JPS5815621B2 - ナイネンキカンノ ネンリヨウフンシヤソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関し、特に、運転の
各サイクルにおいて分配される燃料の量を決定する計量
装置を備え、この計量装置はピストンとシリンダからな
り、シリンダ内のピストンのレシプロ運動により、一定
量の燃料を内燃機関の気筒へ供給するようにした燃料噴
射装置に関する。

以下、前記燃料噴射装置をこの種の装置と称する。

従来のこの種の装置にあっては、一つまたはそれ以上の
噴射器に燃料を送る燃料ポンプ装置と、計量装置とが備
えられている。

前記計量装置はストッパ間においてレシプロ運割する計
量ピストンを収容した計量シリンダと、内燃機関のクラ
ンク軸などに周期関係をもって駆動される分配整流弁装
置とを備え、前記ストッパ間の距離は前記ピストンの各
ストロークにおいて分配される燃料量を決定するように
調節でき、前記分配整流弁装置は計量ピストンの両側の
シリンダ空間に公互に燃料を供給するように働らく。

また、前記燃料噴射装置は前記ストッパ間の距離を制御
する検知装置を備え、この検知装置は内燃機関の負荷お
よび運転状態に応じて燃料に対する空気の適正比率を得
るように選択されたパラメータを検知する。

本発明はこの種の装置において、一つまたは複数のシリ
ンダを有し、かつ火花放電によって前記シリンダ内の混
合気を点火する点火装置を有する内燃機関に用いられる
燃料噴射装置を対象として発明されたものである。

この機関に用いられる燃料はガソリンなどの炭化水素系
のものである。

この種の装置は多気筒の内燃機関に用いることが好まし
く、前記分配整流弁装置は各気筒へ順次燃料を分配供給
する。

この種の装置に生ずる一つの問題は、特に低粘度の揮発
性炭化水素系燃料を用いる場合に、計量シリンダにおけ
る計量ピストンの摺動面にそって燃料漏れが発生するこ
とである。

このことは、計量装置によって計量された燃料の量に狂
いが生ずることを意味するものであって、適正な量の燃
料が分配供給されず、空気に対する燃料の適正な混合比
率がくずれ、出力の損失、燃料の過剰消費、大気汚染ま
たは、これらの結果の複合といった好ましくない結果を
招く。

本発明の目的は、このような従来構造の欠点を解消し、
計量装置により正しく計量された量の燃料が気筒へ供給
され、適正な混合比率の混合気となって完全燃焼し、出
力の向上、燃料消費量の節減、大気汚染の防止などが達
成できる内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある
。

このような目的において、この発明は空気との適正な混
合比率となる分量の燃料をストロークの調節により計量
する計量ピストンを摺動自在に内蔵した計量シリンダを
備え、高圧ポンプから圧送される燃料を整流分配弁を介
して計量シリンダへ供給し、計量ピストンを往復動させ
て計量ピストンのストロークにより計量された燃料を整
流分配弁を介して噴射器へ送り燃料噴射を行う内燃機関
の燃料噴射装置であって、計量シリンダに対する計量ピ
ストンの摺動面に環状の溝を少なくとも一本、円周方向
に設け、この溝をドレンダクトを介して燃料タンクなど
の受器に連通してなることを要旨とし、このような要旨
によって燃料の高圧ポンプにより計量シリンダの一方の
空間に圧入された燃料が計量シリンダ内の計量ピストン
を他方の空間方向へ押圧し、この計量ピストンの摺動に
より他方の空間に存在する計量済みの燃料を分配整流弁
へ圧送する際に生ずる燃料のリーク分、すなわち、計量
シリンダの一方の空間へ圧入された燃料の一部が計量ピ
ストンの摺動面を伝わって他方の空間へとリークし、す
でに計量された燃料に合流するようになる燃料のリーク
分を前記環状の溝に受け、該環状の溝からドレンダクト
を介して燃料タンクなどの受器へ流すようにして、計量
シリンダの燃料計量を常に適正に行うようにしたもので
ある。

つぎに、この発明を図示の実施例により詳細に説明する
。

第１図は燃料と空気を内燃機関へ供給する機構を示すも
ので、燃料噴射装置が備えである。

この機構においては、図示のように燃料タンク１０はフ
ィルタ１２を介在させた管路１１により低圧ポンプ１３
の取入口と連結し、低圧ポンプ１３は管路１４を介して
燃料噴射装置１５の取入口と連結している。

燃料噴射装置１５は■型６気筒などの内燃機関１７のイ
ンテークマニホールド１６に取り付けられる。

燃料噴射装置１５は計量装置２０を備えている。

この計量装置は管路１４に連結の高圧ポンプ１８および
整流分配弁１９を有している。

これらの高圧ポンプと整流分配弁１９は内燃機関の軸２
１および被駆動軸２４に設けた、それぞれの歯付きプー
リ２２，２３を介して軸２１によりフラング軸の半分の
回転速度で駆動され、前記プーリは内歯ベルト２５に係
合する。

燃料は高圧ポンプ１８から高圧状態で整流分配弁１９の
整流ポートを介し計量装置２０へ圧送され、ついで分配
ポートへ戻され、その後者管路２７を経て各噴射器へ順
次供給される。

第１図示の例では、噴射器６基の内、３基のみが示して
あり、これら噴射器は内燃機関１７のインテークマニホ
ールド１６の開口部に取付けである。

さらに前記燃料噴射装置は計量装置をコントロールして
内燃機関に供給する燃料と空気の混合比率を決定する検
知または制御装置２９を備えている。

燃料噴射装置１５は空気流入ダクトを備え、バクフライ
バルブなどの手動操作弁（足踏み操作のもの）によりコ
ントロールされながら空気は前記ダクトを通ってインテ
ークマニホールド１６へ流れ込む。

また燃料噴射装置はキャブレーク始動装置３０と排出弁
３１を備え、高圧ポンプから供給された燃料の余剰分は
排出弁３１から管路３２を通り燃料タンクへと戻される
。

第２図は前記した燃料噴射装置の一つの構造例を示す。

第２図に示すように、燃料噴射装置の本体３３は高圧ポ
ンプを設ける細長い室を構成する上部３３ａと、整流分
配弁１９と、計量装置２０とを有している。

上部３３ａと一体構造の下部３３ｂは長方形の箱状に形
成されており、下部３３ｂにはスリーブ状のスロットル
弁取付体３６内の通路３５と連通する室３４が形成され
ていて、スロットル弁取付体３９は回転できるスピンド
ル３８に固定された手動制御のバクフライバルブ板３７
を備えている。

前記した室３４は第２図に示されているように前、後側
と下側の三方が開放され、スロットル弁取付体３６はこ
れらの側部のいずれかに取付けられ、残る一つの開口部
は板によって閉止され、他の一つは内燃機関のインテー
クマニホールドの取入開口に連結される。

この配置によってエンジンルームの空間を効果的に使用
することができ、エアフィルタなどが無理なく設置する
ことができる。

前記のように空気取入口３９から室３４の開放側に延長
した空気流入ダクトの一部を形成する室３４は、取入空
気の絶対圧と、その温度とのパラメータに感応して計量
装置２０と整流分配弁１９の動作を制御する制御装置２
９の主要部を格納する。

また、前記本体の上、下部３３ａ 、３３ｂはアルミニ
ウム合金などの鋳造ものになっている。

回転翼形の高圧ポンプ１８はステータ板４１間に取付け
られたロータ４０を備え、ステータ板４１はカーボン製
の複数の翼４２を放射状に有するリング４１ａによって
離間されている。

ロータ４０は駆動軸２１に固定され、この動軸２１は一
端部を球軸受４３に、他端部をステーク板４１の上の軸
受４４に回転自由に取付けられている。

ガソリン等の燃料が取入口（図示せず）を通って空間４
５に流入し、隣合ったステーク板４１の開口を流下し、
加圧された後、左側のステータ板４１の開口（図示せず
）から分配され、高圧の燃料が空間４６内へ供給される
。

第７図に示すように、整流分配弁１９は駆動軸２１（第
２図）に固定された回転キャリア４７を備え、回転キャ
リア４７は回転弁板４８を受ける浅い円形凹部４７ａを
有し、この回転弁板４８に大径の回転弁板４９が取付け
られる。

回転弁板４８はフラットな面４８ａを介して回転キャリ
ア４７と面接触し、回転キャリア４７の駆動力が互いに
面接合されている一対の回転弁板４８，４９に伝達され
る。

回転弁板４９ははね５８（第２図）によって対向する計
量シリンダブロック５０に圧接され、計量シリンダブロ
ック５０中の計量シリンダ５１は回転弁板の回転軸線と
直交する方向に設けられている。

計量シリンダ５１はストッパ５４．５５間を往復動する
計量ピストン５２を備え、計量シリンダブ田ツク５０は
噴射器２６（第１図）に接続する各管路２７と連結する
出口ｇ１〜ｇ６を備え、これらの出口はポートｆ１〜ｆ
６をもった前記ブロックを軸線方向に貫通する通路にそ
れぞれ連結され、これらのポートは回転弁板４９のボー
１−ｄにつぎつぎと対応するように位置し、これにより
燃料の分配作用が行われる。

計量シリンダブロック５０のポートｅ１．ｅ２は、それ
ぞれ通路５１ａ、５１ｂにより計量ピストン５２の上下
のシリンダ空間Ｓｌ 、 ｓ２に連結されるが、これら
のポートは回転弁板４９のポートｃ１〜ｃ６と、盲孔溝
の形で左側面に設けられたＴ字状の通路ｂ２．ｂ４．ｂ
６をもった回転弁板４８のポートｂ１．ｂ３．ｂ５と協
働して、整流作用を行い、上死点から不死点に至る計量
ピストン５２の１ストロークを生じさせ、また逆にポー
トｄと各ポートｆ１〜ｆ６との連通により計量された燃
料（計量ピストン５２のストロークの長さにより燃料の
計量分量がきまる）が出口ｇ１〜ｇ６へ分配される。

矢印５６は計量ピストン５２の下降ストローク中におい
て計量シリンダ５１の上側空間ｓ１に向う燃料流を示し
、この場合、計量ピストン５２は下側空間ｓ２から一点
鎖線５７によって示された方向に燃料を排出し、出口ｇ
６から燃料を分配する。

前記のように、高圧ポンプからの燃料はポートａｌ 、
ｂｌ 、 Ｃ１、ｅｌを通って計量シリンダ５１の上
側空間ｓ１に達する。

また計量シリンダ５１の下側空間ｓ２からの燃料はポー
ト０２．０４２通路ｂ４゜ｂ６．ポートｄ、ｆ６および
出口ｇ６を通る。

駆動軸がさらに６０°をこえて回転されたとき（これは
内燃機関のクランク軸の１２０°に対応する）、高圧ポ
ンプからの燃料はポー１’ ａ５ ｔ Ｉ）５ ｙ Ｃ
５（このとき最下位置にある）、Ｃ２を通り、下側空間
ｓ２に達する。

上側空間ｓ１内の燃料はポートｅ１．ｅ２゜通路ｂ２（
このとき最上位置にある）、通路ｂ６゜ポートｄ、ｆ５
および出口ｇ５を通って分配される。

この位置は第２図に示しである。

同様に、回転運動の次の６０°回転の後、反対方向へ計
量ピストン５２は動き、次の出口ｇ４から計量された燃
料が分配される。

回転キャリヤ４７の円形凹部４７ａの面および小径の回
転弁板４８の間に反作用するばね５８（第２図）は、計
量シリンダブロック５０のポート面に接触するように回
転弁板４８，４９を押圧する。

少なくともなくとも、回転弁板４８．４９は計量シリン
ダブロック５０に対し良好なシール性をもった耐久性の
ある素材から作られる。

例えば、回転弁板４８，４９はカーボン、シリンダブロ
ック５０はスチール製である。

計量シリンダブロック５０のポート面と、これに当接す
る回転弁板４９の接触面との間からの燃料のリークを防
ぐことは重要なことである。

燃料がリークすると、ポー１−ｆ１〜ｆ６に分配される
燃料の量に狂いが生ずるからである。

このような燃料のリークを防ぐため、計量シリンダブロ
ック５０のポート面に溝が設けてあり（第３〜６図）、
これらの溝はドレンダクトにより出口６４に連結し、リ
ークした燃料は燃料タンク１０のような受器に戻される
。

例えば、第１図の管路３２はこの目的のために用いられ
る。

第４図に示すように、二本の溝は駆動軸２１の軸線２１
ａと同軸的に設けられる。

一方の溝５９はポー１”ｅｌ、ｅ２およびポーｔ−ｆ１
〜ｆ６が位置した二つの環状区域間にあり、他方の溝６
０はポートｆ１〜ｆ６が位置する環状区域の外方にある
。

溝５９には、ドレンダクト５９ａが連通し、溝６０には
ドレンダクト６０ａが接続し、これらは出口６４を有す
る共通のドレンダクト６１で互いに結合され、出口６４
は燃料タンク１０等のような受器に対し管路３２を介し
て連通ずる。

両溝５９．６０は同一断面寸法であり、かつ第６図に示
すように断面■字形である。

計量ピストン５２と計量シリンダ５１との摺動接触面に
燃料漏れ（リーク）が発生すると、計量シリンダの上、
下側空間８１． ｓ２のいずれかに余分な燃料が送られ
、計量ピストンの各ストロークごとに計量されて分配さ
れる燃料の量が不正確になる。

これを防ぐため、本発明においては、計量ピストンの表
側面に環状の溝５２ａ・５２ｂ９５２ｃが所定の間隔を
おいて設けである。

図示の例ではこれらの溝は三本であるが、一本でもよく
、三本に限定される必要はない。

そして、溝５２ａ〜５２ｃは出口６４に連通のドレンダ
クト６３の入口６３ａと連通している。

各溝５９．６０．５２ａ〜５２ｃに生ずる低圧空間によ
り、高圧空間から低圧空間に対する燃料漏れを防ぎ、低
圧空間に存在する燃料量に狂いが生じなくなる。

すなわち、リークする燃料は高圧空間からドレンダクト
および受器に向って流れる。

一般的にいうと、高圧空間には高圧ポンプにより燃料が
圧送されてくるので、ドレンダクトおよび受器へのリー
クには問題がなく、高圧空間に存在する燃料の量は正確
に維持される。

以上の説明から明らかなように、上、下に位置するスト
ッパ５４．５５間の空間は計量ピストン５２のストロー
クを調節し、これにより各ストロークにおいて分配され
る燃料の量を決定する。

下位にあるストッパ５５は調節装置２９により、その位
置が調節される。

調節装置２９は後述のように取入ダクトの一部、即ち室
３４の空気の絶対圧力、温度および他の温度パラメータ
を検知するもので、内部が真空で軸線方向に伸縮するベ
ロー７１を有する。

ベロー７１は波形のフレキシブルな側壁と剛性のある端
壁７３゜７４を備え、端壁の前部にはカム部材７６のブ
ツシュ７５が固定されている。

前記カム部材７６はカム部材が回転できる軸線に対称な
円錐面を有する円錐状のものであり、取入ロア９に連通
の中空軸７８に取付けである。

ベローの他方の端壁７４はシリンダ８２の軸線方向に可
動な加速ピストン８１の内部に封止軸受８０を介して回
転自由に取付けられる。

端壁７４はスリーブ８３に対し、軸方向と回転方向に固
定され、スリーブ８３は加算機構８４の出力部材を形成
する。

この加算機構は検知部材８５によって検知される室３４
内の空気に対する温度を加算し、後者の温度は環状室８
７中に位置した装置から検知部材８６に加えられる温度
である。

前記カムを受けるローラ９８を有したタペット９７の中
間に取付けられる下位のストッパ５５の位置は、カム７
６の形状により前記カムの軸線方向運動およびカムの回
転運動に応じて変わり、前記計量ピストンのストローク
を調節する。

前記カムの軸線方向運動はベローによって検知される圧
力変化に応じて起り、そして回転運動は温度検知部材８
５．８６のいずれか一方、または両者の結合によって引
起される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料噴射装置が適用される内燃機関の
燃料供給系の構成を示す説明図、第２図は本発明の燃料
噴射装置の断面図、第３図は計量シリンダを有する燃料
噴射装置の要部の略示的断面図、第４図は第３図の部材
の端面図、第５図は第４図Ｅ−Ｅ線にそう断面図、第６
図は第３図に示した部材の要部拡大断面図、第７図は燃
料噴射装置の整流分配弁の動作説明図である。 １０・・・・・・燃料タンク、１５・・・・・・燃料噴
射装置、１８・・・・・・高圧ポンプ、１９・・・・・
・整流分配弁、２６・・・・・・噴射器、３４・・・・
・・室、４８，４９・・・・・・回転弁板、５０・・・
・・・計量シリンダブロック、５１・・・・・・計量シ
リンダ、５２・・・・・・計量ピストン、ｓｌ・・・・
・・計量シリンダの上位空間、ｓ２・・・・・・計量シ
リンダの下位空間、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ・・・・・
［状の溝、５４゜５５・・・・・・ストッパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気との適正な混合比率となる分量の燃料をストロ
   ークの調節により計算する計量ピストンを摺動自在に内
   蔵した計量シリンダを備え、高圧ポンプから圧送される
   燃料を整流分配弁を介して計量シリンダへ供給し、計量
   ピストンを往復動させて計量ピストンのストロークによ
   り計量された燃料を整流分配弁を介して噴射器へ送り燃
   料噴射を行う内燃機関の燃料噴射装置であって、計量シ
   リンダに対する計量ピストンの摺動面に環状の溝を少な
   くとも一本、円周方向に設け、この溝をドレンダクトを
   介して燃料タンクなどの受器に連通してなることを特徴
   とする内燃機関の燃料噴射装置。