JPS6045748B2 - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用の分配型燃料噴射ポンプに関し、特
に機関運転状態に対する燃料噴射特性を改善したものて
ある。

ディーゼルエンジンなど燃料噴射式内燃機関では機関運
転状態に応じて燃料の噴射量及び噴射時期を制御する必
要がある。

即ち、機開始動時には始動性を良くするため噴射量を増
大させ、アイドリング時には噴射量を減少させ、高速時
には負荷の増大に伴なつて噴射量を増量させると共に、
回転数の上昇に応じて噴射開始を早めている。

分配型燃料噴射ポンプにおいて、回転数に関連した噴射
量制御はポンプ作用を行なうプランジャに摺動自由に装
着したコントロールスリーブを機関回転数に応動する遠
心調速機によつて動かし、プランジャに形成した燃料圧
送通路のカットオフポートがコントロールスリーブから
外れ低圧源に連通して噴射終りとなるプランジャ位置を
変えることによつて行なつている。

しかし、かかる噴射量制御ではコントロールスリーブの
移動量に対応するフライウェイトのリフト量に制限があ
るため、始動時からアイドリング時に至るリフト量を充
分大きくすることが難しく従つて始動時の燃料噴射量が
不足して始動性能に悪影響を与えることがあつた。

又、始動時には燃料の噴射進角をアイドリングＪ時に比
べて進めた方が始動性の改善につながるが、従来の回転
数タイマ（機関回転数の上昇に伴ない噴射進角を早める
）では、かかる制御は行なえない。

さらに、アイドリング時は燃焼空気温度が低く発火遅れ
が大きいので、従来一般的なように、噴射率を一定にし
たままで噴射量を制御する構成では、アイドルノックが
発生し、騒音対策上極めて不利であつた。このため、特
開昭５１−９８４２６号公報に示すように、アイドリン
グ時にプランジャにより加圧された燃料の一部を、絞り
部を介して低圧側にリリーフするようにして噴射率を低
下させてアイドルノックの防止を図つたものがある。

しかしながら、このものでは前記燃料の排出通路の開閉
を電磁弁により行つているため構造が複雑でコスト高に
つき、かつ、この公報に示す構造の電磁弁ではプランジ
ャによる極めて高い燃料圧力に耐えることは難しく（電
磁弁閉時にも燃料の漏洩を生じる）、これに耐え得るよ
うにするためには、電磁弁の構造はさらに複雑化してコ
スト高につく。

また、始動時もアイドル時と同様に作動し、排出通路が
開通するため、プランジャにプリストロークを受けて燃
料噴射量の増量を図ることも不可能であり、始動性向上
を図ることができない。

本発明はかかる従来の難点を解消するため為されたもの
で、始動時の燃料噴射量を増量させると共に噴射進角を
進めて始動性を向上させ、且つアイドリング時の燃料噴
射圧力を下げて噴射率を低下することにより燃焼音を抑
制すると共に、これらを機関回転数に関連した燃料供給
圧力に応動する制御弁により行うことにより、簡易で低
コストに実施でき、かつ信頼性にも優れた分配型燃料噴
射ポンプを提供するものである。以下に本発明を図面に
示す一実施例に基づいて説明する。

第１図において、燃料は燃料タンク１からフィードポン
プ２により吸入加圧され、ポンプハウジング３内の吸込
み空間４に供給される。

フィード．ポンプ２は機関により駆動されるため、吸込
み空間４内の燃料油圧は機関回転数の上昇につれて増大
する。該油圧の最大値は圧力制御弁５により制御される
。ポンプハウジング３を貫通させて設けたプラン・ジヤ
バレル６内にはポンプ兼分配用プランジャ７が摺動自由
に嵌挿され、このプランジャ７は後述の如く往復並びに
回転運動せしめられる。

即ち、機関駆動されるドライブシャフトによりドライビ
ングディスク（いずれも図示省略）を介してプランジャ
７と一体のカムディスク８を回転させる。カムディスク
８には機関の気筒数に対応する数の山を等配形成したカ
ム面が形成してあり、このカム面はローラホルダ（図示
省略）に保持されたローラ９にプランジャスプリング（
図示省略）により押付けてあるので、カムディスク８従
つてプランジャ７は回転と同時に一定の往復運動を行な
うわけである。ノ プランジャ７が図で下動する吸入行
程にある場合はプランジャ７の頭部と閉鎖用のプラグ１
０との間に形成されるポンプ室１１の容積が増大する。

このとき、プランジャ７の頭部外周面に設けた複数個の
縦溝１２の１つが、一端を前記吸込み−空間４に開放さ
せた吸入通路１３の他端と対向するため、ポンプ室１１
に燃料が吸入される。プランジャ７が図で上動する圧送
行程に移行すると、吸入通路１３ど縦溝１２とが切離さ
れ、ポンプ室１１内に吸入されている燃料はプランジャ
７の中央部を縦通する通路１４からプランジャ７の外周
面に開設した分配用縦溝１５を介して、プランジヤバレ
ル６及びポンプハウジング３を貫通する通路１６に送出
され、デリバリバルブ１７を経て噴射ノズル１８に圧送
させて気筒内に噴射される。尚、前記通路１６は気筒数
に対応する数だけ円周方向に等配されているので、プラ
ンジャ７の往復・回転運動に伴つて所定の順序で各気筒
内に燃料が噴射される。又、プランジャ７の吸込み空間
４側に突出している部分には、前記通路１４と吸込み空
間４とを連通させるカットオフボート１９を開設してあ
り、当該部分に摺動自由に装着したコントロールスリー
ブ２０の内周面でカットオフボート１９を閉じている。

従つて、プランジャ７が上動してカットオフボート１９
がコントロールスリーブ２０の上縁から外れて吸込み空
間４に開口すると、通路１４内の燃料がカットオフボー
ト１９から吸込み空間４に流出するので、前記通路１６
への送出は停止され、噴射終りとなる。コントロールス
リーブ２０には機関の回転速度を設定する操作入力機構
と機関の回転速度を検出する遠心調速機構（いずれも省
略）とで揺動されるレバー２１を係合し、機関の回転速
度を低速に設定する場合成いは機関が設定速度より高速
回転している場合はコントロールスリーブ２０を図で下
動させて噴射終りを早くし、以つて噴射量を減少させる
ようにしてある。ここで、前記プランジヤバレル６の外
周面に前記吸入通路１３と交差して連通する環状溝を設
けてポンプハウジング３のバレル挿入孔との間に室２２
を形成し、ポンプハウジング３には外部から摺動孔２３
を穿ち、摺動孔２３の先端部を小径の連通孔２４を介し
て前記室２２に連通させる。

この摺動孔２３にはピストン２５を摺動自由に嵌挿し、
ピストン２５の頭部と摺動孔２３とで室２６を形成する
。ピストン２５の端部側には圧縮スプリング２７を介装
したうえで摺動孔２３の外端部に閉鎖用のプラグ２８を
装着する。このプラグ２８にはピストン２５の前記端部
側の室２９に一端が開口する内部通路３０が形成してあ
り、該内部通路３０の他端はスピルチユーブ３１を介し
て前記フィードポンプ２の低圧側などに接続してある。
そして、プランジヤバレル６及びポンプハウジング３を
貫通させて、一端が前記ポンプ室１１に開口し他端が摺
動孔２３の内周面に開口する連通路３２と、一端がプラ
ンジャ７と摺接するバレル６内周面に開口し、他端が摺
動孔２３の内周面に開口する連通路３３とを形成する。

又、プランジャ７の下死点近傍即ち分配用縦溝１５が通
路１６の開口端に合致し始める位置で上記連通路３３の
一開口端に合致する環状溝３４をプランジャ７外周面に
形成し、該環状溝３４を横孔３５を介して通路１４に連
通させる。ここで、連通路３２、摺動孔２３、室２９、
内部通路３０、スピルチユーブ３１がポンプ室１１を低
圧源に連通する第１リリーフ通路を構成すると共に、横
孔３５、環状溝３４、連通路３３、摺動孔２３、室２６
、連通孔２牡室２２が燃料圧送通路１４を燃料圧送行程
始めに吸入通路１３を介して低圧源である吸込み空間４
に連絡する第２リリーフ通路を構成する。ピストン２５
の外周面には２つの環状溝３６，３７が形成され、ピス
トン２５の所定のストローク位置ではこれら環状溝３６
，３７が夫々前記連通路３２，３３の開口端と対向し、
ピストン２５がこれよりプラグ２８寄りにある位置では
幅広に形成したピストン２５端部側の環状溝３７はなお
連通路３３の開口端に対向するがピストン２５頭部側の
環状溝３７は連通路３２の開口端から外れるようにして
ある。（第２図参照）そして一方の環状溝３６はピスト
ン２５内部に絞り部３８ａを含み縦横に交差して穿設し
た通路３８を介して室２９に連通し、他方の環状溝３７
はピストン２５にＬ字状に穿設した通路３９を介して室
２６に連通している。

かかる構成によれば、機開始動時には吸込み空間４から
室２２を介してピストン２５頭部側の室２６に導かれる
送油圧が低く、ピストン２５はスプリング２７により付
勢されて図示位置より左行しており、ピストン２５の２
つの環状溝３６，３７は共に遮断される。即ち、始動時
には、ピストン２５（制御弁）により前記した第１、第
２リリーフ通路が遮断される。従つて燃料はプランジャ
７の下死点付近から、カットオフボート１９がコントロ
ールスリーブ２０の上縁から外れるまでの間分配用縦溝
１５から通路１６及びデリバリバルブ１７を介して噴射
ノズル１８に通常圧力で送出され機関の燃焼室内に噴射
される。

次に主としてアイドリング時などの低回転域では、送油
圧がある程度上昇するため、これに伴なつて上昇する室
２６の圧力によりピストン２５が始動時に対して右行し
て図示の位置に達し、連通路３２，３３の開口端が夫々
ピストン２５の環状溝３６，３７に合致する。

これにより、第１リリーフ通路が環状溝３６、通路３８
からなるピストン（制御弁）２５の内部通路を介して開
通すると共に、第２リリーフ通路が環状溝３７、通路３
９からなるピストン（制御弁）２５の内部通路を介して
開通する。従つて、燃料吐出行程の始めにプランジャ７
が下死点近傍位置にあるときは前記したように環状溝３
４が連通路３３の開口端に合致するため、燃料は前記第
２リリーフ通路を経て低圧側の吸込み空間４に排出され
、流通抵抗の大きい噴射ノズル１８には供給されない。

そして環状溝３４が連通路３３の開口端から外れると同
時に即ち始動時にノ対して環状溝３４と連通路３３とが
重合しているストロークＳｐ（以下プリストロークとい
う）だけ遅れて燃料噴射が開始される。同時にポンプ室
１１の燃料の一部が前記第１リリーフ通路を経てフィー
ドポンプの低圧側などの低圧源に絞られつつ流出するた
めポンプ室１１内の燃料圧力の上昇がある程度以下に抑
えられる。上記流出した燃料は調速機により補正されて
噴射時間が延びるため噴射率が低下し、従つて、燃焼の
速度を低下させて燃焼音を低減することが可能となる。
機関回転数がさらに上昇しこれに伴なう室２６の圧力上
昇でピストン２５が図示位置より右行すると、前記した
ように環状溝３７は連通路３３と開通したままであるが
環状溝３６は再び遮断される。

即ち、かかる中・高速回転域ではポンプ室１１から連通
路３２を介しての燃料流出が停止されるのでポンプ室１
１内圧力は通常圧力に保たれ、噴射開始はプランジャ７
のストローク位置に対してはアイドリング時同様始動時
に比ベプリストローク分だけ遅れているが、燃焼室のピ
ストン位置に対しては図示しないタイマによつて速度上
昇に応じて進角される。

かかる構成において、今、アイドリング時における噴射
進角を基準にして設定すれば始動時に−は、従来のもの
に比較してプリストローク分だけ燃料噴射量が増量され
ると共にアイドリング時に対してプリストロークだけ進
角が進められるので始動性が良好となり、アイドリング
時には前記したように燃料墳射率を下げることにより噴
射時間，を長くして燃焼騒音を低下させ、高速時には通
常の圧力及びタイマによる通常の進角特性で噴射するこ
とができる。

本発明は以上説明したように、機関回転数に応じた燃料
噴射特性が改善され、特に燃料噴射量の増大と噴射進角
が進められることによつて始動性が良好となり、燃料噴
射率の低下によつてアイドリング時の燃焼騒音を可及的
に低減することが可能となる。

又、これらの特性改善を分配型燃料噴射ポンプの吸込み
空間内等に生じる機関回転数に゛関連した油圧を利用し
て作動する制御弁により行う構成としたため、電磁弁等
を用いるものと比較して構成が簡単で低コストに実施で
き、しかも、信頼性に優れるという特長があり、特に１
個の油圧ピストンでプランジャにプリストロークをつけ
て前記燃料噴射量の増大と噴射進角を進めて始動性を改
善できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る分配型燃料噴射ポンプの油圧回路
示す縦断面図、第２図は同図の要部拡大図である。 ４・・・・・・吸込み空間、７・・・・・・プランジャ
、１１・・・・・ポンプ室、１４・・・・・・通路、２
２・・・・・・環状溝、２４・・・・・・連通孔、２５
・・・・・ゼストン、２６・・・・・・室、３０・・・
・・・内部通路、３２，３３・・・・・・連通路、３４
・・・・・環状溝、３５・・・・・・横孔、３６，３７
・・・・・・環状溝、３８，３９・・・・・・通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 往復並びに回転運動するプランジャにより燃料の吸
   入圧送と分配とを行なう分配型燃料噴射ポンプにおいて
   、プランジャで画成されたポンプ室を低圧源に連絡する
   絞り効果の大きな第１リリーフ通路と、前記ポンプ室と
   連通してプランジャに形成された燃料圧送通路を燃料圧
   送行程の始めに低圧源に連絡する第２リリーフ通路とを
   設ける一方、これら第１、第２リリーフ通路の途中に介
   装され機関回転数に関連した燃料供給圧力に応動して、
   始動時に第１及び第２リリーフ通路を遮断し、所定の低
   速域で両リリーフ通路を開通させ、これより高速域では
   第２リリーフ通路だけを開通させるように内部通路を形
   成した制御弁を設けたことを特徴とする分配型燃料噴射
   ポンプ。