JPH0730735B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

燃料噴射ポンプ

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JPH0730735B2
JPH0730735B2 JP62013788A JP1378887A JPH0730735B2 JP H0730735 B2 JPH0730735 B2 JP H0730735B2 JP 62013788 A JP62013788 A JP 62013788A JP 1378887 A JP1378887 A JP 1378887A JP H0730735 B2 JPH0730735 B2 JP H0730735B2
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JP
Japan
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plunger
diameter
fuel
injection
spill port
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JP62013788A
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宏 石渡
省寄 石本
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株式会社ゼクセル
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/24Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke
    • F02M59/26Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke caused by movements of pistons relative to their cylinders
    • F02M59/265Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke caused by movements of pistons relative to their cylinders characterised by the arrangement or form of spill port of spill contour on the piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、圧縮−点火式内燃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) 従来、例えば特開昭60−128939号公報に示されているよ
うに、カムにより往復動するプランジヤに制御スリーブ
を外嵌し、このプランジヤに形成されたリードと制御ス
リーブに形成されたスピルポートとが連通するプランジ
ヤの位置を圧送終わりとしたものは公知である。上記制
御スリーブはステツピングモータにより上下動され、圧
送終わりを変えることによつて噴射率を制御し、燃費、
排気ガス、騒音等の低減を図るようにしている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このように噴射率を制御しても排気ガス
のうち特にNOXを少なくすることは困難であつた。
そこで、本願発明者は、NOXを減少すべく噴射率特性を
変えて種々の実験を行つた結果、圧送終了時の噴射率を
急激に低下させればよいことを発見した。
(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、プランジヤ
に設けた高圧室と燃料溜りとを連結する燃料通路の径D
に対し、スピルポートの径dを、従来はd=Dに設定し
ていたのを、プランジャの径の70%以下となる範囲でプ
ランジャの燃料通路の径Dより大きくしたことにある。
(作用) したがつて、圧送終わりからのスピルポートの開口面積
の増大速度が従来と比較して大きくなるので、噴射率が
急激に低下する特性となり、そのため、上記問題点を解
消することができるものである。
(実施例) 第2図において、燃料噴射ポンプはポンプ本体1を有
し、このポンプ本体1に縦孔2が形成され、この縦孔2
内でプランジヤバレル3が前記本体1に固定され、この
プランジヤバレル3にプランジヤ4が摺動自在に挿入さ
れている。このプランジヤ4の上端は、前記本体1に固
装された弁ハウジング5に挿入され、この弁ハウジング
5内には送出弁6が設けられ、プランジヤ4と送出弁6
との間に高圧室7が構成され、さらに送出弁6の上方で
前記本体1には燃料出口8が形成されている。
プランジヤ4の下端は、カム軸9に形成されたカム10に
タペツト11を介して当接している。カム10は例えば接線
カムから成り、戻しスプリング12と協働してプランジヤ
3をカム10の輪郭に沿つて往復動させるようになつてい
る。
また、プランジヤ4にはフエース部13が形成され、この
フエース部13は、プランジヤバレル3に外嵌された回動
スリーブ14に係合している。この回動スレーブ14のフラ
ンジ部には係合突起15が固着され、この係合突起15に噴
射量調節用ロツド16が係合し、該ロツド16の動きに応じ
てプラジヤ4が回動し、プランジヤ4と下記する制御ス
リーブ17との周方向の相対位置を変えることができるよ
うになつている。
制御スリーブ17は、前記本体1に形成された燃料入口
(図示せず)に通じる燃料溜り18にあつて、プランジヤ
4に摺動自在に外嵌されている。また、前記本体1の横
方向には、例えばステツピングモータにより駆動される
コントロールロツド19が挿入され、このコントロールロ
ツド19に設けられた係合ピン20が制御スリーブ17に係合
し、制御スリーブ17を上下動できるようにしてある。
上記制御スリーブ17にはスピルポート21が形成されてい
ると共に、プランジヤ4には、高圧室7と燃料溜り18と
を連通する燃料通路23かプランジヤ4の軸方向及び半径
方向に形成され、吸入ポート24をもつて燃料溜り18に開
口している。また、プランジヤ4の外周にはリード22が
斜めに形成されている。このリード22はプランジヤ4に
形成された縦溝25を介して吸入ポート24に接続されてい
る。
第1図において、この発明における制御スリーブ17のス
ピルポート21の径dは、従来におけるスピルポート21′
の径d′と比較して略2倍に大きく形成され、且つ燃料
通路23の径Dに対しては、d>Dとなつている。具体的
には、燃料通路23の径Dは、デッドボリウムの増大を防
ぐために小さくする要請と、吸入効果を高めるために大
きくする要請とが折り合う点で実験的に設定されている
もので、この実施例においては、プランジャの径の約30
%(3.5mm)に設定されている。そして、従来において
はスピルポート21′の径d′が燃料通路の径Dと同じく
約30%(3.5mm)であつたものを、この実施例において
はプランジャの径の約60%(7mm)としてある。尚、通
常は燃料通路23の径Dと吸入ポート24の開口径とは等し
いが、この吸入ポート24の開口径だけ大きくすることも
できる。
上記構成において、カム軸9が内燃機関からのトルクを
受けて回転すると、プランジヤ4がカム10の輪郭曲線に
沿つて往復動する。プランジヤ4が下死点から上昇する
当初にあつては、高圧室7がプランジヤ4の燃料通路23
及び吸入ポート24を介して燃料溜り18と連通しているの
で燃料の圧送は行われない。そして、プランジヤ4が上
昇して吸入ポート24が制御スリーブ17の下端縁により閉
じられると(この時のプランジヤ4の位置が圧送始めで
ある。)、高圧室7内の燃料が閉じ込められ、その圧力
が上昇し、送出弁6を開いて実際の燃料の圧送を開始す
る。プランジヤ4の下死点から圧送始めまでの距離がプ
リストロークである。このプリストロークは、制御スリ
ーブ17の上下位置を変えることにより調節される。
そして、さらにプランジヤ4が上昇すると、プランジヤ
4のリード22が制御スリーブ17のスピルポート21に接続
され(この時のプランジヤ4の位置が圧送終わりであ
る。)、高圧室7が燃料通路23、吸入ポート24、縦溝2
5、リード22及びスピルポート21を介して燃料溜り18と
連通し、高圧室7の燃料が燃料溜り18に還流し、該高圧
室7の燃料の圧力が急激に低下し、実際の燃料の圧送を
終了する。圧送始めから圧送終わりまでのプランジヤ4
の距離が有効ストロークである。この有効ストローク
は、プランジヤ4の回動方向位置を変えることにより調
節される。
第3図において、圧送終了時の状態が従来と比較して示
され、プランジヤ4が圧送終わりからΔLだけリフトし
た場合、従来におけるスピルポート21′の開口面積を
a、この発明におけるスピルポート21の開口面積をAと
すれば、明らかにA>>aである。したがつて、プラン
ジヤ4の単位ストローク当たりに対するスピルポート21
の開口面積の増大速度が大きいので、高圧室7から燃料
溜り18への燃料の還流速度が大きくなる。このため、カ
ム角度Θを横軸にとった第4図に示すように、従来は、
圧送終わりΘ′以降の噴射率の低下が穏やかであつた
のに対し、この発明においては、圧送終わりΘ以降の
噴射率の低下が急激になつている。
ここで、この発明におけるようにスピルポート21の径d
を大きくした場合、従来と同様にΘ′の時の圧送終わ
りとした時には、急激に噴射率が低下する分だけ噴射量
が減少するので、同一のエンジンスペックで排ガス特性
を議論する必要から、第4図の斜線で示すように、従来
の特性線とこの発明の特性線とで囲まれた上部の面積B1
と下部の面積B2とが等しくなるよう圧送終わりをΘ
で遅らせる必要がある。その結果、より高速となるカム
部分を使用することになるので、全体として高噴射率と
することができ、また、噴射期間を短くすることができ
る。
ここで、噴射量を同一にして比較した場合、スピル速度
を高めるほど噴射後期の圧力を高くでき、拡散燃焼を活
発にして完全燃焼に寄与できるものである。そのため、
黒煙の低減が可能となる。
また、噴射後期の噴射量が多くなると共に、スピル速度
が早められて噴射期間が短かくなることから、噴射量の
重心は従来の特性(破線で示す特性)から得られる噴射
量の重心よりもカム角度が小さくなる側へ移動し、噴射
するための最適タイミングはエンジンによって一定であ
ることから、ずれた重心を一致させるように噴射始めを
従来に比べて遅らせる必要がでてくる。このため、噴射
始めを遅らせた分、NOxの低減が図れるものである。
第5図において、プランジヤに設けた燃料通路の径を3.
5mmとし、スピルポートが7mm(本発明の実線II)と3.5m
m(従来)とである燃料噴射ポンプの噴射量を変えた場
合のNOX値の変化を示す。ここで、プランジヤの径は12m
mである。この結果、最大の所で24%程度NOXを減少させ
ることができることが明らかになつた。
従来の一般的な列型噴射ポンプでは、送出弁の戻し効果
によりスピル速度を高めることを行なっていたが、戻し
カラーのない等圧弁の採用時には、スピル速度を高める
ために、スピルポートの開口面積を拡大することで対処
できるようになり、送出弁の種類によらず、良好な噴射
切れが得られる。
以上、本願発明を説明したが、上記実施例では、デット
ボリウムと吸入効率の点から決定される燃料通路(プラ
ンジャ径のおよそ30%、即ち、プランジャ径が12mmであ
る場合に3.5mm)を有するプランジヤに対し、スピルポ
ートの径dを7mm(プランジヤの径の約60%)とした例
のものである。
さらに、実験の結果、スピルポートの径dを5mm(プラ
ンジヤの径の約40%)としても、前記実施例と同様の効
果が得られる。
しかし、スピルポートの径dは、無制限に大きくできる
ものではなく、機構的限界の範囲内、即ち、制限スリー
ブの強度の低下がなく、しかも圧力上昇時の漏れが大き
くなって噴射性能を損なわない範囲内に設定される必要
があることは明らかであり、このため、d>Dの条件を
満たすも、プランジャ径の70%以下の範囲で設定する必
要がある。
(発明の効果) 以上述べたように、この発明によれば、従来においては
プランジャに設けた燃料通路の径(プランジャの径の約
30%)とスピルポートの径とが同じであったのを、制御
スリーブの強度が保てる範囲でスピルポートの径の燃料
通路の径よりも大きくしたので、従来よりも燃料のスピ
ル速度を高めることができ、圧送終了時の噴射率を急激
に低下させることができる。
その結果、同一噴射量が得られる状態で排ガスの状態を
評価すると、本願では噴射後期の噴射率が高められ、噴
射期間が短くなり、カム角度が小さくなる方向へ噴射量
の重心が移動するので、重心がずれた分だけ噴射始めを
遅らすことができ、NOxの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の要部を示す断面図、第2図
は同上の全体を示す断面図、第3図は圧送終了時の状態
を従来と比較して示す概念図、第4図は噴射率特性を従
来と比較して示す線図、第5図は噴射量に対するNOX
値の変化を従来と比較して示す線図である。 4……プランジヤ、7……高圧室、17……制御スリー
ブ、18……燃料溜り、21……スピルポート、22……リー
ド、23……燃料通路、d……スピルポートの径、D……
燃料通路の径。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−128939(JP,A) 特開 昭58−190565JP,A) 実公 昭60−34774(JP,Y2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プランジヤに高圧室と燃料溜りとを連通す
    る燃料通路を形成し、且つ前記プランジヤに制御スリー
    ブを外嵌し、前記プランジヤに前記燃料通路と連通のリ
    ードを、前記制御スリーブにスピルポートをそれぞれ形
    成し、このリードとスピルポートとが連通するプランジ
    ヤの位置を圧送終わりとする燃料噴射ポンプにおいて、
    前記スピルポートの径dを前記プランジャの径の70%以
    下となる範囲で前記プランジャの燃料通路の径Dより大
    きくしたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
JP62013788A 1987-01-23 1987-01-23 燃料噴射ポンプ Expired - Lifetime JPH0730735B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62013788A JPH0730735B2 (ja) 1987-01-23 1987-01-23 燃料噴射ポンプ
DE19883801305 DE3801305A1 (de) 1987-01-23 1988-01-19 Brennstoffeinspritzpumpe

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JP62013788A JPH0730735B2 (ja) 1987-01-23 1987-01-23 燃料噴射ポンプ

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Publication Number Publication Date
JPS63183264A JPS63183264A (ja) 1988-07-28
JPH0730735B2 true JPH0730735B2 (ja) 1995-04-10

Family

ID=11842988

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JP62013788A Expired - Lifetime JPH0730735B2 (ja) 1987-01-23 1987-01-23 燃料噴射ポンプ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2552893Y2 (ja) * 1991-06-19 1997-10-29 株式会社ゼクセル 燃料噴射ポンプ

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
特開昭58−190565JP,A)

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JPS63183264A (ja) 1988-07-28
DE3801305A1 (de) 1988-08-04

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