JP2723588B2 - 内燃機関用の燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関用の燃料噴射ポンプであって、シ
リンダ内を案内されて軸方向往復運動するプランジャが
設けられていて、該プランジャが、その端面で高圧室を
制限し、有効吐出行程を制限するために周面に少なくと
も１つの切欠きを有しており、該切欠きが、プランジャ
における接続通路を介して常にハイドロリック的に高圧
室と接続されていて、該高圧室に向けられた上側の端部
に斜め又は螺旋状に延びた抑制制御縁を有しており、さ
らに同プランジャが有効吐出行程を調節するために、縦
軸線を中心にして回転可能であり、プランジャと協働す
る少なくとも１つの制御開口がシリンダ壁に設けられて
いて、該制御開口が低圧室と接続されており、同制御開
口がプランジャの吐出行程運動中に、高圧側の端面に隣
接する上側の制御縁と抑制制御縁との間を延びるプラン
ジャ周面によって、閉鎖されるようになっており、制御
縁及び抑制制御縁によって制限されたプランジャ周面に
抑制制御縁から間隔をおいてかつ該抑制制御縁に対して
ほぼ平行に延びる溝が、キャビテーションによる損傷を
減じるために設けられていて、該溝の溝幅が制御開口よ
りも小さく設定されている形式のものに関する。

従来の技術 このような形式の燃料噴射ポンプでは、回転するカム
板によつて駆動されるプランジヤの吸込み行程時に高圧
室又は押除け室又はポンプ作業室はシリンダ壁に設けら
れた開放された制御開口を介して、低圧室であるポンプ
内室から燃料を満たされる。吐出行程は、プランジヤの
制御縁が制御開口を通過して該制御開口がプランジヤの
周面によつて閉鎖されるやいなや、導入される。プラン
ジヤの全行程は常に一定なので、各プランジヤ行程時に
高圧室から噴射のために吐出される燃料の量は、有効吐
出行程を調節することによつて可変である。この目的の
ためには抑制制御縁を備えた切欠きが働き、この抑制制
御縁は切欠きに向かつてプランジヤの周面を制限してい
る。抑制制御縁が制御開口を越えてシフトし始めるやい
なや、制御開口は切欠きを介して益々大きく高圧室と接
続される。吐出圧は低圧室又はポンプ内室における圧力
よりも著しく大きいので、燃料は衝撃的に高圧室から制
御開口を介して低圧室に流出する。これによつて燃料吐
出は瞬時に中断される。この場合縦軸線を中心にしたプ
ランジヤの回転によつて、斜め又は螺旋状に延びた抑制
制御縁が制御開口のそばを通過滑動する時期、ひいては
吐出終了をプランジヤの行程周期に対して早め又は遅め
に調節することができる。

高圧室における吐出圧と低圧室における燃料圧との間
の著しく大きな圧力差によつて、抑制制御動作時、つま
り吐出行程の終了時には、制御開口を介して燃料が極め
て強く流出し、この結果制御開口のところで渦流及び負
圧区域が発生し、これによつてプランジヤ周面において
キヤビテーシヨンが引き起こされる。特に、抑制制御動
作時にベーパの形成を観察することができ、このベーパ
は、特にそれが壁近くで破裂した場合に、プランジヤ制
御面における著しい損傷を惹起する。

このような現象を回避するために、冒頭に述べた形式
の公知の燃料噴射ポンプ（DE−PS2749693）では制御開
口を低圧室と接続するシリンダ周壁における導管又は孔
が少なくとも１つの供給分岐部と少なくとも１つの流出
分岐部とに分割されており、抑制制動動作の導入と共
に、制御縁と抑制制御縁との間のプランジヤ面における
端部を閉じられた溝によつて、供給分岐部と流出分岐部
との間の接続が生じるようになつている。これによつて
流出分岐部には抑制制御動作中に供給分岐部から燃料が
供給され、この結果渦流及び負圧区域がキヤビテーシヨ
ン力の低減によつて著しく回避される。

同様に公知の燃料噴射ポンプ（US−PS4163634）で
は、プランジヤの周面において制御縁と抑制制御縁との
間に配置された溝は、キヤビテーシヨンによる損傷を回
避するためではなく、内燃機関の負荷時における燃料吐
出量の減少ひいては回転数低下のために働く。このため
に溝は抑制制御縁の部分範囲にわたつて延びていて、ア
イドリング時に有効な、つまりプランジヤのアイドリン
グ調節時に制御開口と合致する抑制制御縁範囲を切り欠
いている。この場合溝はその一端で高圧室に接続してい
て、他端において閉鎖されている。溝は抑制制御縁に対
して次のように、すなわち、同溝が吐出行程の規定の箇
所から吐出行程の終了部に到るまで制御開口の範囲に位
置していて、高圧室における燃料の一部を制御開口を介
して流出させるように、配置されかつ寸法設定されてい
る。燃料噴射ポンプのアイドリング時においては溝は不
作用である。

発明の課題 従来の燃料噴射ポンプの抑制制御動作時に発生した不
都合な渦流ひいてはキヤビテーシヨン現象を簡単な手段
で回避して、プランジヤ面の損傷を防止することができ
る燃料噴射ポンプを提供することである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では、溝が、
プランジャにおける接続通路を介して、高圧室と常にハ
イドロリック的に接続されていて、制御開口への抑制制
御縁の進入直前に前抑制制御溝として高圧室を制御開口
にハイドロリック的に接続するような間隔を抑制制御縁
から有しているようにした。

発明の効果 このように構成された本発明による燃料噴射ポンプに
は、簡単な手段でプランジヤ面における損傷が回避され
るという利点がある。前抑制制御溝によつて本来の抑制
制御動作開始の直前に燃料は高圧室から制御開口に圧送
され、これによつて本来の抑制制御開始前に制御開口に
おける中空室が洗い流され、この結果形成されるベーパ
はプランジヤ面から、プランジヤ面からさらに離れた範
囲へと移動せしめられる。この場合本発明の特に有利な
構成のように前抑制制御溝が構成されていると、つまり
前抑制制御溝が一端において高圧室と接続され、かつ他
端において閉鎖されていると、制御孔における燃料は片
側における流入によつて回転する。これによつて生じる
渦流は、プランジヤ及び制御開口における流れの少ない
範囲からのベーパの掃気を著しく改善する。

前抑制制御溝が、プランジヤの大きな有効吐出行程時
に有効である抑制制御縁の範囲において、プランジヤの
小さな有効吐出行程時に有効である抑制制御縁の範囲よ
りも深くかつ／又は広幅に構成されていることによつ
て、又はプランジヤの小さな吐出行程時に有効である抑
制制御縁の範囲において前抑制制御溝を省くことによつ
て、燃料噴射量の調量における誤差への掃気のために前
抑制制御溝を介して分岐された燃料量の影響を、小さく
保つことができる。そしてこのような影響は特に小さな
吐出行程時には問題がある。さらに小さな吐出行程時に
おけるキヤビテーシヨンの問題は大きな吐出行程時に較
べて著しく小さいので、これによつて損傷を減じるとい
う目的が著しく損われることはない。

実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図において部分的に縦断面図で示された燃料噴射
ポンプは、受容孔11を備えていてアルミニウムから鋳造
されたポンプケーシング10を有しており、受容孔11に
は、部分的に示されたポンプエレメント12が差し込まれ
ていて、フランジ13を用いて公知の形式で固定されてい
る。ポンプエレメント12は、フランジ13が一体成形され
たバレル14と、該バレル14の円筒形の孔15内を軸方向運
動及び回転運動可能に案内されるプランジヤ16と、圧力
弁18とから成つており、この圧力弁はその圧力弁ケーシ
ング19で、孔15の直径を拡大された区分にねじ込まれて
いて、プランジヤ16と一緒にポンプ作業室17を制限して
いる。バレル14には直径方向で向かい合つている２つの
制御孔20,21が配置されており、両制御孔は、同時に吸
込み室として働く戻し流室22と接続されている。各制御
孔20,21は制御開口23で孔15に開口している。戻し流室2
2は図示されていない接続導管を介して自体公知の形式
でポンプ内室と接続されており、このポンプ内室は燃料
フイードポンプを用いて燃料を満たされ、約２〜５バー
ルの圧力下にある。

プランジヤ16の周面162には、斜め又は螺旋状に延び
た溝として構成された２つの切欠き24が一体成形されて
おり、この切欠きの、ポンプ作業室17に向いた制限部
は、プランジヤ16の周面162に抑制制御縁25を形成して
いる。各切欠き24は常に、縦溝としてプランジヤ16に一
体成形されたストツプ溝26を介してポンプ作業室17と接
続されている。ストツプ溝26の代わりに軸方向孔が設け
られていてもよい。プランジヤ16の、ポンプ作業室17を
制限している端面161に位置している、周面162の前方の
制限縁は、プランジヤ16の制限縁27を形成している。プ
ランジヤ16の軸方向行程の間中、制御縁27と抑制制御縁
25との間に位置している、プランジヤ16の周面162の面
区分は、各制御孔20,21の制御開口23を閉鎖している。
プランジヤ16の下死点において制御縁27は制御開口23の
範囲に位置しているので、燃料は燃料を満たされた戻し
流室22からポンプ作業室17に流入することができる。有
効吐出行程中制御開口23はプランジヤ16の周面162によ
つて閉鎖されており、有効吐出行程の終了で各抑制制御
縁25は制御開口23の範囲に達し、これによつてストツプ
溝26と切欠き24とを介して再びポンプ作業室17と制御開
口23との間の接続が生ぜしめられる。ポンプ作業室17に
おいて高圧下にある燃料は今や衝撃的に制御孔20,21を
介して戻し流室22に流出することができる。軸方向にお
けるプランジヤ行程は一定なので、有効吐出行程の調節
のためにプランジヤ16はその縦軸線を中心にして回動さ
せられ、この結果抑制制御縁25はプランジヤ行程中に時
間的に早め又は遅めに制御開口23の範囲に達する。これ
によつて吐出終了は相応に早め又は遅めになる。

破裂するベーパによる制御開口23直ぐ近くの制御孔2
0,21の範囲及びプランジヤ16の周面162におけるキヤビ
テーシヨンによる損傷を回避するために、抑制制御縁25
と制御縁27との間の周面区分には前抑制制御溝28が設け
られている。各１つの前抑制制御溝28は抑制制御縁25に
配属されていて、抑制制御縁に対してほぼ平行に、有利
には該抑制制御縁の長手方向の全長にわたつて延びてい
る。前抑制制御28は一端でストツプ溝26に開口し（第１
図）、かつ他端において閉鎖されている（第２図）。前
抑制制御溝28と各制御縁27との間の間隔は、前抑制制御
溝28が制御開口23の範囲への抑制制御溝25の進入直前に
達し、これによつてポンプ作業室17を既に本来の抑制制
御開始の直前に制御開口23に接続するように設定されて
いる。これによつて、高圧下にある燃料は調量されて既
に抑制制御開始の直前に制御開口23に流出し、ここに形
成される又は形成された負圧区域及びベーパを制御孔2
0,21の内部に移動させ、この結果破裂するベーパがプラ
ンジヤ16の周面162におけるキヤビテーシヨンによる損
傷を惹起することはなくなる。この場合前抑制制御溝28
は有利には次のように、すなわち前抑制制御溝が、プラ
ンジヤ16の大きな吐出行程時に有効である抑制制御縁25
の範囲において、プランジヤ16の小さな吐出行程時に有
効である抑制制御縁25の範囲よりも深くかつ／又は広幅
であるように構成されている。これによつて、抑制制御
開始直前に制御開口23に流入する燃料量は、大きな吐出
行程時には大きくかつ小さな吐出行程時には小さくなる
ように調量される。このようにして、プランジヤ16の吐
出行程中における燃料噴出量の配量時の誤差の問題は、
限度内に保たれる。すなわちこの場合前抑制制御溝28を
介して掃気のために流出する燃料は配量された吐出量に
おいて不足しているので、小さな有効吐出行程時には掃
気のために流出する燃料量は大きな有効吐出行程時にお
けるよりもはるかに不都合である。相応に前抑制制御溝
28を上述のように構成することによつて、大きな吐出行
程時における掃気・燃料量は小さな吐出行程時における
よりも著しく大きく調量される。前抑制制御溝28の清掃
を簡単化するために前抑制制御溝はその幅及び深さを一
定に構成されることができ、しかしながらこの場合、抑
制制御縁25の全長にわたつてではなく、中位及び大きな
吐出行程時に有効である抑制制御縁25の範囲にわたつて
のみ延びている。つまり小さな吐出行程の範囲において
は前抑制制御溝28は有効ではない。

以下のように前抑制制御溝28の寸法が設定されている
と特に効果的であることが証明された：すなわち、前抑
制制御溝28と抑制制御縁との間の間隔は制御開口23の内
径の約20〜50％である。前抑制制御溝28の幅は制御開口
23の直径の約20〜50％である。前抑制制御溝28の深さは
制御開口23の直径の約２〜20％である。

片側において閉鎖されかつ他端においてストツプ溝26
を介して高圧室又はポンプ作業室17と接続された前抑制
制御溝28の代わりに、前抑制制御溝28aは両端において
ポンプ作業室17と接続されていてもよい。この場合、前
抑制制御溝28aから制御開口23に流出する燃料は、第２
図に略示されているような一種の渦流の形ではプランジ
ヤ16の周面162を介して流れなくなり、このことは特に
プランジヤ16の周面162から負圧区域及びベーパを掃気
するのに有利である、しかしながらまた、前抑制制御溝
28から解離した燃料によつてこの区域及びベーパは制御
孔20,21の内部に向かつて掃気される。両方の場合にお
いて溝横断面は方形又は円弧として構成されることがで
きる。連続した前抑制制御溝28aは第２図では破線でか
つ第３図では実線で示されている。

第３図にはポンプエレメント12の変化実施例が示され
ている。この場合１つの制御開口23を備えた１つの制御
孔20だけが設けられている。相応にプランジヤ16にはた
だ１つの切欠き24だけが設けられており、この切欠きは
ストツプ溝26を介してポンプ作業室17と常に接続されて
いる。切欠き24は同様に抑制制御縁25によつて制限され
る。抑制制御縁25に対して平行に前抑制制御溝28aが延
びており、この前抑制制御溝は一端でストツプ溝26にか
つ他端で切欠き24に開口している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射ポンプの部分的な縦断面
図、第２図は第１図の一部を拡大して示す図、第３図は
別の実施例による燃料噴射ポンプの部分的な縦断面図で
ある。 10……ポンプケーシング、11……受容孔、12……ポンプ
エレメント、13……フランジ、14……バレル、15……
孔、16……プランジヤ、17……ポンプ作業室、18……圧
力弁、19……圧力弁ケーシング、20,21……制御孔、22
……戻し流室、23……制御開口、24……切欠き、25……
抑制制御縁、26……ストツプ溝、27……制御縁、28,28a
……前抑制制御溝、161……端面、162……周面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート・チエーケ ドイツ連邦共和国オストフイルデルン １・シユヴアルツヴアルトシユトラーセ ３ (72)発明者 リヒヤルト・キンツエル ドイツ連邦共和国ラウタータール １・ タンネンベルク ７ (72)発明者 テーオドール・シユテイペク オーストリア国ハライン・ガンパーシユ トラーセ 15

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関用の燃料噴射ポンプであって、 シリンダ内を案内されて軸方向往復運動するプランジャ
   が設けられていて、該プランジャが、その端面で高圧室
   を制限し、有効吐出行程を制限するために周面に少なく
   とも１つの切欠きを有しており、該切欠きが、プランジ
   ャにおける接続通路を介して常にハイドロリック的に高
   圧室と接続されていて、該高圧室に向けられた上側の端
   部に斜め又は螺旋状に延びた抑制制御縁を有しており、
   さらに同プランジャが有効吐出行程を調節するために、
   縦軸線を中心にして回転可能であり、 プランジャと協働する少なくとも１つの制御開口がシリ
   ンダ壁に設けられていて、該制御開口が低圧室と接続さ
   れており、同制御開口がプランジャの吐出行程運動中
   に、高圧側の端面に隣接する上側の制御縁と抑制制御縁
   との間を延びるプランジャ周面によって、閉鎖されるよ
   うになっており、 制御縁及び抑制制御縁によって制限されたプランジャ周
   面に抑制制御縁から間隔をおいてかつ該抑制制御縁に対
   してほぼ平行に延びる溝が、キャビテーションによる損
   傷を減じるために設けられていて、該溝の溝幅が制御開
   口よりも小さく設定されている形式のものにおいて、 前記溝が、プランジャ（16）における接続通路を介し
   て、高圧室（17）と常にハイドロリック的に接続されて
   いて、制御開口（23）への抑制制御縁（25）の進入直前
   に前抑制制御溝（28）として高圧室（17）を制御開口
   （23）にハイドロリック的に接続するような間隔を抑制
   制御縁（25）から有していることを特徴とする、内燃機
   関用の燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】高圧室（17）への接続部が前抑制制御溝
   （28）の少なくとも１つの溝端部を介して案内されてい
   る、請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】前抑制制御溝（28）の他方の溝端部が閉鎖
   されている、請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】切欠き（24）と高圧室（17）とが、プラン
   ジャ周面（162）を軸方向に延びているストップ溝（2
   6）によって常に接続されており、前抑制制御溝（28,28
   a）が一方の溝端部でストップ溝（26）に開口してい
   る、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料噴射
   ポンプ。
5. 【請求項５】前抑制制御溝（28）が抑制制御縁（25）の
   全長にわたって延びている、請求項１から４までのいず
   れか１項記載の燃料噴射ポンプ。
6. 【請求項６】前抑制制御溝（28）が、プランジャ（16）
   の大きな有効吐出行程時に有効である抑制制御縁（25）
   の範囲において、プランジャ（16）の小さな有効吐出行
   程時に有効である抑制制御縁（25）の範囲よりも深くか
   つ／又は広幅に構成されている、請求項５記載の燃料噴
   射ポンプ。
7. 【請求項７】前抑制制御溝（28）が、プランジャ（16）
   の中位から大きな吐出行程時に有効である抑制制御縁
   （25）の範囲にわたって延びている、請求項１から４ま
   でのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。
8. 【請求項８】前抑制制御溝（28）と抑制制御縁（25）と
   の間の間隔が制御開口（23）の直径の約20〜50％であ
   る、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃料噴射
   ポンプ。
9. 【請求項９】前抑制制御溝（28）の幅が制御開口（23）
   の直径の約20〜50％である、請求項１から８までのいず
   れか１項記載の燃料噴射ポンプ。
10. 【請求項１０】前抑制制御溝（28）の深さが制御開口
    （23）の直径の約２〜20％である、請求項１から９まで
    のいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。