JPS6025612B2 - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置に関し、
特にエンジンの負荷に応じて燃料噴射時期を遅れ補正す
るようにしたものに関する。

一般に、ディーゼルエンジンにおいては、運転時のェミ
ッション対策、排気ガス対策、騒音対策等を行うために
、エンジンの負荷がある設定値以下になれば燃料噴射時
期を通常負荷時に較べて遅れ側に補正するようにした燃
料噴射装置が装備されている。そして、この種の燃料噴
射装置としては、従釆、例えば特開昭５３一４４７２４
号公報に開示のものや、一般に実施されているものとし
ては第１図に示すようなものが知られている。

すなわち、第１図において、１は分配型燃料噴射ポンプ
のハウジング、２はハウジング１内に形成されたポンプ
室、３はエンジン回転数の半分の回転数で回転するドラ
イブシャフト、４は、該ドライブシャフト３に取り付け
られたフィードポンブ５および該フイードポンプ５の送
油圧力を調整するレギュレーティングバルブ６よりなる
油圧発生装置であって、該油圧発生装置４は、エンジン
回転数に対応した燃料油圧を発生して上記ポンプ室２に
伝達するように設けられている。７はハウジング１に形
成した摺動孔８内に競装されたポンプ兼分配用プランジ
ヤであって、該プランジャ７の端部にはエンジンの気筒
数に対応する数の山を有するカム面９ａが形成されたカ
ムディスク９が固定され、該カムデイスク９と上記ドラ
イブシャフト３とはドライビングディスク１０を介して
回転方向に連結されている。

一方、１１はハウジング１内にドライブシャフト３と同
心に回転可能に設けられたローラホルダであって、該ロ
ーラホルダ１１には上記カムデイスク９のカム面９ａの
山数と同数のローラ１２，１２・・・が支承保持され、
該ローラＩ２，１２・・・にはカムディスク９のカム面
９ａがプランジャスブリング１３によって押し付けられ
ており、ローラ１２上をカムディスク９が回転すること
により、プランジャ７に燃料の吸入圧送のための往復動
と分配のための回転とを同時に行わせるように構成され
ている。また、１４は燃料の噴射時期を調整する噴射時
期調整装置であって、該噴射時期調整装置１４はハウジ
ング１内に形成したシリンダ１５内を摺動するタイマピ
ストン１６を有し、該タイマピストン１６は固定軸１７
を枢軸として揺動自在なレバー１８を介して上記ローラ
ホルダ１１と連結され、タイマピストン１６の受圧面に
対して上記ポンプ室２に伝達された油圧発生装置４の発
生油圧を作用させてタイマピストン１６を移動させ、こ
のタイマピストン１６の移動によりレバー１８を介して
ローラホルダ１１を回動させて、ローラ１２とカムディ
スク９のカム面９ａとの接触位置を相対的に変化させる
ことにより、燃料噴射時期を油圧発生装置４の発生油圧
に応じて調整し、発生油圧が高い場合には燃料噴射時期
を進ませ、また発生油圧が低い場合には燃料噴射時期を
遅らせるように作動するものである。１９は上記プラン
ジヤ７のポンプ室２内に突出する部分においてプランジ
ャ７の縦孔７ａと蓮適するカットオフポート７ｂを開閉
するように摺動自在に俄装されたカットオフスリーブで
あって、該カットオフスリープ１９をプランジャ７上で
スライドさせて、図中左方への移動によりカットオフポ
ート７ｂの関口時期を早めて燃料噴射量を減少させ、逆
に右方への移動によりカットオフポート７ｂの関口時期
を遅くして燃料噴射量を増加するように設けられている
。

また、２０はアクセルペダル（図示せず）に連動するコ
ントロールレバーであって、該コントロールレバー２０
はハウジング１にコントロールし／ゞーシヤフト２１′
を介して軸支され、該シャフト２１′の内端部には偏心
ピン２２が取り付けられ、該偏心ピン２２にはガバナス
プリング２３を介してテンションレバー２４の上端部が
連結され、該テンションレバー２４の下端部はハウジン
グ１に鞠支せしめたコレクターレバー２５−にピン２６
により枢支され、また該ピン２６にはスタートレバー２
７がテンションレバー２４に対して回動自在に梅支され
、該スタートレバー２７の上端部には下端部がテンショ
ンレバー２４に当接するスタートスプリング２８の上端
部が固定されている一方、下端部には上記カットオフス
リーブ１９に形成したピン孔１９ａに係合するボールヘ
ッドピン２９が立設されており、エンジンの負荷に応じ
てコントロールレバー２０の角度を変えてガバナスプリ
ング２３の張力を変化させ、このガバナスプリング２３
の張力変化によりテンションレバー２４を揺動させてカ
ットオフスリーブ１９を移動させることにより、燃料噴
射量を制御するように構成されている。３０はポンプ室
２に内蔵された遠心力フライウェイト機構であって、該
遠心力フライウェイト機構３０は、上記ドライブシャフ
ト３に固定した駆動ギヤ３１と噛合するガバナギャ３２
を回転可能に支持するガバナシャフト３３と、上記ガバ
ナギャ３２と一体のフライウェイトホルダ３４に組み込
まれたフライウェイト３５と、上記ガバナシヤフト３３
にスライド可能に取り付けられたガバナスリープ３６と
で構成され、遠心力によるフライウェイト３５の拡張動
作によってガバナスリーブ３６をスライドさせ、該ガバ
ナスリープ３６の先端部で上記スタートレバー２７の背
面を押圧することにより、上記カットオフスリーブ１９
を移動調整して、燃料噴射量をエンジン回転数に応じて
調整するものである。

さらに、３７′は燃料油圧を制御する油圧制御装置であ
って、該油圧制御装置３７′は油圧低下通路３８′を有
し、該油圧低下通路３８′は、上記フライウェイト機構
３０のガバナシャフト３３およびハウジングーを貫通し
て、ガバナスリーブ３６に形成した孔３９′を介してポ
ンプ室２と油圧発生装置４の吸入側とを蓮適するように
設けられ、油圧発生装置４（ポンプ室２）の油圧を低下
させるものである。そして、上記油圧制御装置３７′は
、エンジンの負荷が設定値以下のとき、すなわちコント
ロールレバー２０の角度が設定角度以下のとき、フライ
ウェイト機構３０のガバナスリーブ３６の図で右方向へ
の移動により該ガバナスリーブ３６の孔３９′を油圧低
下通路３８のポンプ室２側閉口部と一致させて油圧低下
通路３８′を開き、これによりポンプ室２の燃料油圧を
低下させて、噴射時期調整装置１４により燃料噴射時期
を第４図で破線にて示す如く遅らせるように作動するも
のである。尚、４０はプランジヤ７により圧送された燃
料の逆流を防止するデリバリバルプ、４１はプランジヤ
７への燃料送りを遮断するフュェルカットバルブであり
、以上で燃料噴射装置が構成される。しかし、このよう
な従来の燃料噴射装置においては、燃料噴射時期の遅延
をエンジンの負荷が設定値以下である全ての領域におい
て一律に行うため、アィドリング運転時を含む軽負荷時
には、該燃料噴射時期の遅延がエンジン性能に大きな影
響を及ぼして、却ってエンジンの燃焼状態が不安定とな
り、失火により白煙を生じ易くなるという問題があった
。

またＮ○×対策についてみれば、上記エンジンの軽負荷
時はＮ○×の発生度が比較的小さく、噴射時期を強いて
遅延させる必要性が希薄である。

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、上記
の如きディーゼルエンジンの燃料噴射装置において、油
圧制御装置の油圧低下通路にカットバルブを設けヱ、エ
ンジンの軽負荷時に該油圧低下通路を閉塞して燃料噴射
時期の遅延を阻止するようにすることにより、Ｎ０ｋ発
生度の比較的小さい軽負荷時の燃料噴射時期特性を燃焼
状態の良い高負荷時と同じに設定して、軽負荷時のエン
ジン性能を良好に維持し得るようにしたディーゼルエン
ジンの燃料噴射装置を提供せんとするものである。以下
、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する
。

尚、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置の基本構造につ
いては第１図により詳述したので、第１図と同じ部分に
ついては同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
第１図に示すようなディーゼルエンジンの燃料噴射装置
において、すなわち、エンジン回転数に対応した燃料油
圧を発生する油圧発生装置４と、該油圧発生装置４の発
生油圧に応じて燃料噴射時期を調整する噴射時期調整装
置１４と、上記油圧発生装置４の油圧を低下させる油圧
低下通路３８′を有し、エンジンの負荷が設定値以下の
ときに油圧を低下させて燃料噴射時期を遅らせる油圧制
御装置３７′とを備えたものにおいて、第２図および第
３図に示すように、油圧制御装置３７の油圧低下通路３
８の中途部は、アクセルペダルと連動するコントロール
レバーシャフト２１が鉄装された轍孔２１ａに関口され
て、該鞠孔２１ａにて油圧低下通路３８の一部を構成す
るとともに、該軸孔２１ａ（油圧低下通路３８）には該
コントロールレバーシャフト２１で構成されたカットバ
ルブが配設されている。

すなわち、該カットバルブは、コントロールレバーシャ
フト２１の周壁において上記油圧低下通路３８の軸孔２
１ａ関口部に対応して上下方向（藤方向）に延びる運通
溝４２が形成され、コントロールレバーシャフト２１の
回動に伴って上記達通溝４２を油圧低下通路３８の軸孔
２１ａ開□部と一致せしめて該関口部同士を蓮通させた
り、あるいは関口部より離隔せしめてシャフト２１の周
壁で開□部を閉塞することにより、油圧低下通路３８の
断続を行うものである。そして、上記達遺構４２のシャ
フト２１周壁における円周上位層を所定位置に設定する
ことによって、第４図実線にて示すように、エンジンの
負荷が上記設定値より小さい所定値以下のいわゆる軽負
荷時に、油圧低下通路３８を閉塞して、ポンプ室２内の
油圧を高圧に維持することにより燃料噴射時期の遅延を
阻止するように構成されている。次に、上記実施例の作
動について説明すれば、エンジンの負荷が設定値以上で
ある高負荷時には、コントロールレバー２０の角度が大
でガバナスプリング２３の張力が大きくなり、ガバナス
リーブ３６は第２図で左方向に移動して、該ガバナスリ
ーブ３６の孔３９と油圧低下通路３８のポンプ室２側関
口部とは‐−致しないので、ポンプ室２の油圧は低下せ
ずに油圧発生装置４から伝達されたままのエンジン回転
数と対応したものとなり、よって噴射時期調整装置１４
が作動しないことにより燃料噴射時期の遅延は行われな
い。

また、エンジンの負荷が低下して設定値以下になった場
合には、コントロールレバー２０の角度が４・さくなり
、ガバナスプリング・２３の張力の減少によりガバナス
リーブ３６が図で右方向に移動してその孔３９が油圧低
下通路３８のポンプ室２側関口部と一致し、また同時に
、カットバルフ、すなわちコントロールレバーシャフト
２１の運通溝４２が油圧低下通路３８の軸孔２１ａ閉口
部同士を蓮通させて油圧低下遍路３８が開放されるため
、ポンプ室２内の燃料は該油圧低下通路３８に流出して
該ポンプ室２の燃料油圧が低下し、よって噴射時期調整
装置１４が作動して、燃料噴射時期は上記高負荷時に較
べて遅れ側に補正される。

さらに、エンジンの負荷が上記設定値より小さい所定値
以下に低下してアィドリング状態を含む軽負荷状態にな
った場合には、コントロールレバー２０の角度は一層小
さくなり、ガバナスリーフ３６は上述のエンジン負荷が
設定値以下の場合と同様に図で右側位魔に保持され、油
圧低下通路３８のポンプ室２側関口部はポンプ室２に開
放されたままに維持されるが、油圧低下通路３８の軸孔
２１ａ開□部はカットバルブの作動（コントロールレバ
ーシャフト２１の回動）により閉塞されることにより、
油圧低下通路３８は閉じられることになり、そのため、
ポンプ室２の油圧は低下せず、よって燃料噴射時期は遅
延されるのが阻止されて上記高負荷時と同じ状態に調整
される。その結果、エンジンの燃焼状態が良好に維持さ
れて失火等が防止され、エンジン性能を向上させること
ができる。また、ここにおいて、上記カットバルブをコ
ントロールレバーシャフト２１で構成しているため、第
７図に示すような、該シャフト２１が取り付けられたコ
ントロールレバー２０のレバー開度特性（ガバナ特性）
と、第６図に示すような、該レバー関度特性に似通った
ＮＯ広の発生状態との相似性を利用することができ、カ
ットバルブの作動制御を精度良く行うことができるとと
もに、その構造を簡単なものとすることができる。

尚、上記したエンジンの軽負荷時の燃料噴射時期遅延阻
止域とエンジン回転数との関係は、第５図に示すように
、エンジン回転数が高い場合には遅延阻止域Ａが小さく
なる（逆に遅延城Ｂは大きくなる）一方、エンジン回転
数が低い場合には遅延阻止域Ａが大きくなり（逆に遅延
域Ｂは４・さくなる）、エンジン回転数に応じて遅延阻
止域Ａを変化させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、エンジン回転数
に対応した燃料油圧を発生する油圧発生装置と、該油圧
発生装置の発生油圧に応じて燃料噴射時期を調整する噴
射時期調整装置と、上記油圧発生装置の油圧を低下させ
る油圧低下通路を有し、エンジンの負荷が設定値以下の
ときに油圧を低下させて燃料噴射時期を遅らせる油圧制
御装置とを備えたディーゼルエンジンの燃料噴射装置に
おいて、上記油圧制御装置の油圧低下通路に、エンジン
の負荷が上記設定値より小さい所定値以下である軽負荷
時に該油圧低下通路を閉塞するカットバルブを設け、軽
負荷時における燃料噴射時期の遅延を阻止するようにし
たことにより、Ｎ○×対策等を確保しつつエンジンの軽
負荷時の燃焼性能を良好なものとすることができ、エン
ジン性能の向上を図ることができるものである。

加えて、上記カットバルブをアクセルペダルと連動する
コントロールレバーシャフトで構成し、該コントロール
レバーシャフトの周壁に形成した蓮通溝により油圧低下
通路の断続を行うようにすれば、コントロールレバーシ
ャフトのエンジン負荷に対する特性がＮ瓜発生特性と相
似していることにより、カットバルブの制御を精度良く
かつ簡単に行うことができる箸効を有するものである。

図面の簡単な説明第１図は従来例を示す縦断面図、第２
図ないし第７図は本発明の実施態様を例示し、第２図は
要部拡大縦断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線断面図、
第４図は負荷に対する燃料噴射時期の補正特性を示すグ
ラフ、第５図は作動領域図、第６図はＮＯはの発生状態
の特性を示すグラフ、第７図はコントロールレバー開度
の負荷特性を示すグラフである。

１……ハウジング、２・・・…ポンプ室、４・・・・・
・油圧発生装置、１４・・・・・・噴射時期調整装置、
２１・・・．・・コントロールレバーシャフト、３７・
・・・・・油圧制御装置、３８・・・・・・油圧低下通
路、３９・・・・・・孔、４２・・…・連通溝。

第１図 第２図 第３図 第ム図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン回転数に対応した燃料油圧を発生する油圧
   発生装置と、該油圧発生装置の発生油圧に応じて燃料噴
   射時期を調整する噴射時期調整装置と、上記油圧発生装
   置の油圧を低下させる油圧低下通路を有し、エンジンの
   負荷が設定値以下のときに油圧を低下させて燃料噴射時
   期を遅らせる油圧制御装置とを備えたデイーゼルエンジ
   ンの燃料噴射装置において、上記油圧制御装置の油圧低
   下通路に、エンジンの負荷が上記設定値より小さい所定
   値以下である軽負荷時に該油圧低下通路を閉塞するカツ
   トバルブを設け、所定以下の軽負荷時における燃料噴射
   時期の遅延を阻止するようにしたことを特徴とするデイ
   ーゼルエンジンの燃料噴射装置。 ２ カツトバルブはアクセルペダルと連動するコントロ
   ールレバーシヤフトで構成され、該コントロールレバー
   シヤフトの周壁に形成した連通溝により油圧低下通路の
   断続を行うようにした特許請求の範囲第１項記載のデイ
   ーゼルエンジンの燃料噴射装置。