JPH05231258A - 分配型噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分配型噴射ポンプの始動時噴射特性を変更す
る。 【構成】 分配型噴射ポンプの遠心力式ガバナ２０のガ
バナシャフト２２と当該ガバナシャフトに外嵌されフラ
イウェイト２６とスタートスプリング３０、アイドルス
プリング３１及びコントロールスプリング３２との間に
介在されてフライウェイトの拡開に応じて移動するガバ
ナスリーブ２３との間に、所定の長さとばね定数とを有
するスプリング４５を縮設した構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分配型噴射ポンプに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃
料ポンプとして、列型噴射ポンプと分配（ＶＥ）型噴射
ポンプとがあり、分配型噴射ポンプは、エンジンの気筒
数に関係なく一本のプランジャが回転しながらエンジン
の各気筒に燃料を分配供給するもので、ガバナ、オート
マチックタイマ、フィードポンプ等を内蔵しており、小
型軽量、且つ高速回転可能であり、特に、小排気量のデ
ィーゼルエンジンに採用されている。

【０００３】図２は、分配型噴射ポンプ（以下、単に
「噴射ポンプ」という）の一例を示し、ポンプハウジン
グ１に内蔵されドライブシャフト２と一体的に回転する
遠心力式（ベーン式）フィードポンプ３は、燃料タンク
から燃料フィルタ（共に図示せず）を介して一回転当た
り一定量の燃料を吸い込み、フィードポンプカバー上部
の孔を通してポンプ室４に圧送する。尚、フィードポン
プ３の燃料圧は、プレーシャレギュレーティングバルブ
５により制御される。また、フィードポンプ３は、分か
り易くするために９０°展開して描いてある。

【０００４】ポンププランジャ６は、ドライブシャフト
２にカップリングで接続されたカムプレート７により駆
動され、プランジャスプリング８によりカムプレート７
に押圧されている。このカムプレート７は、エンジンの
シリンダと同数のフェイスカムが形成されており、ドラ
イブシャフト２により回転されると固定されたローラ９
上を規定のカムリフトだけ往復運動する。これに伴いカ
ムプレート７に接続されたプランジャ６が回転運動をす
ると共に往復運動をして燃料を吸入した後分配圧送を行
なう。燃料の圧送は、プランジャ６が右方に移動し始め
た時に開始され、ポンプハウジング１に形成された分配
路１０、デリバリバルブ１１を通って噴射ノズル（図示
せず）から高圧噴射され、更にプランジャ６が右動し
て、プランジャスピルポート６ａがスピルリング１２の
図中右端面からポンプ室４に開放された時に終了する。

【０００５】ポンプハウジング１の下部に内蔵されてい
る油圧式タイマ１５は、ポンプ室４内の燃料圧により作
動してローラリングを回動させることにより進角させ噴
射タイミングを制御する。尚、油圧式タイマ１５は、分
かり易くするために９０°展開して描いてある。また、
燃料カットソレノイド１６は、イグニッションスイッチ
回路に接続されており、イグニッションスイッチをオフ
にした時に消勢されてエンジンに供給する燃料をカット
し、当該エンジンを停止させる。

【０００６】ポンプハウジング１の上部には遠心力式オ
ールスピードガバナ２０が内蔵されており、当該遠心力
式オールスピードガバナ２０は、ポンプハウジング１に
基端が固定されたガバナシャフト２２に回転可能に軸支
されドライブシャフト２に固定されているギヤ２１にギ
ヤ２４を介して噛合されており、当該ギヤ２４に固定さ
れたフライウェイトホルダ２５に収納されドライブシャ
フト２の回転に伴う遠心力により拡開するフライウェイ
ト２６の遠心力と、スタートスプリング３０、アイドル
スプリング３１、コントロールスプリング３２等のばね
力との釣り合う位置にガバナスリーブ２３を移動させ、
コントロールレバー２８、テンションレバー２９を介し
てプランジャ６のスピルポート６ａを閉塞しているスピ
ルリング１２を移動させて燃料噴射量を制御する。

【０００７】更に、付加装置としてエンジンの出力を増
すために過給圧に応じて噴射量を増量して最適な燃焼状
態にする過給圧補償装置例えば、図３及び図４に示すよ
うなブーストコンペンセータ５０がある。このブースト
コンペンセータ５０は、噴射ポンプのガバナ２０の上方
に装着され、ターボ過給圧即ち、インテークマニホール
ド内圧力により作動するダイヤフラム５１、当該ダイヤ
フラム５１により上下動されテーパ部が設けられたプッ
シュロッド５２、プッシュロッド５２のテーパ部５２ａ
により左右に移動されるコネクティングピン５３、ピン
５４により回動可能に支持され上端がコネクティングピ
ン５２に当接し、下端のストッパ部５５ａがテンショッ
レバー２９の上端に当接して当該テンションレバー２９
の回動量を規制するコントロールアーム５５等により構
成されている。

【０００８】アクセルペダルが踏み込まれテンションレ
バー２９がコントロールアーム５５のストッパ部５５ａ
に当たった状態で過給圧が高くなると、ダイヤフラム５
１が押動され、図４に示すようにプッシュロッド５２が
下動する。これに伴いプッシュロッド５２のテーパ部５
２ａのテーパ分だけコネクティングピン５３を介してコ
ントロールアーム５５のストッパ部５５ａが左方に移動
し、ピン３８を支点としてテンションレバー２９を反時
計方向に回動させ、スピルリング１２を噴射量増側に移
動させる。

【０００９】全負荷時に回転速度の上昇と共に過給圧も
高くなり、これに伴い噴射量が増量する。過給圧は、ウ
エストゲートバルブ（図示せず）の作動により一定に保
持されるために噴射量の最大量が規制される。そして、
或る回転数以上になるとガバナ２０の最高速度制御によ
り噴射量を減らして最高回転数を規制するようにしてい
る。

【００１０】このブーストコンペンセータ５０を備えた
分配型噴射ポンプの一般的な噴射量特性（ポンプ回転数
Ｎ−噴射量Ｑ）は、図６の折線Ｉで示すように表され、
始動時増量特性（Ｉａ）からアイドル時噴射量特性（Ｉ
ｂ）又は全負荷時噴射量特性（Ｉｄ）に至り、更に全負
荷時の回転速度の上昇と共に過給圧も高くなり噴射量が
増加して過給時増量特性（Ｉｅ）に至り、ポンプ回転数
が或る回転数以上になるとガバナ２０の最高速度制御に
より噴射量が減らされ、最高回転数が規制される。尚、
無過給時の特性を点線で示してある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記過
給圧補償装置を備えた噴射ポンプにおいては、その構造
上図６の特性に示すように、始動時の燃料増量Ｑ’を、
過給時における燃料増量Ｑ”よりも低減させることが出
来ない。このためこのような特性を有する噴射ポンプ
は、車両を停止させた状態でアイドル運転状態からアク
セルペダルを急激に踏み込む所謂フリー加速時や発進加
速時における噴射量が、アイドル位置Ｉｐから矢線IIの
ような経路を経て全負荷時噴射量特性（Ｉｄ）に移行す
ることとなり、この結果、移行途中の領域Ｉｃにおける
噴射量が多過ぎてスモークの発生要因となるという問題
がある。

【００１２】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、アイドル特性、全負荷特性を損なわず始動時特性を
変更してフリー加速時や発進加速時におけるスモークの
発生を大幅に抑制することが可能な分配型噴射ポンプを
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、ポンプ回転数に応じて拡開するフラ
イウェイトの遠心力とスタートスプリング、アイドルス
プリング及びコントロールスプリングの各スプリングの
ばね力との協働により噴射量を制御するガバナと過給圧
補償装置とを備えた分配型噴射ポンプにおいて、前記ガ
バナのガバナシャフトと当該ガバナシャフトに外嵌され
前記フライウェイトと前記各スプリングとの間に介在さ
れて前記フライウェイトの拡開に応じて移動するガバナ
スリーブとの間に所定の長さとばね定数とを有するスプ
リングを縮設した構成としたものである。

【００１４】

【作用】ガバナシャフトとガバナスリーブとの間に縮設
されたスプリングにより、始動時におけるスピルリング
位置が全負荷時におけるスピルリング位置と略同じ位置
にセットされ、これに伴い始動時のプランジャの有効ス
トロークが短くなり、始動時増量が行われなくなる。こ
れにより過給時燃料量よりも少ない始動燃料量が得られ
る。そして、フリー加速時、発進加速時にアイドル噴射
量から直接全負荷時噴射量に制御され、燃料が過剰に供
給されることが防止される。これによりスモークの発生
が大幅に抑制される。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。尚、図２と同一部材には同一符号を付してあ
る。図１は、本発明を適用した分配型噴射ポンプの遠心
力式ガバナ（以下単に「ガバナ」という）を示し、ガバ
ナ２０のガバナシャフト２２は、基端がハウジング１に
固定され、先端は同心的に段差をなして小径とされ、ガ
バナスリーブ２３が軸方向に摺動可能に外嵌されてい
る。ギヤ２４は、ガバナシャフト２２に回転可能に軸支
されドライブシャフト２に固定されているギヤ２１（図
２）と噛合している。

【００１６】ギヤ２４の一端面にはフライウェイトホル
ダ２５が固定されており、当該フライウェイトホルダ２
５内にはフライウェイト２６が複数例えば、４個拡開可
能に収納されている。これらのフライウェイト２６は、
各基端がガバナスリーブ２３の基端に係合されており、
回転に応じて発生する遠心力により拡開してガバナスリ
ーブ２３を軸方向に摺動させる。

【００１７】ガイドレバー２７は、下端がピン３５によ
りポンプハウジング１に回動可能に軸支され、且つ当該
下端とポンプハウジング１との間にはレバーサポートス
プリング３６が縮設されており、上端が当該ポンプハウ
ジング１に進退可能に螺着されたフルロードストッパ３
７の先端に圧接されている。また、コントロールレバー
２８、テンションレバー２９の各下端は、夫々ピン３８
を介してガイドレバー２７の下端に回動可能に軸支され
ており、コントロールレバー２８の下端２８ａは、スピ
ルリング１２の溝１２ａに係合されている。

【００１８】スタートスプリング３０は、コントロール
レバー２８とテンションレバー２９との間に介在されて
おり、上端がコントロールレバー２８の上端に固定さ
れ、下端がテンションレバー２９の下部に圧接されてい
る。また、アイドルスプリング３１は、コントロールレ
バー２８の上端とテンションレバー２９の上部との間に
介在されている。コントロールスプリング３２は、一端
がスプリングフック３９を介してテンションレバー２９
の上端に係止され、他端がアジャスティングレバー４１
の一端に係止されてこれら両者間に張設されている。更
にテンションレバー２９とスプリングフック３９との間
にはダンパスプリング４０が縮設されている。また、ア
ジャスティングレバー４１の他端は、アクセルペダル
（図示せず）に連結されいる。

【００１９】ガバナスリーブ２３内には当該ガバナスリ
ーブ２３の先端内面とガバナシャフト２２の端面との間
にスプリング４５が収納されており、当該スプリング４
５は、一端がガバナシャフト２２の端面に、他端が当該
ガバナスリーブ２３の先端内面に圧接されている。そし
て、スプリング４５は、その長さ、ばね定数が夫々所定
の値に設定されている。即ち、スプリング４５のばね力
Ｆｃは、スタートスプリング３０のばね力Ｆａとアイド
ルスプリング３１のばね力Ｆｂとの和（Ｆａ＋Ｆｂ）よ
りも僅かに大きく（Ｆ＞Ｆａ＋Ｆｂ）設定されている。
このスプリング４５は、アイドル安定性、全負荷時の燃
料特性を損なうことなく始動時の燃料特性を変更するた
めのものである。尚、前記ブーストコンペンセータ（過
給圧補償装置）は、コントロールアーム５５の下部のみ
を図示してある。

【００２０】以下に作用を説明する。エンジン停止時に
アクセルペダルを踏み込んでアジャスティングレバー４
１をフルの方向に回動させると、コントロールスプリン
グ３２が引っ張られ、この張力によりテンションレバー
２９は、上部が過給圧補償装置のコントロールアーム５
５のストッパ部５５ａに当接するまで図中反時計方向に
回動する。このときフライウェイト２６は、静止してお
り、弱い張力のスタートスプリング３０がコントロール
レバー２８をガバナスリーブ２３に押し付ける。

【００２１】一方、スプリング４５は、ガバナスリーブ
２３を押し出す方向に作用し、しかも、そのばね力Ｆｃ
がスタートスプリング３０のばね力Ｆａとアイドルスプ
リング３１のばね力Ｆｂとの和よりも大きいためにコン
トロールスプリング３２のばね力に抗してガバナスリー
ブ２３を僅かに押し出してコントロールレバー２８を、
ピン３８を支点として図中時計方向に僅かに回動させ、
スピルリング１２を始動位置まで移動させる。従って、
このときのスピルリング１２の始動位置は、前述した図
２に示す従来のスピルリング１２の始動時増量位置より
も図中右方に位置し、全負荷時における位置と略同じ位
置とされる。この結果、当該噴射ポンプは、始動時おけ
る燃料増量は行われない。そして、この状態で始動する
とエンジンがスタートする。

【００２２】エンジン始動後アジャスティングレバー４
１がアイドル位置に戻される。そして、このアイドル位
置においてコントロールスプリング３２の張力は、略零
となる。従って、フライウェイト２６は、低速回転でも
その遠心力により拡開してガバナスリーブ２３を図中右
方向に移動させる。この結果、コントロールレバー２８
は、ピン３８を支点として時計方向に回動し、スピルリ
ング１３をアイドル位置まで移動させる。フライウェイ
ト２６の遠心力と、アイドルスプリング３１、ダンパス
プリング４０のばね力とが釣り合った位置で円滑なアイ
ドル回転（図のＩｐ点）が得られる。

【００２３】アジャスティングレバー４１をフル位置に
回動させると、コントロールスプリング３２の張力が大
きくなるためにダンパスプリング４０は押し縮められて
無作動状態となり、テンションレバー２９は、上部が前
記ブーストコンペンセータのコントロールアーム５５の
ストッパ部５５ａに当接された位置に固定される。コン
トロールレバー２８もスタートスプリング３０の固定点
においてテンションレバー２９と当接し、スピルリング
１３は、全負荷位置に保持される。

【００２４】この結果、ポンプ回転数Ｎと噴射量Ｑとの
関係即ち、Ｎ−Ｑ特性は、図３に示すように始動時増量
と全負荷時噴射量が略同じとなり、全負荷時の回転速度
の上昇と共に過給圧も高くなり噴射量が増加して過給時
増量（IIIe）され、ポンプ回転数が或る回転数以上にな
るとガバナ２０の最高速度制御により噴射量が減らさ
れ、最高回転数が規制される。これにより、始動時燃料
噴射量Ｑ’が過給時の燃料噴射量Ｑ”よりも少なくな
る。尚、無過給時の特性を点線で示してある。

【００２５】そして、アイドル運転状態からフリー加速
或いは発進加速を行なうと、噴射量がアイドル位置Ｉｐ
から矢線ＩＶの経路を経て全負荷時噴射量特性III に移
行し、全負荷時の燃料Ｑ’が供給され、当該移行時にお
ける過剰な燃料噴射が抑制される。これに伴いスモーク
の発生が抑制される。この結果、アイドル安定性を損な
うことなくスモークに有利な噴射量特性（Ｎ−Ｑ特性）
が得られ、フリー加速時や、発進加速時におけるスモー
クが大幅に低減（略１０％程度）される。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な構成でありながらアイドル安定性、全負荷特性を損
なうことなく始動時増量特性を変更してスモークに有利
なポンプ回転数−噴射量特性を得ることが可能となり、
フリー加速時や発進加速時におけるスモークを大幅に低
減させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した分配型噴射ポンプのガバナの
構成図である。

【図２】従来の分配型噴射ポンプの構成を示す図であ
る。

【図３】ブーストコンペンセータ（過給圧補償装置）の
断面図である。

【図４】図３のブーストコンペンセータの作動を示す図
である。

【図５】図１のガバナを適用した分配型噴射ポンプのポ
ンプ回転数−噴射量との関係を表す特性図である。

【図６】図２の噴射ポンプに図３のブーストコンペンセ
ータを装備した場合のポンプ回転数−噴射量との関係を
表す特性図である。

【符号の説明】

１ ポンプハウジング ６ プランジャ １２ スピルリング ２０ ガバナ ２２ ガバナシャフト ２３ ガバナスリーブ ２６ フライウェイト ２７ ガイドレバー ２８ コントロールレバー ２９ テンションレバー ３０ スタートスプリング ３１ アイドルスプリング ３２ コントロールスプリング ４５ スプリング ５０ ブーストコンペンセータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ回転数に応じて拡開するフライウ
   ェイトの遠心力とスタートスプリング、アイドルスプリ
   ング及びコントロールスプリングの各スプリングのばね
   力との協働により噴射量を制御するガバナと過給圧補償
   装置とを備えた分配型噴射ポンプにおいて、前記ガバナ
   のガバナシャフトと当該ガバナシャフトに外嵌され前記
   フライウェイトと前記各スプリングとの間に介在されて
   前記フライウェイトの拡開に応じて移動するガバナスリ
   ーブとの間に所定の長さとばね定数とを有するスプリン
   グを縮設したことを特徴とする分配型噴射ポンプ。