JPS6228294B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの燃料噴射装置に
関するものである。

従来、デイーゼルエンジンの燃料噴射装置に、
低負荷および中負荷時において燃料噴射時期を遅
らせてNOxの低減および騒音の低減を図る一
方、高負荷時においては燃料噴射時期を進め十分
な出力を確保するように、負荷の変化に応じて燃
料噴射時期を調整する装置、いわゆるロードタイ
マーを装着することが提案されている。

しかしながら、このような装置を採用するデイ
ーゼルエンジンでは、エンジンが冷間状態にあつ
ても、低負荷あるいは中負荷時であれば、燃料噴
射時期を遅らせることになるので、エンジン冷間
時には燃焼状態が悪化して、いわゆる半失火現象
を生ずるという不具合がある。

また、前記デイーゼルエンジンを大気圧が減少
した高地において運転する場合、空気の燃焼室へ
の充填量が減少し着火遅れが増大することによ
り、特に、エンジン低負荷時での燃焼が不完全と
なり燃焼室へ噴射された燃料が未燃焼のまゝ排気
中に排出され、前記同様、半失火現象を生じる。

したがつて、前記不具合を解決するために当社
の先の出願において、燃料を圧送するプランジヤ
を往復運動させるカム装置と、エンジン回転数に
対応した油圧にて該カム装置を作動させて燃料噴
射時期を調整する噴射時期調整装置と、エンジン
負荷が小さいとき前記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、エンジンの
温度状態を検出する温度検知装置と、前記油圧制
御装置の油圧低下機能を減少させる制限装置を設
け、前記温度検知装置にてエンジン冷間時が確認
された場合に、前記制限装置にて、前記油圧制御
装置の油圧低下機能を減少させることにより、前
記従来の欠点を解消したデイーゼルエンジンの燃
料噴射装置（実願昭55−139516号明細書）や、前
記温度検知装置に代えて、大気圧を検出する圧力
検出装置を設け、該圧力検出装置により大気圧が
減少したことを検出したとき制限装置を作動さ
せ、前記同様、従来の欠点を解消したデイーゼル
エンジンの燃料噴射装置（実願昭55−156545号明
細書）を提案している。

しかしながら、デイーゼルエンジンにおいて、
いわゆる半失火状態となるのは、高所における運
転時あるいは、エンジン冷間時においてのみ生じ
る現象でなく、かつ、高所あるいは冷間時におい
て必ず生じる現象でもない。

したがつて、本発明は前記の点を考慮してなさ
れたもので、前記改良技術における温度検出装置
あるいは圧力検出装置を失火検出装置とし、失火
が生じたときに制限装置を作動させて、油圧制御
装置の油圧低下機能を減少させることにより前記
従来の欠点を確実に解消したデイーゼルエンジン
の燃料噴射装置を提供することを目的とする。

以下、本考案を、実施例を示す図面に基づいて
説明する。

第１図および第２図に示す分配型燃料噴射ポン
プ１において、２はハウジング、３はエンジンの
クランクシヤフト（図示省略）の1/2の回転数で
駆動するドライブシヤフト、４はハウジング２内
に形成されたポンプ室、５はポンプ室４を燃料タ
ンク（図示省略）に連通せしめる吸入通路であ
る。６は該吸入通路５の途中に介されたベーン型
フイードポンプで、ドライブシヤフト３により駆
動される。このフイードポンプ６の駆動により、
前記燃料タンクからの燃料が吸入通路５を介して
ポンプ室４に圧送され、該ポンプ室４内の内部圧
力をドライブシヤフト３の回転数、すなわちエン
ジン回転数の上昇に伴つて増大させるように構成
されている。

７はポンプ兼分配用プランジヤで、ハウジング
２に形成した摺動孔８内に摺動自在に挿通されて
いる。このプランジヤ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
成されたカムデイスク９が一体的に連結され、該
カムデイスク９に、ドライブシヤフト３がドライ
ビングデイスク（図示せず）を介して回転方向に
連結されている。

１０はローラホルダで、ハウジング２内にドラ
イブシヤフト３と同心にかつ回転可能に設けら
れ、カムデイスク９のカム面９ａの山数（すなわ
ち気筒数に対応する数）と同数のローラ１１が回
転自在に保持されている。このローラ１１には、
カムデイスク９のカム面９ａがプランジヤスプリ
ング（図示省略）によつて圧接され、該ローラ１
１上をカムデイスク９が回転することにより、前
記プランジヤ７に燃料の吸入圧送のための往復運
動と、分配のための回転運動とを同時に行わせる
ように構成されている。

したがつて、プランジヤ７が吸入工程（第１図
では下降動）にある場合には、ポンプ室４の燃料
が、ハウジング２に形成した供給通路１２からプ
ランジヤ８の頭部外周面に設けた複数の縦溝１３
（本例では４つ）の１つを経てプランジヤ室２９
に供給される。また、プランジヤ７が圧送工程
（第１図では上昇動）に移行すると、供給通路１
２と縦溝１３との連通が切離され、プランジヤ室
２９の燃料が圧縮されて、プランジヤ７内に形成
した縦孔１４から分配横孔１５を経て、ハウジン
グ２内に円周方向に気筒数に対応する数だけ形成
した逆止弁１６を有する吐出通路１７の１つへ供
給され、噴射ノズル（図示省略）から気筒内に噴
射される。

１８はカツトオフスリーブで、プランジヤ７の
ポンプ室４側へ突出する部分において、プランジ
ヤ７の縦孔１４と連通するカツトオフポート１９
を開閉するように摺動自在に外嵌されている。こ
のカツトオフスリーブ１８の上縁から、カツトオ
フポート１９が外れてポンプ室４に開口すると、
燃料がポンプ室４に流出して吐出通路１７への吐
出を停止し、噴射終りとなる。

２０はフライウエイトで、ギヤ２１に一体的に
固着されたフライウエイトホルダ３０に設けられ
ている。このホルダ３０はガバナシヤフト２２に
取付けられ、前記ギヤ２１と噛合するギヤ（図示
省略）が固着されたドライブシヤフト３にて駆動
される。また、フライウエイト２０の動きは、ガ
バナシヤフト２２の小径部に摺動自在に外挿され
たガバナスリーブ２３に伝達される。このガバナ
スリーブ２３にはリリーフポート２４が開設さ
れ、ガバナスリーブ２３が燃料噴射量の少ない
低・中負荷の位置にあるとき、該ポート２４がガ
バナシヤフト２２の横孔２５と連通され、それに
よつて、ポンプ室４が、リリーフポート２４、横
孔２５、ガバナシヤフト２２の縦孔２６およびリ
リーフ通路２７を介して、フイードポンプ６の吸
入側（低圧側）に接続されている。２８はリリー
フ通路２７に設けられ、該通路２７を開閉する制
限装置の一例である電磁弁で、失火検出装置５３
を介して電源に接続されている。

前記失火検出装置５３としては、エンジンの振
動、燃焼圧力、排気ガス温度あるいは排気音を検
出することにより失火を検知するものがあるが、
実施例ではエンジンの振動から失火を検知するも
のを適用している。

すなわち、失火検出装置５３は第３図に示すよ
うに、振動変換器５４、低域ろ波器５５、パルス
変換器５６、Ｄ／Ａ変換器５７、スイツチング回
路５８から構成される。

そして、失火を生じない正常燃焼（運転）時に
おいては、振動変換器５４から出力電圧ａを出力
する。エンジンが高回転しているときその振動周
波数は高周波となり、低域ろ波器５５により高周
波はカツトされ、出力がｂとなる。したがつて、
パルス変換器５６は入力がトリガレベル以下であ
るため出力パルス数は零であり、スイツチング回
路５８は作動せず閉成され、電磁弁２８が励磁さ
れ、リリーフ通路２７を開いて、ガバナスリーブ
２３の動きにより低負荷および中負荷時にポンプ
室４内の燃料圧力（油圧）を低下させ後述のタイ
マピストン４６の動きにより燃料噴射時期を遅れ
側に調整する。一方、エンジンが失火すると、失
火によりエンジンにトルク変動が発生し、前記正
常運転時に比較して低周波振動周波数を含むよう
になるため、振動変換器５４の出力はｄの波形と
なる（この波形は失火時の低周波振動周波数と正
常時の高周波振動周波数が合成されたもの）。そ
して低域ろ波器５５が失火に伴う低周波成分のみ
を通すため、その出力波形はｅとなり、この結
果、パルス変換器５６はパルスｆを出力する。こ
のように、失火が発生すると、失火発生によるト
ルク変動に伴う低周波入力によつてパルスｆが発
生する。そして、そのパルス数は、Ｄ／Ａ変換器
５７によつてアナログ量に変換され、その出力電
圧はパルス数に応じて変化し、スイツチング回路
５８が開成し、電磁弁２８は消磁するためリリー
フ通路２７を閉じる。

したがつて、ガバナスリーブ２３のリリーフポ
ート２４がガバナシヤフト２２の横孔２５と連通
する低・中負荷時においても、ポンプ室４の油圧
は低下せず、正常運転時における噴射時期より進
んだものとなる。

３２はガバナレバーアセンブリで、コレクタレ
バー（図示省略）上に、テンシヨンレバー３３と
スタートレバー３４との一端部がピン３５にて軸
支され、さらに該スタートレバー３４の一端部に
カツトオフスリーブ１８の係合溝に係合したボー
ルヘツドピン３７が取付けられている。３８はス
タートレバ３４の他端部に固定されたスタートス
プリングで、レバー３３と３４との間に介装され
ている。

３９はガバナスプリングで、その一端はピン４
０を介してテンシヨンレバー３３に取付けられ、
他端はアクセルペダル（図示省略）に連動したコ
ントロールレバー４１の回動軸４２に、シヤツク
ル４３を介して連結されている。カツトオフスリ
ーブ１８の位置、すなわち、噴射燃料量は、コン
トローレバー４１の回動の角度と、フライウエイ
ト２０の遠心力（エンジン回転数）によつて決定
される。

４４は燃料噴射時期を制御するタイマーで、ハ
ウジング２内に形成したシリンダ４５内を摺動す
るタイマーピストン４６を有する。このタイマー
ピストン４６は、固定軸４７を枢軸として揺動自
在なレバー４８を介してローラホルダ１０と連結
されている。また、タイマーピストン４６を挾ん
で、シリンダ４５内の一方側にはスプリング４９
が縮装され、かつフイードポンプ６の吸入側燃料
圧が作用する第１油圧室５０が形成され、他方側
にはタイマーピストン４６に設けた油圧通路５１
を介してポンプ室４の燃料圧が作用する第２油圧
室５２が形成されている。この第１油圧室５０と
第２油圧室５２との差圧、すなわち、エンジン回
転数に対応した燃料圧、およびスプリング４９の
弾発力によつてタイマーピストン４６の位置すな
わちレバー４８を介してのローラホルダ１０の周
方向位置が決定され、ローラ１１とカムデイスク
９のカム面９ａとの接触位置が変るので、ドライ
ブシヤフト３の周方向の位相と、前記接触位置、
すなわち、プランジヤ７の作動位置との相対的変
化が生じ、フイードポンプ６の送油圧力、すなわ
ち、エンジン回転数の上昇に伴つて燃料噴射時期
が進角する。

前記のように構成すれば、エンジンが正常運転
していれば、失火検出装置５３のスイツチング回
路５８は閉成され、電磁弁２８はリリーフ通路２
７を開いている。したがつて、エンジン負荷が小
さいとき、ガバナスプリング３９の張力が弱いた
めフライウエイト２０によりガバナスリーブ２３
が上方に（第１図において）移動してており、ガ
バナシヤフト２２の横孔２５とガバナースリーブ
２３のリリーフポート２４が一致して、ポンプ室
４をリリーフ通路２７を介してフイードポンプ上
流（低圧側）に連通するので、ポンプ室４内の圧
力が低下する。それに伴ない、タイマー４４の第
２油圧室５２の圧力も低下するので、タイマピス
トン４６がスプリング４９の弾発力にて、遅れ側
に引き戻される。

エンジン負荷が設定値以上になり燃料噴射量が
増加すると、ガバナスリーブ２３が下方（第１図
において）移動し、リリーフポート２４とガバナ
シヤフト２２の横孔２５とが分離され、ポンプ室
４とフイドポンプ上流（低圧側）の連通が遮断さ
れポンプ室４内の圧力が上昇する。それに伴つ
て、タイマ４４の第２油圧室５２の圧力も上昇す
るので、タイマーピストン４６が、スプリング４
９の弾発力に抗して進み側に動く。

一方、エンジンが失火すると、前述のように、
電磁弁２８が励磁されずリリーフ通路２７を閉じ
る。これによつて、ポンプ室４内の圧力が低下す
ることがなくなり、低・中負荷時においても高負
荷時と同様に、燃料噴射時期が遅れることなく進
み側に設定維持される。したがつて、着火遅れ時
間が増大しても良好な燃焼状態を維持でき半失火
を防止できる。

前記動作を、エンジン負荷、あるいはエンジン
回転数と、燃料噴射時期との関係で表わしたもの
が第４図、第５図である。まず、第４図はエンジ
ン回転数が一定のときの負荷と噴射時期の関係を
表わしたもので、実線Ａは正常運転時における変
化を、破線Ｂは失火運転時における変化を示す。
また、第５図において、実線Ｃは、正常運転時に
おける高負荷時および失火運転時における変化
を、実線Ｄは正常運転時における低・中負荷時の
変化を示す。

前記実施例は、制限装置として電磁弁２８を使
用し、失火状態での運転時、リリーフ通路２７を
完全に閉塞するようにしたものであるが、リリー
フ通路２７の通路面積を設定量に減少させるもの
でもよい。あるいは、リリーフ通路２７の通路面
積を失火の程度に応じて可変とし、失火が減少す
るにしたがつてリリーフ通路の通路面積が減少す
るようにしてもよい。この場合、リリーフ通路２
７の通路面積の減少の程度は、失火時の低負荷時
における良好な燃焼を行なえる噴射時期の範囲に
設定すればよい。

本発明は、前記のように、噴射時期調整装置に
作用する油圧をエンジン負荷が小さいとき低下さ
せて燃料噴射時期を遅らせる油圧制御装置の油圧
低下機能を、エンジンが失火したとき減少するよ
うに構成したため、失火時において着火遅れ時間
が増大しても、簡単に燃料噴射時期を進み側に補
正することができ良好な燃焼を行い半失火を防止
することができるという実用上優れた効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図はデ
イーゼルエンジンの燃料噴射装置の縦断面図、第
２図は第１図の−断面図、第３図は失火検出
装置とその作動説明図、第４図はエンジン負荷と
燃料噴射時期を示す図、第５図はエンジン回転数
と燃料噴射時期との関係を示す図である。 １……分配型燃料噴射ポンプ、７……プランジ
ヤ、９……カムデイスク、１０……ローラホル
ダ、２３……ガバナスリーブ、２４……リリーフ
ポート、２７……リリーフ通路、２８……電磁弁
（制限装置）、４４……タイマー、５３……失火検
出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転数に対応した油圧に作用して燃
   料噴射時期を調整する噴射時期調整装置と、エン
   ジン負荷が小さいとき前記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もの
   において、エンジンの失火を検出する失火検出装
   置を設け、該失火検出装置に、エンジン失火時に
   前記油圧制御装置の油圧低下機能を減少せしめる
   制限装置を連係させ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。