JPH02211374A - ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ - 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の燃料噴射ポンプの従来例として第
５図及び第６図に示すようなものがある（特開昭６０−
１３２０３８号公報参照）。

すなわち、第５図において、機関の出力軸（図示せず）
に連結されたドライブシャフト１により駆動されるフィ
ードポンプ２から吐出された燃料は、ポンプハウジング
３内のポンプ室４に導入され、ポンプ室４から第１燃料
通路５及び第１電磁弁６を介してプランジャバレル７の
加圧室７Ａに導入される。ここで、第１電磁弁６の弁体
６Ａは開弁する方向に燃料圧力を受けるようになってい
る。

前記プランジャバレル７のプランジャ８は、前記ドライ
ブシャフト１に継手１°Ａを介して軸方向摺動自由に連
結されたエキセントリックディスク９に固定されており
、機関回転に同期して回転駆動される。

エキセントリックディスク９は、機関の気筒数と同数の
フェイスカムｌＯを有し、回転しつつローラホルダ１１
に配設されたローラ１２を前記フェイスカム１０が乗り
超えるたびに所定リフト量だけ往復運動する。したがっ
て、プランジャ８は回転しつつプランジャバレル７内を
往復運動する。

また、前記加圧室７Ａと前記第１電磁弁６上流の第１燃
料通路５とを連通ずる第２燃料通路１３が設けられ、こ
の第２燃料通路１３には第２電磁弁１４が介装されてい
る。前記第２電磁弁１４の弁体１４Ａは閉弁する方向に
燃料圧力を受けるようになっている。

そして、第１電磁弁６の閉弁中でかつプランジャ８が圧
送行程に入り図中右動し始めた後の所定タイミングで第
２電磁弁１４を閉弁する。これにより、加圧室７Ａにて
加圧された燃料は分配ボート１５からデリバリバルブ１
６を介して各気筒の噴射ノズルに圧送されて燃料噴射が
行われる。

その後、プランジャ８の圧送行程後期に第１電磁弁６が
開弁すると、加圧室７Ａの燃料が第１燃料通路５を介し
てポンプ室４に戻され燃料噴射が終了する。

その後、プランジャ８の吸入行程開始時に第２電磁弁１
４を開弁じて加圧室７Ａに燃料を吸入させ、前記吸入行
程が終了した後に第１電磁弁６を閉弁させる。

このようにして、第２電磁弁１４により燃料圧送開始時
期を可変制御し、第１電磁弁６により燃料圧送終了時期
を可変制御したり、燃料噴射量を可変制御するようにし
ている。

また、タイマ装置ｔ１７がローラホルダ１１の下方に配
設され、タイマピストン１８とローラホルダ１１とが連
結レバー１９により連結されている。

前記タイマピストン１日により高圧室２０と低圧室２１
とが第６図に示すように画成形成され、低圧室２１には
タイマピストン１８を高圧室２０に向けて弾性付勢する
スプリング２２が設けられている。また、前記高圧室２
０に連通する油路２３と、低圧室２１に連通する油路２
４と、が設けられ、油路２３と油路２４との連通を開閉
制御する電磁制御弁２５が設けられている。

そして、電磁制御弁２５をデユーティ制御することによ
りタイマピストン１８位置を制御してローラホルダ１１
の円周方向位置を制御し、もってカム９の位相を制御す
る。これにより、燃料噴射時期や燃料噴射量とは、独立
に送油率（噴射率）を可変制御できる。

具体的には、高速域或いは高負荷域においては、高送油
率と最適な燃料噴射時期とを選択することによりスモー
ク排出量の低減化と出力向上とを図れるので、第１及び
第２開閉弁６．１４の開閉時期を制御する。これにより
、燃料噴射に実際に使用されるカム使用域は第７図に示
すように高送油率域になる。

一方、アイドル運転域を含む低速低負荷域においては、
低送油率と最適な燃料噴射時期とを選択することにより
騒音やＮＯｘ排出量の低減化を図れるので、第１及び第
２開閉弁６□１４の開閉時期を第４図に示すタイミング
で開閉制御する。これにより、カム使用域は第８図に示
すように低送油率域となる。このとき、電磁制御弁２５
をデユーティ制御することによりタイマピストン１８を
進角側に移動させて、ローラ９がフェイスカム１０に乗
上げるタイミングを進角側に移動し燃料噴射時期を最適
に設定する。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の燃料噴射ポンプにおい
ては、第２電磁弁１４のみによって燃料圧送開始時期を
制御するようにしているので、アイドル運転域や低速低
負荷域での運転中等において第２電磁弁１４が固着等に
より閉弁状態に保持されると、プランジャ８のストロー
ク中の全域が燃料圧送に寄与することになる。このため
、燃料噴射量が増大して急激な回転上昇や出力上昇を招
きエンジン等に多大な損傷を招くという不具合があった
。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、燃
料圧送時期制御用開閉弁が故障しても急激な回転上昇等
を抑制できるディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプを提
供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、ポンプ室から燃料通路を介して導
入された加圧室の燃料を、ドライブシャフトの回転に伴
って回転しつつ往復運動するプランジャにより各気筒に
分配圧送し、かつ前記燃料通路の開閉時期を制御して燃
料圧送開始時期と燃料圧送終了時期とを可変制御する単
一若しくは複数の燃料圧送時期制御用開閉弁と、前記プ
ランジャのリフト開始時期を進遅角制御すべくタイマピ
ストンの位置を制御するタイマ位置制御手段と、を備え
るものにおいて、前記加圧室と前記ポンプ室とを連通す
るスピル用連通路と、該スピル用連通路を開閉路するス
ピル用開閉弁と、前記タイマピストンの変位位置に応じ
て前記入ビル用開閉弁を開閉動作させる弁制御手段と、
を備えるようにした。

〈作用〉 このようにして、燃料圧送時期制御用開閉弁とは別に、
スピル用開閉弁とスピル用連通路とを設け、タイマピス
トンの変位位置に応じてスピル開閉弁を開閉動作させる
。これにより燃料圧送時期制御用開閉弁の故障時にも燃
料を加圧室がらポンプ室に溢流させ、急激な回転上昇等
を抑制するようにした。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて
説明する。尚、従来例と同一要素には第５図及び第６図
と同一符号を付して説明を省略する。

第１図において、プランジャ８周壁にはスピル孔３１が
一端側を加圧室７Ａに連通させて開設される一方、プラ
ンジャバレル７とポンプハウジング３とにはスピル連通
孔３２が一端側をポンプ室４に連通させて形成されてい
る。前記スピル孔３１とスピル連通孔３２ととは、プラ
ンジャ８の略リフト開始時からプランジャ８のリフト初
期までのリフト期間において、会合して連通ずるように
なっており、それ以外の期間においてはプランジャ８の
回転またはリフトにより機械的に閉塞されて非連通にな
るようになっている。ここでは、スピル孔３１とスピル
連通孔３２とがスピル連通路を構成する。

前記スピル連通孔３２にはスピル用開閉弁としての第３
電磁弁３３が介装され、第３電磁弁３３によりスピル連
通孔３２が閉路されているときには前記スピル孔３１と
スピル連通孔３２の会合の有無に拘わらず、スピル連通
孔３３を介して加圧室７Ａからポンプ室４への燃料溢流
が停止される。

また、第２図に示すように、タイマ装置１７の低圧室２
１側にはスイッチ３４が設けられている。このスイッチ
３４は絶縁部材３５によりポンプ本体と電気的に絶縁さ
れている。前記スイッチ３４には接点部材３６が接地側
のタイマピストン１８に向けて導電部材からなるスプリ
ング３６の弾性力により付勢されて設けられている。前
記接点部材３６はスプリング３６を介してリード線３８
の一端部に電気的に接続され、リード線３８の他端部は
第３図に示すように常開のリレー３９のリレーコイル３
９ａを介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ
４０はリレー３９のリレー接点３９ｂを介して前記第３
電磁弁３３の電磁コイルに接続されている。

そして、タイマピストン１８の変位が第２図に示すよう
にＬ以上すなわちタイマピストン１日が進角側に大巾に
移動したときに、タイマピストン１８の接点部材３６と
が接触してスイッチ３４がオンとなる。

これにより、リレー３９のリレー接点３９ｂが閉成され
て第３電磁弁３３の電磁コイルに通電され第３電磁弁３
３が閉弁される。

また、タイマピストン１８の変位がＬ未満のときには、
タイマピストン１８と接点部材３６が難問されるのでス
イッチ３４がオフとなる。これにより、リレー３９のリ
レー接点３９ｂが開成されて第３電磁弁３３の電磁コイ
ルが非通電となり第３電磁弁３３が閉弁される。ここで
は、スイッチ３４とリレー３９とが弁制御手段を構成す
る。

次に作用を第４図を参照しつつ説明する。

アイドル運転域を含む低速低負荷域においては前述した
ように騒音やＮ　Ｏｘ排出量の低減化を図るために低送
油率を確保することが望ましく、カム使用域を前述した
如く第８図に示すように低送油率域に選択する必要があ
る。そこで、第２電磁弁１４を第４図に示すように送油
率が低下し始めたときに閉弁させて燃料の圧送を開始さ
せ、送油率が大巾に低下したときに第１電磁弁６を開弁
させて燃料の圧送を停止させる。したがって、第１及び
第２電磁弁６，１４が燃料圧送時期制御用開閉弁を構成
する。また、上記の場合においても、燃料噴射時期は最
適化する必要があり、燃料噴射開始時期は上死点前に設
定する必要がある。そこで、タイマ位置制御手段として
の電磁制御弁２５をデユーティ制御することによりタイ
マピストン１８を大巾に進角させてローラホルダ１１を
進角側に移動させる。これにより、ローラ９がフェイス
カム１１に乗上げるタイミング（以下、カムの位相と呼
ぶ）が進角側に移動し、最適な燃料噴射時期（燃料噴射
開始時期）を確保できる。

一方、高速域或いは高負荷において、高送油率を確保す
るために第２電磁弁１４をプランジャ８のリフト開始前
に閉させてプランジャ８のリフト開始と共に燃料の圧送
を開始させるときにも、燃料噴射時期を適正化するため
にカムの位相を進角させる必要がある。

ここで、前記低速低負荷域におけるカムの位相の進角量
のなかでもっとも小さな値をθａ＋ｓｉｎとする一方前
記高速域或いは高負荷域におけるカムの位相の進角量の
なかでもっとも大きな値をθｂｍｓｘとしたときには、
θｍａｔｅ＞θ工、１ｘとなるからθ、ｉに対応するタ
イマピストン１８の変位量Ｌ　ａ＠ｉｆｉもθｂｓｍｘ
に対応するタイマピストン１８の変位量しい□よりも大
きくなる。かかる関係から、第３図に示すタイマピスト
ン１８の変位量りをＬ　ｓ　ａ　ｉ□≧Ｌ　＞　Ｌ　ｂ
−ｘの関係を満足するように設定すれば、タイマピスト
ン１８の変位量りがＬ　ｍａｉｎ以上のときにタイマピ
ストン１８と接点部材３６とが接触して第３電磁弁３３
が開弁される。

したがって、アイドル運転域を含む低速低負荷域におい
て、第３電磁弁３３は開弁されるので、第４図に示すよ
うに、プランジャ８のリフト開始時からリフト初期まで
のリフト期間においてスピル孔３１とスピル連通孔３２
とが会合して連通ずるため、このリフト期間では加圧室
７Ａ内の燃料がスピル連通孔３２を介してポンプ室４に
溢流して燃料の圧送が停止される。

この結果、燃料噴射開始時期を制御する第２電磁弁１４
が固着等により閉弁状態に保持されても、前記リフト期
間においては燃料の圧送が停止されるから燃料噴射量の
急激な増加を抑制できるので、急激な回転上昇や出力上
昇を抑制でき、もってエンジン等に致命的な損傷を与え
ることなく低速運転を継続できる。

一方、タイマピストン１８の変位量がＬ未満のときすな
わちプランジャ８のリフト開始時から燃料圧送を行うと
きには、第３電磁弁３３が閉弁されているので、スピル
連通孔３２を介してポンプ室４への燃料溢流が停止され
、リフト開始時から燃料の圧送を行なえる。

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、燃料圧送時期制御用開
閉弁とは別にスピル用開閉弁を設け、タイマピストンの
変位位置に応じてスピル用開閉弁を開閉動させることに
より、加圧室の燃料をポンプ室に溢流させるようにした
ので、前記燃料圧送時期制御用開閉弁が故障しても急激
な回転上昇等を抑制でき、もってエンジン等の損傷を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同上
の■−■矢視図、第３図は同上の要部回路図、第４図は
同上の作用を説明するための図、第５図は従来例を示す
断面図、第６図は同上の■−ＩＶ矢視図、第７図及び第
８図は燃料噴射ポンプの特性図である。 １・・・ドライブシャフト　　４・・・ポンプ室　　５
・・・第１燃料通路　　６・・・第１電磁弁　　７Ａ・
・・加圧室　　８・・・プランジャ　　１４・・・第２
電磁弁１８・・・タイマピストン　　２５・・・電磁制
御弁　　３１・・・スピル孔　　３２・・・スピル連通
孔　　３３・・・第３電磁弁 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第６図 第７図 ブラング角度 第８図 グつングＦ１汽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ポンプ室から燃料通路を介して導入された加圧室の燃
   料を、ドライブシャフトの回転に伴って回転しつつ往復
   運動するプランジャにより各気筒に分配圧送し、かつ前
   記燃料通路の開閉時期を制御して燃料圧送開始時期と燃
   料圧送終了時期とを可変制御する単一若しくは複数の燃
   料圧送時期制御用開閉弁と、前記プランジャのリフト開
   始時期を進遅角制御すべくタイマピストンの位置を制御
   するタイマ位置制御手段と、を備えるディーゼルエンジ
   ンの燃料噴射ポンプにおいて、前記加圧室と前記ポンプ
   室とを連通するスピル用連通路と、該スピル用連通路を
   開閉路するスピル用開閉弁と、前記タイマピストン変位
   位置に応じて前記スピル用開閉弁を開閉動作させる弁制
   御手段と、を備えたことを特徴とするディーゼルエンジ
   ンの燃料噴射ポンプ。