JPH08296528A

JPH08296528A - 燃料噴射装置の調圧機構

Info

Publication number: JPH08296528A
Application number: JP7101334A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Imamori; 敏一今森; Michihiko Hara; 道彦原
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料噴射装置付設の燃料噴射ポンプにおい
て、排気ガス対策のため噴射管内圧を高圧化する傾向に
対して、ポンプ内圧が低いために起こるバックフローに
よる気泡発生を抑制してキャビテーション・エロージョ
ンを防止するとともに、スピル圧を速やかに低下して燃
料噴射特性を向上させる。【構成】ポンプ入口部に逆止弁Ａを、ポンプ出口部に
二段式調圧弁Ｂ１を配設し、該二段式調圧弁Ｂ１は、噴
射中、ギャラリー室１ａの内圧がある程度高い状態で
は、開弁圧が低く流出面積の小さい内側弁１１のみが開
弁して、バックフローによる内圧降下を抑制し、噴射終
了時の高圧スピルがかかる時に、開弁圧が高く流出面積
の大きい外側弁１４も開弁して、ポンプ内圧を速やかに
降下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの燃焼室に燃
料を噴射するための燃料噴射ポンプと、燃料噴射バルブ
よりなる燃料噴射装置において、燃料噴射バルブに連通
する燃料噴射ポンプの出口部の調圧機構の改良構成に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンに使用される
燃料噴射ポンプの構成について、図１乃至図３より簡単
に説明する。ポンプ本体１内に内嵌されたバレル２及び
デリベリホルダー１０内に、ポンプ室２ａとデリベリ油
路１０ｂ・１０ｃが穿設されていて、該ポンプ室２ａ内
においてプランジャー３が往復摺動して、デリベリ油路
１０ｂ・１０ｃを介して燃料噴射バルブに燃料を圧送す
るものである。

【０００３】一方、該バレル２には、プランジャー３の
摺動方向と直角方向にバレルポート２ｂ・２ｂが穿設さ
れていて、該ポンプ本体１におけるバレルポート２ｂ・
２ｂの入口部には、ポンプ室２ａからポンプ本体１内の
ギャラリー室１ａへの噴射終了時のスピルを防禦するた
めのデフレクター６・６が嵌合されている。

【０００４】また、ポンプ本体１にギャラリー室１ａと
外部とを連通させる燃料吸入通路１ｂと燃料排出通路１
ｃが設けられており、燃料は、燃料吸入通路１ｂよりギ
ャラリー室１ａ、バレルポート２ｂを介して、ポンプ室
２ａ内に供給され、また、逃がし油を燃料排出通路１ｃ
より排出する構成となっている。

【０００５】このような燃料噴射装置の燃料噴射ポンプ
において、昨今、排気ガス対策上、燃焼効率を高めるた
めに、燃料噴射圧を高めることが要望され、それに伴っ
て、燃料噴射ポンプにおけるポンプ室から燃料噴射バル
ブへのデリベリ油路内圧を高圧化するようになった。

【０００６】従って、燃料噴射中におけるデリベリ油路
からのバックフローが強くなり、特に噴射直前時のデリ
ベリ油路からのバックフローが非常に高速となり、バレ
ルポート内圧やギャラリー室内圧が負圧化して、気泡が
発生する傾向が高まる。この気泡が燃料噴射期間中も存
在したままであると、噴射終了時において非常に高圧の
スピルがかかることにより、気泡が潰れて、バレルポー
ト壁面やプランジャー表面にキャビテーション・エロー
ジョンが発生するという弊害がある。

【０００７】そこで、スピル以前の燃料開始時から燃料
噴射中におけるギャラリー室内圧やバレルポートの内圧
を高圧化して、バックフローによる圧力低下を抑制すべ
く、前記の従来の燃料噴射ポンプにおいて、図３（ａ）
の如く、ポンプ出口部に調圧弁Ｂ’を配設している。な
お、燃料噴射ポンプは、多気筒型エンジンに対して、各
気筒毎に設けるものであり、（ｂ）の如く、フィードポ
ンプＦＰからの主吸入配管Ｌ１より各燃料噴射ポンプの
燃料吸入通路１ｂに吸入配管Ｌ２・Ｌ２・・・を分岐配
管しており、各ポンプ出口部の燃料排出通路１ｃより排
出配管Ｌ３・Ｌ３・・・を配管し、これらを主排出配管
Ｌ４にて合流させてドレーンさせる構成となっている。
そして、この実施例においては、（ｂ）の如く、全燃料
噴射ポンプの排出燃料の合流配管である主排出配管Ｌ４
に、即ち、複数の燃料噴射ポンプに対して一つの調圧弁
Ｂ’を配設した構成としている。

【０００８】また、特開平４−６６７７０においては、
ポンプ入口部と出口部に逆止弁を設けた構成が開示され
ている。即ち、この場合には、多気筒型エンジンに対し
て複数個の燃料噴射ポンプを備える場合に、各燃料噴射
ポンプ毎に、その入口部と出口部に逆止弁を取り付ける
構成としている。

【０００９】また、バレル内に内設する型式の調圧機構
として、特開平２─４００７６のようにバレルポートの
直角方向に絞り弁を付設した室を設けたり、開度調節可
能なデフレクターを設ける等の公知例がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように燃
料噴射中においてポート内圧やギャラリー室内圧を高圧
に保持すると、その一方で、噴射終了時にポンプ室から
バレルポートを介してギャラリー室へ燃料を逆流させる
スピル圧がなかなか抜けず、デフレクターの損傷はもと
より、デリベリ側の噴射管内圧がなかなか下がらず、燃
料噴射バルブにおける針弁の閉弁が緩慢になって、燃料
噴射が速やかに終了せず、エンジンの燃焼性能や燃料噴
射バルブの耐久性においても不具合をもたらす。従っ
て、スピル時には、逆にポンプ室内圧、ポート内圧、及
びギャラリー室内圧を低圧化するようにしなければなら
ない。

【００１１】従来の方策の中で、ポンプ入口部と出口部
に逆止弁や調圧弁を設けたものは、噴射中のポンプ室内
圧をデリベリ油路内圧よりも高めるのに構成したもの
で、スピル時の高圧低下には対応していない。ポンプの
入口部・出口部に電磁弁を設ける、或いはバレルポート
において開度調節可能なデフレクターを設ける、或いは
バレルポートと直角方向の絞り弁室を設ける構成におい
ては、弁或いはデフレクターの開度調節可能なことか
ら、ポンプ室内等を高圧化したり、或いは低圧化する調
節が可能である。しかし、これらは構造が複雑となり、
特にバレルポート内に構成する場合には配設が困難であ
り、コスト高をもたらし、コンパクトな燃料噴射ポンプ
とならない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
課題を解決するために、次のような手段を用いる。即
ち、バレルポートに連通するギャラリー室内圧を高圧に
保持すべく、調圧弁を設けた燃料噴射装置において、該
燃料噴射装置の燃料入口部に逆止弁を、燃料出口部に二
段以上の設定開弁圧及び流出面積を有する調圧弁を設け
た。

【００１３】また、燃料噴射装置の調圧機構であって、
フィードポンプから吐出される燃料を、高圧に保持する
逆止弁を介してバレルポートに連通するギャラリー室に
供給するとともに、該ギャラリー室の燃料出口部に、二
段以上の設定開弁圧及び流出面積を有する調圧弁を配設
した構成において、該調圧弁を、一つの開弁圧及び流出
面積の小さな調圧弁の外周上に他の開弁圧及び流出面積
の大きな調圧弁を外嵌して構成した。

【００１４】また、前記燃料噴射装置の調圧機構であっ
て、燃料圧送行程終了時に該バレルポートから逸流する
燃料による圧力上昇を調圧する調圧弁を、開弁圧及び流
出面積の異なる調圧弁を二個以上並設して構成した。

【００１５】また、前記燃料噴射装置の調圧機構であっ
て、該調圧弁を、調圧弁の摺動室の側壁部に口径の異な
る二以上の燃料通路を穿設し、開弁圧の低い時に小口径
の燃料通路のみが開口し、開弁圧の高い時に大口径の燃
料通路も開口するよう構成した。

【００１６】

【作用】ポンプ入口部に逆止弁を出口部に多段式の調圧
弁を設けることで、噴射中、ポンプ室内やギャラリー室
内がある程度の高圧となっている時に入口部の逆止弁が
閉弁し、かつ出口部では調圧弁が低圧に開弁圧を設定し
た弁が開弁して、流出面積が絞られて、デリベリ油路か
らのバックフローにかかわらず、ポンプ室、ギャラリー
室の圧力を正圧に保持して、バレルポート内やギャラリ
ー室内に気泡を生じさせない。従って、その後の噴射終
了時におけるスピル時にもキャビテーション・エロージ
ョンは発生しない。

【００１７】そして、噴射終了時のスピル時には非常な
高圧がポンプ室よりギャラリー室にかかるので、このス
ピル圧によって、ポンプ出口部の多段式調圧弁の、高圧
に開弁圧を設定した弁も開弁し、該ポンプ出口部におけ
る流出面積が増大して、ギャラリー室内の燃料がここか
ら流出するので、急速にギャラリー室内圧、バレルポー
ト内圧、及びポンプ室内圧が低下し、燃料噴射バルブに
おける針弁が一度で速やかに閉弁する。

【００１８】また、多段式調圧弁の構成において、ま
ず、一つの調圧の外周上に他の調圧弁を外嵌したもの
は、内側の弁が開弁圧が低く、流出面積も絞られてお
り、噴射中等においては、内側の弁が開弁することで、
ギャラリー室内を一定の高圧に保持し、外側の弁は開弁
圧が高く、流出面積も大きいもので、スピル時の異常高
圧時に開弁してギャラリー室内圧等を低下させる作用を
もつ。

【００１９】また、開弁圧の異なる調圧弁を二個以上並
設したものも、同様に、開弁圧が低く流出面積の小さい
調圧弁が、噴射中等に開弁して、ギャラリー室内を一定
の高圧に保持し、開弁圧が高く流出面積の大きい調圧弁
が、スピル時の異常高圧時に開弁してギャラリー室内圧
等を低下させる作用をもつ。

【００２０】また、調圧弁の摺動室の側壁部に口径の異
なる二以上の燃料通路を穿設して構成した多段式調圧弁
においては、開弁圧の小さい時に、口径の小さな燃料通
路が開口して、噴射中等におけるギャラリー室内を一定
の高圧に保持し、スピル時で開弁圧が高い場合に大口径
の燃料通路が開口して、スピル圧を低下させる作用をも
つ。

【００２１】

【実施例】次に、添付の図面に示した実施例に基づい
て、本発明の構成を説明する。図１は本発明の実施例に
係る燃料噴射装置における燃料噴射ポンプのバレルポー
ト方向の側面断面図、図２は同じく燃料入口通路及び出
口通路方向の側面断面図、図３は従来の燃料噴射ポンプ
で、（ａ）はポンプ出口部に単式の調圧弁Ｂ’を設けた
ものの図１及び図２におけるＸ−Ｘ矢視図、（ｂ）は燃
料噴射ポンプを多気筒型エンジンの各気筒毎に設けた場
合の燃料系統図、図４は本発明の燃料噴射ポンプで、
（ａ）はポンプ入口部に逆止弁Ａを出口部に調圧弁Ｂを
設けたものの図１及び図２におけるＸ−Ｘ矢視図、
（ｂ）は燃料噴射ポンプを多気筒型エンジンの各気筒毎
に設けた場合の燃料系統図、図５は二段式調圧弁Ｂ１の
側面断面図、図６は同じく図５におけるＹ−Ｙ矢視図、
図７は二段式調圧弁Ｂ２の側面断面図、図８は同じく図
７におけるＹ−Ｙ矢視図、図９は二段式調圧弁Ｂ３の側
面断面図、図１０は二段式調圧弁Ｂ４の側面断面図、図
１１は同じく図１０におけるＹ−Ｙ矢視図、図１２は二
段式調圧弁Ｂ１における開弁圧に対する流出面積の変位
を示すグラフ、図１３は従来の燃料噴射ポンプにおける
噴射行程中の各部内圧の推移を示すグラフ、図１４は本
発明の燃料噴射ポンプにおける噴射行程中の各部内圧の
推移を示すグラフである。

【００２２】燃料噴射ポンプの基本的構造を図１乃至図
４より説明する。ポンプ本体１内の上部には、燃料噴射
時に開弁する噴射用デリベリバルブ８と燃料逆流時に開
弁する戻し油用デリベリバルブ９とを内設するデリベリ
ホルダー１０を内嵌固設している。該デリベリホルダー
１０の上端に燃料吐出口１０ａが開口していて、ここか
ら図示されない燃料噴射バルブに燃料が吐出されるもの
であり、該燃料噴射バルブには針弁が内設されていて、
エンジンの燃焼室に燃料噴射する際には、該針弁が作動
（リフト）して、噴射ノズルが開口し、燃料噴射される
のである。

【００２３】ポンプ本体１内において、該デリベリホル
ダー１０の下部には、バレル２が内嵌固設されており、
該バレル２内には、両デリベリバルブ８・９に連通する
縦方向のポンプ室２ａが穿設されていて、該ポンプ室２
ａ内に摺動可能にプランジャー３が内嵌されている。プ
ランジャー３の下端にはタペット４が固設されていて、
該タペット４がプランジャーバネ５にて下方に付勢され
ており、該タペット４にカムが当接してプランジャー３
とともに上方摺動することで、ポンプ室２ａ内の燃料を
圧送し、燃料圧送後は、プランジャーバネ５の付勢力に
て速やかにプランジャー３及びタペット４が下方摺動し
て初期位置に戻る。

【００２４】バレル２において、ポンプ室２に水平方向
に連通するバレルポート２ｂ・２ｂが穿設されている。
該バレルポート２ｂ・２ｂは、ポンプ本体１内に環状に
穿設したギャラリー室１ａに連通しており、ポンプ本体
１の外側より該ギャラリー室１ａを介して該バレルポー
ト２ｂ・２ｂに、該バレルポート２ｂ・２ｂからのスピ
ルを防禦するためのデフレクター６・６が嵌入されてい
る。また、ポンプ本体１の外側に、燃料吸入通路１ｂと
燃料排出通路１ｃが設けられていて、該燃料吸入通路１
ｂには逆止弁Ａを、燃料排出通路１ｃには多段式の調圧
弁Ｂを配設している。燃料吸入通路１ｂにおいては、図
４図示のフィードポンプＦＰから吐出される燃料が、ギ
ャラリー内圧を高圧に保持するための該逆止弁Ａを介し
てギャラリー室１ａ内に圧送供給される。なお、該ギャ
ラリー室１ａの内圧が高い場合には、ポンプ本体１とバ
レル２との間が開いて、ギャラリー室１ａより燃料が漏
れるおそれがあるが、これを防止すべくバレル２には、
ギャラリー室１ａの近傍において、Ｏ−リング７を環設
している。

【００２５】ギャラリー室１ａ、バレルポート２ｂ、及
びポンプ室２ａにおける燃料の給排構成について説明す
る。燃料吸入通路１ｂよりギャラリー室１ａ内に充填さ
れた燃料は、デフレクター６の隙間よりバレルポート２
ｂを通ってポンプ室２ａ内に充填され、プランジャー３
が上方摺動して、ポンプ室２ａ内の燃料がバルブホルダ
ー１０内のデリベリ油路１０ｂ内に圧送され、噴射用デ
リベリバルブ８が開弁して燃料噴射バルブに燃料が圧送
され（この時、戻し油用デリベリバルブ９は閉弁してい
る。）、燃料噴射バルブにおける針弁が開弁して、燃料
が噴射される。この際、バレルポート２ｂはプランジャ
ー３にて閉塞される。プランジャー３が摺動上端に達す
ると、燃料噴射が終了し、プランジャー３が下方摺動を
開始するとともに燃料噴射バルブの針弁が閉弁する。こ
の際、燃料噴射バルブ内の過剰な燃料は逆流し、バルブ
ホルダー１０内の戻し油用デリベリバルブ９が開弁し
て、デリベリ油路１０ｃより燃料が逆流し、ポンプ室２
ａ内に流入する。また、この際、プランジャー３のスピ
ル用の溝部３ａがバレルポート２ｂに対峙し、バレルポ
ート２ｂがポンプ室２ａに連通して、ポンプ室２ａ内の
燃料がバレルポート２ｂ内に流入（スピル）する。この
際、スピル燃料はデフレクター６に衝突して、バレルポ
ート２ｂ内やギャラリー室１ａ内に高圧のスピル圧が急
激にかからないようにしている。

【００２６】このように燃料が給排されるギャラリー室
１ａ、バレルポート２ｂ、及びポンプ室２ａの連通部分
において、燃焼効率向上のために噴射圧を高めたことに
よって、デリベリ油路１０ｂ・１０ｃ内圧が非常に高い
ものとなっており、このためポンプ室２ａの内圧も高く
する必要があること、更に、非常に高圧なスピル圧がか
かる時に、速やかにポンプ室２ａ内圧、バレルポート２
ｂ内圧、ギャラリー室１ａ内圧を低圧化する必要がある
ことから、本発明においては、図４の如く、燃料入口部
における燃料吸入通路１ｂ端に逆止弁Ａを、燃料出口部
の燃料排出通路１ｃ端に多段式の調圧弁Ｂを設けてい
る。

【００２７】なお、燃料噴射ポンプは、多気筒型エンジ
ンに対して備える場合、各気筒毎に取り付け、図４
（ｂ）の如く、一つのフィードポンプＦＰより複数の燃
料噴射ポンプに燃料を供給する構成となる。即ち、フィ
ードポンプＦＰからの主吸入配管Ｌ１より吸入配管Ｌ２
・Ｌ２・・・を分岐させて、各燃料噴射ポンプの燃料入
口部に対して配管しており、また、各燃料噴射ポンプの
燃料出口部より排出配管Ｌ３・Ｌ３・・・を配管して、
主排出配管Ｌ４にて合流させ、ドレーンする構成として
いる。従来例の図３においては、主排出配管Ｌ４に一つ
だけの調圧弁Ｂ’を配設する構成としていたが、本実施
例においては、各燃料噴射ポンプのポンプ内圧を正確に
調圧すべく、各ポンプの燃料出口部毎に調圧弁Ｂを配設
している。

【００２８】この中で、ポンプ出口部に配設する多段式
調圧弁Ｂの構成について、図５乃至図１１より実施例を
示す。まず、図５及び図６に図示する二段式調圧弁Ｂ１
は、内側弁１１に外側弁１４を外嵌して、ポンプ本体１
における燃料排出通路１ｃ端に穿設した弁室１ｄ内に配
設した構成となっている。内側弁１１は、内部に内側燃
料通路１１ａを形成しており、その中より、該内側弁１
１の後端よりも後方に配設したストッパー１３内におけ
る燃料通路１３ａにかけてバネ１２を内嵌している。一
方、外側弁１４は、前端において、内側弁１１の入口部
に連通する吸入孔１４ａを穿設しており、更に、外側の
弁室１ｄ内において、弁摺動方向の外側燃料通路１５・
１５・・・を環状に形成しており、また、該外側弁１４
の後端はストッパーを兼用する燃料排出管１６に外嵌さ
れるバネ１７に当接している。なお、内側弁１１・外側
弁１４の各々の制限リフトＬ１・Ｌ２は、それぞれ弁１
１・１４の後端と、ストッパー１３・燃料排出管１６の
前端との間の距離であり、各制限リフトＬ１・Ｌ２の範
囲にて内側弁１１・外側弁１４が摺動可能となってい
る。

【００２９】このような構成の二段式調圧弁Ｂ１の特性
を、図１２より説明する。調圧弁の開弁圧（ｋｇｆ／ｃ
ｍ²）は、即ち、ギャラリー室１ａ（燃料排出通路１
ｃ）の内圧であり、ギャラリー室内圧が０の場合には、
内側弁１１、外側弁１４とも、それぞれバネ１２・１７
の押圧力にて閉弁していて、流出面積は殆ど０である。
そこからギャラリー室１ａの内圧が高まるにつれ、即
ち、開弁圧が増すにつれ、内側弁１１のみが燃料排出通
路１ｃからの燃料圧で、後方摺動（リフト）して開度を
増してゆき、それとともに流出面積を増してゆく
（）。やがて内側弁１１が制限リフトに達して（スト
ッパー１３に当接して）、なお燃料吸入圧が上がって
も、暫くは内側弁１１のみにて燃料流出が行われ、流出
面積は一定に推移する（）。そして、開弁圧一定値に
達すると、該内側弁１１に加えて、外側弁１４が後方摺
動（リフト）して開弁し、外側燃料通路１５に燃料が流
入し、燃料排出管１６に穿設した連通孔１６ａより該燃
料排出管１６内へと流通する。外側弁１４のリフト中の
燃料流出面積は、の如く推移する。そして、外側弁１
４が燃料排出管１６に当接して制限リフトに達すると、
開弁圧が増しても、燃料流出面積は一定のままである
（）。このような構成にて、ギャラリー室１ａの内
圧、ひいては燃料排出通路１ｃの内圧が低い場合には、
設定開弁圧が低い内側弁１０が開弁し、該内圧が高い場
合には、内側弁１１と外側弁１４とが開弁するというよ
うに、開弁圧及び流出面積を二段に設定した二段式調圧
弁Ｂ１となっているのである。

【００３０】図７及び図８の二段式調圧弁Ｂ２は、同じ
く燃料排出通路１ｃ端の弁室１ｄ内において、内側弁１
１の周囲に外側弁１４’を外嵌した構成となっている
が、該外側弁１４’のストッパーとなる燃料排出管１９
内には、内側弁１１内に流入する燃料のみが流入し、外
側弁１４’の開弁時においては、内側弁１１内に流入す
る燃料に加えて、該弁室１ｄ内に流入する燃料が、該弁
室１ｄに直角方向に連通するように穿設した外側燃料排
出路１８を通じて排出される構成として、外側弁１４’
開弁時の燃料流出通路を拡大しているのである。

【００３１】図９の二段式調圧弁Ｂ３は、ポンプ本体１
内において、燃料排出通路１ｃを口径の異なる小径燃料
通路１ｅ及び大径燃料通路１ｇに分岐し、それぞれに連
通する小型弁室１ｆ・大型弁室１ｈを並列状に穿設し、
開弁圧の低い小型弁１１’（内側弁１１と同様の構成）
と開弁圧の高い大型弁１４”（外側弁１４と同様の構成
である。）とを各弁室１ｆ・１ｈ内に配設した構成であ
る。小型弁１１’と大型弁１４”には、各前端部に連通
孔１１’ａ・１４”ａが穿設されていて、内部に燃料通
路１１’ｂ・１４”ｂを穿設しており、ストッパー２１
・２３との間にバネ２０・２２を介した構造となってお
り、ストッパー２１・２３の後方において、各弁室１ｆ
・１ｈの内部にて、燃料排出路を形成している。小型弁
１１’の制限リフト、及び大型弁１４”の制限リフト
は、二段式調圧弁Ｂ１・Ｂ２と同一のＬ１・Ｌ２であ
る。

【００３２】このような構成において、ギャラリー室１
ａの内圧（開弁圧）が低い場合には小型弁１１’のみが
開弁して、低圧の燃料が小型弁１１’の後方における小
型弁室１ｆを通じて排出され、内圧が高くなると、それ
に加えて、大型弁１４”が開弁して、大型弁室１ｈ内に
も燃料が流入し、排出される。

【００３３】図１０及び図１１の二段式調圧弁Ｂ４につ
いて説明する。ポンプ本体において燃料排出通路１ｃ端
に連通する弁室１ｄ’が穿設されていて、該内部には、
ストッパー２６が内設されており、該ストッパー２６と
の間にバネ２５を介して一つの弁２４が摺動可能に内嵌
されている。該弁２４に穿設した細孔２４ａは、燃料の
逃がし孔である。そして該弁室１ｄ’に直角方向に、前
方に口径の小さな小径燃料排出通路２７を、後方に口径
き大きな燃料排出通路２８を穿設しており、ギャラリー
室１ａ内圧が低く、燃料排出圧が低い時には、弁２４が
小さく後方に摺動して、小径燃料排出通路２７のみに燃
料を送り込み、ギャラリー室１ａの内圧が高く、燃料排
出圧が高い場合に、該弁２４が大きく後方に摺動して、
大径燃料排出通路２８にも燃料が送り込まれる構成とな
っている。

【００３４】該二段式調圧分Ｂ４は、弁自体は一つの弁
２４より構成されており、燃料排出通路を二段にして、
弁２４の摺動量によって流出面積を切り換える構成とし
ているので、配設スペースの縮小化、低コスト化に貢献
できる。

【００３５】以上の二段式調圧弁Ｂ１〜Ｂ４において、
各燃料排出用の通路面積、及び弁の設定開弁圧は同一と
している。即ち、図１２は、調圧弁Ｂ１についての開弁
圧に対する燃料流出面積の推移を示すグラフであるが、
調圧弁Ｂ２・Ｂ３・Ｂ４についても、同一のグラフが得
られるよう設定されているのである。

【００３６】次に、図１３及び図１４を用いて、逆止弁
Ａと多段式調圧弁Ｂを配設した場合における燃料噴射ポ
ンプの調圧作用を、従来の燃料噴射ポンプにおける内圧
変動と比較して検証する。なお、多段式調圧弁Ｂは、図
５及び図６の二段式調圧弁Ｂ１を実施例としているが、
他の二段式調圧弁Ｂ２〜Ｂ４も同様の成果を得る。図１
３及び図１４は、デリベリ油路１０ｂ内圧の噴射管内圧
Ｐｉｎｊ、バレルポート２ｂにおけるポート内圧Ｐｐ、
及びギャラリー室内圧Ｐｇを計測して、噴射行程のカム
作動角度（ｄｅｇ）に対する各圧力（ｋｇｆ／ｃｍ²）
の変動をグラフ化しており、両図のグラフの比較によ
り、本発明の調圧効果を確認することができる。なお、
図中、ＦＩＣは燃料噴射開始点を示しており、Ｎｅｅｄ
ｌｅＬｉｆｔは燃料噴射バルブにおける針弁リフト
（リフトすると開弁して燃料が噴射される。）である。

【００３７】まず、図１３より、従来の燃料噴射ポンプ
において、バレルポート２ｂの壁面及びプランジャー３
の表面に発生するキャビテーション・エロージョンにつ
いて説明する。プランジャー３は、カムでリフトされな
い限り、バネ５の引っ張り力にて常にカムの基本軌跡上
の位置、即ち図１に図示される状態にある。そして、カ
ム角度ｄｅｇ＝−２０の地点よりプランジャー３がデリ
ベリホルダー１０側に摺動し始め、ポンプ室２ａの容積
を縮小させ、ポンプ室２ａ内の燃料は、バレルポート２
ｂを通り、ギャラリー室１ａへ逆流（バックフロー）
し、燃料吸入通路１ｂ及び燃料排出通路１ｃを通って吸
入配管Ｌ２〜Ｌ１及び排出配管Ｌ３〜Ｌ４へ流出する。
このポンプ室２ａから流出する燃料によって、ポート内
圧Ｐｐ及びギャラリー室内圧Ｐｇは若干加圧される
（ア）。

【００３８】次に、カム角度ｄｅｇ＝０の地点にて、プ
ランジャー３がバレルポート２ｂを閉じ、燃料圧送が始
まる。噴射管内圧Ｐｉｎｊが燃料噴射バルブの開弁設定
圧以上になると、針弁も開弁（リフト）し、ポンプ室２
ａ内の燃料が、噴射用デリベリバルブ８を介して噴射さ
れる。このプランジャー３がバレルポート２ｂを閉じる
直前では、バレルポート２ｂの開口面積は極めて小さな
ものとなり、ポンプ室２ａからギャラリー室１ａへ流れ
るバックフローの流速は極めて高速となって、ポート内
圧Ｐｐ及びギャラリー室内圧Ｐｇは負圧となり（イ）、
バレルポート２ｂ内及びギャラリー室１ａ内に気泡が発
生する。このポート内圧Ｐｐ及びギャラリー室内圧Ｐｇ
は、燃料噴射期間中においても正圧に復帰せず（ウ）、
バレルポート２ｂ内及びギャラリー室１ａ内に気泡が存
在したままである。

【００３９】そして、噴射終了時には、非常に高圧の噴
射管内圧Ｐｉｎｊにより、燃料が、デリベリ油路１０
ｃ、戻し油用デリベリバルブ９及びポンプ室２ａを通っ
て、バレルポート２ｂ内及びギャラリー室１ａ内へスピ
ルする（エ）。このスピルは非常に強い衝撃力を伴い、
バレルポート２ｂ内及びギャラリー室１ａ内に存在する
気泡を激しく潰し、キャビテーション・エロージョンを
発生させるのである。また、スピル圧は、速やかには収
束せず（オ）、この影響で、噴射管内圧Ｐｉｎｊの降下
も緩慢になり（カ）、燃料噴射バルブの針弁が円滑には
閉弁せず、エンジンの燃焼性能が悪くなるとともに、針
弁を含め、燃料噴射バルブの耐久性にも影響するのであ
る。

【００４０】次に、図１４にて、本発明の燃料噴射ポン
プの場合を説明する。まず、燃料入口部の逆止弁Ａはの
開弁設定圧は、燃料フィードポンプＦＰの吐出圧力以下
に設定されている。プランジャー３がデリベリホルダー
１０側に摺動し始め、バックフローによりポート内圧Ｐ
ｐ及びギャラリー室内圧Ｐｇが加圧され（ア）、逆止弁
Ａの設定圧以上になると、該逆止弁Ａが閉弁し、吸入配
管Ｌ２〜Ｌ１への燃料の逆流を阻止する。また、（ア）
に示す地点での圧力は、燃料出口部に配設した二段式調
圧弁Ｂ１の内側弁１１の開弁設定圧以上、外側弁１４の
開弁設定圧未満となるように調整している。これによ
り、燃料出口部において、内側弁１１の開弁によって、
噴射用デリベリバルブ８が開弁しない程度に圧力上昇を
抑えているものの、外側弁１４を閉弁したままにして、
燃料出口部の流出面積を狭くしているので、ある程度の
高圧を保持している。このため、プランジャー３がバレ
ルポート２ｂを閉じる直前において、バレルポート２ｂ
内の高速のバックフローにも拘らず、圧力低下が少なく
なる（イ）。また、（ア）においてギャラリー室１ａ内
に充分な圧力をかけているので、燃料噴射期間中、即ち
スピル以前に、ポート内圧Ｐｐ及びギャラリー室内圧Ｐ
ｇは正圧に復帰し、負圧とならず（ウ）、気泡も存在し
ていない。

【００４１】そして、噴射終了時には、非常に高圧の噴
射管内圧Ｐｉｎｊにより、燃料が、デリベリ油路１０
ｃ、戻し油用デリベリバルブ９及びポンプ室２ａを通っ
て、バレルポート２ｂ内及びギャラリー室１ａ内にスピ
ルする（エ）。この時、バレルポート２ｂ内及びギャラ
リー室１ａ内には気泡が存在しないので、キャビテーシ
ョン・エロージョンは発生しない。更に、高圧のスピル
がギャラリー室２ａ内に流入すると、二段式調圧弁Ｂ１
の外側弁１４が開弁し、充分な燃料出口部面積が確保さ
れるので、ポート内圧Ｐｐ及びギャラリー室内圧Ｐｇは
一気に収束し（オ）、噴射管内圧Ｐｉｎｊの圧力降下も
速やかになる（カ）。従って、燃料噴射バルブにおける
針弁が速やかに一度で閉弁し、良好な燃料噴射が確保さ
れ、エンジンの燃焼性能を向上するのである。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
次のような効果を奏する。即ち、請求項１のように構成
したことにより、燃料噴射中は、ポンプ入口部の逆止弁
が閉弁し、かつポンプ出口部の多段式調圧弁が、流出面
積の小さい方を開弁するので、ポンプ室からギャラリー
室にかけての内圧を高めてデリベリ油路内圧より高圧を
保持し、バックフローによる圧力低下を少なくする。従
って、バレルポートやギャラリー室内に気泡が発生しな
いので、噴射終了時にキャビテーション・エロージョン
が発生しない。

【００４３】また、噴射終了時における非常に高圧のス
ピル圧がかかった場合には、ポンプ出口部の多段式調圧
弁の流出面積が大きくなって、急速にギャラリー室、バ
レルポート、及びポンプ室の内圧を低下させ、噴射管内
圧も、スピル後にポンプ内圧が急速に低下することで、
速やかに低圧化し、従って、燃料噴射バルブにおける針
弁も噴射終了とともに一度で閉弁し、燃料漏れを起こさ
ず、燃料噴射が安定する。

【００４４】このように、デリベリ油路内圧が高くても
キャビテーション・エロージョンを起こさない燃料噴射
ポンプを、ポンプの入口部と出口部に構成の簡単な逆止
弁と多段式調圧弁を設けるだけで構成することができる
ので、大出力のエンジンに対しても、キャビテーション
・エロージョンを引き起こさずに対応できる燃料噴射ポ
ンプ、即ち、燃料噴射装置を装着でき、安定したエンジ
ン出力と低コスト化を実現できるのである。

【００４５】また、請求項２の如く構成することで、フ
ィードポンプの吐出圧に、更に燃料噴射終了時にバレル
ポートから逸流する燃料の圧力を加担し、ギャラリー室
内を高圧に調圧維持する。また、ポンプ出口部の多段式
調圧弁を、開弁圧の低い時に内側の弁が開弁して燃料流
出面積を少なく、開弁圧の低い時に外側の弁が開弁して
流出面積を多くするよう設定した多段式調圧弁を得るこ
とができる。そして、この多段式調圧弁を用いて、噴射
時には、開弁圧を低く設定した内側の弁のみが開いて燃
料流出面積を絞り、ポンプ室内圧を、噴射管内圧より高
い程度の高圧に保持できて、バックフローによる圧力降
下を抑制できて、その後のスピル時におけるキャビテー
ション・エロージョンを回避できるとともに、噴射終了
時の非常に高いスピル圧がかかった時に、開弁圧を高く
設定した外側の弁も開いて、流出面積を拡大し、速やか
にギャラリー室、バレルポート、及びポンプ室の内圧を
低下させて、燃料噴射後の噴射管内圧を速やかに降下さ
せることができる。このように、キャビテーション・エ
ロージョンを防止し、良好に燃料噴射を終了すべくポン
プ内圧を調節できる調圧弁を、簡単な構成で得ることが
できるのである。

【００４６】また、請求項３の如く構成することで、噴
射時の時には開弁圧を低く設定した弁のみが開弁して流
出面積を少なく、スピル時の非常に高圧のかかった時に
開弁圧を高く設定した弁も開いて、流出面積を拡大する
ので、キャビテーション・エロージョンを防止し、良好
に燃料噴射を終了すべくポンプ内圧を調節できる多段式
調圧弁を簡単に得ることができるのである。

【００４７】また、請求項４の如く構成することで、噴
射時の時には開弁圧が低く、小口径の燃料排出通路が開
口して、ポンプ内圧を一定高圧に保持し、スピル時の非
常に高圧のかかった時に、大口径の燃料排出通路も開口
して、ポンプ内圧を急速に低下させるので、キャビテー
ション・エロージョンを防止し、良好に燃料噴射を終了
すべくポンプ内圧を調節できる多段式調圧弁を簡単に得
ることができる。またこの多段式調圧弁は、弁自体は一
つの弁より構成されていて、その摺動方向と直角方向に
二段の燃料排出通路を穿設する仕組なので、配設スペー
スを取らず、コストも低くすむという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る燃料噴射装置における燃
料噴射ポンプのバレルポート方向の側面断面図である。

【図２】同じく燃料入口通路及び出口通路方向の側面断
面図である。

【図３】従来の燃料噴射ポンプで、（ａ）はポンプ出口
部に単式の調圧弁Ｂ’を設けたものの図１及び図２にお
けるＸ−Ｘ矢視図、（ｂ）は燃料噴射ポンプを多気筒型
エンジンの各気筒毎に設けた場合の燃料系統図である。

【図４】本発明の燃料噴射ポンプで、（ａ）はポンプ入
口部に逆止弁Ａを出口部に調圧弁Ｂを設けたものの図１
及び図２におけるＸ−Ｘ矢視図、（ｂ）は燃料噴射ポン
プを多気筒型エンジンの各気筒毎に設けた場合の燃料系
統図である。

【図５】二段式調圧弁Ｂ１の側面断面図である。

【図６】同じく図５におけるＹ−Ｙ矢視図である。

【図７】二段式調圧弁Ｂ２の側面断面図である。

【図８】同じく図７におけるＹ−Ｙ矢視図である。

【図９】二段式調圧弁Ｂ３の側面断面図である。

【図１０】二段式調圧弁Ｂ４の側面断面図である。

【図１１】同じく図１０におけるＹ−Ｙ矢視図である。

【図１２】二段式調圧弁Ｂ１における開弁圧に対する流
出面積の変位を示すグラフ図である。

【図１３】従来の燃料噴射ポンプにおける噴射行程中の
各部内圧の推移を示すグラフ図である。

【図１４】本発明の燃料噴射ポンプにおけ噴射行程中の
各部内圧の推移を示すグラフ図である。

【符号の説明】Ａ逆止弁Ｂ二段式調圧弁Ｂ１〜Ｂ４二段式調圧弁１ポンプ本体１ａギャラリー室１ｂ燃料吸入通路１ｃ燃料排出通路１ｄ弁室１ｅ小径燃料排出通路１ｆ小型弁室１ｇ大径燃料排出通路１ｈ大型弁室２バレル２ａポンプ室２ｂバレルポート３プランジャー６デフレクター７Ｏ−リング８噴射用デリベリバルブ９戻し油用デリベリバルブ１０デリベリホルダー１０ｂデリベリ油路１０ｃデリベリ油路１１内側弁１１’ 小型弁１４外側弁１４’ 外側弁１４” 大型弁１５外側燃料通路２４弁２７小径燃料排出通路２８大径燃料排出通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料噴射装置のバレルポートに連通する
ギャラリー室内圧を高圧に保持すべく、調圧弁を設けた
燃料噴射装置において、該燃料噴射装置の燃料入口部に
逆止弁を、燃料出口部に二段以上の設定開弁圧及び流出
面積を有する調圧弁を設けたことを特徴とする燃料噴射
装置の調圧機構。
【請求項２】フィードポンプから吐出される燃料を、
高圧に保持する逆止弁を介してバレルポートに連通する
ギャラリー室に供給するとともに、該ギャラリー室の燃
料出口部に、二段以上の設定開弁圧及び流出面積を有す
る調圧弁を配設した構成において、該調圧弁を、一つの
開弁圧及び流出面積の小さな調圧弁の外周上に他の開弁
圧及び流出面積の大きな調圧弁を外嵌して構成したこと
を特徴とする燃料噴射装置の調圧機構。
【請求項３】フィードポンプから吐出される燃料を、
高圧に保持する逆止弁を介してバレルポートに連通する
ギャラリー室に供給するとともに、燃料圧送行程終了時
に該バレルポートから逸流する燃料による圧力上昇を調
圧する調圧弁を、開弁圧及び流出面積の異なる調圧弁を
二個以上並設して構成したことを特徴とする燃料噴射装
置の調圧機構。
【請求項４】バレルポートに連通するギャラリー室
に、逆止弁を介して燃料を供給する一方、燃料圧送行程
終了時にバレルポートから逸流する燃料による圧力上昇
を調圧する調圧弁を設けた燃料噴射装置の調圧機構にお
いて、該調圧弁を、調圧弁の摺動室の側壁部に口径の異
なる二以上の燃料通路を穿設し、開弁圧の低い時に小口
径の燃料通路のみが開口し、開弁圧の高い時に大口径の
燃料通路も開口するよう構成したことを特徴とする燃料
噴射装置の調圧機構。