JPH05272428A - ディーゼル機関の燃料噴射装置 - Google Patents

ディーゼル機関の燃料噴射装置

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JPH05272428A
JPH05272428A JP10223592A JP10223592A JPH05272428A JP H05272428 A JPH05272428 A JP H05272428A JP 10223592 A JP10223592 A JP 10223592A JP 10223592 A JP10223592 A JP 10223592A JP H05272428 A JPH05272428 A JP H05272428A
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JP
Japan
Prior art keywords
cam
tappet
roller
injection pump
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10223592A
Other languages
English (en)
Inventor
Goichi Kudo
五一 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
M H I SAGAMI HIGHTECH KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
M H I SAGAMI HIGHTECH KK
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by M H I SAGAMI HIGHTECH KK, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical M H I SAGAMI HIGHTECH KK
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Publication of JPH05272428A publication Critical patent/JPH05272428A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明のディーゼル機関の燃料噴射装置の目
的は、噴射ポンプカム面とタペットローラとの接触圧及
びタペット側圧の小さいディーゼル機関の燃料噴射装置
を提供するにある。 【構成】一本のカム軸に燃料噴射ポンプ駆動用カムと、
排気弁駆動用のカム、或は更に吸気弁駆動用カムを加え
て設け、且ローラタペットを介して燃料噴射ポンプを駆
動するディーゼル機関において、前記噴射ポンプ駆動用
ローラタペットの軸線をカム軸の回転と逆方向にオフセ
ットさせて設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の燃料噴
射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のディーゼル機関の燃料噴射用のカ
ム機構を図7によって説明する。図8(a)は従来のロ
ーラタペット(以下タペットと略称)を用いた燃料噴射
のカム機構の図、図8(b)は従来のタペットを用いた
給気弁又は排気弁用のカム機構の図である。図において
2はシリンダブロックでカム装置を支えている。10は
燃料噴射ポンプ駆動カム(以下噴射ポンプカムと略称)
でカム軸に固定され接線カムである。Oc はカム軸中心
である。11は燃料噴射ポンプタペット(以下噴射ポン
プタペットと略称)で噴射ポンプカム10に押しつけら
れその中心線はカム軸に垂直に交っている。Op ローラ
中心では噴射ポンプタペット11のローラの中心であ
る。15は給気或は排気カムで前記カム軸に固定されて
いる。16は給気或は排気タペットでローラ付で給気或
は排気カム15に押しつけられている。Ov はローラ中
心で給気或は排気タペット16に設けられたローラの中
心である。17はプッシュロッドで給気或は排気タペッ
ト16に接している。
【0003】次に前記従来例の作用を説明する。図にお
いてカム軸は中心Oc を中心に反時計方向に回転し噴射
ポンプカム10はローラを介して噴射ポンプタペット1
1を負荷に抗して押し上げ、給気或は排気カム15はロ
ーラを介して給気或は排気タペット16を負荷に抗して
押し上げる。噴射ポンプタペット11給気或は排気タペ
ット16はそれぞれ常にカムに接触して追従して運動す
る。プッシュロッド17は給気或は排気タペット16の
運動に従来する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】1本のカム軸に噴射ポ
ンプカム、給気カム、排気カムを設けたディーゼル機関
の各カムの荷重は噴射ポンプカムが特に大きく次に排気
カム、給気カムの順である。更に噴射ポンプカムは良好
な噴射特性を得るために一般に接線カムを基本にしたも
のが多く且変曲点近傍の最大プラシジャ速度で最大荷重
となるのでタペット側圧も非常に大きくなる。図9は従
来の噴射ポンプカムの機構の図である。図において10
は噴射ポンプカムでリフトOの位置にある。11aはタ
ペット本体、11bはタペットローラでタペット本体1
1aにピン結合されている。Op はタペットローラ11
bの中心である。RR はタペットローラ11bの半径、
O はカムのペースサークルの半径、Oc はカム軸中
心、R2 はカムの先端円半径、Lはカム軸中心OC を中
心とする先端円の中心の半径である。図10はカムの回
転角に対するタペットリフトH、タペット速度V、噴射
圧力pの関係の線図である。図においてθ1 は噴射開始
のカム回転角、θ2 は噴射終りのカム回転角で前記カム
回転角に対する他の値は次の表1のとおりになる。 表 1 カム回転角 リフト 速度 噴射圧力 θ1 1 1 1 θ2 2 2 2
【0005】図10より明らかなとおりθ1 <θ2 ,H
1 <H2 ,V1 <V2 ,p1 <p2である。図11は回
転角θ2 における従来例のカムとタペットの状態の図で
ある。図においてFp は噴射圧力p2 に対するローラ中
心Op における反力FC はカム面に働く力でFC =FP
/cosθ2 S はローラ中心OP に働くタペット側圧
力でFS =FP tanθ2 である。次に実寸法の一例を
示す。 RO =25mm、L=35mm、R2 =5mm、RR
16mm、θ1 =29.96°、H1 =5.0mm、θ
2 =35.01°、H2 =9.06mmとなりFC =F
P /cosθ2 =FP /cos35.01°=1.22
1FP 、FS =FP tanθ2 =FP tan35.01
°=0.7005FP 前記タペット軸方向力には噴射圧力による力の他に噴射
カム系の慣性力とばね力があるが、前記噴射圧力による
力に比べて小さいので無視した。前記のとおり噴射カム
面に働く力はタペットの軸方向力の1.22倍、タペッ
ト本体11aの側圧力は0.70倍である。このため下
に記す不具合がある。
【0006】(1)噴射ポンプカムとタペットローラの
接触圧が高いのでヘルツの応力が過大になり疲労破壊す
ることが多い。このため噴射圧力を下げなければならな
い。噴射圧力を下げれば燃焼が悪化し出力、熱効率が低
下し、排気色も悪化する。 (2)タペット側圧が大きいためタペット側圧等による
摩擦損失が大きくなりそのため出力、熱効率が低下し摩
耗が増大する。 (3)各部に作用する荷重が大きくなるので各部の強
度、剛性を高めなければならず、そのため重量が増しコ
スト高になる。 本発明の目的は噴射カム面とタペットローラの接触圧及
びタペット側圧力の小さいディーゼル機関の燃料噴射装
置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は噴射ポンプロー
ラタペットの軸中心線をカム軸の中心線に対して前記カ
ム軸の回転と逆方向にオフセットすると共にそのオフセ
ット量をカムのベースサークルの半径の10〜100%
としたことを特徴とする。
【0008】
【作用】図8はポンプタペットの軸をカム軸に垂直な平
面内でカム軸に交る直線に平行にカム軸の回転と逆方向
にeだけオフセットさせた図である。図は従来例のカム
とタペットの状態図で図6と同じカムを用いている。両
図を比べて明かにθ2 >θH2である。但しθ2 とθH2
タペットリフトが等しくH2 のときのタペット中心線と
ローラ中心からカム面に下した垂線のなす角である。タ
ペット軸方向力FP に対し本手段によればカム面とロー
ラの接触力がFP /cosθH2、タペット側圧力がFP
tanθH2となりθH2が小さいから何れも小さくなる。
接線カムとローラタペットの組合せの場合変曲点までは
オフセットなしの場合カム回転角とタペット側圧角は等
しくなる。しかし前記のようにオフセットした場合はカ
ム回転角とタペット側圧角は異る。
【0009】
【実施例】第1の実施例を図1〜4によって説明する。
図1は実施例の燃料噴射装置を適用したディーゼル機関
の図、図2(a)は実施例の断面図、図2(b)は給気
或は排気タペットの断面図、図3は実施例の噴射ポンプ
カム系の作動説明図、図4はタペットのオフセット量に
対するカム面圧比、タペット側圧比、最大トルク時のカ
ム側圧角、噴射期間の線図である。図において1はディ
ーゼル機関である。2はシリンダブロック、3はシリン
ダヘッド、4はシリンダライナ、5はエンジンベッド、
6はピストン、7はクランク軸、8はコネクティングロ
ッド、9はピストンピン、10は噴射ポンプカムで前記
従来例と同じもの、11は噴射ポンプタペット、12は
燃料噴射ポンプ、13は噴射管、14は噴射弁、17は
プッシュロッド、18はロッカ、19は弁箱で何れもデ
ィーゼル機関1の要素である。eは噴射ポンプタペット
11とカム軸中心とのオフセット長さである。Oc はカ
ム軸中心、OP はローラ中心である。矢印はカム軸の回
転方向を示す。噴射ポンプタペット11の軸はカム軸中
心Ocからカム軸の回転の逆方向にeだけオフセットし
ている。15は給排気カムOrは給排気タペットのロー
ラ中心、16は給気或は排気タペットでその中心線はカ
ム中心線となっている。
【0010】前記第1の実施例の作用を説明する。図3
に示すとおり噴射ポンプカム10を時計方向に回し図1
1に示すタペットと同じリフトH2 のときタペット中心
線とローラ中心からカム面に下した垂線のなす角θH2
図11における対応角θ2 と比べるとθH2<θ2 は図上
で明らかである。タペット軸方向力FP とするとカム面
垂直力FC =FP /cosθH2、タペット側圧力FS
P tanθH2である。FP が等しいときでもθH2が小
さくなるのでカム面接触力とタペット側圧力は小さくで
きる。
【0011】同一の接線カム、同一のタペットを使用し
てオフセット量を変えたときのカムとローラの面接触力
C 、タペット側荷重FS の低減状態を図7及び図4に
示す。図4は実施例のオフセット量に対するカム面圧
比、タペット側圧比、最大リフト時のカム回転角、噴射
期間の線図である。前記図7及び図4から明らかなよう
にカムとローラの接触力、タペット側面力の低減効果は
略オフセット量に比例している。本例での好ましいオフ
セット量はe≒10〜25mmでこれはカムのベースサ
ークルの半径の40〜100%程度である。
【0012】第2の実施例を図5〜6によって説明す
る。図5はカム輪郭がベースサークルの接線と先端円と
の間を円弧で接続したジオメトリカム(以下Gカムと略
称する)の例である。先端円の半径R2 、接続する円の
半径R1 である。前記Gカムは中高速ディーゼル機関の
噴射ポンプカムに使われることが多い。図6は図5に示
すGカムのカム回転角とタペットリフトH、タペット速
度V、噴射圧力pの関係を示す線図である。この場合も
回転角θ2 において噴射圧力が最大となるので各部に作
用する荷重の傾向は接線カムの場合と同様である。それ
故Gカムの場合もカム軸中心に対してタペット中心線を
カムの回転と逆方向に第1の実施例と同様にオフセット
すれば接線カムの場合と同様タペット軸中心線とローラ
中心からカム面に下した垂線のなす角が小さくなり接線
カムの場合と同様の効果が得られる。本発明は4サイク
ル及び2サイクルディーゼル機関例えば排気弁付ユニフ
ロー掃気機関の何れにも適用できる。
【0013】
【発明の効果】本発明は、前記のとおり構成されている
ので噴射ポンプカムとタペットローラの接触力及びタペ
ットの側荷重を低減することができ下に記すすぐれた効
果が得られる。 (1)噴射ポンプカムとタペットローラの接触面圧を下
げることができるので面圧による疲労破壊を防止でき
る。又噴射圧力を増大できるので燃焼が改善され出力、
熱効率、排気色が改善される。 (2)タペット側圧その他の荷重を低減できるので摩擦
損失及び摩耗量が減少し出力、熱効率が向上し耐久性が
増大する。 (3)噴射ポンプカム及びタペット等の各部に作用する
荷重が減少するので強度的に有利になり重量軽減コスト
低減が可能となる。 よって本発明は噴射カム面に作用する力及びタペット側
圧力の小さいディーゼル機関の燃料噴射装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の燃料噴射装置の適用されたディーゼル
機関の断面図。
【図2】実施例の要部の図。
【図3】実施例の噴射ポンプカム系の作動説明図。
【図4】第1実施例のオフセット量に対するカム面圧
比、タペット側圧比、タペット側圧角、最大噴射期間の
線図。
【図5】噴射ポンプカムにジオメトリーカムを使用した
第2実施例の場合の噴射ポンプカム系の図。
【図6】噴射ポンプカムにジオメトリーカムを使用した
第2実施例の場合のカム回転角に対するタペットリフ
ト、タペット速度、噴射圧力の線図。
【図7】オフセット量に対するカム面圧比、タペット側
圧比等の計算図表。
【図8】従来例カム系の図。(a)噴射ポンプカム系の
図、(b)給排気カム系の図。
【図9】従来例の噴射ポンプカム系の図。
【図10】従来例のカム回転角に対するタペットリフ
ト、タペット速度、噴射圧力の線図。
【図11】従来例の噴射ポンプカム系の作動説明図。
【符号の説明】
1…ディーゼル機関、10…噴射ポンプカム、11…噴
射ポンプタペット、12…燃料噴射ポンプ、OC …カム
軸中心、OP …タペットローラ中心。
【手続補正書】
【提出日】平成4年4月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1本のカム軸に燃料噴射ポンプ駆動用カ
    ムと排気弁駆動用カムとを設け且ローラタペットを介し
    て燃料噴射ポンプを駆動するディーゼル機関において、
    燃料噴射ポンプのローラタペットの中心線を前記カム軸
    中心線に対してカム軸の回転と逆方向にオフセットし、
    さらにそのオフセット量をカムのベースサークル半径の
    10〜100%としたことを特徴とするディーゼル機関
    の燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 1本のカム軸に燃料噴射ポンプ駆動用カ
    ムと給気弁駆動用カムと排気弁駆動用カムをそれぞれ設
    け且ローラタペットを介して燃料噴射ポンプを駆動する
    ディーゼル機関において、請求項1に記載したものと同
    じローラタペットを設けたことを特徴とするディーゼル
    機関の燃料噴射装置。
JP10223592A 1992-03-27 1992-03-27 ディーゼル機関の燃料噴射装置 Withdrawn JPH05272428A (ja)

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JP10223592A JPH05272428A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 ディーゼル機関の燃料噴射装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017514053A (ja) * 2014-10-14 2017-06-01 コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH 燃料ポンプ
CN115003905A (zh) * 2020-02-21 2022-09-02 三菱重工发动机和增压器株式会社 凸轮、燃料喷射泵及发动机

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990608