JPS59188066A

JPS59188066A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPS59188066A
Application number: JP6270583A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kuroyanagi; 正利黒柳; Masahiko Suzuki; 昌彦鈴木; Koichi Moriguchi; 守口　幸一
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1984-10-25

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】のであり、詳しくは内燃機関の燃焼に直接影響を及ぼす
噴射波形、すなわち噴射率の制御方法に関するものであ
る。

従来、噴射率を内燃機関の運転条件に応じて広り範訓に
おいて最適に制御する方法は殆んど提案されていない。

噴射率を制御することは燃焼を制御することを意味し、
特に小型の直接噴射式ディーゼルエンジン液おいては、
実用的な噴射率の制御方法に関して強め要望があった。

一般に、内燃機関は燃料噴射の仕方によって性能カ大き
く変化し、直接噴射式グクーサルエンジンの場合には燃
料噴射ポンプから噴射ノズルを通じて噴射されるポンプ
ヵム回転当シの噴射率が燃焼に直接影響を及ぼす。

たとｔば、ディーゼルエンジンはアイドリング時の燃焼
騒音が大きいという問題ケもっているが、これに対して
アイドリング運転時は噴射率を下げ燃料噴射時間を長く
すると有効であることが知られている。

また、中速および高速回転領域においては、着火時まで
の噴射率を低減して着火時に急激に噴射率を上げると効
率のよい燃焼を行わせることが可能となる。

このように、エンジンの運転状況に応じて噴射率の要求
特性は変化するものであるが、従来においてはある運転
状態で噴射率を設定すると、この噴射率特性が他の運転
状態にもそのまま適用され、運転状況の変化に対応して
噴射率を変化できないという不具合があった。

本発明は、上記の要望に応えるためになされたものであ
シ、内燃機関の運転条件に応じて広い範囲で噴射率を最
適に制御することができる燃料噴射装置を提供すること
を目的とするものである。

しかして、その構成は、アキ−ムレ−トビストンを備え
る油密室に開口する制御孔を穿設するとともに、この制
御孔の下流側にＩＪＩＪ−フ弁を設けた点に特徴があシ
、このリリーフ弁を加圧するヌデリングにより、上記制
御孔を介して上記ピヌトンの移動セット荷重を受けるよ
うにして、上記ピヌトンが充分に移動することができる
ようにしたものである。

以下、本発明の詳細を図面について説明する。

＠１図ないし第３図は本発明を分配型燃料噴射ポンプに
適用した第１実施例を表わすものである。

図において、１はハウジングであシ、グランジャ２が摺
動自在に挿入されている。プランジャ２は、図示しない
テ゛イーゼルエンジンと同Ｊ９１１．て回転するドライ
ブシャフト３に、カップリング４及びフェイスカム５を
介して連結されている。カンプリング４は、シャフト３
の回転を常にフェイスカム５及びプランジャ２に伝える
と共に、シャフト３に対し又フェイスカム５及びプラン
ジャ２の軸方向への移動を許容するようになっている。

プランジャ２に設けたフェイスカム５と該カム５に対向
して設けたカムローラ６との摺接によシ、１フンジヤ２
はその１回転中にエンジンの気筒の数に応じた回数だけ
往復運動させられる。この各往復運動においてプランジ
ャ２が第１図図示の左方へ動くように運動させられる吸
入行程にある場合、プランジャ２の端面に形成されたポ
ンプ加圧室７内には、プランジャ２の先端外周に設けら
れた複数の吸入溝８の１つと、ハウジング１内に延びる
吸入孔９とを介してポンプ室ｌＯ内の燃料が吸入される
。そして、グランジャ２の回転によシ吸入溝８と吸入孔
９との連通が断たれると同時にプランジャ２が図示在方
へ動く圧縮行程が始まる。ポンプ加圧室７内にある燃料
は、プランジャ２内部に設けられた縦孔１１と、プラン
ジャ２の外周面に設けられた１つの分配溝１２とを介し
て吐出口１３へ供給され、該吐出口１３を通じて図示し
な込エンジンの対応する気筒の燃料噴射弁１４に至る。

燃料噴射量の調整部材であるスピルリング１５は、グラ
ンジャ２上を移動可能であシ、プランジャ２の圧縮行程
の途中で前記縦孔ｌＩＫ連通したスピルポート１６を開
き、このポート１６を開くタイミングによって前記吐出
口１３から供給される燃料噴射量を決定する。このスピ
ルポー）　１６が開かれると、ポンプ加圧室７内の燃料
は縦孔１１及びこのボート１６を経てポンプ室１０へ戻
される。

スピルリング１５Ｕサポーテイングレバー１７によって
フライウエート１８の動きに応動するガバナースリーブ
１９に連結されていると共に、テンションレバー２０及
ヒメインヌプリング２１によってアジヤスティンダレパ
ー２２に連結され、車速又はアクセルペダルの踏込みに
応じた燃料噴射量制御を行うようになっていることは、
すでに知られている。

ポンプ室１０にはドライブシャフト３上に設けられたフ
ィードポンプ２３によって加圧された燃料が充満されて
いる。この燃料圧力は、図示しない圧力制御弁によシ公
知の如くエンジン回転数に関連して制御されるので、回
転の上昇に応じてポンプ室１０の燃料圧力が増大するよ
うになっている。

前記ポンプ加圧室７にはアキームレータ２４が取付けら
れている。つまシ、ポンプ加圧室７は、ハウジング１と
プランジャ２及びアキムレータあによって囲まれた空間
によシ実質的に構成されたものである。アキヱムレータ
冴は第２図に示されている。すなわち、２５はアキーム
レータのシリンダであり、ハウジング１にねじ部２６を
介して螺着されている。シリンダ２５とハウジング１の
間にはシー／１／プレート２７が挾持されておシ、上記
シリンダ２５を上記ねじ部２６によシハウジングｌＫｍ
着することによりシールプレート２７は油密を保ってい
る。シールプレート２７にはポンプ加圧室７に連なるア
キームレート孔２８が形成されておシ、このアキームレ
ート孔詔には受圧ピストン四が摺動自在に嵌挿されてい
る。受圧ピストン２９にはアキ−ムレ−トビストン３０
の一端が当接されておシ、これら受圧ピヌトン２９とア
キ−ムレ−トビストン３０は軸方向へ一体的に移動する
ようになっている。

３１は、アキュムレートピストン３０トシリンダ２５と
で囲まれた油密室、３２は油密室３１に通じる制御孔で
あり、その途中に絞シ孔おを有している。３４は制御孔
３２を開閉できるリリーフ弁、３５はリリーフ弁３４を
左方に付勢するスプリング、３６はシリンダ２５に設け
られたリリーフ弁室、３７はリリーフ弁室３６とバルブ
室３８をつなぐ連通孔、３９は連通孔３７を開閉するバ
ルブでソレノイド４０によシ左右にスライドする。バル
ブ室３８は、シリンダ２５に形成した燃料通路４１、環
状溝４２、及びハウジング１に形成した連通路４３を介
してポンプ室ｌＯに導通されている。上記油密室３１に
は上記制御孔３２とは別個に、供給孔Ｂが連通されてい
る。この供給孔４４はシリンダ２５に形成した吸入逆止
弁室４５に連通している。吸入逆止弁室４５にはスプリ
ング４６によ〕て押圧付勢されたチェック弁４７が収容
されている。そして、吸入逆止弁室４５は吸入通路４８
を介して前記環状溝４２に通じており、したがってポン
プ室１０に導通されている。上記チェック弁４７は、油
密室３１内の燃料圧力が所定値以下になると、吸入通路
４８を開いてポンプ室１０から燃料を油が室３１に向け
て導入するが、油密室３１内の燃料が所定値以上の場合
には吸入通路４８を閉止して逆流を阻止する。４９はア
キームレートピヌトン３０をポンプ加圧室７に向けて押
圧付勢しているリターンスプリングである。５０は０−
リングを示す。

このような溝成になる第１実施例の作用について説明す
る。

プランジャ２が図示右方へ移動されてポンプ加圧室７内
の燃料を加圧し始めると、受圧ピヌトン２９は左側端面
に燃料圧力を受けるため、アキームレートビヌトン３０
とともにスプリング４９の押圧力に抗して右方へ移動せ
られる。油密室３１内の燃料圧が上昇し、リリーフ弁３
４の開弁セット圧に達するとリリーフ弁３４は制御孔３
２を開き、アキ−ムレ−トビストン３０の移動量に相当
した分だけ、油密室３１内の燃料は制御孔３２からポン
プ室ｌＯへ逃がされる。ここで、制御孔３２は絞シ孔３
３を有しているため、油密室３１内の燃料は、絞り孔３
３の絞シ面積と油密室３１内の燃料圧とによって規定さ
れる流速で流出する。したがって、ポンプ加圧室７の燃
料ハ、上記アキ−ムレ−トビストン３０が移動しり分だ
けアキームレート孔２８に逃げるため、この逃げた分量
だけ吐出口１３から燃料噴射ノズ／ｌ／１４を通じてエ
ンジンの燃焼室へ送り込捷れる燃料量が減じられ、加圧
室７から燃料噴射ノズ／Ｉ／１４へ送られる燃料送油率
は低下する。

一方、燃料の圧送が終り、プランジャ２が吸入行程に至
ると、ポンプ加圧室７内の燃料圧力が減少するため、受
圧ピストン２９及びアキームレートピヌトン３０はスプ
リング４９の押圧力を受けて左方へ復帰移動される。こ
の過程において、油密室３１内の燃料圧力が下がるため
、吸入逆止弁室４５内のチェック弁４７が吸入通路絽を
開き、ポンプ室１０内の燃料を油密室３１内に導入する
。

油密室３１内の燃料圧力がポンプ室１０の燃料圧力と同
等近くなると、チェック弁４７は吸入通路４８を閉止す
る。

しかして、上述の作動から判るように、アキ−ムレ−ト
ビストン３０の移動量は、燃料送油率に大きく影響する
。そして、この燃料送油率は、燃料噴射ノズＡ／１４か
らの噴射率に大きく影響する。具体的には、ポンプ低速
回転時には、プランジャ２による加圧速度が低く、圧送
時間が長く、現象ｉ＝遅いため、相対的に絞シ孔３３の
絞り効果は小さくなる。そして、ポンプカム回転角あた
シの送油率に封子る絞シ孔３３からの燃料逃し率は大き
くなシ、実際のノズ１ｖ１４への送油率〔（プランジャ
２の送油率）−（受圧ピストン２９によるアキームレー
ト率）〕は小さくなり、噴射ノズ／Ｉ／１４から噴射さ
れる燃料量が大きく減じられる。この場合、噴射量減少
分を補うために、低速回転時のアジヤスティンダレパー
２２の位置を調整してアイドリンク時の噴射時間を長く
するようにヌビルリング１５の位置を設定しておく。こ
れによシ、低速回転時の噴射量を減じることなく噴射時
間を長くすることができ、たとえば、アイドリング運転
時の燃焼騒音を低減することができると共に、特に小型
直噴ディーゼルエンジン等に対しては、低速時のエンジ
ン性能を大幅に改善することができる。このような低速
回転時における噴射率特性は、第３図において破線Ａに
よシ示した特性となシ、ポンプカム回転角あたシの噴射
率が低いものとなる。

エンジンの回転が上昇された中速及び高速回転運転域に
おいては、プランジャ２による加圧速度が高く、圧送時
間が短く、現象が洋いため、相対的に絞シ孔３３による
絞シ効果は大きくなシ、その為、ポンプ回転角あたシの
送油率に対する絞シ孔３３からの燃料逃し率は小さくな
シ、突際のノズル１４への送油率は大きくなる。つまり
、噴射率が急激に増大して第３図において実線Ｂで示し
た特性になシ、高速時の強い吸気スワールに応じた噴射
率とし、効率のよい燃焼を行わせることが可能になる。

なお、エンジン始動時においては、ソレノイド４０に電
流を流し、バルブ３９によって連通孔３７を閉じれば、
リリーフ弁室３６内の燃料が逃は場を失い、リリーフ弁
室３６及び油密室３１は油圧ロック状態となシ、受圧ピ
ストン２９及びアキ−ムレ−トビストン３０の移動量が
実質的に零になって、燃料噴射量が減少せず、噴射時間
をフィトリング運転時の時間と同等に設定しておくと、
始動時の燃料増量を可能にし、円滑な始動を行うことが
できる。

本発明の特徴は、リリーフ弁あを設けたととるＫある。

ポンプ加圧室７内の燃料圧がノズル１４の開弁圧よシも
かなシ低い圧力の時に受圧ピストン２９が右方への移動
を開始すると、ポンプ加圧室７内の圧力上昇が抑えられ
、噴射時期を大きく遅らせる結果となるため、受圧ピス
トン２９の移動セット圧は低くとることができない。そ
の為、リリーフ弁３４が備えられていない従来において
は、リターンスプリング４９の体格及びばね定数が大き
くなるので、受圧ピストン２９がわずかに移動しただけ
でリターンスプリング４９の左方付勢力が、ポンプ加圧
室７内の最高到達圧力に相当する程、極端に大きくなり
、受圧ピアトン２９の右方移動量が規制されるという問
題があったが、本発明においては、受圧ピストン器の移
動セット圧をリリーフ弁３４を付勢するスプリング３５
によって規定することができる。リリーフ弁３４の先端
部の受圧面積は小さくとることができるため、スプリン
グ３５のセット荷重が小さくすることができ、体格がさ
ほど大きくならず、また、リリーフ弁３４の移動量は極
めて小さいため、スプリング３５の設計条件も極めて楽
なものになる。特に、リターンスプリング４９は、受圧
ピストン２９及びアキュムレートピストン３０ヲ初期位
置に戻す働きをするだけでよいため、リターンスプリン
グ４９のセット荷重及びばね定数を小さくすることがで
き、受圧ピストン２９とアキ−ムレ−トビストン３０の
在方移動に対する問題点を解決することができる。

なお、その他の実施例として、第４図及び第５図に示す
第２実施例のごとき構造にすることができる。すなわち
、上記第４図は、第１実施におけるところの第２図に対
応するアキームレータを示す断面図であｐ、第５図は第
４図図示のＡ−Ａ線による断面図である。この第２実施
例は、制御孔３２を制御面３０ａで塞ぐことによシ、ア
キ−ムレ−トビストン３０の移動量を制御するタイプの
燃料噴射装置において、リリーフ弁あを油密室３１の側
方に設けるとともに、これらリリーフ弁３４と油密室３
１との間に紋り孔３３を設けたものである。図中、第２
図と同一符号は同−又は均等部分を示す。

さらに、本発明の他の実施例としては次のものが挙げら
れる。

（１）上記の第１および第２実施例では、分配型燃料噴
射ポンプについて説明したが、本発明は、判型噴射ポン
プにおいても実施可能である。

（２）アキエムレートピストン３０ト受圧ピストン２９
は一体に形成しておいても実施可能である。

（３）さらに、シリンダ２５は、噴射ノズル１４とポン
プ加圧室７を結ぶ通路の途中に設置して燃料を逃がすよ
うにしてもよいものである。

（４）第１実施例では絞シ孔３３を制御孔３２に設けた
が、ここではなく連通孔３７に設けてもよい。

（５）また、ソレノイド４０は用いないで、第６図に示
す様Ｋ、バルブ３９の右方に、このバルブ３９を左方に
付勢するスプリング５１を設け、バルブ３９右側の部屋
にドレン孔５２を設け、とのドレン孔５２を大気圧等の
低圧に保てば、エンジン始動時には燃料通路４１にかか
るポンプ室１０内の燃料圧が低いため、バルブ室３８内
の圧力が低くスプリング５１の付勢力でバルブ３９は第
６図図示よシも左方に位置し、バルブ３９が連通孔３７
を閉じているが、エンジンが始動しポンプ室１０内の圧
力が上昇すると、バルブ３９を右方に移動させ第６図図
示の様にバルブ３９が連通孔３７を開放する構成として
もよい。

（６）第４図図示の第２実施例の如く、制御孔３２を制
御面３０　ａで塞ぐことによシアキームレ−°トピヌト
ン３０の移動量を制御するタイプの噴射装置においては
、第７図図示の様に絞）孔３３をなくしてもよい。

（７）また、第４図図示の様なアキ−ムレ−トビストン
３０の延長部分が油密室３１の外部に導出されたタイプ
においても、リリーフ弁３４を用いることによって油密
室３１外部に設けられたリターンスプリング４９を小さ
くすることができるため、第７図図示の様にこのリター
ンスプリング４９を油密室３１内に装着してもよい。

（８）第２図に示すソレノイド４０はサーモワックスバ
ルブでもよい。

以上述べたように、本発明は加圧燃料によシ抑圧される
ピストン２９．３０の背後に油密室３１と、該油密室３
１に開口する制御孔３２と、この制御孔３２を前記油密
室３１内の圧力が一定値以上になると開放するリリーフ
弁Ｍとを備えるものであるから、内燃機関の運転条件の
変化に対応して、広い範囲で噴射率を最適に制御するこ
とが可能な燃料噴射装置を提供することができるという
優れた効果がある。また、本発明は上記構成に加えて、
上記制御孔３２又は連通孔３７に絞シ孔３３等による絞
シを設け、この絞シにより噴射ポンプの運転条件に応じ
てピストン２９．３０の移動速度を制限するものである
から、エンジンの中速および高速回転運転域において、
着火時までの噴射率を低くし着火時に急激に噴射率を上
げることが可能な噴射装置を提供することができ、効率
のよい燃焼を行わせることができるという優れた効果が
ある。さらに、本発明は上記構成に加えて、リリーフ弁
３４によって逃される燃料の通路をエンジン始動時にお
いて塞ぐためのバルブ３９を備え、エンジン始動時に上
記リリーフ弁あの開放を抑え上記ピストン２９．３０の
移動を停止するものであるから、始動時の燃料増量を可
能にし、円滑にエンジン始動を行う噴射装置を提供する
ことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の第１実施例を表わす図面で
あシ、第１図は全体断面図、第２図は要部断面図、第３
図は特性図である。第４図は第２実施例を表わす要部断
面図、第５図はそのＡ−Ａ断面図、第６図及び第７図は
更に他の実施例を表わす部分断面図である。１１０．ハウジング、２・＝・グランジャ、７・・・ポ
ンプ加圧室、１３・・・吐出口、１４・−・燃料噴射弁
、２５・・・シリンダ、２９・−・受圧ピストン、３０
・・・アキームレートピヌトン、３１・・・油密室、３
２−・・制御孔、３３・・・絞シ孔。３４・・−リリーフ弁、３５・−スプリング、３６ａ−
・制御面、３７・・・連通孔、３９・・・バルブ、４９
・・・リターンスプリ第　５図２ｅ１第６図第７図二〇　　　′＋’／４４８−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハウジングおよびこのハウジングに挿入したプラ
ンジャによシ形成されたポンプ加圧室内の燃料を、上記
グランジャの往復動により圧送する燃料噴射ポンプにお
いて、上記ポンプ加圧室もしくはこのポンプ加圧室で加
圧された燃料が圧送される圧送通路に連通されるシリン
ダと、このシリンダに嵌挿され上記加圧燃料の圧力によ
って一方向へ抑圧移動されるピストンと、とのピストン
ヲ他方向へ押圧付勢するリターンスプリングと、上記ピ
ストンの受圧面とは反対側の面と上記シリンダとの間に
形成され燃料が充満される油密室と、この油密室に開口
される制御孔と、この制御孔を上記油密室内の圧力が一
定値以上になると開放するリリーフ弁とを備え、上記ピ
ストンの移動セット荷重を上記リリーフ弁のリリーフセ
ット圧にて規定することを特徴とする燃料噴射装置。
（２）上記制御孔が、上記油密室の背後に開口され、上
記リリーフ弁が該制御孔を開閉する如く備えられたこと
を特徴とする第１項記載の燃料噴射装置。
（３）上記制御孔が、上記油密室の側面に開口され、上
記リリーフ弁が該制御孔を開閉するごとく備えられたこ
とを特徴とする第１項記載の燃料噴射装置。
（４）上記ピストンを付勢する上記スプリングが上記油
密室内に設けられたことを特徴とする第１項記載の燃料
噴射装置。
（５）上記ピストンの延長部分が上記油密室の外部に導
出され、この延長部分を介して上記ピストンが上記油密
室の外部に設けられた上記スプリングにより付勢される
ことを特徴とする第１項記載の燃料噴射装置。
（６）ハウジングおよびこのハウジングに挿入したグラ
ンジャにより形成されたポンプ加圧室内の燃料を、上記
プランジャの往復動にょシ圧送する燃料噴射ポンプにお
いて、上記ポンプ加圧室もしぐはこのポンプ加圧室で加
圧された燃料が圧送される圧送通路に連通されるシリン
ダと、このシリンダに嵌挿され上記加圧燃料の圧力によ
って一方向へ抑圧移動されるピストンと、このピストン
を他方向へ押圧付勢するリターンスプリングと、上記ピ
ストンの受圧面とは反対側の面と上記シリンダとの間に
形成され燃料が充満される油密室と、この油密室に開口
される制御孔と、この制御孔を上記油Ｔａ室内の圧力が
一定値以上になると開放するリリーフ弁Ｌ１上記油密室
内の燃料が逃される通路−に設けられた絞シとを備え、
上記絞りによって上記ポンプの運転条件に応じ上記ピス
トンの移動速度を制限することを特徴とする燃料噴射装
置。
（７）上記絞りが、上記制御孔に設けられた絞シ孔であ
ることを特徴とする第６項記載の燃料噴射装置。
（８）上記絞りが、上記リリー゛フ弁の下流における連
通孔に設けられた絞シ孔であることを特徴とする第６項
記載の燃料噴射装置。
（９）上記絞りが、上記ピストンに設けられた制御面と
上記制御孔との間に形成される絞シであることを特徴と
する第６項記載の燃料噴射装置。
（１０）ハウジングおよびこのハウジングに挿入したプ
ランジャによシ形成されたポンプ加圧室内の燃料を、上
記プランジャの往復動によシ圧送する燃料噴射ポンプに
おいて、上記ポンプ加圧室もしくはこのポンプ加圧室で
加圧された燃料が圧送される圧送通路に連通されるシリ
ンダと、このシリンダに嵌挿され上記加圧燃料の圧力に
よって一方向へ抑圧移動されるピストンと、このピスト
ンを他方向へ押圧付勢するリターンスプリングと、上記
ピストンの受圧面とは反対側の面と上記シリンダとの間
に形成され燃料が充満される油密室と、この油密室に開
口される制御孔と、この制御孔を上記油密室内の圧力が
一定値以上になると開放するリリーフ弁と、このリリー
フ弁によって逃される燃料の通路をエンジン始動時にお
いて塞ぐためのバルブとを備え、エンジン始動時に上記
リリーフ弁の開放を抑え上記ピストンの移動を停止する
ことを特徴とする燃料噴射装置。
（１１）上記パルプが、ソレノイドによって駆動される
ことを特徴とする第１θ項記載の燃料噴射装置。
（１２）上記バルブが、スプリングによって付勢され、
かつ上記パルプの該スプリングによって付勢される側が
低圧に保たれることを特徴とする第１０項記載の燃料噴
射装置。