JPS62284931A - 燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料噴射ポンプにおける大気圧の変動分を補負
した噴射時期制御装置に関する。

［従来の技術］ 一般にディーゼルエンジンにおいては、燃料噴射時期を
低地走行などの大気圧の高い状態に適合するように設定
すると、これを高地などのような大気圧が著しく低いと
ころで運転する場合、空気充填効率が低くなりシリンダ
内の圧縮圧力が低下するので最終温度の低下をもたらし
、着火性が損われて着火の遅れを発生し、この結果、加
速不良や排ガス中の白煙発生などを生じる不具合がある
。

したがって第１０図および第１１図に示す特性図のよう
に、燃料噴射ポンプの噴射時期を大気圧が低くなった場
合には大気圧の高い状態に比べて相対的に進角させて着
火遅れを防止する必要がある。

このような圧力補償のための噴射時期制御２１Ｉ装置と
して、すでに「特開昭５８−２１７７２９号公報」に開
示された技術が知られている。

この公知技術のものは、燃料噴射時１９１制罪部材を作
動させる油圧応動部材の作動圧力室と燃料溜りを逃し通
路で結び、この逃し通路の途中に開口面積が絞り弁によ
り１１１１１１される可変オリフィスを設けるとともに
この絞り弁を気圧感応部材により１１１ｔｌＯするよう
にしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記公知技術のものにあっては、気圧に
よりオリフィスの開口面積が一義的に決まってしまうの
で、気圧が一定の場合は機関の回転が上昇するほど噴射
時期の進角ｍも大きくなり、この増大割合は、たとえば
低速で最適な進角値となるように適合させた場合、高速
域においては過度に進角してしまう。

この結果、ｔ！４常燃焼によるノッキングや黒煙発１等
の問題を生じる。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、単
に気圧補償ばかりでなく、エンジン回転数による噴射時
期進角の補正も可能とし、低速から高速に亘りしかも気
圧変化に応じて広く最適な進角値を得ることができる燃
料噴射ポンプの噴射時期副ＩＫ装置を提供しようとする
ものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては、可変オリフィスの開口面積を１１１
１］する絞り弁に、大気圧変化に応動する気圧感応部材
の作動力に抗して、作動圧乃至もしくは圧力燃料室の油
圧を作用させるようにし、これら作動力と油圧力の差に
応じて絞り弁を作動させることによりオリフィスの開口
面積をυ１１１０するようにしたものである。

［作用］″ このような構成によると、絞り弁は単に気圧感応部材に
応動するだけでなく、機関の回転数により変化する作動
圧乃至もしくは圧力燃料！の圧力によっても作動させら
れるので、噴射時期の気圧補正および回転数に対する補
正も行うことができ、気圧変化に応じてしかも低速から
高速に亘り最適な噴射時期を得ることができる。

［発明の実施例］ 以下本発明について、第１因ないし第６図に示す第１の
実施例にもとづき詳細に説明する。

図中１は分配型燃料噴射ポンプのバンブハウジングであ
り、内部に圧力燃料室２を構成している。

この圧力燃料室２にはフィードポンプ３からエンジンの
回転数に応じた圧力の燃料が送り込まれるようになって
いる。フィードポンプ３は図示しないエンジンによって
駆動されるベーン型ポンプが用いられ、燃料タンク４よ
り燃料を吸い上げて上記圧力燃料室２に送り込む。圧力
燃料室２は戻し通路５を介して燃料タンク　４に接続さ
れており、この戻し通路５の途中には較り　７が設けら
れている。

ハウジング１にはヘッド１０が取り付けられており、こ
のヘッド１０にはプランジャ１１が回転および往復動自
在に挿入されている。プランジャ１１はエンジンと同期
して回転するドライブシャフト１２に連結されている。

プランジャ１１にはフェイスカムト１を設けてあり、こ
のフェイスカム１４はカム０−ラ１５に転接しており、
該フェイスカム１４によってプランジャ１１はその１回
転中にエンジンの気筒数に応じた数だけ往復運動させら
れる。

その各往復運動におけるプランジｔ１１が第１図の左方
Ｉ＼移動される吸入行程にある場合、プランジャ１１の
端面とヘッド１０とで構成した燃料圧送！１６内にはプ
ランジャ１１の先端外周に設けられた複数の吸入溝１１
の１つと、ヘッド１０内に延びる吸入孔１８が導通し、
前記圧力燃料室２から燃料が吸入される。

そしてプランジャ１１の回転により吸入溝１１と吸入孔
１８の連通が断たれると同時にプランジャ１１が第１図
中右方へ移動する圧縮行程が始まり、燃料圧送室１６内
の燃料はプランジャ１１に設けられた縦孔２０とプラン
ジャ１１の外周面に設けられた１つの分配溝２１を介し
て吐出通路２２へ供給され、該吐出通路２２を通じて図
示しない対応する気筒の燃料噴射弁へ送られる。

プランジャ１１に摺動自在に設けられたスピルリング２
３はプランジャ１１の圧縮行程の途中において前記縦孔
２０に連通した放射状のスピルポート２４を開き、この
スピルポート２４を開くタイミングによって上記吐出通
路２２から供給される燃料の噴射部をＩｌｌ　６０する
。つまりこのスピルポート２４を開くと燃料圧送室１６
内の燃料が圧力燃料室２へ戻されるものである。なおス
ピリング２３はエンジン回転数およびアクセル踏込量に
応じて第１図の左右方向へ移動制御される。

しかして上記フェイスカム１４に転接されるカムローラ
１５は燃料噴射時期制御部材としてのローラリング２５
に回転自在に軸支されている。ローラリング２５にはビ
ン２６が連結されており、このビン２６はボール２７を
介して油圧応動部材としてのタイマピストン２８に取付
けられている。タイマピストン２８はバウンシング１に
形成したタイマシリンダ２９内にｍ動自在に吹入されて
おり、該タイマピストン２８の軸方向はプランジャ１１
の軸方向と直交して配置されている。タイマピストン２
８の一端面には作動圧力室３０が形成されており、この
ＰＩＥ肋圧力至３０はタイマピストン２８内部に形成し
た導入路３１を介して圧力燃料室２に通じており、圧力
燃料室２内の高圧燃料が導入される。上記導入路３１に
は圧力伝播を遅らせるオリフィス３２を設けてあり、こ
のオリフィス３２の開口面積はたとえばＡ１に設定され
ている。

上記作動圧力室３０は逃し通路３３を介して低圧室３４
に遭通しである。低圧室３４はタイマピストン２８の他
端面に形成されており、この低圧室３４にはタイマピス
トン２８を一方向に押圧付勢するスプリング３５が収容
されている。そして、この低圧ｖ３４は戻り通路３６を
介して燃料タンク４に接続されている。したがって低圧
室３４の油圧は実質的に燃料タンク４と同等に保たれる
。

上記逃し通路３３の途中には可変オリフィス３７が形成
されている。この可変オリフィス３７の開口面積はＡ２
に設定されているが、この開口面積は絞り弁３８により
増減される。絞り弁３８は上記可変オリフィス３１の開
口面積を変化させる環状渦３９を有するとともに、一端
が気圧感応部材としてのベローズ４０に連結されている
。ベローズ４０は内部に所定圧の気体を気密に有して大
気圧導入室４１内に収容されている。大気圧導入室４１
は大気開放孔４２を介して大気圧を導入するようになっ
ており、この大気圧の変化によりベローズ４０は軸方向
に膨張収縮される。なお４３はオイルシール、４４はス
プリングである。

上記絞り弁３８の他端には補助ピストン４５が連結され
ており、この補助ピストン４５は圧力導入室４６に臨ま
されている。この圧力導入ｖ４６は圧力燃料′ｇ！２に
導通されている。

このような構成による実施例の作用について説明する。

エンジンの回転により駆動されるフィードポンプ３は燃
料タンク４から燃料を吸い上げて圧力燃料室２へ燃料を
送る。圧力燃料室２内の燃料圧力ＰＭはオリフィス３２
、導入路３１を介して作動圧力室３０に伝えられる。

今、大気圧が高い場合、たとえば平地にある場合、大気
開放孔４２を通じて大気室４１内に導入される大気圧も
高いのでベローズ４０は収縮されており、よって絞り弁
３８の環状渦３９がオリフィス３７の開口面ＩＡ２を全
開しているものとする。この状態においては、上記作動
圧力ｖ３０の燃料が逃し通路３３を介して多世に逃され
る。この場合における作動圧力室３０の燃料圧力Ｐ丁は によって計算される。

タイマピストン２８にあっては、上記作動圧力室３０の
燃料圧力ＰＴと、低圧室３４のスプリング３５の押圧力
との差にもとづき第２図中左方へ移動される。タイマピ
ストン２８の移動はビン２６を介して〇−ラリング２５
を第２図の時計回り方向へ回動させ、したがってカムロ
ーラ１５はローラリング２５の回動弁だけ進角される。

これによりフェイスカム１４を介してプランジャ１１の
１回転中における往復運動は進角して行われる。この結
果、吐出通路２２から各気筒に供給される燃料の噴射時
期は、上記作動圧力ｖ３０の燃料圧力ＰＴに見合ったタ
イミングとなる。

つぎに大気圧が低くなった場合、たとえば高地で使用さ
れる場合には、大気室４１内の大気圧が低くなるのでべ
Ｏ−ズ４０は軸方向へ膨張し、よって絞り弁３８がオリ
フィス３７の開口面積を減じる。該オリフィス３７の開
口面積が小さくなると（１１式から判る通り、また第３
図の特性にて示したように、作動圧力室３０の燃料圧力
ＰＴが増大する。このためタイマピストン２８は第１図
中ざらに左方へ移動されることになる。したがって、ビ
ン２６を介してローラリング２５を第１図中ざらに時計
回り方向へ回動させ、よってカムローラ１５はローラリ
ング２５の回動弁だけさらに進角される。この結果、フ
ェイスカム１４を介してプランジャ１１の１回転中の往
復動が進角されるため、吐出通路２２から供給される燃
料の噴射時期がさらに進角されることになる。

したがって高地などのように大気圧の低い状態において
は気筒に対して噴ｒｊ４［ＩＭを早めて供給するので菅
大遅れが防止される。

このような作用が「特開昭５８−２１７７２９号公報」
のものであるが、この場合、可変オリフィス３７の開口
面？？Ｉ　Ａ　２は、大気圧により一義的に決まってし
まう。圧力燃料ｖ２内の燃料圧力ＰＭと作動圧力室３０
の燃料圧力Ｐ１の差をΔＰとすると前記（１）式より 大気圧が一定の場合、可変オリフィス３７の開口面積は
一定となるから第４図に示すように圧力燃料室２の燃料
圧力ＰＭはエンジン回転数の高速化に伴ないほぼ直線的
に上昇する。よってたとえば低速で最良の進角値に適合
させると、（２）式により高速域においては、第６図の
一点鎮纏で示すように過度に進角してしまう。その結果
、異常燃焼によるノッキング、黒煙等の問題を生じる。

これに対し、本実施例においては、圧力燃料室２の燃料
圧力ＰＨを圧力導入’Ｊ４６に導びき、これにより補助
ピストン４５を介して絞り弁３８に、Ｆ−Ａ３　ＸＰ１
４　　（Ａ３は補助ピストンの受圧面積）の力をかける
構成としたから、絞り弁３８には圧力燃料室２の圧力Ｐ
Ｈに応じた力Ｆが、ベローズ４０からの押圧力に対向し
て作用する。上記圧力燃￥４空２の圧力Ｐｓは第４因に
示すように、エンジン回転数の上昇に伴って略比例的に
増大するので、絞り弁３８に作用する力Ｆもエンジン回
転数に応じて増すことになり、これにより絞り弁３８が
ベローズ４０側に押され、可変オリフィス３７の開口面
積Ａ２を増大させる。

このため作動圧力’Ｊ３０のｆ！、ａがオリフィス３７
を介して多量に逃がれることになるので、作動圧力ｖ３
０の圧力ＰＴが低下し、タイマピストン２８は遅角方向
に修正され、よって燃料噴射時期を遅角側に補正する。

つまり、上記実施例によれば、大気圧の変動分をべＯ−
ズ４０によって補正するとともに、エンジン回転数の変
動分を圧力導入室４６内に導入した圧力燃料室２と同等
の圧力で補正し、したがって、常に辺迩な燃料噴射時期
を得ることができる。

第７図は本発明の第２の実施例を示すもので、圧力燃料
室２と圧力導入室４６の間に絞り４８を設けた点が第１
の実施例と異なるもので、この絞り４８により圧力燃料
室２の圧力変動を減衰させ、絞り弁３８の振動を防止す
る。

第８図は本発明の第３の実施例を示し、補助ピストン４
５を使用することなく絞り弁３８に直接圧力導入空４６
の圧力を加えるようにしたものであり、構成が簡単にな
る。

さらに第９図は、本発明の第４の実施例を示すもので、
絞り弁３８に圧力燃料室２の圧力Ｐｓを加える代りに、
作動圧力室３０の燃料圧力Ｐ丁を作用させるようにした
ものである。作動圧力室３０の燃料圧力Ｐ丁は、圧力燃
料！２の圧力ＰＨに６妨して変化するため、作動圧力１
０の圧力ＰＴを絞り弁３８に作用させても第１実施例と
同様の効果がある。なお作動圧力室３０と圧力導入室４
６の間に較り４９を設は燃料圧力ＰＴの圧力変動を減衰
させて絞り弁３８の振動を防止しである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、可変オリフィスの
開口面積をｔｌｌ　１！Ｄする絞り弁に、大気圧の変化
に応じて作動する気圧感応部材の作動力、およびこの作
動力に抗して作動圧力室もしくは圧力燃料室の油圧を作
用させて、これら作動力と油圧力との差により絞り弁を
作動させるようにしたから、オリフィスの開口面積は大
気圧の変動およびエンジン回転数の変動により制御され
、よって大気圧およびエンジン回転数に応じた最適な燃
料噴射時期を得ることができ、ノッキングや白煙、黒煙
等を生じることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明、の第１の実施例を示し、
第１図は分配型燃料噴射ポンプの構成図、第２図は第１
図中■−■線の断面図゛、第３図ないし′：Ｒ６図はそ
れぞれ特性図、第７〜図ないし第９図はそれぞれ本発明
の第２ないし第４の実施例を示す構成図、第１０図およ
び第１１図は本発明の背頒技術を説明するための特性図
である。 １・・・ハウジング、２・・・圧力燃料！、３・・・フ
ィードポンプ、１１・・・プランジャ、１４・・・フェ
イスカム、１５・・・カムローラ、２５・・・ローラリ
ング１．２Ｇ・・・ビン、２８・・・タイマピストン（
油圧応動部材）、３０・・・作動圧力室、３３・・・逃
し通路、３９・・・可変オリフィス、３８・・・絞り弁
、４０・・・ベローズ（気圧感応部材）、４５・・・補
助ピストン、４６・・・圧力導入室、４７・・・逃し通
路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ■　」 第１図 第２図 第３図 エンジン回転数。 第４図 第７図 タイマ直角筒・避 可変オリフィスの間口面積Ａ２ と

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料噴射ポンプにおける燃料噴射時期を調整する制御
   部材を、作動圧力室の油圧に応動される油圧応動部材に
   よって作動させる噴射時期制御装置において、上記油圧
   応動部材の作動圧力室を逃し通路を介して燃料溜りに連
   通し、この逃し通路に開口面積が絞り弁により増減され
   る可変オリフィスを設け、上記絞り弁に大気圧の変化に
   応動される気圧感応部材の作動力と、上記作動圧力室も
   しくは圧力燃料室の油圧力を作用させ、これら作動力と
   油圧力との差によって上記絞り弁を制御することを特徴
   とする燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。