JPS594539B2 - 燃料噴射ポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関に燃料を供給する燃料ポンプ装置に関
するものである。

この燃料ポンプ装置は噴射ポンプと、噴射ポンプに加圧
燃料を供給する送りポンプと、包囲体内に配置１ルた軸
線方向に可動の部材と、前記部材と包囲体により画成し
た調節自在のオリフィスを備え、前記オリフィスの寸法
は噴射ポンプにより各噴射ストロークで機関に供給され
る燃料量を決定するものであり、また前記部材の一端に
作用して前記部材を軸方向に押圧して前記オリフィスの
寸法を減少させるように働く旋回自在の遠心重量体と、
前記部材を前記重量体の作用に反対して押圧するように
作用するカバナーばねと、前記はねにより及ぼされる力
を変えるための運転者により調節自在の装置を備え、前
記重量体、はねおよびオリフィスが一緒になってガバナ
ーを構成して、運転者により調節自在の装置の設定に応
じて関連した機関の速度を制御するように配置したこと
を特徴とする。

かかる装置を使用すれば、運転者が前記調節自在装置を
動かして機関速度を増大させるとき、オリフィスの寸法
が急速に増大する。

このようになれば、低機関速度で機関の燃料超過供給が
起り、問題が生じることになる。

本発明の目的は燃料超過供給の生ずる危険性を最少限度
とする上記の如き装置を提供することにある。

本発明によれば、この種の装置は前記重量体の旋回用の
反動部材と、弾性装置とを備え、前記弾性装置は反動部
材を押圧し、前記ガバナーばねに抗して旋回させるよう
に作用するものであり、またガバナーばねにより及ぼさ
れる力が増大したとき前記弾性装置の作用に抗する反動
部材の運動速度を制限するために作用するダッシュポッ
トを備えている。

本発明の燃料ポンプ装置の１実施例につき添付図面を参
照して説明する。

第１図を参照すれば、本発明装置は回転円筒状ディスト
リビュータ部材１０をその中に支承している主体部を有
し、前記ディスｌ−ＩＪピユータ部材は７個の部分に分
割して示している。

このディストリビュータ部材は該装置を組合わせた機関
と同期して駆動されるものであり、このディストリビュ
ータ部材の１点には１対の往復動可能のポンププランジ
ャ１２を取付ける横断延長する孔１１が形成されている
。

この点でディストリビュータ部材を囲んでいるのは環状
カムリング１３であり、これはその内周に複数対の正反
対に位置したカム突出部をもつ。

カム突出部は夫々ローラを介して、ディストリビュータ
部材の回転に依りポンププランジャ１２を内方に動かす
ように作用し、これにより横断孔１１内に含まれた燃料
を放出するように作用する。

ポンププランジャ１２はカム突出部と共に噴射ポンプを
構成する。

横断孔１１はディストリビュータ部材内に延びる通路１
６と連通ずる。

１点でこの通路は外方へ延びる放出通路１４と連通し、
この通路１４はディストリビュータ部材が回転するにつ
れて主体部に形成された複数個の出口ボート１５と整列
するようにされる。

それらの出口ポートは使用に際して関連した機関の噴射
ノズルに夫々連結される。

通路１６は逆止弁１７により通路１８と連結し、この通
路は回転弁２０を用いて滑動自在のシャトル１９を含む
孔の一端と連通させることができる。

孔の上記一端は他の時間には後述する如く、回転弁２２
により送り通路２１と連通させることができる。

シャトル１９を含む孔の他端は回転弁２３を用いて高圧
の燃料源と、または回転弁２４により低圧の燃料源と連
通させることができる。

弁２０゜２２．２３，２４はディストリビュータ部材１
０内にまたはその上に形成され、勿論機関と同期して駆
動される。

更にディストリビュータ部材上に取付けられているのは
回転翼型の送りポンプ２５であり、これは入口２６と出
口２７をもっている。

入口２６は１対のフィルタユニット２８，２９により燃
料供給源と連通しており、吸上げポンプ３０を備えて、
送りポンプへの燃料供給を確実となす。

送りポンプ２５の出口圧力は逃し弁３１により制御され
る。

その機能については後述する。送りポンプの出口２７は
通路３４ａにより弁２３と連通ずる。

この目的については既に説明した。本発明装置の作用は
次の如くである。

装置各部が第１図に示す位置にある状態で、燃料は送り
ポンプの出口から弁２３を経てシャトル１９を含む孔の
前記他端（図に於て下端）に流れている。

シャトル１９は孔の前記一端（図に於て上端）に向って
内方に動かされている。

それ故燃料は孔のこの一端から送出されて、回転弁２０
と逆止弁１７を経て通路１６へ、特に孔１１へ流れる。

プランジャ１２はそれ故シャトル１９により送出された
燃料量に依存する分量だけ外方へ動かされる。

ディストリビュータ部材の回転が続いている間、通路１
４は出口ボート１５と整列する位置にもってこられ、こ
の整夕１ルた期間中、プランジャ１２は内方へ動かされ
、そして燃料は孔１１から適当な機関シリンダへ移され
る。

またこの時間中回転弁２０と２３は閉鎖され、弁２２と
２４は開かれて、燃料は今やシャトル１９を含む孔の前
記一端に流れ、シャトルはそれ散孔の他端に向って外方
へ動かされる。

シャトルを含む孔へ供給される燃料量は後述する調整弁
３３により制御される。

それ故この調整弁は注入ストロークの間に噴射ポンプに
供給される燃料量を、それ故噴射ポンプの各噴射ストロ
ークで関連した機関へ供給される燃料量を決定する。

ディストリビュータ部材の回転が継続する間、上記過程
が繰返され、燃料は機関シリンダへ供給される。

シャトル１９が各噴射ストロークで該装置により供給で
きる燃料の最大量を決定することは明らかであろう。

燃料の最大量は機関の速度に応じて変化して、最大燃料
特性を与える。

この目的のため、シャトルの最大動程は機関の速度に応
じて変化するように作られる。

シャフト１９はばね負荷ピストン３５上に形成されたカ
ム表面３４と協働できる延長端部を備える。

ピストンは通路３６によりシリンダの一端へ加圧供給さ
れる燃料によりそのばね作用に抗して動くことができる
。

この通路３６へ供給される燃料の圧力は該装置を駆動す
る速度に依存する。

この点については後述する。ピストン３５の軸方向設定
は関連する機関の速度に依存し、そのため、シャトル１
９の許容される動程もまた機関速度に依存する。

またサーボピストン３９の形式の流体圧作動部材が設け
られる。

これは合くぎを用いてカムリング１３に連結される。

ピストン３９ははね負荷サーボ弁３８を中に配設した孔
を有する。

このサーボ弁３８はピストン３９を含むシリンダの一端
にまたそこから加圧された燃料を入れまた出す作用を制
御する。

加圧された燃料は送りポンプの出口２７から得られ、サ
ーボ弁３８は導管４５内にある圧力を受ける。

この圧力が増大するにつれて、サーボ弁３８は第１図に
示す如くそのはね負荷の作用に抗して左方へ動かされ、
サーボピストン３９はこの動きに追従し、これによりカ
ムリング１３を角度的に動かし、機関の燃料噴射のタイ
ミングを変える。

次に調整弁３３につき説明する。

この調整弁はスリーブ４０をもち、これは該装置の主体
部内に固定されている。

このスリーブ内に取付けられている軸方向に可動の棒部
材４１は一端で重量体機構４３による作用を受ける。

前記機構については第２，３図により以下で詳細に述べ
るが、これは機関を駆動する速度に正比例する速度で回
転させられる１対の遠心重量体を含んでいる。

棒部材４１内に軸方向に延びているのは孔４６であり、
この孔は重量体機構に隣接したその一端をプラグにより
閉鎖されている。

更にその両端間の中間に前記孔は絞り部４７を備える。

その反対端で、孔４６は弁部材４８によりさえぎられて
いる。

弁部材４８はコイル圧縮ばね４９により負荷されている
。

このコイル圧縮ばねの反対端は可動衝接部材５０を含む
調節装置に掛合している。

その軸方向設定、従ってばね４９により及ぼされる力は
車輌の制御ペタルに連結されたカム５１により調節する
ことができる。

プラグにより閉鎖される孔４６の部分は導管４５と定常
的に連通しており、このことは棒部材４１に形成された
円周みぞ５２により達成される。

このみそはスリーブ４０中のポートと不断に連通し、導
管４５と連通している。

孔４６の他端は絞り部５３を経て棒部材に形成した他の
円周みぞ５４と連通している。

更に、スリーブ４０に形成されているポート５５は通路
２１と連通する。

ポート５５は次のように位置定めされる、すなわちみぞ
５４はこのポートと部分的に整合して調節自在のオリフ
ィスを画成する。

そしてこのオリフィスを通して燃料が送りポンプ２５か
ら噴射ポンプへ流れることができるようにする。

送りポンプの出口２７は円周みぞ５４と不断に連通して
いる。

孔４６の右側部分は他の円周みぞおよびポート５６によ
り通路３６と不断に拘束されない連通をなしている。

前記通路３６はピストン３５を含むシリンダの一端と連
結している。

更に、ポート５６は逃し弁３１の、弁部材５８にて負荷
を与えるばねを含むチャンバと連通している。

ばね５７は弁部材５８を閉鎖位置に向って押圧する。

この閉鎖位置では燃料は送りポンプの出口から流出しな
い。

最後に、スリーブ４０には１対の離隔した連通ずるポー
ト５９，６０が形成されている。

ポート５９は円周みぞ５４と断えず連通し、ポート６０
は棒部材４１の軸方向位置に依存する可変量が得られる
ように円周みぞ５２と合うことができる。

ポート６０と円周みぞ５２は絞られたオリフィスを構成
する。

運転に際して、棒４１の軸方向設定は機関を駆動する速
度に依存する。

機関速度が増大するにつれて、重量体機構４３の重量体
は第１図に於て右方に向って棒部材４１を動かす。

この移動は勿論はね４９の作用に抗して起る。

前述の如くばね４９により及ばされる力は変えることが
でき、もしばね力が増大すれば、所定の機関速度では棒
部材は重量体の作用に抗して左方へ向って動く。

この動きの結果、通路２１および送りポンプの出口２７
と直列に配列したオリフィスの有効寸法は増大し、その
ため機関に供給される燃料は増大する。

孔４６の右側端にある燃料圧力は絞り部５３および弁部
材４８に依り機関が駆動される速度の２乗に比例する。

実際上、弁部材４８は孔４６の端から僅かに折離されて
、燃料が絞り部５３を通して流れることになる。

孔４６の右側端の圧力は逃し弁３１の弁部材５８に作用
させられ、この圧力作用を受けた際、この圧力ははね５
７により及ぼされる力を増大させる。

それ故送りポンプの出力圧はＮ２＋にの法則により表わ
される値をもつ。

ここでＮは該装置が駆動される速度、Ｋはばね５７に依
存する定数である。

ポート５５およびみぞ５４により画成されるオリフィス
と共に重量体とはね４９は機関の運転速度を制御するガ
バナーを構成する。

上記装置を使用すれば、もし運転者がばね４９により及
ぼされる力を突然に増大させなけれはならないとすれば
棒部材は直ちに左方へ動いて機関に供給される燃料の量
を急速に増大させる。

低機関速度ではこのことによって機関に一時的に燃料の
超過供給が行なわれるという問題が生ずるが、高速度で
はこの問題は起らない。

即ち、低機関速度でもし機関に供給する燃料の量を突然
に増すと、機関の排気の黒煙量がかなり多くなる。

このようなことは高速度のときには起らない。

最新式のガバナー機構、即ち電子制御式ガバナー機構で
は、低機関速度では供給量の限度が低くなるように機関
に供給できる燃料量を制限するのが普通である。

本発明の如き簡単な構造の機械的ガバナ一方式ではこの
ようになすのは簡単ではなく、ダッシュポットを使用す
るのが１つの方法である。

この方法では、低機関速度での燃料増加率は、複雑な止
め機構等を備えることなしに、制限することができる。

重量体機構４３の構成を詳細に示す第２，３図を参照す
れば、棒部材４１は外方へ延びるフランジ７０を有し、
これに対して重量体６１のつま先（ｔｏｃ）部が当る。

重量体のかかと（ｈｅｅｌ）部は架枠６２に形成した補
足し合う表面に対して回動自在に支持されている。

前記架枠ははビカツプ形をなすが、延長部６３をもち、
この延長部はスリーブ４０の延長部の回りに取付けられ
た歯車６４に連結されている。

歯車６４はディストリビュータ部材１０へ伝動装置によ
り連結されるが便利であり、こうすることにより架枠６
２が機関速度に比例した速度で回転するようにする。

架枠６２は重量体のための反動部材を構成し、軸方向に
可動のばね衝接部材６６中に形成された凹部内にそれ自
身収容される推力部材６５に掛合する。

衝接部材６６は他のばね６７のための凹部を画成し、こ
のばねの他端は該装置の主体部内に定着されたカップ形
部材６８の底壁に対して配置されている。

衝接部材６６とカップ形部材６８はダッシュポットを画
成する。

従って衝接部材はダッシュポットピストンと称すること
ができる。

衝衝接部材（ダッシュポットピストン）６６はダッシュ
ポットからの流体の流量を拘束することのできる絞り孔
６９を備えることが認められる。

また第一部材即ち推力部材６５は中心孔をもち、またこ
の推力部材の端面は切欠きを作られていて、ダッシュポ
ットに入ったり出たりする燃料の流れを可能にする。

送りポンプは内燃機関に燃料を供給しようとする。

ガバナーの６平衡位置″は機関速度が運転者により調節
自在のカム５１の設定により決まる値に達したときに得
られる。

この位置では、ガバナー重量体はばね４９により及ぼさ
れる力と丁度釣合い、機関に供給される燃料量は所望速
度を維持するのに丁度よい量となる。

もし、機関運転者がこの平衡位置での機関速度よりも機
関速度を増したいと考えれば、運転者はカム５１を動か
してばね４９により及ぼされる力を増すようになす。

そうすると、ガバナー重量体はばね４９により及ぼされ
る力が増大するために内方へ移動し、機関に供給される
燃料の量が増す。

機関はその速度を増す。

するとガバナー重量体は機関速度の上昇に依り外方へ移
動して、機関に供給される燃料の量を僅かに減らし、そ
の機関速度を維持するのに丁度よい量となす。

ここで全システム、特にガバナー機構は新しい”平衡位
置″をとることになる。

この平衡位置は、例えば機関に加わる負荷が増すと、乱
される。

即ち機関負荷が増すと、機関速度は低下し、ガバナー重
量体は内方へ移動し、機関に供給される燃料の量を増す
。

結局は、こうしてまた新しい平衡位置に達することにな
る。

コイル圧縮はね６７の強さは次のように定められる、す
なわち低機関速度で、すなわち毎分約４００回転までは
、ばね６７により及ぼされる力は、機関がガバナーが平
衡位置にある状態で回転しているとき、ばね４９により
与えられる力より大きくなるように定められる。

その結果、架枠６２は右方へ最大限度動かされて、第２
図に示す位置を占めるようになっている。

更にこの平衡位置では、重量体６１は第２図に示される
位置から少しだけ外方へ動かされているだろう。

もしここで運転者がスロットルペダルを動かして最大速
度を得るようにすると、勿論即座にはね４９により及ぼ
される力を増大させる効果が生ずる。

このことにより棒部材４１の軸方向移動が生じ、重量体
６１は第２図に示す位置に動かされる。

この位置で、棒部材４１は一時的に停止させられる。

しかしスロットルペダルを完全に押下げてしまうと、ば
ね４９により及ぼされる力はばね６７の力より大きくな
り、それ故ダッシュポットが徐々につぶされる。

ダッシュポットがつぶれる間棒部材４１はばね４９の作
用を受けて動く。

そして正規のガバナー作用が生ずるまで機関へ供給され
る燃料量は漸進的に増大する。

この場合に生ずる燃料の増加率は勿論ダッシュポットの
排出量に関係するオリフィス６９の寸法に依存する。

この寸法は所望の増加率を与えるように選択することが
できる。

更にばね６７の強さは上述のダッシュポット作用が機関
のあらゆる所望の速度までにおいて生ずるように取決め
ることができる。

ガバナーが平衡位置にある状態で機関速度が増大すると
、ガバナーはね４９により及ぼされる力はばね６７によ
り及ぼされる力より大きくなる。

その結果、ばね６７はカップ形部材６８と衝接部材６６
の接触により決まる程度まで圧縮される。

その結果棒部材４１を動かして関連した機関への燃料供
給を増大させるとき上述の２つの部材、即ちカップ形部
材と衝接部材の相対的動きは生じないことになる。

以上より明らかな如く、本発明によれば低機関速度での
燃料増加率はばね４９とばね６７の相対的な強さを制御
することによって制限することができる。

はね６７はダッシュポットに組合わされている。

高機関速度では、ばね４９により及ぼされる力がばね６
７により及ぼされる力より大きくなるように定められる
。

その結果、高機関速度では、ダッシュポットピストン即
ちばね衝接部材６６はばね６７の力に抗してその限界位
置へ移動する。

しかし低機関速度ではばね６７がばね４９よりも大きな
力を及ぼすように定められる。

この結果、ダッシュポットピストン６６は第２図に示す
位置をとる。

今もしはね４９により及ぼされる力が運転者の操作によ
り突然大きくされると、たとえはね４９により及ぼされ
る力がはね６７により及ぼされる力より大きくなっても
、ダッシュポット作用の効果が生じ、ダッシュボッ［・
ピストン６６はばね６７に抗して比較的ゆっくりと動く
ことしかできない。

この結果、機関に供給される燃料の量の増加率が制限さ
れ、このことにより、機関排気中の黒煙量が最少限度に
されるという所望の効果が得られる。

本発明の実施の態様には次のものが含まれる。

（１）反動部材はカップ形状をなしており、複数個の重
量体のための反動部材として働き、前記カップ形部材は
駆動部材に連結されて、カップ形部材が軸方向に可動の
部材の移動軸線と一部する軸線の回りに駆動されるよう
になっている。

（２）第一と第二の部材のうちの他方の部材は前記カッ
プ形部材に掛合する推力部材を収容する。

（３）前記弾性装置は前記ダッシュポットチャンバ内に
配置される。

（４）前記弾性装置はコイル圧縮はねとし、前記他方の
部材は前記ばねのための衝接部材を構成す（５）絞り開
口は前記他方の部材に形成される。

（６）前記弾性装置のたわみを制限するための装置を含
む。

（７）前記弾性装置のたわみは前記第一および第二部材
の衝接部材により制限される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略図、第２図は第１図に示す本
発明装置の一部を断面で示す側部立面図、第３図は第２
図のＡ−Ａ線上でとった断面図である。 １０・・・・・・ディストリビュータ部材、１２・・・
・・・ポンププランジャ、１３・・・・・・カムリング
、１５・・・・・・出口ポート、１６，１８・・・・・
・通路、１７・・・・・・逆止弁、１９・・・・・ウヤ
トル、２０〜２４・・・・・・回転弁、２５・・・・・
・送りポンプ、２６・・・・・・入口、２７・・・・・
・出口、２８．２９・・・・・・フィルタユニット、３
０・・・・・・吸上はポンプ、３１・・・・・・逃し弁
、３４・・・・・・カム表面、３５・・・・・・はね負
荷ピストン、３７・・・・・・サーボピストン、３８・
・・・・・ばね負荷サーボ弁、３９・・・・・・サーボ
ピストン、４０・・・・・・スリーブ、４１・・・・・
・棒部材、４３・・・・・・定量体機構、４６・・・・
・・孔、４８゜５８・・・・・・弁部材、４９・・・・
・・コイル圧縮ばね、５０・・・・・・可動衝接部材、
５２，５４・・・・・・円周みぞ、５３・・・・・・絞
り部、５９，６０・・・・・・ポート、６１・・・・・
・重量体、６２・・・・・・架枠、６３・・・・・−延
長部、６４・・・・・・歯車、６５・・・・・・推力部
材、６６・・・・・・衝接部材、６８・・・・・・カッ
プ形部材、６９・・・・・・絞り孔またはオリフィス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガバナー重量体６１を旋回自在に支持するカップ形
   反動部材６２と、前記反動部材６２を押圧してガバナー
   はね４９に抗して前記ガバナー重量体６１を旋回させる
   ように作用する弾性装置６７と、ダッシュポット６６．
   ６８を備え、前記ダッシュポットはお互に相対的に摺動
   できかつダッシュポットチャンバを画成する第一部材６
   ６及び第二部材６８と、前記ダッシュポットチャンバに
   通じる絞り孔６９からなり、前記第一部材と第二部材の
   うちの一方の部材６８は装置本体部分に固定され、他方
   の部材６６は前記カップ形反動部材６２に連動しており
   、かくして前記ダッシュポット６６．６８がガバナーは
   ね４９により及ぼされる力が増大したとき前記弾性装置
   ６７の反対作用によって反動部材６２の移動速度を制限
   する働きをするようになし、また前記弾性装置６７とガ
   バナーはね４９の相対的な強さを制御することによって
   燃料増加率の制限が低機関速度においてのみ起るように
   なしたことを特徴とする燃料噴射ポンプ装置。