JPH0427760A - 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、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射して供給する
判型の燃料噴射ポンプに関する。

〔従来の技術〕

例えば、ディーゼルエンジンに燃料を供給するための判
型燃料噴射ポンプは、エンジンの運転状況に応じて燃料
噴射量および燃料噴射時期（タイミング）を制御するよ
うになっている。

すなわち、特開昭６１−２１８７６９号公報にも記載さ
れているように、従来の燃料噴射ポンプは、ハウジング
内にプランジャバレルを取付け、このバレルの内部にポ
ンプ室および燃料室を形成し、このポンプ室にエンジン
側と接続される吐出弁を設けるとともにプランジャの一
端を摺動自在に嵌挿しである。

このプランジャの他端はエンジンにより駆動されるカム
に連結され、このカムの作動で往復動されるようになっ
ており、このプランジャには一端が上記ポンプ室に連通
し他端がこのプランジャの側面に開口された吸入ポート
に連なる燃料導入通路を設けてあり、この吸入ポートが
燃料室に開放されている。また、このプランジャの外周
面には、この燃料導入通路に連通しプランジャ軸線に対
して傾斜した溝を有する制御溝を設けである。

そして、プランジャの外周には制御スリーブを摺動自在
に嵌挿してあり、この制御スリーブには、この制御スリ
ーブを軸方向に移動させた場合に上記制御溝を上記燃料
室に開放および遮断する制御孔を設けである。

また、ハウジングには、プランジャを軸線の回りに回転
させることにより燃料噴射量を制御するための燃料噴射
量制御部材および上記制御スリーブをプランジャの軸線
に沿って移動させてプレストロークおよび燃料噴射時期
を制御するための燃料噴射時期制御部材を設けである。

このような燃料噴射ポンプにおいては、カムの作動でプ
ランジャを往復動させると、このプランジャの一端が上
記ポンプ室内の燃料を加圧し吐出弁を押し開いてエンジ
ン側に燃料を供給する。

この際、燃料噴射量制御部材によりプランジャを軸線の
回りに回転させると、制御溝が傾斜した溝を有している
ので制御孔により開閉されるタイミングが変化し、この
ため燃料加圧ストロークが変化して燃料噴射量が調整さ
れる。

また、燃料噴射時期制御部材により制御スリーブをプラ
ンジャの軸線に沿って移動させると制御孔による制御溝
の開閉時期が変化し、これによりプレストロークが変わ
り、かつ燃料噴射開始時期が調整されるようになってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の装置においては、上述した通り燃料噴
射量を燃料噴射量制御部材により制御しており、この燃
料噴射量制御部材はエンジンの回転数に応じて可変され
るがバナが用いられている。

しかしながら、上記がバナが故障する等のようにエンジ
ンが過回転状態になった場合は直ちにエンジンを停止し
なければならない。

従来では、燃料室に燃料を供給する入口部分に電磁式燃
料遮断弁を設け、エンジンが過回転状態になった場合は
この燃料遮断弁を閉じて燃料室に燃料を供給するのを停
止する手段が採用されている。

しかしながら、上記のように燃料室の入口部分に電磁式
燃料遮断弁を設けたものは、部品点数が多くなって構成
が複雑になるばかりでなく、燃料室の入口を閉じてもこ
の燃料室にはかなりの量の燃料が残っており、この残余
燃料が無くなるまではエンジンの過回転状態が続くこと
になるから、この間にエンジンの故障などのような二次
故障を招く心配がある。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするのは、簡単な構造でありながら燃料供給を
停止したい場合に残余燃料が少なくて速やかに燃料供給
を停止することができ、過回転状態などのような不具合
状況を解消することができる燃料噴射ポンプを提供しよ
うとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、制御スリーブを燃料
供給停止制御部材に連結し、緊急に燃料供給を停止した
い場合には上記燃料供給停止制御部材の作動で上記制御
スリーブをプランジャの軸線に沿って移動させてプレス
トロークを零にするようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の構成によれば、燃料供給を緊急に停止したい場
合には燃料供給停止制御部材の作動で制御スリーブをプ
ランジャの軸線に沿って移動させてプレストロークを零
にするから、残余燃料はプランジャ内およびポンプ室内
だけの燃料となり、大きな容積の燃料室からの燃料供給
が防止され、残余燃料が少ないので速やかに燃料供給を
停止することができる。しかも本発明の構成は、既存の
制御スリーブを燃料供給停止制御部材に連結するだけの
構造であるから、部品点数が少なく構成が簡単である。

〔実施例〕

以下本発明について、図面に示す一実施例にもとづき説
明する。

第６図は判型燃料噴射ポンプの全体構造を示す断面図で
あり、図中１はポンジノ１ウジングを示す。

ポンプハウジング１内にはプランジャバレル２が嵌挿さ
れており、このプランジャバレル２にはポンプ室３が形
成されている。

上記プランジャバレル２の上端には吐出口体４が取付け
られており、この吐出口体４はバイブを介してエンジン
の燃料噴射弁５に接続されている。

吐出口体４内には吐出弁６が収容されており、この吐出
弁６は上記ポンプ室３に臨んでいる。ポンプ室３内の燃
料圧力がスプリング７の押圧力によって設定される開弁
圧以上になると弁体８が押され、これによりポンプ室３
で加圧された高圧燃料が吐出口体４からエンジンの燃料
噴射弁５へ圧送される。

上記プランジャバレル２にはプランジャ１０の一端が摺
動自在に嵌挿されており、このプランジャ１０の一端は
ポンプ室３に臨んでいる。したがってプランジャ１０の
一端がポンプ室３の燃料を加圧するようになっている。

プランジャ１０の他端はポンプハウジング１の下部に導
かれ、この下端にはばね座１１か連結されている。この
ばね座１１には復帰用スプリング１２の下端が当接され
ている。復帰用スプリング１２の上端はハウジング１に
設けた他のばね座１３に当接しており、したがってプラ
ンジャ１０は復帰用スプリング１２の付勢力を受けて下
向きに押されている。

プランジャ１０の下端に連結されたばね座１１はタペッ
ト１４を押しており、このタペット１４はカムローラ１
５を回転自在に支持している。

カムローラ１５はカム１６に当接している。カム１６は
以下のように構成されている。

すなわち、ハウジング１の下端にはカム室１７が形成さ
れており、このカム室１７にはエンジンのクランク軸に
より回転されるカム軸１８が導入されている。このカム
軸１８には上記カム１６が形成されている。

したがって、エンジンの回転に同期してカム軸１８が回
転するとカム１６が一体に回転し、カムローラ１５を介
してプランジャ１０を押し上げる。

カム面の上死点を過ぎると復帰用スプリング１２の付勢
力を受けてプランジャ１０は押し下げらる。

これによりプランジャ１０は往復移動される。

プランジャバレル２内には燃料室３０が形成されており
、この燃料室３０には燃料供給口２３から図示しない燃
料供給ポンプを通じて燃料が供給される。

このプランジャ１０には燃料導入通路２０が形成されて
いる。燃料導入通路２０は第２図ないし第４図にも示す
ように、一端がプランジャ１０の上端に開口して上記ポ
ンプ室３に連通し、他端がこのプランジャ１０の側面に
開口された吸入ポート２０ａに導通している。吸入ポー
ト２０ａは燃料室３０に開口している。そして、このプ
ランジャ１０の側面には、上記吸入ポート２０ａに連通
ずる制御溝２１が開口されている。この制御溝２１は軸
方向に対して傾斜した溝２２を付加して備えている。

プランジャ１０の外周には、上記燃料室３０内に位置し
て、制御スリーブ２５が摺動自在に嵌挿されている。こ
の制御スリーブ２５には上記制御溝２１と導通および遮
断可能な制御孔としてのスピルポート２６．２６が形成
されている。

制御スリーブ２５の外面には軸方向に沿ってガイド溝３
６が形成されている。このガイド溝３６に対し、ハウジ
ング１側、すなわちプランジャバレル２の内面にはガイ
ドビン３７が突圧されており、このガイドビン３７は上
記ガイド溝３６に摺動自在に嵌挿されている。したがっ
て、制御スリーブ２５が軸方向に移動された場合、これ
らガイドビン３７とガイド溝３６の案内作用により制御
スリーブ２５は回動しないようになっている。

制御スリーブ２５の側面には第１図にも示すように、軸
方向と直交する方向に係止溝２７が形成されている。こ
の係止溝２７には係合レバー２８が係合しており、この
係合レバー２８は燃料噴射時期制御部材としての操作軸
２９に取付けられている。操作軸２９は第１図に示すよ
うに、回動レバー４０が連結されている。回動レバー４
０はリターンスプリング４１により一方向に回動付勢さ
れており、二〇付勢は制御スリーブ２５を下向きに移動
させる力となっている。

上記回動レバー４０には、クランクレバー４２を介して
燃料噴射時期制御兼用の燃料供給停止制御部材としての
電気アクチュエータ、例えばステップモータ４３か連結
されている。このステップモータ４３はコントローラ４
４と電気的に接続されており、このコントローラ４４は
エンジンの運転状況を検出し、この運転状況に応じて上
記ステップモータ４３に作動指令を出すようになってい
る。

したがって、ステップモータ４３が作動すると操作軸２
９が時計回りまたは反時計回りに回動され、この回動に
より制御スリーブ２５はプランジャ１０の軸方向に移動
されるようになっている。

また、プランジャ１０の下端部には第６図に示すように
、平坦面３１が形成され、この平坦面３１にはプランジ
ャ１０の下部に被嵌したコントロールスリーブ３２が係
合されている。このコントロールスリーブ３２はプラン
ジャ１０か軸回りに回動する場合に一体的に回動するが
、プランジャ１０が軸方向に移動する場合はこのプラン
ジャ１０の動きを許す。

コントロールスリーブ３２の上端はボール３３を介して
コントロールラック３４に係合されており、コントロー
ルラック３４は図示しない燃料噴射量制御用ガバナに連
結されている。エンジンの運転状況に応じて上記燃料噴
射量制御用ガバナが作動するとコントロールラック３４
が第６図の紙面と直交する方向に移動され、これにより
コントロールスリーブ３２が回動される。したがってプ
ランジャ１０が軸回りに回動されるようになっている。

このような構成の実施例について作用を説明する。

エンジンにより回転されるカム１６のカム面に追従して
プランジャ１０が下降する際、このプランジャ１０に形
成した吸入ポート２０ａが制御スリーブ２５の下端縁よ
りも下がり、燃料室３０内の燃料が吸入ポート２０ａ、
制御溝２１および燃料導入通路２０を通じてポンプ室３
に導入される。

上記カム１６の作用によりプランジャ１０が上昇される
過程で、制御溝２１および吸入ポート２０ａが制御スリ
ーブ２５にて閉塞された場合に、ポンプ室３内の燃料は
逃げ場が無くなり、したがってポンプ室３内の燃料はプ
ランジャ１０により加圧される。

通常においては、第３図に示す通り、プランジャ１０が
上昇を開始して吸入ポート２０ａが制御スリーブ２５に
て閉塞されるまでの間、つまりプレストロークｐｓを３
〜６１１１１に設定しである。すなわち、ステップモー
タ４３により軸方向に移動される制御スリーブ２５の下
降位置を上記プレストロークｐｓが３〜６ｍｍになるよ
うに規制しである。

制御スリーブ２５が吸入ポート２０ａを閉じた後、ポン
プ室３内の燃料圧力が吐出弁６の開弁圧以上になると弁
体８がリフトされ、これによりポンプ室３の高圧燃料が
吐出口体４から、エンジンの燃料噴射弁５へ圧送される
。

上記プランジャ１０が上昇を続け、その制御溝２１が制
御スリーブ２５に形成したスピルポート２６．２６に導
通ずると、このスピルポート２６．２６を通じて燃料導
入通路２０が燃料室３０に連通する。よって、ポンプ室
３内の燃料は燃料室３０に逃げるようになり、これによ
りポンプ室３内の燃料圧力が低下するので吐出弁６が閉
じ、燃料の供給を停止する。

プランジャ１０は上死点まで上昇し、上死点を過ぎると
カム１６のカム面に追従して下降し、下死点まで下がる
。

この間に、吸入ポート２０ａおよび制御溝２１が制御ス
リーブ２５の下端縁より下がると燃料室３０内の燃料が
吸入ポート２０ａ、制御溝２１および燃料導入通路２０
を通じてポンプ室３に導入される。

以下、上記の作動を繰り返す。

そして、燃料噴射量を制御するには、エンジンの運転状
況に応じて燃料噴射量制御用ガバナを作動させ、これに
よりコントロールラック３４を第６図の紙面と直交する
方向に移動させてコントロールスリーブ３２を回動させ
る。このためプランジャ１０が軸回りに回動される。

このようなプランジャ１０の回動は制御溝２１も一体に
回動させるので、この制御溝２１に形成した傾斜溝２２
も回動変位される。

このため、プランジャ１０のストローク中で傾斜溝２２
のリード面が制御スリーブ２５に形成したスピルポート
２６．２６と連通するタイミングが変わり、すなわちポ
ンプ室３内の燃料を加圧するストロークが変わるので、
燃料噴射量の増減を制御することができる。

一方、燃料噴射時期を制御するには、コントローラ４４
がエンジンの運転状況を検出し、この運転状況に応じて
上記ステップモータ４３に作動指令を出す。ステップモ
ータ４３が作動すると操作軸２９が時計回りまたは反時
計回りに回動され、この回動により制御スリーブ２５は
プランジャ１０の軸方向に移動される。

制御スリーブ２５の移動は下端縁も軸方向に移動させる
ので、プランジャ１０の上昇過程において吸入ポート２
０ａが制御スリーブ２５の下端縁により閉塞されるタイ
ミングが変わり、したがってポンプ室３での燃料加圧開
始時期（−プレストローク）、つまり燃料噴射開始タイ
ミングを制御することができる。

ところで、例えば燃料噴射量制御用ガバナが故障する等
の原因でエンジンが過回転状態になった場合などでは、
直ちにエンジンを停止しなければならない。

このような状態に至った場合、コントローラ４４が第５
図に示すような制御を行う。

つまり、コントローラ４４にはステップ５１で示す通り
、常時エンジンの回転数ｎが入力されている。

この回転数人力ｎとその時の許容最大回転数ｎ、をステ
ップ５２で比較し、回転数人力ｎがその時の許容最大回
転数ｎ、よりも小さい場合は過回転状態ではないから、
ステップ５３で示すようにリターンする。回転数人力ｎ
がその時の許容最大回転数ｎ、よりも大きい場合は過回
転状態であるから、ステップ５４で示すように過回転モ
ードに切り替わり、ステップモータ４３に作動指令を田
す。このステップモータ４３は操作軸２９を第４図に示
すように反時計回りに回動させ、この回動により制御ス
リーブ２５をプランジャ１０の軸方向に沿って下動させ
る。

このため、制御スリーブ２５の下端縁が吸入ボー）２０
ａを閉塞し、プレストロークｐｓを零１：：する。つま
り燃料導入通路２０の入口を閉じることになる。

この結果、エンジン側に燃料が供給されなくなり、エン
ジンは停止する。

この場合、燃料噴射ポンプ内でエンジン側に供給される
燃料は、ポンプ室３と燃料導入通路２゜に残っている燃
料のみであり、これらの燃料量は少ないのでエンジンは
直ちに停止する。

つまり、従来のように、大きな容積をもつ燃料室３０内
の燃料はエンジン側に供給されないので、緊急事態にな
った場合に迅速に燃料の供給を停止することができる。

よって、エンジンの過回転状態を速やかに停止するから
、二次故障を招くことがない。

しかも、上記の構成は、従来から用いられている制御ス
リーブ２５をステップモータ４３で作動させるだけの簡
単な構造で実現できる。

特に、本実施例では、燃料噴射時期制御用のステップモ
ータ４３を燃料供給停止制御用アクチュエータとして兼
用するので、格別な燃料供給停止制御部材を必要としな
くなり、構成がすこぶる簡単である。

また、万が−コントローラ４４やステップモータ４３が
故障しても、リターンスプリング４１が制御スリーブ２
５を下向きに動かして吸入ポート２０ａを閉塞するので
、エンジン側に燃料を供給しなくなり、エンジンを速や
かに停止するから安全性が高いものである。

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

すなわち、上記実施例ではアクチュエータとしてステッ
プモータ４３を用いたか、他のモータやソレノイドなど
を使用してもよい。

また、ステップモータ４３は、燃料噴射時期制御部材と
燃料供給停止制御部材を兼用しているが、これら燃料噴
射時期制御部材と燃料供給停止制御部材を兼用すること
に限らず、これらは別々であってもよい。

さらに、上記実施例では、上記プランジャの外周面に制
御溝を形成するとともに上記制御スリーブに制御孔とし
てのスピルポートを形成したか、逆に、制御溝は制御ス
リーブに形成するとともに制御孔はプランジャの外周面
に形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、燃料供給を緊急に
停止したい場合には燃料供給停止制御部材の作動で制御
スリーブをプランジャの軸線に沿って移動させてプレス
トロークを零にするから、残余燃料はプランジャ内およ
びポンプ室内だけの燃料となり、大きな容積の燃料室か
らの燃料供給が防止されるため残余燃料か少くなり、速
やかに燃料供給を停止することができる。したがって、
エンジンの異常運転状態を速やかに停止し、二次故障を
防止することができる。しかも、既存の制御スリーブを
燃料供給停止制御部材に連結するだけの構造であるから
、部品点数が少なく構成が簡単である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は制御スリーブ
の作動系を示す斜視図、第２図はプランジャと制御スリ
ーブの分解した斜視図、第３図および第４図は制御スリ
ーブの異なる作動状態を示す断面図、第５図はコントロ
ーラの制御手順を示すフローチャート、第６図は燃料噴
射ポンプ全体を示す断面図である。 １・・・ハウジング、２・・・プランジャバレル、３・
・ポンプ室、６・・・吐出弁、１０・・・プランジャ、
１６・・・カム、２０・・・燃料導入通路、２０ａ・・
吸入ポート、２１・・・制御溝、２２・・・傾斜溝、２
５・・・制御スリーブ、２６・・・スピルポート、２９
・・・操作軸、３０　・ 燃料室、 ３４・・・噴射量制御用コ ノ トロール ラック、 ・・・ガイ ド溝、 ３７・・・ガイドピン、 ４３・・・ステップモータ、 コ ／ ト ローラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部にポンプ室および燃料室を形成したバレルと
   、 上記バレルに収容され、一端が上記ポンプ室に摺動自在
   に嵌挿されるとともに他端がエンジンにより駆動される
   カムに連結されてこのカムの作動で往復動されるプラン
   ジャと、 このプランジャに形成され一端が上記ポンプ室に連通し
   他端がこのプランジャの側面に開口された吸入ポートに
   連なり、この吸入ポートを介して上記燃料室に導通され
   た燃料導入通路と、 上記燃料室においてプランジャの外周に摺動自在に嵌挿
   された制御スリーブと、 上記プランジャの外周面または上記制御スリーブのいづ
   れか一方に形成されプランジャの軸線に対して傾斜した
   溝を有し、上記プランジャの側面に開口された吸入ポー
   トに連通する制御溝と、上記プランジャの外周面または
   上記制御スリーブのいづれか他方に形成され上記制御溝
   と燃料室を連通および遮断する制御孔と、 上記プランジャをプランジャ軸線の回りに回転させて燃
   料噴射量を制御するための燃料噴射量制御部材と、 上記制御スリーブをプランジャの軸線に沿って移動させ
   てプレストロークおよび燃料噴射時期を制御するための
   燃料噴射時期制御部材とを具備した燃料噴射ポンプにお
   いて、 上記制御スリーブを燃料供給停止制御部材に連結し、緊
   急に燃料供給を停止したい場合に上記燃料供給停止制御
   部材の作動で上記制御スリーブをプランジャの軸線に沿
   って移動させてプレストロークを零にするようにしたこ
   とを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. （２）燃料供給停止制御部材は燃料噴射時期制御部材に
   より兼用したことを特徴とする第１の請求項記載の燃料
   噴射ポンプ。