JP4189116B2 - Fuel injection pump injection timing control mechanism - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プランジャの回動により負荷に応じて燃料噴射時期の制御を可能とする、燃料噴射ポンプの噴射時期制御機構の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、燃料噴射ポンプにおいては、プランジャの先端部にサブリードを形成して、機関の負荷状態に応じて、燃料噴射時期を調節して、進角特性を変更可能に構成されたものがある。例えば、図10に示す燃料噴射ポンプのプランジャバレル101には、途中部に傾斜リードが形成されるプランジャ102が、摺動可能且つ回動可能に挿入されている。該プランジャ102の先端部は切り欠かれてサブリード104が形成されている。また、プランジャ102の上方においては、該プランジャ102とプランジャバレル101との間に、燃料圧室105が形成されている。該燃料圧室105はプランジャバレル101に形成される燃料の吸排口101aと連通可能とされ、該吸排口101aを通じて、プランジャ102の上方にプランジャバレル101との間で形成される燃料圧室105内に燃料を吸い込んで、圧送するように構成されている。プランジャ102の先端部を切り欠いて形成されるサブリード104は、吸排口101aと燃料圧室105とが連通する際に、プランジャ102の回動に伴う所定範囲に渡って該吸排口101aと連通可能となっている。
【0003】
そして、該サブリード104のプランジャ102外周面における形状は、プランジャが高負荷側(図10に示されるプランジャ102の外周面が左側へ移動する方向)へ回動するに従って吸排口との連通面積が大となる傾斜辺104aと、該傾斜辺104aの下端から高負荷側へ延設される水平辺104bとで構成されている。即ち、プランジャ102が低負荷側へ回動されて、吸排口101aがサブリード104の傾斜辺104a部分に位置している場合には、プランジャ102が高負荷側へ回動されて、水平辺104bの部分に位置している場合よりも、吸排口101aと燃料圧室105との連通面積が小さくなり、傾斜辺104a部分に位置している中でも、プランジャ102が低負荷側へ回動されるほど、該連通面積が小さくなるように構成されている。これにより、図11に示す如く、プランジャ102が低負荷側から高負荷側へ回動されると、吸排口101aがサブリード104の傾斜辺104a部分に位置している間は、燃料噴射時期が進角側から遅角側へ移動し、その後吸排口101aが水平辺104bの部分に位置するようになると、燃料噴射時期が一定となるように制御されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述の図11に示す如くの所望の噴射時期特性を得るために、プランジャ102の先端部を切り欠いて形成されるサブリード104を、傾斜辺104aと水平辺104bとで構成した場合、傾斜辺104aを形成するための斜め加工と、水平辺104bを形成するための水平加工との2段階に渡る加工を施す必要がある。しかし、このような2段加工を施すのは煩雑であり、また加工作業に多くの時間を要するので、高コスト化を招く原因となっていた。そこで、本発明においては、平易な加工で要求される燃料噴射時期特性を得ることが可能な、燃料噴射ポンプの噴射時期制御機構を提供するものである。
【0005】
【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、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【0006】
燃料の吸排口が形成されるプランジャバレルに摺動可能且つ回動可能に挿入され、外周面に該吸排口と連通可能な傾斜リードが形成されたプランジャを有し、該プランジャの先端方向におけるプランジャとプランジャバレルとの間に燃料圧室が形成され、該プランジャの往復摺動により、該吸排口から該燃料圧室へ燃料を吸い込んで圧送する燃料噴射ポンプにおいて、プランジャの先端部を切り欠いて、該プランジャの回動に伴う所定範囲に渡って吸排口と連通可能なサブリードを形成し、吸排口と接するプランジャ外周面におけるサブリード形状を、プランジャが高負荷側へ回動するに従って該サブリードと吸排口との連通面積が大となる第一の傾斜辺と、プランジャが高負荷側へ回動するに従って該サブリードと吸排口との連通面積が小となる第二の傾斜辺とで構成し、第一の傾斜辺を低負荷側に、第二の傾斜辺を高負荷側に配置したものである。
【0007】
【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は本発明の噴射時期制御機構が構成される燃料噴射ポンプを示す側面断面図、図2は同じく正面断面図、図3はプランジャの先端部に形成されるサブリードを示す側面図、図4は同じく平面図、図5は図3、図4に示すサブリードにより制御される燃料噴射時期と負荷の大小との関係を示す図、図6は図3、図4に示すサブリードを形成する際の様子を示す図、図7はプランジャの先端部に形成されるサブリードの別参考例を示す側面図、図8は同じく平面図、図9は図7、図8に示すサブリードにより制御される燃料噴射時期と負荷の大小との関係を示す図、図10は従来のサブリードが形成されたプランジャを示す側面図、図11は従来のサブリードにより制御される燃料噴射時期と負荷の大小との関係を示す図である。
【0008】
まず、本発明の噴射時期制御機構が構成される燃料噴射ポンプの概略構成について説明する。図1、図2に示す燃料噴射ポンプ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を介してハウジングHに回転自在に軸支されている。カム5の上方には、プランジャバレル8に上下摺動自在且つ回動自在に嵌挿されたプランジャ7が配設され、該プランジャ7の下端にはタペット11が付設されている。プランジャ7及びタペット11はスプリング16等の付勢手段により下方へ付勢され、該タペット11がカム5に当接しており、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している。
【0009】
また、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と直交する方向に配置されている。
【0010】
前記プランジャ7の外周面には、燃料噴射量を調節するための傾斜リードが形成されている。また、該プランジャ7の上方においては、該プランジャ7とプランジャバレル8との間に燃料圧室37が形成されており、プランジャバレル8には、プランジャ7の下降時に燃料圧室37と燃料ギャラリ43とを連通可能とする吸排口であるバレルポート36が形成されている。
【0011】
そして、燃料ギャラリ43内へ圧送された燃料は、前記プランジャ7の下降時にバレルポート36を通じて燃料圧室37内に吸い込まれ、その後のプランジャ7の上昇によって、燃料圧送通路21を通じて分配軸9へ圧送される。分配軸9へ圧送された燃料は、該分配軸9に形成される環状溝22及び分配用溝23を通過し、該分配用溝23とデリベリバルブ18とを接続する燃料分配通路24を通じて、該デリベリバルブ18へ供給される。デリベリバルブ18に供給された燃料は、噴射ノズルへ圧送されて噴射される。
【0012】
次に、燃料噴射ポンプ1における噴射時期制御機構について説明する。図3、図4に示すように、前記プランジャ7の先端部は切り欠かれて、サブリード51が形成されている。該サブリード51は、プランジャ7が下降して吸排口36と燃料圧室37とが連通する際に、プランジャ7の回動に伴う所定範囲に渡って該吸排口36と連通可能となっている。プランジャ7は、図4における反時計回り方向(図3においてプランジャ7の外周面が右側へ移動する方向)に回動すると低負荷側へ回動されることとなり、図4における時計回り方向(図3においてプランジャ7の外周面が左側へ移動する方向)に回動すると高負荷側へ回動されることとなる。
【0013】
また、該サブリード51は、図3、図4において、左方から右方へいくにつれて深く切り欠かれていく第一傾斜面52と、右方から左方へいくにつれて深く切り欠かれていく第二傾斜面53とで構成され、第一傾斜面52が左方に、第二傾斜面53が右方に配置されている。該第一傾斜面52と第二傾斜面53とが成す角は、略直角となるように形成されている。該第一・第二傾斜面52・53の一側端はプランジャ7の外周まで達しており、第一傾斜面52はプランジャ7の外周面においては、図3に示す側面視にて、左方から右方へいくにつれて下方へ傾斜する第一傾斜辺52aとなり、第二傾斜面53はプランジャ7の外周面においては、同じく、右方から左方へいくにつれて下方へ傾斜する第二傾斜辺53aとなっている。これにより、該サブリード51は、プランジャ7の外周面においては、第一傾斜辺52aと第二傾斜辺53aとで、側面視「V」字状に形成されている。
【0014】
即ち、サブリード51は、プランジャ7の外周面が第一傾斜辺52aの範囲でプランジャバレル8のバレルポート36と接する場合は、プランジャ7が高負荷側へ回動するに従ってサブリード51とバレルポート36との連通面積が大となり、プランジャ7の外周面が第二傾斜辺53aの範囲でプランジャバレル8のバレルポート36と接する場合は、プランジャ7が高負荷側へ回動するに従ってサブリード51とバレルポート36との連通面積が小となるように形成されている。
【0015】
以上の如く形成されたサブリード51により噴射時期を調節することが可能であり、サブリード51によって制御される噴射時期とプランジャ7の回動位置(負荷の大きさ)との関係を図5に示す。まず、プランジャ7が低負荷側へ回動されて、サブリード51がバレルポート36と連通していない状態では、該バレルポート36はプランジャ7の上端部により閉じられ、進角状態となっている。
【0016】
この状態からプランジャ7を高負荷側へ回動して、サブリード51の第一傾斜辺52aの部分がバレルポート36と連通し始めると(図5の(a)に示す状態)、該プランジャ7が高負荷側へ回動するに従って、バレルポート36と燃料圧室37との連通面積が大きくなり、噴射時期が遅角方向へ移動していく。プランジャ7がさらに高負荷側へ回動すると、バレルポート36は第一傾斜辺52aの部分に加えて第二傾斜辺53aの部分とも連通するようになる。この状態からプランジャ7が高負荷側へ回動されると、第一傾斜辺52aの部分の範囲ではバレルポート36とサブリード51との連通面積は増加するが、第二傾斜辺53aの部分の範囲ではバレルポート36とサブリード51との連通面積は減少し、トータル的にはバレルポート36と燃料圧室37との連通面積は変化せず、噴射時期は略一定に保持される(図5の(b)、(c)に示す状態)。
【0017】
このように、バレルポート36と接するプランジャ7外周面における形状を、前記第一傾斜辺52aと第二傾斜辺53aとで「V」字状に形成したサブリード51によって、プランジャ7を低負荷側から高負荷側へ回動した場合、燃料噴射時期が進角側から遅角側へ移動した後、略一定となるように制御することができ、前記傾斜辺104aと水平辺104bとで構成した従来のサブリード104をプランジャ7に形成した場合と同等の所望の噴射時期特性を得ることが可能となっている。
【0018】
ここで、サブリード51は、前述の如く、第一傾斜辺52aを有する第一傾斜面52と、第二傾斜辺53aを有する第二傾斜面53とで構成されており、該第一傾斜面52と第二傾斜面53とが成す角は略直角となっている。従って、プランジャ7にサブリード51を形成する際には、図6に示す如く形成することができる。即ち、回転軸55aを中心に回転可能な円筒形状に形成され、その外周面55b、又は外周面55b及び両側面55cにより被加工物を研削可能な砥石55を用いてプランジャ7を研削加工し、サブリード51を形成することが可能である。この場合、回転軸55aを水平から角度θだけ傾けた状態で、砥石55によりプランジャ7の先端面を研削加工することで、第一傾斜面52(第一傾斜辺52a)及び第二傾斜面53(第二傾斜辺53a)を同時に形成することができ、一度の加工作業でサブリード51を形成することができる。
【0019】
このように、サブリード51は、一度の加工作業で形成することができて、加工時間を減少することが可能となるとともに、砥石55による研削加工といった容易な加工作業で形成することができるので、従来のサブリードと同等の噴射時期特性を有するサブリード51を、低コストで形成することが可能となる。
【0020】
次に、サブリード51の別参考例について説明する。図7、図8に示すプランジャ7の先端部においては、該先端部を切り欠いてサブリード61が形成されている。該サブリード61は、プランジャ7が下降してバレルポート36と燃料圧室37とが連通する際に、プランジャ7の回動に伴う所定範囲に渡って該バレルポート36と連通可能となっている。
【0021】
また、該サブリード61は、低負荷側(図7、図8における左側)に配置される垂直面62と、該垂直面62の下端から高負荷側(図7、図8における右側)へ向かって略水平に延出される水平面63とで構成され、該垂直面62と水平面63とが成す角は、略直角となるように形成されている。該垂直面62及び水平面63の一側端はプランジャ7の外周まで達しており、垂直面62はプランジャ7の外周面においては垂直辺62aとなり、水平面63はプランジャ7の外周面においては水平辺63aとなっている。
【0022】
このように形成されたサブリード61により噴射時期を調節することが可能であり、サブリード61によって制御される噴射時期とプランジャ7の回動位置(負荷の大きさ)との関係を図9に示す。まず、プランジャ7が低負荷側へ回動されて、サブリード61がバレルポート36と連通していない状態では、該バレルポート36はプランジャ7の上端部により閉じられ、進角状態となっている。
【0023】
この状態からプランジャ7を高負荷側へ回動して、サブリード61の垂直辺62aがバレルポート36の部分まで達し、該バレルポート36とサブリード61とが連通し始めると(図9の(a)に示す状態)、該プランジャ7が高負荷側へ回動するに従って、バレルポート36と燃料圧室37との連通面積が大きくなり、噴射時期が遅角方向へ移動していく。この場合、垂直辺62aの右方に開口するサブリード61とバレルポート36との連通面積は、プランジャ7の高負荷側への回動に伴って除々に増加していくので、噴射時期は徐々に変化する。プランジャ7がさらに高負荷側へ回動して、バレルポート36の下部が全てサブリード61と重なると、バレルポート36と燃料圧室37との連通面積は変化しなくなり、噴射時期は一定に保持される(図9の(b)に示す状態)。
【0024】
このように、バレルポート36と接するプランジャ7外周面における形状を、前記垂直辺62aと水平辺63aとで形成したサブリード51によって、プランジャ7を低負荷側から高負荷側へ回動した場合、燃料噴射時期が進角側から遅角側へ移動した後、一定となるように制御することができ、前記傾斜辺104aと水平辺104bとで構成した従来のサブリード104をプランジャ7に形成した場合と同等の所望の噴射時期特性を得ることが可能となっている。
【0025】
ここで、サブリード61は、前述の如く、垂直面62と水平面63とで構成されており、該垂直面62と水平面63とが成す角は略直角となっている。従って、サブリード61は、プランジャ7の先端面を水平に切削・研削していくだけの簡単な一連の作業で形成することができ、加工時間を減少することが可能となる。これにより、従来のサブリードと同等の噴射時期特性を有するサブリード61を、低コストで形成することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
プランジャの先端部を切り欠いて、該プランジャの回動に伴う所定範囲に渡って吸排口と連通可能なサブリードを形成し、吸排口と接するプランジャ外周面におけるサブリード形状を、プランジャが高負荷側へ回動するに従って該サブリードと吸排口との連通面積が大となる第一の傾斜辺と、プランジャが高負荷側へ回動するに従って該サブリードと吸排口との連通面積が小となる第二の傾斜辺とで構成し、第一の傾斜辺を低負荷側に、第二の傾斜辺を高負荷側に配置したので、サブリードを、一度の加工作業で形成することができて、加工時間を減少することが可能となるとともに、砥石による研削加工等といった容易な加工作業で形成することができるので、従来のサブリードと同等の所望の噴射時期特性を有するサブリードを、低コストで形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の噴射時期制御機構が構成される燃料噴射ポンプを示す側面断面図である。
【図2】 同じく正面断面図である。
【図3】 プランジャの先端部に形成されるサブリードを示す側面図である。
【図4】 同じく平面図である。
【図5】 図3、図4に示すサブリードにより制御される燃料噴射時期と負荷の大小との関係を示す図である。
【図6】 図3、図4に示すサブリードを形成する際の様子を示す図である。
【図7】 プランジャの先端部に形成されるサブリードの別参考例を示す側面図である。
【図8】 同じく平面図である。
【図9】 図7、図8に示すサブリードにより制御される燃料噴射時期と負荷の大小との関係を示す図である。
【図10】 従来のサブリードが形成されたプランジャを示す側面図である。
【図11】 従来のサブリードにより制御される燃料噴射時期と負荷の大小との関係を示す図である。
【符号の説明】
H ハウジング
1 燃料噴射ポンプ
7 プランジャ
8 プランジャバレル
35 傾斜リード
36 バレルポート
37 燃料圧室
51 サブリード
52a 第一傾斜辺
53a 第二傾斜辺[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of an injection timing control mechanism of a fuel injection pump that enables control of fuel injection timing according to a load by rotation of a plunger.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, some fuel injection pumps have a configuration in which a sub lead is formed at the tip of a plunger and the fuel injection timing is adjusted in accordance with the load state of the engine so that the advance angle characteristic can be changed. For example, in the
[0003]
The shape of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to obtain a desired injection timing characteristic as shown in FIG. 11 described above, when the
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
[0006]
A plunger that is slidably and rotatably inserted into a plunger barrel in which a fuel intake / exhaust port is formed and has an inclined lead formed on an outer peripheral surface thereof that can communicate with the intake / exhaust port. A fuel pressure chamber is formed between the plunger barrel and the plunger barrel. In a fuel injection pump that sucks and pumps fuel from the intake / exhaust port by reciprocating sliding of the plunger, the tip of the plunger is cut out A sub-lead that can communicate with the intake / exhaust port over a predetermined range associated with the rotation of the plunger is formed, and the sub-lead shape on the outer peripheral surface of the plunger that is in contact with the intake / exhaust port is changed to The first inclined side where the communication area with the mouth becomes large, and the communication area between the sub lead and the intake / exhaust opening becomes smaller as the plunger turns to the high load side Becomes constituted by the second inclined side, a first inclined side to the low load side, is obtained by placing a second inclined side to the high load side.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described. 1 is a side sectional view showing a fuel injection pump comprising an injection timing control mechanism of the present invention, FIG. 2 is a front sectional view of the same, FIG. 3 is a side view showing a sub lead formed at the tip of a plunger, FIG. Is a plan view, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing controlled by the sub lead shown in FIGS. 3 and 4, and the magnitude of the load, and FIG. 6 is a diagram when the sub lead shown in FIGS. 3 and 4 is formed. FIG. 7 is a side view showing another reference example of the sub lead formed at the tip of the plunger, FIG. 8 is a plan view of the same, and FIG. 9 is a fuel injection controlled by the sub lead shown in FIGS. FIG. 10 is a side view showing a plunger on which a conventional sub lead is formed, and FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing controlled by the conventional sub lead and the magnitude of the load. FIG.
[0008]
First, a schematic configuration of a fuel injection pump in which the injection timing control mechanism of the present invention is configured will be described. 1 and 2, a cam shaft 4 to which a
[0009]
A distribution shaft 9 is disposed on the side of the
[0010]
An inclined lead for adjusting the fuel injection amount is formed on the outer peripheral surface of the
[0011]
The fuel pumped into the
[0012]
Next, an injection timing control mechanism in the
[0013]
3 and 4, the
[0014]
In other words, when the outer peripheral surface of the
[0015]
The injection timing can be adjusted by the
[0016]
When the
[0017]
Thus, the
[0018]
Here, as described above, the
[0019]
As described above, the
[0020]
Next, another reference example of the
[0021]
Further, the
[0022]
The injection timing can be adjusted by the
[0023]
When the
[0024]
As described above, when the
[0025]
Here, as described above, the
[0026]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
The tip of the plunger is cut out to form a sub lead that can communicate with the intake / exhaust port over a predetermined range as the plunger rotates, and the sub lead shape on the outer peripheral surface of the plunger in contact with the intake / exhaust port is changed to the high load side. A first inclined side in which the communication area between the sub lead and the intake / exhaust port increases as it rotates, and a second inclined area in which the communication area between the sub lead and the intake / exhaust port decreases as the plunger rotates toward the high load side. Since the first inclined side is arranged on the low load side and the second inclined side is arranged on the high load side, the sub lead can be formed in one machining operation, and the machining time is reduced. It can be reduced and can be formed by an easy processing operation such as grinding with a grindstone. Therefore, a sub lead having a desired injection timing characteristic equivalent to that of a conventional sub lead can be reduced. In it is possible to form.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a fuel injection pump in which an injection timing control mechanism of the present invention is configured.
FIG. 2 is a front sectional view of the same.
FIG. 3 is a side view showing a sub lead formed at a tip portion of a plunger.
FIG. 4 is also a plan view.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing controlled by the sub lead shown in FIGS. 3 and 4 and the magnitude of the load.
6 is a diagram showing a state when the sub-lead shown in FIGS. 3 and 4 is formed. FIG.
FIG. 7 is a side view showing another reference example of the sub lead formed at the tip of the plunger.
FIG. 8 is also a plan view.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between fuel injection timing controlled by the sub lead shown in FIGS. 7 and 8 and the magnitude of the load.
FIG. 10 is a side view showing a plunger on which a conventional sub lead is formed.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing controlled by a conventional sub lead and the magnitude of the load.
[Explanation of symbols]
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