JPH0652068B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、燃料噴射ポンプ、特に自動車等のデイーゼ
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、特開昭６０−５０２６
８号公報に示されているよう、シリンダ内にプランジヤ
が嵌挿されて成る加圧機構を有し、この加圧機構におけ
るプランジヤがカムデイスクとローラとから成るカム装
置を介して駆動軸に連結され、この駆動軸の回転運動を
プランジヤの回転往復動に変換するようになつており、
このプランジヤの回転往復動に伴つて燃料の分配と圧送
とを行うようになつている。

ところで、デイ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ツク音を
小さくする一方、高速、高負荷時には噴射率を大きくし
て出力を増大させたいとする要求が従来からあつた。

（発明が解決しようとする問題点） 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、プランジヤのストロー
クが所定量必要である。

したがつて、機関が低速であつても高速であつても噴射
開始までのプランジヤ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て高噴射率
となり、アイドリング時等の低速、低負荷時のノツク音
が大きいという問題点があつた。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つたカムを用いれ
ば、プランジヤが所定以上ストロークしても上記低速部
分を使つて噴射させることができるが、これでは一つの
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、この発明は、上記従来の問題点を解消し、高
速、高負荷時の出力を確保しつつ低速、低負荷時のノツ
ク音を小さくすることができる燃料噴射ポンプを提供す
ることを課題としている。

（問題点を解決するための手段） しかして、この発明の特徴とするところは、シリンダ及
びこのシリンダに嵌挿されたプランジヤから成る加圧機
構と、この加圧機構のプランジヤに往復動変位を与える
カム装置と、前記加圧機構により加圧された燃料が吐出
される圧送通路に設けられた送出弁装置とを具備する燃
料噴射ポンプにおいて、前記カム装置に、カム回転角に
対して前段にカム速度がほぼ一定となる低速領域が、後
段に高速領域があるカム特性を付与すると共に、前記送
出弁装置に吸い戻しカラーが形成された弁体を有し、こ
の弁体の吸い戻しカラーに切欠きを形成し、この切欠き
にて構成されるアングライヒ機構を設けたことにある。

（作用） したがつて、低速時においては、送出弁装置のアングラ
イヒ機構により燃料の吸い戻し量が少ないので、噴射管
内の残留圧力が高く、次の噴射時にはプランジヤとスト
ロークが小さい時から管内圧をノズル開弁圧以上にする
ことができる。このため、低速時にはカム装置の前段部
分が使用され、このカム装置の前段部分は低速領域とな
っているので、噴射率を低くすることができる。一方、
高速時においては、その逆にアングライヒ機構により吸
い戻し量が通常に戻り、噴射管内圧の残留圧力が低く、
次の噴射時にはプランジヤのストロークが大きくならな
ければ噴射が開始されない。このため、高速時にはカム
装置の後段部分が使用され、このカム装置の後段部分は
高速領域となつているので、噴射率が高くなる。このよ
うにカム装置のカム特性を改善すること及び送出弁装置
のアングライヒ機構を設けることにより上記課題を達成
することができるものである。

（実施例） 第１図において、燃料噴射ポンプ１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には駆動軸４が挿入され、この駆動軸４にフ
イードポンプ５が装着され、このフイードポンプ５の駆
動により吸い込み空間２に燃料が供給されるようになつ
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
ヤ８とから構成され、シリンダ７とプランジヤ８とによ
り高圧室９が画成している。プランジヤ８は、下記する
カム装置１８を介して駆動軸４に連結され、回転往復動
するようになつている。このプランジヤ８の先端周縁に
は、気筒数に対応した数の吸入グルーブ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、この吸入グルーブ１１は、プランジヤ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つている。

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
一端がシリンダ７内に開口している。一方、プランジヤ
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１３は、プランジヤ８に形成された縦孔
１４と横孔１５とを介して高圧室９と連通しており、プ
ランジヤ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から吐出される。

尚、プランジヤ８は、縦孔１４の反高圧室側端と吸い込
み空間２とを連通す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終わりの時期を制
御できるようになつている。

カム装置１８は、プランジヤ８の左端に嵌合固定された
カムデイスク１９を有し、このカムデイスク１９を駆動
軸６とが図示しない十字カツプリングを介して軸方向の
移動を許すように連結されている。カムデイスク１９の
左面周縁にはカム面が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
１はローラホルダ２２に支障されている。また、カムデ
イスク１９は、プランジヤ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、カムデイスク１９がロ
ーラ２１へ押付けられながら回転するようになつてい
る。上記カム装置１８は、第４図に示すように、カム回
転角Θに対して前段部分の略一定速Ｖ_１（例えば0.25m/
sec ）とする低速領域と、後段部分の最高速度がＶ
_２（例えば0.75m/sec ）とする山型の高速領域とに分か
れたカム特性をもつている。

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
ができるようにしてある。

送出弁装置２５は、アングライヒ機構をもつており、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
にねじ止めされたホルダ２６と、このホルダ２６により
ハウジング３に固定されて弁座体２７と、この弁座体２
７に着座する弁体２８と、ポンプ２６内に配置されて弁
体２８を弁座体２７に押圧する弁スプリング２９とから
構成されている。ホルダ２６は、噴射管３０を介してノ
ズル３１に接続されるようになつている。

弁体２８は、第２図、第３図に示すように、該弁体２８
の先端側に前述した弁スプリング２９を受けるスプリン
グ受け面と弁座体２７の弁座面に当接するシート面とを
有するシート部３２が形成されていると共に、後段側に
弁座体２７内に摺動する羽状の案内部３３が形成されて
いる。そして、このシート部３２と案内部３３との間に
吸い戻しカラー３４が形成されているのであるが、この
吸い戻しカラー３４は、円形であるスタンダードのもの
とは異なり、該吸い戻しカラー３４の周縁に切欠き３５
が形成され、該切欠き３５によりアングライヒ機構が構
成されるようになつている。即ち、機関の回転数が低い
場合には、ゆつくりと弁体２８が弁座体２７に着座する
ので、切欠き３５と弁座体２７との間から吸い戻された
燃料が噴射管側へ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２８が高速で弁座体２７に着
座するため、あたかも切欠き３５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量とするもので
ある。その結果、第５図に示すように、噴射管の残留圧
力Ｐは、機関の回転数Ｎが上昇するの応じて低くなる。

上記構成において、デイーゼル機関からの駆動力を受け
て駆動軸４が回転すると、カム装置１８を介してその回
転運動がプランジヤ８の回転往復動に変換され、プラン
ジヤ８は回転しながらシリンダ７内を往復動する。プラ
ンジヤ８が後退する吸入行程時にはいずれか一つの吸込
グルーブ１０と吸入通路１１とが整合して吸い込み空間
２から燃料が吸入通路１１と吸入グルーブ１０を介して
高圧室９に吸入され、その後吸入グルーブ10と吸入通路
１１との連通が遮断される。そして、次にプランジヤ８
が前進する吐出行程時にはプランジヤ８のストロークが
大きくなるのに従つて高圧室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
れか一つの圧送通路１２とが整合し、そのため、送出弁
装置２５の弁体２８が開き、噴射管３０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
ヤ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か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ヤ８の縦孔１４及
びスピルポート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２
５の弁体２８が弁座体２５に着座し、次の噴射の準備を
行うようになる。

上述したように、送出弁装置２５はアングライヒ機構を
有し、その特性が第５図に示すようになつている。した
がつて、例えばアイドリング時のようにデイーゼル機関
の回転数Ｎが低い時には噴射管３０の残留圧力Ｐが高
く、ノズル開弁圧Ｐ_０とするためにはΔＰ_１だけ上昇さ
せればよく、これに相当するプランジヤ８のストローク
が第４図のＬ_１である。このため、カム回転角ΘがΘ_１
の時に噴射が開始され、デイーゼル機関の負荷に応じた
制御スリーブ１７の位置で定まるカム回転角Θ_２の時に
噴射が終了し（この場合は低負荷であるから早い。）、
この時のカム速度はＶ_１であるからそれに応じて噴射率
も低く、ノズル３１からはゆつくりと燃料が噴射され
る。

一方、機関の回転数Ｎが高い場合には噴射管３０の残留
圧力Ｐが低く、ノズル開弁圧Ｐ_０とするためにはΔＰ_２
（＞ΔＰ_１）上昇させなければならず、これに相当する
プランジヤ８のストロークはＬ_２（＞Ｌ_１）である。こ
のため、カム回転角ΘがΘ_３となつて噴射が開始され、
同じく制御スリーブ１７の位置で定まるカム回転角Θ_４
で噴射を終了し（この場合は高負荷であるから遅
い。）、この間のカム速度は最高速度Ｖ_４の部分を含む
ように高いので噴射率も高く、ノズル３１からは高速で
燃料が噴射される。

このように高速時には噴射タイミング（噴射始め）が遅
れるが、これはタイマ２４にて補正することができるも
のである。

尚、上記実施例においては、カム装置には端面カムが用
いられているが、これに限定されるものではなく、正面
カムや内面カムを用いたものであつてもよいし、また、
噴射ポンプの形式は分配型に限らず、いわゆるライン形
のものであつてもよい。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、前段に低速領域
を持ち、後段に高速領域を持つカム装置を用いると共
に、送出弁装置にアングライヒ機構を設けたので、低速
時には噴射管内の残留圧力が高くしたがってプランジヤ
のストロークが小さい間に管内圧がノズル開弁圧に至っ
て噴射を開始してカムの低速領域を使つて低噴射率と
し、高速時には従来通り高噴射率に保つことができ、高
速時の出力を確保しつつ低速時のノツク音の低減を計る
ことができる。また、アングライヒ機構付きの送出弁装
置を用いて低速時には噴射が開始されるまでのカム回転
角を短くするようにしたので、多気筒機関に対しても適
用することができる。さらにカム装置のカム特性を改善
すると共に送出弁装置にアングライヒ機構を設けるだけ
の簡単な構成であるから安価である等の効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は同
上に用いた送出弁装置の要部を示す断面図、第３図は同
上の送出弁装置の弁体を示す斜視図、第４図は同上の実
施例に用いたカム装置のカム線図、第５図は同上の実施
例における燃料噴射装置の回転数と噴射管の残留圧力と
を示す特性線図である。 １……燃料噴射ポンプ、４……駆動軸、６……加圧機
構、７……シリンダ、８……プランジヤ、１８……カム
装置、２５……送出弁装置、２８……弁体、３４……吸
い戻しカラー、３５……切欠き。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ及びこのシリンダに嵌挿されたプ
   ランジヤから成る加圧機構と、この加圧機構のプランジ
   ヤに往復動変位を与えるカム装置と、前記加圧機構によ
   り加圧された燃料が吐出される圧送通路に設けられた送
   出弁装置とを具備する燃料噴射ポンプにおいて、前記カ
   ム装置に、カム回転角に対して前段にカム速度がほぼ一
   定となる低速領域が、後段に高速領域があるカム特性を
   付与すると共に、前記送出弁装置に吸い戻しカラーが形
   成された弁体を有し、この弁体の吸い戻しカラーに切欠
   きを形成し、この切欠きにて構成されるアングライヒ機
   構を設けたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】分配型であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の燃料噴射ポンプ。
3. 【請求項３】列型であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の燃料噴射ポンプ。