JPH02146254A - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディーゼルエンジンの各気筒に燃料を供給す
るインナーカム式の分配型燃料噴射ポンプに関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンに燃料を供給する分配形燃料噴射ポ
ンプとしてＣＡＶ社の製品に代表されるインナカム式の
噴射ポンプが知られており、特公昭４０−２５４４２号
公報や特公昭４６−３０４２３号公報などに記載されて
いる。

これら従来のインナカム式燃料噴射ポンプは、その噴射
量制御手段として、プランジャで加圧されるポンプ室へ
燃料を供給する通路の人口側開口面積を可変絞り手段で
制御する、いわゆる入口絞り方式を採用している。

そして、これらのポンプは、最大噴射量を調節する手段
として、ポンプ室へ燃料を供給する通路の途中に、燃料
供給方向に往復運動するシャトルを設け、このシャトル
のストロークを可変ストッパ機構をなすコントロールロ
ッドで調節し、したがってポンプ室に送られる燃料の最
大量をシャトルのストロークで制御するようになってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これら従来の構造の場合、最大以外の噴
射量では、絞り開口面積を一定に保っていても燃料の粘
度や圧力変化の影響により噴射量が安定しなくなる不具
合がある。

また、プランジャの移動が終わると噴射が終わる構造で
あるから、噴射路わりの圧力降下がなだらかであり、噴
射切れがシャープでなく、だらだらとした噴射路わりと
なって、燃費の悪化や排ガスの黒煙が多くなるなどの不
具合がある。

さらにはカムリング内部の潤滑には燃料を潤滑油として
使用できないなどの不具合があった。

本発明は、全ての噴射量域で安定した噴射特性が得られ
るとともに、噴射路わりをシャープにし、かつカムリン
グ内部の潤滑に燃料を使用することができるインナカム
方式の分配型燃料噴射ポンプを提供しようとするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、ポンプ室へ燃料を供給する通路の途
中に、燃料供給方向に往復運動するシャトルおよびこの
シャトルの片側停止位置を規制するカム面を有して軸方
向および周方向に移動可能なコントロールロッドを設け
、このコントロールロッドを調速機で移動させることに
よりシャトルの往復移動ストロークを調節してポンプ室
への燃料供給量を制御し、かつ上記プランジャにスピル
溝を設け、このプランジャが所定ストローク作動した場
合にこのスピル溝を通じて上記ポンプ室の燃料を低圧側
に逃すようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の構成によると、所定の噴射量を得るためポンプ
室へ供給する燃料の量をシャトルで制御するようにした
から、燃料の粘度や圧力変化の影響を受ける割合が少な
くなり、したがって全ての噴射量域で安定した噴射特性
が得られる。また、噴射路わりはプランジャに形成した
スピル溝により溢流方式としたので噴射切りがシャープ
になり、燃費の悪化や排ガスの黒煙化などの不具合を防
止することができ、さらにはプランジャに形成したスピ
ル溝で溢流させることから、プランジャ回りを燃料で潤
滑することができる。

〔実施例〕

以下本発明について、図面に示す一実施例にもとづき説
明する。

第１図ないし第３図は互いに異なる作動状態を示す概略
的な構成図であり、図中１はポンプハウジング、２は分
配へラドボディ、３はボディカバ、４はシリンダを示す
。

シリンダ４には回転ロータ５および燃料供給ポンプＢが
、軸方向に配置されて回転自在に嵌装されており、これ
らロータ５および燃料供給ポンプ６は図示しないエンジ
ンの回転に伴って回転駆動される。

燃料供給ポンプ６は入ロアと出口８を有し、これら人ロ
アと出口８はレギュレートバルブ９により相互に連結さ
れており、このレギュレートバルブ９は上記燃料供給ポ
ンプ６の出口８から供給される燃料の圧力を機関速度に
応じて調節する。なお、上記人ロアは通路６ａにより図
示しない燃料タンクに連結され、この燃料タンクから燃
料を導入する。

上記分配へラドボディ２には、それぞれ上記出口８およ
び入ロアに連なる燃料供給通路ｌｏおよび燃料排出通路
１１が形成されている。

燃料供給通路１０はロータ５の周面に形成された環状導
入溝１２およびこの環状導入溝１２と軸方向に離間され
た上記分配へラドボディ２の内面に形成した環状逃し溝
１３にそれぞれ導通している。

燃料排出通路１１は分配へラドボディ２の外面に形成し
た環状排出溝１４に連結されており、この環状排出溝１
４は通路１５を介してロータ５の周面に形成された環状
連通溝１６に連通している。

上記ロータ５の周面には、第４図に展開して示すように
、上記環状導入溝１２と環状連通溝１６が軸方向に離間
して形成されており、これら環状導入溝１２と環状連通
溝１６には、それぞれ気筒数と同数をなす複数の分岐溝
１７・・・、１８・・・が連設されている。

これら各分岐溝！７・・・、１Ｂ・・・は、それぞれ環
状導入溝１２および環状連通溝１６から軸方向に伸び、
互いに周方向に離間して形成されており、かつこれら分
岐溝１７・・・と１８・・・は互い違いとなるように配
置されている。

また、上記環状導入溝１２側には、これに連なる上記分
岐溝１７・・・と反対側の方向に、それぞれ環状導入４
１２から軸方向に伸び、かつ互いに周方向に離間して他
の分岐溝１９・・・が形成されており、これら他の分岐
溝１９・・・は上記環状連通溝１Ｂ側に連なる分岐溝１
８・・・の軸方向延長線上に位置されている。

また、ロータ５には上記他の分岐溝１９・・・の間に位
置して気筒数と同数の吸入ポート２０・・・が形成され
ており、これら吸入ポート２０・・・はロータ５の中心
に形成された送油通路２１に通じている。

送油通路２１の一端はロータ５の一端に形成されたポン
プ室２２に導通されているとともに、他端はロータ５の
他端に形成された吐出ポート２３に接続されている。

この吐出ポート２３はロータ５の周面に開口されており
、この吐出ポート２３に対向して前記シリンダ４には気
筒数と同数の分配ポート２４・・・が放射状に、互いに
等角度をなして形成されている。

ロータ５が回転すると吐出ポート２３は各分配ポート２
４・・・に順次断続的に連通ずるようになっている。

各分配ポート２４・・・は、それぞれディーゼルエンジ
ンの各燃焼室に設置された噴射ノズル２５に接続されて
いる。

ロータ５は前述したように、シリンダ４内に回転自在に
内挿されて、おり、その一端はシリンダ４の端部から突
出してポンプハウジングｌに形成されたカム室４５に収
容されており、この突出部の周囲はカム室４５に設けた
カムリング２６によって包囲されている。

カムリング２Ｂは円周方向に回動自在に取付けられてお
り、このカムリング２６の内面には図示を省略するが、
周方向に波形をなすカム面が形成されている。

このカムリング２６に対向して上記ロータ５には、直径
方向に摺動孔２７が形成されており、この摺動孔２７に
は一対のプランジャ２８．２８が径方向に摺動自在に収
容されている。

プランジャ２８．２８の外端は、カムローラ２９．２９
を保持したローラシュー３０．８０に接しており、これ
らカムローラ２９．２９が前記カムリング２６のカム面
に転接するようになっている。

したがって、ロータ５の回転によりプランジャ２８、２
８がカムリング２６のカム山によってロータ５内に押し
込まれ、これによりポンプ室２２内に導入した燃料を加
圧し、送油通路２１に圧送するようになっている。

プランジャ２８．２８の周面にはスピル溝３１．３１が
形成されており、このスピル溝３１．３１はスピル通路
３２．３２を通じて常に前記環状逃し溝１３に連通して
いる。

そして、これらスピル溝３１．３１はプランジャ２８゜
２８が所定量押し込まれた場合、つまり中心側に移動し
た場合、ポンプ室２２に導通するようになっており、し
たがってこの場合、ポンプ室２２はスピル溝３１．３１
およびスピル通路３２．３２を介して前記環状逃し溝１
３に接続されるようになっている。

このためこの状態に達すると、ポンプ室２２の燃料が環
状逃し溝１３を経て燃料供給ポンプＧ側に逃されるので
噴射ノズル２５からの燃料噴射が終了するものである。

前記シリンダ４内には、ロッド室３５およびこれに連な
るシャトル室３Ｂが形成されている。ロッド室３５には
第５図にも示すように、可変ストッパとしてのコントロ
ールロッド３７が軸方向および周方向に摺動自在に嵌挿
されており、コントロールロッド３７はハウジング１の
外部に設置された図示しないガバナと、温度または（お
よび）圧力応動回転駆動装置に連結されている。ガバナ
はエンジンの運転状態に応じて作動し上記コントロール
ロッド３７を例えば軸方向に移動させるもので、温度ま
たは（および）圧力応動回転駆動装置は周囲の温度また
は（および）圧力に応じて作動し上記コントロールロッ
ド３７を例えば回動させるものである。

コントロールロッド３７にはシャトル室３Ｂに対向した
側面に、軸方向および周方向に傾斜したカム面３８を有
している。

このようなロッド室３５は、シリンダ４の内面に開口し
た連通ポート３９に通じており、この連通ポート３９は
前記ロータ５が回転する時、このロータ５の外面に形成
した環状導入溝１２側の分岐溝１７・・・および環状連
通溝１６側の分岐溝１８・・・と交互にかつ断続的に接
続されるようになっている。

上記シャトル室３６にはシャトル４０が軸方向に摺動自
在に収容されている。

このシャトル４０の一端は、前記コントロールロッド３
７の側面に形成したカム面３８に接離自在に対向してい
るとともに、他端はストッパ４１に接離自在に対向して
いる。

このためシャトル４０の往復動ストロークは、カム面３
８とストッパ４１との離間寸法により設定され、このカ
ム面３８が変動するとシャトル４０の往復動ストローク
が素化するようになっている。

シャトル室３Ｂの他端は、シリンダ４の内面に開口した
切換ボート４２に通じており、この切換ボート４２は前
記ロータ５が回転する時、このロータ５の外面に形成し
た環状導入溝１２の分岐溝１９・・・と吸入ボート２０
とに交互にかつ断続的に接続されるようになっている。

なお、この切換ボート４２が吸入ボート２ｏと導通して
いる場合には、前記した吐出ポート２３は分配ボート２
４と遮断されるようになっている。

このような構成による実施例について、その作用を説明
する。

エンジンの回転力を受けてロータ５が回転して、第１図
に示されるように、ロッド室３５に連なる連通ポート３
９が、ロータ５の外面に形成した環状導入溝１２側の分
岐溝１７・・・に連通すると、燃料供給ポンプ６の出口
８から燃料供給通路１０を経て上記環状導入溝１２に送
られた燃料が、分岐溝１７より連通ポート３９を経てロ
ッド室３５に送られる。このためロッド室３５の燃料圧
力が第６図のＡのように高くなり、シャトル４０の一端
面がロッド室３５の燃料圧力を受ける。

そしてこの時、シャトル室３Ｂの他端に開口した切換ボ
ート４２がこのロータ５の外面に開口した吸入ポート２
０の１つと連通しており、したがってシャトル４０はス
トッパ４１に当たるまで図示右側に押される。この結果
、シャトル室３Ｂ内でシャトル４０よりも右側の部屋に
在った燃料が押され、切換ボート４２より吸入ポート２
０を経て送油通路２１の送られる。また、この時、プラ
ンジャ２１１１．２８は吸入行程になっており、したが
って吸入ポート２０を経て送油通路２１に導入した燃料
をポンプ室２２に吸引する。

この状態からロータ５が回転すると、第２図に示すよう
に、連通ポート３９は環状導入溝１２側の分岐溝１７と
遮断され、また切換ボート４２は吸入ボート２０と遮断
される。

そして、さらにロータ５の回転が進むと、プランジャ２
１＋、　２Ｂは圧縮行程に移り、カムリング２６の作用
により中心に向けて押されるからポンプ室２２内の燃料
を加圧する。

そして、吐出ポート２３が分配ボート２４の１つと導通
すると、ポンプ室２２で加圧した高圧燃料を送油通路２
１を経て吐出ポート２３より分配ボート２４へ圧送し、
この分配ボート２４から噴射ノズル２５へ送ってこの噴
射ノズル２５よりエンジンの燃焼室に噴射する。

この時、ロッド室３５に連なる連通ポート３９は、ロー
タ５の外面に形成した環状連通溝１６側の分岐溝１８・
・・に連通するとともに、シャトル室３６の他端に開口
した切換ボート４２はこのロータ５の外面に開口した環
状導入溝１２の分岐溝１８の１つと連通し、したがって
燃料供給ポンプ６から上記環状導入溝１２に送られた燃
料が、分岐溝１８から切換ボート４２を通じてシャトル
室３６の他端側に導入される。このためシャトル室３Ｂ
の燃料圧力が第６図のＢのように高くなり、シャトル４
０の他端面が燃料圧力を受け、シャトル４０はコントロ
ールロッド３７のカム面３８に当たるまで図示左側へ復
帰移動される。

なお、ロッド室３５内の燃料は、連通ポート３９よリロ
ータ５の外面に形成した環状連通溝１６を経て通路１５
から環状排出溝１４を経て燃料排出通路１１に逃される
。

さらに、ロータ５が回転すると、プランジャ２８゜２８
はポンプ室２２内に押し込まれ、この進入量が所定量に
達すると、第３図に示すように、プランジャ２８．２８
に形成したスピル溝３１．３１はポンプ室２２に導通す
る。このため１、ポンプ室２２の燃料はスピル溝３１．
３１．スピル通路３２．３２および環状逃し？ｇ１３を
経て燃料供給ポンプ６側に逃される。したがって、ポン
プ室２２の燃料圧力が急激に低下し、噴射ノズル２５か
らの燃料噴射を終了する。

以下、ロータ５の回転に伴って上記の作動を繰返し、複
数の噴射ノズル２５に燃料を分配供給する。

ここで、エンジン側に噴射される燃料の量は、シャトル
４０のストロークＳによって決る。

すなわち、シャトル４０のストロークＳは、可変ストッ
パとしてのコントロールロッド３７に形成したカム面３
８で決定され、このコントロールロッド３７はハウジン
グ１の外部に設置された図示しないガバナと、温度また
は（および）圧力応動回転駆動装置によりエンジンの運
転状況に応じて制御される。すなわち、ガバナはエンジ
ンの運転状態に応じて上記コントロールロッド３７を例
えば軸方向に移動させ、温度または（および）圧力応動
回転駆動装置は周囲の温度または（および）圧力に応じ
て上記コントロールロッド３７を例えば回動させるもの
であり、このようなコントロールロッド３７の作動によ
りカム面３８が変位され、したがってシャトル４０のス
トロークＳが変化される。

このため、ポンプ室２２に供給される燃料量が制御され
、エンジンの運転状況に応じて噴射量をコントロールす
ることが可能となる。

この結果、燃料噴射量が燃料の粘度や圧力変化の影響を
受ける割合が少なくなり、したがって全ての噴射量域で
安定した噴射特性が得られる。

また、噴射路わりはプランジャ２８に形成したスピル溝
３１がポンプ室２２に連通することによりこのポンプ室
２２の高圧燃料をスピル通路３２を通じて低圧側に溢流
させるようにしたので、噴射切りがシャープになり、燃
費の悪化や排ガスの黒煙化などの不具合を防止すること
ができる。

このような噴射特性は、第７図に示され、噴射切りがシ
ャープとなった噴射率が得られる。

また、この方式では、他のインナカム方式のポンプのよ
うに、カム室４５に燃料を満す必要がないので、カム室
４５のオイル潤滑が可能になる。

なお、本発明は上記実施例に示した構成に制約されるも
のではない。

すなわち、シャトル４０を往復移動させるための燃料の
導入、導出の切換は、ロータ５に形成した環状導入溝１
２の分岐溝１７．１９および環状連通溝１６の分岐溝１
８などにより、ロータ５の回転に応じて切換られるよう
にしたが、この切換手段はロータと別の構成にしてもよ
い。

また、ガバナは遠心式、油圧式あるいは電磁式などであ
ってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、燃料供給通路の途
中にシャトルを設けてこのシャトルで燃料噴射量を制御
するようにしたから、燃料の粘度や圧力変化の影響を受
ける割合が少なく、全ての噴射量域で安定した噴射特性
が得られる。また、噴射路わりはプランジャに形成した
スピル溝による溢流方式としたので噴射切りがシャープ
になり、燃費の悪化や排ガスの黒煙化などの不具合を防
止することができる。さらにはカム室に燃料を満たす必
要がないのでオイル潤滑が可能となり、耐久性等が向上
するなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図ないし第３図は
互いに異なる作動状態を示す全体の概略的構成を示す説
明図、第４図はロータ周面の展開した図、第５図はコン
トロールロッド部の詳細を示す断面図、第６図はロッド
室とシャトル室の圧力変動を示す図、第７図は燃料噴射
特性図である。 ■・・・ポンプハウジング、２・・・分配へラドボディ
、４・・・シリンダ、５・・・回転ロータ、６・・・燃
料供給ポンプ、１０・・・燃料供給通路、１１・・・燃
料排出通路、１２・・・環状導入溝、１３・・・環状逃
し溝、１４・・・環状連通溝、１７〜１９・・・分岐溝
、２０・・・吸入ボート、２１・・・送油通路、２２・
・・ポンプ室、２３・・・吐出ボート、２４・・・分配
ボート、２５・・・噴射ノズル、２６・・・カムリング
、２８・・・プランジャ、３１・・・スピル溝、３２・
・・スピル通路、３５・・・ロッド室、３６・・・シャ
トル室、３７・・・コントロールロッド、３８・・・カ
ム面、４０・・・シャトル。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図 第５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　分配ヘッド内に回転ロータを装着し、この回転ロータ
   に径方向に摺動するプランジャを取付けるとともにこの
   プランジャにカムリングを対応させ、この回転ロータの
   回転に伴う上記プランジャのポンプ作用によりこの回転
   ロータのポンプ室に導入した燃料を加圧し、この燃料を
   複数の分配ポートから分配するようにしたインナカム式
   の分配型燃料噴射ポンプにおいて、 上記ポンプ室へ燃料を供給する通路の途中に、燃料供給
   方向に往復運動するシャトルおよびこのシャトルの片側
   停止位置を規制するカム面を有して軸方向および周方向
   に移動可能なコントロールロッドを設け、このコントロ
   ールロッドを調速機で移動させることによりシャトルの
   往復移動ストロークを調節してポンプ室への燃料供給量
   を制御し、かつ上記プランジャにスピル溝を設け、この
   プランジャが所定ストローク作動した場合に上記ポンプ
   室の燃料を低圧側に逃すようにしたことを特徴とする分
   配型燃料噴射ポンプ。