JPS59695B2 - 噴射時期調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼル機関などの燃料噴射ポンプの噴射時
期調整装置に関する。

ディーゼル機関において燃料噴射時期を機関回転数に応
じて可変的に制御しているが、始動時にも所定値だけ噴
射時期を進角させ、始動性の向上と始動時の機関安定性
を高めるようにしている。

このため、従来の燃料噴射ポンプは第１図、第２図に示
すように構成されている。

燃料はポンプ本体の入口１からドライブシャフト２によ
り駆動されるフィードポンプ３によって吸引される。

フィードポンプ３からの吐出燃料は圧力調整弁４により
供給圧を制御された後、ポンプハウジングの内部のポン
プ室５へと供給される。

ポンプ室５の燃料は作動部分の潤滑を行うと同時に高圧
プランジャポンプ６に送られる。

プランジャｌはエキセントリックディスク８に固定され
ており、継手２Ａを介して前記ドライブシャフト２によ
り１駆動される。

エキセントリックディスク８は機関シリンダ数と同数の
フェイスカム９をもち、ローラリング１０に配設された
ローラ１１を乗り越えて回転しながら所定のカムリフト
だけ往復運動する。

従って、プランジャγは回転しながら往復運動すること
になり、この往復運動に伴い吸入ポート１２かも吸引さ
れた燃料が、分配ポート１３よりデリバリバルブ１４を
通って図示しない噴射ノズルへと圧送される。

燃料の噴射量はプランジャ１に形成したスピルポート１
５を被覆するスピルリング１６の位置により決められる
のであり、プランジャγの右行によりスピルポート１５
が開くと高圧燃料をポンプ・・ウジング５の内部へ解放
して圧送を終了する。

スピルリング１６の位置は、ドライブシャフト２の回転
で駆動されるガバナ機構１８の動きによりリンクレバー
１９を介して制御され、機関回転数に対応して燃料噴射
量が増減される。

燃料の噴射時期はローラリング１０を回転させることに
より制御される。

エキセントリックディスク８のフェイスカム９がローラ
１１に乗り上げたときに燃料が噴射されるので、例えば
ディスク８の回転方向と逆方向にローラリング１０を回
転させると、フェイスカム９のローラ１１に乗り上げる
時期がそれだけ早くなるため、燃料の機関クランク角に
対する噴射時期が早まる。

そのために、ローラリング１０はドライビングピン２０
を介してタイマピストン２１と連結している。

シリンダ２２のなかで摺動するタイマピストン２１の端
面高圧室２３には、通路２４を経てポンプ室５の燃圧が
導かれ、また反対側の低圧室２５はフィードポンプ３の
吸込側に連通して負圧に近い状態になるが、タイマスプ
リング２６の弾性力でタイマピストン２１を押し戻して
いる。

なお、第１図はタイマピストン２１の軸線を９１１５）
回転させた状態を示しており、実際には第２図のように
ローラリング１００回転接線方向に一致する。

同様に説明の便宜上からフィードポンプ３の軸線も９８
回転させたものが同一図面中に図示しである。

ポンプ室５の燃圧はフィードポンプ３の回転数に比例し
て上昇するので、タイマピストン２１は機関回転数の上
昇に伴って、第２図の左方へと押され、これによりエキ
センドリソ２１４フ２８０回転（図中矢印方向）と逆方
向ヘローラリング１０を回動し、噴射時期を次第に早め
るように作用する。

一方、始動時における燃焼特性を高める目的で、手動式
の進角装置があり、端面が斜めになったタイマピストン
２１に接するカム２Ｔを、回転軸２８に連結したレバー
２９を回すことにより回動し、タイマピストン２１を強
制的に左方へ移動して噴射時期を所定のクランク角だけ
早めるようになっている。

ところが従来装置では、このように手動式でレバー２９
を駆動する構成なので、要求始動操作が煩雑となり、ま
た、しばしば操作忘れにより機関のスムーズな始動が妨
げられることもあった。

とくにタイマピストン２１には、通常運転時に燃圧に対
抗してバランスさせるスプリング２６が常時作用し、し
かもかなり強いスプリング力であるため、自動的に始動
時にタイマピストン２１を移動させようとしても、その
操作力が人さくなって、大型のアクチュエータ等が必要
となるという問題があった。

また、このように運転時の進角装置が燃料油圧ピストン
方式であるため、油圧とスプリング２６の平衡が不安定
で進角のバラツキが大きいなどの問題点もあった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、タイマピストンのリターンスプリングの荷重を
受けずに進角操作できる構造にすると共に、進角値を読
みとって常に適正な進角値にフィードバック制御する電
子制御装置を附カロすることにより上記の問題点を解決
することを目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第３図ないし第５図は、との発明の一実施例を示すもの
である。

第３図において、図示しないローラリングに一体構成の
ドライビングピン２０の先端にはタイマピストン２１ａ
が連結され、このタイマピストン２１ａはシリンダ２２
ａに摺動自在に収納されている。

シリンダ２２ａ内にはタイマピストン２１ａの両側にＢ
圧力室３１とＡ圧力室３０とが形成され、両圧力室３０
，３１の圧力差に応じて、タイマピストン２１ａは左右
に変位する。

これらＡ、Ｂ圧力室３０，３１には、タイマピストン２
１ａに設けられた油通路３７．３８を経て、ポンプ室５
の圧力油（燃料）が導入される。

そして、両圧力室３Ｌ３０に導入された圧力油は、それ
ぞれオリフィス３２ａ、３３ａを備えたＢ逃し孔３２と
Ａ逃し孔３３とからシリンダ３２ａの外部へと逃げられ
るようになっている。

また、Ａ圧力室３０には、ばね３４が内装されており、
とのばね３４は無負荷時にタイマピストン２１ａをシリ
ンダ２２ａ右壁面より始動進角値ｔだけ離した時に、自
然長になるように設定されている。

一方、タイマピストン２１ａの下部に設けたガイド孔３
９には、タイマピストン２１ａと独立してピストン移動
方向に摺動するラック付プランジャ４０が配設されてい
る。

そして、このプランジャ４０は、タイマピストン２１ａ
に対して相対的に左右に変位することにより、油通路３
１のＢ出口３５と油通路３８のＡ出口３６の有効開口面
積を相反的に増減するのであり、このようにして一種の
油圧サーボ弁を構成する。

さらに、このプランジャ４０の右端部には針弁４１が設
けられ、最右端まで移動したときにＡ逃し孔３３を塞ぐ
ようになっている。

ところで、このプランジャ４０の摺動は中央部下側に設
けたラック４２と、これと噛合するピニオン４３によっ
て実現される。

すなわち、第４図のＩ−Ｉ断面図にあきらかなように、
シリンダ２２ａの外側に取付けた駆動モータ４４のモー
タ軸４５にピニオン４３を設け、との正逆回転によって
、前後にプランジャ４０を摺動させる。

なお、タイマピストン２１ａのガイド孔３９は、ランク
４２０部分が切欠窓４２ａとなって、ピニオン４３がこ
の切欠窓４２ａに配置される。

切欠窓４２ａの部分を逃げ孔４８を介して、ポンプ人口
１と連通ずることにより、圧力油の漏洩を防いでいる。

なお、４６はオイルシールであり、モータフランジ４１
によって適当圧力に押圧されている。

第５図に示すようにモータ４４を正逆回転させる制御装
置５０は、噴射時期、大気温度、エンジン回転数などの
各種検出信号を演算処理して、適当な指命値をモータ４
４に送り、これをフィードバック制御する。

なお、５１は電源、５２は入力スイッチである。

次に作用を説明する。

制御装置５０が、各種センサーからの噴射時期、大気温
度などの検出信号に基づいて運転状態に応じた最適噴射
時期を演算し、この最適時期を得るべく駆動モータ４４
に正逆回転の指命信号を与える。

例えば、噴射時期を進角させる場合には、ピニオン４３
を反時計回りに回して、プランジャ４０を第３図の左方
へ動かすよう指命信号をモータ４４へ供給する。

すると、プランジャ４０はＢ出口３５の開口面積を縮小
しＢ圧力室３１への圧力燃料の流入量を減らす一方、Ａ
出口３６を広げてＡ圧力室３０への燃料流入量を増力口
する。

このため、Ｂ圧力室３１の圧力が低下し、逆にＡ圧力室
３０の圧力の上昇により、タイマピストン２１ａが左方
向の燃料噴射時期の進角位置に変位する。

そして、このタイマピストン２１ａの１ｆｆｌＫより再
びＡ、Ｂ出口３６，３５の゛開口面積が等しくなったと
ころで（左右の圧力がバランスした位置で）、タイマピ
ストン２１ａは停止する。

燃料噴射時期を遅角する場合には、ピニオン４３を上記
とは反対方向（時計回り）に回転させることにより、両
圧力室３０．３１に対する燃圧の高低を逆転してタイマ
ピストン２１ａを遅角方向に動かすのである。

なお、これらの制御において、プランジャ４０を介し、
ピニオン４３に作用する反力はプランジャ４０径が・」
＼さいためきわめて少なくしたがって少容量のモータ４
４ですむことになる。

始動進角は、次のように行なわれる。

エンジン停止時には、タイマピストン２１ａばばね３４
により始動進角値ｔだげ付勢されている。

とのばね３４０弾性力は、エンジン停止時には、Ｂ圧力
室３１の・堕圧が発生しないために比較的弱いものでよ
い。

始動スイッチ５２が入れられると、制御装置５０のＦ／
＞によってモータ４４を介してピニオン４３を回転させ
、プランジャー４０を最右端まで摺動させる。

すると、針弁４１がＡ逃し孔３３を塞ぎ、ここからの・
燃料の流出を止めると同時に、プランジャ４０が人出口
３６も塞ぎ・燃料をＡ圧力室３０内に密封する。

このため、ドライビングピン２０に強い力が作用しても
タイマピストン２１ａは、所定の始動進角値を保つ位置
に固定され、自動的に最適な始動進角を実現する。

第６図は他の実施例で、プランジャ４０をタイマピスト
ン２１ａの上方に設置したものである。

このようにすると、Ａ圧力室３０に空気が混入した場合
に、その空気をＡ逃し孔３３から流出させることができ
、より安定した油圧制御が望める。

第１図はさらに他の実施例を示し、Ａ圧力室３０に空気
抜きの連通路４８を設けたものである。

Ａ逃し孔３３は針弁４１で塞がれるが、Ａ圧力室３０内
にたまったガスや空気は連通路４８から流出させること
ができる。

プランジャ４０が最右端に位置すると、針弁４１がＡ逃
し孔３３と連通路４８を閉じるので、Ａ圧力室３０を密
封する。

以上のように本発明は、タイマピストンの両端圧力室と
つながる油通路をピストン内部に設け、ピストン摺動方
向に移動するプランジャを介してこれら油通路を開閉す
るようにしたので、噴射時期を常に最適な進角値に正確
かつ応答性よくフィードバック制御することができ、さ
らに始動進角の自動化もはかれるという効果がある。

同時にまた、構造が簡単でコンパクトであり、かつ低コ
ストに生産できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分配型燃料噴射ポンプの全体断面図、第
２図はタイマピストン部分の断面図である。 第３図は本発明要部断面図、第４図は、そのＩ−Ｉ線断
面図、第５図は本発明の制御回路図、第６図、第１図は
、それぞれ他の実施例の要部断面図である。 ２０・・・ドライビングピン、２１ａ・・・タイマピス
トン、２２ａ・・・シリンダ、３０・・・Ａ圧力室、３
１・・・Ｂ圧力室、３２・・・Ｂ逃し孔、３３・・・Ａ
逃し孔、３４・・・ばね、３５・・・Ｂ出口、３６・・
・Ａ出口、３７゜３８・・・油通路、４０・・・プラン
ジャ、４１・・・針弁、４２・・・ラック、４３・・・
ピニオン、４４・・・モータ、５０・・・制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タイマピストンの移動に応じて噴射時期を進遅させ
   る分配型燃料噴射ポンプの噴射時期調整装置において、
   タイマピストンの両端に位置して逃し孔を有する２つの
   圧力室を形成し、タイマピストンにポンプ室とこれら両
   圧力室をそれぞれ連通する２つの油通路を設けると共に
   、その油通路を開閉するプランジャを設け、かつ運転状
   態に応じて制御装置からの信号により上記プランジャを
   作動させるようにしたことを特徴とする噴射時期調整装
   置。