JPH03505360A - 内燃機関を停止させるための制御装置 - 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】 内燃機関を停止させるための制御装置 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の、内燃機関特にディーゼル機関 を停止させるための制御装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３０４３５５号明細書に基づいて公知の冒頭 に述べた構造形式の制御装置において、内燃機関を停止させるために第２図に示 された解決策では、極切換え可能な電動機と逆転可能な吐出装置とを備えた電気 式に駆動可能なフィードポンプが使用されており、この場合内燃機関の停止時に は燃料噴射ポンプの吸込み室がフィードポンプの吸込み側と、かつフィードポン プの圧力側が燃料タンクと接続される。

これによって、燃料噴射ポンプの吸込み室からは停止時に急激に燃料が引き出さ れ、この結果、燃料噴射ポンプはもはや燃料を吐出することができず、所属の内 燃機関は停止する。

この公知の制御装置では、流れ部分において両極性に設計されていてつまり両回 転方向において作動しひいては原理的な理由から最適には調整できないフィード ポンプの吸込み作用は、可能な限り迅速かつ急激に十分に高い負圧を噴射ポンプ の吸込み室において生ぜしめるのに、常に十分であるとは言えないことが判明し ている。これによって、内燃機関の申し分のない停止が保証されず、この結果、 過剰回転数及び燃料過剰量に基づく機関損傷のおそれ並びに、「ガスカットオフ 」が不可能であることによる故障を十分確実に回避することができない。

この公知の解決策の別の欠点としてはさらに、２つの吐出方向において作動する フィードポンプの末梢の吸込み導管及び圧力導管が、ハイドロリック的に遮断さ れねばならないということが挙げられる。そしてこのためには、例えば付加的な 逆止弁のような付加的な構造エレメントが必要である。これによって、構造スペ ースが大きくなり、かつ製作費が高騰するのみならず、このような付加的な構成 エレメントのうちの１つに機能が不十分な場合又はまったく故障した場合に、装 置全体が故障してしまうという安全性に関する危険も発生する。さらに、ディー ゼル機関において極切換え可能な電気式燃料ポンプを使用すると、付加的な電流 供給及び必要な制御回路のために費用全体がかなり高額になる。

別の解決策（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３０４３５５号明細書の第１図 ）では、燃料噴射ポンプの吸込み室への供給のためにだけ働くフィードポンプの 他に、内燃機関の停止時にのみ働く電気駆動式の第２のフィードポンプが設けら れている。この第２のフィードポンプの制御及び運転は、電子制御装置を介して 電気式に行われ、この電子制御装置は、エレクトロ・ハイドロリッタ式の噴射ポ ンプ制御装置と協働する。この公知の装置は複雑かつ高価であり、しかも相互の 関連及び複雑さの程度が高まるに連れて、故障のおそれも大きくなる。

発明の利点 請求の範囲第１項の特徴部分に記載のように構成された制御装置によって、内燃 機関特にディーゼル機関の十分に迅速な緊急停止が保証される。燃料噴射ポンプ の吸込み室から燃料を吸い出すためにだけ規定されていて機械式にひいては永続 的に駆動される吸込みフィードポンプは、内燃機関の停止時に、燃料噴射ポンプ の吸込み室から燃料を可能な限り迅速かつ確実にに吸い出して空にすることがで きる。また、内燃機関の運転時に内燃機関の吸込み室に燃料を供給する前フィー ドポンプも、機械式に駆動されるので、両フィードポンプを制御する制御装置は 不要になり、両フィードポンプの駆動装置は問題なく、いずれにせよ噴射ポンプ 側に設けられているカム軸を介して行うことができる。

さらに、通常運転及び停止時において必要な両フィードポンプの制御のためには 、ただ１つの単純な２位置切換え弁しか必要ない。すなわち本発明では、単純で コストの点で有利でかつ機能確実に構成されている数少ない構成エレメントしか 必要としない１つの制御装置を使用するだけでよい。

請求項２以下に記載の特徴によって、請求）Ｊｌ［ｌに記載の制御装置の有利な 構成が得られる。例えば請求項２に記載の制御弁は、燃料噴射ポンプの吸込み室 に通じる供給路に直接配置された弁ケーシングを有しており、この弁ケーシング には、請求項３に記載の特徴によれば、円筒形に構成された基本形状を有する弁 部材が設けられており、この弁部材は、単純で汚れに対して鈍感でコンパクトで あり、ひいては有利な形式で、燃料噴射ポンプの制御装置カバーに一体に組み込 むことができる。

さらに、請求項４及び５に記載の特徴によれば、特に、２つのフィードポンプを １つの共通のケーシングにおいてまとめること及び、両フィードポンプを燃料噴 射ポンプにおけるカム軸を用いて共通に駆動することによって、フィードポンプ の構成をさらに単純化することができる。

請求項６の特徴によれば、制御弁の安価な制御、例えばいわゆるキーストップが 実現され、電流供給の中断時に所属の内燃機関は自動的に停止させられる。

請求項７の特徴によれば、通常運転時においては制御弁に電流を供給する必要は なく、この結果、機械駆動式のフィードポンプを使用することによっても、制御 弁においては電流が消費されない。

図面 図面には本発明の２つの実施例が示されており、第１図は燃料が横方向に流れる 本発明に基づいて構成された燃料噴射ポンプの第１実施例を示す部分的な横断面 図、第２図は燃料が垂直方向に流れる本発明に基づいて構成された燃料噴射ポン プの第２実施例を示す部分的な横断面図である。

実施例の記載 第１図及び第２図には、多シリンダ列型噴射ポンプとして構成されたディーゼル 機関用の燃料噴射ポンプ１０の２つの実施例が、制御装置１４の一部として取り 付けられた制御弁１２と共に示されている。このような燃料噴射ポンプ１０のエ レメントの基本的な配置形式は自体公知であり、第１図の第１実施例に示されて いる横方向に燃料が流れる吸込み室１６を備えた燃料噴射ポンプｌＯの構成は、 例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３３２６０４５号明細書に詳しく記載さ れている。主として制御弁１２と前フィードポンプ１８と吸込みフィードポンプ ２０とから成る制御装置１４は、吐出位置を占めている間中、燃料噴射ポンプｌ Ｏに燃料を供給する。これに対して、制御装置１４の遮断位置においては燃料噴 射ポンプＩＯから燃料が引き出される。機械的に駆動される前フィードポンプ１ ８は吸込み前圧力弁を備えた自体公知のピストンフィードポンプであり、このピ ストンフィードポンプは実際においては燃料噴射ポンプｌＯにカム軸の高さで取 り付けられている。前フィードポンプ１８はその吸込み側において、タンク２２ と接続された吸込み導管２４に接続されている。前フィードポンプ１８の下流に おいて、該前フィードポンプの圧力側には、燃料フィルタ２６及び燃料溜め２８ を受容する供給導管３０が接続しており、この供給導管は制御弁１２の第１の接 続部３２に開口している。

第１図に示された第１実施例では、第１の接続部３２に第２の接続部３４が対応 しており、この第２の接続部には、燃料噴射ポンプｌＯの供給通路３６が接続さ れている。この供給通路からは、燃料噴射ポンプｌＯのケーシング３８に一列に 配置された、ポンプシリンダ４２のための受容孔４０が分岐しており、これらの 受容孔は、各１つの絞り４４を備えた供給開口４６を有している。そしてこれら の供給開口は、環状溝として構成された部分吸込み室４８に開口しており、これ らの部分吸込み室は他方の側において、同様に、戻し通路５０と接続された各１ つの戻し開口５２を有している。

各戻し開口５２は、戻し通路５０の横断面に対して著しく減じられた流過横断面 を有しており、供給開口４６における各絞り４４の流過横断面は、所属の戻し開 口５２の流過横断面よりも小さい。戻し通路５０には、圧力保持弁５４を有して いてタンク２２に開口しているオーバフロー導管５６が接続されている。戻し通 路５０の、オーバ７０−導管５６とは反対側の端部は、制御弁１２の第３の接続 部５８と接続されている。第３の接続部５８には、フィード接続部として働く第 ４の接続部６０が対応しており、この接続部には吸込み導管６２を介して吸込み フィードポンプ２０が接続されていて、この吸込みフィードポンプポンプは下流 側においてタンク戻し導管６６を介してタンク２２と接続されている。制御弁１ ２は電磁弁として構成されていて、弁部材６８を有しており、この弁部材は、そ の内部の円形形状が中空円筒形に構成された弁ケーシング７０の内部において、 密に軸方向摺動可能に吐出位置と遮断位置とにもたらされ得る。弁部材６８は、 第１の接続部３２及び第２の接続部３４に向いていて完全には閉鎖されない端面 ７２と、この第１の端面７２に対向して位置していて第３の接続部５８及び第４ の接続部６０と協働する第２の端面７８とを形成しており、この第２の端面は完 全に閉鎖されていて、中空円筒形の壁７４を有している。そしてこの壁は、第４ の接続部６０の範囲に、狭い孔によって形成された絞り通路７６を有している。

第１の端面７２に作用していて弁ケーシング７０に支持されている戻しばね８０ は、第１図に示されているように、弁部材６８を吐出位置に保つ。

上に述べた図示の装置の作用形式は以下の通りである。制御弁１２の吐出位置か ら出発して、該制御弁の制御部材６８は戻しばね８０の力によって一方の終端位 置にもたらされ、この位置では第１の接続部３２と第２の接続部３４との間にお いてはハイドロリック的な接続が生じ、第３の接続部５８は第４の接続部６０か ら両接続部の間に位置する弁部材６８によってハイドロリック的に隔てられてい る。この運転位置では、前フィードポンプ１８から圧送された燃料は、第１の端 面７２の制御縁の位置に相応して、第１の接続部３２及び第２の接続部３４を介 して供給通路３６に達し、この供給通路から燃料は、ポンプシリンダ４２の部分 吸込み室４８に、絞り４４及び供給開口４６を介して流入する。余剰の燃料は、 戻し開口５２と戻し通路５０と圧力保持弁５４とを介してタンク２２に流出する 。他方において、前フィードポンプ１８から吐出された燃料は、第１の接続部３ ２と第１の端面７２とを介して絞り通路７６に達し、この絞り通路からさらに第 ４の接続部６０・吸込み導管６２・吸込みフィードポンプ２０・タンク戻し導管 ６６を介してタンク２２に戻される。この燃料流は絞り通路７６の流過横断面に よって制限されており、一方では最小貫流は、永続的に駆動される機械式の吸込 みフィードポンプ２０の自己循環のために行われ、他方では主流において行われ るポンプシリンダ４２の充てんは機能を損なうほどには弱められない。

緊急遮断時における内燃機関の停止のために、内燃機関からは噴射のために必要 な燃料が引き出される。

この場合所属の燃料噴射ポンプｌＯの吸込み室１６には一方ではもはや燃料が供 給されず、他方では燃料噴射ポンプＩＯの吸込み室１６における燃料が吸い出さ れる。このために、制御弁１２の機械的に駆動される調節力によって、弁部材６ ８は戻しばね８０の力に抗して他方の終端位置にもｔ；らされ、この終端位置で は、第１の端面７２の制御縁によって、第１の接続部３２と第２の接続部３４と の間における接続が遮断され接続部５８が第４の接続部６０とハイドロリック式 に接続される。

これによって、前フィードポンプ１８かも供給された燃料は部分吸込み室４８に も絞り通路７６を介して第４の接続部６０にも達しない。それというのはこの場 合、絞り通路７６は他方の終端位置への制御部材６８の軸方向におけるシフトに よって、第４の接続部６０の吸込み範囲からシフトされているからである。それ にもかかわらず、吸込みフィードポンプ２０は燃料を燃料噴射ポンプの吸込み室 ６０から得て、この燃料を吸込み室１６が空になった時にタンク２２を介して戻 し搬送する。前フィードポンプ１８の過負荷のおそれ及び吸込みフィードポンプ ２０の乾燥運転のおそれは、燃料噴射ポンプが停止すること及び、前フィードポ ンプ１８と吸込みフィードポンプ２０とのための駆動が中断されることによって 、存在しない。

第１図に示されているように、制御弁１２は別体の構造ユニットを必要とせず、 燃料噴射ポンプｌＯと共に構造的な複合体を形成していて、第２の接続部３４が 供給通路３６とかつ第３の接続部５８が戻し通路５０と合致するようになってお り、この場合不動の両接続部によって、自由な接続部の数は、前フィードポンプ １８もしくは吸込みフィードポンプ２０の接続のために最低２つまで減じられ、 ひいては改善された運転確実性が達成される。さらに、絞り通路７６を、弁部材 ６８の周面において同じ、範囲に設けられた平らな環状溝によって構成すること も可能であり、これによって、吐出位置において、吸込みフィードポンプ２０の 自己潤滑のために必要な燃料は、戻し通路５０から流入することができる。

別の形式では、吐出弁１２の運転を次のように行うことも可能である。すなわち この場合、吐出位置において制御弁１２が運転電圧を得て、制御部材６８が戻し ばね８０の力に抗して保たれるのに対して、運転電圧の消失時には戻しばね８０ が、弁部材６８を遮断位置にもたらす。

第２図に示された制御装置１１４の第２実施例では、すべてのポンプシリンダ１ ４２のために共通で閉鎖制御燃料量をも収容する吸込み室１１６を備えた燃料噴 射ポンプ１１０が示されており、この場合、第１実施例に相当する部材にはすべ て１００を足した符号が使用されており、これによって、第１実施例の記載と同 一の記載は繰返しを避けるために省かれている。

第２実施例では、弁部材１６８の運動方向は、−列に配置されたポンプシリンダ に向かって長手方向に延びていて、従って弁部材６８の運動方向に対して９００ 回動させられており、そして第２の接続部３４と供給通路３６と絞り４４と部分 吸込み室４８と供給通路５０と戻し開口５２と第３の接続部５８とは省かれてい る。その代わりに吸込み室１１６は制御弁１１２の取付は箇所に中央の貫通孔１ ８２を有しており、この貫通孔は、この範囲において同様に開放接続されかつ取 り付けられた弁ケーシング１７０を通って行われる燃料交換を可能にしている。

その内側の基本形状が同様に中空円筒形に構成されている弁ケーシング１７０は 、弁部材１６８の範囲に長手方向溝１８４を有していて、この長手方向溝は、制 御弁１１２の吐出位置において燃料が前フィードポンプ１１８から吸込み室１１ ６には達するが、しかしながら長手方向溝１８４を介して第４の接続部１６０に は達しないように、構成されかつ位置決めされている。第４の接続部１６０は同 様にバイパス流において絞り通路１７６を介して燃料を得る。この第２実施例で は絞り通路１７６は、第２の端面に設けられている。

作用経過とは逆に、第２実施例の機能経過は第１実施例の機能経過とは次の点に おいて異なっている。すなわち、第２図に示された吐出位置を得るために戻しば ね１８０の力は、制御弁１１２の磁気的に励磁される調節力によって過剰に押圧 されねばならない。この吐出位置において燃料噴射ポンプ１１０の吸込み室ｌ１ ６には、前フィードポンプ１１８を用いて、第１の端面１７２によって形成され た制御縁の位置によって開放状態に保たれる第１の接続部１３２と、貫通孔１８ ２とを介して燃料が供給される。

内燃機関を停止させるためには、制御弁１１２が無電流に切り換えられ、制御部 材１６８が戻しばね１８０の調節力によって、遮断位置を再現する他方の終端位 置にもたらされる。この終端位置はストッパ１８６への第１の端面１７２の当接 によって生ぜしめられ、これによって一方では、第１の接続部１３２が第１の端 面１７２の制御縁に閉鎖され、かつ他方では長手方向溝１８４への第４の接続部 １６０の接続が、第２の端面１７８の制御縁によって開放制御される。ストン／ ＜　１８６によって制御弁１１２の遮断位置においても長手方向溝１８４と吸込 み室１１６との間のハイドロリック的な接続部は閉鎖されないので、吸込みフィ ードポンプ１２０はハイドロリック的に吸込み室１１６に作用することができ、 従って吸込み室１１６内の燃料をタンク１２２へと排出して吸込み室１１Ｂを空 にすることができる。

第２実施例の変化実施例では、制御弁１１２の弁部材１６８が、第２図に示され た吐出位置に戻しばね１８０の作用によって保たれていて、遮断位置に、制御弁 １１２の磁気的に励磁された調節力によってもたらされるようになっていてもよ い。

第１図及び第２図に示された上述の制御装置１４；１１４は、単純な構成を有し ていて安価に製造できる部材を用いて、内燃機関の確実かつ十分に迅速な停止を 保証している。機関の過回転数及び燃料超過量に基づいて場合によっては生じる 機関の損傷並びに、ガス供給遮断の不可能による事故は、単純に構成された制御 弁１２．１１２と機械式に駆動される２つのフィードポンプ１８；２０もしくは １１８；１２０との使用によって確実に回避され、この場合これらのフィードポ ンプは、共通のポンプケーシングにおいてまとめられていてもよいし、また共通 の駆動装置を有していてもよい。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＤＥ　　９０１０００８０ ＳＡ　　　３４１６Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関特にディーゼル機関を停止させるための制御装置であって、燃料噴 射ポンプ（１０）の吸込み室（１６）に前置された電磁式の制御弁（１２）が設 けられていて、該制御弁が、吐出位置と遮断位置とを備えた２位置切換え制御升 として構成されており、該制御升の升ケーシング（７０）が、吸込み室（１６） に通じる供給導管３０）に挿入されていて、該制御弁が吐出位置において、タン ク（２２）から燃料を圧送する機械駆動式の前フイートポンプ（１８）の圧力側 を、燃料噴射ポンプ（１０）の吸込み室（１６）と接続するようになっており、 制御弁（１２）が遮断位置を占りていて前フイートポンプ（１８）から吸込み室 （１６）への燃料圧送を遮断している場合に、燃料を吸込み室（１６）から吸い 込んでタンク（２２）に圧送する付加的な吸込みフィートポンプ（６４）が設け られている形式のものにおいて、付加的な吸込みフィードポンプ（２０；１２０ ）が機械駆動式の燃料フィードポンプであり、制御弁（１２；１１２）が吐出位 置において、タンク（２２；１２２）から吸込み室（１６；１１６）への接続の みならず、燃料を満たされた室（１６；１１６）のうちの１つから吸込みフィー ドポンプ（２０；１２０）への導管接続を絞り通路（７６；１７６）を介して開 放状態に保ち、遮断位置では、前フィードポンプ（１８；１１８）の圧力側から 燃料噴射ポンプ（１０；１１０）の吸込み室（１６；１１６）への燃料供給を遮 断するのみならず、同時に吸込みフィードポンプ（２０；１２０）の吸込み側を 燃料噴射ポンプ（１０；１１０）の吸込み室（１６；１１６）とも接続するよう になっていることを特徴とする、内燃機関を停止させるための制御装置。 ２．制御弁（１２；１１２）が４ポート２位置切換え升として構成されていて、 該弁の弁ケーシング（７０；１７０）が、燃料噴射ポンプ（１０；１１０）の吸 込み室（１６；１１６）への供給部に直接配置されている、請求項１記載の制御 装置（１４；１１４）。 ３．制御弁（１２；１１２）が弁部材（６８）を有しており、該弁部材がその基 本形状を円筒形に構成されていて、その端面（７２；７８）で制御弁を形成して いる、請求項１又は２記載の制御装置（１４；１１４）。 ４．前フィードポンプ（１８；１１８）と吸込みフィードポンプ（２０；１２０ ）とが、燃料噴射ポンプのカム軸によって機械式に駆動される同一構造形式の２ つのピストンフィードポンプであり、該フィードポンプが、内燃機関の運転中に 持続的に駆動されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の制御装置 （１４；１１４）。 ５．前フィードポンプ（１８；１１８）と吸込みフィードポンプ（２０；１２０ ）とが、共通のポンプケーシング又は共通の駆動装置を備えたダブルフィードポ ンプとして構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の制御装置 （１４；１１４）６．制御弁（１２）の制御部材（６８）がその吐出位置におい て、ディーゼル機関の運転のために必要な始動スイッチを介して電流供給によっ て作動させられ、戻しばね（８０）の力に抗してシフトさせられて吐出運転を可 能にし、始動スイッチの遮断時に自働的に、吸込み運転を可能にする遮断位置に 戻るようになっている、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御装置（１ ４）。 ７．制御弁（１１２）の弁部材（１６、８）がその吐出位置において、戻しばね （１８０）の力によってその出発位置に保たれ、ひいては吐出運転を可能にし、 内燃機関を停止させるための制御弁（１１２）が緊急時に電流供給によって作動 させられ、弁部材（１６８）がその際に戻しばね（１８０）の力に抗して遮断位 置にもたらされる、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御装置（１１４ ）。