向サージ電流を加えることによるポンプピスト
ン１１の次の作動行程でのみ解除され、それ故弁
閉止時間はさらに減少される。

入口孔１５と出口孔１６との間の距離Ａは、注
入の最も遅いスタートで弁閉止体２３がその動作
位置へ切換えられる時にポンプピストン１１が殆
ど出口孔１６の位置に到達し、或はそれを部分的
に覆うような距離に選択される。このようにして
弁閉止体２３が全ての長過ぎる時間に亘つて高い
ポンプ圧力により作用されないようにすることが
できる。さらにはこの場合には注入の最も遅いス
タートは出口孔１６の縁部によつて決定されるも
のではなく、もつぱら弁２０の閉止作用によつて
決定される。

実験によれば、この発明によつて0.5ミリ秒以
下の弁閉成時間を得ることができた。これらの短
い弁閉成時間によつてのみポンプピストン１１が
入口孔１５の上縁と出口孔１６の上縁との間を移
動するもので、注入のスタートの連続的な変化が
可能になる。そのような短い弁閉成時間は電磁的
に動作され放出方向を横断して出口孔１６を閉じ
る滑動体によつて達成することはできない。出口
孔１６を閉じるための滑動体を備えたこの種の装
置はそれ故注入のスタートの２点調節用として考
慮されるべきものである。

この発明の図示の実施例においては弁２０は直
接ピストン案内体１０上に取り付けられている。
もちろんこの弁２０がダクトを介して出口孔に連
結されている構造も可能である。しかしながら、
このダクト中の流れの損失は弁の閉成時間を増大
させることになろう。したがつて弁はできる限り
出口孔に近く取り付けることが好ましい。

図示の実施例ではスプリング３７は弁閉止体２
３を休止位置にリセツトするための位置付け素子
として作用している。しかしながら追加の電磁石
或いは、他の水圧或は気流による位置付け素子も
使用できる。

もちろん施錠手段を別の設計のものにすること
ができる。特に弁閉止体の運動方向を横切つてス
テム２４の運動路中に移動される位置付け装置を
備えた施錠手段を考えることもできる。

〔発明の効果〕

このようにこの発明によれば出口孔１６を経て
放出される燃料の流れを弁で迅速に開閉すること
によつて燃料注入のスタートを広い範囲にわたつ
て連続的に変化させることが可能となる。これは
出口孔１６を経て放出される燃料の流れを遮断す
る弁の閉成が出口孔１６を経て流れる燃料流の圧
力を利用して行われることによるものであり、電
磁力により弁閉止体を駆動する通常の電磁弁では
このような迅速な閉成はできず、したがつてこの
発明のように燃料注入のスタートを広い範囲にわ
たつて連続的に変化させることは不可能である。

さらにこの発明では弁２０が故障したときには
燃料注入のスタートの調節はできなくなり、最良
の状態で動作することはできなくなるが、燃料注
入ポンプとしての動作を続けることは可能であ
る。もしも弁２０の弁閉止体２３が出口孔１６を
経て燃料を放出する図示の休止位置に留つている
ならば燃料注入のスタートは出口孔１６の上縁に
よつて制御される。また反対に弁２０が故障して
連続的に閉じたままになれば燃料注入のスタート
は入口孔１５の上縁によつて制御される。したが
つて弁２０の故障によりポンプ全体が動作不能に
なることはない。

したがつてこの発明による燃料注入ポンプはデ
イーゼル内燃機関の異なつた動作条件に容易に適
合することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の１実施例の燃料注入ポンプの部
分の断面図である。 １０……ピストン案内体、１１……ポンプピス
トン、１２……ポンプ室、１３……弁、１４……
燃料注入管、１５……入口孔、１６……出口孔、
２０……弁、２１……弁容器、２２……弁座、２
３……弁閉止体、２４……ステム、３０……施錠
手段、３１……電磁石、３２……鉄心、３３……
巻線、３４……可動片、３７……スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピストン案内体１０と、その内部に可動状態
   で設置されたピストン１１とを具備し、ピストン
   案内体１０とピストン１１とによつてポンプ室１
   ２が画定され、このポンプ室１２は燃料注入管１
   ４を通つてエンジンに連結可能に構成され、前記
   ピストン案内体１０はピストン１１の底部死点の
   区域においてポンプ室１２中に開口している少な
   くとも１個の入口孔１５と内側死点の方向にこの
   入口孔１５から小距離を隔てて設けられた出口孔
   １６とを具備し、前記ピストン１１は制御縁を設
   けられて注入される燃料の量を制御する燃料注入
   ポンプにおいて、 前記出口孔１６を通つて流れる燃料の放出を制
   御する弁２０が設けられ、この弁２０の弁閉止体
   ２３は施錠手段３０によつて燃料の放出を行なわ
   せる休止位置に保持され、施錠手段３０が解除さ
   れるとき弁閉止体２３は放出される燃料流の圧力
   によつて動作位置に移動されて弁を閉じて出口孔
   を通る燃料の放出を停止させ、ポンプ室１２中の
   燃料を燃料注入管１４を通つてエンジンに供給す
   ることを特徴とする燃料注入ポンプ。 ２ 弁閉止体２３は付勢された電磁石３１の電磁
   力によつて休止位置に保持されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の燃料注入ポンプ。 ３ 電磁石３１を流れる電流が施錠手段３０の解
   除のために中断または反転されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の燃料注入ポンプ。 ４ ポンプピストン１１の吸引行程中に弁閉止体
   ２３はリセツト用の位置付け素子３７によつて動
   作位置から休止位置へ切換えられることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
   １項記載の燃料注入ポンプ。 ５ 弁閉止体２３のリセツト用の位置付け素子は
   スプリング３７であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の燃料注入ポンプ。 ６ 入口孔１５と出口孔１６との間の距離Ａは、
   注入の開始が最も遅い場合に弁閉止体２３がその
   動作位置に切換えられる時にピストン１１がほと
   んど出口孔１６に到達し、或いはそれを部分的に
   覆う位置に到達しているような距離に選定されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第５項のいずれか１項記載の燃料注入ポンプ。 ７ 弁２０の容器２１が直接ピストン案内体１０
   上に取付けられ、出口孔１６の方向に開いている
   テーパーを有する弁座２２が出口孔１６と同心に
   配置され、錐状体として構成された弁閉止体２３
   はステム２４を具備し、そのステム２４は弁の容
   器２１中に延在して電磁石３１の可動片３４と機
   械的に結合されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第６項のいずれか１項記載の燃
   料注入ポンプ。