JPS608464A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関用の燃料噴射装置に関する。

（従来例） いわゆる分配型の燃料噴射装置においては、バレル内で
プランジャを往復運動させると同時に回転させ、１個の
みのプランジャで複数個の気菌へ加圧された燃料を供給
できるようになっている。

ところがそのような分配型燃料噴射装置において、燃料
の噴射率（噴射量の時間的変化の割合）を変更できるよ
うにしたものは知られていない。

（発明の目的） 本発明は分配型の燃料噴射装置において、燃料の噴射率
を変更自在にすることを目的としている。

（発明の構成） 本発明による燃料噴射装置は、ハウジングと、外周がハ
ウジングに嵌合するｆ１ｚ状のバレルと、バレルの内周
に嵌合しドライブ軸に連動してバレル内で回転及び摺動
が可能なプランジャと、ドライブ軸によりシ区動される
フィードボン１と、ハ１ンジング内に設けられフィード
ポンプとバレルを連通する油路と、バレルに連通ずる複
数個の？ＡＣｆＪからなり、上記油路を通してバレルへ
圧送さ且る邑ｔ）をプランジャの回転、往復運ｉｂによ
り各気商内へ分配しながら噴射する形式の燃料噴射装置
において、上記バレμをハウジングに対１〜回動自在と
したものである。

（実施例） 次に４就筒デイーゼ）Ｌ／機関用の燃料噴射装置を例に
とって本発明を説明する。第１図は４気筒デイ一ゼ／Ｌ
’機関用燃料噴射装置の構造略図であり、その主要部は
縦断側面で示され、又一部は９００展開した姿勢で示さ
れている。

即ち図中ハウジング１は前部に円形の孔２を４Ｊｉｉｔ
え、孔２内には筒状のバレル保持体３が嵌合固定されて
いる。筒状のバレ／Ｉ／４は保持体３内に嵌合し、次に
述べる操作機構により保持体８に対し回動自在となって
いる。即ち保持体３の後部には円弧状の孔５（第２図）
が設けられ、ｌ＜レル４上の孔５に対向する位置には円
弧状のビニオン部６が形成されている。ロッド７は孔５
に嵌まり、ロッド７の下面に設けたラック８はビニオン
部６に係合している。１０はロッド７を第２図の矢印方
向へ摺動させるためのアクチュエータ（リニアソレノイ
ド）で、アクチュエータ１０にはロッド７の位置を検出
するだめの位置センサ１１が付設されている。そしてア
クチュエータ１０でロッド７を摺動させることにより、
バレ／Ｌ／４は保持体３内で回動自在となる。

円柱状のプランジャ１２（第１図）はその前部がバレル
４内に回転及び摺動自在に嵌合している。

即ちプランジャ１２の後端はカム１３に固定さｊｔ、カ
ム１３は継手１４を介してドライブ軸１６に接続されて
いる。又カム１３の後面には円周上に等間隔を隔てて４
個のフェースカム１７（凸状部）が設けられ、フェース
カム１７を有するカム後面はローラ１８に回転自在に当
接している。ローブ１８はビン２０により筒状のローラ
ホルダ２１に軸支され、又ビン２０はホルダ２１と後述
するタイマピストン３１を接続している。そしてカム１
Ｂは継手１４を介してドライブ軸１６と一体的に回転す
ると共にフェースカム１７とロー″７１８の当接により
ドライブ軸１Ｇに対し前後方向へ４ｄ勤自在となってい
る。２２は前端がハウジング内面に当接するプランジャ
スプリングで、スプリング２２はアーム２Ｂを介してカ
ム１３をローラ１８に押し７付けている。

すべり羽根ポンプ２４はドライブ軸１６上に設けられ、
ドライブ軸１６により駆動されるようになっている。即
ちポンプ２４は油路２５．２６を介して図示しない燃料
タンク及びパレ／ｌ／４に連通し、又公知のタイマ機構
２７の低圧室３０にも連通している。前述のタイマピス
トン３１はシリンダ２８内に摺動自在に嵌合し、低圧室
３０と高圧室３２を区画している。低圧室３０と高圧室
３２は噴射時期コントロール用パルプ８３を介して遮断
自在に連通している。３４はスプリングで、シリンダ後
壁とタイマピストン３１間に縮設されている。なおタイ
マ機構２７は、実際は第１図の紙面と直角に設けられて
いる。

火に保持体３、バレ）ｖ　４及びプランジャ１２の構造
を詳しく説明する。即ち＠１図のトｌ線に沿う拡大断面
略図である第３図に示す如く、保持体８の上部には円周
方向幅のやや広い吸入孔３５が設けられ、吸入孔３５は
油路２６に連通している。又バレ＃４の吸入孔３５に対
向する位置には円周方向幅の狭い吸入ボート８６が形成
されている。プランジャ１２の前端部には同−円周上に
皓１１Ｊ１隔を隔てて４個の吸入スリット３７ａ〜８７
ｔ３が設けられ、各スリット８７ａ〜８７（１はブ′ラ
ンジャ前端と保持体前壁間の圧縮室３８（第１図）に連
通している。１ランジヤ１２の中央にｔよ軸方向に伸び
る孔４０が穿設され、孔４０の前原、１は圧縮室３８に
連通している。又孔４０の後ス、Ｈ，”４は直径孔４１
に連通している。

第１図のｆｆ−ｆｆ線に沿う拡大断面略図である第４図
に示す如く、プランジャ１２の軸方向中間部分には吐出
スリット４２が設けられ、吐出スリット４２は軸方向孔
４０に連通している。又プランジャ１２の外周部には均
圧スリット４８が形成され、スリット４３は環状溝５７
に連通している。

バレ／Ｌ／４の吐出スリット４２に対向する位［Ｒには
同一円周上に等間隔を隔てて４個の吐出ボート４４ａ〜
４４住が設けられている。又保持体３の吐出ボート４４
ａ〜４４（１に対向する位置には円周方向幅のやや広い
吐出孔４５が形成されている。

吐出孔４５はそれぞれデリバリパルプ４６（合計４個・
・・第１図に１個のみ図示）に連通し、各デリバリパル
プ４６は図示しない噴射管を介して各気筒の噴射ノズ）
ｖ　（図示せず）に連通している。

バレル下部のピニオン部６に対応する位置には半径孔４
７（第２図）が穿設され、保持体３の半径孔４７に対向
する位置には円弧状の孔４８が形成されている。又コン
トロールスリーブ５０（第１１図）はプランジャ１２に
摺動自在に嵌合し、直径孔４１を遮蔽自在となっている
。ガノ（す軸５１は下端の偏心位置にボー／Ｌ１５２を
備えており、ボー＃５２はスリーブ５０の溝５３に嵌っ
ている。

ガバナ軸５１は電磁式のガバナ機構５４により回動自在
に支持されており、ガバナ軸５１の回動に伴ってスリー
ブ５０はプランジャ１２′上で前後方向に摺動可能とｈ
つでいる。なお５５は電磁式のカットオフ弁で、吸入孔
３５を遮蔽自在となっている。

次に作動を説明する。ドライブ軸１６が回転するとすべ
り羽根ポンプ２４が駆動され、ポンプ２４はタンクから
送られる燃料を加圧し、油路２６を通して保持体３側へ
圧送する。又カム１３はドライブ軸１６と共に回転し、
更に４個のフェースカム１７とローブ１８（通常は位置
が固定）の当接により一回転中に前後方向へ往復４回摺
動する。

即ちカム１３に固定されたプランジャ１２ば９０゜回動
する間に上昇（前向きの摺動）と下降（後向きの摺動）
をそれぞれ１回ずつ行う。

まず第１回目の下降行程中のあるカム角度域（ローラホ
ルダ２１に対するカム１３のある回動角度域）において
は、第１の吸入スリン）８７ａ　（第８図）が吸入ボー
ト３６に連通し、スリット８７ａを通して圧縮室３８内
に燃料が吸入される。

第１回目の下降行程終了時にはプランジャ１２の回動（
第３図矢印方向）により既にスリブ）３７ａは閉じてお
り、引き続き第１回目の上昇行程に移る。

第１回目の上昇行程中のあるカム角度域においては、吐
出スリット４２が第１の吐出ボー）４４ａに連通し、圧
縮室３８及び軸方向孔４０内の燃料が吐出ボー）４４ａ
、吐出孔４５、デリバリパルプ４６から前述の噴射管、
噴射ノズルを経て第１の気筒内へ噴射される。そして周
知の如く直径孔４１がスリーブ５０外のポンプ室５６に
連通した時点で圧縮室３８及び軸方向孔４０内の燃料圧
が低下し、’４４１　’ｉｃ筒内への噴射が終了する。

第２回目の下降行程中のあるカム角度域においては、ス
リット４３（第５図）が吐出ボー）　４４．　ａに連通
ずると共に環状溝５７を介して半径孔４７に連通し、油
路４９をポンプ室５６に連通して油路４９内の圧力を送
油圧力まで低下させる。

第２回目の下降行程中のあるカム角度域においては、第
２の吸入スリン）３７ｂを通して燃料が吸入され、又第
２回目の上昇行程では第２の吐出ボー）　４４．１）　
、吐出孔４５・・・を介して第２０気筒内に燃料が噴射
される。以下間・様の手ｊ頃で作業が続けられ、プラン
ジャ１２が１回転する間に各気筒（第１〜第４気筒）に
１回ずつ燃料が噴射される。

燃料噴射量の調整は周知の如くガバナ機構５４でスリー
ブ５０を前後方向に摺動させることにより行う。即ちス
リーブ５０が前後に移動すると、気筒への燃料圧送開始
時から燃料圧送終了時までのプランジャストロークが変
わり、従って燃料噴射量を変更できる。又燃料噴射時期
の調整も周知の如くポンプ２４の送油注力の変化或いは
パルプ３８の開閉によりタイマピストン３１を移動させ
、それと共にローブホルダ２１をハウジング１に対し相
対回動させることにより行う。

次に本発明の特徴である燃料噴射率の調整について説明
する。第６°図には横軸に前述のカム角度を、又縦軸に
カム速度（カム１８の前方への進行速度即ちプランジャ
１２の上昇速度）を表したグラフが示されている。今便
宜上下死点におけるカム角度を０、又上死点におけるカ
ム角度をθ（θ〈４５°）としている。第６図から明ら
かなように、カム速度は下死点から略直線的に次第に増
加し、ある点を境に次第に減少してと死点に至る。そし
てバレ／Ｉ／４が第８図、第４図の中立位置にある時に
は、例えばカム角度域θ、〜０□で吐出スリット４２と
各吐出ボート４４ａ〜４４Ｃ１が連通し、各気筒へ燃料
が噴射される。なおその時のカム速度域は８１〜Ｓ２で
ある。

次に燃料噴射率を増加させる場合は、例えばバレル４を
アクチュエータ１０により第８図、第４図の矢印方向へ
回動させる。この場合、吐出スリット４２と各吐出ボー
ト４４ａ〜４４ｄはカム角度域θ３〜θ４で連通するこ
とになり、その時のカム速度域はＳ３〜Ｓ４となる。即
ちバレ／Ｌ／４を上述の方向に回動させた場合は、燃料
噴射期間中のカム速度が増加するので、燃料噴射率も増
加する。又燃料噴射率を減少させる場合は、パレ／Ｌ’
４を逆方向（第３図、第４図の反時計方向）へ回動させ
れば良い。なおパレ／Ｉ／４の回動角度は吐出ボート４
４ａ〜４４αと吐出口４５が連通ずる範囲内に規制され
る。又噴射率の変更に伴って噴射時期を補正する必要が
ある場合は、バルブ３３でタイマピストン３１を移動さ
せることができる。

本発明は４完筒以外の多気筒ディーゼル機関にも適用可
能である。又ガバナ機構５４、パルプ３３、アクチュエ
ータ１０等をマイクロコンピュータ等により自動的に制
御することも勿論可能である。

ロッド７に代えて例えばモータで駆動されるビニオンを
採用し、そのビニオンをビニオン部６に係合させて上述
のモータでバレル４を回動させることもできる。又すべ
り羽根ポンプ２４に代えて歯車ポンプやトロコイドポン
プ等を採用し、そのポンプをドライブ軸１６で駆動する
ようにしても良い。ガバナ機構５４は機械式であっても
良い。なお第４図では吐出孔４５０円周方向幅を誇張し
て大きく表現しているが、実際には吐出孔４５と吐出ボ
ート４４ａ〜４４ｄの円周方向幅の差を少なズしく或い
は吐出ボート４４ａ〜４４ｄの円周方向幅をより大きく
シ）、吐出孔４５内で送油圧力が低下するのを防止でき
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、燃料の噴射率を自
由に変更することができる。従って機関の回転数、負荷
等に応じた最適の噴射率を選ぶことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した燃料噴射装置の構造略図、第
２図は第１図のト」線に沿う断面部分図、第３図、第４
図はそれぞれ第１図のトｌ線及び■−ｆ線に沿う拡大断
面略図、第５図はプランジャ回船後の燃料噴射装置の断
面部分図、第６図は力五角度とカム速度の関係を示すグ
ラフである。１・・・ハウジング、４・・・バレル、１
２・・・プランジャ、１６−・−ドライブ軸、２４・・
・すべり羽根ポンプ（フィードポンプの一例）、２６・
・・油路時　許　出　願　人　ヤンマーディーゼル株式
会社代理人　弁理士　大　森　忠　孝、″　□−３８゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジングと、外周がハウジングに嵌合する筒状のバレ
   ルと、バレルの内周に嵌合しドライブ軸に連動してバレ
   ル内で回転及び摺動が可能な１ランジヤと、ドライブ軸
   により駆動されるフィードポンプと、ハウジング内に設
   けられフィードボン１とバレルを連通する油路と、バレ
   ルに連通ずる複数個の気筒からなり、上記油路を通して
   バレルへ圧送される燃料をプランジャの回転、往復運動
   により各気筒内へ分配しながら噴射する形式の燃料噴射
   装置において、上記バレルをハウジングに対し回動自在
   とし、燃料の噴射率を変更できるようにしたことを特徴
   とする燃料噴射装置。