JPH0626423A

JPH0626423A - 内燃機関の燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JPH0626423A
Application number: JP5080586A
Authority: JP
Inventors: Dieter Heck; ヘックディーター; Josef Guentert; ギュンタートヨーゼフ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-04-09
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1994-02-01
Also published as: GB9307276D0; DE4211886A1; GB2266350A; GB2266350B; US5322423A

Abstract

(57)【要約】【目的】内燃機関の燃料噴射ポンプであって、カム駆
動によって往復動状に駆動されてシリンダスリーブのシ
リンダ孔内を軸方向に案内され、かつその一方の端面に
よってポンプ作業室を制限しているポンプピストンを備
えており、該ポンプピストンは、その套面上にシリンダ
孔内で制御開口部（１３）と協働している傾斜制御エッ
ジを有している形式のものにおいて、高圧吐出の開始及
び終了を内燃機関の特性に最適に適合せしめる。【構成】この制御開口部（１３）は、噴射開始時の僅
かな前吐出作用及び噴射終了時の急速な開放制御のため
に楕円形に形成されかつシリンダスリーブ内に傾斜して
配置されており、また制御開口部の長手方向軸線（２
７）が傾斜制御エッジに対しほぼ平行に延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
基く、内燃機関のための燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ国特許第３３１４３６０号明細書
によって公知のこの種の燃料噴射ポンプにあっては、ポ
ンプピストンがカム駆動によってシリンダ孔内で軸方向
に往復運動を行っている。ポンプピストンは、シリンダ
スリーブのシリンダ孔内のカム駆動部の反対側のポンプ
ピストンの端面によってポンプ作業室を制限しており、
該ポンプ作業室には、ポンプピストン行程の１部分の間
シリンダスリーブ内の半径方向の制御開口部を介して燃
料を供給することができる。ポンプピストンは制御ロッ
ドを介して回動可能であり、また制御ロッドの套面上に
は、長手溝を介してポンプ作業室に接続されている傾斜
制御エッジが設けられており、該制御エッジにより前記
ポンプ作業室は、燃料噴射量を変更するためシリンダス
リーブの半径方向の制御開口部と協働している。

【０００３】その際制御開口部の輪郭は次のように構成
されている。つまり遮断過程中には可能な限り大きな開
口横断面が時間的に迅速に自由開放され、それによって
ポンプ作業室と、噴射導管を介してポンプ作業室に接続
されかつ供給さるべき内燃機関の燃焼室内に突入してい
る噴射弁とが、可能な限り迅速に圧力解放せしめられる
ようになり、その結果噴射弁の閉鎖が急速に行なわれる
ようになっている。そのために制御開口部は、その一方
の長手面が扁平になった卵の形状を成しており、その際
この扁平になった面は、ポンプピストンの傾斜制御エッ
ジの側にあり、かつ遮断過程の間ポンプピストンと協働
している。しかしその際、公知の燃料噴射ポンプには欠
点が発生している。それは、制御開口部の上方端部が極
めて大きな半径を備えた円弧として構成されていること
によって作業室内に極めて烈しい圧力上昇が発生すると
いう点であり、前記の大きな半径は、燃料噴射の開始の
ためカム駆動部の反対側のポンプピストンの端面によっ
て閉鎖される。このことは、燃焼の開始時に燃焼室内に
既に大量の燃料が噴射され、その燃料が衝撃的に燃焼し
て構成部材に高い応力を発生せしめ、同時に強力な騒音
排気を発生せしめることを意味している。つまり公知の
燃料噴射弁では、ポンプ作業室内の高圧吐出の開始と終
了との両者を、供給さるべき内燃機関の特性に最適に適
合せしめることは不可能である。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】本発明の課題は上述の
欠点を除去することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、請求項１に
記載の特徴によって上記課題を解決することができた。

【０００６】

【発明の効果】請求項１に記載の特徴を備えた本発明の
燃料噴射弁は、制御開口部の楕円形状を介して、高圧吐
出開始時の緩やかな圧力上昇及び高圧吐出終了時のポン
プ作業室の迅速な放圧が共に可能であるという利点を有
している。その際制御開口部は請求項２に基く有利な形
式で傾斜して配置されており、かつ制御開口部の長手方
向軸線がポンプピストンの傾斜制御エッジに対しほぼ平
行に延びている。このような形式で、ポンプピストンの
端面による制御開口部の閉鎖制御の際には本来の小さな
円半径が機能し、これが小さな前吐出作用を発生せしめ
ている。

【０００７】この前吐出作用は、低圧室とポンプ作業室
との間の接続部を緩やかに閉鎖することによって発生
し、その際ポンプピストンの吐出ストロークの開始時に
ポンプ作業室内に存在している燃料の１部分が、なお開
いている制御開口部の横断面を介して低圧室内に押し戻
される。この流出過程の際にはポンプ作業室内の圧力が
著しく上昇しないが、この流出過程は、制御開口部の開
放横断面が閉じられるまでの間乃至は殆んど閉じられる
までの間保持されており、これが高圧吐出の開始を行っ
ている。その際ポンプピストンの端面による制御開口部
の制御の経過が重要な意味を有している。制御開口部が
極めて迅速に閉じられる場合には、ポンプピストンの制
御縁部に対し制御開口部の上方制御エッジがほぼ平行に
延びている場合と同じ様に、ポンプ作業室内の圧力が急
速に増圧して燃料が急速に噴射圧力に到達し、かつ大量
の燃料が直ちに噴射されるようになる。

【０００８】これに対して例えば上方制御エッジの円形
状の曲線部がポンプピストンの水平な制御エッジを貫い
て通過するような場合には、制御開口部の開口横断面が
緩やかに閉ぢられるようになる。これによってポンプ作
業室から流出する燃料量が次第に減少し、その結果ポン
プ作業室内の圧力が緩やかに上昇し、それによって噴射
圧力も緩やかに達成され、かつ噴射弁が遅延して開放さ
れるようになる。その際高圧吐出の開始時に、開始時に
は未だ完全に開放されていない噴射弁開口横断面を介し
て先づ少量の噴射量だけが、供給さるべき内燃機関の燃
焼室内に噴射せしめられるようになり、その直後に噴射
弁開口横断面が完全に開放されると、この少量の燃料に
続いて全噴射量が噴射せしめられる。

【０００９】高圧噴射の開始時のこの僅かな前噴射量
は、この噴射量を燃焼室内で完全に調質することがで
き、それによって燃焼の開始時には燃焼室内で先づ僅か
な燃料量が燃焼し、この燃料量は別の曲線部によって増
加せしめられ、かつ内燃機関の燃焼室内には徐々に圧力
上昇が発生するようになる。

【００１０】その際ここに説明した前吐出作用は、回転
数が低い場合には燃料の慣性に基いて特に顕著であり、
一方回転数が高い場合には、比較的小さな横断面積が制
御開口部の完全閉鎖の開始の直前の閉鎖制御の際に絞り
部として作用し、その結果この回転数領域の高圧領域に
おける吐出率ひいては圧力上昇速度が、ポンプピストン
の制御エッジによる制御開口部の閉鎖制御速度によって
増加せしめられる。

【００１１】噴射の遮断過程の間は楕円形制御孔の扁平
面の大きな半径が機能し、該半径は、ポンプピストンが
傾斜制御エッジを通過する際、大きな開放横断面を時間
的に迅速に開放する。その際制御開口部の長手方向フラ
ンクの形状が楕円形であるということは、直線状のエッ
ジに比較して製作交差が、ポンプピストンの制御エッジ
の平行性に関して、またポンプピストンと協働している
制御開口部のエッジに関して、高圧吐出終了時の遮断精
度にさしたる影響を及ぼさないという利点を有してい
る。制御開口部の位置と大きさとを変更することによっ
て、制御開口部の可能性のある種々の要求を実現するこ
とができる。つまり請求項４に基く有利な形式にあって
は、制御開口部の長手方向軸線がポンプピストン軸線に
平行に延びている場合、制御開口部の位置によって大き
な前吐出及び後吐出作用を達成することができる。この
場合後吐出作用は、高圧吐出終了時の遮断横断面が衝撃
的ではなく遅延して開放されることによって達成されて
おり、それによって噴射弁が急激に圧力開放されるので
はなくて、噴射弁がゆっくりと閉じるようになり、その
結果、小量の燃料が高圧吐出の本来の終了時の後にもな
お噴射せしめられる。

【００１２】前噴射を隆起部材又は分割部材で制御する
燃料噴射ポンプの場合に前吐出作用を制御開口部によっ
て阻止しようとする際には、請求項５に基いて楕円形の
制御開口部を、その長手方向軸線がポンプピストン軸線
に対し直角状に延びるように配置せしめると有利であ
る。この場合はこのような形式でこの制御開口部を閉鎖
制御する際、ポンプ部材側の前噴射機能は制御開口部の
極めて大きな半径によって支持される。

【００１３】本発明の別の利点及び有利な構成は、図
面、説明書及び請求の範囲から推測することができる。

【００１４】

【実施例】本発明の対象の３つの実施例を図面に図示
し、次にこれを詳細に説明する。

【００１５】図１に本発明の重要な領域だけが図示され
ている燃料噴射ポンプにあっては、ポンプピストン１が
図示なしのカム駆動部によってポンプケーシグ５内に挿
入されたシリンダスリーブ７のシリンダ孔３内で軸方向
に往復運動を行っている。その際ポンプピストン１は、
カム駆動部の反対側のポンプピストンの端面９によって
シリンダ孔３内のポンプ作業室１１を制限しており、該
ポンプ作業室１１は、ピストンストロークの１部分の間
シリンダスリーブ７を取り囲みかつ燃料が充填されてい
る低圧室１５に接続されている。ポンプピストン１は、
噴射量を制御する目的で同じ様に図示なしの制御ロッド
を介して回転可能であり、かつその套面には制御開口部
１３と協働する制御切欠きを有しており、該切欠きは、
傾斜制御エッジ１７によって制限されかつ長手方向溝１
９を介してポンプ作業室１１に常に接続されている。

【００１６】図示のこの燃料噴射弁は、公知の形式で燃
料が、下死点ＵＴの方向のポンプピストンの吸込ストロ
ークの間制御開口部１３を介し低圧室１５からポンプ作
業室１１内に流れ込むように作動している。続く吐出ス
トロークの際ポンプピストン１は、端面９によって制御
開口部１３を閉じ、その際制限エッジはポンプピストン
の端面９と套面との間に制御エッジ１７を形成し、該制
御エッジ１７が制御開口部１３の上方エッジ２１を超え
て通過すると、燃料の高圧吐出が開始される。ポンプ作
業室１１内に在る燃料は、別のピストンストロークの経
過中に圧縮されて噴射圧力に到達し、かつ図示なしの噴
射管路及び噴射用の噴射弁を介して供給さるべき内燃機
関の燃焼室内に到達する。傾斜制御エッジ１７が制御開
口部１３の下方エッジ２３を超えて通過することによっ
て、高圧が負荷されているポンプ作業室１１と低圧室１
５との間の接続が開放制御され、その結果ポンプ作業室
１１内の高圧が放圧されて燃料が低圧室１５に流出す
る。その際噴射系内の圧力は、必要な噴射圧力より低い
圧力に再び低下して噴射弁が閉じられる。その際傾斜制
御エッジ１７ひいては噴射された燃料による制御開口部
１３のこの開放制御の時期は、ポンプピストン１の回動
によって制御可能である。燃料噴射ポンプの前述の吐出
ストロークの間、制御開口部１３によって形成されるシ
リンダ孔３内の開口部の輪郭２５が重要な意義を有す
る。その理由は、噴射開始もまた噴射終了も共に、制御
開口部１３の上方乃至下方エッジ２１，２３を介しての
ピストン側の制御エッジ１９，１７の通過によって制御
されているからである。

【００１７】異なった噴射経過を実現できるようにする
ため、制御開口部１３の形状が本発明に基き図２乃至図
４に図示のように形成されている。図２は制御開口部１
３の楕円形を示しており、その際扁平長手方向フランク
２９の大きな半径γ２は、ほぼ円形状の横方向フランク
３１の小さな半径γ１のほぼ２倍の大きさに構成されて
いる。更に制御開口部１３は長手方向軸線２７を有し、
該長手方向軸線２７は、横方向フラクン３１と交差し、
かつ図２では傾斜制御エッジ１７の傾斜に対しほぼ平行
に延びている。つまり制御開口部１３のこのような構成
によって、公知の円形の制御開口部に比較して、上方フ
ランク３１の領域内の上方制御エッジ２１の円形状の曲
線部によってポンプ作業室１１内により緩慢な圧力上昇
が作用するようになることも、また燃料噴射の終了時に
一時的に極めて大きな開放横断面が実現されるようにな
ることも、共に可能である。その場合傾斜制御エッジ１
７は、大きな制限半径γ２を備えて下方制御エッジ２３
を有しているカバー内に位置している。これによって燃
料プロセスにプラスの影響を与えている僅かな前吐出作
用は、噴射終了時に、噴射弁の迅速な閉鎖を伴う“急速
こぼれ”（ｒａｐｉｄｓｐｉｌｌ）に類似した高圧室
の迅速な圧力解放と組み合わせることができる。その際
前吐出作用は、既に説明した様に、制御開口部１３の緩
慢な閉鎖制御によって達成され、この閉鎖制御は、円弧
状の上方エッジ２１を介してのポンプピストン１の水平
な制御エッジ１９の通過によって惹き起こされる。一方
大きなカバー横断面の一時的な急速開放制御による迅速
な圧力開放が、傾斜制御エッジ１７とこれにほぼ平行に
延びている制御開口部１３の下方制御エッジ２３との間
に発生する。

【００１８】図３に図示の制御開口部１３の輪郭は、図
２に図示のものとシリンダライナ７内の制御開口部１３
の位置が異なっているだけである。この場合楕円形の制
御開口部１３は横方向に位置して配置されている、つま
りその長手方向軸線２７がポンプピストン軸線に対し直
角に延びている。この場合の利点は、制御開口部１３の
上方エッジ２１をほぼ水平に形成することによって高圧
吐出の開始時に対する迅速な閉鎖が、例えば前吐出のた
めにひいては前噴射のために部材側に形成された手段の
場合に要求されているのと同じ様に保証されており、そ
の場合前噴射される燃料量は、ポンプピストン１の切欠
き及びシリンダ孔３内の切欠きを介して制御される。遮
断制御は、制御開口部１３の下方エッジ２３の大きな半
径γ２に基き制御開口部１３の円弧形状よりも時間的に
より大きな開口横断面による制御開口部１３の迅速な開
放制御によって、図２で説明した形式に類似した形式で
行われる。

【００１９】図４に図示の第３の実施例にあっては楕円
形の制御開口部１３が長手方向に配置されている、つま
りその長手方向軸線２７がポンプピストン軸線に軸線平
行に延びている。この場合は意図的に前吐出作用及び後
吐出作用が達成されており、その際小さな半径γ１の構
成を介してポンプ作業室の充填もまた吐出終了時の圧力
の放圧も、供給さるべき内燃機関の、この場合はとりわ
け屋内用エンジンの要求に最適に適合することができ
る。

【００２０】従って図２乃至図４で説明した制御開口部
の変化態様によって、閉鎖制御及び開放制御の間制御開
口部の機能の最も異なった要求を実現することができ、
その際この輪郭は製作技術的に良好に仕上げることが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】公知の燃料噴射弁の縦断面の区分図である。

【図２】制御開口部の本発明の形状の第１実施例の図で
あって、制御開口部が傾斜状に位置して配置されてい
る。

【図３】制御開口部の第２実施例の図であって、制御開
口部が横方向に位置して配置されている。

【図４】制御開口部の形状の第３実施例の図であって、
制御開口部がポンプピストン軸線に沿って配置されてい
る。

【符号の説明】

１ポンプピストン３シリンダ孔５ポンプケーシング７シリンダライナ９端面１１ポンプ作業室１３制御開口部１５低圧室１７制御エッジ１９長手方向溝２１上方エッジ２３下方エッジ２５開口輪郭２７長手方向軸線２９長手フランク３１横方向フランク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヨーゼフギュンタートドイツ連邦共和国ゲルリンゲンベルクハイマーヴェーク 25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の燃料噴射ポンプであって、カ
ム駆動によって往復動状に駆動されかつ燃料噴射量を変
更する目的で回動可能であるポンプピストン（１）を備
えており、該ポンプピストン（１）は、シリンダライナ
（７）のシリンダ孔（３）内を軸方向に案内され、かつ
シリンダ孔（３）内でポンプピストンの一方の端面
（９）によってポンプ作業室（１１）を制限しており、
該ポンプ作業室（１１）には、シリンダ孔（３）の壁部
内の半径方向に延びている制御開口部（１３）を介して
燃料の供給が可能であり、該制御開口部（１３）は、燃
料噴射を終了せしめるためポンプピストン（１）上の傾
斜制御エッジ（１７）と協働している形式のものにおい
て、半径方向制御開口部（１３）の出口面の輪郭（２
５）が、シリンダスリーブ（７）の壁部内で均一な楕円
形として形成されていることを特徴とする、内燃機関の
燃料噴射ポンプ。
【請求項２】楕円形の制御開口部（１３）が傾斜して
配置されており、その長手方向軸線（２７）は、ポンプ
ピストン(１)上の傾斜制御エッジ(１７)に対して平行に
延びていることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴射
ポンプ。
【請求項３】楕円形の制御開口部（１３）の扁平な長
手フランジ（２９）の大きな半径（γ２）が、長手方向
軸線（２７）と交差している円形の横方向フランク（３
１）の小さな半径（γ１）に較べて、約２倍の大きさに
構成されていることを特徴とする、請求項１記載の燃料
噴射ポンプ。
【請求項４】楕円形の制御開口部（１３）の長手方向
軸線（２７）が、ポンプピストンの軸線に対し軸線平行
に延びていることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴
射ポンプ。
【請求項５】楕円形の制御開口部（１３）の長手方向
軸線（２７）が、ポンプピストンの軸線に対し直角状に
延びていることを特徴とする、請求項１記載の燃料噴射
ポンプ。