JP2830002B2 - 内燃機関用燃料噴射時期制御装置 - 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燃料噴射ポンプにおける燃料噴射
時期の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジン用の燃料噴射ポンプにおいて、燃
料の噴射時期を調整するために、燃料を加圧するプラン
ジャに嵌挿して制御スリーブを設け、これを噴射時期調
整軸（コントロールロッド）によってプランジャの軸方
向に移動させることにより、燃料の噴射始めの時期を変
化させるようにしたものは知られており、実開昭61−11
8936号公報に記載されたものは、コンピュータ制御によ
るロータリソレノイドが噴射時期調整軸を回動させるよ
うになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術に挙げた例では、エンジンの運転状態
に応じて最適の状態に燃料噴射時期を調整することがで
きるが、制御システムの構造が非常に複雑となり、大幅
なコストアップを伴なう。

エンジンの定常運転中の燃料噴射時期は、一般に回転
数が大きいときほど進角させるのがよいという傾向があ
るから、それだけであれば、上記の例のようなコンピュ
ータ制御によるロータリソレノイドによらなくても、た
とえば純機械的手段によって制御スリーブを動かして噴
射時期の調整はできるが、前記の傾向に反して始動時だ
けは別であって、回転数が０或いはそれに近い低い値で
あるのに、噴射時期をアイドリング時のそれよりも大き
く進めた方が始動が容易になるという変則的な性質があ
ること、及び始動時にはアクセルレバーが戻されている
かどうか判らないこと等のために、制御手段の構成がい
きおい複雑化せざるを得ないという事情があり、これが
簡単な構成による制御手段の実現を阻む理由の一つにな
っていたといえる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の内燃機関用の燃料噴射時期の制御装置は、燃
料の噴射時期を調整するために燃料噴射ポンプのプラン
ジャに嵌挿されて前記プランジャの軸方向に調整移動し
得る制御スリーブと、前記制御スリーブを調整移動させ
るためにハウジングによって回動可能に支持されたレバ
ーと、前記レバーをアクセルレバーによって回動させる
ために、両端において前記レバーと前記アクセルレバー
にそれぞれ枢着されてそれらによって一つのリンク機構
を構成するリンクと、前記リンクの一部と他の一部との
間に挿入され、引っ張り方向に作用する操作力に対して
は前記リンクの全長が変化しないが、圧縮方向に作用す
る操作力に対しては前記リンクの全長が短縮し、空動き
となって操作力の伝達を遮断する空動き機構と、前記空
動き機構からみて前記制御スリーブの側の前記リンク機
構の一部に付設され且つスタータと連動して自動的に燃
料の噴射時期を進角させる作動装置とを備えていると共
に、前記レバーの回動抵抗よりも前記アクセルレバーの
それを大きく設定したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は前記手段のように構成されているから、エン
ジンのアクセルレバーに加えられた操作力は、リンク機
構を構成するリンクに対して引っ張り方向に作用するの
で、そのままリンク機構を経由して燃料噴射ポンプに伝
達され、プランジャに嵌挿されている制御スリーブを移
動させて燃料の噴射時期の調整を行う。しかしながら、
エンジンの始動時には、前記リンク機構に付設されたス
タータと連動している作動装置が前記リンク機構に介入
し、アクセルレバーの作動とは無関係に燃料の噴射時期
を進角させる操作力を自動的に前記燃料噴射ポンプの制
御スリーブに供給して進角させ、始動を容易にする。こ
の際にスタータと連動して前記リンク機構に供給される
燃料噴射時期の進角のための特別の操作力は、リンクに
対して圧縮方向に作用するので、リンクの全長は短縮し
て特別の操作力をアクセルレバー側へ伝達しない。この
ように、特別の操作力は、逆向きの伝達方向においては
空動き機構によって吸収されるために、アクセルレバー
へ伝達されることが阻止されるので、燃料噴射ポンプの
制御スリーブにのみ伝達され、アクセルレバーの指示す
る進角量とは無関係に、始動した適した進角量を自動的
に燃料噴射ポンプに与えることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を示す第１図〜第６図において、列
型の燃料噴射ポンプ１はハウジング２に対して３個のシ
リンダ３が固定され、カム４によって駆動されるプラン
ジャ５がそれらの中に挿入されて軸方向及び回転方向可
動に支持されている。６はカム４の方へプランジャ５を
押し下げる発条、７は燃料の送入口、８は横に連なる共
通の燃料溜室、９は燃料加圧室、10はエンジンの各気筒
への高圧燃料送出弁、11は燃料の送出口を示す。

プランジャ５のそれぞれには、燃料溜室８の中におい
て制御スリーブ12が摺動可能に嵌挿されており、各制御
スリーブ12自体は燃料溜室８の内壁面のガイド13によっ
て案内されて、プランジャ５の軸方向にのみ調整移動が
できるようになっている。制御スリーブ12の側面には斜
めにリード孔14が開口しており、これと制御スリーブ12
の下端縁15とが、プランジャ５の側面に開口し通路16に
よって燃料加圧室９と連通している穴17に対して占める
位置によって、燃料噴射ポンプ１の作動状態が変化す
る。

すなわち、第５図に示すように、プランジャ５がカム
４により押上げられて、その穴17が制御スリーブ12の下
端縁15によって閉塞されたときから加圧室９内で燃料の
加圧が始まり、加圧された燃料は高圧燃料送出弁10を押
し開いて対応する気筒の方へ送出されるので、ほとんど
同時にその気筒の燃料噴射弁は燃料の噴射を開始する。
プランジャ５が更に押上げられて第６図に示すように穴
17がリード孔14と連通する位置に達すると、加圧室９内
の燃料圧力は燃料溜室８へ抜け、その気筒における燃料
噴射はその時点で終わる。この発明とは直接に関係がな
いので詳細な説明を省略するが、リード孔14が斜方向の
長孔としてあるため、後述のアクセルレバーによってプ
ランジャの回転方向位置を変更することにより、噴射の
始めから終りまでの時間、すなわち燃料噴射量が変化す
る。

燃料の噴射が始まる時期は、第５図の説明から明らか
なように、制御スリーブ12の軸方向位置を変更して、そ
の下端縁15の位置を定めることによって調整することが
できる。すなわち、カム４のリフト量が０のときから燃
料噴射始めまでのカムリフトをプレストロークと呼ぶこ
とにすると、制御スリーブ12を下方へ移動させたときは
プレストロークは小となり燃料噴射時期が早くなる（進
角する）。逆に、制御スリーブ12を上方へ移動させると
プレストロークは大となって燃料噴射時期が遅くなる
（遅角する）。そこで、各プランジャ５にそれぞれ嵌挿
されている制御スリーブ12を同時に上下に移動させるた
めに、各スリーブ12に設けられた溝18には、ハウジング
２を横方向に貫通する共通の噴射時期調整軸19に植えら
れた３本のピン20がそれぞれ係合しており、調整軸19が
回動した角度に応じて、制御スリーブ12の高さが一斉に
変化する。

噴射時期調整軸19がハウジング２の外に出ている個所
には、第３図に示すようにブロック21が固定され、その
上面にピン22が植設されている。ハウジング２には垂直
な回動軸23が支障されており、その下端面にはフォーク
24が固着されていて、フォーク24の長溝には前記のブロ
ックのピン22が係合している。したがって、回動軸23が
或る角度範囲内で回動すると、フォーク24とピン22の係
合によりブロック21は傾動し、噴射時期調整軸19はそれ
に応じた角度だけ回動して、制御スリーブ12をプランジ
ャ５上で上下に調整移動させることになる。

回動軸23の上端螺子部23′にはナット25によってレバ
ー26が第１図に示すように固着され、レバー26とエンジ
ンのアクセルレバー27とを連結するリンク28は、図示実
施例では２つの部分28′と28″と空動き機構29とによっ
て構成されている。そして、レバー26の横にはリンク28
と対向するように突出し得る突子30′を備えた作動装
置、この場合はソレノイド30がハウジング２等によって
支持されて設けられており、ソレノイド30はエンジンを
始動するスタータのスイッチ（図示しない）がONになっ
たとき、突子30′が第１図において右方に突出してレバ
ー26の下端を押し、回動軸23を左回転させて、制御スリ
ーブ12を下方へ移動させ、燃料の噴射時期を早めるよう
になっている。

スタータスイッチによって発動する作動装置（ソレノ
イド30）により突子30′が突出したとき、その影響でア
クセルレバー27が動かないようにするため、前記の空動
き機構29が設けられている。第４図に示した空動き機構
の実施例では、リンク28の部分28′と28″の端部に形成
された鍔31及び32が円筒33の中に軸方向移動可能に挿入
されており、円筒33の両端は内側にかしめられて鍔31,3
2の脱出を阻止すると共に、円筒内には圧縮発条34が装
填されていて、鍔31と32とを反対向きに外方へ押し出す
ように付勢している。

したがって、アクセルレバー27から操作力がレバー26
の方へ伝達されるときは、空動き機構29は変形せずにそ
のまま移動し、リンク28の部分28′と28″との間に相対
的な動きは生じないが、スタータスイッチによってソレ
ノイド30が作動し、突子30′が突出してレバー26の下端
を右方へ押圧したときは、空動き機構29の発条34が圧縮
されることによって撓んで、リンク28の第１図において
左側の部分28′は、静止したままとなっている右側の他
の部分28″に接近してレバー26の変位を吸収し、アクセ
ルレバー27の方へソレノイド30の動きが逆方向に伝達さ
れることを阻止する。このように力の伝達方向によって
空動き機構29が操作力を伝え、又は伝えないようにする
ために、レバー26の回動抵抗よりもアクセルレバー27の
回動抵抗を大とする。

第１図〜第６図に図示された実施例では、アクセルレ
バー27の回動操作によって、説明を省略した機構によ
り、燃料噴射ポンプ１のプランジャ５が回動して、その
穴17と制御スリーブ12のリード孔14との位置関係が変化
し、エンジンの気筒における燃料噴射量が変化するが、
それと同時に、アクセルレバー27、リンク28、レバー2
6、回動軸23、フォーク24、ピン22、ブロック21の連動
によって噴射時期調整軸19が回動し、ピン20を介して制
御スリーブ12をプランジャ５上においてその軸方向に移
動させるから、燃料噴射量、従ってエンジン回転数の増
大に応じて燃料の噴射時期も第10図に示すように進角
し、エンジンは高い効率で運転される。

しかし、エンジンを始動する際には、アクセルレバー
27がどのような位置にあったとしてもそれには関係な
く、スタータスイッチをONにするとスタータと同時にソ
レノイド30にも通電され、突子30′がレバー26の下端を
右方へ押圧し、前述と同様に燃料の噴射時期を例外的に
進角させて始動を容易にする。このときソレノイドの突
子30′による操作力は、空動き機構29の中で発条34の撓
みとして吸収され、アクセルレバー27がアイドリングの
ような低速位置におかれていても、それを変更するよう
な逆向きの操作力は伝達されていないので、始動のため
に好適な燃料噴射時期の進角が他と無関係に達成され
る。エンジンが始動してスタータへの通電を停止する
と、突子30′もソレノイド30の中へ復帰し、噴射時期も
アクセルレバー27の位置のみに依存して決まることにな
る。

空動き機構29の他の実施例が三種類、第７図〜第９図
に図示されている。第７図に示したものは、第４図のそ
れとくらべて鍔の一方を廃してリンク28の部分28′を円
筒33′に直結した点が異なる他は実質的に同様である。

第８図に示したものは圧縮発条でなく引張り発条を用
いた例で、リンク28の部分28′の先端には鍔部35が形成
され、これが円筒36の一端にかしめ付けられている。円
筒36の内部空間37には摺動子38が挿入されており、摺動
子38には円筒36の軸方向のスリット39を通って外部に頭
を出しているピン40が植設されている。先端が摺動子38
と固着されているリンクの部分28″は、円筒36の孔に緩
く挿通されている。円筒36上に植設されたピン41と前記
摺動子38のピン40との間には引張り発条42が掛けられて
いるので、摺動子38は発条42の張力によって空間37の右
肩部に押し付けられている。この構造から容易に理解さ
れるように、第８図の例の場合の空動きは引張り発条42
が伸びることによって生じるが、その他の点は第４図や
第７図のものと実質的に同じである。なお、この例や第
７図のものでは、左右を逆にして取付けることができる
ことは言うまでもない。

第９図に示した例は発条の回転力を利用したもので、
ピン軸43により枢着された２本のアーム44,45の各自由
端が、ボールジョイント或いはピン軸等によって傾動可
能にリンク28の一部及び他部28′,28″の先端に連結さ
れている。アーム44及び45の間にはつる巻き発条46が掛
けられて、アーム間の角度θが拡大する方向に付勢して
いる。アームの枢着点の付近には肩部47があって、角度
θは一定の値以下に抑えられる。この場合の作動も第４
図の例を参照すれば容易に理解されるので、詳細な説明
は省略する。

以上述べた実施例では、燃料の噴射時期を調整する基
本的な外部制御手段としては、アクセルレバー27を用い
ているが、他の例としては、エンジンの回転数に応じて
自動的に拡径する遠心式ガバナや、手動で任意に噴射時
期を調整する操作ハンドルのようなものであってもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は前記のような構成、作用を有するから、通常
の運転状態においてはアクセルレバーによって燃料噴射
量だけでなく燃料の噴射時期も同時に調整するが、始動
の場合に限り、スタータと連動する作動装置によって特
別の操作力をリンク機構に加えて、燃料の噴射時期を無
条件に且つ自動的に進角させることができる。このとき
は空動き機構が働いて、特別の操作力がアクセルレバー
の側へ逆向きに伝達されるのを防止するので、調整され
たアクセルレバーの回動位置に影響を及ぼすことがな
く、例外的に噴射時期の進角を自動的に行わせて始動を
容易にすることができる。従って、対象とするエンジン
について通常運転時における高性能と、起動時における
始動の容易性が併せて得られる。

しかも、その構成がきわめて簡単で，故障の生じにく
い純機械的手段とすることも可能であり、コンピュータ
制御のものにくらべて大幅なコストダウンができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は燃料噴射ポンプの平面図、第２図は同縦断側面
図、第３図は同正面図、第４図は要部である空動き機構
の一例の縦断正面図、第５図及び第６図は他の要部であ
る燃料噴射ポンプにおける制御スリーブの作動を示す一
部拡大図である。また、第７図ないし第９図はそれぞれ
空動き機構の他の実施例を示すもので、第７図と第８図
は縦断正面図、第９図は正面図である。更に、第10図は
本発明の作動例を示す線図である。 １……燃料噴射ポンプ、５……プランジャ、 ８……燃料溜室、12……制御スリーブ、 14……リード孔、15……下端縁、 17……穴、 19……燃料噴射時期調整軸、 22……ピン、24……フォーク、 26……レバー、27……アクセルレバー、 28……リンク、29……空動き機構、 30……ソレノイド、 30′……突子、34,42,46……発条。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料の噴射時期を調整するために燃料噴射
   ポンプのプランジャに嵌挿されて前記プランジャの軸方
   向に調整移動し得る制御スリーブと、前記制御スリーブ
   を調整移動させるためにハウジングによって回動可能に
   支持されたレバーと、前記レバーをアクセルレバーによ
   って回動させるために、両端において前記レバーと前記
   アクセルレバーにそれぞれ枢着されてそれらによって一
   つのリンク機構を構成するリンクと、前記リンクの一部
   と他の一部との間に挿入され、引っ張り方向に作用する
   操作力に対しては前記リンクの全長が変化しないが、圧
   縮方向に作用する操作力に対しては前記リンクの全長が
   短縮し、空動きとなって操作力の伝達を遮断する空動き
   機構と、前記空動き機構からみて前記制御スリーブの側
   の前記リンク機構の一部に付設され且つスタータと連動
   して自動的に燃料の噴射時期を進角させる作動装置とを
   備えていると共に、前記レバーの回動抵抗よりも前記ア
   クセルレバーのそれを大きく設定したことを特徴とする
   内燃機関用の燃料噴射時期の制御装置。