JP2794911B2 - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼル機関に用いられる分配型燃料噴
射ポンプに関するもので、特に軽負荷時に燃料噴射時期
を遅らすようにしたロードセンシングタイマ（LST）付
の分配型噴射ポンプに関する。

（従来の技術） 従来より、分配型噴射ポンプとして、ガバナスリーブ
の燃料増方向への移動時、ガバナスリーブの動きを遅く
することによってスピルリングの動きを鈍化させ、加速
ショックを緩和するものが知られている（実公昭59−10
69号公報）。この装置は、ガバナシャフトに摺動自在な
ガバナスリーブの先端に設けられる燃料ポートに板状弁
体を嵌挿し燃料ポートを小さくすることで、ガバナスリ
ーブの燃料増方向への移動を遅くし、急加速時のショッ
クを低減するようにしたものである。

また他の分配型燃料噴射ポンプとして、軽負荷時、ポ
ンプ室の燃料をガバナスリーブの燃料ポートを通してガ
バナシャフトの油通路から油を低圧室に流し、ポンプ室
に連通するタイマ高圧室内の燃料の圧力を低下すること
により、燃料噴射タイミングを遅らすようにしたロード
センシングタイマ付のものがある。

この従来の分配型燃料噴射ポンプは、例えば第９図に
示すように、ガバナ部80のガバナシャフト81の外周に摺
動自在に設けられる有底円筒状のガバナスリーブ83の先
端側面にオリフィス84が開口され、ガバナシャフト81の
外周に環状溝状に形成される低圧室87に連通する通孔82
がガバナシャフト81の軸線方向に開口され、この通孔82
はフィードポンプ低圧室に連通している。ガバナシャフ
ト81の先端部にはガバナスリーブ83の内部にダンパ室86
が形成されている。

この場合、ポンプ室９の高圧燃料は、オリフィス84、
ダンパ室86、ガバナシャフト81とガバナスリーブ83で形
成される隙間Ｓ、低圧室87を通り、通孔82からフィード
ポンプ低圧室へ導かれる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の分配型燃料噴射ポン
プによると、車両加速時の加速ショックが大きいという
問題がある。これは、車両加速時、図示しないガバナレ
バーの回動によって生じる力が、第９図に示すガバナス
リーブ83の図示左方向に働くと、ダンパ室86内の燃料の
一部がオリフィス84からポンプ室９内に流入しガバナス
リーブ83を急激に左方向に移動することが原因となる。

このような加速ショックを低減するためには前記オリ
フィス84の孔径を小さくすれば上記問題は解決される。

ところが、ロードセンシングタイマ付の分配型燃料噴
射ポンプにおいては、オリフィス84の孔径を小さくして
いくと、ポンプ室９の圧力Ph、ダンパ室86の圧力Psとし
た場合、 Ph＞Ps の関係になり、PhとPsに生じた差圧が燃料噴射量の増量
方向にガバナスリーブ83に作用し、ガバナリンクは不安
定な挙動を示す。すなわち、第10図に示すＡ線の如きポ
ンプ回転数Ｎ−燃料噴射量Ｑの理想曲線に対しＢ線で示
すようなガバナの制御不能域を生じる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、ガバナスリーブのオリフィスの孔径を充分に
縮小しても、ポンプ室の圧力Phとダンパ室の圧力Psに差
圧を生じないようにした分配型燃料噴射ポンプを提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の分配型燃料噴射ポンプは、燃料
ポンプから吐出される燃料をポンププランジャの作動に
よって内燃機関に噴射供給する分配型燃料噴射ポンプで
あって、燃料噴射ポンプから吐出される燃料が供給され
るポンプ室と、前記ポンプ室と連通するタイマ高圧室に
導かれる燃料圧力の増大に応じてリターンスプリングに
抗してタイマピストンを燃料噴射時期進角側に移動する
タイマ部と、機関の負荷に応じて燃料噴射量を増減する
ように駆動されるガバナレバーと、機関回転数に応じて
回転するガバナシャフトと、前記ガバナシャフトの外周
に摺動自在に設けられ、フライウイトの遠心力と前記ガ
バナレバーの押圧力とのバランスにより前記ガバナシャ
フトに対する軸方向位置が決まるガバナスリーブと、前
記ガバナシャフトと前記ガバナスリーブの間に形成され
る低圧室と、前記ガバナスリーブに形成され、前記ポン
プ室と前記低圧室とを機関の軽負荷時に連通可能な第１
オリフィス、前記ガバナシャフトと前記ガバナスリーブ
間に形成され、前記低圧室の位置よりガバナシャフト先
端側に形成される均圧室と、前記ガバナスリーブに形成
され、前記ポンプ室と前記均圧室とを連通する第２オリ
フィスと、前記ガバナシャフト先端面と前記ガバナスリ
ーブ間に形成されるダンパ室と、前記ガバナスリーブに
形成され、前記ポンプ室と前記ダンパ室とを連通する第
３オリフィスとを備えたことを特徴とする。

（作用） 本発明の分配型燃料噴射ポンプによれば、均圧室の存
在により、ポンプ室とダンパ室とを連通する第３オリフ
ィスの孔径を小さくしても、ポンプ室とダンパ室の圧力
がほぼ均等に保持されるため、前記ガバナの不安定な挙
動を生ずることなく、加速ショックを緩和することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第２図は、ディーゼル機関の分配型燃料噴射ポンプに
適用した本発明の第１の実施例を示している。

第２図において、燃料噴射ポンプ１のフィードポンプ
（燃料ポンプ）２とタイマ部３の部分は、図面の説明上
理解しやすくなるために実際の構成に比べ紙面に対し90
度展開した状態になっている。

ポンプハウジング４の燃料入口５から流入された燃料
は、通路７を通ってベーン型フィードポンプ６により汲
上げられ、汲上げられた燃料は、調圧弁10により調圧さ
れて、ポンプ回転数に比例した圧力となって通路８から
ポンプ室９に流入される。調圧弁10の低圧室10aはフィ
ードポンプ６の上流側の燃料吸入側吸入室33に連通され
ている。

ドライブシャフト（図示せず）の回転によりポンプ室
９のフェースカム（図示せず）とポンププランジャ11が
回転運動および往復運動を行なうと、燃料の圧送および
分配が後述するようになされる。すなわち、プランジャ
分配ポート12からの燃料の圧送は、ポンププランジャ11
が第２図で右方向に移動するとき開始され、プランジャ
溢流ポート13がスピルリング14から開放されたとき終了
する。

スピルリング14の位置を規制するヘッドピン15は、ガ
バナ機構16により位置制御される。つまり、基本的に
は、ドライブシャフトと連動するギア（図示せず）と一
体になるフライウエイトホルダ21がガバナシャフト54に
取付けられており、ガバナシャフト54の回転が増速され
ると、フライウエイトホルダ21に遊挿される４個のフラ
イウエイト17が遠心力によって第２図で矢印Ａ方向に広
がり、フライウエイト爪部17aに当接するガバナスリー
ブ55をガバナシャフト54に対し第２図示矢印Ｂ方向に押
出す。これにより、ガバナスリーブ55の先端に当接され
るガバナレバー22が支点ａを中心として第２図で時計方
向に回動すると、他端22aに連結されるヘッドピン15を
第２図で左方向に移動し、ポンププランジャ11の燃料圧
送時の有効ストロークを短くし、燃料噴射量を減少させ
る。

ガバナシャフト54の外周壁に対し軸方向に摺動自在に
設けられる有底円筒状のガバナスリーブ55は、第１オリ
フィス66が低圧室63とオーバーラップしたときポンプ室
９が第１オリフィス66を経て通孔62に連通される。通孔
62は、通路32により調整弁10の低圧室に連通されてい
る。

第１図に示す状態は、全負荷運転時の状態をあらわし
ている。この状態からガバナレバー22を噴射量減少方向
（第２図矢印Ｂ方向）に移動するとガバナスリーブ55が
第１図で右方向（第２図矢印Ｂ方向）に移動され、第１
オリフィス66が開いた状態に移行される。この状態で
は、ポンプ室９内の燃料を、第１オリフィス66、通孔62
から通路32を経て調整弁10の低圧室に逃がす。つまり、
燃料噴射量が減少すると、第１オリフィス66が開く。第
２オリフィス67および第３オリフィス68については後述
する。

燃料噴射時期を調節するタイマ部３は、フェイスカム
に接するローラホルダ（図示せず）を回動させることに
より機関のクランク角度に対する噴射開始位置を調節す
る。すなわち、ローラホルダに連動するタイマピストン
ピン41を駆動するタイマピストン42がタイマシリンダ43
に摺動可能に収納されており、このタイマピストン42の
一端面側のタイマ高圧室44に前述したポンプ室９の燃料
圧力が導かれ、他端面側のタイマ低圧室45にタイマピス
トン42を遅角側（高圧室側）に付勢するリターンスプリ
ング46が介装されている。これにより、燃料噴射時期を
調節するタイマピストン位置は、タイマ高圧室44の圧力
とタイマ低圧室45の圧力およびリターンスプリング46の
付勢力とのバランスにより決定される。

次に、ガバナシャフト54およびガバナスリーブ55の構
造について第１図にもとづいてさらに詳述する。

フィードポンプ６の低圧室へ連通する通孔62をもつガ
バナシャフト54には、環状溝からなる第１小径部54aお
よび第２小径部54bが形成される。そして円柱状のガバ
ナシャフト54と該ガバナシャフトに挿入された有底円筒
状のガバナスリーブ55の内周壁面との間にそれぞれ低圧
室63および均圧室64を形成している。低圧室63は、前述
した通孔62が開口し、均圧室64との間を大径部54cによ
り仕切られている。また、ガバナシャフト54の最先端に
形成される頂部54dの端面とガバナスリーブ55の内周壁
面とによりダンパ室65を形成している。大径部54cおよ
び頂部54dのそれぞれの外周壁面とガバナスリーブ内周
壁面との間に環状隙間t₁、t₂が形成されるため、低圧室
63、均圧室64およびダンパ室65は、この環状隙間t₁、t₂
により連通している。

ガバナスリーブ55のフィードポンプ側端部には、フラ
イウエイト17の爪部17aにより押上げられるつば部55aが
形成される。またガバナスリーブ55の外周壁面と内周壁
面とを連通するには第１オリフィス66、第２オリフィス
67および第３オリフィス68が形成されている。

第１オリフィス66は、前記の如くガバナシャフト54の
外周壁に対し軸方向にガバナスリーブ55が移動し、低圧
室63とオーバーラップしたとき、ポンプ室９が第１オリ
フィス66を経て通孔62に連通される。通孔62は通路32に
より調圧弁10の低圧室に連通されている。

第２オリフィス67は、常にポンプ室９と均圧室64と連
通している。ここに第２オリフィス67の孔径は、ポンプ
室９の圧力と均圧室64の圧力をほぼ同等にするため比較
的大きく設定されている。

第３オリフィス68は、ポンプ室９とダンパ室65を連通
させ、その孔径はディーゼル機関の特性に適合するよう
に設定されている。

ガバナスリーブ55が第１図に示す位置にあるとき、ポ
ンプ室９の燃料は第３オリフィス68からダンパ室65に導
入されるとともに、第２オリフィス67より均圧室64から
隙間t₁を介して低圧室63、通孔62からフィードポンプ２
の低圧室に導入される。このとき、ポンプ室９の圧力と
均圧室64の圧力は差圧がそれほど大きくないので、従っ
てダンパ室65の圧力もポンプ室９の圧力とほぼ同じに保
たれる。

ガバナスリーブ55が第１図に示す位置から右方向にガ
バナシャフト54に対し相対的に移動すると、ポンプ室９
に燃料が第１オリフィス66から低圧室63を通して通孔62
に逃げる。これにより、ポンプ室９内の圧力が低下し、
前記タイマピストン42のタイマ高圧室44の圧力が低下し
てタイマピストン42が遅角側に動く。従って軽負荷時に
ロードセンシングタイマが働いて燃料噴射時期が遅らさ
れ、適正な燃料噴射タイミングを保持する。

このように本実施例では、ダンパ室65と低圧室64の間
に第２オリフィス67によりポンプ室９に連通する均圧室
64が設けられているので、ダンパ室65とポンプ室９は比
較的近い圧力差に保たれる。従って、ガバナ不安定挙動
の原因となるポンプ室とダンパ室の圧力差による力がガ
バナスリーブ55に作用しないため、第３オリフィス68の
孔径を充分に縮小して、加速ショックを緩和することが
できる。

第３オリフィスの孔径と、ポンプ室とダンパ室の差圧
によってガバナスリーブに作用する力との関係を第３図
に示す。

従来例では、ガバナスリーブに形成したダンパオリフ
ィスの孔径を例えば0.15mm程度に設定した場合、ダンパ
室とポンプ室との差圧力が大きいため、ガバナスリーブ
に作用する力は大きい。しかし、本実施例では、第３オ
リフィスの孔径を0.15mmと縮小しても、ガバナスリーブ
に作用する力を小さく抑えられる。

次に、噴射ポンプの燃料噴射量特性について、従来例
と前記第１の実施例とを対比すると、第４図に示すよう
に、従来例では、ダンパオリフィスの孔径2.0mmのとき
比較的良好な噴射量特性をもつ。この従来例においてダ
ンパオリフィス径を0.15mmに縮小した場合、第５図に示
すように、ガバナ制御が不安定になる領域を生じる。こ
れに対し、本実施例では、オリフィスの孔径を0.15mmに
設定しても、第６図に示すように、適正なガバナ制御を
保持する。

第７図（Ａ）、（Ｂ）および第８図は、本発明の第２
の実施例および第３の実施例のガバナシャフトおよびガ
バナスリーブを示す。ここに、前記第１の実施例と実質
的に同一の構成部分には同一符号を付す。

第７図に示す第２の実施例は、均圧室64とポンプ室を
連通させるオリフィスに長穴状のダンパーポート90をガ
バナスリーブ55に形成している。この場合、ガバナスリ
ーブの許容移動量を大きく設定できる。また第８図に示
す第３の実施例は、ガバナスリーブ55の内周壁に環状溝
からなる均圧室91を形成している。この場合、実施例の
作用および効果については第１の実施例とほぼ同様であ
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の分配型燃料噴射ポンプに
よると、ガバナシャフトとガバナスリーブ間に形成され
る低圧室とダンパ室の間にポンプ室に連通する均圧室を
形成したため、ガバナ不安定挙動の原因となるダンパ室
とポンプ室に圧力差をほとんど生じないので、ダンパ室
とポンプ室を連通するオリフィスを加速ショック緩和に
必要なだけ縮小できるという効果がある。また、前記オ
リフィスの縮小によりエンジンの燃焼等によって生じる
回転変動によるガバナレバーの振動を抑制することがで
きるのでガバナ関係部品の摩耗を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のガバナシャフトおよびガバナ
スリーブを表わす断面図、第２図は分配型燃料噴射ポン
プを表わす概略構成図、第３図はオリフィス孔径とガバ
ナスリーブに作用する力の関係を表わす特性図、第４
図、第５図および第６図は燃料噴射量特性を表わす特性
図、第７図および第８図は他の実施例のガバナシャフト
およびガバナスリーブを表わす断面図、第９図は従来例
のガバナシャフトおよびガバナスリーブを表わす断面
図、第10図は燃料噴射ポンプの特性を示す特性図であ
る。 １……燃料噴射ポンプ、 ６……フィードポンプ（燃料ポンプ）、 ９……ポンプ室、 11……ポンププランジャ、 17……フライウエイト、 22……ガバナレバー、 41……タイマピストン、 44……タイマ高圧室、 46……リターンスプリング、 54……ガバナシャフト、 55……ガバナスリーブ、 63……低圧室、 64……均圧室、 65……ダンパ室、 66……第１オリフィス、 67……第２オリフィス、 68……第３オリフィス。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料ポンプから吐出される燃料をポンププ
   ランジャの作動によって内燃機関に噴射供給する分配型
   燃料噴射ポンプであって、 燃料噴射ポンプから吐出される燃料が供給されるポンプ
   室と、 前記ポンプ室と連通するタイマ高圧室に導かれる燃料圧
   力の増大に応じてリターンスプリングに抗してタイマピ
   ストンを燃料噴射時期進角側に移動するタイマ部と、 機関の負荷に応じて燃料噴射量を増減するように駆動さ
   れるガバナレバーと、 機関回転数に応じて回転するガバナシャフトと、 前記ガバナシャフトの外周に摺動自在に設けられ、フラ
   イウエイトの遠心力と前記ガバナレバーの押圧力とのバ
   ランスにより前記ガバナシャフトに対する軸方向位置が
   決まるガバナスリーブと、 前記ガバナシャフトと前記ガバナスリーブの間に形成さ
   れる低圧室と、 前記ガバナスリーブに形成され、前記ポンプ室と前記低
   圧室とを機関の軽負荷時に連通可能な第１オリフィス
   と、 前記ガバナシャフトと前記ガバナスリーブ間に形成さ
   れ、前記低圧室の位置よりガバナシャフト先端側に形成
   される均圧室と、 前記ガバナスリーブに形成され、前記ポンプ室と前記均
   圧室とを連通する第２オリフィスと、 前記ガバナシャフト先端面と前記ガバナスリーブ間に形
   成されるダンパ室と、 前記ガバナスリーブに形成され、前記ポンプ室と前記ダ
   ンパ室とを連通する第３オリフィスと を備えたことを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。