JPH11182382A - ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低中速域での燃焼騒音の低減等を図り、しか
もそのためのプランジャ加工を極めて簡単にする。 【解決手段】 プランジャ(20)の外周面に、下部リード
(22)に連通する環状溝(24)を形成して、圧送工程中に圧
送室内の燃料の一部をこの環状溝(24)を介して燃料供給
口に戻すことにより、低中速域での噴射期間を長くして
燃焼騒音を低減する。この環状溝(24)は、その全周に渡
って同一な断面形状とされ、切削機によって簡単に加工
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼル機関
の燃料噴射ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８及び図９は、従来の燃料噴射ポンプ
の構造を示している。図のように、ポンプ本体(１)の上
部には、バルブシート(２)が設けられており、このバル
ブシート(２)に摺動自在に内装されたデリベリバルブ
(３)が、スプリング(４)によって常時閉弁方向に付勢さ
れている。そして、バルブシート(２)をポンプ本体(１)
に固定するバルブホルダ(６)の内部には、高圧室(７)が
設けられるとともに、この高圧室(７)に連通するように
燃料高圧管(８)がバルブホルダ(６)に接続され、図示し
ない噴射ノズルへと連通されている。

【０００３】一方、ポンプ本体(１)の下部には、図示し
ないカムによって駆動されるプランジャ(10)が摺動自在
に内装されており、プランジャ(10)上部とデリベリバル
ブ(３)との間に圧送室(11)が設けられている。プランジ
ャ(10)の外周面には、斜め方向に傾斜した下部リード(1
2)が形成されており、この下部リード(12)が圧送室(11)
に連通されている。

【０００４】上記において、カムによってプランジャ(1
0)が上動して、図９に示すように、プランジャ(10)の外
周面が圧送室(11)に向かって開口する燃料供給口(13)を
塞ぐと、圧送室(11)内の燃料が圧縮されてスプリング
(４)の付勢力に抗してデリベリバルブ(３)を押し上げ
る。これによって、高圧室(７)と圧送室(11)とが連通
し、燃料が高圧室(７)内に流れ込み、高圧室(７)内の圧
力を上昇させる。この高圧室(７)の圧力が噴射ノズルの
開弁圧以上になると、噴射ノズルから燃料が噴射され
る。

【０００５】そして、プランジャ(10)がさらに上動して
下部リード(12)が燃料供給口(13)を開放すると、圧送室
(11)内の燃料が下部リード(12)を介して燃料供給口(13)
に戻され、圧送室(11)の圧力が急激に低下するようにな
る。これにより、デリベリバルブ(３)がスプリング(４)
の付勢力により押し下げられてバルブシート(２)に密着
して噴射が完了する。

【０００６】このような燃料噴射ポンプにおいて、燃料
噴射量の制御は下部リード(12)の範囲内でプランジャ(1
0)を円周方向に回転させて使用域すなわち有効ストロー
クを変更させ、下部リード(12)による燃料噴射のカット
時期を制御することで行うようにしている。例えば、低
負荷時にはリードの浅い位置を使用することによって噴
射量を少なくし、高負荷時にはリードの深い位置を使用
することによって噴射量を増大させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料噴射ポンプ
においては、プランジャ(10)による圧送工程中に圧送室
(11)内の圧力が連続的に上昇するため、噴射圧力も連続
して上昇し、これによって噴射期間が短くなり、混合気
形成速度が急激となって一気に爆発燃焼し、この結果大
きな燃焼騒音を発生するといった不具合がある。このよ
うな燃焼騒音の発生は、特に低中速域において顕著であ
る。また、噴射量の少ないローアイドル状態では、噴射
時期が早くなり、燃焼が悪化して青白煙を発生するとい
った不具合もあった。

【０００８】そこで、上記のような不具合を解消するた
めに、プランジャの上端近傍に下部リードに連通する溝
を設けて、プランジャの圧送工程中にプランジャ室内の
燃料を溝を介して燃料供給口に一部戻すことによって、
特に低中速域での圧送室内の圧力上昇を緩やかにして、
噴射期間を長くしたり、噴射時期を可変するようにした
燃料噴射ポンプが種々提案されている。

【０００９】しかし、何れの提案例においても、プラン
ジャの外周面に形成した溝は、その一端が下部リードに
連通する部分溝となっている。これは、特に始動時にお
いては、リードの最も深い位置を利用することによって
有効ストロークを大きくし、噴射量を最大にすることが
必要であるが、この始動時においても燃料を戻すように
すると始動性が悪くなるため、リードの最も深い位置を
避けるようにして溝を形成しているからである。

【００１０】このような部分溝を切削機を使用してプラ
ンジャの外周面に形成する場合、どこまで溝を切るかと
いうことに対してのプランジャの高精度な位置決めが要
求され、またプランジャ上端面から溝までの距離の管理
も非常に難しくなる。このため、プランジャの溝加工が
非常に煩雑で、製造コストも増大していた。

【００１１】また、噴射量を変えるためにプランジャを
回転させると、燃料供給口と部分溝との相対的な位置が
変わって燃料排出経路の全長が変化してしまい、圧送室
内の圧力制御を高精度に行うことができないといった不
具合があった。

【００１２】本発明は、上記に鑑み、圧送工程中の圧送
室内の燃料の一部を良好に排出して、低中速域での燃焼
騒音の低減やローアイドル状態での青白煙の低減等を図
ることができ、しかもそのためのプランジャの溝加工が
極めて簡単に済む燃料噴射ポンプの提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、外周面に下部リードを形成したプランジャを圧送室
内に摺動自在に挿入するとともに、その圧送室に向けて
開口する燃料供給口を前記プランジャの先端によって塞
いでから前記下部リードによって開放するまでの間に圧
送室内の燃料を圧送させるようにした燃料噴射ポンプに
おいて、前記プランジャの外周面に、前記下部リードに
連通する環状溝を形成して、前記の圧送工程中に前記圧
送室内の燃料の一部を前記環状溝を介して前記燃料供給
口に戻すようにしたものである。

【００１４】そして、前記環状溝は、その全周に渡って
同一な断面形状とされ、またその溝幅が前記燃料供給口
の口径よりも小とされている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に
係る燃料噴射ポンプのプランジャの斜視図、図２は燃料
ポンプのプランジャ周辺の構造を示す縦断面図である。

【００１６】本実施形態の燃料噴射ポンプは、図２に示
すように、プランジャ(20)の構造を除いては従来とほほ
同様に構成されており、図において従来と同様の機能を
有する部材については同符号を付してある。

【００１７】プランジャ(20)は、図１に示すように、そ
の上端面中央から下方に向かって断面円形状の縦溝(21)
が形成され、また外周面の上端近傍から斜め方向にほぼ
半周に渡って下部リード(22)が形成されている。そし
て、縦溝(21)の下端部分と下部リード(22)の中央部分と
が横溝(23)を介して連通されている。

【００１８】さらに、プランジャ(20)の外周面の上端近
傍には、下部リード(22)の上端部分と交錯してこれに連
通する環状溝(24)が全周に渡って形成されている。この
環状溝(24)は、プランジャ(20)の上端面と平行に配され
ており、その断面形状が全周に渡って同一とされ、その
溝幅が燃料供給口(13)の口径よりも小さく設定されてい
る。なお、環状溝(24)の断面形状は、矩形に限らず半円
形或いは楔形であっても良い。

【００１９】このような環状溝(24)を切削機を使用して
形成する際には、環状溝(24)の加工位置すなわちプラン
ジャ(20)の上端面からの距離を決めて、この部分に切削
機の刃先を押し当て、プランジャ(20)を固定して水平回
転させるだけの切削作業で済むことになる。このため、
従来の部分溝を加工するときのようなプランジャの高精
度な位置決めや、プランジャの上端面からの難しい距離
管理を必要とせず、溝加工が極めて簡単になり、製造コ
ストの低減を図ることができる。

【００２０】図３は、圧送工程中におけるプランジャ(2
0)と燃料供給口(13)との位置関係を示している。この図
に示すように、プランジャ(20)が上動してプランジャ(2
0)の上端面が燃料供給口(13)の上端と同じ高さ位置に到
達すると、圧送室(11)内の燃料の圧送が始まる。この圧
送開始状態では、燃料供給口(13)と環状溝(24)とが連通
しており、圧送室(11)内の燃料は縦横溝(21)(23)、下部
リード(22)及び環状溝(24)を通って燃料供給口(13)側に
排出する。このとき、下部リード(22)は燃料供給口(13)
に対して２ヶ所(25)(26)で連通し、下部リード(22)に対
しても図１に示すように２ヶ所(27)(28)で連通している
ので、１つの環状溝(24)で下部リード(22)から燃料供給
口(13)に至る２つの燃料排出経路が存在することにな
り、これによって燃料を効率良く排出することができ
る。この燃料排出は、プランジャ(20)がさらに上動して
環状溝(24)が燃料供給口(13)の上方に位置するまで続け
られ、下部リード(22)が燃料供給口(13)に連通すると噴
射が完了する。

【００２１】この圧送工程において、プランジャ(20)の
移動速度が遅い低中速域では、燃料供給口(13)と環状溝
(24)が連通する時間が長くなるので、多くの燃料が排出
されて圧送能力が十分に低下し、圧送室(11)内の圧力上
昇が緩やかになって噴射期間が長くなり、これによって
燃焼騒音を低減することができる。

【００２２】一方、高速高負荷域では、プランジャ(20)
の移動速度が速く、燃料供給口(13)と環状溝(24)が連通
する時間が短くなるので、燃料の排出量も少なく圧送能
力もほとんど低下しない。従って、低中速域では噴射期
間が長くなるが、高速高負荷域では、噴射期間を短くし
て噴射切れの良い良好な燃焼性能を維持することができ
る。

【００２３】また、噴射量を制御する場合には、プラン
ジャ(20)を水平方向に回転させて有効ストロークを変化
させるが、この場合、燃料供給口(13)と環状溝(24)との
相対的な位置は変わることになるものの、燃料排出経路
の全長すなわち上述した２つの燃料排出経路を合わせた
長さは、常に環状溝(24)の全長であって変化することが
ない。このため、プランジャ(20)の回転位置にかかわら
ず、燃料排出条件を常に一定とすることができ、圧送室
(11)内の燃料制御を高精度に行うことができる。

【００２４】なお、圧送工程中に圧送室(11)内の燃料の
一部を燃料供給口(13)に戻すための溝を、上記のような
プランジャ(20)の外周面全周に渡って形成した環状溝(2
4)とした場合、下部リード(22)の最も深い位置にも溝が
存在することになり、噴射量を最大にする必要がある始
動時にも圧送室(11)内の燃料を排出してしまうことにな
る。しかし、この燃料排出によって生じる始動性の悪化
は、カム速度を調整したり、各溝の大きさや形状を変更
することによって解消している。

【００２５】以上のような作用効果を達成するプランジ
ャ構造は、上記のものに限定されるものではなく、以
下、その他のプランジャ構造について説明する。

【００２６】例えば、図４に示すように、互いに平行な
上下一対の環状溝(24)をプランジャ(20)の外周面に形成
するようにしても良い。この場合、合計４つの燃料排出
経路ができることになり、燃料の排出効率を格段に向上
させることができる。

【００２７】また、有効ストロークを大きく取ったプラ
ンジャ(20)では、環状溝(24)と下部リード(22)の上端部
分とが交錯しない場合がでてくるが、このような場合に
は、図５及び図６に示すように、プランジャ(20)の外周
面にこれら両者を連通する切欠部(30)(31)を形成する。
なお、図５の切欠部(30)は、プランジャ(20)の外周面の
上端近傍を段差状に切り欠いており、図６の切欠部(31)
は、テーパー状に切り欠いている。

【００２８】さらに、プランジャ(20)は、その中央部に
縦溝(21)を形成したものばかりではなく、その外周面に
圧送室(11)と下部リード(22)とを連通する縦溝を形成し
たものも数多く見受けられる。このようプランジャの場
合には、図７に示すように、環状溝(24)を形成すればこ
の環状溝(24)が必然的に縦溝(32)を介して下部リード(2
2)に連通することになり、縦溝と下部リードを連通する
ための横溝や上述した切欠部を形成しなくて済むことに
なる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、プランジャの外周面に下部リードと連通す
る環状溝を形成して、圧送工程中に圧送室内の燃料の一
部をこの環状溝を介して燃料供給口側に排出させるよう
にしているので、低中速域での噴射期間を長くして、燃
焼騒音を低減でき、またローアイドル状態での噴射時期
を遅くして青白煙を低減することができる。さらに、高
速高負荷域では、噴射期間を短くして噴射切れの良い良
好な燃焼性能を維持することができる。

【００３０】しかも、断面形状が同一の環状溝を採用す
ることによって、従来のような部分溝を形成するときと
比べて、切削機を使用したプランジャの溝加工を極めて
簡単に行うことができるようになり、製造コストの低減
を図ることができる。

【００３１】また、プランジャの外周面に環状溝を形成
した場合、下部リード及び燃料供給口に対する連通部分
が２ヶ所ずつ形成されることになるので、１つの溝で２
つの燃料排出経路を得ることができ、燃料の排出効率を
増大することができる。

【００３２】さらに、噴射量を変えるためにプランジャ
を水平方向に回転させると、燃料供給口と環状溝との相
対的な位置は変わることになるものの、燃料排出経路の
全長は、常に環状溝の全長と等しく変化することがな
い。このため、プランジャの回転位置にかかわらず、燃
料排出条件を常に一定とすることができ、圧送室内の燃
料制御を高精度に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射ポンプのプ
ランジャの斜視図である。

【図２】燃料ポンプのプランジャ周辺の構造を示す縦断
面図である。

【図３】圧送工程中におけるプランジャと燃料供給口と
の位置関係を示す側面図である。

【図４】上下一対の環状溝を形成したプランジャの側面
図である。

【図５】下部リードと環状溝を切欠部を介して連通した
プランジャの側面図である。

【図６】下部リードと環状溝を切欠部を介して連通した
プランジャの側面図である。

【図７】環状溝を形成した他のプランジャの斜視図であ
る。

【図８】従来の噴射ポンプのプランジャ周辺の構造を示
す縦断面図である。

【図９】同じくその圧送工程中の縦断面図である。

【符号の説明】

(11) 圧送室 (13) 燃料供給口 (20) プランジャ (22) 下部リード (24) 環状溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に下部リードを形成したプランジ
   ャを圧送室内に摺動自在に挿入するとともに、その圧送
   室に向けて開口する燃料供給口を前記プランジャの先端
   によって塞いでから前記下部リードによって開放するま
   での間に圧送室内の燃料を圧送させるようにした燃料噴
   射ポンプにおいて、前記プランジャの外周面に、前記下
   部リードに連通する環状溝を形成して、前記の圧送工程
   中に前記圧送室内の燃料の一部を前記環状溝を介して前
   記燃料供給口に戻すようにしたことを特徴とするディー
   ゼル機関の燃料噴射ポンプ。
2. 【請求項２】 前記環状溝は、その全周に渡って同一な
   断面形状とされた請求項１記載のディーゼル機関の燃料
   噴射ポンプ。
3. 【請求項３】 前記環状溝は、その溝幅が前記燃料供給
   口の口径よりも小とされた請求項１又は２記載のディー
   ゼル機関の燃料噴射ポンプ。