JPS61182453A

JPS61182453A - 内燃機関用の燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JPS61182453A
Application number: JP60230076A
Authority: JP
Inventors: ルードルフ・バビツカ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-10-17
Publication date: 1986-08-15
Also published as: DE3437973A1; GB2167137A; GB2167137B; US4660522A; DE3437973C2; GB8525430D0

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】産業上の利用分野本発明は、カム伝動装置を介して強制的に往復駆動され
る少なくとも１つのポンププランジヤを有しており、該
ポンププランジャがポンプシリンダ孔内にポンプ作業室
を形成してお沙、このポンプ作業室が吐出通路を介して
分配部材開口と接続されており、該分配部材開口が、回
転する分配部材に開口しており、かつポンププラン・ツ
ヤ吐出行程中にポンプ作業室を、分配部材開口の回転平
面に配置されていて分配部材を受容する案内シリンダ孔
から分岐された複数の燃料噴射導管のうちそれぞれ１つ
と接続しており、さらにポンププランジャ吸込行程時に
ポンプ作業室に、制御された燃料供給導管を介して燃料
が供給されるようになっている形式のものに関する。

従来の技術前述の形式の内燃機関用燃料噴射ポンプはドイツ連邦共
和国特許出願公告第１０３９３０９号明細書によって公
知であり、この公知の燃料噴射ポンプは、回転駆動され
るカム円板と連結されている唯１つのポンププランジャ
を備えており、前記カム円板は、上側及び下側にカム軌
道を有しておりかつ上側の周方向でのみ調節可能に支承
されたころ付リングの複数のころと下側の相応するころ
付リングの複数のころとの間で案内される。軸方向で定
置のころの間のカム軌道上を転動することによって、カ
ム円板とポンププランジヤとが往復運動と同時に回転運
動せしめられる。このばあいポンププランジャは分配部
材としても役立つ。ポンププランジャによって形成され
たポンプ作業室は、ポンププランジャ吸込行程時に燃料
供給導管と接続される。

この燃料供給導管には調節可能な吸込絞りが配置されて
いて、この吸込絞りを介してポンププランジャ行程毎に
噴射される燃料量が調量される。

ラジアルピストンプランジャ型の分配式燃料噴射ポンプ
のばあいには、回転駆動される分配部材内でポンプシリ
ンダ孔に半径方向で支承されたポンププランジャが、半
径方向で内方に向かうカムを有していて分配部材を半径
方向でつかむカムリングによって駆動されることが公知
である。このような噴射ポンプにおいては、ポンププラ
ンジヤが吸込行程時には燃料圧及び遠心力の作用を受け
て外方へカムリングに向かって運動せしめられ、かつ吐
出行程時には転動シューを介してカム隆起部によって再
び内方へ、カム高さによって規定される死点まで運動せ
しメラレる。このような噴射ポンプにおいて噴射量調整
は、プランジャの外方への運動の制限については調節可
能なストン・ξ又は液圧式の制限部材によって行なわれ
、これに対して吸込行程時の燃料供給は絞られて又は時
間制御されて行なわれる。このような噴射ポンプの欠点
は、回転数及び回転毎の吐出行程の数によって与えられ
る時間単位毎の規定された行程順序を越えることができ
ないことである。なぜならばこのばあい、１′？／ププ
ランノヤは吸込行程時にもはや特別な補助部材なしにカ
ム軌道に追従してしまうからである。さらにこのような
噴射ポンプにおいては戻しばねの使用も限界がある。ポ
ンププランジャがカム軌道から持ち上がる問題及び戻し
ばねの揺動の問題が周知である。

発明の課題本発明の課題は、高回転数のばあいに８−シリンダ内燃
機関又は多シリンダ内燃機関て燃料供給することができ
、あるいは大きな角度間隔を有する前噴射を改善するこ
とができるようにすることである。

前述の課題を解決するために講じた本発明の手段は、燃
料噴射ポンプが、回転駆動される分配部材内の半径方向
で整合されたポンプシリンダ孔内に配置されている少な
くとも１つのボンｆ７’ランジャを有するラノアルピス
トン噴射ポンプとして形成されており、前記ポンププラ
ンジャが転動シューと不動に結合されており、さらに転
動シューが、半径方向で内方に向かうカム軌道を有する
少なくとも１つの外側の第１のカムリングと、半径方向
で外方に向かうカム軌道を有する少なくとも１つの内側
の第２のカムリングとによって同時に案内されているよ
うにした。

発明の効果本発明によって得られる利点は、ポンプシランツヤの強
制案内によって、近代の内燃機関において高い運転回転
数のばあいに燃料調量正確さを損わずに６つ以上の吐出
行程を行なうことができることである。

実施態様特許請求の範囲第２項記載の実施態様によれば、一方の
カム軌道上を転動する部材が、他方のカム軌道において
摩擦によって摩耗されることはない。これは、転動する
部分の反対側が他方のカム軌道上で運動するからである
。

さらに特許請求の範囲第６項記載の実施態様によれば、
内燃機関の供給しようとするそれぞれのシリンダ内に数
回噴射することもでき、このばあい燃料噴射量及び噴射
率は、特許請求の範囲第８項記載によるカム形状によっ
て定めることもできる。

さらに有利には、たとえば４シリンダ内燃機関のばあい
にそれぞれのシリンダ内に＠噴射及び主噴、射させるこ
とが可能であり、このばあいそれにもかかわらず高回転
数で運転することができる。このばあい有利には、前噴
射は、４サイクル−内燃機関のプランジャ吸込周期の第
１の部分で行なわれ、かつ主噴射はプランジャの上死点
前の燃焼技術的に正しい時点で行なわれる。このことに
よシ、有害物質形成及び堪形成が著しく改善されかつ自
動点火によって作動する機関において雑音形成が著しく
改善される。

このような噴射によって燃焼室の充てん部の均一な燃焼
が行なわれる。これは、少なくとも前噴射によって噴射
される燃料量が吸込開始と圧縮終了もしくは点火開始と
の間の長い時間にわたってほぼ均一に調製されることが
できるからである。周知の形式では、ディーゼル機関は
噴射と同時に点火開始も制御されなければならないので
、噴射される燃料がその調製のためにわずかな時間しか
有していない。それ故に、ディーゼル機関の回転数は、
このばあい不完全な燃焼を生じ、このことによシー面で
は運転状態損失、他面では有害物質エミツショ／とりわ
け煤エεツショ／を導くので、任意に上昇させることは
できない。前噴射によって、運転状態及び有害物質エミ
ッションに関して改善される。

これに対してオツド機関のばあいには、すでに点火時点
まで調製された燃料−空気混合気が形成されている。し
かし外部点火によって作動するオツド機関が燃料直接噴
射によって運転されると、このことにより混合気吸込み
のオツド機関に比べて吸込み損失が減少され、本発明に
よる噴射と同じ利点が得られる。これは、このばあいデ
ィーゼル機関のばあいと類似する状態が得られるからで
ある。

実施例第１図にはラノアルピヌトン分配ポンプカ簡単に示され
ている。ポンプのケーシング１内に、ノリノダブノ／ユ
２が内側の案内シリンダ孔３で以て嵌込まれており、前
記シリンダブツシュ内（て分配部材４が案内される。分
配部材が案内７リノダ孔３から突出する端部５において
直径を拡大されており、かつここで分配部材の軸線から
半径方向に出発するポンプシリンダ孔７を有しており、
該ポンプシリンダ孔内でポンププランツヤ８が案内され
ており、該ポンププランジャは端面側で分配部材の軸線
に向かってポンプ作業室９を形成する。たとえば、分配
部材４の端部５を通って直径に延びるポンプシリンダ孔
内で案内されている２つのボンシブランジャ８が設けら
れている。

ポンププランジャの、ポンプシリンダ孔から突出する端
部１１において、ポンププランジャが転動シュー１２に
当接しており、この伝動シューとボンシブランジャかば
ね弾性的なりランプ１４を介して結合されている。板ば
ねから変形されたクランプが中央に貫通孔を有しており
、この貫通孔にポンププランジヤが差込まれており、こ
のばあいポンププランツヤはフランク１５によってクラ
ンプに当接する。さらにクランプは２つのばね弾性的な
アーム１６を有しており、該アームがポンププランジヤ
の側方で転動シューの係合点１７に係合し、かつポンプ
プランジャの端面が転動ソニーに当接する。

転動ツユ−内にころ１９が支承されており、該ころが周
知の形式で転動シューと、この転動ソニーがころを１８
０度以上半径方向でつかむように結合されている。

カムリング２０は、ポンゾゾランジャ縦軸線方向でころ
１９に第２図から判るような半径方向で内方に向かうカ
ム隆起部で以って接続されている。ころは、カムリング
のカム軌道２１と同じ幅を有しており、かつ軸方向で両
側にシリング状のピン２２を有しており、該ピンにり／
グ２３が支承されている。これらのリングが、第２のカ
ムリング２４ａ　、２４ｂのそれぞれ１つのカム軌道２
５上に位置している。これらのカムリングは直接、転動
シュー１２の側方に接続される。両方のカムリングはそ
れぞれ円板状に形成されていてかつ半径方向で外方に向
かうカム軌道２５を有しており、該両カム軌道は半径方
向で並んで第１のカムリング２０のカム軌道２１に対し
て平行に延びている。

第１のカムリング２０は、両側方のリング２３の作業範
囲において、それぞれ１つの孔２６を有しており、該孔
内にリング２３が突入することができるので、リング２
３の直径方向の誤差が許される。このような理由から、
ころ１９の幅は、ころが両方の第２のカムリング２４ａ
、２４ｂの間の間隔内に転動シューと一緒に侵入するこ
とができるように設計されている。

ポンプ作業室９から出発して分配部材内に軸方向で吐出
通路２８が延びており、該吐出通路は盲孔として形成さ
れていてかつこの吐出通路から半径方向に延びる横通路
２９が出発しており、該横通路は、分配部材の周面にお
いて分配孔３０に開口する。前記分配孔の半径方向平面
において、案内シリンダ孔３から複数の噴射導管３１が
分岐しており、該噴射導管は、所属の内燃機関の燃料噴
射ポンプによって供給されるシリンダの数及び順序に相
応して分配されて、案内シリンダ孔の周面に配置されて
いる。燃料噴射導管３１は概略的に示された噴射ポンプ
３２に通じている。

さらに、吐出通路２８が横孔３３を介して分配部材の局
面における環状の充てんみぞ３４と接続されている。こ
のことによって、案内シリンダ孔３に開口する燃料供給
導管３６と常に液力式に接続されており、前記燃料供給
導管には燃料調量弁３７が配置されている。燃料供給導
管は燃料吐出ボンダ３８を介して燃料タンク３９から燃
料を供給され、このばあい圧力制御弁４０によって周知
の形式で燃料供給圧を調節することができる。図面にお
いて燃料調量弁３７は概略的にしか示されていない。制
御装置４１によって、相応する運転・ξラメータが、次
のように、つまりポンププランジャ行程毎に所望の燃料
噴射量が噴射部に達するように制御される。このばあい
燃料調量弁は、ポンププランジャ吸込行程中は燃料調量
のだめの燃料調量弁として、並びにポンププランジャ吐
出行程中は高圧吐出を制限するための高圧弁として、種
々に構成する、　　　ことができる。このばあいこのよ
うな弁は吸込行程中完全に開放している。このばあい弁
の開制御は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第
３１３５４９４号明細書において示されるような一二ゾ
制御される液圧式の制御スライダを介して、直接又は間
接的に電気的に行なうことができる。

分配部材４はポンプ駆動軸４３によって回転運動せしめ
られる。分配部材の回転によシホンゾプランノヤ８を介
して転動シュー１２がころ１９と一緒に連行され、次い
で転動シューが第１のカムリング２０もしくは第２のカ
ムリング２４ａ、２４ｂのカム軌道２１．２５に追従す
る。ピン２２、リング２３並びに両方のカムリング２０
，２４ａ、２４ｂを有するころ１９の構成により、ころ
は、転動シュー及びポンププランジャと一緒にカム軌道
に沿って強制案内される。

このばあいポンププランジヤを転動シューと連結させる
ことによって、ポンププランジヤは分配部材回転時に往
復運動せしめられる。相応してボンシブランツヤは吸込
行程及び吐出行程を実施し、このばあいボンシブランツ
ヤはたとえば部分吸込行程中又は全吸込行程中に、次に
続く吐出行程時に吐出される燃料量が燃料調量弁３７を
介して調量される。このばあい部分負荷においては、燃
料供給導管とポンプ作業室との接続が部分行程にわたっ
て閉鎖され、従ってポンプ作業室は全く燃料を充てんさ
れず、かつポンププランジャはそれに続く吐出行程時に
適当に遅れて初めて噴射圧に達する。このような形式で
噴射は、一定の吐出終了及び負荷に関連する吐出開始を
以て実施される。

吐出開始を調節するために周知の形式で両方のカムリン
グが回転せしめられ、従ってポンプ駆動軸４３の回転位
置に関して早期の方向又は遅延の方向の角度位置に調整
されて吐出もしくは噴射が開始される。しかしポンププ
ランジャ吸込行程中は、燃料供給導管への接続が開放さ
れたままであり、従って噴射量の制御は、続く吐出行程
時に燃料調量弁３７が所望の吐出段階中に閉鎖されるこ
とによって行なわれる。このような形式で燃料調量弁に
よって、カムリングのだめの回転装置を必要とせずに、
所望の噴射開始又は所望の噴射終了が制御される。

第１の実施例に相応する第２の実施例のばあいには、分
配部材に１つの横通路２９の代わりに２つの横通路が設
けられており、これらの横通路のうち一方の横通路４５
は第１の分配部材開口４６に、かつ第２の横通路４７は
第２の分配部材開口４８に通じている。これらの通路の
位置は、第３図に示された分配部材の横断面によって明
らかである。この図面に示すよって、第２の分配部材開
口４８は第１の分配部材開口４６に対して１３５度だけ
先行しており、従って案内シリンダ孔３から出発する４
つの噴射導管３１を有する４つのシリンダに供給するだ
めの燃料噴射ポンプのばあいには、分配部材開口のうち
常に１つが案内シリンダ孔の壁によって閉鎖されている
。第３図に示された位置では、第１の横通路４５、第１
の分配部材開口４６によって第１の燃料噴射導管Ａに燃
料が噴射される。さらに４５度回転した後に、第２の分
配部材開口４８が、噴射導管Ａに対して直径方向に位置
する噴射導管Ｃとオー・ぐラップし、従ってこの位置で
この噴射専管Ｃに噴射される。４５度さらに回転した後
に、第１の分配部材開口４６が噴射導管Ｂとオー・ζラ
ップし、かつさらに９０度回転した後に噴射導管Ｃとオ
ーバラップし、このばあいこの噴射導管もしくはこれか
ら供給されるンリンダ内に第２の燃料噴射が行なわれる
。この第２の燃料噴射は、第２の分配部材開口４８を通
る第１の噴射の後に２７０度だけクランク軸を回転させ
た位置で行なわれる。このような関係が第４図に示され
ている。第２の分配部材開口４８を通る噴射は前噴射量
■として示されており、第１の分配部材開口４６を通る
噴射は主噴射量Ｈとして示されている。噴射ポンプの常
動が、所属の内燃機関の半回転数で行なわれるので、第
１の分配部材開口４６と第２の分配部材開口４８との間
隔が１３５度であるばあいに、前噴射Ｖと主噴射量Ｈと
の間の間隔は２７０度のクランク軸角度である。このば
あい前噴射は、４サイクル４シリンダ内燃機関のばあい
に吸込周期の開始時に行な査ム・こ１に対して主噴射は
圧縮周期の終了時に（ＯＴ）の直前で行なわれる。主噴
射によって周知の形式でディーゼル機関における点火開
始が制御される。

前噴射量は、このような形式で２７０度のクランク軸回
転範囲を、燃焼室内に含まれた燃焼空気と混合させるた
めに利用しうる。このばあい前噴射量は、主噴射前に自
己点火限界点を越えないように定められている。

前噴射及び主噴射による内燃機関への燃料供給は、すで
に第１図及び第２図に示されたようなカム駆動装置によ
って実現される。このばあい４シリンダ一内燃機関にお
いて、１回転毎に８つのポンプ行程が必要であシ、該ポ
ンプ行程は高い安全性によってポンププランジャの強制
案内によって行なわれる。燃料噴射量の制御は、必要な
正確さで調量弁３７によって行なわれ、このばあい部分
噴射量の一部を一定に保持しがつこれらの量をカム形状
もしくはカム行程によって規定することが可能である。

このような関係は、第５図における、大きなカム振幅Ｈ
Ｎ及び小さなカム振幅ｈＮを有するカム経過によって明
らかである。大きなカム振幅ＨＮを有するカムの角度範
囲αにわたって全噴射量の変化が制御される。しかも部
分噴射量の一部のために役立つ小さなカム振幅ｈＮを有
するカムは、カム上昇範囲βにわたって変化する噴射量
のために役ｗつ。この場合有利には、小さなカム振幅ｈ
Ｎを有する小さなカム隆起部が噴射しようとする小さい
相応の燃料噴射量に適合されているので、ポンプシリン
ダ孔の振動する運動は最少量に制限される。他面では、
カム軌道を適当に形成することによって、前噴射量と主
噴射量との間の他の角度状態を調節することもできる。

案内シリンダ孔３の周面に均一な角度間隔で分配された
燃料噴射導管を有する４シリンダ一列型ポンプに供給す
るばあいに、第２の分配部材開口が第１の分配部材開口
に９０Ｗ先進するような角度範囲はさけなければならな
い。つまり９０度の角度範囲のばあいには同時に２つの
噴射導管に噴射されることになシ、このことによシネ都
合な結果を招くことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料噴射ポンプを部分的に破断し
て示す縦断面図、第２図は第１図に示された燃料噴射ポ
ンプの破断面に対して垂直ころに断面した％％Ｘ案内部の部分図、第３図は第２実施例
の分配部材開口を示す横断面図、第４図は第３図による
実施例の噴射ダイヤグラム、第５図は第３図による実施
例における駆動カム経過を示す図である。１・・・ケーシング、２・・・シリンダブツシュ、３・
・・案内シリンダ孔、４・・・分配部材、５・・・端部
、７・・・ポンプシリンダ孔、８・・・ポンププランジ
ャ、９・・・ポンプ作業室、１１・・・端部、１２・・
・転動シュー、１４・・・フランジ、１５・・・７ラン
ジ、１６・・・アーム、１７・・・保合点、１９・・・
ころ、２０・・・カムリング、２１・・・カム軌道、２
２・・・ピン、２３・・・す／グ、２４ａ・２４ｂ・・
・カムリング、２５・・・カム軌道、２６・・・孔、２
８・・・吐出通路、２９・・・横通路、３０・・・分配
孔、３１・・・噴射導管、３２・・・噴射ポンプ、３３
・・・横孔、３４・・・充てんみぞ、３６・・・燃料供
給導管、３７・・・燃料調量弁、３８・・・吐出ポンプ
、３９・・・燃料タンク、４０・・・圧力制御弁、４１
・・・制御装置、４３・・・ポンプ駆動軸、４５・・・
横通路、４６・・・第１の分配部材開口、４７・・・横
通路、４８・・・第２の分配部材開口手続補正書（方式
）昭和６１年２　月２ｒ日

Claims

【特許請求の範囲】

１．カム伝動装置を介して強制的に往復駆動される少な
くとも１つのポンププランジヤ（８）を有しており、該
ポンププランジヤがポンプシリンダ孔（７）内にポンプ
作業室（９）を形成しており、このポンプ作業室が吐出
通路（２８）を介して分配部材開口（３０）と接続され
ており、該分配部材開口が、回転する分配部材に開口し
ており、かつポンププランジヤ吐出行程中にポンプ作業
室を、分配部材開口の回転平面に配置されていて分配部
材（４）を受容する案内シリンダ孔（３）から分岐され
た複数の燃料噴射導管（３１）のうちそれぞれ１つと接
続しており、さらにポンププランジヤ吸込行程中にポン
プ作業室に、制御された燃料供給導管（３６）を介して
燃料が供給されるようになつている形式のものにおいて
、燃料噴射ポンプが、回転駆動される分配部材（４）内
の半径方向で整合されたポンプシリンダ孔内に配置され
ている少なくとも１つのポンププランジヤ（８）を有す
るラジアルピストン噴射ポンプとして形成されており、
前記ポンププランジヤが転動シユー（１２）と不動に結
合されており、さらに転動シユーが、半径方向で内方に
向かうカム軌道（２１）を有する少なくとも１つの外側
の第１のカムリング（２０）と、半径方向で外方に向か
うカム軌道（２５）を有する少なくとも１つの内側の第
２のカムリング（２４ａ，２４ｂ）とによつて同時に案
内されていることを特徴とする内燃機関用燃料噴射ポン
プ。
２．転動シユー（１２）がころ（１９）を有しており、
該ころが、一方のカム軌道上を転動しかつ両側でそれぞ
れ１つのリング（２３）を支持する同軸的なピン（２２
）を有しており、さらに前記リング（２３）のそれぞれ
が、他方のカム軌道上を転動しかつ摩擦接続のために転
動シユーがころの一部をつかんでいる特許請求の範囲第
１項記載の内燃機関用燃料噴射ポンプ。
３．ころ（１９）、リング（２３）及び転動シユー（１
２）が側方でポンプケーシング内に案内している特許請
求の範囲第２項記載の内燃機関用燃料噴射ポンプ。
４．転動シユー（１２）がばね部材（１４）によつてポ
ンププランジャと結合されている特許請求の範囲第３項
記載の内燃機関用燃料噴射ポンプ。
５．噴射しようとする燃料の調量が、燃料供給導管（３
６）に配置されている少なくとも直接制御装置（４１）
によつて電気的に制御される弁の開放時間によつて制御
される特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
１項記載の内燃機関用燃料噴射ポンプ。
６．分配部材（４）に、ポンプ作業室と接続される２つ
の分配部材開口（４６，４８）が設けられており、該分
配部材開口が互いに回転角度間隔を置いて配置されてい
る特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項
記載の内燃機関用燃料噴射ポンプ。
７．カム軌道が８つのカム隆起部もしくはカム凹所を有
しており、さらに案内シリンダ孔から、９０度の間隔で
噴射導管（３１）が出発しており、かつ前記両方の分配
部材開口（４６，４８）の間の回転角度間隔が１３５度
である特許請求の範囲第６項記載の内燃機関用燃料噴射
ポンプ。
８．両方のカムリングのカム軌道がそれぞれ、２つの異
なるカム形状を有しており、該カム形状が互いに交番的
に続いている特許請求の範囲第６項記載の内燃機関用燃
料噴射ポンプ。