JPH0115699B2

JPH0115699B2 -

Info

Publication number: JPH0115699B2
Application number: JP56135460A
Authority: JP
Inventors: Yosha Takano; Kiichi Hoshi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-08-31
Filing date: 1981-08-31
Publication date: 1989-03-20
Also published as: JPS5838367A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は分配型燃料噴射ポンプに係り、特に燃
料噴射量と噴射時期とを個別的に電気的制御でき
得る分配型燃料噴射ポンプに関する。

一般に、デイーゼル機関にはその燃焼室に燃料
を高圧で供給する必要があるために燃料噴射ポン
プが用いられる。この種の燃料噴射ポンプには列
型と分配型とがあるが、小型軽量かつ部品点数が
少ないという観点から、分配型のポンプが小型高
速デイーゼル機関に多く用いられる。（例）、特開
昭53−131325号公報参照）従来の分配型燃料噴射ポンプのうち、ボツシユ
タイプといわれるものは、エンジンなどに連継さ
れて回転される駆動軸にプランジヤを連結してい
る。このプランジヤは駆動軸により回転される
が、同時に軸方向に往復移動できるようにカム機
構によつて連結されている。またプランジヤはシ
リンダに挿通されている。燃料はシリンダとプラ
ンジヤにより形成されるポンプ室内に供給される
が、プランジヤの往復動によつて加圧され、加圧
燃料はプランジヤが回転して前記ポンプ室に連ら
なる分配ポートがシリンダ側の吐出ポートと連通
することにより圧送される。吐出ポートは機関気
筒数に対応しており、プランジヤの回転により分
配ポートが切り替わるため、噴射順序にしたがつ
て機関燃焼室に分配する。

ところで、この種の燃料噴射ポンプには、燃料
噴射量と噴射時期とを適格に制御する必要がある
ために、ガバナーや進角装置が設けられている。
ガバナーは正常回転時のほか、低速運転時でも噴
射量と回転速度との間に一定の関係を保つように
するものである。この作用はアクセルレバーやフ
ライウエイトにより、前記プランジヤに嵌挿され
たスピルリングを移動させ、ポンプ室に連通する
スピルポートによる圧力解放時期を調整し、圧縮
工程の長さを制御して噴射量を制御する。一方、
進角装置はプランジヤの往復移動時期を調整する
もので、油圧とスプリングの圧力バランスによ
り、プランジヤに往復動作を与えるカム機構のカ
ムローラとフエイスカムの接触位置を制御するも
のである。

しかしながら、上記従来の分配型燃料噴射ポン
プでは、燃料噴射量および噴射時期をガバナーや
進角装置などの機械的構成によつて行つているた
め、機構が複雑となる問題を有している。また、
機関気筒数が増加し、高速化すると機械構造では
追従が困難となり、充分な制御を行い得ないとい
う問題も有している。したがつて、電気的制御を
行うことのできる燃料噴射ポンプが要望されてい
るところである。

電気的制御をなすために、電磁弁を用いた分配
型燃料噴射ポンプとしては、例えば、特公昭54−
37245号公報に見られるような構造のものが提案
されている。この燃料噴射ポンプは、前述した従
来のポンプに対し、ポンプ室への燃料供給通路に
単に電磁弁を配設し、燃料噴射量を電磁弁の開閉
時間で制御しようとするものである。。

しかし、この燃料噴射ポンプでは、燃料の噴射
量のみ制御ができるにすぎず、燃料噴射時期の制
御ができないものである。また、斯かるポンプで
は、ポンプ室内に供給される燃料量を加減するこ
とによつて噴射量を制御する構成とされている
が、プランジヤの圧縮工程が一定であり、燃料が
非圧縮体であることを考慮すれば、噴射量を制御
できるか否かは疑わしい。更に、噴射時期を制御
するためには、前記した進角装置を用いなければ
ならないという問題点は依然として存在する。

本発明は上記従来の分配型燃料噴射ポンプにお
ける問題点に着目し、燃料の噴射量と噴射時期の
制御を個別的かつ電気的になし得る分配型燃料噴
射ポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る分配
型燃料噴射ポンプは、回転運動と往復運動が与え
られるプランジヤと、このプランジヤを内挿する
シリンダとにより形成されるポンプ室を、往復動
可能なシヤトルにより第１ポンプ室と第２ポンプ
室に区画している。シリンダには第１、第２ポン
プ室にそれぞれ燃料を配送すべく第１、第２供給
ポートを設け、第１、第２供給ポートと第１、第
２ポンプ室とは、機関気筒数に対応して放射状に
穿設された第１、第２インレツトポートにより連
通可能とされている。また、第１ポンプ室には分
配ポートを連通させており、この分配ポートは放
射状の吐出ポートと切り替えられつつ連通可能と
なつている。更に、シヤトル移動により開閉され
第２ポンプ室と連通される高圧口を設け、この高
圧口を高圧逃し口と連通できるようにされてい
る。このような流路において、第１、第２ポンプ
室に燃料を供給する際、供給量を制御するため
に、第１、第２供給ポートを開閉可能にしている
第１、第２電磁弁を取り付けてなるものである。

斯かる構成により、第１電磁弁の開閉時間を制
御することにより燃料噴射量を、また、第２電磁
弁の開閉時間を制御することにより燃料噴射時期
を、それぞれ個別に制御できるようにした。

以下に本発明に係る分配型燃料噴射量の実施例
を図面を参照して詳細に説明する。

第１図に本発明の第１実施例に係る分配型燃料
噴射ポンプの主要部断面図を示す。また、第２図
には他の実施例に係る同ポンプの主要部断面図
を、第３図には第２図の―線断面図を示す。

第１図に示される分配型燃料噴射ポンプは、ポ
ンプハウジング１０の一端面にヘツド１２を取り
付けし、更に、ヘツド１２の中央部には開口をハ
ウジング１０内に向けたシリンダ１４を装着して
いる。シリンダ１４には、回転かつ往復移動可能
にプランジヤ１６が挿通されている。また、プラ
ンジヤ１６は、その一端をシリンダ１４から突出
させ、ハウジング１０の内部に延設された駆動軸
１８にカツプリング２０を介して回転伝達可能に
連継されている。駆動軸１８は図示しないエンジ
ンを駆動源とし、プランジヤ１６に回転運動を与
えるものである。更に、プランジヤ１６とカツプ
リング２０との結合部分にはフエイスカム２２が
固定されている。フエイスカム２２は、カム山２
４を機関気筒数と同数有しており、これを等角度
位置に形成している。実施例では４気筒であるた
め、90度間隔で設けている。また、このカム山２
４に接触可能なカムローラ２６が、前記カツプリ
ング２０を囲繞する如く配置されたローラホルダ
２８に回転自在に取り付けられている。ローラホ
ルダ２８はハウジング１０内に固定されている。
したがつて、プランジヤ１６は、回転運動に伴
い、カムローラ２６にフエイスカム２２が乗り上
げ、シリンダ１４内を軸方向に摺動移動するもの
である。また、プランジヤ１６には、フエイスカ
ム２２に隣接してプレート３０を取り付けてい
る。このプレート３０は前記ヘツド１２の内壁面
に対面しており、プレート３０とヘツド１２間に
圧縮コイルスプリング３２を介装している。この
スプリング３２は、カム機構により往動したプラ
ンジヤ１６を復動させ得るものである。

一方、この分配型燃料噴射ポンプの燃料系統は
次のように構成されている。

燃料は、図示しないフイードポンプにより、ポ
ンプハウジング１０内部に供給され、作動部分の
潤滑を行うと同時に、加圧流路に供給される。加
圧流路の入口３４は、ヘツド１２の内壁面に穿設
され、ハウジング１０の内部に開口している。

前記ヘツド１２には、シリンダ１４の外表面を
臨かせる取付孔を形成している。この取付孔は前
記プランジヤ１６の軸方向に沿つて一対設けら
れ、この孔にそれぞれ第１電磁弁３６および第２
電磁弁３８を取り付けている。この電磁弁３６，
３８の取り付けにより、シリンダ１４の外面部で
画成される取付孔に第１、第２の弁室４０，４２
を形成している。この弁室４０，４２は前記入口
３４に連通し、燃料を流入するものとしている。
また、シリンダ１４には、前記第１、第２の弁室
４０，４２に開口するとともに、シリンダ１４内
壁面に開口する第１、第２供給ポート４４，４６
を形成している。第１、第２電磁弁３６，３８の
各弁体４８は、前記第１、第２供給ポート４４，
４６を開閉可能としている。第１、第２電磁弁３
６，３８は常閉弁であり、コイル５０に通電する
ことにより、スプリング５２に抗して弁体４８を
作動させ、第１、第２供給ポート４４，４６に燃
料を導入するものである。

また、プランジヤ１６には、シリンダ１４への
挿入側端面からその軸方向に沿つて、ポンプ空間
５４を形成している。このポンプ空間５４内には
シヤトル５６が摺動移動可能に収容されている。
シヤトル５６はポンプ空間５４を２分し、第１ポ
ンプ室５８、第２ポンプ室６０を画成している。
また、プランジヤ１６には、前記第１、第２ポン
プ室５８，６０にそれぞれ連通可能な第１、第２
インレツトポート６２，６４を形成している。こ
のインレツトポート６２，６４は、機関気筒数に
等しい数だけ放射状に形成され、プランジヤ１６
の外表面に等角度位置に開口している。これら第
１、第２インレツトポート６２，６４の各ポート
は、前記したシリンダ１４側の第１、第２供給ポ
ート４４，４６と連通されるものである。これら
は、第１供給ポート４４と第１ポンプ室５８が連
通状態にあるとき、同時に第２供給ポート４６と
第２ポンプ室６０も連通する関係にある。

更に、プランジヤ１６には、第１ポンプ室５８
に連通する分配ポート６６が半径方向に穿設され
ている。該分配ポート６６はシリンダ１４の内周
面に開口しており、第１ポンプ室５８内の燃料を
加圧したとき、すなわちプランジヤ１６がシリン
ダ１４側に押圧された際に、シリンダ１４に穿設
された吐出ポート６８と連通可能となつている。
吐出ポート６８は、インレツトポート６２，６４
と同様に放射状に形成されてなるもので、その数
は機関気筒数に等しく、周方向の等角度位置に形
成されている。吐出ポート６８と第１ポンプ室５
８とは、第１供給ポート４４と第１インレツトポ
ート６２とが遮断状態にあるときに連通されるも
のである。前記吐出ポート６８の各ポートは、更
に、ヘツド１２に穿設された出力通路７０に接続
され、デリバリーバルブ７２を介し、図示しない
各エンジン燃焼室に通じている。

また、プランジヤ１６には、第２インレツトポ
ート６４に隣接して高圧口７４が形成され、この
高圧口７４はシヤトル５６の第１ポンプ室５８側
への移動により、第２ポンプ室６０と連通され
る。また、高圧口７４は第２インレツトポート６
４と同様に放射状に穿設されてなるもので、第２
ポンプ室６０が第２供給ポート４６と遮断状態に
あるとき、第２ポンプ室６０内の高圧燃料をシリ
ンダ１４に形成された高圧逃し口７６に排出可能
としている。高圧逃し口７６はヘツド１２に設け
られた逃し通路７８を介してポンプハウジング１
０内に連通されている。なお、前記シリンダ１４
の端面にはアジヤストボルト８０を取り付けし、
シヤトル５６の移動量を適宜調整できるようにし
ている。

このように構成された分配型燃料噴射ポンプは
次のように作用する。すなわち、第１図の如く、
プランジヤ１６とシリンダ１４とのポート位置が
燃料供給開始状態となつたとき、第１、第２電磁
弁３６，３８に開弁信号を与える。この信号は噴
射ポンプ本体もしくは外部からの制御信号でよ
い。

この開弁信号により、弁体４８が上動するの
で、図示しないフイードポンプから供給されハウ
ジング１０、第１、第２弁室４０，４２内に充填
されている燃料は、それぞれ、第１ポンプ室５８
および第２ポンプ室６０に、第１、第２インレツ
トポート６２，６４を経て導入される。このと
き、第１ポンプ室５８の分配ポート６６は、シリ
ンダ１４側の吐出ポート６８と周方向で隔離され
遮断されているので、第１ポンプ室５８は完全に
密閉されている。同様に、第２ポンプ室６０もシ
ヤトル５６が高圧口７４を遮蔽しているので密閉
されている。

このように、各ポンプ室５８，６０に燃料が供
給されるものであるが、第１ポンプ室５８への燃
料流入量は噴射量を、また、第２ポンプ室６０へ
の燃料流入量は噴射時期を決定する。したがつ
て、決定された燃料量がポンプ室５８，６０へ充
填された時点で、閉弁信号を電磁弁３６，３８に
与えて供給を停止する。このとき、第１電磁弁３
６により投入された燃料はシヤトル５６を図中右
方に移動させ、第２電磁弁３８から投入された燃
料はプランジヤ１６自体を左方に移動させる。

斯かる状態から、駆動軸１８に伴つてプランジ
ヤ１６が回転すると、フエイスカム２２も同様に
回転し、カム山２４がカムローラ２６に乗り上げ
る。したがつて、プランジヤ１６は回転と同時
に、カム山２４の段差分だけ図中右方向に移動す
る。このプランジヤ１６の回転により、第１、第
２インレツトポート６２，６４と第１、第２供給
ポート４４，４６とは遮断される。同時に、第１
ポンプ室５８側の分配ポート６６と吐出ポート６
８とが、および第２ポンプ室６０側の高圧口７４
と高圧逃し口７６とが、それぞれ通流状態とな
る。なお、このとき高圧口７４はシヤトル５６に
よつて遮蔽されている。

この状態で上記した如く、プランジヤ１６が右
方向に移動するために、第１ポンプ室５８、第２
ポンプ室６０内の燃料は高圧となり、第１ポンプ
室５８で高圧となつた燃料は、通流状態にある分
配ポート６６、吐出ポート６８を経て、出力通路
７０、デリバリ―バルブ７２に至り、図示しない
燃焼室に噴射される。

この燃料噴射により第１ポンプ室５８内の燃料
量が減少すると、シヤトル５６は必然的に図中左
側に移動し、シヤトル５６の右端面が高圧口７４
を開放する。したがつて、第２ポンプ室６０内の
燃料は、高圧逃し口７６から逃し通路７８を経て
ポンプハウジング１０内の低圧側に導出する。こ
の通流により燃料噴射が終了する。

更に、駆動軸１８が回転し、フエイスカム２２
のカム山２４とカムローラ２６の接触状態が、カ
ム山２４下降部に移動すると、圧縮コイルスプリ
ング３２の作用により、プランジヤ１６が復動さ
れ、次の噴射開始状態となる。同時に、第１、第
２ポンプ室５８，６０では、燃料供給状態とな
る。

ここで、燃料噴射量と噴射時期の制御は次のよ
うに行う。すなわち、噴射量は、第１ポンプ室５
８に供給された燃料により移動したシヤトル５６
の停止位置から、シヤトル５６の右端面が高圧口
７４を開く位置までの移動量によつて決定され
る。したがつて、シヤトル５６の移動量を制御す
ることにより、噴射量を制御できる。つまり、噴
射量は第１電磁弁３６の開弁時間を制御すればよ
い。

他方、燃料噴射時期は、プランジヤ１６の往復
動作の開始時期を制御すればよい。したがつて、
フエイスカム２２のカム山２４とカムローラ２６
の接触開始時期を制御するものである。すなわ
ち、第２電磁弁３８から第２ポンプ室６０に供給
される燃料の増加により、プランジヤ１６自体を
図中左方向に移動させることが可能となつてい
る。このプランジヤ１６の移動は同時にフエイス
カム２２の移動を伴うので、固定されているロー
ラホルダ２８に取り付けられたカムローラ２６と
の間隔が小さくなる。この動作により、ローラ２
６とカム山２４の接触は早い時期に行われるの
で、進角することができ、噴射時期を早くするこ
とがでる。したがつて、噴射時期は、第２ポンプ
室６０への燃料供給量、すなわち、第２電磁弁３
８の開弁時間で制御することができる。

このように、本実施例によれば、第１、第２電
磁弁３６，３８の開弁時間を制御することによ
り、燃料噴射量と噴射時期をそれぞれ個別に制御
できる。しかも、電磁弁自身は小型であるため、
従来の如く、ガバナーや進角装置の占めていた空
間は不必要となり、ポンプ全体の大きさを小さく
できる。また、電気的制御を行うことができるた
め、制御性が著しく向上し、更に個別制御可能で
あるが故に、アイドリング時や高速時のエンジン
特性に合う制御が可能である。

第２図には他の実施例を示す。この実施例は、
第１ポンプ室５８１、第２ポンプ室６０１をシリ
ンダ１４内に形成したものである。このため、シ
リンダ１４内を回転かつ往復動されるシヤトル５
６１をプランジヤ１６１と別体かつ同径に形成し
ている。プランジヤ１６１とシヤトル５６１とは
回転伝達可能に連結され、プランジヤ１６１自身
の往復動はシヤトル５６１と干渉しないものとな
つている。したがつて、プランジヤ１６１の往復
動は燃料の加圧のみに作用する。

また、上記構造に伴つて、第１、第２電磁弁３
６，３８の位置が前記実施例と反対位置に形成さ
れ、シヤトル５６１に各ポートを形成している。
すなわち、第１インレツトポート６２１、分配ポ
ート６６１をシヤトル５６１の挿入端部側に設
け、第２インレツトポート６４１、高圧口７４１
をシヤトル５６１のプランジヤ１６１側端部に設
けている。第１ポンプ室５８１および第２ポンプ
室６０１への燃料供給は、第３図に示される如
く、シヤトル５６１の両端に設けられた円筒部分
で行われる。また、シリンダ１４やヘツド１２に
設けられた吐出ポート６８１、出力通路７０１、
高圧逃し口７６１、逃し通路７８１の形成位置も
上記各ポートに対応させて形成している。なお、
他の構成は第１実施例と同様であるので同一番号
を付し説明を省略する。

この第２実施例では、第１、第２電磁弁３６，
３８が開くと、ポンプ室５８１，６０１へ燃料が
導入されるが、ポンプ室５８１，６０１に高圧が
加わる場合、前記両端円筒部で電磁弁３６，３８
へ高圧が作用することを防止する。また、第１電
磁弁３６の開弁時間でシヤトル５６１の位置すな
わち噴射量を、また、第２電磁弁３８の開弁時間
でプランジヤ１６１を図中左方向に移動させるこ
とにより噴射時期を、それぞれ個別に制御できる
ことは第１実施例と同様である。

以上説明したように、本発明によれば、燃料噴
射量と噴射時期とを電気的に制御でき、しかも個
別に制御できるので、制御性にすぐれた分配型燃
料噴射ポンプとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係る分配型燃料噴射ポン
プの主要部断面図、第２図は第２実施例に係る同
ポンプの主要部断面図、第３図は第２図の―
線断面図である。１４……シリンダ、１６……プランジヤ、１８
……駆動軸、２２……フエイスカム、２６……カ
ムローラ、３６……第１電磁弁、３８……第２電
磁弁、４４……第１供給ポート、４６……第２供
給ポート、５６……シヤトル、５８……第１ポン
プ室、６０……第２ポンプ室、６２……第１イン
レツトポート、６４……第２インレツトポート、
６６……分配ポート、６８……吐出ポート、７４
……高圧口、７６……高圧逃し口、８０……アジ
ヤストボルト。

Claims

【特許請求の範囲】１駆動軸に連継して回転されるとともにカム機
構により往復動されるプランジヤと、このプラン
ジヤを内挿するシリンダと、前記プランジヤとシ
リンダとにより形成されたポンプ室とを有し、プ
ランジヤの往復動により加圧された燃料をプラン
ジヤの回転により複数の機関燃焼室に順次分配圧
送する分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記ポン
プ室内を第１、第２ポンプ室に区画する往復動可
能なシヤトルと、前記シリンダに穿設された第
１、第２の供給ポートおよび当該供給ポートを開
閉可能ならしめる第１、第２電磁弁と、前記第
１、第２ポンプ室と前記第１、第２供給ポートを
それぞれ連通可能にする放射に形成された第１、
第２インレツトポートと、前記第１ポンプ室に連
通されるとともにシリンダに設けられた吐出ポー
トに連通される分配ポートと、前記シヤトルによ
り開閉され第２ポンプ室と連通可能であるととも
に前記シリンダに設けられた高圧口と連通される
高圧逃し口と、を有してなる分配型燃料噴射ポン
プ。２前記シヤトルはプランジヤ内に収容されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
分配型燃料噴射ポンプ。３前記シヤトルは前記シリンダ内に収容され、
前記プランジヤと回転伝達可能に連継されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分
配型燃料噴射ポンプ。４前記シヤトルの移動量を規制するアジヤスト
機構を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の分配型燃料噴射ポンプ。