JPH0152581B2

JPH0152581B2 -

Info

Publication number: JPH0152581B2
Application number: JP55117460A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Sato
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1980-08-25
Filing date: 1980-08-25
Publication date: 1989-11-09
Also published as: JPS5741462A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、分配型燃料噴射ポンプを備えたデイ
ーゼルエンジンの燃料噴射装置に関する。

（従来の技術及びその問題点）従来、デイーゼルエンジンの燃料噴射装置にお
いては、燃料噴射率を一定にしたままで燃料噴射
量のみを制御していたため、全負荷時に比して燃
料噴射量の少ないアイドリング時を含む軽負荷時
には燃料噴射時間が短くなり、その結果、燃焼室
において短時間に爆発的な燃焼を生じ、燃焼音の
増大、およびNO_Xの増加によるノツキングの発
生を招いていた。

そこで、アイドリング時に燃料噴射ポンプのプ
ランジヤ室と比較的低圧な箇所とを連通させるこ
とによりアイドリング時のプランジヤ室の圧力を
下げ、これによつて燃料噴射率特性を下げ、燃料
噴射時間を長くしてアイドリング時における燃焼
音の低減およびノツキングの防止を図るものが提
案されている（例えば実開昭54−147319号公報参
照）。ところが、そのようにすると、プランジヤ
室と低圧源との連通の切替えの瞬間に燃料噴射率
と同時に燃料噴射量が急激に変化する。すなわ
ち、アイドリングから軽負荷になつたときに燃料
噴射率特性ばかりでなく燃料噴射量も急増してし
まい、適度な燃料噴射量が得られず細かい燃料噴
射量制御が困難であるという懸念がある。

（発明の目的）本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、燃
料噴射率特性をエンジン負荷の増加に応じて徐々
に増大させる特性とすることにより、軽負荷時の
燃料噴射率の低下による燃料音の低減及びノツキ
ングの防止を図りながら、エンジン負荷に応じた
細かい燃料噴射量制御を可能とすることを目的と
する。

さらに、上記の軽負荷時の燃料噴射率の低下に
よる出力低下に加えて、この燃料噴射率の低下と
共に生じる燃料噴射タイミングの遅れが付加され
ると、出力不足となる（第４図参照）。しかし、
この出力不足を燃料噴射量を増やすことで対処す
ると燃費の悪化を招くことになる。このため、本
発明の他の目的は、上記軽負荷時に燃料噴射率の
低下と共に生じる燃料噴射タイミングのズレ（遅
れ）を補正し、燃料噴射タイミングを進み側に補
正することにより、軽負荷時、燃費を悪化させる
ことなく出力不足を解消して良好な出力を確保す
ることにある。

（発明の構成）上記の目的を達成するため、本発明は、往復お
よび回転運動をするプランジヤにより燃料の吸入
圧送と分配とを行う分配型燃料噴射ポンプを備え
たデイーゼルエンジンの燃料噴射装置において、
前記プランジヤによつて画成されるプランジヤ室
を、リリーフ通路を通じて低圧源に接続せしめ、
該リリーフ通路に該リリーフ通路の通路断面積を
変化させる制御弁を介設し、該制御弁により前記
リリーフ通路の通路断面積をエンジン負荷の増加
に応じて徐々に減少させるように構成するととも
に、燃料噴射時期を可変にする噴射時期可変機構
を備え、該噴射時期可変機構により燃料噴射時期
を上記リリーフ通路によるリリーフ量が多い時に
進み側に、リリーフ量が少ない時に遅れ側に補正
するように構成したことを特徴とする。

（作用）これにより、全運転域にわたつて徐々にリリー
フ通路面積が変化するため、負荷に応じた適度な
燃料噴射量及び燃料噴射率が得られ、特に軽負荷
時においては、燃料噴射率の低下による短時間の
爆発的な燃焼の抑制作用が得られる。

また、軽負荷時、燃料噴射率の低下と共に燃料
噴射時期を進み側に補正することで、燃料噴射率
の低下による出力低下が抑制され良好な出力が確
保される。

（実施例）以下、本発明を適用した実施例を、図面に沿つ
て説明する。

第１図において、１は分配型燃料噴射ポンプで
ある。２はポンプ兼分配用プランジヤで、前記燃
料噴射ポンプ１のハウジング３に形成した摺動孔
４内に摺動自在に嵌挿されている。このプランジ
ヤ２の下端部は、エンジンの気筒数に対応する数
のカム面が形成されたカムデイスク（図示省略）
が連設され、前記燃料噴射ポンプ１のポンプ室Ａ
内に位置している。

５はローラホルダで、ハウジング３内に、エン
ジンのクランクシヤフトの1/2の回転数で回転駆
動するドライブシヤフト（図示省略）と同軸に、
かつ回転可能に設けられている。このローラホル
ダ５には前記カムデイスクのカム面の山数、すな
わち気筒数に対応する数と同数のローラ６，６，
６，６が回転自在に保持されており、該各ローラ
６上を前記カムデイスクが回転することにより、
プランジヤ２に、燃料の吸入圧送のための往復動
と、燃料の分配のための回転とが同時に行われ
る。つまり、プランジヤ２が吸入工程（第１図で
は左方動）にある場合には、ポンプ室Ａ内の燃料
がハウジング３に形成した供給孔７からプランジ
ヤ２の頭部外周面に設けた複数の縦溝８の１つを
経てプランジヤ室９に供給される。また、プラン
ジヤ２が圧送工程（第１図では右方動）に移行す
ると、前記供給孔７と縦溝８との連通が解除さ
れ、プランジヤ室９内の燃料が圧縮され、プラン
ジヤ２内に形成された縦孔１０から分配横溝１１
を経て、ハウジング３内に円周方向に気筒数に対
応する数だけ形成した逆止弁１２を有する吐出孔
１３の１つに供給され、噴射ノズル（図示省略）
から気筒内に燃料が噴射される。同様に、プラン
ジヤ２の回転により、他の各気筒内にも燃料が噴
射される。

１４はリリーフ通路で、プランジヤ室９と、供
給孔７の途中とを接続している。したがつて、プ
ランジヤ室９は、リリーフ通路１４および供給孔
７を通じて、低圧源であるがポンプ室Ａに接続さ
れていることになる。なお、プランジヤ室９の燃
料は、上記のように、ポンプ室Ａに逃がすほか
に、同じく低圧源である燃料タンクに逃がすよう
にしてもよい。

１５はカツトオフスリーブで、プランジヤ２の
ポンプ室Ａ内に位置する部分において、プランジ
ヤ２の縦孔１０と連通するカツトオフポート１６
を開閉するように摺動自在に嵌挿されている。カ
ツトオフポート１６がカツトオフスリーブ１５の
上縁から外れてポンプ室Ａに開口すると、燃料が
該ポンプ室Ａに流出して吐出孔１３側への吐出を
停止し、噴射終りとなる。

また、カツトオフスリーブ１５は、コントロー
ルレバー１７を介して、正逆回転可能なモータ１
８に連結され、該モータ１８によつてプランジヤ
２上における位置が調整されている。この位置の
調整によつて、噴射終りが変化し、すなわち燃料
噴射量が制御される。

１９は回転弁（制御弁）で、リリーフ通路１４
に介設され、該リリーフ通路１４の有効通路断面
積を、エンジン負荷に応じて制御している。すな
わち、エンジン負荷が最小であるアイドリング時
には、回転弁１９を全開にしてリリーフ通路１４
の有効通路断面積を最大、すなわちリリーフ通路
１４の最小断面積そのものとし、エンジン負荷が
増加するのに応じて、制御モータ２０にて回転弁
１９を回転してリリーフ通路１４の有効通路断面
積を徐々に減少せしめ、そして全負荷時には、回
転弁１９を全閉してリリーフ通路１４の有効通路
断面積を零としている。

これにより、噴射ノズルからの実際の燃料噴射
量ａは、第２図に示すように、前記カツトオフス
リーブ１５の位置のみから決定される燃料噴射量
ｂから、リリーフ通路１４を通じて逃がされる燃
料の量ｃを差引いたものになる。

２１はフイードポンプで、ポンプ室Ａを燃料タ
ンク（図示省略）に連通せしめる吸入通路２２の
途中に介設されている。このフイードポンプ２１
は、前記ドライブシヤフトにより駆動され、エン
ジン回転数に対応した油圧を発生するものであつ
て、該フイードポンプ２１の駆動により、燃料タ
ンクよりの燃料を吸入通路２２を介してポンプ室
Ａ内へ圧送し、これによつて該フイードポンプ２
１を駆動するドライブシヤフトの回転数、すなわ
ちエンジン回転数の上昇に伴つて、前記ポンプ室
Ａ内の内部圧力を増大させるように構成されてい
る。なお、本例では、ドライブシヤフトによりフ
イードポンプ２１にエンジン回転数に対応した油
圧を発生させるようになつているが、別途設けた
モータによつて所定の油圧を発生させるようにす
ることも可能である。

２３は燃料噴射時期を可変に制御するタイマー
で、ハウジング３に形成されたシリンダ２４内
に、タイマーピストン２５が摺動自在に設けら
れ、該タイマーピストン２５が、固定軸２６を枢
軸として揺動自在なレバー２７を介して、ローラ
ホルダ５と連結されている。また、シリンダ２４
内のタイマーピストン２５を挾んだ一方側には、
スプリング２８が縮装され、かつ燃料タンクと第
１連通路２９によつて連通された第１油圧室３０
が形成され、他方側には第２連通路３１によつて
吸入通路２２のフイードポンプ２１の吐出側に連
通された第２油圧室３２が形成されている。

３３は燃料噴射時期を補正するリリーフ弁で、
前記タイマー２３の第２油圧室３２と、燃料タン
クとを接続する補正通路３４に介設されている。

これにより、タイマー２３の第１油圧室３０に
はスプリング２８が作用する一方、第２油圧室３
２にはフイードポンプ２１の吐出側燃料圧を基本
として、リリーフ弁３３により補正されたは油圧
が作用する。この第１および第２油圧室３０，３
２内におけるスプリング２８の力と油圧との差に
より、タイマーピストン２５の位置を、第３図に
示すように、負荷すなわち燃料噴射量に対して制
御し、ローラホルダ５を回動させ、燃料噴射開始
時期を、負荷が低く噴射燃料の少ない程早くなる
ように補正する。尚、タイマーピストン２５は、
負荷が一定であれば、回転数が高くなると、第２
油圧室３２にかかるフイードポンプ２１の油圧が
回転数の上昇に伴つて高くなるため、右側に移動
し噴射時期を早める。

３５はコントロールボツクスで、アクセルペダ
ルの踏込量、エンジン回転数等に対応した入力信
号S₀に応じて、モータ１８，２０、およびリリー
フ弁３３にそれぞれ制御信号S₁，S₂，S₃を送信し
て、該モータ１８，２０の回転量およびリリーフ
弁３３の開き量を制御し、カツトオフスリーブ１
５の位置、リリーフ通路１４を通じてのリリーフ
量および補正通路３４を通じてのリリーフ量を決
定する。

上記装置においては、コントロールボツクス３
５が、入力信号S₀によつて運動状態を判断し、該
運動状態（特に、負荷状態）に応じた制御信号
S₁，S₂，S₃を、各モータ１８，２０およびリリー
フ弁３３に送信し各々を作動させて、回転弁１
９、カツトオフスリーブ１５およびリリーフ弁３
３を所定の状態にする。

例えば、軽負荷時にあれば、モータ２０の回転
により回転弁１９の開き量を大きくして、リリー
フ通路１４の有効通路断面積を大きくし、また、
モータ１８の回転によりカツトオフスリーブ１５
を比較的左方位置（第１図において）に摺動せし
め、さらに、リリーフ弁３３の開き量を小さくし
て、補正通路３４の有効通路断面積を小さくす
る。

これにより、ポンプ室Ａから供給孔７を通じて
供給されたプランジヤ室９内の燃料の一部が、圧
送工程、すなわちプランジヤ２が下死点にあると
きからカツトオフポート１６がカツトオフスリー
ブ１５の上縁から外れるまでの間に、リリーフ通
路１４を通じて低圧側のポンプ室Ａに流出するた
め、プランジヤ室９内の燃料圧の上昇が所定値以
下に抑制される。これと同時に、高負荷時に比べ
て軽負荷時には、リリーフ弁３３の開き量が小さ
くなるため、タイマー２３の第２油圧室３２にか
かる油圧が高くなり、タイマーピストン２５が右
方位置（第１図において）に移動し、レバー２７
を介して、ローラホルダ５を反時計回り方向に回
動せしめて噴射開始時期を早くする。

このように、軽負荷時には、リリーフ通路１４
を通じての燃料の流出により、燃料噴射率が低下
して燃料噴射時間が長くなるため、燃料の噴射速
度を遅くして燃焼音の低減、ノツキングの防止を
図ることができる。また、リリーフ通路１４を通
じての燃料の流出により、燃料噴射開始時期が、
第４図において破線ｕで示すように、若干遅れる
ことになるが、タイマー２３によりローラホルダ
５を回動して補正されるので、実際には、第４図
において実践ｖで示すように進み側に補正され
る。これにより、上記燃料噴射率の低下による出
力低下を補償して良好な出力が確保されることに
なる。

続いて、エンジン負荷が増加していくと、その
変化は、入力信号S₀としてコントロールボツクス
３５にて感知され、その状態に応じた制御信号
S₁，S₂，S₃が、両モータ１８，２０およびリリー
フ弁３３に送信される。この信号S₁，S₂，S₃によ
つて、エンジン負荷が増加するのに応じて、リリ
ーフ通路１４よりのリリーフ量が徐々に減少せし
められ、すなわち燃料噴射率が徐々に高くなり、
また、カツトオフスリーブ１５もエンジン負荷の
増加に応じて徐々に右方へ摺動せしめられ、燃料
噴射量が徐々に増加せしめられる。なお、リリー
フ通路１４を通じての燃料の流出による燃料噴射
開始時期の時間的遅れは、軽負荷時と同様に、リ
リーフ弁３３にて補正される。

さらに、エンジン負荷が増加して、全負荷状態
にあることをコントロールボツクス３５が感知す
ると、制御信号S₁，S₂，S₃にて、回転弁１９が全
閉してリリーフ通路１４が閉じられ、モータ１８
の回転によりカツトオフスリーブ１５は比較的右
方位置（第１図において）に摺動し、そしてリリ
ーフ弁３３が全閉して補正通路３４も閉じる。

これにより、従来通りの燃料噴射率、燃料噴射
量でもつて、所定の時間内に、第４図の実線で示
すように、燃料噴射が行われる。

（発明の効果）本発明は、上記のように、分配型燃料噴射ポン
プにおけるプランジヤ室を、制御弁を介設したリ
リーフ通路を通じて、低圧源に接続し、該制御弁
によつてリリーフ通路の通路断面積をエンジン負
荷の増加に応じて減少させるようにするととも
に、燃料噴射時期を上記リリーフ通路によるリリ
ーフ量が多いときに進み側に、リリーフ量が少な
い時に遅れ側に補正するようにしたため、エンジ
ンの運転全域にわたつて燃料噴射特性が改善さ
れ、特に軽負荷時においては、燃料噴射率の低下
による燃焼騒音の低減及びノツキングの防止を図
ることができるとともに、燃費を悪化させること
なく出力低下を抑制して良好な出力を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるデイーゼルエ
ンジンの燃料噴射装置の全体構成図、第２図は負
荷と燃料噴射量との関係を示すグラフ、第３図は
負荷とタイマーのピストン位置との関係を示すグ
ラフ、第４図は時間と燃料噴射量との関係を示す
グラフである。１……分配型燃料噴射ポンプ、２……ポンプ兼
分配用プランジヤ、３……ハウジング、４……摺
動孔、５……ローラホルダ、６……ローラ、７…
…供給孔、８……縦溝、９……プランジヤ室、１
０……縦孔、１１……分配横溝、１２……逆止
弁、１３……吐出孔、１４……リリーフ通路、１
５……カツトオフスリーブ、１６……カツトオフ
ポート、１７……コントロールレバー、１８……
モータ、１９……回転弁、２０……制御モータ、
２１……フイードポンプ、２２……吸入通路、２
３……タイマー、２４……シリンダ、２５……タ
イマーピストン、２６……固定軸、２７……レバ
ー、２８……スプリング、２９……第１連通路、
３０……第１油圧室、３１……第２連通路、３２
……第２油圧室、３３……リリーフ弁、３４……
補正通路、３５……コントロールボツククス、Ａ
……ポンプ室。

Claims

【特許請求の範囲】

１往復および回転運動をするプランジヤにより
燃料の吸入圧送と分配とを行う分配型燃料噴射ポ
ンプを備えたデイーゼルエンジンの燃料噴射装置
において、前記プランジヤによつて画成されるプ
ランジヤ室を、リリーフ通路を通じて低圧源に接
続せしめ、該リリーフ通路に該リリーフ通路の通
路断面積を変化させる制御弁を介設し、該制御弁
により前記リリーフ通路の通路断面積をエンジン
負荷の増加に応じて徐々に減少させるように構成
するとともに、燃料噴射時期を可変にする噴射時
期可変機構を備え、該噴射時期可変機構により燃
料噴射時期を上記リリーフ通路によるリリーフ量
が多い時に進み側に、リリーフ量が少ない時に遅
れ側に補正するように構成したことを特徴とする
デイーゼルエンジンの燃料噴射装置。