JPH041465A - 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〕 プランジャ圧送式ディーゼルエンジン用の燃料噴射ポン
プに関する。

〔従来の技術〕

第９〜１２図を参照し従来形燃料噴射ポンプについて説
明する。第９図はシャーキ式噴射ポンプの外観図及びそ
の断面図を示す。同図ではプランジャに往復動を行わし
めるカム軸はエンジン本体側に設けられており、噴射ポ
ンプ自体にはカム軸を内装せず、同フランジ面によりエ
ンジン本体部位に組み込み取付けが行われた通常カムレ
ズ（ＰＦＲ型）と呼ばれるシャーキ式噴射ポンプの例で
ある。

１はポンプボディ、２はプランジャバレル、３はプラン
ジャであり、プランジャバレル２には給排油ロアが、プ
ランジャ３にはプランジャメインリード８が設けられて
いる。図示のとおり、プランジャ３の上端が給排油ロア
を開口している期間には、燃料がプランジャバレル２内
に流入して供給され、給排油口が閉塞される時点より燃
料の圧送が開始され、やがてプランジャメインリード８
が給排油口に開口する位置に達すると燃料圧送は終了す
る。

燃料噴射ポンプ上部には２分割されたホルダ１２が取付
けられ、該ホルダ内にはデリベリバルブ９にバルブシー
ト１０とバルブスプリング１１が設けられており、これ
らは噴射ポンプ以後の噴射管と係合され、前記デリベリ
バルブセットはノズルまでの結合噴射管内の圧縮燃料モ
ードを制御する。

さらに給排油ロアとプランジャワード８が接するのと略
同時に発生するいわゆる噴射終り以降のノズルよりの燃
料噴射切れを良好とする為、噴射管内の圧力を急激に低
下させる作用効果をもたらす。

１３はフォロスクリューであり、燃料系配管類の接続を
行なう為のものであり、１４はエアベントスクリューで
あり、燃料系内の空気抜きを行なうものである。

又燃料圧送量コントロールラック４に圧入又はロー付さ
れた燃料圧送量コントロールラックピン４Ａは、第１図
矢印Ｐの範囲内をスライドすることができる。燃料圧送
量コントロールラックピン４Ａをスライドさせるとビニ
オンスリーブ５が回動する。これによりプランジ＋３を
回動せしめるため、プランジャ３の下位部には平面部３
Ａが設けられており、該平面部は第１０図に示すビニオ
ンスリーブ５の下端部に設けられた二本の爪５Ａと係合
されている。即ち、ラックピン４Ａの移動に対応してプ
ランジャ３が図示のように回動し、給排油ロアに対する
プランジャメインリード８の位置が相対的に変動し、燃
料圧送量がコントロールされることになっている。

なお第９図でラック位置に関して、Ｒｏはラックビンの
右側方向の最右端であり、Ｒ１は圧送開始点であり、Ｒ
０〜Ｒ１の間は圧送量零区間である。Ｒ１□は負荷運転
時の最大圧送量位置であり、Ｒ５はエンジン始動時のみ
にセットされる特に圧送量を多くした位置である。ラッ
クビン４ＡがＲ５にセットされる事により、始動に最適
な燃料圧送量と最適な静的噴射時期ΔＴ、が得られるよ
うプランジャ３の頭部に切欠が設けている。又エンジン
始動後はラックビン４Ａの移動可能範囲はＲ０〜Ｒｗａ
ｓえに制約することにより負荷運転時における圧送燃料
を、Ｒ，□位置に対応した量に規制するように図示しな
いストッパ等が設けられ、過多の燃料が送出され黒煙を
発生するのを防止している。６はプランジャバレル２の
外面に付設された溝と保合するピンであり、プランジャ
バレル２の位置決めを行なうものである。

第１０図はプランジャ３のメインリード８と給排油口径
φｄ、の相対関係をプランジャ３の展開図で示したもの
であり、第１１図は各ラックビン４Ａの位置と燃料圧送
量Ｑと静的噴射時期（Ｓ　ｒ　Ｔ）を図式表示したもの
である。第１０図において、５Ａは前記ビニオンスリー
ブ５ひ下部先端に設けた爪を示し、該爪５Ａの間にはプ
ランジャ下部の平面部３Ａが嵌合されており、ラックビ
ン４への回転につれてプランジャ３が回動し、給排油ロ
アの位置とプランジャメインリード８の相対位置関係を
示す。プランジャ３０頭部は平面であり、該頭部平面は
プランジャ３が下死点のとき給排油ロアの上縁よりＲ３
分だけ下方向に位置して組立てられている。次にプラン
ジャ３が下死点より駆動カムによりＰ、たけ上昇すると
、給排油ロアはプランジャ３の外周壁により閉塞され、
圧送が開始される。このＰ、はプレストロークと称され
るものであり、さらにプランジ＋３が上昇し、給排油ロ
アがメインリード８の上部に掛かるまでの間が燃料を圧
送する有効ストロークとなる。

この従来例の燃料噴射ポンプでは始動時に最適の燃料圧
送量Ｑと最適なる圧送タイミングを得るため、第１０図
に示すようにスタートリード８Ａを設けると共に、プラ
ンジャ３上部にさらに始動時にタイミングをＰ、だけ遅
角せしめ始動性の向上を図るため、プランジャ３の上部
を切欠いた始動リード８Ｂを設けている。従って始動時
ランクピン４Ａの位置をＲ３にセットする事により静的
噴射時期はエンジンの上死点位置よりＰｓ　＋Ｐｃとな
り、Ｒ，−Ｒ，□の区間がＰ、一定に保たれているのと
は相違している。メインリード８及びスタートリード８
Ａはプランジャ３の中心燃料戻し穴φＤ、に連通ずる深
さまで切り込まれており、プランジャバレル２内の燃焼
は燃料通過穴φＤ。

を通じて８，８Ａより給排油ロアに戻されることになる
。第１０図右側のプランジャ外表面展開図において二点
鎖線で示した斜線表示部のストロークが各ラックビン４
Ａの保持位置における有効ストロークとなる。

第１１図は上記説明内容を示したもので、横軸に燃料圧
送量コントロークラックビン位置、縦軸に上部は圧送タ
イミング即ち静的噴射時期５ＩＴ（Ｓｔａｔｉｃ　１ｎ
ｊｅｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｉｎｇ）を示し、下半分に燃料
圧送量Ｑを示している。ランクビン位置を始動位置Ｒ３
に保持することにより、静的噴射時期ＳＩＴはエンジン
圧縮上死点（ＴＤＣ）前ΔＴ８、燃料圧送量ＱはＱ、と
なる。ＲＩＩＩＸ　”　ＲＩ区間におけるＳＩＴはＴＤ
Ｃ前ΔＴとなり常に一定に保たれており、Ｒｓａｗでは
Ｑ　＝　Ｑ、、、であり、Ｒ１点でＱ＝Ｏとなり、ラッ
クビン４Ａを該区間に保持することによりエンジン停止
を行なうものである。

最大負荷運転においてはラックビン４ＡはＲｓ　ｍ　Ｘ
となっているので最大燃料量Ｑ１１、が供給され、その
静的噴射時期は常に一定のΔＴに保持固定されている。

即ち過負荷が掛りエンジンの回転速度が低下してきても
５ＩＴ＝ΔＴ、Ｑ＝Ｑ、、、は−定にて運転されること
になる。

第１２図は前述の始動リタードリード８Ｂ以外にラック
ビン４Ａの位置と共に（燃料圧送量の変化と共に）静的
噴射時期を変更させるリタードリード８Ｃをプランジャ
３０頂面に設けた例であり、Ｒ□８〜Ｒ８においでは静
的噴射始め５ＩＴ−ΔＴと一定であり、Ｒｔにおいては
八Ｔ、に遅角され、さらにＲ１ではΔＴ、となる。即ち
各々保持点における燃料圧送量、静的噴射時期はそれぞ
れＲ，，８点ではＱｍｓ＊　：ΔＴ、Ｒ３点ではＱ３　
：ΔＴ、　Ｒ，点ではＱ２　：ΔＴ２．Ｒ１点ではＱ−
〇：ΔＴＩ　　Ｒｓ点ではＱｓ　：ΔＴ、となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来装置では燃料コントロールラックビン４Ａ
を一定位置で運転する場合即ちＲ１１１ａＸ位置又はＲ
ｌｍｙｔ　”　ＲＩ　の任意の位置で運転を行なう場合
、静的噴射時期ＳＩＴはプランジャバレル２の給排油口
がプランジャ３の上端面又はリタードリード８Ｃにより
閉塞される静的噴射タイミングＳＩＴにより一義的に決
定される。即ち燃料圧送量によりその静的噴射時期はエ
ンジンの回転速度に無関係に一義的に決定されることに
なる。

通常ディーゼルエンジンでは高温高圧に圧縮された空気
中に微細粉霧化燃料が噴射され、これが高温となって自
己着火して爆発燃焼を行なうことは周知のことである。

噴霧微細化燃料粒子が温度上昇して自己着火し、爆発燃
焼に至る為にはエンジンの回転速度に無関係に所定の絶
対時間Ｔを必要とする。一般にディーゼルエンジンを最
高の燃焼効率で運転するためには、燃焼室内に噴射され
た微細化燃料の着火時期は上死点直前が最良とされてい
る。これを得るためあるエンジンでの設定エンジン回転
速度例えば３．００Ｏｒｐｍに最も適した静的噴射時期
が上死点（ＢＴＣ）前のΔＴ＝２３゜に設定されている
とすると、このエンジンは全負荷性能曲線上における静
的噴射時期は全回転域において一定のΔＴ−２３°で運
転される。その結果定格点Ｎ　Ｒ（＝３００Ｏｒｐｍ）
においては最適タイミングとなっているが、定格回転速
度以下の回転速度においては静的噴射始めが早くなり過
ぎた状態で運転されることになる。

即ち従来例では、エンジンの回転速度に関係なく設定さ
れた静的噴射時期で燃料噴射が行われる故に、定格点回
転速度以下の範囲では、噴射時期が早過ぎることになる
。これを回避する手段として、燃料噴射ポンプのカム軸
駆動用歯車に、遠心重錘の遠心力を利用した機械式タイ
マを組み込む手法が一般に行われているが、機械式タイ
マは高価でかつその寸法が大で採用が困難な場合が多い
。

本発明の目的は前記従来装置の問題点を解消し、燃料噴
射ポンプ自体にプレストローク（燃料給入口をプランジ
ャ周側壁が閉塞するまでの下死点よりのストローク）を
エンジンの回転速度に対応して可変とする機能を付与す
ることにより、静的噴射時期を変動せしめ、常に回転数
に応じて最適の噴射時期が得られる燃料噴射ポンプを捷
供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

ディーゼルエンジン用のシャーキ式燃料噴射ポンプにお
いて、燃料給排油穴を穿設した摺動式バレルを上下移動
可能としたものである。Ｂち該摺動式バレルの下端を傾
斜カム面とすると共に、該バレルにポンプ本体に圧入し
た廻り止めビンと保合する上下方向の溝を設けさらに傾
斜カム面をプレストロークコントロールラックの移動に
対応して回動するピニオンギヤの上端面に設けられた突
部に当接せしめたことを特徴としている。

〔作　用〕

前記のとおり構成されているので、プレストロークラッ
ク２０をスライドさせると、ピニオンギヤ２１が回転し
、該ピニオンギヤの回動によりピニオンギヤ上端面の突
部と傾斜カム面を有する前記摺動バレルが当接して作動
し、前記摺動バレルが上下方向のみに移動するのでプレ
ストロークが可変となり噴射タイミングを調整すること
ができる。

〔実施例〕

以下第１〜８図を参照し本発明の一実施例について説明
する。

図において１はポンプボディ、２はプランジャバレル、
３はプランジャ、４は燃料圧送量コントロールラック、
５はビニオンスリーブ、６はビン、８はプランジャメイ
ンリード、９はデリベリバルブ、１０はバルブシート、
１１はバルブスプリング、１２はホルダ、１３はフォロ
スクリュー、１４は空気抜きのエアベントスクリューで
あり、これらは従来例と同一部品である。

第１図（１））に示すようムこ燃料圧送量をコントロー
ルするラック４と独立に設けたプレストロークコントロ
ールラック２０及び同ラックビン２ＯＡは図中Ｎつ〜Ｎ
３間を矢印Ｑのように自在にスライドする。同ラックビ
ン２０Ａをスライドさせることによりとニオン２１が回
動し、その回動に従い同上に設置された円筒状の摺動バ
レル２２を上下に移動可能としている。即ち摺動バレル
２２には、外表面にガイド溝６Ａが上下方向に削設され
その溝に挿入されたビン（ポンプ本体に固定）６と係合
し、上下移動のみが可能となっている。又さらに該摺動
バレルはその上部位に設けられた押えばね２７により常
に下方に付勢されている。

第２図はビニオン２１の回動により摺動バレル２２が上
下動する機構を説明するもので、ビニオン２１の上面に
は頂部が滑らかな突部２１Ａが設けられ、一方摺動バレ
ル２２の下端部には傾斜カム２２Ａが設けられている。

第２図−２に示す如くラックビン２ＯＡを第１図のＮｓ
（低速）方向にスライドさせると、ビニオン２１は図示
の左方向に回転し、摺動バルブ２２が図示のδ、（第２
図、第４図）だけ上昇する。これＪこより任意回転Ｎ４
時の初期設定のプレストロークＰ、と摺動バルブ２２の
上昇に伴なうプレストローク増加分δ、が加算されるこ
とにより、ラックピン２１Ａのスライド後のプレストロ
ークはＰ、＋６３となる。

第３図は燃料圧送量をコントロールする状況説明図で、
その内容は従来例で記載のとおりである。

但し第２〜３図は摺動バレル２２に燃料給油口及び排油
口を略対称位置に各々分離穿設した例であり、図示左側
穴が給油口右側穴が排油口であり、それぞれの穴径をφ
ＤＩＮ＋　　φＤ、□と表示している。又プランジャ３
の軸芯にφＤ、なる燃料通路となる深い穴が穿設されて
いる。

第４図は第２〜３図のプランジャ３の展開図及び給油口
、排油口をモデルとしたものであり、第５図は第４図例
のエンジン回転速度に対する燃料圧送量及び静的噴射時
期を図示表示したものである。第４図においてプランジ
ャ外表面に給油り−ド２３．メインリード８．スタート
リード８Ａが設けられており、各々のリード深さはプラ
ンジャ軸芯に設けられた燃料通人φＤ、に連通される深
さとなっている。

最大噴射量位置にラックピン４Ａが保持された場合の給
油口φＤＩＮ＋排油口φＤ　ｏａｔ位置を第４図中Ｒ，
□にて表示する。面このときのビニオン上部の突部２１
Ａの位置は第１図中のＮＩｌであり、摺動バレル２２を
実線で表示している。図中ＰＳＩで示すものは、プラン
ジャ３０下死点より給油口を塞ぐまでの上方へのストロ
ーク分でプレストロークであり、プランジャが下死点よ
りＰＳＩ分上昇することにより燃料給油口が閉塞され、
この時点より燃料の圧送が開始される。さらにプランジ
ャ３が上昇することによりやがて排油穴φＤ　ｏ　ａ　
ｔがメインリート８に接点する時点でプランジャ３によ
る圧送は中止される。なお前述のとおりＰＳＩはプレス
トロークであるから図中でＨａが燃料圧送有効ストロー
クとなる。

次に燃料圧送量コントロールラックビン４Ａを最大噴射
量位置Ｒ，□に保持した状態で過負荷運転となり、エン
ジンの回転速度が任意のＮＬに低下したときラックビン
２０Ａの位置をＮｌよりＮＬにスライドさせると傾斜カ
ム２２Ａにより１点鎖線に示すとおりδ、Ｌ分摺動バレ
ル２２が上昇する。これによって燃料給油口閉塞までの
プレストロークはＰＳＩ＋δ、Ｌとなり静的噴射時期が
遅角される。一方燃料圧送量コントロールラフク４はＲ
ｓｍＸに保持しておけば、燃料圧送量はＱｌ、８を一定
にしておいて、静的噴射時期をエンジンの回転速度に応
じて変動せしめることができる。云うまでもなく燃料圧
送量に係わるコントロールラ・ンク４Ａの保持位置をＲ
１〜Ｒ＋ｅｓｘのいずれの位置においても同一の効果が
得られ、設定燃料圧送量に関係なく、独立してエンジン
回転速度の変動に伴ない静的噴射時期を変動せしめるこ
とが可能となる。

又エンジンの始動を行なうのに最適の静的噴射時期及び
燃料圧送量を得るためには、ラックビン２ＯＡ、４Ａを
各々Ｎｓ、Ｒ，位置に保持することにより目的を達成す
ることは容易である。第４図の図示例でＰｓ□はコント
ロールラックビン４ＡをＲ５に保持した場合のプレスト
ロークであり、Ｈｓが有効ストロークとなる。さらにラ
ックビン２ＯＡをＮｓを保持することにより６８３分だ
け摺動バレル２２が上昇する故この時の静的噴射時期は
Ｐ。＋δ５．となる。上述の内容を第５図について再度
説明すると、燃料圧送量コントロールラック４Ａの位置
（Ｒ，−Ｒ，、、の間）の如何に係らず、ラックビン２
ＯＡによりエンジンの回転速度に応じて静的噴射時期を
独立に有効に変動せしめることができる。

第６図は第２実施例で第９図に示す従来構造に示す如く
燃料給油口、排油口を兼用の１ケの吸排油口とした実施
例であり、摺動バレル２２Ａの下端面の傾斜カム方向、
給油リード２３．メインリード８．スタートリード８Ａ
の付設位置関係が相違するのみで作動効果は前述と同一
である。

〔発明の効果〕

本発明は前記のとおり構成したので、エンジン回転速度
に対応してプレストロークを可変とすることにより静的
噴射時期を変更せしめ、実噴射時期を各エンジン回転速
度に最もマツチングした実噴射時期とすることが可能と
なり、エンジン回転速度の全域で燃焼の改善が実現でき
る燃料噴射ポンプを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明に係わるもので、第１〜５図は第１
実施例を示した。第１図（ａ）は外観図、第１図郵）は
断面図、第２図はビニオフ２１０回動により摺動バレル
２２を上下動させ噴射タイミングを変更する機構の作用
説明図、第３図は燃料圧送量をコントロールする説明図
、第４図は第２〜３図のプランジャ３の展開図及び給油
口、排油口をモデル表示した図、第５図は第４図例のエ
ンジン回転速度に対する燃料圧送量及び静的噴射時期の
表示図、第６〜８図は第２実施例で第６図は給油口、排
油口を一元化して同一穴とした第２図応当図、第７図は
第４図応当図、第８図は第５図応当図、第９〜１１図は
従来例で、第９図は第１図応当図、第１０図は第４図応
当図、第１１図は第５図応当図、第１２図は第７図応当
図である。 ３・・・プランジャ、８・・・リード、２０・・・プレ
ストロークコントロールラック、２１・・・ピニオンギ
ヤ、２１Ａ・・・突部、２２・・・（摺動）バレル、２
２Ａ・・・同下端面の傾斜カム面、２４・・・燃料給油
口、２５・・・同排油口、２６・・・給排油口。 第 図−１ 第 図−２ ・θ０ ト 第 図−１ 第 図−２ 第 図 第 図−１ 第 図−２ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　プランジャが往復動することにより燃料を圧送し、該
   プランジャを回動することによりバレルに穿設した燃料
   給油口及び排油口とプランジャ外表面に設けたリードと
   の相対的関係を変更して燃料圧送量を制御するものにお
   いて、燃料給油口，排油口を穿設したバレルを上下移動
   可能とし、該バレルの下端面を傾斜カム面とし、該傾斜
   カム面をプレストロークコントロールラックの移動に対
   応して回動するピニオンギヤの上端面に設けた突部に当
   接せしめ、ピニオンギヤの回動により摺動バレルが上下
   変位を行なうことによりプレストロークを変化させて静
   的噴射時期を制御可能としたことを特徴とする噴射ポン
   プ。