JPS6138334B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デイーゼル機関における燃料の噴射
時期を、機関の運転状況に合せて自動的に制御す
る装置に関するものである。

デイーゼル機関のシリンダ内における燃焼に
は、燃料の噴射の開始から認めるべき燃焼が始ま
るまでの間に着火遅れが存在し、この着火遅れ後
における燃焼による圧力上昇始めの位置を、ピス
トンの上死点に対して常に略一定の最も効果的な
位相に保つためには、燃料噴射始めの時期は、機
関の回転数に比例して進め方向に調整しなければ
ならない。

一般にデイーゼル機関における燃料噴射ポンプ
においては、燃料噴射時期を調整するためのタイ
マピストンを設け、該タイマピストンの一端部に
形成した圧力室に、前記燃料噴射ポンプにおける
吐出圧を導入する一方、前記タイマピストンの他
端に、タイマピストンを圧力室に向つて押圧する
タイマばねを設けることにより、機関の回転数に
対する燃料噴射時期を、第１図に示すように機関
の回転数が或る回転数Ｎに達するまでには一定で
あるが、この回転数Ｎを越えると回転数に比例し
て進角させるように制御していることは周知の通
りである。

一方、デイーゼル機関の燃焼騒音及び振動は燃
料の噴射時期による影響が大きく、燃焼騒音及び
振動の低減には燃料の噴射時期を遅らせることが
有効であるが、前記タイマピストンによる進角始
めの回転数Ｎは、低回転域での回転数が安定化す
るようにアイドリング運転域の回転数N₀より高
い値に設定しなければならないから、前記タイマ
ピストンの進角特性による噴射時期は、燃焼騒音
及び振動の点からすればアイドリング運転域では
早過ぎることになる。

そこで、先行技術としての特開昭54−59523号
公報は、前記のようにタイマピストンを備えた燃
料噴射ポンプにおいて、タイマピストンの他端に
おけるタイマばねを収容した第２圧力室内に、燃
料噴射ポンプにおける吐出圧を可変絞りを介して
導入し、機関のアイドリング運転域では、前記可
変絞りの通路面績を拡大調整して、第２圧力室に
作用する圧力を増大させることにより、燃料の噴
射時期を着角制御することによつて燃焼騒音及び
振動の低減を図る一方、前記タイマピストンの一
端における圧力室側には、通電によつて前記タイ
マピストンを進角方向に押圧するようにした電磁
ソレノイドを設け、機関の始動時においてこのソ
レノイドへの通電によつて燃料の噴射時期を進角
制御することにより、機関の始動性を向上するこ
とを提案している。

しかし、この先行技術のように機関のアイドリ
ング運転域においては、タイマピストンの他端に
おける第２圧力室への吐出圧導入通路中の可変絞
りの拡大調整によつて噴射時期を遅角側に、機関
の始動時には、タイマピストンの一端に設けたソ
レノイドにて噴射時期を進角側に各々制御するこ
とは、タイマピストンの他端においてタイマばね
を収容する第２圧力室を密閉室に形成しなければ
ならないことに加えて、タイマピストンを遅角側
に作動させる制御手段と、進角側に作動させる制
御手段との二つの制御手段を燃料噴射ポンプに設
けなければならないから、構造がきわめて複雑に
なることに加えて、燃料噴射ポンプが大型になる
と共にその重量が増大する点に問題がある。

本発明は、このように燃料の噴射時期を第１図
に示すように制御するためのタイマピストンを、
アイドリング運転域において遅角側に、機関の始
動時において進角側に各々作動させることを一つ
の電磁ソレノイドにて行うようにすることによつ
て、前記の問題を解消したものである。

このため本発明は、デイーゼル機関に対する燃
料の噴射時期を調整するためのタイマピストンを
備え、該タイマピストンの一端における圧力室に
燃料の吐出圧を導入する一方、タイマピストンの
他端に当該タイマピストンを前記圧力室に向つて
押圧するタイマばねを設けて成る燃料噴射ポンプ
において、前記タイマピストンを収容したハウジ
ングのうち前記圧力室を形成する部分には、前記
タイマピストンの一端面に接当する可動鉄心を備
えた電磁ソレノイドを設け、該電磁ソレノイドと
電源とを繋ぐ電気回路中には、機関の始動時にお
いて可動鉄芯によつて前記タイマピストンをその
タイマばねに抗して燃料噴射時期の進角方向に作
動させるようにしたスイツチと、機関の吸気負圧
又は燃料噴射ポンプの吐出圧に関連しアイドリン
グ運転域において可動鉄心をタイマピストンから
後退する方向に作動させるようにした圧力スイツ
チとを設けた構成にしたものである。

以下、図面第２図及び第３図の実施例について
説明するに、図において１はデイーゼル機関（図
示せず）に対する分配型の燃料噴射ポンプ１で、
本体ケース２内には、機関のクランク軸から２分
の１の減速比で回転駆動されるドライブ軸３、プ
ランジヤバレル４、及び該プランジヤバレル４内
をドライブ軸３に関連して回転及び摺動するポン
ププランジヤ５が同一軸線上に配設され、ドライ
ブ軸３上に設けたベーン型のフイードポンプ６は
燃料タンク７内の燃料をセジメンタ及びフイルタ
ーを通して本体ケース２内に供給し、ケース２内
の余剰燃料はオーバーフローポート８から燃料タ
ンク７に戻り、本体ケース２内の燃料油圧は機関
の回転数に比例して増加するようになつている。

本体ケース２内におけるポンププランジヤ５の
一端には円盤状のカムプレート９を備え、該カム
プレート９はドライブ軸３に摺動自在にカツプリ
ング１０接合されると共に、その端面には機関の
気筒と同数個の山形カムを備え、このカム端面が
本体ケース２内に回転自在に取付く円筒形のロー
ラ保持体１１に取付くローラ１２に、プランジヤ
ばね１３に押圧付勢され、ドライブ軸３の回転に
よつてポンププランジヤ５がプランジヤバレル４
内を回転しながら摺動することにより、本体ケー
ス２内の燃料を適宜量づつ送出弁１４，１４から
機関の各気筒における燃料噴射弁（図示せず）に
送るようになつている。

なお、第２図において１５は摺動によつて燃料
噴射量の増減を行うためのスピルリング、１６は
ドライブ軸３に歯車１７，１８を介して伝動する
ガバナー機構、１９はアクセルレバー、２０はガ
バナ機構１６及びアクセルレバー１９によつて前
記スピルリング１５を摺動制御するための制御リ
ンク機構を各々示す。

２１はタイマー装置で、該タイマー装置２１
は、本体ケース２の外側面にドライブ軸３と直角
方向に一体形成した円筒状タイマハウジング２
２、該ハウジング２２内に摺動自在に嵌挿したタ
イマピストン２３及び該タイマピストン２３に対
しするタイマばね２４とからなり、タイマピスト
ン２３には前記ローラ保持体１１がローラ１２の
ピン軸２５を介して係合する一方、タイマハウジ
ング２２内にはタイマばね２４と反対側に、タイ
マピストン２３に設けたポート２７を介して本体
ケース２内と連通する圧力室２６を設け、該圧力
室２６の圧力つまり本体ケース２内の燃料油圧が
高くなればタイマピストン２３はそのタイマばね
２４に抗して摺動することにより、燃料の噴射時
期を前記第１図の特性に則して進角制御するよう
になつている。

前記タイマハウジング２２の圧力室２６側端部
に取付けた蓋板２８には、コイル３０を有する電
磁ソレノイド２９を螺着し、該電磁ソレノイド２
９における可動鉄芯３１の先端を前記圧力室２６
内に挿入して、その先端にはタイマピストン２３
に接当する受け片３１′を固着し、前記圧力室２
６内には、前記タイマばね２４より強いばね３２
にて保持されたスペーサリング３３を、前進不能
でそのばね３２に抗して後退動可能に嵌挿し、該
スペーサリング３３に前記受け片３１′の背面を
接当させる一方、前記電磁ソレノイド２９におけ
るコイル３０に、その一方の端子３０′から他方
の端子３０″の方向に電流が流れると、その可動
鉄芯３１が、スペーサリング３３或いはナツト３
４が蓋板２８に接当するように適宜寸法l₁だけ後
退動し、逆に他方の端子３０″から一方の端子３
０′の方向に電流が流れると、その可動鉄芯３１
がそのナツト３４がスペーサリング３３に接当す
るように適宜寸法l₂だけ突出動するように構成さ
れている。

また、３５はダイヤフラム式の負圧応動スイツ
チで、そのダイヤフラム室３６は、機関の吸気通
路に設けられたスロツトル弁（図示せず）より下
流側に圧力伝達通路３７を介して接続され、ダイ
ヤフラム３６′に連結した絶縁体製のピストン状
スイツチ体３８は、ダイヤフラム室３６内のばね
３９にて絶縁体製のスイツチケース４０内に押込
み付勢されており、このスイツチ体３８には２つ
の導電片４１，４２を備える一方、スイツチケー
ス４０には４つの接点B₁，B₂，B₃，B₄と２つの
アース接点A₁，A₂を備え、スイツチ体３８がス
イツチケース４０内に押込まれた位置では、第１
接点B₁は他方の導電片４２を介して第４接点B₄
に、第３接点B₃は一方の導電片４１を介してア
ース接点A₂に各々接続されているが、ダイヤフ
ラム室３６内の負圧が大きくなつてスイツチ体３
８がスイツチケース４０内を後退動すれば、第２
接点B₂が一方の導電片４１を介して第３接点B₃
に、第４接点B₄が他方の導電片４２を介してア
ース接点A₁に各々接続するように切換わるよう
に構成されている。

そして、４３はバツテリー４４に接続されたベ
ース接点Ｂ、エンジン起動後通常運転接点Ｄ及び
スタータ接点Ｓとを有するキースイツチで、その
通常運転接点Ｄを回路４５を介して前記第２接面
B₂に、スタータ接点Ｓを回路４６を介して前記
第１接点B₁に各々接続する一方、前記電磁ソレ
ノイド２９のコイル３０における一方の端子３
０′を回路４７を介して第３接点B₃に、他方の端
子３０″を回路４８を介して第４接点B₄に各々接
続して成るものである。

この構成において、デイーゼル機関の始動に際
して、キースイツチ４３においてベース接点Ｂを
スタータ接点Ｓに接続すると、スタータモータ
（図示せず）が作動する一方、電磁ソレノイド２
９のコイル３０における一方の端子３０′は回路
４７、第３接点B₃、及び一方の導電片４１を介
してアース接点A₂に接点され、他方の端子３
０″には回路４８、第４接点B₄、他方の導電片４
２、第１接点B₁及び回路４６を介してバツテリ
ー４４が接続され、コイル３０には他方の端子３
０″から一方の端子３０′の方向に電流が流れて、
可動鉄芯３１が突出動するから、これによつてタ
イマピストン２３がそのタイマばね２４に抗して
進角方向に摺動することにより、機関の始動時に
おける燃料の噴射時期は、タイマー装置による設
定値より第１図に示すＣ点まで進角され、これに
より機関の始動性が高められる（このときの進角
量θ_２はスペーサリング３３とナルト３４との間
隔寸法l₂による）。

機関の起動後、キースイツチ４３はベース接点
Ｂから通常運転接点Ｄに接続するように切換えら
れ、電磁コイル２９のコイル３０への通電は一旦
遮断されるが、機関の起動後におけるアイドリン
グ運転時には、機関の吸気負圧が高く、この吸気
負圧が負圧応動スイツチ３５のダイヤフラム室３
６に作用してそのスイツチ体３８をばね３９に抗
してスイツチケース４０内から後退動する。これ
によつて電磁ソレノイド２９のコイル３０におけ
る他方の端子３０″は回路４８、第４接点B₄及び
他方の導電片４２を介してアース接点A₁に接続
され、コイルの一方の端子３０′には、回路４
７、第３接点B₃、一方の導電片４１、第２接点
B₂及び回路４５を介してバツテリー４４側に接
続しており、コイル３０には一方の端子３０′か
ら他方の端子３０″の方向に電流が流れて、可動
鉄芯３１がタイマピストン２３より後退する方向
に動き、従つてタイマピストン２３がそのタイマ
ばね２４の力で退角方向に動くから、アイドリン
グ運転時における燃料の噴射時期は、タイマー装
置２１による設定置より、第１図に示すＥ点まで
遅角されるのである。（このときの遅角量θ_１は
スペーサリング３３或いはナツト３４と蓋板２８
との間隔寸法l₁で決まる）。

そして、機関の回転がアイドリング運転時の回
転より高くなると、吸気負圧が小さくなり負圧応
動スイツチ３５におけるスイツチ体３８がばね３
９の力によつてスイツチケース４０内に押し込ま
れて、第２接点B₂と第３接点B₃とは絶縁体製の
スイツチ体３８にて導通状態が断たれ、電磁ソレ
ノイド２９のコイル３０への通電が遮断されるか
ら、その可動鉄芯３１はばね３２によつてタイマ
ピストン２３を正規の位置に戻すことになり、以
後タイマ装置２１は本体ケース２内の燃料油圧の
上昇つまり回転数の上昇に伴なつて進角方向に摺
動作動し、燃料の噴射時期を第１図に示す進角特
性性に則して制御するのである。

なお、この場合、電磁ソレノイド２９内にタイ
マの圧力室２６にオリフイス４９を介して連通す
る油室５０を形成しておけば、この油室５０にオ
リフイス４９を介して出入りする油によつて、可
動鉄芯３１の前後動に対してタンバー作用を付与
でき、第１図のＣ，Ｅの特性を変えることもでき
る。

以上の実施例は、吸気通路にスロツトル弁を設
けたデイーゼル機関において、スロツトル弁より
Ｆ流側の吸気負圧に応動してアイドリング運転時
に燃料噴射時期を遅角させる場合であつたが、吸
気通路にスロツトル弁を設けていないデイーゼル
機関の場合には、第４図に示す他の実施例が適用
される。

この他の実施例は図示の通り、前記実施例の負
圧応動スイツチ３５に代えてダイヤフラム式油圧
応動スイツチ５１及び電磁リレースイツチ５２を
用いるほかは、前記実施例と略同様である（共通
する部分は同じ符号で示す）。

油圧応動スイツチ５１は、そのダイヤフラム室
５３に前記タイマ圧力室２６からの燃料油が入つ
て来るように電磁ソレノイド２９の末端に取付け
られ、ばね５４にてダイヤフラム室５３側に押圧
付勢されたダイヤフラム５５には、絶縁体製のボ
ス５６内を摺動する絶縁体製のロツド５７を取付
け、ボス５６には２つの接点５８，５９を、ロツ
ド５７には導電片６０を各々設け、タイマ圧力室
２６内の燃料油圧がアイドリング時における圧力
より低いときは両接点５８，５９は導電せず、燃
料油圧がアイドリング時の圧力になれば両接点５
８，５９が導電片６０にて接続し、そして燃料油
圧がアイドリング時の圧力より高くなると両接点
５８，５９がまた切れるように構成されている。

また、前記電磁リレースイツチ５２は、コイル
６１と４つ接点B₁′，B₂′，B₃′，B₄′及び２つのア
ース接点A₁′，A₂′を備え、キースイツチ４３の通
常運転接点Ｄを回路６２を介して油圧応動スイツ
チ５１の一方の接点５８と、回路６３を介してコ
イル６１に接続し、油圧応動スイツチ５１の他の
接点５９を回路６４を介して第２接点B₂′に、キ
ースイツチ４３のスタータ接点Ｓを回路６５を介
して第１接点B₁′に各々接続し、且つ電磁ソレノ
イド２９のコイル３０における一方の端子３０′
を回路６６を介して第３接点B₃′に、他方の端子
３０″を回路６７を介して第４接点B₄′に各々接続
する一方、電磁リレースイツチ５２は、そのコイ
ル６１が作動しないとき、第３接点B₃′をアース
接点A₂′に、第４接点B₄′を第１接点B₁′に各々接
続しているが、コイル６１の作動によつて第３接
点B₃′が第２接点B₂′に、第４接点B₄′がアース接
点A₁に接続するように構成されている。

従つて、キースイツチ４３による機関の始動時
には、電磁ソレノイド２９のコイル３０には他方
の端子３０″から一方の端子３０′の方向に電流が
流れることにより、可動鉄芯３１が突出動して、
タイマーによる燃料の噴射期間を進角させるが、
起動後キースイツチ４３によつてベース接点Ｂを
通常運転接点Ｄに接続すれば、電磁リレースイツ
チ５２におけるコイル６１の励磁作動によつて第
３接点B₃′が第２接点B₂′に、第４接点B₄′がアー
ス接点A₁′に接続するよに切換わる一方、起動後
のアイドリング運転状態では、燃料噴射ポンプ１
の本体ケース２内の燃料油圧によつて圧力応動ス
イツチ５１がその両接点５８，５９を連通するよ
うに作動するから、電磁ソレノイド２９における
コイル３０には一方の端子３０′から他方の端子
３０″の方向に電流が流れることになり、可動鉄
芯３１が後退動して、タイマーによつて燃料の噴
射時期を遅角させる。そして機関の回転数がアイ
ドリング回転より高くなれば、油圧応動スイツチ
５１にける両接点５８，５９の遮断によつて、電
磁ソレノイド２９におけるコイル３０への通電が
遮断するから、この可動鉄芯３１はばね３２によ
つて元の位置に戻され、以後における噴射時期
が、タイマー装置によつて制御されるのであり、
前記第３図の実施例と同様の作用を行なうのであ
る。

以上の通り本発明は、タイマピストンによつて
第１図に示すように制御される燃料の噴射時期
を、機関のアイドリング運転域において遅角側
に、機関の始動時において進角側に各々制御する
に際して、このアイドリング運転域における遅角
側への制御と、始動時における進角側への制御と
を、燃料噴射ポンプに設けた一つの電磁ソレノイ
ドにて行うものであるから、前記先行技術のよう
に別々の手段行うものに比較して構造が著しく簡
単になつて安価に提供できると共に、燃料噴射ポ
ンプには一つの電磁ソレノイドを設けるだけで良
いから、燃料噴射ポンプの小型化と軽量化とを図
ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はタイマー装置による噴射時期の進角特
性を示す図、第２図は分配型燃料噴射ポンプの縦
断正面図、第３図は第２図の−視拡大断面図
で本発明第１実施例を示す図、第４図は第３図同
様の断面図で本発明の他の実施例を示す図であ
る。 １……分配型燃料噴射ポンプ、２……本体ケー
ス、３……ドライブ軸、４……プランジヤバレ
ル、５……ポンププランジヤ、９……カムプレー
ト、１２……ローラ、１１……ローラ保持体、２
１……タイマー装置、２３……タイマーピスト
ン、２４……タイマばね、２６……圧力室、２９
……電磁ソレノイド、３０……コイル、３１……
可動鉄芯、３１′……受け片、３３……スペーサ
リング、３２……ばね、３５……負圧応動スイツ
チ、３７……圧力伝達通路、４３……キースイツ
チ、５１……油圧応動スイツチ、５２……電磁リ
レースイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ デイーゼル機関に対する燃料の噴射時期を調
   整するためのタイマピストンを備え、該タイマピ
   ストンの一端における圧力室に燃料の吐出圧を導
   入する一方、タイマピストンの他端に当該タイマ
   ピストンを前記圧力室に向つて押圧するタイマば
   ねを設けて成る燃料噴射ポンプにおいて、前記タ
   イマピストンを収容したハウジングのうち前記圧
   力室を形成する部分には、前記タイマピストンの
   一端面に接当する可動鉄心を備えた電磁ソレノイ
   ドを設け、該電磁ソレノイドと電源とを繋ぐ電気
   回路中には、機関の始動時において可動鉄心によ
   つて前記タイマピストンをそのタイマばねに抗し
   て燃料噴射時期の進角方向に作動させるようにし
   たスイツチと、機関の吸気負圧又は燃料噴射ポン
   プの吐出圧に関連しアイドリング運転域において
   可動鉄心をタイマピストンから後退する方向に作
   動させるようにした圧力スイツチとを設けたこと
   を特徴とするデイーゼル機関における燃料噴射時
   期の制御装置。