JPH0219585Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は増圧プランジヤ式燃料噴射装置の改良
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の内燃機関における増圧プランジヤ式燃料
噴射装置は、切換用サーボ弁によつて増圧プラン
ジヤの大径プランジヤを作動させ、この大径プラ
ンジヤに連結されたプランジヤポンプを高速で駆
動してプランジヤの移動量によつて燃料噴射ノズ
ルへの燃料の供給量を制御するように構成されて
いる。

前記燃料噴射装置における燃料の噴射量を規定
する装置は計量ピストン装置であるが、この計量
ピストン装置は、増圧プランジヤ毎に設けられて
おり、そのためにこの計量ピストン装置の数が増
加し且つ複雑化すると共に、各計量ピストン装置
の作動が不揃いとなり、全気筒が同一の出力を出
すことが困難となる等の不具合があつた。

また、切換用サーボ弁と計量ピストンとを結ぶ
管路に空気が侵入している場合が多いが、かかる
状態でエンジンを始動すると空気が緩衝材となつ
て計量ピストン装置の移動距離が不正確となるた
め燃料の噴射量が所定の量にならない。

このような計量ピストン装置の応答遅れを防ぐ
ためにはエンジンの始動に際して前記管路内の空
気を排出する必要がある。

また、別の問題としてエンジンの始動時には燃
料を多く噴射する始動過給が必要であるが、従来
の装置においてはこの操作が簡単ではなく装置が
複雑になる欠点があつた。

本考案は、前記従来の増圧プランジヤ式燃料噴
射装置における計量部を構成する計量ピストン装
置の有する欠点を解消するものであつて、その目
的とするところは、(イ)計量ピストン装置を簡略化
し、(ロ)応答性が良好で、始動過給を行ない易い装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するための本考案の構成は、燃
料ポンプと気筒数と同数の増圧プランジヤとを結
ぶ燃料油供給管の途中に夫々切換用サーボ弁を設
け、前記切換用サーボ弁の燃料ポンプと増圧プラ
ンジヤとの連通遮断切換操作時に、増圧プランジ
ヤと連通する一個の計量ピストン装置を設け、前
記計量ピストン装置は機関出力に応じて変位する
ストツパとそのストツパによりストロークが規制
される気筒数と同数の計量ピストンとを内蔵し、
かつ各計量ピストンへの燃料供給ポートに連通す
る燃料油排出路に電磁開閉弁を設けてなる増圧プ
ランジヤ式燃料噴射装置である。

〔実施例〕

以下、本考案の増圧プランジヤ式燃料噴射装置
の実施列について説明するが、まず、本考案の増
圧プランジヤ式燃料噴射装置における計量装置を
適用するのに最適な増圧プランジヤ式燃料噴射装
置の概略構造を第１図を参照して説明する。

同図において、１は増圧プランジヤで、シリン
ダ２内に収容された大径プランジヤ３によつてプ
ランジヤポンプ４の小径プランジヤ５を作動させ
て燃料室６内の燃料を加圧して燃料噴射ノズル７
へ供給し、図示していないエンジンの各気筒内に
噴射させる。

前記増圧プランジヤ１には切換用サーボ弁８が
接続されており、この切換用サーボ弁８は四方電
磁弁９によつて制御されるように構成されてい
る。また、前記切換用サーボ弁８には計量部の重
要な部分であり本考案の改善の対象であるところ
の計量ピストン装置１０（説明の都合上、単頭型
について説明する。）が接続されている。

前記切換用サーボ弁８はシリンダ８ａ内に３個
の接続したピストン８ｂ，８ｃ，８ｄが収容さ
れ、このピストンはバネ８ｅによつて図において
右側に押圧されている。

四方電磁弁９は、バネ９ａに押圧された弁体９
ｂを有し、この弁体９ｂによつて燃料タンク１
１、ポンプ１２、還流管１３と切換用サーボ弁８
のシリンダ８ａとの間の管路を切換えるように構
成されている。

プランジヤポンプ４の燃料室６はチエツク弁１
４を介して燃料ポンプ１５と切換用サーボ弁８と
を結ぶ管１６に接続されており、この燃料ポンプ
１５より吐出される圧力油によつて大径プランジ
ヤ３を駆動するように構成されている。また、こ
の切換用サーボ弁８のシリンダ８ａに設けた連絡
口８ｇと燃料タンク１１との間は還流管１７によ
つて連結されている。

計量ピストン装置１０は、シリンダ１０ａと計
量ピストン１０ｂとストツパ１０ｃ及びスプリン
グ１０ｄより構成され、切換用サーボ弁８と計量
ピストン装置１０とを結ぶ管１８内の油圧によつ
て計量ピストン１０ｂが右側に移動し、ストツパ
１０ｃに接当してその運動を停止し、また、シリ
ンダ１０ａ内の圧力が低下した際にはスプリング
１０ｄの作用で左側に移動して元の位置に帰るよ
うに構成されている。

前記管１８は、いわゆる計量管であり、この管
に空気が侵入するとこの空気がクツシヨンとなり
計量する量が不正確となることは前述の通りであ
る。

また、前記ストツパ１０ｃは、エンジンの出力
によつてその停止位置を変更する部材であつて、
例えばアクセルペダル等によつて（第１図におい
ては左右方向に）駆動されるものである。

本考案は、好適には前記第１図に示した燃料噴
射装置の計量部を構成する計量ピストン装置１０
の改良に関するものである。

具体的には、エンジンの複数の気筒へ供給する
燃料の量を一個の計量ピストン装置によつて計量
するように構成すると共に、複数個の計量ピスト
ンのシリンダを開放一斉に開放状態として燃料噴
射量を一斉に増加することが可能な計量ピストン
装置を有する増圧プランジヤ式燃料噴射装置を提
供するものである。

第２図−Ａは計量ピストン装置２０の詳細を示
す側断面図、第２図−Ｂは同正面図であつて、本
体２１の一方に燃料供給ポート２２がエンジンの
気筒数だけ（本実施例においては６気筒）設けら
れ、更に前記ポート２２に対応して本体２１にシ
リンダ２３が環状に配設され、このシリンダ２３
の夫々に計量ピストン２４が摺動自在に挿入さ
れ、その背後を押圧してスプリング２５が設けら
れている。このスプリング２５の端部は支持体２
８によつて支持されている。

前記支持体２８には環状にガイド孔２９が穿設
され、この内部にロツド３０が摺動自在に嵌合さ
れ、このロツド３０の端部は一個のストツパ３１
に接当されている。このストツパ３１の中央部の
穴３２にはキー溝３３が設けられ、蓋３４の中央
部の穴３５に嵌合した軸３６に設けたキー３７が
嵌合している。そして、この軸３６の端部にエン
ジンの出力に比例して回動するレバー３８が設け
られている。

前記本体２１にはネジ部４０が設けられ、この
ネジ部４０にストツパ３１に設けたネジ部４１が
螺合されている。従つて、前記レバー３８が回動
することによつて軸３６、キー３７を介してスト
ツパ３１が回動し、軸方向（左右方向）に移動す
る。このストツパ３１の移動に伴なつてロツド３
０が規制される位置が変化し、結局、計量ピスト
ン２４が停止される範囲が変化し、この計量ピス
トン２４の位置によつてエンジンのシリンダ内に
噴射する燃料の量が制御されることになる。

また、前記燃料供給ポート２２は放射状に設け
た排出路４５に接続され、本体２１の中心には前
記排出路４５を横切るシリンダ４６が設けられ、
これに電磁開閉弁４７のプランジヤ４７ａが摺動
自在に設けられている。

このプランジヤ４７ａの端部はスプリング４８
で押圧されて常時前記排出路４５をプランジヤ４
７ａが閉止するように成つている。また、このプ
ランジヤ４７ａは、電磁開閉弁４７のソレノイド
コイル５０によつて前記排出路４５を一斉に開放
するように作動するように構成されている。更
に、前記シリンダ４６はリーク穴５１，５２，５
３を通じて排出口５４に接続されている。

次に第２図に示した本考案に係る計量ピストン
装置の動作について説明する。

本体２１の一端に設けた燃料供給ポート２２は
第１図に示すように、管１８によつてエンジンの
各気筒へ噴射する燃料を制御する切換用サーボ弁
８に接続されている。エンジンの出力に関連して
作動するレバー３８が回動するとストツパ３１が
回動してこのストツパ３１と本体２１とのねじ結
合４０，４１によつてこのストツパ３１が前後に
移動し、ロツド３０を停止させる位置、即ち計量
ピストン２４を停止させる位置を一斉に規制する
ことによつて、計量ピストン２４のストロークが
決定され、複数気筒の燃料噴射量が一斉に規制さ
れることになる。

一方、前記のように各燃料供給ポート２２は排
出路４５に接続され、この排出路４５は電磁開閉
弁４７の一本のプランジヤ４７ａの移動によつて
開閉可能に構成されているので、ソレノイドコイ
ル５０に通電してプランジヤ４７ａを（左方向
に）移動させて前記排出路４５を開放状態とした
際には、計量ピストン２４を収容しているシリン
ダ２３は燃料排出口５４に連通する。

前記の状態になると、切換用サーボ弁８と計量
ピストン装置２０とを結ぶ管１８は開放状態とな
るので増圧プランジヤ１の大径プランジヤ３は最
大のストロークとなり、プランジヤポンプ４より
の燃料の送り出し量は最大となる。

本考案は、第２図に示したように計量部を構成
する計量ピストン装置２０として一個の本体２１
の内部に気筒数に合つた複数個のシリンダ２３と
その内部に収容される計量ピストン２４を設け、
この計量ピストン２４の一面に当接するロツド３
０を１個のストツパ３１で支持するように構成
し、更にこのストツパ３１をエンジンの出力に関
連して計量ピストン２４側に前後に移動するよう
に構成し、また、前記シリンダ２３と排出路４５
とを連通し、この排出路４５を開閉する電磁開閉
弁４７のプランジヤ４７ａを設けた点に特徴があ
る。

従つて、計量ピストン２４の数は例えばエンジ
ンの気筒数が６気筒の場合であれば円筒状の本体
２１に沿つて環状に６個設けられ、この計量ピス
トン２４に合わせてロツド３０も環状に設けら
れ、更に円板状のストツパ３１の中央部に軸３６
が前後に移動可能な状態で設けられている。

第２図に示した本考案の計量ピストン装置２０
は一個のエンジンに対して一個設けられ、本体２
１に設けた燃料供給ポート２２と、気筒数だけ設
けられた増圧プランジヤ１、切換用サーボ弁８等
で構成される燃料噴射装置の切換用サーボ弁８と
が第１図のような状態で連結されている。

なお、説明の都合上、第１図に示した装置の動
作状態を説明する。第３図及び第４図は第１図に
示した装置の内の切換用サーボ弁８の動作状態を
示す図である。

(1)燃料の計量 計量のスタート位置、即ちプランジヤポンプ４
内に燃料を吸入する際の最初の位置は、このプラ
ンジヤポンプ４の小径プランジヤ５と、これを駆
動する増圧プランジヤ１の大径プランジヤ３とは
第３図に示すように最低の位置にある。

切換用サーボ弁８の一連のピストン８ａ，８
ｂ，８ｃはバネ８ｅに押されて第１図及び第３図
のように右端側に移動している。一方、プランジ
ヤポンプ４内に燃料を供給する燃料タンク１５と
切換用サーボ弁８のシリンダ８ａとを結ぶ管１６
は計量ピストン８ｂによつて閉止され、増圧プラ
ンジヤ１のシリンダ２と計量ピストン装置２０を
結ぶ管１８はピストン８ｂと８ｃとの間の間〓を
介して連通されている。従つて大径プランジヤ３
が上昇すれば管１８内の圧力によつて計量ピスト
ン装置２０（第１図の１０）が作動する状態にな
つている。

燃料タンク１１内の燃料は、燃料ポンプ１５に
よつて加圧されてチエツク弁１４を介してプラン
ジヤポンプ４へ供給され、小径プランジヤ５を第
１図において矢印Ｂのように上昇させる。する
と、大径プランジヤ３の上部に充填されていた燃
料は切換用サーボ弁８のピストン８ｂと８ｃとの
間の間〓と管１８を経由して計量ピストン装置２
０のシリンダ２３内に供給されて計量ピストン２
４を矢印Ｃのようにスプリング２５に抗して右側
に移動させる。

前記のように計量ピストン２４がスプリング２
５に抗して右側に移動するとロツド３０の端部、
即ちストツパ３１に接当して停止する。このよう
にして、計量ピストン２４が停止すると計量ピス
トン２４と切換用サーボ弁８とを連絡する管１８
内に圧力が瞬間的に上昇して遂に小径プランジヤ
５の端面に作用する力と大径プランジヤ３に作用
する力とが釣合つた状態で大径プランジヤ３及び
小径プランジヤ５が停止する。

この状態が計量ピストン装置２０の計量の完了
であつて、大径プランジヤ３が最低の位置より所
定の位置まで上昇して計量ピストン装置２０の計
量ピストン２４がストツパ３１によつて停止させ
られるまで上昇してプランジヤポンプ４の燃料室
６内に次に噴射する必要量の高圧の燃料を吸入す
るのである。

(2)燃料噴射行程 次に四方電磁弁９が通電されて第１図において
矢印Ａの方向（下方）に弁体９ｂが移動し、低圧
ポンプ１２よりの燃料（比較的低圧の燃料）が切
換用サーボ弁８のシリンダ８ａ内に矢印Ｄのよう
に供給されてピストン８ｄをバネ８ｅに抗して左
側に移動させる。

第４図は、この動作が終了した状態を示すもの
で、ピストン８ｄがバネ８ｅに抗して左側に移動
してピストン８ｂ，８ｃとの間の間〓を介して管
１８内の燃料をタンク１１内に戻すと共に、燃料
ポンプ１５より吐出される高圧の燃料を管１６を
介してシリンダ２内に供給して大径プランジヤ３
を瞬間的に下降させる。

この大径プランジヤ３と小径プランジヤ５とは
連続しており、小径プランジヤ５によつて、燃料
室６内の高圧の燃料を燃料噴射ノズル７へ瞬間的
に供給して、このノズル７より気筒内の燃料室に
計量された量の燃料を噴射する。

小径プランジヤ５が上昇する過程では、小径プ
ランジヤ５の先端面に燃料ポンプ１５の圧力が作
用しているが、前記のように燃料を噴射する場合
には大径プランジヤ３の面に前記燃料ポンプ１５
の圧力が作用するので、両ピストンの面積の比に
相当してプランジヤポンプ４内の燃料が加圧され
て噴射されることになる。

この燃料噴射は、増圧プランジヤ１の大径プラ
ンジヤ３が計量のスタート時点である最低の位置
に移動するまで継続され、大径プランジヤ３が最
低の位置において停止した状態において終了す
る。

一方、ピストン８ｃと８ｄとの間に間〓によつ
て還流管１７と計量ピストン装置２０に接続され
た管１８とが接続状態となるので、管１８や計量
ピストン装置２０及び切換用サーボ弁８内に充填
されていた燃料は、第４図において矢印Ｅのよう
に管１７を経由して燃料タンク１１内に還流す
る。この過程において、計量ピストン装置２０の
計量ピストン２４はバネ２５に押圧されて左側に
移動して次の計量に備える。

(3)サーボ弁の復帰動作 第４図のように大径プランジヤ３の背面を燃料
ポンプ１５より送り出されてくる高圧の燃料によ
つて押圧して燃料噴射を完了するものであるが、
プランジヤポンプ４の小径プランジヤ５が最低位
置に移動した際には再び第３図の状態となる。

この状態において四方電磁弁９の通電を断つ
と、バネ９ａに押圧されて弁体９ｂが矢印Ａとは
反対方向に上昇して第１図の状態となる。

この状態になると第１図のように切換用サーボ
弁８のピストン８ｂと８ｃとの間〓を介して増圧
プランジヤ１のシリンダ２と計量ピストン装置２
０とが管１８を介して連結される。一方、燃料ポ
ンプ１５の管路は管１６が閉止され、チエツク弁
１４側の管路が開放されることになり、燃料ポン
プ１５より吐出される高圧の燃料がプランジヤポ
ンプ４の燃料室６内に供給されて小径プランジヤ
５が上昇することになる。

前記小径プランジヤ５の上昇過程においては、
この小径プランジヤ５と一体の大径プランジヤ３
が上昇し、管１８を経由して燃料が計量ピストン
装置２０のシリンダ２３内に供給され、これの計
量ピストン２４がストツパ３１に当接して、前記
切換用サーボ弁８と計量ピストン装置２０とを結
ぶ管１８内の圧力が上昇した状態において、この
大径プランジヤ３、即ち小径プランジヤ５の上昇
が停止されて次に噴射する燃料の計量が完了する
ことになる。

(4)始動過給 エンジンの始動時には燃料を気筒内に多量に噴
射する始動過給動作が必要であるが、第２図を参
照して説明した本考案に係る計量ピストン装置２
０は、電磁開閉弁４７のプランジヤ４７ａを作動
させることによつて全シリンダ２３が開放状態と
なり、計量ピストン装置２０の全計量ピストン２
４がスプリング２５に押圧されて図において左端
に移動して固定されることになる。即ち、燃料供
給ポート２２は排出口５４まで連通状態となる。

このように計量ピストン装置２０が開放状態と
なると増圧プランジヤ１は最大のストロークとな
り、結局多量の燃料がエンジンの気筒内に噴射さ
れ、始動過給が実施される。

(5)始動時の空気の追い出し エンジンが停止状態にある場合には、第１図の
管１８中に空気が侵入していることが多く、この
ように空気が侵入していると、これがクツシヨン
として作用するので管１８の加圧状態に遅れが生
じ、結局、燃料がその分多量に噴射されることに
なり、エンジンの出力を正確に制御することが困
難となる。

従つてエンジンの始動時に管１８中の空気を追
い出すことが必要であるが、本考案に係る装置に
おいては、エンジンの始動過給と同時に管１８中
の空気を積極的に追い出すので、燃料の噴射量を
正確に制御することが可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案に係る増圧プラン
ジヤ式燃料噴射装置は、燃料ポンプと気筒数と同
数の増圧プランジヤとを結ぶ燃料油供給管の途中
に夫々切換用サーボ弁を設け、前記切換用サーボ
弁の燃料ポンプと増圧プランジヤとの連通遮断切
換操作時に、増圧プランジヤと連通する一個の計
量ピストン装置を設け、前記計量ピストン装置は
機関出力に応じて変位するストツパとそのストツ
パによりストロークが規制される気筒数と同数の
計量ピストンとを内蔵し、かつ各計量ピストンへ
の燃料供給ポートに連通する燃料油排出路に電磁
開閉弁を設けた点に特徴があり、次の効果を奏す
ることができる。

(イ) 本考案に係る計量ピストン装置は、一個の本
体２１の内部にエンジンの気筒数と同数の計量
ピストンが内蔵されているので、計量ピストン
装置の配設スペースが著しくコンパクト化され
る。

(ロ) また、エンジンの気筒数に応じて設けられた
計量ピストンは、一個のストツパ３１によつて
その位置を規制されるので、この複数個の計量
ピストンの停止する位置を一斉に規制すること
が可能である。このように計量ピストンの停止
位置を正確に規制することができる結果、個々
の計量ピストンの燃料の計量が正確となり、相
互にばらつきを生じない。

(ハ) 次に、計量ピストン装置の計量ピストンへの
燃料供給ポートは電磁開閉弁のプランジヤとソ
レノイドコイル５０で構成される弁部を介して
本体２１に設けた排出口５４と開閉自在に接続
されているので、前記プランジヤを移動させる
ことによつて、前記燃料供給ポートが一斉に開
放状態あるいは閉止状態となる。

このように、前記燃料供給ポートが開放状態
となると、計量ピストンがスプリングに押圧さ
れて移動してストツプされることになり、燃料
はプランジヤポンプの全ストロークでエンジン
に供給されるようになる。このように燃料が大
量に供給される結果、始動過給を簡単に実施す
ることができるのである。

(ニ) 更に、前記計量ピストン装置のストツパは、
エンジンの出力に応じてその位置が変位調節さ
れるので、エンジンの出力に応じて燃料計量を
行なうことができ、エンジンの出力が増大する
効果がある。

(ホ) 前記のように、電磁開閉弁のプランジヤを作
動させて燃料供給ポートを開放状態とすると、
管（計量管）中の侵入空気が積極的に排出され
ることになり、この空気のクツシヨン作用を防
止することができるので、燃料噴射量が不正確
となることがなく、エンジンの出力を確実に制
御することが可能である。

なお、第２図に示した実施例においては、スト
ツパ３１の駆動手段をねじ部によつて構成したの
で、レバー３８の回転を前記のストツパの前後運
動に正確に伝達することが可能である。しかし、
このストツパ３１の駆動手段は、例えばカム等の
手段を採用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用するのに最適な増圧プラ
ンジヤ式燃料噴射装置の要部を示す管路図、第２
図は本考案の要部を構成する計量ピストン装置の
側断面図、第３図及び第４図は計量状態にある増
圧プランジヤの大径プランジヤと切換用サーボ弁
との関係を示す断面図であつて、第３図はプラン
ジヤポンプ内に燃料を吸入する直前の状態を示す
図、第４図は燃料噴射中の状態を示す図である。 １……増圧プランジヤ、４……プランジヤポン
プ、６…燃料室、８……切換用サーボ弁、１５…
…燃料ポンプ、２０……計量ピストン装置、２１
……本体、２２……燃料供給ポート、２３……シ
リンダ、２４……計量ピストン、２５……スプリ
ング、２８……支持体、２９……ガイド孔、３０
……ロツド、３１……ストツパ、３２……穴、３
３……キー溝、３５……穴、３６……軸、３７…
…キー、３８……レバー、４０……ねじ部、４１
……ねじ部、４２……排出口、４５……排出路、
４６……シリンダ、４７……電磁開閉弁、４７ａ
……プランジヤ、５０……ソレノイドコイル、５
１，５２，５３……リーク穴、５４……排出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料ポンプ１５と気筒数と同数の増圧プランジ
   ヤ１とを結ぶ燃料油供給管１６の途中に夫々切換
   用サーボ弁８を設け、前記切換用サーボ弁８の燃
   料ポンプ１５と増圧プランジヤ１との連通遮断切
   換操作時に、増圧プランジヤ１と連通する一個の
   計量ピストン装置２０を設け、前記計量ピストン
   装置２０は機関出力に応じて変位するストツパ３
   １とそのストツパ３１によりストロークが規制さ
   れる気筒数と同数の計量ピストン２４とを内蔵
   し、かつ各計量ピストン２４への燃料供給ポート
   ２２に連通する燃料油排出路４５に電磁開閉弁４
   ７を設けてなる増圧プランジヤ式燃料噴射装置。