JPH03286179A - 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、燃料噴射を二段階で行う６サイクルデイーゼ
ルエンジンにおける燃料噴射ポンプに関する。

従来の技術 従来のディーゼルエンジンにおける燃料噴射ポンプの一
般的構造及びその動作を第３図乃至第５図に基づいて説
明する。まず、細心方向摺動自在及び軸心回りに回動自
在なプランジャ１を保持したプランジャバレル２と、軸
心方向摺動自在及び軸心回りに回動自在な逆止弁３を保
持した逆止弁シート４とがハウジング５内に収納されて
いる。

さらに、前記ハウジング５の一端側には逆止弁ホルダ６
が螺合され、この逆止弁ホルダ６の螺合により前記プラ
ンジャバレル２と逆止弁シート４とが前記ハウジング５
内で位置固定されている。また、前記ハウジング５の他
端側には、ピン７により抜止め及び回り止めされたタペ
ット８が摺動自在に嵌合されている。なお、タペット８
にはピン９によりローラ１０が取付けられ、このローラ
１０がカム１１の外周面に当接されている。

前記ハウジング５には前記プランジャバレル２の外周部
に位置して燃料溜まり１２が形成されており、この燃料
溜まり１２は燃料タンク（図示せず）に接続されるとと
もに、前記プランジャバレル２の内部に形成されたポン
プ室１３と燃料吸入ポート１４を介して接続されている
。

つぎに、前記プランジャｌの先端側外周面には、このプ
ランジャ１の軸心方向への摺動動作に伴って前記燃料吸
入ポート１４を開閉することにより、噴射ノズル１５か
らの燃料噴射量を調節するための切欠き溝１６が形成さ
れている。一方、前記プランジャ１の後端部にはりテー
ナ１７とシム１８とが連結されており、シム１８が前記
タペット８の内周部に嵌合されている。

また、前記プランジャバレル２の下部外周にはピニオン
ギヤ１９が回転自在に嵌合され、このピニオンギヤ１９
にはラック２０が噛み合っている。

前記ピニオンギヤ１９には前記プランジャ１の外周部を
囲む円筒部２１が一体的に形成され、この円筒部２１に
は軸心方向にそってスリット２２が形成されており、こ
のスリット２２には前記プランジャ１に固定されたつば
部２３が係合されている。一方、前記ハウジング５内に
は前記ピニオンギヤ１９を抜止めするスプリングシート
２４が設けられ、このスプリングシート２４と前記リテ
ーナ１７との間にはスプリング２５が介装されている。

このような構成において、燃料噴射量を増加させる場合
にはラック２０を第４図に示す矢印Ａ方向へスライドさ
せ、燃料噴射量を減少させる場合にはラック２０を第４
図に示す矢印Ｂ方向へスライドさせる。ラック２０のス
ライドに伴ってピニオンギヤ１９が円筒部２１とともに
一体的に回動し、つば部２３を円ＷＪ部２１のスリット
２２に係合させたプランジャｌも円筒部２１と一体的に
回動する。そして、プランジャｌの回動により、このプ
ランジャ１が摺動する際において燃料吸入ポート１４が
切欠き溝１６に対向していない時間（ポンプ室１３内の
燃料の圧縮と燃料噴射とが行われる時間）を変化させる
ことにより、燃料噴射量の調節が行われる。

ここで、燃料噴射ポンプにおける動作を説明すると、第
５図（ａ）はプランジャ１が最下位置まで下降して一時
的に昇降動作が中断された状態を示しており、燃料溜ま
り１２とポンプ室１３とは燃料吸入ポート１４を介して
連通され、ポンプ室１３内には燃料が充填される。この
とき、ローラ１０は、カム１１の最小径部に当接してい
る。

つぎに、第５図（ｂ）はプランジャ１が上昇している状
態を示すものであり、プランジャ１の先端側外周面によ
り燃料吸入ポート１４が閉じられると、それ以降のプラ
ンジャ１の上昇に伴ってポンプ室１３内の燃料が圧縮さ
れ、ポンプ室１３内の圧力が一定の圧力に上昇するとス
プリング２６の付勢力に抗して逆止弁３が開かれ、燃料
は噴射管（図示せず）を通って前記噴射ノズル１５から
噴射される。このとき、ローラ１０は、カム１１の最小
径部から最大径部に至る個所に当接している。

第５図（ｃ）はプランジャ１が引続き上昇するとともに
燃料噴射が終了する直前の状態を示したものである。こ
こで、第５図（ｂ）から第５図（Ｃ）までの間に示した
プランジャ１のストローク“′Ｓ″が燃料噴射の有効ス
トロークであり、ラック２０をスライドさせてプランジ
ャ１を回転させることによりこの有効ストロークが変化
し、燃料噴射量が増減される。

第５図（ｄ）はプランジャ１が最上位置まで上昇した状
態を示すものであり、燃料溜まり１２とポンプ室１３と
は燃料吸入ポート１４を介して連通され、ポンプ室１３
内の圧力が低下するとともに燃料噴射が終了する。この
とき、ローラ１０はカム１１の最大径部に当接している
。

第５図（ｅ）はプランジャ１が下降する状態を示すもの
であり、プランジャ１の先端側外周面により燃料吸入ポ
ート１４が閉じられると、それ以降のプランジャ１の下
降に伴ってポンプ室１３内が負圧状態となる。なお、第
５図（ｆ）はプランジャ１がさらに下降した状態を示す
ものであり、ポンプ室１３はより一層の負圧状態となる
。

そして、プランジャ１が第５図（ｆ）に示す状態よりも
僅かに下降すると、燃料溜まり１２とポンプ室１３とが
燃料吸入ポート１４を介して連通され、燃料溜まり１２
内の燃料は負圧状態となっているポンプ室１３内に勢い
よく流入する。

発明が解決しようとする課題 従来の燃料噴射ポンプにおいては、カム１１の一回転の
間に一回の燃料噴射しか行えない。従って、６サイクル
デイーゼルエンジンを達成するため、カムの一回転の間
に２回の燃料噴射を行おうとすれば、プランジャｌやカ
ム１１を１気筒当り２個ずつ設けなければならず、コス
トが上昇するとともに、取付スペースが増大してディー
ゼルエンジンの小型化を図ることができないという欠点
がある。

課題を解決するための手段 カムの駆動により昇降されるプランジャをプランジャバ
レル内に収納し、前記プランジャの摺動により圧縮と膨
張とが繰り返されるとともに前記プランジャバレルに形
成した燃料吸入ポートを介して燃料タンクに接続された
ポンプ室を前記プランジャバレル内に形成した燃料噴射
ポンプにおいて、主噴射逆止弁を介して前記ポンプ室に
接続された主噴射ノズルを設けるとともに副噴射逆止弁
を介して前記ポンプ室に接続された副噴射ノズルを設け
、（主噴射逆止弁開弁圧子主噴射ノズル開弁圧）〉（副
噴射逆止弁開弁圧＋副噴射ノズル開弁圧）とした。

作用 カムの駆動によりプランジャが摺動するとポンプ室内に
おいて圧縮と膨張とが繰り返される。燃料タンクからポ
ンプ室内に供給された燃料が圧縮されてポンプ室内の圧
力が上昇すると、まず、副噴射逆止弁が開弁して副噴射
ノズルからの燃料噴射が行われる。ポンプ室内の圧力が
さらに上昇すると、主噴射逆止弁が開弁して主噴射ノズ
ルからの燃料噴射が行われる。

実施例 本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。なお、第３図乃至第５図において説明した前針と同
一部分は同一符号で示し、説明も省略する。軸心方向摺
動自在及び軸心回りに回動自在なプランジャ２７を保持
したプランジャバレル２と、軸心方向摺動自在及び軸心
回りに回動自在な主噴射逆止弁３ａを保持した主噴射逆
止弁シート４ａとがハウジング５内に収納されている。

また、ハウジング５の一端側には主噴射逆止弁ホルダ６
ａが螺合され、ハウジング５の他端側にはタペット８が
摺動自在に嵌合されている。前記タペット８にはピン９
にょリローラ１０が取付けられ、このローラ１０がカム
２８の外周面に当接されている。なお、前記カム２８に
は、第一のベース円“ａ”を基準とする第一カム部２９
と、第二のベース円“ｂ”を基準とする第二カム部３ｏ
とが形成されている。

つぎに、前記主噴射逆止弁３ａはスプリング２６により
閉弁方向へ付勢されており、この主噴射逆止弁３ａの開
弁圧は“Ｐｒｎｒｋｇ／ａｄ　’“に設定されている。

そして、この主噴射逆止弁３ａを介して前記ポンプ室１
３と主噴射ノズル３１とが接続され、この主噴射ノズル
３１の主噴射ノズル開弁圧は“Ｐｍｋｇ／−”に設定さ
れている。なお、前記主噴射ノズル３１は、６サイクル
デイーゼルエンジンの主燃焼室（図示せず）に臨んで配
設されている。また、前記プランジャバレル２に形成さ
れた燃料吸入ポート１４を介して燃料溜まり１２と前記
ポンプ室１３とが接続されており、前記燃料溜まり１２
は燃料タンク（図示せず）に接続されている。

つぎに、前記主噴射弁ホルダ６ａの外周部にはアイジヨ
イント３２が嵌合され、このアイジヨイント３２はナツ
ト３３により前記主噴射弁ホルダ６ａに固定されている
。ここで、前記プランジャバレル２には前記ポンプ室１
３に連通ずる副噴射ポート３４が形成されており、前記
主噴射逆止弁ホルダ６ａと前記アイジヨイント３２には
前記副噴射ポート３４に接続された燃料通路３５が形成
され、アイジヨイント３２における燃料通路３５の先端
部には副噴射逆止弁３６が取付けられている。また、前
記アイジヨイント３２の先端部にはスプリングホルダ３
７が締付は固定され、スプリングホルダ３７内には前記
副噴射逆止弁３６を閉弁方向に付勢するスプリング３８
が収納され、前記副噴射逆止弁３６の開弁圧は“Ｐｓｒ
ｋ、ｇ／ａ＋ｆ”に設定されている。なお、前記スプリ
ングホルダ３７には噴射管（図示せず）を介して副噴射
ノズル３９が接続され、この副噴射ノズル３９の副噴射
ノズル開弁圧は“ｐｓｋｇ／−”に設定されている。

そして、　（Ｐｍｒ十Ｐｍ　＞Ｐｓｒ十Ｐｓ　）の関係
を満たすように各開弁圧が設定されている。ここで、前
記副噴射ノズル３９は、６サイクルデイーゼルエンジン
における給気室（図示せず）に臨んで配設されている。

つぎに、前記プランジャ２７の先端部外周面には、この
プランジャ２７の軸心方向への摺動動作に伴って前記燃
料吸入ポート１４を開閉することにより、前記主噴射ノ
ズル３１と副噴射ノズル３９とからの燃料噴射量を調節
するための切欠き溝４０が形成されている。なお、この
切欠き溝４０は、第一の溝部４１と第二の溝部４２とを
有している。

このような構成において、燃料噴射量の増減操作は、従
来例と同様に、ラック２０を軸心方向にそってスライド
させ、このスライドに伴いピニオンギヤ１９とともにプ
ランジャ２７を軸心回りに回動させることにより行う。

ここで、燃料噴射ポンプにおける動作を説明する。第２
図（ａ）は、プランジャ２７が最下位置まで下降して一
時的に昇降動作が中断された状態を示す。燃料溜まり１
２とポンプ室１３とは燃料吸入ポート１４を介して連通
され、ポンプ室１３内には燃料が充填される。このとき
、ローラ１０は第一カム部２９の最小径部に当接してい
る。

つぎに、第２図（ｂ）は、プランジャ２７が上昇してい
る状態を示すものであり、プランジャ２７の先端側外周
面により燃料吸入ポート１４が閉じられると、それ以降
のプランジャ２７の上昇に伴ってポンプ室１３内の圧力
が上昇し、その圧力が“Ｐｓｒｋｇ／ｃｎ”に達すると
副噴射逆止弁３６が開弁され、さらに圧力が上昇して“
Ｐｓｒｋｇ／ａｎｔ　十Ｐｓｋｇ／−”に達すると副噴
射ノズル３９からの燃料噴射が開始される。このとき、
ローラ１０は。

第一カム部２９の最小径部から最大径部に至る個所に当
接している。

第２図（ｃ）は、プランジャ２７が引続き上昇するとと
もに副噴射ノズル３９からの燃料噴射が終了する直前の
状態を示したものである。ここで、第２図（ｂ）から第
２図（ｃ）までの間に示したプランジャ２７のストロー
ク“Ｓ、″が副噴射の有効ストロークであり、ラック２
０をスライドさせてプランジャ２７を回転させることに
よりこの有効ストロークが変化し、副噴射量が増減され
る。

第２図（ｄ）は、プランジャ２７がさらに上昇するとと
もにローラ１０がベース円“ｂ″上に当接して上昇動作
を一時的に停止した状態を示す。

このとき、燃料吸入ポー）１４が第一の溝部４１に対向
してポンプ室１３と燃料溜まり１２とが連通され、ポン
プ室１３内の圧力が“Ｐｓｒｋｇ／ｃｙ（十Ｐｓｋｇ／
−”以下に低下することにより、副噴射ノズル３９から
の燃料噴射が終了する。

第２図（ｅ）は、ローラ１０が、第二カム部３０の最小
径部から最大径部に至る個所に当接している状態を示す
。−時的に上昇を停止していたプランジャ２７は再び上
昇を開始し、プランジャ２７の先端側外周面により燃料
吸入ポート１４と副噴射ポート３４とが閉じられる。そ
して、それ以降のプランジャ２７の上昇に伴ってポンプ
室１３内の圧力が上昇し、その圧力が“Ｐｍｒｋｇ／ｃ
ｍ”に達すると主噴射逆止弁３ａが開弁され、さらに圧
力が上昇して“Ｐｍｒｋｇ／ａ＋ｔ　＋Ｐｍ　ｋｇ／酬
”に達すると主噴射ノズル３１からの燃料噴射が開始さ
れる。

第２図（ｆ）は、プランジャ２７が引続き上昇するとと
もに主噴射ノズル３】からの燃料噴射が終了する直前の
状態を示したものである。ここで、第２図（ｅ）から第
２図（ｆ）までの間に示したプランジャ２７のストロー
ク“Ｓ２”が主噴射の有効ストロークであり、ラック２
０をスライドさせてプランジャ２７を回転させることに
よりこの有効ストロークが変化し、主噴射量が増減され
る。

ついで、プランジャ２７が引続き上昇し、燃料吸入ポー
ト１４が第二の溝部４２に対向してポンプ室１３と燃料
溜まり１２とが連通され、ポンプ室１３内の圧力が“Ｐ
ｍｒｋｇ／ａ＋ｆ　＋　Ｐｍ　ｋｇ／−”以下に低下す
ることにより、主噴射ノズル３１がらの燃料噴射が終了
する。そして、プランジャ２７が最上位置から下降する
際にポンプ室１３内が負圧状態となり、第２図（ａ）の
位置に下降するまでの間に燃料吸入ポート１４を介して
ポンプ室１３内に燃料が充填される。

以上のようにして、副噴射ノズル３９から給気室への燃
料噴射を行い、ついで、主噴射ノズル３１から主燃焼室
への燃料噴射を行う６サイクルデイーゼルエンジンを達
成することにより、主燃焼室内における着火を良好にし
て始動性を向上させることができ、また、ディーゼルノ
ックの減少により燃焼騒音を低減させることができ、さ
らに、燃焼温度の上昇によりＣＯ，ＨＣ等の排ガスを低
減することができる。

なお、切欠き溝４０の形状を変えることにより副噴射や
主噴射の有効ストロークを変え、副噴射と主噴射との噴
射量割合を変えることができる。

また、カム２８の形状を変えることにより、副噴射と主
噴射との噴射タイミングを変えることができる。

発明の効果 本発明は、上述のように一個のカムにより一個のプラン
ジャを摺動させる構造でありながら、ポンプ室の圧力が
低い段階で副噴射弁を開弁させて副噴射ノズルからの燃
料噴射を行うことができるとともに、ポンプ室の圧力が
高くなった段階で主噴射弁を開弁させて主噴射ノズルか
らの燃料噴射を行うことができ、従って、プランジャや
カムの数を増やすことなく、小型でコストの安い６サイ
クルデイーゼルエンジンを達成することができる等の効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は燃料噴射ポンプの縦断正面図、第２図は燃料噴射
ポンプの動作を説明する説明図、第３図乃至第５図は従
来例を示すもので、第３図は燃料噴射ポンプの縦断正面
図、第４図はコントロールラックによるプランジャの回
転機構を示す分解斜視図、第５図は燃料噴射ポンプの動
作を説明する説明図である。 ２・・・プランジャバレル、３ａ・・・主噴射逆止弁、
１３・・・ポンプ室、１４・・・燃料吸入ポート、２７
・・プランジャ、２８・・・カム、３１・・・主噴射ノ
ズル、３６・・・副噴射逆止弁、３９　・副噴射ノズル
出　願　人　　石川島芝浦機械株式会社Ｚ逸 （ｂ） ５ 図 （柾刺列） （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｃｌ’） （ｅ） （＋）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カムの駆動により昇降されるプランジャをプランジャバ
   レル内に収納し、前記プランジャの摺動により圧縮と膨
   張とが繰り返されるとともに前記プランジャバレルに形
   成した燃料吸入ポートを介して燃料タンクに接続された
   ポンプ室を前記プランジャバレル内に形成した燃料噴射
   ポンプにおいて、主噴射逆止弁を介して前記ポンプ室に
   接続された主噴射ノズルを設けるとともに副噴射逆止弁
   を介して前記ポンプ室に接続された副噴射ノズルを設け
   、（主噴射逆止弁開弁圧＋主噴射ノズル開弁圧）＞（副
   噴射逆止弁開弁圧＋副噴射ノズル開弁圧）としたことを
   特徴とする燃料噴射ポンプ。