JP3594964B2 - 特に単気筒ディーゼル・エンジン等の燃料噴射装置付き内燃エンジン - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段によって定義される特に単気筒ディーゼル・エンジン等の燃料噴射装置付き内燃エンジンに関する。
ディーゼル・エンジンにおいて、エンジンの燃焼室に正確に計量した噴射量を高圧で吐出しなければならない。噴射ポンプと噴射ノズルとの間の結合ライン内のクリアランスが燃焼開始点の最適化を阻害し、その補償のため、例えば噴射調節器を設置して回転数上昇時のポンプの吐出開始を前方にずらす等の追加的な措置が必要となる。この結果、噴射ポンプと噴射ノズルを空間的に分離して配置した場合、圧力波移動時間による遅延が平準化される。
噴射ポンプの調節機構により、燃料量が負荷並びに回転数に応じて制御される。この種のシステムにおいて、高圧力および燃料がもはや圧縮不可能であることにより噴射時における現象は動的には進行しないため、クリアランスの影響を制御技術的に管理することが難しくなることが知られている。噴射装置における既存の等圧バルブ機構は、ライン・システム内における圧力変動を平準化するよう機能する。ここで、例えば噴射ポンプを噴射ノズルに最大限近付けて設置するか、または構造に応じて生じるデッド・スペースを極力削減する等の措置により、ライン・システム内のクリアランス部分を最小化することに注意しなけらばならない。
漏油ラインをもたない燃料噴射装置用の既存の噴射ポンプ（ドイツ特許第DE−Ａ−3424401号）において、等圧バルブ機構が設けられており、これにおいては大きな断面を有する吐出バルブを介して吐出が行われ、これと逆の通流方向および小さなスロットルホールを有するリリーフバルブを介してラインが圧力解放され；両方のバルブは球形のバルブ体とコイル・スプリング状のバルブ・スプリングからなる戻し弁として形成されている。各バルブはバルブ・ハウスのブラインドホール内に前述した方式で配置され、これらは別のホールを介して対応する接続室と結合されている。この構造においてはバルブ・ハウスの軸方向の長さを極めて大きくする必要があり、これにしたがって大きなクリアランスが発生して障害をもたらす。
別の既存の噴射ポンプ（ドイツ特許第DE−Ａ−2217066号）は等圧バルブ機構を備え、そのリリーフバルブは溝を介して一方で圧力バルブと、他方ではじょうご形状に拡大された燃料圧力バルブに結合されている。これによって、相当なクリアランスが発生した場合、噴射バルブの不要な遅延噴射の原因となる、噴射バルブから逆流する圧力波のポンプ側反作用が防止される。
本発明の目的は、等圧バルブ機構を備えた既存の噴射ポンプの問題点を解消し；この種のエンジンにおいて、特に等圧バルブ機構からなる噴射ポンプに関する構造を単純化することである。
前記の課題は、本発明にしたがって、バルブ・ハウスの向かい合った各端面に横断溝を設け、これを介してそれぞれ両方のバルブのうち一方を収容するバルブ・ハウスの各バルブ・ホールを互いに結合し、これらが一方で噴射ポンプの稼働室と、他方では燃料圧力ラインに接合し、各バルブ・スプリングは板バネからなり、これらをそれぞれに対応するバルブ・ハウスの貫通チャンバ内に設置することによって解決される。
バルブ・ハウスに対向する横断溝を設ける構成により、等圧バルブ機構の軸方向の長さを効果的に低減することができ；さらにこの種のバルブ・ハウスにより噴射装置の製造および組み立てが非常に単純化される。
有効な方法においてバルブ体が球形であるかまたは球状の面を有し、これが、またはこれをもってバルブ体がバルブ・スプリングによって円錐状のバルブ台座に対し圧着され、また各バルブ・スプリングを板バネとして形成し、これらをそれぞれバルブ・ハウスの対応する貫通チャンバ内に設けることが極めて好適である。好適には、両方のチャンバはいずれも二つのバルブ・ハウス部材が共有する分割継ぎ目に向かって開口し、ここで各チャンバに対応するバルブ台座が他のバルブ・ハウス部材内に分離継ぎ目に向かって開口する円錐角をもって設置される。したがってこの実施形態において、バルブ・ハウスは二分割され、これによって製造工程がさらに単純化される。好適にはバルブ台座の円錐角が60゜となり；この円錐角は流体工学上の観点から見ても通常はより大きなものである円錐角よりも効果的である。
各板バネをその両端部において対応するチャンバの背面壁に対して摺動可能に支持し、さらに背面壁が滑り層を備え得ることが好適である。
板バネをバルブ閉鎖時において対応するバルブ体との分離継ぎ目の高さ以内に位置するように設置することにより、最小のクリアランスにおける最適な空間利用と極めて平坦なバルブ・ハウス部材の形成を同時に達成することができる。
噴射ポンプが例えばアルミニウム鋳造物からなるクランク・ケースの壁内に直接設けられることから、これをポンプの上昇制止衝撃に対して硬化鉄鋼からなる被覆状の衝突保護材で保護することが有効である。この被覆は噴射ポンプの回りのホール内に設けられ、燃料ポンプによって作動される吸入室に接する。
次に、本発明の実施例およびその効果につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図１は、本発明に係る噴射ポンプの第一の実施例を示す軸方向断面図である。
図２は、図１のバルブ・ハウスを拡大して示す軸方向断面図である。
図３は、図２のバルブ・ハウスを上方から示す平面図である。
図４は、図２のバルブ・ハウスを下方から示す平面図である。
図５は、図３のバルブ・ハウスの線Ｖ−Ｖにおける断面図である。
図１はディーゼル・エンジンのクランク・ケースの壁２のホール１内に取り付けられた噴射ポンプ３の一部断面を示しており、主としてポンプ・ピストン４、ポンプ・シリンダ５ならびにバルブ・ハウス６を備えた等圧バルブ機構から構成される。これらの構成部品はバルブ・ホルダ７によってハウス・ホール１の台座８に対して圧着され、ここで台座８内にポンプ・ピストン５の対応するショルダー９が噛み合う。ピン10の内側端部がポンプ・シリンダ５の溝11に進入し、これの回転を防止する。ポンプ・ピストン４は一般的な構成からなり、すなわちこれは制御溝12を備え、これがポンプ・シリンダ５内の第一の吸入ホール13と連動して作用し、これには環状吸入室14を介して外から給入が行われる。吸入室14への燃料供給は（図示されていない）燃料ラインによって実施され、これは結合部材15とこの結合部材および吸入室14と結合された結合ホール16を介して吸入室14への供給を行う。別の吸入ホール17が越流溝18と共にポンプ・シリンダ５内の第一の吸入ホール13と対向する側に設けられ、この第二の吸入ホール17も吸入室14と結合され、この吸入室14は硬化鉄鋼からなる被覆19によって外側境界が形成され、この被覆は吸入室14の外側境界を形成するとともに一般的にアルミニウム鋳造物からなるケース壁部材２をポンプ・ピストン４の上昇制止衝撃に対して保護する。この被覆19は、上方において、ケース壁部材２内に埋め込まれた気密面20と堅く結合され、この気密面20はリング・パッキング21を用いてバルブ・ホルダ７に対して密閉される。バルブ・ホルダ７の下面の、結合ホール16と交差する環状溝22が、吸入室14内の燃料供給を保持する。バルブ・ホルダ７の中心部に（図示されていない）噴射ポンプへの接続のために設けられた燃料圧力ライン23が位置し、これは円錐形結合部材24をもってバルブ・ホルダ７のニップル25内で開口している。バルブ・ホルダ７は、複数の締めネジ26によってバルブ・ハウス６の上面に圧着される。センタリング・ピン27が、バルブ・ハウス６の上部材6aおよび下部材6bのバルブ・ホルダ７に対する正確な装着を維持する。バルブ・ハウス６は図２に拡大して示されている。図は実質的な等圧バルブ機構を含んでおり、これは二つの逆止めバルブ、すなわち吐出バルブ28およびリリーフバルブ29からなり、後者は吐出バルブ28のものと比べて極めて小さいバルブ・ホールを有する。両方のバルブはバルブ体として球部材30を有し、これらはいずれも円錐形のバルブ台座内に収容され、その円錐角は60゜となっている。両方の球部材は板バネ42によって支持され、これらは図５内に側面から示されている。板バネ42は適宜に湾曲しており、その対向する端部がこの板バネを収容する平坦なチャンバ32の背面壁31に対して滑動的に支持され；板バネ42は中間部分に浅いくぼみ33を有し、これがバルブ体を形成する球部材30の支持面として機能する。バルブ作用を推進するため、背面壁31にこの背面壁31と板バネ42の端部との間の摩耗を防止するための滑り層を設けることが効果的である。吐出バルブは矢印Ｆの方向に作動され、リリーフバルブはこれとは逆の矢印Ｐの方向に作動される。これに応じて、吐出バルブ28の流出口は横断溝35を介してリリーフバルブ29の流入口に結合され；さらに、吐出バルブ28の流入口は対応する横断溝36を介してリリーフバルブ29の流出口に結合される。
バルブ・ハウス６はバルブ・ハウス上部材6aとバルブ・ハウス下部材6bとから構成され、ここで後者はポンプ・シリンダ５に、前者はバルブ・ホルダ７に結合される。両方のバルブ・ハウス部材6a,6bは共通の分割接合面37を形成し、これに円錐状のバルブ台座、または板バネ42を収容するチャンバ32がそれぞれ接合する。バルブ・ハウス上部材6a内の横断溝35は、バルブ・ホルダ７内の燃料圧力ライン23と透液的に結合され；バルブ・ハウス上部材6b内の横断溝36は、噴射ポンプの稼働室38と透液的に結合される。ホール34がセンタリング・ピン27を収容する機能を持つ。

Claims (5)

1. 噴射ポンプ（３）の稼動室（38）が吐出バルブ（28）とこれと逆方向に通流させることが可能なリリーフバルブ（29）とからなる等圧バルブ機構を介して燃料圧力ライン（23）に結合され、バルブ・ハウス（６）内において両バルブ（28,29）がポンプ・シリンダ（５）の軸に関して偏心的に相互に近接して配置され、バルブ（28,29）のバルブ体は球部材（30）からなるかまたは球面を有しており、これが、またはこれをもってバルブ体をバルブ・スプリングによって円錐形状のバルブ台座に圧着する、特にディーゼル・エンジン等の燃料噴射装置付き内燃エンジンであって、
   バルブ・ハウス（６）の互いに反対向きの各端面に横断溝（35,36）を設け、これを介して両方のバルブ（28,29）のうち一方をそれぞれ収容するバルブ・ハウス（６）の各バルブ・ホールを互いに結合し、これらが一方で噴射ポンプ（３）の稼動室（38）に、他方では燃料圧力ライン（23）に接合し、各バルブ・スプリングは板バネ（42）からなり、これらをそれぞれに対応するバルブ・ハウス（６）の貫通チャンバ（32）内に設置し、各 板バネ（42）はその両端部において対応するチャンバ （32）の背面壁（31）に対して摺動可能に圧着されることを特徴とする内燃エンジン。
2. 両方のチャンバ（32）がそれぞれ二つのバルブ・ハウス部材（6a,6b）の共通の分割継ぎ目（37）に向かって開口することを特徴とする請求項１記載の内燃エンジン。
3. １つのバルブ・ハウス部材（6a,6b）の各チャンバ（32）に対応するバルブ台座が分離継ぎ目（37）に向かって開口する円錐角をもって他方のバルブ・ハウス部材（6a,6b）内にそれぞれ設置されることを特徴とする請求項２記載の内燃エンジン。
4. 背面壁（31）が滑り層を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃エンジン。
5. 板バネ（42）をバルブ閉鎖時において対応するバルブ体との分離継ぎ目（37）の高さ以内にほぼ位置するように設置することを特徴とする請求項２記載の内燃エンジン。

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