JPS606063A - 電磁弁スピル式燃料噴射ポンプ - 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、グランジャによって加圧されたポンプ室内の
高圧燃料を、電磁弁により低圧側−＼溢流させることに
よって偏料噴射量の制御を行う電磁弁スピル式の燃料噴
射ポンプに関する。

プランジャによって加圧されたポンプ室内の高圧燃料を
、電磁弁により低圧側へ溢流させてエンジン側に向かう
噴射通路への燃料噴射を終了させ、これにより燃料の噴
射量を制御するようにした電磁弁溢流機朽伺の燃料噴射
ポンプは、たとえば特公昭５１−３４９３６号公報など
ですでに知られている。

この種のポンプは、エンジンの負荷や回転数、その他エ
ンジンの運転状況に応じて上記電磁弁への通７に開始時
期を変化させ、この電磁弁の溢流作動タイミングを制御
することによりエンジンの運転状況に見合った最、７Ｑ
な噴射量が得られるものである。

しかしながら一般に、との＃　、Ｊ？ポンプ使用される
電磁弁は定格電圧より著しく駆動電圧が低下すると正電
に作動できない不具合があり、たとえば氷点下２０℃な
どの極寒時にはバッテリ電圧の低下に伴って上記電磁弁
が作動可能になる可能性がある。

このように電磁弁が開弁、っまり溢流作動をしないと、
シランジャの全ストローク分の燃料がエンジン側に噴射
されてしまい、たとえば始動時にあっては始動に必要な
最大噴射量の１，５〜２倍にも相当する過剰な燃料が噴
射されるため、エンジンの噴き上がりゃ著しい黒煙発生
などを招くノ県れがある。

本発明はこのような事情にもとづきなさｉＬだもので、
その目的とするところは、仮に電磁弁が開弁不能になっ
ても、予め設定した所定の最大噴射量以上の燃料噴射全
防止する電磁弁スピノシ式燃料噴射パ？ンプを提供しよ
うとするものである。

本発明は、プランジＶの外周にポング菟と連通ずるスピ
ル部を形成し、上記プランジャが定格最大噴射量に相当
するストローク以上に作動されるととの・スピル部を低
圧側に開放して上記ポンプ室内の高圧燃料を溢流させる
ようにしたことを特徴とし、電磁弁が作動不能な状態で
あっても上記スピル部による機械的な補助スピル機構に
よって過剰な燃料の噴射を防止するようにしたものであ
る。

以下本発明の第１の実施例を、第１図ないし第３図にも
とづき説明する。

第１図は分配型燃料噴射ポンプを示すもので、１は？ン
プハウジングである。このポンジハウジング１に支持さ
れた駆動軸２は公知のベーン式フィードポンプ３を回転
させる。ベーン式フィードポンプ３は吸入口４から図示
しない燃料タンク内の燃料をフィルりを介して導入し、
この燃料全加圧してレギュレートパルプ５の設定する圧
力に調圧したのち、上記ポンプへウジング１内に形成し
た燃料室６へ供給する。

上記駆動軸２はカップリング７を介してプランジャ８を
駆動する。このカップリング７はプランジャ８を回転方
向へは一体的に回転させるが、プランジャ８が軸方向へ
往復運動する場合にはとの軸方向移動を自由に許す。上
記プランジャ８にはフェイスカム９が一体的に設けられ
ている。フェイスカム９はスプリング１０によりカムロ
ーラ１１に押し付けられており、これら７エイスカム９
とカムローラ１１の摺接により、７エイスカム９のカム
山がカムローラｌｌＩＣ乗り上げるとプランジャ８が往
復動される。プランジャ８は１回転中に１図示しないエ
ンジンの気筒数に応じた回数だけ往復動される。

プランジャ８はへウジング１に取り付けられたヘッド１
２に摺動自在にかつ精密に嵌合されており、このヘッド
１２とプランジャ８の端面とでポンプ室１３を形成して
いる。プランジャ８の端部周面には吸入溝１４・・・が
形成されており、プランジャ８の吸入行程中に、すなわ
ち第１図の図示左方への移動中にこれら吸入溝１４・・
・のうちの１つが、ヘッド１２に設けた吸入ポート１５
に連通ずると、前記燃料室６からポンプ室１３に燃料を
吸入する。またプランジャ８の圧縮行程中、つまり第１
図の図示右方への移動中に、ポンプ室１３内で加圧され
た燃料は、連３１ｊ（路１９、分配ｙ］？−ト１６を通
じて噴射通路１７へ圧送され、吐出弁１８を介して図示
しなイＩＱ　射弁によりエンジンの燃焼室へ噴射される
。

上記ポンプ室１３には電磁弁スピル式の燃料調址機ｇ２
０が接続でれている。すなわちポンプ室１３は溢流通路
２１．２２により燃料室６に連通されており、上記溢流
通路２１は電磁弁２３により開閉される。電磁弁２３は
、ニードル弁２４を電磁コイル２５によって作動するも
ので、この電磁コイル２５に通電するとニードル弁２４
がリフトされてポンプ室１３が溢流通路２１に開放され
る。したがってグランジャ８の圧縮行程中に、電磁弁２
３を作動させると号？ンプ室１３内で加圧されている燃
料が溢流通路２１．２；！ｆｃ介して低圧側の燃料室６
へ逃がされるから、前記噴射通路１７側へは送られなく
なり、燃料の噴射が停止される。このことによりエンジ
ン側に供給すべき燃料噴射量を制御する。

上記電磁弁２３への通電開始タイミングは、マイクロコ
ンピュータなどの電子制御装置２６によって行う。この
電子制御装置２６は、エンジン運転状況を検知する各種
センサー、たとえばエンジン回転センサー、アクセルヘ
タル位置センサー、温度センサーなどにより検出した信
号と、後述するタイミング検出器からの入力信号をもと
にして、論理機能により出力信号を演算し、この出力信
号を上記電磁弁２３へ送るようになっている。したがっ
て電磁弁２３は電子制御装置２６からの出力信号に応じ
て開閉作動を行う。

なお、電子制御架Ｍ２６による電磁弁２３の作動によっ
て制御される燃料噴射量は、エン・シンの回転数との関
係において、第３図に実線人で示されたように設定され
ている。したがって通常のエンジン運転状態にあっては
、電磁弁２３が正常に作用すると第３図の実線人で示す
ごとき噴射量制御が行われるようになっている。

前述のカムローラノ１はローラリング２７に保持されて
いる。このローラリング２７は燃料噴射時期調整機構（
クイマー）３０によって作動される。燃料噴射時期調整
機構３０はタイマピストン３１を備え、このタイマピス
トン３ノの一端面には前記燃料室６の燃料圧力が作用す
る。燃料室６内の燃料圧力はエンジン回転数、つまりフ
ィトポンプ３の回転数に応じて変化する。タイマピスト
ン３１の一端面に上記燃ネ」室６の燃料圧力が作用する
と、このタイマピストン３ノは他端面に作用するスプリ
ング３２の力に抗して第１図の左方へ移動される。この
ようなタイマピストン３１の往復動はピン３３を介して
ローラリング２７に伝えられる。第１図ではタイマピス
トン３１を実際の場合とは直交する姿勢で示してあり、
実際はタイマピストン３ノの１抽線が紙面と直交する方
向に向いて取り付けられるものである。したがってタイ
マピストン３１の往復動はローラリング２７を、駆動軸
２を中心として回動変位させる。このため、カムローラ
１１とフェイスカム９とが相対的に周方向へ変位するの
で、フェイスカム９のカム山がカムローラ１１に乗り上
げるタイミングがずれ、駆動軸２に対するシランジャ８
の往復運動の位相が変化する。この結果分配ｙｌ？　−
ト１６と噴射通路１７との連通タイミングが変わるので
、燃料噴射時期が自動的に調整される。

上記ローラリング２７には例えば電磁ピックアップ式、
ホール素子式、光学的角度検出式などのタイミング検出
器３５が取り付けられており、これに対して駆動軸２Ｖ
ｃはノ！ルザ３６が固定されている。駆動軸２の回転に
よりパルサ３６ＶＣ形成した突起３７・・・の１つが上
記タイミング検出器３５を横切ると、このタイミング検
出器３５が信号を発生する。この信号は前記電子制御装
置２６へ送られる。電子制御装置２６ではこのタイミン
グ検出器３５からの出力信号をうけると、この信号を基
準信号として所定時間後に、電磁弁２３へ作動指令信号
を出す。

上記タイマー３０の作動によ・リローラリング２７が回
動されると、タイミング検出器３５もローラリング２７
と同位相だけ回動される。したがって燃料噴射時期が計
ｉ整された場合に、電子制御装置２６へ送る基準信月″
も同位相だけずれるので、電磁弁２３の作動時期が変わ
り、プランジャ８の往復タイミングのずれ分だけ潅流時
期も変化するから噴射４Ａ＃に変化を及はさないように
なっている。

しかして本実施例では、７０ランツヤ８に、前記連通路
１９Ｖｃ連結されてポンプ室１３（／Ｃ連なる補助溢流
通路４０を形成してあり、かつこの１ランジヤ８の外周
面には上記補助溢流通路４０に連なる少なくとも１個の
スピルポート４１を開口しである。そしてまたこのプラ
ンジャ８の外面には、このグランジャ８と精密に係合し
て摺動可能なスピルリング４２を設けである。このスピ
ルリング４２はポンプハウジング１やヘッド１２Ｖｃ固
定してもよいが、本実施例の場合はプランジャ８の軸方
向へ移動調整可能に構成しである。つまりスピルリング
４２はレバー４３に係合されており、このレバー４３は
ピン４４を介して？ンズハウジングＩＫ揺動自在に支持
されている。レバー４３の先端はアジヤスティングブツ
シュロッド４５に係合し、このブツシュロッド４５はポ
ンプハウジング１の外部か′ら、たとえば手動によりに
１７Ｊ　Ｊ（３，、操作することができるようになって
いる。なお４６はデンションスプリングを示す。

上記スピノンリング４２の位置け、プランジャ８が定格
最大燃料噴射量を噴射するに必要なストロークを越えて
ストａ−りした場合Ｖこ、スピルポート４１がスピルリ
ング転４２を越えて燃料室６に開放されるように設定さ
カ、る。すなわち第３図の実線人で示された噴射−Ｊｔ
制制御性性おいてはエンジンの始動領域で最、大噴射量
が得られるようになっているが、スピルリング４２は、
上記最大噴射片よりも多い、破線１３の領域の嘱射量葡
越えるべくグランジャ８がストロークされるとスピルボ
ー　ト４１が開放されるようになっており、結果として
破線Ｂを越えて燃料が噴射されないようにしである。

しだがってこのものによると、本来的に電磁弁２３の溢
流作用による燃料噴射量制御は第３図中火ｆＪＡで示す
ごとき特性を奏するものであるが、極寒時などによって
゛眞磁弁２３が作動不能に陥った場合、プランジャ８が
定格燃料噴射量に相当するストローク以上に達すると、
スピル５＝−４４ｘがスピルリング４２を越えて開放さ
れ、ポンプ室１３内の燃料を補助溢流通路４０、スピル
ポート４１を通じて燃料室６へ溢流させる。この結果、
燃料噴射量は第３図の破線Ｂを越えることがなくなり、
よって始動時のエンシン噴き上がりや、黒煙の異常発生
を未然に防止することになる。

なおスピルリング４２の位置を固定して設けると、電磁
弁作動不能時の最大燃料噴射量は、たとえば第３図の破
線Ｂのレベルに固定的に設定される。本実施例の場合は
、アジヤスティングブツシュロッド４ｓ−ｅ調整すると
レバー４３に介してスピルリング４２がプランジャ８の
軸方向へ移動されるので、たとえば第３図中想像線Ｃ，
Ｄなどのよ５に最大噴射量を調整するととができる。こ
のためエンジンの要求に応シて最大噴射片を変更するこ
とが可能になる。

第４図および第５図は本発明の第２実施例を示す。この
実施例は過給機や吸気インタークーラ付のエンジンに好
適するものである。すなわち、過給機や吸気インターク
ーラを付設したエンジンでは、中高速高負荷運転領域で
要求噴射量が、第４図の特性Ｅで示すように、定格始動
ｉ−１，（４１！ｉｔ射量を越えるものがある。このよ
うなエンシクンでは、第３図の破線ｒ＋でボすような電
磁弁作動不能時の最大噴射：１４ｔを親制御′ると、過
給域で４．Ｊ：エンジン側の要求する噴射量の供給が不
能になる場合を生じる。その対策として本実施例では第
５図に要部のみを示す構成を採用しである。

すなわち第５図において、レバー４３けダイアフラム室
５０に臨むブツシュロッド５］に連結されている。ブツ
シュロッド５０はダイアフラム５２に連結されており、
このダイアフラム５２はダイアフラム室５０を図示左側
の大気圧室５３と、図示右側の吸気圧室５４に、区割し
ている。大気圧室５３は呼吸孔５５を介して外気に通じ
ている。寸だ吸気圧室５４はノやイノ０５６および図示
しないホースを介してエンジンの吸気通路に連通されて
いる。なお５７は燃料室６内の燃料をシールするだめの
ベローズ、５８゜５９はダイアフラム５２の左右押圧力
をノシランスさせるスプリングである。また６θけ調整
牙コじでめる。その他の構成は第１図と同様であるから
説明を省略する。

このような構成によれば、エンジンの中高回転に伴って
過給圧が上昇すると、ダイアフラム５２により区割され
た吸気圧室５４内の圧力力（上昇し、ダイアクラム５２
が図示左方へ押され−る。このためブツシュロッド５１
も左側へ彩ＩＩさり、るのでレバー４３が反時計方向へ
回動される。

したがってスピルリング４２はプランツヤ８に対して右
方へ変位されるので噴射量を均量させるより６て制御す
る。

つまり、本実施例では、第４図において特性Ｆて示され
るように、電磁弁作動不能時の最大噴射量を制御するこ
とができ、噴射量不足が防止される。

なお上記第２の実施例のごとき制御する手段としては、
エンジンの過給圧に応動するダイアフラム式アクチュエ
ータのみに制約されるものではなく、たとえば、電子制
御装置２６などを利用してリニアソレノイドやスピルホ
−ル、その他ブレーキ倍力用のバギュームポンプの負圧
を用いた負圧サーボ機構などでスピルリング４１を作動
させるようにしてもよい。

第６図に示す本発明の第３実施例では、スぎシリンダ４
１の代わりに、シランジャ８が１■挿されるシリンダ部
材、たとえばヘッド１２にスピルホール６）を形成し、
このスピルホール６１ｆｒ、燃料室６に連通させたもの
である。またｆ　ラフジャ８のスピルポートＤて代って
周方向に連続するスピル溝６２を形成しである。

このようにしても、プランジャ８が所定ストロークまで
圧縮されると、スピル溝６２がスピルホール６ノに連通
ずるので、　＋ＪＰンプ室１室内３内圧燃料を燃料室６
へ溢流させることができ、このものは、前述したスピル
リング４２をポンプハウジング１などに固定的に設置し
た場合と同様の作用を奏する。

なお、本発明はスピルポート、スピル溝、ソの化スピル
リードなどの適宜組合せにより、ポンプ至の燃料を低圧
側に溢流されるようにすればその組合はどのよう′ｔｘ
、構造であってもよい。

また本発明はフェイスカム方式の分配型燃料噴射、ｊ？
ポンプは限らず、公知のインカカム式ワ；ｙ射ポンプで
あっても、所定の噴射量に見合うシャフト回転角で溢流
通路が低圧側に開放されるように、ポートまたはリード
を設けることにより実現可能である。

以上述べた通り本発明によると、電磁弁が作動不能に陥
ってポンプ室内の高圧燃料を溢流させなくなっても、プ
ランジャが定格最大噴射トｌ）に見合うス）ｃｒ−り以
上に達すると、このシランジャに形成したスｆル部がｙ
１９ンプ室の高圧燃料を低圧側に溢流させるので、過剰
な燃料噴射量を防止する。したがってエンジン始動時な
どにエンジンの噴き上がりや異常黒煙の発生などを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は分配型燃料噴射ポンプの構成を示す断面図、第２
図はその要部の拡大した断面図、第３図は特性図である
。第４図および第５図は本発明の第２の実施例全示し、
第４図は特性図、第５図は要部の拡大した断面図である
。 第６図は本発明の第３の実施例を示し要部の拡大した断
面図である。　・ １・・・ポンプハウ、リング、２・・・駆動軸、３・・
・ベーン式フィードポンプ、８・・・プランジャ、９・
・・フェイスカム、１１・・・カムローラ、１２・・・
ヘッド（シリンダ部材）、１３・・・ポンプ室、１４・
・・吸入溝、１６・・・分配ポート、２１．２２・・・
潅流通路、２３・・・電磁弁、４０・・・補助溢流通路
、４１・・・スピルポート（スピル部）、４２・・・ス
ピルリング、４３・・・レバー、４５・・・ブツシュロ
ッド、＃５２・・・ダイアフラム、、６ノ・・・スピル
ホール、６２・・・ノビル溝（スピル；９３　）ｌ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　朗第４図 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　プランジャによって加圧されたポンプ室内の高
   圧燃料を噴射通路より噴射するとともに、この高圧燃料
   を低圧側へ流出させる通路中に電磁弁を設け、この電磁
   弁を所定のタイミングで開弁することにより上記高圧燃
   料を溢流させて燃料の噴射量を制御する電磁スピル式燃
   刺噴射ポンプにおいて、上記プランジャの外周に上記ポ
   ンプ室と連通ずるスピル部を形成し、このスピル部は上
   記グランジャが定格最大噴射量に対応するストローク以
   上に作動された場合に低圧側に開放されるようにしたこ
   とを特徴とする電磁弁スピル式燃料噴射ポンプ。
2. （２）　上記グランジャのスピル部を低圧側に開放する
   構造は、シランジャに精密に係合されたスピルリングに
   よって行うことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の電磁弁スピル式燃料噴射ポンプ。
3. （３）上記スピルリングは外部からの操作によりプラン
   ジャに対する相対的な位置を調整可能トシ、とのスピル
   リングによる最大噴射量を制御可能としたととを特徴と
   する特許請求の範囲第（２）項記載の電磁弁スピル式燃
   料噴射ポンプ。
4. （４）上記スピルリングを外部から操作する手段は、エ
   ンジンの運転状態に応じて自動的にスピルリングを作動
   させて最大噴射量を制御することを特徴とする特許請求
   の範囲第（３）項記載の電磁弁スピル式燃料噴射ポンプ
   。
5. （５）前記グラ／ジャのスピル部を低圧側に開放する構
   造は、グランジャが摺動自在に嵌合されたシリンダ部材
   に形成されて低圧側に連らなるスピル部であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電磁弁スピル
   式燃料噴射ポンプ。