JP2936566B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの燃焼室に燃料を圧送する燃料噴
射装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、ディーゼルエンジンなどに用いられる分配型
の燃料噴射ポンプは、エンジンの回転によってプランジ
ャが往復駆動され、プランジャの往復動により燃料を燃
焼室へ圧送している。このプランジャには燃料を圧送す
る際、燃料を溢流させるスピルポートが形成されてお
り、このスピルポートを塞ぐスピルリングの位置に応じ
て燃料の噴射量が決定されるようになっている。スピル
リングは、アクセル開度や、エンジンの回転速度に応じ
て回動するレバーによって操作される。

そして、従来の燃料噴射ポンプは、例えば、大きなア
クセル開度から急にアクセルを解放すると、急速にレバ
ーが回動して燃料の噴射量が急激に減少し、車両に大き
なトルク変動を与え、車両乗員に不快感を与えるととも
に、車両の各部に大きな負荷を与える問題点を備えてい
た。

この問題点を解決する手段として、特開昭58−48718
号公報に示す技術が知られている。この技術は、第６図
に示すように、スピルリング１を操作するレバー２に、
レバー２の移動に対して抵抗となるダンパ手段３を設け
たものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ダンパ手段３は、レバー２に従動する
ピストン４と、このピストン４を摺動自在に保持するシ
リンダ５とを備えた構造のため、ピストン４とシリンダ
５との間に異物が侵入したり、ピストン４とシリンダ５
との組付不良、成形加工不良等によりピストン４がシリ
ンダ５に固着する可能性がある。

もしピストン４とシリンダ５とが固着すると、レバー
２の回動が阻止されるため、固着の発生した箇所から燃
料の噴射量が減少しなくなる。このため、従来では、ダ
ンパ手段３がレバー２に作用する範囲が、ダンパ手段３
の固着が発生してもオーバーランすることのないノーロ
ード域（第３図の実線αよりも下）でしか使用できない
問題点を備えていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、ダンパ手段がレバーに作用する範囲をノーロード
域よりも上から使用することのできる燃料噴射装置の提
供にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、往復動し、エン
ジンの燃焼室へ燃料を圧送するとともに、燃料を溢流さ
せるスピルポートを備えたプランジャと、該プランジャ
上を摺動し、位置に応じて前記スピルポートから溢流す
る燃料の溢流量を変化させるスピルリングと、該スピル
リングの位置を変移させるレバーと、該レバーを燃料増
量方向へ向けて付勢する第１付勢手段を有し、前記レバ
ーの燃料減少方向への移動に対して抵抗となる第１ダン
パ手段と、該第１ダンパ手段に直列に配設され、前記レ
バーを燃料増量方向へ向けて付勢する第２付勢手段を有
し、前記レバーの燃料減少方向への移動に対して抵抗と
なる第２ダンパ手段とを具備することを技術的手段とす
る。

［作用］ 上記構成よりなる本発明は、もし第１ダンパ手段また
は第２ダンパ手段の一方が固着した場合、第１ダンパ手
段または第２ダンパ手段の他方がレバーの移動に対して
抵抗となるように働く。

つまり、第１ダンパ手段および第２ダンパ手段がレバ
ーに作用する範囲をノーロード域よりも上から使用し、
第１ダンパ手段または第２ダンパ手段の一方が固着して
も、第１ダンパ手段または第２ダンパ手段の他方がレバ
ーを回動させる。

［発明の効果］ 本発明によれば、もし第１ダンパ手段または第２ダン
パ手段の一方が固着しても、第１ダンパ手段または第２
ダンパ手段の他方の働きにより、レバーの回動が阻止さ
れることがない。

また、第１ダンパ手段および第２ダンパ手段が作用す
る範囲をノーロード域よりも上から使用できるため、第
１ダンパ手段および第２ダンパ手段が作用する範囲でレ
バーおよびスピルリングの振動を抑制することができ
る。このため、第１ダンパ手段および第２ダンパ手段が
作用する範囲でエンジンの回転を滑らかにすることがで
きる。

［実施例］ 次に、本発明の燃料噴射装置を図に示す一実施例に基
づき説明する。

第１図ないし第３図は本発明を採用した分配型燃料噴
射装置の第１実施例を示し、第１図はその分配型燃料噴
射装置の側面断面図を示す。

本実施例の燃料噴射装置100は、大別して、燃料汲み
上げ用のポンプ200、ディーゼルエンジンの各気筒（図
示しない）へ燃料の圧送を行う燃料圧送部300、アクセ
ル開度、エンジンの回転速度、車両の走行高度などに応
じて各気筒へ圧送される燃料の溢流量を制御する溢流量
制御部400から構成される。

ポンプ200は、ベーン式のフィールドポンプで、エン
ジン（図示しない）の回転によって駆動されるドライブ
シャフト110の回転に伴い燃料を燃料タンク（図示しな
い）からポンプハウジング120内へ送り込むものであ
る。

燃料圧送部300は、エンジンの回転に伴い往復働する
プランジャ301を備える。このプランジャ301は、ドライ
ブシャフト110とカップリング302を介して接続される。
また、プランジャ301は、エンジンシリンダと同じ数の
フェイスカム303を備えたカムプレート304を有し、フェ
イスカム303がプランジャスプリング305によってローラ
306へ押し付けられている。

これにより、ドライブシャフト110が回転すると、プ
ランジャ301は、ドライブシャフト110と一体に回転する
とともに、フェイスカム303によって規定されたカムリ
フトだけ往復運動する。

なお、ローラ306は、ローラリング307によって支持さ
れており、このローラリング307は、低温始動時進角装
置308によって回転し、フェイスカム303のリフト時期を
変化させ、燃料の噴射時期を変えることができる。

プランジャ301が往復運動すると、プランジャ301の端
部のプレッシャチャンバ309の容積が変化する。このプ
レッシャチャンバ309への燃料の供給は、プランジャ301
が第１図の左側へ移動するとともに、燃料通路310と、
プランジャ301の端部に形成された吸入グループ311とが
合った時に行われる。そして、プランジャ301の回転
と、第１図の右側への移動に伴い燃料通路310が閉じ、
燃料の圧縮が開始される。続いてプランジャ301内に形
成された燃料通路312と、噴射ノズル（図示しない）に
連通する分配通路313とが一致する。すると、プレッシ
ャチャンバ309の容積の減少によって圧縮された燃料が
デリバリバルブ314を通って噴射ノズルから高圧噴射さ
れる。

そして、プランジャ301の回転に伴い分配通路313が閉
じるとともに、プランジャ301が第１図の左側へ移動を
開始し、各シリンダ毎に上記を繰り返す。

溢流量制御部400は、プランジャ301に形成されたスピ
ルポート401を塞ぐスピルリング402の位置を制御するも
のである。スピルポート401は、燃料通路312に連通する
とともに、ポンプハウジング120内に連通するもので、
プランジャ301の往復運動に応じて開口部が往復動す
る。

スピルリング402は、プランジャ301の外周を摺接する
もので、支点Ａを中心に回動するコントロールレバー40
3によって位置が操作される。コントロールレバー403
は、スタートスプリング404およびアイドルスプリング4
05を介して、支点Ａを中心として回動するテンションレ
バー406の作用を受ける。さらに、支点Ａは、支点Ｂを
中心に回動するガイドレバー407に設けられており、ガ
イドレバー407は一方よりレバーサポートスプリング408
によって付勢され、フルロードストッパ409によって支
点Ａの位置が調節される。

テンションレバー406は、ダンパ手段スプリング410、
コントロールスプリング411を介して、アクセルペダル
（図示しない）に連動するアクセルレバー412によって
操作される。また、テンションレバー406は、スプリン
グ410、411を介して第１図左側へ引っ張られても、過給
圧補償装置413のコントロールアーム414に当接して、第
１図の左回転が阻止される。

過給圧補償装置413は、ターボチャージャーなどの過
給圧に応じてテンションレバー406の回動を阻止する位
置を変えるもので、ダイヤフラム415によって区画され
る２つのダイヤフラム室416、417の圧力差に応じてプッ
シュロッド418が上下し、プッシュロッド418の側面に形
成されたカム面に当接するコネクティングロッド419の
位置に応じてコントロールアーム414の回動位置が決定
される。

また、溢流量制御部400は、エンジンの回転速度に応
じて溢流量を制御するように、遠心式オールスピードガ
バナ420が、ポンプ200の上部に設けられている。この遠
心式オールスピードガバナ420は、ドライブシャフト110
に設けられたドライブギア130と噛合し、ガバナシャフ
ト421によって回転自在に支持されたドリブンギア422を
備える。このドリブンギア422は、フライウエイトホル
ダ423を備え、このフライウエイトホルダ423の中に４個
のフライウエイト424が配設されている。このフライウ
エイト424は、ドリブンギア422と一体に回転するもの
で、回転により生じる遠心力で端部が外周に広がる力が
与えられ、広がる力によりガバナスリーブ425を第１図
右側へ付勢するものである。

一方、テンションレバー406には、低噴射領域（第３
図のハッチング領域β）でテンションレバー406に作用
するダッシュポット500が設けられている。

このダッシュポット500を第２図を用いて説明する。

ダッシュポット500は、本発明の第１ダンパ手段600と
第２ダンパ手段700の両方を組み合わせたものである。

第１ダンパ手段600は、ポンプハウジング120へ螺合さ
れるオネジ601が形成された筒状のボディ602を備える。
またこのボディ602の外周には、ダッシュポット500をポ
ンプハウジング120へ螺合する際に用いられる六角ボル
ト部603が形成されている。

ボディ602内周の円筒形のシリンダ604の内壁には、円
筒形状を呈したピストン605が軸方向へ摺動自在に装着
されている。ピストン605の内周の室606内には、オリフ
ィス607が形成されたブッシュ608が圧入されている。ま
た、ブッシュ608によって分割された図示左側の室606
は、ポート609を介してポンプハウジング120内と連通す
るように設けられている。そして、ピストン605の外周
には小径部610が形成されており、ボディ602とピストン
605の間からポンプハウジング120内の燃料をポート609
に引き込めるように設けられている。

また、ボディ602の第２図右側には、内周にメネジ611
が形成されたブッシュ612が圧入されている。このブッ
シュ612のメネジ611には、アジャストスクリュウ613が
螺合され、アジャストスクリュウ613の捩じ込み量によ
って、第１コイルスプリング614（第１付勢手段に相当
する）がピストン605を図示右側へ付勢する力を調節す
るように設けられている。

一方、第２ダンパ手段700は、ブッシュ608によって分
割されたピストン605の図示左側の室606内に配設された
第２コイルスプリング701（第２付勢手段に相当する）
と、この室内で、第２コイルスプリング701によって第
２図の左側へ付勢されるシャフト702から構成されてい
る。このシャフト702は、第２図の左端がピストン605よ
り突出するように設けられている。また、第２コイルス
プリング701にはセット荷重をもたせてある。

つまり、第１ダンパ手段600と第２ダンパ手段700は直
列に配設され、第２ダンパ手段700のシャフト702が第２
図右側へ押圧されると、第１コイルスプリング614が縮
むとともに、第１コイルスプリング614の配されたシリ
ンダ604内の燃料がオリフィス607、室606、ポート609よ
りポンプハウジング120内へ流出し、ピストン605が第２
図右側へ移動するものである。

次に、上記実施例の作動を説明する。

例えば、車両走行中、車両乗員がアクセルペダルをフ
ルスロットルから急に解放した場合、過給圧補償装置41
3のコントロールアーム414に当接して、第１図の左回転
への回動が阻止されていたテンションレバー406が右へ
回転する。そして、テンションレバー406は、右回転す
る途中から、ダッシュポット500のシャフト702の先端に
当たる。

シャフト702は、テンションレバー406によって図示右
側へ押されると、シャフト702に伝わった力が、第２コ
イルスプリング701（縮まない）、ブッシュ608を介して
ピストン605へ伝わり、第１コイルスプリング614が縮む
とともに、第１コイルスプリング614の配されたシリン
ダ604内の燃料がオリフィス607、室606、ポート609より
ポンプハウジング120内へ流出し、ピストン605が第１図
の右側へ移動する。これにより、第１ダンパ手段600
が、テンションレバー406の回動の抵抗となり、テンシ
ョンレバー406が低噴射領域で急速に第１図の右へ回動
するのが防がれる。

これにより、急にアクセルペダルを解放しても、テン
ションレバー406が低噴射領域で急速に回動するのが防
がれるため、低噴射領域で燃料の噴射量が急激に減少す
るのが防がれる。この結果、急にアクセルペダルを解放
しても、車両に大きなトルク変動を与えないため、アク
セル操作によって、車両乗員に不快感を与えることが防
がれるとともに、車両の各部に大きな負荷を与えること
が防がれる。

また、低噴射領域でテンションレバー406は、第１図
の右方向への回動が第１ダンパ手段600によって制動さ
れるため、低噴射領域においてエンジンの回転変動が小
さく抑えられ、とくにアイドリング時の回転が滑らかと
なる。

次に、第１ダンパ手段600のシリンダ604とピストン60
5との間に異物が侵入したり、シリンダ604とピストン60
5との組付不良、成形加工不良等によりピストン605がシ
リンダ604に固着した場合について説明する。

本実施例では、第２ダンパ手段700の第２コイルスプ
リング701のばね荷重が、スタートスプリング404とアイ
ドルスプリング405の合成されたばね荷重より大きく設
定されているため、第１ダンパ手段600のピストン605が
シリンダ604に固着すると、アクセルペダルが解放され
た際、スタートスプリング404とアイドルスプリング405
の合成されたばねの付勢力のみでは、テンションレバー
406を低噴射領域で第１図の右側へ回動することができ
ない。これにより、燃料の噴射量も減少しないため、エ
ンジンの回転速度も低下しないように働く。

しかしながら、遠心式オールスピードガバナ420の発
生する力が、コントロールレバー403、スプリング404、
405、テンションレバー406、シャフト702を介して第２
ダンパ手段700の第２コイルスプリング701へ伝わり、こ
の伝わった力が、第２コイルスプリング701の力よりも
大きくなると、第２コイルスプリング701が縮む。する
と、テンションレバー406が第１図の右へ回転するた
め、スピルリング402が噴射量を減少させる方向へ移動
し、結果的に燃料の噴射量を減少させることができる。

つまり、第１ダンパ手段600が固着しても、第２ダン
パ手段700の働きにより、テンションレバー406の回動が
阻止されることがないため、燃料の噴射量を減少させ、
オーバーランを防ぐ。

第４図は第２実施例の分配型燃料噴射装置の側面断面
図を示す。

本実施例は、ダッシュポット500の作用するレバーを
コントロールレバー403としたものである。本実施例に
より、スピルリング402を直接変移させるコントロール
レバー403の揺動を、ダッシュポット500が制動するた
め、エンジンの回転の変動を上記実施例に比較して小さ
く抑え、とくにアイドリング時の回転の滑らかさが向上
する。

第５図は本発明の第３実施例の分配型燃料噴射装置の
側面断面図を示す。

本実施例は、第２ダンパ手段700を第１ダンパ手段600
から分割し、テンションレバー406に設けたもので、第
２ダンパ手段700は、テンションレバー406の回動方向へ
摺動自在に移動可能なシャフト702と、シャフト702を第
１ダンパ手段600へ向けて付勢する第２コイルスプリン
グ701とからなり、テンションレバー406が回動すると、
低噴射領域で第１ダンパ手段600のピストン605と第２ダ
ンパ手段700のシャフト702が当接するように設けられて
いる。

（変形例） 第１ダンパ手段および第２ダンパ手段の両スプリング
のばね定数は、本実施例に限定されるものでなく自由に
設定しても良い。

過給圧補償装置を備えた燃料噴射装置に本発明を適用
したが、高度補償装置を備えたものや、補償装置を有し
ない燃料噴射装置に本発明を適用して良いことは言うま
でもなく、さらに、オールスピードガバナに代わり、最
高最低速ガバナを用いた燃料噴射装置に適用しても良
い。

第２ダンパ手段も、第１ダンパ手段のように、シャフ
トをシリンダ内で保持し、シリンダ内の燃料が、オリフ
ィスを介してのみ流出するように設け、シャフトの移動
をオリフィスによって制動させても良い。

第１ダンパ手段の一端をレバーに固着し、第１ダンパ
手段の他端と第２ダンパ手段の一端を固着し、第２ダン
パ手段の他端を固定部材に固着し、第１ダンパ手段と第
２ダンパ手段とがオリフィスを用いてレバーの動きを制
動することにより、全噴射領域の範囲に亘って、レバー
の移動に抵抗を与えることができる。なお、この場合、
第１ダンパ手段および第２ダンパ手段は、スプリングを
廃止する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明を採用した分配型燃料噴射
装置の第１実施例を示し、第１図はその分配型燃料噴射
装置の断面図、第２図はダッシュポットの断面図、第３
図はレバーの制動範囲を示す噴射特性図、第４図は第２
実施例の分配型燃料噴射装置の断面図、第５図は第３実
施例の分配型燃料噴射装置の断面図、第６図は従来の分
配型燃料噴射装置の断面図である。 図中301……プランジャ、401……スピルポート、402…
…スピルリング、406……テンションレバー（レバ
ー）、600……第１ダンパ手段、700……第２ダンパ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 1/00 - 1/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）往復動し、エンジンの燃焼室へ燃料
   を圧送するとともに、燃料を溢流させるスピルポートを
   備えたプランジャと、 （ｂ）該プランジャ上を摺動し、位置に応じて前記スピ
   ルポートから溢流する燃料の溢流量を変化させるスピル
   リングと、 （ｃ）該スピルリングの位置を変移させるレバーと、 （ｄ）該レバーを燃料増量方向へ向けて付勢する第１付
   勢手段を有し、前記レバーの燃料減少方向への移動に対
   して抵抗となる第１ダンパ手段と、 （ｅ）該第１ダンパ手段に直列に配設され、前記レバー
   を燃料増量方向へ向けて付勢する第２付勢手段を有し、
   前記レバーの燃料減少方向への移動に対して抵抗となる
   第２ダンパ手段と を具備する燃料噴射装置。