JPS631754A - 燃料噴射ポンプ - 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、例えばディーゼルエンジンに用いら
れる燃料噴射ポンプに関する。

（従来技術及びその問題点） 一般に、ディーゼルエンジンは燃料の着火遅れに起因す
る燃焼騒音が発生し、特に低速低負荷運転状態のときに
前記燃焼騒音の発生が顕著であるために該運転状態のと
きの該燃焼騒音の低減が特に望まれる一方、高速高負荷
運転状態のときにも前記燃焼騒音を低減することが望ま
しい。

このような要求に応えるため、低速低負荷運転状態のと
きのみ低噴射率の燃料噴射を行なわせることにより燃焼
騒音の低減を行なうようにした燃料噴射装置が、例えば
実開昭６０−１７００３８号公報に開示されている。

この従来の燃料噴射装置は分配型燃料噴射ポンプを備え
たタイプのものであるが、上記作用を得ためにポンプの
加圧室とポンプ室とを連通ずる連通路の途中に２つの開
閉弁を設け、しかも−方の開閉弁はガバナ機構と連動し
て開閉されるように構成されているので、装置全体の機
構が複雑であるとともに、前記−方の開閉弁の開閉を適
切に設定することが容易でないという問題点を有してい
た。また、高速高負荷運転状態のときには高噴射率をも
って通常の燃料噴射が行なわれるので、このときの燃焼
騒音の低減が図れないという点でも問題となっていた。

（発明の目的） 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、比較的簡単な構成でありながら、低速低負荷及び高
速高負荷いずれの運転状態のときにも燃焼騒音の低減を
図ることができる燃料噴射ポンプを提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、プランジャが機関
の回転に応じてプランジャバレル内を往復動することに
より、ポンプ室からの燃料を加圧室に吸入した後に加圧
して噴射ノズルを開弁させることにより機関の気筒へ圧
送供給し得るようにした燃料噴射ポンプにおいて、一端
は前記プランジャのストロークが所定値未満のときに前
記加圧室内に開口され、所定値以上のときに前記プラン
ジャの外周面によって閉塞され、他端は前記ポンプ室と
常時連通する連通路と、該連通路内の前記加圧室側の圧
力が前記噴射ノズルの開弁圧よりも大きい所定値以上の
ときに前記連通路を開口する開閉弁機構とを前記プラン
ジャバレル内に設けたものである。

（作用） 連通路の途中に設けられる開閉弁が従来より少ない１個
であるので装置の構成が簡略化される。

また、連通路と加圧室との間が遮断されるまでのプラン
ジャの圧送行程初期においては開閉弁機構の開閉作用に
より加圧室内の圧力は低噴射率の噴射が行なわれるよう
な所定圧に維持されるとともに、連通路と加圧室との間
が遮断された後のプランジャの圧送行程においては加圧
室内の圧力が開閉弁機構とは無関係にプランジャの圧送
によって上昇することにより前記圧送行程初期よりも高
い噴射率で噴射が行なわれる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は本発明が適用された分配型燃料噴射ポンプの要
部を示す断面図である。同図中１はプランジャバレルで
、該プランジャバレルｌのプランジャ嵌装室２には燃料
分配圧送用のプランジャ３が回転及び往復動可能に嵌装
されている。

該プランジャ３の一端（図中左端）には機関の気筒数に
対応するカム面（図示省略）を有するカムディスク（図
示省略）が−体回転可能に取り付けられ、該カムディス
クと駆動軸（図示省略）とがドライビングディスク（図
示省略）を介して一体回転可能に連結されている。また
、前記カムディスクのカム面は複数のローラ（図示省略
）に押圧されている。したがって、前記プランジャ３は
前記駆動軸の回転に伴い、回転と同時に往復動される。

前記プランジャ３の一端面（図中右端面）とプランジャ
バレル１のプランジャ嵌装室２の内端面との間には加圧
室４が画成されている。前記プランジャ３の加圧室４側
端外周面には、機関の気筒数と対応して吸入スリット５
が設けられている。

これらの吸入スリット５は前記プランジャ３の軸方向に
沿い且つ周方向に互いに等間隔を存して配設されている
。

前記プランジャバレルｌの前記吸入スリ・ノド５と対向
した位置には吸入ポート６が穿設されている。該吸入ポ
ート６は図示しない吸入通路を介してポンプ室７と連通
されており、前記プランジャ３の回転に伴って前記吸入
スリット５と合致したときに前記ポンプ室７内の燃料油
が前記吸入通路、吸入ポート６及び吸入スリット５を順
次弁して前記加圧室４へ吸入される。

前記プランジャ３の軸心内部には中央孔８が穿設され、
該中央孔８には分配ポート９及びカットオフポート１０
が連通している。前記プランジャバレル１の前記分配ポ
ート９と対向した位置には機関の気筒数と同数の分配通
路１１が周方向に等間隔を存して配設されている。これ
らの分配通路１１はデリバリバルブ、パイプ及び噴射ノ
ズル（いずれも図示省略）を介して機関の各気筒に連通
されており、前記プランジャ３の回転に伴って前記分配
ポート９と順次合致することにより前記加圧室４内の燃
料が機関の各気筒の燃焼室へ順次圧送される。

前記プランジャ３のポンプ室７内に位置する部分の外周
にはコントロールスリーブ１２が摺動自在に嵌装され、
該コントロールスリーブ１２にて前記カットオフボート
１０が開閉される。該コントロールスリーブ１２は機関
の運転状態に応じてガバナ機構（図示省略）によりその
位置を制御され、噴射量を調整するようになっている。

前記プランジャバレル１には連通路１３と、これと接続
された開閉弁嵌装室１４とが設けられている。前記連通
路１３の一端は連通ボート１３ａにおいて前記プランジ
ャ嵌装室２の周面所定位置に開口され、他端は前記開閉
弁嵌装室１４と接続されている。前記連通路１３の連通
ボート１３ａの位置は次のように設定されている。即ち
、同図に示すように、前記プランジャ３のストロークが
ゼロのとき（図中左方移動限時）、前記連通路１３の連
通ポー）１３ａの一端部（図中右端部）は、前記プラン
ジャ３の一端面（図中右端面）よりも前記加圧室４側（
図中右側）に位置するとともに、前記連通路１３の連通
ボート１３ａの一端部と前記プランジャ３の一端面との
距離を８１、該プランジャ３の有効ストローク（前記コ
ントロールスリーブ１２の一端面（図中右端面）と前記
カットオフポート１０の一端面（図中右端面）との距離
）を８２とすると、前記コントロールスリーブ１２の位
置にかかわらず、即ち機関の運転状態にかかわらずＳ＋
　＜３２の関係が満たされる位置に設けられている。し
たがって、前記連通路１３と前記加圧室４との間は、前
記プランジャ３のストロークＳが前記８１未満のときに
は連通され、該８１以上のときには遮断される。また、
前記有効ストロークＳ２は従来の通常の分配型燃料噴射
ポンプのそれと比較して、全体的に大きな値が設定され
ている。

前記開閉弁嵌装室１４は前記連通路１３よりも大径とさ
れており、一端が前記連通路１３の他端と接続され、他
端が前記ポンプ室７に開口されている。

前記開閉弁嵌装室１４内には開閉弁機構１５が収納され
ている。該開閉弁機構１５は前記連通路１３側より順に
ボールバルブ１６、可動ばね受１７、コイルばね１８及
び開弁圧調整用キャップ１９により構成されている。前
記コイルばね１８は一端が前記可動ばね受１７の一端面
に、他端が前記開弁圧調整用キャップ１９の一端面に当
接されている。該開弁圧調整用キャップ１９は円筒状を
なし、前記コイルばね１８を付勢した状態で前方開閉弁
嵌装室１４に螺着されている。したがって前記ボールバ
ルブ１６は前記可動ばね受１７を介して前記コイルばね
１８によって前記連通路１３側へ付勢され、該連通路１
３から前記開閉弁嵌装室１４に至る傾斜面をシート面１
４ａとし、該シート面１４ａとの接離によって該連通路
１３と前記開閉弁嵌装室１４との間を開閉する。前記ボ
ールバルブ１６の開弁圧は前記開弁圧調整用キャンプ１
９の前記開閉弁嵌装室１４への螺装長さを調整して前記
コイルばね１８の付勢力を調整することにより、前記噴
射ノズルの開弁圧よりも若干大きい所定圧に調整されて
いる。

次に上記構成の本発明の分配型燃料噴射ポンプの作用を
説明する。プランジャ３の吸入行程（図中左方移動行程
）で吸入ボート６と吸入スリット５が合致連通した時、
ポンプ室７に供給されている燃料が図示しない吸入通路
−吸入ボート６−吸入スリット５を順次介して加圧室４
に吸入され、プランジャ３が回転することにより吸入ポ
ート６と吸入スリット５との連通が遮断され、前記吸入
行程が終了する。

続いてプランジャ３が圧送行程（図中右方移動行程）に
移行し、該プランジャ３により加圧室４内の燃料が加圧
され、次いで分配ポート９と分配通路１１とが合致連通
する状態となり、加圧された高圧燃料は中央孔８−分配
ポート９−分配通路１１及び図示しないデリバリバルブ
等を順次介して噴射ノズルから各気筒の燃焼室内へ噴射
されて燃焼が行なわれ、カットオフポート１ｏがコント
ロールスリーブ１２の端面から外れてポンプ室７に開放
されると加圧室４内の燃料が中央孔８及びカットオフポ
ート１０を順次弁してポンプ室７へ流出し、噴射ノズル
への燃料圧送が終了する。

前記圧送行程中における噴射ノズルから機関の気筒への
燃料の噴射は圧送行程の初期とそれ以降とでは異なる噴
射率をもって行なわれる。即ち、プランジャ３の圧送行
程移行直前（ストロークゼロ）においては、第１図に示
すように、連通路１３は加圧室４と連通され、連通路１
３内の圧力が小さいためにボールバルブ１６はコイルば
ね１８の付勢力により連通路１３を閉じた状態となって
いる。プランジャ３のストロークＳが増加すると、加圧
室４内の圧力Ｐｐ及びこれと連通ずる連通路１３内の圧
力が上昇する一方、プランジャ３の回転に伴って分配ポ
ート９と分配通路１１が合致することにより加圧室４内
の圧力が伝えられて噴射ノズル側管内圧ＰＮも上昇を開
始しく第２図のＡ点）、噴射ノズルの開弁圧ＰＯＮに達
したときに噴射ノズルを開弁させて燃料の噴射が開始さ
れる（第２図のＢ点）。プランジャ３のストロークＳが
更に大きくなり、加圧室４内の圧力ｐｐ及び連通路１３
内の圧力がボールバルブ１６の開弁圧Ｐｏｃに達すると
（第２図の０点）、該ボールバルブ１６がコイルばね１
８の付勢力に抗して開弁することにより連通路１３と開
閉弁嵌装室１４との間が連通され、加圧室４内の燃料の
一部が連通路１３及び開閉弁嵌装室１４を介してポンプ
室７に排出される。これに伴い加圧室４内の圧力Ｐｐ及
び連通路１３内の圧力が減少してボールバルブ１６の開
弁圧Ｐｏｃより小さくなるとボールバルブ１６は再び閉
弁する。ボールバルブ１６の開閉作用が繰り返されるこ
とにより加圧室４内の圧力ｐｐがボールバルブ１６の開
弁圧Ｐｏｃにほぼ等しく保たれる（第２図のＣ−Ｄ点間
）。前述したようにボールバルブ１６の開弁圧Ｐｏｃは
噴射ノズルの開弁圧ＰＯＮよりも大きい値に設定されて
いるので、加圧室４内の圧力がボールバルブ１６の開弁
圧にほぼ等しく保たれている間、噴射ノズルから低圧力
で、したがって低噴射率で燃料の噴射が行なわれる。

プランジャ３のストロークＳが更に増加し、所定のスト
ロークＳ１に達すると（第２図のＤ点）、プランジャ３
の外周面が連通路１３の連通ポート１３ａを閉塞するこ
とにより加圧室４と連通路１３との間が遮断され、加圧
室４内の圧力Ｐｐはプランジャ３のストロークＳの増加
に伴って直線的に増加する。これに伴い噴射ノズル側管
内圧ＰＮも増加するので噴射ノズルから前記噴射初期に
おけるよりも高圧力で、即ち高噴射率で燃料の噴射が行
なわれる。

プランジャ３のストロークＳが更に増加し有効ストロー
クＳ２に達するとく第２図のＥ点）、カットオフポート
１０がコントロールスリーブ１２からはずれてポンプ室
７に開放されることにより加圧室４内の圧力Ｐｐは急激
に減少し、これに伴い噴射ノズル側管内圧ＰＮも急激に
減少して噴射ノズルの閉弁圧ＰＣＨに達したとき（第２
図のＦ点）に燃料の噴射が終了する。プランジャ３のス
トロークＳは更に増加して最大ストロークＳ３に達した
後、前記吸入行程に移行する。

このように、本発明は第２図の破線で示した従来の燃料
噴射率特性と異なり、圧送初期においては低噴射率で、
以降においては高噴射率で噴射が行なわれるという噴射
率特性を備えているので、噴射初期に一部の燃料が着火
して気筒的温度が充分上昇した後に、残りの燃料を噴射
初期よりも高噴射率で噴射して燃焼させることができ、
したがって機関の運転状態にかからず、即ち低速低負荷
運転状態及び高速高負荷運転状態のいずれの場合におい
ても着火遅れに起因する燃焼騒音を低減することができ
る。また、本発明の上記噴射特性はＮＯｘ成分の排出量
を低減するのにも有効である。

更に、本発明は噴射初期においては噴射される燃料は少
量であるので、本実施例に示したようにプランジャの有
効ストロークを従来より大きく設定することが可能とな
り、したがって噴射時間を長くすることによって燃焼騒
音の低減効果をより一層向上できる。

なお、本実施例では本発明を分配型燃料噴射ポンプに適
用した例を示したが、本発明はこれに限らず、その実施
の要件を具備する他のタイプの燃料噴射ポンプ、例えば
判型燃料噴射ポンプに通用することも勿論可能である。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、プランジャが機関の回転
に応じてプランジャバレル内を往復動することにより、
ポンプ室からの燃料を加圧室に吸入した後に加圧して噴
射ノズルを開弁させることにより機関の気筒へ圧送供給
し得るようにした燃料噴射ポンプにおいて、一端は前記
プランジャのストロークが所定値未満のときに前記加圧
室内に開口され、所定値以上のときに前記プランジャの
外周面によって閉塞され、他端は前記ポンプ室と常時連
通ずる連通路と、該連通路内の前記加圧室側の圧力が前
記噴射ノズルの開弁圧よりも大きい所定値以上のときに
前記連通路を開口する開閉弁機構とを前記プランジャバ
レル内に設けたことを特徴とするものであるので、従来
より簡単な構成でありながら、低速低負荷及び高速高負
荷のいずれの運転状態のときにも燃焼騒音の低減を図る
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である分配型燃料噴射ポンプ
の要部縦断面図、第２図は本発明及び従来のポンプの作
動説明図である。 ■・・・プランジャバレル、３・・・プランジャ、４・
・・加圧室、７・・・ポンプ室、１３・・・連通路、１
５・・・開閉弁機構。 出願人　　ヂーゼル機器株式会社 代理人　　弁理士　渡　部　敏　彦 鳥１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　プランジャが機関の回転に応じてプランジャバレ
   ル内を往復動することにより、ポンプ室からの燃料を加
   圧室に吸入した後に加圧して噴射ノズルを開弁させるこ
   とにより機関の気筒へ圧送供給し得るようにした燃料噴
   射ポンプにおいて、一端は前記プランジャのストローク
   が所定値未満のときに前記加圧室内に開口され、所定値
   以上のときに前記プランジャの外周面によって閉塞され
   、他端は前記ポンプ室と常時連通する連通路と、該連通
   路内の前記加圧室側の圧力が前記噴射ノズルの開弁圧よ
   りも大きい所定値以上のときに前記連通路を開口する開
   閉弁機構とを前記プランジャバレル内に設けたことを特
   徴とする燃料噴射ポンプ。