JP2974705B2

JP2974705B2 - 内燃機関用の燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JP2974705B2
Application number: JP1506432A
Authority: JP
Inventors: ハイン，ヨーゼフ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: EP0386175B1; WO1990000224A1; US5033441A; EP0386175A1; DE3822257A1; DE58904357D1; KR900702190A; JPH03500325A

Description

【発明の詳細な説明】背景技術本発明は請求の範囲第１項記載の形式における燃料噴
射ポンプに関する。ドイツ連邦共和国特許出願公開第31
48214号明細書（特開昭53−54617号公報に相当）に基づ
いて公知の燃料噴射ポンプでは、噴射開始時期を変化さ
せる、通常は回転数に正比例した制御圧が、圧力及び温
度に関連して作動する圧力弁によって可変である。この
圧力弁によって常温始動時には噴射開始時期が「早め」
に向かってシフトされ、これによって燃料の調製のため
に十分な時間が得られ、相応に改善された点火もしくは
燃焼が達成される。

この公知の燃料噴射ポンプは次のような欠点を有して
いる。すなわちこの場合、不都合な状況では圧力制御弁
において既に噴射ポンプの停止時に、抑制制御開口の小
さな間隙が開放されていることがあり、この場合燃料噴
射ポンプの始動時にフィードポンプ供給率は、内燃機関
の常温始動時における噴射開始時期の常温始動時早め調
節のために圧力弁が閉鎖されている場合に、低回転数時
に必要な圧力を戻し室において形成する（KBS機能）の
に、不十分になる。

発明の利点請求の範囲第１項に記載の特徴を有する本発明による
燃料噴射ポンプは、公知の燃料噴射ポンプに対して、流
出導管における対抗圧によってKSB機能を保証すること
ができるという利点を有している。すなわち本発明のよ
うに、流出導管に制御可能な圧力保持弁が組み込まれて
いることによって、冷えた内燃機関の始動時に圧力保持
弁が閉鎖されていることに基づいて、機関回転数がなお
低い場合においても、噴射調節装置において迅速に制御
圧が形成されるので、噴射調節装置の調節ピストンを直
ぐに「早め位置」にシフトさせることが可能であり、ひ
いては内燃機関の運転特性が改善される。

なお、本発明によって得られる利点については、後で
第２図に示された回転数／圧力特性線を参照しながらさ
らに述べる。

請求の範囲第２項以下に記載の手段によって、請求項
１に記載の燃料噴射ポンプの有利な構成が可能である。
圧力保持弁によって流出導管において生ぜしめられる対
抗圧は、種々様々な弁構成によって得ることができるの
で、正常機能時における圧力上昇補正も、KSBなしに可
能である。

図面次に図面につき本発明の複数の実施例を説明する。

第１図は燃料噴射ポンプの圧力保持弁を示す図、第２
図は正常機能に対するKSB機能時における圧力経過を示
す図、第３図、第４図及び第５図は３つの異なった圧力
保持弁の構成を示す図である。

実施例の記載第１図には、内燃機関に対して回転数同期的に回転す
るフィードポンプ１を備えた分配型噴射ポンプが示され
ている。フィードポンプ１は、フィードポンプ吸込み導
管48を介して燃料タンク49から燃料を吸い込んで、圧力
導管２と分配器６と接続導管５とを介して燃料噴射ポン
プの吸込み室14に圧送する。この吸込み室から燃料は図
示されていない形式で、本来の燃料噴射ポンプに供給さ
れる。調節ピストン11における孔15を介して、噴射開始
時期調節装置９のシリンダ内において調節ピストン11に
よって制限された作業室12と接続されている。分配器６
からはまた、圧力制御弁７の圧力室18に通じる接続導管
３が分岐している。圧力制御弁７によって、フィードポ
ンプ１の下流における燃料圧、つまり吸込み室14におけ
る圧力が制御圧として回転数に関連して制御され、この
場合回転数の上昇に正比例して制御圧も上昇する。調節
ピストン11は制御圧に応じて戻しばね13に抗してシフト
され、この場合ピン10で、燃料噴射ポンプの図示されて
いないカム駆動装置に噴射開始時期調節のために係合し
ている。噴射開始時期は内燃機関の通常運転時もしくは
運転温度時には、回転数の上昇に連れて「早め」の方向
に調節される。冷えた機関では燃料の点火能力が低いこ
とに基づいて、申し分のない始動つまり機関の迅速な高
速回転を可能な限り僅かな青煙放出で達成するために、
始動時及び低回転数時における噴射開始時期は、暖まっ
た機関におけるよりも早めに調節される。低回転数時に
おいてもつまり始動範囲においても早め調節を行うため
に、内室圧は高められる。

なお付言すれば、本願明細書において「運転温度」と
いうは次のような内燃機関の温度を意味する。すなわ
ち、停止している冷えた内燃機関は、始動後に時間の経
過と共に徐々に暖機されて特定の温度に達するが、この
温度は、内燃機関の冷却系によってそれ以上上昇しない
ように、維持される。このような暖機運転終了後に到達
する、内燃機関の通常運転時における安定した温度を、
本願明細書では「運転温度」と呼ぶ。

圧力制御弁７は、閉じられたシリンダ110内を密に摺
動可能なピストン16を有しており、このピストンは可動
の壁として圧力室18を戻し室21から隔てており、戻し室
21内に配置された戻しばね17によって、圧力室18におけ
る調節すべき制御圧に抗して負荷されている。ピストン
16はこの場合制御縁で、圧力室18から放圧室に燃料を排
出する流出導管20の、シリンダ110の円筒形の壁におけ
る抑制制御開口19の抑制制御横断面を制御する。圧力室
18及び戻し室21は、有利にはピストン16に設けられた固
定絞り22を介して互いに接続されている。戻し室21は放
圧導管24を介して放圧可能である。

圧力上昇は、流出導管20を通って流出する燃料量のた
めの圧力制御弁７の抑制制御開口19における抑制制御横
断面の減少を必要とする。抑制制御開口19から延びた流
出導管20は、圧力保持弁50の圧力保持弁シリンダ111に
開口している。抑制制御開口19から流出した燃料は、流
出導管20を通して流れ、圧力保持弁50のシリンダ111に
配置された閉鎖部材51に達する。閉鎖部材ここではボー
ル51は、シリンダ111への流出導管20の入口開口に配置
された台座に、閉鎖ばね52によって押し付けられてい
る。シリンダ111内のばね室55に配置された閉鎖ばね52
は、閉鎖部材51とは反対の側において、シリンダ111内
を有利には２つのストッパ87と88との間を軸方向移動可
能なピストン53の形の支持部材に接触している。移動調
節可能なピストン53は閉鎖ばね52とは反対の側で、接続
導管56を介してもたらされる燃料圧によって負荷されて
おり、接続導管56は、放圧導管24に配置された圧力弁23
の上流における放圧導管24と接続されている。この燃料
圧はまた戻し室21においても生じている。圧力弁50のシ
リンダ111のばね室55からは、フィードポンプ吸込み導
管48に開口する流出導管57が延びている。

内燃機関始動時における燃料圧の温度に関連した影響
のために、圧力制御弁７の戻し室21から延びた放圧導管
24には、圧力弁23が配置されている。放圧導管24は圧力
弁23の抑制制御室25に通じている。抑制制御室25には、
例えば膨張材料エレメント又はバイメタルばねのような
温度に関連して作動するエレメント27の操作部材26が突
入している。操作部材26は、圧力弁23に配置されていて
ばね室30内に配置された戻しばね29によって負荷された
可動の弁閉鎖部材28に係合している。弁閉鎖部材28は、
温度に関連して作動するエレメント27の制御時にしか、
つまり内燃機関の最低運転温度においてしか、操作部材
26によって圧力弁23の開放位置に移動させられない。放
圧導管24からは、圧力弁23との接続部の上流側において
制御導管32が分岐しており、この制御導管はKSBシリン
ダ８に通じていて、そこで流入口33を介してKSB調整弁
８のKSBシリンダ35の周壁に開口している。KSBシリンダ
35の端面によって片側を制限された圧力室39には、分配
器６から延びた接続導管４が導入されている。圧力室39
は他方の側を、KSBシリンダ35内を軸方向摺動可能でか
つ圧縮ばね36によって負荷されている制御ピストン34の
端面によって制限されており、この場合圧縮ばね36は、
調節可能なストッパ37に支持されている。制御ピストン
34には環状溝41が配置されており、この環状溝の１つの
制限縁は、流入口33を制御する制御縁を形成している。
環状溝41は半径方向孔42によって、制御ピストン34に軸
方向に配置された袋孔43と接続されており、この袋孔
は、圧縮ばね40によって負荷されていてKSBシリンダに
おけるばね室40を閉鎖している制御ピストン34の他方の
端面から延びている。ばね室40からは、圧力弁23のばね
室30に通じる接続導管45が延びている。この接続導管45
からは、フィードポンプ吸込み導管48と接続している流
出導管47が分岐している。

第１図に示した対象は、第２図に示されているような
回転数／圧力特性線を生ぜしめる。第１図に示した対象
は以下のように働く：内燃機関が運転温度よりも下で始動させられる場合、
操作部材26は弁閉鎖部材28から持ち上げられ、圧力弁23
は閉鎖されている。調節ピストン11は始動回転数に達す
るまで「遅め位置」を占めている。圧力制御弁７及び同
時に圧力保持弁50が閉鎖されていることに基づいて、燃
料は流出することができず、この結果吸込み室14及び作
業室12において迅速に制御圧が形成され、この制御圧に
よって調節ピストン11は「早め位置」にシフトする。つ
まり閉鎖されている圧力保持弁50によって既に低い回転
数において、吸込み室14における圧力は急激に上昇す
る。この上昇過程は第２図においてポイント62までの特
性線に示されている。ポイント62において本発明による
圧力保持弁50は調節された開放圧に達して開放する。そ
して、圧力制御弁７のピストン16が閉鎖された圧力弁23
と絞り22とによって生ぜしめられた圧力バランス時に、
構造上の条件を回転数に関する制御圧変化の経過のため
の規定とに基づいて抑制制御開口19を完全に閉鎖できな
い場合に、燃料はこの抑制制御開口19から流出して流出
導管20を介して圧力保持弁50の閉鎖部材51の所を通って
ばね室55に流入することができる。燃料はこのばね室55
から流出導管57を介してフィードポンプ吸込み導管48に
流入する。圧力は圧力保持弁50の開放後まず初めほぼ一
定に保たれているが、フィードポンプ１の回転数がさら
に増大すると特性線区分63に示されているように上昇す
る。この区分においては、部分的に開放された抑制制御
開口19の絞りがフィードポンプ１の上昇した吐出率のV.
m.において作用し、この結果少量の燃料流出にもかかわ
らず、制御圧の所望の上昇が達成され、従って、まだ運
転温度でない冷えた内燃機関においても噴射開始の必要
な早め調節を行うことができる。この特性線区分63にお
いて燃料圧は一方では抑制制御開口19における抑制制御
横断面によって制御され、かつ他方では、閉鎖ばね52の
力に抗して開放する閉鎖部材51の開放圧によって制御さ
れる。

放圧導管24における圧力によって負荷されているピス
トン53に支持された閉鎖ばね52の閉鎖力は、いまや付加
的な影響を受けることができ、圧力保持弁50の開放圧は
圧力制御弁７の戻し室21における圧力の増大と共に高ま
る。この戻し室21の圧力は同時に、圧力弁23がなお閉鎖
されている場合における圧力保持弁７の圧力室18及び噴
射調節装置９の作業室12における圧力である。ピストン
53がばね側のストッパ87に当接すると、開放圧の上昇が
終了する。ポイント62はこの開放圧に相当している。ピ
ストン53が閉鎖ばね52の支持部材としてしかしながら戻
し室21における圧力もしくは圧力弁23の上流における放
圧導管24における圧力によって負荷されない場合には、
圧力保持弁は、ピストン53の他方のストッパ88によって
規定された開放圧を有しており、この開放圧は不変であ
っても、調節可能であってもよい。ポイント63において
KSB調整弁８は、ストッパ37によって精密に調節可能な
開放圧に応じて、制御圧によってシフトされる制御ピス
トン34における環状溝41によって、流入口33を開放し始
める。

この結果、いまやKSB調整弁８において流出する燃料
量に基づいて、制御圧は特性線60が示すようになだらか
に上昇する。高回転数範囲においてKSB調整弁８は、環
状溝41及びシリンダ口33の抑制制御縁によって放圧を増
大させる、圧力に関連した装置として働き、この増大す
る放圧によって制御圧経過60は運転温度における内燃機
関の制御圧経過64に接近する。

特性線65からは、本発明による圧力保持弁50なしに調
節された場合の圧力／回転数特性が分かる。この場合低
回転数では圧力は回転数に関連して、本発明による圧力
保持弁50を備えている場合ほど急勾配に上昇しない。そ
して高回転時においては特性線60,65も、KSB調整弁８に
よって制御されてほぼ等しい経過を有する。

同様な圧力／回転数特性は、第３図に示された配置形
式においても得られる。第３図には、その他の部分は等
しい構成の択一的な配置形式が示されている。圧力保持
弁50aは、閉鎖部材として働く弁ピストン66を有してお
り、この弁ピストンは、プレロード調節可能な閉鎖ばね
67によって負荷されていて、端面で弁ケーシング70a内
において圧力室89を制限している。この圧力室には流出
導管20が開口していて、該圧力室からは、弁ピストンの
端面によって制御されて、フィードポンプ吸込み導管48
に通じる接続導管90が延びている。閉鎖ばね67は、弁ピ
ストン66に対向して位置する側において、圧力保持弁50
の弁シリンダ70a内を軸方向運動可能な支持部材69に接
触している。支持部材69は電気的に制御可能な装置68に
よって調節可能である。電気的な装置68は、回転数を検
出する測定装置によって又は圧力センサによって形成さ
れる制御信号により制御される。回転数もしくは圧力に
応じて、圧力保持弁50aの開放圧が制御され、この開放
圧の到達時に、弁シリンダ70aに設けられた抑制制御開
口71が開閉制御され、この抑制制御開口71は流出導管20
と接続導管90との間の接続を生ぜしめる。噴射時期調節
装置において有効な、第２図の曲線62,63,60に示したよ
うな制御圧経過への影響の他に、この圧力保持弁50aに
よって運動温度の内燃機関においても制御圧を、内燃機
関の運転パラメータに応じて変えることが可能である。

第４図に示された配置形式は、弁シリンダ70bを備え
た圧力保持弁50bを示しており、この弁シリンダの一方
の端面72からは、フィードポンプ１から延びた接続導管
3bに通じる接続導管73が延びている。弁シリンダ70b内
においては、閉鎖部材として働く弁ピストン74が軸方向
摺動可能であり、この弁ピストンはその端面で弁シリン
ダ70b内において圧力室89bを制限していて、周面に環状
溝75を有しており、この環状溝の制限縁121は制御縁と
して働く。弁ピストン74の、端面72に対向して位置して
いる側には、プレロードを変化可能な閉鎖ばね76が接触
している。この閉鎖ばね76の他端はピストン77を押圧し
ており、このピストンは同様に弁シリンダ70b内を軸方
向摺動可能であり、弁シリンダ70bの第２の端面のため
に圧力室61を形成している。この第２の端面79からは、
圧力弁23の上流において接続導管78が放圧導管24bに通
じている。弁シリンダ70bの周面には２つの抑制制御開
口が配置されており、そのうちの１つは、抑制制御開口
81を常に環状溝と接続し、かつ同時にフィードポンプ吸
込み導管48と接続されている。弁シリンダ70bのほぼ中
央に配置された他方の抑制制御開口81には、圧力制御弁
７の流出導管20が開口している。この抑制制御開口80
は、環状溝75がフィードポンプ１の始動時に抑制制御開
口80と合致しないように、従って燃料が流出せず、圧力
が形成されないように、配置されている。フィードポン
プ１によって生ぜしめられた圧力は、接続導管3bを介し
て、接続導管73及び圧力制御弁７の圧力室18bおいて形
成され、この圧力は既に述べた実施例同様、圧力保持弁
50bの閉鎖時に急勾配の制御圧上昇及び噴射時期の早め
調節を生ぜしめる。接続導管73を介して弁ピストン74
は、調節すべき制御圧によって負荷されるが、圧力弁23
が閉鎖されておらず、絞り22bを介して制御圧が戻し室2
1bにあり、該制御圧が放圧導管24b及び接続導管78を介
して圧力室61にも達した場合には、軸方向にシフトし
て、環状溝75を介して流出導管20を開放制御する。この
制御圧は従って、直径が弁ピストン74よりも大きいピス
トン77にも作用し、このピストン77とプレロード調節可
能な閉鎖ばね76とを介して弁ピストン74を押圧する。

このようにして圧力保持弁50bの開放圧は、制御すべ
き制御圧の急激な圧力上昇に関連して、影響を受ける。
開放圧はこの場合においても、ピストン77の運動路を閉
鎖ばね76に向かって制限するストッパ87aによって制限
されてもよい。

第５図に示された、閉鎖部材として働く弁ピストン86
は、第４図の弁ピストン74に相当している。第５図の配
置形式では、第４図に示された圧力に関連して制御可能
なピストン77の代わりに、第３図の装置68に相当する電
気的に制御可能な装置68aが設けられている。第５図に
示されたこの配置形式では従って、圧力は圧力センサに
よって測定され、この圧力センサは、電気的に制御可能
な装置のための制御信号を送る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 1/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関用の燃料噴射ポンプであって、燃
料噴射ポンプに対して同期的に駆動されるフィードポン
プが設けられており、該フィードポンプが制御圧を生ぜ
しめ、該フィードポンプから接続導管が、圧力制御弁の
圧力室及び噴射調節装置の圧力室に通じており、圧力制
御弁において、固定絞り（22）を介して互いに接続され
ている圧力室（18）と戻し室（21）との間に、圧力室
（18）における圧力によって戻しばね（17）に抗して可
動でかつ流出導管（20）に通じる抑制制御開口（19）の
抑制制御横断面を制御する可動の壁（16）が設けられて
おり、戻し室（21）から、制御可能な圧力弁（23）を有
する放圧導管（24）が延びている形式のものにおいて、
流出導管（20）に、制御可能な圧力保持弁（50）が組み
込まれていることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射
ポンプ。
【請求項２】圧力保持弁（50）が、流出導管（20）の貫
流部を制御する閉鎖部材（51）を有しており、該閉鎖部
材が、ばね力を制御可能な閉鎖ばね（52）によって負荷
されている、請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項３】閉鎖ばね（52）が、圧力保持弁（50）のシ
リンダ内に配置された軸方向可動の支持部材（53）に支
持されており、該支持部材（53）が、戻し室（21）にお
ける圧力によって負荷されていて、閉鎖ばねに抗してシ
フト可能である、請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項４】閉鎖ばね（67）が、内燃機関の運転パラメ
ータに関連して電気的に調節可能な支持部材（69）に支
持されている、請求項２又は３記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項５】支持部材（69）の行程がストッパによって
制限されている、請求項３又は４記載の燃料噴射ポン
プ。
【請求項６】支持部材（69）が温度に関連して調節可能
である、請求項４記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項７】圧力保持弁（50）の閉鎖部材（51）が、圧
力制御弁（７）の圧力室（18）における吐出圧によって
閉鎖ばね（52）に抗して圧力制御弁（７）の弁シリンダ
（70b）内をシフト可能なピストンスライダ（74）であ
り、該ピストンスライダが制御縁で流出導管（20）の貫
流部を制御する、請求項１から６までのいずれか１項記
載の燃料噴射ポンプ。
【請求項８】ピストンスライダ（74）がその周面に環状
溝（75）を有しており、該環状溝の１つの制限縁（12
1）が制御縁であり、該制御縁によって、弁シリンダ（7
0b）に対する入口又は出口、つまり該弁シリンダ（70
b）を貫通する流出導管（20）に対する入口又は出口が
制御される、請求項７記載の燃料噴射ポンプ。
【請求項９】圧力弁（23）を制御するために制御装置が
設けられており、該制御装置によって、運転温度の内燃
機関において又は付加的に規定の回転数到達時に、戻し
室が、圧力弁の閉鎖圧到達とは無関係に放圧可能であ
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。
【請求項１０】圧力弁（23）が、ばねによって負荷され
ていて弁座と対をなしている閉鎖部材（28）を有してお
り、制御装置が、温度に関連して操作可能な調節部材
（27）を有しており、該調節部材によって閉鎖部材（2
8）が、内燃機関の規定の運転温度到達時に、所属の弁
座から持ち上げられる、請求項９記載の燃料噴射ポン
プ。