JPS60132038A - 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】 本発明は分配型燃料噴射ポンプに関し、特に、少ない燃
料噴射量の制御に好適な分配型燃料噴射ポンプに関する
。

従来、ｉ動軸の回転に同期して回転往復動するプランジ
ャのプランジャ加圧室に連通ずる燃料通路と、該燃料通
路を開閉する電磁弁とを設け、該電磁弁の開閉時期を調
整して燃料送り時期即ち燃料噴射始めのタイミングを制
御する「液体燃料噴射ポンプ装置」が提案されている（
例えば、特開昭５７−９１．３６６号）。

このように−個の電磁弁を備える噴射ポンプにおいて、
−個の電磁弁の開閉で噴射始めと噴射路りの両タイミン
グを制御する場合、例えば第１図（、）に示すようなパ
ルス電流を電磁弁に通電するとその開口量の変化は第１
図（ｂ）のようになる。このように、開弁時と閉弁時に
おいて開口量の変化が夫々曲線ａ、ｂのようになるのは
、主として弁体が全リフトするまでに時間がかかるため
である。このような変化は、噴射始めと終りの両タイミ
ングが離れているときには問題とならないか、少ない燃
料噴射量の制御においては問題となってくる。燃料噴射
量を少なくするために、第２図（ａ）に示すようにパル
ス中を狭くすると、第２図（ｂ）に示すような曲線ａと
ｂとが重なる状１Ｎになる。この状態は、弁体が開弁動
作に入ってから全リフトする前に閉弁動作に入ることを
示している。弁体がこの重り合った曲線ａから曲線すに
理想的に動くのであれば第２図（ｂ）の斜線の面積が定
まり少噴射量の正確な制御が可能となる。

しかし、実際の弁体は慣性力等のために実線Ｃのように
不確定な動作となり、これが少燃料噴射量の正確な制御
を困難なものにしている。この問題を解決するために高
応答性の電磁弁を使用することが考えられるが、斯かる
電磁弁は製造が困難で且つ高価である等の問題がある。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、ポンプ
室内の燃料油をプランジャ加圧室内に導入し、該プラン
ジャ加圧室内の燃料油を駆動軸の回転に伴い回転往復運
動するプランジャで機関の各気筒に分配圧送する分配型
燃料噴射ポンプにおい　３− 室内に導入する燃料吸入通路に配置され該燃料吸入通路
を開閉し前記プランジャ加圧室内の燃料圧を開弁方向に
受ける弁体を備えた第１の電磁弁と、前記ポンプ室と前
記プランジャ加圧室とを連通ずる通路と、該通路を開閉
し前記プランジャ加圧室内の燃料圧を閉弁方向に受ける
弁体を備えた第２の電磁弁とを設け、燃料噴射始めのタ
イミングと燃料噴射量りのタイミングを別々の電磁弁で
制御することにより、電磁弁の高応答性を不要にすると
共に少燃料噴射量の制御を精度良く行なうことができる
分配型燃料噴射ポンプを提供することを目的とする。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第３図は分配型燃料噴射ポンプの断面図で、分配型燃料
噴射ポンプ１のハウジング２の後部を貫通し、かつ図示
しない機関の出力軸と連結された駆動軸３にベーン型フ
ィードポンプ４のロータ４ａか外嵌され、このロータ４
ａに係合するベーン４ｂにより機関回転数に応じて加圧
された燃料がハウジング２内のポンプ室５に供給される
。駆動軸３の右端には、プランジャ６の左端に固設され
たカムディスク７のツメ７ａが軸方向に摺動自在に連結
されている。したがって、カムティスフ７およびプラン
ジャ６は、駆動軸３と常に同一軸線上に位置すると共に
軸方向において駆動軸３に関して変位可能に構成されて
いる。

前記駆動軸３とカムディスク７との連結部外周には複数
のローラ８（１個のみ図示）を担持するローラホルダ９
が制限された一定角度範囲内で回動可能なように駆動軸
３に関して同心配置され、またカムディスク７には機関
の気筒数に対応した数の不等速度カムを成すカム面７ｂ
が形成されており、このカム面７ｂは、ばね１０．］、
Ｌによりローラ８に圧接されている。したがって、カム
ティスフ７と一体のプランジャ６は、駆動軸３の回転に
伴い、公知の如く燃料分配のための回転運動を行うと同
時に往復運動して燃料を吸入圧送する。

燃料噴射率調整用の制御装置１２はローラホルダ　勺　
− タ９の下部位置に配設され、制御装置１２の油圧応動ピ
ストン１３とローラホルダ９とは連結レバー１４により
連結されている。

第４図は制御装置１２の断面図で、油圧応動ピストン１
３の一端側に形成された高圧油室１５はピストン１３に
穿設された油路１５ａと、前記連結レバー１４とピスト
ン１３との連結孔１６とを介してポンプ室５（第３図）
に連通され、機関回転数に対応する燃料圧が高圧油室１
５に供給される。

ピストン１３の他端側に形成された低圧油室１７は図示
しない油路を介してフィードポンプ４　（第３図）の図
示しない低圧油室に連通されている。

低圧油室１７内にばばね１８が縮設され、ピストン１３
はばねＩ８の弾発力により高圧油室１５側に付勢されて
いる。

更に、制御装置１２には、高圧油室１５に連通する油路
１９と低圧油室１７に連通する油路２０との間に、両油
路１９と２０との連通を開閉制御する電磁制御弁２１が
設けられている。

この電磁制御弁２■は電磁ソレノイ１く２２に通電して
伺勢するとスプール弁体２３がばね２４の弾発力に抗し
て第４図上右動して開弁じ、油路１９と油路２０とを環
状溝２５．油孔２６．スプール弁体２３の縦溝２３ａ及
び弁孔２７を介して連通ずる。そして、通電を遮断して
消勢するとばね２４の弾発力でスプール弁体２３が左動
して閉弁し、油路１９と油路２０とが遮断される。

第３図のハウジング２の右側開口部を液密に覆蓋するブ
ロック３０にはプランジャ６が摺動かつ回転自在に挿通
される円筒状のプランジャバレル３１が嵌挿固着されて
いる。

プランジャバレル３Ｉの右側部には半径方向に吸入路３
２が一個穿設され、該吸入路３２は、小径に削成された
プランジャ６の頭部外周面とプランジャバレル３１の内
周面との間に形成された環状溝３３と常時連通されてい
る。さらに、中央部には半径方向の吐出路３４が気筒数
と同数穿設され、各吐出路３４はプランジャ６の回転と
共にプランジャ６の軸心に穿設された通路３５に分配孔
３６を介して順次連通される。

ブロック３０の上部所定位置に螺着固定されている第１
の電磁開閉弁４０のハウジング４１の先端部４１ａはブ
ロック３０に穿設された孔４２内に遊挿され、０リング
４３とリンクパツキン４４とにより両端を液密に保持し
た環状油路４５がハウジング４１の先端部４　］、　ａ
外円外周孔４２の内周面との間に形成されている。この
環状油路４５はブロック３０に穿設された通路４６を介
してポンプ室５に通じている。

前記ハウジング４１の先端部４１ａには、該先端部４］
ａの内部に穿設された室４７を前記環状油路４５に連通
する通路４８と、室４７を前記リングパツキン４４の中
央孔及びブロック３０に穿設した油孔４９を介して前記
吸入路３２に連通する通路５０とが穿設されている。

室４７の内部には、通路５０の室４７側開ロ端を開閉す
る弁体５１が戻しばね５２の弾発力により開弁方向に付
勢されて配設されている。即ち、弁体５１は前記環状溝
３３及び吸入路３２を介し７− て伝達される後述のプランジャ加圧室５３内の燃料圧を
開弁方向に受けるように配設されている。

この弁体５１には可動コア５１．　ａが一体に連設され
、ハウジング４１の上部に配設した電磁コイル５４に通
電すると５コア５１ａのコイル５４よす上方に形成した
フランジ部５１ｂがヨーク５５に吸着されてコア５１．
　ａ及び弁体５１がばね５２の弾発力に抗して下動し、
電磁開閉弁４０は閉弁されるようになっている。

前記プランジャ６の頭部端面に対向するブロック３０の
側部所定位置には第２の電磁開閉弁６０が螺着固定され
ている。この電磁開閉弁６０のハウジング６１には、プ
ランジャ６と同軸の孔６２が穿設され、この孔６２に可
動コア６３が摺動自在に挿通されている。

孔６２はプランジャ加圧室５３側において２段に拡径さ
れ、プランジャ６と略同径に拡径された大径の孔６２ａ
内にコア６３に一体に連設された弁体６３ａが配設され
、この弁体６３ａが中径の孔６２ｂの大径孔６２ａ側開
ロ端を開閉するように構成さ８− れている。即ち、弁体６３ａはプランジャ加圧室５３内
の燃料圧を閉弁方向に受けるように配設されている。そ
して、大径孔６２ａの中径孔６２ｂ側端面と、プランジ
ャ６の頭部端面との間に形成された空間が前記環状溝３
３及び通路３５と連通するプランジャ加圧室５３となる
。

中径孔６２ｂと前記環状油！１８４５とは、ハウジング
６１に穿設された通路６４．該通路６４と連通しハウジ
ング６１とプランジャバレル３１の右端面との間に形成
された環状油路６５．該油路６５と連通しプランジャバ
レル３１の右端外周とブロック３０との間に形成された
環状油路６６、及び該油路６６と連通しブロック３０に
穿設された通路６７を介して連通されている。

コア６３の反弁体６３ａ側には弁体６３ａを開弁方向に
付勢する戻しばね６８が設けられ、電磁コイル６９に通
電するとコア６３はばね６８の弾発力に抗して第３図上
右動し、電磁開閉弁６０は閉弁される。

上述のように、電磁弁４０はポンプ室５とプランシャ加
圧室５３とを連通ずる通路４６．環状油路４５８通路４
８．室４７９通路５０．リングパツキン４４の中央孔、
油孔４９．吸入路３２．環状溝３３から成る燃料吸入通
路に配置され、電磁弁６０はポンプ室５とプランジャ加
圧室５３とを連通ずる通路４６．環状油路４５２通路６
７、環状油路６６及び６５．通路６４．中径孔６２ｂか
ら成る通路に配置されている。

尚、電磁制御弁２１　（第４図）、電磁開閉弁６０゜４
０　（第３図）の各電磁コイル２２，６９．５４は図示
しない電子制御装置に接続され、この電子制御装置は機
関回転数、アクセル開度、機関冷却水温度、排気ガス濃
度等を検出する図示しない各種センサからの信号に基づ
いて機関の運転状態を判断し、電磁制御弁２Ｉの開弁デ
ユーティ比、電磁開閉弁６０．４０の夫々の開閉タイミ
ングを制御する。

次に、上述の様に構成される分配型燃料噴射ポンプ】の
作動を第５図を参照して説明する。

第３図の駆動軸３の回転に伴ないカムディスク７は駆動
軸３と一体に回転する。そして、ローラ８に圧接される
カムディスク７の回転によりプランジャ６は第５図の点
線■のように往復動する。

一方、プランジャ６の回転往復動により各吐出路３４と
分配孔３６との連通面積は実線■のように変化する。

電磁開閉弁４０の閉弁中且つプランジャ６が圧送行程に
入り右動し始めた後の任意の所定時間ｔｌで電磁弁６０
を閉弁する。これによりプランジャ加圧室５３内の圧燃
料は通路３５２分配孔３６゜吐出路３４及び図示しない
通路及びデリバリバルブ７０を介し燃料噴射弁にて気筒
（いずれも図示せず）の燃焼室内に噴射供給される。

その後、プランジャ６の圧送行程中の任意の所定時間ｔ
２に電磁制御弁４０を開弁する。これにより、プランジ
ャ加圧室５３内の圧燃料は環状溝３３、吸入路３２を通
ってポンプ室５内に逃がされ、燃料噴射は終了する。

その後、時間ｔ３に電磁開閉弁６０を開弁じ、　ｊプラ
ンジャ６の吸入行程が終了した後の時間ｔ４−１１　＝ に電磁開閉弁４０を閉弁する。

以下順次、プランジャ６の各往復動において同様の動作
を繰り返し、各気筒に燃料を噴射供給する。

このように、噴射始めのタイミングｔ１を電磁開閉弁６
０でとり噴射綿りのタイミングｔ２を電磁開閉弁６０と
は別個の電磁開閉弁４０でｉるため、両タイミングｊｌ
＋　ｔ、、において各電磁開閉弁６０と電磁開閉弁４０
の弁体６３ａ、５１を全リフトさせることができる。従
って、第２図で説明したような弁体のリフト中の動作切
換がないために少燃料噴射量の制御精度が向上する。ま
た、電磁開閉弁６０の弁体６３ａはプランジャ加圧室５
３内の燃料圧を閉弁方向に受け、電磁開閉弁４０の弁体
５１はこの燃料圧を開弁方向に受けるため、各電磁開閉
弁４０．６０の夫々の開弁動作、閉弁動作は高速電磁弁
でなくとも迅速に行なわれ、少燃料噴射量の制御精度は
更に向上する。更に、電磁開閉弁６０の弁体６３ａを、
プランジャ加圧室５３内の燃料圧を閉弁方向に受ける構
成としたの１２− で、小容量の電磁コイル６９の起磁力で閉弁動作を確実
に行なえる。

次に燃料噴射率の制御について第６図を参照して説明す
る。

第３図、第４図に示す制御装置１２の高圧油室１５の燃
料圧と、低圧油室１７の燃料圧とばね１８の弾発力の和
との圧力差を、電磁制御弁２１をデユーティ比制御する
ことにより調整し、油圧応動ピストン１３の変位位置を
制御する。このようにしてピストン１３の位置が変位す
ると、連結レバー１４を介してローラホルダ９が円周方
向に回動し、ローラ８とカムディスク７のカム面７ｂと
の接触位置が移動し、駆動軸３の回転に対するプランジ
ャ６の往復動の位相即ちカムリフトの開始点が第６図の
ように進角又は遅角する。

以下第６図に基づき、燃料噴射期間が同一で且つ燃料噴
射開始及び終了時期をクランク角即ちクランク軸（図示
せず）に対して１／２の回転比で回転する駆動軸３（第
３図）の回転角に対して一定とした場合について説明す
る。

第６図において曲線Ａ、Ｂ、Ｃは夫々通常運転時、遅角
した場合、進角した場合のカムリフト量の変化を示して
いる。

例えばアイドル時の騒音対策等のためにカム位置を角度
θ２だけ遅角し、カムリフトの変化曲線をＡからＢに遅
角させると、燃料噴射期間Ｔにおけるリフト勾配が緩や
かになり、カム面７ｂ（第３図）が不等速度カムである
ために有効カムリフト量が第６図に示すようにＬ　Ａか
らり、Ｂに減少して噴射率が小さくなる。

これと逆に５例えば中速時に角度Ｏ１だけ進角なり、有
効カムリフト量がＬＡからＬＣに増大して噴射率が大き
くなる。

このように、噴射率の制御を噴射タイミングの制御とは
別に制御装置１２で制御する。このため、例えば、中速
域において窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減対策として噴射
タイミングをリタード（遅角）させた場合に発生する燃
費の悪化や、−酸化炭素（Ｃ０）の増加を防止する対策
として要求される噴射率の高度化が容易となる。従って
、機関の運転状態に応じて噴射タイミングと噴射率とを
別個に制御し、燃費、騒音、排ガス、出力等の改善を容
易確実に図ることができる。

以上説明したように本発明によれば、ポンプ室内の燃料
油をプランジャ加圧室内に導入し、該プランジャ加圧室
内の燃料油を駆動軸の回転に伴い回転往復運動するプラ
ンジャで機関の各気筒に分配圧送する分配型燃料噴射ポ
ンプにおいて、前記ポンプ室の燃料油を前記プランジャ
加圧室内に導入する燃料吸入通路に配置され該燃料吸入
通路を開閉し前記プランジャ加圧室内の燃料圧を開弁方
向に受ける弁体を備えた第１の電磁弁と、前記ポンプ室
と前記プランジャ加圧室とを連通ずる通路と、該通路を
開閉し前記プランジャ加圧室内の燃料圧を閉弁方向に受
ける弁体を備えた第２の電磁弁とを設け、該第２の電磁
弁の開閉制御により噴射開始時期を制御し、前記第１の
電磁弁の開閉制御により噴射終了時期を制御するように
したので、１５− 高応答性の電磁弁を使用することなく少燃料噴射量の制
御精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁弁にパルス電流を流したときの開口量の変
化を説明するグラフ、第２図は電磁弁にパルス巾の狭い
パルス電流を流したときの開口量の変化を説明する図、
第３図は本発明に係る分配型燃料噴射ポンプの縦断面図
、第４図は第３図の矢線ＴＶ−１Ｖ断面図、第５図は燃
料噴射開始及び終了時期の制御方法を説明するタイミン
グチャート、第６図は燃料噴射率の制御方法を説明する
グラフである。 １・・・分配型燃料噴射ポンプ、３・・・駆動軸、５・
・・ポンプ室、６・・・プランジャ、７・・・カムディ
スク、７ｂ・・・カム面、１２・・・制御装置、　４０
．６０・・・電磁弁、３２・・・吸入路、５１，６３ａ
・・・弁体、５３・・・プランジャ加圧室。 出願人　デーセル機器株式会社 代理人　弁理士　渡部敏彦 １６− ０　工〕 ０　−０ ｑ４＝や工争

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　ポンプ室内の燃料油をプランジャ加圧室内に導入
   し、該プランジャ加圧室内の燃料油を駆動軸の回転に伴
   い回転往復運動するプランジャで機関の各気筒に分配圧
   送する分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記ポンプ室の
   燃料油を前記プランジャ加圧室内に導入する燃料吸入通
   路に配置され該燃料吸入通路を開閉し前記プランジャ加
   圧室内の燃料圧を開弁方向に受ける弁体を備えた第１の
   電磁弁と、前記ポンプ室と前記プランジャ加圧室とを連
   通ずる通路と、該通路を開閉し前記プランジャ加圧室内
   の燃料圧を閉弁方向に受ける弁体を備えた第２の電磁弁
   とを設け、該第２の電磁弁の開閉制御により噴射開始時
   期を制御し、前記第１の電磁弁の開閉制御により噴射終
   了時期を制御するようにしたことを特徴とする分配型燃
   料噴射ポンプ。