JPH07505692A - 燃料ポンピング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料ポンピング装置 技術分野 本発明は、燃料を圧縮点火機関に供給する燃料ポンピング装置であって、内孔と 、その内部に取り付けられたポンピングプランジャと、該内孔からの出口であっ て、それを通って内孔内のプランジャの内側への移動の間に燃料を係属機関に移 動させる出口と、係属機関と同期させてプランジャを内側に移動させるためのカ ム手段と、前記カム手段と係属シリンダ内に収容されるピストンを有してプラン ジャの内側への移動の開始を変化させる流体圧力作動手段と、装置により機関に 供給される燃料の量を変化させるための手段とを有し、前記シリンダ内の圧力が カムの反作用力によりピストンの移動に抗するように作用する、燃料ポンピング 装置に関する。

背景技術 このような装置の第一の例において、単一のプランジャ又は複数のプランジャが 、回転式ディストリビュータ部分内に形成された横方向内孔内に取り付けられて いる。該ディストリビュータ部材は、固定された本体内に取り付けられ、駆動軸 に連結されて駆動軸と共に回転するようにしている。カム手段は、その内側表面 上にカムローブを有するカムリングを備え、該カムローブはプランジャと係属カ ム従動子と係合している。カムリングは、本体内又は装置のハウジング内で角移 動可能であり、それにより、燃料吐出のタイミングを変化させており、これは、 燃料圧力作動ピストンに実施される。装置により供給される燃料の量は、内孔か ら高速で燃料を溢れさせる弁手段により決定される。弁は、機械的に或いは電気 的に制御されるサーボ作動弁でよい。

内孔は、装置の充填期間中、燃料で完全に充填される。

装置の第二の例においても、単一のプランジャ又は複数のプランジャは、ディス トリビュータ部材内に形成された横方向内孔に取り付けられているが、連係機関 に供給される燃料の量は、例えば、調整可能なスロットル部材を用いて内孔に供 給される燃料の量を制限することにより調整される。この型の装置のポンピング プランジャは、その内側への移動の全期間に亘り、特に係属カム従動子がカムロ ーブのフレスト上に移動する間、燃料を係属機関に吐出する。

装置の第三の例において、カム手段の作用で内孔内を軸方向に移動可能なプラン ジャは、駆動軸に連結され、それと共に回転している。

従って、該プランジャは、ディストリビュータ機素として作動することができ、 燃料を複数の出口に吐出するようにしている。プランジャの一部は、内孔から延 び、スリーブに取り囲まれている。スリーブの軸方向部分は変化してプランジャ の内側への移動の間に、燃料が内孔から溢れる位置を変えることができる。

圧縮点火機関技術において、所謂、点火遅延期間において機関に供給される燃料 の量を最小限にする必要があることは知られている。この点火遅延期間は、燃料 吐出の開始と、燃料の燃焼との間の期間である。この期間中に余りに多量の燃料 が吐出されると、燃焼が燃焼するとき極めて高い圧力が機関の燃焼室に生じる。

これらの高圧力は、機関の機械的構成要素の応力を高め、更には、機関の騒音を も高める。

例えば、カムローブの進み側フランクを形成する、規制及びバイパス弁を設ける 等の種々の方法は、点火遅延期間中の機関への燃料の供給を規制する或いは制御 する目的で知られているが、これらは、特に、装置が、高圧且つ低機関速度で燃 料を供給するように設計されている時は、効果が限定される。

上述した装置の第二の例は、カム従動子がカムローブのフレストに接近するにつ れ、プランジャの内側への移動の速度が減少するという問題を有する。これは、 カムローブのフレストが、カムローブ及びカム従動子を形成する材料の応力を低 減するために、丸められている、ことに依る。この結果、機関への燃料の流動速 度は減少し、その結果生じる燃料圧力の減少は、燃料の移動を阻害する。更に、 燃料吐出の期間は、装置の第一の例と比較して延長され、燃料圧力の減少及び吐 出期間の延長は、機関排気における煙につながる燃料燃焼行程に係る問題を生じ る。

本発明の目的は、簡便な形態で、特定した型の装置を提供することにある。

発明の開示 本発明によれば、特定された型の装置において、前記流体圧力作動手段は、タイ ミングシリンダ内に収容されたタイミングピストンと、タイミングピストンをカ ム手段の一部に連結する手段と、を備え、該ダイミングピストンが弾性手段によ りタイミングシリンダの一方の端部の方に付勢され、タイミングシリンダの前記 一方の端部内の流体がプランジャがカムローブにより内側に移動されるときタイ ミングシリンダの動作に抗するように作用し、前記流体圧力作動手段は更に、そ の一方の端部が前記タイミングシリンダの前記一方の端部に接続された別のシリ ンダ内に収容される別のピストンと、前記側のピストンを前記側のシリンダの前 記一方の端部の方に付勢するプレストレストばねと、前記側のピストンの動作を 、そのばねの作用に抗して規制するための手段と、を備え、前記側のピストンと 前記タイミングピストンがプランジャの初期の内側への移動の間に生じる燃料圧 力の上昇を規制する。

図面の簡単な説明 本発明に係る燃料ポンピング装置の例は、添付図面を参照して以下、説明する。

図１は、本装置の一例の部分断面側面図であって、装置の残りの部分は模式的に 示した図である。

図２及び図３は、図１に示された装置の作用を示すグラフである。

図４は、別の形態の装置の、部分断面側面図である。

発明を実施するための最良の形態 図面の図１を参照すると、装置は、本体１０を有し、該本体内には、円筒状の回 転式ディストリビュータ部材１１が取り付けられている。

該ディストリビュータ部材は、駆動軸１２に接続され、該駆動軸は、使用時に係 属機関から駆動されてディストリビュータ部材を同期して回転させるように構成 されている。該ディストリビュータ部材内には、横方向内孔１３が形成されてお り、該内孔内には、一対のポンピングプランジャ１４が取り付けられている。内 孔１３は、ディストリビュータ部材内に延びる通路１５と連通している。該通路 は、一方の位置で、径方向に配設された吐出通路１６と連通し、該吐出通路は、 ディストリビュータ部材が回転すると、一つだけ図示した複数の出口ボート１７ と整合するように構成されている。該出口ポートは、使用時に、個々の管路を介 して、係属機関の噴射ノズルに接続される。

別の位置で、通路１５は、入口ポート１９と整合して径方向に配設された、複数 の入口通路１８と連通している。該人口ボートは、全体を符号２０で示した低圧 燃料供給ポンプの出口と連通している。該燃料供給ポンプの出口圧力は、装置が 駆動される速度に応じて変動するように、図示しない弁手段により調節される。

通路１５はまた、ディストリビュータ部材の周面に形成された周方向溝と連通し ており、この溝は、本体部ｌＯ内に取り付けられて符号２１で示したスピル弁と 常に連通している。スピル弁は、本例において、電磁気的に作動し、電子制御装 置（図示せず）により制御される。これは、極めて迅速に燃料を逃すことができ るが、実際には、電磁気的に作動可能な弁によりその動作が制御されるサーボ作 動スピル弁である。しかしながら、サーボ作動弁は、機械的液圧弁により制御す ることもできる。

各プランジャは、外側端部で、それぞれカム従動子２２と係合しており、カム従 動子は、ディストリビュータ部材と同期して駆動される環状部材２３内に形成し たスロット内に適宜位置決めされている。カム従動子は、本体内に取り付けたカ ムリング２４の内周面に形成されたカムローブと係合するように位置決めしたロ ーラを有する。該カムリングは、タイミングシリンダ２６内に摺動可能に位置決 めされたタイミングピストン２５により、ディストリビュータ部材の回転軸の周 りを角移動することができる。該ピストン２５は、ばね２７により、タイミング シリンダの一方の端部の方に付勢されている。該ピストンは、制御装置により制 御される電磁気的性質を有する調節装置２９から逆止め弁２８を介してタイミン グシリンダの一方の端部に供給される加圧流体により、反対方向に移動可能であ る。シリンダ２６は、弁２８を介して低圧ポンプ２０の出口に接続してもよい。

動作時、カムローブの作用下でプランジャ１４が内側方向へ移動する間、燃料は 、ポンピングチャンバから放出されることができ、通路１５及び１６を介して、 出口１７の一方に流動する。供給される燃料の量は、スピル弁２１により、決定 され、該弁が消磁されると、燃料は、出口を通って供給される代わりに、通路１ ５からドレインに流動することができる。ディストリビュータ部材が、回転し続 けるとき、吐出通路１６は、出口１７との整合から外れ、入口通路１８は入口ポ ート１９と整合する。次に燃料は内孔１３に供給され、ポンピングプランジャ１ ４及び係属カム従動子を外側に、カムローブにより許容される最大限度まで移動 させる。ディストリビュータ部材が更に回転することにより、プランジャが次の 組のカムローブにより内側に移動されると、燃料を次の出口に供給させる。

係属機関への燃料吐出の開始は、タイミングピストンを動かすことにより変える ことができ、これは、タイミングシリンダ２６の一方の端部で燃料圧力を制御す ることにより、達成される。プランジャがカムローブにより内側方向に移動する と、カムリングには、反作用が生じてピストン２５に伝達される。該反作用は、 ピストン２５をシリンダの一方の端部の方に移動させ、弁２８は、以下に説明す る場合を除いて、シリンダからの燃料の相当な移動を防ぐために閉じる。

点火遅延期間中、装置により供給される燃料の量を規制するために、カム反作用 によるカムリングの規制された動作は、許容され、これは、タイミングシリンダ ２６の一方の端部を、別のピストン３１を含む別のシリンダ３０の一方の端部に 接続することにより、達成される。該別のピストンは、ばね３２により、シリン ダの一方の端部の方に付勢され、シリンダの一方の端部から離間するピストン３ １の動作は、シリンダの反対側の端部壁と係合し得る止め具３３により規制され る。

ばね３２は、プレストレストばねであり、ばね率と共にプレストレスの程度は、 連係機関への燃料の最初の供給期間中にカム反作用の下で、カムリングの十分な 角移動が生じるように、選定される。即ち、これは、燃料の吐出速度が、低減さ れ、従って、より少ない量の燃料が、点火遅延期間中に、機関に供給される、と いうことを意味する。

図２は、別のピストン３１のリフトＬと、シリンダ３０の一方の端部のおける圧 力Ｐとの関係を示す。ピストン３１は、圧力Ｐ１で移動を開始し、その動作は、 圧力Ｐ２で終了する。圧力ＰＬは、噴射ノズルに供給される燃料の圧力が、ノズ ル開口圧力を達成する前に、ピストン３１の動作が生じるように、設定してもよ い。圧力Ｐ２は、ピストンの移動が、燃料が供給されている特定のノズルの弁部 材が開いた後で生じるように設定される。

必要に応じて、ピストン３１の許容ストロークは、機関速度に応じて調整しても よいし、これは、止め具３３用に調整可能なアノくットメントを設けることによ り、達成することができる。アバツトメントの位置は、低圧ポンプ２０の出口圧 力により決定されてよいし、また、制御システムにより電気的に制御されてもよ い。図示したように、タイミングピストン２５と別のピストン３１は、別個のシ リンダ内に取り付けられる。しかしながら、スプリットピストンの等価物が設け られるように、シリンダ２６内に別のピストン３１を取り付けることもできる。

スピル弁が開いて燃料の吐出を終わると、内孔１３内の燃料の圧力は降下し、カ ム反作用力も又低減する。ポンピングプランジャ１４は、内側方向に移動し続け 、プランジャにより移動された燃料は、スピル弁を通って流れる。カム反作用力 が低減することにより、タイミングシリンダ２６及び別のシリンダ３０内の圧力 も低減し、ピストン３１はばね３２の作用下で移動し、それにより、タイミング ピストン２５が移動する。従ってカムリング２４もまた、ディストリビュータ部 材と反対方向に移動し、それにより、ポンピングプランジャにより燃料が移動さ れる速度が増大する。従って、スピル弁２１が、別の燃料流にも対処でき、更に 燃料吐出の急激な停止を行るのに必要な圧力の迅速な低減を現出（７得ることが 必要である。

図４に示した装置は、内孔に供給される燃料の量が、係属機関に供給される燃料 の量を決定するために、制御される方式を有する。図４に示す参照符号は、可能 である場合には、図１の符号に対応する。図４から分かるように、スピル弁２１ は、省略され、その代わりに、連係機関に吐出される燃料量を制御するための手 段として、装置の本体の内孔内に取り付けられた、角度調節可能なスロットル部 材３６を設けている。内孔の内側端部は、低圧ポンプ２０の出口３７と連通する 。

スロット３９は、スロットル部材３６内に形成され、内孔と連通し、内孔の壁内 に形成されたポート４０と可変連通ずる。ポート４０は、人口通路１８と整合す る位置でディストリビュータ部材の周縁部上に開口する別のポート４１と連通ず る。スロットル部材の角位置は、実際上、速度感応式調速機構により決定され、 該構成は、通路１８がポート４１と整合する間、燃料がプランジャを含む内孔内 に流入するようになされている。燃料の量は、スロットル部材の角設定により決 定される。

上述した構成により、係属機関への燃料吐出の実際の瞬間は、スロットル部材３ ６を介して内孔１３に供給される燃料の量に依って決まる。より多くの燃料が内 孔に供給されると、プランジャは、更に外側に移動し、従って、係属カム従動子 は、それぞれのカムローブの進み側フランクとより早く係合し、その結果、燃料 の吐出タイミングは、装置に供給される燃料の量が増すにつれて、早くなる。燃 料の流れは、プランジャが、カムローブのフレストにより決定される最大量まで 、内側方向に移動した時に終了する。上述したように、カムローブは、丸められ て、カムローブ更にはカム従動子を形成する材料内の応力を減少させている。

出口１７に接続された燃料噴射ノズルは、燃料圧力作動弁部材を有し、カムロー ブの後縁面には、ドエル部を設けることが普通である。

これにより、カム従動子がカムローブのフレスト上に移動するとき、カム従動子 ドエル位置に移動するまで、プランジャの外側方向への移動は規制される。外側 方向への移動を規制することにより、装置の各通路並びに出口をノズルに接続す る管路の圧力の減少を制御し得るようにしている。更に、圧力が減ると、ノズル の弁部材は閉じる。カム従動子がドエル位置により保持される一方、吐出通路１ ６は、出口１７との整合を外れ、管路内並びに装置の通路内に制御された残留圧 力を残す。

また、カム従動子がカムローブと最初に係合するとき生じるカムリング２４の初 期の移動により、噴射ノズル内の弁部材が閉じるために必要な時間を減少させる ことができる。これは、カム従動子がカムローブのフレストの方に且つその上に 移動するとき、カムリングをディストリビュータ部材の回転方向と逆の角方向に 移動させることにより、達成される。

カム従動子が、カムローブのフレストに接近すると、吐出圧力は、プランジャの 内側への移動が減少するにつれて降下し始める。圧力が十分に小さくなると、ば ね２７は、ピストン３１を移動させ、これにより　ピストン２５の移動が生じ、 ディストリビュータ部材の回転方向に抗してカムリング２４を移動させる。その 結果、カム従ローブのフレスト、及びそれに続くカムドエル部は、迅速に到達し 、その内側への移動の最終部分と初期の外側への移動の間にプランジャの速度が 増加する。かくして、噴射期間の最後に噴射圧力の一層迅速な減少、並びに、減 少した速度及び圧力で機関シリンダに供給される燃料の量の減少が得られる。

排ガス規制に準拠するように、少なくとも燃料のバルクが、高圧で機関に供給さ れることが必要である。上述した装置の形態は、これを、一層低機関速度で達成 するように設計することができる。しかしながら、機関速度が増すにつれ、圧力 もまた増加するので、装置の種々の構成要素並びに噴射ノズル及びノズルを装置 に接続する管路等の高圧燃料システムの残りの部分は、機関が最大速度と負荷で 作動するとき生じる高圧に耐えるように製造する必要がある。

最大圧力の制御は、カムリング２４を、ディストリビュータ部材ｌｌの回転方向 に移動させることにより行うことができる。このため、シリンダ２６内の圧力を 規制するように接続された高圧リリーフ弁３４を設けている。圧力が、ポンピン グプランジャの内側方向への移動により生じる燃料圧力を表す所定の値を得ると 、リリーフ弁３４は開いて、ピストン２５をシリンダの一方の端部の方に移動さ せる。これにより連係機関への燃料吐出の速度を減少させ、特にプランジャによ り生成される圧力を制御することができる。図３は、噴射圧力の変動を示し、リ リーフ弁が開くときの噴射圧力の規制番示す。リリーフ弁を通過して流れる燃料 は、アキュムレータに集められ、別の逆止め弁を介してシリンダに復帰する。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８の規定による補正書）平成６年ＩＯ月７日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．燃料を圧縮点火機関に供給する燃料ポンピング装置であって、内孔（１３） と、その内部に取り付けられたポンピングプランジャ（１４）と、該内孔からの 出口（１５）であってそれを通って内孔内のプランジャの内側への移動の間に燃 料を係属機関に移動させる出口と、係属機関と同期させてプランジャを内側に移 動させるためのカム手段（２４）と、前記カム手段と係属シリンダ（２６）内に 収容されるピストンを有してプランジャの内側への移動の開始を変化させる流体 圧力作動手段と、装置により機関に供給される燃料の量を変化させるための手段 （２１、３６）とを有し、前記シリンダ内の圧力がカムの反作用力によりピスト ンの移動に抗するように作用する、 燃料ポンピング装置において、 別のシリンダ（３０）内に収容される別のピストン（３１）と、前記別のシリン ダ（３０）を前記シリンダ（２６）に接続する通路手段と、 前記別のピストンを前記別のシリンダの前記一方の端部の方へ付勢するプレスト レストばね（３２）と、 前記ばねの作用に抗して前記別のピストンの動作を規制するための止め手段（３ ３）と、 を備え、 前記別のピストンが、前記最初に言及したシリンダ（２６）内で流体圧力を受け 、前記プランジャの最初の内側方向への移動中に生じる燃料圧力を規制する、 ことを特徴とする燃料ポンピング装置。
2. ２．前記カム手段の設定を調節するために前記最初に言及したシリンダ（２６） に燃料を供給するための通路手段と、前記カム手段（２４）によるプランジャの 内側への移動の間に前記シリンダ（２６、３０）から加圧流体が逃げるのを防ぐ ように、前記通路手段内に設けた逆止め弁（２８）と、を備えた、 ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．前記カム手段（２４）によるプランジャの内側への移動の間に、前記シリン ダ（２６、３０）内の流体圧力を規制するように作動可能なリリーフ弁（３４） を備えた、 ことを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。
4. ４．燃料を圧縮点火機関に供給する燃料ポンピング装置であって、内孔（１３） と、その内部に取り付けられたポンピングプランジャ（１４）と、該内孔からの 出口（１５）であってそれを通って内孔内のプランジャの内側への移動の間に燃 料を係属機関に移動させる出口と、係属機関と同期させてプランジャを内側に移 動させるためのカム手段（２４）と、前記カム手段と係属シリンダ（２６）内に 収容されるピストンを有してプランジャの内側への移動の開始を変化させる流体 圧力作動手段と、装置により機関に供給される燃料の量を変化させるための手段 （２１、３６）と、を有し、前記シリンダ内の圧力がカムの反作用力によりピス トンの移動に抗するように作用する、 燃料ポンピング装置において、 前記カム手段（２４）によるプランジャの内側への移動の間に、前記シリンダ（ ２６、３０）内の流体圧力を規制するように作動可能なリリーフ弁（３４）、 を備えた、 ことを特徴とする燃料ポンピング装置。