JP2974706B2 - 内燃機関の分配形燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は、カム駆動部によって駆動され往復動と同時
に回転運動を行なうプランジャと、噴射量制御のために
プランジャを取り囲んで軸方向にスライド可能に配置さ
れた環状の制御スリーブと、この制御スリーブを負荷及
び回転速度に応じてスライドさせるための調速レバーシ
ステムとを有する、内燃機関の分配形燃料噴射ポンプで
あって、前記調速レバーシステムはテンションレバーと
スタートレバーとを有しており、前記テンションレバー
は、軸を中心にして旋回可能で、調節レバーを介して予
ばね力を変更可能な調速ばねによって負荷されており、
前記スタートレバーは、前記軸を中心にして旋回可能で
あって、アイドリング回転数よりも大きな回転数では、
回転数に関連する力によってスタートばねの力に抗して
前記テンションレバーに接触せしめられて、これによっ
て前記テンションレバーとともにレバー複合体を形成す
ることができ、このレバー複合体は、前記回転数に関連
する力によって前記調速ばねの力に抗して調節可能であ
り、その際前記スタートレバーは連行部材によって前記
制御スリーブと連結されており、前記テンションレバー
にはアイドリングばねが作用しており、このアイドリン
グばねは、他方では、調節レバーに作用しており、この
調節レバーの出発位置は、アイドリングばねの予ばね力
を変化させるために、調節可能なストッパによって定め
られている形式のものに関する。

特に車両にディーゼル機関を使用することが多くなる
につれて、燃料噴射装置の性能に対する要求も、相応し
て大きくなってきた。すなわち内燃機関の排ガス値を改
善することのみでなく、内燃機関騒音の抑制や走行特性
の改善も求められるようになった。例えば、空調装置が
スイッチオンされたり、内燃機関がまだウォームアップ
されていない場合には、内燃機関の運転状態が変化する
が、そうした場合にも充分に一様なアイドリング回転数
が求められる。こうした運転条件では、例えば低温時の
内燃機関の場合、燃料噴射量が少なすぎると、付加的な
手段なしでは内燃機関のストップが生じることがある。
低温時の内燃機関に負荷が追加される際に充分なアイド
リング回転数を維持するために必要となる噴射量は、ウ
ォームアップされた内燃機関や全負荷の場合に要する噴
射量より多いことがある。他面において回転不整率は、
比較的低回転数でのアイドリングの際にに大きいので、
アイドリングに影響を与える内燃機関の運転特性値の差
が重要な意味を持って来る。その場合、アイドリングば
ねの力の公差又はポンプの摩擦値も、アイドリングの調
整作用に著しく影響するので、アイドリングばねの調整
が必要となる。

したがって、前記のような形式の、ある公知の燃料噴
射ポンプ（DE−OS 35 00 341）の場合、調速機に備えら
れているアイドリングばねは、調速レバーシステムとは
反対側の端部をポンプハウジングに懸架されており、ア
イドリングばねの予ばね力は調節レバーを介して調節で
きるようになっている。これによって、なかんずく、ア
イドリングを他の調整値とは無関係に、別個に極めて精
密に調節することができる。アイドリングばねは、その
ばね行程を極めて柔軟に行い得るように構成することが
でき、その結果、回転不整率が低減され、とりわけ、ア
クセルペダルをゼロ位置にしてのエンジンブレーキ運転
中にも、常にわずかな量の燃料が噴射され続け、アイド
リング噴射量がゼロにならないようにすることができ
る。このようにすると、とりわけ、アクセルペダルを再
び踏み込む際に燃料供給に“穴”を生じない効果があ
る。こうした“穴”は、特にディーゼル機関の場合には
運転者の意図に反した運転状態をもたらす。なぜならデ
ィーゼル機関においては燃料の圧縮度が高いので、燃料
供給が中断すると、強いノッキング状態が生じるからで
ある。この公知の燃料噴射ポンプはアイドリングばねを
精密に調節することはできるが、低温アイドリング時に
付加的な負荷が作用した場合の噴射量を高めて，アイド
リング回転数を一様にすることはできない。

別の公知の燃料噴射ポンプ（DE−OS 28 44 910）にお
いたは、アイドリングの調節は温度に関連して行われ，
通常は内燃機関の停止に役立つレバーによって燃料噴射
ポンプの調速レバーが温度に関連して調節されるか，あ
るいはやはり温度に関連して燃料噴射ポンプの，普通は
調速ばねの予ばね力を調節する調節レバーが種々の出発
位置に調節される。しかしながらこのような手段によっ
ては，アイドリング回転数を内燃機関の運転パラメータ
に関連して充分に精密に調節することはできない。特に
この公知の燃料噴射ポンプにおいては，調速ばねがアイ
ドリングばねと直列に接続されており，したがって調速
ばねの予ばね力を変化させる調節レバーの変化によって
アイドリングばねも変化せしめられる。したがってアイ
ドリングばねの予ばね力は単にわずかにしか調節するこ
とができない。

発明の効果 これに対し、請求の範囲第１項記載の特徴を有する、
本発明の燃料噴射ポンプは、次のような効果を有してい
る。すなわち、最初の述べた形式の公知の燃料噴射ポン
プの利点を維持した上で、付属装置のスイッチオンの場
合や内燃機関の低温始動時に、一様なアイドリング回転
数を生ぜしめるのに必要な燃料供給の増量が問題なしに
達せられる。

本発明の有利な構成によれば、アイドリングばねの調
節レバーは、ポンプハウジング内に軸受けされた回転数
の一方の端部に配置され、この回転軸の他方の端部に
は、ポンプハウジング外側で，外部アイドリングレバー
が取付けられ、このレバーが内燃機関の運転特性値に関
連して動作する調節部材によって旋回可能である。この
ような回転軸を、ポンプハウジングの内部と外部とに設
けたレバーのために設けることは、原理的には公知であ
るが（記述の公知技術参照）、公知の調速機の場合は、
例えば、運転者が操作する調節レバーを介して調速ばね
の予圧を変更するなど、負荷入力に対し必要な介入を行
ったり，あるいは、調速レバーの噴射量ストッパを、例
えば過給圧に応じて変化させたりはしても、アイドリン
グばねの予圧を変えるものではない。

本発明の別の有利な構成によれば、調節レバーの旋回
範囲は、アイドリングレバーのストッパによって規定可
能である。これらのストッパは、ポンプハウジングの外
側で調節できる。

本発明の更に別の有利な構成によれば、調節部材とし
て磁石が役立つ。調節レバーは、磁石によって１つのス
トッパ位置から別のストッパ位置へ旋回せしめられ、そ
れによって、常時、アイドリングばねに２つの予ばね力
位置が与えられるようにしておく。磁石は、また、それ
への給電を何らかの内燃機関特性値に応じて行うように
することで、簡単に制御することができる。この給電
は、例えば空調装置のスイッチオン、又は温度に関連し
て操作される膨張物質スイッチを介して行うことができ
る。このようにすることの利点は、内燃機関の運転特性
値に関連して動作する他の必要なスイッチを、このよう
なスイッチ回路内に並列配置できる点にある。

しかし、本発明によれば次のようにすることも可能で
ある。すなわち、アイドリングレバーを、その都度の追
加のアイドリング負荷、例えばその都度の内燃機関温度
に相応する一定の行程だけ調節できるようにすることも
できる。このことは、例えば、旋回範囲を温度に関連し
て制限すること、つまり一方のストッパを変化させるこ
とによって，行うことができる。

本発明の有利な構成によれば、調節部材として圧力セ
ルが役立つようにすることができる。この圧力セルは、
操作圧力を有する制御空気により操作される。その場
合、その制御空気は車両のブレーキ回路からの負圧を有
している。

別の有利な構成によれば、制御空気の供給導管内に電
磁弁を配置し、この電磁弁を内燃機関の運転特性値に関
連して制御できるようにしておく。磁石の起動の場合同
様、この場合も前記電気回路の利点を利用する。

本発明の別の有利な構成によれば、磁石又は圧力セル
とアイドリングレバーとの間の伝達手段として、ボーデ
ンワイヤが役立つ。

本発明の実施例の構成は、以下の図面の説明及び請求
の範囲から知ることができる。

図面 図面には本発明による燃料噴射ポンプの１実施例の２
つの変化形が示されており，以下に詳細に説明する。図
１は分配形燃料噴射ポンプの縦断面図である。図２及び
図３は、電磁石によってアイドリングレバーが操作され
る形式の第１変化形を示した図である。図４及び図５
は、圧力セルを介してアイドリングレバーが操作される
第２変化形を示した図である。

実施例の説明 図１に縦断面で示した燃料噴射ポンプの場合、分配器
としても機能するプランジャ１が、駆動軸２とカム駆動
部３とによって駆動されて，往復動と同時に回転運動を
行う。プランジャ１の各圧縮行程ごとに、ポンプ作業室
４から分配縦みぞ５を介して，燃料が複数の圧力通路６
の１つに送られる。これら圧力通路は、プランジャ１の
外周面に等しい相互角度間隔をおいて形成されていて、
内燃機関の、図示されていない燃焼室へ通じている。

ポンプ作業室４は、吸込み通路７を介して、噴射ポン
プのポンプハウジング８内の燃料を充填されている吸込
み室９から燃料を供給される。この供給は、プランジャ
１の吸込み行程の間に吸込み通路７がプランジャ１に設
けられた制御縦みぞ11によって開かれることで行われ
る。制御縦みぞ11の数は、圧力通路６の数に合致し、し
たがってまた、プランジャ１の回転ごとに行われる圧縮
行程の数に合致する。吸込み通路７内には電磁弁12が配
置され、この電磁弁12は噴射を終了させるために吸込み
通路７を遮断する。したがって、プランジャ１の吸込み
行程の間は、吸込み室９からポンプ作業室４内へ燃料が
達することはない。

圧力通路６のそれぞれに行程ごとに供給される噴射燃
料量は、プランジャ１を取り囲んでいる制御スリーブ13
の軸方向位置によって決定される。この軸方向位置は、
調速機14と任意に調節可能な調節レバー15とによって、
内燃機関の運転特性値、すなわち回転数及び負荷に基づ
いて決定される。

吸込み室９は、供給ポンプ16から燃料を供給される。
このポンプ16は駆動軸２によって駆動される。供給ポン
プ16の出口圧力、したがって吸込み室９内の圧力は、圧
力制御弁17によって、回転数が高まるにつれて上昇する
ように，制御される。

調速機14の駆動は歯車18を介して行われる。歯車18
は、駆動軸２と結合されていて、調速機おもり21を有す
る歯車19を駆動する。調速機おもり21は、調速スリーブ
22の一方の側に作用し、調速スリーブ22は、軸方向にス
ライド可能に軸23に支承され、その他方の側には、調速
ばね24によって負荷される調速レバーシステム25が作用
している。調速レバーシステム25は、制御スリーブ13を
その行程位置にスライドさせるために制御スリーブ13と
リンク結合している。調速レバーシステム25は、この目
的のため軸26に旋回可能に支承されている。調速ばね24
の予ばね力は、調節レバー15を介して変更可能である。
この変更は次のように行われる。すなわち、調節レバー
15を負荷増大の方向へ調節すると、調節ばね24の予ばね
力も増大し、この結果、制御スリーブ13が更に上方へス
ライドし、これによって、プランジャ１の圧縮行程の間
にポンプ作業室４の逃がし通路27が遅れて開放されるこ
とで、噴射量が増大せしめられる。まだポンプ作業室４
内に残っている燃料量は、プランジャ１の圧縮行程中に
逃がし通路27の開口が制御スリーブ13から抜け出して、
プランジャ１のそれ以降の燃料供給が吸込み室９内へ行
われることによって，排出される。

調速レバーシステム25は、軸26に枢着された２つの調
速レバーによって構成されている。すなわち、調速ばね
24とアイドリングばね31とが並列に作用するテンション
レバー28と、スタートレバー29とによって構成されてい
る。これら２つのレバーの間にはスタートばね32が設け
られている。スタートばね32は、両方のレバーを押し離
し、内燃機関停止時には制御スリーブ13をできるだけ上
方の位置へスライドさせる。この位置は、最大燃料量、
すなわち、いわゆる始動時増量を供給する位置である。
内燃機関が始動すると、直ちに調速機おもり21によって
調速スリーブ22がスタートレバー29の方へ押しずらさ
れ、スタートレバー29をスタートばね32の力に抗して図
示の位置へ旋回させる。この位置では、スタートレバー
29とテンションレバー28とは互いに接している。したが
って、スタートばね32は働いていない。次いで、回転数
と負荷とに応じて制御スリーブ13がスライドするが、こ
の制御スリーブ13が占める位置は、もはやそれまで占め
ていた始動時増量を供給する極限位置ではない。

アイドリングばね31は、スタート回転数の際には作用
しない。このアイドリングばね31は弛められていて、ア
イドリング回転数に達したときに初めて作用するように
なり，次いで、本来の制御のために両方のレバーが互い
に接した後に，調速ばね24が作用し始める。次いで調速
ばね24によって、オールスピード調速機の場合は、所望
の回転数に調節が行われるのに対し、アイドリングスピ
ード調速機の場合は、この種の機械式調速機の場合に公
知の形式で減量制御が行われる。

アイドリングばね31は、スタートレバー29とは反対側
の端部を調節レバー33に懸架されている。この調節レバ
ー33は、ポンプハウジング８に支承された回転軸34を介
して、ポンプハウジング８の外から接近可能な、回転軸
34に取付けられたアイドリングレバー35によって旋回さ
せることができる（このレバー35は、図１の断面平面の
前方に配置されているので、図１には破線で示してあ
る。図２参照）。調節レバー33の旋回によって、アイド
リングばね31の予ばね力が変化せしめられ、これによっ
てアイドリング回転数範囲の特定のアイドリング回転数
でスタートレバー29が旋回せしめられ、したがって制御
スリーブ13もスライドせしめられる。これによって、制
御スリーブ13は、ばね圧が高まる場合には上方へ、すな
わち噴射量増加位置へスライドし、逆にばね圧が低くな
ると、噴射量低減位置へスライドする。

図２は図１に示したポンプの外観の詳細図である。特
にアイドリングレバー35が示されている。このアイドリ
ングレバー35の、したがって調節レバー33の旋回範囲
は、ストッパ36,37によって制限されている。これらの
ストッパ36,37は調節ねじ38によって調節可能である。
アイドリングレバー35には、噴射量低減の方向に線細工
ばね40が作用している。アイドリングレバー35は、実線
によって普通のアイドリングの回転数時の旋回位置で、
したがって、低減された噴射量の位置で示してある。他
方、破線で示した位置は、アイドリング回転数時に燃料
を増量する場合の位置を示している。

アイドリングレバー35には、ボーデンワイヤ39が作用
し、このワイヤ39は、調節器である電磁石41に通じてお
り、この電磁石はポンプハウジング８のプレート42に取
付けられている。電磁石41が励磁されると、直ちにアイ
ドリングレバー35が破線の位置に旋回する。すなわち、
燃料噴射量が増量される位置ないしはアイドリング回転
数が増大する位置へ旋回する。

図３には、図２のこの変化形における電磁石41の電気
回路43が示してある。この回路には、２つの電気スイッ
チ44,45が電磁石41の電線46中に並列配置されている。
スイッチ44は、磁石47によって操作される。磁石47は、
例えば空調装置などの付属装置によって切換えられる。
スイッチ45は、温度に関連して動作する調節素子48によ
って操作される。調節素子48は内燃機関の冷却水温度に
よって制御される。このようにして、電気スイッチ44
は、付属装置が作動すると磁石47によって閉じられ、次
いで電磁石41が励磁され、アイドリングレバー35をスト
ッパ37のところへ旋回させる。この結果、アイドリング
噴射量が付加的に増大する。これに対しスイッチ45は、
内燃機関の低温時には閉じられており、内燃機関がウォ
ームアップされると、直ちに開かれる。スイッチ45が閉
じられている間、すなわち内燃機関がウォームアップさ
れない間は、電磁石41が励磁され、アイドリングレバー
35と、アイドリングばね31の予ばね力の相応の増大とに
よって、アイドリング回転数範囲内で噴射量が増大せし
められる。

図４に示した変化形の場合、アイドリングレバー35は
ストッパ36からストッパ37へボーデンワイヤ39によって
旋回せしめられるが，この目的のために、ボーデンワイ
ヤ39は、相応の負圧に達すると圧力セル49によって操作
される。この圧力セル49は、制御ダイアフラム50と戻し
ばね51とを有し、更に接続管52を有している。接続管52
からは導管53が内燃機関の負圧範囲、例えばブレーキ装
置に通じている。導管53を介して充分な負圧が圧力セル
49内に生ぜしめられていると、ダイヤフラム50が戻しば
ね51のばね力に抗して左方へ変位し，その際ダイヤフラ
ム50は、ボーデンワイヤ39を介してアイドリングレバー
35を破線で示した位置、すなわち噴射量増量位置へ旋回
させる。

図５には、この変化形の場合の回路が示してある。こ
の回路では導管53の途中に電磁弁54が配置されており、
この電磁弁54は電気回路43を介して制御可能である。こ
の電気回路43は、図３の回路と同じように動作する。し
かし、この場合は、図３の場合の電磁石41の代りに電磁
弁54の調節磁石55が電気的に制御される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルファレツ―アヴィラ，カルロス ドイツ連邦共和国 Ｄ―7149 フライベ ルク シュトゥットガルター シュトラ ーセ 12 (56)参考文献 特開 昭55−54640（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−90631（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−191825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 1/04 F02M 41/12

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カム駆動部（３）によって駆動され往復動
   と同時に回転運動を行なうプランジャ（１）と、噴射量
   制御のためにプランジャ（１）を取り囲んで軸方向にス
   ライド可能に配置された環状の制御スリーブ（13）と、
   この制御スリーブを負荷及び回転数に応じてスライドさ
   せるための調速レバーシステム（25）とを有する、内燃
   機関の分配形燃料噴射ポンプであって、前記調速レバー
   システム（25）はテンションレバー（28）とスタートレ
   バー（29）とを有しており、前記テンションレバー（2
   8）は、軸（26）を中心にして旋回可能で、調節レバー
   （15）を介して予ばね力を変更可能な調速ばね（24）に
   よって負荷されており、前記スタートレバー（29）は、
   前記軸（26）を中心にして旋回可能であって、アイドリ
   ング回転数よりも大きな回転数では、回転数に関連する
   力によってスタートばね（32）の力に抗して前記テンシ
   ョンレバー（28）に接触せしめられて、これによって前
   記テンションレバー（28）とともにレバー複合体を形成
   することができ、このレバー複合体は、前記回転数に関
   連する力によって前記調速ばね（24）の力に抗して調節
   可能であり、その際前記スタートレバー（29）は連行部
   材によって前記制御スリーブ（13）と連結されており、
   前記テンションレバー（28）にはアイドリングばね（3
   1）が作用しており、このアイドリングばねは、他方で
   は、調節レバー（33）に作用しており、この調節レバー
   （33）の出発位置は、アイドリングばねの予ばね力を変
   化させるために、調節可能なストッパ（36）によって定
   められている形式のものにおいて、前記調節レバー（3
   3）が、内燃機関の運転特性値（47,48）に関連して旋回
   可能であり、前記調節可能なストッパ（36）からのこの
   旋回運動が、やはり調節可能な第２のストッパ（37）に
   よって制限可能であることを特徴とする、内燃機関の分
   配形燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】前記調節レバー（33）がポンプハウジング
   （８）内に支承された回転軸（34）の一方の端部に配置
   されており、この回転軸（34）の他方の端部には、前記
   ポンプハウジング（８）の外部において、前記調節レバ
   ー（33）を調節するための外部のアイドリングレバー
   （35）が作用しており、このアイドリングレバー（35）
   が、内燃機関運転特性値に関連して動作する調節機構
   （41,49）によって旋回可能であることを特徴とする、
   請求項１記載の分配形燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】前記調節レバー（33）の旋回範囲が、前記
   アイドリングレバー（35）のストッパ（36,37,38）によ
   って定められており、これらのストッパは前記ポンプハ
   ウジング（８）の外部で調節可能であることを特徴とす
   る、請求項２記載の分配形燃料噴射ポンプ。
4. 【請求項４】前記調節機構（41,49）と前記アイドリン
   グレバー（35）との間の伝達部材としてボーデンワイヤ
   （39）が役立ち、前記アイドリングレバー（35）には噴
   射量減量の方向で線細工ばね（40）が作用していること
   を特徴とする、請求項２記載の分配形燃料噴射ポンプ。
5. 【請求項５】前記調節機構として電磁石（41）が役立つ
   ことを特徴とする、請求項２から４までのいずれか１項
   記載の分配形燃料噴射ポンプ。
6. 【請求項６】前記調節機構として圧力セル（49）が役立
   ち、この圧力セルが特定の運転圧力下にある制御空気に
   よって操作可能であることを特徴とする、請求項２から
   ４までのいずれか１項記載の分配形燃料噴射ポンプ。
7. 【請求項７】前記運転圧力が負圧であることを特徴とす
   る、請求項６記載の分配形燃料噴射ポンプ。
8. 【請求項８】制御空気の導管（53）内に電磁弁（54）が
   配置されていることを特徴とする、請求項６又は７記載
   の分配形燃料噴射ポンプ。
9. 【請求項９】前記電磁石（41）又は前記調節機構（41,4
   9）の電磁弁（54）用の励磁電流制御のために役立つ電
   流回路内に、互いに並列に配置され前記内燃機関運転特
   性値（47,48）によって操作される少なくとも２個のス
   イッチ（44,45）が設けられていることを特徴とする、
   請求項５又は８記載の分配形燃料噴射ポンプ。
10. 【請求項１０】前記スイッチの１つ（45）が、内燃機関
    の冷却水温度に関連して、内燃機関の低温時には閉じら
    れ、内燃機関のウォームアップ時には開かれていること
    を特徴とする、請求項９記載の分配形燃料噴射ポンプ。
11. 【請求項１１】前記スイッチの１つ（44）が、付属装置
    の作動開始時に閉じることを特徴とする、請求項９記載
    の分配形燃料噴射ポンプ。