JP2887983B2 - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の各気筒に燃
料を分配供給する分配型燃料噴射ポンプに係り、燃料噴
射量の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に分配型燃料噴射ポンプは、エンジ
ンと同期して回転されるプランジャを、フェイスカムと
カムローラの作用によりエンジンの１回転中に気筒の数
に応じた数だけ往復移動させ、このプランジャの圧縮工
程中に圧送ポンプ室の燃料を加圧してエンジンの各気筒
へ分配供給するようになっている。

【０００３】各気筒へ分配する燃料量、すなわち噴射量
を制御するため、図３に示すような構造が採用されてい
る。なお、分配型燃料噴射ポンプの全体の構造は図２に
示し、これについては後で説明する。図３において、プ
ランジャ８にはスピルポート２２を設けてあり、このス
ピルポート２２は上記プランジャ８に対して軸方向へ摺
動自在に嵌挿したスピルリング２１により開閉するよう
になっている。このスピルリング２１を相対的に移動さ
せてスピルポート２２を開くと、圧送ポンプ室で加圧さ
れようとする燃料が各気筒に供給されずにスピルポート
２２から低圧燃料室へ逃がされるようになっている。

【０００４】そして、このスピルリング２１を軸方向に
移動させるために、このスピルリング２１にジョイント
４６を介して、コントロールレバー２３およびテンショ
ンレバー２４を連結してある。これらコントロールレバ
ー２３およびテンションレバー２４は支点２５により回
動自在に支持されており、コントロールレバー２３は、
駆動軸の回転に応動して作動する遠心力ガバナ５０のガ
バナスリーブ３３に発生する推力に押されて回動される
ようになっており、したがって、エンジンの回転数に応
じてスピルリング２１を軸方向へ移動させ、燃料噴射量
を制御する。

【０００５】また、テンションレバー２４は、アクセル
ペダルの操作量をコントロールスプリング３７を介して
伝達することにより回動されるようになっており、した
がって、アクセルペダルを操作することによっても燃料
噴射量を制御できるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような分配型燃
料噴射ポンプにあっては、一般にエンジン回転数と燃料
噴射量とのガバナ特性は図４に示すような特性を呈す
る。

【０００７】図４における高速回転域では、エンジンの
回転数が上昇し、遠心力ガバナ５０のフライウエイト３
４に発生した推力がコントロールスプリング３７の張力
に打ち勝ち、このためテンションレバー２４が支点２５
を中心として回動されてスピルリング２１を移動させ、
これにより燃料噴射量を自動的に減じるように制御する
ものである。

【０００８】ところで、近年、エンジンの性能向上のた
め、高速回転域のガバナ特性を図４で示すように、急勾
配にしたいという要請がある。このように高速回転域で
のガバナ特性を急勾配にするには、コントロールスプリ
ング３７のばね定数を小さくするか、図３に示すレバ−
比ｂ／ａ、つまり支点２５の位置を変更するなどの手段
が考えられる。

【０００９】しかしながら、コントロールスプリング３
７のばね定数を小さくすると、アクセルペダルの操作に
対するテンションレバー２４の応答性が低下するなど他
の特性に大きな影響を及ぼし、設計不可となる。

【００１０】また、レバ−比ｂ／ａを変更すると、図４
の低速回転域のガバナ特性も急勾配となり、ガバナスリ
ーブ３３の移動量に対してスピルリング２１の移動量が
拡大され、噴射量の変化が過敏になり、エンジンのアイ
ドル運転時の安定性が悪化する心配がある。

【００１１】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、高速回転域ではガバナ
特性を急勾配にすることができ、しかしながら低速回転
域ではガバナ特性を緩やかな勾配とし、アイドル運転時
の安定性の悪化を防止することができる分配型燃料噴射
ポンプを提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、コントロールレバーの支点とテンションレバ
ーの支点を互いに分離し、上記コントロールレバーの支
点をテンションレバーの支点よりもスピルリングに近い
位置に設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の構成によると、エンジンの低速回転域
ではコントロールレバーが従来と同等のレバ−比により
作動し、ガバナ特性が緩やかな勾配となり、アイドル運
転時の安定性の悪化を防止することができる。また、高
速回転域ではコントロールレバーとテンションレバーが
一体となって従来よりも大きなレバ−比で作動し、ガバ
ナスリーブの移動に対するスピルリングの移動量を拡大
することができ、ガバナ特性を急勾配にすることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下本発明について、図１および図２に示す
一実施例にもとづき説明する。

【００１５】図２は分配型燃料噴射ポンプの全体を示
し、同図において１は駆動軸である。駆動軸１は、ディ
―ゼルエンジンにより駆動されるようになっており、ポ
ンプハウジング２内に装備したロータリ式フィードポン
プ３を回し、このフィードポンプ３は燃料タンク４から
燃料を吸い上げ、圧力調整弁５によってこの燃料を調圧
したのち低圧燃料室６に供給する。

【００１６】駆動軸１には、カップリング７を介してプ
ランジャ８が連結されており、このプランジャ８はフェ
イスカム９を一体に備えている。上記カップリング７
は、駆動軸１の回転をプランジャ８に伝達するととも
に、プランジャ８が軸方向に自在に移動することを許
す。

【００１７】フェイスカム９は、上記プランジャ８が連
結された面と反対の面に、周方向にエンジンの気筒数に
応じた複数の山部を備えるカムプロフィル９ａを形成し
ており、このカムプロフィル９ａにはカムローラ１０が
転接している。このカムローラ１０が上記カムプロフィ
ル９ａに転接することにより、上記フェイスカム９およ
びプランジャ８は１回転中に複数回、すなわちエンジン
の気筒数に応じて複数回往復移動する。

【００１８】なお、上記カムプロフィル９ａは、所望の
エンジン性能に適合させるために、最適な燃料噴射圧お
よび噴射時期が得られるような形状に設定されている。

【００１９】プランジャ８の吸入行程中に、このプラン
ジャ８の先端部周面に形成した吸入溝１１…の１つが吸
入ポート１２に連通すると、上記低圧燃料室６の燃料が
導入路１３を通じてプランジャ８の先端に形成された圧
送ポンプ室１４に吸入される。

【００２０】プランジャ８の圧縮行程中に圧送ポンプ室
１４内の燃料が加圧され、この加圧燃料はプランジャ８
の内部に形成した縦孔１５に押し出される。この時プラ
ンジャ８は回転しているから周面に開口した供給ポート
１６が複数個の内の１個の吐出ポート１７と連通した場
合に、上記燃料が噴射通路１８からデリバリ弁１９を経
て、燃料噴射弁２０に供給される。

【００２１】プランジャ８にはスピルリング２１が摺動
自在に嵌合されており、このスピルリング２１は、上記
プランジャ８に形成したスピルポート２２を開閉する。
スピルポート２２は上記縦孔１５に通じている。

【００２２】上記縦孔１５から供給ポート１６および吐
出ポート１７を介して噴射通路１８より燃料噴射弁２０
に燃料を圧送している最中に、スピルポート２２がスピ
ルリング２１を開放すると、縦孔１５内の燃料がスピル
ポート２２より低圧燃料室６へ逃がされる。このため燃
料噴射弁２０への燃料供給を停止する。したがって、ス
ピルリング２１は燃料噴射量を制御する。

【００２３】上記スピルリング２１はジョイント４６を
介してコントロールレバー２３に連結されている。コン
トロールレバー２３は支点となるピン２５を介してテン
ションレバー２４に連結されている。したがって、コン
トロールレバー２３はピン２５を中心として回動可能と
なっている。

【００２４】テンションレバー２４は他の支点としての
ピン４５を介してガイドレバー２６に回動自在に取付け
られており、よってテンションレバー２４はピン４５を
支点として回動可能となっている。

【００２５】ガイドレバー２６はさらに他のピン２７に
よりポンプハウジング２に対して回動自在に取付けられ
ており、このガイドレバー２６は押圧スプリング２８に
より一方向へ回動付勢され、このガイドレバー２６の上
端が最大噴射量を調節するためのフルロードストッパ２
９に当接するようになっている。

【００２６】なお、コントロールレバー２３とテンショ
ンレバー２４は、これらの間に設けたスタートスプリン
グ３０およびアイドルスプリング３１により互いに離間
する方向に付勢されている。また、テンションレバー２
４には突起３２が形成されており、この突起３２がコン
トロールレバー２３に当たると、これらコントロールレ
バー２３とテンションレバー２４は上記ピン４５を支点
として一体的に回動する。

【００２７】コントロールレバー２３は遠心力ガバナ５
０のガバナスリーブ３３に押されるようになっており、
このガバナスリーブ３２は、フライウエイト３４の作動
により推力を発生させられる。フライウエイト３４は従
動ギア３５と一体的に回転されて遠心力を発生し、この
遠心力により上記ガバナスリーブ３３に推力を与える。

【００２８】上記従動ギア３５は駆動軸１に取付けた駆
動ギア３６と噛み合っている。

【００２９】したがって、エンジンの回転は駆動軸１か
ら駆動ギア３６および従動ギア３５を通じて遠心力ガバ
ナ５０のフライウエイト３４に伝えられ、このフライウ
エイト３４で発生した遠心力により上記ガバナスリーブ
３３に推力を与える。このためエンジンの回転数に応じ
てコントロールレバー２３が押されることになり、した
がって、コントロールレバー２３はピン２５を中心とし
て回動し、これによりスピルリング２１が軸方向へ移動
され、燃料噴射量を規制する。

【００３０】一方、テンションレバー２４の上端は、コ
ントロールスプリング３７の一端に連結されており、こ
のコントロールスプリング３７の他端は操作レバー３８
に連結されている。操作レバー３８は図示しないアクセ
ルペダル（図示しない）により作動される。このアクセ
ルペダルにより操作レバー３８を回動操作すると、コン
トロールスプリング３７を介してテンションレバー２４
がピン４５を中心として回動されるので、スピルリング
２１を軸方向へ移動する。したがって、アクセル操作量
によっても燃料噴射量を制御することができる。

【００３１】前記フェイスカム９が転接しているカムロ
ーラ１０は、ローラリング４０に支持されており、この
ローラリング４０はロッド４１を介してタイマーピスト
ン４２に連結されている。タイマーピストン４２は圧力
室４３に収容されており、圧力室４３には低圧燃料室６
の燃料圧力が導入されるようになっている。

【００３２】低圧燃料室６の圧力に応じて圧力室４３の
燃料圧力が変化されるとタイマーピストン４２が軸方向
に変位し、この変位はロッド４１を介してローラリング
４０を周方向に回動させる。このためカムローラ１０が
フェイスカム９に対して相対的に周方向に変位するか
ら、フェイスカム９の山部がカムローラ１０に乗上げる
タイミングが変わり、これによって噴射タイミングが制
御される。

【００３３】なお、タイマ−ピストン４２および圧力室
４３は、実際には紙面と直行する方向に設けられるが、
作図の都合上、図の通り示す。

【００３４】このような構成においては、コントロール
レバー２３がピン２５を支点として回動され、またテン
ションレバー２４は他のピン４５を中心として回動され
るようになっており、これらピン２５、４５は相互に分
離されていて、コントロールレバー２３を支持したピン
２５の方がスピルリング２１に近づいて配置されてい
る。このため、コントロールレバー２３のレバ−比ｂ／
ａと、テンションレバー２４のレバ−比ｄ／ｃは異なる
ようになっている。

【００３５】なお、レバ−比とは、ガバナスリーブ３３
がコントロールレバ−２３に当接する点から支点までの
距離と、この支点からジョイント４５までの距離との比
率で定義される。

【００３６】このような構成によると、エンジン回転数
の低い場合は、遠心力ガバナ５０の推力が小さくてガバ
ナスリーブ３３の移動量が少ないのでコントロールレバ
ー２３はテンションレバー２４側の突起３２に当たって
いなく、したがってコントロールレバー２３はピン２５
を中心として回動する。

【００３７】この時のレバ−比は図１に示すようにｂ／
ａとなり、ガバナスリーブ３３の移動に対するスピルリ
ング２１の移動割合が比較的小さく、したがって図４に
示すガバナ特性は緩やかな勾配となる。このため、アイ
ドル運転時の安定性が保たれる。

【００３８】また、エンジン回転数が上昇して遠心力ガ
バナ５０の推力が増すと、ガバナスリーブ３３の右方向
への移動量が大きくなり、コントロールレバー２３はテ
ンションレバー２４側の突起３２に当たる。これ以降は
コントロールレバー２３とテンションレバー２４が一体
になって他のピン４５を中心として回動する。

【００３９】この時のレバ−比は図１に示すようにｄ／
ｃとなり、ガバナスリーブ３３の移動量に対するスピル
リング２１の移動量は比較的大きくなる。よって、図４
に示すように、高速回転域でのガバナ特性が急勾配とな
る。

【００４０】また、このような構成にすれば、ガバナス
リーブ３３の移動に対するスピルリング２１の移動量を
拡大させることができるので、ガバナスリーブ３３の移
動に対するスピルリング２１の移動割合を従来と同等と
した場合は、ストロークに限界のあるガバナスリーブ３
３の移動量を低減することができ、また、ガバナスリー
ブ３３の移動に対するスピルリング２１の移動割合を増
大することができることから噴射量の適用限界を拡大す
ることもできる。

【００４１】しかも上記の構成は、従来の構造に比べ
て、テンションレバー２４を回動自在に支持する支点と
してのピン４５を加えるだけの簡単な構造で実現するこ
とができ、これを設置するための大きなスペースも必要
としない。

【００４２】なお、レバ−比ｂ／ａおよびｄ／ｃは、エ
ンジン特性およびポンプの設計限界を考慮して設定する
ことはいうまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、エン
ジンの低速回転域ではコントロールレバーが従来と同等
のレバ−比により作動するようになるからガバナ特性が
緩やかな勾配となり、アイドル運転時の安定性の悪化を
防止することができる。また、高速回転域ではコントロ
ールレバーとテンションレバーが一体となって従来より
も大きなレバ−比で作動するようになり、ガバナスリー
ブの移動に対するスピルリングの移動量を拡大すること
ができ、ガバナ特性を急勾配にすることができる。しか
もこのものは、支点を追加するだけであるから、構造が
簡単であり、必要スペースも小さくてすむなどの効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す燃料噴射量制御部の構
成を示す図。

【図２】同実施例の分配型燃料噴射ポンプの全体構造を
示す断面図。

【図３】従来の燃料噴射量制御部の構成を示す図。

【図４】燃料噴射量特性を示す図。

【符号の説明】

１…駆動軸、７…カップリング、８…プランジャ、９…
フェイスカム、１０…カムローラ、１４…圧送ポンプ
室、２０…燃料噴射ノズル、２１…スピルリング、２２
…スピルポート、２３…コントロールレバー、２４…テ
ンションレバー、２５…ピン（支点）、３４…フライウ
ェイト、３７…コントロールスプリング、４５…ピン
（支点）、５０…遠心力ガバナ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関により回転されるカムローラお
   よびこのカムローラに転接するフェイスカムにより上記
   機関の１回転中にプランジャを複数回往復運動させ、こ
   のプランジャの往復運動により圧送ポンプ室の燃料を加
   圧して内燃機関の各気筒に噴射するとともに、上記プラ
   ンジャに摺動自在に取付けたスピルリングを移動させる
   ことによりスピルポートを開いて上記燃料噴射量を制御
   し、上記スピルリングは支点により回動自在に支持され
   たコントロールレバーおよびテンションレバーにより作
   動され、上記コントロールレバーは遠心力ガバナにより
   回動作動されるとともに、テンションレバーはアクセル
   操作子の作動により回動されるようにした分配型燃料噴
   射ポンプにおいて、 上記コントロールレバーの支点とテンションレバーの支
   点を互いに分離し、上記コントロールレバーの支点をテ
   ンションレバーの支点よりもスピルリングに近い位置に
   設けたことを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 上記コントロールレバーの支点をテンシ
   ョンレバーに設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   分配型燃料噴射ポンプ。