JPS5948304B2

JPS5948304B2 - 蓄圧式燃料噴射装置

Info

Publication number: JPS5948304B2
Application number: JP7594978A
Authority: JP
Inventors: 正福吉
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1984-11-26
Also published as: JPS555419A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は蓄圧式燃料噴射装置の改善に関する。

従来の蓄圧式燃料噴射装置を第１図、第２図及び第３図
に示す。

第１図においで、０１は燃料タンク、０２は加圧ポンプ
、０３は蓄圧室、０４は燃料カム軸、０５は管制弁装置
、０６は燃料噴射自動弁である。

燃料タンク０１の燃料は加圧ポンプ０２にで加圧送出さ
れ蓄圧器０３に高圧にて貯められる。

図示していない機関から取出された燃料カム軸０４によ
り管制弁装置０５が開閉作動し、蓄圧器０３から間欠的
に燃料噴射自動弁０６に高圧燃料を送り出す。

高圧燃料の圧力により自動的に開閉作動する燃料噴射自
動弁０６が、高圧燃料により自動的に開かれ図示してい
ない機関燃焼室内に燃料が間欠的に噴射される。

管制弁装置０５は、第２図に示すように、カム軸０４上
に設けたカム０５２により、揚程制御装置０５３の回転
輪０５４を介して開閉制御弁０５１を往復動させること
により開閉される。

なお、矢印ａは蓄圧器よりの燃料の流れ、矢印すは燃料
噴射自動弁への流れを示す。

揚程制御装置０５３は、その操作により開閉制御弁０５
１の往復揚程を制御し、機関の低負荷時に揚程を小さく
して開弁時期を短かくし、高負荷時には揚程を大きくし
て開弁時期を長くすることにより、燃料噴射自動弁０６
からの燃料噴射量を制御する（第３図参照、なお・同図
中、Ｃはカム角度、Ｌは開閉制御弁揚程、■は噴射率、
ｈは高負荷時、１は低負荷時、Ｓは噴射始めを示す）。

しかし上記従来装置には次の欠点がある。

（１）通常、機関の燃料噴射にかけるべき期間は、最大
出力時でクランク角度で２０〜３０度で、このクランク
角が広くなると機関の性能は悪化する。

このためカム０５２の形状は立ち上り、立ち下りの息な
シャープな形状とする必要があるが製作上困難である。

（２）機関の低負荷時にも規定量の少量の燃料を正確に
制御して噴射する必要があるので、カム０５２の頂部も
非常に尖鋭なものとする必要があり、製作上及び材料の
強度上、この微量噴射の制御は不可能となっていた。

（３）燃料噴射量を制御すべく開閉制御弁０５１の揚程
を変化させると、噴射始めのタイミングも変化する。

通常、機関の要求する噴射始めのタイミングは、燃料噴
射量によらずほぼ一定、あるいは噴射量と共に多少遅ら
せる方力へ燃焼によって筒内に発生する圧力上昇を押え
るという点で好ましいのであるが、従来の方式では、別
途噴射始めタイミングを補正する装置を設けねばならず
゛、しかもそれは容易ではなかった。

本発明の目的は上記の点に着目し、蓄圧式燃料噴射装置
において、微量噴射量時の燃料噴射量の制御が可能であ
ると共に燃料噴射タイミングの制御が容易であり、しか
も製作が容易な管制弁装置を提供することであり、その
特徴とするところは、上部にばね圧で閉弁される開閉制
御弁で区画されかつ燃料蓄圧室と連通した上部弁室と、
中央部に−１−記聞閉制御弁とばね圧で閉弁される押棒
付制御弁とで区画されかつ燃料噴射自動弁と連通した中
央部弁室と、下部に上記押棒付制御弁とプランジャとで
区画されたプランジャ室を形成すると共に作動油の給油
孔と排油孔とを設けたプランジャバレル、外周面に上記
排油孔を開閉する上下の両切欠きリードを設けると共に
カムにより駆動され上昇行程中の上記排油孔の閉鎖期間
に上記プランジャ室の作動油を介して上記押棒付制御弁
をリフトさせて上記開閉制御弁を連動させ上記燃料蓄圧
室よりＬ記燃料噴射自動弁へ燃料を供給するプランジャ
、同プランジャを回動させて上記排油孔の開閉時期を制
御する排気孔開閉時期制御装置を備えたことである。

本発明はディーゼル機関、内燃式バイブロ、フリーピス
トン機関の燃料噴射装置に広く適用できる。

以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
。

第４図は本発明による１実施例の装置を示す断面図であ
る。

図において、１はプランジャバレルで、円筒形をなし下
端部は開口しでいる。

−ｋｌ端部は、上部弁室２を形成すると共に燃料給油孔
３が開口し、図示されていない燃料蓄圧室と連通してい
る。

中央部は中央部弁室４が形成され、燃料送油孔５が開口
し、図示されていない燃料噴射自動弁と連通している。

下端部壁面には作動油給油孔６と排油孔７とが相対して
開口しており、互いにドーナツ状油溜８を介して連通し
ていると共に作動油供給タンクと作動油回収タンクとに
連通している。

なお、矢印ａは蓄圧器がらの燃料の流れ、矢印すは燃料
噴射自動弁への燃料の流れ、矢印Ｃは供給タンクからの
作動油の流れ、矢印ｄは回収タンクへの作動油の流れを
示す。

９はプランジャで、プランジャバレル下端部開口から挿
入されており、側面に切欠きリード１０ａ。

１０ｂを設けて、排油孔７の開閉を行う。

１１は排油孔開閉時期制御装置で、プランジャ９の下端
部に設けられたピニオンと噛合うようにラックが設けら
れていて、プランジャ９を軸心まわりに回動させ、排油
孔７の開閉タイミングを制御する。

１２はカムで、図示されない機関で駆動される燃料カム
軸１２ａにより回転され、プランジャ９に上下運動を与
える。

１３は開閉制御弁で、上部弁室２内に同上部弁室２を区
画するように設けられ、中央部弁室４方向にばね１４で
押圧されている逆止弁である。

１５は押棒付制御弁で、中央部弁室４内に開閉制御弁１
３と共に同中央部弁室４を区画するように設けられ、プ
ランジャ９側にばね１６で押圧されている逆止弁であり
、上端部が開閉制御弁１３下端部と隙間１７を介して接
しており、プランジャ９による押圧油が押し上げられる
と、開閉制御弁１３も押し上げて開弁させるようになっ
ている。

１８はプランジャ室で、プランジャ９の上端面と押棒付
制御弁１５とで区画された部分である。

上記構成の場合の作用について述べる。

第５図は本実施例のプランジャバレルの排油孔７及び開
閉制御弁１３の開閉状況及びこれによって制御される燃
料噴射率の様子を機関のカム軸角度に対して示す。

同図中、Ｃはカム軸角度、Ａ２は排油孔面積、Ａ１は開
閉制御弁面積、■は燃料噴射率を示す。

第４図を参照して第５図について説明する。

（１）まずカム１２の上昇行程にて、プランジャ９
が上昇し切欠きリード１０ａが排油孔７を塞ぐと、プラ
ンジャ室１８の油圧が上がり、押棒付制御弁１５は上方
へ押し上げられる（第５図矢印■）。

（２）押棒付制御弁１５の上端面が開閉制御弁１３の下
端面に接すると、同開閉制御弁１３は押し上げられて開
かれ（第５図矢印■）燃料は中央部−弁室４内に流入す
る。

そして燃料噴射自動弁に送られで、燃料噴射が開始され
る（第５図矢印■）。

（３）次にプランジャ９が更に−Ｌ昇すると切欠きリー
ド１０ｂによって排油孔７が開かれる（第５図矢印■）
。

プランジャ室１８は油溜８と連絡されるから油圧が下が
り、押棒付制御弁１５と開閉制御弁１３とは閉じられる
（第５図矢印■）。

（４）これによって蓄圧器から燃料噴射自動弁への燃料
油の流れが断たれ、燃料噴射が終了する（第５図矢印■
）。

この場合の燃料噴射量［間よαで示される。

（５）燃料噴射量を減少させるどきは、排油孔開閉時期
制御装置１１を操作することにより、排油孔７の閉口期
間が変更され、第５図の破線で示されるようになる。

即ち、噴射量は切欠き１月−ド１０ａと１０ｂとの間の
叶Ｊによってきまるので、この巾が小さくなる方向へ操
作すると、燃料噴射量は減少し、逆にすると増大する。

（６）燃料噴射始めタイミングを変化させるのは、あら
かじめ噴射量に対応する最適のタイミングが得られるよ
うに切欠きリード１０ａの勾配を設定してお・き、あと
は排油孔開閉時期制御装置１１を操作することにより行
う。

第５図では矢印■′に相当する。

なお・、破線で示す場合の燃料噴射期間はβとなる。

本発明による場合は、次に述べるように直動平面カム（
板カム）も使用できる。

即ち、第４図ではプランジャの行程には回転平面力ｌ、
を用いでいたが、これを直動平面力ｌ、（板カム）で置
き換えるものである（第６図参照、２０は板カムを示す
）。

従来装置では開閉制御弁０５１をカムの上昇側と下降側
とで制御しでいるが、往復運動を行う板カムを用いると
、一方側しか制御できないから使用できない（下降側を
設けると噴射が２回行われる）。

本発明による場合は、カムの上昇側しか使用しないので
、板カムを使用することが可能である。

つまり、プランジャを上昇させさえすれば、あとは切欠
きリードで制御されるので、板カムに下降部を設けて下
り行程を加える必要はない。

また、公知のジャーク式燃料ポンプも板カムを使用する
ことができるが次の欠点がある。

（ア）ジャーク式はプランジＡ′を燃料油の加圧に使用
してお・リカムに大きな応力がかかる。

板カムに大きな圧力が加わって焼付くような場合は使用
できない。

本発明では開閉制御弁の開閉のみであるから大きな圧力
はかからない。

（イ）ジャーク式はガバナが必要である。

回転軸のないものにはガバナを設けるのは困難である。

本発明ではプランジＡ′の速度が遅くなると、プランジ
Ａ′の排油孔を塞いでいる期間が長くなりそれだけ噴射
量が多くなるから出力が増用１し、次はプランジャの速
度が早くなる。

、逆にプランジャの速度が速いと排油孔を塞いでいる期
間が短かくなるので、噴射量が少なくなり出力が減少し
、次はプランジャの速度が遅くなる。

即ち、自動ガバナの作用を行ない別にガバナを設ける必
要はない。

即ち、本発明による場合は内燃式バイブＶ７やフリービ
スＩ・ン機関のように往復運動のみで回転を取り出すの
が困難なものにも適用できる。

、上述のように本発明による場合は次の効果がある。

（１）カム１２を使用しでいるところは、プランジャの
上昇行程のみであるから、立ち上り、Ｚち下すの急なシ
ャープな形状にする必要がなく、カムの製作が容易であ
る。

（２）燃料噴射量の制御及び噴射始めタイミングの制（
卸は二つの切欠きリード１０ａ、１０ｂ間の巾と勾配に
よってなされるので゛、制御が容易で、微少噴射量の制
御も容易である。

（３）内燃式バイブロ、フリーピストン機関のように回
転軸を設けるのが困難なものに板カッ・を設けで使用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蓄圧式燃料噴射装置を示す説明図、第２
図は第１図の装置の要部を示す説明図、第３図は第１図
の装置の作動状態を示す線図、第４図は本発明による１
実施例の装置を示す１祈面図、第５図は第４図の装置の
作動状態を示す線区、第６図は本発明による１実施例の
板カムを示す説明図である。１・・・・・・プランジＡ′バレル、２・・・・・・上
部弁室、３・・・・・・燃料給油孔、４・・・・・・中
央部弁室、５・・・・・・燃料送油孔、６・・・・・・
作動油給油孔、７・・・・・・作動油排油孔、８・・・
・・・油溜、９・・・・・・プランジャ、１０ａ、１
０ｂ・・・・・・切欠きリード、１１・・・・・・排
油孔開閉時期制御装置、１２・・・・・・カム、１２ａ
・・・・・・カム軸、１３・・・・・・開閉制御弁、１
４．１６・・・・・・ばね、１５・・・・・・押棒付制
御弁、１８・・・・・・プランジャ室。

Claims

【特許請求の範囲】

１上部にばね圧で閉弁される開閉制御弁で区画されか
つ燃料蓄圧器と連通した上部弁室と、中央部に上記開閉
制御弁とばね圧で閉弁される押棒付制御弁とで区画され
かつ燃料噴射自動弁と連通した中央部弁室と、下部に上
記押棒付制御弁とプランジャとで区画されたプランジャ
室とを形成すると共に作動油の給油孔と排油孔とを設け
たプランジャバレル、外周面に上記排油孔を開閉する上
下の両切欠きリードを設けると共にカムにより駆動され
上昇行程中の上記排油孔の閉鎖期間に上記プランジャ室
の作動油を介して上記押棒付制御弁をリフトさせて上記
開閉制御弁を連動させ上記燃料蓄圧室より上記燃料噴射
自動弁へ燃料を供給するプランジャ、同プランジャを同
動させて−に記排油孔の開閉時期を制御する排油孔開閉
時期制御装置を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射
装置。