JPS6114621Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の負荷−流体圧変換装置に係
り、特にデイーゼル機関の如く、燃料量計量部材
の変位に応じて燃料噴射量を可変に設定する燃料
噴射ポンプを備えた内燃機関の負荷−流体圧変換
装置に係る。

一般的なガソリン機関の如く、吸気絞り弁によ
り吸入空気量を制御して機関出力を制御する絞り
調速式機関の場合、機関出力は概ね吸入空気量に
よつて代表され、従つて機関回転数と吸入空気量
を計測すると、機関の負荷率をおおよそ検出でき
る。又絞り調速式機関では吸気管負圧により負荷
率を検出することも可能であり、例えば電子燃料
噴射装置に於ては、吸気管負圧を検出し、それに
基き燃料噴射量制御を実施している実例もある。

しかし、デイーゼル機関の場合、ガソリン機関
とは異り、負荷を代表する要素は少なく、機関負
荷率を検出するには直接、燃料消費量を計測して
それより求める必要がある。しかし、これは測定
自体が難しく、又その測定に比較的高価な測定装
置を必要とする為、自動車用として用いるには適
当ではない。又、アクセルレバー、或は燃料噴射
ポンプのコントロールレバーの変位量により機関
の負荷率を検出する方法が従来から知られてい
る。この方法は容易に実施できるが、しかしガバ
ニング機構やアクセリンク系の製品誤差が検出精
度に影響する為、高精度の検出を行うことができ
ない。又、特に一般の燃料噴射ポンプはガバニン
グ機構を備えている為に、コントロールレバーの
変位量は燃料射量に比例せず、その為コントロー
ルレバーの変位量では機関の負荷率を正確に検出
することができない。

本考案は実用上、簡便に且つ正確に機関の負荷
率を感知し、特に機関の負荷率に対応した値の流
体圧を発生する内燃機関の負荷−流体圧変換装置
を提供することを目的としている。

デイーゼル機関に於ては、それの出力は燃料噴
射量によつて制御され、又その燃料噴射量は燃料
噴射ポンプの燃料量計量部材、例えば列型ポンプ
のコントロールラツク、分配型ポンプのスピルリ
ングにより調整されている。従つて燃料量計量部
材の動きに連動する圧力調整弁を設け、該圧力調
整弁により流体圧を制御すれば、燃料噴射量、換
言すれば内燃機関の負荷率に応動した流体圧を取
出すことができる。

本考案は上述の原理を応用した具体的な負荷−
流体圧変換装置に関するものであり、所定圧力の
流体を固定オリフイスを経て供給される流体流路
と、前記固定オリフイスより下流側の前記流体流
路に設けられ前記燃料量計量部材の変位量に応じ
て実効オリフイス面積を変化する可変オリフイス
とを有し、前記流体流路に於る前記可変オリフイ
スと前記固定オリフイスとの間に内燃機関の負荷
に応じた流体圧を生じせしめるように構成されて
いる。

本考案装置によれば、機関の負荷状態が流体圧
として検出されるので、その流体圧によつて機関
の負荷に応じた種々の制御を行うことが出来る。
又本考案装置によれば、燃料噴射ポンプの燃料計
量部材の変位量に応じて可変オリフイスの実効オ
リフイス面積を変化させるようになつているの
で、燃料噴射ポンプの実際の燃料噴射量と前記流
体圧との対応が非常に良く、精度の高い負荷−流
体圧変換を行うことができる。

以下に添付の図を用いて本考案を実施例につい
て詳細に説明する。

添付の第１図は本考案装置に備えたデイーゼル
機関の燃料供給システムを示す回路図であり、第
２図はそれの要部の概略縦断面図である。図に於
て、１は分配型の燃料噴射ポンプを示しており、
この燃料噴射ポンプ１には燃料タンク２内の液体
燃料が導管３、燃料ポンプ４、導管５を経て供給
されるようになつている。前記導管５を流れる液
体燃料の一部は導管６、プレツシヤレギユレータ
７、導管８を経て前記燃料タンク２に戻されるよ
うになつており、これにより前記導管５内の液体
燃料の圧力は実質的に一定に保たれるようになつ
ている。燃料噴射ポンプ１に供給された燃料のう
ち、その時の機関の運転に必要な量の燃料はポン
プ作用により導管９を経て燃料噴射弁１０へ送ら
れ、該燃料噴射弁１０より図には示されていない
機関の燃焼室又は副燃焼室に噴射されるようにな
つている。又前記燃料噴射ポンプ１に供給された
燃料のうち余剰の燃料は導管１１を経て前記燃料
タンク２に戻されるようになつている。

前記分配型の燃料噴射ポンプ１は、第２図に良
く示されている如く、密閉構造のポンプハウジン
グ２０を有しており、このポンプハウジング２０
内は前記導管５より液体燃料を供給され、その液
体燃料によつて満たされる様になつている。前記
ポンプハウジング２０内には該ポンプハウジング
２０に固定されたプランジヤ受入れ用のスリーブ
２１と、前記スリーブ２１に回転可能に且つ軸線
方向（図にて左右方向）に移動可能に受入れられ
たポンププランジヤ２２とが設けられている。前
記ポンププランジヤ２はその一端部に円盤状のカ
ムプレート２３を一体的に有しており、又図には
示されていないばねにより前記カムプレート２３
をローラ２４に押付ける方向のばね力を及ぼされ
ている。前記ローラ２４は軸２５の周りに回転自
在であるが、前記軸２５は前記ポンプハウジング
２０に固定され、ポンプハウジング２０に対し不
動である。前記カムプレート２３は機関の回転に
同期して回転駆動されるドライブ軸２６（第１図
参照）に駆動連結されている。前記カムプレート
２３が回転すると、前記ポンププランジヤ２２は
図にて左右方向に移動しながら回転する。前記ポ
ンプハウジング２０内の液体燃料は前記ポンププ
ランジヤ２２が図にて左方に移動しているとき、
スリーブ２１の吸入ポート２７と前記ポンププラ
ンジヤ２２を先端部に形成された複数個の吸入グ
ローブ２８の一つが係合することにより、連通孔
２９、吸入ポート２７、吸入グローブ２８を経て
ポンプ室３０内に吸入される様になつている。ポ
ンププランジヤ２２の回転により前記吸入ポート
２７が閉じられ、次に前記ポンププランジヤ２２
の分配ポート３１が前記スリーブ２１に形成され
ている複数個の分配通路３２の一つに係合する様
になると、前記ポンププランジヤ２２は図にて右
方に移動する様になり、この為前記ポンプ室３０
内に吸入された燃料は、その圧力を上昇し、燃料
通路３３、分配ポート３１、分配通路３２、デリ
バリバルブ３４、導管９を経て噴射弁１０へ圧送
される様になつている。前記ポンププランジヤ２
２がこれより更に図にて右方へ移動すると、スピ
ルポート３５が前記ポンププランジヤ２２の外周
に嵌合しているスピルリング３６より離れること
により、前記燃料通路３３が前記スピルポート３
５を経て前記ポンプハウジング２０内に開放され
る様になり、この為前記ポンプ室３０及び前記燃
料通路３３内の高圧の燃料は前記スピルポート３
５より前記ポンプハウジング２０内へ押し戻さ
れ、ポンプ室３０、燃料通路３３、分配通路３２
内の液体燃料の圧力が所定値以下に迄低下し、こ
れにより燃料の圧送が終了する。

前記スピルリング３６はレバー３７によつて図
にて左右方向に駆動される様になつており、又前
記レバー３７は図には示されていないそれ自身周
知のガバニング機構を経てアクセルリンクに連結
され、機関の負荷の増大に応じて前記スピルリン
グ３６を図にて右方へ駆動する様になつている。
前記燃料噴射ポンプ１の燃料噴射量は前記スピル
リング３６の位置によつて決定される。即ち、前
記スピルリング３６が図にて左方に位置している
程、ポンププランジヤ２２の往復行程中に於て前
記スピルポート３５が開いている期間が長く、そ
の為ポンプの有効ストロークが短く、燃料噴射量
が少なくなり、これに対し前記スピルリング３６
が図にて右方に位置している程、ポンププランジ
ヤ２２の往復行程中に於て前記スピルポート３５
が開いている期間が短く、ポンプの有効ストロー
クが長くなり、燃料噴射量が多くなる。

前記ポンプハウジング２０は、その一部に本考
案による負荷−流体圧変換装置の主要部を成す可
変オリフイス装置５０を有している。可変オリフ
イス装置５０は、前記ポンプハウジング２０に固
定された弁座部材５１と、前記ポンプハウジング
２０に形成された支持孔５２にその軸線方向に往
復動可能に支持されたニードル部材５３とを有し
ており、前記両者によつて可変オリフイスを構成
している。前記可変オリフイスの実効オリフイス
面積は前記ニードル部材５３の弁座部材５１に対
する相対位置によつて決まり、この実施例の場
合、前記ニードル部材５３が図にて右方に位置し
ている程、前記実効オリフイス面積は小さくな
る。前記弁座部材５１はカバープレート５４と共
働して調圧室３５を郭定している。前記調圧室５
５には前記導管５を流れる実質的に一定圧力の液
体燃料の一部が導管５６、固定オリフイス要素５
７、導管５８を経て供給される様になつている。
前記調圧室５５内に供給された液体燃料は前記弁
座部材５１と前記ニードル部材５３との間に郭定
された可変オリフイスを経て前記支持孔５２内に
入り、これより導管５９を経て第１図に示されて
いる燃料タンク２内に戻される様になつている。
前記ニードル部材５３は連結ロツド６０によつて
前記スピルリング３６に連結され、前記スピルリ
ング３６の移動に伴い移動し、前記可変オリフイ
スの実効オリフイス面積を決定する様になつてい
る。

即ち、導管５６と５８、調圧室５５及び導管５
９とからなる流体流路の途中に固定オリフイス要
素５７が設けられ、固定オリフイス要素５７より
下流側の前記流体流路の途中に可変オリフイス装
置５０が設けられている。

この実施例に於ては、可変オリフイス装置５０
と固定オリフイス要素５７との間の前記流体流路
の流体圧を取出すべく調圧室５５が導管６１によ
つて圧力応動型のアクチユエータ６２の圧力室６
３に接続されている。アクチユエータ６２はその
ハウジング６４内にピストン６５を有しており、
このピストン６５は前記圧力室６３内に与えられ
る液体燃料の圧力に応じばね６６のばね力に抗し
て図にて右方に駆動される様になつている。又前
記ピストン６５にはピストンロツド６７の一端部
が連結されている。又前記ピストン６５を隔てて
前記圧力室６３とは反対側のハウジング６４内は
導管６８を経て前記導管５９に接続され、漏れ燃
料を燃料タンク２へ戻す様になつている。

固定オリフイス５７を経て調圧室５５内へ供給
された液体燃料が弁座部材５１とニードル５３と
によつて構成された可変オリフイスを経て燃料タ
ンク２内に戻されることにより、前記調圧室５５
と前記固定オリフイス５７との間の流体流路に於
ける燃料圧力は前記可変オリフイスの実光オリフ
イス面積に応じて減少され、その流体圧は導管６
１を経てアクチユエータ６２の圧力室６３へ伝達
される。

ところで、デイーゼル機関の軸トルクは、第３
図に示されている如く、燃料噴射ポンプの燃料量
計量部材の変位量、即ち燃料噴射量におおよそ比
例する。負荷の変化により機関効率が変化するの
で、燃料噴射量と軸トルクとの関係は完全に比例
関係ではないが、おおよその比例関係が成立して
いる。

機関の負荷が高い場合、燃料噴射ポンプ１のス
ピルリンク３６は図にて右方に変位しており、そ
れに従い燃料噴射量が増大するので、機関の軸ト
ルクは上昇する。この時にはニードル部材５３は
スピルリング３６の右方への変位に伴い右方へ変
位し、これと弁座部材５１との間の可変オリフイ
スの実効オリフイス面積が小さくなつている。こ
の為珍圧室５５より導管５９への液体燃料の流出
量が減少し、それに伴い調圧室５５と固定オリフ
イス要素５７との間に流体流路に於ける燃料圧力
が上昇する。逆に機関の負荷が減少すると、スピ
ルリング３６は図にて左方へ変位し、それに伴い
ニードル要素５３も左方へ変位する為、前記可変
オリフイスの実効面積が大きくなり、前記調圧室
５５より導管５９への液体燃料の流出量が増大
し、調圧室５５と固定オリフイス要素５７との間
の流体流路に於ける燃料圧力が低下する。この結
果、第４図に示されている如く、調圧室５５と固
定オリフイス要素５７との間の流体流路に於ける
燃料圧力は負荷の増大に応じて上昇する様にな
り、調圧室５５と固定オリフイス要素５７との間
の流体流路に機関の負荷に応じた流体圧が発生す
る。この調圧室５５と固定オリフイス要素５７と
の間の流体流路に於ける燃料圧力は導管６１を経
てアクチユエータ６２の圧力室６３に伝達され、
アクチユエータ６２は機関の負荷に応じて駆動さ
れるようになる。

第５図は本考案装置に用いる可変オリフイス装
置の他の一つの実施例を示す断片的な縦断面図で
ある。尚、第５図に於て第１図及び第２図に対応
する部分は第１図及び第２図に付した符号と同一
の符号により示されている。この可変オリフイス
装置７０は、ポンプハウジング２０に固定された
ポート７１を有するライナ部材７２と、前記ライ
ナ部材７２内にその軸線方向に移動可能に嵌合し
前記ポート７１と係合するスリツト７３を有する
カツプ部材７４とを有しており、前記スリツト７
３とポート７１との間に可変オリフイスを構成す
る様になつている。前記カツプ部材７４は連結ロ
ツド６０によつて第１図に示されている如きスピ
ルリング３６に連結され、スピルリング３６の移
動に伴つて図にて左右方向に移動する様になつて
いる。前記可変オリフイスの実効オリフイス面積
は、この場合も前記カツプ部材７４の図にて左右
方向の移動により変化する。従つて、かかる可変
オリフイス装置７０を用いた実施例に於ても、調
圧室７５と固定オリフイス要素５７との間の流体
流路に機関の負荷に応じた流体圧が発生する。

第６図は本考案による負荷−流体圧変換装置を
列型の燃料噴射ポンプに組込んだ場合の一つの実
施例を示す概略構成図である。尚、第６図に於て
第１図及び第２図に対応する部分は第１図及び第
２図に付した符号と同一の符号により示されてい
る。列型の燃料噴射ポンプ１′の場合、それの燃
料量の調整はコントローラルツク８０によつて行
なわれる。前記コントロールラツク８０の一端部
には、この実施例の場合、可変オリフイス装置５
０のニードル部材５３が一体に形成されている。
前記コントールラツク８０は図にて左方に変位し
ているとき程、燃料噴射量を増大する様になつて
おり、又ニードル部材５３は前記コントロールラ
ツク８０の図にて左方への変位に伴いこれと弁座
部材５１との間の可変オリフイスの実効オリフイ
ス面積を減少する様になつている。従つて、かか
る実施例に於ても、調圧室５５と固定オリフイス
要素５７との間の流体流路に機関の負荷に応じた
流体圧が発生する。

以上の説明から明らかな如く、本考案によれ
ば、燃料噴射ポンプ内の燃料量計量部材の変位量
に応動する可変オリフイス要素により機関の負荷
変動に応動した流体圧を得ることが出来る。又、
本考案は、燃料噴射ポンプの燃料量計量部材の動
きを直接的に流体圧に変換しているので、応答性
が良く、又構造が簡単であるという利点を有して
いる。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳
細に説明したが、本考案はこれらに限られるもの
ではなく、本考案の範囲内にて種々の実施例が可
能である事は当業者にとつて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による負荷−流体圧変換装置を
組込まれたデイーゼル機関の燃料供給システムを
示す回路図、第２図は本考案装置の要部を取出し
て示す縦断面図、第３図は機関の軸トルクと燃料
噴射ポンプの燃料量計量部材の変位量との関係を
示すグラフ、第４図は本考案による負荷流体圧変
換装置により得られる流体圧と燃料量計量部材の
変位量との関係を示すグラフ、第５図は本考案装
置に用いる可変オリフイス装置の他の一つの実施
例を示す断片的な縦断面図、第６図は本考案装置
を列型の燃料噴射ポンプに組込んだ場合の一つの
実施例を示す概略構成図である。 １〜燃料噴射ポンプ、２〜燃料タンク、３〜導
管、４〜燃料ポンプ、５〜導管、６〜導管、７〜
プレツシヤレギユレータ、８〜導管、９〜導管、
１０〜燃料噴射弁、１１〜導管、２０〜ポンプハ
ウジング、２１〜プランジヤ受入用スリーブ、２
２〜ポンププランジヤ、２３〜カムプレート、２
４〜ローラ、２５〜軸、２６〜ドライブ軸、２７
〜吸入ポート、２８〜吸入グローブ、２９〜連通
孔、３０〜ポンプ室、３１〜分配ポート、３２〜
分配通路、３３〜燃料通路、３４〜デリバリバル
ブ、３５〜スピルポート、３６〜スピルリング、
３７〜レバー、５０〜可変オリフイス装置、５１
〜弁座部材、５２〜支持孔、５３〜ニードル部
材、５４〜カバープレート、５５〜調圧室、５６
〜導管、５７〜固定オリフイス、５８〜導管、５
９〜導管、６０〜連結ロツド、６１〜導管、６２
〜圧力応動型アクチユエータ、６３〜圧力室、６
４〜ハウジング、６５〜ピストン、６６〜ばね、
６７〜ピストンロツド、６８〜導管、７０〜可変
オリフイス装置、７１〜ポート、７２〜ライナ部
材、７３〜スリツト、７４〜カツプ部材、７５〜
調圧室、８０〜コントロールラツク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料量計量部材の変位に応じて燃料噴射量を可
   変に設定する燃料噴射ポンプを備えた内燃機関の
   負荷−流体圧変換装置にして、所定圧力の流体を
   固定オリフイスを経て供給される流体流路と、前
   記固定オリフイスより下流側の前記流体流路に設
   けられ前記燃料量計量部材の変位量に応じて実効
   オリフイス面積を変化する可変オリフイスとを有
   し、前記流体流路に於る前記可変オリフイスと前
   記固定オリフイスとの間に内燃機関の負荷に応じ
   た流体圧を生じせしめるよう構成されていること
   を特徴とする内燃機関の負荷−流体圧変換装置。