JPH088257Y2 - 燃料噴射ポンプの噴射時期調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、ディーゼルエンジン等の内燃機関用の燃
料噴射ポンプに設けられる噴射時期調整装置（タイマ）
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、例えばディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに
おいては、エンジン回転数やエンジン負荷に見合った最
適の時期に燃料を噴射するための噴射時期調整装置（タ
イマ）が設けられている。

例えば特開昭58-32928号公報に開示された「分配型燃
料噴射ポンプの噴射時期調整装置」では、第７図に示す
ように、図示しないドライブシャフトに駆動連結された
周知のローラホルダ（ローラリング）31を、ドライブシ
ャフトの回転方向と逆に回転させて進角させるために、
シリンダ32内にはタイマピストン33が摺動自在に設けら
れている。そして、このタイマピストン33によってシリ
ンダ32内が圧油室（高圧室）34と低圧室35とに分けられ
ている。高圧室34はローラリング31に作用するトルク反
力をタイマピストン33を介して受ける室であり、低圧室
35はドレンに通じる室である。

又、タイマピストン33には、エンジン回転数（燃料噴
射ポンプの回転数）に比例して変化する燃料油を高圧室
34に供給するための通路36が設けられ、その通路36の途
中には、低圧室35に開口する挿入孔37がタイマピストン
33の軸線方向に形成されている。この挿入孔37には、サ
ーボ弁38が摺動自在に設けられ、同サーボ弁38の一端に
は、チャンバー39から挿入孔37に供給されてエンジン回
転数に比例して変化する燃料の圧力が作用し、他端には
その燃料圧力に対抗するように設けられたサーボスプリ
ング40の付勢力が作用するようになっている。

そして、燃料圧力の変化に対応してサーボ弁38を摺動
させることによって、高圧室34の燃料油の密閉、高圧室
34への燃料油の供給及び高圧室34から低圧室35への燃料
油の排出の切換えが行われ、タイマピストン33の位置が
制御されて噴射時期が制御されるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、前記タイマにおいては、チャンバー39
からサーボ弁38及び通路36を介して高圧室34に導入され
る燃料の圧力は、エンジン回転軸に比例する。従って、
前記タイマにおいて、エンジン回転数の低い領域では燃
料圧力が低くなることから、この低い圧力の燃料が高圧
室34に導入されて、タイマピストン33を駆動させてい
た。

このため、エンジン回転数の低い領域では、タイマピ
ストン33の駆動に必要な充分な燃料圧力が得られず、タ
イマピストン33を円滑に駆動させることができず、タイ
マを狙い通りに応答性良く作動させることができなくな
るという問題があった。

この考案は前述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、エンジン回転数の低い領域において
も、タイマピストンを円滑に駆動させることが可能で、
応答性良く作動させることが可能な燃料噴射ポンプの燃
料時期調整装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するためにこの考案においては、燃
料噴射ポンプに設けられてエンジン回転に比例して回転
するフィードポンプからの加圧燃料が導入されるシリン
ダと、そのシリンダ内に往復摺動可能に配設されて同シ
リンダ内に低圧室及び高圧室を形成するタイマピストン
とを備え、低圧室と高圧室の圧力バランスによってタイ
マピストンを往復摺動させて噴射時期を調整する燃料噴
射ポンプの噴射時期調整装置において、低圧室に設けら
れ、タイマピストンが受ける高圧室の燃料圧力に対抗す
るタイマスプリングと、タイマピストンの軸線方向に沿
って形成され、フィードポンプ側から低圧室側へ連通す
る挿入孔と、その挿入孔にて往復摺動可能に設けられ、
フィードポンプからの燃料圧力を受けるサーボ弁と、低
圧室側に設けられ、サーボ弁の受けるフィードポンプの
燃料圧力に対抗するサーボスプリングと、タイマピスト
ンに形成され、挿入孔と高圧室とを連通させる第１の油
路と、シリンダに形成された高圧燃料供給ポートに高圧
燃料油を導入する高圧燃料供給手段と、タイマピストン
に形成され、高圧燃料供給ポートと挿入孔とを連通させ
る第２の油路と、サーボ弁に形成され、同サーボ弁の摺
動に応じて第１の油路と第２の油路との連通を開閉する
第１の弁路と、サーボ弁に形成され、同サーボ弁の摺動
に応じて第１の油路と低圧室側との連通を開閉する第２
の弁路とを備えている。

［作用］ 従って、フィードポンプ側にてサーボ弁の一端で受け
る燃料圧力がエンジンの回転数に比例して変化すること
により、その燃料圧力とサーボスプリングの付勢力との
釣り合い動作によってサーボ弁が挿入孔内にて往復摺動
される。

このとき、サーボ弁の摺動に応じて、サーボ弁に形成
された第１の弁路によって第１の油路と第２の油路との
連通が開かれることによって、高圧燃料供給ポートから
導入される高圧燃料供給手段からの高圧燃料油が、第２
及び第１の油路を介して高圧室へ送られ、その高圧燃料
油の圧力とタイマスプリングの付勢力との釣り合い動作
によってタイマピストンが低圧室側へ押圧摺動される。
又、サーボ弁の摺動に応じて、サーボ弁に形成された第
２の弁路によって第１の油路と低圧室側との連通が開か
れることによって、高圧室内の燃料油が第１の油路を介
して低圧室側へ送られ、高圧室側の圧力とタイマスプリ
ングの付勢力との釣り合い動作によってタイマピストン
が高圧室側へ押圧摺動される。

［実施例］ 以下、この考案を具体化した一実施例を図面に基いて
詳細に説明する。

第１図はこの実施例の噴射時期調整装置（タイマ）の
構成を説明する断面図であり、第２図〜第５図はその一
連の動きを示す断面図である。このタイマは図示しない
燃料噴射ポンプ本体の下部に設けられたものであり、そ
の燃料噴射ポンプの基端部に設けられたフィードポンプ
１において加圧された燃料が導入されるようになってい
る。フィードポンプ１はエンジン回転数に比例して回転
し、第６図に実線で示すように、エンジン回転数の増減
に比例した燃料圧力を吐出する。

前記燃料噴射ポンプ本体の下部にはシリンダ２が設け
られ、このシリンダ２の上側が周知の経路３を介してフ
ィードポンプ１に連通するチャンバー４となっている。
このシリンダ２内には、タイマピストン５が往復摺動可
能に組付けられている。又、タイマピストン５の中間部
分には凹部5aが形成され、同凹部5aには図示しないロー
ラリングに対して連結されたスライドピン６の基端側が
組付けられ、タイマピストン５がシリンダ２内を往復摺
動することによって、前記ローラリングの回動位置を変
化させる。

シリンダ２内はタイマピストン５によって２室に区画
され、その一方は前記ローラリングに作用するトルク反
力をスライドピン６及びタイマピストン５を介して受け
る高圧室７となっている。又、他方はドレン管路８を介
して燃料タンク９に通じる低圧室10となっている。この
低圧室10側のタイマピストン５の端面には、同タイマピ
ストン５が高圧室７側の端面にて受ける燃料圧力に対抗
するタイマスプリング11が設けられている。

又、タイマピストン５の中間部分には、凹部5aを介し
てチャンバー４側から低圧室10側へ連通する挿入孔12が
タイマピストン５の軸線方向に沿って形成されている。
そして、その挿入孔12には、フィードポンプ１からの燃
料圧力を一端で受けるサーボ弁13が往復摺動可能に組付
けられている。

更に、サーボ弁13の他端には、同サーボ弁13の一端に
て受ける燃料圧力に対抗するサーボスプリング14が設け
られている。

シリンダ２の下側には高圧燃料供給ポート15が形成さ
れ、同ポート15には、燃料タンク９からの燃料を供給管
路16を介して高圧で導入するために、フィードポンプ１
とは別系統の高圧燃料供給手段としての高圧ポンプ17が
接続されている。即ち、高圧燃料供給ポート15には、第
６図に１点鎖線で示すようにエンジン回転数の増減にか
かわりなく一定の圧力を有する高圧燃料油が導入される
ようになっている。

タイマピストン５の内部には、挿通孔12と高圧室７と
を連通させる第１の油路18がタイマピストン５の軸線方
向に平行に形成されると共に、挿通孔12と高圧燃料供給
ポート15とを連通させる第２の油路19が前記第１の油路
18に直交する方向に形成されている。

一方、サーボ弁13の内部には、同サーボ弁13の摺動に
応じて第１の油路18と第２の油路19との連通を開閉する
第１の弁路20、第１の油路18と低圧室10側との連通を開
閉する第２の弁路21がそれぞれ形成されている。

次に、上記のように構成したタイマの作用について第
１図〜第５図に従って説明する。

第１図はサーボ弁13によって、第１の油路18と第２の
油路19との連通が閉じられると共に、第１の油路18と低
圧室10との連通が閉じられた状態、即ちタイマピストン
５の平衡位置状態を表している。

この平衡位置状態から、エンジン回転数が上昇してフ
ィードポンプ１からチャンバー４へ供給される燃料圧力
が上昇すると、タイマピストン５の凹部5aにてサーボ弁
13の一端で受ける燃料圧力がサーボスプリング14の付勢
力に打ち勝って、サーボ弁13が低圧室10側へ押圧されて
摺動し始める。

このとき、第２図に示すように、サーボ弁13の摺動に
応じて、サーボ弁13の第１の弁路20によって第１の油路
18と第２の油路19との連通が開かれると、高圧燃料供給
ポート15から導入される高圧ポンプ17からの高圧燃料油
が第２の油路19、第１の弁路20及び１の油路18を介して
高圧室７へ送られる。

その結果、高圧室７へ送られた高圧燃料油の大きな圧
力がタイマスプリング11の付勢力に打ち勝って、タイマ
ピストン５が低圧室10側へ押圧されて摺動し始める。つ
まり、タイマピストン５の位置が進角側へ補正され、ス
ライドピン６が回動される。

その後、タイマピストン５の摺動に伴って、第３図に
示すように、サーボ弁13によって第１の油路18と第２の
油路19との連通が閉じられると、高圧室７への高圧燃料
油の供給が遮断され、タイマピストン５の摺動が停止す
る。

一方、この停止状態から、エンジン回転数が低下して
フィードポンプ１からチャンバー４へ供給される燃料圧
力が降下すると、その燃料圧力がサーボスプリング14の
付勢力に負けてサーボ弁13が凹部5a側へ押圧されて摺動
し始める。

この時、第４図に示すように、サーボ弁13の摺動に応
じて、サーボ弁13の第２の弁路21によって第１の油路18
と低圧室10との連通が開かれると、高圧室７内の燃料油
が第１の油路18及び第２の弁路21を介して低圧室10へ送
られ、ドレン管路８を介して燃料タンク９へ戻される。

その結果、高圧室７側の圧力がタイマスプリング11の
付勢力に負けて、タイマピストン５が低圧室10側へ押圧
されて摺動し始める。つまり、タイマピストン５の位置
が遅角側へ補正され、スライドピン６が回動される。

そして、第５図に示すように、タイマピストン５の摺
動に伴って同タイマピストン５とサーボ弁13との相対位
置が変わって、第１の油路18と第２の油路19との連通が
再び閉じられると、高圧室７への高圧燃料油の供給が遮
断され、タイマピストン５の摺動が停止する。

従って、このようなタイマピストン５の往復手段に伴
って進角及び遅角の補正が行われてスライドピン６が回
動されると、前記ローラリングの回転が補正されて燃料
噴射ポンプの噴射時期の調整が行われる。

上記のようにこの実施例のタイマでは、エンジン回転
数に比例して変化するフィードポンプ１からの燃料圧力
の変化に対応してサーボ弁13を往復摺動させ、そのサー
ボ弁13が第１の油路18と第２の油路19との連通を開かせ
る位置にあるときには、高圧ポンプ17から送られる高圧
燃料油を高圧室７へ供給するようになっている。即ち、
高圧室７へ供給する燃料油を、フィードポンプ１からの
燃料油に代えて、常に高圧状態を維持する高圧ポンプ17
からの高圧燃料油としている。しかも、サーボ弁13は燃
料圧力とサーボスプリング14との関係で摺動するだけ
で、タイマピストン５に加わるトルク反力の影響を受け
ることがない。

このため、エンジン回転数の低い領域においても、チ
ャンバー４に作用する小さな燃料圧力によってサーボ弁
13を正確に摺動制御させて、第１の油路18と第２の油路
19との連通を一旦開かせると、高圧ポンプ17からの高圧
燃料油が高圧室７へ供給され、タイマピストン５の駆動
に必要な充分な燃料圧力を得てタイマピストン５を強力
に駆動させることができる。この結果、その時々のエン
ジン回転数に左右されることなく、常にタイマを狙い通
りに応答性良く作動させることができ、タイマ動作の不
安定さや進角不足の発生を防止することができる。

しかも、チャンバー４に作用するフィードポンプ１の
燃料圧力は、エンジン回転数の変化に対応した圧力とな
っており、その圧力変化に基いてエンジン回転数に対応
した噴射時期調整を行う作用については、従来例のタイ
マと同様に行うことができる。

尚、この考案は前記実施例に限定されるものではな
く、例えば前記実施例では、高圧燃料供給ポート15へ高
圧燃料油を導くための高圧燃料供給手段としてフィード
ポンプ１とは別系統の特別な高圧ポンプ17を設けたが、
燃料噴射ポンプ本体にフィードポンプから分岐した別系
統の経路を設け、その経路にチェックバルブを介して一
定圧の高圧燃料油を高圧燃料供給ポートへ導くようにす
る等、考案の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部
を適宜に変更して実施することもできる。

［考案の効果］ 以上詳述したようにこの考案によれば、高圧燃料供給
手段からの高圧燃料油を導入してタイマピストンを駆動
させるようにしたので、エンジン回転数の低い領域にお
いても、タイマピストンを円滑に駆動させることがで
き、噴射時期調整装置としての応答性を向上させること
ができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はこの考案を具体化した一実施例を示す
図面であって、第１図は噴射時期調整装置の構成を説明
する断面図、第２図〜第５図はその一連の動きを説明す
る断面図、第６図はフィードポンプ及び高圧ポンプにお
けるエンジン回転数に対する燃料圧力の違いを説明する
グラフである。第７図は従来例の噴射時期調整装置の構
成を示す断面図である。 図中、１はフィードポンプ、２はシリンダ、５はタイマ
ピストン、７は高圧室、10は低圧室、11はタイマスプリ
ング、12は挿入孔、13はサーボ弁、14はサーボスプリン
グ、15は高圧燃料供給ポート、17は高圧燃料供給手段と
しての高圧ポンプ、18は第１の油路、19は第２の油路、
20は第１の弁路、21は第２の弁路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射ポンプに設けられてエンジン回転
   に比例して回転するフィードポンプからの加圧燃料が導
   入されるシリンダと、 前記シリンダ内に往復摺動可能に配設されて同シリンダ
   内に低圧室及び高圧室を形成するタイマピストンと を備え、前記低圧室と前記高圧室の圧力バランスによっ
   て前記タイマピストンを往復摺動させて噴射時期を調整
   する燃料噴射ポンプの噴射時期調整装置において、 前記低圧室に設けられ、前記タイマピストンが受ける前
   記高圧室の燃料圧力に対抗するタイマスプリングと、 前記タイマピストンの軸線方向に沿って形成され、前記
   フィードポンプ側から前記低圧室側へ連通する挿入孔
   と、 前記挿入孔にて往復摺動可能に設けられ、前記フィード
   ポンプからの燃料圧力を受けるサーボ弁と、 前記低圧室側に設けられ、前記サーボ弁の受ける前記フ
   ィードポンプの燃料圧力に対抗するサーボスプリング
   と、 前記タイマピストンに形成され、前記挿入孔と前記高圧
   室とを連通させる第１の油路と、 前記シリンダに形成された高圧燃料供給ポートに高圧燃
   料油を導入する高圧燃料供給手段と、 前記タイマピストンに形成され、前記高圧燃料供給ポー
   トと前記挿入孔とを連通させる第２の油路と、 前記サーボ弁に形成され、同サーボ弁の摺動に応じて前
   記第１の油路と前記第２の油路との連通を開閉する第１
   の弁路と、 前記サーボ弁に形成され、同サーボ弁の摺動に応じて前
   記第１の油路と前記低圧室側との連通を開閉する第２の
   弁路と を備えたことを特徴とする燃料噴射ポンプの噴射時期調
   整装置。