JPS5912854B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料噴射器に連結される燃料ポンプ装置と、
内燃機関の運転の各サイクルにおいて計量された量の燃
料を分配するため、前記内燃機関のクランク軸などの出
力側に同期して駆動される計量装置と、該計量装置の動
作を制御し、かつ機関の負荷および運転の外部状態にし
たがった燃料に対する適当な空気比率を得るように選択
された因子を感知する感知装置とを備えた内燃機関の燃
料噴射装置（以下、この種の燃料噴射装置という）に関
する。

本発明は、この種の燃料噴射装置において、一つまたは
複数の気筒を有し、前記気筒内の混合気を放電点火する
点火装置を有する内燃機関に適用できる燃料噴射装置を
提供するものである。

この内燃機関に用いられる燃料は、ガソリンなどの揮発
性ハイドロカーボン系のものである。

燃料に対する空気の比率を正確に制御するためには、一
つ以上の因子が感知装置によって感知される必要がある
。

しかしながら、通常の場合、これらの因子は、計量装置
の動作を制御する機械的出力（力または変位のいずれか
一方、または、それらの現象の組合わせ）を得る単一の
感知部材によって感知させることができない。

本発明の主な目的は、計量装置に施し得る複数の感知部
材の出力に結合するための装置を得るにあり、これによ
り前記した点を解消できる。

本発明による、この種の燃料噴射装置は、感知装置に特
徴があり、この感知装置は、加算機構に連結された感知
部材を備え、計量装置の動作を制御する。

前記感知装置は、温度検出装置であり、その温度検出装
置の一つは、取入れた空気温度を検知できる位置に取付
けられ、他方の温度検知装置は、機関室の冷却水の温度
を検知する位置に設けられる。

本発明による加算機構は、構成部材が一対となって軸線
を中心に互いに回転でき、しかも軸線方向に可動で、一
方の構成部材は、軸線方向へ動いて回転運動を増加する
ため機関本体側に連結され、他方の構成部材は、同じよ
うに計量装置に連結され、前記感知装置は、前記加算機
構の構成部材と共に動く構成になっている。

空気圧因子を感知する感知部材の一例としては、膨張可
能な真空ベローズがある。

出力の正確さは、正確に選ばれた比率を有するバネによ
り定まるもので、このバネは、外部空気圧が低下すると
き、ベローズの膨張を補助するため、ベローズ内に取付
けられる。

このようなバネは、一旦、ベローズ内に設置された後で
は、調整、交換がきかなくなる。

そのため、本発明は、ベローズに内蔵されるバネを補助
するバネをベローズの外部に設置するようにしてあり、
この補助のバネを調整、交換できるようにして、全体的
なバネ特性を調整できるようにしである。

つぎに、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

燃料噴射装置を備えた内燃機関に燃料および空気を供給
する構成を第１図に示す。

この構成によれば、燃料フィルタ１２を介して低圧ポン
プ１３の取入口に管路１１により連結された燃料タンク
１０を備え、低圧ポンプは、管路１４によって燃料噴射
装置１５の取入口に連結されている。

燃料噴射装置１５は、内燃機関１７の取入マニホールド
１６に直接的に取付けられるが、この内熱機関は、■型
８気筒のものになっている。

前記燃料噴射装置は、後述する主ユニット、すなわち、
燃料管路１４に取入口を連結された高圧ポンプ１８、整
流・分配弁ユニット１９を含む計量装置および計量ユニ
ット２０を備えている。

高圧ポンプ１８および計量ユニット１９は、入力軸２１
および駆動軸２４それぞれに設けた歯つきプーリ２２，
２３を介して入力軸２１によりクランク軸の半分の回転
速度で駆動され、前記プーリに内歯ベルト２５が係合さ
れる。

高圧ポンプ１８から燃料が高圧で整流・分配ユニット２
０へ供給され、ついで整流・分配弁ユニット１９の分配
ポートに戻され、この後、整流・分配弁ユニット１９か
ら各管路２７を介して噴射器２６へ流入され、これらの
噴射器に連続して燃料が供給される。

第１図には、三つの噴射器が示されているが、これらは
、内燃機関１７の取入マニホールド１６の開口に取付け
られる。

さらに、前記燃料噴射装置は、計量ユニット２θの作動
を制御して、内燃機関に供給される燃料に対する空気の
比率を決定する感知装置、または、制御装置２９を備え
る、燃料噴射装置１５は、空気流入ダクトを有し、この
ダクト内を蝶弁などの手動（足踏）操作弁の制御下に空
気が取入マニホールド１６へ向って流れる。

また、燃料噴射装置は、キャブレタ始動装置３０および
排出弁３１を備え、排出弁３１を介して高圧ポンプ１８
からの過剰燃料は、管路３２からタンクへ戻される。

第２図は、前記した燃料噴射装置の一例を示し、第１図
において示した主ユニットは、第１図と同一符号が付さ
れている。

燃料噴射装置の本体３３には、高圧ポンプ１８が組込ま
れる細長い室となる上部３３ａと整流・分配ユニット１
９および計量ユニット２０を備えている。

前記上部３３ａと一体に構成できる下部３３ｂは、全体
として箱状に形成され、スリーブ状のスロットル弁取付
部３６の通路３５に連結した室３４を構成し、該取付部
３６は、回転スピンドル３３に固定した手動制御線弁板
３７を含む。

室３４は、第２図に示すように、前側、後側、下側の三
方が開放され、前記取付部３６は、これらの開放された
部分のいずれにも取付けることができ、他の一つは、板
で閉じ、残る一つは、内燃機関の取入マニホールドの取
入開口に連絡される。

このような構成によって、前記装置を内燃機関に対して
種々の位置に取付けることができ、スロットル結合やエ
アフィルタなどの付属部品の取付を効果的に行える。

空気取入口３９から室３４の開放側に達する空気取入ダ
クトの一部となる室３４には、取入空気とその温度の絶
対圧の因子を検知して計量装置２０．１９の動作を制御
する制御装置２９の主要部材が組込める。

前記本体の上、下部３３ａ、３３ｂは、アルミ合金など
の軽量合金鋳造物から形成される。

回転翼形の高圧ポンプ１８は、ステータ板４１０間に取
付けられたロータ４０を備え、ステータ板４１は、カー
ボンから作られた複数の半径方向翼４２を有するリング
４１ａによって離されており、ロータ４０は、駆動軸２
１に固定され、駆動軸２１は、一端がボールベアリング
４３に、他端が一方のステータ板４１の軸受４４に回転
自由に取付られる。

ガソリン等のような燃料が取入口（図示せず）を通り空
間４５に入り、加圧後、左側のステータ板４１の開口（
図示せず）を通り、高圧の燃料が空間４６へ供給される
。

計量装置、すなわち、計量ピストン−シリンダ装置２０
および整流・分配弁装置１９の詳細を説明する前に、計
量装置の動作および全体の概略を第３図により説明する
。

整流・分配弁装置は、駆動軸２１（第２図）に固定され
た回転キャリア４７を備え、この回転キャリア４１には
、回転弁板４８がはまる浅い円形の凹所４７ａが形成さ
れており、この回転キャリア４７には、大径の回転弁板
４９が回転弁板４８を介して隣接し、回転弁板４８の側
部４８ａは、平らに削られ、回転キャリア４Ｔの平らな
側部と係合し、接着などにより合体している回転弁板４
８．４９に回転が伝達される構成ＶＬなっている。

回転弁板４９は、バネ５８（第２図）によって計量シリ
ンダ・ブロック５０に対向した状態で圧接され、計量シ
リンダ・ブロック５０内に計量シリンダ５１が回転弁板
の回転軸線を直交する方向に内蔵されている。

計量シリンダ５１内には、ストッパ５４，５５間をピス
トン運動するピストン５２が内蔵してあり、計量シリン
ダ・ブロックは、噴射器２６（第１図）に通ずる各管路
２７と連結する出口ｇ１〜ｇ６ を備え、これら′の
出口は、ポートｆ１〜ｆ６と前記ブロックの軸線方向に
そって設けられた通路を介し、それぞれ連通し、これら
のポートは、前記回転弁板４９が回転するとそのポート
ｄにつぎつぎ合致する位置に位置し、これにより分配装
置としての動作が得られる。

計量シリンダ・ブロック５０のポー） ｅｌ 、 ｅ２
は、それぞれ通路５１ａ、５１ｂによりピストン５２の
上、下のシリンダ室ｓ１．ｓ２に連絡されるが、これら
のポートは、回転弁板４９のポートｃ１〜ｃ６と、盲状
で左側面に形成された連通路ｂ２．ｂ４．ｂ６ からな
るＴ字状の連通路により連通の回転弁板４８のポートｂ
１１ ｂ３７ ｂ５ とに連通し、整流装置として働き
、上死点から下死点へピストン５２を１ストロークさせ
るか、逆にポートｄをポートｆ１〜ｆ６それぞれにつぎ
つぎ連通させ、これにより計量された量の燃料（この量
は、ピストン５２０ストローク長により定まる）が取出
口ｇ１〜ｇ６に分配される。

実線矢印５６は、ピストン５２の下降ストローク中、シ
リンダ５１の上シリンダ空間ｓ１へ向う燃料流を示し、
この場合、ピストン５２は、下シリンダ空間ｓ２から破
線矢印５７によって示された方向へ燃料を噴射するよう
に働き、出口ｇ６から燃料を分配する。

このことにより、高圧ポンプからの燃料は、ポートａ１
．ｂｌ、ｃｌ、ｅｌを通ってシリンダ空間Ｓ１に達する
。

シリンダ空間ｓ２からの燃料は、ポートｅ２）８４、連
通路ｂ４．ｂ６、ポートｄ、ｆ６および出口ｇ６ を通
る。

駆動軸がさらに６０°回転するとき（内燃機関のクラン
ギ軸の回転角１２０゜に対応する）、高圧ポンプからの
燃料は、ポートａ５． ｂ５． ｃ５ （このとき最
下位置にある）ｅ２を通り、シリンダ空間ｓ２ に達す
る。

シリンダ空間ｓ１ 中の燃料は、ポートｅ０．ｅ２、連
通路ｂ２（このとき最上位置にある）、連通路ｂ６、ポ
ートｄ、ｆｓおよび出口ｇｓを通り分配される。

この位置は、第２図に示されている。

同様に、回転運動の次の６０°の回転の後、反対方向へ
のピストン２の運動がおこり、つぎの出口ｇ４から計量
された燃料が分配される。

キャリア４７中の凹所４７ａの内面および小径の回転弁
板４８の間に作用するバネ６８（第２図〕は、計量シリ
ンダ・ブロック５０のポート面に接触するように回転弁
板４８，４９を押圧する。

少な（とも、回転弁板４８，４９は、計量シリンダ・ブ
ロック５００表面に対し、密接し、これらは耐久性素材
、例えば、カーボンから作られ、前記ブロック５０は、
鋼材から作られる。

以上の説明から明らかなように、上、下ストッパ５４，
５５間の間隔は、ピストン５２０ストロークを決定し、
各ストロークにおいて分配される燃料の量を決定する。

下ストッパ５５の位置は、制御装置２９によって調節さ
れる。

この制御装置２９は、以下に述べるように、取入ダクト
、すなわち、室３４０部分の絶対空気圧、前記室中の空
気温度および他の温度因子に感応するように設計される
。

前記制御装置は、内部を真空にされた軸線方向に伸縮自
由なベローズ７１を備える。

ベローズ７１は、波形のフレキシブルな側壁と剛性の端
板７３，７４を備え、端板７３は、カム部材７６のブツ
シュ部７５に固定される。

カム部材７６は、頭をきった円すい形であり、軸γ７に
エキセントリックな状態で取付けられている。

カム部材は、取入口１９に開口する中空のスピンドル７
８に取付けられる。

ベローズの他方の端板７４は、シリンダ８２内を軸線方
向に可動の加速ピストン８１の内部に設けた封止軸受８
０を介して回転可能に取付けられる。

端板７４は、スリーブ８３に対し、スリーブ８３と共に
回転するように取付けられており、スリーブ８３は、加
算機構８４の出力部材を形成する。

加算機構８４は、感知部材８５によって感知される室３
４中の空気に対する温度および部材８６によって感知さ
れる温度の因子を加算するように働く。

後者の温度は、環状室８１に配置の装置から部材８６に
作用する温度である。

カム部材７６のカム作用により、ローラ９８を有したタ
ペット９７を介して下ストッパ５５の位置が調節される
。

この位置変化は、カム部材の軸線方向への運動およびカ
ム部材の回転運動に応答するものであって、前記カム部
材の軸線方向への移動＆もベローズによって感知される
圧力変化に応答しておこり、カム部材の回転運動は、温
度感知部材８５または温度感知部材８６のいずれか、ま
たは両者の組合わせにより生ずる回転によりおこる。

ベースは、スピレドル７８に配置されるバネ７８ａに反
作用する内部バネ７１ａにより膨張しようとしている。

絶対圧力に対し、カム部材７６が軸線方向へ動く比率の
値は、正確に保持されなければならない。

ベローズの壁７２（ζある弾性を有し、ベローズ内に内
蔵されたバネ７１ａは、内蔵後は、調節、交換できない
ので、バネ１１ａ。

７８ａの組合わせにより生ずるバネ定数は、バネ７８ａ
の選定により定まる。

加速ピストン８１は、バネ９２により左方へ押圧される
が、このピストン８１ Ｉｔζ室３室中４中力の突然の
増加に応じて右方へ動くようになっており、この結果、
ベローズ全体は、右方へ動く。

この現象は、スロットル弁が突然に開き、下ストッパ５
５の下降によってピストン５２０ストロークが大きくな
り、混合気がエアリンチになったときに生ずる。

ピストン８１は、これを通過し、封止軸受を通る燃料の
漏れによって第２図に示された初期位置に向って徐々に
復帰する。

温度感知部材８５，８６は、流体の流れの制御のために
内燃機関の冷却系統に用いられるワックス・カプセル型
のものであり、例えば、ワックスのような物質を含んだ
軸方向に膨張する室を備え、軸線方向に膨張する構成に
なっている。

これらの温度感知部材の取付部は、スリーブ８５および
〕・ウジフグ９５中にそれぞれ支持されるが、出力部を
構成する温度感知部材の端面ば、加算機構の端部に係合
する。

加算機構８４は、軸線方向にはめられた一対のスリーブ
８Ｂ、８９を備える温度感知部材８５゜８６の動きを代
数的に加算するように作用する。

各スリーブ８８．８９は、それぞれ軸方向に突出した一
対の切欠円筒アーム８８ａ、８９ａを備え、該アームは
、スリーブの四分の一円周面より大きな二つの直径方向
に対向したスロットを有する。

一方のスリーブのアームは、他方のスリーブのスロット
中に軸線方向にスライドできるように挿入され、二つの
スリーブは、相対的に軸方向へスライドしながら、一方
が他方を駆動する関係にある。

すなわち、温度感知部材８５によって軸線方向へ動（ス
リーブ８８は、斜めになったカム溝９０を有し、この斜
めになったカム溝９０に対し、他方のスリーブ８３に設
けられたピン９１（半径方向へ突設）が係合する。

スリーブ８８，８９は、コイルバネ９２により離間方向
へ押圧され、バネ９２は、温度感知部材８５．８６の出
力側に接触して保持される。

また、スリーブ８９は、斜めのカム溝９３を有し、この
カム溝に本体側に固定のピン９４（半径方向へ突設）が
係合する。

第４図から明らかなように、温度感知部材８５は、スリ
ーブ８８を軸線方向へ動かす。

ピン９１が係合するカム溝９０にそって矢印８３ａ（第
４図）により示された時計方向へスリーブ８３が回転さ
せられる。

温度感知部材８６の膨張により、スリーブ８９は、軸線
方向へ動き、このスリーブは、ピン９４に対するカム溝
９３のカム案内によって矢印８９ｂで示された時計方向
へ回転され、同方向へスリーブ８３，８Ｂが回転される
。

この回転運動は、スリーブ８３と共に回転するベローズ
７１を介してカム部材７６に伝えられ、ピストン５２０
ストロークが調節される。

温度感知部材８６に加えられる温度因子は、内燃機関の
冷却流体の温度であることができ、この場合、冷却流体
は、室８７を通過させるとよい。

反対に、室８７を含む空間を省略することができ、温度
感知部材８６を伴ったハウジング９５ａは、第５図に示
すように内燃機関が設けられる室の温度を感知するよう
になっていてもよい。

温度因子は、内燃機関の排気の可燃組成物からも誘導で
き、温度感知部材８６を燃焼室内に取付けねもよく、電
気装置を介して熱信号として伝えることにより温度感知
部材８６へ伝えてもよい。

また、一つの温度因子よりも多くの因子を感知するよう
に、温度感知部材８６を配置することもできる。

′内燃機関が冷えたときにおいてアイドリ
ンクが停まるのを防ぐため、中空スピンドル７８および
カム部材７６は、軸線方向に延長したスロット７８ａ、
７６ａを設けることができ、これらのスロットは、前記
ベローズおよびカム部材が温度感知部材８６に対する冷
却状態に対応した回転方向位置を占めるとき、互いに重
なり合い、室３４への空気供給を許容する。

温度感知部材８６の温度が温度因子としての運転温度に
達したとき、スロットが互いに回転的に外ずれ、スピン
ドルおよびスロットの内部を通る空気の補助供給がなく
なる。

空気の補助供給が室３４（スロットル弁の対応した開放
な（）中の絶対圧を上昇させ、したがって、カム部材は
右方へ向って軸線方向に移動し、下ストッパ５５が下降
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る燃料噴射装置を備えた内燃機関
の燃料供給構成を示す説明図、第２図は、燃料噴射装置
の断面図、第３図は、整流・分配弁ユニットの作用を説
明する説明図、第４図は、加算機構の説明図、第５図は
、第２図の実施例における側部断面図である。 ５１ 、５２・・・・・・計量装置、８３・・・・・・
スリーブ、８４・・・・・・加算機構、８５，８６・・
・−・・温度感知部材、８８．８９・・・・・・スリー
ブ、７６・・・・・・カム部材、Ｔ１・・・・・・ベロ
ーズ、９１，９４・・・・・・ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一つ、または、複数の燃料噴射器に燃料を送る燃料
   ポンプ、燃料ポンプと燃料噴射器との間に設置され、内
   燃機関の運転の各サイクルにおいて計量した量の燃料を
   下流側へ分配するため、内燃機関のクランク軸または他
   の回転出力部材に同期された関係で駆動される計量装置
   と、計量装置の動作を制御し、かつ内燃機関の負荷およ
   び運転の状態にしたがった量の燃料に対する適当な空気
   比率を得るように選択された因子を感知する感知装置と
   を備え、前記感知装置は、加算機構を構成する出力側の
   スリーブ８３と、一対のスリーブ８８゜８９と、これら
   スリーブ８Ｂ、８９にそれぞれ接続される温度感知部材
   ８５，８６とを備え、前記スリーブ８８．８９は、互い
   に軸方向にそいスライド可能に嵌装され、これらスリー
   ブ８８，８９には、それぞれ斜めのカム溝９０，９３が
   設げてあり、スリーブ８８のカム溝９０にスリーブ８３
   に設けたピン９１が係合し、スリーブ８９のカム溝９３
   に本体３３側に設けたピン９４が係合し、前記温度感知
   部材の温度感知作用による軸方向の変位により、前記ス
   リーブ８８，８９は、軸方向へスライドしながら回転し
   、スリーブ８８の回転および軸方向の動きがスリーブ８
   ８のカム溝９０に係合するピン９１を介してスリーブ８
   ３へ伝達されるようにスリーブ８８とスリーブ８３とが
   連結され、このスリーブ８３には、ベローズ７１を介し
   てカム部材１６が接続され、このカム部材は、計量装置
   のピストン５２０ストローク調節装置を上下方向へ移動
   させるよう、前記スリーブ８３の動作に追随するように
   構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装
   置。