JPH04148058A - 燃料噴射ポンプのプリストローク制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、燃料噴射ポンプのプランジャに対するタイ
ミングスリーブの軸心方向の位置を変えることによって
プリストロークを調節するようにしたプリストローク制
御装置に関するものである。

［従来の技術］ ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプにおいては、実開
昭６３−１７８６５号公報に開示されているように、燃
料噴射時期及び燃料噴射率を調節するために、プリスト
ローク（プランジャの往動開始位置から噴射開始位置ま
でのプランジャの移動寸法）を調節する装置が装備され
ている。

従来のこの種のプリストローク制御装置では、第１図に
示すように、ポンプ本体１の内部を軸心方向へ往復動す
るプランジャ８が、燃料溜まり室６に収容されているタ
イミングスリーブ２３を摺動自在に貫通し、その先部を
圧力室４に挿入させており、上記タイミングスリーブ２
３が、プランジャ８と直交する方向に配したコントロー
ルロ・ノド３１と係合し、このコントロールロッド３１
をその軸心回りに回動させることによって、プランジャ
８に対するタイミングスリーブ２３の軸心方向の位置を
変えるように構成されている。

詳述すると、プランジャ８の内部には一端が圧力室に臨
んで開口する燃料流通孔２０が形成され、プランジャ８
の外周面であってタイミングスリーブ２３に対する摺動
面には、上記燃料流通孔２０に連通するスピル溝２１が
斜めに形成されている。

一方、タイミングスリーブ２３には、一端が上記プラン
ジャ８に対する摺動面に開口し、他端が燃料溜まり室６
に臨んで開口するスピル孔２８が形成されている。上記
プランジャ８のスピル溝２１はタイミングスリーブ２３
の内周面によって閉塞可能になっており、スピル溝２１
とタイミングスリーブ２３のスピル孔２８は、プランジ
ャ８の往復動によって連通遮断可能になっている。

又、タイミング口・ノド３１に取り付けられ径方向外方
へ延出する作動ピン３２の先端がタイミングスリーブ２
３の係合溝に係合して（Ｘる。そして、タイミングロッ
ド３１がその軸心回りに回動すると、タイミングスリー
ブ２３が作動ピン３２（こ押動されてプランジャ８の軸
心方向に沿って移動し、プリストロークを調節すること
ができるよう番こなっている。

上記タイミングロッド３１は図示しなｔ１電磁アクチュ
エータ等の駆動装置によって駆動されるようになってい
る。この駆動装置は、エンジンの回転数等の諸データを
基にコンビニー夕で制御されるようになっていて、その
時の運転条件に最適なプリストロークとなるように動作
せしめられる。

即ち、エンジンが高速回転している時にはプリストロー
クを小さくして噴射時期を早め、エンジンが低速回転し
ている時にはプリストロークを大きくして噴射時期を遅
くする。尚、噴射率はプランジャ８を駆動するカム１２
の形状によって決まり、プリストロークを小さくして噴
射時期を早くした時には噴射率が低くなり、プリストロ
ークを大きくして噴射時期を遅くした時には噴射率が高
くなるように、カム形状が設定されている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の燃料噴射ポンプのプリストローク制
御装置においては、タイミングスリーブ２３を動かすた
めに電磁アクチュエータ等の駆動装置が必要であり、更
にこの駆動装置の動作を電気的に制御する制御装置も必
要であって、装置が複雑化するという欠点があった。又
、コストアップにもつながって不利であった。

この発明は上述従来の技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、構造が簡単で電気
的な制御機構を必要としないプリストローク制御装置を
提供しようとするところにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するためになされたもので、
その要旨は、 軸心方向へ往復動する燃料噴射ポンプのプランジャが、
燃料溜まり室に収容されたタイミングスリーブを摺動自
在に貫通して、その先部を圧力室に挿入させ、上記プラ
ンジャの外周面であって上記タイミングスリーブに対す
る摺動面には燃料の通路となるスピル溝が形成され、こ
のスピル溝がプランジャの内部に設けられた燃料流通孔
を介して上記圧力室に連なっており、上記タイミングス
リーブには一端が上記プランジャに対する摺動面に開口
し他端が燃料溜まり室に臨んで開口するスピル孔が設け
られており、而して上記プランジャに対するタイミング
スリーブの軸心方向の位置を変えることによりプリスト
ロークを調節する燃料噴射ポンプのプリストローク制御
装置において、上記タイミングスリーブがスプリングに
よってプリストロークを大きくする方向へ弾性付勢され
ており、プリストローク最大時に上記圧力室側に位置す
るタイミングスリーブの端面と上記燃料溜まり室の壁面
との間に隙間が形成されるようになっていて、燃料送出
終了後、上記プランジャが更に往動して上記スピル溝が
タイミングスリーブの上記端面から露出するようにされ
ていることを特徴とする燃料噴射ポンプのプリストロー
ク制御装置にある。

［作用］ エンジン回転数と燃料噴射ポンプの圧力室の燃料圧力に
は一定の相関関係がある。即ち、エンジン回転数が高（
なれば圧力室の燃料圧力は上昇する。

燃料送出終了後に、この圧力室の燃料圧力は、プランジ
ャの燃料流通孔、スピル溝、及びタイミングスリーブに
おける圧力室側の端面と燃料溜まり室の壁面との間を通
って燃料溜まり室に逃がされる。その時に、タイミング
スリーブには上記燃料圧力によってプリストロークを小
さくする方向へ力が加わる。この力は上記燃料圧力の大
きさに比例する。上記力がタイミングスリーブに加わえ
られているスプリングの付勢力に打ち勝つと、タイミン
グスリーブはプリストロークを小さくする方向へ移動せ
しめられ、移動後におけるスプリングの付勢力と平衡す
る位置まで移動せしめられる。

したがって、エンジンが高速回転して圧力室の燃料圧力
が高圧になった時にはプリストロークを小さくし、エン
ジンが低速回転して圧力室の燃料圧力が低圧になった時
にはプリストロークを大きくすることができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図を援用し、第２図か
ら第８図までの図面に基づいて説明する。

第１図は判型の燃料噴射ポンプの縦断面図である。この
燃料噴射ポンプのポンプ本体１にはエンジンの気筒数に
対応した縦孔２が形成されており、この縦孔２にプラン
ジャバレル３がそれぞれ挿入固定されている。ポンプ本
体１の上部には内部に圧力室４を有する弁ハウジング５
が固定されている。ポンプ本体１とプランジャバレル３
と弁ハウジング５とに囲まれた部分は燃料溜まり室６に
なっており、圧力室４は燃料溜まり室６に連なっている
。各縦孔２の燃料溜まり室６は縦孔２に対して直交する
方向に延びる横孔７を介して互いに接続されている。

上記各プランジャバレル３にはプランジャ８がその軸心
方向に往復動可能で且つ軸心回りに回動可能に挿入され
ている。プランジャ８は燃料溜まり室６を通ってその先
端を圧力室４に挿入させている。圧力室４内の燃料はプ
ランジャ８の上昇により圧縮され、燃料の圧力によって
送出弁９が開くとここを通って燃料出口１０から圧送さ
れるようになっている。プランジャ８の下端は、カム軸
・１１に設けられたカム１２に当接するタペット１３の
上に載置されており、カム軸１１はエンジンに連動して
回転し、スプリング１４と協働してプランジャ８をカム
１２の輪郭に沿って上下に往復動させるようになってい
る。更に、プランジャ８の下部には係合部１５が形成さ
れており、この係合部１５にコントロールスリーブ１６
が相対回動不能に係合している。このコントロールスリ
ーブ１６は突起１７を介してコントロールロッド１８に
係合しており、フントロールロッド１８を第１図におい
て紙面に垂直に動かすことによりコントロールスリーブ
１６を回動し、プランジャ８を回動せしめることができ
るようになっている。尚、このプランジャ８を回動する
ことにより燃料噴射量を変えることができる。

上記プランジャ８は、一端をプランジャ８の外周面に開
口させ他端を中心部に延ばす燃料吸排孔（燃料流通孔）
１９と、一端をプランジ中８の上端面に開口させ他端を
上記燃料吸排孔１９の他端に連ねた連通孔（燃料流通孔
）２０と、プランジャ８の外周面に形成され母線に対し
て傾斜して延びる傾斜溝（スピル溝）２１と、プランジ
ャ８の外周面に母線に沿って形成され上記傾斜溝２１の
上端部と燃料吸排孔１９の開口部とを連通する縦溝（ス
ピル溝）２２とを有している。

燃料溜まり室６にはタイミングスリーブ２３が配置され
ており、上記プランジャ８はこのタイミングスリーブ２
３を摺動可能に貫通している。タイミングスリーブ２３
は、第２図に示すように、細心に沿って上下に貫通する
貫通孔２４を有しており、この貫通孔２４にプランジャ
８が挿通されている。タイミングスリーブ２３の外周面
の一側には上下方向に延びる案内溝２５が形成され、案
内溝２５に対して周方向の反対側には横方向に延びる係
合溝２６が形成されている。案内溝２５には、前記プラ
ンジャバレル３に固定された案内ビン２７が係合してお
り、タイミングスリーブ２３を回動不能にしている。係
合溝２６には後述するタイミングロッド３１の作動ピン
３２が係合している。又、タイミングスリーブ２３の外
周面において、上記案内溝２５から周方向に約９０°ず
れた位置には径方向に貫通するスピル孔２８が形成され
ている。即ち、スピル孔２８は一端が貫通孔２４に開口
し、他端が燃料溜まり室６に臨むように開口している。

更に、タイミングスリーブ２３の上端部には幅の狭い突
起２９．２９が形成されており、突起２９を除いた部分
は逃がし溝３０゜３０にされている。このようにタイミ
ングスリーブ２３に突起２９を設けたので、第４図から
第６図に示すように、プリストロークが最大でタイミン
グスリーブ２３の突起２９が弁ノ＼ウジング５の下面５
ａ（燃料溜まり室の壁面）に当接した場合にも、この下
面５ａと逃がし溝３０との間に隙間が確保され、圧力室
４内の燃料の圧力を逃がし溝３０に作用せしめることが
できるようになる。

各縦孔２に配備されたタイミングスリーブ２３は、ポン
プ本体ｌの前記横孔７に挿通されたタイミングロッド３
１によって互いに連繋されている。

タイミングロッド３１は軸受を介してポンプ本体１に回
動自在に支持されている。タイミングスリーブ３１には
各縦孔２と対応する位置に作動ピン３２が取り付けられ
ており、各作動ピン３２は先端をタイミングロッド３１
の径方向外方へ延ばし、その先端の係合部３３を対応す
るタイミングスリーブ２３の係合溝２６に係合させてい
る。このタイミングロッド３１及び作動ピン３２によっ
て、各タイミングスリーブ２３は連動するようになって
いる。又、第３図に示すように、タイミングロッド３１
の一端はポンプ本体ｌを貫通して外方に突出しており、
その突出端にはレバー３４が取り付けられている。レバ
ー３４とポンプ本体ｌとの間には、タイミングロッド３
１を第１図及び第３図において時計回り方向に付勢する
スプリング３５が架は渡されており、これによって、各
縦孔２のタイミングスリーブ２３はプリストロークを大
きくする方向（第１図及び第３図において上方）に弾性
付勢されている。したがって、エンジンが停止していて
燃料噴射ポンプが運転されていない時には、全てのタイ
ミングスリーブ２３は、突起２９を弁ハウジング５の下
面５ａに当接させて、プリストローク最大の状態に位置
することとなる。

次に、上述構成の燃料噴射ポンプにおけるプリストロー
ク制御装置の作用について、第１図及び第４図から第６
図の図面を参照して説明する。尚、これらの図面はプリ
ストロークが最大の状態を示している。

今、第１図のように、プランジャ８が下死点にある時に
は、プランジャ８の燃料吸排孔１９はタイミングスリー
ブ２３よりも下側に位置して燃料溜まり室６に開口して
いる。したがって、圧力室４と燃料溜まり室６は連通孔
２０及び燃料吸排孔１９を介して連通し、圧力室４内の
燃料の圧力は上昇せず、送出弁９は閉状態を維持し続け
る。

この状態からカム軸１１が反時計回り方向に回転し、カ
ム１２に押動されてプランジャ８が上昇して、第４図に
示すように燃料吸排孔１９がタイミングスリーブ２３の
下面よりも上方に位置すると、燃料吸排孔１９と傾斜溝
２１と縦溝２２がタイミングスリーブ２３の内周面によ
って寒がれ、その結果、圧力室４内の燃料の圧力が上昇
して送出弁９を押し上げて開放し、燃料出口１０から燃
料が送出される。燃料吸排孔１９が塞がれた時が燃料の
噴射開始となる。

そして、更にプランジャ８が上昇して、第５図に示すよ
うに傾斜溝２１がタイミングスリーブ２３のスピル孔２
８に達す、ると、圧力室４と燃料溜まり室６とが連通孔
２０、燃料吸排孔１９、縦溝２２、傾斜溝２１、及びス
ピル孔２８を介して連通ずるため、圧力室４内の圧力は
燃料溜まり室６に逃がされ、その結果、送出弁６が閉じ
られて燃料の送出が終了する。

更に、この後、燃料送出終了後もプランジャ８は上昇を
続け、プランジャ８の傾斜溝２１がスピル孔２８を通過
して、スピル孔２８が再びタイミングスリーブ２３の内
周面によって塞がれるようになるが、この時には第６図
に示すように、縦溝２２の上端部がタイミングスリーブ
２３の逃がし溝３０よりも上方に突き出るようになって
おり、その結果、圧力室４と燃料溜まり室６とは連通孔
２０、燃料吸排孔１９、縦溝２２、及び逃がし溝３０を
介して連通され、圧力室４内の圧力は引き続き燃料溜ま
り室６に逃がされる。而して、この時に、逃がし溝３０
を通過する燃料の圧力と燃料溜まり室６内の燃料の圧力
との差圧によって、タイミングスリーブ２３にはこれを
下方へ押し下げる力が作用する。この燃料によるタイミ
ングスリーブ２３を押し下げる力が、スプリング３５に
よるタイミングスリーブ２３を押し上げる力よ、りも大
きくなると、タイミングスリーブ２３は下方へ移動せし
められる。そして、上記両方の力が平衡する位置でタイ
ミングスリーブ２３は停止する。

ところで、エンジンの回転数Ｎと燃料噴射ポンプの圧力
室４の燃料圧力との間には一定の関係があり、エンジン
の回転数Ｎが高くなると圧力室４の燃料圧力は上昇する
。したがって、エンジンの回転数が高くなると上記逃が
し溝３０を通過する燃料の圧力が高くなって、この燃料
がタイミングスリーブ２３を下方へ押し下げる力Ｆが大
きくなる（第７図参照）。

その結果、第８図に示すように、エンジンの回転数Ｎが
所定回転数以上になって上記力Ｆがスプリング３５のセ
ット力を上回るようになった以降は、工゛ンジンの回転
数Ｎが高くなるにつれて、タイミングスリーブ２３は弁
ハウジング５の下面５ａからより遠くへ離間するように
なり、プリストロークＰを小さくすることができる。逆
に、エンジンの回転数Ｎが下がってくると、タイミング
スリーブ２３は弁ハウジング５に接近するようになり、
プリストロークＰを大きくすることができる。

したがって、エンジンを高速回転させた時には噴射時期
を早め、低速回転させた時には噴射時期を遅くすること
ができる。尚、噴射時期については、上述実施例の場合
にも、噴射時期を早くした時に噴射率が低くなり、噴射
時期を遅くした時に噴射率が高くなるように、・カム１
２の形状が設定されている。

多気筒エンジンの場合には、複数あるプランジャ８が互
いに位相をずらして駆動するので、各タイミングスリー
ブ２３に上記力Ｆが加わるタイミングにも位相差があり
、常にいずれかのタイミングスリーブ２３には力Ｆが作
用するようになっている。そこで、この実施例のように
各タイミングスリーブ２３をタイミングロッド３１及び
作動ピン３２によって連繋し連動するようにすると、あ
るプランジャ８が下降行程に入りそのプランジャ８のタ
イミングスリーブ２３に燃料による力Ｆが直接作用しな
くなった時にも、他のタイミングスリーブ２３に作用す
る力Ｆが作用するようになり、これによって下降行程に
入ったプランジャ８のタイミングスリーブ２３を弁ハウ
ジング５側にスプリングバ、りさせないようにすること
ができる。

これは即ち、エンジンの回転数が一定である限り各プラ
ンジャ８のプリストロークを不変にすることができると
ともに、タイミングスリーブ２３が振動するのを防止す
ることができることに外ならない。

尚、スプリング３５のばね定数を適宜選定することによ
り、あるいはスプリング３５を二段スプリングにしたり
、形状記憶合金から構成することニヨって、第８図に示
すようにプリストローク特性を所望に変えることができ
る。

この発明は上述実施例に制約されず種々の態様が採用可
能である。

例えば、スプリングを個々のタイミングスリーブの下部
とプランジャバレルとの間にそれぞれ配置し、各プラン
ジャの外側を取り巻（ように位置せしめるようにしても
よい。尚、この場合にも多気筒エンジン用の場合には、
各タイミングスリーブをタイミング口・／ドと作動ビン
によって連繋するのが好ましい。

又、上述実施例においてはタイミングスリーブの端面に
突起を設けることにより、プリストローク最大時にもタ
イミングスリーブの端面と燃料溜まり室の壁面との間に
隙間が生ずるようにしているが、タイミングスリーブの
端面に突起を設ける代わりに、燃料溜まり室の壁面に突
起を設けて両者間に隙間を形成するようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明によれば、エンジン回転
数の上昇に伴って圧力室の燃料圧力が上昇するのを利用
し、この燃料圧力をタイミングスリーブに作用せしめ、
燃料圧力による力をスプリングの付勢力に対向させるこ
とができるようになり、その結果、プランジャに対する
タイミングスリーブの位置を燃料圧力の大きさに応じて
変えることができ、したがって、エンジンを高速回転さ
せた時にはプリストロークを小さくし、エンジンを低速
回転させた時にはプリストロークを大きくすることがで
きるようになるという優れた効果が奏される。

又、この発明のプリストローク制御装置では、従来必要
とされていた、タイミングスリーブを駆動するための駆
動装置と、この駆動装置の動作を電気的に制御するため
の制御装置とが不要となり、プリストローク制御装置を
極めて簡単な構造にすることができるという優れた効果
が奏される。又、これによってコストダウンを図ること
もできて極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図までの図面はこの発明の一実施例を示
すものであり、第１図は燃料噴射ポンプの縦断面図、第
２図はタイミングスリーブの外観斜視図、第３図はタイ
ミングスリーブ付勢機構の正面図、第４図から第６図は
燃料圧送状態を示す要部断面図、第７図はエンジン回転
数と燃料圧力に基づくタイミングスリーブに作用する力
との関係を示す線図、第８図はエンジン回転数とプリス
トロークの大きさとの関係を示す線図である。 ４・・・圧力室、 ５ａ・・・弁ハウジングの下面（燃料溜まり室の壁面）
、６・・・燃料溜まり室、　８・・・プランジャ、１９
・・・燃料吸排孔（燃料流通孔）、２０・・・連通孔（
燃料流通孔）、 ２１・・傾斜溝（スピル溝）、 ２２・・・縦孔（スピル溝）、 ２３・・・タイミングスリーブ、　　２８・・・スピル
孔、３０−・・逃がし溝（タイミングスリーブの端面）
、３５・・・スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　軸心方向へ往復動する燃料噴射ポンプのプランジャが
   、燃料溜まり室に収容されたタイミングスリーブを摺動
   自在に貫通して、その先部を圧力室に挿入させ、上記プ
   ランジャの外周面であって上記タイミングスリーブに対
   する摺動面には燃料の通路となるスピル溝が形成され、
   このスピル溝がプランジャの内部に設けられた燃料流通
   孔を介して上記圧力室に連なっており、上記タイミング
   スリーブには一端が上記プランジャに対する摺動面に開
   口し他端が燃料溜まり室に臨んで開口するスピル孔が設
   けられており、而して上記プランジャに対するタイミン
   グスリーブの軸心方向の位置を変えることによりプリス
   トロークを調節する燃料噴射ポンプのプリストローク制
   御装置において、上記タイミングスリーブがスプリング
   によってプリストロークを大きくする方向へ弾性付勢さ
   れており、プリストローク最大時に上記圧力室側に位置
   するタイミングスリーブの端面と上記燃料溜まり室の壁
   面との間に隙間が形成されるようになっていて、燃料送
   出終了後、上記プランジャが更に往動して上記スピル溝
   がタイミングスリーブの上記端面から露出するようにさ
   れていることを特徴とする燃料噴射ポンプのプリストロ
   ーク制御装置。