JPH0765553B2

JPH0765553B2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0765553B2
Application number: JP62136148A
Authority: JP
Inventors: 二郎千田
Original assignee: ヤンマーディーゼル株式会社
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPS63297765A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は燃料噴射装置に関するものである。

（従来技術）ディーゼルエンジンの燃料噴射装置においては、燃料噴
射ポンプを駆動するカムを主噴射用カム部と前噴射用カ
ム部の二つのカム部をもつ２段カムとし、本来の噴射で
ある主噴射の前の圧縮行程中に前噴射を適量行ない、こ
の前噴射燃料の前炎反応によりアイドル時等の低負荷時
における着火遅れを短縮させてノック音を低減を図るこ
とが行なわれている。具体的には、第９図に示すよう
に、バレル２内に、その外周面1bに斜溝42の上側縁部で
構成されるリード23を備えたプランジャ１を嵌挿し、こ
のプランジャ１を第12図に示すようにその外周面に主噴
射用カム部31と前噴射用カム部32の二つのカム部をもつ
カム30で往復動させるようになっている。この場合のプ
ランジャ１の各ストローク位置におけるリード23とバレ
ル２側に形成されるポート13との相対関係を第10図に模
式的に図示している。

この燃料噴射装置においては、カム30の回転に伴ってプ
ランジャ１が符号1Aから符号1Iまで連続的に移動する
時、第２の位置1Bと第３の位置1Cの間で主噴射が、また
第７の位置1Gと第８の位置1Hの間で前噴射がそれぞれ行
なわれる。

ところが、この構成のものにおいては、第11図に示すよ
うにプランジャ１とバレル２の相対回動量、即ちエンジ
ンの負荷の変化に関係なく常に前噴射が行なわれるた
め、特に高負荷時においては逆にこの前噴射により燃焼
が緩慢となりエンジン出力性能が低下するという不具合
があった。尚、第10図において符号S_Mは主噴射ストロー
ク、S_Pは前噴射ストロークをそれぞれ示している。

このような問題を解決するためには、高負荷時には前噴
射をカットし、低負荷時のみにおいて前噴射を行なわせ
るようにすればよく、このような観点に基づく従来技術
としては、例えば実公昭47−8883号公報に示されるもの
がある。

この公知例のものは、概ね次のような構成及び作用を有
する。即ち、第13図に示すように、バレル２内に嵌挿さ
れるプランジャ１の外周面1bに、プランジャ中段部にお
いてその周方向に延びる第１リード24とその頂面1aに臨
み且つ周方向において傾斜する第２リード25とからなる
リード23を形成し、このプランジャ１を上述の２段カム
（第12図参照）で駆動させるようになっている。

そして、この燃料噴射ポンプは、プランジャ１とバレル
２との相対回動量の少ないエンジンの低負荷時には第14
図に示すように、第２の位置1Bの第３の位置1Cの間で主
噴射を行ない、また第５の位置1Eから第６の位置1Fの間
で燃料吸入を行なった後、第７の位置1Gから第８の位置
1Hの間で前噴射を行なう。

一方、プランジャ１とバレル２との相対回動量の多いエ
ンジンの高負荷時には、第15図に示すように第２の位置
1Bと第３の位置1Cの間で主噴射は行なわれるが、前噴射
は行なわれない。即ち、プランジャ１が第５の位置1E
（主噴射上死点）から下降する時、第１リード24がポー
ト13に重合している間だけ加圧室３への燃料吸入が行な
われ、該第１リード24がポート13と非重合となった後は
引き続きプランジャ１が第６の位置1Fまで下動しても加
圧室３への燃料吸入は行なわれない。このため、加圧室
３内の燃料圧は低くなっており、従って、プランジャ１
が第６の位置1Fから第８の位置1Hへと上動変位しても該
燃料圧は噴射圧までに達せず、結果的に前噴射は行なわ
れないことになる。

ところが、このものにおいては、上述の如くして第16図
に示すように低負荷時のみの前噴射が実現されるわけで
あるが、上記第２リード25がプランジャ頂面1aに臨んだ
傾斜リードでありしかも該第２リード25によって燃料噴
射の開始点が制御される構成であるため、プランジャ１
とバレル２との相対回動量の増大（即ち、エンジン負荷
の増大）に伴って自動的に燃料の噴射時期が進角され、
これにより燃焼騒音が増大するという不具合があった。

（発明の目的）本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、二段カムを用いて２段噴射を行なうよ
うにした燃料噴射装置において、燃焼騒音の増大を招く
ことなく燃焼性能及びエンジンの出力性能の改善を図る
ことを目的とするものである。

（目的を達成するための手段）本発明は上記の目的を達成するための手段として、バレ
ル内にプランジャを相対摺動且つ相対回動可能に嵌挿
し、該プランジャをカムのカム作用とプランジャスプリ
ングの付勢力とにより上記バレル内で往復動させること
によって該プランジャ頂面上に形成される加圧室内に燃
料を吸入し且つこれを加圧圧送可能とする一方、上記プ
ランジャの外周面にプランジャ周方向に向けて傾斜する
傾斜面で構成され且つ上記加圧室に連通するリードを形
成し、上記プランジャとバレルとを適宜に相対回動させ
て上記リードと上記バレルに形成したポートとの連通タ
イミングを変化させることにより燃料噴射量を調整する
ようにした燃料噴射ポンプを備えた燃料噴射装置におい
て、前記カムを、主噴射用カム部と前噴射用カム部とを
備えた二段カムで構成する一方、上記リードとポートと
の相対関係を、上記プランジャとバレルとの相対回動量
の少ないエンジンの低負荷時には上記プランジャが上記
カムの主噴射用カム部に対応した時と上記前噴射用カム
部に対応した時の両方において燃料噴射が行なわれ、ま
た上記プランジャとバレルとの相対回動量の多いエンジ
ンの高負荷時には上記プランジャが上記カムの主噴射用
カム部に対応した時にのみ燃料噴射が行なわれ、しかも
負荷が増大変化するとき燃料噴射時期が少なくとも進角
しないように設定されていることを特徴としている。

（作用）本発明では上記の手段により、低負荷時には主噴射に先
立って前噴射が行なわれ前噴射燃料の前炎反応により主
噴射燃料の着火遅れが短縮されノック音が効果的に低減
され、また高負荷時には前噴射が消失しエンジンの高出
力化が促進され、さらに燃料の噴射時期が負荷の増大に
伴って進角して燃焼騒音が増大するという不具合の発生
が確実に防止される。

（発明の効果）従って、本発明の燃料噴射装置によれば、（１）エンジンの低負荷時においては主噴射に先立っ
て前噴射が行なわれ着火遅れの短縮によりノック音の発
生が効果的に低減され、（２）エンジンの高負荷時においては、前噴射が消失
し主噴射のみが行なわれエンジンの出力向上が図れる、（３）エンジン負荷が増大しても燃料の噴射時期は進
角しないため、筒内圧の過上昇が抑制され、それだけ燃
焼騒音の増大が防止される、等、燃焼騒音の増大を招くことなくエンジンの燃焼性能
及び出力性能の改善が図れるという効果が得られる。

（実施例）以下、第１図ないし第８図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

第１図ないし第３図には本発明の第１の実施例に係る燃
焼噴射装置に適用される燃料噴射ポンプの要部が示され
ており、該各図において符号１はプランジャ、２はバレ
ルである。このプランジャ１は、その外周面1b上のしか
も軸心を挟んで対向する位置に相互に逆方向に傾斜する
一対の斜溝、即ち第１の斜溝51と第２の斜溝52とを形成
している。この第１の斜溝51と第２の斜溝52は、ともに
縦溝53を介してプランジャ１の頂面1a上に形成される加
圧室３に連通せしめられている。この実施例では第１の
斜溝51の上側縁部を第１リード21とし、また第２の斜溝
52の下側縁部を第２リード22とし、この二つのリード2
1,22で特許請求の範囲中のリード20が構成される。

バレル２は、上記プランジャ１の第１リード21に対応可
能な位置に大径の主ポート11を、また上記第２リード22
に対応可能な位置に小径の副ポート12をそれぞれ形成し
ている。この二つのポート11,12で特許請求の範囲中の
ポート10が構成される。

このプランジャ１の２つのポート11,12とバレル２の２
つのリード21,22の相対関係を第４図に展開図示してい
る。尚、第４図において鎖線11A,11B、同12A,12Bはエン
ジン負荷に応じてプランジャ１とバレル２とが相対回動
されるときにおける第１リード21に対する主ポート11の
動き、及び第２リード22に対する副ポート12の動きをそ
れぞれ示している。そして、この実施例では、上述のよ
うに構成されたプランジャ１を、第８図に示す如く主噴
射用カム部31と前噴射用カム部32とを有するカム30で往
復動させるが、その場合、副ポート12と第２リード22と
のストローク方向相対位置の設定により、後述するよう
に低負荷時においてのみ前噴射と主噴射の２段噴射を行
ない、高負荷時には主噴射のみの１段噴射を行なわせる
（換言すれば、前噴射を消失させる）ようにしている。

即ち、低負荷時には第５図に示すように、プランジャ１
がその第１の位置1A（主噴射下死点）から第６の位置1F
（主噴射上死点）に向って上動するとき、第３の位置1C
と第４の位置1Dの間で行なわれる。また、プランジャ１
が、第６の位置1Fから第７の位置1G（前噴射下死点）ま
で移動するときには、第１の斜溝51が主ポート11と連通
している期間と第２の斜溝52が副ポート12と連通してい
る期間の両方において加圧室３内に前噴射用の燃料が十
分に吸入される。従って、プランジャ１が第７の位置1G
から第９の位置（前噴射上死点）まで上動するとき前噴
射が有効に行なわれる。これにより、低負荷時における
二段噴射が実現される（第７図参照）。尚、主噴射用の
燃料は、プランジャ１が第９の位置1Iから第１の位置1A
まで下降する間に加圧室３内に吸入される。

一方、高負荷時には第６図に示すように、プランジャ１
が第１の位置1A（主噴射下死点）から第６の位置1F（主
噴射上死点）まで上動するとき、第３の位置1Cと第４の
位置1Dの間で主噴射が行なわれる。ところが、プランジ
ャ１が第６の位置1Fから第７の位置1G（主噴射下死点）
に移動する間においては、第１の斜溝51が主ポート11と
連通している間だけ加圧室３へ燃料が吸入され、この連
通が遮断された後はプランジャ１の下動にもかかわらず
燃料吸入は行なわれない。このため、その後、プランジ
ャ１が第７の位置1Gから第９の位置（前噴射上死点）ま
で上動しても加圧室３内の燃料圧は噴射圧に達せず、結
果的に前噴射は消失し、主噴射のみの運転となる（第７
図参照）。

従って、低負荷時には主噴射に先立って前噴射が行なわ
れ、着火遅れの低減により燃焼圧が低下しノック音の発
生が効果的に防止される。また、高負荷時には前噴射が
消失し主噴射のみが行なわれる。このため、燃焼が促進
され、筒内圧の上昇率が高水準に維持され、エンジンの
高出力化が図れる。

また、この場合、主ポート11と第１リード21及び副ポー
ト12と第２リード22の相対関係をそれぞれ適宜に設定す
ることにより、低負荷時における噴射時期（副ポート12
と第２リード22の相対関係で規定される）と高負荷時に
おける噴射時期（主ポート11と第１リード21の相対関係
で規定される）とを一定に維持することが可能となる
（即ち、負荷の増大に伴う進角を防止することができ
る）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る燃料噴射装置に適
用される燃料噴射ポンプの要部横断面図、第２図は第１
図のII−II一部断面矢視図、第３図は第１図のIII−III
一部断面矢視図、第４図は第１図に示したプランジャ１
の展開図、第５図及び第６図は第１図に示した燃料噴射
ポンプの模式的作動説明図、第７図は第１図に示した燃
料噴射ポンプの噴射率パターン図、第８図は第１図に示
した燃料噴射ポンプに適用されるカムの外形図、第９図
は第１の従来例に係る燃料噴射ポンプの要部縦断面図、
第10図は第９図に示した燃料噴射ポンプ模式的作動説明
図、第11図はその噴射率パターン図、第12図は第９図に
示した燃料噴射ポンプに適用されるカムの外形図、第13
図は第２の従来例に係る燃料噴射ポンプの要部縦断面
図、第14図及び第15図はその模式的作動説明図、第16図
はその噴射率パターン図である。１……プランジャ２……バレル３……加圧室 11……主ポート 12……副ポート 21……第１リード 22……第２リード 30……カム 31……主噴射用カム部 32……前噴射用カム部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バレル（２）内にプランジャ（１）を相対
摺動且つ相対回動可能に嵌挿し、該プランジャ（１）を
カム（30）のカム作用とプランジャスプリングの付勢力
とにより上記バレル（２）内で往復動させることによっ
て該プランジャ頂面（1a）上に形成される加圧室（３）
内に燃料を吸入し且つこれを加圧圧送可能とする一方、
上記プランジャ（１）の外周面（1b）にプランジャ周方
向に向けて傾斜する傾斜面で構成され且つ上記加圧室
（３）に連通するリード（20）を形成し、上記プランジ
ャ（１）とバレル（２）とを適宜に相対回動させて上記
リード（20）と上記バレル（２）に形成したポート（1
0）との連通タイミングを変化させることにより燃料噴
射量を調整するようにした燃料噴射ポンプを備えた燃料
噴射装置であって、前記カム（30）を、主噴射用カム部（31）と前噴射用カ
ム部（32）とを備えた二段カムで構成する一方、前記リード（20）として、前記プランジャ（１）の低負
荷側から高負荷側への回動操作に伴ってプランジャ軸方
向における前記プランジャ頂面（1a）からの距離が次第
に増加する傾斜面で構成される第１リード（21）と同距
離が次第に減少する第２リード（22）とで構成し、また前記ポート（10）として、前記第１リード（21）に
対応する大径の主ポート（11）と前記第２リード（22）
に対応する小径の副ポート（22）とで構成するととも
に、上記各リード（21,22）と各ポート（11,12）との相対関
係を、上記プランジャ（１）とバレル（２）との相対回
動量の少ないエンジンの低負荷時には上記プランジャ
（１）が上記カム（30）の主噴射用カム部（31）に対応
した時と上記前噴射用カム部（32）に対応した時の両方
において燃料噴射が行なわれ、また上記プランジャ
（１）とバレル（２）との相対回動量の多いエンジンの
高負荷時には上記プランジャ（１）が上記カム（10）の
主噴射用カム部（31）に対応した時にのみ燃料噴射が行
なわれ、しかも負荷が増大変化するとき燃料噴射時期が
少なくとも進角しないように設定したことを特徴とする
燃料噴射装置。