JPH0515903B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料噴射ポンプであつて、少なくと
も１つのポンプピストンの送出運動を生ぜしめる
カム駆動機構を有しており、該カム駆動機構の、
ポンプケーシング内に支承されている部分が、送
出開始点を変化させ、ひいては噴射開始時期を調
節するため、上記カム駆動機構の回転する部分に
対して相対的に回動可能であり、それも回転数に
関連する圧力を生ぜしめる送出ポンプの液体圧力
を戻し力に抗して負荷される調節ピストンによつ
て、相対的に回動可能であり、かつ、噴射量を規
定する調速機が設けられていて、該調速機が負荷
に関連して調節可能な部材及び、該部材と協働す
る、そのつどの全負荷時噴射量を制限する、調節
可能なストツパを有している形式のものに関す
る。

デイーゼル機関においては公知のように実際の
行程当り燃料消費量は回転数と共に変化する。噴
射ポンプの行程当り送出量が回転数の上昇に伴つ
て増大するのに対して、機関の所要燃料量特性曲
線は所定の回転数からは低下する。従つて噴射量
は全負荷時には所要燃料量に合わせて補正（アン
グライヒ）されなければならない。所要量を上回
る量の燃料が噴射されると発煙もしくはデイーゼ
ル機関のオーバーヒートを生じる。この点を度外
視しても上記の補正により燃料消費量が減少しト
ルク特性が改善される。

この型式の公知の燃料噴射ポンプ（ボツシユ型
−分配噴射ポンプ、VE型）では従つて通常上記
の全負荷時の燃料噴射量の補正は、噴射ポンプ高
圧側における圧力弁によつて及び／又は拡張され
た調整レバー群によつて達成されている。調整レ
バー群による全負荷時噴射量の補正は、補正用の
圧力弁ではもはや十分でないか又は特別の特性
値、例えばターボ過給機の過給圧又は大気圧を補
正動作のさいに付加的に考慮する必要があるとき
に行なわれる。

全負荷時の噴射量の他にさらに送出開始時期を
も負荷に関連して調整しなければならない。負荷
に関連する燃料送出開始時期は、負荷が低下した
ときに、例えばアクセルペダルの戻しによつて全
負荷から部分負荷へ負荷が変化したときに、遅れ
方向での調節が行なわれるように、設計される。
負荷が増大する場合、回転数の低下及び負荷に関
連した送出開始により、遅らせる方向での噴射時
期調節が行なわれる。これにより円滑な機関の回
転並びに騒音レベルの低下が達成される。はじめ
に述べた形式の公知の燃料噴射ポンプ（ドイツ連
邦共和国特許出願公開第2158689号明細書）にお
いては、調速機は遠心重りが係合する調整スリー
プを有していて該スリーブが弁を制御するように
なつており、この弁により、回転数の上昇に伴つ
て増大する送出ポンプ圧力が、所定の回転数から
漸進的に減少せしめられ、その結果噴射調節ピス
トンの、噴射開始時期を遅らせる方向での相対的
移動が生ぜしめられる。調速機の調整レバーによ
り、調速機が特にその調節スリーブの調節移動に
より必要な噴射量を生ぜしめるべき所定の目標回
転数もしくは所定の負荷状態があらかじめセツテ
イングされているから、この弁により、送出ポン
プ圧力、ひいてはまた噴射開始時期の負荷に関連
した変化が生ぜしめられる。

別の公知の燃料噴射ポンプ（ドイツ連邦共和国
特許出願公開第1912919号明細書）によれば、全
負荷ストツパの機能が、回転数に関連して変化す
る送出ポンプ圧力を負荷されるピストンによつて
えられており、該ピストンはその外周面に曲面を
有しており、該曲面は触子としての山形レバーと
協働し、この山形レバーの一方のアームが調速機
の調整レバーの全負荷ストツパとして役立つ。送
出ポンプ圧力に何らかの変動が生じると、これに
より同時に前記補正機能の変化又は変動が生じ
る。このことは内燃機関の運転状態の不整として
あらわれる。この公知の燃料噴射ポンプを改良し
た構成（ドイツ連邦共和国特許出願公開第
3121107号明細書）によれば、ピストンの作業室
へ通じる供給通路に絞りが設けられており、かつ
上記作業室からの排出通路に電磁弁が設けられて
おり、この電磁弁は内燃機関の負荷及び回転数に
関連して電子的な制御装置により制御される。こ
の場合必要な信号は調速機の負荷に関連して調節
される部材から取出される。

直接噴射式内燃機関は全負荷から部分負荷への
負荷変化に対して噴射開始時期を遅らせる方向に
補正することに関して、殊に敏感に反応する。公
知の全ての燃料噴射ポンプにおけると同様に、噴
射開始時期の調節が負荷変化に十分に追従しえな
いと、燃料消費率、騒音レベル及び有害物質等の
拡散等に関する機関の運転状態の不整が生じる。
自動車用内燃機関においてはこのような全負荷か
ら部分負荷への負荷変化は絶えず行なわれ、即ち
アクセルペダルを戻す度に生じる。

特許請求の範囲第１項記載の特徴を有する本発
明の燃料噴射ポンプによれば、全負荷から部分負
荷へ負荷が変化するさいに噴射開始時期調節の、
回転数とは無関係な補正が、負荷に関連して調節
可能な調速機の部材が全負荷ストツパに再び当接
するまでの間、行なわれる。これにより、噴射開
始時期を遅らせる方向で調節するための信号とし
て回転数ではなしに、負荷変化自体が用いられ
る。調速機の既存の部材、例えば負荷に関連して
調節可能な部材及び調節可能な全負荷ストツパを
スイツチ構成部分として用いることにより、高価
な電気的又は電子的な制御装置の使用を省略する
ことができる。調速機としては液力式又は機械式
の調速機を用いることができる。それというの
は、これらはいずれも負荷に関連して調節可能な
部材を有しているからである。噴射量を補正する
全負荷ストツパもやはり殆んどすべての調速機に
設けられており、従つて本発明は殆んど全ての型
式の燃料噴射ポンプに著しい改造をほどこすこと
なしに実施することができる。

本発明の有利な一実施態様によれ、スイツチが
ストツパと噴射量調節部材との接触面によつて直
接に構成されている。このためには接触面の絶縁
を除去するだけでよい。

本発明の一実施態様によれば、電磁弁が調節ピ
ストンの作業室側の圧力又は戻し力作用側の圧力
を制御する。このことは、制御液体がこの作業室
から流出し又は戻し室内へ流入するようにするこ
とによつて可能である。排出流−絞り又は流入流
−絞りの使用によつて種々異なる態様での実施が
可能である。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図に示す線図の縦軸には送出量Ｑがプロツ
トされており、また横軸には回転数がプロツトさ
れている。図示の特性線，はそれぞれ噴射ポ
ンプから送出される燃料量の径過を示す。上側の
実線の特性線は全負荷時特性線であり、要する
に内燃機関の全負荷時の燃料所要量に調整された
噴射量を示す。下側の鎖線の特性線は部分負荷
時特性線であり、これは内燃機関が部分負荷時に
おいてそのつどの回転数に対して煤発生のない燃
焼を生じうる噴射量に相応するものである。

全負荷時においては噴射開始時期は回転数の上
昇に伴つて次第に早める方向に調節されなければ
ならないのに対して、部分負荷時においては全負
荷時よりも幾分遅い噴射開始時期が必要である。
この場合、就中、基本的には部分負荷時において
も回転数の増大に伴つて噴射開始時期は早める方
向に調節されなけれならない。従つて、全負荷か
ら部分負荷へ負荷が変わるさいに噴射開始時期は
回転数とは無関係にできる限り迅速に、噴射開始
時期を遅らせる方向に、調節されなければならな
い。従つて全負荷から部分負荷への迅速な切換え
に対する特性値としては、回転数ではなしに、総
ての回転調速機に特性値としてインプツトするこ
とのできる負荷切換えもしくは負荷変化自体を用
いなければならない。

第２図は機能を説明するための分配型燃料噴射
ポンプの略示縦断面図である。ケーシング１内の
シリンダ孔２内にはポンプピストン３が配置され
ており、このポンプピストン３は戻しばね４の力
に抗してカム駆動機構５により、往復運動及び回
転運動を同時に行なう。このポンプのポンプ作業
室６はポンプピストン３の外周面に配置された縦
溝７及び、ケーシング１内に延びている通路８を
介して、ポンプピストン３が下降する吸込行程運
動を行なう間もしくはポンプピストンがその下死
点位置を占めるまでの間、正圧力下の燃料吸込室
９から燃料を供給される。吐出行程開始後及びポ
ンプピストン３の相応する回動の直後、通路８が
閉じられると、ポンプ作業室６内の燃料はポンプ
ピストン中を通つている縦通路１０内へ圧送され
る。次いでこの縦通路１０から燃料は分岐してい
る半径方向孔１１及び、ポンプピストンの表面に
配置されている分配縦溝１２を介して、複数の吐
出通路１３の１つに供給される。複数の吐出通路
１３はその１つだけが図面には図示されている。
吐出通路１３の実際の本数は燃料を供給される内
燃機関のシリンダ数に等しい。吐出通路１３の入
口はシリンダ孔２の周囲に分配されて配置されて
おり、各吐出通路内にはそれぞれ１つの、送出方
向で開く逆止弁１４が設けれている。

吸込口９には送出ポンプ１６を介して、図示さ
れていない燃料タンクから通路１７を介して燃料
が供給される。送出ポンプ１６は噴射ポンプの駆
動軸１８から直接に、機関回転数に比例する回転
数で駆動され、かつ容積型ポンプとして構成され
ており、従つてポンプから送出される燃料量は機
関回転数に比例しており、換言すれば、回転数の
上昇に伴つて増大する燃料量が送出される。

ポンプピストン３の周囲にはリングスライダ２
０が軸方向で移動可能に配置されており、該リン
グスライダにより、縦通路１０に接続した半径方
向孔２１はポンプピストン３の吐出行程中に開放
され、この開放後はポンプ作業室６から吐出通路
１３の１つへの送出は中断される。それというの
は燃料は半径方向孔２１を経て吸込室９内へ戻る
ことができ、これにより噴射が終了するからであ
る。

リングスライダ２０は中間レバー２２を介して
操作され、この中間レバーは不動の軸２３を中心
にして旋回可能であり、かつまたこの中間レバー
はその一端部のヘツド２４を以つてリングスライ
ダ２０の切欠き２５内に係合している。中間レバ
ー２２の他端部には遠心調速機が係合しており、
かつアングライヒばねとして役立つ板ばね２７及
び調整機レバー２８を介して調整ばね２９が作用
している。調整ばね２９は調節レバー３０を介し
て任意に、負荷入力としてのプレロードを変える
ことができる。

遠心調速機２６は調節スリーブ３２を有してお
り、これはケーシングに対して不動の軸３３に軸
方向で移動可能に配置されており、かつ上側の端
面を以つて中間レバー２２に作用する。このスリ
ーブ３２には軸方向で遠心重り３４が作用し、該
遠心重り３４はケージ３５内に支承されており、
このケージは走行輪伝動装置３６を介して駆動軸
１８により同期的に駆動される。回転数の上昇に
伴つて、スリーブ３２に作用する遠心重り３４の
力も増大し、従つて軸方向で中間レバー２２に作
用する調節スリーブ３２の力も増大する。この力
はレバー２２，２８を介して、負荷がプレロード
としてセツトされている調整ばね２９に対して逆
向きに作用する。リングスライダ２８の軸方向位
置によつて規定されている燃料噴射量は従つて回
転数並びに、任意にセツテイングされているばね
プレロード（負荷）に関連する。

カム駆動機構５は正面カム（端面側のカム）を
有するカムデイスク３８を有しており、これは駆
動軸１８に結合されており、従つて機関回転数に
同期した回転数で駆動される。カムデイスク３８
のカムはロール環４０のロール３９と協働し、こ
の場合ポンプピストンは、カムデイスクの回転及
びロール３９上における正面カムの転動のさいに
上記の往復運動を行なう。

ロール環４０はケーシング１内に回転可能に支
承されており、かつアーム４１を介して噴射調節
ピストン４２に結合しており、その結果噴射調節
ピストン４２の移動によりロール環４０が回動せ
しめられ、これにより正面カム３８のカムに対す
るロール３９の相対位置が変わり、その結果駆動
軸１８の回転位置に対するポンプピストン３の送
出開始点又は吐出行程開始点が変化せしめられ
る。噴射調節ピストン４２には吸込室９内の圧力
が負荷され、この圧力は、ピストン４２中の通路
４３を経てピストンの端面の前方の室４４内へ伝
達される。この圧力の高さにそのつど応じてピス
トン４３は戻しばね４５のばね力に抗して程度の
差こそあれ移動せしめられ、これにより噴射開始
時期が相応して変化せしめられる。

ポンプ吸込室９内の圧力の制御は一方において
は圧力制御弁４７により、また他方においては遠
心調速機２６の調節スリーブ３２によつて行なわ
れる。圧力制御弁４７はピストン４８と協働し、
このピストンは、戻しばね４９に抗して、送出ポ
ンプ１６から送出する燃料によつて移動可能であ
りかつこの場合排出孔を程度の差こそあれ開く。
排出孔からは戻し通路５０が送出ポンプ１６の吸
込導管１７へ延びている。調節スリーブ３２によ
りこの吸込室内の圧力は、調節スリーブ３２によ
り所定の軸方向位置から減圧通路５２（これはや
はり送出ポンプ１６の吸込通路１７へ延びてい
る）が開放制御されることにより、もう一度負荷
に関連して制御される。この通路５２は、調節ス
リーブ３２が引続いて走出したときに、換言すれ
ば比較的高い回転数に達したときにはじめて開放
制御され、この後、吸込室９からこの減圧通路５
２内への燃料量の流出により回転数に伴つて相対
的な減圧がこの吸込室９内で生ぜしめられ、これ
により噴射開始時期が相応して制御される。吸込
室圧力の上記の減圧により噴射時期を遅らせる調
節が行なわれる。調節レバー３０により所定の目
標回転数もしくは所定の負荷状態が調速機にセツ
トされる。このあらかじめセツトされた目標回転
数を達成するために、回転数の上昇が行なわれ
る。遠心重り３４は回転数の上昇に伴つて調節ス
リーブ３２を調節レバー３０によつてあらかめセ
ツテイングされた負荷状態に抗して移動させる。
一方においてはこれにより、調速機の通常の調整
機能の枠内において送出量が減少せしめられ、ま
た他方においては減圧通路５２が開放制御され、
これにより吸込室９内における前記の減圧が生ぜ
しめられる。負荷状態が変化すると調節スリーブ
３２は移動せしめられて減圧通路５２は再び閉鎖
され、その結果吸込室圧力の相応する上昇が生
じ、これにより噴射時期は再び早め方向に調節さ
れる。

全負荷時噴射量のはじめに述べた減少を達成す
るため、調整レバー２８が全負荷ストツパ５４と
協働し、この全負荷ストツパ５４は軸５５に旋回
可能に支承されており、かつ一方においては調節
ピストン５７の立体的なカム５６と協働し、また
他方においては、調整ばね２９が作用している調
整レバー２８の自由端部と協働する。吸込室９内
の圧力は孔５８を経て室５９内へ伝えられ、この
室内には調節ピストン５７が侵入している。吸込
室圧力によつて調節ピストン５７に作用する力は
戻しばね６０とは逆向きに作用する。吸込室圧力
の高さにそのつど応じて調節ピストン５７はその
つど異なる位置をとり、その結果調整レバー２８
に対するレバー５４のストツパとしての位置は回
転数に関連して変化する。吸込室圧力はまた負荷
に関連しても変化するから、ストツパの相応する
調節は負荷に関連して行なわれる。

全負荷ストツパの液力式調節機構を含む上記の
燃料噴射ポンプはロベルトボツシユ社において量
産されている。ところで第３図にはこのようなポ
ンプの本発明に係る構成部分が拡大して示されて
いる。

液力式全負荷ストツパのための調節装置はケー
シング区分６２内に設けられており、このケーシ
ング区分６２は吸込室９に向つて開いている状態
でポンプケーシング１にフランジ結合されてい
る。この場合回転調速機のレバー２２，２８はこ
のケーシング区分６２内へ侵入している。調節ピ
ストン５７上の立体的なカム５６は触子としての
ピン６３と協働し、このピン６３はケーシング区
分６２内に支承されている。その他の部分の符号
は第２図と共通である。全負荷ストツパ５４と調
整レバー２８との間のストツパ個所はスイツチ６
６として構成されており、これにより電磁弁６４
への導電路が切換えられる。この導電路は一部は
全負荷ストツパ５４を介して、かつまた調整レバ
ー２８及び線材６５を介して延びている。スイツ
チ６６の接触個所では絶縁部が除去されており、
その結果調整レバー２８がストツパ５４に接触す
ると電気的接続が生じる。電磁弁６４は噴射調節
装置の室４４の排出導管６７中に接続されてお
り、この導管６７は噴射調節ピストン４２の他方
の側にある減圧室６８に通じており、この室内に
は戻しばね４５が配置されている。この排出導管
６７には電磁弁６４の下流側に絞り６９が設けら
れている。通常の形式で減圧されるばね室６８の
排出導管にも絞り７０を設けることができる。

本発明の燃料噴射ポンプの作業形式は以下の通
りである。

スイツチ６６が閉じられている限り、換言すれ
ば全負荷で機関が運転されている限り、噴射調節
装置は通常の形式で作動する。電磁弁６４は遮断
されており、かつまた噴射調節ピストン４２は、
吸込室９内の圧力に相応する位置を占めており、
この位置においては回転数の上昇に伴つて噴射時
期の早め方向での調節が行なわれ、かつこの位置
は負荷に適合している。しかし、運転者がアクセ
ルペダルを戻し、全負荷から部分負荷へ負荷が急
激に変化すると、スイツチ６６が遮断され、電磁
弁６４は図示の位置に切換えられ、その結果室４
４から燃料が排出可能になり、噴射調節ピストン
４２は極めて迅速に、噴射時期を遅らせる方向に
移動せしめられる。これにより、急激な負荷変化
のさいに噴射開始時期が相応して迅速に補正され
調節される。絞り６９により、噴射開始時期の、
望ましくない急激な変化が避けられ、噴射開始時
期のこの変化のプロセスは絞り横断面の調節によ
つて制御可能である。この場合通路４３にも常に
緩衝絞りを設けておき、該絞りを絞り６９とバラ
ンスするようにすべきである。

絞り６９の代りに絞り７０を用いることも可能
であり、この場合電磁弁６４が開かれるとばね室
６８内には電磁弁６４の後方に接続された絞り７
０により動圧が発生し、この動圧はやはり噴射開
始時期を遅らせる方向への、要するに図平面で言
えば右側への噴射調節ピストン４２の移動を加速
させる。

スイツチ６６が閉じられ、ひいては電磁弁６４
が再び遮断されると、噴射開始時期調節装置は前
記の形式で作動する。スイツチ６６が開かれてい
る間噴射開始時期調節装置は回転数とは無関係に
作動し、その結果実際の調節は、専ら、内燃機関
によつてか又はポンプの調節レバーによつてセツ
トされている負荷のみに関連して行なわれる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は全負荷時及び部分負荷時における燃料所要送出
量特性曲線を示す図、第２図は液力式噴射開始時
期調節装置を有する分配型燃料噴射ポンプの略示
縦断面図、第３図は第１図における本発明に係わ
る構成部分の一実施例の拡大図である。 １…ケーシング、２…シリンダ孔、３…ポンプ
ピストン、４…戻しばね、５…カム駆動機構、６
…ポンプ作業室、９…燃料吸込室、１６…送出ポ
ンプ、２０…リングスライダ、２６…遠心調速
機、２８…調整レバー、２９…調整ばね、３２…
調節スリーブ、３４…遠心重り、４２…調節ピス
トン、４３…通路、４４…室、４５…戻しばね、
５４…全負荷ストツパ、５６…カム、５７…調節
ピストン、５８…孔、５９…室、６０…戻しば
ね、６４…電磁弁、６６…スイツチ、６７…排出
導管、６８…減圧室、６９，７０…絞り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料噴射ポンプであつて、少なくとも１つの
   ポンプピストンの送出運動を生ぜしめるカム駆動
   機構を有しており、該カム駆動機構の、ポンプケ
   ーシング内に支承されている部分が、送出開始点
   を変化させ、ひいては噴射開始時期を調節するた
   め、上記カム駆動機構の回転する部分に対して相
   対的に回動可能であり、それも回転数に関連する
   圧力を生ぜしめる送出ポンプの液体圧力を戻し力
   に抗して負荷される調節ピストンによつて、相対
   的に回動可能であり、かつ、噴射量を規定する調
   速機が設けられていて、該調速機が負荷に関連し
   て調節可能な部材及び、該部材と協働する、その
   つどの全負荷時噴射量を制限する、調節可能なス
   トツパを有している形式のものにおいて、負荷に
   関連して調節可能な部材２８がストツパ５４から
   離れるさい、負荷が負荷減少の方向で変化するさ
   い、電気的のスイツチ６６が作動せしめられ、該
   スイツチ６６が、調節ピストン４２に負荷される
   圧力を変化させる電磁弁６４を制御し、これによ
   り噴射開始時期が、噴射開始時期を遅らせる方向
   で調節されることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 ２ 全負荷ストツパ５４が負荷変化のさいに液力
   式に調節可能である、特許請求の範囲第１項記載
   の燃料噴射ポンプ。 ３ 調速機が制御部材３２を有しており、該制御
   部材により調節ピストン４２の上流側の液体圧力
   が負荷に関連して可変であり、かつこの可変の液
   体圧力が全負荷ストツパ５４の位置を規定する、
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の燃料噴射
   ポンプ。 ４ 制御部材が遠心調速機のスリーブ３２であ
   り、該スリーブ３２に一方においては遠心重り３
   ４の遠心力が、かつ他方においてはばね２９の負
   荷に関連する力が作用せしめられ、かつ上記スリ
   ーブ３２が弁部材として圧力制御を行なう特許請
   求の範囲第３項記載の燃料噴射ポンプ。 ５ 燃料噴射ポンプのケーシング１内に、送出ポ
   ンプ１６が回転数に関連した圧力で燃料を送出す
   る燃料吸込室９が設けられており、該燃料吸込室
   に噴射調節装置４２，４３，４４，４５、全負荷
   ストツパ５４の調節装置５６，５７，５８，５
   ９，６０及びポンプ作業室６が接続可能である、
   特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
   １項記載の燃料噴射ポンプ。 ６ スイツチ６６がストツパ５４と燃料量調節部
   材２８との接触面により直接構成されている、特
   許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１
   項記載の燃料噴射ポンプ。 ７ 燃料量調節部材として調整レバー２８が役立
   ち、該調整レバー２８は噴射ポンプの燃料量制御
   部材に枢着されていて、該調整レバーに、回転数
   に伴つて増大する遠心重り３４の力に対して逆む
   きに作用する、負荷に関連したプレロードを有す
   る調整ばね２９が作用している特許請求の範囲第
   ６項記載の燃料噴射ポンプ。 ８ 調節ピストン４２の作業面の前方に配置され
   た作業室の、絞りを有する排出通路６７，６９が
   電磁弁６４によつて制御可能であり、かつ電磁弁
   ６４の開放により噴射開始時期を遅らせる方向で
   の調節ピストン４２の移動が行なわれる、特許請
   求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記
   載の燃料噴射ポンプ。 ９ 排出通路６７が、調節ピストン４２の戻しば
   ね４５を受容する室６８の減圧通路に接続されて
   おり、かつ絞り７０が接続個所の下流側において
   排出通路６７に配置されており、これにより電磁
   弁６４の開放後に室６８内により高い圧力が生ぜ
   しめられる、特許請求の範囲第８項記載の燃料噴
   射ポンプ。