JP2511191Y2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はディーゼルエンジンに用いられる噴射開始時
期可変型の燃料噴射ポンプにかかるもので、とくに噴射
始め用ポートの形状を改良した燃料噴射ポンプに関する
ものである。

［従来の技術］ 従来から、たとえば特開昭63−183265号のように、デ
ィーゼルエンジンにおいて燃料の噴射開始時期を可変と
するために、エンジンとカムとの間の位相角を変化させ
るタイマーを用いることなく、タイミングスリーブを上
下させることにとした噴射開始時期可変型の燃料噴射ポ
ンプがある。すなわち、プランジャに形成した噴射始め
用ポートをタイミングスリーブにより開閉可能とすると
ともに、このタイミングスリーブと上記噴射始め用ポー
トとの相対位置関係を調節してそのプレストロークを変
化させることにより噴射開始時期を可変としたものであ
る。なお噴射量の調節は、アクセルペダルに連動してプ
ランジャを回動させることによりこれを行なっている。

こうした燃料噴射ポンプでは、上記アクセルペダルが
オフの状態では遅角状態であり、機関始動性向上のため
に、たとえばタイミングスリーブ側に始動時進角用端面
を設けることにより機関始動時に燃料噴射量を増加さ
せ、かつ噴射開始時期を進角させる等の改善が考えられ
る。しかしながら、アクセルペダルに連動してプランジ
ャを回動させるコントロールラックの使用範囲が限定さ
れるという問題がある。

こうした問題について第４図ないし第７図を参照して
以下説明する。第４図は従来の噴射開始時期可変型の燃
料噴射ポンプ１のプランジャバレル２内に形成した燃料
溜り室３部分の一部切欠き要部断面図で、この燃料溜り
室３内にはタイミングスリーブ４、およびこのタイミン
グスリーブ４内を上下往復動かつ回動可能なプランジャ
５を配置する。

上記タイミングスリーブ４の軸方向の周面にはガイド
溝６を形成し、このガイド溝６内にガイドピン７を係合
し、タイミングスリーブ４の上下調節は可能とし、回転
運動を防止している。

なおタイミングスリーブ４にはコントロールロッド８
を係合し、その上下位置を調節可能とすることにより噴
射始め用ポートとしての噴射始め用円形ポート18（後
述）との相対位置関係を変化させて噴射開始時期を調節
可能としている。また、タイミングスリーブ４の周面に
はその半径方向に向ってプランジャ５に通ずる噴射終了
用のスピルポート９を形成する。

また、タイミングスリーブ４の下端部には、始動時進
角用突出部10、およびこの始動時進角用突出部10を境に
した始動時進角用端面11および通常進角用端面12を形成
してある。

上記プランジャ５はアクセルペダル13に連結した噴射
量コントロールラック14により回転可能、かつエンジン
の駆動により回転駆動されるカム15により上下動可能と
してある。さらに、プランジャ５の軸方向中央には連通
用中央孔16を形成し、この連通用中央孔16に連通するリ
ード17を上記タイミングスリーブ４の内壁面に臨んで開
口形成する。

また、プランジャ５が下降して燃料を吸入したときの
燃料吸入効率を高めるためにリード17に連通して断面円
形の噴射始め用円形ポート18を形成してある（第５図参
照）。

上記連通用中央孔16は上記プランジャバレル２に形成
した燃料圧室19と連通するものである。この燃料圧室19
内で圧縮され高圧化した燃料が燃料噴射ノズルに圧送さ
れるものである。

なお、上記プランジャジャバレル２に対するプランジ
ャ５の回動方向相対位置（より具体的には、噴射終了用
のスピルポート９とリード17との相対位置関係）を変化
させることによって燃料の吐出終了時、つまり燃料噴射
量を制御するとともに、始動時進角用端面11および通常
進角用端面12と噴射始め用円形ポート18との相対位置関
係により機関始動時の燃料噴射開始時期を制御するもの
である。

上記噴射始め用円形ポート18は、既述のように燃料の
吸入効率向上のために形成してあるものであるが、つぎ
のような問題がある。以下説明する。

第４図に示した状態は、機関の始動時において燃料噴
射量を増加させ、かつ噴射開始時期を進角させるため
に、アクセルペダル13を踏み込んだときに、スプリング
（図示略）を用いて噴射始め用円形ポート18が始動時進
角用端面11の始動時進角用突出部10に位置するように噴
射量コントロールラック14を最大進角位置まで稼動した
状態である。なお、図中仮想線で表した噴射始め用円形
ポート18の位置が通常運転時の位置である。

しかしながら第６図に示すように、噴射量コントロー
ルラック14の使用範囲はそれぞれの燃料噴射ポンプ１に
おいてある設定された長さＲがあるため、噴射量コント
ロールラック位置にも制限がある。したがって、始動時
の最大進角を図示の始動時進角用突出部10の位置で得よ
うとすれば、第６図中この始動時進角用突出部10より左
方側に噴射始め用円形ポート18MAXを位置するように噴
射量コントロールラック14を移動させる必要があるわけ
であるが、上記制限があるために、かつまたこの制限内
においてある程度の余裕をもって使用することが望まれ
るために、噴射始め用円形ポート18MAXが始動時進角用
突出部10により完全に閉塞される当該位置まで噴射量コ
ントロールラック14を移動することができないことが想
定される。そこで、噴射量コントロールラック14の移動
制限範囲内で始動時の最大進角を得るには、始動時進角
用突出部10の位置を第６図中においてさらに右方に設け
る必要がある。すなわち、いまかりに、噴射量コントロ
ールラック14の位置R1で始動時の最大進角を得ようとす
ると、噴射始め用円形ポート18（破線の状態18A）が始
動時進角用端面11の始動時進角用突出部10により完全に
閉鎖されるように、通常の始動時進角用突出部10の位置
（図中実線）よりも第６図中右側に始動時進角用突出部
10Aを通常進角用端面12側に伸ばした状態で形成する必
要がある（図中破線）。

この結果、始動時以外の通常運転時の噴射量コントロ
ールラック14の使用可能範囲が上記伸ばした始動時進角
用突出部10Aの長さ分だけ狭くなる。さらに、この始動
時進角用突出部10Aの範囲内において噴射始め用円形ポ
ート18の円周部分と通常進角用端面12とによる閉鎖部分
との変化割合が直線的ではないために、第７図に破線で
示すように噴射量コントロールラック14の位置に応じて
進角が生じてしまうこととなる。したがって、燃料噴射
量も相応に増加することとなる。

つまり第６図に示すように、通常進角用端面12と始動
時進角用突出部10Aとの交点をＰとすれば、この交点Ｐ
に円周部がかかるたとえば噴射始め用円形ポート18Dは
その最下部の円弧部分が通常進角用端面12より下方に位
置しているにもかかわらずすでに始動時進角用突出部10
Aおよび始動時進角用端面11により完全に閉鎖されてい
ることになるので、この通常進角用端面12の下方に位置
している円弧のプランジャ軸方向における長さに相当す
る分だけ進角してしまうことになる。したがって、この
交点Ｐを中心とする噴射始め用円形ポート18Bが通常進
角用端面12により閉鎖された状態（噴射始め用円形ポー
ト18C）から噴射始め用円形ポート18Aの状態までたとえ
ば中間の噴射始め用円形ポート18Dを経てそれぞれの噴
射始め用円形ポート18の中心は弧状の軌跡を描き、この
軌跡が第７図に示す進角のカーブに対応する。

すなわち、第６図および第７図に示すように、従来の
燃料噴射ポンプ１においては、ラック位置RMAXとR1との
間が始動時進角のラック使用範囲であり、ラック位置R3
からR0部分が通常運転時のラック使用範囲となる。

つまり従来の燃料噴射ポンプ１において、噴射始め用
円形ポート18と始動時進角用端面11との組合せの場合に
は始動時の最大進角を得るために噴射量コントロールラ
ック14の使用可能範囲を犠牲にすることになる。さら
に、始動時後の通常運転時には噴射始め用円形ポート18
が第４図中右方の仮想線で示した状態に戻りアクセルペ
ダル13の踏込み量に応じて通常の噴射量制御を行なうも
のであるが、この通常運転域で上述の始動時進角用突出
部10Aを使用すると進角過多となって機関性能に悪影響
を与えることになる。

かくして、従来のように噴射始め用円形ポート18の断
面形状を円形とした場合には、噴射量コントロールラッ
ク14の最大進角に達するまでに、ある程度の移動量が必
要となり、通常運転時使用の噴射量コントロールラック
14の範囲が制限される結果、余裕が少なくなるという問
題がある。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は、以上のような諸問題にかんがみなされたも
のであり、タイミングスリーブを用いて噴射開始時期を
可変とした燃料噴射ポンプであって、吸入効率向上用お
よび噴射始め用ポートを有するプランジャを改善するこ
とにより、この噴射始め用ポートとタイミングスリーブ
の始動時進角用突出部とが重なったときに、ただちに始
動時進角となるようにするとともに、この始動時進角用
突出部から外方に（通常進角用端面の方向に）外れるよ
うな噴射始め用ポートの位置においては始動時の進角を
行なわないようにして、噴射量コントロールラックの使
用可能な範囲を拡大することを可能とした燃料噴射ポン
プを提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ すなわち本考案は、始動時進角用突出部、ならびにこ
の始動時進角用突出部を境にして形成した始動時進角用
端面および通常進角用端面を有するタイミングスリーブ
と、このタイミングスリーブ内を上下往復動可能および
回動可能であるとともに、この上下往復動にともない上
記始動時進角用端面あるいは通常進角用端面により開閉
される噴射始め用ポートを有するプランジャとを有する
燃料噴射開始時期を可変とした燃料噴射ポンプであっ
て、上記プランジャの前記噴射始め用ポートを、上記始
動時進角用突出部に合わせた断面形状たとえば矩形状に
形成したことを特徴とする燃料噴射ポンプである。

［作用］ 本考案による燃料噴射ポンプによれば、噴射始め用ポ
ートの断面形状をたとえば矩形状などタイミングスリー
ブの始動時進角用突出部に合わせた形状としてあるた
め、タイミングスリーブの始動時進角用突出部により噴
射始め用ポートが閉鎖されたときにただちに始動時最大
進角を得ることができる。また、噴射始め用ポートが始
動時進角用突出部によりその一部が閉鎖されずに外方に
突出開放している状態では、とくに始動時においてはエ
ンジンの回転数が低いため、静的なポートクローズが行
われることになる。すなわち、いわゆる動的なポートク
ローズであるプリフロー効果による進角も生ずることな
く、通常進角用端面により噴射始め用ポートが完全に閉
鎖された時点で初めて燃料の噴射が開始されるため、噴
射始め用ポートが始動時進角用突出部から一部でも突出
開放した時点から通常運転時のラック使用範囲とするこ
とができる。したがって、始動時以外の通常運転時の噴
射量コントロールラックの使用範囲を従来のようにせば
めることなく、その許容範囲を拡大し燃料噴射ポンプと
しての性能の安定に寄与することができる。

［実施例］ つぎに、本考案の一実施例を第１図ないし第３図にも
とづきまた第７図を参照して説明する。ただし、第４図
ないし第６図と同等の部分には同一符号を付し、その詳
述は省略する。

第１図に示した上記一実施例による燃料噴射ポンプ20
が第４図に示した燃料噴射ポンプ１と異なる構成は、噴
射始め用円形ポート18に相当する噴射始め用ポートとし
ての噴射始め用切欠きポート21を始動時進角用突出部に
合わせて断面形状をたとえば矩形状としたことである。

すなわち第１図ないし第３図に示すように、前記プラ
ンジャ５には噴射量を調量する前記リード17、およびこ
のリード17に連通する断面矩形状の噴射始め用切欠きポ
ート21を形成し、前記タイミングスリーブ４には、前記
始動時進角用突出部10、始動時進角用端面11および通常
進角用端面12を形成する。

こうした構成とした燃料噴射ポンプ20においては、第
３図に示すように、従来の第６図と同様に、燃料量コン
トロールラック14の長さＲに制限があるために、燃料始
め用切欠きポート21MAXに位置するように燃料量コント
ロールラック14を移動することができないことが想定さ
れるため、始動時進角用突出部10Aを設けるとともに噴
射量コントロールラック14の位置R1で始動時の最大進角
を得ようとしたとき、タイミングスリーブ４の始動時進
角用突出部10Aないしは始動時進角用端面11によってプ
ランジャ５の噴射始め用切欠きポート21が閉鎖された時
点で（破線の噴射始め用切欠きポート21Aの状態）ただ
ちに始動時の最大進角を得ることができる。さらに、燃
料始め用切欠きポート21が始動時進角用突出部10Aの第
３図中右側にその一部を突出開放させた状態では（たと
えば燃料始め用切欠きポート21Dなど）、とくにエンジ
ンの回転数が低い始動時においては、燃料始め用切欠き
ポート21Dが完全に通常進角用端面12により閉鎖される
までは燃料噴射が行われない。すなわち、始動時進角用
突出部10Aに断面形状を合わせた燃料始め用切欠きポー
ト21の図中右側端面部分が始動時進角用突出部10Aを境
にして図中左側に位置する始動時進角状態から、右側に
位置する通常運転時状態にただちに移行することとな
る。したがって、始動時進角用突出部10Aを形成したと
しても、従来のように第７図における弧状の進角部分が
発生することがなく、通常運転時のラック使用範囲をR0
とR1との間とすることができ、従来より広い使用範囲を
確保することができる。

したがって、従来の燃料噴射ポンプ１のように始動時
に噴射量コントロールラック14の位置を最大進角位置付
近に稼働させても進角が徐々に進むラック位置部分がな
くなり（第７図の実線参照）、通常運転時における噴射
量コントロールラック14の使用範囲が拡大され、設定自
由度が拡大されることとなる。

［考案の効果］ 以上説明したごとく本考案によれば、プランジャに形
成する噴射始め用ポートをタイミングスリーブの始動時
進角用突出部に合わせてたとえば断面矩形状としたの
で、この始動時進角用突出部ないしは始動時進角用端面
により上記噴射始め用ポートが閉鎖されてからただちに
始動時の最大進角を得ることができるので、通常運転時
の噴射量コントロールラックの使用範囲を拡大して安定
した性能で燃料噴射ポンプを運転することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による燃料噴射ポンプ１の始
動時における最大進角時の一部切欠き要部縦断面図、第
２図は同、横断面図、第３図は同、始動時進角用突出部
10、始動時進角用端面11および通常進角用端面12部分の
展開説明図、第４図は従来の燃料噴射ポンプ１の始動時
における最大進角時の一部切欠き要部縦断面図、第５図
は同、横断面図、第６図は同、始動時進角用突出部10、
始動時進角用端面11および通常進角用端面12部分の展開
説明図、第７図は噴射量コントロールラック14の位置に
対する燃料噴射量および進角の関係を示すグラフであ
る。 １……燃料噴射ポンプ ２……プランジャバレル ３……燃料溜り室 ４……タイミングスリーブ ５……プランジャ ６……ガイド溝 ７……ガイドピン ８……コントロールロッド ９……噴射終了用のスピルポート 10、10A……始動時進角用突出部 11……始動時進角用端面 12……通常進角用端面 13……アクセルペダル 14……噴射量コントロールラック 15……カム 16……連通用中央孔 17……リード 18、18A、18B、18C、18D……噴射始め用円形ポート（噴
射始め用ポート） 19……燃料圧室 20……燃料噴射ポンプ 21、21A、21B、21D……噴射始め用切欠きポート（噴射
始め用ポート） Ｐ……始動時進角用突出部10Aと通常進角用端面12との
交点 Ｒ……噴射量コントロールラック14の設定された長さ R1……始動時の最大進角を得ようとする噴射量コントロ
ールラック14の位置

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】噴射量コントロールラックと、 始動時進角用突出部、ならびにこの始動時進角用突出部
   を境にして形成した始動時進角用端面および通常進角用
   端面を有するタイミングスリーブと、 このタイミングスリーブ内を上下往復動可能および回動
   可能であるとともに、該上下往復動にともない前記始動
   時進角用端面あるいは通常進角用端面により開閉される
   噴射始め用ポートを有するとともに、前記噴射量コント
   ロールラックによって回動することにより前記噴射始め
   用ポートと前記始動時進角用突出部との相対位置を可変
   とすることができるプランジャと、を有する燃料噴射開
   始時期を可変とした燃料噴射ポンプであって、 前記プランジャの前記噴射始め用ポートを、前記始動時
   進角用突出部に合わせた断面形状に形成したことを特徴
   とする燃料噴射ポンプ。