JPH0433415Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 発明の詳細な説明 本考案は、内燃機関の噴射装置であつて、噴射
弁に特に高い圧力の燃料を供給する噴射ポンプを
有しており、噴射ポンがカム制御されポンプシリ
ンダ内を往復運動するポンプピストンを有してお
り、ポンプピストンが回動可能であつてかつ、噴
射開始を規定するピストン軸線に対して斜めに若
しくは直角に延びる上方の制御縁並びにこの制御
縁に対して軸線方向にずらして、噴射終了を規定
するピストン軸線に対して斜めに若しくは直角に
延びる下方の制御縁を有し、これらの制御縁で以
つて流入通路及び逃し通路を開閉制御するように
なつており、流入通路及び逃し通路がポンプ圧力
室と燃料供給装置に接続された吸込み兼戻し流室
との間を延びている形式のものに関する。

冒頭に述べたようなポンプピストンを有する噴
射ポンプを備えた噴射装置は、”Schiff und
Hafen／Kommandobru¨cke，33巻、1981年第３
号、40ページ”から公知である。ポンプピストン
軸線に対して斜めに若しくは直角に配置された制
御縁を用いて、ポンプピストンを回動させること
によつて噴射過程の開始及び終了を早め若しくは
遅らせること並びに噴射しようとする燃料量を変
化させることが可能である。しかしながら、噴射
開始、噴射終了及び噴射しようとする燃料量の変
動は制御縁間の所定の不変な相対位置関係で行わ
れる。すなわち所定の噴射開始にはクランク角に
関連して所定の噴射終了、ひいては所定の噴射量
が対応させられている。このような噴射装置にお
いては著しく良好な燃料消費値は特に部分負荷範
囲でしか得られない。

本考案の目的は、冒頭に述べた形式の噴射装置
を改善して、内燃機関の部分負荷範囲だけではな
く、負荷範囲全体にわたつて十分に良好な燃料消
費を可能にすることである。

このような目的を達成するために本考案の構成
では、冒頭で述べた形式の噴射装置において、両
方の制御縁が互いに相対回動可能であるようにポ
ンプピストンが構成されており、各制御縁に所属
して、制御兼調整装置を備えた固有の回動機構が
それぞれ配置されており、制御兼調整装置が両方
の制御縁の共通の若しくは互いに無関係な回動運
動を生ぜしめるようになつており、流入通路が上
方の制御縁に所属して配置され、この制御縁によ
つて閉開制御可能であるのに対して、逃し通路が
下方の制御縁に所属して配置され、ポンプ圧力室
の、ポンプピストン−上死点位置の上側から分岐
してポンプシリンダのシリンダ周壁を通つて延び
かつ流入通路の下側でポンプシリンダ内に開口し
ていて、下方の制御縁によつて開閉制御されるよ
うになつている。本考案の有利な実施態様が実用
新案登録請求の範囲第２項以下に記載してある。

本考案に基づく構成、すなわち両方の制御縁が
互いに回動可能であるようにポンプピストンを構
成したことによつて、噴射開始も噴射終了も、ひ
いては噴射しようとする燃料量もそれぞれ互いに
無関係に最適な点に調節することが可能である。
各制御縁のこのような互いに無関係な調節によつ
ては内燃機関の負荷範囲全体にわたつて燃料消費
を最適にすることができ、もちろん異なる燃料質
を考慮に入れることができる。

西ドイツ国特許第613373号明細書によつてすで
に公知の内燃機関用の燃料噴射ポンプにおいて
は、噴射開始を規定する制御縁も噴射終了を規定
する制御縁も、噴射開始、噴射終了及び噴射しよ
うとする燃料量を変動させるために互いに若しく
は一緒に回動可能である。しかしながら、公知の
噴射ポンプは1020kgf／cm²及びそれ以上の過度に
高い圧力の重油を吐出するためには構造的な所与
に基づき使用され得ない。それというのは、ポン
プピストンは縦孔を有しており、この縦孔内で最
大の噴射圧力が内側から外側へ作用するので、ポ
ンプピストンの膨張が全く避けられず、これはと
もかく高い摩擦を生ぜしめ、最悪の場合にはポン
プピストンがシリンダ内に食込むことになる。さ
らにこの公知の噴射ポンプの欠点は、噴射終了を
規定する制御縁を有する制御スリーブがポンプの
運転中に著しく回動しにくいことにある。制御ス
リーブが回動しにくいのは、制御スリーブにポン
プピストンの縦孔から分岐する横孔により半径方
向で内側から外側へ向いた高い圧力が作用し、こ
の圧力は制御スリーブの片側への作用に基づき制
御スリーブを傾倒せしめ、制御スリーブを周囲の
ポンプケーシング壁へ片側から圧着するからであ
る。さらに制御スリーブの膨張も常に制御スリー
ブに作用する過度に高い圧力に基づき避けられ
ず、これは著しい漏れ及び圧力損失をもたらす。
著しい漏れは少なくとも噴射ポンプ内での必要な
高い噴射圧力の形成を妨げることになり、従つて
必要な最大圧力が所期の時点ではなく、遅い時点
になつて始めて得られる。さらに公知の噴射ポン
プにおいては互いに回動可能な制御スリーブ及び
調節スリーブの製作及び相互間の整合が比較的困
難である。それというのは過度に高い圧力の形成
を可能にするために、制御スリーブ及び調節スリ
ーブの著しく高い同軸性並びに極めて小さなはめ
合い許容誤差を必要とするからである。さらにこ
のような噴射ポンプ構造は、1020kgf／cm²及びそ
れ以上の高い圧力の燃料を吐出するために用いる
場合には、制御スリーブ及びこれに係合する制御
ロツドを介して制御縁調節を行うために極めて大
きな調節力を生ぜしめる調節装置を必要とする。

これに対して本考案に基づく噴射装置は製作費
が著しくわずかでかつ極めて高い噴射圧力に適し
ている。本考案に基づく噴射ポンプは著しく迅速
な圧力形成を可能にする。それというのはポンプ
ピストンの上方の端面が溝若しくは類似のものに
よつて中断されていないのでポンプシリンダの横
断面を完全に満たしているからである。さらに有
利にはポンプピストンが片側ではなく均一に負荷
される。ポンプピストンとポンプシリンダとの間
の摩擦が、ピストンヘツドの範囲の周囲の閉じら
れたピストン周面並びにこれによる周囲の均一な
すき間圧力に基づき比較的わずかである。さらに
本考案に基づく構成により、ポンプピストンとポ
ンプシリンダとのはめ合い誤差が通常より小さく
なり、その結果漏れが公知の噴射ポンプよりもわ
ずかであり、これによつて比較的長時間にわたつ
て十分に迅速な圧力形成が保証される。本考案に
よる噴射ポンプの構成部分は西ドイツ国特許第
613373号明細書に記載された噴射ポンプの構成部
分よりわずかで軽く、安価に製作可能である。

次に図面を用いて本発明の実施例を具体的に説
明する。

内燃機関の噴射装置は噴射ポンプ１を有してお
り、この噴射ポンプは供給導管２を介して接続さ
れた噴射弁３に燃料、特にほぼ1631kgf／cm²まで
の高い圧力の重油を供給するために用いられる。
ポンプケーシング４内にポンプシリンダ５が差込
まれている。ポンプシリンダには上側に圧力弁７
並びに圧力弁保持体８のための弁支持体６が接続
されている。圧力弁保持体はねじ（図示せず）を
用いてポンプケーシング４に固定されており、こ
れによつて弁支持体６並びにポンプ５がポンプケ
ーシング４内に固定されている。噴射ポンプ１
は、燃料制御カム９によつて制御されポンプシリ
ンダ５内を往復運動するポンプピストン１０を有
している。ポンプピストン１０は回動可能であ
り、かつ噴射開始を規定する上側の制御縁１１並
びにこれに対して軸線方向にずらして噴射終了を
規定する下側の制御縁１２を有している。両方の
制御縁はピストン軸線に対して一部分は斜めにか
つ残りの一部分は直角に延びている。噴射ポンプ
１の運転に際し制御縁１１及び１２によつて流入
通路１３並びに逃し通路１４が開閉制御可能であ
る。流入通路１３及び逃し通路１４はポンプ圧力
室１５並びに吸込み兼戻し流室１６との間を延び
ている。吸込み兼戻し流室は燃料供給装置に接続
されており、燃料供給装置はフイードポンプ１７
を有しており、フイードポンプは燃料をタンク１
８から送り出し、供給導管１９を介して吸込み兼
戻し流室１６に供給する。吸込み兼戻し流室１６
はポンプケーシング４内に形成され、ポンプシリ
ンダ５をリング状に取囲んでいる。ポンプ圧力室
１５は、出口側でポンプ圧力室から分岐する流出
通路内に差込まれた圧力弁７によつて制限されて
いる。

ポンプピストン１０は両方の制御縁１１と１２
とが互いに相対回動可能であるように構成されて
いる。さらに各制御縁１１及び１２に所属して、
後に詳細に述べる固有の回動機構が配置されてお
り、回動機構には制御兼調整装置が設けられてお
り、制御兼調整装置により両方の制御縁１１及び
１２の一方若しくは他方への共通の若しくはその
つど互いに無関係な回動運動が可能になる。流入
通路１３は上方の制御縁１１に所属して配置さ
れ、この制御縁によつて開閉制御可能である。こ
れに対して逃し通路１４は下方の制御縁１２に所
属して配置され、この制御縁によつて開閉制御可
能であり、逃し通路はポンプピストンの上死点位
置の上側のポンプ圧力室１５から分岐している。

下方及び上方の制御縁１１及び１２の本考案に
基づく回動可能性により、噴射過程の開始若しく
は終了が所属の機関ピストンの上死点位置に関連
して早め若しくは遅らせられ得る。さらに噴射し
ようとする燃料量が増大若しくは減少可能であ
る。

第１図及び第２図の両方の実施例においてはポ
ンプピストン１０は、上方の制御縁１１及び歯２
１を有するピストン基体２０、並びにピストン基
体２０に回動可能に支承されたスリーブ状のピス
トン套壁部分２２から成つており、ピストン套壁
部分は同じく下方の制御縁１２及び歯２３を有し
ている。ピストン基体２０は横断面円形のシリン
ダヘツド２４を有しており、シリンダヘツドは端
面側に上方の制御縁１１を有し、円形の周面で可
能なかぎり液密に、すなわち著しくわずかな遊び
でポンプシリンダ５内に案内されている。ピスト
ンヘツド２４の下方にはピストンヘツドに比べて
直径の小さい円筒状の支承軸２５が接続してお
り、この支承軸にはピストン套壁部分２２が回動
可能にかつ軸線方向の移動に対して確保して支承
されている。第１図及び第２図から明らかなよう
に、ピストン套壁部分２２は、圧力ピン２６を用
いて支承軸２５の下方に圧縮ばね２８のために固
定された支持体２７を介してピストン基体２０に
軸線方向で確保されている。小鉢状に構成された
支持体２７はポンプピストン１０のための支持部
を形成していて、ピストン套壁部分２２と接触す
る底部２９で以つて支承軸２５の下方の端面に支
持されている。圧縮ばね２８は支持体２７の半径
方向に突出するフランジ３０とこのフランジから
軸線方向に距離をおいてポンプケーシング４内に
形成された支持面３１との間に緊定されている。
圧力ピン２６は支持体２７を支承軸２５に固定す
るほかに、支承軸を押し棒３２に接続し、押し棒
はポンプケーシング４内に案内され、押し棒に支
承されたローラ３３を介して燃料制御カム９を走
査するようになつており、この場合ローラ３３は
圧縮ばね２８によつて燃料制御カムと常に接触せ
しめられている。

第１図の実施例において歯２１は支承軸２５に
形成されていて、ピストン基体２０、ひては上方
の制御縁１１を回動させるために役立つ。これに
対して第２図の実施例においては歯２１は外側で
調節スリーブ３４に形成されており、この調節ス
リーブはピストン套壁部分２３の下側でこのピス
トン套壁部分に続いて支承軸２５の回動不能に取
付けられている。調節スリーブ３４と調節スリー
ブ３４によつて取囲まれる支承軸２５の部分との
間の回動確保は両方の部分の形状によつて行わ
れ、支承軸２５は円形とは異なり、四角形若しく
は方形の横断面若しくは外歯を有しており、この
横断面若しくは外歯に調節スリーブ３４の貫通孔
が適合せしめられている。

第１図の実施例においては歯２１及び２３はほ
ぼ同じ高さに配置されている。この場合支承軸２
５に配置された歯２１はピストン套壁部分２２の
窓状の切欠き３５によつて外から接近可能であ
る。

図示の各実施例においてピストン套壁部分２２
はピストンヘツド２４に隣接する円筒形の部分区
分３６を有しており、この部分区分の直径はピス
トンヘツド２４の直径と同じかわずかに小さくな
つている。歯２３の上側に接続する部分区分３６
の内側には下方の制御縁１２が配置されている。
下方の制御縁は両方の実施例においては半径方向
の環状の溝３７の上側の側壁によつて形成されて
いる。この溝３７は逃し通路１４の一部を形成し
ており、逃し通路はさらに、ポンプ圧力室１５に
隣接するポンプ部分内で横孔１４１，１４３，１
４４及び縦孔１４２並びに溝３７から分岐する縦
溝１４５及び、ポンプシリンダ孔を取囲むリング
溝１４６によつて形成されている。リング溝から
は横孔１４４が分岐し、吸込み兼戻し流室１６に
開口している。このようにして形成された逃し通
路１４は、部分区分３６の溝３７の上側で直接ピ
ストンヘツド２４の下側に位置し閉鎖部材を形成
する円筒形の区分３８によつて、ピストン行程運
動に関連して遮断可能並びに制御縁１２によつて
開放制御可能であり、この場合横孔１４３の開口
断面は開放され、横孔は溝３７に接続する。ピス
トン套壁部分２２並びにピストン基体２０に所属
して、回動運動を可能にするためにそれぞれ、直
歯の付けられた制御ロツド３９若しくは４０が配
置されており、この場合制御ロツド３９はピスト
ン基体２０の歯２１に係合し、制御ロツド４０は
ピストン套壁部分２２の歯２３に係合している。
両方の制御ロツド３９及び４０はポンプケーシン
グ４内の対応する孔内に軸線方向移動可能に支承
され、ポンプケーシング４の外側に存在する調整
兼制御装置４１若しくは４２に接続されている。
調整兼制御装置は制御ロツド３９若しくは４０と
の接続部を含めて略示してある。調節装置として
は液力式に作動せしめられる伝動部材若しくは電
気式の調節モータが用いられる。調整兼制御装置
４１は有利には電気式のステツプ切換モータから
成つており、ステツプ切換モータは調節パルスを
マイクロプロセツサから受け取り、マイクロプロ
セツサはピストン基体２０、ひいては噴射開始を
制御する上方の制御縁１１の最適な角度位置を機
関の内部及び外部の運転フアクタに関連して算出
する。噴射終了を規定する下方の制御縁１２の調
節に役立つ調整兼制御装置４２は例えば、負荷に
関連して作動する機械式若しくは電気式の回転数
調整装置から成つており、回転数調整装置は調整
ロツドを介して制御ロツド４０に、この制御ロツ
ドひいては下方の制御縁１２を調節するために作
用する。

第３図には制御縁１１及び１２が互いにかつ流
過断面の開閉制御可能な流入通路１３及び逃し通
路１４に対する相対位置関係で概略的に示してあ
る。この場合点Ａは最も早い噴射開始を示してい
るのに対して、点Ｂは最も遅い噴射開始を示して
いる。点Ｃは最も早い噴射終了を示しているのに
対して点Ｄは最も遅い噴射終了を示している。制
御縁１１の単独の回動運動−図面で見て左側への
制御縁の移動−によつて噴射開始が点Ａから点Ｂ
に向かつて遅らされる。制御縁１２の単独の回動
運動−図面で見て右側への制御縁の移動−によつ
て噴射終了が点Ｃから点Ｄに向かつて遅らされ
る。上方の制御縁１１と下方の制御縁１２とを同
時に回動させることによつて噴射開始並びに噴射
終了が点Ａと点Ｂとの間若しくは点Ｃと点Ｄとの
間で早められ若しくは遅らされ、噴射しようとす
る燃料も制御可能である。

従つて本考案により、内燃機関の各負荷範囲の
燃料噴射を燃料消費に適合させることができる。

制御縁１１及び１２は第１図〜第３図に示した
形に限定されるものではなく、別の形に形成され
てもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は本考案による噴射装置の第１実施例の断面
図、第２図は本考案による噴射装置の第２実施例
の断面図、第３図は本考案による噴射装置の制御
縁の展開図である。 １……噴射ポンプ、２……供給導管、３……噴
射弁、４……ポンプケーシング、５……ポンプシ
リンダ、６……弁支持体、７……圧力弁、８……
圧力弁保持体、９……燃料制御カム、１０……ポ
ンプピストン、１１及び１２……制御縁、１３…
…流入通路、１４……逃し通路、１５……ポンプ
圧力室、１６……吸込み兼戻し流室、１７……フ
イードポンプ、１８……タンク、１９……供給導
管、２０……ピストン基体、２１……歯、２２…
…ピストン套壁部分、２３……歯、２４……ピス
トンヘツド、２５……支承軸、２６……圧力ピ
ン、２７……支持体、２８……圧縮ばね、２９…
…底部、３０……フランジ、３１……支持面、３
２……押し棒、３３……ローラ、３４……調節ス
リーブ、３５……切欠き、３６……部分区分、３
７……溝、３９及び４０……制御ロツド、４１及
び４２……調整兼制御装置、１４１……横孔、１
４２……縦孔、１４３及び１４４……横孔、１４
５……縦溝、１４６……リング溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 内燃機関の噴射装置であつて、噴射弁に燃料
   を供給する噴射ポンプを有しており、噴射ポン
   プがカム制御されポンプシリンダ内を往復運動
   するポンプピストンを有しており、ポンプピス
   トンが回動可能であつてかつ、噴射開始を規定
   するピストン軸線に対して斜めに若しくは直角
   に延びる上方の制御縁並びにこの制御縁に対し
   て軸線方向にずらして、噴射終了を規定するピ
   ストン軸線に対して斜めに若しくは直角に延び
   る下方の制御縁を有し、これらの制御縁で以つ
   て流入通路及び逃し通路を開閉制御するように
   なつており、流入通路及び逃し通路がポンプ圧
   力室と燃料供給装置に接続された吸込み兼戻し
   流室との間を延びている形式のものにおいて、 両方の制御縁１１，１２が互いに相対回動可
   能であるようにポンプピストン１０が構成され
   ており、 各制御縁１１，１２に所属して、制御兼調整
   装置４１，４２を備えた固有の回動機構がそれ
   ぞれ配置されており、制御兼調整装置が両方の
   制御縁１１，１２の共通の若しくは互いに無関
   係な回動運動を生ぜしめるようになつており、 流入通路１３が上方の制御縁１１に所属して
   配置され、この制御縁によつて開閉制御可能で
   あるのに対して、逃し通路１４が下方の制御縁
   １２に所属して配置され、ポンプ圧力室１５
   の、ポンプピストン−上死点位置の上側から分
   岐してポンプシリンダのシリンダ周壁を通つて
   延びかつ流入通路１３の下側でポンプシリンダ
   ５内に開口していて、下方の制御縁によつて開
   閉制御されるようになつていることを特徴とす
   る、内燃機関の燃料噴射装置。 ２ ポンプピストン１０が、上方の制御縁１１及
   び歯２１を有するピストン基体２０と、ピスト
   ン基体２０に回動可能に支承されたスリーブ状
   のピストン套壁部分２２とから成つており、ピ
   ストン套壁部分が下方の制御縁１２及び歯２３
   を有している実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の噴射装置。 ３ ピストン基体２０が、端面側に上方の制御縁
   １１を形成し套壁面で以つて液密にポンプシリ
   ンダ５内に案内された円筒形のピストンヘツド
   ２４を有しており、このピストンヘツドの下側
   に軸線方向の移動に対して確保されたピストン
   套壁部分２２を回動可能に支承するための直径
   の小さい円筒形の支承軸２５が接続している実
   用新案登録請求の範囲第２項記載の噴射装置。 ４ ピストン套壁部分２２がピストン基体２０
   に、圧縮ばね２８のために支承軸２５に圧力ピ
   ン２６を用いて取付けられた保持体２７を介し
   て軸線方向で保持されており、圧力ピン２６が
   押し棒３２への接続部材を成しており、押し棒
   がポンプケーシング４内に案内されかつ圧縮ば
   ね２８によつて負荷され、押し棒に支承された
   ローラ３３を介して燃料制御カム９を走査する
   ようになつている実用新案登録請求の範囲第３
   項記載の噴射装置。 ５ ピストン基体２０に所属して設けられた歯２
   １が、ピストン套壁部分２２を支承する支承軸
   ２５に形成されている実用新案登録請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれか１項に記載の
   噴射装置。 ６ ピストン基体２０に所属して設けられた歯２
   １が外側で調節スリーブ３４に形成されてお
   り、調節スリーブ３４がピストン套壁部分２２
   の下側でこのピストン套壁部分に続いてピスト
   ン基体２０の支承軸２５にこの支承軸と相対回
   動不能に取付けられている実用新案登録請求の
   範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記
   載の噴射装置。 ７ 歯２１，２３がほぼ同じ高さでピストン套壁
   部分２２若しくは支承軸２５に配置されてお
   り、支承軸２５の歯２１がピストン套壁部分２
   ２の窓状の切欠き３５によつて外側から接近可
   能である実用新案登録請求の範囲第５項記載の
   噴射装置。 ８ スリーブ状のピストン套壁部分２２がピスト
   ンヘツド２４に隣接する円筒形の部分区分３６
   を有しており、この部分区分の直径がピストン
   ヘツド２４の直径と同じであるかわずかに小さ
   くなつており、部分区分３６の内側に下方の制
   御縁１２が配置され、部分区分の下側に歯２３
   が配置されている実用新案登録請求の範囲第１
   項から第７項までのいずれか１項に記載の噴射
   装置。 ９ 下方の制御縁１２がピストン套壁部分２２の
   半径方向の環状の溝３７の上側の側壁によつて
   形成されている実用新案登録請求の範囲第１項
   から第８項までのいずれか１項に記載の噴射装
   置。 10 ピストン套壁部分２２の溝３７が逃し通路１
   ４の、ポンプ圧力室１５に隣接する噴射ポンプ
   １の部分の横孔１４１，１４３，１４４及び縦
   孔１４２によつて形成される部分以外の部分を
   形成しており、逃し通路１４がピストン套壁部
   分２２の部分区分３６の、溝３７の上側でピス
   トンヘツド２４のすぐ下側に位置し閉鎖部材を
   形成する円筒形の区分３８によつて、ポンプピ
   ストン行程運動に関連して遮断可能若しくは下
   方の制御縁１２によつて開放制御可能である実
   用新案登録請求の範囲第１項から第９項までの
   いずれか１項に記載の噴射装置。 11 ピストン套壁部分２２並びにピストン基体２
   ０に所属して、ピストン套壁部分若しくはピス
   トン基体を回動させるために直歯の付けられた
   制御ロツド３９，４０がそれぞれ配置されてお
   り、これらの制御ロツドが直歯で以つてピスト
   ン基体２０の歯２１若しくはピストン套壁部分
   ２２の歯２３に係合していて、ポンプケーシン
   グ４内に軸線方向移動可能に支承されかつ、ポ
   ンプケーシング４の外側に存在する調整兼制御
   装置４１，４２に接続されている実用新案登録
   請求の範囲第１項から第10項までのいずれか１
   項に記載の噴射装置。 12 少なくとも、噴射開始を規定する上方の制御
   縁に所属して、マイクロプロセツサを有する調
   整兼制御装置４１が配置されている実用新案登
   録請求の範囲第１項から第11項までのいずれか
   １項に記載の噴射装置。