JPH0541248Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、デイーゼルエンジンの分配型燃料噴
射ポンプの噴射時期調整用の進角装置に関する。
更に詳細には、エンジンの低温時、しかも低速回
転時に、燃料噴射時期を早めるための装置に関す
るものである。

〔従来技術〕

デイーゼルエンジンには、各気筒毎の燃料噴射
時期に合わせて各気筒内に燃料を分配・噴射する
燃料噴射ポンプが設けられており、この燃料噴射
ポンプとしては、列型燃料噴射ポンプと分配型燃
料ポンプが使用されている。

分配型燃料噴射ポンプのプランジヤは、その回
転方向にカム面が形成されたカムデイスクと一体
に形成されており、このカム面に摺接するローラ
に押し付けられながら回転して起こる往復運動に
よつて作動される。

この分配型燃料噴射ポンプには、通常、エンジ
ンの高速回転時の噴射時期遅れを調整するための
タイマが設けられている。

この噴射時期の調整は、前記ローラを保持する
ローラホルダを、前記カムデイスクの回転方向と
は逆方向（進角方向）に回転させて、前記プラン
ジヤの回転角度を進角方向にずらすことによつて
行われるものである。

前記ローラホルダを進角方向に回動させるに
は、通常、燃料フイードポンプによつて供給され
る燃料の圧力と、タイマスプリングのセツト荷重
とのバランスによつて起こるタイマピストンの移
動を、カム機構によつて前記ローラホルダに伝え
ることによつて行われている。

しかしながら、デイーゼルエンジンは、機関温
度が低い場合には、燃焼室の温度が低く、着火遅
れ時間が著しく長くなるために、爆発力の減少、
及び未燃焼燃料の排出を余儀なくされ、始動時の
回転停滞、及び白煙の排出といつた現象が生じる
欠点がある。

これは、特に直噴型エンジンにおいて顕著であ
り、対策として、噴射時期を通常より早める方法
が効果的である。

通常、VE型ポンプの噴射タイミングの調整は
油圧式タイマにより行われているが、エンジン回
転数に比例して上昇するこの油圧式タイマの燃料
圧力を、ソレノイド式の絞り弁を使用することに
よつて調整し、機関温度が低い時の噴射時期を早
める方式が従来使用されている。

即ち、噴射ポンプ内のオーバーフローバルブと
してソレノイド式の絞り弁を使用し、機関温度が
低い場合には、燃料のオーバーフロー分を燃料タ
ンクに戻す際の開弁圧を通常よりも高く設定する
ことにより、進角開始回転数を低速側に移動させ
るものである。

しかしながら、この方式は、ローラホルダを進
角方向に回動させる力がエンジンの回転数に比例
して増加するので、第７図Ａ，Ｂに示すような欠
点がある。以下、これについて説明する。

第７図Ａの横軸はエンジンの回転数を、縦軸は
前記ローラホルダを進角方向に回動させる力を表
している。

図中直線Ｐ（太い実線）は、オーバーフローバ
ルブの開弁圧を通常の値に設定した場合に、燃料
供給圧力により前記ローラホルダを進角方向に回
動させる力を表しており、一方、直線P′（鎖線）
は、オーバーフローバルブの開弁圧を通常よりも
高く設定した場合に、燃料供給圧力により前記ロ
ーラホルダを進角方向に回動させる力を表してい
る。

前記したように、ソレノイド方式の絞り弁の開
弁圧を高くした場合には、燃料噴射ポンプ内の燃
料供給圧力が高くなるので、ローラホルダを進角
方向に回動させる力が大きくなり、直線P′は直線
Ｐよりも傾きが急になる。

また、F₁は、進角ゼロの時にタイマスプリン
グが、燃料噴射ポンプ内の燃料供給圧力に抗し
て、タイマピストンを押す最大の力を表してい
る。

Ｐ＝F₁となる点ａのエンジン回転数がN₁とな
るまでは、F₁＞Ｐであるので、タイマピストン
は動かず、ローラホルダは進角方向に回動されな
い。

次いで、エンジン回転数がN₁以上となると、
タイマピストンは、力Ｐとタイマスプリングの力
が釣り合う位置まで移動し、ローラホルダが進角
方向に回動する。

図中F₀は、タイマピストンが、ストローク一
杯となつた時、つまりタイマスプリングが最も縮
んだ時の、スプリングの弾性力を差し引いた燃料
供給圧力が、ローラホルダを進角方向に回動させ
る力を表している。この時のエンジンの回転数を
N₀、進角量を最大量A_naxで表すことにする。

次に、第７図Ｂによつて、進角される様子を説
明する。第７図Ｂの横軸はエンジンの回転数を表
し、縦軸はタイマ進角量を表す。

まず、油圧式タイマのみが作動する時には、前
記の通り、エンジン回転数がN₁となるまでは、
進角量がゼロで、N₁から進角が始まり、N₀で最
大進角量A_naxとなるから、図の太い実線で表さ
れる折れ線イを描く。

今、ソレノイド式の絞り弁を使用したオーバー
フローバルブの開弁圧を高めると、ローラホルダ
を進角方向に回動する力P′がF₁と一致する点ｂ
に対応するエンジンの回転数N₂で進角を開始す
るので、折れ線ロ（鎖線）で示されるように、進
角特性は折れ線イよりも立ち上がり角度が大きく
なる。

従つて、ソレノイド式の絞り弁を使用した進角
装置によると、エンジンの中速回転域から高速回
転域にかけて進角量が過大となり、エンジン燃
焼音が大きくなり、シリンダ内圧が過大とな
り、燃焼温度が上昇する等の欠点がある。

また、特開昭57−51917号公報に提案されてい
るように、機関温度に応じてタイマスプリングの
セツト荷重を可変とし、機関温度が低い場合に、
一定の進角量だけローラホルダを進角方向に回動
させる進角装置が知られている。

しかしながら、この進角装置によると、機関温
度が低くなる程進角量を増加させることができる
ものの、機関温度が低い状態のままで機関回転数
を上昇させると、機関温度に応じて増加した進角
量と、機関回転数に応じて増加した進角量がその
まま加算され、機関回転数に対するタイマ進角量
の増加率が第７図Ｂの折れ線イで示す特性と変わ
らないため、機関の高速回転域において進角量が
過大となり、前記同様の不具合が生じるという問
題があつた。

以上の欠点の解決策として、例えば、特開昭54
−13830号公報、及び実開昭58−181944号公報に
提案されているような進角装置がある。

これらの公知技術は、いずれもエンジンが低温
の時、一定の進角量だけローラホルダを進角方向
に回動させるものである。

即ち、これらの進角装置は、エンジンの回転数
に関係なく進角する特性を有しているため、第７
図Ｂに示すように、エンジンの回転数が低い時に
は、直線ハ（横軸に平行な線）に従つて一定の進
角量だけ進角し、直線ハと折れ線イとの交点ｍに
対応するエンジン回転数N₄よりも高い回転域で
は、通常の油圧式タイマの特性と同じ折れ線イに
従つて進角される。

従つて、これらの公知技術では、前記ソレノイ
ド式の絞り弁を使用した進角装置のように、エン
ジンの中速回転域から高速回転域にかけての進角
の進み過ぎは起こらないが、進角量が固定される
ため、エンジンのクランキング時の噴射時期も早
くなり、却って初期着火が遅くなることや、必要
以上に噴射時期が早くなり、燃焼音が大きくなる
という欠点がある。

以上のことから、分配型燃料噴射ポンプの油圧
式タイマの最も好ましい進角特性は、第７図Ｂの
折れ線Ａで示すように、エンジンのクランキング
時やアイドル時に進角せず、エンジンの温度が低
い時、低回転域から進角が始まり、その後、エン
ジン回転数に対する進角量が緩やかに増加し、高
回転域では従来と同等の進角量となる特性であ
る。

〔考案の目的〕

本考案は以上の問題点に鑑みて、機関のクラン
キング時やアイドル時には進角量をゼロとし、機
関温度が低い場合には、機関温度が高い場合より
も低回転域から進角が始まり、その後の機関回転
数に対する進角量の増加率が従来よりも低くなる
ようにして、高回転域では機関温度が低い場合で
あつても、機関温度が高い場合とさして変わらな
い進角特性を持つた分配型燃料噴射ポンプの進角
装置を提供することを目的とするものである。

〔考案の構成〕

前記目的を達成するための本考案の分配型燃料
噴射ポンプの進角装置は、プランジヤの回転方向
にカム面を配設したカムデイスクと、このカム面
に摺動するローラを支持するローラホルダとを設
けた分配型燃料噴射ポンプの油圧式タイマにおい
て、前記ローラホルダを回動する主駆動ピンと副
駆動ピンとを設けると共に、この主駆動ピンを、
エンジン回転数に応じた燃料供給圧力とタイマス
プリングのセツト荷重との釣り合いによつて移動
するタイマピストンに接続し、前記副駆動ピン
を、過進角防止バネを介して、機関温度に応じて
変位する感熱部材によつて機関温度が低くなる程
進角量を増加させる駆動部材に接続したことを特
徴とする構成である。

〔実施例〕

以下、実施例によつて本考案を具体的に説明す
る。

（実施例 １） 第１図は、本考案の実施例１による進角装置、
及びそれの関連する部分を一部破断して示した概
略図である。

エンジンのクランク軸の回転が伝達される分配
型燃料噴射ポンプの駆動軸１は、４個のローラ２
を保持するローラホルダ３に接続されており、こ
れらのローラ２が摺動するカム面が形成された図
示していないカムデイスクを、このカムデイスク
と一体的に形成されたプランジヤと共に、駆動軸
１の軸方向に往復可能とし、且つ周方向に回転可
能に配設している。

第１図において、ローラホルダ３を進角方向に
回動させる装置は、二つある。一つは、エンジン
が高速回転する時に進角させる油圧式タイマ４で
あり、他の一つは、本考案に係る進角装置１１で
ある。

まず、油圧式タイマ４側から説明する。本実施
例で使用する油圧式タイマ４は、通常使用されて
いるタイプのものであり、次のように構成されて
いる。

即ち、タイマピストン６は、シリンダ７に嵌入
されており、タイマスプリング８によつて、油圧
室９側に押し付けられている。

油圧室９は、前記タイマピストン６とシリンダ
７によつて区切られた空間によつて形成され、図
示していない燃料フイードポンプから供給される
燃料は、タイマピストン６内に設けられた通路１
０を通じて導入される。

ローラホルダ３を作動させる主駆動ピン（タイ
マピン）５は、カム機構によりタイマピストン６
と連結されており、タイマピストン６が印の方
に移動すると、ローラホルダ３が、↑印で示す駆
動軸１の回転方向と逆方向（つまり進角方向）に
回転するように構成されている。

本実施例の進角装置１１には、二つのレバー１
２，１３が有り、その一方のレバー１２は、アク
チユエータ１４の駆動腕１５によつて押される
と、回転軸１６を軸にして回転するように構成さ
れており、もう一方のレバー１３には、ローラホ
ルダ３に設けられた切欠部１８に嵌入された副駆
動ピン１７にが取り付けられている。

次に、第２図及び第３図によつて進角装置１１
の詳細を説明する。第２図は、第１図の要部拡大
図であり、第３図は、一部を破断して示した第２
図のＡ方向矢視側面図である。

進角装置１１の回転軸１６は、支持板２０に、
回転を滑らかにするためのベアリング２１を介し
て枢支されており、過進角防止バネ２２は、両端
をフツク２４，２５として、一方はレバー１２
に、他方は回転軸１６に一体的に取り付けられた
台座２６に引つ掛けられており、レバー１２が
の方向に回転すると、過進角防止バネ２２が巻き
込まれ、レバー１３をの方向に回転させる。

前に説明した通り、ローラホルダ３には、進角
させようとする燃料圧力による力Ｐと、それを戻
そうとするタイマスプリング８の力とが加わつて
いるので、レバー１２がの方向に回転し、過進
角防止バネ２２を介して回転をレバー１３に伝え
ても、この油圧式タイマ４からの力に負けると、
レバー１３は回転できず、過進角防止バネ２２に
加えられた力は、歪力としてこの過進角防止バネ
２２に蓄えられる。

因みに、本実施例では、エンジンの回転数が第
７図ＢのN₀付近となつた時、過進角防止バネ２
２の捩じれがほぼ巻き戻されるように作られてい
る。

次に、第１図に基づき、進角装置１１を駆動す
るアクチユエータ１４、及びその関連装置につい
て説明する。

アクチユエータ１４は、空気圧によつて作動す
るタイプのものであり、その図示していない気圧
室は、三方切換弁１９によつて真空ポンプ又は大
気に連通するように構成されている。

前記三方切換弁１９は、サーモワツクスの変位
により駆動され、エンジンの冷却水温が所定の温
度よりも低い時は、真空ポンプをアクチユエータ
１４の気圧室に連通し、又、冷却水温が所定の温
度よりも高い時は、アクチユエータ１４の気圧室
を大気に開放するように構成されている。

駆動腕１５は、アクチユエータ１４の気圧室に
負圧が導入された時、伸び出してレバー１２を回
転させ、また大気圧が導入された時、アクチユエ
ータ１４に引き込まれ、オン・オフ方式でレバー
１２をの方向に押すように構成されている。

以上の説明によつて、本考案の進角装置１１
は、エンジンに取り付ける際、改造する部分が少
なく、従つて、安価に本考案を実施できることが
理解されよう。

次に、第１図〜第３図に基づき、進角装置１１
の動作を説明する。

エンジンで駆動される駆動軸１は、↑印の方向
に回転しており、ローラホルダ３がその反対方向
に回転すると、進角、即ち、噴射タイミングが早
められることは、既に説明した。

今、エンジン温度が低いと、アクチユエータ１
４の図示していない気圧室には、前記した通り負
圧が導入されており、駆動腕１５がレバー１２を
の方向に回転させている。

従つて前記した通り、レバー１３には、副駆動
ピン１７によつてローラホルダ３をの方向に回
転させる力が作用している。

この時のローラホルダ３が進角方向に回動する
様子を第４図Ａ，Ｂによつて説明する。なお、第
４図Ａ，Ｂは、説明を簡単にするために第７図
Ａ，Ｂに対応させてある。

今、レバー１２が回転して過進角防止バネ２２
を介してローラホルダ３に力が作用したとする。

すると、第７図Ａで説明したと同様に、Ｐ＋Ｓ
がF₁となるまで、即ち、点ｂに対応する回転数
N₂となるまでは、ローラホルダ３は回転せず、
力Ｓは過進角防止バネ２２の歪力として蓄えられ
る。

次に、エンジンの回転数が上昇し、N₂以上と
なると、合力Ｐ＋ＳがF₁より大きくなり、タイ
マピストン６が新たな釣り合い点まで移動し、ロ
ーラホルダ３を進角方向に回動する。

ローラホルダ３が回動すると、過進角防止バネ
２２の捩じれが巻き戻され、その分蓄えられてい
た歪力は弱まり、曲線Ｓ（点線）のようにエンジ
ン回転数の増加と共に減少し、回転数N₀付近で
ゼロとなる。

従つて、Ｐ＋Ｓ曲線は第４図Ａの鎖線となり、
最終的に油圧式タイマ４単独の特性曲線Ｐに点ｐ
で交わるようになる。

なお、本実施例では、交点ｐをN₀付近に設定
したが、これは本考案にとつて本質的ではなく任
意に設定できる。

このように、エンジン回転数に対する進角特性
は、第４図Ｂの折れ線ロとなり、中速回転域から
高速回転域にかけて、進角量が過大となる前記ソ
レノイド式の絞り弁を使用した進角装置や、高速
回転域において進角量が過大となる、特開昭57−
51917号公報に提案されている進角装置の欠点を
解消した特性とすることができ、しかも、前記し
た通り、エンジンの回転数がN₂となるまでは進
角されないので、クランキング時及びアイドル時
に進角が過大となることはない。

従つて、エンジンが低温の時にも、本実施例の
進角装置を装備したエンジンは、始動を安定して
行うことができる。

（実施例 ２） 第５図に示す実施例２の進角装置１１は、エン
ジン温度が低い時に進角を開始するエンジン回転
数を、エンジン温度に応じて変化させるように構
成したものである。以下、順次説明する。

本実施例の進角装置１１は、実施例１の場合と
異なり、レバー１２，１３が一体的に構成されて
おり、また、過進角防止バネ２２は進角装置１１
とアクチユエータ１４との間に取り付けられてい
る。

レバー１３の先端には、副駆動ピン１７が取り
付けられており、ローラホルダ３の切欠部１８に
嵌入されている点は、実施例１と同様である。一
方、レバー１２には、その先端部に孔２３が設け
られている。

また、駆動腕１５に固着された変形コ字状のフ
レーム２７の先端部には、案内棒２８が前記孔２
３を貫通して取り付けられている。

この案内棒２８は過進角防止バネ２２を貫通し
ており、エンジンが低温の時に、回転軸１６を中
心としてレバー１２を反時計回りに回動させるよ
うに構成されている。

前記駆動腕１５は、アクチユエータ１４内に封
入され、エンジンの冷却水温によつて膨張・収縮
するサーモワツクスによつて、エンジンの温度が
低いほどレバー１２の反時計方向への回転角度を
大きくするように構成されている。

第６図Ａ，Ｂによつて、本実施例の進角装置１
１の動作を説明する。第６図Ａ，Ｂは、第４図
Ａ，Ｂと各記号が対応しているので、重複する分
については、説明を省略する。

図中折れ線S₂及びS₃は、それぞれエンジンの冷
却水温がt₂及びt₃（ここではt₂＞t₃）の時に、スプ
リング２２に蓄えられる歪力を表す。

進角開始回転数は、第４図Ａと同様に求め、そ
れぞれ温度がt₂及びt₃に対し、N₂及びN₃となる。

第４図Ｂと同様に進角特性を求めると、それぞ
れＰ＋S₂，Ｐ＋S₃に対応して、第６図Ｂの折れ線
ロ，ハとなる。

図から分かるように、本実施例のように、アク
チユエータ１４の変位量をエンジンの冷却水温に
比例して変化させると、エンジンの温度により、
同一回転数に対応して進角量を種々変更させるこ
とができるので、エンジンが低温且つ低速回転時
の燃料噴射時期の調整を更に細かく行うことがで
きる。

本考案を実施する際に使用する、機関温度に応
じて変位する感熱部材としては、サーモワツクス
の外、形状記憶合金、バイメタル等の既知のもの
を適宜使用することができる。

〔考案の効果〕

本考案の分配型燃料噴射ポンプの進角装置は、
プランジヤの回転方向にカム面を配設したカムデ
イスクと、このカム面に摺動するローラを支持す
るローラホルダとを設けた分配型燃料噴射ポンプ
の油圧式タイマにおいて、前記ローラホルダを回
動する主駆動ピンと副駆動ピンとを設けると共
に、この主駆動ピンを、エンジン回転数に応じた
燃料供給圧力とタイマスプリングのセツト荷重と
の釣り合いによつて移動するタイマピストンに接
続し、前記副駆動ピンを、過進角防止バネを介し
て、機関温度に応じて変位する感熱部材によつて
機関温度が低くなる程進角量を増加させる駆動部
材に接続したことを特徴とするので、以下の効果
を奏することができる。

(1) 機関のクランキング時やアイドル時には進角
量をゼロとすることができるため、始動性の悪
化を防止することができる。

(2) 機関温度が低い場合には、機関温度が高い場
合よりも低回転域から進角させることができる
ため、始動後の回転停滞や白煙の排出を防止す
ることができる。

(3) 機関回転数に対する進角量の増加率を従来よ
りも低くすることができ、しかも、高速回転域
では、機関温度が低い場合であつても、機関温
度が高い場合とさして変わらない進角特性とす
ることができるため、中速回転域から高速回転
域にかけて、進角量が過大となることを防止で
きる。

(4) 従つて、過進角によるエンジン燃焼音の増
大、及び、筒内圧や燃焼温度の異常上昇などの
不具合を防止することができる。

(5) また、燃料噴射ポンプに大幅な構造上の改造
を施す必要が無いため、安価に実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例１における分配型燃料
噴射ポンプの進角装置を一部破断して示す概略
図、第２図は第１図に示す進角装置の要部拡大正
面図、第３図は第２図のＡ方向矢視側面図、第４
図は第１図に示す進角装置の動作を説明するため
の特性図、第５図は本考案の実施例２における分
配型燃料噴射ポンプの進角装置を一部は破断して
示す概略図、第６図は第５図に示す進角装置の動
作を説明するための特性図、第７図は従来の進角
装置の動作を説明するための特性図である。 ２……ローラ、３……ローラホルダ、４……油
圧式タイマ、５……主駆動ピン（タイマピン）、
６……タイマピストン、８……タイマスプリン
グ、１１……進角装置、１２……レバー、１３…
…レバー、１４……アクチユエータ、１５……駆
動腕、１７……副駆動ピン、２２……過進角防止
バネ、２７……フレーム、２８……案内棒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. プランジヤの回転方向にカム面を配設したカム
   デイスクと、このカム面に摺動するローラを支持
   するローラホルダとを設けた分配型燃料噴射ポン
   プの油圧式タイマにおいて、前記ローラホルダを
   回動する主駆動ピンと副駆動ピンとを設けると共
   に、この主駆動ピンを、エンジン回転数に応じた
   燃料供給圧力とタイマスプリングのセツト荷重と
   の釣り合いによつて移動するタイマピストンに接
   続し、前記副駆動ピンを、過進角防止バネを介し
   て、機関温度に応じて変位する感熱部材によつて
   機関温度が低くなる程進角量を増加させる駆動部
   材に接続したことを特徴とする分配型燃料噴射ポ
   ンプの進角装置。