JPH0213152B2

JPH0213152B2 -

Info

Publication number: JPH0213152B2
Application number: JP20648781A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sakurai
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1990-04-03
Also published as: JPS58106163A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は燃料の補助噴射と主噴射を行なうデ
イーゼルエンジン等の燃料供給装置に関する。

従来、この種のエンジンの燃料供給装置として
は、シリンダ内を回転しながら往復運動して燃料
を圧送するプランジヤに、主燃料を分配する一個
のアウトレツトポートの他に、補助燃料を分配す
る少なくとも一個の補助ポートを設け、上記アウ
トレツトポートからシリンダ内に設けた分配通路
を通して圧縮上死点近傍の気筒に多量の主燃料を
主噴射しているときに、補助ポートから分配通路
を通して圧縮行程、吸気行程もしくは排気行程の
終期にある他の気筒に少量の補助燃料を補助噴射
するようにすることにより、主噴射に先立つて、
補助の噴射により予混合を行なわせ、主燃料の着
火遅れを防止すると共に、主燃料の燃焼を適度な
緩慢さで行なわせるようにして、排気ガス中の
NOxを低減させると共に、騒音を低減させるよ
うにしたものが知られている（特開昭56−547
号）。

しかしながら、上記従来のエンジンの燃料供給
装置はプランジヤに面倒な補助ポートの加工を必
要として、構成が複雑になるという欠点がある。
また、上記装置では、常時、補助噴射を行なうた
め、低負荷時には着火時期が過速となり、逆に熱
効率が悪化するという問題が生じる。

そこで、この発明の目的は、プランジヤに補助
ポートを設けることを必要とせずに、簡単な構成
で補助噴射と主噴射を行なうことができるエンジ
ンの燃料供給装置を提供することである。さらに
は、負荷・回転等、エンジンの状態に応じて補助
噴射を制御できる燃料供給装置を提供することで
ある。

このため、この発明は、プランジヤに嵌装して
プランジヤのカツトオフポートを開閉して、プラ
ンジヤヘツド側に位置する作動室の燃料圧力を制
御して燃料噴射量の調整をするコントロールスリ
ーブの作用に着目してなしたもので、コントロー
ルスリーブの軸方向中間部に、プランジヤのカツ
トオフポートと連通し得る貫通孔を形成し、この
貫通孔に対するコントロールスリーブの軸方向前
後の部分でカツトオフポートを閉鎖するようにす
ることにより、補助ポートを必要とせずに、した
がつて簡単な構成で燃料の補助噴射と主噴射を行
ない得るようにしたことを特徴としている。

以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図において、１は燃料噴射ポンプ本体、２
は本体１に嵌着したシリンダ３内に回転ならびに
軸方向に摺動自在に嵌め込んだプランジヤ、５は
エンジンのクランク軸の１回転につき1/2回転の
割合で回転するドライブシヤフト、６は本体１内
に形成したカム室７内にドライブシヤフト５とプ
ランジヤ２との間に位置するように設けてドライ
ブシヤフト５の駆動力をプランジヤ２に伝達する
カムデイスクである。

上記ドライブシヤフト５はフイードポンプの一
例としてのベーンポンプ８を回転駆動して、第１
図中矢印Ｘに示す如く燃料をフイードポンプ８か
らカム室７内へ吐出させると共に、ギヤ９を回転
駆動して図示しない遠心力式ガバーナを作動させ
るようにしている。さらに上記ドライブシヤフト
５には継手としてのドライブデイスク１１を介し
てカムデイスク６を連結して、カムデイスク６を
ドライブシヤフト５と共に回転させると共に、ド
ライブシヤフト５に対して軸方向に自在に進退移
動させ得るようにしている。

上記カムデイスク６のギヤ９側の面の外周部に
は、エンジンの気筒数と同数のフエイスカム１
２，１２，１２，…を形成し、このフエイスカム
１２，１２，…を、第１，２図に示す如くリング
状のローラホルダ１５に支持した複数のローラ１
６，１６，１６，…に向けてプランジヤスプリン
グ１７のバネ力によりバネ座１８およびそれに当
接したプランジヤ２の鍔部１９を介して付勢し
て、カムデイスク６をそのカム１２のカム面をロ
ーラ１６に接触させて軸方向に進退移動させるよ
うにしている。したがつて、カムデイスク６はド
ライブシヤフト５と共に回転して、その一回転に
つきフエイスカム１２の数と同数の軸方向の往復
運動を繰り返すようになつている。また上記プラ
ンジヤ２はプランジヤスプリング１７によりカム
デイスク６の中心に向けて押圧して連結してお
り、このため、プランジヤ２はカムデイスク６と
共に回転し、かつ軸方向に往復運動するようにな
つている。

上記プランジヤ２のヘツド部外周には、一定間
隔をあけて、フエイスカム１２，１２…と同数の
インレツトポートとしての軸方向に延びるスリツ
ト２１，２１，２１…を設け、本体１およびシリ
ンダ３に形成した吸込通路２２とインレツトポー
ト２１とが一致して連通した際に、カム室７内の
燃料を吸込通路２２を介して、プランジヤ２のへ
ツド面とシリンダ３との間の作動室２３に導びく
ようにしている。

上記プランジヤ２の軸心には作動室２３に開口
する燃料通路２４を設け、この燃料通路２４にプ
ランジヤ２の軸方向中間部外周に形成したアウト
レツトポートとしての軸方向のスリツト２５を連
通させると共に、プランジヤ２の後部外周にカム
室７に開口し得るように設けたカツトオフポート
２６を連通させている。

上記アウトレツトポート２５は、プランジヤ２
が前進して圧送行程にある状態で、シリンダ３お
よび本体１に形成した分配通路２７に連通し、か
つインレツトポート２１はシリンダ３の内周面で
閉鎖するようになつていて、作動室２３内の燃料
を燃料通路２４、アウトレツトポート２５、分配
通路２７およびデリバリバルブ２８を介して、図
示しない噴射ノズルに圧送し得るようになつてい
る。上記分配通路２７は気筒数と同数設けて、シ
リンダ３の内周面に等間隔に開口させると共に、
夫々各気筒の噴射ノズルに連通させている。また
上記デリバリバルブ２８は燃料圧力が一定圧力以
上になると開放して燃料を噴射ノズルに導くよう
になつている。

また、上記プランジヤ２の後部には、コントロ
ールスリーブ３１を回転かつ軸方向に摺動実在に
嵌め込んで、カツトオフポート２６をプランジヤ
２の軸方向の移動によりコントロールスリーブ３
１の内周面で開閉し得るようにしている。上記コ
ントロールスリーブ３１の軸方向の中間部には、
第３図に展開して示すように周方向に延在すると
共に、軸方向の巾が異なる２個所の部分３２ａ，
３２ｂからなる貫通孔３２を設けている（なお、
第３図は説明の都合上、周方向の長さを拡大した
図面としている。）。したがつて、プランジヤ２の
前進する圧送行程において、貫通孔３２とカツト
オフポート２６とが連通している際には、作動室
２３の燃料を燃料通路２４、カツトオフポート２
６および貫通孔３２を介してカム室７に戻して、
燃料の圧送を停止する一方、貫通孔３２に対する
コントロールスリーブ３１の軸方向前後の部分３
３，３４でカツトオフポート２６を閉鎖している
際には、作動室２３の燃料を燃料通路２４を通し
てアウトレツトポート２５に圧送するようになつ
ている。

上記コントロールスリーブ３１は、後に詳述す
る如く、燃料噴射時期を調節するタイマ機構３５
と連動させるようにしている。

上記タイマ機構３５は、第２図に示すように、
タイマシリンダ３６内にタイマピストン３７を摺
動自在に嵌め込み、タイマピストン３７の一側に
形成したバネ室３８にコイルスプリング３９を縮
装する一方、タイマピストン３７の他側の室４０
に通路４１を介してカム室７の燃料圧力を導い
て、タイマピストン３７をカム室７の燃料圧力に
応動させると共に、ローラホルダ１５に固定した
操作ロツド４３の先端をタイマピストン３７にボ
ールシユ４４を介して嵌め込んで、ピストン３７
の移動により操作ロツド４３を介してカムホルダ
１５をドライブシヤフト５の回りに正逆自在に回
転させ得るようにしている。

したがつて、上記ドライブシヤフト５の回転数
が高くて、フイードポンプ８の回転速度が高いと
すると、フイードポンプ８の吐出圧力が上昇し
て、タイマピストン３７がスプリング３９のバネ
力に打ち勝つて、第２図中左方に移動して、ロー
ラホルダ１５をドライブシヤフト５の第２図中矢
印Ｙで示す回転方向とは逆方向に回転させて、カ
ムデイスク６のリフト時期を早めて、第４図中直
線Ａ（横座標はエンジン回転数、縦座標は噴射進
角時期である。）に示す如く、エンジン回転数に
応じて噴射時期を早めるようになつている。な
お、上記一側の室３８はタンクに連通している。

また、タイマピストン３７はエンジンの回転速
度のみならず負荷に応じても作動するようになつ
ていて、負荷（ここでは、プランジヤ１ストロー
クあたりの燃料噴射量mm³／stで表わす。）が一定
値以下となると、カム室７をタンク（図示せず）
に連通させて、カム室７の圧力を低下させ、タイ
マピストン３７をコイルスプリング３９のバネ力
により、第２図中右方に移動させ、カムホルダ１
５をドライブシヤフト５の回転方向に回転させ
て、カムデイスク６のリフト時期を遅らせて、第
４図中直線B₁，B₂（横軸はエンジン回転数r.p.m、
縦軸は負荷）に示すように、負荷に対応して燃料
噴射時期を遅らせるようにしている。

したがつて、このタイマ機構３５は、第４図中
の直線Ａ，B₁，B₂を合成した特性を有し、エン
ジン回転数r.p.mおよび負荷mm³／stに対する燃料
の噴射進角時期は第５図中の直線群で示すような
特性を有する。

上記タイマ機構３５により駆動するローラホル
ダ１５とコントロールスリーブ３１とは次のよう
に連結している。すなわち、第１図に示すように
ローラホルダ１５に固定した連結ロツド５１の先
端を、コントロールスリーブ３１の外周面に形成
した片切欠き溝５２に嵌め込んで、カムホルダ１
５とコントロールスリーブ３１とを連動して回動
させるようにしている。したがつて、カムホルダ
１５の回転による燃料の噴射時期の進角に応じ
て、第３図中、目盛−8゜、−4゜、−2゜、0゜、…に示
すように、コントロールスリーブ３１は回転する
ようになつている。

また、上記コントロールスリーブ３１には、第
６図に示すように、周方向の長溝５４を設け、こ
の長溝５４に、図示しないスロツトルバルブおよ
び遠心力式ガバナにより作動させる噴射量調節機
構のボールヘツドピン５５のボール部を挿入し
て、このボールヘツドピン５５でコントロールス
リーブ３１を軸方向に進退移動させるようにして
いる。したがつて、プランジヤ２の前進時にカツ
トオフポート２６がコントロールスリーブ３１の
内周面から離れてカム室７と連通するタイミング
は、ボールヘツドピン５５によるコントロールス
リーブ３１の軸方向の移動によつても制御するよ
うになつており、燃料噴射量はスロツトル開度お
よび回転数に応じても制御するようになつてい
る。

なお、上記長溝５４の長手方向の寸法は、コン
トロールスリーブ３１が回転運動しても、長溝５
４の側壁とボールヘツドピン５５とが衝突しない
ように設定して、コントロールスリーブ３１の回
転を阻害しないようにしている。

上記構成のエンジンの燃料供給装置は下記の如
く動作する。

いま、エンジンが低負荷運転をしていて、タイ
マ機構３５が前述の如く燃料の噴射時期を制御す
ると同時に、プランジヤ２の前進行程（圧送行
程）において、コントロールスリーブ３１の貫通
孔３２の太巾の部分３２ａ（第３図中たとえば目
盛−４゜の部分を参照）とカツトオフポート２６
とを連通させるようにコントロールスリーブ３１
を所定の位置に回転させているとする。

そして、プランジヤ２が回転しながら、前進を
行なつているとすると、カツトオフポート２６が
コントロールスリーブ３１の後部３４ａの内周面
とラツプするが、この状態では作動室２３内の燃
料、圧力が低いため燃料噴射は行なわれず、また
貫通孔３２とラツプしている際には、作動室２３
の燃料は燃料通路２４およびカツトオフポート２
６を通してカム室７に還流され、燃料の圧送は行
なわれない。

次いで、プランジヤ２がさらに前進して、カツ
トオフポート２６をコントロールスリーブ３１の
前部３３ａの内周面で完全に閉鎖すると作動室２
３の燃料は燃料通路２４およびアウトレツトポー
ト２５を通して分配通路２７に圧送され、噴射ノ
ズルから気筒内に燃料が噴射される。この状態を
第７図に示す。

次に、エンジンが高負荷運転をしていて、タイ
マ機構３５が燃料の噴射時期を制御すると同時
に、プランジヤ２の前進行程においてコントロー
ルスリーブ３１の貫通孔３２の細巾の部分３２ｂ
（たとえば第３図中目盛4゜の部分を参照）とカツ
トオフポート２６とを連通させる位置に、コント
ロールスリーブ３１を回転させているとする。

このとき、プランジヤ２の前進行程において、
コントロールスリーブ３１の後部３４ｂと前部３
３ｂとでカツトオフポート２６を閉鎖し、貫通孔
３２の細巾の部分３２ｂでカツトオフポート２６
をカム室７に連通させる。したがつて、コントロ
ールスリーブ３１の後部３４ｂ内周面でカツトア
ウトポート２６を閉鎖している際には、アウトレ
ツトポート２５から分配通路２７への補助燃料の
補助噴射を行ない、コントロールスリーブ３１の
前部３３ａの内周面でカツトオフポート２６を閉
鎖している際には、アウトレツトポート２５より
主燃料の主噴射を行なう。したがつて、このと
き、補助噴射により気筒内で予混合を行つて、主
燃料の着火遅れを防止すると共に、主燃料の燃焼
を適度な緩慢さで行なうことができ、したがつ
て、排気ガス中のNOxを低減でき、かつ騒音を
低減させることができる。なお、この補助噴射お
よび主噴射を行なう状態を第８図に示す。また、
この補助噴射と主噴射を行なう領域は第５図中ハ
ツチングで示す領域となる。この領域は貫通孔３
２の形状により定まる。

次に、エンジンが高負荷高回転をしていて、タ
イマ機構３５が燃料噴射時期を制御すると同時
に、コントロールスリーブ３１を、プランジヤ２
の前進行程において、第３図中目盛１２゜に示す
ように、カツトオフポート２６が貫通孔３２と連
通しない位置に回転させているとする。

このとき、プランジヤ２の前進行程において、
カツトオフポート２６はコントロールスリーブ３
１の内周面により連続的に閉鎖されるため、主噴
射のみを行なう。この状態を第９図に示す。

以上の説明で明らかな如く、この発明は、コン
トロールスリーブの軸方向中間部に、プランジヤ
のカツトオフポートと連通し得る貫通孔を形成
し、この貫通孔に対すコントロールスリーブの軸
方向前後の部分でカツトオフポートを閉鎖するよ
うにしているので、補助ポートを必要としない簡
単な構成で、燃料の補助噴射と主噴射を行なうこ
とができ、NOxおよび騒音を低減することがで
きる。

また、上記コントロールスリーブをタイマ機構
に連動して回動するように構成すれば、燃料噴射
時期を制御すると同時に、貫通孔を周方向に移動
させて、主噴射と補助噴射を行なう領域あるいは
主噴射のみを行なう領域をエンジンの運転状態に
応じて、自在に選択することができる。

また、上記コントロールスリーブの貫通孔を周
方向に延在すると共に、軸方向に異なる少なくと
も二つの巾を有するように形成すれば、燃料噴射
時期の制御と同期して、燃料噴射量の制御および
補助噴射の有無についての制御を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図
はローラホルダの正面図、第３図はコントロール
スリーブの展開図、第４図はエンジン回転数およ
び負荷についての噴射進角時期を示すタイマ機構
の特性図、第５図は回転数および負荷に対する噴
射進角時期を示す図、第６図はコントロールスリ
ーブの斜視図、第７，８，９図は夫々プランジヤ
ストロークと燃料噴射量との関係を示す特性図で
ある。２……プランジヤ、３……シリンダ、２６……
カツトオフポート、２７……分配通路、３１……
コントロールスリーブ、３２……貫通孔、３５…
…タイマ機構。

Claims

【特許請求の範囲】１シリンダ内で回転および往復動を行なうプラ
ンジヤにより燃料を圧送して、上記シリンダに形
成した分配通路を介して各気筒の噴射ノズルに燃
料を供給すると共に、該プランジヤに嵌装された
コントロールスリーブの軸方向の移動によりプラ
ンジヤのカツトオフポートを開閉して、上記シリ
ンダの作動室の燃料圧力を制御して燃料噴射量の
調整を行なう分配型燃料噴射ポンプを備えたエン
ジンの燃料供給装置において、上記コントロールスリーブの軸方向中間部に、
プランジヤのカツトオフポートと連通し得る貫通
孔が形成されており、該貫通孔のコントロールス
リーブの軸方向前後でカツトオフポートが閉塞さ
れて、補助噴射よび主噴射を行なう構成としたこ
とを特徴とするエンジンの燃料供給装置。２上記コントロールスリーブを、燃料噴射時期
を調節するタイマ機構に連動して回動するように
構成して、上記貫通孔を周方向に移動させて、主
噴射と補助噴射を行なう領域あるいは主噴射のみ
を行なう領域を自在に選択し得るようにしたこと
を特徴とする上記特許請求の範囲第１項に記載の
エンジンの燃料供給装置。３上記貫通孔をコントロールスリーブの周方向
に延在すると共に、コントロールスリーブの軸方
向に異なる少なくとも二つの巾を有するように形
成したことを特徴とする上記特許請求の範囲第２
項に記載のエンジンの燃料供給装置。