JPS58106163A - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は燃料の補助噴射と主噴射を行なうディーゼル
エンジン等の燃料供給装置に関する。

従来、この種のエンジンの燃料供給装置としては、シリ
ンダ内を回転しながら往復運動して燃料を圧送するプラ
ンジャに、主燃料を分配する一個のアウトレットポート
の他に、補助燃料を分配する少なくとも一個の補助ポー
トを設け、」二記アウトレットボートからシリンダ内に
設けた分配通路を通して圧縮上死点近傍の気筒に多量の
主燃料を主噴射しているときに、補助ポートから分配通
路を通して圧縮行程、吸気行程もしくは排気行程の終期
にある他の気筒に少量の補助燃料を補助噴射するように
することにより、主噴射に先立って、補助の噴射によシ
予混合を行なわせ、主燃料の着火遅れを防止すると共に
、主燃料の燃焼を適度な緩慢さで行なわせるようにして
、排気ガス中のＮＯｘを低減させると共に、騒音を低減
させるようにしたものが知られている（特開昭５６−５
４７号）。

しかしながら、上記従来のエンジンの燃料供給装置はプ
ランジャに面倒な補助ボートの加工を必要として、構成
が複雑になるという欠点がある。

また、上記装置では、常時、補助噴射を行なうため、低
負荷時には着火時期が過速となり、逆に熱効率が悪化す
るという間暉が生じる。

そこで、この発明の目的は、プランジャに補助ポートを
設けることを必要とせずに、簡単な構成で補助噴射と主
噴射を行なうことができるエンジノの燃料供給装置を提
供することである。さらには、負荷・回転等、エンジン
の状態に応じて補助噴射を制御できる燃料供給装置を提
供することである。

このため、この発明は、プランジャに嵌装してプランジ
ャのカットオフボートを開閉して、プランジャヘッド側
に位置する作動室の燃料圧力を制御して燃料噴射量の調
整をするコントロールスリーブの作用に着目してなした
もので、コントロールスリーブの軸方向中間部に、プラ
ンジャのカットオフボートと連通し得る貫通孔を形成し
、この貫通孔に対するコントロールスリーブの軸方向前
後の部分でカットオフボートを閉鎖するようにすること
により、補助ポートを必要とせずに、したがって簡単な
構成で燃料の補助噴射と主噴射を行ない得るようにした
ことを特徴としている。

以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、１は燃料噴射ポンプ本体、２は本体１
に嵌着したシリンダ８内に回転ならびに軸方向に摺動自
在に嵌め込んだプランジャ、５はエンジンのクランク軸
の１回転につき１回転の割合で回転するドライブシャフ
ト、６は本体１内に形成したカム室７内にドライブシャ
フト５とプランジャ２との間に位置するように設けてド
ライブシャフト５の駆動力をプランジャ２に伝達するカ
ムディスクである。

上記ドライブシャフト５はフィードポンプの一例トして
のベーンポンプ８を回転駆動して、第１図中矢印Ｘに示
す如く燃料をフィードポンプ８からカム室７内へ吐出さ
せると共に、ギヤ９を回転駆動して図示しない遠心力式
ガバーナを作動させるようにしている。さらに上記ドラ
イブシャフト５には継手としてのドライブディスク１１
を介してカムディスク６を連結して、カムディスク６を
ドライブシャフト５と共に回転させると共に、ドライブ
シャフト５に対して軸方向に自在に進退移動させ得るよ
うにしている。

上記カムディスク６、のギヤ９側の面の外周部には、エ
ンジンの気筒数と同数のフェイスカム１２゜１２．１２
．・・・を形成し、このフェイスカム１２゜１２、・・
・を、第１，２図に示す如くリング状のローラホルダ１
５に支持した複数のローラ１６，１６゜１６、・・・に
向けてプランジャスプリング１７のバネ力によシバネ座
１８およびそれに当接したプランジャ２の鍔部１９を介
して付勢して、カムディスク６をそのカム１２のカム面
をローラ１６に接触させて軸方向に進退移動させるよう
にしている。

したがって、カムディスク６はドライブシャフト５と共
に回転して、その一回転につきフェイスカム１２の数と
同数の軸方向の往復運動を繰り返すようになっている。

また上記プランジャ２はプランジャスプリング１７によ
シカムディスク６の中心に向けて押圧して連結しており
、このため、プランジャ２はカムディスク６と共に回転
し、かつ軸方向に往復運動するようになっている。

上記プランジャ２のヘッド部外周には、一定間隔をあけ
て、フェイスカム１２．１２・・・と同数のインレット
ボートとしての軸方向に延びるスリツ）２１，２１，２
１・・・を設け、本体１およびシリンダ８に形成した吸
込通路２２とインレットポート２１とが一致して連通し
た際に、カム室７内の燃料を吸込通路２２を介して、プ
ランジャ２のヘッド面とシリンダ３との間の作動室２３
に導びくようにしている。

上記プランジャ２の軸心には作動室２３に開口する燃料
通路２４を設け、この燃料通路２４にプランジャ２の軸
方向中間部外周に形成したアウトレットポートとしての
軸方向のスリット２５を連通させると共に、プランジャ
２の後部外周にカム室７に開口し得るように設けたカッ
トオフポート２６を連通させている。

上記アウトレットポート２５は、プランジャ２が前進し
て圧送行程にある状態で、シリンダ３および本体１に形
成した分配通路２７に連通し、かつインレットボート２
１はシリンダ３の内周面で閉鎖するようになっていて１
．作動室２３内の燃料を燃料通路２４、アウトレットポ
ート２５、分配通路２７およびデリバリパルプ２８を介
して、図る。上記分配通路２７は気筒数と同数設けて、
シリンダ３の内周面に等間隔に開口させると共に、夫々
各気筒の噴射ノズルに連通させている。また上記デリバ
リバルブ２８は燃料圧力が一定圧力以上になると開放し
て燃料を噴射ノズルに導くようになっている。

また、上記プランジャ２の後部には、コントロールスリ
ーブ３１を回転かつ軸方向に摺動自在に嵌め込んで、カ
ットオフポート２６をプランジャ２の軸方向の移動によ
りコントロールスリーブ３１の内周面で開閉し得るよう
にしている。上記コントロールスリーブ３１の軸方向の
中間部には、第３図に展開して示すように周方向に延在
すると共に、軸方向の巾が異なる２個所の部分３２ａ１
８２ｂからなる貫通孔３２を設けている（なお、第３図
は説明の都合上、周方向の長さを拡大した図面としてい
る。）６したがって、プランジャ２の前進する圧送行程
において、貫通孔３２とカットオフポート２６とが連通
している際には、作動２６および貫通孔８２を介してカ
ム室７に戻して、燃料の圧送を停止する一方、貫通孔８
２に対するコントロールスリーブ３１の軸方向前後の部
分８８．３４でカットオフポート２６を閉鎖している際
には、作動室２３の燃料を燃料通路２４を通してアウト
レットポート２５に圧送するようになっている。

上記コントロールスリーブ３１は、後に詳述する如く、
燃料噴射時期を調節するタイマ機構８５と連動させるよ
うにしている。

上記タイマ機構３５は、第２図に示すように、タイマシ
リンダ３６内にタイマピストン３７を摺動自在に嵌め込
み、タイマピストン８７の一側に形成したバネ室３８に
コイルスプリング８９を縮装する一方、タイマピストン
３７の他側の室４０に通路４１を介してカム室７の燃料
圧力を導いて、タイマピストン３７をカム室７の燃料圧
力に応動させると共に、ローラホルダ１５に固定した操
作ロッド４３の先端をタイマピストン３７にボールシュ
４４を介して嵌め込んで、ピストン８７の移動によシ操
作ロッド４３を介してカムホルダ１５をドライブシャフ
ト５の回シに正逆自在に回転させ得るようにしている。

したがって、上記ドライブシャフト５の回転数が高くて
、フィードポンプ８の回転速度が高いとすると、フィー
ドポンプ８の吐出圧力が上昇して、タイマピストン３７
がスプリング８９のパネカに打ち勝って、第２図中左方
に移動して、ローラホルダ１５をドライブシャフト５の
第２図中左方Ｙで示す回転方向とは逆方向に回転させて
、カムディスク６のリフト時期を早めて、第４図中直線
ＡＣ横座標はエンジン回転数、縦座標は噴射進角時期で
ある。）に示す如く、エンジン回転数に応じて噴射時期
を早めるようになっている。なお、上記−側の室３８は
タンクに連通している。

また、タイマピストン３７はエンジンの回転速度のみた
らず負荷に応じても作動するようになっていて、負荷Ｃ
ととでは、プランジャ１ストロークあたシの燃料噴射量
ｆｌ”／ａｔで表わす。）が一定値以下となると、カム
室７をタンク（図示せず）に連通させて、カム室７の圧
力を低下させ、タイマピストン３７をコイルスプリング
８９のバネ力により、第２図中右方に移動させ、カムホ
ルダ１５をドライブシャフト５０回転方向に回転させて
、カムディスク６のリフト時期を遅らせて、第４図中直
線Ｂ１．Ｂｇｒ横軸はエンジン回転数ｒ、　ｐ、　ｍ　
。

縦軸は負荷）に示すように、負荷に対応して燃料噴射時
期を遅らせるようにしている。

したがって、このタイマ機構才５は、第４図中の直線Ａ
、Ｂ１．Ｂ２を合成した特性を有し、エンジン回転数ｒ
、ｐ、ｍ右よび負荷ｆｉ”／Ｉｔに対する燃料の噴射進
角時期は第５図中の直線群で示すような特性を有する。

上記タイマ機構８５により駆動するローブホルダ１５と
コントロールスリーブ３１とは次のように連結している
。すなわち、第１図に示すようにローラホルダ１５に固
定した連結ロッド５１の先端を、コントロールスリーブ
８１の外周面に形成した片切欠き溝５２に嵌め込んで、
カムホルダ１５とコントロールスリーブ３１とを連動し
て回動させるようにゞしている。したがって、カムホル
ダ１５の回転による燃料の噴射時期の進角に応じて、第
３図中、目盛−８°、−４°、−２°、０°、・・・に
示すように、コントロールスリーブ３１は回転するよう
になっている。

また、上記コントロールスリーブ８１には、第６図に示
すように、周方向の長溝５４を設け、この長溝５４に、
図示しないスロットバルブおよび△ 遠心力式ガバナによシ作動させる噴射量調節機構のポー
ルへラドピン５５のボール部ヲ挿入して、このポールヘ
ッドピン５５でコントロールスリーブ３１を軸方向に進
退移動させるようにしている。

したがって、プランジャ２の前進時にカットオフポート
２６がコントロールスリーブ３１の内周面から離れてカ
ム室７と連通ずるタイミングは、ボールへラドピン５５
にヨルコントロールスリーブ３１の軸方向の移動によっ
ても制御するようになっておシ、燃料噴射量はスロット
ル開度および回転数に応じても制御するようになってい
る。

なお、上記長溝５４の長手方向の寸法は、コントロール
スリーブ８１が回転運動しても、長溝５４の側壁とボー
ルヘッドピン５５とが衝突しないように設定シて、コン
トロールスリーブ８１０回転を阻害しないようにしてい
る。

上記構成のエンジンの燃料供給装置は下記の如く動作す
る。

いま、エンジンが低負荷運転をしていて、タイマ機構３
５が前述の如く燃料の噴射時期を制御すると同時に、プ
ランジャ２の前進行程（圧送行程）において、コントロ
ールスリーブ８１０貫通孔８２の大巾の部分３２ａ（第
３図中たとえば目盛−４゜の部分を参照）とカットオフ
ポート２６とを連通させるようにコントロールスリーブ
８１を所定の位置に回転させているとする。

そして、プランジャ２が回転しながら、前進を行なって
いるとすると、カットオフポート２６がコントロールス
リーブ３１の後部８４ａの内周面とラップするが、この
状態では作動室２８内の燃料、圧力が低いため燃料噴射
は行なわれず、また貫通孔３２とラップしている儀には
、作動室２８の燃料は燃料通路２４およびカットオフポ
ート２６を通してカム室７に還流され、燃料の圧送は行
なわれない。

次いで、プランジャ２がさらに前進して、カットオフポ
ート２６をコントロールスリーブ８１の前部３８ａの内
周面で完全に閉鎖すると作動室２３の燃料は燃料通路２
４およびアウトレットポート２５を通して分配通路２７
に圧送され、噴射ノズルから気筒内に燃料が噴射される
。この状態を第７図に示す。

次に、エンジンが高負荷運転をしていて、タイマ機構３
５が燃料の噴射時期を制御すると同時に、プランジャ２
の前進行程に詔いてコントロールスリーブ３１の貫通孔
３２の細巾の部分３２ｂ（たとえば第３図中目盛４°の
部分を参照）とカットオフポート２６とを連通させる位
置に、コントロールスリーブ８１を回転させているとす
る。

このとき、プランジャ２の前進行程において、コントロ
ールスリーブ３１の後部３４ｂと前部８８ｂとでカット
オフポート２６を閉鎖し、貫通孔３２の細巾の部分８２
ｂでカットオフポート２６をカム室７に連通させる。し
たがって、コントロールスリーブ８１の後部８４ｂ内周
面でカットアウトポート２６を閉鎖している際には、ア
ウトレットポート２５から分配通路２７への補助燃料の
補助噴射を行ない、コントロールスリーブ８１の前部８
８ａの内周面でカットオフボート２６を閉鎖している際
には、アウトレットポート２５よシ主燃料の主噴射を行
なう。したがって、このとき、補助噴射によシ気筒内で
予混合を行って、主燃料の着火遅れを防止すると共に、
主燃料の燃焼を適度な緩慢さで行なうことができ、した
がって、排気ガス中のＮＯｘを低減でき、かつ騒音を低
減させるととができる。なお、この補助噴射および主噴
射を行なう状態を第８図に示す。また、この補助噴射と
主噴射を行なう領域は第５図中ハツチングで示す領域と
なる。との領域は貫通孔８２の形状によシ定まる。

次に・エンジンが高負荷高回転をしていて、タイマ機構
３５が燃料噴射時期を制御すると同時に、コントロール
スリーブ３１を、プランジャ２の前進行程において、第
８図中目盛１２°に示すように、カットオフボート２６
が貫通孔８２と連通しない位置に回転させているとする
。

このとき、プランジャ２の前進行程において、カットオ
フボート２６はコントロールスリーブ８１の内周面によ
シ連続的に閉鎖されるため、主噴射のみを行表う。この
状態を第９図に示す。

以上の説明で明らか力如く、この発明は、コントロール
スリーブの軸方向中間部に、プランジャのカットオフボ
ートと連通し得る貫通孔を形成し、この貫通孔に対すコ
ントロールスリーブの軸方向前後の部分でカットオフボ
ートを閉鎖するようにしているので、補助ポートを必要
としない簡単な構成で、燃料の補助噴射と主噴射を行な
うことができ、ＮＯｘおよび騒音を低減することができ
る。

また、上記コントロールスリーブをタイマ機構に連動し
て回動するように構成すれば、燃料噴射時期を制御する
と同時に、貫通孔を周方向に移動させて、主噴射と補助
噴射を行なう領域あるいは主噴射のみを行なう領域をエ
ンジンの運転状態に応じて、自在に選択することができ
る。

また、上記コントロールスリーブの貫通孔を周方向に延
在すると共に、軸方向に異なる少なくとも二つの巾を有
するように形成すれば、燃料噴射時期の制御と同期して
、燃料噴射量の制御および補助噴射の有無についての制
御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はローラ
ホルダの正面図、第３図はコントロールスリーブの展開
図、第４図はエンジン回転数および負荷についての噴射
進角時期を示すタイマ機構の特性図、第５図は回転数お
よび負荷に対する噴射進角時期を示す図、第６図はコン
トロールスリーブの斜視図、第７．　８．　９図は夫々
プランジャストロークと燃料噴・対量との関係を示す特
性図である。 ２・・・・・・プランジャ、３・・・・・・シリンダ、
２６・・・・・・カットオフボート、２７・・・・・・
分配通路、３１・・・・・・コントロールスリーブ、３
２・・・・・・貫通孔、３５・・・・・・タイマ機構。 特　許　出　願　人　東洋工業株式会社代　理　人　弁
理士　青白　葆ほか２名第２図　　、 第４図 Δ 第６図 第７図 第８図 第９図 ブラ〉ｈ・ストローク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内で回転および往復動を行なうプランジ
   ャにより燃料を圧送して、上記シリンダに形成した分配
   通路を介して各気筒の噴射ノズルに燃料を供給すると共
   に、該プランジャに嵌装されたコントロールスリーブの
   軸方向の移動により１ランジヤのカットオフポートを開
   閉して、上記シリンダの作動室の燃料圧力を制御して燃
   料噴射量の調整を行なう分配型燃料噴射ポンプを備えた
   エンジンの燃料供給装置において、 上記コントロールスリーブの軸方向中間部に、プランジ
   ャのカットオフボートと連通し得る貫通孔が形成されて
   おり、該貫通孔のコントロールスリーブの軸方向前後で
   カットオフボートが閉塞されて、補助噴射および主噴射
   を行なう構成としたことを特徴とするエンジンの燃料供
   給装置。
2. （２）」二記コントロールスリーブを、燃料噴射時期を
   調節するタイマ機構に連動して回動するように構成して
   、上記貫通孔を周方向に移動させて、主噴射と補助噴射
   を行なう領域あるいは主噴射のみを行なう領域を自在に
   選択し得るようにしたことを特徴とする特許 のエンジンの燃料供給装置。
3. （３）上記貫通孔をコントロールスリーブの周方向に延
   在すると共に、コントロールスリーブの軸方向に異なる
   少なくとも二つの巾を有するように形成したことを特徴
   とする上記特許請求の範囲第２項に記載のエンジンの燃
   料供給装置。