JPH06235363A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 【目的】高速、高負荷領域における二次噴射を防止しつ
つ、他の運転領域における燃料配管残圧を維持可能な燃
料噴射ポンプを提供する。 【構成】プランジャ３はカム８の主カム面８１に駆動さ
れて、従来の場合と同じく主吸入動作及び主圧送動作を
行う。本発明の特徴をなすカム８の副カム面８２は上記
主吸入動作後と上記主圧送動作との間の期間において、
燃料を吸い戻し弁８の開弁圧より大きくかつ噴射弁の開
弁圧より小さい圧力まで加圧し（以下、副圧送動作とい
う）、その後、ポンプ室２０へ再度、燃料を吸入する
（以下、副吸入動作という）。このようにすれば、主圧
送動作が開始される以前に燃料配管に正の残圧が保持さ
れるので、燃料配管が負圧となることによる気泡発生が
防止され、次の主圧送動作での気泡の影響によるオーバ
ーシュートが抑止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の燃料噴
射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディーゼル機関の燃料噴射ポンプ
において、カムにより駆動されてシリンダ内を往復摺動
し、シリンダ内のポンプ室に燃料を吸入し、圧送するプ
ランジャと、噴射弁に達する燃料配管とポンプ室との間
に介設され、ポンプ室の燃料が所定の開弁圧に達したら
開弁し、閉弁時に燃料配管の燃料を所定量吸い戻して燃
料配管内を減圧するデリバリバルブとを備えるものが知
られている。

【０００３】この種の燃料噴射ポンプでは、高速、高負
荷領域における二次噴射を抑止するために、デリバリバ
ルブの吸い戻し量を高速、高負荷領域に相対的に増大す
るため各種の方式が知られている。まず、デリバリバル
ブ１００と燃料配管（図示せず）との間に圧力波減衰機
能を有するダンピングバルブ１０１を介設したものがあ
る（図３参照）。このものでは、高速、高負荷領域にダ
ンピングバルブ１０１の絞り孔付の弁体１０２を開弁
し、デリバリバルブ１０１の吸い戻し量を高速、高負荷
領域に相対的に増大させ、それにより他の運転領域での
デリバリバルブ１０１の吸い戻し量を相対的に削減し、
燃料配管の負圧化を抑止している。

【０００４】また、デリバリバルブとしてアングライヒ
バルブと呼ばれる形式のものがある（図４参照）。この
バルブは、弁体２０１のリリーフバルブ部２０２に切欠
き２０３を設けたものであり、このようにすると、低
速、低負荷領域の燃料圧送時に燃料がこの切欠き２０３
を通じて圧送されるために、弁体２０１のリフト量が減
り、そのためにリリーフバルブ部２０２の後退に伴う燃
料の吸い戻し効果が減少し、低速、低負荷領域に燃料配
管に残圧が維持することができる。

【０００５】また、デリバリバルブとして定残圧バルブ
と呼ばれる形式のものもある。このバルブは、燃料配管
残圧がポンプ室側より一定レベル高くならないようにす
る逆止弁（リリーフ弁）を弁体に内蔵させたものであ
り、上記吸い戻し量が少なくても燃料配管残圧が増大し
ない作用を有するので、二次噴射を抑止しつつ燃料配管
残圧の負圧化抑止に有効である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た技術により、高速、高負荷領域の二次噴射防止（燃料
配管残圧低下）及び低速、低負荷領域の燃料配管残圧増
加を実現できるが、その他の領域（以下、中速、中負荷
領域と称する）において、図６に図示するように燃料配
管残圧ΔＰが負となり、そのために燃料配管に気泡が生
じ、この気泡の存在のために図６に図示するように噴射
量急増時（例えば図５のＱ１からＱ２へなど）に過渡的
にオーバーシュート現象が生じ、騒音や振動が増大する
という不具合があった。

【０００７】もちろん、燃料の吸い戻し量を一律に減少
すれば上記中速、中負荷領域での燃料配管残圧が負とな
る状態は改善できるが、その結果、高速、高負荷領域に
おいて二次噴射の危険が増大する。また、上記定残圧バ
ルブやダンピングバルブなどはバルブ構造が複雑で、高
精度の加工を要し、その上、定残圧バルブは低速、低負
荷領域において噴射量が急変するという欠点があった。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、上記した高速、高負荷領域における二次噴射を
抑止するとともに、高速、高負荷領域以外の運転領域に
おける燃料配管残圧を維持可能な燃料噴射ポンプを提供
することを、第一の目的としている。また、本発明は、
吸い戻し弁の構造の複雑化を招くことなく、二次噴射の
抑止及び燃料配管残圧の負圧化抑止を実現する燃料噴射
ポンプを提供することを、第二の目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の燃料噴射ポンプ
は、カムにより駆動されてシリンダ内を往復摺動し、前
記シリンダ内のポンプ室に燃料を吸入し、圧送するプラ
ンジャと、噴射弁に達する燃料配管と前記ポンプ室との
間に介設され、前記ポンプ室の燃料が所定の開弁圧に達
したら開弁し、閉弁時に前記燃料配管の燃料を所定量吸
い戻して前記燃料配管内を減圧する吸い戻し弁とを備え
る燃料噴射ポンプにおいて、前記カムは、前記噴射弁か
ら噴射される燃料を圧送する主カム面の他に、前記主カ
ム面による燃料吸入動作後でかつ燃料圧送動作前の期間
に、前記吸い戻し弁の開弁圧より大きくかつ前記噴射弁
の開弁圧より小さい圧力まで前記ポンプ室の燃料を加圧
し、その後、ポンプ室へ燃料を吸入するための副カム面
を備えることを特徴としている。

【００１０】上記吸い戻し弁は、デリバリバルブの他、
ダンピングバルブを含むデリバリバルブも包含する。

【００１１】

【作用及び発明の効果】プランジャはカムの主カム面に
駆動されて、従来の場合と同じく、シリンダ内のポンプ
室への燃料の吸入動作（以下、主吸入動作という）と、
ポンプ室から吸い戻し弁及び燃料配管を通じて噴射弁へ
の燃料の圧送動作（以下、主圧送動作という）を行う。

【００１２】一方、本発明の特徴をなすカムの副カム面
は、上記主吸入動作後と上記主圧送動作との間の期間に
おいて、主吸入動作でポンプ室に吸入された燃料を吸い
戻し弁の開弁圧より大きくかつ噴射弁の開弁圧より小さ
い圧力まで加圧し（以下、副圧送動作という）、その
後、ポンプ室へ再度、燃料を吸入する（以下、副吸入動
作という）。

【００１３】すなわち、主圧送動作が開始される以前に
燃料配管に正の残圧が保持されるので、この期間におい
て燃料配管が負圧となることによる気泡発生は確実に防
止される。また、主圧送動作は予め燃料配管残圧が所定
の正レベルから加圧を開始するので、その後の吸い戻し
弁の吸い戻し動作により燃料配管の圧力が降下しても、
負圧化しにくい。更に、主圧送動作後に燃料配管残圧が
上記した吸い戻し過剰により万一、負圧となったとして
もその後の副圧送動作により気泡の収縮、消滅が生じ、
次の主圧送動作における気泡の影響によるオーバーシュ
ートを軽減することができる。

【００１４】更に、ダンピングバルブなどと組み合わせ
れば、更に二次噴射及び燃料配管負圧化の抑止性能を向
上させることができる。

【００１５】

【実施例】本発明の燃料噴射ポンプの一実施例を図面を
参照して説明する。まず、図１によりこの燃料噴射ポン
プの構造を説明する。ハウジング１に形成されたボア１
０にはシリンダ２が嵌入され、シリンダ２はストッパピ
ン１１によりハウジング１に対し回動不能となってい
る。

【００１６】シリンダ２のボアにはプランジャ３が直、
回動自在に嵌挿されている。プランジャ３の下端はタペ
ット３０に結合され、タペット３０は駆動用のカム８に
より付勢されてプランジャ３とともに上下動する。３２
はタペットの過剰変位を規制するストッパピンである。
シリンダ２の外周面下部にはコントロールスリーブ４が
回動自在に嵌着されており、コントロールスリーブ４の
下部はシリンダ２の下端より更に下方に延出したプラン
ジャ３の下部に、軸方向摺動自在、回動不能に嵌着され
ている。更にプランジャ３とコントロールスリーブ４と
の嵌着状態を説明すると、３３は面取りにより形成され
たプランジャ３の平行な２平面であり、１面だけが図示
されている。一方、コントロールスリーブ４の内面下部
はこの２平面３３と摺接する２平面４０が形成されてお
り、これら２対の平面３３、４０の嵌合によりコントロ
ールスリーブ４とプランジャ３は相対回動不能、軸方向
摺動自在となっている。コントロールスリーブ４の上端
にはフランジ４１が設けられており、フランジ４１の上
面の所定位置にはスリーブ回動突起５が設けられてい
る。

【００１７】ハウジング１には、上記スリーブ回動突起
５が回動可能に収容される室１２が穿設されており、室
１２にはコントロールラック６が接線方向摺動自在に保
持されている。コントロールラック６の内側面には求心
方向へフォーク７が突設されており、フォーク７はスリ
ーブ回動突起５を挟持している。なお、図１ではフォー
ク７の一方の爪は図示省略されている。

【００１８】コントロールスリーブ４のフランジ４１の
下面はスプリングシート３４を通じてプランジャスプリ
ング３５により付勢されており、これによりフランジ４
１の上面はハウジング１の貫通孔１０に形成された段差
面に押し付けられている。プランジャスプリング３５の
下端はタペット３０をカム３１に押し付けている。一
方、シリンダ２の上部はポンプ室２０となっており、ポ
ンプ室２０内の燃料はプランジャ３の上端面に開口する
貫通孔（図示せず）によりコントロールグルーブ（本発
明でいう逃がし溝）３５に連通している。コントロール
グルーブ３５はプランジャ３の上端面よりやや下部に位
置して周方向へ斜めに凹設されている。また、図１では
ポンプ室２０は、シリンダ２に貫孔されたフィードホー
ル２５を通じてハウジング１側の燃料室１５に連通して
いる。

【００１９】ハウジング１のボア１０の上部にはデリバ
リバルブ９が嵌入された後、貫通孔１０の上端にバルブ
ホルダ９０が螺入されている。デリバリバルブ９は、バ
ルブハウジング９１、弁座筒９２、弁体９３、スプリン
グ９４からなる。バルブハウジング９１はその下部を除
いてバルブホルダ９０の貫通孔下部に嵌入されており、
バルブハウジング９１の径大な下端部（フランジ部）は
バルブホルダ９０の下端面によりシリンダ２の上端面に
押圧されている。また、バルブハウジング９１の貫通孔
には内部に弁孔を有する弁座筒９２が嵌入されており、
更に、バルブハウジング９１の貫通孔の上端開口には弁
体９３の下部が嵌入され、弁体９３はデリバリバルブホ
ルダ９０内に収容されたスプリング９４の下端により下
方に付勢されて弁座筒９２の弁孔を閉じている。

【００２０】本実施例の特徴をなすカム８には、リフト
量が大きな主カム面８１とともに、主カム面８１と略１
８０度シフトして副カム面８２が形成されている。この
副カム面８２のリフト量は、後述するように最大回転
数、最大負荷時においても噴射弁を開弁しないレベルと
されている。以下、この燃料噴射ポンプの作動を説明す
ると、カム８の回転によりタペット３０を通じてプラン
ジャ３がシリンダ２内を往復する。図１はプランジャ３
がほぼ下死点位置の状態を示し、ポンプ室２０はフィー
ドホール２５を通じて燃料室１５から燃料を供給されて
いる。プランジャ３の上動とともにポンプ室２０とフィ
ードホール２５とが遮断されると、ポンプ室２０での燃
料加圧が開始され、所定圧力に達するとスプリング９４
に抗してデリバリバルブ９の弁体９３が上動し、弁座筒
９２の弁孔を開く。これにより燃料はバルブホルダ９０
から不図示の燃料配管を通じて噴射弁に圧送される。

【００２１】プランジャ３の上動によりコントロールグ
ルーブ３５がフィ−ドホール２５に連通すると、上記し
たようにポンプ室２０の燃料がフィ−ドホール２５に逃
げて、燃料加圧工程が終了し、それによりデリバリバル
ブ９の弁体９３が弁座筒９２の弁孔へ向けて後退し、弁
孔を閉じ、その後も所定ストロークだけ下動して上述し
たように所定量の燃料吸い戻しを行い、燃料配管の残圧
を低下させ、噴射弁（図示せず）の二次噴射を防ぐ。

【００２２】ここで１回当たりの燃料吐出量を制御する
には、ボア１０の接線方向へコントロールラック６を動
かし、フォーク７によりスリーブ回動突起５を回動させ
る。スリーブ回動突起５はスリーブ４と一体であり、ス
リーブ４はプランジャ３と一体回動する。プランジャ３
が回動すると、コントロールグルーブ３５と燃料供給孔
２５との連通タイミングが変化し、それにより燃料吐出
量が制御される。

【００２３】次に、図２を参照して本実施例の燃料噴射
ポンプのバルブホルダ９０と噴射弁（図示せず）とを接
続する燃料配管（図示せず）内の圧力変化と、カムリフ
トとの関係を説明する。ｔ１から、主カム面８１による
プランジャ３のリフトが開始され、ｔ２においてリフト
量がフィ−ドホール２５を閉じる位置に達する（すなわ
ちフィ−ドホール２５とポンプ室２０とが遮断され
る）。そしてこのｔ２からプランジャ３はポンプ室２０
内の燃料を加圧し始め、ポンプ室２０内の燃料圧はすぐ
上昇してデリバリバルブ９を開き、燃料配管の圧力は上
昇し始め、燃料配管の圧力が噴射弁（噴射ノズル）の開
弁圧を超過すると、噴射弁が開弁し、噴射弁から燃料の
噴射が行われる。

【００２４】ｔ３に達すると、コントロールグルーブ３
５がフィ−ドホール２５に連通し、ポンプ室２０の燃料
がフィ−ドホール２５に逃げて、燃料加圧工程が終了
し、これによりデリバリバルブ９の弁体９３が弁座筒９
２の弁孔へ向けて後退し、弁孔を閉じ、その後も所定ス
トロークだけ下動して上述したように所定量の燃料吸い
戻しを行い、燃料配管の残圧を低下させ、噴射弁（図示
せず）の二次噴射を防ぐ。この結果、ｔ４の時点でこの
燃料排出動作が終了する。

【００２５】その後、主カム面８１によりプランジャ３
が下動し始め、ｔ５にてポンプ室２０がフィ−ドホール
２５に連通し、その後のプランジャ３の下動すなわちポ
ンプ室２０の容積増大に伴い、ポンプ室２０に燃料が吸
入され、これにより、主カム面８によるプランジャ３の
動作がｔ６にて終了する。次に、ｔ７になると、副カム
面８２によるプランジャ３のリフトが同様に開始され、
ｔ８においてリフト量がフィ−ドホール２５を閉じる位
置に達する（すなわちフィ−ドホール２５とポンプ室２
０とが遮断される）。そしてこのｔ８からプランジャ３
はポンプ室２０内の燃料を加圧し始め、ポンプ室２０内
の燃料圧はすぐ上昇してデリバリバルブ９を開き、燃料
配管の圧力は上昇し始める。

【００２６】ただし、副カム面８２の最大リフト量（ｔ
９のリフト量）は小さいので、デリバリバルブ９が開い
て燃料配管の残圧は正圧となるものの、噴射弁を開弁す
るには至らない。その後、プランジャ３は下動し始め、
それに伴いポンプ室２０の圧力が低下し、デリバリバル
ブ９が後退して閉じ、ここでも多少の吸い戻しを行い、
ｔ１０に至って再びフィ−ドホール２５とポンプ室２０
とが連通し、プランジャ３の下動によりポンプ室２０へ
の燃料吸入がｔ１１まで行われる。

【００２７】このようにすれば、主圧送動作が開始され
るｔ２のずっと以前である時点ｔ８以降、燃料配管には
正の残圧が保持されるので、この期間において燃料配管
が負圧となることによる気泡発生は確実に防止される。
また、主圧送動作は予め燃料配管残圧が所定の正レベル
から加圧を開始するので、その後のデリバリバルブ９の
吸い戻し動作により燃料配管の圧力が降下しても、負圧
化しにくい。更に、たとえ期間ｔ４〜ｔ８において燃料
配管残圧が上記した吸い戻し過剰により万一、負圧とな
ったとしても期間ｔ８〜ｔ１１における圧縮により、気
泡の収縮、消滅が生じ、主圧送動作における気泡の影響
による噴射量の過渡的なオーバーシュートを軽減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用された燃料噴射ポンプ
の断面正面図である。

【図２】図１のポンプのカムリフトと燃料配管の圧力変
化との時間変動図である。

【図３】従来のデリバリバルブの一例を示す断面図であ
る。

【図４】従来のデリバリバルブの一例を示す断面図であ
る。

【図５】従来の燃料噴射ポンプの噴射量と回転数と燃料
配管残圧との関係を示す図である。

【図６】従来の燃料噴射ポンプの燃料噴射量の急増時の
オーバーシュートを示す図である。

【符号の説明】

２ シリンダ、 ３ プランジャ、 ９ デリバリバルブ（吸い戻し弁） ８ カム ２０ ポンプ室 ８１ 主カム面 ８２ 副カム面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムにより駆動されてシリンダ内を往復
   摺動し、前記シリンダ内のポンプ室に燃料を吸入し、圧
   送するプランジャと、噴射弁に達する燃料配管と前記ポ
   ンプ室との間に介設され、前記ポンプ室の燃料が所定の
   開弁圧に達したら開弁し、閉弁時に前記燃料配管の燃料
   を所定量吸い戻して前記燃料配管内を減圧する吸い戻し
   弁とを備える燃料噴射ポンプにおいて、 前記カムは、前記噴射弁から噴射される燃料を圧送する
   主カム面の他に、前記主カム面による燃料吸入動作後で
   かつ燃料圧送動作前の期間に、前記吸い戻し弁の開弁圧
   より大きくかつ前記噴射弁の開弁圧より小さい圧力まで
   前記ポンプ室の燃料を加圧し、その後、ポンプ室へ燃料
   を吸入するための副カム面を備えることを特徴とする燃
   料噴射ポンプ。