JP3877295B2 - 蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、分配手段により各気筒へ分配して供給する電子制御方式の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンにおいては、ますます排気エミッション規制が厳しくなる傾向にあって、低燃費で且つＮＯｘとパーティキュレートの低減等が望まれており、これに対応するため、燃焼効率を向上すべく燃料噴射圧の高圧化が進んできている。そして、燃料噴射圧の高圧化とともに、蓄圧室内に蓄圧した高圧燃料を、噴射弁から噴射する蓄圧式の燃料噴射ポンプが増加してきている。この蓄圧式の燃料噴射ポンプには、蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、噴射制御弁を通じて分配軸へ供給し、分配軸にて各気筒へ分配した後に、噴射弁から高圧噴射を行う、蓄圧式分配型燃料噴射ポンプに構成されたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいては、正確な量の燃料を送油できること、機関の回転速度に応じて最も適切な時期に燃料を送油できること、機関の負荷や回転数に応じて燃料の送油量が細かく調整できること等が求められている。また、蓄圧式分配型燃料噴射ポンプの噴射制御弁では、弁の微量な形状の変化により噴射特性等の性能のばらつきが生じ易く、これを適切に補正することが求められている。本発明は、前記要求に対応するための噴射制御弁を備えた蓄圧式分配型燃料噴射ポンプを提案しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、蓄圧室（３１）に蓄圧した高圧燃料を、分配手段である分配軸（９）により、各気筒の噴射ノズル（２９）へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、バイパス油路（３３）と絞り（３３ａ）を介して、該蓄圧室（３１）と制御室（３４）を接続して、蓄圧室（３１）から燃料を供給し、噴射制御弁（２６）を入口側弁体（４０）と出口側弁体（４２）とで構成し、該出口側弁体（４２）の上方に、コマンドピストン（４３）を略同軸上に配設し、該コマンドピストン（４３）を前記制御室（３４）に摺動自在に内装し、前記制御室（３４）の圧により押圧されるコマンドピストン（ ４３）により、該出口側弁体（４２）と入口側弁体（４０）を押圧し、蓄圧室（３１）と噴射ノズル（２９）を接続する油路を閉鎖し、燃料噴射時には、噴射制御弁（２６）のパイロットバルブ（２５）をオンし、制御室（３４）と低圧側油路（３２）とを連通し、前記制御室（３４）の圧力を低下させ、コマンドピストン（４３）の蓄圧室（３１）方向への押圧を解除し、該入口側弁体（４０）は、蓄圧室（３１）の圧力により反蓄圧室（３１）側に付勢されて摺動し、蓄圧室（３１）と分配軸（９）とが連通する構成であって、該出口側弁体（４２）にランド部（４２ｂ）を設けて、該ランド部（４２ｂ）とコマンドピストン（４３）との間の圧力を大気圧と略同一に保持すると共に、入口側弁体（４０）の有効径（Ｒｃ）と、出口側弁体（４２）のランド部（４２ｂ）径（Ｒａ）を、略同一としたものである。
【０００６】
請求項２においては、蓄圧室（３１）に蓄圧した高圧燃料を、分配手段である分配軸（９）により、各気筒の噴射ノズル（２９）へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、バイパス油路（３３）と絞り（３３ａ）を介して、該蓄圧室（３１）と制御室（３４）を接続して、蓄圧室（３１）から燃料を供給し、噴射制御弁（２６）を入口側弁体（４０）と出口側弁体（４２）とで構成し、該出口側弁体（４２）の上方に、コマンドピストン（４３）を略同軸上に配設し、該コマンドピストン（４３）を前記制御室（３４）に摺動自在に内装し、前記制御室（３４）の圧により押圧されるコマンドピストン（４３）により、該出口側弁体（４２）と入口側弁体（４０）を押圧し、蓄圧室（３１）と噴射ノズル（２９）を接続する油路を閉鎖し、燃料噴射時には、噴射制御弁（２６）のパイロットバルブ（２５）をオンし、制御室（３４）と低圧側油路（３２）とを連通し、前記制御室（３４）の圧力を低下させ、コマンドピストン（４３）の蓄圧室（３１）方向への押圧を解除し、該入口側弁体（４０）は、蓄圧室（３１）の圧力により反蓄圧室（３１）側に付勢されて摺動し、蓄圧室（３１）と分配軸（９）とが連通する構成であって、該出口側弁体（４２）にランド部（４２ｂ）を設けて、該ランド部（４２ｂ）とコマンドピストン（４３）との間の圧力を大気圧と略同一に保持すると共に、入口側弁体（４０）の有効径（Ｒｃ）と、出口側弁体（４２）のランド部（４２ｂ）径（Ｒａ）を、±３０パーセントの範囲内において相違させたものである。
【０００７】
請求項３においては、蓄圧室（３１）に蓄圧した高圧燃料を、分配手段である分配軸（９）により、各気筒の噴射ノズル（２９）へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、バイパス油路（３３）と絞り（３３ａ）を介して、該蓄圧室（３１）と制御室（３４）を接続して、蓄圧室（３１）から燃料を供給し、噴射制御弁（２６）を入口側弁体（４０）と出口側弁体（４２）とで構成し、該出口側弁体（４２）の上方に、コマンドピストン（４３）を略同軸上に配設し、該コマンドピストン（４３）を前記制御室（３４）に摺動自在に内装し、前記制御室（３４）の圧により押圧されるコマンドピストン（４３）により、該出口側弁体（４２）と入口側弁体（４０）を押圧し、蓄圧室（３１）と噴射ノズル（２９）を接続する油路を閉鎖し、燃料噴射時には、噴射制御弁（２６）のパイロットバルブ（２５）をオンし、制御室（３４）と低圧側油路（３２）とを連通し、前記制御室（３４）の圧力を低下させ、コマンドピストン（４３）の蓄圧室（３１）方向への押圧を解除し、該入口側弁体（４０）は、蓄圧室（３１）の圧力により反蓄圧室（３１）側に付勢されて摺動し、蓄圧室（３１）と分配軸（９）とが連通する構成であって、該入口側弁体（４０）を、スプール弁部（４５）が設けられたスプール弁側構成体（４０ａ）と、ポペット弁部（４４）側が設けられたポペット弁側構成体（４０ｂ）とが、別部材となるように分割して構成したものである。
【０００８】
請求項４においては、請求項３に記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記噴射制御弁の入口側弁体を構成するスプール弁側構成体（４０ａ）とポペット弁側構成体（４０ｂ）との間に薄板状部材であるシム（４６）を介装可能としたものである。
【０００９】
請求項５においては、請求項３記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、該ポペット弁部（４４）とスプール弁部（４５）との間に油路（５１）を形成し、該油路（５１）に少なくとも一部の断面積を変更可能とした可変絞り調整部（１５）を設けたものである。
【００１０】
請求項６においては、請求項５に記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記可変絞り調整部（１５）を、油路の断面積を調整する絞り部材としての絞り変更軸（４９）と、該絞り部材としての絞り変更軸（４９）を電子制御可能なアクチュエータ（５０）とで構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る燃料噴射ポンプにおける燃料噴射時の状態を示す概略図、図２は同じく燃料噴射ポンプにおける燃料無噴射時の状態を示す概略図、図３は燃料噴射ポンプを示す断面図、図４は噴射制御弁を示す断面図である。図５は噴射制御弁の弁体を示す図、図６は噴射制御弁の入口側弁体の構造を示す図、図７は噴射制御弁の入口側弁体の構造の別実施例を示す図である。図８は絞り構造の別実施例を示す断面図である。図９は噴射ノズルの噴射圧の径時変化を示す図である。
【００１２】
まず、本発明に係る蓄圧式分配型燃料噴射ポンプの概略構成について説明する。図１乃至図４に示す如く、蓄圧式分配型燃料噴射ポンプに構成される燃料噴射ポンプ１は、高圧燃料が蓄圧される蓄圧室３１、該蓄圧室３１へ燃料を圧送するプランジャ７、蓄圧室３１から圧送される燃料を各気筒の噴射ノズル２９へ分配して供給する分配軸９等を具備している。
【００１３】
前記プランジャ７は、カム軸４に形成されるカム５により、タペット１１を介して上下摺動駆動され、該プランジャ７の上方に形成されるプランジャ室７ａは、逆止弁２８を介して蓄圧室３１と接続されている。また、プランジャ室７ａは、圧力制御弁２７を介して低圧側油路３２と接続されている。そして、圧力制御弁２７がオン状態のときにはプランジャ室７ａと低圧側油路３２とが分断され、オフ状態のときにはプランジャ室７ａと低圧側油路３２とが連通するように構成している。
【００１４】
前記蓄圧室３１に油路７５を介して噴射制御弁２６が接続され、該噴射制御弁２６に油路７６を介して分配軸９が接続され、該分配軸９は、噴射ノズル２９に接続される各気筒の吐出弁１８と連通可能に構成されている。また、蓄圧室３１には、安全弁２４が接続されるとともに、該蓄圧室３１内の圧力を検出する圧力センサ３０が付設されており、該蓄圧室３１内の圧力が一定圧以上となった場合には、該圧力を低圧側ドレン油路１００へ逃がすようにしている。
【００１５】
噴射制御弁２６内には入口側弁体４０、出口側弁体４２、及びコマンドピストン４３が摺動自在に収納されており、入口側弁体４０はスプリング４１により蓄圧室３１側に付勢されている。なお、噴射制御弁２６は、いわゆる三方弁に構成されており、入口側弁体４０が反蓄圧室３１側に摺動した状態では、蓄圧室３１は、分配軸９及び吐出弁１８を介して噴射ノズル２９に連通し、逆に入口側弁体４０が蓄圧室３１側に摺動した状態では、吐出弁１８と低圧側油路３２が、分配軸９及び油路７７を介して連通するように構成されている。
【００１６】
噴射制御弁２６の反蓄圧室３１側端部は、制御室３４を経てパイロットバルブ２５と接続されており、該制御室３４はバイパス油路３３を介して蓄圧室３１と接続されている。パイロットバルブ２５は、制御室３４と低圧側油路３２との連通を断接するものであり、該パイロットバルブ２５がオン状態のときに制御室３４と低圧側油路３２とが連通し、オフ状態のときに制御室３４と低圧側油路３２とが分断されるように構成している。また、前記パイロットバルブ２５、圧力制御弁２７、及び圧力センサ３０は、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」と記載する）２０と接続されている。
【００１７】
このように構成される燃料噴射ポンプ１においては、プランジャ室７ａ内に燃料タンク７０から燃料が供給されており、蓄圧時には図１に示す如く、ＥＣＵ２０の制御により圧力制御弁２７がオン状態となってプランジャ室７ａと低圧側油路３２とが分断され、カム５によって上方摺動するプランジャ７によりプランジャ室７ａ内の燃料が圧縮されて蓄圧室３１へ圧送される。なお、蓄圧室３１へ圧送された燃料は逆止弁２８により逆流が防止されており、該蓄圧室３１内は適宜圧力に蓄圧されている。一方、蓄圧を要しないときは図２に示す如く、圧力制御弁２７がオフ状態となってプランジャ室７ａと低圧側油路３２とが連通し、プランジャ室７ａの燃料は低圧側油路３２へドレンされる。
【００１８】
バイパス油路３３により蓄圧室３１と接続される前記制御室３４には、該蓄圧室３１から絞り３３ａを介して燃料が供給されている。燃料噴射時には、ＥＣＵ２０の制御により噴射制御弁２６のパイロットバルブ２５がオンされて制御室３４と低圧側油路３２とが連通されると、制御室３４の圧力が低下するため、噴射制御弁２６のコマンドピストン４３の蓄圧室３１方向への押圧が解除される。従って、該入口側弁体４０は、蓄圧室３１の圧力により反蓄圧室３１側に付勢されて反蓄圧室３１側に摺動し、蓄圧室３１と分配軸９とが連通する。これにより、蓄圧室３１内の燃料が分配軸９へ圧送されて各気筒へ分配され、吐出弁１８を経て噴射ノズル２９から噴射されることとなる。
【００１９】
一方、燃料無噴射時には、図２に示す如く、ＥＣＵ２０の制御により噴射制御弁２６のパイロットバルブ２５がオフされ、蓄圧室３１から絞り３３ａを介して燃料が供給される前記制御室３４と低圧側油路３２とが分断されるため、供給された燃料により該制御室３４内の圧力が上昇して、噴射制御弁２６のコマンドピストン４３が蓄圧室３１側へ押圧される。これにより、出口側弁体４２を介して入口側弁体４０が蓄圧室３１側に摺動するとともに、噴射制御弁２６から吐出弁１８までの間の油路７６・７７と低圧側油路３２とが連通し、燃料噴射管内圧力が低下して噴射が終了する。なお、スプリング４１は、入口側弁体４０を蓄圧室３１側に付勢しており、起動時の蓄圧室３１の圧力上昇にも利用される。
【００２０】
次に、前記プランジャ７、蓄圧室３１、分配軸９、圧力制御弁２７、及びパイロットバルブ２５等の、燃料噴射ポンプ１の各構成部材の配置構成等について説明する。
【００２１】
図３、図４に示す如く、燃料噴射ポンプ１の下部には、カム５が固設されるカム軸４が横設され、該カム軸４の一端部は、カム軸受１２を介してカム軸ハウジング２に回転自在に軸支されている。カム軸ハウジング２の上方には、プランジャ７、蓄圧室３１、及び分配軸９等の各構成部材のハウジングである、ブロック状部材のハイドロリックヘッド３が連設されている。
【００２２】
ハイドロリックヘッド３に嵌装されたプランジャバレル８に上下摺動自在に嵌挿されたプランジャ７に対し、略直交方向に配設されたカム軸４の下方にカム５が配設されている。そして、プランジャ７の下端に付設されたタペット１１はカム５に当接するとともに、スプリング１６等の付勢手段により下方へ付勢され、該カム５の回転によりプランジャ７が上下往復動するように構成されている。
【００２３】
また、プランジャ７の上端部には、該プランジャ７による燃料圧送の制御用電磁弁である前記圧力制御弁２７が配設され、該圧力制御弁２７はその弁体がカム軸４の軸方向と略直交する方向、すなわち、上下方向に摺動するように配置されている。
【００２４】
さらに、プランジャ７の側方には、分配軸９が該プランジャ７と軸心を平行に配設されており、該分配軸９は、ハイドロリックヘッド３に嵌装される分配軸スリーブ１０に回転自在に嵌挿されるとともに、該分配軸９の下端部に連結した分配駆動軸３９により回転駆動される。該分配駆動軸３９及び分配軸９は、カム軸４の軸方向と略直交する方向に配置されており、分配駆動軸３９とカム軸４とが傘歯車１９により接続されている。これにより、カム軸４により傘歯車１９を介して、分配軸９を回転駆動可能としている。なお、ハイドロリックヘッド３における分配軸９の周囲には、気筒数分の吐出弁１８が嵌装されている。
【００２５】
ハイドロリックヘッド３における、分配軸９の反プランジャ７側の側方部分には、嵌装穴３ｃが形成されて、ここに前記噴射制御弁２６が嵌装され、カム軸４の軸方向と略直交する方向に配置されている。すなわち、噴射制御弁２６は、入口側弁体４０及び出口側弁体４２がカム軸４の軸方向と略直交する方向に摺動するように配置されている。また、噴射制御弁２６の上端部には前記パイロットバルブ２５が配設されており、該パイロットバルブ２５は、その弁体がカム軸４の軸方向と略直交する方向、すなわち、上下方向に摺動するように配置されている。
【００２６】
そして、燃料噴射ポンプ１の機能部材である、前記プランジャ７、分配軸９、及び噴射制御弁２６はハイドロリックヘッド３内に配設され、該ハイドロリックヘッド３の一端部側からカム軸４の軸方向に、プランジャ７、分配軸９、及び噴射制御弁２６の順に、略直列配置されている。なお、蓄圧室３１内の圧力を検出する圧力センサ３０はハイドロリックヘッド３の一側面に取り付けられている。
【００２７】
また、ハイドロリックヘッド３には、カム軸４の軸方向と略平行に、軸方向に穴部が穿設され、蓄圧室３１を構成している。該蓄圧室３１は、単数又は複数構成され、複数の場合は互いにハイドロリックヘッド３に形成される油路によって連通されている。蓄圧室３１を構成するハイドロリックヘッド３の穴部の開口部は、プラグや安全弁２４、圧力センサ３０等により閉塞されている。
【００２８】
蓄圧室３１内へ送出され蓄圧された高圧燃料は、パイロットバルブ２５がオンとなるよう制御されているときには、油路７５を通じて噴射制御弁２６へ導入され、該噴射制御弁２６から油路７６を通じて分配軸９へ導出される。分配軸９へ送出された燃料は、各気筒に対応する油路７７を通じて吐出弁１８へ案内され、各気筒の噴射ノズル２９から噴射される。
【００２９】
以上のように、本燃料噴射ポンプ１における燃料の高圧経路を構成する、プランジャ７、分配軸９、圧力制御弁２７、逆止弁２８、噴射制御弁２６、圧力センサ３０、安全弁２４、吐出弁１８、パイロットバルブ２５、及び蓄圧室３１等といった機能部材は全て、一つのブロック状部材にて構成されるハイドロリックヘッド３に纏めて配設されている。
【００３０】
ここで、本発明に係る噴射制御弁２６の構造について説明する。
【００３１】
図４及び図５に示す如く、噴射制御弁２６は、略同軸上に配設した出口側弁体４２及び入口側弁体４０を、シリンダ４７・４８に形成された噴射制御弁室７２・７３に上下摺動自在に内装して構成されている。出口側弁体４２及び入口側弁体４０は、これらの間に介装したスプリング４１によって互いに離間する方向に付勢されており、摺動方向の一側に配置される入口側弁体４０と、他側に配置される出口側弁体４２の両側にポペット弁を形成している。
【００３２】
出口側弁体４２の上方にはコマンドピストン４３が略同軸上に配設されており、該コマンドピストン４３が収納される制御室３４に摺動自在に内装して構成されている。前記制御室３４の圧によって制御されるコマンドピストン４３によって押圧される、該コマンドピストン４３に当接する出口側弁体４２と、蓄圧室３１の圧力により押圧される入口側弁体４０により、噴射ノズル２９に接続される油路を高圧側あるいは低圧側へ切り換える構成としている。
【００３３】
また、入口側弁体４０の下方には蓄圧室３１より噴射制御弁２６へ燃料を送るための油路７５が、噴射制御弁２６の側方には該噴射制御弁２６より噴射ノズル２９へ燃料を送るための油路７６が、噴射制御弁２６の出口側弁体４２の側方に低圧側油路３２へと繋がる油路７１が、噴射制御弁室７３と接続されている。
【００３４】
そして、図１に示す燃料噴射時において、前記制御室３４の圧力が低下して、蓄圧室３１の圧力により入口側弁体４０及び出口側弁体４２が上方付勢されると、出口側弁体４２が上部バルブシート３６ａに着座して閉じるとともに、入口側弁体４０が開いて蓄圧室３１と噴射ノズル２９側とが連通する。逆に、図２に示す燃料無噴射時において、制御室３４内の圧力が上昇してピストン４３が下方に押圧されると、ピストン４３と入口側弁体４０との面積差により、出口側弁体４２を介して入口側弁体４０が下方へ摺動して、該入口側弁体４０が下部バルブシート３６ｂに着座して閉じるとともに、噴射ノズル２９側の油路と低圧側油路３２とが連通することとなる。
【００３５】
図６に示す如く、前記入口側弁体４０には、摺動方向の一側にポペット弁部４４を構成し、他側にスプール弁部４５を構成している。そして、本噴射制御弁２６においては、スプール弁部４５とポペット弁部４４の位置関係を決定するプリストローク９０によって、噴射ノズル２９による噴射時期を決定する構成としている。前記プリストローク９０は、加工時に発生する弁体４０・４２や該弁体４０・４２を挿入保持するシリンダ４７の加工公差によって、仕上がり寸法にばらつきが生じると、各機関によって変化してしまい、これにより各機関で噴射特性のばらつきが発生するという不具合が生じる。
【００３６】
そこで、噴射特性のばらつきを低減させるために必要な相対位置関係の寸法公差（例えば、１０ミクロン以下）に寸法管理するために、噴射制御弁２６の入口側弁体４０を、スプール弁部４５側とポペット弁部４４側が別部材にあるように分割した構成としている。すなわち、入口側弁体４０をスプール弁側構成体４０ａとポペット弁側構成体４０ｂとで構成している。そして、組立時には、シリンダ４７とスプール弁側構成体４０ａとポペット弁側構成体４０ｂとの組み合わせにより、噴射制御弁２６を組み立てた状態でプリストローク９０が寸法公差以内となるように各部材を選択することによって、プリストローク９０のばらつきを低減させるようにしている。このようにして、弁体加工時の寸法誤差により生じる各弁体寸法のばらつきを解消して、噴射時期がばらつく不具合を解消している。
【００３７】
なお、図７に示す如く、スプール弁側構成体４０ａとポペット弁側構成体４０ｂとの間に薄板状部材であるシム４６などを介装して、該シム４６によって微量にプリストローク９０の調整をするよう構成することもできる。
【００３８】
さらに、噴射制御弁２６において、圧力上昇の波形を調整するため、弁体内に一体的に絞りを設けたものもあるが、この場合、絞りの径の変更のために弁体そのものの交換が必要となり、要求特性の異なる機種に広く対応するためには、多くの異なる絞り面積の弁体を製造しなくてはならず、弁体の種類が増加して生産性の低下に繋がる不具合がある。
【００３９】
そこで、図５に示す如く、噴射制御弁２６の入口側と、該入口側からスプール弁部４５との間を連絡する油路５１を設け、該油路５１の面積、すなわち、燃料の通路面積が可変となる絞り調整部１５を設けて、絞り面積を容易に変更可能として、該絞りを具備する個々の機関に最適な噴射圧力波形を得ることを可能としている。詳しくは、噴射制御弁２６の入口側弁体４０が挿入されているシリンダ４７に、噴射制御弁２６の入口側と、スプール弁部４５手前側とを連絡する油路５１を設け、該油路５１の中途部に絞り調整部１５を設けて、ここに、絞り調整部１５の絞り部材として、一側面に切欠を形成した軸体である絞り変更軸４９を挿設している。そして、該絞り変更軸４９の回動により油路の絞り調整部１５の断面積を変更可能としている。
【００４０】
上述の如く構成した絞り調整部では、同一形状の構成部材によって、多種多様の絞り面積を設定することが可能となり、機種によって最適な絞り面積を、弁体及び絞り部材の種類を増加させることなく実現することができる。また、個々の機関によって絞り面積が調節可能となるため、個々の機体に最適な絞り面積を提供することができて、良好な燃料噴射特性を得ることができる。
【００４１】
また、図８に示す如く、前記絞り変更軸４９をアクチュエータ５０と連結し、該アクチュエータ５０をＥＣＵ２０により制御する構成として、機関の状況（例えば、高圧燃料噴射あるいは低圧燃料噴射）に応じて絞り面積を変更するよう構成することもできる。
【００４２】
図９に示す図表では、噴射ノズル２９の噴射圧を時間の関数として示しており、図５に示す絞り面積が大のときの噴射圧（８５）、絞り面積が小のときの噴射圧（８６）とが示されている。
【００４３】
上述の図から、絞り面積が小のときの噴射圧（８６）は、絞り面積が大のときの噴射圧（８５）に対して、噴射圧上昇時においてその圧力上昇程度が緩やかであることがわかる。従って、絞り面積を変化させるアクチュエータ５０を電子制御することによって、絞り面積を自在に変更し、機関の状況に応じた最適の噴射の圧力波形を得ることができる。すなわち、例えば、エンジンを低速回転させるときには、絞り面積を小として噴射圧が緩やかに上昇するようにし、エンジンを高速回転させるときには絞り面積を大として噴射圧が急に上昇するようにして、機関の負荷や回転数に応じて燃焼に最適な燃料の噴射の圧力波形を選択することができる。
【００４４】
上述の如く構成された噴射制御弁２６及びコマンドピストン４３において、断面略円形に形成される噴射制御弁２６とコマンドピストン４３の径は、これらの必要動作速度により決定される。一般的に、噴射制御弁２６に対しコマンドピストン４３の径が大径となるように構成されるが、異なる径を有する弁体に同じ圧力が掛かると径の大きい弁体側へ動かす力が発生するため、噴射制御弁２６とコマンドピストン４３との径の差により、噴射終了時に高圧の流体が低圧側へ抜ける際に流出圧が発生すると、噴射制御弁２６が閉じるのを妨げる方向の力が働いてしまうという不具合が生じる。
【００４５】
そこで、図５に示す如く、噴射制御弁２６の出口側弁体４２にランド部４２ｂを形成し、該ランド部４２ｂとコマンドピストン４３の間の圧力を略大気圧に保持するとともに、噴射制御弁２６の入口側弁体４０の有効径Ｒｃと出口側弁体４２のランド部４２ｂの径Ｒａを略同一となるよう形成して、入口側弁体４０と出口側弁体４２に加わる圧力バランスを良好に保持できるようにしている。すなわち、入口側弁体４０の有効径Ｒｃと出口側弁体４２のランド部径Ｒａを略同一にすることによって、噴射制御弁２６の動きが流出圧に影響されにくくなり、噴射を安定させることができるのである。
【００４６】
なお、出口側弁体４２のランド部４２ｂの径Ｒａと、出口側弁体４２の有効径Ｒｂは略同一であり、従って、出口側弁体４２の有効径Ｒｂと入口側弁体４０の有効径Ｒｃは略同一となるよう構成している。
【００４７】
但し、燃料噴射時に流出する燃料の流れによる流体力が、噴射制御弁２６の動作に与える影響が大きいと判断できるときには、噴射制御弁２６の入口側弁体４０の有効径Ｒｃを出口側弁体４２のランド部径Ｒａより±３０パーセントの範囲で大きく又は小さくして弁体の圧力バランスを調整することもできる。流出圧発生時において燃料の流体力による影響が大きい際には、入口側弁体４０の有効径Ｒｃ及び出口側弁体４２のランド部径Ｒａが全く同一であると、噴射制御弁２６の動きが流出圧発生時に不安定になることがある。そこで、入口側弁体４０の有効径Ｒｃ及び出口側弁体４２のランド部径Ｒａにわずかの差を設けることにより、各弁体４０・４２に発生する圧力差による力と流体力とが均衡して、燃料による流体力の影響を最小とすることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００４９】
即ち、請求項１の如く、蓄圧室（３１）に蓄圧した高圧燃料を、分配手段である分配軸（９）により、各気筒の噴射ノズル（２９）へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、バイパス油路（３３）と絞り（３３ａ）を介して、該蓄圧室（３１）と制御室（３４）を接続して、蓄圧室（３１）から燃料を供給し、噴射制御弁（２６）を入口側弁体（４０）と出口側弁体（４２）とで構成し、該出口側弁体（４２）の上方に、コマンドピストン（４３）を略同軸上に配設し、該コマンドピストン（４３）を前記制御室（３４）に摺動自在に内装し、前記制御室（３４）の圧により押圧されるコマンドピストン（４３）により、該出口側弁体（４２）と入口側弁体（４０）を押圧し、蓄圧室（３１）と噴射ノズル（２９）を接続する油路を閉鎖し、燃料噴射時には、噴射制御弁（２６）のパイロットバルブ（２５）をオンし、制御室（３４）と低圧側油路（３２）とを連通し、前記制御室（３４）の圧力を低下させ、コマンドピストン（４３）の蓄圧室（３１）方向への押圧を解除し、該入口側弁体（４０）は、蓄圧室（３１）の圧力により反蓄圧室（３１）側に付勢されて摺動し、蓄圧室（３１）と分配軸（９）とが連通する構成であって、該出口側弁体（４２）にランド部（４２ｂ）を設けて、該ランド部（４２ｂ）とコマンドピストン（４３）との間の圧力を大気圧と略同一に保持すると共に、入口側弁体（４０）の有効径（Ｒｃ）と、出口側弁体（４２）のランド部（４２ｂ）径（Ｒａ）を、略同一としたので、、噴射制御弁の動作に関わる流出圧の影響を低減させることができる。
【００５０】
請求項２の如く、蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、分配手段により各気筒へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、噴射制御弁を入口側弁体と出口側弁体とで構成し、出口側弁体にランド部を設けて該ランド部とコマンドピストンとの間の圧力を大気圧と略同一に保持するとともに、入口側弁体の有効径と出口側弁体のランド部径を、±３０パーセントの範囲内において相違させたので、流出圧発生時において燃料の流体力による影響が大きい際に、燃料による流体力の影響を最小とすることができる。
【００５１】
請求項３の如く、蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、分配手段により各気筒へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、噴射制御弁を入口側弁体と出口側弁体とで構成し、該入口側弁体をスプール弁側構成体とポペット弁側構成体とに分割して構成したので、各構成部材を選択して組み合わせることによって噴射制御弁の寸法公差を調整することができる。
【００５２】
請求項４の如く、請求項３に記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記噴射制御弁の入口側弁体を構成するスプール弁側構成体とポペット弁側構成体との間に薄板状部材を介装可能としたので、シムによって噴射制御弁の寸法公差の調整が容易にできる。
【００５３】
請求項５の如く、蓄圧室に蓄圧した高圧燃料を、分配手段により各気筒へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、噴射制御弁の入口側に構成されるポペット弁部とスプール弁部との間に油路を形成し、該油路に少なくとも一部の断面積を変更可能とした可変絞り調整部を設けたので、構成部品を偏光することなく絞り面積を調節することができる。
【００５４】
請求項６の如く、請求項５に記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記絞り調整部を、油路の断面積を調整する絞り部材と、該絞り部材を電子制御可能なアクチュエータとで構成したので、機関の状況に応じて最適な径に絞り面積を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る燃料噴射ポンプにおける燃料噴射時の状態を示す概略図。
【図２】 同じく燃料噴射ポンプにおける燃料無噴射時の状態を示す概略図。
【図３】 燃料噴射ポンプを示す断面図。
【図４】 噴射制御弁を示す断面図。
【図５】 噴射制御弁の弁体を示す図。
【図６】 噴射制御弁の入口側弁体の構造を示す図。
【図７】 噴射制御弁の入口側弁体の構造の別実施例を示す図。
【図８】 絞り構造の別実施例を示す断面図。
【図９】 噴射ノズルの噴射圧の径時変化を示す図。
【符号の説明】
１ 燃料噴射ポンプ
３ ハイドロリックヘッド
４ カム軸
５ カム
７ プランジャ
９ 分配軸
１５ 絞り調整部
２６ 噴射制御弁
２７ 圧力制御弁
２９ 噴射ノズル
３１ 蓄圧室
４０ 入口側弁体
４０ａ スプール弁側構成体
４０ｂ ポペット弁側構成体
４２ 出口側弁体
４２ｂ ランド部
４３ コマンドピストン

Claims (6)

1. 蓄圧室（３１）に蓄圧した高圧燃料を、分配手段である分配軸（９）により、各気筒の噴射ノズル（２９）へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、バイパス油路（３３）と絞り（３３ａ）を介して、該蓄圧室（３１）と制御室（３４）を接続して、蓄圧室（３１）から燃料を供給し、噴射制御弁（２６）を入口側弁体（４０）と出口側弁体（４２）とで構成し、該出口側弁体（４２）の上方に、コマンドピストン（４３）を略同軸上に配設し、該コマンドピストン（４３）を前記制御室（３４）に摺動自在に内装し、前記制御室（３４）の圧により押圧されるコマンドピストン（４３）により、該出口側弁体（４２）と入口側弁体（４０）を押圧し、蓄圧室（３１）と噴射ノズル（２９）を接続する油路を閉鎖し、燃料噴射時には、噴射制御弁（２６）のパイロットバルブ（２５）をオンし、制御室（３４）と低圧側油路（３２）とを連通し、前記制御室（３４）の圧力を低下させ、コマンドピストン（４３）の蓄圧室（３１）方向への押圧を解除し、該入口側弁体（４０）は、蓄圧室（３１）の圧力により反蓄圧室（３１）側に付勢されて摺動し、蓄圧室（３１）と分配軸（９）とが連通する構成であって、該出口側弁体（４２）にランド部（４２ｂ）を設けて、該ランド部（４２ｂ）とコマンドピストン（４３）との間の圧力を大気圧と略同一に保持すると共に、入口側弁体（４０）の有効径（Ｒｃ）と、出口側弁体（４２）のランド部（４２ｂ）径（Ｒａ）を、略同一としたことを特徴とする蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。
2. 蓄圧室（３１）に蓄圧した高圧燃料を、分配手段である分配軸（９）により、各気筒の噴射ノズル（２９）へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、バイパス油路（３３）と絞り（３３ａ）を介して、該蓄圧室（３１）と制御室（３４）を接続して、蓄圧室（３１）から燃料を供給し、噴射制御弁（２６）を入口側弁体（４０）と出口側弁体（４２）とで構成し、該出口側弁体（４２）の上方に、コマンドピストン（４３）を略同軸上に配設し、該コマンドピストン（４３）を前記制御室（３４）に摺動自在に内装し、前記制御室（３４）の圧により押圧されるコマンドピストン（４３）により、該出口側弁体（４２）と入口側弁体（４０）を押圧し、蓄圧室（３１）と噴射ノズル（２９）を接続する油路を閉鎖し、燃料噴射時には、噴射制御弁（２６）のパイロットバルブ（２５）をオンし、制御室（３４）と低圧側油路（３２）とを連通し、前記制御室（３４）の圧力を低下させ、コマンドピストン（４３）の蓄圧室（３１）方向への押圧を解除し、該入口側弁体（４０）は、蓄圧室（３１）の圧力により反蓄圧室（３１）側に付勢されて摺動し、蓄圧室（３１）と分配軸（９）とが連通する構成であって、該出口側弁体（４２）にランド部（４２ｂ）を設けて、該ランド部（４２ｂ）とコマンドピストン（４３）との間の圧力を大気圧と略同一に保持すると共に、入口側弁体（４０）の有効径（Ｒｃ）と、出口側弁体（４２）のランド部（４２ｂ）径（Ｒａ）を、±３０パーセントの範囲内において相違させたことを特徴とする蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。
3. 蓄圧室（３１）に蓄圧した高圧燃料を、分配手段である分配軸（９）により、各気筒の噴射ノズル（２９）へ分配して供給する蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、バイパス油路（３３）と絞り（３３ａ）を介して、該蓄圧室（３１）と制御室（３４）を接続して、蓄圧室（３１）から燃料を供給し、噴射制御弁（２６）を入口側弁体（４０）と出口側弁体（４２）とで構成し、該出口側弁体（４２）の上方に、コマンドピストン（４３）を略同軸上に配設し、該コマンドピストン（４３）を前記制御室（３４）に摺動自在に内装し、前記制御室（３４）の圧により押圧されるコマンドピストン（４３）により、該出口側弁体（４２）と入口側弁体（４０）を押圧し、蓄圧室（３１）と噴射ノズル（２９）を接続する油路を閉鎖し、燃料噴射時には、噴射制御弁（２６）のパイロットバルブ（２５）をオンし、制御室（３４）と低圧側油路（３２）とを連通し、前記制御室（３４）の圧力を低下させ、コマンドピストン（４３）の蓄圧室（３１）方向への押圧を解除し、該入口側弁体（４０）は、蓄圧室（３１）の圧力により反蓄圧室（３１）側に付勢されて摺動し、蓄圧室（３１）と分配軸（９）とが連通する構成であって、該入口 側弁体（４０）を、スプール弁部（４５）が設けられたスプール弁側構成体（４０ａ）と、ポペット弁部（４４）側が設けられたポペット弁側構成体（４０ｂ）とが、別部材となるように分割して構成したことを特徴とする蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。
4. 請求項３に記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記噴射制御弁の入口側弁体（４０）を構成するスプール弁側構成体（４０ａ）とポペット弁側構成体（４０ｂ）との間に薄板状部材であるシム（４６）を介装可能としたことを特徴とする蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。
5. 請求項３記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、該ポペット弁部（４４）とスプール弁部（４５）との間に油路（５１）を形成し、該油路（５１）に少なくとも一部の断面積を変更可能とした可変絞り調整部（１５）を設けたことを特徴とする蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。
6. 請求項５に記載の蓄圧式分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記可変絞り調整部（１５）を、油路の断面積を調整する絞り部材としての絞り変更軸（４９）と、該絞り部材としての絞り変更軸（４９）を電子制御可能なアクチュエータ（５０）とで構成したことを特徴とする蓄圧式分配型燃料噴射ポンプ。

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