JPH0587009A - デイーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 始動に要する時間の短いディーゼルエンジン
を得る。 【構成】 燃料ポンプ７とクランク軸との間のベルト式
動力伝達部材８にワンウェイクラッチ１０を介装する。
燃料ポンプ７に、エンジン始動時であってグロープラグ
２での余熱中に作動されるモーター１６を連結した。グ
ロープラグ２で余熱しているときに燃料ポンプ７をモー
ター１６によって駆動することができる。グロープラグ
２での余熱中に同時に燃料供給管１２内が昇圧され、セ
ルモーター３を作動させたときに時間遅れなく燃料噴射
弁５から燃料が噴射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射装置用燃料ポ
ンプがクランク軸の回転力によって駆動されるディーゼ
ルエンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンとしては、燃
料噴射装置の燃料ポンプを自らの動力によって駆動する
構造のものがある。この種のディーゼルエンジンに使用
する燃料ポンプは、その入力軸がクランク軸にタイミン
グベルト等の動力伝達部材を介して連結されており、ク
ランク軸の回転力によって駆動されて燃料を燃料噴射弁
に圧送するように構成されていた。

【０００３】そして、この種のディーゼルエンジンを始
動させるには、先ず、グロープラグによって燃焼室を余
熱し、その後にセルモーターを作動させて行っていた。
セルモーターによってクランク軸が回転すると、クラン
ク軸と共に燃料ポンプの入力軸が回転することになり、
燃料が燃料噴射弁に圧送されてディーゼルエンジンが始
動することになる。

【０００４】このように燃料噴射装置用燃料ポンプを機
械駆動式とすると、エンジン回転数に応じて燃料吐出量
が増減するので、モーターを駆動源とする電気駆動式の
ものに比べて簡単な構成で高精度に燃料制御を行なうこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
機械駆動式の燃料ポンプを採用すると、エンジン始動に
要する時間が長くなってしまうという問題が生じる。

【０００６】これは、グロープラグでの余熱が終了した
後にセルモーターを作動させていたからであった。すな
わち、グロープラグでの余熱に要する時間と、燃料ポン
プが作動してから燃料ポンプと燃料噴射弁との間の燃料
供給管内が一定圧力に昇圧されるまでの時間とを加算し
た時間が始動時に必要になってしまう。

【０００７】このような不具合を解消するためにはグロ
ープラグでの余熱中にセルモーターを作動させて余熱と
燃料供給管内の昇圧とを同時に行えばよい。ところが、
グロープラグで余熱するときには大電力を必要とし、し
かも、セルモーターを使用してクランキングするときも
消費電力が多い関係から、そのようにすると電力不足と
なって始動できなくなってしまう可能性がある。

【０００８】本発明は上述したような不具合を解消する
ためになされたもので、始動に要する時間の短いディー
ゼルエンジンを得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るディー
ゼルエンジンは、燃料ポンプとクランク軸との間の動力
伝達経路中に、エンジン始動時に非連結状態となるクラ
ッチを介装すると共に、燃料ポンプに、エンジン始動時
であってグロープラグでの余熱中に作動される電動機を
連結可能としたものである。

【００１０】第２の発明に係るディーゼルエンジンは、
燃料タンクと燃料噴射弁との間の燃料供給経路に、エン
ジン始動時であってグロープラグでの余熱中に作動され
る電動式の補助燃料ポンプを介装したものである。

【００１１】

【作用】燃料ポンプのみを電動機によって駆動するとき
の消費電力は少ないから、グロープラグで余熱している
ときに燃料ポンプを電動機によって駆動することができ
る。このため、グロープラグでの余熱中に同時に燃料供
給管内が昇圧されるから、余熱終了後にセルモーターを
作動させたときに時間遅れなく燃料噴射弁から燃料が噴
射される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１によって詳細
に説明する。図１は第１の発明に係るディーゼルエンジ
ンに使用する燃料噴射装置の概略構成を示す図である。
同図において、１はディーゼルエンジンで、このディー
ゼルエンジン１はグロープラグ２を有し、後述する燃料
噴射装置によって燃料が供給されるように構成されてい
る。

【００１３】３はこのディーゼルエンジン１のセルモー
ターで、このセルモーター３は飛び込みギヤ３ａを介し
てディーゼルエンジン１のクランク軸（図示せず）に連
結されている。

【００１４】４はディーゼルエンジン１に燃料を供給す
る燃料噴射装置で、この燃料噴射装置４は、ヘッドシリ
ンダ（図示せず）に装着されてシリンダ内に高圧燃料を
噴射する従来周知の燃料噴射弁５と、燃料タンク６から
燃料を前記燃料噴射弁５へ圧送する燃料ポンプ７等とか
ら構成されている。

【００１５】前記燃料ポンプ７は、入力軸７ａの回転動
作をカム機構によって往復動作に変え、その動力によっ
て内蔵するプランジャ（図示せず）を往復動させて燃料
を高圧力をもって吐出する構造のものが採用されてい
る。そして、この燃料ポンプ７の入力軸７ａは、ベルト
式動力伝達部材８を介してエンジン１のクランク軸側プ
ーリに連結されている。

【００１６】また、前記ベルト式動力伝達部材８におけ
る燃料ポンプ側のプーリ９には、エンジン１側からの駆
動力のみを前記入力軸７ａに伝えるワンウェイクラッチ
１０が装着されている。

【００１７】１１は燃料タンク６と前記燃料ポンプ７の
吸入口とを連通する燃料吸入管、１２は燃料ポンプ７の
吐出口と前記燃料噴射弁５の燃料供給口とを連通する燃
料供給管である。前記燃料吸入管１１にはフィルター１
１ａが介装され、燃料供給管１２にはデリバリーパイプ
１２ａが設けられている。また、１３〜１５は燃料戻し
管である。

【００１８】１６は燃料ポンプ７をエンジン始動時に作
動させるための燃料ポンプ用モーターである。このモー
ター１６は、燃料ポンプ７の入力軸７ａと一体的に回転
する補助入力軸７ｂを回転させるように構成され、この
モーター１６のピニオン付き回転軸１６ａは、通電時に
前進して前記補助入力軸７ｂの入力歯車７ｃに噛合する
構造とされている。

【００１９】このように構成されたディーゼルエンジン
１を始動させるには、先ず、グロープラグ２によって燃
焼室を余熱する。グロープラグ２へ通電するときには同
時にモーター１６へも通電し、燃料ポンプ７の補助入力
軸７ｂを回転させる。

【００２０】補助入力軸７ｂが回転すると、燃料ポンプ
７によって燃料が燃料タンク６から吸入されて燃料噴射
弁５へ圧送される。このとき燃料噴射弁５は非作動状態
（燃料噴射を行わない状態）であるため、燃料供給管１
２内での燃料圧力が上昇する。

【００２１】このときには、補助入力軸７ｂと共に入力
軸７ａも回転するが、入力軸７ａの回転力はベルト式動
力伝達部材８のワンウェイクラッチ１０によって遮断さ
れるために、入力軸７ａが回転したとしてもエンジン１
のクランク軸が回るようなことはない。

【００２２】すなわち、モーター１６は燃料ポンプ７の
みを駆動することになるので、燃料供給管１２内を昇圧
させるときのモーター１６での消費電力は少なくて済
む。

【００２３】グロープラグ２での余熱が終了した後、セ
ルモーター３を作動させてクランク軸を回転させ、エン
ジン１を始動させる。クランク軸が回転すると、クラン
ク軸の回転力がベルト式動力伝達部材８を介して燃料ポ
ンプ７に伝達され、燃料ポンプ７は今度はエンジン１に
よって駆動されるようになる。なお、セルモーター３が
通電されると同時にモーター１６への電源供給が絶た
れ、燃料噴射弁５が通電制御されるようになる。

【００２４】そして、クランク軸が回転されると共に燃
料噴射弁５から燃料がシリンダ内に噴射されてエンジン
１が始動される。

【００２５】したがって、グロープラグ２での余熱中に
同時に燃料供給管１２内が昇圧されるから、余熱終了後
にセルモーター３を作動させたときに時間遅れなく燃料
噴射弁５から燃料が噴射されるようになる。

【００２６】なお、本実施例では燃料ポンプ７を昇圧時
に駆動するモーター１６を飛び込み式のクラッチを介し
て燃料ポンプ７に連結する構造としたが、入力歯車７ｃ
にピニオン付き回転軸１６ａを常に噛合させ、モーター
１６と燃料ポンプ７との間の動力伝達経路中にワンウェ
イクラッチを介装する構造とすることもできる。

【００２７】また、本実施例では燃料ポンプ７の補助入
力軸７ｂを専用のモーター１６で駆動する構造とした
が、補助入力軸７ｂをセルモーター３で駆動するように
構成することもできる。このようにするときには、セル
モーター３を燃料ポンプ７に隣接させて配置し、セルモ
ーター３の回転軸でクランク軸と燃料ポンプ７の補助入
力軸７ｂとを選択的に回転駆動するようにする。

【００２８】加えて、本実施例ではエンジン１のクラン
ク軸と燃料ポンプ７との間の動力伝達経路中に介装され
るクラッチとしてワンウェイクラッチ１０を採用した例
を示したが、ワンウェイクラッチ１０の代わりに、始動
時には非連結状態となる電磁クラッチを装着することも
できる。

【００２９】次に、第２の発明に係るディーゼルエンジ
ンを図２によって説明する。図２は第２の発明に係るデ
ィーゼルエンジンに使用する燃料噴射装置の概略構成を
示す図である。同図において前記図１で説明したものと
同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細
な説明は省略する。図２において、２１は補助燃料ポン
プである。

【００３０】この補助燃料ポンプ２１はモーター２２に
よって駆動されるギヤポンプであって、その燃料吸入部
は補助燃料吸入管２３を介して燃料ポンプ７の燃料吸入
管１１に接続されており、燃料吐出部は補助燃料供給管
２４を介して燃料ポンプ７の燃料供給管１２に接続され
ている。すなわち、補助燃料ポンプ２１は、燃料供給経
路中において燃料ポンプ７と並列に設けられることにな
る。

【００３１】また、前記補助燃料供給管２４には、燃料
供給管１２から燃料が逆流するのを防ぐための逆止弁２
５が介装されている。

【００３２】なお、本実施例で使用する燃料ポンプ７
は、エンジン１のクランク軸の回転力のみによって駆動
される構造とされている。

【００３３】このように補助燃料ポンプ２１を備えた燃
料噴射装置４によってエンジン１を始動させるには、先
ず、グロープラグ２が通電されるときに同時にモーター
２２に通電し、余熱中に補助燃料ポンプ２１を作動させ
る。

【００３４】このときには、燃料は燃料吸入管１１から
補助燃料吸入管２３へ導かれ、補助燃料ポンプ２１によ
って補助燃料供給管２４へ圧力をもって吐出される。そ
して、逆止弁２５を通って燃料供給管１２へ圧送され、
燃料供給管１２内の燃料圧力が昇圧される。

【００３５】なお、モーター２２は補助燃料ポンプ２１
のみを駆動するので、燃料供給管１２内を昇圧させると
きのモーター２２での消費電力は少なくて済む。

【００３６】そして、グロープラグ２での余熱が終了し
た後、セルモーター３を作動させてクランク軸を回転さ
せ、エンジン１を始動させる。エンジン始動後は、燃料
は燃料ポンプ７から燃料供給管１２を介して燃料噴射弁
５へ供給されることになる。なお、そのときには、逆止
弁２５が閉じるために燃料が補助燃料ポンプ２１へ逆流
することはない。また、セルモーター３が通電されると
同時にモーター２２への電源供給が絶たれて補助燃料ポ
ンプ２１は停止されるように構成されている。

【００３７】したがって、グロープラグ２での余熱中に
同時に燃料供給管１２内が昇圧されるから、余熱終了後
にセルモーター３を作動させたときに時間遅れなく燃料
噴射弁５から燃料が噴射されるようになる。

【００３８】なお、本実施例では補助燃料ポンプ２１を
燃料供給経路中において燃料ポンプ７と並列に設けた例
を示したが、図３ないし図５に示すように直列に接続す
ることもできる。

【００３９】図３は補助燃料ポンプを燃料ポンプに直列
に接続した他の実施例を示す図、図４は昇圧時の電磁弁
の作動状態を示す図、図５はエンジン停止時の電磁弁の
作動状態を示す図である。これらの図において前記図１
および図２で説明したものと同一もしくは同等部材につ
いては、同一符号を付し詳細な説明は省略する。これら
の図において、３１は補助燃料ポンプ２１から吐出され
た燃料の供給先を選択するための電磁弁で、この電磁弁
３１は、補助燃料ポンプ２１と燃料ポンプ７，補助燃料
供給管２４との間に介装されている。

【００４０】前記電磁弁３１は４ポート３位置切換弁で
あって、燃料の流れ方向下流側に位置するポートが燃料
ポンプ７の吸入口と補助燃料供給管２４に連通され、燃
料の流れ方向上流側に位置するポートが補助燃料ポンプ
２１の吐出口と燃料タンク側戻り管３２に連通されてい
る。

【００４１】すなわち、補助燃料ポンプ２１は、本実施
例では燃料供給経路において燃料ポンプ７と直列に接続
されることになる。そして、補助燃料ポンプ２１を作動
させると、燃料は燃料タンク６からこの補助燃料ポンプ
２１によって吸引され、電磁弁３１での切換え位置に応
じて燃料ポンプ７，補助燃料供給管２４あるいは燃料タ
ンク側戻り管３２へ供給される。

【００４２】次に、上述した電磁弁３１を備えた燃料噴
射装置４の動作を説明する。先ず、グロープラグ２で余
熱を行うときには、図４に示すように電磁弁３１を切換
え、燃料ポンプ２１から吐出された燃料を燃料ポンプ７
および補助燃料供給管２４へ供給するようにする。この
ようにすることで、燃料供給管１２内の燃料圧力を昇圧
させることができる。

【００４３】セルモーター３を作動させてエンジン１を
始動させるときには、図３に示すように電磁弁３１を切
換えて、燃料を補助燃料ポンプ２１から燃料ポンプ７の
みに供給するようにする。なお、エンジン始動後も補助
燃料ポンプ２１を作動させ続ける。すなわち、エンジン
運転中も補助燃料ポンプ２１を作動させることで、この
補助燃料ポンプ２１が燃料ポンプ７用の燃料供給ポンプ
として機能することになる。

【００４４】そして、エンジン停止時や非常時には、図
５に示すように電磁弁３１を切換えて燃料を補助燃料ポ
ンプ２１から燃料タンク側戻り管３２へ流し、燃料タン
ク６へ全て戻すようにする。

【００４５】したがって、このように補助燃料ポンプ２
１を燃料ポンプ７と直列に接続するようにしても、グロ
ープラグ２での余熱中に同時に燃料供給管１２内が昇圧
されるから、余熱終了後にセルモーター３を作動させた
ときに時間遅れなく燃料噴射弁５から燃料が噴射される
ようになる。

【００４６】また、図３〜図５に示した構成を採ると、
補助燃料ポンプ２１が燃料ポンプ７用の燃料供給ポンプ
として機能するから、燃料ポンプ７としてはフィードポ
ンプを内蔵しない簡単な構造のものを使用することがで
きる。

【００４７】なお、図２〜図５で示した実施例では補助
燃料ポンプ２１をギヤポンプによって構成した例を示し
たが、本発明はこのような限定にとらわれることなく、
プランジャポンプ，ロータリーポンプ等、適宜変更する
ことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係るデ
ィーゼルエンジンは、燃料ポンプとクランク軸との間の
動力伝達経路中に、エンジン始動時に非連結状態となる
クラッチを介装すると共に、燃料ポンプに、エンジン始
動時であってグロープラグでの余熱中に作動される電動
機を連結可能としたものであり、第２の発明に係るディ
ーゼルエンジンは、燃料タンクと燃料噴射弁との間の燃
料供給経路に、エンジン始動時であってグロープラグで
の余熱中に作動される電動式の補助燃料ポンプを介装し
たものであるため、グロープラグで余熱しているときに
燃料ポンプを電動機によって駆動することができる。こ
のため、グロープラグでの余熱中に同時に燃料供給管内
が昇圧されるから、余熱終了後にセルモーターを作動さ
せたときに時間遅れなく燃料噴射弁から燃料が噴射され
る。

【００４９】したがって、本発明に係るディーゼルエン
ジンでは、エンジン始動に要する時間を短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係るディーゼルエンジンに使用す
る燃料噴射装置の概略構成を示す図である。

【図２】第２の発明に係るディーゼルエンジンに使用す
る燃料噴射装置の概略構成を示す図である。

【図３】補助燃料ポンプを燃料ポンプに直列に接続した
他の実施例を示す図である。

【図４】昇圧時の電磁弁の作動状態を示す図である。

【図５】エンジン停止時の電磁弁の作動状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ２ グロープラグ ４ 燃料噴射装置 ５ 燃料噴射弁 ６ 燃料タンク ７ 燃料ポンプ １０ ワンウェイクラッチ １２ 燃料供給管 １６ モーター ２１ 補助燃料ポンプ ２２ モーター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グロープラグおよび燃料噴射装置を備
   え、燃料噴射装置用燃料ポンプがクランク軸によって駆
   動されるディーゼルエンジンにおいて、前記燃料ポンプ
   とクランク軸との間の動力伝達経路中に、エンジン始動
   時に非連結状態となるクラッチを介装すると共に、燃料
   ポンプに、エンジン始動時であってグロープラグでの余
   熱中に作動される電動機を連結可能としたことを特徴と
   するディーゼルエンジン
2. 【請求項２】 グロープラグおよび燃料噴射装置を備
   え、燃料噴射装置用燃料ポンプがクランク軸によって駆
   動されるディーゼルエンジンにおいて、燃料タンクと燃
   料噴射弁との間の燃料供給経路に、エンジン始動時であ
   ってグロープラグでの余熱中に作動される電動式の補助
   燃料ポンプを介装したことを特徴とするディーゼルエン
   ジン。