JP2539064Y2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はディーゼル機関などの内
燃機関に用いられる燃料噴射ポンプにかかるもので、と
くにプリストローク可変型であるとともにパイロット噴
射を行うようにした燃料噴射ポンプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より燃料噴射ポンプには、そのプリ
ストロークを可変とするためのプリストローク可変機構
を設けたものがあり、一般的には上下往復動するプラン
ジャとこのプランジャに外嵌している制御スリーブとの
相対位置関係を調節することによりプリストロークを可
変としている。

【０００３】こうしたプリストローク可変機構として
は、実開昭６１−１１８９３６号、特開昭６３−１８３
２６４号などにその開示がある。

【０００４】また一般に、ディーゼルエンジンに装備す
る燃料噴射ポンプとくに列型燃料噴射ポンプにおいて
は、燃料噴射量ないしその有効ストローク制御のため
に、らせん状の溝から形成した傾斜リードをプランジャ
に形成するとともに、この傾斜リードの部位に対応した
制御スリーブの部位にスピルポートを形成する構成が一
般的である。

【０００５】さらにまた一般に、ディーゼル機関におい
ては着火遅れを減じ、窒素酸化物の発生を防止するとと
もに、燃焼騒音の低減を図るために、パイロット噴射
（初期噴射）およびこれに続くメイン噴射（主噴射）を
行うようにしたものがある。

【０００６】たとえば、実開昭６１−１６７４７０号、
実開昭６３−８３４５８号、特開昭６２−２６１６６７
号、実公昭５６−１５３９８号、特公昭４７−５８６３
号などがある。

【０００７】しかしながら、従来の燃料噴射ポンプにお
けるパイロット噴射を行う構成の難点として、パイロッ
ト噴射とメイン噴射との間のインターバル（カム角度の
間隔）およびパイロット噴射量を決定するための各種溝
その他の加工寸法が多岐にわたるため、加工工程が複雑
になりやすいとともに加工精度も維持しがたいという点
があり、結果として各筒間のバラツキが大きくなるとい
う問題がある。

【０００８】また、パイロット噴射のための各種溝その
他の加工により高圧油路内においてデッドボリュームが
増大し、燃料圧送の効率を低下させてしまうという問題
もある。

【０００９】こうした問題を解消するために、メイン噴
射用の傾斜リードとは別に、プランジャにパイロットス
ピル用スリットを形成するとともに、このパイロットス
ピル用スリットに相対する位置の制御スリーブにパイロ
ット噴射用カットオフポートを形成する燃料噴射ポンプ
が提案されている。

【００１０】図８ないし図１１により説明する。図８
は、上記の燃料噴射ポンプ１の燃料噴射開始時の一部断
面要部側面図、図９は同、燃料噴射終了時の一部断面要
部断面図であって、燃料噴射ポンプ１はデリバリバルブ
ハウジングないしはポンプハウジング２と、このポンプ
ハウジング２内に設けたプランジャバレル３とを有し、
内部に燃料溜り室４を形成してある。

【００１１】このポンプハウジング２とプランジャバレ
ル３とにかけてプランジャ５を回転および往復動可能に
配置する。プランジャ５の上方部には高圧の燃料圧室な
いしはプランジャ室６を形成し、デリバリバルブ（図示
せず）に連通させてある。

【００１２】プランジャ５には、燃料吸排ポート７と、
燃料吸排ポート７に連通してプランジャ室６に至る中央
燃料通路８と、燃料吸排ポート７に連通する周面上の縦
溝９と、この縦溝９に連通する同じく周面上の傾斜リー
ド１０と、この傾斜リード１０に連通するパイロットス
ピル用スリット１１とを形成してある。

【００１３】プランジャ５に外嵌して制御スリーブ１２
を設ける。この制御スリーブ１２は、コントロールロッ
ド（図示せず）によりプランジャ５との相対位置を変化
させるようにこれを上下動可能とすることによってプリ
ストロークを可変としている。

【００１４】制御スリーブ１２には、その半径方向にメ
イン噴射用カットオフポート１３を形成する。このメイ
ン噴射用カットオフポート１３は傾斜リード１０と軸方
向上で一致する部位にこれを形成する。

【００１５】制御スリーブ１２には、同じくその半径方
向にパイロット噴射用カットオフポート１４を形成す
る。このパイロット噴射用カットオフポート１４はパイ
ロットスピル用スリット１１と軸方向上で一致する部位
にこれを形成する。

【００１６】こうした構成の燃料噴射ポンプ１におい
て、プランジャ５の下降により燃料溜り室４内の燃料を
燃料吸排ポート７から吸入し、プランジャ５の上昇によ
り燃料吸排ポート７が制御スリーブ１２の下端部１２Ａ
によって閉鎖されてから、燃料の圧縮が開始される（図
８）。

【００１７】図９に示すように、プランジャ５がさらに
上昇して、パイロットスピル用スリット１１の上端縁が
パイロット噴射用カットオフポート１４に一致すると、
プランジャ室６と燃料溜り室４とが、中央燃料通路８、
燃料吸排ポート７、縦溝９傾斜リード１０、およびパイ
ロットスピル用スリット１１を介して連通するので、所
定量の燃料がパイロット噴射用カットオフポート１４か
ら燃料溜り室４内にスピルすることにより燃料のパイロ
ット噴射終了（パイロットスピルのタイミング）とな
る。

【００１８】さらに、この状態からプランジャ５が上昇
して、パイロットスピル用スリット１１とパイロット噴
射用カットオフポート１４との係合が解除され、プラン
ジャ室６と燃料溜り室４との連通が遮断されると、メイ
ン噴射が開始する。

【００１９】この状態からプランジャ５がさらに上昇し
て、傾斜リード１０の上端縁がメイン噴射用カットオフ
ポート１３に一致すると、プランジャ室６と燃料溜り室
４とが、中央燃料通路８、燃料吸排ポート７、縦溝９お
よび傾斜リード１０を介して連通するので、所定量の燃
料がメイン噴射用カットオフポート１３から燃料溜り室
４内にスピルすることにより燃料のメイン噴射終了（メ
インスピルのタイミング）となる。

【００２０】なお燃料の噴射量の制御は、コントロール
ラック（図示せず）によりプランジャ５をその軸心のま
わりに回動させることによって、傾斜リード１０とメイ
ン噴射用カットオフポート１３との係合位置を変化さ
せ、燃料吐出の有効ストローク（メイン噴射用ストロー
クＭＳ）（図８）を調整することによりこれを行う。

【００２１】また、コントロールスリーブ１１を上下に
操作してプリストロークを調節することにより燃料噴射
のタイミングを進角あるいは遅角させることができる。

【００２２】しかしながら、こうした燃料噴射ポンプ１
において、エンジンの回転数に対する燃料噴射量の特性
を計測した結果、図１０に示すように、あるプランジャ
５の回転域、つまりこのプランジャ５を回動制御するコ
ントロールラックの位置範囲ＡからＢにおいて、極度の
噴射量の密集域Ｒが発生することが判明した。

【００２３】この密集域Ｒの発生の原因として推測され
ることを、図１１を参照して説明する。図１１は、上記
ラック位置に対するプランジャ５の有効ストロークの関
係を示すグラフであって、ラック位置Ｂ以上の範囲にお
いては、パイロット噴射用ストロークＰＳ、メイン噴射
用ストロークＭＳ、およびこれらの間のインターバル△
Ｔが整然と認められる。

【００２４】したがって、噴射量全体としてはラック位
置および回転数に応じた一義的な数値を得ることができ
る。

【００２５】しかしながら、メイン噴射用の傾斜リード
１０とは別に、パイロット噴射用のストロークを得るた
めに、パイロットスピル用スリット１１（図９）を形成
したので、ラック位置ＢからＡの間では、メイン噴射の
有効ストロークが開始する前にパイロット噴射の小スト
ロークが存在する。

【００２６】しかも、このラック位置ＡからＢまでの範
囲においては、プランジャ５の有効ストロークがほとん
ど変化しないこととなり、ラック位置が変化しても噴射
量が変化しない現象、つまり密集域Ｒが存在することに
なる。

【００２７】こうした密集域Ｒが存在する噴射システム
においては、エンジン回転が不安定となり、サージ、ハ
ンチングなどの不具合の原因となることは周知の事実で
ある。

【００２８】なお、これらの不具合に対して二段リード
やアングライヒカット付きデリバリバルブの採用等によ
り改良可能であることも知られている。

【００２９】しかるに、上述の構成の燃料噴射ポンプ１
においては、パイロット噴射を得るためのプランジャ５
の傾斜リード１０およびパイロットスピル用スリット１
１の構成上の問題であり、従来技術により噴射特性を改
良することは困難であることが実験により確認されてい
る。

【００３０】

【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、上述のようなとくに
パイロット噴射の小ストローク域においてその有効スト
ロークが不変であることによる噴射量の密集域の発生を
防止可能として安定した噴射特性を有する燃料噴射ポン
プを提供することを課題とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】すなわち本考案は、噴射
量密集域が発生する小ストローク域においてパイロット
噴射用の有効ストロークを削除することに着目したもの
で、燃料圧室を有するプランジャバレルと、このプラン
ジャバレル内を往復動して燃料溜まり室から燃料吸排ポ
ートを介して上記燃料圧室に燃料を吸い込みこの燃料を
圧送するプランジャと、このプランジャに摺動自在に外
嵌した制御スリーブとを有するとともに、この制御スリ
ーブと上記プランジャとの軸方向の相対位置を変えてプ
リストロークを調節するようにした燃料噴射ポンプであ
って、上記プランジャの上記燃料吸排ポートに連通する
傾斜リードをこのプランジャの外表面に形成するととも
に、この傾斜リードに軸方向において相対する位置の上
記制御スリーブにメイン噴射用カットオフポートを形成
し、かつ上記プランジャの上記燃料吸排ポートと、この
燃料吸排ポートおよび上記傾斜リードを連通する連通用
縦溝と、該傾斜リードとのいずれかに連通するパイロッ
トスピル用スリットを上記プランジャの外表面に形成す
るとともに、このパイロットスピル用スリットに軸方に
おいて相対する位置の上記制御スリーブにパイロット噴
射用カットオフポートを上記メイン噴射用カットオフポ
ートとは別に形成し、さらに上記パイロットスピル用ス
リットに連通するサブリードを該パイロットスピル用ス
リットの小ストローク側に形成したことを特徴とする燃
料噴射ポンプである。

【００３２】なお、上記サブリードの形状としては傾斜
状、円形状、縦溝状、あるいは二段スリット状など任意
のものとすることができる。

【００３３】

【作用】本考案による燃料噴射ポンプにおいては、パイ
ロットスピル用スリットに連通するサブリードを該パイ
ロットスピル用スリットの小ストローク側に形成したの
で、プランジャが比較的小さいストロークを行う領域に
おいて、燃料吸排ポートが制御スリーブの下端部により
閉鎖されても、制御スリーブのパイロット噴射用カット
オフポートがこのサブリードに連通し、このパイロット
噴射用カットオフポートから燃料溜まり室に燃料圧が逃
げることとなり、実質的には燃料の圧送が不可能となっ
て、パイロット噴射用の有効なストロークが削除された
こととなる。

【００３４】プランジャを回動させることにより燃料噴
射量を制御するラックの位置が大きくなって、このサブ
リード位置からパイロット噴射用カットオフポートが外
れれば、通常の燃料吸い込み、および圧送を行うことが
可能となり、パイロット噴射およびメイン噴射ともに正
常に実現することができる。

【００３５】したがって、ラックの位置が小さい場合に
は、とくにパイロット噴射の有効ストロークがなくな
り、噴射量の密集域をなくすことができる。

【００３６】

【実施例】つぎに本考案の一実施例による燃料噴射ポン
プ２０を図１ないし図３にもとづき説明する。ただし、
図８ないし図１１と同様の部分については同一符号を付
し、その詳述はこれを省略する。

【００３７】図１は燃料噴射ポンプ２０の一部断面要部
側面図であって、この燃料噴射ポンプ２０においては、
前記パイロットスピル用スリット１１に連通して傾斜状
のサブリード２１を形成している。

【００３８】このサブリード２１の形成位置としては、
パイロットスピル用スリット１１において、プランジャ
の小ストローク側、つまり図１において右側先端部に形
成するものである。したがって、この傾斜状のサブリー
ド２１は縦溝９に連通していてもよい。

【００３９】こうした構成の燃料噴射ポンプ２０では、
図２に示すように、前記ラック範囲ＡからＢまでに相当
する範囲を含むパイロット噴射の小ストローク部分を削
除することができる。

【００４０】すなわち、ラック位置が小さい範囲におい
ては、制御スリーブ１２のパイロット噴射用カットオフ
ポート１４と傾斜状のサブリード２１とが連通可能な状
態にあるので、燃料吸排ポート７が制御スリーブ１２の
下端部１２Ａにより閉鎖されても、パイロット噴射用カ
ットオフポート１４がこのサブリード２１に連通し、こ
のパイロット噴射用カットオフポート１４から燃料溜ま
り室４に燃料圧が逃げることとなり、実質的には燃料の
圧送が不可能となって、パイロット噴射用の有効なスト
ロークが削除される。

【００４１】ラックの位置が大きくなって、このサブリ
ード２１の位置からパイロット噴射用カットオフポート
１４が図１中左方向に外れれば、通常の燃料吸い込み、
および圧送を行うことが可能となり、パイロット噴射お
よびメイン噴射ともに正常に実現することができる。

【００４２】こうした結果として、図３に示すように、
密集域のない安定した噴射量特性を得ることができる。

【００４３】なお本考案において、サブリードとして
は、その位置がパイロットスピル用スリット１１の小ス
トローク側であるとともに、同パイロットスピル用スリ
ット１１の上方に少なくともその一部が突出するもので
あれば、その形状および構成には他の変形例が可能であ
る。

【００４４】たとえば図４に示すように、円形状のサブ
リード２２とすることができる。

【００４５】また図５に示すように、縦溝状のサブリー
ド２３とすることができる。

【００４６】また図６に示すように、二段スリット状の
サブリード２４とすることができる。

【００４７】さらに、本考案においては、パイロットス
ピル用スリット１１の形成部位として、このパイロット
スピル用スリット１１がプランジャ５の燃料吸排ポート
７と、燃料吸排ポート７および傾斜リード１０を連通す
る連通用縦溝９と、傾斜リード９とのいずれかに連通す
るものであればよく、このパイロットスピル用スリット
１１に対応してサブリードの形成態様も変形例が可能で
ある。

【００４８】たとえば図７に示すように、パイロットス
ピル用スリット１１自体を縦溝９に連通させるととも
に、傾斜リード１０の反対側に形成した場合に、その先
端部に円形状のサブリード２５を形成することができ
る。

【００４９】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、パイロッ
トスピル用スリットに連通してサブリードを形成するこ
とにより、パイロット噴射機構における噴射量特性の密
集域という不具合の改良を実現し、アイドリングの安定
性、サージ、ハンチング、回転とびなどのエンジン性能
の改良が可能である。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による燃料噴射ポンプ２０の
一部断面要部側面図である。

【図２】同、ラック位置に対するプランジャ５の有効ス
トロークの関係を示すグラフである。

【図３】同、エンジンの回転数に対する燃料噴射量の特
性を示すグラフである。

【図４】本考案における変形例の円形状のサブリード２
２を示すプランジャ５の要部側面図である。

【図５】同、他の変形例の縦溝状のサブリード２３を示
すプランジャ５の要部側面図である。

【図６】同、他の変形例の二段スリット状のサブリード
２４を示すプランジャ５の要部側面図である。

【図７】同、他の変形例の円形状のサブリード２５を示
すプランジャ５の要部側面図である。

【図８】従来の燃料噴射ポンプ１のパイロット噴射開始
時の一部断面要部側面図である。

【図９】同、燃料噴射ポンプ１のパイロット噴射終了時
の一部断面要部断面図である。

【図１０】同、エンジンの回転数に対する燃料噴射量の
特性を示すグラフである。

【図１１】同、ラック位置に対するプランジャ５の有効
ストロークの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 燃料噴射ポンプ ２ デリバリバルブないしポンプハウジング ３ プランジャバレル ４ 燃料溜り室 ５ プランジャ ６ プランジャ室（燃料圧室） ７ 燃料吸排ポート ８ 中央燃料通路 ９ 縦溝 １０ 傾斜リード １１ パイロットスピル用スリット １２ 制御スリーブ １２Ａ 制御スリーブ１２の下端部 １３ メイン噴射用カットオフポート １４ パイロット噴射用カットオフポート ２０ 燃料噴射ポンプ ２１ 傾斜状のサブリード ２２ 円形状のサブリード ２３ 縦溝状のサブリード ２４ 二段スリット状のサブリード ２５ 円形状のサブリード Ｒ 噴射量の密集域 ＰＳ パイロット噴射用ストローク ＭＳ メイン噴射用ストローク △Ｔ パイロット噴射用ストロークＰＳとメイン噴射用
ストロークＭＳとの間のインターバル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−167470（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−37462（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−173672（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−68560（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−89855（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−78762（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料圧室を有するプランジャバレル
   と、 このプランジャバレル内を往復動して燃料溜まり室から
   燃料吸排ポートを介して前記燃料圧室に燃料を吸い込み
   この燃料を圧送するプランジャと、 このプランジャに摺動自在に外嵌した制御スリーブとを
   有するとともに、 この制御スリーブと前記プランジャとの軸方向の相対位
   置を変えてプリストロークを調節するようにした燃料噴
   射ポンプであって、 前記プランジャの前記燃料吸排ポートに連通する傾斜リ
   ードをこのプランジャの外表面に形成するとともに、こ
   の傾斜リードに軸方向において相対する位置の前記制御
   スリーブにメイン噴射用カットオフポートを形成し、か
   つ前記プランジャの前記燃料吸排ポートと、この燃料吸
   排ポートおよび前記傾斜リードを連通する連通用縦溝
   と、該傾斜リードとのいずれかに連通するパイロットス
   ピル用スリットを前記プランジャの外表面に形成すると
   ともに、このパイロットスピル用スリットに軸方におい
   て相対する位置の前記制御スリーブにパイロット噴射用
   カットオフポートを前記メイン噴射用カットオフポート
   とは別に形成し、 さらに前記パイロットスピル用スリットに連通するサブ
   リードを該パイロットスピル用スリットの小ストローク
   側に形成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ。