JPH063164Y2 - ディーゼル機関の燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はディーゼル機関の燃料噴射時期制御装置に関す
る。

（従来技術） 一般に、ディーゼル機関においては機関の運転条件、特
に機関回転数に応じた燃料噴射時期の最適値を持ってお
り、同最適値に近づけるために機関の運転状態に応じて
燃料噴射時期を制御する装置を有している。

例えば、分配型燃料噴射ポンプを備えたディーゼル機関
では、実開昭６２−１２８１３１号公報などに開示され
ているように燃料流通路を有するプランジャの一端にカ
ムを設け、このカムと対面させてローラリングを配置
し、ローラリングの位置をタイマピストンによって制御
している。これは第７、第８図に示すようにタイマピス
トン１０３の位置は機関回転数に応じて加えられる燃料
の圧力によって制御されており、ハウジング１０２とタ
イマピストン１０３とによって囲まれた圧力室１０２ａ
には、タイマスプリング１０５と燃料を加圧するフィー
ドポンプの吸入側燃料で満たされており、タイマピスト
ンを挟んで反対側の圧力室１０２ｂにはフィードポンプ
室側燃料が流入するようになっており、前記圧力室１０
２ａと１０２ｂの圧力差によって燃料噴射時期が制御さ
れるように構成されている。

そして、機関の低速運転時においてはフィードポンプ室
燃料圧が低く、タイマピストン１０３はタイマスプリン
グ１０５の圧力によって噴射時期遅れの方向に押してい
る。又、逆にディーゼル機関が高速運転に移行するとフ
ィードポンプ室燃料圧が高くなるため、タイマピストン
１０３はタイマスプリング１０５の力に打ち勝って押さ
れ、同ピストンの動きによりローラリング１０１は、ス
ライドピン１０４を介してドライブシャフト回転方向と
反対の方向に回転され、噴射時期が進められる。

（考案が解決しようとする問題点） そして前記燃料噴射時期の進角量はディーゼル機関の回
転数によって一意的に決められることが望ましいが、前
記燃料噴射時期制御装置ではタイマピストン、及びロー
ラリングは全てフィードポンプにて加圧される燃料圧に
よって制御されるため、ディーゼル機関に加わる負荷の
変動により、燃料噴射量が変動したり、周囲の温度や使
用する燃料の成分による燃料性状（粘度など）の変化に
よってポンプ室燃料圧が変化し、タイマ進角量も変化し
てしまうという問題があった。

本考案は前記従来の問題点に鑑み、燃料噴射量の変動
や、燃料性状などに左右されず、ディーゼル機関の回転
数のみによってタイマ進角量を制御できる燃料噴射時期
制御装置を付与することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案は前記問題点を解決するために、ドライブシャフ
トと、前記ドライブシャフトの軸方向に往復揺動可能に
設けられた複数の凹凸部を有するフェイスカムと、前記
カムの凹凸部に当接するローラと、ドライブシャフトの
回動に伴い前記フェイスカムとともに往復揺動されて燃
料を圧送するプランジャを有するディーゼル機関におい
て、ディーゼル機関の作動と共に回転数に応じて回転す
るウェイトと、前記ウェイトの回転中心方向へ前記ウェ
イトに力を付勢する弾性部材とを具備し、前記ウェイト
に加わる遠心力と前記弾性部材からの弾性力との釣り合
い位置の変動に応じて、前記ローラのフェイスカムに当
接する位置を変動させるという手段を採っている。

（作用） 従って、本考案のディーゼル機関の燃料噴射時期制御装
置によれば、タイマ進角量はディーゼル機関の回転数に
応じて発生するウェイトの遠心力と、同遠心力と反対方
向、即ち回転中心方向へ付勢される弾性力とによって、
前記ウェイトはこれらの力が釣り合う位置まで前記遠心
方向へ移動し、同ウェイトの移動量に応じてタイマ進角
量は決定される。前記ウェイトの変位量は、同ウェイト
に加わる遠心力によってのみ決定されるため、タイマ進
角量は、ディーゼル機関回転数によってほぼ比例し、デ
ィーゼル機関の負荷や燃料性状の影響を受けることはな
い。

（実施例） 以下、この考案をディーゼルエンジンの分配型燃料噴射
ポンプに具体化した一実施例を図面に従って説明する。

第１図は分配型燃料噴射ポンプの全体図を示す図であ
り、フィードポンプ３については９０°展開された図が
加えて示されている。燃料噴射ポンプを形成するハウジ
ング１にはエンジンの出力軸からの動力を得て回動する
ドライブシャフト２が設けられており、同ドライブシャ
フト２にはフィードポンプ３が一体状に固着されてい
る。

前記フィードポンプ３は円板状を成し、適宜箇所にはベ
ーンプレート３ａが設けられており、同ベーンプレート
３ａがハウジング１内面を摺動することによって、フィ
ードポンプ３は一回転毎に一定量の燃料を入口１ａより
吸い上げる。次はフィードポンプ３によって送り出され
た燃料は、燃料送油圧を調節するプレッシャレギュレー
ティングバルブ５を通って、ポンプ室内６へ送られる。

前記ポンプ室内６から燃料はフューエルカットソレノイ
ド７の開閉部を通ってプランジャ８の吸入グルーブへ流
れ込み、プレッシャチャンバ８ｂとプランジャ内へ流れ
込むように通路が形成されている。

前記プランジャ８は、フェイスカム４と一体状に往復揺
動するように設けられ、ハウジング１内を回動及び往復
摺動可能に支持されており、プランジャスプリング９に
よってフェイスカム４とともに複数のローラ１０に押し
つけられている。同フェイスカム４はカップリング２ａ
を介してドライブシャフト２に軸方向に揺動可能に設け
られており、更にエンジンの気筒数と同数の凹凸部を備
え、一方前記ローラ１０は前記ドライブシャフト２の周
囲にて回転可能に設けられている。これによってドライ
ブシャフト２とフェイスカム４が回動し、前記ローラ１
０がフェイスカム４の凹凸部上を転動すると前記フェイ
スカム４は前記凹凸部に沿って往復揺動し、前記プラン
ジャスプリング９の付勢力に反してプランジャ８を往復
揺動させるが、同プランジャ８がプランジャスプリング
９の付勢力に反する方向へ移動する状態では前記プレッ
シャチャンバ８ｂとプランジャ内の燃料は分配通路１
１、及びデリバリチャンバ１１ａを介して吐出口１ｂか
ら噴射ノズルへ送られる。

一方、前記燃料噴射ポンプの上部には燃料噴射量を制御
するオールスピードガバナが設けられている。これはド
ライブシャフト２に枢軸されたドライブギア１２を介し
てガバナシャフト１３によって支持されたフライウェイ
ト１４が回動され、同フライウェイト１４の遠心力とガ
バナスプリング１５の付勢力との釣り合い位置までガバ
ナ１６を移動させ、同ガバナ１６の移動によってプラン
ジャ８内のスピルポート８ｃを塞いでいるスピルリング
１７を移動させて燃料噴射量を制御させるものである。

更に、前記燃料噴射ポンプの下部には燃料噴射時期制御
装置が設けられている。これは第２〜第４図に示すよう
に、複数のローラ１０を支持するローラリング１０ａに
は下方へ伸びるロッド１０ｂが設けられており、同ロッ
ドの他端はスライドピン１８ａを介してスライドシャフ
ト１８の側面凹部に差し込まれている。同スライドシャ
フト１８はハウジング１によって軸方向に往復摺動可能
に支持されており、同スライドシャフト１８の摺動によ
って前記ローラリング１０ａはローラ１０と共に回動す
る。

又、前記スライドシャフト１８の側面にはラック１８ｂ
が設けられ、同ラック１８ｂにはハウジング１上に枢軸
されたアイドルギア１９が噛み合っており、同アイドル
ギア１９はタイマスリーブ２０の側面に設けられたラッ
ク２０ａにも噛み合っている。同タイマリーブ２０は前
記オールスピードガバナと同様に、ハウジングに固定さ
れたタイマスシャフト２１に枢軸され、ドライブギアに
噛み合って駆動されるタイマギア２２を備えている。更
に、タイマギア２２には、これと一体状に回動するフラ
イウェイトホルダ２３とこれに支持されたウェイトとし
てのフライウェイト２４を備えており、同フライウェイ
ト２４が遠心力によって外方へ移動しようとすると、前
記タイマスリーブ２０が同スリーブの底部にてフライウ
ェイト２４に係止されているために軸方向に押し出され
る様に移動する。一方タイマスリーブ２０の頂部にはハ
ウジング１に支持された弾性部材であるタイマスプリン
グ２５が設けられており、前記フライウェイト２４の遠
心力に抗するように力が付勢されている。

次に前記構成による本考案の燃料噴射時期制御装置につ
いてその作用を以下に示す。

ディーゼルエンジンの作動に伴って燃料噴射ポンプのド
ライブシャフト２が回動され、フィードポンプ３によっ
て燃料を汲み出すとともにフェイスカム４とプランジャ
８が回動する。同フェイスカム４のローラ１０が当接す
る部分が凹部から凸部に移行すると、プランジャ８を押
上げて同プランジャ内とプレッシャチャンバ８ｂに充填
されている燃料を噴射ノズルへ送り出し、燃焼室へ適度
な時期で噴射する。

前記プランジャ８の燃料を押し出す噴射時期は前記フェ
イスカム４に対するローラ１０の位置によって左右さ
れ、前記フェイスカム４の回転方向へローラ１０が移動
すると燃料噴射時期は遅くなり、逆に前記フェイスカム
４の反回転方向へローラ１０が移動すると燃料噴射時期
は早くなる。

ドライブシャフト２の回転数はエンジン回転数に比例
し、ドライブギア１２、タイマギア２２を介してフライ
ウェイト２４が回動することによって発生する遠心力の
強さはエンジン回転数によって比例する。前記遠心力に
よって前記フライウェイト２４はフライウェイトホルダ
２３に接する部分を中心に軸と反対方向へ移動し、タイ
マスリーブ２０をタイマスプリング２５に抗して軸方向
へ押上げる。前記遠心力とタイマスプリング２５の弾性
力とが釣り合う位置までタイマスリーブ２０は移動し、
この動作はラック２０ａ、アイドルギア１９、ラック１
８ｂを介してスライドシャフト１８を移動させ、ロッド
１０ｂを介してタイマリング１０ａが回動するため、燃
料噴射時期の進角量が調整される。

前記作用により燃料噴射時期の進角量がエンジン回転数
のみによって正比例の関係で一意的に決まるため、エン
ジン負荷の変動による燃料噴射量の変動や、周囲の温度
及び燃料成分によって燃料性状が変動しても進角量に影
響を与えず、安定した進角量を得ることができる。

尚、本考案は前記実施例に限られるものではなく、例え
ば第５図に示すようにタイマスリーブ２０とスライドシ
ャフト１８は、アイドルギアにて噛み合わせず、リンク
部材３０にて連結しても良い。これはスライドシャフト
１８とタイマスリーブ２０の側面に凸部２１８ａ、２２
０ａを形成してピンにてリンク部材３０を連結してお
り、前記実施例と同様の作用が得られる。

更に、本考案は第６図に示すようにスライドシャフト１
８の一端にタイマスプリング２２１を、他端にタイマス
リーブ２０を設け、同タイマスリーブ２０とスライドシ
ャフト１８を一体状に移動可能としてもよい。この場合
タイマギア２２はドライブギア１２からアイドルギア３
１、３２を介して伝動されて回動してタイマスリーブ２
０を押上げる。

更に前記タイマスリーブ、フライウェイトはオールスピ
ードガバナのガバナスリーブ、フライウェイトで兼用し
て構造を簡単にするなど、本考案の要旨を逸脱しない範
囲で応用してもよい。

（考案の効果） 以上詳述したように本考案によれば、燃料噴射時期の進
角量はギアやリンク機構などの機械的伝動手段によって
駆動されるので、エンジン負荷の変動による燃料噴射量
の変動や、周囲の温度や燃料の成分の変化による燃料性
状の変化によって進角量が変動することなく、ディーゼ
ル機関の回転数のみにより進角量が決定されるため、安
定しているなどの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示す図であり、第
１図は全体を示す側面断面図、第２図は燃料噴射時期制
御装置の縦断面図、第３図・第４図は作用を示す平面
図、第５図・第６図は本考案の別例を示す平面図、第７
図・第８図は従来技術を示す縦断面図である。 １……ハウジング、２……ドライブシャフト、３……フ
ィードポンプ、４……フェイスカム、６……ポンプ室、
８……プランジャ、１０……ローラ、１８……スライド
シャフト、２０……タイマスリーブ、２４……フライウ
ェイト、２５……タイマスプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ドライブシャフトと、前記ドライブシャフ
   トの軸方向に往復揺動可能に設けられた複数の凹凸部を
   有するフェイスカムと、前記カムの凹凸部に当接するロ
   ーラと、ドライブシャフトの回動に伴い前記フェイスカ
   ムとともに往復揺動されて燃料を圧送するプランジャを
   有するディーゼル機関において、 ディーゼル機関の作動と共に回転数に応じて回転するウ
   ェイトと、前記ウェイトの回転中心方向へ前記ウェイト
   に力を付勢する弾性部材とを具備し、前記ウェイトに加
   わる遠心力と前記弾性部材からの弾性力との釣り合い位
   置の変動に応じて前記ローラのフェイスカムに当接する
   位置を変動させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射
   時期制御装置。