JPH0481563A - 内燃機関用燃料噴射装置 - 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、特に自動車等のディーゼ
ル機関に用いられる燃料噴射ポンプに関するものである
。

［従来の技術］ 例えば分配型燃料噴射ポンプは、シリンダ内にプランジ
ャが嵌挿されて成る加圧機構を有し、この加圧機構にお
けるプランジャがカムディスクとローラとから成るカム
装置を介して記動軸に連結され、この赴動軸に回転運動
をプランジャの回転往復に変換するようになっており、
このプランジャの回転往復動に伴って燃料の分配と圧送
とを行うようになっている。

ところで、ディーゼル機関においては、低速、低負荷時
には噴射率を小さくして穏やかな燃焼としてノック音を
小さくする一方、高速、高負荷度には噴射率を大きくし
て馬力を増大させたいとする要求が従来からあった。

上記従来例におけるカム装置は、カム回転角に対して一
定割合でカム速度が変化する特性を有しており、燃料噴
射ポンプは、噴射管の管内圧がノズル開弁圧以上に上昇
し、噴射が開始されるためには、プランジャのストロー
クが所定量必要である。

したがって、機関が低速であっても高速であっても噴射
開始までのプランジャのストロークは一定であるから、
カム速度が最も高い部分が噴射時に使用されで高噴射率
となり、アイドリング時等の低速、低負荷時のノック音
が大きいという問題点があった。これを解決するには、
前段に十分期間の長い低速部分を持ったカムを用いれば
、プランジャが所定以上ストロークしても上記低速部分
を使って噴射させることができるが、これては一つのカ
ム山の幅が大きくなりすぎ、多気筒機関では不可能であ
る。

そこで、特開昭６２−１６８９５８号公報で開示された
発明は、前記したカム装置に、カム回転角に対して前段
に低速領域が、後段に高速領域があるカム特性を付与す
ると共に、前述した送出弁装置に、跣動軸を回転させる
機関の回転数が上昇するのに応じて吸い戻し量を多くす
るアングライヒ機構を設けたことにより、高速、高負荷
時の馬力を確保しつつ低速、低負荷時のノック音を小さ
くすることができる燃料噴射ポンプを堤案じている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、カム回転角に対して前段に低速領域か、
後段に高速領域があるカム特性を有するカムと、送出弁
にアングライヒ形のバルブを設けたものを組合せた燃料
噴射ポンプにあっては、ポンプ回転数Ｎが高速になるの
にともない、燃料噴射量Ｑが増大する特性となり、高速
領域の制御が難かしく、マツチングを難かしくしていた
。

そこで本発明は、上述した問題を解決する燃料噴射装置
を提供する。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内燃機関用燃料噴射装置にあっては、カム装置
は、カム回転角に対して前段に低速領域を、後段に高速
領域をもつカム特性を備え、送出弁装置は、機関回転数
が中速領域から高速領域に上昇するのに応して吸い戻し
量を増大する絞り弁特性を備えている。

具体的には、送出弁装置は、加圧された燃料が導入され
る貫通穴を有するシリンダ状の弁座体と、先端部が弁座
体の貫通穴に摺動自在に挿入され、付勢手段により常時
弁座体に向けて付勢される弁体とを有し、弁体は、弁座
体の貫通穴の開口端に当接するテーパ状のシート面を有
するシート部と。

シー１−面先端の細径部に連続する弁座体の貫通穴に対
して充分な間隙を有する第１の細径部と、第１の細径部
に連続する弁座体の貫通穴に対して摺動可能な間隙で挿
入される第１のランド部と、第１のランド部に連続する
第２の細径部と、第２の細°径部に連続する第２のラン
ド部を有し、第２のランド部の外周部に切欠き部を設け
て絞り弁を構成したものである。

［作用］ 以上の手段を備えることにより、機関回転数の高速領域
において、ポンプ回転数に対する燃料噴射量の関係は回
転数の増加に応じて燃料噴射量が減少する特性を有する
。

［実施例］ 第１図は本発明を実施する燃料噴射装置を示し、全体を
符号ｌで示す燃料噴射ポンプは例えば分配型で、吸い込
み空間２を構成するハウジング３を有し、このハウジン
グ３には原動軸４が挿入され、この駆動軸４にフィート
ポンプ５が装着され、このフィートポンプ５の畦動によ
り吸い込み空間２に燃料が供給されるようになっている
。

また、ハウジング３には加圧機構６が設けられており、
この加圧機構６は、ハウジング３に固装されたシリンダ
７と、このシリンダ７に摺動自在に挿入されたプランジ
ャ８とから構成され、シリンダ７とプランジャ８とによ
り高圧室９が画成されている。プランジャ８は、カム装
置１８を介して記動軸４に連結され、回転往復動するよ
うになっている。このプランジャ８の先端周縁には、エ
ンジンの気筒数に対応した数の吸入グループ１０が高圧
室９に接続されるように形成されている。

また、ハウジング３とシリンダ７とには、一端が前述し
た吸い込み空間２に開口し、他端がシリンダ７内に開口
する吸入通路１１が形成され、この吸入グループ１１は
、プランジャ８が吸入行程時に整合し、吸い込み空間２
から吸入通路１１を介して高圧室９に燃料を吸入するよ
うになっている。

また、ハウジング３とシリンダ７とには、気筒数に対応
した数の圧送通路１２が形成され、この圧送通路１２の
一端かシリンダ７内に開口している。一方、プランジャ
８の外周面には分配ポート１３が一つ形成されている。

この分配ポート］３は、プランジャ８に形成された縦孔
１４と横孔１５とを介して高圧室９と連通しでおり、プ
ランジャ８の吐出行程時には高圧室９で加圧された燃料
が分配されて圧送通路１２から吐出さ才しる。

尚、プランジャ８は、縦孔１４の反高圧室側端と吸い込
み空間２とを連通ずるためのスピルポート１６が半径方
向に形成されていると共に、該スピルポート１６を形成
した部位に制御スリーブ１７が外嵌され、この制御スリ
ーブ１７の軸方向位置を調節して噴射路わりの時期を制
御できるようになっている。

カム装置１８は、プランジャ８の左端に嵌合固定された
カムディスク１９を有し、このカムディスク１９と駆動
軸６とが図示しない十字カップリングを介して軸方向の
移動を許すように連結さ才している。カムディスク１９
の左面周縁にはカム面か気筒数に対応して形成されてい
る。このカム面にはローラ２１が当接し、このローラ２
］はローラホルダ２２に支承されている。また、カムデ
ィスク１９は、プランジャ８と共に戻しスプリング２３
により左方向へ押圧されており、カムディスク１９がロ
ーラ２１に押付けられながら回転するようになっている
。第５図は、上記カム装置１８のカム特性を示すもので
、横軸にカム回転角０を、縦軸にカムリフトＬとカム速
度■をとったものであり、Ｎ１はアイドル時の、Ｎ２は
高負荷高速時の回転領域を示す。カム回転角θに対して
前段部分の略一定速Ｖ、　（例えば０．２５　ｍ　／５
ｅｅ）とする低速領域と、後段部分の最高速度がＶ２（
例えば０、７５　ｍ／５ｅｃ）とする山型の高速領域と
に分れたカム特性をもっている。

尚、ローラホルダ２２は例えば電子制御式のタイマ２４
に連結され、このタイマ２４により進角制御を行うこと
ができるようにしである。

上記構成において、ディーゼル機関からの恥動力を受け
て駆動軸４が回転すると、カム装置１８を介してその回
転運動がプランジャ８の回転往復動に変換され、プラン
ジャ８は回転しながらシリンダ７内を往復動する。プラ
ンジャ８が後退する吸入行程時にはいずれか一つの吸入
グループ１０と吸入通＃５１１とが整合して吸い込み空
間２から燃料か吸入通路１１と吸入グループ１０を介し
て高圧室９に吸入され、この後吸入グループ１０と吸入
通路１１との連通が遮断される。そして、次にプランジ
ャ８が前進する吐出行程時にはプランジャ８のストロー
クが大きくなるのに従って高圧室９の容積が減少して高
圧９の燃料の圧力が上昇すると共に、分配ポート１３と
いずれか−っの圧送通路１２とが整合し、そのため、送
出弁装置５０の弁体１００が開き、噴射管３ｏ内の燃料
の圧力が上昇し、その圧力がノズル３１の開弁圧以上に
なるとノズル３１が開いて燃料が噴射される。

さらにプランジャ８のストロークが大きくなると、つい
にはスピルポート１６が制御スリーブ１７がら外れて吸
い込み空間２に開口し、高圧室９内の燃料がプランジャ
８の縦孔１４及びスピルボート１６を介して吸い込み空
間２へ還流し、高圧室９内の燃料の圧力が急激に低下し
、これによりノズル３１が閉じて噴射が終了すると共に
、送出弁装置５０の弁体１００が弁座体６０に着座し、
次の噴射の準備を行なうようになる。

全体を符号５０で示す送出弁装置は、前述した圧送通路
１２の出口端に設けられてハウジング３にねし止めされ
たホルダ５２と、このホルダ５２によりハウジング３に
固定された弁座体６０と、この弁座体６０に着座する弁
体１００と、ホルダ５２内に配置されて弁体１００を弁
座体６０に押圧する弁スプリング８０とから構成されて
いる。

ホルダ５２は、噴射管３０を介してノズル３１に接続さ
れるようになっている。

第６図及び第７図はアグライヒ機構を有する弁体を備え
た従来の送出弁装置を示すもので、弁体７０の先端側に
前述した弁スプリング８０を受けるスプリング受は面と
弁座体６０の弁座面に当接するシート面とを有するシー
ト部７２が形成されていると共に、後端側に弁座体６０
内に摺動する平伏の案内部７６か形成されている。そし
て、このシート部７２と案内部７６との間に吸い戻しカ
ラー７４が形成されているのであるが、この吸い戻しカ
ラー７４は、周縁に切欠き７８が形成され、該切欠き７
８によりアングライヒ機構が構成さするようになってい
る。弁体７０は弁座体６０との間で距ｍＤ１の吸い戻し
ストロークを形成する。

機関の回転数が低い場合には、ゆっくりと弁体７０が弁
座体６０に着座するので、切欠き７８と弁座体６０との
間から吸い戻された燃料が噴射管側／＼逃げて吸い戻し
量が少ないが、機関の回転数が高くなると、弁体７ｏが
高速で弁座体６０に着座するため、あたかも切欠き７８
が形成されていないように作用し、通常と同じ程度の吸
い戻しとするものである。

第３図は、横軸にポンプ回転数Ｎを、縦軸に燃料噴射量
Ｑをとったときのグラフであって、弁体７０を使用した
場合には、両者の関係は実線で示すカーブＣ１のように
変化する。

第４図は、横軸にポンプ回転数Ｎを、縦軸に燃料の動的
吸い戻し量Ｒをとったときのグラフであって、弁体７０
を使用した場合には、両者の関係はカーブＣ１，のよう
に変化する。第４図のＮ１はアイドル時の低回転数を示
し、Ｎ２は最高回転数を示す。

従来のアングライヒ機構を備えた弁体７０を供用したと
きには、第３図のカーブＣユは、ポンプ回転数Ｎ１に対
して水平か、むしろ右上りのカーブになることが実験に
より確かめられている。

そこで本発明は、アングライヒ形の弁体７０にかえて絞
り弁形の弁体を装備することにより、高速時の燃料噴射
特性を向上するものである。

第２図は本発明の弁体を示すもので、全体を符号１００
で示す弁体は、弁座体６０に当接するテーパ状のシート
面１０３を形成したシート部ユ０２を備える。シート部
ユ０２は、スプリング８０の受は部を兼ね、弁体１００
は弁座体６ｏに対して常時押圧されている。

弁体１００のシート面１０３の細径部に連続する部分は
、弁座体６０の貫通穴６２に対して摺動自在に挿入され
る。

テーバ状のシート面１０３の先端部は、第１の細径部１
０４を介して第１のランド部１０６に連続する。第１の
細径部１０４は、古座体６０の六６２の内径に対して充
分な間隙を有し、第］のラント部１０６は穴６２に対し
て摺動自在に嵌合する。

第１のランド部１０６は、第２の細径部１０８を介して
第２のランド部１１０に連続する。第２のランド部１１
０も劣座体６０の穴６２に嵌合するが、リンク状の第２
のランド部１１０の外周部の一部を平坦にした切欠き部
１１２を形成しである。

第２のランド部１１０の先端部は第３の細径部１１６を
介して案内部１２０に連結する。羽根状の案内部１２０
の外周部は六６０に摺動自在に嵌合する。

本弁体１００は、弁座体６０に対して距離Ｄ２で示す吸
い戻しストロークを有するが、第２のランド部１１０に
形成した切欠き部１１２は絞り弁の作用を発揮する。

本発明の弁体１００を用いると、ポンプ回転数Ｎと動的
吸い戻し量Ｒの関係は、第４図の破線で示すカーブＣ１
１のように変化する。すなわち、従来のアングライヒ機
構を有する弁体の場合には、カーブＣ１ｏで示すように
、動的吸い戻し量はポンプ回転数Ｎが中速までに急速に
増大してしまい、そ九以上の高速域では余り増大しない
。一方、本発明の絞り弁機構をもつ弁体にあっては、高
速域近傍で吸い戻し量か増大する。

この作用によって、本発明の弁体によれば、ポンプ回転
数Ｎと燃料噴射量Ｑとの関係は、第３図の破線で示すカ
ーブＣ２のように変化し、高速域で右下がりの特性を得
ることができる。

［発明の効果］ 本発明は以上のように、機関の低速領域及び高速領域と
もに良好な燃料噴射量を確保することができる。そして
、高速領域において、機関回転数の増大にともない燃料
噴射量が減少する特性を得ることができ、制御が容易と
なる効果を有する。

の作用を発揮する。

本発明の弁体１００を用いると、ポンプ回転数Ｎと動的
吸い戻し量Ｒの関係は、第４図の破線で示すカーブＣ１
１のように変化する。すなわち、従来のアングライヒ機
構を有する弁体の場合には。

カーブＣ１ｏで示すように、動的吸い戻し量はポンプ回
転数Ｎが中速までに急速に増大してしまい、それ以上の
高速域では余り増大しない。一方、本発明の絞り弁機構
をもつ弁体にあっては、高速域近傍で吸い戻し量か増大
する。

この作用によって、本発明の弁体によれば、ポンプ回転
数Ｎと燃料噴射量Ｑとの関係は、第３図の破線で示すカ
ーブＣ２のように変化し、高速域で右下がりの特性を得
ることができる。

［発明の効果コ 本発明は以上のように、機関の低速領域及び高速領域と
もに良好な燃料噴射量を確保することができる。そして
、高速領域においで、機関回転数の増大にともない燃料
噴射量が減少する特性を得ることができ、制御が容易と
なる効果を有する。

したがって、機器のマツチングを容易に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は送出弁
装置の要部を示す断面図、第３図は本発明の作用を示す
グラフ。 第４図は本発明の作用を示す他のグラフ、第５図は本発
明に使用するカム装置のカム線図、第６図は従来の送出
弁装置を示す断面図、第７図は同上の弁体を示す斜視図
である。 ・燃料噴射ポンプ、 ・恥動軸、 シリンダ、 ・・カム装置、 弁座体、 ４・ ７・・　・ １８−・・ ６０・ ６・・・・・・加圧機構、 ８・・・・・・プランジャ、 ５０・・・・送出弁装置、 １００・・・・弁体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダと、該シリンダに摺動自在に挿入された
   プランジヤとを有する加圧機構と、該加圧機構のプラン
   ジヤを往復動駆動するカム装置と、前記加圧機構により
   加圧された燃料が吐出される通路に設けた送出弁装置を
   備えた内燃機関用燃料噴射装置において、 前記カム装置は、カム回転角に対して前段に低速領域を
   、後段に高速領域をもつカム特性を備え、前記送出弁装
   置は、機関回転数が中速領域から高速領域に上昇するの
   に応じて吸い戻し量を増大する絞り弁特性を備えたこと
   を特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
2. （２）請求項１記載の内燃機関用燃料噴射装置において
   、 前記送出弁装置は、加圧された燃料が導入される貫通穴
   を有するシリンダ状の弁座体と、先端部が弁座体の貫通
   穴に摺動自在に挿入され、付勢手段により常時弁座体に
   向けて付勢される弁体とを有し、 該弁体は、弁座体の貫通穴の開口端に当接するテーパ状
   のシート面を有するシート部と、シート面先端の細径部
   に連続する弁座体の貫通穴に対して充分な間隙を有する
   第１の細径部と、第１の細径部に連続する弁座体の貫通
   穴に対して摺動可能な間隙で挿入される第１のランド部
   と、第１のランド部に連続する第２の細径部と、第２の
   細径部に連続する第２のランド部を有し、該第２のラン
   ド部の外周部に切欠き部を設けて絞り弁を構成したこと
   を特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。