JPH1162626A - 内燃機関用燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、燃料供給系の部品を削減できるとと
もに、減筒運転時の無駄な燃料噴射がなく、かつ、耐久
性にも優れる構造簡単な内燃機関用燃料噴射ポンプを得
ることにある。 【解決手段】コントロールラック２を、ガバナに連動す
る第１コントロールラック３と、このラック３の反ガバ
ナ側端部３ｂに接離可能な第２コントロールラック４と
の２分割形とする。第２コントロールラック４を付勢す
るコイルばね１９を設けて、それにより、第２コントロ
ールラック４を第１コントロールラック３に常に押し付
けるように付勢する。減筒運転時に励磁されるソレノイ
ド１８を設けて、その励磁力で第２コントロールラック
４を、コイルばね１９の付勢力に抗して第１コントロー
ルラック３から完全に分離させて、無噴射位置に配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、例えば
船舶用の多気筒ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃
料噴射ポンプに係り、特に、減筒運転ができる内燃機関
用燃料噴射ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関例えば船舶用多気筒ディーゼル
エンジンのアイドリング時の白煙防止対策として減筒運
転を行うことが知られている。この減筒運転では、エン
ジンの一部の気筒に対する燃料の供給を停止するととも
に、その分の燃料を他の実動気筒に供給して、この実動
気筒への燃料噴射量を増加させることにより、燃焼状態
を改善させ不完全燃焼による未燃ガスを低減させてい
る。

【０００３】このような減筒運転を行う上で一部の気筒
を無噴射にするため、船舶用多気筒ディーゼルエンジン
では、一般的に、燃料噴射ポンプの燃料室を分割して燃
料供給系を２系統とし、そのうちの１系統の燃料供給を
停止することにより実施している。

【０００４】一方、船舶用多気筒ディーゼルエンジンで
はないが自動車用多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
燃料供給系を２系統にする代わりに、コントロールラッ
クを２分割化して、アイドリング時に一部のプランジャ
を無噴射とする減筒運転を可能にした技術が実公昭５５
―３７７２６号公報で知られている。

【０００５】この公報のものは、コントロールラックを
分割し、それらのどちらか一方のコントロールラックに
凸部とピンとを、他方のコントロールラックに前記凸部
が挿入される孔とカム溝とをそれぞれ設けて、前記ピン
を前記カム溝に係合して両者を連結すると共に、ガバナ
から遠い方のコントロールラックに、その軸方向の移動
を許容でき、且つ回転力が伝達できる連結機構を介して
レバーを設けるようにし、レバーの回動によりコントロ
ールラックが左右へ移動できるようにしている。

【０００６】したがって、この技術では、二つのコント
ロールラックはピンとカム溝とによる結合状態を常に維
持したままで、この結合により通常運転においては、二
つのコントロールをガバナに連動させて、全ての気筒へ
の燃料噴射量を制御し、又、減筒運転においては連結機
構によりこの機構に連結された方のコントロールラック
のみを回動させて、このコントロールラックに連動する
気筒を無噴射とすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
燃料供給系を２系統にして減筒運転を可能とする構成で
は、燃料室が分割によって狭くなっているため、高噴射
域では気筒間の燃料噴射量の不均衡が増大し噴射系への
適合上に問題があるばかりではなく、２系統の燃料供給
のために、燃料配管部品及び燃料の出入り口の数が増え
るととも１系統の燃料供給を停止させるためのバルブが
必要であり、更にはポンプハウジングの燃料室分割のた
めの部品も必要であるなど、部品点数が増大し、構造が
複雑で、組み立て工数も増えるなどの問題がある。

【０００８】又、前記公報の記載の技術では、コントロ
ールラックが分割されているとはいえ、常に二つのコン
トロールラックがピンとカム溝で結合されているから、
一部の気筒を無噴射にした状態でもガバナによって動か
される一方のコントロールラックの動きが無噴射側のコ
ントロールラックにも波及される。そのため、減筒運転
時に誤って燃料の供給が増やされるように操作された時
には、無噴射側の気筒にも多少燃料が供給され無駄に消
費されてしまうとともに、この逆に、減筒運転時に誤っ
て燃料の供給が減るように操作された時には連結機構等
に対する負荷となってしまい、耐久性上からも好ましく
ない。更に、前記公報の記載の構成では、前記両ラック
間の結合のために、両コントロールラックの一方にカム
溝を設け、他方にピンを設ける必要があるとともに、無
噴射側のコントロールラックの動きを許容してガバナ側
のコントロールラックに影響を及ぼさないようにするた
めに、両コントロールラックに孔と凸部とを設ける必要
がある。そのため、両ラックに対する加工数が多く、構
造が複雑であるという問題がある。

【０００９】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、燃料供給系の部品を削減できるとともに、
減筒運転時の無駄な燃料噴射がなく、かつ、耐久性にも
優れる構造簡単な内燃機関用燃料噴射ポンプを得ること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るために、請求項１の発明は、ガバナに連動する第１コ
ントロールラック及びこの第１コントロールラックの反
ガバナ側端部に接離可能な第２コントロールラックを有
する２分割形コントロールラックと、前記第２コントロ
ールラックを前記第１コントロールラックに押し付ける
方向に常に付勢する付勢手段と、減筒運転時に動作され
前記付勢手段の付勢力に抗して前記第２コントロールラ
ックを前記第１コントロールラックから分離させるとと
もに無噴射位置に配置する切換え手段と、を具備したも
のである。

【００１１】この請求項１の発明において、付勢手段は
２分割形コントロールラックの第２コントロールラック
を第１コントロールラックの反ガバナ側端部に押し付
け、第２コントロールラックを噴射位置に保持する。こ
の時、切換え手段は動作しない。そのため、燃料噴射制
御においてガバナに連動して第１コントロールラックが
軸方向に動かされる時には、それに追従させて第２コン
トロールラックを同時に軸方向に動かすことができ、そ
れにより、２分割形コントロールラックは通常運転を営
み、両ラックに連動する各気筒の燃料噴射量を同時に制
御する。又、切換え手段は、減筒運転時に動作されて、
前記噴射位置にある第２コントロールラックを付勢手段
の付勢力に抗して無噴射位置に移動させる。この無噴射
位置への第２コントロールラックの移動により、このラ
ックは第１コントロールラックから完全に分離する。そ
れにより、第２コントロールラックに連動する気筒につ
いては無噴射とすることができ、ガバナ側の第１コント
ロールラックに連動する気筒のみを実動気筒として、そ
れに対する燃料噴射を制御できるとともに、この減筒運
転において誤って第１コントロールラックが動かされる
ことがあっても、その影響が第１コントロールラックと
は完全に切り離されている第２コントロールには何ら及
ぶことがない。そして、以上のような完全２分離形のコ
ントロールラックは、第１、第２のコントロールラック
が単に接離するだけで通常運転と減筒運転とを切換える
から、両ラック間に結合構造等を設ける必要がない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して本
発明の第１の実施の形態を説明する。この実施の形態に
係る内燃機関用燃料噴射ポンプは、定回転に近いエンジ
ン制御がなされるとともに、段階的に回転数が設定され
る船舶用多気筒ディーゼルエンジン用である。

【００１３】図１及び図２中１は燃料噴射ポンプ本体で
あり、この本体１内には２分割形のコントロールラック
２が設けられている。コントロールラック２は、図示し
ないガバナに一方の端部３ａが連結される第１コントロ
ールラック３と、このラック３の反ガバナ側の他方の端
部３ｂの端面に接離する第２コントロールラック４とを
有している。

【００１４】第１コントロールラック３は１以上の噛み
合い部例えば二つの溝５ａ、５ｂを有し、これらの溝５
ａ、５ｂの夫々には第１、第２のコントロールスリーブ
７、８の噛み合い軸７ａ、８ａが個別に噛み合わされて
いる。両スリーブ７、８には夫々第１、第２のプランジ
ャ９、１０が個別に取付けられている。したがって、ガ
バナにより第１コントロールラック３がその軸方向（図
中上下方向）に移動されると、第１、第２のコントロー
ルスリーブ７、８を介して第１、第２のプランジャ９、
１０が同時に回動されて、それに連動する図示しない気
筒に噴射される燃料の供給が制御されるようになってい
る。

【００１５】第２コントロールラック４は、第１コント
ロールラック３の動きに追従する噴射位置（図２参照）
と、同ラック３から完全に切り離して分離される無噴射
位置（図１参照）とにわたって移動可能に設けられてい
る。このラック４も１以上の噛み合い部例えば二つの溝
１１ａ、１１ｂを有し、これらの溝１１ａ、１１ｂの夫
々には第３、第４のコントロールスリーブ１２、１３の
噛み合い軸１２ａ、１３ａが個別に噛み合わされてい
る。両スリーブ１２、１３には夫々第３、第４のプラン
ジャ１４、１５が個別に取付けられている。したがっ
て、第２コントロールラック４がその軸方向に移動され
ると、第３、第４のコントロールスリーブ１２、１３を
介して第３、第４のプランジャ１４、１５が同時に回動
されて、それに連動する図示しない気筒に噴射される燃
料の供給が制御されるようになっている。

【００１６】前記燃料噴射ポンプ本体１には、進退軸１
６と、この進退軸１６をその軸方向に移動させる電磁コ
イル１７とを有するプランジャ型ソレノイド１８が切換
え手段として取付けられている。進退軸１６の一端は第
２コントロールラック４の前記ラック３とは反対側の端
部に連結されている。又、進退軸１６はその他端側に配
置された付勢手段としてのコイルばね１９で常に第１コ
ントロールラック３側に押されている。したがって、第
２コントロールラック４はコイルばね１９の付勢力によ
り進退軸１６を介して常に押されて、その先端面４ａが
前記ラック３の他部３ｂに当接されるようになってい
る。

【００１７】ソレノイド１８の電磁コイル１７はエンジ
ンがアイドリング状態にある時は励磁され、それ以外の
時は無励磁状態を保持する。これらの状態の切換えは設
定温度にしたがって自動的に行われ、そのために、電磁
コイル１７に直流電源２０を供給する電気回路２１には
サーモスイッチ２２が直列に介装されている。このスイ
ッチ２２には、例えば水温が１０℃以下の時に閉じて、
１０℃以上の時に開かれるものが使用されている。そし
て、電磁コイル１７が励磁された時に発生する電磁力は
コイルばね１９の付勢力よりも大きく、その電磁力で進
退軸１６を電磁コイル１７の内側に引き込むようになっ
ている。

【００１８】前記構成において、水温が１０℃以上の場
合にはサーモスイッチ２２が開かれているので、図２に
示されるようにコイルばね１９の付勢力により第２コン
トロールラック４は第１コントロールラック３の端部３
ｂに当接されて押し付け保持されている。言い換えれ
ば、コントロールラック２の両ラック３、４は恰も１本
のコントロールラックをなすように連続されている。そ
のため、通常運転が営まれる。

【００１９】すなわち、ガバナの制御により図２中下方
へ第１コントロールラック３が動かされる時には、この
ラック３を介して第２コントロールラック４がコイルば
ね１９の付勢力に抗して押し下げられるので、両ラック
３、４は同時に同ストローク下方に移動され、それによ
り、第１〜第４のプランジャ９、１０、１４、１５が回
動されて、燃料の圧送量が制御される。この逆に、ガバ
ナの制御により図２中上方へ第１コントロールラック３
が動かされる時には、第２コントロールラック４がコイ
ルばね１９の付勢力により第１コントロールラック３の
動きに追従して押し上げられるので、両ラック３、４は
同時に同ストローク上方に移動され、それにより、第１
〜第４のプランジャ９、１０、１４、１５が回動され
て、燃料の圧送量が制御される。

【００２０】又、水温が１０℃以下になると、サーモス
イッチ２２が閉じて電磁コイル１７が励磁されるから、
コイルばね１９の付勢力に抗して進退軸１６を介して第
２コントロールラック４が下方に引き下げられて、この
ラック４は第１コントロールラック３とは完全に切り離
された状態に分離される。この状態は図１に示されてい
る。この図１の状態では減筒運転が実施される。

【００２１】すなわち、前記のような第２コントロール
ラック４の引き下げにより、このラック４が無噴射位置
に配置されるから、それに応じて第３、第４のプランジ
ャ１４、１５は連動する気筒への燃料を停止する無噴射
域に回動される。その一方で、第１コントロールラック
３は通常運転と同じくガバナに連動して動くことが可能
であるから、第１、第２のプランジャ９、１０に連動す
る気筒のみが実動気筒として使用される。もちろん、こ
の減筒運転において前記実動気筒には無噴射気筒にそれ
まで送られていた燃料が供給され、それによって、実動
気筒への燃料供給が増やされ燃焼状態が改善されるか
ら、不完全燃焼による未燃ガスを低減でき、アイドリン
グ時の白煙対策として有効である。

【００２２】又、前記サーモスイッチ２２が開かれる
と、その時点でコイルばね１９の付勢力により両ラック
３、４が一体化するので、既述の通常運転に自動的に戻
ることができる。

【００２３】前記のように燃料供給系を分割することな
くコントロールラック２を２分割して、サーモスイッチ
２２の開閉により通常運転と減筒運転との自動切換えを
可能としたから、従来のように２系統の燃料配管部品、
燃料の出入り口の数、燃料停止用バルブ、その他の燃料
供給系の部品を削減できるものであり、したがって、部
品点数が少なく、構造及び組み立てを簡単にでき、安価
につくることができる。

【００２４】その上、既述のようにコントロールラック
２は、減筒運転時に両ラック３、４が互いに結合関係を
持つことなく完全に独立する２分割形の構造であるか
ら、第１、第２のコントロールラック３、４は通常運転
と減筒運転との切換えに伴い単に接離するだけであり、
これらの間に結合構造等を設ける必要がない。したがっ
て、コントロールラック２の構造及び加工を簡単にでき
るものであり、安価につくることができて、動作不良を
起こしずらく信頼性を向上できる。

【００２５】又、前記減筒運転において誤って第１コン
トロールラック３が動かされることがあっても、その動
きや力は第１コントロールラック３とは完全に切り離さ
れている第２コントロールラック４には何ら及ぶことが
ない。そのため、燃料の供給が増やされるように誤操作
された時に、無噴射側の気筒に燃料が供給されて無駄に
消費されてしまうことがないとともに、この逆に燃料の
供給が減るように誤操作された時には、第２コントロー
ルラック４側への負荷となることがない。

【００２６】そして、第１の実施の形態では、付勢手段
にコイルばね１９を採用したことにより、ガバナにより
制御される第１コントロールラック３に第２コントロー
ルラック４を追従させる構造がきわめて簡単であるとと
ともに、切換え手段としてソレノイド１８を採用したか
ら、温度等に応じてスイッチの開閉を容易に制御して切
換え動作を自動化することができる。なお、本発明は船
舶用ディーゼルエンジン以外の内燃機関用の燃料噴射ポ
ンプにも適用できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。請求項
１に記載の発明によれば、燃料供給系を分割することな
くコントロールラックを２分割して減筒運転を可能とし
たから、燃料供給系の部品を削減できる。その上、ガバ
ナに連動する第１コントロールラックに付勢手段で押し
付けられてこのラックとともに通常運転において使用さ
れる第２コントロールラックは、減筒運転時に第１コン
トロールラックが誤って動かされることがあっても、そ
の影響が第１コントロールラックから完全に分離された
第２コントロールに何ら及ぶことがないから、減筒運転
時の無駄な燃料噴射をなくすことができるとともに、余
分な負荷も第２コントロールラック側に加わることがな
いので、耐久性にも優れる。しかも、以上のような完全
２分割形のコントロールラックは、その第１、第２のコ
ントロールラック間に結合構造等を設ける必要がないの
で、構造及び加工を簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃料噴射ポン
プの要部の構成を減筒運転時の状態で示す図。

【図２】第１の実施の形態に係る燃料噴射ポンプの要部
の構成を通常運転時の状態で示す図。

【符号の説明】

２…コントロールラック、 ３…第１コントロールラック、 ３ｂ…第１コントロールラックの反ガバナ側端部、 ４…第２コントロールラック、 １８…ソレノイド（切換え手段）、 １９…コイルばね（付勢手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガバナに連動する第１コントロールラック
   及びこの第１コントロールラックの反ガバナ側端部に接
   離可能な第２コントロールラックを有する２分割形コン
   トロールラックと、 前記第２コントロールラックを前記第１コントロールラ
   ックに押し付ける方向に常に付勢する付勢手段と、 減筒運転時に動作され前記付勢手段の付勢力に抗して前
   記第２コントロールラックを前記第１コントロールラッ
   クから分離させるとともに無噴射位置に配置する切換え
   手段と、を具備した内燃機関用燃料噴射ポンプ。