JPH07332190A - 内燃機関の燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 インナカム式分配型燃料噴射ポンプの噴射時
期調節装置に関し、同装置をポンプケーシング内に配置
し、構造を簡易化すると共に、必要とする構成空間を減
少した装置を提供する。 【構成】 本調節装置はカム駆動装置７を受容するケー
シング１内に統合され、調節可能なカムリング９が半径
方向に突出する圧力ベーン３３を有し、圧力ベーンが夫
々ケーシングにおける圧力室３５内に突入し、この圧力
室を２つの圧力室部分３７に仕切っている。圧力ベーン
に作用する圧力室部分の燃料圧力差によってポンプピス
トンの吐出開始を調節するためにカムリングを大きな角
度範囲に亙って回動可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射ポン
プであって、シリンダ孔内で軸方向に案内され、該シリ
ンダ孔内でポンプ作業室を制限する少なくとも１つのポ
ンプピストンを有し、該ポンプピストンの軸方向の吐出
運動がカム駆動装置によって、少なくとも１つのローラ
がリング状のカム軌道の上を転動することで行われるよ
うになっており、カム軌道を保持するか前記少なくとも
１つのローラを有するカム駆動装置部分の一方が燃料噴
射ポンプ駆動装置により回転駆動されており、他方のカ
ム駆動装置部分がリング状にポンプケーシングの円形の
切欠き内に支承され、ポンプケーシングに対して調節装
置により噴射開始を変化させるためにカム軌道周方向に
回動可能である形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＥ−ＯＳ３１４２７１５号明細書によ
って公知である燃料噴射ポンプにおいてはモータ回転数
と同期的に駆動されたフィードポンプが分配型ポンプと
して構成された燃料噴射ポンプの吸込室を燃料で充た
す。内燃機関の回転数に関連した予圧のかけられた前記
燃料は吸込室から噴射開始調節装置に導かれることによ
り燃料噴射ポンプの噴射開始を調節するために使用され
る。この場合、噴射開始調節装置は公知の燃料噴射ポン
プの場合にはシリンダブシュ内で軸方向に摺動可能な噴
射調節ピストンによって形成される。この噴射調節ピス
トンの一方の端面は燃料吸込み室圧により負荷され、噴
射開始調節ピストンが吸込み室圧の増大につれて戻しば
ねの力に抗して軸方向へ移動させられるようになってい
る。吸込み室圧もしくは内燃機関の回転数に関連した噴
射開始調節ピストンの軸方向の調節移動は噴射開始調節
ピストンから半径方向に突出する、燃料噴射ポンプを駆
動するカム駆動装置のカムリングの切欠き内に突入する
ピンを介してカムリングの回動運動に変換される。この
場合、噴射開始調節ピストンは該噴射開始調節ピストン
が吸込み室圧の増大、すなわち内燃機関の回転数の増大
につれて吐出開始が早められる方向に回動させられるよ
うにカムリングに作用する。

【０００３】しかしながら公知の燃料噴射装置の噴射調
節装置は、ポンプケーシングに付加的に配置された、案
内された噴射調節ピストンが大きな所要スペースを有
し、これが特に最近の燃料噴射システムにおいては必要
な全構成空間に不都合な影響を及ぼすという欠点を有し
ている。さらに公知のポンプの噴射調節装置は必要な構
成部分の数が多いことに基づき製作費用がかかる。この
公知の噴射調節装置の別の欠点はカムリングにおける窓
状の係合に基づくカムリングにおけるほぼ１５°〜１７
°の限られた調節範囲並びにカムリングにおける片寄っ
た力の作用である。片寄った力の作用によっては片寄っ
た面圧、ひいては公知の燃料噴射ポンプの調節装置が今
日の要求に十分には応えないという欠点が生ぜしめられ
る。

【０００４】

【発明の課題】本発明の課題は噴射調節装置をポンプケ
ーシング内に配置することにより、費用のかかる噴射調
節ピストンなしで、簡易化された製作の他に、必要とさ
れる構成空間を著しく減少させることである。

【０００５】

【課題を解決する手段】本発明の課題は冒頭に述べた形
式の燃料噴射ポンプにおいて噴射開始を変化させる調節
装置が他方のカム駆動装置部分を受容するポンプケーシ
ング部分に統合されていることによって解決された。

【０００６】この場合にはカムリングから半径方向に突
出する圧力ベーンを配置し、これらの圧力ベーンがポン
プケーシング内の圧力室に突入し、この圧力室を交互に
燃料高圧で負荷される２つの圧力室部分に仕切っている
と有利である。この場合にはカムリングの調節運動は圧
力室の周方向の寸法だけに関連しており、したがって従
来の公知の調節装置よりもきわめて大きく構成すること
ができる。この場合には二者択一的に圧力ベーンを記述
した実施例におけるように、調節可能なカム駆動装置部
分から半径方向に圧力室に突出するように（例えばラジ
アルピストンポンプの場合）又は調節可能なカム駆動装
置部分から軸方向に圧力室に突出するように（例えばア
キシャルピストンポンプの場合）配置することができ
る。カムリングのばね負荷された戻し運動を回避できる
ように、噴射開始調節装置は、圧力室の両方の圧力室部
分への圧力媒体（有利には燃料）の供給が制御装置によ
って制御されることで強制制御される。この場合には制
御装置は有利には構成的に簡単に２方向制御すべり弁と
して構成される。この２方向制御すべり弁は圧力ベーン
に反対方向で作用する圧力室部分への圧力媒体の供給を
制御し、一方の供給導管が他方の圧力導管が開始制御さ
れた分だけを正確に閉鎖制御されるようにする。

【０００７】圧力ベーンの、カムリングから半径方向に
遠ざかる端部が圧力室壁に確実に接触し、同時に圧力室
の放圧を可能にするためには圧力ベーンはら旋ばね、板
ばね又は他のばねとして構成できる圧縮ばねにより圧力
室に向かって負荷される。圧力ベーンは内部に有利な形
式で、軸方向の端部を結合する放圧孔を有し、この放圧
孔を介して圧力室が圧縮ばねを受容するばね室に放圧さ
れ、さらに放圧導管を介して所定の基準圧まで放圧可能
である。この場合には圧力ベーンの、圧力室壁に向いた
端部のコンカーブな構成は、室壁に対する圧力ベーンの
確実な接触の他に、放圧孔に対する圧力媒体の絞られた
流出を行う。噴射調節装置の本発明の構成は、吐出開始
の調節のために調節可能なカムリングを有する分配型燃
料噴射ポンプ、ラジアルポンプとしてもアキシャルポン
プとしても構成できる分配型燃料噴射ポンプに対して成
されている。

【０００８】本発明の燃料噴射ポンプの別の利点と有利
な構成は明細書、図面及び請求項に開示してある。

【０００９】

【実施例】例えばＤＥ−ＯＳ３１４２７１５号明細書に
よって公知である構造形式の内燃機関の、本発明に重要
な構成部分だけで図１に示された分配型燃料噴射ポンプ
においては、燃料噴射ポンプのケーシング１に支承され
た、モータ回転数で同期的に回転する駆動軸３が、カム
駆動装置７のロータ５を回転駆動する。この場合、図２
に拡大して示したカム駆動装置はポンプケーシング１の
円形の切欠き内に支承された、駆動軸３の軸方向に不動
に配置されたカムリング９から形成されている。このカ
ムリング９は半径方向内方に向けられた内面にカム軌道
１１を有している。このカム軌道１１の上を、円板状の
ロータ５の一半径平面内に配置された４つのポンプピス
トン１３が、ローラ１４を有するそれぞれ１つのローラ
タペット１５でロータ５が回転運動する間移動する。ポ
ンプピストン１３はそれぞれ対を成して軸方向でシリン
ダ孔１７において案内されている。この場合、両方のシ
リンダ孔１７はロータ５の軸線で交差している。ポンプ
シリンダ１３はローラタペット１５とは反対の端面で共
通のポンプ作業室１９を制限している。このポンプ作業
室はシリンダ孔１７の交差範囲を越えて延びており、ポ
ンプ作業室からは接続通路２１がロータ５と回動不能に
結合された分配器２３、有利にはこれと一体に構成され
た分配器２３に通じておりかつそこでその周面に開口し
ている。この円筒形の分配器２３はポンプケーシング１
に不動に固定されたシリンダブッシュ２５内で軸方向に
案内されており、このシリンダブッシュ２５内には噴射
個所の数に相応して多数の接続孔２７が設けられてい
る。これらの接続孔２７の出口開口は分配器２３を案内
する内壁において接続通路２１の出口開口の高さで共通
のラジアル平面に配置されており、これらには噴射個所
への個々の高圧導管２９が接続されている。さらにシリ
ンダブッシュ２５は接続孔２７の出口開口の半径平面内
に供給孔３１の開口を有している。この供給孔３１は他
方では燃料噴射ポンプの、燃料で充たされた内部と接続
可能である。燃料噴射ポンプの前記内部の燃料圧はポン
プ内部を放圧導管と接続する過圧弁３２で調節可能であ
る。

【００１０】ポンプピストン１３の、半径方向内方へ向
けられた吐出運動の開始を調節するためにはカムリング
９は周方向でポンプケーシング１内で回動可能に支承さ
れている。このためには図２に示されているように、カ
ムリング９から半径方向に突出する、幾何学的に同じに
構成された、互いに向き合った２つの圧力ベーン３３
が、有利には方形のウエブの形でカムリング９に配置さ
れている。これらの圧力ベーン３３はポンプケーシング
１に形成された圧力室３５を２つの別個の圧力室部分３
７に分割するように圧力室３５内へ突入するようにカム
リング９に配置されている。圧力室３５の、カムリング
９とは反対側の壁は円弧状に構成され、圧力ベーン３３
の、半径方向外方に向いた端部もしくは端面３９はカム
リング９の全調節範囲に亙ってカムリング９に確実に接
触した状態に保たれる。この場合、カムリング９の周面
はポンプケーシング１における圧力室部分３７を閉鎖し
ている。個々の圧力室部分３７からはそれぞれ圧力導管
４１が延びており、これらの圧力導管４１は図３に示し
たように制御弁４３を介して圧力リザーバ、有利には燃
料フィードポンプ４５と接続可能である。制御弁４３は
記述の実施例の場合にはスライダ制御された２方向制御
弁として構成され、フィードポンプ４５から発する２つ
の平行な燃料供給導管４７と、これらの燃料供給導管４
７にそれぞれ１つの流過横断面５４，５５を介して制御
弁４３の内部で接続可能な２つの集合導管４９，５０と
を有している。この集合導管４９，５０にはそれぞれ同
じ回転方向で圧力ベーン３３に作用する圧力室部分３７
から発する２つの圧力導管４１が開口している。したが
って図３においては集合導管５０は時計回り方向で圧力
ベーン３３もしくはカムリング９に作用する圧力室部分
３７１に圧力を供給し、集合導管４９は反対方向でカム
リング９に作用する圧力室部分３７２に圧力を供給す
る。この場合、カムリング９の回動は、流過横断面５
４，５５内へ突入するピストン状の弁部材５２が調節さ
れ、弁部材５２が供給導管４７と集合導管４９との間の
流過横断面を所定の値だけ閉鎖制御した場合に、供給導
管４７と集合導管５０との間の流過横断面を同じ量だけ
開放制御することで強制制御される。

【００１１】この強制制御は特に直接噴射するポンプの
場合に必要である。何故ならばこの場合にはきわめて高
い戻し力がカムリング９に作用するからである。これに
対して間接的に噴射されるポンプの場合には制御を一方
の圧力室部分３７１又は３７２からの絞られた漏れ量導
出を介して行うことができる。

【００１２】圧力室３５の放圧のためには圧力ベーン３
３の、カムリングに向いた端面と、圧力ベーン３３を軸
方向で摺動可能に案内するためにカムリング９に設けら
れた半径方向の受容開口５７との間に、カムリング９と
圧力ベーン３３との間で緊縮された圧縮ばね６１を受容
するばね室５９が形成されている。このばね室５９は放
圧通路６３を介してポンプ内部もしくはポンプ吸込み室
へ放圧可能である。この場合、このばね室５９は圧力ベ
ーン３３における貫通孔６５を介して圧力ベーン３３
の、カムリングとは反対の端面３９と接続可能である。
この端面３９は横断面で見てコンカーブに構成されてい
る。このようにして形成された、圧力室３５の壁と協働
するシール縁６９は、圧力室壁から圧力ベーン３３が持
上る際に絞り個所を形成するので、端面３９のコンカー
ブな形は圧力室壁における圧力ベーン３３の良好な案内
の他に圧力室３５の絞られた放圧をも可能にする。この
放圧はカムリング９とポンプケーシング１との間に残さ
れた遊びを介しても行われる。

【００１３】圧力室部分３７１，３７２から比較的に大
きな漏れ量が恒常的に流出し、この結果として前記圧力
室部分３７１，３７２内へ燃料が恒常的に供給される場
合には、これは選択的に、技術的にかかる費用の少ない
２つの別個の行程弁で行うこともできる。

【００１４】本発明の燃料噴射ポンプは以下の通り働
く：駆動軸３の回転する駆動運動によってロータ５に回
転運動が与えられる。この結果としてロータ５内に配置
されたポンプピストン１３には、不動のカム軌道１１の
上を移動するローラタペット１５を介して往復する吐出
運動が与えられる。この場合、高い燃料圧で吐出された
燃料はポンプ作業室１９から回転する分配器２３は個々
の高圧導管に供給される。

【００１５】いまや吐出開始を早める方向又は遅らせる
方向に調節しようとすると、圧力室部分３７１又は３７
２には、相応する流過横断面５４，５５を開放もしくは
閉鎖制御することで所定の燃料容積流が供給される。こ
の燃料容積流はその大きさが異なることに基づき、異な
る圧力を圧力室部分３７１，３７２にもたらすので、カ
ムリング９の調節を行うことができる。固定した吐出開
始のためには容積流が相応に制御されるので、個々の圧
力室部分の間の圧力差はカムリングのトルクを加えて釣
り合わされる。

【００１６】この場合、圧力差３５の放圧は圧力ベーン
３３における放圧通路６３を介して行われる。この場
合、ポンプケーシング１内の燃料圧は過圧弁３２によっ
てフィードポンプ４５の吐出圧に対して低い圧力に保た
れ、この結果として放圧に必要な圧力差が保証される。
フィードポンプ４５に対して閉鎖制御された圧力室部分
の放圧はさらに、カムリング９とポンプケーシング１と
の間の漏れ流を介して行われる。閉鎖制御された圧力室
部分３７の迅速でかつ確実な放圧のためには、選択的
に、放圧室へのバイパス導管を直接的に制御弁４３に設
けることができる。この結果、純然たる圧力依存の制御
の他に電気的に内燃機関のパラメータに依存して行うこ
ともできる吐出開始の制御を一層改善することができ
る。

【００１７】燃料を供給しようとする内燃機関の始動に
必要なカム駆動装置７の基本位置を吐出開始を遅らせる
方向に調節することは、圧力ベーン３３もしくはカムリ
ング９を吐出開始を早める方向に負荷する圧力室部分３
７に対して圧力導管４１を完全に閉鎖することによって
行われる。この場合には圧力室部分３７はポンプケーシ
ング１内にある残留圧まで弛緩される。これに対して吐
出開始を遅らせる方向に作用する圧力室部分３７はフィ
ードポンプ４５の供給導管４７における、ポンプ内圧よ
りも高い基準圧で負荷されるので、カムリング９はまず
確実に吐出開始を遅らせる方向に保持される。長い停止
期に基づき圧力室部分３７の間もしくは全燃料系におい
て圧力平衡が生じると、遅らされた吐出開始は当初燃料
供給導管４７に形成された予吐出圧によって、内燃機関
の始動前に保証されるので、内燃機関の始動に際して吐
出開始調節はあとで付加的な戻し力なしで保証される。

【００１８】これで本発明の燃料噴射ポンプによっては
構成的に簡単な形式で、噴射開始調節装置を場所をとら
ないようにポンプケーシング内に統合し、加えてカムリ
ングに大きな調節範囲を与えることが可能になる。この
場合にはラジアルピストン構造の分配型燃料噴射ポンプ
にもアキシャルピストン構造の分配型燃料噴射ポンプに
も適合可能である。圧力ベーンはカム駆動装置の噴射開
始調節のために回動可能な部分から選択的に半径方向又
は軸方向に突出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラジアルピストン構造の分配型燃料噴射ポンプ
の断面図。

【図２】図１のカム駆動装置を断面してカムリングに作
用する噴射開始調節装置と共に示した図。

【図３】カムリングにおける噴射開始調節装置の制御装
置を概略的に示した図。

【符号の説明】

１ ケーシング、 ３ 駆動軸、 ５ ロータ、 ７
カム駆動装置、 ８切欠き、 ９ カムリング、 １１
カム軌道、 １３ ポンプピストン、 １４ ロー
ラ、 １５ ローラタペット、 １７ シリンダ孔、
１９ ポンプ作業室、 ２１ 接続通路、 ２３ 分配
器、 ２５ シリンダブッシュ、 ２７接続孔、 ２９
高圧導管、 ３１ 供給孔、 ３２ 過圧弁、 ３３
圧力ベーン、 ３５ 圧力室、 ３７ 圧力室部分、
３９ 端面、 ４１ 圧力導管、 ４３ 制御弁、
４５ 燃料フィードポンプ、 ４７ 燃料供給導管、４
９，５０ 集合導管、 ５２ 弁部材、 ５４，５５
流過横断面、 ５７受容開口、 ５９ ばね室、 ６１
圧縮ばね、 ６３ 放圧通路、 ６５ 貫通孔

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射ポンプであって、シ
   リンダ孔（１７）内で軸方向に案内され、該シリンダ孔
   （１７）内でポンプ作業室（１９）を制限する少なくと
   も１つのポンプピストンを有し、該ポンプピストンの軸
   方向の吐出運動がカム駆動装置（７）によって、少なく
   とも１つのローラ（１４）がリング状のカム軌道（１
   １）の上を転動することで行われるようになっており、
   カム軌道（１１）を保持するか前記少なくとも１つのロ
   ーラ（１４）を有するカム駆動装置部分の一方が燃料噴
   射ポンプ駆動装置により回転駆動されており、他方のカ
   ム駆動装置部分がリング状にポンプケーシング（１）の
   円形の切欠き（８）内に支承され、ポンプケーシング
   （１）に対して調節装置により噴射開始を変化させるた
   めにカム軌道周方向に回動可能である形式のものにおい
   て、噴射開始を変化させる調節装置が他方のカム駆動装
   置部分を受容するポンプケーシング部分に統合されてい
   ることを特徴とする内燃機関の燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 前記調節装置が他方のカム駆動装置部分
   （９）からカム駆動装置部分（９）の回転方向に対して
   横方向に突出しかつ他方のカム駆動装置部分（９）とそ
   の回転方向に連結された有利には２つの圧力ベーン（３
   ３）から成り、これらの圧力ベーン（３３）が他方のカ
   ム駆動装置部分（９）に境界を接する、該カム駆動装置
   部分（９）により閉鎖された、ポンプケーシング（１）
   内に形成された圧力室（３５）内へ突出しており、この
   圧力室（３５）を２つの圧力室部分（３７）に仕切って
   おり、これらの圧力室部分（３７）からそれぞれ１つの
   圧力導管（４１）が導出させられている、請求項１記載
   の燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 圧力ベーン（３３）が幾何学的に同じ寸
   法を有し、他方のカム駆動装置部分（９）を形成するカ
   ムリングに互いに対向して配置されている、請求項２記
   載の燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】 圧力室（３５）の圧力室部分（３７）が
   圧力導管（４１）を介して交互に、圧力リザーバからの
   圧力で負荷可能であり、それぞれ圧力ベーン（３３）を
   カムリングの同じ回動方向に負荷する圧力室部分（３７
   １，３７２）が同じ圧力で充たされる、請求項３記載の
   燃料噴射ポンプ。
5. 【請求項５】 圧力室部分（３７）への圧力媒体の供給
   が２方向制御弁として構成された制御弁（４３）によっ
   て制御されており、同じ回転方向で圧力ベーン（３３）
   に作用する圧力室部分（３７１，３７２）の圧力導管
   （４１）が制御弁（４３）においてそれぞれ共通の集合
   導管（４９，５０）に開口している、請求項４記載の燃
   料噴射ポンプ。
6. 【請求項６】 圧力ベーン（３３）が半径方向で他方の
   カム駆動装置部分(９）の外周から突出して、他方のカ
   ム駆動装置部分（９）の周面に境界を接する部分リング
   状の圧力室（３５）内に突入している、請求項１から５
   までのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。
7. 【請求項７】 ２方向制御弁（４３）がピストン状の弁
   部材（５２）を有するすべり弁として構成され、前記弁
   部材（５２）が共通の集合導管（４９，５０）と圧力リ
   ザーバへの燃料供給導管（４７）との間の２つの流過横
   断面（５４，５５）内に突入しており、一方の流過横断
   面（５４）を所定の値だけ開放制御すると他方の流過横
   断面（５５）を同じ値だけ閉鎖制御し、反対に一方の流
   過横断面（５５）を所定の値だけ閉鎖制御すると他方の
   流過横断面を同じ値だけ開放制御する、請求項５記載の
   燃料噴射ポンプ。
8. 【請求項８】 燃料フィードポンプ（４５）により所定
   の予圧のかけられた燃料を圧力媒体として使用する、請
   求項７記載の燃料噴射ポンプ。
9. 【請求項９】 圧力ベーン（３３）が軸方向に移動可能
   にカムリングにおける半径方向に向けられた受容開口
   （５７）に挿入されており、カムリング（９）と圧力ベ
   ーン（３３）との間にそれぞれ１つの圧縮ばね（６１）
   が緊縮されており、この圧縮ばね（６）が圧力ベーン
   （３３）を圧力室（３５）の壁に接触する方向で負荷し
   ている、請求項２から６までのいずれか１項記載の燃料
   噴射ポンプ。
10. 【請求項１０】 圧力ベーン（３３）の、他方のカム駆
    動装置部分（９）とは反対側の端面（３９）がコンカー
    ブに構成され、圧力室壁に緊密に接触する外縁でシール
    エッジ（６７）を形成している、請求項９記載の燃料噴
    射ポンプ。
11. 【請求項１１】 圧力ベーン（３３）の、他方のカム駆
    動装置部分（９）に半径方向で向けられた軸方向の端面
    が軸方向の貫通孔（６５）で液圧的に互いに結合されて
    いる、請求項１０記載の燃料噴射ポンプ。
12. 【請求項１２】 圧縮ばね（６１）を圧力ベーン（３
    ３）と他方のカム駆動装置部分（９）との間で受容する
    ばね室（５９）が放圧通路（６３）を介して低圧室、有
    利には燃料噴射ポンプの吸込み室と接続可能である、請
    求項１１記載の燃料噴射ポンプ。
13. 【請求項１３】 共通のポンプ作業室（１９）を制限す
    る有利には４つのポンプピストン（１３）が設けられて
    おり、これらのポンプピストン（１３）の軸線が円板状
    のカム駆動装置（７）の共通の半径平面内に配置されて
    おり、半径方向内方に向いたカム軌道（１１）の上を移
    動する間に軸方向で往復駆動させられる、請求項１１記
    載の燃料噴射ポンプ。