JPS5945812B2 - ディ−ゼル機関の燃料噴射ポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ装置に関
し、詳しくは、ディーゼル機関の運転中、負荷等機関運
転状態の変化に応じて、燃料噴射時期を変更可とするボ
ッシュ型燃料噴射ポンプを備えた装置に関する。

一般ｔこ、ディーゼル機関は、定格出力、定格回転数で
、最良の燃焼状態が得られるように、燃料噴射時期を調
整しているため、部分負荷、回転数のもさでは、燃費及
び排気煙濃度が悪化するのが通常である。

また、使用燃料によっても、同様の結果となり、これら
の場合には、噴射時期を変更する方がよい。

従って、起動時及び運転中、機関の回転数、負荷あるい
は使用燃料により、自由に噴射時期を変更できるものが
要求される。

従来、この種燃料噴射ポンプ装置には、機関運転中、負
荷の変化により噴射時期を変更できるものとして、頂部
切欠き（逆リード形）プランジャを備えた形式のものが
あるが、このものでは、ある負荷に対応する噴射時期が
、一つじか採れない構造となっているため、自由に噴射
時期を変更できない、という欠点がある。

出願人は、この欠点を解消するものとして、先に実願昭
５５−５６４３９号「ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ
装置」を提供したが、このものでは、機関の気筒毎に設
けられた燃料噴射ポンプの数だけ、タイミングラック及
びレバー機構等をふくむ噴射時期１調節弁装置を、ポン
プと一体に取り付けることが余儀なくされ、更に、各気
筒毎の上記レバー機構と、センサーや制御機構とを、連
絡するタイミング爾ツドの設置が必要とされる等、噴射
時期調節弁装置の全体構造として、非常（こ大がかりな
ものとなり、しかも複雑な機構とならざるを得ない。

この発明の目的は、この出願の出願人と同一の出願人に
係るさきの考案を更に改良し、上記従来のもののような
欠点等のない、ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ装置、
を提供することである。

この発明（こよるものは、 「ディーゼル機関の運転中、負荷等機関運転状憩の変化
ｉこ応じて、燃料噴射時期を変更可とするボッシュ型燃
料噴射ポンプを備えた装置ｔこおいて、上記噴射ポンプ
Ａ及び燃料噴射弁Ｃが連結される噴射油路り途上の適宜
固定部Ｅと、噴射ポンプＡの１駆動系吉は別系、かつ別
設態様（こある噴射時期変更装置Ｂの接続部Ｇとを、制
薗油王経路Ｈで連通連結する。

一方、接続部Ｇが固定される噴射時期変更装置Ｂの弁体
３ｔこシリンダＪを設け、 シリンダＪには、その底部３３からばね５で付勢されて
、シリンダＪ内に摺動可で、かつ接続部Ｇに対向する制
御弁２を油密嵌装し、 他方、機関運転中、燃料噴射時期が任意に変更可となる
よう（こ、運転状態を監視検出可とするセンサー７が機
関の適所に備えられると共に、センサー７からの指令に
より作動する制御機構８と、制（財）機構８の作動によ
り回転が与えられ、しかも、シリンダＪとは実質南部３
４で隔てた弁体３の一部へ、回転可に支持されている偏
心軸９と、偏心軸９に当接されると共に、制御弁２と対
向する方向へ、弁体３の実質南部３４の軸受穴３９に摺
動自在ｔこ、嵌装された制御棒４とを設け、機関運転状
態（こ対向し、任意の或位置に制御された制御棒４の端
面３５から、間隙Ｓを隔てた制御弁２の作動によって、
噴射時期変更装置Ｂのシリンダ室６の容積が、間隙Ｓ行
程分だけ増減可に制御され得るように構成した、」 ことを特徴とする。

□以下、この発明による燃料噴射ポンプ装置を
、図ｔこ従って説明する。

第１図では燃料噴射開始前の状態が示される。

図中、Ａはいわゆるボッシュ型燃料噴射ポンプで、この
ものは、ポンプ体１０、プランジャ１１、バレル１２、
吐出弁１３、吐出弁はね１４、吐出弁室１５、コントロ
ールラック３６、コントロールピニオン３７、タペット
２６及び戻しはね３８等の主要素ｌこより構成される。

Ｃは燃料噴射弁で、このものは針弁噴口をもつノズル１
６、及びノズルホルダ１７Ｆこより構成される。

Ｄは噴射油路で、このものは燃料高圧管１８、吐出弁室
１５、プランジャ室１９を結ぶ油系で構成される。

Ｂは噴射時期変更装置で、このものは、噴射ポンプＡの
駆動系とは別系で、しかも別設態様（こあるものとされ
る。

また、噴射ポンプＡ及び燃料噴射弁Ｃが連結される噴射
油路り途上の適宜の固定部Ｅと、装置Ｂの接続部Ｇとは
、制菌油圧経路Ｈで連通するこさが必要さされる。

噴射時期変更装置Ｂは、その構造上、弁体３をもち、弁
体３（こけ、その頭部側ｔこ凹所としてシリンダＪが設
けられ、そのシリンダＪへ弁ガイド２０がはめられる。

弁ガイド２０は、図の上方側から接手２１により固定さ
れ、接続部Ｇが形成される。

また、弁ガイド２０には、その中心部へ制御弁２が、摺
動自在に油密嵌装され、シリンダＪの底部３３から付勢
されたばね５によって、接手２１に対向するものとされ
る。

図中、制御弁２の頭部き、接手２１の下端部との間で形
成される空間は、シリンダ室６とされる。

シリンダ室６は、制御柚子経路Ｈ１例えば図示のような
、接続部Ｇ内の油路、連絡管路１ａ、油路２２，２３を
経由して、噴射油路Ｄ、例えば図示のような、プランジ
ャ室１９と連通される。

なお、制御油田経路Ｈ途上には、図示を省略するが、適
宜空気抜きが設けられる。

一方、シリンダＪの底部３３から、図中下方へ向けて、
弁体３の実質南部３４に、軸受穴３９が設けられる。

４は制御棒で、このものは、制御弁２と対向する図中下
方ｔこ位置し、軸受穴３９へ上下摺動下に嵌装されると
共に、図中その下端面が偏心軸９に当接するものとされ
る。

偏心軸９は、適当な偏心量Ｆをもつものとされ、シリン
ダＪとは実質南部３４で隔てた弁体３の−部へ、回転量
に支持される。

偏心軸９の回転作動に伴なって、制御棒４は任意の位置
にセットされると共に、制御棒４が図中上方へ変位する
際、制（財）棒４の端面３５と、制御弁２の端面４０と
の間で、間隙Ｓカ５形成され、この間隙Ｓは制御弁２の
作動行程になるものとされる。

従って、シリンダ室６の容積は、間隙Ｓ相当分だけ、機
関（図示省略）の運転状況に対応し、その都度、自動的
に変化し制（財）自在になるものとされる。

なお、図示は省略するが、シリンダＪ内のドレンは、大
気へ開放可とされる。

８は制御機構で、このものは機関の運転状態を、監視検
出可とするセンサー７からの指令により作動される。

制御機構８の作動により、このものと機械的に連系が与
えられる機構を経て、偏心軸９が自動的（こ操作される
。

すなわち、センサー７は、機関のある運転状態での室温
、吸気温度、負荷、回転数、冷却水温、燃料種類等を、
それぞれ電気的に検出できるものとされ、機関の適所に
設けられる。

各センサー？ａ、７ｂ、７ｃ・・・の電気信号は、制御
機構８としてのコントロールボックス２４及びアクチュ
エータ２５に対し、機械的動作を与えるように送られる
。

この機械的動作は、例えは、「センサー７→コントロー
ルボツクス２４→ガバナモーク４１→ウオームギヤ４２
→偏心軸９→制商ｊ棒４」という系１・こより行われる
。

この動作中、ガバナモータ４１の指令を受けて、ウオー
ムギヤ４２は適量回転作動し、この回転量が偏心軸９へ
伝達される。

なお、センサー７及び制御機構８の全体あるいは一部が
、油圧その他の形式のものに置き換えられてもさしつか
えない。

次に作用を説明する。

機関の運転中、タペット２６が燃料カム２７のリフトで
上昇し、これによりプランジャ１１が突き上げられ、燃
料吸込口２８が閉じられると、同時に、すでに燃料送油
ポンプ（図示省略）から、管路及び接手２９を経て、バ
レル１２内のプランジャ室１９へ充満している燃料は、
プランジャ１１の図中上昇に伴ない圧縮される。

一方、吐出弁１３は噴射油路り内の残留油圧力により閉
じられていて、プランジャ室１９から圧送された燃料は
、制御油圧経路Ｈすなわち、耐絡２３．２２、連絡管路
１ａ及び接続部Ｇ内の油路を経て、シリンダ室６へ送り
込まれる。

これに伴ない、制御弁２は、間隙Ｓだけ、ばね５の伸張
力に抗して図中下降し、その端面４０が制御棒４の端面
３５に当って停止するまで、燃料がシリンダ室６へ流入
される。

制御弁２の停止段階から、プランジャ室１９内の燃料油
圧力は急上昇を始め、噴射油路り内の残留油圧よりも高
くなると、吐出弁１３は開き、更に燃料油圧は上昇し、
ノズル１６の開弁圧力まで高められると、燃料噴射が開
始される。

上記の通り、燃料噴射始めの時期は、間隙Ｓすなわち、
制（財）弁２が制御棒４に当接するまでの行程により決
定される。

従って、制御機構８の作動によって、偏心軸９が、適宜
任意の範囲内で、回転を与えられることにより、偏心軸
９と当接する制御棒４も、同様に適宜任意の範囲内で、
図中上下に移動させられることとなり、これに伴ない、
燃料噴射時期が所望の時期に変更可とされる。

この場合、負荷、回転数、室温、吸気温、水温及び使用
燃料等のそれぞれのセンサー？ａ、？ｂｙ７ｃ・・・が
、機関運転状態を各々の部位で検出し、制御機構８を作
動させるのに従って、偏心軸９が回転させられ、これ（
こより制御棒４が所望範囲内で、上記の通り移動させら
れる。

この制御棒４の移動を与えるため、予め、例えば、高負
荷時には噴射始めを早くし、低負荷には噴射始めを遅く
する等、最適噴射時期設定のための操作が、センサー７
及び制御機構８群で行われる。

すなわち、上記噴射始めを早くする場合、間隙Ｓが小と
なるため、クランク角度にして、当該所望範囲は大きく
採る方向（上死点位置からみて前進させる方向）となり
、また、噴射始めを遅くする場合、間隙Ｓが犬となるた
め、クランク角度にして、同範囲は小さい方向（上死点
位置からみて後退させる方向）となるようにするものと
される。

プランジャ１１による燃料油の吐出が終ると、燃料高圧
管１８の内圧が下がり、ノズル１６の噴口からの燃料噴
射は終わる。

噴射が終ると、吐出弁１３が閉じ、燃料高圧管１８内の
燃料油圧は、残留圧力と・して一定に保たれる。

また、プランジャ１１による吐出が終り、プランジャ室
１９の圧力が下がると、制御弁２を押圧していたシリン
ダ室６の圧力は下がる。

これに従って、ばね５の伸張により制御弁２は図中上昇
し、燃料が接続部Ｇ内の油路、連絡管路１ａ、油路２２
，２３を経由して、プランジャ室１９へ戻され、よって
、制御弁２は、元の位置へ戻される。

また、第１図実施例による制御油圧経路Ｈの系が、一部
置き換えられた場合の第２図実施例を説明すれば、次の
通りである。

１ｂは連絡管路、３０は浮動ピストン、３１はばね、３
２は逆止弁、４３はシリンダ、４４は接手である。

浮動ピストン３０は、ばね３１により図中左方へ付勢さ
れ、噴射ポンプＡの固定部Ｅの一部と、接手４４とが結
合されたシリンダ４３内へ、摺動自在に油密嵌装される
。

なお、この場合ばね３１は、プランジャ１９側とは浮動
ピストン３０をはさんで反対側（こ、縮装することが必
要きされる。

また、第１図のものの場合、燃料高圧管１８を接続して
いる吐出弁室１５を備えたものが、固定部Ｅとされたの
に対し、第２図のものの場合、吐出弁座を備えたものが
固定部Ｅとされる。

この場合、プランジャ室１９と吐出弁１３の間を油路２
３により隔て、油路２３はシリンダ４３と連通される。

実際的には、油路２３を含む固定部Ｅとしては、第２図
実１症例ｔこ限定されることなく、種々の態様が考えら
れる。

例えば、図示は省くが、固定部Ｅが接手４４と共に、噴
射ポンプＡの中心上を外れて位置する場合である。

この場合には、プランジャ室１９の直上の吐出弁１３へ
、油路２３が連通される、という第２図のもののような
構造をとらないで、油路２３は適宜曲折したものとして
形成される。

また、この例によれば、噴射ポンプＡの中心を外れる固
定部Ｅに、吐出弁１３が設けられる。

接手４４には、ばね３１側のシリンダ４３と連通ずる油
路４５が設けられ、油路４５は、接手４４と接続部Ｇ間
を結ぶ連絡管路１ｂへ、連通ずるものとされる。

従って、第２図による制御油圧経路Ｈは、第１図の場合
の燃料油に替えて、潤滑油が使用され、接続部Ｇ内の油
路→連絡管路１ｂ→油路４５→（浮動ピストン３０）→
油路２３により形成される。

なお、連絡管路１ｂの途中から、逆止弁３２を介して、
機関の潤滑油系統のシステム油管路へ向けて、分岐管路
が設けられる。

よって、油は浮動ピストン３０により仕切られ、噴射ポ
ンプＡ側には燃料油、ばね３１側には潤滑油が用いられ
る。

第２図の実施例による場合の作用は、制御油圧経路Ｈが
一部異なることによる作用の相違を除いて、第１図のも
のの場合と同じであるので、説明を詳略する。

上記作用の相違点は、次の通りである。

すなわち、プランジャ１１がカム２７により突き上げら
れ、プランジャ室１９内の燃料油圧力が上昇すると、燃
料油？ｔ ？［ｍ ２３を経て、浮動ピストン３０を図
中左行させ、これに伴ない、ばね３１側の潤滑油は、油
範４５、連絡管路１ｂ、接続部Ｇ内の油路を経て、噴射
時期変更装置Ｂのシリンダ室６へ送り込まれる。

また、プランジャ１１ｒこよる吐出が終り、プランジャ
室１９内の圧力が下がると、浮動ピストン３０は、はね
３１の反発力により、図中左行する。

従って、接続部Ｇ内の油路、連絡管路１ｂ、油路４５を
経て、シリンダ室６の油圧が下がり、制（財）弁２は図
中上昇して、元の位置へ戻される。

更に、機関運転中、噴射時期変更装置Ｂ及び制御油圧経
路Ｈ内の酸成分から、たとえ、わずかの潤滑油が漏洩し
て、不足するようなことがあった場合でも、機関のシス
テム油管路→分岐管路→逆止弁３２→連絡管路１ｂ、と
いう系を経て、潤滑油は自動的に補給され、常に所定量
が系内に保持される。

なお、第１図の場合と同様、油路４５、連絡管路１ｂ、
接続部Ｇ内の油路という系途上ｔこけ、適宜空気抜きが
設けられる。

一方、噴射時期変更装置Ｂの実際的な例としては、まず
、制御弁２（！：制薗棒４の一対を、弁体３内（こ設け
ると共（こ、気筒毎の各噴射ポンプＡと連通ずる連絡管
路１を一本にまとめ、接続部Ｇの一つの接手２１へ連通
連結させる場合である。

他の例としては、制御弁２と制（財）棒４を対とする気
筒数分を、連部形式の弁体３内ｔこ設けると共に、気筒
毎の各噴射ポンプＡと接続部Ｇの各接手２１を、それぞ
れの連結管路１で連通連結させる場合である。

以上の通り、この発明によるディーゼル機関の燃料噴射
ポンプ装置によれば、燃料噴射時期を変更可とした装置
を、ボッシュ型燃料噴射ポンプの１駆動系とは別系、か
つ別設態様の下に配置すると共（こ、噴射ポンプと連絡
管路を基本にして形成された制御油圧経路で連通連結さ
せることをこより組み合わせ、センサーの指令に基づい
て、最適噴射時期となるよう偏心軸を適宜作動させる構
成としたことにより、あらゆる機関運転条件に最も適し
た燃料噴射時期を、燃料吐出量に関係なく、機関運転中
、任意に変更可となるよう（こ容易に設定できるため、
噴射時期が一つしか選べない構造の上記従来のものの欠
点を解消できる。

また、特に、制御油圧経路及び偏心軸を設けたことによ
り、噴射時期変更装置をポンプと一体に取り付け、レバ
ー機構やロンド群の設置を必要として、装置全体の構造
が、非常ｔこ大がかりで複雑なものとならざるを得なか
った、上記実願昭５５−５６４３９号のものの問題も、
あわせて解消できる。

更に、第２図の実施例によれば、低質燃料油を使用した
場合でも、噴射時期変更装置の予熱や加熱が不要となる
等、燃料噴射ポンプ装置として、されめて効果の太きい
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による燃料噴射ポンプ装置を示す断面
図、第２図；は第１図による実施例装置の一部を置換し
た他の実施例装置を示す断面図、第３図は第１図及び第
２図に示す装置の制御機構を表わした概要説明図である
。 Ａ・・・−・・ボッシュ型燃料噴射ポンプ、Ｂ・・・・
・・噴射時期変更装置、Ｃ・・・・・・燃料噴射弁、Ｄ
・・・・・・噴射油路、Ｅ・・・・・・固定部、Ｇ・・
・・・・接続部、Ｈ・・・・・・制御油圧経路、Ｊ・・
・・・・シリンダ、Ｓ・・・・・・間隙、２・・・・・
・制御弁、３・・・・・・弁体、４・・・・・・制御棒
、５・・・・・・ばね、６・・・・・・シリンダ室、７
・・・・・・センサー、８・・・・・・制御機構、９・
・・・・・偏心軸、３３・・・・・・底部、３４・・・
−・・実質内部、３５・・・・・・端面、３９・・・・
・・軸受穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ディーゼル機関の運転中、負荷等機関運転状態の変
   化に応じて、燃料噴射時期を変更可とするボッシュ型燃
   料噴射ポンプを備えた装置において、 上記噴射ポンプＡ及び燃料噴射弁Ｃが連結される噴射油
   路り途上の適宜固定部Ｅと、噴射ポンプＡの、駆動系と
   は別系、かつ別設態様にある噴射時期変更装置Ｂの接続
   部Ｇとを、制御油圧経路Ｈで連通連結する一方、 接続部Ｇが固定される噴射時期変更装置Ｂの弁体３ｆこ
   シリンダＪを設け、 シリンダ、Ｈこは、その底部３３からはね５で付勢され
   て、シリンダＪ内に摺動町で、かつ接続部Ｇに対向する
   制御弁２を油密嵌装し、 他方、機関運転中、燃料噴射時期が任意に変更可となる
   ように、運転状態を監視検出可とするセンサー７が機関
   の適所に備えられると共（乙センサー７からの命令によ
   り作動する制菌機構８と、側頭ｊ機構８の作動により回
   転が与えられ、しかも、シリンダＪとは実質山部３４で
   隔てた弁体３の一部へ、回転町に支持されている偏心軸
   ９と、偏心軸９に当接されると共に、制御弁２と対向す
   る方向へ、弁体３の実質山部３４の軸受穴３９に摺動自
   在（こ、嵌装された制御棒４とを設け、機関運転状態（
   こ対応し、任意の或位置に制御された制御棒４の端面３
   ５から、間隙Ｓを隔てた制４１弁２の作動によって、噴
   射時期変更装置Ｂのシリンダ室６の容積が、間隙Ｓ行程
   分だけ増減可に制１ａｉｌｌされ得るように構成した、 ことを特徴とする、ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ装
   置。