JPH05149151A - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】微小な噴射量の変化に対して急激な遅角特性を
得ることができ、新規なＬＳＴ規格を満足することがで
きる分配型燃料噴射ポンプを提供する。 【構成】遠心力ガバナ５０のガバナスリーブ３３に軸方
向に離間して複数のオリフィス５１、５２およびこのガ
バナスリーブの内面に環状溝５３、５４を設け、ガバナ
シャフト３９には上記ガバナスリーブの移動によりこれ
ら各環状溝に導通して燃料を燃料逃がし通路５７に導く
複数のリング溝５５、５６を設けた。 【作用】ガバナスリーブの移動により複数の環状溝がそ
れぞれガバナシャフトの複数のリング溝と同時に連通す
るようになり、逃がし経路の面積を増すことができるの
でハウジング内の燃料を素早く低圧側に逃がすことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の各気筒に燃
料を分配供給する分配型燃料噴射ポンプに係り、ロード
センシングタイマの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にディ−ゼルエンジンの場合、燃料
噴射タイミングを遅らせるとＮＯ_x の排出量を減少させ
ることができるが、出力性能とＮＯ_x の排出量は燃料の
噴射時期に関して相反する関係にあり、ＮＯ_xの排出量
を減らすために燃料噴射時期を遅くすると出力が低下す
る。

【０００３】しかしながら、ＮＯ_x 排出量の削減は社会
的要求として強く叫ばれており、このため高負荷時の出
力は低下させずにＮＯ_x の排出量を減らすべく、軽負荷
時のような噴射量の少ない時のみ噴射時期を噴射量の多
い時に比べて遅角させるようにした噴射時期制御装置、
すなわちロードセンシングタイマ（ＬＳＴ）が開発され
ている。

【０００４】この種のロードセンシングタイマについて
は、実公昭５９−３６６７５号公報に示されている。す
なわち、この公報に示されたロードセンシングタイマ
は、エンジンの回転に応動する遠心力ガバナのガバナス
リーブにオリフィスを形成するとともに、このガバナス
リーブを案内するガバナシャフトに低圧部へ通じる燃料
逃がし通路を形成し、上記ガバナスリーブの作動により
上記オリフィスがガバナシャフトの燃料逃がし通路と連
通した場合にハウジング内の燃料をこの燃料逃がし通路
をから低圧部に逃がすようにし、これによりハウジング
内の燃料圧力を低下させてタイマピストンを遅角側に作
動させ、この結果フェイスカムに転接しているカムロー
ラを移動させて噴射時期を制御するようにしてある。

【０００５】ところで、上記公報に記載されたロードセ
ンシングタイマは、微小な噴射量の変化に対して急激な
遅角特性を得るため、ガバナスリーブの内面にオリフィ
スに連続した環状の溝を形成し、ガバナスリーブの移動
によりオリフィスをこの環状溝を通じてガバナシャフト
の燃料逃がし通路に連通させるようにしてある。これに
よりガバナスリーブの小さな変位であっても、つまり小
な噴射量の変化であっても、燃料の逃がし通路の面積を
大きく確保し、ハウジング内の燃料圧力を速やかに低下
させてタイマピストンを迅速に遅角側に作動させように
してある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
おいて、ディーゼルエンジン車両の排ガス規制が一層厳
しくなる傾向にあり、新規なＬＳＴ規格が制定される動
きがある。しかし、上記公報に記載されたロードセンシ
ングタイマの構造では上記新規なＬＳＴ規格を満足する
ことが困難になってきた。

【０００７】つまり、上記従来のロードセンシングタイ
マの場合、図４に示す二点鎖線で示すような特性を有し
ているが、上記新規なＬＳＴ規格は効き始めと効き終り
を同図の破線四角で囲んだ領域に設定してあり、したが
って従来のロードセンシングタイマでは新規なＬＳＴ規
格をクリアできない不具合がある。

【０００８】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、従来よりもさらに一層
微小な噴射量の変化に対して急激な遅角特性を得ること
ができ、新規なＬＳＴ規格を満足することができる分配
型燃料噴射ポンプを提供しようとするものである。

【０００９】

【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、ガバナスリーブに軸方向に離間して複数のオ
リフィスおよびこのガバナスリーブの内面にこれらオリ
フィスに連なる環状溝を設けるとともに、ガバナシャフ
トには上記ガバナスリーブの移動によりこれら各環状溝
に導通して燃料を燃料逃がし通路に導く複数のリング溝
を設けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の構成によると、ガバナスリーブの移動
により軸方向に離間して設けられた環状溝がそれぞれガ
バナシャフトに形成した複数のリング溝と同時に連通す
るようになり、逃がし経路の面積を増すことができるの
でハウジング内の燃料を燃料逃がし通路を経て素早く低
圧側に逃がすことができる。このため、ハウジング内の
燃料圧力を速やかに低下させてタイマピストンを迅速に
遅角側に作動させ、この結果フェイスカムに転接してい
るカムローラを移動させて噴射時期を制御し、よって微
小な噴射量の変化に対して急激な遅角特性を得ることが
できる。

【００１１】

【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。

【００１２】図３は分配型燃料噴射ポンプの全体を示
し、同図において１は駆動軸である。駆動軸１は、ディ
―ゼルエンジンにより駆動されるようになっており、ポ
ンプハウジング２内に装備したロータリ式フィードポン
プ３を回し、このフィードポンプ３は燃料タンク４から
燃料を吸い上げ、圧力調整弁５によってこの燃料を調圧
したのちポンプハウジング２内の低圧燃料室６に供給す
る。

【００１３】駆動軸１には、カップリング７を介してプ
ランジャ８が連結されており、このプランジャ８はフェ
イスカム９を一体に備えている。上記カップリング７
は、駆動軸１の回転をプランジャ８に伝達するととも
に、プランジャ８が軸方向に自在に移動することを許
す。

【００１４】フェイスカム９は、上記プランジャ８が連
結された面と反対の面に、周方向にエンジンの気筒数に
応じた複数の山部を備えるカムプロフィル９ａを形成し
ており、このカムプロフィル９ａにはカムローラ１０が
転接している。このカムローラ１０が上記カムプロフィ
ル９ａに転接することにより、上記フェイスカム９およ
びプランジャ８は１回転中に複数回、すなわちエンジン
の気筒数に応じて複数回往復移動する。

【００１５】なお、上記カムプロフィル９ａは、所望の
エンジン性能に適合させるために、最適な燃料噴射圧お
よび噴射時期が得られるような形状に設定されている。

【００１６】プランジャ８の吸入行程中に、このプラン
ジャ８の先端部周面に形成した吸入溝１１…の１つが吸
入ポート１２に連通すると、上記低圧燃料室６の燃料が
導入路１３を通じてプランジャ８の先端に形成された圧
送ポンプ室１４に吸入される。

【００１７】プランジャ８の圧縮行程中に圧送ポンプ室
１４内の燃料が加圧され、この加圧燃料はプランジャ８
の内部に形成した縦孔１５に押し出される。この時プラ
ンジャ８は回転しているから周面に開口した供給ポート
１６が複数個の内の１個の吐出ポート１７と連通した場
合に、上記燃料が噴射通路１８からデリバリ弁１９を経
て、燃料噴射弁２０に供給される。

【００１８】プランジャ８にはスピルリング２１が摺動
自在に嵌合されており、このスピルリング２１は、上記
プランジャ８に形成したスピルポート２２を開閉する。
スピルポート２２は上記縦孔１５に通じている。

【００１９】上記縦孔１５から供給ポート１６および吐
出ポート１７を介して噴射通路１８を経て燃料噴射弁２
０に燃料を圧送している最中に、スピルポート２２がス
ピルリング２１を開放すると、縦孔１５内の燃料がスピ
ルポート２２から低圧燃料室６へ逃がされる。このため
燃料噴射弁２０への燃料供給を停止する。したがって、
スピルリング２１は燃料噴射量を制御する。

【００２０】上記スピルリング２１はジョイント４６を
介してコントロールレバー２３およびテンションレバー
２４に連結されている。これらコントロールレバー２３
およびテンションレバー２４はピン２５を介してガイド
レバー２６に回動自在に取付けられている。

【００２１】ガイドレバー２６は他のピン２７によりポ
ンプハウジング２に対して回動自在に取付けられてお
り、このガイドレバー２６は押圧スプリング２８により
一方向へ回動付勢され、このガイドレバー２６の上端が
最大噴射量を調節するためのフルロードストッパ２９に
当接するようになっている。

【００２２】なお、コントロールレバー２３とテンショ
ンレバー２４は、これらの間に設けたスタートスプリン
グ３０およびアイドルスプリング３１により互いに離間
する方向に付勢されている。また、テンションレバー２
４には突起３２が形成されており、この突起３２がコン
トロールレバー２３に当たると、これらコントロールレ
バー２３とテンションレバー２４は上記ピン２５を支点
として一体的に回動する。

【００２３】コントロールレバー２３は遠心力ガバナ５
０のガバナスリーブ３３に押されるようになっている。
ガバナスリーブ３３はガバナシャフト３９に摺動自在に
被せられており、したがってガバナシャフト３９にガイ
ドされて軸方向に移動可能となっており、このガバナス
リーブ３３はフライウエイト３４の作動により推力を発
生させられる。フライウエイト３４は従動ギア３５と一
体的に回転されて遠心力を発生し、この遠心力により上
記ガバナスリーブ３３に推力を与える。上記従動ギア３
５は駆動軸１に取付けた駆動ギア３６と噛み合ってい
る。

【００２４】したがって、エンジンの回転は駆動軸１か
ら駆動ギア３６および従動ギア３５を通じて遠心力ガバ
ナ５０のフライウエイト３４に伝えられ、このフライウ
エイト３４で発生した遠心力により上記ガバナスリーブ
３３に推力を与える。このためエンジンの回転数に応じ
てコントロールレバー２３が押されることになり、した
がって、コントロールレバー２３はピン２５を中心とし
て回動し、これによりスピルリング２１が軸方向へ移動
され、燃料噴射量を規制する。

【００２５】なお、上記遠心力ガバナ５０のガバナスリ
ーブ３３とガバナシャフト３９の間に、後述するロード
センシングタイマ（ＬＳＴ）が構成されている。

【００２６】一方、テンションレバー２４の上端は、コ
ントロールスプリング３７の一端に連結されており、こ
のコントロールスプリング３７の他端は操作レバー３８
に連結されている。操作レバー３８は図示しないアクセ
ルペダル（図示しない）により作動される。このアクセ
ルペダルにより操作レバー３８を回動操作すると、コン
トロールスプリング３７を介してテンションレバー２４
がピン２５を中心として回動されるので、スピルリング
２１を軸方向へ移動させる。したがって、アクセル操作
量によっても燃料噴射量を制御することができる。

【００２７】前記フェイスカム９が転接しているカムロ
ーラ１０は、ローラリング４０に支持されており、この
ローラリング４０はロッド４１を介してタイマーピスト
ン４２に連結されている。タイマーピストン４２はタイ
マ圧力室４３に収容されており、タイマ圧力室４３には
低圧燃料室６の燃料圧力が導入されるようになってい
る。

【００２８】低圧燃料室６の圧力に応じてタイマ圧力室
４３の燃料圧力が変化されるとタイマーピストン４２が
軸方向に変位し、この変位はロッド４１を介してローラ
リング４０を周方向に回動させる。このためカムローラ
１０がフェイスカム９に対して相対的に周方向に変位す
るから、フェイスカム９の山部がカムローラ１０に乗上
げるタイミングが変わり、これによって噴射タイミング
が制御される。

【００２９】なお、タイマ−ピストン４２およびタイマ
圧力室４３は、実際には紙面と直行する方向に設けられ
るが、作図の都合上、図の通り示す。

【００３０】次に、上記遠心力ガバナ５０のガバナスリ
ーブ３３とガバナシャフト３９の間に構成したロードセ
ンシングタイマ（ＬＳＴ）について説明する。

【００３１】ガバナスリーブ３３には、軸方向に離間し
て複数のオリフィス５１、５２が形成されている。これ
らオリフィス５１、５２は軸方向に離間した位置でそれ
ぞれ周方向に複数づつ形成されており、本実施例では軸
方向に離間した２か所に、それぞれ周方向に２個づつ、
合計４個のオリフィス５１、５１、５２、５２が形成さ
れている。そして、このガバナスリーブ３３の内面には
軸方向に離間して環状溝５３、５４が形成されている。
それぞれの環状溝５３、５４は周方向に離間した各オリ
フィス５１、５１および５２、５２に連通している。

【００３２】このようなガバナスリーブ３３に対し、上
記ガバナシャフト３９には、軸方向に離間してリング溝
５５、５６が形成されている。これら軸方向に離間する
リング溝５５、５６の離間距離は、上記ガバナスリーブ
３３の内面に形成した環状溝５３、５４の軸方向の離間
距離と同等寸法に設定されている。

【００３３】そして、上記ガバナシャフト３９の内部に
は軸方向に沿って燃料逃がし通路５７が形成されてお
り、この燃料逃がし通路５７はそれぞれ導通孔５８、５
９を介してリング溝５５、５６に通じている。

【００３４】そして、この燃料逃がし通路５７は詳図し
ないが、図３に示す圧力調整弁５を経て燃料タンク４に
接続されている。

【００３５】このような構成の実施例について、作用を
説明する。

【００３６】エンジン負荷を高くする場合は、アクセル
ペダルにより図３の操作レバー３８を回動操作し、コン
トロールスプリング３７を介してテンションレバー２４
を反時計回りの回動されると、スピルリング２１が図の
右側へ軸方向移動するから、燃料噴射量を多くすること
ができる。

【００３７】この場合、遠心力ガバナ５０のガバナスリ
ーブ３３は、コントロールレバー２３に規制されて図２
の（Ａ）図のように図示左側に位置し、したがって、ガ
バナスリーブ３３の内面に形成した環状溝５３、５４は
ガバナシャフト３９の外面に形成したリング溝５５、５
６に導通していない。

【００３８】このため、ポンプハウジング２内の低圧燃
料室６の燃料圧力が比較的高く保たれているから、タイ
マ圧力室４３の燃料圧力によりタイマーピストン４２が
押され、フェイスカム９の山部とカムローラ１０の押圧
タイミングが制御されて噴射タイミングは進角側に設定
されている。

【００３９】この状態は、図４から明らかなように、前
記実公昭５９−３６６７５号の場合と同様である。

【００４０】エンジンの負荷を軽減するためアクセルペ
ダルによる操作レバー３８の回動を解放すると、コント
ロールスプリング３７の作用でテンションレバー２４が
時計回りに回動され、よって、スピルリング２１は図の
左側へ移動するから、燃料噴射量を減じる。

【００４１】この時、遠心力ガバナ５０のガバナスリー
ブ３３は、コントロールレバー２３の規制から解放され
る。したがって、駆動軸１の回転により駆動ギア３６お
よび従動ギア３５を介して回転されている遠心力ガバナ
５０のフライウエイト３４により、ガバナスリーブ３３
は、図２の（Ｂ）図に示すように、右側に移動する。

【００４２】このため、ガバナスリーブ３３の内面に形
成した環状溝５３、５４がガバナシャフト３９の外面に
形成したリング溝５５、５６に導通する。よって、ポン
プハウジング２内の低圧燃料室６の燃料は、オリフィス
５１、５１、５２、５２より環状溝５３、５４を経てリ
ング溝５５、５６に導かれ、導通孔５８、５９を介して
燃料逃がし通路５７に流れ、図３に示す圧力調整弁５を
経て燃料タンク４に逃がされる。

【００４３】つまり、低圧燃料室６の燃料は燃料タンク
４に逃がされるからこの低圧燃料室６の燃料圧が低下
し、よってタイマ圧力室４３の燃料圧力も低下するので
タイマーピストン４２が作動し、フェイスカム９の山部
とカムローラ１０の押圧タイミングを修正して噴射タイ
ミングを遅角側に制御する。

【００４４】すなわち、エンジンの負荷を小さくして燃
料噴射量を少なくした場合、遠心力ガバナ５０のガバナ
スリーブ３３とガバナシャフト３９の間に構成したロー
ドセンシングタイマ（ＬＳＴ）の作用により、低圧燃料
室６の燃料を燃料タンク４に逃がして、タイマーピスト
ン４２を作動させ、噴射タイミングを遅角側に制御する
ので、ＮＯ_x の排出量を規制することができる。

【００４５】そして、本実施例の場合、ガバナスリーブ
３３には軸方向に離間して複数のオリフィス５１、５
１、５２、５２を設けるとともに、内面には各オリフィ
ス５１、５１および５２、５２に連通した軸方向に離間
する複数の環状溝５３、５４を形成し、これに対しガバ
ナシャフト３９には軸方向に離間してリング溝５５、５
６を形成したから、ガバナスリーブ３３が図２（Ｂ）図
に示すように、右側に移動した場合は、ガバナスリーブ
３３に形成した全部のオリフィス５１、５１、５２、５
２が環状溝５３、５４を介してリング溝５５、５６に導
通し、燃料逃がし通路５７に連通する。

【００４６】つまり、ガバナスリーブ３３の作動によ
り、低圧燃料室６の燃料が燃料タンク４側に迅速に逃が
されるようになり、換言すれば図５に示すように、低圧
燃料室６の燃料を燃料タンク４側に逃がすための逃し通
路面積が増大するので、燃料の逃がし量も増し、したが
って低圧燃料室６の燃料圧力の低下を迅速に促す。

【００４７】この結果、燃料噴射量の減少に伴い噴射時
期を遅角側に制御するタイミングを敏感にすることがで
き、図４の実線で示すように、噴射量とタイマ進角の特
性を、新規に設定が予定されているＬＳＴ規格に合致さ
せることができるようになる。

【００４８】なお、上記実施例では、ガバナスリーブ３
３にオリフィス５１、５１、５２、５２を軸方向に離間
した２か所に形成し、環状溝５３、５４を軸方向に離間
した２か所に設け、かつガバナシャフト３９のリング溝
５５、５６も軸方向に離間した２か所に形成したが、軸
方向に沿って３か所以上形成してもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明たように本発明によると、ガバ
ナスリーブの移動により軸方向に離間して設けた複数の
環状溝がそれぞれガバナシャフトに形成した複数のリン
グ溝と同時に連通するようになり、逃がし経路の面積を
増すことができるのでハウジング内の燃料を燃料逃がし
通路を経て素早く低圧側に逃がすことができる。このた
め、ハウジング内の燃料圧力を速やかに低下させてタイ
マピストンを迅速に遅角側に作動させ、この結果噴射時
期を制御するので微小な噴射量の変化に対して急激な遅
角特性を得ることができる。よって、厳しい条件となる
新規なＬＳＴ規格を満足することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す遠心力ガバナに設定し
たロードセンシングタイマの構成を示す図。

【図２】同実施例のロードセンシングタイマの詳細な構
造を示し、（Ａ）図は作動前の状態、（Ｂ）図は作動後
の状態を示す断面図。

【図３】同実施例の分配型燃料噴射ポンプの全体構造を
示す図。

【図４】燃料噴射量とタイマ進角との関係を示す特性
図。

【図５】燃料噴射量と逃し通路面積の関係を示す特性
図。

【符号の説明】

１…駆動軸、２…ハウジング、４…燃料タンク、６…低
圧燃料室、８…プランジャ、９…フェイスカム、１０…
カムローラ、１４…圧送ポンプ室、２０…燃料噴射ノズ
ル、２１…スピルリング、２２…スピルポート、２３…
コントロールレバー、２４…テンションレバー、５０…
遠心力ガバナ、３３…ガバナスリーブ、３４…フライウ
ェイト、３９…ガバナシャフト、４２…タイマーピスト
ン、４３…タイマ圧力室、５１、５２…オリフィス、５
３、５４…環状溝、５５、５６…リング溝、５７…燃料
逃がし通路、５８、５９…導通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより回転されるカムローラお
   よびこのカムローラに転接するフェイスカムにより上記
   エンジンの１回転中にプランジャを複数回往復運動さ
   せ、このプランジャの往復運動により圧送ポンプ室の燃
   料を加圧してエンジンの各気筒に噴射するとともに、 フィードポンプにより燃料を噴射ポンプのハウジング内
   に圧送し、このハウジング内の燃料圧力を受けてタイマ
   ピストンを作動させ、このタイマピストンにより上記カ
   ムローラを移動させて噴射時期を制御するようにし、 上記プランジャに摺動自在に取付けたスピルリングを移
   動させることによりスピルポートを開いて上記燃料噴射
   量を制御し、上記スピルリングをエンジンの回転に応動
   する遠心力ガバナのガバナスリーブにより作動するよう
   にし、 上記ガバナスリーブにオリフィスを形成するとともに、
   このガバナスリーブを案内するガバナシャフトに低圧部
   に通じる燃料逃がし通路を形成し、上記ガバナスリーブ
   の作動により上記オリフィスがガバナシャフトの燃料逃
   がし通路と連通した場合にハウジング内の燃料をこの燃
   料逃がし通路を経て低圧部へ逃がし、これによりハウジ
   ング内の燃料圧力を低下させてタイマピストンを作動さ
   せ、この結果噴射時期を制御するようにした分配型燃料
   噴射ポンプにおいて、 上記ガバナスリーブに軸方向に離間して複数のオリフィ
   スおよびこのガバナスリーブの内面にこれらオリフィス
   に連なる環状溝を設けるとともに、上記ガバナシャフト
   にはガバナスリーブの移動によりこれら各環状溝が導通
   して燃料を燃料逃がし通路に導く複数のリング溝を設け
   たことを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。