JPS59203862A - 分配型燃料噴射ポンプ - 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】 く技術分野〉 本発明は燃料噴射時期終了時の送油率を改良した内燃機
関の分配型燃料噴射ポンプに関する。

く背景技術〉 分配型燃料噴射ポンプは例えば第１図（実開昭５７−６
９９６６号公報参照）に示す如く構成されている。即ち
機関回転に同期して回転するドライブシャフトに対して
その軸方向に相対移動可能に連結したプランジャ１をシ
リンダ２内部に挿入し、プランジャ１の基部に気筒数に
応じた数のカム山３ａを有して設けたカムディスク３と
図示しないカムローラとの摺接によシ、前記回転するプ
ランジャ１を軸方向に往復動させる。これによってプラ
ンジャ１の吸入行程（図で左行行程）では、プランジャ
１のヘッド部外周に気筒数に応じて等間隔に配設した吸
入溝４の１つとポンプ・・ウジング内のポンプ室Ｃに連
通する吸入ポート５とがプランジャ１の回転移動に応じ
て一致したときにポンプ室内の燃料を圧力室６内に吸入
し、プランジャの圧送行程（図で右行行程）では、プラ
ンジャ１の外周一部に開口しかつ前記圧力室６内に圧送
通路７を介して連通ずる分配ボート８が、シリンダ２内
周面に気筒数に応じて等間隔に開口した分配通路Ｓに一
致したときに圧力室６内の圧縮燃料を各気筒毎に配設し
た噴射弁に向は圧送しもって燃料噴射に供する。

ここで燃料送油時期はカムディスク３に接するカムロー
ラのプランジャ軸まわシの角度位置を図示しなｈタイマ
ピストンによって制御し、もってプランジャ１の往復動
タイミングを調整することによシ制御される。

また送油量はコントロールスリーブ１０によって制御さ
れる。即ちコントロールスリーブ１０はプランジャ１の
基部外周に摺動自由に嵌合され、常時は、前記圧送通路
Ｔに連通すると共にプランジャ１の外周一部に開口した
カットオフボート１１を閉鎖して、１カツトオフボート
１１の低圧側のポンプ室Ｃ内への連通を遮断し圧力室６
内の燃料圧力を封入して、圧送行程にあるプランジャ１
の燃料圧送を可能とするが、プランジャ１が図で右行し
て圧送行程終期に至ると前記カットオフボート１１がコ
ントロールスリーブ１００図で右端面から外れて低圧の
ポンプ室Ｃ内に連通されもって圧力室６内の圧力をポン
プ室Ｃ内にリリーフし、それ以上プランジャ１が図で右
行しても燃料圧送が行われないようになっている。

従って送油量は送油期間によって制御されるが、該送油
期間はカットオフボート１１の開放時期即ちコントロー
ルスリーブ１０の軸方向位置によって制御されるから、
コントロールスリーブ１０を図で右行させる程送油量が
増大することになる。

ここでコントロールスリーブ１０は、図示しないアクセ
ルペダルの踏角に応じたばね力と機関回転速度に応じて
変化する遠心力を利用した図示しないガバナ装置の作用
によシレバ−１２を介してその軸方向の位置制御がなさ
れる。

尚コントロールスリーブ１０の位置制御を、アクセルペ
ダル踏角、機関回転速度及び機関冷却水温度等の機関運
転状態に応じ制御装置を介して電子制御することも良く
知られている。

また従来のものにカムディスクの代りに内面カムリング
を用いて、該内面カムリングに回転摺接する複数のプラ
ンジャを内面カムリングの牛径方向に往復動自由に配設
し、該プシンジャの往復動によりポンプ作動をさせるタ
イプの分配型燃料噴射ポンプも知られているが、このよ
うなポンプにおけるプランジャ回転用のロータリシャフ
トに前記と同様なカットオフボートを開設し、該カット
オフホートラコントロールスリーブによって圧送終了時
期を制御するものも知られている。

かかる従来のコントロールスリーブ利用の分配型燃料噴
射ポンプにあっては、噴射終了時における噴射弁部の燃
料吸い戻し作用を行って良好な噴射切れを図るために配
設されたデリバリバルブが、逆に燃料圧送の大きな流路
抵抗となって圧力を損失し、燃料噴射圧力を低下させて
燃料の霧化特性ひいては燃焼特性を悪化させるという大
きな不都合を有するものであった。

そこでデリバリバルブを排除して上記不都合を解消しよ
うとした燃料噴射ポンプも提案されている。

このようなものでは、燃料噴射終了時、コントロールス
リーブからカットオフボートが外れると、流路抵抗とな
るデリバリバルブが存在しないことから、第２図点線で
示すように噴射弁及びこれと燃料噴射ポンプとを接続す
る噴射管内の圧力（管内圧力Ｐｔ　）が急激に立ち下が
ることになる。この特性線噴射圧力を高圧化するのに極
めて鳴動に作用する。即ち、高い噴射圧力を得るべく設
計しても噴射終了時の噴射圧力立ち下がシが急激になさ
れるから噴射切れが良くかつ燃料の彼だれ或いは二次噴
射を抑制できるのである。

しかし、この噴射圧力の急激な立ち下がシ特性を筒内圧
力（燃焼室内圧力）Ｐｃ　との関係から見た場合、噴射
弁の針弁リフトが減少して閉弁し噴射が終了するよりも
早く、管内圧力ｐｔが急激に減少して筒内圧力Ｐｃ　よ
シも低くなってしまう領域Ｍが発生する。囲ち針弁リフ
ト中にＰｃ）Ｐｔの現象が発生する。その結果燃焼室内
のガスが筒内圧力Ｐｃによル噴射管内に逆流して燃料に
侵入し、次期噴射時に該混入したガスが圧縮されてから
燃料と共に噴射供給されるので、噴射時期が遅れ、更に
は噴射立ち上がシ特性が悪化すると共に不整となシ、出
力トルクが低下し、機関変動を招くという不都合が生じ
る。

勿論このような不都合を解消するにはカムディスク（若
しくは内面カムリフト）のカム山の立ち下が９を最初は
急激に、そして管内圧力ｐｔが筒内圧力ｐｃ　よりやや
高い時点で緩慢に減少すべくカム山プロフィルを形成す
ればよいことになる。

最初から緩やかに立ち下げると燃料後だれの問題が発生
するからである。しかしかかるカムプロフィルによって
も、前記カットオフボートの連通開口面積が急激に増大
するため噴射終了時の微妙な噴射圧力制御を行うことが
でき力いという不都合がある。

〈発明の目的〉 本発明は上記に鑑みプランジャ往復動用のカムプロフィ
ルを円滑に形成しながらデリバリバルブを排除した部分
の噴射終了時の燃焼室内ガスの逆流を防止することを目
的とする。

〈発明の概要〉 上記目的達成のため本発明では、従来例で述べたプラン
ジャ等の回転若しくは回転と共に往復動する分配部材に
設けたカットオフボートと該カットオフボートの低圧側
への連通・遮断を行うコントロールスリーブとを備え、
送油量がカットオフボートの連通解放時期によシ制御さ
れる分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記分配部材の移
動につれてカットオフボートの有効開口面積が徐々に増
加するように前記カットオフボート及びコントロールス
リーブの形状を形成することを特徴とし、もってカット
オフボートの開放時に圧力室内の燃料圧力が針弁リフト
期間中に筒内圧よシも低下することのないようにする。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例の要部をコントロールスリーブに
よるカットオフボートの開閉制御部について説明する。

他の部分については第１図に示す従来例と同様であるの
で説明の重複を避ける。

第３図及び第４図に示す実施例においては、回転しつつ
軸方向に往復動する分配部材としてのプランジャ１を軸
直角方向に貫通してカットオフボート１１を設け、該カ
ットオフボート１１の、プランジャ１外周面への開口縁
のうち、圧力室６側の縁部をテーパをもってくさび状に
切シ欠き、もって圧力室６から遠去かるにつれて徐々に
プランジャ１外周面からの深さが深くなると共にプラン
ジャ１外周方向に幅広となる開口面半長円状の切シ欠き
凹部２１を形成する。該切シ欠き凹部２１はカットオフ
ボート１１の開口の半周に亘るようにしである。

従ってプランジャ１が圧送行程において図で右行すると
、送油終了時期にまず切シ欠き凹部２１の先端がコント
ロールスリーブ１０の図で右端面から露出し、徐々にそ
の露出量が増大してカットオフボート１１が全部開放さ
れ、圧力室６内の圧力をリリーフして送油を終了し噴射
が終了される〇かかる燃料噴射終了領域において、切シ
欠き凹部２１が徐々Ｋｊｌ出することから、カットオフ
ボート１１の有効開口面積が徐々に増加する結果、第２
図に一点鎖線で示す如く、噴射弁の開弁リフト状態で圧
力室６内の圧力即ち管内圧力ｐｔが筒内圧力Ｐｃ　よシ
も低くなることはない。よって燃焼室内の高圧ガスが噴
射弁及び噴射管内に逆流してくるおそれがなくなり、次
期燃料噴射時に噴射弁及び噴射管内のガスが圧縮される
ことによる噴射時期遅れが防止されトルク不足が回避さ
れると共に、噴射時期変動に基づくトルク変動を防止し
、燃焼不良による燃費並びに排気エミッションの悪化を
防止できる、 上記噴射終了時の噴射率曲線の立ち下がシ程度は、前記
切シ欠き凹部２１の形状、深さを適当に形成することに
よ〕任意のものを得ることができる。切シ欠き凹部２１
の変形態様は例えば第５図〜第９図に示す如くである。

第５図に示す第２の実施例における切シ欠き凹部２１Ａ
はプランジャ１の外周面に現われた平面形状及びプラン
ジャ１の軸直角断面共に三角形状としたものである。従
ってこのものはプランジャ１が右行するにつれカットオ
フボート１１の開口面積がプランジャ周方向及び深さ方
向共に増大する形状となる。

第６図に示す第３の実施例はプランジャ軸方向に長い平
面矩形の切シ欠き凹部２１Ｂでアリ、第３図工点鎖線で
示す如く深さが一定となっている。

従ってこのものは切シ欠き四部２１Ｂの開口面の面積増
大によってカットオフボート１１の開口面積が徐々に増
大する構成である。

第７図に示す第４の実施例はカットオフボート１１の開
口縁手内部を含む周方向に長い等しい深さの矩形凹部２
１Ｃに、プランジャ軸方向に延びる３条の平行な溝２１
Ｄを接続したものである。

第８図に示す第５の実施例はカットオフボート１１の開
口部の圧力室側近傍にブリカットオフボー）２１Ｅを開
口し、これをカットオフボート（点線）若しくは圧送通
路Ｔ（実線）に接続したものである。このようにすると
一旦プリカットオフボート２１Ｅがコントロールスリー
ブから離れた段階で圧力室６内の圧力がポンプ室Ｃにリ
リーフされ急に低下するが、プリカットオフボート２１
Ｅの開口面積をカットオフボート１１の開口面積よシ小
さくしておけば、その低下速度は小さいものとなる。

本例では、カットオフボート１１の実質的な有効開口面
積は、当初わずかに開き（プリカットオフボート分）そ
の後カットオフボート１１が開くまでの微少時間は変化
しない。しかしこれもカットオフボート１１の有効開口
面積が徐々に増加する範囲内にみて差しつかえない。

尚第９図に示す第６の実施例に２１Ｆで示す如く上記切
シ欠き凹部は全てコントロールスリーブ１０の端縁部に
形成してもよいことはいうまでもない。

上記各実施例は第１図に示すようなタイプの分配型燃料
噴射ポンプに本発明を適用したものであるが、内面カム
リングでプランジャを半径方向に往復動させてポンプ部
を構成し、該ポンプ部の圧送燃料を、プランジャを収納
して回転する分配部材としてのロータリシャフトに設け
たカットオフボートと該ロータリシャフト外周に嵌挿し
たコントロールスリーブのリリーフボートとを一致させ
て燃料圧送を終了するタイプの分配型燃料噴射ボ率を得
るに難がちるカムプロフィルを簡単な形状にしたまま、
単にカットオフボートの有効開口面積を分配部材の移動
に伴い徐々に増加するようにカットオフボート若しくは
コントロールスリーブ形状を構成する簡単な構成によシ
、噴射終わシ時期の管内圧力の急激な低下を防止し、針
弁リフト中に噴射弁及び噴射管内へ燃焼室内の高圧ガス
が逆流するのを防止することができる。これによって噴
射時期の遅れを防止し、各サイクルの噴射時期並びに噴
射率を安定させ、出力トルクの減少並びに変動を防止し
、燃焼悪化を防止することにより燃費、排気エミッショ
ンの悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分配型燃料噴射ポンプの要部縦断面図、
第２図は本発明と従来例とを比較した噴射率特性曲線図
、第３図は本発明の一実施例を示す分配型燃料噴射ポン
プにおけるプランジャとコントロールスリーブの縦断面
図、第４図は同上のプランジャの要部平面図、第５図〜
第９図は夫々本発明の他の実施例を示すプランジャの要
部平面図である。 １・・・プランジャ（分配部材）　　３・・・カムディ
スク　　６・・・圧力室　　８・・・分配ボート　　９
・・・分配Ａ路　　ｔｏ・・・コントロールスリーブ１
１・・・カットオフボート　　１２・・・レバー　　２
１゜２１Ａ、２１８Ｆ２１Ｆ・・・切シ欠き凹部　　２
１Ｃ・・・矩形凹部　　２１Ｄ・・・溝　　２１Ｅ・・
・プリカットオフボート 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人弁理士　　笹　　島　　富二雄 （Ｐｔ） 第２図 ＴＤＣ７５ｙ２１１＆ 第３図 １１１ 第６図　　　　　　第７図 第９図　　　　　　　第８図 ０１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプ部の圧力室に連通ずる分配ボートとカットオフボ
   ートとを外周一部に開口させかつ回転若しくは回転しつ
   つ往復動する分配部材と、該分配部材の外周に摺動自由
   に嵌合されかつ前記カットオフボートと低圧側とを連通
   ・遮断するためのコントロールスリーブと、を備え、送
   油量が前記カットオフボートの連通解放時期にょシ制御
   される分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記カットオフ
   ボートとコントロールスリーブとの形状を、前記分配部
   材の移動につれて該カットオフボートの有効開口面積が
   徐々に増加するように形成したことを特徴とする分配型
   燃料噴射ポンプ。