JPH0658221A - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プランジャに形成した燃料通路の通路抵抗を小
さくし燃料の流れを円滑にし、噴射終了時にポンプ室の
燃料を速かに逃がすことができる燃料噴射ポンプを提供
する。 【構成】プランジャ１０に形成した燃料通路１２を、縦
孔１３と横孔１４の連結部が鈍角に交差する、または所
定の曲率半径を有する曲り通路で連通したことを特徴と
する。 【作用】燃料通路が途中で急激に折れ曲がることがな
く、通路抵抗が小さくなって、燃料の流れが円滑にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に燃料を供給
する燃料噴射ポンプに係り、特に燃料を加圧するプラン
ジャの内部に形成される燃料通路の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃
料噴射ポンプは、一般に、ハウジング内にプランジャバ
レルを取付け、このバレルの内部にプランジャを摺動自
在に嵌挿してあり、このプランジャの端面と上記バレル
の内部とでポンプ室を形成してある。そして、上記プラ
ンジャは、エンジンにより駆動されるカムによって往復
運動されるようになっており、プランジャが上昇する圧
縮工程ではポンプ室の燃料を加圧し、この加圧燃料をデ
リバリバルブを介してエンジン側の燃料噴射弁に送り出
すようになっているとともに、プランジャが下降する吸
入工程では、低圧燃料室からポンプ室に燃料を導入する
ようになっている。

【０００３】上記プランジャには上記ポンプ室と燃料室
を連通する燃料通路が形成されており、上記プランジャ
が上昇する途中でこの燃料通路を閉じると、ポンプ室内
の燃料圧力が上昇して噴射弁に圧送されるようになり、
よってこの燃料通路を閉じるタイミングを制御して燃料
の噴射量および噴射タイミングを制御するようになって
いる。

【０００４】ところで、上記燃料通路はプランジャの内
部に形成されており、従来の場合は図６に示す構造をな
していた。つまり、１０はプランジャであり、このプラ
ンジャ１０には燃料通路５０が形成されている。燃料通
路５０は縦孔５１と横孔５２を連通して形成されてい
る。つまり、プランジャ１０には、プランジャの軸線に
沿って縦孔５１が形成されており、この縦孔５１の一端
はプランジャ１０の先端面に開口していてポンプ室に通
じるようになっている。また、このプランジャ１０には
横孔５２、５２が形成されており、これら横孔５２、５
２は一端が上記縦孔５１に接続されているとともに他端
はプランジャ１０の側面に開口されており、この側面の
開口により低圧燃料室に通じるようになっている。な
お、プランジャ１０の側面には上記横孔５２に連通し
て、プランジャの軸線に沿って形成された縦リード１６
およびプランジャの軸線に対して斜めに形成された斜め
リード１７が形成されている。

【０００５】このような構造の燃料通路５０は、プラン
ジャ１０が下動する吸入工程では、低圧燃料室より、横
孔５２、５２および縦孔５１を経てポンプ室に燃料を導
入し、また、プランジャ１０が上昇する圧縮工程で所定
の燃料噴射を終えると、ポンプ室内で加圧される燃料を
縦孔５１および横孔５２、５２を通じて低圧燃料室に戻
すようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近のディ
ーゼルエンジンにおける燃料噴射系においては、排ガス
規制に対応するため、燃料噴射弁から噴射される燃料の
噴射期間を短かくすることが要請されており、よって燃
料噴射ポンプから供給される燃料の圧送期間を短縮化す
ることが要請されている。このためには燃料圧送終了時
におけるポンプ室の圧力降下を瞬時に終了させることが
有効であり、したがって、ポンプ室の残り燃料を迅速に
低圧燃料室側に逃がす必要がある。

【０００７】しかしながら、図６に示された従来の燃料
通路５０は、縦孔５１と横孔５２がプランジャ１０の内
部で直角に交差しているから、この交差部で燃料が流れ
るときの抵抗となり、つまり通路抵抗が大きくなり、ポ
ンプ室から低圧燃料室側に向かう燃料の流れを阻害し、
燃料を逃がすときの抵抗となる。

【０００８】このため、ポンプ室に残圧が生じ、燃料噴
射期間は図３の実線で示すように、相対的に長くなり、
排ガス規制を満足できない不具合があった。

【０００９】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、プランジャに形成する
燃料通路の通路抵抗を小さくして燃料の流れを円滑に
し、噴射終了時にポンプ室の燃料を速かに逃がすことが
でき、燃料噴射期間の短縮化が可能となる燃料噴射ポン
プを提供しようとするものである。

【００１０】

【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、プランジャに形成した燃料通路における縦孔
と横孔の連結部を、鈍角に交差するようにまたは所定の
曲率による曲がり通路により連通したことを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】本発明の構成によれば、燃料通路が直角度以上
で連通されるので、途中で急激に折れ曲がることがな
く、通路抵抗が小さくなって、燃料の流れが円滑にな
る。

【００１２】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
一実施例にもとづき説明する。図１は列型燃料噴射ポン
プの主要部の構造を示す断面図であり、図中１はポンプ
ハウジングを示す。ポンプハウジング１内にはプランジ
ャバレル２が嵌挿されており、このプランジャバレル２
にはポンプ室３が形成されている。

【００１３】上記プランジャバレル２の上端には吐出口
体４が取付けられており、この吐出口体４は図示しない
パイプを介してエンジンの燃料噴射弁に接続されてい
る。吐出口体４内にはデリバリバルブ５が収容されてお
り、このデリバリバルブ５は上記ポンプ室３に臨んでい
る。ポンプ室３内の燃料圧力がデリバリスプリング６の
押圧力によって設定される開弁圧以上になると弁体７が
押され、これによりポンプ室３で加圧された高圧燃料が
吐出口体４からエンジンの燃料噴射弁へ圧送される。

【００１４】上記プランジャバレル２にはプランジャ１
０が摺動自在に嵌挿されており、このプランジャ１０の
上端はポンプ室３に臨んでいる。したがってプランジャ
１０の上端がポンプ室３の燃料を加圧するようになって
いる。プランジャ１０の他端はポンプハウジング１の下
部に導かれ、図示しないタペットおよびローラを介して
カムに当接されている。カムはエンジンの回転に同期し
て回転されるようになっており、このカムの回転により
プランジャ１０が押し上げられる。また図示しない復帰
用スプリングの付勢力を受けてプランジャ１０は押し下
げらる。したがって、プランジャ１０は上記カムおよび
復帰用スプリングの作用によって往復運動されるように
なっている。

【００１５】プランジャバレル２内には低圧燃料室３０
が形成されており、この燃料室３０はポンプハウジング
１に形成した燃料供給口３１を通じて図示しない燃料供
給ポンプに連通されている。よって低圧燃料室３０には
燃料供給ポンプから燃料が供給される。

【００１６】上記プランジャ１０には燃料通路１２が形
成されている。燃料通路１２は図２に示すように、縦孔
１３と、横孔（傾斜孔）１４、１４とで形成されてい
る。縦孔１３は、プランジャの軸線に沿って形成されて
おり、この縦孔１３の一端はプランジャ１０の上端面に
開口していてポンプ室３に通じるようになっている。ま
た、横孔１４、１４はプランジャ１０の側面に開口され
ており、これら横孔１４、１４はプランジャ１０内で上
記縦孔１３と導通されている。本実施例の場合、上記縦
孔１３と、横孔１４、１４の連結箇所は、横孔１４、１
４を実質的に斜めに形成することにより、交差角αが９
０°以上、つまり鈍角となるように交差して接続されて
いる。上記横孔１４、１４は、プランジャ１０の側面に
形成されたコントロールリード１５に導通されている。
本実施例のコントロールリード１５は、プランジャ１０
の側面に軸方向に沿って形成された縦溝からなる縦リー
ド１６と、この縦リード１６に交差して連通し、プラン
ジャ１０の側面に軸方向に対し傾斜して形成された斜め
溝からなる斜めリード１７とを有している。そして、上
記横孔１４、１４は、上記縦リード１６における一番上
の端部に開口し、これにより縦リード１６に連通してい
る。

【００１７】プランジャ１０の外周には、上記燃料室３
０内に位置して、コントロールスリーブ２０が摺動自在
に嵌挿されている。このコントロールスリーブ２０には
上記コントロールリード１５と導通および遮断可能な制
御孔としてのスピルポート２１が形成されている。コン
トロールスリーブ２０は、外面に軸方向に沿ってガイド
溝２２が形成されている。このガイド溝２２に対し、ハ
ウジング１側、すなわちプランジャバレル２の内面には
ガイドピン２３が突出されており、このガイドピン２３
は上記ガイド溝２２に摺動自在に嵌挿されている。した
がって、コントロールスリーブ２０が軸方向に移動され
た場合、これらガイドピン２３とガイド溝２２の案内作
用によりコントロールスリーブ２０は回動しないように
なっている。

【００１８】コントロールスリーブ２０の側面には、軸
方向と直交する方向に係止溝２５が形成されている。こ
の係止溝２５には係合レバー２６が係合している。この
係合レバー２６は燃料噴射時期制御部材としての操作軸
２７に取付けられている。

【００１９】操作軸２７は図示しない電動式アクチュエ
ータに連結されており、エンジンの運転状況に応じてこ
の電動式アクチュエータにより回動されるようになって
いる。操作軸２７が時計回りまたは反時計回りに回動さ
れると、コントロールスリーブ２０はプランジャ１０の
軸方向に沿って移動されるようになっている。

【００２０】また、プランジャ１０の下端には、図示し
ない公知のピニオンが設けられており、このピニオンは
コントロールラックに連結されている。コントロールラ
ックは図示しない燃料噴射量制御用ガバナに連結されて
いる。エンジンの運転状況に応じて上記燃料噴射量制御
用ガバナが作動するとコントロールラック作動され、こ
れによりプランジャ１０が軸回りに回動されるようにな
っている。

【００２１】このような構成の実施例について作用を説
明する。エンジンにより回転されるカムおよび復帰用ス
プリングの作用でプランジャ１０は往復運動される。プ
ランジャ１０が下降するとき、このプランジャ１０の側
面に形成したコントロールリード１５の縦リード１６お
よび斜めリード１７の下端位置が、コントロールスリー
ブ２０の下端縁２８よりも下がると、コントロールリー
ド１５が燃料室３０に通じるので、燃料室３０内の燃料
がコントロールリード１５およびこれに連なるプランジ
ャ１０の燃料通路１２、つまり横孔１４および縦孔１３
を通じてポンプ室３に導入される。

【００２２】上記プランジャ１０が上昇される圧縮過程
で、コントロールリード１５の下端、つまり縦リード１
６および斜めリード１７の下端位置が、コントロールス
リーブ２０の下端縁２８よりも上昇してコントロールス
リーブ２０にて閉塞された場合に、ポンプ室３内の燃料
は逃げ場が無くなり、したがってポンプ室３内の燃料は
プランジャ１０により加圧される。プランジャ１０が上
昇を開始してコントロールリード１５がコントロールス
リーブ２０により閉塞されるまでの間はプレストローク
となっている。

【００２３】上記コントロールスリーブ２０によりコン
トロールリード１５が閉じられた後、ポンプ室３内の燃
料圧力がデリバリバルブ５の開弁圧以上になると弁体８
が押上げられ、これによりポンプ室３の高圧燃料が吐出
口体４より、エンジンの燃料噴射弁へ圧送される。

【００２４】上記プランジャ１０が上昇を続け、コント
ロールリード１５がコントロールスリーブ２０に形成し
たスピルポート２１に導通すると、このスピルポート２
１を介して燃料通路１２が燃料室３０に連通する。よっ
て、ポンプ室３内の燃料は燃料通路１２から燃料室３０
へ逃がされるようになり、これによりポンプ室３内の燃
料圧力が低下するのでデリバリバルブ５が閉じ、燃料の
供給を停止する。

【００２５】プランジャ１０は上死点まで上昇し、上死
点を過ぎると復帰用スプリングに押されて下降し、下死
点まで下がる。

【００２６】この下降の途中で、コントロールリード１
５がコントロールスリーブ２０の下端縁２８よりも下が
ると、上記と同様にして燃料室３０内の燃料がコントロ
ールリード１５および燃料通路１２を通じてポンプ室３
に導入される。以下、上記の作動を繰り返す。

【００２７】そして、燃料噴射量を制御するには、公知
の通り、エンジンの運転状況に応じて燃料噴射量制御用
ガバナを作動させ、これによりコントロールラックを移
動させてプランジャ１０を軸回りに回動させる。このプ
ランジャ１０の回動は、側面に形成したコントロールリ
ード１５も回動させて、斜めリード１７を回動変位させ
る。このため、プランジャ１０のストローク中で斜めリ
ード１７がコントロールスリーブ２０に形成したスピル
ポート２１と導通するタイミングが変わり、すなわちポ
ンプ室３内の燃料を加圧するストロークが変わるので、
燃料噴射量の増減を制御することができる。

【００２８】一方、燃料噴射時期を制御するには、エン
ジンの運転状況に応じて電動式アクチュエータが操作軸
２７を時計回りまたは反時計回りに回動し、この回動に
よりコントロールスリーブ２０はプランジャ１０の軸方
向に沿って移動される。

【００２９】コントロールスリーブ２０の移動は下端縁
も軸方向に移動するので、プランジャ１０の上昇過程に
おいてコントロールリード１５がコントロールスリーブ
２０の下端縁により閉塞されるタイミングが変わり、し
たがってポンプ室３での燃料加圧開始時期（＝プレスト
ローク）、つまり燃料噴射開始タイミングを制御するこ
とができる。

【００３０】このような実施例においては、プランジャ
１０の内部に形成した燃料通路１２を燃料が流れる場
合、図２に示すように、縦孔１３と横孔１４、１４の連
結箇所が９０°以上の鈍角をなして交差するようにした
から、燃料の流れ抵抗を小さくすることができ、よっ
て、燃料がスムーズに流れるようになる。このため、特
に燃料の噴射が終了してポンプ室３の燃料を燃料室３０
に戻す場合に燃料の流れが円滑になり、燃料の戻りが速
かになされるから、ポンプ室３に大きな残圧が発生せ
ず、図３に破線で示す特性のように、噴射の終了を瞬時
に行うことができる。よって、燃料噴射期間を短くする
ことができ、排ガス対策に適用して有効となる。

【００３１】また、上記の燃料通路１２は燃料の流れが
円滑になることから、従来の直角に曲がった通路の場合
にしばしば発生が認められたキャビテーションの発生が
皆無になる利点もある。

【００３２】なお、上記実施例の場合、斜めに形成され
た横孔１４、１４の開口端を、コントロールリード１５
を構成する縦リード１６における上端位置と導通するよ
うに形成した。しかしながら、本発明は、図４に示す通
り、斜めに形成された横孔１４、１４の開口端を、コン
トロールリード１５を構成する縦リード１６における下
端位置に導通するように形成してもよい。

【００３３】但し、図２に示す場合のように、横孔１
４、１４の開口端を縦リード１６の上端位置と導通する
ようにすれば、燃料通路１２の全長を短くすることがで
き、この燃料通路１２内およびポンプ室３内に収容され
る燃料の量を少なくすることができる。このため、燃料
圧送時に圧縮される燃料体積を低減することができ、燃
料の高圧噴射に有効となる。

【００３４】また、本発明は、図５に示す燃料通路１２
のように、縦孔１３と横孔１４、１４を所定の曲率半径
ｒを有する曲り通路４０で導通させるようにしても、図
２の場合と同様の作用効果を奏する。

【００３５】さらに、本発明は、コントロールリード１
５およびコントロールスリーブ２０等の構成について
は、上記実施例に制約されるものではない、種々の燃料
噴射ポンプに適用可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ランジャに形成される燃料通路を、縦孔と横孔の連結部
が鈍角に交差する、または所定の曲率半径の曲り通路を
介して連通させたので、通路抵抗が小さくなって、燃料
の流れが円滑になる。このため、燃料の噴射終了時にポ
ンプ室の燃料を速かに逃がすことができ、燃料噴射期間
の短縮化に有効となり、排ガス規制に貢献することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、列形燃料噴射ポンプ
の主要部を示す断面図。

【図２】プランジャの燃料通路を示す図１のＡ−Ａ線に
沿う断面図。

【図３】燃料噴射期間と噴射圧力との関係を示す特性
図。

【図４】本発明に他の実施例の燃料通路を示すプランジ
ャの断面図。

【図５】本発明にさらに他の実施例の燃料通路を示すプ
ランジャの断面図。

【図６】従来の燃料通路を示すプランジャの断面図。

【符号の説明】

１…ハウジング、２…バレル、３…ポンプ室、１０…プ
ランジャ、１２…燃料通路、１３…縦孔、１４…横孔、
１５…コントロールリード、１６…縦リード、１７…斜
めリード、２０…コントロールスリーブ、２１…スピル
ポート、３０…燃料室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バレルの内部にプランジャを摺動自在に
   嵌挿し、このバレルの内部とプランジャの端面とでポン
   プ室を形成し、このプランジャには一端がプランジャの
   端面に開口して上記ポンプ室に通じるとともに他端がプ
   ランジャの側面に開口して低圧燃料室に通じる燃料通路
   を形成し、このプランジャをカムの回転によって往復駆
   動し、プランジャが復帰する吸入工程では上記低圧燃料
   室の燃料を上記燃料通路を通じてポンプ室に導入し、プ
   ランジャが押圧される圧縮工程では上記ポンプ室の燃料
   を加圧してエンジン側に供給し、かつこの燃料圧送終了
   時に上記ポンプ室の燃料を上記燃料通路を通じて低圧燃
   料室に戻すようにした燃料噴射ポンプにおいて、 上記プランジャに形成された燃料通路は、プランジャの
   端面に開口する縦孔とプランジャの側面に開口する横孔
   との接続を、鈍角または所定の曲率を有する曲がり通路
   により連通させたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。