JPS61112771A - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ディーゼルｌｆｉ関用燃料供給装置の一種
である分配型燃料噴射ポンプの改良に関する。

（従来の技術） 小型高速ディーゼル機関に適した燃料供給装置として第
９図に示したような分配型燃料噴射ポンプが知られてい
る。

これを説明すると、ｍ関回転と同期してクランク軸２回
転につき１回転するように駆動されるポンプ紬１０には
輪方向に相対運動可能なようにプランツヤ１２が取り付
けられており、フェイスカム１４とロー２１６との間の
相対回転によりポンプ紬１０が１回転する毎にプランツ
ヤ１２が機関気筒数分の往復運動をするようになってい
る。内部のポンプ室１８にフィードポンプ２０を介して
導入された燃料は前記プランツヤ１２の回転往復運動に
よって吸入ボート２２から吸引され、分配ボート２４よ
りデリバリバルブ２６を通って図示しない噴射ノズルへ
と圧送されることになる。

このときの、＠料の噴射量はプランジャ、１２に形成さ
れたスピルボート２８を被覆するスリーブ３０の位置に
よって決まり、例えばスピルボート２８の開口部がプラ
ンジャ１２の右行によりスリーブ３０の右端面を越える
と、それまでプランジャ圧力室１３から分配ボート２４
へと圧送されていた燃料がスピルボート２８を通ってポ
ンプ室１８へと解放されるため圧送が終了する。つまり
、スリーブ３０をプランジャ１２に対して右方向に相対
変位させると燃料噴射終了時期が遅くなって噴射量が増
加し、同じく左方向に変位させると噴射終了時期が早く
なって噴射量が減少する。

上記スリーブ３０の位置は、アクセルペダルに！動する
リンク機構３２及び遠心がバナ３４を介して要求負荷及
び回転速度に応じた燃料噴射量になるように制御され、
また噴射開始時期はポンプ室１８の内圧に基づいて作動
するタイマピストン３６（実際にはポンプ軸１０の回輔
接ＩＩＡ方向に配置される　）がフェイスカム１４に対
するローラ１６の位相を変化させることにより自動制御
される。

（昭和５５年３月２０日（株）山海堂発行「自動車工学
全書ｔｔＳ５８ディーゼルエンジンＪｐｐ、　１９２〜
１９４参照、）（発明が解決しようとする問題点） ところで、直接噴射式ディーゼル機関では、良好な燃料
噴霧を得るために副室式機関に比較して噴射圧力を高く
する必要がある。

このためには、上記燃料噴射ポンプではフェイスカム１
４のす７Ｆを大きくしてプランジャ１２の送油率を高く
すればよいのだが、その場合プランジャ１２の吸入行程
作動をスプリング３８の張力に依存している関係上、あ
ろ程度回転速度が上昇すると吐出行程の後半でカムリフ
Ｆの加速度が負に転じたときのカム１４及びプランジャ
１２の慣性力を抑えきれなくなってカム１４がローラ１
６からノヤンプし、工業な噴射作用を期待できなくなる
。

また、その対策としてスプリング３８のセット荷重を大
きくすると、Ｉ７７　）の過程でカム面圧が過大になる
ため耐久性上の問題が生じる。

このため、上記分配型燃料噴射ポンプでは噴射圧力を十
分に高くすることが困難であり、あろいは噴射圧力を高
めようとするとポンプの回転限界が低下してしまう。

この発明はこのような従来の問題を解決することを目的
とするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明では、上述のように燃料で満たされたポンプ室
内で互いに弾性的に押圧付勢される７ヱイスカムとａ−
９との間の相対回転に基づいて、ポンプ軸とともに回転
するポンププランツヤに往復運動を付与するようにした
分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記往復運動とともに
拡縮する燃料油室をポンプ室内に形成するとともに、プ
ランツヤ吐出行程の途中からこの燃料油室とポンプ室と
の間の連通を規制する手段と、同じく吸入行程で燃・　
料油室をポンプ室に開放する手段とを設けた。

ぐ（１用） プランジャの往復運動に伴って燃料油室とポンプ室との
間で燃料が出入りするが、この燃料の流通はプランツヤ
吐出行程の途中から規制されるため、以後油室の容積変
化に抵抗が生じ、これが城貸力となって７ヱイスカムと
これに接触したローラとの間の接触面圧を継持または強
化する方向に作用する。このため、吐出の過程でカムリ
フＦの加速度が負に啄じてもフェイスカムとローラとの
間の追従性が確保される。このことから、フェイスカム
とローラとを相互に弾性接触させているスプリング等の
張力を強化することなくカムリフトを大きくし、あるい
はポンプの回転限界を高めることが可能になる。。

また、吸入行程では燃料油室がポンプ室に開放されて燃
料の流通が自由になるので、プランジャの作動を拘束す
る減衰力は消滅する。このためカムリフＦが減少しでい
く過程でフェイスカムがローラから浮き上がるような二
とがなく、従って確実な吸入作用が得られる。

次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、第９図と実質的に同一の部分には゛同一の符号を付
して示すことにする。

（実施例） 第１図において、２はポンプ本体４に固着したプランジ
ャバレル、２Ａはそのポンプ室１８に面してブランツヤ
１２と同軸的に形成したシリンダ部、４０はシリンダ部
２Ａの内径よりもやや小径の環状ピストンである。

環状ピストン４０は、プランジャ１２に摺動自由に嵌合
し、プランツヤ１２の基端部を大径にしで設けた段付端
面１２Ａに皿バネ４２を介して弾性的に着座している。

なお、４４は皿バネ４２の受は座となるスナップリング
である。

皿バネ４２と環状ピストン４０は、それぞれピストン４
０がシリング部２Ａに侵入したときに画成されろ燃料油
室４６とポンプ室１８とを連通する通路４２Ａ、４０Ａ
をプランジャ１２との間に形成する（ｔｌＳ２図参照）
、ただし、通路４ＯＡは環状ピストン４０が段付端面１
２Ａに着座した状態では該端面１２Ａにより閉塞される
。

図はフェイスカム１４及びプランツヤ１２が最大にリフ
トしたときの様子を示しており、この状態では環状ピス
トン４０はシリング部２ＡＬ：ｉさＬだけ侵入する。た
だし、この侵入長さＬはプランジャ１２の最大す７ト値
よりも小として、吐出行程の途中から侵入開始するよう
に図る。

次に、第３図〜第５図に沿って作用を説明する。

第３図は吐出行程初期の状態であり、段付端面１２Ａに
着座した環状ピストン４０とシリング部２Ａとの間隔が
開いており、燃料油室４６はポンプ室１８に開放された
状態になっているため、燃料油室４６の圧力Ｐｄはポン
プ室１８の圧力Ｐｃに比べてそれほど上昇せず、従って
減衰力は生じなしかし、ある程度吐出行程が進行すると
第４図に示したように環状ピストン４０がシリング部２
Ａに侵入し、以後燃料油室４６はピストン４０とシリン
グ部２Ａとの間の狭い環状の隙間４８のみを介して連通
することになるので、油室４６の縮小とともにこの隙間
４８からポンプ室１８へと逃れようとする燃料の流れは
強い抵抗をうけ、この結果油室圧力Ｐｄが上昇すると同
時にプランツヤ１Ｊ７Ｆに対抗する減衰力が生じる。

ただし、プランツヤ１２が量太り７ト京を過ぎて吸入行
程に移ると、第５図に示したように今度はこのプランジ
ャ１２の退避作動に伴い隙ｌ１ｌＩ４８を介してポンプ
室１８からの燃料を吸引しながら燃料油室４６が拡大し
ようとするため油室圧力Ｐｄが低下する。　この圧力の
低下と環状ピストン４０自体の慣性力に基づき、環状ピ
ストン４０は段付端面１２Ａから離れて皿バネ４２を押
したわめながらプランツヤ１２に対しシリング部２Ａの
方向に移動する。このため油室４６の燃料は隙間４８の
みならず通路４０Ａ、４２Ａを介してポンプ室１８へと
速やかに開放される。従つて燃料油室４６の圧力Ｐｄは
実質的に低下せず、また減衰力も発生しないのでプラン
ツヤ１２は確実にフェイスカム１４（第１図）のリフト
カーブに沿った吸入行程作動を行う。

第６図は上記作用の間のフェイスカム１４に作用する背
型の動的特性を示したもので、実線畠は圧力室１３の燃
料圧力とスプリング３８（第９図参照）の張力とに基づ
いてフェイスカム１４とａ−ラ１６との間に作用する面
圧力（荷重）、一点鎖線すはスプリング３８の張力、破
線Ｃはカムリフトの加速度である。なお、横軸は７！イ
スカム１４の回啄角度であり、また加速度はカムリフト
方向を正にとっである。

図示したように、吐出行程の初期（領域りには加速度が
正であり、燃料の噴射圧力も作用するためカム面の圧力
は急上昇するが、噴射終了後の噴射圧力の消滅と、これ
に前後するり７ト加速度の反転に基づいて吐出行程後半
（領域■）の面圧力は急激に減少する。このとき、回転
速度が過大、または送油率及び噴射圧力を幽めるために
最太り７トを太き（とっであると、従来は破線ｄで示し
たように一時的に面圧力が負になり、フェイスカム１４
がクーラ１６から離れるというノヤンピングが起こる。

これに対し、上記実施例において環状ピストン４０がシ
リング部２Ａに侵入開始して減衰力を発生するタイミン
グを、面圧力が急減する直前に設定することにより、前
記減衰力が破線ｅで示したようにスプリング張力を加勢
する方向に作用するため適正な面圧力を保持してジャン
ピングを回避することができる。なお、仮に吐出行程の
当初から減衰力が発生するような設定にすると、燃料圧
力の作用と相まって面圧力が過大になるので耐久性上問
題を生じる。

一方、カムリフトが頂息をすぎて吸入行程に入ると、そ
の初期（領域■）には未だ加速度は負の方向に働いてい
るから、減衰力が作用し続けたとすると破＃ｉｅ’及び
破Ｍｄ゛で示したようにこの減り力は面圧力を低下させ
てノヤンビングを助長する方向に作用し、また燃料油室
４６は拡大しようとして圧力が’ｈＦＢに下降すること
になるのでキャビテーシ３ンを起こすおそれが生じて好
ましくない。

従って、第５図で説明したように、少なくとも吸入行程
の初期には減衰力を解消する必要があるのである。ただ
し、吸入行程の後半（領域■）になると加速度が正方向
に転じて面圧力を増加させるので、仮に減貨力が作用し
たとしても問題はない。

なお、この実施例では環状ピストン４０の外径（すなわ
ちＦＪＩＩ！！４８の断面積）または輪方向の長さを変
更することにより減衰力特性の調節が可能であるから、
ポンプの要求特性、具体的にはフェイスカム１４のカム
プロファイルやリフト、及び回転速度に応じて容易に適
切な減衰力特性を設定できる。

次に、この発明のその他の実施例について説明する。

第７図は、段付状プランシャ１２の肩部１２Ｂと、プラ
ンジャバレル２に形成したシリング部２Ｂとの嵌合に応
じて燃料油室４６を画成し、上述のようなタイミングで
肩部１２Ｂがシリング部２Ｂに侵入し始めたと訃に両者
間の隙間４８が油室４６からの油流を規制することで吐
出行程途中から減衰力を発生するようにしたものである
。５０は油室４６とポンプ室１８とを連通する通路５１
に介装したチェック弁で、吐出行程にあって油室４６が
縮小しつつあるときには閉弁して通路５１を閉ざしてい
るが、吸入行程に入って油室４６が拡大し始めるとこの
時の油室圧力の低下に基づいて開弁じ、通路５１を開い
て油室４６をポンプ室１８に開放する。

第８図は、フェイスカム１４及シブランツヤ１２を退避
方向に付勢するスプリング３８の受は座５３とポンプ本
体４との間に、スプリング３８と同軸的に筒型減衰１Ｓ
５４を介装し、プランツヤ１２が吸入行程に入って距離
りだけリフトしたときに受は座５３と減翼器５４とが当
接して、以後吸入行程が終了するまでのあいだ滅貸器５
４内部の油室４６で発生する減衰力に基づいてフェイス
カム１４のジャンピングを抑えるようにしたものである
。に衰器５４は、吸入行程に入ると内蔵したリターンス
プリング（図示せず）の張力によりプランジャ１２の退
避作動とともに伸び出すが、この伸び側作動時には受は
座５３から離れるのでプランツヤ１２及Ｃ／フェイスカ
ム１４に減衰力を及−ぽすことはない。

第７図、第８図の各実施例によれば、部品点数を少なく
して組立て作業を簡略にできるとともに、構造が単純イ
ビする分だけ減衰力特性の誤差（ばらつき）を滅Ｃ）す
ことができる。

（発明の効果） 以上Ｑ通り、この発明によればフェイスカムの房太り７
Ｆを大きくしたとき、もしくはポンプをＩＳ速回忙させ
たときのカムのノヤンビングを確実かつ効果的に抑えら
れるので、直接噴射式Ｉｆｆ関に対応した噴射圧力の高
圧化を無理なく実現でさ、あるいは機関の高速化を図れ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はそのＡ
−ＡＭに沿った断面図である。第３図〜第５図はそれぞ
れ作用を説明するために前記実施例を互いに異なる状態
についで示した断面図、第６図はカムの動的特性を示す
Ｍ図である。第７図、ｆｆｉ’８図はそれぞれこの発明
の他の実施例の断面図である、第゛９図は従来例の断面
図である。 ２・・・ポンプのプランツヤバレル、２Ａ・・・シリン
グ部、４・・・ポンプ本体、１０・・・ポンプ紬、１２
・・・プランジャ、１４・・・７ヱイスカム、１６・・
・ローラ、１８・・・ポンプ室、３日・・・スプリング
、４０・・・環状ピストン、４２・・・皿バネ、４０’
Ａ、４０Ｂ・・・通路、４６・・・燃料油室、４８・・
・隙間。・第３図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料で満たされたポンプ室内で互いに弾性的に押圧付勢
   されるフェイスカムとローラとの間の相対回転に基づい
   て、ポンプ軸とともに回転するポンププランジャに往復
   運動を付与するようにした分配型燃料噴射ポンプにおい
   て、前記往復運動とともに拡縮する燃料油室をポンプ室
   内に形成するとともに、プランジャ吐出行程の途中から
   この燃料油室とポンプ室との間の連通を規制する手段と
   、同じく吸入行程で燃料油室をポンプ室に開放する手段
   とを設けた事を特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。