JPH08226359A

JPH08226359A - 燃料ポンピング装置

Info

Publication number: JPH08226359A
Application number: JP7310883A
Authority: JP
Inventors: Michael Peter Cooke; マイケル・ペーター・クーク
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 1996-09-03
Also published as: EP0715071A1; GB9424021D0; EP0715071B1; DE69500731D1; US5639229A; ES2109777T3; DE69500731T2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高速回転時の燃料圧力の増大に起因する作動
隙間の減少による焼き付きの可能性を減少させる燃料ポ
ンピング装置を提供する。【解決手段】燃料ポンピング装置は、連係した機関の
各シリンダに燃料を供給すべく内孔内で往復動可能なポ
ンピングプランジャを備える。逃し弁装置は、燃料の送
出を制御するために設けられ、第一のシリンダ１９内で
摺動可能な第一のピストン２３に結合された弁部材２２
を含む。第一のピストン２３内には、第一のシリンダ１
９の両端部を相互に接続してその間に制限流を通過せし
める、通路手段４３、４３Ａが設けられ、他方、第二の
シリンダ４１内で摺動可能な第二のピストン４０は、第
一のピストン２３の端部に係合するように構成され、ば
ね２４が、第二のピストン４０を第一のピストン２３の
方に付勢し、更に、弁部材２２を付勢して弁座に係合さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、圧縮点火機関に燃
料を供給するための燃料噴射ポンピング装置に関し、特
に、内孔内に収容されるカム作動式ポンピングプランジ
ャと、内孔に燃料を供給する手段と、連係した機関に燃
料を流通させる内孔からの出口と、前記内孔から燃料を
逃すことにより前記出口を通って供給される燃料の量を
制御する逃し弁と、を備え、前記逃し弁が、シリンダ内
で摺動可能なピストンに結合された弁部材と、第一のピ
ストンに作用して弁部材をシリンダの一方の端部に開口
する逃し通路の周囲に画定された座と係合させるように
付勢する弾性手段と、加圧燃料をシリンダの前記一方の
端部に供給して弁部材を座から持ち上げる弁手段と、を
含む型の燃料ポンピング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる装置の一例は、英国特許出願公開
公報第２２５３４４５号に見られる。このような漏出を
無視する装置では、内孔から溢れ出た燃料は全てシリン
ダの一方の端部に流入し、弾性手段の作用に抗してピス
トンを変移させる。溢れ出た燃料は内孔に復帰し、該内
孔は、続いて燃料源から別の燃料を供給され、プランジ
ャを外側にその最大限度まで変位させる。

【０００３】内孔は、分配部材内に形成される。分配部
材の一部は、装置の本体部内に回転可能に取り付けられ
ており、その間には極めて密な作動隙間が存在する。前
記出口は、分配部材の前記一部内に延びた通路の形を採
る。装置の動作時には、燃料が加熱されて、その熱が分
配部材に伝達される。その結果、分配部材は膨張し、作
動隙間の減少をもたらす。この作動隙間の減少の結果、
焼き付きの可能性が生じ、特に高速回転時には、燃料圧
力が増大するため、危険である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した型の装置を改良された形態で、即ち、作動隙間を減
少させずに分配部材の焼き付きを回避する事が可能な燃
料ポンピング装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
た型の装置は、最初に述べたピストンより小さい直径を
有して弾性手段と最初に述べたピストンとの間に配設さ
れ別のシリンダ内に収容される別のピストンであってそ
の呈示端面が該端面の一部を最初に述べたシリンダの他
方の端部で圧力に晒すように形成された別のピストン
と、最初に述べたシリンダの両端部を相互に接続する通
路手段と、使用時に最初に述べたシリンダの他方の端部
内の圧力がピストンの呈示面を分離させるに十分なとき
に作動して燃料を最初に述べたシリンダの他方の端部か
ら逃すことができる弁手段と、を備える。

【０００６】

【発明の実施形態】以下、添付図面を参照して、本発明
に係る装置の一例を説明する。図面の図１を参照する
と、装置は、本体部１２の一部を形成する固定スリーブ
１１内に軸受支持された、回転分配部材１０を備える。
分配部材は、使用時、駆動軸（図示せず）により、連係
した機関に同期して駆動される。分配部材の一部はスリ
ーブから延出し、当該部分には一対のポンピングプラン
ジャ１４を収容した横断内孔１３が形成されている。特
に４気筒機関に燃料を供給するポンプを示した本例で
は、装置のポンピング性能を高めるべく別の一対のプラ
ンジャを収容したもう一つの横断内孔が設けられてい
る。各内孔は、互いに対して直角を成すように配置さ
れ、各内孔の内部は、分配部材内を延びる長手方向通路
１５と連通する。通路１５は、外側に延びた送出通路１
６と連通する。

【０００７】各プランジャ１４は、分配部材を取り囲む
カムリング２７の内周面上に形成された複数のカムロー
ブの作用により、内側に移動するように構成されてい
る。プランジャ１４が内側に移動している間、送出通路
１６は、本体部内の出口１８と連通した複数の出口孔１
７の一つと整合する。各出口１８は、使用時に、連係し
た機関の各噴射ノズルに接続される。

【０００８】本体内には、更に、好ましくは分配部材に
その回転部が結合されたベーン式ポンプ１７Ｂの出口で
ある加圧燃料源と連通した、複数の入口孔１７Ａが設け
られている。更に、入口孔１７Ａは、分配部材内に形成
されて長手方向通路１５と連通した入口通路３８と整合
するように位置決めされている。使用時、プランジャが
内側に移動する全行程中、送出通路１６は、出口孔１７
の一つと整合し、燃料が連係した機関に供給される。分
配部材が回転すると、送出通路１６は、出口孔１７との
整合を外れ、入口通路３８が入口孔１７Ａと整合する。
その結果、燃料は、内孔１３に流入し、カムリングの基
礎円により或いは図示しない複数の止め板により決定さ
れる量だけ、外側にプランジャを付勢する。尚、プラン
ジャ１４と各カムローブとの間には、通常、ローラを含
むカム従動子が配設される。

【０００９】分配部材内には、一方の端部に端部壁２０
を有するシリンダ１９が形成され、該端部壁２０内に
は、内孔１３と連通した逃し通路２１が形成されてい
る。逃し通路２１を取り囲んで、シリンダ１９内で摺動
可能なピストン２３の端面から突出する弁部材２２によ
り係合される座が、設けられている。ピストン２３は、
圧縮コイルばね２４により、弁部材を座と係合させるよ
うに付勢される。ピストン２３内には、該ピストンの軸
方向に前記端面の方に延びる盲孔２５が形成され、該盲
孔の内側端部は、弁部材２２内に形成された通路２６を
介して横断内孔１３と連通している。盲孔２５内では、
ばね当接部として形成された端部２９を有する軸部２８
上に支持された栓が、摺動可能である。ばね２４は、当
接部２９と係合し、該当接部２９を、分配部材の延長部
に螺合したキャップ３１の端部壁３０に接触させた状態
で維持する。キャップ３１内には、開口部３０Ａが形成
され、キャップの内部を装置のハウジングの内部と連通
せしめる。

【００１０】栓の端部領域が、座と弁部材２２との間の
接触線により包囲される領域に実質的に等しいので、ピ
ストンは、実質的に圧力平衡を保ち、ばね２４により付
与される力により、弁部材が座と係合した図示位置に維
持される。使用時にピストン２３をばね２４の作用に抗
して移動させて弁部材２２を座から持ち上げ、プランジ
ャ１４により押し退けられた燃料をシリンダ１９の一方
の端部内に流入させるために、加圧燃料をシリンダの前
記一方の端部に導入し、ピストンの前記一方の端部に作
用する圧力によりピストンをばねの作用に抗して移動さ
せる。環状空間への燃料の導入は、好ましくは全体を符
号３２示した制御弁により制御され、制御弁３２自体
は、電磁アクチュエータ３３により制御される。アクチ
ュエータ３３への電流の供給は、図示しない電子制御装
置により制御される。

【００１１】また、本例では、シリンダ１９の前記一方
の端部から、４本の通路３４が軸方向に延びており、こ
れらの通路３４は、本体部１２及びスリーブ１１内に形
成された第一の接続孔３６と整合することができるよう
な位置で、分配部材１０の周面上に開口した径方向に配
設された部分３５を有する。本体部１２及びスリーブ１
１内には、また、分配部材１０の周面から延びた第二の
接続孔３７が形成されており、これらの二本の接続孔
は、弁３２を介して互いに連通させることができる。接
続孔３７は、分配部材１０内に形成された入口通路３８
と整合するように位置決めされている。弁３２内では、
アクチュエータ３３が通電されると、接続孔３７は弁部
材３９により閉鎖され、アクチュエータが電流遮断され
ると、接続孔３７内の流体圧力が弁部材３９をその座か
ら持ち上げ、燃料を、接続孔３６内に、更に通路３４の
うちの一本を通って環状空間内に流入させる。上述した
ように、アクチュエータ３３への電流供給は、電子制御
装置により制御され、ポンピングプランジャが所定量だ
け内側に移動すると電流遮断されるようにアクチュエー
タを構成する。アクチュエータ３３が電流遮断される
と、高圧燃料はシリンダ１９の前記一方の端部に供給さ
れ、ピストン２３の端面に作用してピストンをばね２４
の作用に抗して移動させる。ピストン２３の最初の移動
で弁部材２２が座から持ち上がると、燃料は、逃し通路
２１を介してシリンダ内へ、実質的に規制されることな
く流入する。この燃料の流れにより、燃料圧力は減少
し、連係した機関への燃料の送出は終結する。

【００１２】カムローブの山頂部に達すると、プランジ
ャ１４は外側に移動することができ、ばね２４がピスト
ン２３を図示位置のほうへ付勢する。このピストンの移
動により、前記空間内に逃れた燃料を横断内孔１３内に
押し戻し、プランジャ１４を外側へ移動させる。漏出に
より失われる燃料は、連係した機関に送出された燃料と
共に、燃料供給ポンプ１７Ｂからの入口孔１７Ａ及び入
口通路３８を介した燃料流により、補充される。弁部材
２２が座に接近するときばね２４の作用によるピストン
２３の移動が妨げられないように、環状空間からの漏出
経路を設けてもよい。漏出経路は、制限孔から構成して
もよいし、或いは、ピストン２３と該ピストンが位置す
るシリンダ１９との間に画定される作動隙間に沿って燃
料の漏出が生じるように形成してもよい。本例では、接
続孔３６及び３７は、プランジャが内側に移動している
間を除いて、通路３５及び入口通路３８から隔絶されて
いる。しかしながら、必要に応じて、これらの接続を外
さずに、ピストン２３が図示位置に復帰している間弁を
開放位置に維持するならば、上述した制限通路或いは隙
間を設けなくともよい。

【００１３】本発明によれば、図１に示した装置の一部
は、可能な場合に図１と同様の参照符号を使用した、図
２のように変形される。装置は、シリンダ１９と同軸で
あるがしかし直径が小さい別のシリンダ４１内に収容さ
れる、別のピストン４０を設けることにより変形され
る。別のピストン４０はカップ形であり、その基部壁に
は開口部４２が形成されている。この場合二つの部分に
形成された軸及び栓２８が、隙間を持って、開口部４２
を貫通している。ばね２４は、ピストン４０の基部壁の
内表面と係合し、これを付勢して二つのピストンの呈示
面を係合させ、更に図１の例の場合のように、弁部材２
２を座に係合させるべく付勢する。

【００１４】ピストンの一方、この場合ピストン４０の
呈示面の一方は、他方のピストンの呈示面から離れる方
向に傾斜し、シリンダ１９の端部壁２０とは反対側の端
部に加圧燃料が接近し得るようにしている。二つのピス
トンは、その係合領域で、環状の密な燃料封止部を形成
し、燃料がシリンダの隣接端部から開口部４２内に逃げ
るのを防いでいる。更に、シリンダ１９の両方の端部
は、ピストン２３内に形成された通路４３を介して、或
いはピストン２３の円筒面内に形成された螺旋状のより
長い通路４３Ａを介して、或いは周囲の本体内の通路を
介して、互いに連通する。

【００１５】動作時、変形装置は、低機関回転数で上述
したように作動するが、二つのピストンは、プランジャ
が外側に移動するとき、内孔１３に復帰した逃れ燃料を
収容するように共働して移動する。ばねの作用に抗して
ピストンが移動する間、燃料は、通路４３、４３Ａに沿
ってシリンダ１９の前記一方の端部の方に流動し、ピス
トンがばねの作用により反対方向に移動すると、通路内
の燃料は、逆方向に流動する。機関回転数が増加する
と、それに応じてプランジャのポンピング速度が増加す
るので、燃料が通路に沿ってシリンダ１９の前記一方の
端部の方に流動する速度もまた増加する。通路４３、４
３Ａは、燃料流を制限し、その結果、二つのピストンの
呈示面に作用する燃料圧力が増加する。ピストン４０の
端面の環状領域に作用する燃料圧力がばね２４により付
与される力に等しい力を生じると、二つのピストンは分
離し、その実際的効果として、燃料は、開口部４２内に
流入し、更に開口部３０Ａを通って装置のハウジング内
部に逃れる。燃料が開口部４２を通って逃れる結果、新
しく温度の低い燃料を、ポンプ１７Ｂから横断内孔１３
に、更に供給する必要がある。従って、分配部材１０の
横断内孔１３及び各通路内の燃料温度は、分配部材自体
が燃料により図１の例の場合と同程度に加熱されないよ
うに、調節される。開口部４２を通る燃料流は、機関回
転数の増加と共に増大し、また、通路４３による制限の
程度にも影響される。ピストン２３の円筒面に形成され
た螺旋状通路４３Ａは、より長いので、燃料流に一層大
きな制限を与え、その結果、より多くの燃料が開口部４
２を通って流れる。この作用は回転数の増加と共に増大
し、通路４３Ａを通る燃料流に対する抵抗は、機関回転
数が低い場合は比較的小さくなる。

【００１６】開口部を通る燃料の損失量を最小にしたい
場合は、ピストン２３をそのシリンダの端部に係合させ
ることで、ピストンの移動範囲を規制することができ
る。従って低回転数では、ピストン４０は、単に逃し弁
として機能し、ピストン２３から離れて燃料を開口部４
２に流入させる。高機関回転数では、止めによりピスト
ン２３の移動が停止する前に、二つのピストンを離間さ
せてもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上記した構成により、分配部材
の焼き付きを回避する事が防止されると言った効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の形態の装置を示す側断面図。

【図２】本発明に係る変形例を示す側断面図。

【符号の説明】

１３……内孔１４……プランジャ１９、４１……シリンダ２３、４０……ピストン２４……ばね（弾性手段）４２……通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内孔（１３）内に収容されるカム作動式
ポンピングプランジャ（１４）と、前記内孔（１３）に
燃料を供給する手段と、連係した機関に燃料を流通させ
る前記内孔（１３）からの出口と、前記内孔（１３）か
ら燃料を逃すことにより前記出口を通って供給される燃
料の量を制御する逃し弁（２２、３２）とを備え、前記逃し弁（２２、３２）が、第一のシリンダ（１９）
内で摺動可能な第一のピストン（２３）に結合された弁
部材（２２）と、第一のピストン（２３）に作用して前
記弁部材（２２）を前記第一のシリンダ（１９）の第一
の端部に開口する逃し通路（２１）の周囲に画定された
座と係合させるように付勢する弾性手段（２４）と、加
圧燃料を前記第一のシリンダ（１９）の前記第一の端部
に供給して前記弁部材（２２）を前記座から持ち上げる
弁手段（３２）と、を含む、燃料ポンピング装置において、前記第一のピストン（２３）より小さい直径を有して、
前記弾性手段（２４）と前記第一のピストン（２３）と
の間に配設され、第二のシリンダ（４１）内で摺動可能
な第二のピストン（４０）と、ここで、前記ピストン（２３、４０）の呈示端面は、前
記第一のシリンダ（１９）の第二の端部で前記第二のピ
ストン（４０）の前記呈示端面の一部を圧力に晒すよう
に形成され、前記第一のシリンダ（１９）の両端部を相互に接続する
通路手段（４３、４３Ａ）と、使用時に、前記第一のシリンダ（１９）の前記第二の端
部内の圧力が前記ピストン（２３、４０）の呈示面を分
離させるに十分なときに作動して、燃料を前記第一のシ
リンダ（１９）の前記第二の端部から逃すことができ
る、第二の弁手段とを備えたことを特徴とする燃料ポン
ピング装置。
【請求項２】前記通路手段（４３、４３Ａ）が、前記
第一のピストン（２２３）を貫通する少なくとも一本の
通路（４３、４３Ａ）から成ることを特徴とする請求項
１記載の装置。
【請求項３】前記少なくとも一本の通路（４３、４３
Ａ）が、複数の略直線状で平行な通路（４３）から成る
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】前記少なくとも一本の通路（４３、４３
Ａ）が、少なくとも一本の螺旋状の通路（４３Ａ）から
成ることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】前記少なくとも一本の螺旋状の通路（４
３Ａ）が、前記第一のピストン（２３）の周面内に設け
た少なくとも一本の螺旋溝（４３Ａ）により画定される
ことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】前記通路手段（４３、４３Ａ）が、前記
第一のシリンダ（１９）の両端部間で、流体の流れを制
限するように構成されていることを特徴とする前記請求
項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】前記第二の弁手段が、前記ピストン（２
３、４０）の一方の傾斜面を、前記ピストン（２３、４
０）の他方の呈示面に当接させることにより、構成され
ることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の
装置。
【請求項８】前記第二のピストン（４０）が、ピスト
ン（２３、４０）の分離時に前記第一のシリンダ（１
９）の前記第二の端部から流体を逃すための通路（４
２）を備えたことを特徴とする前記請求項のいずれか一
項に記載の装置。