JPH0444826Y2 - - 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に用いられる燃料
噴射ポンプにおける燃料噴射時期制御装置に関す
るものである。

（従来技術） デイーゼルエンジンにおいては、エンジン回転
数上昇に伴つて燃料噴射時期を進角させるための
スピードタイマを備えているのが一般的である。
このスピードタイマは、高圧室と低圧室とを画成
するタイマピストンを備えて、エンジンにより駆
動されるポンプからの吐出燃料（高圧燃料）で充
満される高圧燃料室に対して上記高圧室が連通さ
れる一方、上記低圧室は例えば上記ポンプの吸込
側（低圧側）に連通されている。そして、上記高
圧室と低圧室との差圧に応じたタイマピストンの
押圧力と所定のばね力に設定されたバランススプ
リングとの釣合に応じた当該タイマピストンの変
位位置に応じて、燃料噴射時期（進角量）が決定
されるようになつており、上記差圧が大きくなる
程進角量がリニアに大きくされる。

ところで、高地（大気圧の小さい場所）では、
低地（大気圧の大きい場所）に比して空気密度が
小さくなるため、エンジン出力の低下や失火が生
じ易くなる、という問題を生じる。このため従
来、実開昭59−56336号公報に示すように、前記
スピードタイマに対して、高度（大気圧）補正装
置を設けるようにしたものが提案されている。す
なわち、前記高圧室と低圧室とを連通する連通路
を設けると共に、この連通路の有効開口面積を、
大気圧の変動に応じてストロークされるプランジ
ヤを利用して、大気圧が小さいときには大気圧の
大きいときに比して小さくすることにより、高圧
室と低圧室との差圧が大きくなる方向に補正し
て、この差圧を大きくした分燃料噴射時期をより
進角させ、これによつてエンジン出力の低下や失
火を防止するようにしたものが提案されている。

一方、燃料噴射ポンプは、エンジン負荷に応じ
て燃料噴射時期を遅角させるロードタイマをも備
えている。すなわち、このロードタイマは、前記
スピードタイマの高圧室が連なる高圧燃料室を低
圧側へ連通させるリリーフ通路に設けられて、低
負荷時にはこのリリーフ通路を開くことによりス
ピードタイマの高圧室の圧力を低下させてNOx
や騒音の低減を図る一方、高負荷時にはこのリリ
ーフ通路を閉じておくことにより十分な出力を確
保するようにしている。そして、高地での出力確
保のため、特開昭57−119132号公報に示すよう
に、高地ではロードタイマの作動に拘らずリリー
フ通路を閉じるようにして、燃料噴射時期を全体
的に進角させるようにしたものが提案されてい
る。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、エンジン高負荷時における燃料噴射
時期の進角の度合は、ノツキングの関係があつて
限度あり、この高負荷時における進角の限界のた
め、高地において、エンジン低負荷時における十
分な進角が得られなくなつて、この低負荷時に失
火を生じ易いものとなつていた。

したがつて、本考案の目的は、高地において、
エンジン高負荷時におけるノツキングを防止しつ
つ、エンジン低負荷時における進角量をより一層
大きくし得るようにして、当該低負荷時における
失火を確実に防止し得るようにした燃料噴射時期
制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用） 前述の目的を達成するため、本考案において
は、スピードタイマに付設されている大気圧変動
に応じて変位する変位部材を有効に利用して、ロ
ードタイマのリリーフ通路の有効開口面積すなわ
ち進角量を調整するようにしてある。具体的に
は、 低圧室と高圧燃料室に連なる高圧室との差圧が
大きくなるほど燃料噴射時期を進角させるスピー
ドタイマと、前記高圧燃料室を低圧側へ連通する
リリーフ通路をエンジン負荷が小さいときに開き
エンジンが大きいときに閉じるロードタイマとを
備えた燃料噴射時期制御装置において、 前記高圧室と低圧室とを連通する連通路と前記
ロードタイマ下流側のリリーフ通路とを少なくと
も部分的に並設させると共に、該並設部分にプラ
ンジヤを配設して、該プランジヤが所定の一方向
に変位したときに該連通路とリリーフ通路との有
効開口面積がそれぞれ小さくなるように、また該
プランジヤが他方向に変位したときに該連通路と
リリーフ通路との有効開口面積がそれぞれ大きく
なるように設定され、 大気圧の大きさに応じて変位される変位部材に
対して前記プランジヤが、大気圧が小さくなるほ
ど該プランジヤが前記一方向へ変位されるように
連動されている、 ような構成としてある。

このような構成とすることにより、高地におい
て、エンジン低負荷時には燃料噴射時期の十分な
進角が得られて失火を防止、ひいては出力が確保
される一方、エンジン高負荷時には当該進角の度
合を小さくしてノツキングの発生を防止しつつ出
力を確保することができる。

（実施例） 以下本考案の実施例を添付した図面に基づいて
説明する。

第１図においてＡはいわゆるVE型とされた分
配式の燃料噴射ポンプを示し、これについて説明
すると、ハウジング１に一体化されたバレル２内
に、プランジヤ３が回転自在かつ摺動自在として
嵌挿されている。また、ハウジング１には、プラ
ンジヤ３に対して直列にドライブシヤフト４が回
転自在に保持され、このドライブシヤフト４によ
り、上記プランジヤ３の他、ベーン式のポンプ５
および後述するガバナ機構６が回転駆動されるよ
うになつている。勿論、ドライブシヤフト４は、
図示を略すエンジンにより回転駆動されるもので
ある。

前記ハウジング１内には、ポンプ５からの吐出
燃料で充満された高圧燃料室Ｂが形成され、この
高圧燃料室Ｂが、吸込通路８を介して前記バレル
２内に開口されている。このバレル２内には、プ
ランジヤ３により圧力室Ｄが画成される一方、プ
ランジヤ３の先端部外周には、その周回方向に間
隔をあけて、気筒数に応じた数のインテークスリ
ツト９が形成され、プランジヤ３の回転および摺
動位置に応じてインテークスリツト９が吸込通路
８と合致されたときに、圧力室Ｄに燃料が供給さ
れるようになつている。また、プランジヤ３内に
は、常時圧力室Ｄに開口する吐出通路１０が形成
されると共に、該吐出通路１０に連なつてプラン
ジヤ３の側面に開口する１つの吐出口１１が形成
されている。そして、バレル２の周面には、その
周回り方向に間隔を明けて気筒数に応じた数の分
配口１２が開口され、プランジヤ３の回転および
摺動位置に応じて、吐出口１１が分配口１２に順
次連通されるようになつている。勿論、この各分
配口１２は、接続口１３より、それぞれ図示は略
すが、デリバリバルブ、配管を介してエンジンの
各気筒に設けた燃料噴射ノズルに接続されてい
る。

上述のような構成により、前記プランジヤ３
は、その回転および摺動に応じて、前記圧力室Ｄ
への燃料供給（圧力室Ｄの膨張、およびインテー
クスリツト９の吸気通路８に対する連通）と、圧
力室Ｄ内の燃料圧送（吐出口１１と分配口１２と
の連通）とを行なつて、所定順序で燃料噴射ノズ
ルへ燃料を圧送する。このようなプランジヤ３の
回転位置に応じた摺動位置を所定のものとするた
め、プランジヤ３にカムプレート１５が一体化さ
れ、このカムプレート１５に突設された気筒数に
応じた数のカム面１５ａが、順次ローラ１６に当
接することにより、その回転位置に応じた所定の
摺動位置をとり得るようにされている。このロー
ラ１６は、後述するようにポンプ５からの燃料圧
に応じて変位されるスピードタイマ１７のタイマ
ピストン１８により、ロツド１９を介してカムプ
レート１５の周回方向に若干変位されるようにな
つており、これにより、エンジン回転数に応じて
燃料噴射時期が進角されることとなる。

なお、前記スピードタイマ機構１７とポンプ５
とは、理解を容易にするため、第１図において
は、通常良く行われているようにプランジヤ３に
対して90°ずれた方向として描かれている。

燃料噴射ノズルへの燃料量の調整は、プランジ
ヤ３に外周に摺動自在に嵌挿されたコントロール
スリーブ２０を、レバー機構２１、既知のスプリ
ング機構２２（図面では簡略化して示している）
を介して、コントロールレバー２３を操作するこ
とによつて行われる。すなわち、プランジヤ３に
は、吐出路１０に連なると共に高圧燃料室Ｂに開
口するリリーフポート２４が形成され、このリリ
ーフポート２４の開口時期（プランジヤ３の有効
ストーク）が、コントロールスリーブ２０をプラ
ンジヤ３に対して相対変位させることによつて調
整される。また、このコントロールスリーブ２０
の位置は、前述したガバナ機構６によつても調整
されるものであり、このため、前記ドライブシヤ
フト４に一体の歯車２５Ａに噛合する歯車２５Ｂ
に対して、フライウエイト２６が一体回転するよ
うに設けられ、エンジン回転数すなわちドライブ
シヤフト４の回転数に応じたフライウエイト２６
の変位量が、前記歯車２５Ｂを保持する軸２７に
摺動自在とされたスリーブ２８を介して、前記レ
バー機構２１に伝達されるようになつている。な
お、吸込通路８は、電磁式のカツトオフバルブ３
０によつて開閉されるようになつている。

前記スピードタイマ１７は、ハウジング１に形
成されたシリンダ３１を備えて、このシリンダ３
１内に、タイマピストン１８が摺動自在に嵌挿さ
れている。このタイマピストン１８によつて、シ
リンダ３１内は、タイマピストン１８の一端面
（第１図右端側）側において高圧室Ｅが、また他
端面側に低圧室Ｆが画成されている。この高圧室
Ｅには、タイマピストン１８に形成された流入路
３２を介して、常時高圧燃料室Ｂの高圧の油圧が
導入されるようになつている。また、上記低圧室
Ｆは、連通路３７を介して、低圧側すなわちポン
プ５の流入口側に常時連通されている。そして、
タイマピストン１８は、低圧室Ｆ内に配設したバ
ランスプリング３３によつて、高圧室Ｅ側（第１
図右方側）へ向けて付勢されている。

前記スピードタイマ１７に対しては、第２図に
示すような高度（大気圧）補正装置４１が付設さ
れている。この高度補正装置４１は、有底筒状の
ケーシング４２と、該ケーシング４２の一端開口
側に着座されて実質的にシリンダを構成する筒状
のガイド４３と、を有し、ガイド４３を燃料噴射
ポンプＡのハウジング１に嵌合した状態で、ケー
シング４２を該ガイド４３を押えつつハウジング
１に固定することにより、該両者４２と４３とが
ハウジング１に一体化されている。

上記ガイド４３内にはプランジヤ４４が摺動自
在に嵌挿され、該プランジヤ４４の基端部（第２
図右端部）は、ケーシング４２内に延在されてい
る。このケーシング４２内は、開口４５を通して
常時大気と連通された大気室Ｇとされ、この大気
室Ｇ内には、ベロース４６が収納されている。こ
のベロース４６は、弾性体により蛇腹状の筒状体
とされた本体４６ａと、該本体４６ａの各開口端
を気密に閉塞するように一体化された断面略ハツ
ト状の端壁部材４６ｂとから構成され、このよう
なベロース４６内は、所定の圧力および温度下に
おいて所定圧の気体が封入された基準圧室Ｈとさ
れている。

上記ベロース４６は、その各端に設けた端壁部
材４６ｂを利用して、前記プランジヤ４４と該プ
ランジヤ４４の延長線上においてケーシング４２
に螺合された調整ロツド４７との間に架設されて
いる。また、プランジヤ４４は、バランススプリ
ング４８により、ベロース４６を縮める方向すな
わち調整ロツド４７へ向けて付勢されている。こ
れにより、大気室Ｇ内の圧力が高まるとベロース
４６が縮長され、また大気室Ｇ内の圧力が低下す
るとベロース４６が伸長され、このようなベロー
ス４６の伸縮に伴つて、プランジヤ４４が大気圧
に応じた変位位置とされる。なお、この大気圧に
応じたプランジヤ４４の変位位置の微調整は、調
整ロツド４７を、ケーシング４２外より回転操作
してその螺合位置を変更することにより行われ、
この微調整後に、ロツクナツト４９により調整ロ
ツド４７がロツクされる。

前述したプランジヤ４４は、スピードタイマ１
７の高圧室Ｅと低圧室Ｆとを連通するハウジング
１に形成された連通路５１の有効開口面積を調整
するものとなつている。すなわち、高圧室Ｅより
伸びる上流側連通路５１ａが、ガイド４３に形成
された小さな有効開口面積の開口４３ａを介して
該ガイド４３内（の通路４３ｃ）に開口され、ま
た低圧室Ｆへ連なる下流側連通路５１ｂの上流側
が、ガイド４３に形成された大きな有効開口面積
の開口４３ｂを介して該ガイド４３内（の通路４
３ｃ）に開口されている。

一方、前記高圧燃料室Ｂ内にあるガバナ機構６
のスリーブ２８外側面には、開口３４が形成さ
れ、これに対応して、スリーブ２８を保持した軸
２７には、その側面に開口するリリーフ通路３５
が形成されている。このリリーフ通路３５は、軸
２７内およびハウジング１の壁内を通つて後述す
るように、前記高度補正装置４１におけるプラン
ジヤ４４を経由して最終的に低圧側すなわちポン
プ５の吸込側に連なつている。上記開口３４とリ
リーフ通路３５とによつてロードタイマ３６が構
成されるものであり。図示を略すアクセルペダル
に連動したコントロールレバー２３の操作量が小
さいとき、すなわちエンジン低負荷時（例えばア
クセル3/4開度以下）には、スリーブ２８の変位
位置関係によつて、その開口３４すなわち高圧燃
料室Ｂがリリーフ通路３５と連通され、またエン
ジン高負荷時にはこの連通が遮断される。

前述したリリーフ通路３５のうち、上流側通路
３５ａは、第２図に示すように、前述したガイド
４３に形成された通さな有効開口面積の開口４３
ｄを介して該ガイド４３内（の通路４３ｃ）に開
口され、また低圧室Ｆへ連なる下流側通路３５ｂ
は連通路５１，５１ｂと共用とされて、その上流
側が、ガイド４３に形成された大きな有効開口面
積の開口４３ｅを介して該ガイド４３内（の通路
４３ｃ）に開口されている。

ここで、前記プランジヤ４４は、第２図に示す
ように、その先端部（第２図左端部）側より順
次、大径部４４ａ、小径部４４ｂ、大径部４４
ｃ、小径部４４ｄ、大径部４４ｅとされて、前述
したガイド４３の両開口４３ａと４３ｂとは、上
記大径部４４ａと４４ｃとの間すなわち小径部４
４ｂ該周囲に形成される空間を介して連通され得
るようになつている。また、ガイド４３の両開口
４３ｄと４３ｅとは、上記大径部４４ｃと４４ｅ
との間の空間を介して連通され得るようになつて
いる。そして、プランジヤ４４の変位位置に応じ
て、大径部４４ｃの先端肩部によつて、開口４３
ａの有効開口面積（連通路５１の有効開口面積）
が調整されるようになつており、このようにし
て、開口４３ａとプランジヤ４４とが、第１可変
絞りを構成している。同様に、プランジヤ４４の
変位位置に応じて、大径部４４ｅの先端肩部によ
つて、開口４３ｄの有効開口面積（リリーフ通路
３５の有効開口面積）が調整されるようになつて
おり、このようにして、開口４３ｄとプランジヤ
４４とによつて第２可変絞りを構成している。こ
のような上記両可変絞りは、それぞれ、プランジ
ヤ４４の第２図左方動に応じて、その有効開口面
積が共に小さくされる。

まお、前述したプランジヤ４４の軸心は、タイ
マピストン１８の軸心と同一平面内にあつてこれ
と直交するようになつており、したがつて第１図
では、このプランジヤ４４を有する高度補正装置
４１が90度および上下にずれた配置関係となつて
いる。

さて次に、以上のような構成の作用について説
明するが、燃料噴射時期の進角は、次のような要
因で定まるものである。すなわち、基本的には、
スピードタイマ１７における高圧室Ｅと低圧室Ｆ
との差圧により定まるものであり、この高圧室Ｅ
そのものの圧力の調整が、ロードタイマ３６によ
るエンジン負荷に応じたリリーフ通路３５の開閉
と、高度補正装置４１のプランジヤ４４によるリ
リーフ通路３５の有効開口面積の調整によつてな
される。また、高圧室Ｅそのものの圧力が同じで
あつても、プランジヤ４４による連通路５１の有
効開口面積の調整によつて、高圧室Ｅと低圧室Ｆ
との差圧調整がなされる。

以上のことを前提として、先ず、低地にあつて
は、大気圧が十分に大きいため、ベロース４６は
大きく縮長された状態となる。これにより、プラ
ンジヤ４４は大きく後退した位置（第２図右方向
位置）となり、連通路５１の実質的な有効開口面
積を決定する開口４３ａの有効開口面積、および
リリーフ通路３５の実質的な有効開口面積を決定
する開口４３ｄの有効開口面積が、それぞれ第２
図に示すように十分大きくされる。これにより、
燃料噴射時期の進角量は、第３図一点鎖線で示す
Ｘ線のように低地走行に適した小さなものとな
る。

一方、高地においては、大気圧が低下するため
ベロース４６が伸長し、プランジヤ４４を前進
（第２図左方動）させる。これにより、両開口４
３ａ，４３ｄの有効開口面積が共に小さくなるの
で、スピードタイマ１７の高圧室Ｅと低圧室Ｆと
の差圧が低地のときよりも大きく、すなわち燃料
噴射時期の進角量が第３図Ｙ線で示すように低地
のときよりも大きくされる。

この高地において、連通路５１の有効開口面積
を調整することに伴う進角が、第３図Ｚ線で示す
ような値すなわち第３図α領域であり、またリリ
ーフ通路３５の有効開口面積を調整することによ
る進角の領域が、第３図β領域である。換言すれ
ば、高地におけるロードタイマ３６を利用した遅
角は、第３図Ｓに相当するものとなり、このＳの
大きさ（Ｓが大きくなる程進角量が小さくなる）
は、リリーフ通路３５の有効開口面積の開度（大
気圧）に応じた大きさとなり、大気圧が小さいほ
どこのＳが小さくされる。

上述した第３図から既に明らかなように、高地
における燃料噴射時期の進角を、高負荷時におい
てはノツキングが生じない程度に小さく押えつ
つ、低負荷時には大気圧に応じて極めて大きくす
ることができる。すなわち、高負荷から低負荷へ
と移行するときは、燃料噴射時期の遅角量が、大
気圧が小さい（高地）ときは大気圧が大きい（低
地）ときに比して小さくすることができる。ま
た、大気圧が小さくなるのに伴う進角量の増大割
合を、低負荷域では高負荷域に比して大きくする
ことができる。この結果、低負荷時での失火を防
止して出力を確保しつつ、高負荷時においてもノ
ツキングを生じない範囲で出力を確保することが
できる。

以上実施例について説明したが、プランジヤ４
４は、高度（大気圧）に応じて電磁的に作動され
るものであつてもよい。

また、負荷進角補正手段としては、大気圧の変
動に応じて変位される高度補正装置４１の変位部
材すなわちプランジヤ４４やベロース４６に連動
して、リリーフ通路３５の有効開口面積を調整す
るものであればよく、このため、リリーフ通路３
５の有効開口面積を調整する弁体（例えばプラン
ジヤ）を、高度補正装置４１のプランジヤ４４と
は別途に設けるようにしてもよい。もつとも、実
施例のように、高度補正装置４１における弁体と
してのプランジヤ４４をそのまま、リリーフ通路
３５の有効開口面積調整用の弁体として利用すれ
ば、コスト上あるいは小型化を図る等の見地から
有利である。

（考案の効果） 本考案は以上述べたことから明らかなように、
高地において、エンジン高負荷時における燃料噴
射時期の進角をノツキングが生じない範囲に抑制
し得る一方、エンジン低負荷時は十分に進角させ
ることができる。この結果、エンジン低負荷時の
失火を防止しつつエンジンの全負荷域に渡つて出
力を確保、特にエンジン低負荷時での十分な出力
を確保することができる。

また、既存のスピードタイマとロードタイマと
を有効に利用しつつ、しかも従来から用いられて
いる高度補正装置における変位部材の変位をも有
効に利用して、大気圧およびエンジン負荷に応じ
た適切な燃料噴射時期を簡単な構成によつて得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示側面断面図。第
２図は本考案の要部拡大断面図。第３図はエンジ
ン負荷と燃料噴射時期の進角量との関係を示すグ
ラフ。 Ａ……燃料噴射ポンプ、Ｂ……高圧燃料室、Ｅ
……高圧室、Ｆ……低圧室、Ｇ……大気室、Ｈ…
…基準圧室、１５……カムプレート（進角用）、
１７……スピードタイマ、１８……タイマピスト
ン、２８……スリーブ、３４……開口、３５……
リリーフ通路、３６……ロードタイマ、４１……
高度補正装置、４４……プランジヤ、４３ａ，４
３ｄ……開口（開口面積調整用）、５１……連通
路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 低圧室と高圧燃料室に連なる高圧室との差圧が
   大きくなるほど燃料噴射時期を進角させるスピー
   ドタイマと、前記高圧燃料室を低圧側へ連通する
   リリーフ通路をエンジン負荷が小さいときに開き
   エンジンが大きいときに閉じるロードタイマとを
   備えた燃料噴射時期制御装置において、 前記高圧室と低圧室とを連通する連通路と前記
   ロードタイマ下流側のリリーフ通路とを少なくと
   も部分的に並設させると共に、該並設部分にプラ
   ンジヤを配設して、該プランジヤが所定の一方向
   に変位したときに該連通路とリリーフ通路との有
   効開口面積がそれぞれ小さくなるように、また該
   プランジヤが他方向に変位したときに該連通路と
   リリーフ通路との有効開口面積がそれぞれ大きく
   なるように設定され、 大気圧の大きさに応じて変位される変位部材に
   対して前記プランジヤが、大気圧が小さくなるほ
   ど該プランジヤが前記一方向へ変位されるように
   連動されている、 ことを特徴とする燃料噴射時期制御装置。