JPH0245653A

JPH0245653A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0245653A
Application number: JP19734488A
Authority: JP
Inventors: Jiro Senda; 二郎千田
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1988-08-08
Filing date: 1988-08-08
Publication date: 1990-02-15

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、内燃機関用の燃料噴射ポンプに関するもので
ある。

（従来技術及びその問題点）一般にディーゼル機関においては、低速運転時には燃料
噴霧の若火遅れ期間が高速運転時に比べて長く、このた
め、低速運転時においては着火後、燃焼が急激に行われ
、気筒内の圧力上昇率が大きくなり、これにより大きな
燃焼騒音が発生するという問題がある。

このような燃焼騒音を抑制するには、その発生原因から
考えて、燃焼に伴う気筒内の圧力上昇率を抑えること、
換言すれば気筒内における混合気の燃焼を緩慢に行なわ
せることが有効であり、これを実現するものとして、例
えば実開昭５９−３０５５５号公報に開示される如く２
段噴射方式を採用した技術が知られている。

ところで、最近、任意の運転域で低騒音化と低Ｎｏｘ　
　（窒素酸化物）化を達成する燃料噴射ポンプが要望さ
れているが、斯かる２段噴射が可能な燃料噴射ポンプは
未だ知られていない。

本件に関連する先行技術として特願昭６２−２９２５６
７号がある。

（発明の目的）本発明は、任意の運転域で低騒音化と低Ｎｏｘ化を達成
できる燃料噴射ポンプを提供することを目的としている
。

（発明の構成）（１）技術的手段本発明は、バレル内でプランジャを往復動させることに
より燃料を加圧、圧送可能とする一方、前記プランジャ
の頭部の外周面に、プランジャ頂面に連通ずる斜溝状の
リードを形成し、前記プランジャとバレルとを適宜に相
対回動させて該リードと前記バレルポートとの連通タイ
ミングを調整することによって燃料噴射量を調量するよ
うにした燃料噴射ポンプにおいて、前記バレルの側壁を
開口した窓孔を形成し、この窓孔内に主スリーブと副ス
リーブを各々バレル長手方向に摺動自在に設け、主スリ
ーブにバレルポートの一部をなす主ポートを形成し、副
スリーブにバレルポートの一部をなす副ポートを形成し
、プランジャの頂面から所定の深さに形成した燃料逃し
穴を設け、プランジャの頭部外周面に、前記バレル及び
プランジャの相対回動範囲で前記副ポートと連通可能な
平行溝を形成し、この平行溝と燃料逃し穴とを連通ずる
絞り通路を形成し、前記リードと燃料逃し穴を連通ずる
連通孔を形成し、前記燃料逃し穴に連通し副スリーブの
下縁で開閉制御される燃料吸入孔を形成し、１次噴射ス
トロークで規定される１次噴射量を一定に保ちながら、
２次噴射ストロークで規定される２次噴射量を全運転域
にわたって６■変にし、且つ噴射時期をも可変にしたこ
とを特徴とする燃料噴射ポンプである。

（２）作用主ポートとリードで燃料ストロークを決定し、摺動自在
な副スリーブと平行溝で燃料噴射率を分割制御する。

主スリーブの摺動で２次噴射ストロークを調整し、２次
噴射率を可変にする。

副スリーブの摺動で噴射時期を可変にする。

（実施例）（１）第１実施例第１図には本発明の第１実施例に係るディーゼル機関用
燃料噴射ポンプが示されており、第１図において符号１
０は取付フランジ一体形のポンプ本体、１１はポンプ本
体１０内に嵌挿固定されたバレルであり、該バレル１１
の上下方向中間部には窓孔１２が開口している。この窓
孔１２内には上方の主スリーブ２１と下方の副スリーブ
２２が上下に摺動自在に設けである。前記窓孔１２はバ
レル１１と本体１０との間の環状の油室１９に連通して
いる。油室１９には通路１９ａが接続している。

バレル１１および両スリーブ２１．２２の軸心部にはプ
ランジャ挿入孔１３が形成されている。

プランジャ挿入孔１３内には、プランジャ］４か相対回
動自在ｎつ摺動自在に嵌挿されており、該プランジャ１
４をプランジャスプリング１５のばね力と燃料カム１６
のカム作用とによって軸方向に往復動させることにより
、頂面１７上に形成される高圧室１８内に吸入した燃料
を加圧し、これをデリベリバルブ２０を介してエンジン
（図示せず）の各気筒に設けられた噴射ノズルまたはイ
ンジェクター（図示せず）に圧送するようになっている
。

前記主スリーブ２１には大径の主ポート２３を穿孔し、
副スリーブ２２には小断面積の副ポート２４を穿孔しで
ある。主スリーブ２１、副スリーブ２２には縦溝２５が
形成してあり、縦溝２５にはポンプ本体１０に固定した
ピン２６が嵌合し、ピン２６で主スリーブ２１、副スリ
ーブ２２を回り止めしている。主スリーブ２］の四部２
７には偏心ビン２８が嵌合し、副スリーブ２２の凹部２
９には偏心ビン３０が嵌合している。偏心ビン２８．３
０にはリンク３１．３２が連結し、このリンク３１．３
２を操作することによって、主スリーブ２１、副スリー
ブ２２を個別に上下方向に摺動させ得る。なお、この主
スリーブ２１、副スリーブ２２の位置を調整する構造に
ついては、本件出願人による実公昭６３−３４１８号に
詳しく記載しである。

プランジャ１４の下部にはプランジャ１４を回動するた
めの同動輪３８が固定し、ポンプ本体１０外に伸びるラ
ック３９で回動輪３８を回動操作するようになっている
。

前記バレル１１の詳細を示す第２図で、窓孔１２はバレ
ル１１の壁部３３部分（第３図）を残して開口しており
、主ポート２３の下方には凹部２７が形成しである。主
スリーブ２１の主ポート２３は直径りの貫通孔であり、
副スリーブ２２の副ポート２４は横長状に開口している
。

以上のようなバレル１１、主スリーブ２１、副スリーブ
２２に嵌合するプランジャ１４には第４図に示すように
、上から順に、下部リード３５（リード）、平行溝３６
がｚ、ｚｌ（第５図）の深さで切込んである。第５図の
ａ矢視図である第５ａ図に示すようにプランジャ１４の
下端部には燃料吸入孔４０を形成しである。なお、燃料
吸入孔４０の代わりに平行リードにすることもできる。

下部リード３５はプランジャ１４の回動範囲で主ポート
２３（第２図）と連通可能に形成してあり、平行溝３６
は同様に副ポート２４（第２図）と連通可能に形成しで
ある。プランジャ１４の軸心部には頂面１７から平行溝
３６の深さにまで達する燃料逃し穴３７を形成しである
。したがって、下部リード３５は連通孔４１で燃料逃し
穴３７と連通し、・１尺行溝３６は絞り通路４２で燃料
逃し穴３７と連通し、燃料吸入孔４０は直接に燃料逃し
穴３７に連通している。絞り通路４２の高さをＢ、横幅
をＥとすると、平行溝３６の燃料リーク部面積Ａは、Ａ−ＢｘＥ　　・・・（１）になる。

なお、燃料リーク部面積Ａを調整することで２段噴射特
性と、１次噴射と２次噴射を連続し、１次噴射量を可変
にした初期噴射量制御型特性とに切換えることができる
。

以上の構造では、プランジャ１４をバレル１１に対して
相対回動させて該プランジャ１４の下部リード３５、平
行溝３６と主ポート２３、副ポート２４との相対的な連
通タイミングを変化させ、主ポート２３、副ポート２４
の閉塞期間を′：Ａ整することにより、詳しくは後述す
るように１次噴射量（１次噴射ストローク）を一定に保
ちながら、２次噴射量（２次噴射ストローク）が可変に
なる。

また、副スリーブ２２の下縁２２ａで燃料吸入孔４０を
開閉制御することによって、噴射時期が可変になる。

プランジャ１４とバｌノル１１、主スリーブ２１、副ス
リーブ２２を組立てた基準状態を示す第６図で、窓孔１
２の上縁と主スリーブ２１の上縁との間の隙間をＸとし
、主スリーブ２１の下縁と副スリーブ２２の上縁との隙
間をＹとし、主スリーブ２１の下降量をΔＸ１副スリー
ブ２２の下降量をΔＹとすると、第７図の特性Ｃ１で示
す２段噴射パターンを発生する。

この２段噴射行程を示す第８図の（ａ）では燃料吸入孔
４０が副スリーブ２２のド縁２２ａから開口し、燃料逃
し穴３７を経て油室１８（第１図）と油室１９が連通し
、（ａ）〜（ｂ）の区間で油室１８内の燃料を圧縮しな
いプレストロークＳｐ　　（第７図）になる。（ｂ）で
燃料吸入孔４０が閉塞した後には、（Ｃ）まで１次噴射
ストロークＳｌ　　（第７図）になる。この１次噴射ス
トロークＳ１はプランジャ１４の燃料吸入孔４０と平行
溝３６の位置関係で決定し、常に一定である。（ｄ）で
平行溝３６と副ポート２４が連通ずると、油室１８は燃
料逃し六３７、絞り通路４２を経て副ポート２４と連通
し、無噴射ストロークＳｄ　　（第７図）になる。この
無噴射ストロークＳｄは副ポート２４の高さｄと平行溝
３６の高さＢを加えた長さで常に一定である。（ｃ）で
−ｒｔ行溝３６が閉塞すると、２次噴射ストロークＳ２
が始まり、（ｆ’）で下部リード３５が主ポート２３と
連通ずるまでの間、２次噴射ストロークＳ２　　（第７
図）が発生する。なお、第８図中で△Ｌは（ａ）〜（ｅ
）間のプランジャ１４の上昇量である。

この構造では同一ラック位置においても、１次噴射スト
ロークＳ１と無噴射ストロークＳｄと２次噴射ストロー
クＳ２を加えたＳＰは、各スリーブの上下動による２次
噴射ストロークＳ２の変動によって変化する。特性Ｃ１
から副スリーブ２２のみをΔＸ、ΔＹだけ下降した場合
の特性Ｃ２では、１次噴射ストロークＳＬが同じ長さを
維持しなからθ１だけ進角し、２次噴射ストロークＳ２
がθ２だけ進角し、ΔＳ２分だけ２次噴射量が変化する
。

主スリーブ２１、副スリーブ２２の両方が摺動した場合
には、ＳＬ　＋３２≠ｃｏｎｓｔ、、　　　Ｓ　Ｌ　−ｃｏｎ
ｓｔ。

θ　１−ΔＸ θ２−△Ｙ △Ｓ２−△Ｙ−ΔＸになる。

第９図のように副スリーブ２２だけを△Ｙだけ下降させ
た場合には、第１０図の１次噴射ストロークＳｌは第８
図と同じで、副スリーブ２２がΔＹだけ下降することに
よってプレストロークＳｐが６７分だけ短縮し、２次噴
射ストロークＳ２が進角し、ΔＳ２だけ２次噴射量が増
加する。第９図の場合の噴射特性Ｃ２を概略的に示す第
１１図では、第６図の場合の特性ＣＩと比べて、１次噴
射ストロークＳ１が６７分だけ進角し、２次噴射ストロ
ークＳ２が６７分だけ進角しながらＳ２＋ΔＹに増加す
る。

次に第１２図のように主スリーブ２１だけをΔＸだけ下
降させた場合には、第１３図の（ａ）のように主ポート
２３の位置が△Ｘだけ下降するが、プレストロークＳｐ
と１次噴射ストロークＳｌは第１Ｏ図と同じである。一
方、２次噴射ストロークＳ２は噴射タイミングは同じで
Δχ分だけ短縮し、２次噴射量が減る（第１１図の特性
Ｃ３参照）。

第１４図の主スリーブ２１、副スリーブ２２の両方を同
じ下降量だけ下げた場合には、第１５図のプレストロー
クＳｐがΔχ分だけ短縮し、１次噴射ストロークＳｌが
進角する（第１１図の特性Ｃ４参照）。同様に副スリー
ブ２２の副ポート２４が△Ｙ分（ΔＸ−ΔＹ）だけ下降
することによって２次噴射ストロークＳ２が進角する。

但し、１次噴射ストロークＳｌ、２次噴射ストロークＳ
２のストローク割合は第６図の場合と同じである。

第１６図のように主スリーブ２１をΔχ＋αだけ下降し
、副スリーブ２２をΔＹ−ΔＸだけ下降した場合には、
第１７図のプレストロークＳｐがΔＹ短くなり、その分
だけ１次噴射ストロークＳ１が進角する。１次噴射スト
イロークＳｌの長さは変わらない。一方、２次噴射スト
ロークＳ２は△Ｘだけ進角し、且つ６分だけ短くなり、
２次噴射ストロークＳ２が短縮し、２次噴射量が減る（
第１１うの特性Ｃ５参照）。

最後に、第１８図の主スリーブ２・］を△Ｘたけド降し
、副スリーブ２２をΔＸとは異なる△Ｙの下降量で一ド
げた場合には（ΔＹ−Δχ＋α）、第１９図のプレスト
ロークＳｐがΔＹだけ短縮し、１次噴射ストロークＳ１
が△Ｙだけ大きく進角するが、１次噴射ストロークＳ１
は同じで、１次噴射量は一定である（第１１図の特性Ｃ
６参照）。一方、２次噴射ストロークＳ２も副スリーブ
２２が△Ｙだけ下降することによってΔＹだけ大きく進
角し、２次噴射ストロークＳ２はαだけ長くなり、２次
噴射量が増える。

以上のように主スリーブ２］、副スリーブ２２を任意に
操作することによって、１次噴射量を一定に保ちながら
、１次、２次噴射ともに噴射時期が可変になり、更に２
次噴射量が可食になり、どのような運転状態にも最適の
噴射特性が発生する。

なお、以上のように常に２段噴射を発生しながら、噴射
率と噴射時期を可変にする場合に限らず、１次噴射だけ
で噴射時期を可変にすることもできるが、２次噴射だけ
で噴射時期を１工変にすることはできない。

（２）第２実施例この実施例では、第２０図のように主スリーブ２１と副
スリーブ２２を上下逆に配置し、第２１図、第２２図の
ようにプランジャ１４（第２３図）では上から平行溝３
６、燃料吸入孔４０、下部リード３５の順に配置しであ
る。

第２実施例では第２４図の基準状態から、副スリーブ２
２はΔＹだけ下降自在で、主スリーブ２１は△Ｘだけ下
降自在である。この場合の噴射ストロークは第２５図（
ａ）〜（ｂ）に示すように燃料吸入孔４０と副スリーブ
の下縁２２ａが連通ずる状態でプレストロークＳｐが発
生し、（ｂ）〜（Ｃ）で１次噴射ストロークＳ１が発生
し　（Ｃ）〜（ｒ）で２次噴射ストロークＳ２が発生す
る。

主スリーブ２１、副スリーブ２２を下降させた場合の特
性は第１１図と同様になる。

（発明の効果）以上説明したように本発明による燃料噴射ポンプでは、
プランジャ１４の頂面１７から所定の深さに形成ｌまた
燃料逃し六３７を設け、プランジャ１４の頭部外周面に
、前記バレル１１及びプランジャ１４の相対回動範囲で
前記副ポート２４と連通可能な平行溝３６を形成し、こ
の平行溝３６と燃料逃し穴３７とを連通する絞り通路４
２を形成し、下部リード３５と燃料逃し穴３７を連通す
る連通孔４１を形成したので、主ポート２３と下部リー
ド３５で全燃料噴射ストロークＳ　Ｆを決定し、摺動自
在な主スリーブ２１と下部リード３５の位置で１次噴射
量を一定に保ちながら、２次噴射量を可変制御すること
ができる。

また、前記燃料逃し六３７に連通しプランジャ外周面に
開口した燃料吸入口４０を副スリーブ２２の下縁２２ａ
で開閉制御するように形成したので、摺動自在な副スリ
ーブ２２と燃料吸入口４０との位置でプレストロークＳ
ｐによって噴射時期を可変制御することができる。

したがって、全運転域にわたって最適な燃料噴射特性を
得ることができ、全運転域において低騒音化と低Ｎｏｘ
　　（窒素酸化物）化を達成でき、上火性の悪い低セタ
ン価燃料をも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射ポンプを示す縦断面図、第２
図は第１実施例のバレルを示す側面図、第３図は第２図
の■−■断面図、第４図は第１実施例のプランジャの側
面図、第５図は第４図のａ矢視図、第５ａ図は第５図の
ａ矢視図、第６図は第１実施例のプランジう・とバレル
を組立てた状態の構造略図、第７図は２段噴射特性を示
すグラフ、第８図は第６図の状態での２段噴射ストロー
クの行程図、第９図は第１実施例の副スリーブを下降さ
せた状態の構造略図、第１０図は第９図の状態での２段
噴射ストロークを示す行程図、第１１図は主スリーブと
副スリーブを任意に下降させた場合の噴射特性を示すグ
ラフ、第１２図は第１実施例の主スリーブを下降させた
状態の構造略図、第１３図は第１２図の状態での２段噴
射ストロークを示す行程図、第１４図は両スリーブを同
じ下降量で動かした場合の構造略図、第１５図は第１４
図の状態での２段噴射ストロークを示す行程図、第１６
図は主スリーブを副スリーブより大きく下降させた場合
の構造略図、第１７図は第１６図の場合の２段噴射スト
ロークを示す行程図、第１８図は副スリーブを主スリー
ブより大きく下降させた場合の構造略図、第１９図は第
１８図の場合の２段噴射ストロークを示す行程図、第２
０図は第２実施例のバレルを示す側面図、第２１図は第
２実施例のプランジャを示す側面図、第２２図・は第２
１図のａ矢視図、第２３図は第２２図のａ矢視図、第２
４図は第２実施例のプランジャとバレルを組み合わせた
状態の構造略図、第２５図は第２４図の状態での２段噴
射ストロークを示す行程図である。１０・・・ポンプ本
体、１１・・・バレル、１４・・・プランジャ、２１・
・・主スリーブ、２２・・・副スリーブ、２３・・・主
ポート、２４・・・副ポート、２８．３０・・・偏心ピ
ン、３５・・・下部リード、３６・・・平行溝、３７・
・・燃料逃し穴、４０・・・燃料吸入孔、４１・・・連
通孔、４２・・・絞り通路第１図第２図１、事ｆ１の表示昭和６３汗　特　晶′１　願第１９７３４／ｌｌ”３（１）　明細書２頁９行中の「３、発明の詳細な説明」
を明細古２頁ｌＯ行中の「（産業上の利用分野）」の前
に移動し、該「３、発明の詳細な説明」と「（産業上の
利用分野）」の間に改行を加える。以上３、補正をする賃（Ｉｔ　＋’ｌどの関係　　　特７１’ｌ出願人ｆ）　
所　大阪市北１メ茶ｊダ町１番３２号名　称　（６７８
１（’ンマーディーゼル株式会社代表賃　代表取締役　
山　岡　どン　男４、代理人住　所　　大阪市北区東天満２丁（１≦〕番／ＩΣ」千
代田ビル東館７階（■５３０）５、補正命令の日付　　（発送［１）昭和６３（１１１
１’＋　２’１ｒ１１、事件の表示昭和６３年　特　許　願第１９７３４４号３、補正をする者７１４　ｆｌどの関係　　　特許出願人柱　所　大阪市
北区ｉ１Ｆ町１番３２号名　称　（６７８）ヤンマーデ
ィーゼル株式会社代表名　代表取締役　山　岡　淳　刀４、代理人住　所　　大阪市北区東天満２丁目９番４８千代田ビル
東館７階（＠５３０）５、補正命令の日付　（ｆＦ、送日）昭和　年　月６、
補正により増加する請求項の数［１（１）　特許請求の範囲を別紙の通りに補正する。（２）　明細書１頁３行中の「燃料噴射ポンプ」を「燃
料噴射装置」に補正する。（３）　同２頁１１行中の「ポンプに」を「装置に係り
、特に詳しくはポンプ本体とノズルが別体の燃料噴射ポ
ンプ及びポンプ本体とノズルが一体のユニットインジェ
クタを含む燃料噴射装置に」に補正する。（４）　同３頁１０行中の「ポンプ」を「装置」に補正
する。（５）　同３頁１５行中の「ポンプ」を「装置」に補正
する。（６）　同一頁３行中の「ポンプ」を「装置」に補正す
る。（７）　同１５頁１９行〜２０行中の「ポンプ」を「装
置」に補正する。（８）　同１７頁３行中の「本発明の」の後に、「第１
実施例に係る」を加入する。（９）　同１５頁１７行中の「になる。」の後に、「　
なお、以上の実施例ではポンプ本体とノズルが別体の燃
料噴射ポンプについて説明したが、本発明は別体型の燃
料噴射ポンプに限らず、ノズル一体型の所謂ユニットイ
ンジェクタにも適用できる。」を加入する。８、添付書類の目録（１）特許請求の範囲　　　　・・・１通　以上特許請
求の範囲（１）　バレル内でプランジャを往復動させることによ
り燃料を加圧、圧送可能とする一方、前記プランジャの
頭部の外周面に、プランジャ頂面に連通ずる斜溝状のリ
ードを形成し、前記プランジャとバレルとを適宜に相対
回動させて該リードと前記バレルポートとの連通タイミ
ングを調整することによって燃料噴射量を調量するよう
にした燃料噴射ポンプにおいて、前記バレルの側壁を開
口した窓孔を形成し、この窓孔内に主スリーブと副スリ
ーブを各々バレル長手方向に摺動自在に設け、主スリー
ブにバレルポートの一部をなす主ポートを形成し、副ス
リーブにバレルポートの一部をなす副ポートを形成し、
プランジャの頂面から所定の深さに形成した燃料逃し穴
を設け、プランジャの頭部外周面に、前記バレル及びプ
ランジャの相対回動範囲で前記副ポートと連通可能な平
行溝を形成し、この平行溝と燃料逃し穴とを連通ずる絞
り通路を形成し、前記リードと燃料逃し穴を連通ずる連
通孔を形成し、前記燃料逃し穴に連通し副スリーブの下
縁で開閉制御される燃料吸入孔を形成し、１次噴射スト
ロークで規定される１次噴射量を一定に保ちながら、２
次噴射ストロークで規定される２次噴射量を全運転域に
わたって可変にし、且つ噴射時期をも可変にしたことを
特徴とする燃料噴射装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　バレル内でプランジャを往復動させることによ
り燃料を加圧、圧送可能とする一方、前記プランジャの
頭部の外周面に、プランジャ頂面に連通する斜溝状のリ
ードを形成し、前記プランジャとバレルとを適宜に相対
回動させて該リードと前記バレルポートとの連通タイミ
ングを調整することによって燃料噴射量を調量するよう
にした燃料噴射ポンプにおいて、前記バレルの側壁を開
口した窓孔を形成し、この窓孔内に主スリーブと副スリ
ーブを各々バレル長手方向に摺動自在に設け、主スリー
ブにバレルポートの一部をなす主ポートを形成し、副ス
リーブにバレルポートの一部をなす副ポートを形成し、
プランジャの頂面から所定の深さに形成した燃料逃し穴
を設け、プランジャの頭部外周面に、前記バレル及びプ
ランジャの相対回動範囲で前記副ポートと連通可能な平
行溝を形成し、この平行溝と燃料逃し穴とを連通する絞
り通路を形成し、前記リードと燃料逃し穴を連通する連
通孔を形成し、前記燃料逃し穴に連通し副スリーブの下
縁で開閉制御される燃料吸入孔を形成し、１次噴射スト
ロークで規定される１次噴射量を一定に保ちながら、２
次噴射ストロークで規定される２次噴射量を全運転域に
わたって可変にし、且つ噴射時期をも可変にしたことを
特徴とする燃料噴射ポンプ。