JPH04107478U - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】燃料の噴射率を、機関の低負荷時には低くする
とともに、高負荷時には高くする。これと同時に、燃料
の噴射開始時期を、機関の低負荷時には遅くし、高負荷
時には速くする。 【構成】プランジャ６の先端部外周面には、縦溝１２か
ら周方向に向かって延びる上リード１３を形成する。こ
の上リード１３の制御縁１３ａは、低負荷側（縦溝１２
側）から高負荷側へ向かうにしたがってプランジャ６の
先端側へ向かうように傾斜させる。また、プランジャ６
を往復動させるためのカムとしては、前半部にリフト速
度が速い高速域を有し、後半部にリフト速度が遅い低速
域を有するカムを用いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、機関の低負荷時と高負荷時とで燃料の噴射率および噴射開始時期 を可変にした燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、デイーゼル機関の性能に影響を及ぼす大きな要因としては、燃料の噴 射率と噴射開始時期とがある。前者の噴射率は、機関の低負荷時には低くし、高 負荷時には高くするのが望ましい。また、後者の噴射開始時期については、低負 荷時には遅くし（遅角させ）、高負荷時には早くする（進角）させるのが望まし い。

【０００３】 前者の噴射率を望ましい形態にすることができる燃料噴射ポンプとしては、特 開昭６２ー１６８９５８号公報に記載のものがある。この公報に記載の燃料噴射 ポンプは、２ステージカムとアングライヒ付き送出弁とを用いたものであり、２ ステージカムは、図１３に示すように、前半部にリフト速度が遅い低速域を有し 、後半部にリフト速度が速い高速域を有して。また、アングライヒ付き送出弁は 、燃料噴射量が少ない低負荷時には吸い戻し量が少なく、燃料噴射量が多い高負 荷時には吸い戻し量が多くなる特性を有している。

【０００４】 このような燃料噴射ポンプにおいては、低負荷時には送出弁の吸い戻し量が少 ないので、カムの前半部によってプランジャが往動せしめられると、その直後か ら燃料噴射が行われる。通常は、図１３のＡで示す範囲において燃料噴射が行わ れる。このときの燃料噴射は、プランジャのリフト速度が遅いので、噴射率の低 いものになる。 一方、高負荷時には、送出弁の吸い戻し量が多いので、低速域によるプランジ ャの往動によって加圧された燃料は、吸い戻しの補填に費やされる。このため、 低速域では燃料噴射が行われなず、高速域の範囲Ｂに達して初めて燃料が噴射さ れるようになる。このときはプランジャのリフト速度が速いので、それに対応し て噴射率が高くなる。

【０００５】 後者の噴射開始時期を望ましい形態にすることができる燃料噴射ポンプとして は、実開昭５９ー３４０７１号公報に記載のものがある。この公報に記載の燃料 噴射ポンプは、図１４に示すように、プランジャＰの外周面の先端部と中間部と に周方向に延びる上リードＲ₁および下リードＲ₂がそれぞれ形成されたものであ り、上リードＲ₁と下リードＲ₂との間隔は、一端側から他端側へ向かって漸次広 がっている。また、上リードＲ₁の制御縁Ｅは一端側から他端側へ向かうにした がってプランジャＰの先端側へ向かうように傾斜せしめられている。なお、カム としては、リフト速度特性が図１５に示すように変化するいわゆるスタンダード タイプのカムが用いられている。

【０００６】 この燃料噴射ポンプにおいては、プランジャＰの往動（矢印Ｘ方向への移動） 時に、上リードＲ₁の制御縁が吸排孔Ｈから離間して上リードＲ₁と下リードＲ₂ との間に位置するプランジャＰの外周面が吸排孔Ｈを遮蔽すると、プランジャＰ による燃料加圧が開始し、下リードＲ₂が吸排孔Ｈと対向するとプランジャＰに よる燃料加圧が終了する。また、上リードＲ₁および下リードＲ₂が吸排孔Ｈと対 向する箇所は、プランジャＰを回動変位させることによって変更可能になってお り、機関の低負荷運転時には、上リードＲ₁と下リードＲ₂との間隔が狭い一端側 （以下、低負荷側という。）が吸排孔Ｈと対向し、高負荷運転時には他端側（以 下、高負荷側という。）が吸排孔Ｈと対向するようになっている。この場合、上 リードＲ₁の制御縁Ｅが低負荷側から高負荷側へ向かうにしたがってプランジャ Ｐの先端側へ向かうように傾斜しているので、低負荷時にはプランジャＰが吸排 孔Ｈを遮蔽する時期が遅くなり、その分だけ噴射開始時期が遅くなる。一方、高 負荷時には、吸排孔Ｈの遮蔽時期が速くなり、噴射開始時期が早まる。この結果 、図１５に示すように、低負荷時には範囲Ｃにおいて燃料噴射が行われ、高負荷 時には範囲Ｄにおいて燃料噴射が行われる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記２つの公報にそれぞれ記載のものは、燃料の噴射率と噴射開始時期とのい ずれか一方を満足させることができるものの、両者を同時に満足させることがで きないという問題があった。 すなわち、前者の公報に記載のものにおいては、図１３からも明らかであるが 、高負荷時に吸い戻し量が多くなる関係上、高負荷時の燃料噴射時期が低負荷時 の燃料噴射時期よりも必ず遅くなってしまう。 一方、後者の公報に記載のものにおいては、低負荷時の燃料噴射開始時期が高 負荷時の燃料噴射開始時期より遅くなるため、図１５から明らかなように、低負 荷時のリフト速度が速くなる。このため、低負荷時には噴射率が過度に高くなっ てしまうという問題がある。

【０００８】 この考案は、上記問題を解決するためになされたもので、噴射率を低負荷時に は低く、高負荷時には高くすることができ、しかも燃料噴射時期を低負荷時には 遅く、高負荷時には速くすることができる燃料噴射ポンプを提供することを目的 とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記の目的を達成するために、カムによって往復動せしめられる プランジャを備えており、プランジャの外周面の往動方向における先端部と中間 部とには、それぞれ周方向に向かって延び、互いの間隔が一端側（以下、低負荷 側という。）で狭く、他端側（以下、高負荷側という。）で広くなされた上リー ドと下リードとがそれぞれ形成され、プランジャの往動時に、前記上リードのプ ランジャの往動方向後端側に位置する制御縁が燃料加圧室に開口する吸排孔から プランジャの往動方向前方に離間してプランジャの外周面が吸排孔を遮蔽すると 、プランジャによる燃料加圧室内の燃料の加圧が開始し、前記下リードが前記吸 排孔と対向するとプランジャによる燃料の加圧が終了する燃料噴射ポンプにおい て、前記上リードの制御縁を、低負荷側でプランジャの後端側に位置させるとと もに、高負荷側でプランジャの先端側に位置させ、前記カムとして、前半部にリ フト速度が増大して最高リフト速度に達した後低下する高速域を有し、後半部に リフト速度が遅い低速域を有するカムを用いたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

上リードの制御縁が、低負荷側でプランジャの後端側に位置し、高負荷側でプ ランジャの先端側に位置しているので、噴射開始時期は、低負荷時には遅くなり 、高負荷時には速くなる。またこのとき、カムのリフト速度が前半部で速く、後 半部で遅くなっているので、噴射開始時期が早い高負荷時には燃料の噴射率が高 くなり、噴射開始時期が遅い低負荷時には燃料の噴射率が低くなる。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案の実施例について図１ないし図１２を参照して詳細に説明する 。 図２は、この考案に係る燃料噴射ポンプの一実施例を示すものであり、符号１ はポンプハウジングである。このポンプハウジング１には、その上端面から下端 面まで貫通する孔１ａが形成されている。この孔１ａの上端部には、筒状をなす バレル２が挿入固定されている。このバレル２の中間部外周面とこれに対向する 孔１ａの内周面との間には、燃料溜まり３が形成されている。この燃料たまり３ には、フィードポンプ（図示せず）から継手４を介して燃料が供給されるように なっている。

【００１２】 上記バレル２の内部には、その上端部に送出弁５が螺合固定されており、その 下端部にプランジャ６が摺動自在に、かつ所定範囲回動自在に挿入されている。 これら送出弁５とプランジャ６とによって区画されるバレル２の内部空間が燃料 加圧室７とされている。この燃料加圧室７は、バレル２に形成された吸排孔２ａ を介して燃料溜まり３と連通するようになっている。なお、送出弁５としては、 吸い戻し量が一定であるものが用いられている。

【００１３】 上記プランジャ６の下端部は、バレル２から下方に突出しており、ばね８によ りローラアセンブリ９を介してカム軸１０のカム部１１（カム）に押圧接触せし められている。したがって、カム軸１０が回転すると、その回転に追随してプラ ンジャ６が往復動することになる。なお、プランジャ６が往動（上動）すると、 燃料加圧室７内の燃料が加圧され、プランジャ６が復動（下動）すると、燃料溜 まり３から吸排孔２ａを介して燃料加圧室７内に燃料が吸引導入されるようにな っている。

【００１４】 また、プランジャ６の上端部（先端部）外周面には、その上端面から下方に向 かって延びる縦溝１２が形成されるとともに、この縦溝１２から周方向に向かっ て延びる上リード１３が形成されている。また、プランジャ６の中間部外周面に は、縦溝１２の下端部から上リード１３と同方向に延びる下リード１４が形成さ れている。これら上リード１３と下リード１４との間の間隔は、図１（Ａ）から 明らかなように、縦溝１２側（低負荷側）で狭く、縦溝１２から離間した側（高 負荷側）で広くなっている。また、上リード１３と下リード１４とは、プランジ ャ６の往動途中において吸排孔２ａと対向するように配置されている。

【００１５】 プランジャ６の下端部には、コントロールスリーブ１５が摺動自在に、かつ回 転不能に嵌合されている。このコントロールスリーブ１５は、コントロールロッ ド１６によって回動せしめられるようになっており、コントロールスリーブ１５ が回動すると、プランジャ６がそれと一体に回動し、これによって上リード１３ および下リード１４の吸排孔２ａとの対向箇所がプランジャ６の周方向に変わる ようになっている。具体的には、低負荷時には上リード１３および下リード１４ の縦溝１２側の部分が吸排孔２ａと対向し、高負荷時には縦溝１２から離間した 側の部分が吸排孔２ａと対向することになる。

【００１６】 図１（Ａ）に示すように、上記上リード１３の制御縁１３ａは、縦溝１２から 離間するにしたがってプランジャ６の上端に接近するよう、一定の角度をもって 傾斜せしめられている。下リード１４の制御縁１４ａも同様に傾斜せしめられて いる。ただし、上リード１３と下リード１４との間隔が、縦溝１２側で狭く、縦 溝１２から離間するにしたがって広くなるよう、下リード１４の制御縁１４ａの 傾斜角度は、上リード１３の制御縁１３ａの傾斜角度よりも小さくなされている 。

【００１７】 また、この燃料噴射ポンプにおいて用いられているカム部１１は、図１（Ｂ） に示すようなリフト速度特性を有している。すなわち、前半部はリフト速度が増 大して最高速度に達した後減少する高速域になっており、後半部はリフト速度が 一定速度を維持し、その後速度零まで減少する低速域になっている。

【００１８】 次に、上記構成の燃料噴射ポンプの作用について説明する。 プランジャ６が上方へ向かって往動（加圧移動）を開始し、上リード１３が吸 排孔２ａから上方へ離間してプランジャ６が吸排孔２ａを遮蔽すると、プランジ ャ６による燃料の加圧が開始する。加圧された燃料は、送出弁５を介して燃料噴 射ノズルに圧送され、機関の燃焼室に噴射される。プランジャ６がさらに往動し 、下リード１４が吸排孔２ａと対向するようになると、燃料加圧室７内において 加圧された燃料は、縦溝１２、下リード１４および吸排孔２ａを介して燃料溜ま り３に流出する。この結果、プランジャ６による燃料の加圧が終了し、ひいては 燃料噴射が終了する。なお、当然のことながら、燃料噴射量は、上リード１３と 下リード１４との間隔が低負荷側で狭く、高負荷側で広くなっているので、低負 荷時には少なくなり、高負荷時には多くなる。

【００１９】 ここで、上リード１３の制御縁１３ａが低負荷側から高負荷側へ向かうにした がってプランジャ１３の上端側へ向かうように傾斜しているので、低負荷時には 燃料の噴射開始時期が遅くなり、高負荷時には噴射開始時期が早くなる。この場 合、カム部１１のリフト速度特性が、図１（Ｂ）に示すように、前半部で高速に なり、後半部で低速になっているから、高負荷時には噴射率が高くなり、低負荷 時に噴射率が低くなる。

【００２０】 特に、この実施例においては、下リード１４の制御縁１４ａも上リード１３の 制御縁１３ａと同様に傾斜しているので、噴射終了時期も、低負荷時には遅くな り、高負荷時には早くなる。それによって、低負荷時には低速域のうちのＦで示 されるカムアングルの範囲において燃料噴射が行われ、高負荷時には高速域のう ちのＥで示されるカムアングルの範囲で噴射が行われるように設定してある。こ のように設定すると、高負荷時には、高速域でのみ噴射が行われるので、噴射が ダラダラと続くのを防止し、短期間噴射を実現することができる。

【００２１】 なお、この考案は、上記の実施例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱し ない範囲において適宜変更可能である。 例えば、上記の実施例においては、上リード１３の制御縁１３ａを一定角度を もって傾斜させているが、図３ないし図６に示すように形成してもよい。 図３に示すものは、上リード２３の制御縁２３ａを、その傾斜角度が低負荷側 から高負荷側へ向かうにしたがって漸次大きくなるよう、曲線状に形成したもの である。勿論これとは逆に、傾斜角度を低負荷側から高負荷側へ向かうにしたが って漸次小さくなるようにしてもよい。図４に示すものは、上リード３３の制御 縁３３ａの傾斜角度を、中負荷域で変化させたものであり、傾斜角度は低負荷側 で小さく、高負荷側で大きくなっている。図５に示すものは、リード４３の制御 縁４３ａの傾斜角度を、低負荷側で大きく、低負荷側で小さくしたものである。 図６に示すものは、上リード５３の制御縁５３ａを階段状に形成したものであり 、制御縁５３ａは、低負荷側ではプランジャ６の一円周上を周方向に向かって延 び、そこからプランジャ６の軸線に沿ってプランジャ６の先端側へ向かって延び 、高負荷側ではプランジャ６の先端縁と一致せしめられている。したがって、上 リード５３は、形式的には、低負荷側にのみ形成されていることになる。

【００２２】 また、下リード１４の制御縁１４ａについても以下のようにすることができる 。図７に示すものは、下リード２４の制御縁２４ａの傾斜角度を、低負荷側から 高負荷側へ向かうにしたがって漸次小さくしたものである。勿論、これとは逆に してもよい。また、図８に示すものは、下リード３４の制御縁３４ａを中負荷域 まで傾斜させず、中負荷域から高負荷域側で傾斜させたものである。さらに、図 ９に示すものは、下リード４４の制御縁４４ａの傾斜方向を、中負荷域までは制 御縁１４ａと逆方向にし、中負荷域以上では制御縁１４ａと同方向に傾斜させた ものである。

【００２３】 上記の上リード１３，２３，３３，４３と、下リード１４，２４，３４，４４ とは、互いの間隔が低負荷側で狭く、高負荷側で広くなるようにするという条件 を満たす限り、どのように組み合わせてもよい。

【００２４】 さらに、カム部１１のリフト速度特性についても、上記リフト速度特性に限定 されるものでなく、図１０ないし図１２に示すものを採用してもよい。図１０に 示すものは、低速域でのリフト速度をカムアングルの増大に伴って徐々に減少さ せ、その後急激に減少させたものである。図１１に示すものは、低速域のリフト 速度を、それが零になるまでカムアングルの増大に伴って徐々に減少させたもの である。図１２に示すものは、低速域のリフト速度をカムアングルの増大に伴っ て漸次増大させ、その後急減させたものである。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の燃料噴射ポンプによれば、上リードのプラン ジャの往動方向後端側に位置する制御側縁を、低負荷側でプランジャの後端側に 位置させるとともに、高負荷側でプランジャの先端側に位置させ、カムとして、 前半部にリフト速度が増大して最高リフト速度に達した後低下する高速域を有し 、後半部にリフト速度が遅い低速域を有するカムを用いたものであるから、噴射 率を低負荷時には低く、高負荷時には高くすることができ、しかもこれと同時に 噴射開始時期を低負荷時には遅く、高負荷時には速くすることができるという効 果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）図はこの考案の一実施例において用いら
れるプランジャの先端部を拡大して示す側面図であり、
（Ｂ）図はカムのリフト速度特性を示す図である。

【図２】この考案の一実施例を示す縦断面図である。

【図３】この考案に係るプランジャの先端部を拡大して
示す側面図である。

【図４】この考案に係るプランジャの先端部を拡大して
示す側面図である。

【図５】この考案に係るプランジャの先端部を拡大して
示す側面図である。

【図６】この考案に係るプランジャの先端部を拡大して
示す側面図である。

【図７】この考案に係るプランジャの中間部を拡大して
示す側面図である。

【図８】この考案に係るプランジャの中間部を拡大して
示す側面図である。

【図９】この考案に係るプランジャの中間部を拡大して
示す側面図である。

【図１０】この考案に係るカムのリフト速度特性を示す
図である。

【図１１】この考案に係るカムのリフト速度特性を示す
図である。

【図１２】この考案に係るカムのリフト速度特性を示す
図である。

【図１３】従来の燃料噴射ポンプにおいて用いられるカ
ムのリフト速度特性を示す図である。

【図１４】従来の燃料噴射ポンプにおいて用いられるプ
ランジャの先端部を拡大して示す側面図である。

【図１５】従来の燃料噴射ポンプにおいて用いられるカ
ムのリフト速度特性を示す図である。

【符号の説明】

２ａ 吸排孔 ６ プランジャ ７ 燃料加圧室 １１ カム部（カム） １３ 上リード １３ａ 制御縁 １４ 下リード ２３ 上リード ２３ａ 制御縁 ３３ 上リード ３３ａ 制御縁 ４３ 上リード ４３ａ 制御縁 ５３ 上リード ５３ａ 制御縁 ２４ 下リード ３４ 下リード ４４ 下リード

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムによって往復動せしめられるプラン
   ジャを備えており、プランジャの外周面の往動方向にお
   ける先端部と中間部とには、それぞれ周方向に向かって
   延び、互いの間隔が一端側（以下、低負荷側という。）
   で狭く、他端側（以下、高負荷側という。）で広くなさ
   れた上リードと下リードとがそれぞれ形成され、プラン
   ジャの往動時に、前記上リードのプランジャの往動方向
   後端側に位置する制御縁が燃料加圧室に開口する吸排孔
   からプランジャの往動方向前方に離間してプランジャの
   外周面が吸排孔を遮蔽すると、プランジャによる燃料加
   圧室内の燃料の加圧が開始し、前記下リードが前記吸排
   孔と対向するとプランジャによる燃料の加圧が終了する
   燃料噴射ポンプにおいて、前記上リードの制御縁を、低
   負荷側でプランジャの後端側に位置させるとともに、高
   負荷側でプランジャの先端側に位置させ、前記カムとし
   て、前半部にリフト速度が増大して最高リフト速度に達
   した後低下する高速域を有し、後半部にリフト速度が遅
   い低速域を有するカムを用いたことを特徴とする燃料噴
   射ポンプ。