JPH04353262A - 燃料噴射装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プランジャを回転させ
ないで往復運動させて調量した燃料をガソリン機関、デ
ィーゼル機関等の内燃機関に燃料を圧送する燃料噴射装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁弁の開閉によって燃料の
調量を行なうようにした燃料噴射装置として、特開平２
−１６１１３６号公報に開示されるものがある。この燃
料噴射装置によれば、噴射時期制御用電磁弁に通電され
ると弁部材が弁座に着座して燃料リターン通路が遮断さ
れることにより、プランジャの上昇に伴いポンプ室内の
燃料が加圧され、加圧された燃料の圧力が所定値以上に
なったとき吐出弁を開いて高圧噴射管より燃料が噴射さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃料噴射装置によると、燃料噴射時、ポンプ
室が加圧されると、プランジャ外周面とシリンダ内周壁
面との隙間から燃料がカム室にリークし、このリークし
た燃料が内燃機関用の潤滑油に混入する。そのため、潤
滑油よりも粘度の低い燃料が内燃機関用の潤滑油を希釈
するので、潤滑油による内燃機関各部の潤滑、冷却等が
不充分となり機関の信頼性が低下するという問題がある
。本発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、燃料噴射装置のプランジャとシリンダ内周壁
間の隙間からの燃料のリークを低減し、燃料による内燃
機関用潤滑油の希釈を抑え、内燃機関の信頼性の低下を
防止するようにした燃料噴射装置を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明による燃料噴射装置は、内燃機関の駆動力によ
って回転されるカムシャフトと、このカムシャフトの回
転に応動してシリンダ内周壁面を往復摺動するプランジ
ャと、前記プランジャ端面とシリンダ内周壁面とにより
形成されるポンプ室と、このポンプ室と低圧側燃料通路
とを結ぶ通路を開閉する噴射時期制御弁と、前記ポンプ
室で加圧された燃料をその燃料の圧力が所定値以上にな
ったとき高圧側燃料通路に吐出する吐出弁と、前記シリ
ンダ内周壁に形成される環状のリーク燃料回収溝と、こ
のリーク燃料回収溝と前記低圧側燃料通路とを結ぶリー
ク通路と、前記シリンダに固定され、前記プランジャの
外周面に液密に接触される環状シール部材とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明の燃料噴射装置によれば、プランジャと
シリンダ内周壁間からリークしようとする燃料は、リー
ク燃料回収溝に捕集されるとともに、圧力差を利用して
リーク通路を経て低圧側燃料通路に積極的に回収される
。同時に、環状シール部材によって、カムシャフト側へ
の燃料のリークが抑えられる。そのため、リーク燃料に
よる内燃機関用潤滑油の希釈を低減するため、内燃機関
の潤滑を損なうことはなく、内燃機関の信頼性の低下を
防止するとともに、潤滑油の寿命が長くなる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。ディーゼル機関の燃料噴射装置に適用した本発
明の第１実施例を図１に示す。噴射ポンプ１は列型のも
ので、ポンプハウジング２にディーゼル機関の気筒数に
対応した個数のシリンダ３が設けられ、このシリンダ３
内にプランジャ４が往復摺動自在に挿入されている。プ
ランジャ４の下端はシリンダ下端３ａに対しスプリング
６により下方に付勢されるタペット７に係合され、タペ
ット７はローラ８を介してカムシャフト９のカム１０に
当接する。カム室１１に設けられるカムシャフト９は、
図示しないディーゼル機関のクランクシャフトに連結さ
れて回転駆動される。プランジャ４の上方はプランジャ
端面４ａとシリンダ３の内周壁により画定されるポンプ
室１２が形成される。ポンプ室１２は、シリンダ３に形
成される吐出ポート１４に連通し、吐出ポート１４にス
プリング１５によって該吐出ポート閉方向に付勢される
吐出弁としてのボール１６が介装される。吐出ポート１
４は、ボール１６を通して高圧噴射管１８に連通する。

【０００７】ポンプハウジング２の上部には噴射時期制
御用電磁弁２０が組付けられている。噴射時期制御用電
磁弁２０の電磁弁ハウジング２２に固定されるバルブボ
ディ２４に摺動自在に弁部材２６が挿入され、この弁部
材２６の先端にシート部２８が形成される。弁部材２６
に固定されるアーマチュア３０は、スプリング３１によ
って下方に付勢されるとともに、コイル３２に通電され
ると電磁吸引力により鉄芯３３に吸引される構成になっ
ている。シート部２８のバルブポート２４ａへの離着に
よって、ポンプ室１２と低圧燃料通路３９とを結ぶバル
ブポート２４ａを開閉する。低圧燃料通路３９にはポン
プ室１２に燃料を圧送する燃料ポンプ３８が介装されて
いる。

【０００８】そして、プランジャ４を摺動自在に収納す
るシリンダ３には、環状溝３ｂが形成され、プランジャ
４の外周に常に接触するように環状溝３ｂに環状シール
部材４０が設けられている。この環状シール部材４０の
噴射時期制御用電磁弁２０側のシリンダ内周壁には環状
のリーク燃料回収溝４２が形成され、このリーク燃料回
収溝４２は、リーク通路４４によって低圧燃料通路３９
に連通している。シリンダ３とプランジャ４との間には
、良好な摺動と焼付防止のために数μｍのクリアランス
が形成されている。噴射時期制御用電磁弁２０は、図示
しない制御ユニット（ＥＣＵ）からの指令によってコイ
ル３２への通電およびその停止によって噴射時期を制御
する。すなわち図示しない制御ユニット（ＥＣＵ）が図
示しないコモンレールの圧力を噴射時期として演算し、
この噴射時期を実現するタイミングでコイル３２に通電
する。

【０００９】次に作動について説明する。燃料タンク３
６から燃料ポンプ３８によって汲み上げられた燃料は、
シート部２８が開の時、低圧燃料通路３９からシート部
２８の周囲を通ってポンプ室１２に充満される。カムシ
ャフト９の回転に伴い、カム１０に当接するローラ８お
よびタペット７を介してプランジャ４が上昇すると、ポ
ンプ室１２内の燃料は、バルブポート２４ａから低圧燃
料通路３９に戻される。次いで、コイル３２への通電に
よってスプリング３１に抗してアーマチュア３０および
弁部材２６が鉄芯３３に吸引されると、シート部２８が
バルブポート２４ａに着座するため、ポンプ室１２内の
燃料の排出が停止される。ポンプ室１２の燃料は、プラ
ンジャ４の上昇とともに加圧されて高圧になり、この燃
料の圧力がスプリング１５の設定圧を超えると燃料がボ
ール１６を押し開いて高圧噴射管１８から噴射される。

【００１０】ポンプ室１２で加圧された燃料の一部は、
シリンダ３とプランジャ４との間のクリアランスよりリ
ークしようとするが、このリークした燃料は、リーク燃
料回収溝４２からリーク通路４４を通って低圧燃料通路
３９に戻される。残りのリーク燃料は、シリンダ内周壁
に沿って環状シール部材４０の部分まで降下する。しか
し、環状シール部材４０が適度な接触圧でプランジャ４
と接触するため、リーク燃料のカム室１１側への通過は
妨げられる。またプランジャ４の往復運動にともない環
状シール部材４０の接触部分がリーク燃料を掻き上げる
ので燃料がプランジャ４に付着するために起きる付着リ
ークの量も低減される。

【００１１】したがって図示しないディーゼル機関のク
ランクシャフトによってカムシャフト９が駆動されると
き、ポンプ室１２の燃料によってカム室１１の潤滑油が
希釈されることはほとんどなく、潤滑油の良質な潤滑性
および冷却性が確保される。またカム室１１内の潤滑油
は、掻き上げられてプランジャ４の下部に接触すること
はあっても、シール部材４０の接触部にてシールされる
ので、ポンプ室１２の燃料に混入することはない。この
ため、ディーゼル機関の燃料に潤滑油が混入することに
より排出ガスに白煙が生じる等の悪影響を及ぼすことが
ない。

【００１２】本発明の第２実施例を図２に示す。第２実
施例は、前記第１実施例の第１のリーク燃料回収溝４２
と、シール部材４０との間に第２のリーク燃料回収溝５
０を形成した例である。第２のリーク燃料回収溝５０は
、第２のリーク通路５１によって燃料タンク３６に連通
する。この実施例では、第１のリーク燃料回収溝４２に
おいて吸入燃料圧まで減圧されたリーク燃料は、大気圧
開放された第２のリーク溝５０においてさらに大気圧ま
で減圧される。これによりリーク燃料とシール部材４０
の下方の大気圧部分との圧力差がなくなるため、圧力差
に起因するカム室１１側への燃料リークが効果的に防止
される。また、シール部材４０によってシールしなけれ
ばならない必要圧が低下されるため、シール効果が向上
されるともに、プランジャ４との接触圧を低下させられ
るので、シール部材４０の摩耗量を減少させることがで
きる。なお、この第２実施例の他の構成部分については
第１実施例と同様であるので、実質的に同一の構成部分
については同一符号を付し、説明を省略する。以下の実
施例についても同様である。

【００１３】本発明の第３実施例を図３に示す。第３実
施例では、リーク燃料回収溝５０をリーク通路５１によ
って燃料タンク３６に連通したものである。この実施例
においても、プランジャ４の上昇時、ポンプ室１２内の
燃料が加圧され、この加圧された燃料がプランジャ４と
シリンダ３の間のクリアランスからリークしようとする
が、このリーク燃料はリーク燃料回収溝５０に回収され
大気圧開放されるリーク通路５１から燃料タンク３６に
戻される。またシール部材４０によってプランジャ４の
外周面とのシール性が高められるため、リーク燃料のカ
ム室１１へのリークが抑えられる。

【００１４】本発明の第４実施例を図４に示す。第４実
施例は、スピル制御電磁弁を用いたもので、燃料タンク
３６から燃料ポンプ３８によって汲上げた燃料を、直接
ポンプ室１２に圧送するようにした例である。シリンダ
内周壁に形成されるリーク燃料回収溝４２は、リーク通
路５５によって低圧燃料通路５４に連通している。また
ポンプ室１２は、噴射時期制御用電磁弁２０のシート部
５８の周囲を経て燃料戻し通路６０によって燃料タンク
３６に連通している。この噴射時期制御用電磁弁２０は
、スピル制御弁であって、コイル３２に通電されるとス
プリング３１に抗してアーマチュア３０および弁部材２
６が鉄芯３３に吸引されてシート部５８を開状態にする
ものである。すなわち第１実施例とは異なり、通電時、
開弁する構成となっている。この第４実施例においては
、プランジャ４とシリンダ３の内周壁の間のクリアラン
スは、燃料はリーク燃料回収溝４２からリーク通路５５
を経て低圧側の低圧燃料通路５４に回収される。またシ
ール部材４０によってプランジャ４の外周がシールされ
るためリーク燃料のカム室１１へのリークが抑えられる
。

【００１５】次に、シリンダとプランジャとの間のクリ
アランスをシールするシール部材の具体的な構造を図５
および図６に示す。図５に示す第５実施例によるシール
部材は、シリンダ３の内周壁面に第１環状溝６２および
第２環状溝６３を形成し、これらの第１環状溝６２およ
び第２環状溝６３に第１メカニカルシール６４、第２メ
カニカルシール６５を挿入した例である。２個の環状メ
カニカルシールによってシール性がさらに高められると
いう構成である。図６に示す第６実施例によるシール部
材は、シリンダ３の下端３ｃにプランジャ４の外周に位
置する環状溝６６を形成し、この環状溝６６に環状のメ
カニカルシール６８を挿入した例である。メカニカルシ
ール６８は、シリンダ３の下面３ｂに固定される固定板
７０によって環状溝６６にメカニカルシール６８が固定
される。

【００１６】次に、シリンダ３にシール部材を固定する
固定手段を図７および図８に示す。図７に示す第７実施
例によるシール固定手段は、圧入部材７２を用いた例で
ある。組付手順はシール部材４０を環状の圧入部材７２
に挿入し、これらの圧入部材７２とシール部材４０を環
状溝６６に嵌合し、押板７３で固定する。また、図８に
示す第８実施例によるシール固定手段は、環状溝６６に
シール部材４０を挿入し、環状溝７６にＣリング７４を
嵌め込み、シール部材４０を環状溝６６に固定した例で
ある。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料噴射
装置によれば、プランジャの外周とシリンダの内周壁間
のクリアランスからの燃料リークを圧力差を利用して低
圧側に逃すリーク回収溝ならびにプランジャ外周に常に
接触する環状シール部材を設けたため、リーク燃料が内
燃機関の潤滑油に混合されることが阻止されるので、内
燃機関の潤滑油の潤滑特性ならびに冷却特性が損なわれ
ず内燃機関の信頼性が高められるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図２】本発明の第２実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図３】本発明の第３実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図４】本発明の第４実施例による燃料噴射装置を示す
断面図である。

【図５】本発明の第５実施例によるシール部材を示す部
分断面図である。

【図６】本発明の第６実施例によるシール部材を示す部
分断面図である。

【図７】本発明の第７実施例によるシール部材固定手段
を示す断面図である。

【図８】本発明の第８実施例によるシール部材固定手段
を示す断面図である。

【符号の説明】

３　　　　シリンダ ４　　　　プランジャ ４ａ　　プランジャ端面 ９　　　　カムシャフト １２　　　　ポンプ室 １６　　　　ボール（吐出弁） １８　　　　高圧噴射管（高圧側燃料通路）２０　　　
　噴射時期制御用電磁弁（噴射時期制御弁）２４ａ　　
バルブポート（通路） ３９　　　　低圧燃料通路（低圧側燃料通路）４０　　
　　環状シール部材 ４２　　　　リーク燃料回収溝 ４４　　　　リーク通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の駆動力によって回転されるカム
   シャフトと、このカムシャフトの回転に応動してシリン
   ダ内周壁面を往復摺動するプランジャと、前記プランジ
   ャ端面とシリンダ内周壁面とにより形成されるポンプ室
   と、このポンプ室と低圧側燃料通路とを結ぶ通路を開閉
   する噴射時期制御弁と、前記ポンプ室で加圧された燃料
   をその燃料の圧力が所定値以上になったとき高圧側燃料
   通路に吐出する吐出弁と、前記シリンダ内周壁に形成さ
   れる環状のリーク燃料回収溝と、このリーク燃料回収溝
   と前記低圧側燃料通路とを結ぶリーク通路と、前記シリ
   ンダに固定され、前記プランジャの外周面に液密に接触
   される環状シール部材とを備えたことを特徴とする燃料
   噴射装置。