JP2000054927A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射用ポンプの耐久性低下を回避しつ
つ、小型化を図ることのできる内燃機関の燃料供給装置
を提供する。 【解決手段】 エンジン１０のシリンダヘッド１２には
端部にポンプ駆動用カム３０，３２が形成された吸気カ
ムシャフト１４及び排気カムシャフト１６が回転可能に
支持される。燃料加圧用のピストン４１を有する燃料噴
射ポンプ４０は両ポンプ駆動用カム３０，３２の間に位
置するようにしてシリンダヘッド１２の上面に固定され
ている。ピストン４１の端部にはリフタ４６，４８がそ
れぞれ固定されており、各リフタ４６，４８は各ポンプ
駆動用カム３０，３２に当接されている。各ポンプ駆動
用カム３０，３２によってピストン４１が往復駆動され
ると、燃料噴射ポンプ４０は燃料を供給ポート５０から
吸入し、吐出ポート５４から高圧の燃料をデリバリパイ
プに圧送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関のカムシ
ャフトによって駆動される燃料噴射用のポンプを備え、
同ポンプにより加圧された燃料をインジェクタ等の燃料
噴射手段に供給し、同燃料噴射手段から内燃機関に噴射
供給するようにした内燃機関の燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の燃料供給装置として
は、例えば特開平９−２５０４１５号公報に記載される
ものが知られている。この燃料供給装置では、エンジン
のシリンダヘッドに往復動形の燃料噴射ポンプを取り付
けるとともに、そのピストンをカムシャフトに形成され
たポンプ駆動用のカムに当接させている。この燃料供給
装置では、カムシャフトの回転に伴ってピストンが一往
復する際に燃料が一回加圧され、その加圧された燃料が
キャブレタへと圧送されるようになっている。

【０００３】ところで、こうした往復動形ポンプの燃料
圧送能力を増大させる方法としては、例えば、カムノー
ズを大きくしてピストンのストローク量を増大させた
り、或いはピストンの径を増大させたりするのが一般的
である。しかしながら、こういった方法では、ピストン
とポンプ駆動用カムとの当接面に作用する摩擦力が増大
して燃料噴射ポンプの耐久性を低下させるおそれがあ
る。また例えば、カムノーズの数を増やすことにより、
カムシャフトが一回転する間での燃料噴射ポンプの圧送
回数を増大させるといった方法も考えられるが、ピスト
ンとポンプ駆動用カムとの当接面に摩擦力が作用する時
間割合が増大することになるため、やはり前述したよう
な燃料噴射ポンプの耐久性の点で好ましい方法であると
はいえない。

【０００４】このため、上記公報に記載される燃料供給
装置では燃料噴射ポンプを複数備え、各燃料噴射ポンプ
によって燃料を圧送することにより、個々の燃料噴射ポ
ンプの耐久性低下を回避しつつ、所定の燃料圧送能力を
確保するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を採用した従来の燃料供給装置では、それら複
数の燃料噴射ポンプについて搭載スペースを確保しなけ
ればならないため、その大型化が避けられないものとな
っていた。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は燃料噴射用ポンプの耐久性低下
を回避しつつ、小型化を図ることのできる内燃機関の燃
料供給装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブ
の少なくとも一方を開閉駆動する一対のカムシャフト
と、一対のカムシャフトの間に設けられ、燃料加圧用ピ
ストンが各カムシャフトのカムによって交互に押動され
ることにより内燃機関に燃料を噴射供給するための燃料
噴射手段へ燃料を供給する復動形ピストンポンプとを備
えるようにしている。

【０００８】こうした構成によれば、各カムシャフトの
回転に伴ってピストンが一往復する間に燃料はポンプか
ら２回圧送されるため、複数のポンプを備えなくとも十
分な燃料圧送能力が確保されるようになる。更に燃料圧
送に伴う駆動反力はピストンの両端部に交互に作用する
ようになるため、各カムシャフトのカムとピストンとの
当接面に過大な摩擦力が発生することもなくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃料供給装置
を筒内噴射式の直列型ガソリンエンジンに適用するよう
にした実施形態について図１〜５を参照して説明する。

【００１０】図１はエンジン１０のシリンダヘッド１２
をシリンダヘッドカバー（以下、「ヘッドカバー」と略
記する）１３を取り外した状態で示す平面図であり、図
２は同シリンダヘッド１２を、ヘッドカバー１３を取り
付けた状態で示す正面図である。また、図３は燃料噴射
ポンプ４０をシリンダヘッド１２に取り付けられた状態
で示す斜視図である。

【００１１】図１に示すように、シリンダヘッド１２に
は吸気カムシャフト１４及び排気カムシャフト１６が所
定間隔を隔てて平行に配設され、複数のベアリング１８
によって回転可能に支持されている。各カムシャフト１
４，１６にはこれらカムシャフト１４，１６と一体に回
転するギヤ２２，２４が設けられている。クランクシャ
フト（図示略）の回転力はタイミングベルト（図示略）
を介して吸気カムシャフト１４に伝達されるとともに、
各ギヤ２２，２４を介して排気カムシャフト１６に伝達
される。

【００１２】吸気カムシャフト１４及び排気カムシャフ
ト１６には複数のカム２６，２８が形成されており、吸
気カムシャフト１４のカム２６により吸気バルブ（図示
略）が、排気カムシャフト１６のカム２８により排気バ
ルブ（図示略）がそれぞれ開閉される。

【００１３】各カムシャフト１４，１６の一端部には燃
料噴射ポンプ４０を駆動するためのポンプ駆動用カム３
０，３２が形成されている。図２に示すように、これら
ポンプ駆動用カム３０，３２は断面楕円形をなしてお
り、それぞれ２つのカムノーズを有している。

【００１４】燃料噴射ポンプ４０は両ポンプ駆動用カム
３０，３２の間に位置するようにしてシリンダヘッド１
２の上面にボルト６０によって固定されている。図２及
び図３に示すように、ヘッドカバー１３の周縁部には凹
部１５が形成されており、燃料噴射ポンプ４０はこの凹
部１５を形成するヘッドカバー１３の外壁面によって囲
まれている。

【００１５】燃料噴射ポンプ４０の供給ポート５０は低
圧燃料パイプ５２を介して燃料フィードポンプ（図示
略）に接続されており、燃料タンク（図示略）内の燃料
はこの燃料フィードポンプから低圧燃料パイプ５２を通
じて燃料噴射ポンプ４０に供給される。燃料噴射ポンプ
４０の吐出ポート５４は高圧燃料パイプ５６を介してデ
リバリパイプ（図示略）に接続されており、このデリバ
リパイプには高圧燃料パイプ５６を通じて燃料噴射ポン
プ４０から燃料が供給される。デリバリパイプにはエン
ジン１０の燃焼室（図示略）内に燃料を直接噴射するた
めのインジェクタ（図示略）が接続されている。

【００１６】図４は図２の４−４線に沿った燃料噴射ポ
ンプ４０の断面図であり、図５は図４に示す燃料噴射ポ
ンプ４０の一部を拡大して示す断面図である。これら各
図に示すように、燃料噴射ポンプ４０はシリンダ４７を
有するハウジング４２と、燃料を加圧するためのピスト
ン４１とを備えている。このピストン４１はシリンダ４
７内に往復動可能に設けられたピストン本体４５と、同
ピストン本体４５の両側部から各カムシャフト１４，１
６側に延びるピストンロッド４３，４４と、これらピス
トンロッド４３，４４に固定された有底円筒状のリフタ
４６，４８とによって構成されている。

【００１７】シリンダ４７内においてピストン本体４５
の両側には第１の圧力室７６と第２の圧力室７８とが形
成されている。ピストンロッド４３，４４の端部はこれ
ら各圧力室７６，７８を貫通してハウジング４２から突
出しており、この突出した部分にリフタ４６，４８が固
定されている。ハウジング４２の両側部にはピストンロ
ッド４３，４４を支持する円筒部６４，６６が形成され
ており、この円筒部６４，６６にはリフタ４６，４８が
それぞれ往復動可能に外嵌されている。

【００１８】ハウジング４２の内部には供給ポート５０
に接続された供給通路７０と、吐出ポート５４に接続さ
れた吐出通路７２とがそれぞれ形成されている。図５に
示すように、供給通路７０は一対の連通路９０，９２に
よって第１の圧力室７６及び第２の圧力室７８にそれぞ
れ接続されている。ハウジング４２内には各圧力室７
６，７８から供給通路７０へ向けて燃料が流れるのを規
制するリード弁８０，８２がこれら連通路９０，９２の
途中に位置してそれぞれ設けられている。

【００１９】吐出通路７２は一対の連通路９４，９６に
よって第１の圧力室７６及び第２の圧力室７８にそれぞ
れ接続されている。ハウジング４２内には各圧力室７
６，７８から吐出通路７２へ向けて燃料が流れるのを規
制するリード弁８４，８６がこれら連通路９４，９６の
途中に位置してそれぞれ設けられている。

【００２０】各リフタ４６，４８にはポンプ駆動用カム
３０，３２がそれぞれ当接されている（図１及び図２参
照）。従って、吸気カムシャフト１４及び排気カムシャ
フト１６が回転すると、各リフタ４６，４８はポンプ駆
動用カム３０，３２によって交互に各圧力室７６，７８
側に向けて押動され、ピストン本体４５がシリンダ４７
内で往復動する。

【００２１】吸気カムシャフト１４のポンプ駆動用カム
３０によって一方のリフタ４６が押動され、ピストン本
体４５が第２の圧力室７８側に移動すると、第１の圧力
室７６の容積が増大する一方で、第２の圧力室７８の容
積が減少する。その結果、図５に実線で示すように、第
１の圧力室７６内には連通路９０を通じて供給通路７０
から燃料が供給される一方で、第２の圧力室７８内の燃
料はピストン本体４５によって加圧され、連通路９４を
通じて吐出通路７２に導入される。

【００２２】これに対して、排気カムシャフト１６のポ
ンプ駆動用カム３２によってもう一方のリフタ４８が押
動され、ピストン本体４５が第１の圧力室７６側に移動
すると、第１の圧力室７６の容積が減少する一方で、第
２の圧力室７８の容積が増大する。その結果、図５に一
点鎖線で示すように、第２の圧力室７８内には連通路９
２を通じて供給通路７０から燃料が供給される一方で、
第１の圧力室７６内の燃料はピストン本体４５によって
加圧され、連通路９６を通じて吐出通路７２に導入され
る。

【００２３】このようにして吐出通路７２に導入された
高圧の燃料は、吐出ポート５４から高圧燃料パイプ５６
を通じてデリバリパイプに圧送される。ポンプ駆動用カ
ム３０，３２は２つのカムノーズを有しているため、各
カムシャフト１４，１６が一回転する間にピストン本体
４５は２回往復し、このピストン本体４５の往復動に伴
ってデリバリパイプには燃料が４回圧送されることにな
る。こうした圧送された燃料は、デリバリパイプからイ
ンジェクタに分配され、同インジェクタから各燃焼室内
に噴射される。

【００２４】（１）以上説明したように本実施形態に係
る燃料供給装置では、ピストン４１が一往復する間に燃
料噴射ポンプ４０からは燃料が２回圧送されるようにな
り、燃料噴射ポンプを複数備えなくとも十分な燃料圧送
能力を確保することができるようになる。

【００２５】更に、上記のようにピストン４１が一往復
する間に燃料が２回圧送されるものの、この燃料圧送に
伴う駆動反力は分散されて各リフタ４６，４８に交互に
作用するようになるため、ポンプ駆動用カム３０，３２
とリフタ４６，４８との当接面に過大な摩擦力が発生す
ることもなくなる。従って、ポンプ駆動用カム３０，３
２とリフタ４６，４８との当接面に焼き付き等の熱損傷
が発生するのを未然に防止することができる。

【００２６】その結果、本実施形態によれば、燃料噴射
ポンプ４０の耐久性低下を回避しつつ、燃料供給装置の
小型化を図ることができるようになる。 （２）また、本実施形態では、燃料噴射ポンプ４０を復
動形ピストンポンプとし、そのピストン４１をポンプ駆
動用カム３０，３２によって交互に押動するようにして
いるため、例えば燃料噴射ポンプ４０として単動形ポン
プを採用した場合のように、ピストン４１を初期位置に
戻すためのリターンスプリング等の構成を必要としな
い。従って、本実施形態によれば燃料供給装置の低コス
ト化を図ることができる。

【００２７】（３）更に、本実施形態では、燃料噴射ポ
ンプ４０の周囲をヘッドカバー１３によって囲むように
している。従って、例えば燃料噴射ポンプ４０をシリン
ダヘッド１２の側部に露出して取り付けるようにした構
成と比較して、燃料噴射ポンプ４０の作動音が外部に洩
れるのを抑制することができ、燃料供給装置の低騒音化
を図ることができるようになる。

【００２８】尚、本実施形態は以下のように構成を変更
して実施することもできる。 ・上記実施形態では、本発明に係る燃料供給装置を直列
型エンジンに適用するようにしたが、Ｖ型エンジンの両
バンク間に燃料噴射ポンプを配設し、これら各バンクに
それぞれ設けられたカムシャフトによって燃料噴射ポン
プを駆動するようにしてもよい。

【００２９】・上記実施形態では燃料噴射ポンプ４０の
一部がヘッドカバー１３から露出する構成を採用するよ
うにしたが、例えば、ヘッドカバー１３内に燃料噴射ポ
ンプ４０を収容する構成にしてもよい。こうした構成に
よれば、燃料噴射ポンプ４０の作動音を更に確実に遮音
することができるようになる。

【００３０】

【発明の効果】本発明では、一対のカムシャフトの間に
復動形ピストンポンプを設け、そのピストンを各カムシ
ャフトのカムによって交互に押動するようにしている。
従って、各カムシャフトの回転に伴ってピストンが一往
復する間に燃料はポンプから２回圧送されるため、複数
のポンプを備えなくとも十分な燃料圧送能力が確保され
るようになる。更に燃料圧送に伴う駆動反力はピストン
の両端部に交互に作用するようになるため、各カムシャ
フトのカムとピストンとの当接面に過大な摩擦力が発生
することもなくなる。その結果、本発明によれば、ポン
プの耐久性低下を回避しつつ、燃料供給装置の小型化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダヘッドの平面図。

【図２】シリンダヘッドの正面図。

【図３】燃料噴射ポンプを示す斜視図。

【図４】図２の４−４線に沿った断面図。

【図５】燃料噴射ポンプのピストン本体近傍を示す拡大
断面図。

【符号の説明】

１０…エンジン、１２…シリンダヘッド、１３…ヘッド
カバー、１４…吸気カムシャフト、１５…凹部、１６…
排気カムシャフト、１８…ベアリング、２２，２４…ギ
ヤ、３０…ポンプ駆動用カム、３２…ポンプ駆動用カ
ム、４０…燃料噴射ポンプ、４１…ピストン、４２…ハ
ウジング、４３，４４…ピストンロッド、４５…ピスト
ン本体、４６，４８…リフタ、４７…シリンダ、５０…
供給ポート、５２…低圧燃料パイプ、５４…吐出ポー
ト、５６…高圧燃料パイプ、６０…ボルト、６４，６６
…円筒部、７０…供給通路、７２…吐出通路、７６…第
１の圧力室、７８…第２の圧力室、９０，９２，９４，
９６…連通路、８０，８２，８４，８６…リード弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの
   少なくとも一方を開閉駆動する一対のカムシャフトと、 前記一対のカムシャフトの間に設けられ、燃料加圧用ピ
   ストンが前記各カムシャフトのカムによって交互に押動
   されることにより前記内燃機関に燃料を噴射供給するた
   めの燃料噴射手段へ燃料を供給する復動形ピストンポン
   プとを備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装
   置。