JPH0330596Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、デイーゼルエンジンの燃料噴射時期
制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来、デイーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに
は、機関回転数の増大に応じて増加する燃料圧力
を一端面に受圧して付勢され且つ上記一端面に受
圧する燃料圧力に抗する方向へスプリングで付勢
されたピストンを介して燃料噴射時期を制御する
ようにした燃料噴射時期制御装置が設けられてい
る。

ところで、上記燃料噴射時期制御装置において
は、ピストンを付勢するスプリングとして一本の
バネ定数が一定のスプリングを用いる関係上、燃
料噴射時期の進角特性を中乃至低回転域において
非線型に設定することは不可能で、機関回転数の
増大に応じて噴射時期を適正な変化率で進角させ
るように上記スプリングのバネ定数と燃料圧力
（但し、機関回転数に応じて変化する）とが設定
され且つ一般に高回転域において所定の噴射時期
となるように設定されるので、アイドリング時等
の低回転域における噴射時期を必要以上に進角側
に設定せざるを得ず、デイーゼルノツクにより騒
音や振動が激しくなるという欠点がある。

上記諸欠点を解消すべく、上記スプリングとし
て複数のスプリングを用いることにより噴射時期
の進角特性を非線型にするようにした噴射時期調
整装置が、実開昭58−94842号公報に記載されて
いる。

しかしながら、この噴射時期調整装置において
は、僅かなスペースに複数のスプリングを組込む
ので、構造が著しく複雑化するだけでなく、ピス
トンも大形化し、噴射時期制御の精度も低下し、
メインテナンスも面倒になる等の問題がある。

（考案の目的） 本考案は、簡単な構成により噴射時期の進角特
性を非線型化して、低回転域の進角増加率を大き
くまた中高回転域の進角増加率を小さく設定し、
全回転域に亙つて燃料噴射時期を適正な値に制御
することが出来るようなデイーゼルエンジンの燃
料噴射時期制御装置を提供することを目的とす
る。

（考案の構成） 本考案に係るデイーゼルエンジンの燃料噴射時
期制御装置は、機関回転数の増大に応じて増加す
る燃料圧力が一端部のメイン油室に供給されるシ
リンダと、このシリンダ内に摺動自在に装着され
メイン油室の燃料圧力を一端面に受圧して付勢さ
れるピストンと、上記シリンダの他端部のバネ室
に収容されピストンを上記燃料圧力に抗する方向
に付勢するスプリングとを備え、上記ピストンの
移動量の増大に応じて燃料噴射時期を進角側へ制
御するデイーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装
置において、上記ピストンにその一端面と対抗す
る環状の受圧面を設け、この受圧面に受圧させる
為のバツクアツプ油室を設け、このバツクアツプ
油室の燃料をバネ室へリークさせるリーク油路を
設け、機関回転数が低回転域に設定した設定回転
数以上で上記燃料圧力が所定圧力以上のときに機
関回転数に応じて変化する上記燃料圧力をメイン
油室からバツクアツプ油室へ導入する圧力導入路
を設けるとともに、上記燃料圧力が上記所定圧力
以上のときにリーク油路を遮断する遮断部をピス
トンに設け、上記環状の受圧面の受圧面積を上記
一端面の受圧面積よりも小さく構成し、機関回転
数が上記設定回転数未満のときの進角増加率に対
して設定回転数以上且つ所定の高回転数以下のと
きの進角増加率を小さく且つ一定となるように設
定したものである。

（作用） 本考案に係るデイーゼルエンジンの燃料噴射時
期制御装置においては、機関回転数が低回転域に
設定された設定回転数になつて燃料圧力が所定圧
力になるまではバツクアツプ油室の燃料がリーク
油路からバネ室へリークされるので、ピストンの
一端面に作用するメイン油室の燃料圧力による力
とスプリングのバネ力とを均衡させることにより
噴射時期が機関回転数に比例して進角するように
制御される。機関回転数が設定回転数以上となり
燃料圧力が所定圧力以上になつてからは、リーク
油路がピストンの遮断部で遮断され且つメイン油
室から圧力導入路を介してバツクアツプ油室に燃
料圧力が導入され、そのバツクアツプ油室の燃料
圧力をピストンの環状の受圧面に作用させ、ピス
トンの一端面に作用する燃料圧力による力とスプ
リングのバネ力及び受圧面に作用する燃料圧力に
よる力とを均衡させることにより噴射時期が機関
回転数に比例して進角するように制御される。上
記のようにバツクアツプ油室の燃料圧力が受圧面
に作用する分だけ、設定回転数以上のときの進角
増加率は設定回転数未満のときの進角増加率より
も小さく且つ一定に設定される。

（考案の効果） 本考案によれば、以上のように、設定回転数以
上のときにはピストンの一端面に作用する燃料圧
力による力の一部をバツク油室から受圧面に作用
する燃料圧力による力で相殺するように構成する
ので、スプリングのバネ定数を小さく設定して設
定回転数未満のときには回転数変動に敏感に応答
するような進角特性（つまり、急勾配の進角特
性）とすることが可能となる。

従つて、低回転域における燃料噴射時期を十分
に遅らせるように制御して、デイーゼルノツクに
よる騒音・振動の発生を防止することが出来るだ
けでなく、設定回転数以上且つ所定の高回転数以
下のときの進角増加率を小さく且つ一定に設定し
て安定走行状態を得ることが出来る。しかも、高
回転域における燃料噴射時期を低回転域における
噴射時期の制約を受けずに必要に応じて進角側へ
制御して出力を向上させることが出来る。

そして、本装置は受圧面やバツクアツプ油室や
リーク油路や圧力導入路などからなる極めて簡単
な構成なので容易に実施でき、信頼性に優れる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

デイーゼルエンジンの燃料噴射器に燃料を圧送
するための分配型燃料噴射ポンプＰは、第１図に
示すように燃料供給口１からレギユレーテイング
バルブ２を介して供給された燃料をベーン形フイ
ードポンプ３で加圧して加圧燃料チヤンバ４へ供
給し、この加圧燃料をプランジヤポンプ５で高圧
に加圧し所定のタイミングで各燃料噴射器へ接続
されている各デリバリポート６へ圧送するように
なつている。

尚、調速機構として、ガバナスプリング７、フ
ライウエイト８、ガバナスリーブ９、コレクタレ
バー１０、テンシヨンレバー１１、スタートレバ
ー１２、スタートスプリング１３、アイドリング
スプリング１４、サポートスプリング１５、コン
トロールスリーブ１６等が図示のように設けられ
ている。

エンジンのクランク軸からの回転駆動力で駆動
されるドライブシヤフト１７の軸端にはガバナシ
ヤフト１８を駆動するギヤ１９が装着されるとと
もに、上記ドライブシヤフト１７の軸心延長上に
同軸状にプランジヤ５ａが配設されていて、この
プランジヤ軸５ｂの基端近傍部には例えば４個の
カム２０ａを備えたカムデイスク２０が固着さ
れ、上記ギヤ１９とカムデイスク２０間には上記
カム２０ａに回転摺接する例えば４個のローラ２
１を備えたローラホルダ２２が同軸状に配設さ
れ、ケーシング２８のガイド部２８ａに相対回動
自在に内嵌されている。

上記ローラホルダ２２のインナリングには回転
伝動部材２３が相対回動自在に内嵌され、この回
転伝動部材２３の外周部には円周４等分位置にお
いて係合溝２３ａが軸方向に凹設され、ギヤ１９
に突設された１対の係合爪１９ａが相対向する１
対の係合溝２３ａに軸方向摺動自在に挿入される
とともにカムデイスク２０に突設された１対の係
合爪２０ｂが相対向する１対の係合溝２３ａに軸
方向摺動自在に挿入されている。

このように、上記回転伝動部材２３を介してカ
ムデイスク２０及びプランジヤ軸５ｂは上記ドラ
イブシヤフト１７で回転駆動されるとともに、上
記ローラ２１とカムデイスク２０のカム２０ａの
作用により軸方向へ所定ストローク往復駆動され
るようになつている。尚、図中符号２４はプラン
ジヤスプリングである。

次に、各燃料噴射器からの燃料噴射時期を制御
する燃料噴射時期制御装置としてのスピードタイ
マは、油圧シリンダ２５のピストン２６に連結さ
れたロツド２７を介して上記ローラホルダ２２を
軸回りに回動させることによつてローラホルダ２
２のローラ２１の位置を調節して燃料噴射開始時
期を制御するようにしたものである。

即ち、第１図及び第２図に示すように、上記ロ
ーラホルダ２２の下側位置でケーシング２８内に
第１図紙面直交方向に向けて油圧シリンダ２５が
形成され、油圧シリンダ２５内にピストン２６が
装着され、このピストン２６とローラホルダ２２
とを連動連結するロツド２７の先端部はローラホ
ルダ２２に固着されるとともにロツド２７の基端
部はピストン２９の途中部に装着されたローラジ
ヨイント金具２９の円孔２９ａに軸方向摺動自在
に挿入され、こうして上記ロツド２７はピストン
２６に対して相対揺動し得るようにピストン２６
に連結されている。

上記ロツド２７が挿通するシリンダ壁部及びピ
ストン２６には各々ロツド２７の揺動を妨げない
ような長孔３０，３１が開けられている。

上記油圧シリンダ２５は、小径の第１シリンダ
２５ａと、第１シリンダ２５ａの後端側に同軸連
通状に形成され上記第１シリンダ２５ａよりも少
し大径の第２シリンダ２５ｂと、第２シリンダ２
５ｂの後端側に同軸連通状に形成され第２シリン
ダ２５ｂよりも小径で短い第３シリンダ２５ｃと
からなる。

上記ピストン２６は、第１シリンダ２５ａに油
密摺動自在に嵌る第１ピストン部２６ａと、第１
ピストン部２６ａの後端に一体形成された第２シ
リンダ２５ｂに油密摺動自在に嵌り第２シリンダ
２５ｂよりも短い第２ピストン部２６ｂとからな
り、上記ローラジヨイント金具２９は第２ピスト
ン部２６ｂに装着されている。

こうして、第２ピストン部２６ｂの後端面３２
とこの後端面３２よりも後方の第２シリンダ２５
ｂと第３シリンダ２５ｃとで区画されるメイン油
室３３が形成され、第１ピストン部２６ａの外周
面と第２シリンダ２５ｂの前端近傍部と第２ピス
トン部２６ｂの環状前端面４２とで区画されるバ
ツクアツプ油室３４が形成される。

エンジン回転数の増加とともにフイードポンプ
３の回転数も増加していくので、前記加圧燃料チ
ヤンバ４内の燃料圧力は、エンジン回転数が増大
するのに応じて増加していくようになつており、
この加圧燃料を長孔３１の部分からメイン油室３
３へ導入するため第２ピストン部２６ｂの後端面
３２からその長孔３１へ燃料導入路３５が透設さ
れ、メイン油室３３内に導入された燃料圧力でピ
ストン２６が前方へ付勢されるようになつてい
る。

また、第１ピストン部２６ａのバネ装着穴の奥
端壁と第１シリンダ２５ａの前端壁との間に圧縮
コイルスプリング３６が装着され、そのバネ力で
ピストン２６が後方へ弾性付勢されるようになつ
ている。

尚、第１シリンダ２５ａの前端壁に開口する油
路３７は、フイードポンプ３の吸入側の油路３８
に連通されている。

更に、低回転域における燃料噴射時期を十分に
遅く設定する一方、中乃至高回転域における燃料
噴射時期をエンジン回転数に応じた時期に進める
ことが出来るように、エンジン回転数が例えば
1000rpm以上になつたときつまり燃料圧力が上記
1000rpmに対応する所定圧力以上になつてピスト
ン２６が所定ストロークＳだけ移動したときにメ
イン油室３３とバツクバツク油室３４とを連通す
る圧力導入路３９がシリンダ壁部に形成されると
ともに、燃料圧力が所定圧力未満のときだけバツ
クアツプ油室３４をバネ室４０に連通するリーク
油路４１が形成される。

尚、上記第２ピストン部２６ｂの環状前端面４
２の受圧面積は、第２ピストン部２６ｂの後端面
３２の受圧面積よりもかなり小さく、例えば上記
後端面３２の約1/2〜1/3程度に形成される。

次に、上記スピードタイマの作動について説明
する。

先ず、エンジン回転数が1000rpm未満のときつ
まり燃料圧力が所定圧力未満のときには、バツク
プ油室３４へ圧力が導入されないので、メイン油
室３３内の燃料圧力による力とスプリング３６の
バネ力とが均衡する位置までピストン２６が前方
移動し、このピストン２６の移動量に応じてロツ
ド２７を介してローラホルダ２２がドライブシヤ
フト１７の回転方向（矢印Ｄ）と反対方向（矢印
Ａ）へ回動されてエンジン回転数に応じた噴射時
期となるように進角調節される。

上記の場合、メイン油室３３内の燃料圧力の変
動つまりエンジン回転数の変動に応じてピストン
２６の移動量が敏感に変動するため、第３図に符
号ａで示すように進角特性線の勾配が大きくな
る。

尚、上記の場合、バツクアツプ油室３４はリー
ク油路４１でバネ室４０に連通しているので、バ
ツクアツプ油室３４内の燃料がピストン２６の移
動を妨げることはない。

エンジン回転数が1000rpm以上のときつまり燃
料圧力が所定圧力以上のときには、上記リーク油
路４１が第１ピストン部２６ａ（これが、遮断部
に相当する）で塞がれバツクアツプ油室３４が圧
力導入路３９を介してメイン油室３３に連通され
るので、メイン油室３３内の燃料圧力による力
と、スプリング３６のバネ力及びバツクアツプ油
室３４内の燃料圧力による力とが均衡する位置へ
ピストン２６が移動することになる。

つまり、前記エンジン回転数が1000rpm未満の
場合と比較すると、ピストン２６の受圧面積がバ
ツクアツプ油室３４に臨むピストン２６の受圧面
積分だけ減少したことに相当するから、燃料圧力
の変動つまりエンジン回転数の変動に応じてピス
トン２６の移動量がそれ程敏感には変動しなくな
るため、第３図に符号ｂで示すように進角特性線
の勾配が小さくなる。

尚、エンジン回転数が例えば4000rpmになる
と、第２ピストン部２６ｂの環状前端面４２が第
２シリンダ２５ｂの前端壁に当接するので、ピス
トン２６はそれ以上移動せず燃料噴射時期が最大
限進角された状態となる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の実施例を示すもので、第１図
はデイーゼルエンジンの分配型燃料噴射ポンプの
縦断側面図、第２図は第１図−線断面図、第
３図は燃料噴射時期の進角特性線の一例を示す線
図である。 ２５……シリンダ、２６……ピストン、２６ａ
……第１ピストン部、３２……一端面、３４……
バツクアツプ油室、３６……スプリング、３９…
…圧力導入路、４０……バネ室、４１……リーク
油路、４２……環状前端面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 機関回転数の増大に応じて増加する燃料圧力が
   一端部のメイン油室に供給されるシリンダと、こ
   のシリンダ内に摺動自在に装着されメイン油室の
   燃料圧力を一端面に受圧して付勢されるピストン
   と、上記シリンダの他端部のバネ室に収容されピ
   ストンを上記燃料圧力に抗する方向に付勢するス
   プリングとを備え、上記ピストンの移動量の増大
   に応じて燃料噴射時期を進角側へ制御するデイー
   ゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置において、 上記ピストンにその一端面と対抗する環状の受
   圧面を設け、この受圧面に受圧させる為のバツク
   アツプ油室を設け、このバツクアツプ油室の燃料
   をバネ室へリークさせるリーク油路を設け、機関
   回転数が低回転域に設定した設定回転数以上で上
   記燃料圧力が所定圧力以上のときに機関回転数に
   応じて変化する上記燃料圧力をメイン油室からバ
   ツクアツプ油室へ導入する圧力導入路を設けると
   ともに、上記燃料圧力が上記所定圧力以上のとき
   にリーク油路を遮断する遮断部をピストンに設
   け、上記環状の受圧面の受圧面積を上記一端面の
   受圧面積よりも小さく構成し、機関回転数が上記
   設定回転数未満のときの進角増加率に対して設定
   回転数以上且つ所定の高回転数以下のときの進角
   増加率を小さく且つ一定となるように設定したこ
   とを特徴とするデイーゼルエンジンの燃料噴射時
   期制御装置。