JPH04501451A - 内燃機関に用いられる燃料噴射ポンプ - 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】 内燃機関に用いられる燃料噴射ポンプ 本発明は請求項１の上位概念に記載した形式の燃料噴射ポンプから出発する。

このような形式の燃料噴射ポンプはたとえばドイツ連邦共和国特許第Ｐ３８０４ ０２５号明細書から知ることができる。燃料噴射ポンプの前記公知の構成では、 噴射弁の噴射開口に対する多数のポンプの燃料流の分配が回転スライド弁によっ て行われ、この回転スライド弁は、轡関軸に対するあらかじめ規定された伝達比 で同期的に回転運動で駆動される。噴射量と噴射時機との制御は、電磁弁によっ てオーバフロー通路が放圧容積にまで開制御されるか、もしくは閉鎖されること により行われる。燃料流を内燃機関の多数のシリンダに分配することが必要であ ることから、内燃機関のシリンダ数が増加すると、回転スライド弁のその都度、 ジオメトリ的理由に基づき提供される角度範囲は減少する。このような角度範囲 を介して電磁弁を用いて個々のシリンダに関する噴射量と噴射時機とに影響を与 えることができる。回転運動のためだけに枢動される回転スライド弁は長時間の 運転後に摩耗を生じる傾向があり、このような摩耗はがイド内での回転スライド 弁の喰付きにまで発展し得る。

請求項１の特徴部に記載した本発明による燃料噴射ポンプを用いると、回転スラ イド弁の軸方向摺動によってがイド内での回転スライド弁の喰付きを阻止する可 能性が提供される。それと同時に、個々のシリンダに対する燃料流を分配するた めの周方向に延びる切欠きを適宜に構成した場合の回転スライド弁の軸方向摺動 および／または回転駆動装置に対する回転スライド弁の相対回動は、分配のため に役立つ前記回転スライド弁の溝の周方向で測定された長さを構成するジオメト リ範囲に基づき可能となるよりも大きな角度範囲にわたって噴射時機を調節する 可能性を提供する。特に４つよシも多いシリンダを備えた内燃機関においては、 つきりと認められる。

内燃機関の１つのシリンダの噴射開口に対して燃料流を分配するための有効角度 範囲をシフトするため゛には、回転スライド弁がその回転位置もしくは摺動位置 で内燃機関の運転パラメータに関連して位置固定可能であると有利である。この 場合、内燃機関の運転パラメータとしては、第１に内燃機関の回転数、または内 燃機関の回転数と関連した制御量、たとえば機関軸に対して同期的に一緒に駆動 される燃料ポンプの燃料圧、オイル圧またはこれに類するものが挙げられる。相 応する制御量は遠心調速磯によっても引き出され得る。

回転スライダ弁の回転軸線の方向における運転パラメータに関連した前記回転ス ライド弁のその都度所望の摺動位置に影響を与えるためには、回転スライド弁が 前記回転軸線の方向で、運転パラメータに関連して調節可能なストッパに当接す るまで摺動可能であると有利である。このような別個のストッパを設ける手段は 、ストッパを調節するために運転パラメータに関連した圧力を利用することを簡 単に可能にする。この場合、有利な構成では、調節可能なストッパが回転数に関 連した圧力をハイドロリック式に供給可能なストッパピストンとして構成されて いる。このような別個のストッパピストンの代わりに、簡単な形式で回転スライ ド弁自体がピストンとして構成されていてもよく、この場合、ピストンとして構 成されたこのような回転スライド弁のピストン端面への圧力媒体の供給を回転ス ライド弁の摺動のために利用することができる。この場合、このピストンの作業 室には回転スライド弁に作用するばねの力に抗して圧力媒体が供給可能であると 有利である。回転スライド弁を摺動させる目的のために適Ｉ−た圧力はポンプの 高圧側から直接に導出され得る。ピストンとして構成された回転スライド弁に、 このようなポンプ圧が供給される場合に、本発明の有利な構成では、ピストンと して構成された回転スライド弁の作業室が絞りと、場合によっては正圧弁とを介 して戻し、導管と接続されている。ポンプ圧は絞りを介して減じられ、この場合 、燃料の動的流れ特性を考慮して、内燃機関の運転パラメータに相応する摺動圧 が、回転スライド弁のピストンとして構成された側に生ぜしめられる。回転スラ イダがたんに回転軸線の軸方向にしか摺動されない場合や、シリンダに燃料流を 分配するための周方向に延びる溝の特別な調整が同時に行われないような場合に は、軸方向の摺動に基づき、回転スライド弁の喰付きが阻止されるという利点し か得られない。しかし付加的に、回転スライド弁の周方向に延びる前記分配に役 立つ溝の構成が変えられるか、または駆動装置に対する回転スライド弁の相対的 な回動が行われると、電磁弁によって噴射過程に影響を与える角度範囲を調節す ることができる。この場合、本発明の有利な別の構成では、回転スライド弁がは す歯または溝を介して回転駆動装置と連結されている。はす園または溝を介した 回転スライド弁の回転駆動装置とのこのような連結は、回転スライド弁の軸方向 摺動と同時に、はすｌ！！！または溝に基づき回転駆動装置に対する回転スライ ド弁の相対回動を生ぜしめる。この場合、本発明の特に簡単な構成では、回転ス ライド弁が、回転軸線に対してほぼ半径方向に向けられた少なくとも１つのぎン を介して、回転駆動装置と結合された中空の駆動車の内周面に設けられた溝に係 合しており、これにより特にコンパクトな構成が得られる。

回転スライド弁の同期的な回転駆動は直接に機関軸によって簡単に引き出され得 る。ポンプカム軸はプランジャポンプの数が僅かな場合でも均一な圧力レベルを 得るために、相応にできるだけ低いけれども回転スライド弁の駆動軸よりは高い 回転数で駆動され得る。

このために、有利な構成では、回転スライド弁の中空の駆動車が、ポンプカム軸 の歯車と噛み合う歯車として構成されており、ポンプカム軸の１車が、回転スラ イド弁の中空の駆動車よりも小さな直径を有している。

回転駆動装置に対する回転スライド弁の相対回動なしで回転スライド弁の単純な 軸方向摺動によって、噴射過程の制御のために有効となる角度範囲のシフトを得 たい場合、このことは、回転スライド弁がその局面に、軸線に対して斜めに延び る制御溝を有していることによって簡単に達成され得る。軸線に対して斜めに延 びるこのような制御溝の構成では、前記制御溝の惺が、前記制御溝に開口してい る孔の直径にほぼ相当していてよい。しかしながら有効な角度範囲を調節するた めに、駆動装置に対する回転スライド弁の相対回動と一緒に回転スライド弁の軸 方向摺動を生ぜしめたい場合に、本発明の有利な構成では、回転スライド弁の周 方向溝が、回転駆動装置に対する回転スライド弁の相対回動時に生じる回転スラ イド弁の軸方向での最大摺動距離に少なくとも等しく形成された、軸方向で測定 された幅を有している。同じく回転スライド弁の軸方向摺動時には、圧力下の燃 料の供給が軸方向でのいかなる摺動位置においても確保されなければならない。

このために本発明の有利な構成では、吐出側のポンプ接続部と接続された回転ス ライド弁の周方向溝が、軸方向において回転スライド弁の最大軸方向摺動距離に 相当する幅を有している。

軸方向における回転スライド弁の摺動のために適している流体圧力を得るために 本発明の簡単な構成では、噴射時機および噴射時間もしくは噴射量が、戻し導管 に開口した電磁弁によって規定可能であり、この電磁弁がポンプの吐出側導管に 接続されており、プランジャとして構成された回転スライド弁の作業室または調 整プランジャの作業室を介して前記電磁弁と、絞りとが戻し導管に接続されてお り、これによりそれと同時に％にコンパクトな構成寸法が得らレル。

機関シリンダの数Ｚとは無関係に再現可能な噴射量が得られるようにするために は、ポンプ回転数対機関回転数の伝達比の適宜な設定により、ポンプ搬送率が噴 射の間にシリンダごとにそれぞれ等しくなるようにすると望ましい。６シリンダ ・偏心体ポンプでは、前記伝達比が式（Ｚ・１２０ｏ）／７２００に基づいて設 定されると有利でアル。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。この実施例において第１ 図は本発明による燃料噴射ポンプの第１実施例を回転スライド弁の範囲で示す部 分的な断面図を示しており；第２図は第１図に類似゛　した図において本発明に よる燃料噴射ポンプの変化実施例を示しており、第３図は、回転スライド弁の軸 方向運動によって同回転スライド弁の喰い付きを充分に阻止しようとするような 別の変化実施例を示している。

第１図には、符号１で分配燃料噴射ポンプのポンプケーシングが示されており、 このポンプケーシングには、分配器として作用する回転スライド弁２が円筒状の 孔３に回転可能にかつ軸方向で摺動可能に配置されている。回転スライド弁２は 中空の１車４を介して駆動される。この歯車はポンプカム軸（図示しない）に設 けられた歯車５と噛入合っている。この場合にポンプカム軸の歯車５は回転スラ イド弁２の駆動歯車４よりも小さい直径を有しており、この場合、多数のポンプ プランジャを介して圧力をかけられた燃料を供給導管６を介して回転スライド弁 に供給するポンプカム軸（図示しない）の回転数と、回転スライド弁２の回転数 との間の所望の伝達比を前記両歯車４．５の寸法設定によって調整することがで き、この場合、回転スライド弁２は内燃機関の駆動軸と同期的にその都度、前記 駆動軸の半分の回転数で駆動されるようになっている。符号６で示した供給導管 、つまシ個々のポンプエレメントからの圧力下の燃料のための捕集導管であるよ うな前記供給導管を介して、圧力下の燃料は環状室７に流入する。この環状室は 回転スライド弁２の軸方向に延びる周方向切欠きもしくは溝によって形成される 。さらに、回転スライド弁２の周方向溝７の範囲には、電磁弁８に通じた導管９ が開口しており、この場合、電磁弁８は噴射開始時機も、噴射量もしくは噴射時 間をも制御する。電磁弁の開放された位置において同電磁弁を介して閉制御され た圧力下の燃料は、回転スライド弁２とその回転駆動装置との相対的な軸方向摺 動および／または相対的な回動によって一層大きな可能な噴射範囲を得るために 、孔１０ｔ−介して回転スライド弁２によって制限された作業室１１に、つまり ストッパピストンとしても構成された回転スライド弁の作業室１１に流入する。

このことは、後で詳しく説明する。作業室１１内の圧力は圧力保持弁１２を介し て調節され、作業室１１から流出した燃料はタンクに通じた符号１３で概略的に 示した戻し導管に鬼人する。

噴射のためには、電磁弁８の閉鎖後に圧力下の燃料が回転スライド弁の環状室も しくは周方向溝７から、前記回転スライド弁の軸線１４に対して斜めに延びる孔 １５に流入する。この孔は前記回転スライド弁の局面に配置された切欠きもしく は溝１６に通じており、この溝は回転スライド弁の相応する回転位置において供 給導管１７を介して、概略的に示した噴射弁１８に圧力下の燃料を供給する。圧 力補償のためには、切欠＠１６に、孔１５の角度に対応する角度で回転スライド 弁に設けられた圧力補償孔１９が開口している。

内燃機関のシリンダ数に相応して、孔１７と同様に均一に分配されて、機関シリ ンダの個々の噴射弁に通じた相応する数の供給孔が設けられており、また、個々 のシリンダにおける噴射過程を分割にするために、機関軸に対して同期的に行わ れる回転スライド弁２の回転運動においてそれぞれ制限された角度範囲しか提供 され℃いない。噴射のために有効となる角度範囲を、ジオメトリ条件によって与 えられた範囲よシも大きな範囲で変える０とができるようにするためには、回転 スライド弁２が駆動−車４に対して相対的に摺動され、かつ／または回動させら れる。この目的のためには、回転スライド弁２に回転スライド弁軸線１４に対し てほぼ半径方向に延びるピン２０が設けられている。このピンは、駆動歯車４の 内周に設けられた、概略的に図示した回転スライド弁軸線１４に対して斜めに延 びる溝２１に係合している。回転スライド弁２が軸方向にシフトされると、斜め の溝２１に係合した半径方向のピン２０を介して駆動１車４に対する回転スライ ド弁２の相対的な回動が行なわれ、したがって切欠き１６は別の時機で、つまり 機関駆動軸の別の角度範囲において、噴射弁に通じた孔１７と合致する位置に到 達するので、噴射開始を広い範囲で調整することができるようになる。この場合 に回転スライド弁は作業室１１に生ぜしめられた圧力を介して制御ピストン２２ への当接状態を保持される。この制御ピストンはばね２３によって負荷されてい る。制御ピストンは、概略的に示した供給導管２４を介して運転パラメータ、た とえばエンジンオイル圧またはがンリン供給圧に関連して負荷をかけられる。制 御ピストンの生じる軸方向運動、ひいては回転スライド弁の軸方向運動は上述し たように、斜め溝２１内を移動する半径方向のピンを介してポンプ駆動軸に対す る、ひいては機関駆動軸に対する回転スライド弁２の相対的な回転運動を加えら れる。回転スライド弁２の軸方向摺動を考慮するために、供給部６と協働する切 欠き７も、孔１７を介して各１′）の噴射弁と協働する切欠き１６も回転スライ ド弁の軸方向に延びる相応する喝を有しており、この幅は回転スライド弁２の軸 方向の最大摺動距離に相当している。

斜め溝に係合した半径方向のピンを介して駆動歯車４に対して相対的に回転スラ イド弁２を回転させる代わりに、回転スライド弁２と、駆動歯車４の内周とには す−が設けられてｂてもよい。これによって回転スライド弁２の軸方向運動が駆 動歯車４に対する相対的な回動に変換される訳である。

さらに第１図には、符号２５で漏れ孔が示されており、この漏れ孔は回転スライ ド弁２に設けられた周方向溝２６と協働する。

第２図に示した実施例において同じ構成部分に関しては、第１図のものと同じ符 号で示す。この場合、同じく回転スライド弁２の軸方向運動が、噴射のために有 効となる角度範囲を調節するための駆動歯車４に対する回転スライド弁２の相対 的な回転運動を生ぜしめるために利用される。この場合に、軸方向における回転 スライド弁への負荷はばね２７によって負荷されたピストン２８を介しで行われ 、また、ピストンとして構成された回転スライド弁２の前記作業室１１内での軸 方向摺動は軸方向位置を、ひいては駆動歯車に対する相対回転位置を調節するた めに利用される。電磁弁８を介して閉制御された燃料流は作業室１１から絞り２ ９を介して戻し導管１３に流入してタンクに到達する。回転数が増大するにつれ て、作業室１１に流入する燃料量は増大し、したがって作業室１１には高い平均 圧力レベルが生じる。このような平均圧力レベルに基づき、回転スライド弁２は ばね負荷されたピストン２８に抗してシフトされる。さらに、絞り２９に対する バイパス導管３０には、正圧弁５１が接続されるので、調整距離の移動後に、つ まりピストン２８がストッパ３２に当接した後に、正圧弁は戻し導管１３に開く 。この場合に絞り２９と、ばね２７のプレロードカとの調整は、規定された回転 数が越えられた場合にしか回転スライド弁の軸方向運動が行われないように行わ れる。さらに、回転スライド弁２の規定されてない運動を招いてしまうような作 業室１１内で場合によって生じてしまう圧力脈動化はばね特性の適宜な構成によ って減衰され得る。

噴射のために有効となる角度範囲を変えるために回転スライド弁の軸方向摺動を 駆動車４に対する相対回動に変換する代わりに、別の構成では回転スライド弁２ が軸方向でのみ７７トされるようになっている。この場合には、噴射弁１８に通 じた個々の供給孔１７と協働する、最大の軸方向シフト距離に相当する幅にわた って延びる周方向溝もしくは切欠＠１６の代わシに、この周方向溝が回転スライ ド弁２の軸線１４に対して斜めに構成されるので、異なる回転位置での回転スラ イド弁２の軸方向摺動時に供給孔１７の擦過が行われる。しかし、当然ながら前 記周方向切欠き１６は第１図および第２図に示した実施例に比べて大きな角度範 囲にわたって延びていなければならない。

第３図には、回転スライド弁２の変化実施例が示されている。この回転スライド 弁はやはり駆動車４を介してポンプ駆動軸もしくは機関軸と結合されている（詳 しく図示しなめ）。供給孔６を介して燃料は回転スライド弁２の周面に設けられ た切欠＠３３を経て回転スライド弁の軸方向の通路３４に流入する。この場合、 相応する角度位置において圧力下の燃料が、別の平面に配置された切欠き３５を 介して、噴射弁に通じた供給導管３６に流入する。軸方向の通路３４を介して別 の周方向溝３７が放圧孔３８と接続されており、この放圧孔には電磁弁８と同様 の電磁弁３９が接続されている。電磁弁３９を介して閉制御された燃料流は導管 ４０を介して再び作業室４１に流入する。この作業室は戻し導管４２と接続され ている。閉制御時に戻し導管にはその都度圧力波が生ぜしめられるので、回転ス ライド弁２は軸方向に負荷されて、ばね４３のばね力に抗して軸方向に移動させ られる。戻し導管４２には第１図および第２図に示した構成とは異なり圧力保持 弁も絞りも正圧弁も接続されていないので、作業室４１内に圧力波が生じた後に 圧力は迅速に再び低下し、回転スライド弁２はばね４３の力によって再びその標 準位置に戻される。こうして、回転スライド弁２の振動性の軸方向運動が回転運 動に重畳され、この場合、この振動性運動に基づき回転スライド弁２の喰い付き を阻止することができる。これにより一層好都合な潤滑特性が生ぜしめられ、こ のような潤滑特性は特にがソリン運転時では極めて重要となる。したがって第１ 図および第２図に示した構成とは異なり、この構成では運転パラメータに関連し て設定された軸方向の摺動位置および／または駆動車４に対する相対回動位置に おける回転スライド弁２の位置固定が行われないので、噴射のために有効となる 角度範囲の調節は行われない。

ＦＩＧ、　３ 国際調査報告 一一一四Ｆ−−−−ｗａ−ＰＣＴ／ＤＥ９０１００５７３国際調査報告 ＰＣＴ／ＤＥ　９Ｇ１００５７３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．火花点火式の内燃機関に用いられる燃料噴射ポンプ、特に燃料直接噴射装置 であって、圧力下の燃料流を形成するための少なくとも１つのポンプと、燃料流 を内燃機関の少なくとも１つの噴射開口に対応させかつ／またはポンプ圧下にあ る燃料流を戻し導管に導出させるための、内燃機関の駆動軸に対して同期的に運 動させられる回転スライド弁とが設けられている形式のものにおいて、前記回転 スライド弁（２）が、回転軸線（１４）の方向に制限されて摺動可能でかつ／ま たは前記回転スライド弁（２）の回転駆動装置に対して相対的に制限されて回転 可能に支承されていることを特徴とする、内燃機関に用いられる燃料噴射ポンプ 。 ２．前記回転スライド弁（２）の回転位置と摺動位置とが、内燃機関の運転パラ メータに関連して規定可能である、請求項１記載の燃料噴射ポンプ。 ３．前記回転スライド弁（２）がその回転軸線（１４）の方向で、運転パラメー タに関連して調節可能左ストツパに当接するまで摺動可能である、請求項１また は２記載の燃料噴射ポンプ。 ４．調節可能な前記ストッパが、回転数に関連した圧力をハイドロリツク式に供 給可能なストッパピストン（２２）によつて構成されている、請求項１から３ま でのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。 ５．前記回転スライド弁（２）がピストンとして構成されており、該ピストンの 作業室（１１，４１）が、前記回転スライド弁（２）に作用するばね（２７，４ ３）の力に抗して圧力媒体を供給可能である、請求項１から３までのいずれか１ 項記載の燃料噴射ポンプ。 ６．ピストンとして構成された前記回転スライド弁（２）の作業室（１１）が、 絞り（２９）と、場合によつては正圧弁（５１）とを介して戻し導管（１３）と 接続されている、請求項５記載の燃料噴射ポンプ。 ７．前記回転スライド弁（２）が、はす歯または斜めの溝を介して回転駆動装置 と連結されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。 ８．前記回転スライド弁（２）が、回転軸線に対してほぼ半径方向に向けられた 少なくとも１つのピン（２０）を介して、回転駆動装置と結合された中空の駆動 車（４）の内周面に設けられた斜めの溝（２１）に係合している、請求項１から ７までのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。 ９．前記回転スライド弁（２）の前記中空の駆動車（４）が、ポンプカム軸の歯 車（５）と噛み合う歯車として構成されており、ポンプカム軸の前記歯車（５） が、前記回転スライド弁（２）の前記中空の駆動車（４）よりも小さな直径を有 している、請求項８記載の燃料噴射ポンプ。 １０．前記回転スライド弁（２）がその周面に、軸線に対して斜めに延びる制御 溝を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。 １１．前記回転スライド弁（２）に設けられた周方向溝（１６）が、回転駆動装 置に対する前記回転スライド弁（２）の相対回動時に生じる前記回転スライド弁 （２）の軸方向での最大摺動距離に少なくとも等しく形成された、軸方向で測定 された幅を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料噴射ポン プ。 １２．吐出側のポンプ接続部（６）と接続された前記回転スライド弁（２）の周 方向溝（７）が、軸方向において前記回転スライド弁（２）の軸方向での最大摺 動距離に相当する幅を有している、請求項１から１１１でのいずれか１項記載の 燃料噴射ポンプ。 １３．噴射時機および噴射時間もしくは噴射量が、戻し導管に開口した電磁弁（ ８，３９）によつて規定可能であり、該電磁弁がポンプの吐出側の導管（９，３ ８）に接続されており、ピストンとして構成された前記回転スライド弁（２）の 作業室（１１，４１）または調整ピストンの作業室を介して前記電磁弁（８，３ ９）と、絞りとが前記戻し導管（１３，４２）と接続されている、請求項１から １２までのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。 １４．３シリンダ・偏心体ポンプの場合に、ポンプ回転数対機関回転数の伝達比 がファクタ（Ｚ・１２０°）／７２０°に相応して設定されており、この場合、 Ｚは機関シリンダの数を表わす、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃 料噴射ポンプ。