JPS60135631A - 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、特に燃料噴射時
期及び期間の制御とは独立に噴射率制御を可能にした燃
料噴射ポンプに関する。

従来の分配型燃料噴射ポンプにおいて、噴射量及び噴射
時期等を電気的に制御する所謂電子制御タイプとして、
例えば特開昭５７−６５８５号に記載のものが公知であ
る。これはコントロールスリーブをロータリソレノイド
で動かすととによシ噴射量を、タイマ機構のピストンの
高圧側の圧力を電磁弁により調圧することによって噴射
時期をび噴射時期等を機械的に制御するメカニカルタイ
プに比してガバナ部分が不要となり、その分構成部品が
少なくて済む反面、各種センサ及びコントロールユニッ
ト等を必要とする為、トータル的に見れば製造コストが
アップするという問題がある。

斯かる問題点を解消する為、ガバナ、タイマ機構及ヒコ
ントロールスリーブを廃止して、電磁弁の開閉時期を調
整することにより噴射量及び噴射時期を制御するように
した分配型燃料噴射ポンプとして、特開昭５７−９１３
６６号に記載のものが知られている。これは燃料油を低
圧燃料室からプランジャ室に供給する油路途中に電磁弁
を配し、この電磁弁の開閉作動にて噴射量及び噴射時期
を制御するもので、よシ具体的にはプランジャの圧縮行
程途中で電磁弁が閉弁状態になると噴射が始まシ、−７
：　開弁状態 になると噴射が終るものである。このように電磁弁によ
って噴射の開始と終了時期が容易に制御できるので冷間
始動時の始動性の改善や高回転運転時及び高負荷運転時
での燃費の向上等を目的とし噴射時期の進角制御を容易
に行い得る。

一方、一般に、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を減
少させるために噴射時期を遅らせると燃費が悪化し、−
酸化炭素（００）の排出量が増加する。

ＮＯｘ、燃費及び００に関する、いずれの要求をも満足
させるには噴射時期を遅らせると同時に高圧噴射、即ち
高噴射率が要請される。然るに、上述の電磁弁を備えた
燃料噴射ポンプにおいて、噴射蓋及び噴射時期の制御は
容易であるが、これと同時に単位時間当りに噴射する噴
射量、即ち噴射率を制御することは難かしい。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、機関の出力軸に連結され、カムディスクが一体に設け
られたポンプ兼分配用プランジャと、前記カムディスク
のカム面とカム係合する複数のローラを円周方向に担持
するローラホルダとを備え、機関回転数に応じた圧力の
燃料が充満されるポンプ室から前記プランジャ頭部側高
圧室に導入した燃料を前記プランジャの回転往復動によ
シ機関の各気筒に分配噴射する分配製燃料噴射ポンプに
おいて、前記カムディスクのカム面を、前記プランジャ
の圧扁行程における所定ストローク範囲において前記プ
ランジャの変位速度が変化する形状に形成し、前記ポン
プ室と前記高圧室とを連通ずる油路途中に、該油路の閉
成及び開成によシ前記燃料噴射の開始時期及び終了時期
を制御する第１の電磁制御弁を配設すると共に、前記ロ
ーラホルダに連結され、前記ポンプ室の燃料圧とばね圧
との差圧に応動して前記ローラホルダを回動させ、前記
燃料の噴射率を制御するカムリフト時期調整装置を設け
、該カムリフト時期調整装置に作用する前記燃料圧を低
圧側に逃す通路途中に１当該力ムリフト時期調整装置に
作用する前記燃料圧を制御する第２の電磁制御弁を配設
して噴射蓋及び噴射時期の制御に加え、これらと同時に
噴射率の制御を可能にした分配型燃料噴射ポンプを提供
するものである。

以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。

第１図及び第２図は、本発明を適用した分配型燃料噴射
ポンプの要部断面図を示し、ポンプハウジング１に回転
自在に軸支され機関の回転に関連して回転する駆動軸２
のハウジング１内の一端部には図示しない燃料タンクか
ら燃料を吸入加圧してポンプハウジング１内のポンプ室
に圧送するフィードポンプ４が装着され、又この駆動軸
２の端部外側には複数のローラ５が放射状に配設された
ローラホルダ６が遊嵌して配設されている。更に、駆動
軸２には前記フィードポンプ４とローラホルダ６との間
に、周面に周方向に等間隔に突設された段数の突起を有
する歯車状のディスク７が固着されている。

ポンブハ・クジング１の一端（第１図中右端）壁略中央
に設けたプランジャバレル８のプランジャ室９内には往
復運動と同時に回転運転して燃料油の吸入圧送と分配と
を行なうプランジャ１０が嵌挿されている。ハウジング
１にプランジャバレル８と整合して螺着され肖該プラン
ジャバレル８の画成され、該高圧室１１は蓋体１ａ内に
形成された通路１２ａ、後述する高速電磁制御弁１３、
通路１２ｂ及び通路１４を介して前記ポンプ室３に連通
している。プ゛ランジャ１ｏの反頭部端は駆動軸２の一
端にドライビングディスク（第２図）１５を介して回転
方向に一体に１且っ軸方向に移動可能に連結され、且つ
当該端部にはカムディスク１６が固着されておシ、この
カムディスク１６はカム面１６ａを介してローラホルダ
６の各ローラ５に、カムディスク１６とハウジング１０
対向する壁面との間に介在され且つプランジャ１ｏの外
側に配置された複数のプランジャスプリング１７４にょ
シ圧接されている。同、カムディスク１６のカム面１６
ａは、例えば、後述する第３図の曲線Ａ（Ｂ１０）で示
すｇ動軸回転角度θに対するカムリフト景が得られる形
状、即ち、プランジャ１ｏを軸方向に不等速運動させる
形状に形成されている。

プランジャ１００頭部端面の軸芯に穿設された縦穴１０
ａの底部は一端が周面に開口し半径方向に穿設された分
配ボート１ｏｂの他端に連通さゎ、との分配ポート１０
ｂの開口端は、ポンプハウジング１及びプランジャバレ
ル８に機関の気筒数に応じて放射状に所定間隔で穿設さ
れ一端が夫々プランジャ室９に開口し、他端に夫々送出
弁１８が装着された各燃料通路１９の前記各一端にプラ
ンジャ１００回転に応じて連通するうそして各送出弁１
８は夫々燃料通路を介して各燃料噴射弁（共に図示せず
）Ｋ接続される。

前記高速電磁制御弁１３は蓋体１ａにプランジャバレル
８と整合して装着され後述する電子制御ユニットに電気
的に接続されたソレノイド１３ａと、ばね１３ｂと、ソ
レノイド１３ａの消勢時にばね１３ｂのばねヵにょシ図
中左動し、通路１２ａと通路１２ｂとを連通させ、付勢
時に前記ばね１３ｂのばね力に抗して図中右動し、通路
１２ａと通路１２ｂとを遮断するスプール１５ｃとにょ
多構成される。

前記ローラホルダ６はプランジャ１ｏと同心に回動可能
に設けられ、そ９周部路下部中央にはレバー２０の一端
がピン２１を介して連結され、該レバー２０の他端はポ
ンプハウジング１の底部に設けられたカムリフト時期調
整装置２２を構成するピストン２３の略中央に半径方向
に穿設された孔３３を介して当該ピストン２３に係合し
ている。

カムリフト時期調整装置２２けハウジング１の底部に形
成されたシリンダ２４内にピストン２３が摺動自在に挿
入され、とのピストン２３の一端には吸込み空間３内の
燃料が供給される圧油室２５が、他端にはピストン２３
の一端面を圧油室２５の燃料圧に逆らって押圧するばね
２６を収納した低圧室２７が設けられている。更にピス
トン２５には一端がオリアイスを介して孔３６に開口し
、他端が前記一端に圧油室２５に臨んで開口すら通路３
４を介して圧油室２５内に導びかれる。

更にハウジング１の前記底部には前記圧油室２５と低圧
室２７とを連通させる逃し通路２８が設けられており、
この通路２８途中に電磁制御弁２９が設けられている。

電磁制御弁２９は後述する電子制御ユニットに電気的に
接続されたソレノイｉ・２９ｍと、ばね２９ｂと、ソレ
ノイド２９ａ（付勢時にばね２９ｂのばね力に抗して通
路２８を開成し、消勢時にげね２９ｂのばね力によって
通路２８を閉成する弁体２９ｃとで構成されている。

前記低圧室２７はハウジング１の低圧室２７の端面に穿
設された穴３０を介して前記燃料タンクに連通している
。

ポンプ室３に圧送される燃料油圧はハウジング１の上部
に装着され前記通路１４の途中に設けられたオーバフロ
パルプ３１によってその上限値が所定圧とカるように制
御される。機関回転数センサ３２は前記ディスク７の突
起に対向して）−ウジング１に設けられ、機関回転に関
連して回転するディスク７の各突起と対向する毎に信号
を出力する。機関回転数センサ３２から出力される回転
数信号は後述する電子コントロールユニットに供給され
る。

次に、上記構成の分配型燃料噴射ポンプの作用を説明す
る。図示し女い機関の回転に伴い駆動軸２が回転すると
、フィードポンプ４は前記燃料タンクから燃料を吸い込
んでポンプ室３に圧送する一方、カムディスク１６のカ
ム面１６ａとローラ５との協働によりプランジャ１０は
回転し々から往掬運動する。このプランジャ１０が反高
圧室側移動限界位置にあるとき、前記高速電磁制御弁１
３のソレノイド１３ａは消勢状態にあり、高圧室１１は
ポンプ室３と連通されてポンプ室６からの燃料油を充満
している。この状態でプランジャ１０の圧縮行程が開始
されるが電磁制御弁１３のソレノイド１３ａが消勢状態
にあると、高圧室１１内の燃料が通路１２ａ、１２ｂ及
び１４を介してポンプ室３に逃げてしまう為高圧室１１
の燃料油圧は上昇せず従って燃料噴射され々い。

一方、前記回転数センサ３２からの回転数信号、図示し
ないアクセルベタル位置センサからのアクセル信号、冷
却水温センサからの水温信号、吸入管圧力センナからの
圧力信号、燃料噴射量検出センサからの噴射量フィード
バック信号等に基いて機関運転状態に応じた機関のクラ
ンク角度位置において図示しない電子コントロールユニ
ットから噴射開始指令信号が電磁制御弁１５に供給され
てソレノイド１３ａが付勢されると、スプール１３ｃが
図中右動して通路１２ａと通路１２ｂとを遮断し、この
結果高圧室１１の燃料圧が急激に上昇する。このときプ
ランジャ１０の分配ポート１０ｂの開口端が所定の燃料
通路例えば燃料通路１９と連通して送出弁１８が開弁さ
れ、該当する気筒への燃料噴射が開始される。そしてこ
の当該気筒への燃料噴射は高速電磁制御弁１３のソレノ
イド１３ａが付勢されている期間に亘って継続される。

即ち、プランジャ１０の圧縮行程が終了する前に再び電
磁制御弁１３のソレノイド１３ａが消勢されて通路１２
ａと通路１２ｂとが連通すると高圧室１１の燃料がポン
プ室３に浴出することによシ圧力が低下して燃料の気筒
への圧送が終了する。

斯くシて、電子コントロールユニットにおいて各種セン
サからの信号に基いて演算されたエンジン運転状態に最
適な噴射時期及び噴射期間に基いて高速電磁制御弁１３
を開閉制御することによル所要の時期及び期間に亘る燃
料噴射が可能である。

一方、上述の電磁制御弁１３による燃料噴射時期及び期
間の制御とは独立してカムリフト時期調整装置２２によ
シ以下のようＫして燃料噴射率が制御される。

カムリフト時期調整装置２２のピストン２３はポンプ室
３から圧油室２５に導びかれ、ピストン２３を図中左方
向に変位させるように作用する燃料油圧と、低圧室ン７
内に装着され、ピストン２３を図中右方向に押圧するば
ね２６のばね圧との差圧に応じて変位し、両者の力が平
衡する位置に停止する。この圧油室２５に導びかれる燃
料油圧の大きさは電磁制御弁２９によって制御される。

即ち、電磁制御弁２９のソレノイド２９ａは前記電子コ
ントロールユニットからの各種センサに応じた制御信号
によシ付勢され、弁体２９ｃを制御信号に応じた開弁デ
ユーティ比で開弁させる。弁体２９ｃが開弁している間
圧油室２５が通路２８を介して低圧室２７に連通し、こ
の結果圧油室２５の燃料油の一部が低圧室２７に流出し
て圧油室２５の燃料油圧が低下する。このように電磁制
御弁２９の開弁デユーティ比の設定に応じて圧油室２５
の燃料油圧の大きさを調整することが出来、従ってピス
トン２３を所要の位置に変位させることが出来る。

前記ピストン２３の位置の変化に対応してレバー２０を
介してローラホルダ６の周方向の回動位置が決定される
。そして、前記ピストン２３の位置変化に対応しだロー
ラホルダ６の周方向の位置変化によシ、ロー２５とカム
ディスク１６のカム面１６のカム面１６ａとの接触位置
が変わシ、この変化によシ駆動軸２０周方向の位相とプ
ランジャ１０の軸方向の作動位置との間に相対的な変化
が生じる。

第３図は駆動軸２の回転角度θとカムディスク１６のリ
フト量、即ちプランジャ１０の変位量との関係を説明す
る線図であシ、今、ピストン２３がある中庸位置にあ）
カムリフト量は駆動軸回転角度θに対して曲線Ａに溢っ
て変化するとする。

そして前述の電磁制御弁１６が回転角度θ、の時点にお
いて付勢されて燃料噴射が開始され１回転角度θ１の時
点において消勢されて燃料噴射が終了され、回転角度θ
Ｓの時点から回転角度θｔの時点までの期間會に亘って
燃料噴射されるとする。

この曲線人に沿ってカムリフト量が変化する場合、噴射
開始から噴射終了までのカムリフト量は図中Ｌ　で表わ
され、このリフト量ＬＡＫ比例した燃料噴射量が機関の
気筒内に噴射供給されることになる。

次に１圧油室２５の燃料油圧の上昇によシ、ピストン２
３がばね２６のばね力に抗して第２図に１１□ おいて左方向に移動し、ローラホルダ６が同図において
時計方向に回動されてカムリフト時期が第３図の曲線Ａ
ＩＣ対して回転角度θ１だけ進角しカムリフト量が曲線
Ｂに沿って変化したとする。この場合に前記電磁制御弁
１３１Ｃよる燃料噴射開始時期及び終了時期に変化がな
ければ燃料噴射量はリフト量ＬＢに比例した値となる。

このリフト量ＬＢは、前述した通シ、カムディスク１６
のカム面１６ｍがプランジャ１０に不等速性複動させる
ように形成されているために前記リフト量ＬＡより太き
い。より具体的には、カムディスク１６のカム面形状は
、機関の実現可能な作動範囲において設定される噴射開
始時期と噴射終了時期との駆わす曲線人の傾きが回転角
度θの増加に伴って変化するように、即ち、プランジャ
１０の変位速度が前記回転角度範囲において、回転角度
θの増加に伴って増加又は回転角度の前半は増加後半に
減少するように形成される。従って第３図の図示例にお
いては、曲線Ａに対して回転角度θ１だけ進角させ□た
曲線Ｂに沿ってカムリフト量が変化した場合のリフト量
ＬＢは前記リフト量ＬＡよシ大きい値となるが、カム面
形状によシこれに限るものでは寿い。斯くして、カムリ
フト時期を進角させることによシ燃料噴射量が増加する
。又、同一燃料噴射期間ｔに対して燃料噴射量が増加す
ることから単位時間当ルの燃料噴射量、即ち、燃料噴射
率が増加する。このことはカムリフト量が曲線Ａに沿っ
て変化する場合と同じ燃料噴射量、即ち同一カムリフト
量ＬＢ’（＝ＬＡ）を得るには噴射開始時期θＳを一定
とすれば噴射期間は前記噴射期間ｔよシ短い図示期間ｔ
′でよいことを意味する。

逆に、圧油室２５の燃料油圧が下降してビントン２３が
ばね２６のばね力により第２図において右方向に移動し
、カムリフト時期が回転角度θ２だけ遅角すれば同一噴
射期間ｔに対する燃料噴射量はリフト量Ｌ　よシ小さい
リフト量Ｌｏに比例した値に設定することが出来る。

以上詳述したように本発明の分配型燃料噴射ポンプに依
れば、カムディスクのカム面を、プランジャの圧縮行程
における所定ス）ｏ−り範囲において前記プランジャの
変位速度を変化させる形状に形成し、機関回転数に応じ
た圧力の燃料が充満されるポンプ室とプランジャー頭部
側高圧室とを連通する油路途中罠、該油路の閉成及び開
成により前記燃料噴射の開始時期及び終了時期を制御す
る第１の電磁制御弁を配設すると共に、前記ローラホル
ダに連結され、前記ポンプ室の燃料圧とばね圧との差圧
に応動して前記ローラホルダを回動させ前記燃料の噴射
率を制御するカムリフト時期調整装置に作用する前記燃
料圧を低圧側に逃す通路途中に、当該カムリフト時期調
整装置に作用する前記燃料圧を制御する第２の電磁制御
弁を配設したので燃料噴射時期及び噴射量を容易に制御
することが出来ると共に、これと同時に燃料噴射率をも
制御することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る分配型燃料噴射装置の要部断面
図、第２図は第１図のＡヶ、視断面図、第３図はカムリ
フト量りと駆動軸回φ器角度θとの関係を示すグラフで
ある。 ３°゛°″７７′”・５°°°°２・６°−ｐ　−′、
ｙｌ″″′・□１０・・・プランジャ、１ｊ・・・高圧
室、１３・・−第１□の電磁制御弁、１６・・・カーデ
ィスク、１６ａ・・・カム面、２３・・・ピストン、２
Ｂ・・・逃し通路、２９・・・第２の電磁制御弁。 出願人　ヂーゼル機器株式会社 第２図 第３図 ｓ　８ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　機関の出力軸に連結され、カムディスクが一体に
   設けられたポンプ兼分配用プランジャと、前記カムディ
   スクのカム面とカム係合する複数の口〜うを円周方向に
   担持するローラホルダとを備え、６゜機関回転数に応じ
   た圧力の燃料が充満されるポンプ室から前記プランジャ
   頭部側高圧室に導入した燃料を前記プランジャの回転往
   復動により機関の各気筒に分配噴射する分配型燃料噴射
   ポンプにおいて、前記カムディスクのカム面を、前記プ
   ランジャの圧縮行程における所定ストローク範囲におい
   て、前記プランジャの変位速度が変化する形状に形成し
   、前記ポンプ室と前記高圧室とを連通ずる油路途中に、
   該油路の開成及び開成によシ前記燃料噴射の開始時期及
   び終了時期を制御する第１ダに連結され、前記ポンプ室
   の燃料圧とばね圧との差圧に応動じて前記ローラホルダ
   を回動させ、前記燃料の噴射率を制御す惠カムリフト時
   期調整装置を設け、該カムリフト時期調整装置に作用す
   る前記癲料圧を低圧側に逃す通路途中に、当該カムリフ
   ト時期調整装置に作用する前記燃料圧を制御する第２の
   電磁制御弁を配設したことを特徴とする分配型燃料噴射
   ポンプ。