JPS61218769A

JPS61218769A - 燃料噴射ポンプ

Info

Publication number: JPS61218769A
Application number: JP60060225A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oikawa; 洋及川; Akio Ishida; 明男石田; Kazuo Ito; 和夫伊藤; Kimio Uehara; 上原　公夫
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1986-09-29
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0635863B2

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】本発明は内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射するための燃料
噴射ポンプに関するものである。

従来、燃料噴射ノズルに燃料を圧送する燃料噴射ポンプ
において、燃料噴射基の制御はポンプのシリンダー内の
燃料を加圧するプランジャを回動することにより行なわ
れるように構成され、また燃料噴射開始時期の制御は、
エンジンによって駆動される上記プランジャ作動用カム
軸に遠心式オートタイマが設けられ、同軸の回転位相を
クランク角位相に対し変えることにより行なわれるよう
に構成されていた。ところが後者の噴射時期制御の場合
、カム軸の慣性質屋が比較的大きく、また同軸からプラ
ンジャに伝達されるポンプの駆動トトルクが大きいため
、上記タイマも必然的に大がかりなものとなり、そのた
めコスト高となったり。

ポンプ全体が粗大化するといった不具合があった。

第１の発明の目的は上記問題に鑑み、上記オートタイマ
を省略した簡単な構造で、しかも小さな操作力で燃料の
噴射時期調整を実現できる噴射ポンプを得ることにある
。また、第１図に示す従来装置においては次のような欠
点を有していた。すなわち、０１はハウジングで、その
上部にはバレル０２が、下部にはカム軸室０３内にカム
軸０４が配設され、プランジャ０５の頭部０６が上記バ
レル０２に嵌合して摺動自在に配設されている。

上記プランジャ０５の中央部にはバネ受０７が嵌合され
、ポンプハウジング０１との間に介装されたバネ０８に
よってプランジャ０５を下方に抑圧している。

上記プランジャ０５には頭部０６と下胴部０９Ｃとを連
通ずる油孔０１０が設けられ、下胴部０９には回動及び
上下摺動可能な制御スリーブ０１１が嵌合され、上記油
孔０１０を開閉するように配置されている。

上記制御スリーブ０１０には上リード０１２と下リード
０１３が形成され、第１図に対し垂直な方向に噴射量コ
ントロールロッド０２０が移動することにより該スリー
ブが回動されて燃料噴射量をｆｆ１ｌｉｉｊされ、又、
噴射時期コントｑ−ルロッド０１４によりｓｔ心ピン０
１５を介して該スリーブが上下摺動されて燃料噴射時期
を制御する。

しかしながら、上記構成によっては２図示しない燃料源
例えばフィードポンプから供給される燃料はハウジング
０１内に形成された燃料室０１６に供給され、貯溜され
ているので、プランジャＯ５下方のタペッ１．０１７作
動のためには該燃料の逃げ道が必要であり、そのため該
タペッｌ−０１７には逃孔０１８が形成されて、燃料の
一部を逃孔０１８を介してカム軸室０３に供給するよう
に形成している。。

このため、上記ハウジング０１内には燃料が充満してい
ることとなり、このため上記タベッｌ−０１７及びカム
軸０４等の潤滑は該燃料自身によって行なわれることと
なるが、各潤滑部の面圧が高すぎるｔコめ焼付きを生じ
る惧が多大である。

又、上記従来装置ではカム軸０４．同カム軸に駆動され
るタペット０１７．プランジャ０５．バネ受０７等の全
てが燃料内で摺動する構成であるために、抵抗が大きく
なってエンジンを高速回転させることが困難となり、又
、該抵抗による発熱が過大なものとなる等の不°具合が
生じる。

第１の発明の別の目的は上記欠点に鑑み、バレルの下方
筒部とプランジャとを油密に嵌合して燃料室の燃料がカ
ム軸室に洩れない構成を得ることにある。

また、上記のようにオートタイマ機構の代りにプランジ
ャ軸に沿って制御スリーブを軽い操作力により移動させ
る構造に置換するだけで、極めて容易に燃料の噴射時期
を調整できる。この点に着目して、カムのカムプロフィ
ルやプランジャ径を適宜変更しｔこものを使用すること
により、プランジャのポンプ仕事による吐出圧を大きく
なるように設定すると共に、燃料噴射ポンプが破損しな
いよう吐出圧が燃料噴射ポンプの使用耐圧限界を上回ら
ないようにする必要があり、このため該耐圧限界付近以
上のエンジン高回転域では上記制御スリーブを進角方向
に移動させて噴射時期を制御することにより、エンジン
の中、低回転域では高吐出圧で燃料をエンジン燃焼室へ
供給し、上記高回転域ではほぼ耐圧限界付近の吐出圧で
、しかもエンジンにとっては進角されることとなって最
適制御の状態とな、る装置を得ることができる。

したがって、第２の発明の目的はエンジン出力の向上、
低燃費型、排気性能の良好なエンジンを得ることにある
。

第３の発明は次のことを目的とする。

すなわち、従来のディゼルエンジン用列型燃料噴射ポン
プにおいて、ポンプハウジング内にバレルを内装し、同
バレル内にばね負荷された吐出弁を有する加圧室を設け
ると共に、一端が同加圧室に臨み他端がエンジンによや
駆動されるカムに作動的に連結されたプランジャを収蔵
し、更に上記プランジャの外周に軸線方向に関し摺動自
在に制御スリーブを嵌装して、同制御スリーブを常時フ
ィードポンプにより燃料を供給されている燃ａ室内に配
置したものが２例えば昭和５４年特許願第３７５４１号
（昭和５４年３月２９日出Ｗ１）明細書において開示さ
れている。この公知装置では。

上記制御スリーブ上にプランジャ軸線に対し傾斜した制
御溝を設けると共に、一端が上記加圧室に開口し他端が
上記制御スリーブの下端面付近に開口して制御孔を形成
する油路を上記プランジャ内に設け、同プランジャをそ
の軸線の周りに廻動させ上記制御溝に対する制御孔の相
対関係位置を変化させることによって燃料噴射量を調整
し、又ハウジングに廻転自在に支持されたカム軸上の偏
心ピノの廻動によって上記制御スリーブをプランジャの
軸線方向に変位させ噴射タイミングを調整するように構
成されている。そしてこの種の燃料噴射ポンプは、当然
のことながら多筒エンジンの各シリンダに各−個具備さ
れるものであるが、製造時における各部品の製作誤差及
び組立誤差によって、各シリンダの燃料噴射ポンプの燃
料噴射時期は通常均一性を欠くので、エンジンに信載す
る前に各ポンプの燃料噴射時期を可及的均等に整合さ。

せる必要がある。このために従来は、各シリンダの噴射
ポンプ毎に実際に燃料を流して噴射時期を調べ、不整合
がある場合は、ハウジングのシールプラグを取外して調
整用開口から工具を挿入し制御スリーブとプランジャの
軸線方向の関係位置を微調整したのち再びシールプラグ
を取付は燃料を流して噴射時期を調べる方法を繰返し実
施していた。従ってシリンダ数が多くなればなるほど、
噴射時期の整合作業が著しく面倒になり、多大の手間と
費用とを要する不具合があった。

そとて第３の発明の目的はエンジンの複数シリンダに対
する燃料噴射ポンプの噴射時期を迅速。

容易かつ確実に微調整し、整合させることかでき噴射時
期調定方法を得るにある。

第１の発明はハウジング内に形成した加圧室に連通ずる
ばね負荷された吐出弁、その一端が上記加圧室に臨み他
端がエンジンにより駆動されるカムに作動的に連結され
たプランジャ、一端が上記加圧室に連通ずる同プランジ
ャ内の油路，ハウジング内において上記プランジャを囲
んで設けられた燃料室、上記燃料室内においてプランジ
ャの外側に摺動自在に嵌装された制御スリーブ、上記油
路を介して加圧室と燃料室とを連通させ又は遮断するた
めの上記プランジャの外周面又は制御スリーブのいずれ
か一方にプランジャ軸線に対して傾斜させて設けた傾斜
溝と同軸線に沿って設けた縦溝とを有する制御溝、プラ
ンジャ外周回又は制御スリーブのいずれか他方に設けら
れた上記制御溝と協働する制御孔、上記ノ＼ウジングに
支持された燃料噴射量を制御するための噴射量制御部材
、及び同スリーブを上記プランジャの軸線方向に移動さ
せる噴射時期制御部材を備えたことを特徴とする燃料噴
射ポンプを要旨とする。

次に、第１の発明を第２〜１４図に示す第１実施例につ
いて説明する。図中、符号２（よ）１ウジング、４は同
ハウジング内に保持されｔこ複数個のバレルの−っであ
って、各バレル４の軸線がハウジング２内の一平面上に
並列に並ぶように位置されている。なお、とのバレル４
は第１バレル部４ａとこれに圧入された第２バレル部４
ｂとよりなる。

６は各バレル４の上部に取付けられたエンジンの各気筒
に夫々接続される吐出弁ホルダ、７ａは吐出弁、８は各
バレル４内に摺動自在に嵌装されたプラノジャ、１０は
同プランジャを下方へ付勢するスプリング、１２は図示
しないエンジンの駆動軸に連動されプラノジャ８を押し
上げるカム、１４はプランジャ８外周に摺動自在に嵌装
された制御スリーブ、１６は各バレル４に固定され制御
スリーブ１４の案内溝１７に係合してその回動を規制す
るガイドピン、１８はバレル４に回動自在に支持されか
つプランジャ８に回動不能に係合され゛たスリーブであ
る。プランジャ８は、その上端面と周側面とを連通ずる
油路８ａと、油路８ａに連通して周側面に形成した周側
面開口８ｂと、開口８ｂと連続すると共にプランツヤ８
軸線に沿う周側面に刻設した縦溝８Ｃと、この縦溝８Ｃ
と交差すると共にプランジャ軸線に傾斜する傾斜溝８ｄ
とを有しており、上記両溝８ｃ、８ｄと給油孔８ｂ（以
下開口という）とで制御溝が形成される。

他方、制御スリーブ１４には噴射終りを規定する制御孔
１４ａが貫設されている。ここで、プランジャ８が第７
図に示すように所定の有効ストロークをするとき、燃料
を噴射するための条件は、制御スリーブ１４の上下中を
４・、縦溝８Ｃと開口８ｂとを含む長さを！、とすると
、　ｌａ＞ｌ（なる関係が成立することが要求される。

また、第８図に示すようにプランジャ８が最小の有効ス
ト−りで燃料を噴射するときに、噴射終りにおける２段
吹きを防止するための条件は、制御孔１４ａ上縁と制御
スリーブ１４上端との間の長さをＣＹ、該制御孔１４８
上縁と縦）１ζ８Ｃ上端との間の長さをＩＪとするとき
、　　ＩＪ≧１４なる関係が成立することが要求される
。さらに第９図に示されるように、制御孔１４ａかａ溝
８０に対応した位置でプランジャ８が上下動するとき、
すなわち燃料の無噴射を決めるための条件１．ｆ、制御
孔１４ａ下縁と制御スリーブ１４下端との間の長さを１
．とするとき、ｌ、＞ｌＪなる関係が成立することが要
求されろ。さらに第１０図において、上記無噴射作動の
状態で制御孔１４ａが開口８ｂの下縁でプランジャ８に
閉塞されても、無噴射をｉ実に実現できるための条件は
Ｉ、≧１、なる関係が成立することを要求される。なお
。

第４図において符号１５は図示しないフィードポンプか
ら供給される燃料を貯溜する燃料室を示し。

燃料は、プランジャ８が筒形状の第２バレル部４ｂに油
密状態を保持したまま嵌合さ第１ているため。

カム軸室１３に洩れない。また２１はカム軸重１３内へ
潤滑油を供給するための給油口、２３はタペットに突設
したガイドピンであって、ハウジング２に刻設したガイ
ド溝２７に摺動できるように係合する。さらに第５図で
は図示していないが。

第４図に示す符号２９は後述する操作軸２６のねし穴に
ねじ込まれた調整ねしく第５，１２図では図示を省略し
ている）であって、同ねじを弛緩させてレバー２８を適
宜回転させることにより噴射時期を微調整することがで
きるものである。

さらに上記構成ではエンジンの駆動軸より回転力を受け
て連動するカム軸１２ａにより、カム１２が１回転する
と、タペット２５のローラ２５ｎはカム１２に押圧され
る毎に、プランジャ８を上方に一定すフト量、即ち、１
ストローク上下に往ＩＭ、！！ｉ１１するものである。

ここで、第４図に示す状態からプランジャ８がカム１２
により押圧されて燃料を圧送する過程を第１１図（ａ）
〜（ｅ）（制御スリーブ１４は（ｆｌ）〜（ｂ）間にお
いて定位置にあるものとする）について説明すると、制
御スリーブ１４．プランジャ８と制御スリーブ１４との
関係位置が（、）図に示す状態、すなわち、開口８ｂが
制御スリーブ１４によって未だ完全に閉塞されていない
ときは加圧室２０と燃料室１５とは連通しているため、
燃料は圧送されない。次いで開口８ｂが（ｂ）図の状態
を経由して（Ｃ）図に示すように制御スリーブ１４によ
り閉塞されると、加圧室２０は燃料室１５から遮断され
、プランジャ８により加圧される。このａ〜Ｃの間をプ
ランジャ８がストロークすることをプレストロークとい
う。０図からｄ図のようにプランジャ８が上昇しつづけ
ると、加圧室２０内の吐出圧が吐出弁ホルダ６のスブリ
ノグ７ｂのばね力に打勝って、吐出弁７ａが開き、高圧
燃料は噴射管６ａを介して噴射ノズルＶへ供給される。

そしてプラノジャの傾斜溝８ｄがｅ図のように制御孔１
４ｎに連通ずるまで燃料は圧送されるが、ｅ図に示すよ
うに傾斜溝８ｄが制御孔１４ａに臨むようになると加圧
室２０は油路８ａ、開口８ｂＸ樅溝８Ｃを介して燃料室
１５と連通して圧送が終了する。また傾斜溝８ｄは第６
図から明らかなように、プランジャ８の外周においてそ
の軸線に対し傾斜して延びているので。

プランジャ８をスリーブ１８によって回動変位させるこ
とにより、プランジャ８のストロークにおいて傾斜Ｆ１
４ｓｂと制御スリーブ１４の開口１４ｎとの対応時期を
変えることができ、これによりプランジャ８の１ストロ
ーク当りの噴射皿を調節できる。なお、スリーブ１８の
回動方向の変位は。

同スリーブ１８上に固着されたボール２２に係合するラ
ック２４をその長手方向に変位させることによって行わ
れる。次に、噴射時期の制御機構について説明すると、
噴射時期の制御は制御スリーブ１４をプランジャ８に沿
って摺動変位させることにより行われるが、との摺動変
位は、ハウジング２に支持され制御スリーブ１４の側方
にあって上述したバレル４が並列にならぶ一平面と平行
なかつプランジャ８の軸線に直角な一直線上に軸線を有
する操作軸２６と、同操作軸２６に固定され同操作軸か
らプランジャ８に向って延びたレバー２８と、制御スリ
ーブ１４の外周面に形成されレバー２８の先端部に係合
して同レバーの操作軸２６を中心とする回動変位と制御
スリーブ１４の摺動変位とを連動せしめる切欠溝１４ｂ
とにより行ねれる。なお、レバー２８の先端部の外周面
はガタが生じないように切欠溝［４ｂの内周面と常に接
触する曲率を有している。また、第１２図によく示され
るように操作軸２６の両端の支持部２６ａは、同操作軸
とレバー２ｉとを含む同操作軸の直径方向外寸よりも大
きい外径を存する軸受３０を介してハウジング２に支持
され、同軸受３０の一端とハウジング２との間にはプレ
ー１．３２が介装されている。３４はハウジング２に嵌
着され軸受３０の抜は止めを成すスナップリング、３６
は軸受３０に植設されプレート３２を貫通してハウジン
グ２に係合する位置決めビンである。

操作軸２６の取付けは、ハウジング２に各バレル４．プ
ランジヤ８および制御スリーブ１４を装着した後で、操
作軸２６をハウジング２の端部から挿入することにより
行われるのであるが、このときレバー２８のバレル４に
対する干渉を防止するため操作軸２６を正規の装着位置
よりもバレル４から遠い位置に変位させることができる
ように。

操作軸２６の支持部２６ａに嵌装される軸受３０および
プレート３２をハウジング２へ装着しない状態でかつレ
バー２８を第３図２点鎖線２８ｎに示される位置に保持
すべ（操作軸２６を保持した状態で同操作軸２６をハウ
ジング２の端部開口から同ハウジング内に挿入する。そ
して、自重によって最下位置にある可動スリーブ１４の
溝１４ｂにレバー２８の先端部が入り込むように、操作
軸２６を側方へ変位させ、最後に同操作軸２６の支持部
２６ａを軸受３０およびプレート３２によってハウジン
グ２の正規位置へ装着することにより完了する。

なお、１！Ｉ！！作軸２６の回動変位は、第２．３．５
図に示されるように同操作軸２６の一端部に固定された
操作レバー４０と、ハウジング２にブラケット４１によ
って支持され操作レバー４０をスライダ４２を介して回
動せしめる電磁ソレノイド４４によって行われ、更に同
電磁ソレノイドを正確に作動させるために操作レバー４
０の回動変位全計測するポテンショメーク４６がブラケ
ッ）・４１に支持されている。そして、第１４図に示さ
れるように、エンジン回転数、ペダル踏込量、冷却水温
、吸気温、吸気系のブースト圧、排気温等の種々の情報
源５０を演算するコントロールユニット５２にポテンシ
ョメータ４６による情報が送られ。

これらを総合して演算してより正確な噴射時期のコンＩ
・ロールが得られるように構成されている。

なお、このボテンンヨメータ４６の代わりに差動トラン
ス式センサを採用することも可能である。

また、上記実施例において，Ｔｉ磁リソレノイド４４代
わりに，油圧ンリンダによって操作レバー４０を回動さ
せることも可能である。

第１実施例は上記構成を有するため，次のような作用効
果を有する。すなわち、プランジャ８をその軸線の周り
に回動させ制ｒＪｓ溝の一部を形成する傾斜溝８ｄに対
する制御孔１４ｎの相対関係位置を変化させることによ
り，プランジャの有効ストロークが変化し，このため燃
料噴射量を調整する乙とができる。また縦溝８Ｃを制御
孔１４ａに一致させると第９図に示すように無噴射の状
態にできる。またレバー２８を有する操作軸２Ｇが回動
変位することにより，制御スリーブ１４はブランンヤの
軸線方向に変位する。このためプランジャのプレストロ
ークが変化することになって，噴射タイミングが調整で
きる。そして、プランジャと制御スリーブとの間の各部
の寸法が第７〜１０図に示したように＃　’！ｏ＞　’
＋（　（１）式）ｐ４＞’ｚ（（２）式）、ｌ／≧ｌ今
（（３）式）、および４ノ≧ｉｐ（（４）式）、の関係
が成立するように設定されているため，（１）式により
噴射が可能となる条件が，（２）式により無噴射を確保
できる条件が，（３）式により無噴射作動状態において
は燃料の噴射を確実に阻止する条件が，（４）式により
最小の有効ストロークで噴射させている場合に。

プランジャ８が第９図に示すように上死点まで変位した
とき，たとえ制御孔１４ａが制御溝と連通しなくなって
も縦溝８Ｃの上端が制御スリーブ１４上端から燃料室１
５内に臨むことにより燃料の２段吹きを確実に阻止する
条件がそれぞれ規定される。このため、確実な燃料の噴
射量制御および噴射時期制御を実現でき，また噴射時期
は小さな操作力で制御できるため噴射時期の制御を電子
制御できることとなり、さらに従来のようなタイマを不
要にでき、それだけ構造を簡単にできる。さらに第２バ
レル４ｂの下方筒部においてプランジャ８が油密に嵌合
された構成であるため燃料室１５の燃料がカム軸室１３
へ流入するのを阻止できる。また第４図に示すプランジ
ャ径で、カム１２にブロアー（ルを変更して、カムリフ
ト量を大きくしたり、あるいはカムリフト量はそのまま
て、プラノジャ径のみを大きくしたりして吐出圧、すな
わちポンプ圧力を増大させた構造のポンプの場合には、
ポンプ圧力がポンプ耐圧近傍に達したとき。

そのエンジン回転域から高回転域において、上記噴射時
期制御により進角操作（制御スリーブ１４を下方に移動
させる）をすれば容易にポンプ耐圧以下でポンプを使用
可能となるもので、これにより、エンジン出力の向上を
図れるなどの種々の作用効果を有する。

上記第１実施例では噴射皿制御はプランジャ８を回動さ
せることにより行なったが、制御スリーブを１本の操作
リンク系によって上下動だけでな（、プランジャ軸線の
周りに回動させるように構成してもよい。また制御溝は
プランジャ８に、制御孔１４ａは制御スリーブ１４に設
けたが、制御溝を制御スリーブ側に、制御孔をプランジ
ャ軸にそれぞれ設けてもよく、さらに制御溝はプランジ
ャ８の片側の局面にのみ刻設したが２反対側の周面にも
設けてもよい。またプランジャを貫通する開口８ｂおよ
び制御スリーブの制御孔１４ｎはそれぞれ２個づつ設け
たが２両者共対応する位置に１個づつでもよい。また上
記実施例の制御溝の変形例として、第１５図に示す如く
、縦溝８Ｃ傾斜溝８ｄおよびプランジャ内の油路８ａに
連通する開口８ｂＪｉ！有する制御でもよい。この場合
、無噴射の状態を確実にするため、制御孔の内径ｄを両
）ｌ１８ｃ、８ｄ間の距離ｄよりも少なくとも等しいか
、大きくなるように設定する。またＰ第１６図や第１７
図に示される制御溝でもよい。なおまた上記第１実施例
において、制御スリーブ１４の上端の内外両局面に亘っ
て切欠きを設けたり、又は第１バレル４ａ下端に切欠き
を設けたりすれば。

制御スリーブが第１バレル４ａ下端に当接して油密にな
っても、該切欠きより燃料が燃料室内へ排出されるため
、２段吹きを防止できる作用効果を有する。

次に第２の発明について説明する。前述した目的にある
通り、第２の発明は、第１の発明がプランジャに設けた
制御スリーブをプランジャ軸方向に沿って上下動させる
ことによってプレストローク、すなわち噴射時期を容易
に制御できる構成を有ずろことに着目し、これを利用し
てエンジン出力の向上を図り、低燃費かつ排気性能の良
好なエンジンを得ることを目的として工夫されたもので
あり、その要旨はハウジング内に形成した加圧室に連通
ずるばね負荷された吐出弁、その一端が上記加圧室に臨
み他端がエンジンにより、駆動されるカムに作動的に連
結されたプランジャ、一端が上記加圧室に連通ずる同プ
ランジャ内の油路、ハウジング内において上記プランジ
ャを囲んで設けられた燃料室、上記燃料室内においてプ
ラン９ヤの外側にＷＩＲＪ自在に嵌装された制御スリー
ブ、上記油路を介して加圧室と燃料室とを連通させ又は
遮断するための上記プランジャの外周面又は制御スリー
ブのいずれか一方にプランジャ軸線に対し傾斜させて設
けた傾斜溝と同軸線に沿って設けた縦溝とを有する制御
溝、プランジャ外周面又は制御スリーブのいずれか他方
に設けられ上記制御溝と協働する制御孔、上記ハウジン
グに支持された燃料噴射量を制御するための噴射量制御
部材、及び同スリーブを上記プランジャの軸線方向に移
動させる噴射時期制御部材を備えたものにおいて。

上記プランジャの径Ｄ（＋ｎｍ）と上記カムのリフトｈ
（Ｍ）とから求められる幾何学的平均送油率ＶＦ（ａｍ
’／　ｄ　ｅ　ｇ　）がｖｒ＝　２　、４７　Ｘ　１０
　Ｘ　Ｄ　Ｘ　ｈの関係式で与えられるとき、同関係式
ＶＰより求められる上記幾何学的平均送付油率Ｖｐと上
記エンジンの単気筒当たりの行程容ＩＡ　Ｖｓ　（１）
　との間の関係式がＶ６＝２２．８Ｖｐ１＋１２．８お
よび剋＝　１８　、８Ｖｐ１＋１０　、２であって、上
記幾何学的送油率Ｖｐ１が上記両関係式との間に当＝２
２・８　Ｖｐ１＋１２・８≧ｖｙ＋≧ｖＰ、＝　１８　
、８　Ｖｓ　＋１０　、２　ナルＦＩＪ　係式ヲａ足す
る範囲に存するように構成したことを特徴とする燃料噴
射ポンプにある。

市場ですでに知られているディーゼルエンジンの各機種
に使用されている燃料噴射ポンプの主要諸元を表わすと
第１８図のようになる。これより。

横軸に平均送油率（ｍ／ｄｅｇ）を、縦軸に（プランジ
ャ径）Ｘカムリフトをとって機種Ａ−Ｊについてプロッ
トすると第１９図のグラフを得る。

このグラフから幾何学的な平均送油率Ｖ　（８’／　ｄ
ｅｇ）とプランジ径Ｄ　（ｍ）　トカムＵフＩ−ｈ　（
ａｕｍ）が成立することがわかる。この関係式は上記第
１の発明のように制御スリーブをプランジャ軸の周りに
回動させたりする。あるいは従来よ（知られている遠心
式オートタイマにより噴射時期の調整をする構造の噴射
ポンプの種類には関係なく成立するものであって、平均
送油率をプランジャ径とカムリフトとからほぼ算出でき
ることを意味する。

ところで２機種Ａ−Ｊに関し、エンジンの単気筒当たり
行程容′！ＡＶｓ　（１）と幾何学的平均送油率Ｖとの
関係をみると、第２０図のグラフのように示され、各燃
料ポンプは直線により下方領域に含まれることがわかる
。換言すれば直線により上方領域は平均送油率すなわち
吐出圧を高めてカムの単位角度当りの燃料噴射量を増大
させるような構造の噴射ポンプが存在していないという
ことが言える。この理由はＡ−Ｊの各噴射ポンプにおけ
る噴射時期の調整を遠心式オートタイマを用いて行なっ
ていたことに関係する。すなわち、第２１図のグラフに
一点鎖線で示したように、Ａ−Ｊの各噴射ポンプはエン
ジンの最高回転域のときポツプの吐出圧がポンプ自体の
耐圧限界にほぼ近い状態に到達するように設定されてお
り、その中間域では逐次タム軸の回転位相をエンジンの
クランク角位相に対し変えることにより噴射時期制御が
行なわれていたためである。このためエンジンの中低回
転域（５００〜９００力ム軸回転数に相当）において吐
出圧を直＠Ｌ、Ｍ、Ｎで示される領域に高めてエンジン
出力性能を向上させるような使用が全くできなかったが
、これは第１の発明の構造を有するポンプであって、か
つ所定のプランジャ径およびカムリフトを有するポンプ
によって実現することが可能となった。すなわち、第４
図に示す噴射ポンプの構造において、カム１２のプロフ
ィルを第２２図に示される寸法を有するカム形状に形成
する。このカムリフトが１４ａａであるカムに対して、
プランジャ８の径を１２１１Ｉ１１に設定したとき、得
られるカム線図は第２３図のように示される。このとき
得られる幾何学的平均送油率Ｖを７Ｘ１０Ｘ１２Ｘ１４
／ζ４９，８　（ａｍ’／ｄｅｇ）となり、これを第２
０図のグラフに画くと点Ｐとなる。同様＋ｃＤ＝１２．
ｈ＝１５のとｔｋＶｐ１：５５となりグラフでは点Ｑが
、またＤ〒１２．ｈ＝１２．５のときｖＰ−ｗ　４５　
ｔ’点７１（カ、　Ｄ＝９　、５．　ｈ＝１２（７）ト
キＶｐ１４２６．５１’点ｓが、Ｄ＝９．ｓ。

ｈ−１１のときＶｐ’＝５２４　、５で点Ｔが、さらに
Ｄ＝９．５．ｈ＝９．６で点Ｕが、それぞれ第２０図に
画かれる。上記各点Ｐ〜Ｕを整理すると第２４図を得る
。このように第１８図と比較してプランジャ径とカムリ
フトとを増大させれば第２０図に示される如く、平均送
油率Ｖ４が直線にの上方部分にプロットされることがわ
かる。ところが２列型噴射ポンプにおいては同ポンプの
大巾な設計変更をほとんどなさないとの前提の下に、プ
ランジャに外嵌するバレルの配置間隔の制約からプラン
ジャ径を大きくするにも一定の限界があり、ポンプハウ
ジングの高さが制約されることからカムリフトを高くす
ることに対しても限界があり、さらにポンプをエンジン
に取付ける際の取付ボルト穴の位置が制約されているこ
とからカム１２の基礎円およびカムリフトを増大させる
ことに限界がある。

これら各ポンプの設計条件を考慮すると、適用可能とな
るプランジャ径およびカムリフトを決めるには第２０図
に示すように平均送油率Ｖｆが点Ｑと点Ｓとを結ぶ直線
冷、＝２２．８Ｖｐ１＋１０．８と。

点Ｒト点Ｕ　ト’ｘ１ｍフＭｍＶ（、＝　１８　、８　
Ｖｊｔ１０　。

２との両関係式の間に。

’１７ｙ、＝　２２．Ｆ？　Ｖｊｔ　／２．　Ｉ？　ａ
　Ｖｐ≧Ｉｆ、＝ｔＦ？、　８　丙＋ｔｏ、２なる関係
式を満足する範囲（第２０図の斜線部分）プラノジャ径
りとカムリフトｂとを選んで採用することができる。

次に水弟２の発明が第２０図の点Ｐに示すようにプラン
ジャ径が１２ａｍ、カムリフＩ−１４ａｍであって（第
２２図に示すカムプロフィルを有する）。

第２３図に示すカム線図となる構成を有する場合を例に
挙げて、その作用効果を述べると、第２１図に示すよう
に、カム軸回転数とポンプ管内圧との関係はグラフＭで
表わされる。このとき、ポンプの使用耐圧限界を８００
ｋｇ／ｃｄとすると、カムの回転数が５００から約９０
０回転までのいわゆるエンジン中、低回転域においては
、第２３図のカム軸図に示すカム角度がθの範囲にある
ときに。

燃料がプランジャ８により吐出圧の高い状態で圧送され
る。そして約９００回転になると、ポンプ耐圧に達する
が、最高回転が約１１００の時点で吐出圧がＭ′となる
ように使用するポンプは破損してしまうので、これを＠
避するため２Ｍ点に到達したとき１！制御スリーブ１４
をプランジャ８に沿って所定量下方向に移動させる。す
るとプランジャ８のプレストｐ−りが短くなり、第２３
図に示すように速度定数が矢印の方向、すなわちカム角
度がθの範囲で燃料が噴射されることとなる。

かくして噴射時期が進角ｍｔｓされたこととなって。

吐出圧は点Ｍで屈折してＭ′に変位する。このため、エ
ンジンの高回転域では燃料は最高の吐出圧で圧送される
。

このように第１の発明の構成を基本構成として有する水
弟２の発明によれば、エンジンの中、低回転域では吐出
圧の高い燃料噴射ポンプとして作用するため、エンジン
出力を向上でき、エンジンの高回転域では最大の吐出圧
の状態でしかも噴射時期が進角されているためエンジン
を最適制御して運転することができ、さらには第２５図
のグラフに示したように上記従来の噴射ポンプの場合（
一点鎖１ｉ）に比べて本第２発明（実線）はエンジンの
全回転域において噴射時間が短かくなるように構成され
ているため燃費がそれだけ向上し。

また排煙性能も良好となるなどの作用効果を有する。

ナオ、第２１図１ｃおいて直ｔ＊Ｌｌ；ｔＤ＝　１２．
５゜ｈ＝１４．直線ＮはＤ＝１２．ｈ＝１３の各場合を
示し、これらの場合にも進角制御すれば点Ｍ′に至る間
は吐出圧を抑制できるものである。上記ではポンプ耐圧
を８００ｋｇ／ｃｄについて説明したが、これに限定さ
れるもので（よない。まｔこ点Ｍ−Ｍ′間をポンプ耐圧
にほぼ一致させたが、ポンプ耐圧以下になるようにプレ
ストロークを制御してもよいものである。

さらに、上記第１の発明の実施例もそうであるが、水弟
２の発明の実施例では第２２図に示される形状のカムプ
ロフィルを用いたが、このカムプロフィルを適宜変えた
カムを使用すれば、第２３図のカム線図で示したように
、速度定数の線図がａ　−ｂ　−ｃ　−ｄで示されるこ
ととなり　（当然にリフト曲線も変わる）、ｂ−ｃ間で
比較的速度定数がほぼ一定となる領域において燃料噴射
時期を自由に制御できる作用効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料噴射ポンプの断面図、第２図は第１
の発明の第１実施例を示す側面図、第３図は第２図の矢
印■からみた矢視側面図、第４図は第２図の］Ｖ−１１
／線に沿った矢視断面図、第５図は主要部品をみた分解
斜視図、第６図はプランジャ８お・上び制御スリーブ１
４の要部拡大斜視図、第７〜１０図はプランジャと制御
スリーブとの相対関係位置における作用を示す作用説明
図、第１１図はプランジャによる圧送作用を示す作用説
明図、第１２図は第２図の■−■椋に沿った矢視断面図
、第１３図は第１２図の■−■線に沿った矢視断面図、
第１４図は電磁ソレノイド４４の作動を説明する回路図
、第１５〜１７図はプランジャ外周面に削設された制御
溝の変形例を示す正面図、第１８図はエンジンの各機種
に対応して用いられている燃料噴射ポンプの主要諸元を
示す表、第１９図は平均送油率と（プランジャ径Ｄ）ｘ
カムリフトｈとの関係を示すグラフ、第２０図はエンジ
ンの単気筒当たりの行程容積と幾何学的平均送油率との
関係を示すグラフ、第２１図はカム軸回転数とポンプ側
管内圧との関係を示すグラフ、第２２図はカムプロフィ
ルの側面図、第２３図はカム線図、第２４図は水弟１の
発明に含まれる燃料噴射ポンプの諸元を示す表、第２５
図は上記第１実施例における特性図である。２　・ハウジング、４　・バレル、吐出弁、８・・プラ
ンジャ、８ａ−・油路、８　ｂ−開口、８ｃ　　・ｔｉ
Ｉ溝、８ｄ・傾斜溝、１４・・制御スリーブ、１４ａ・
・制御孔、１２・−カム、１２ａ　カム軸、２０・・加
圧第１図第２図ｘｒ第３図第５図第６図第７図　　　　第８図第１０図　　　　　第９図第１２図第１３図第１４図第１５図　第１６図　第１７図第１９図平均ｔＬｓｍ季Ｖｐ　（ｍｍ’／ｃＬｅ４　）第２０図工〉ジ゛シ４猶ｊ翁当ツ４↑―１４（１）第２１図５００　　　　　　７００　　　　　　９００　　　　
　　１′ｌ０（１カへ＠回駄撞矢ｆｆＦ’ｍ）第２２図手続補正書（峠）昭和６０年　３月２７日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハウジング内に形成した加圧室に連通するばね負
荷された吐出弁，その一端が上記加圧室に臨み他端がエ
ンジンにより駆動されるカムに作動的に連結されたプラ
ンジャ，一端が上記加圧室に連通する同プランジャ内の
油路，ハウジング内において上記プランジャを囲んで設
けられた燃料室，上記燃料室内おいてプランジャの外側
に摺動自在に嵌装された制御スリーブ，上記油路を介し
て加圧室と燃料室とを連通させ又は遮断するための上記
プランジャの外周面又は制御スリーブのいずれか一方に
プランジャ軸線に対して傾斜させて設けた傾斜溝と同軸
線に沿って設けた縦溝とを有する制御溝，プランジャ外
周面又は制御スリーブのいずれか他方に設けられた上記
制御溝と協働する制御孔，上記ハウジングに支持された
燃料噴射量を制御するための噴射量制御部材，及び同ス
リーブを上記プランジャの軸線方向に移動させる噴射時
期制御部材を備えたことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
（２）噴射量制御部材はプランジャを回動させるように
構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の燃料噴射ポンプ。
（３）噴射量制御部材は，制御スリーブをプランジャの
周りに回動させるように構成されたことを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ。
（４）プランジャのポンプ作用により生じるポンプ圧力
が所定のポンプ耐圧近傍に到達したとき，該ポンプ耐圧
近傍のエンジン回転数から高回転数域におけるエンジン
回転数域において，噴射時期制御部材を進角操作するこ
とにより，上記ポンプ圧力がポンプ耐圧以下に制御され
るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の燃料噴射ポンプ
（５）制御溝は上記プランジャに，制御孔は上記制御ス
リーブにそれぞれ設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ。
（６）油路は制御溝を介して貫通して形成した給油孔を
有することを特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載
の燃料噴射ポンプ。
（７）給油孔の両端のプランジャ外周に制御溝を刻設す
ると共に，該制御溝に対応させて制御スリーブに２個の
制御孔を穿設してなることを特徴とする特許請求の範囲
第（６）項記載の燃料噴射ポンプ。
（８）傾斜溝が縦溝と交差する方向における該両溝の最
小間隔を，制御孔の内径よりも小さいか又は等しくなる
ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の燃料噴射ポンプ。
（９）傾斜溝が縦溝の両端部以外の部分で交差するよう
に形成すると共に，上記縦溝のプランジャ軸線方向の長
さを制御スリーブの摺動方向の長さよりも小さく設定し
て燃料噴射の条件を，且つ制御スリーブ下端と制御孔と
の間の長さよりも大きく設定して燃料無噴射の条件を得
るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１０）噴射量制御部材の作動によりプランジャが最少
有効ストロークの状態で，且つプランジャが最上昇行程
位置にあるとき，制御スリーブ上端と制御孔との間の長
さを縦溝上端と制御孔との間の長さと等しいか又は該長
さよりも小さくなるように設定して燃料の２段吹きを防
止するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第（９）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１１）噴射量制御部材の作動により縦溝と制御溝とが
ほぼ一致してプランジャが変位するとき，制御スリーブ
上端と制御孔との間の長さを縦溝の長さと等しいか又は
該長さよりも小さく設定することにより燃料の無噴射を
得るよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（
１０）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１２）カムの角度とプランジャの速度定数との関係で
求められるカム線図において，所定のカム角度の範囲で
速度定数がほぼ一定となるカムのプロフィルを形成し，
上記所定のカム角度の範囲において噴射時期制御部材を
制御するように構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１３）ハウジング内に形成した加圧室に連通するばね
負荷された吐出弁，その一端が上記加圧室に臨み他端が
エンジンにより駆動されるカムに作動的に連結されたプ
ランジャ，一端が上記加圧室に連通する同プランジャ内
の油路，ハウジング内において上記プランジャを囲んで
設けられた燃料室，上記燃料室内においてプランジャの
外側に摺動自在に嵌装された制御スリーブ，上記油路を
介して加圧室と燃料室とを連通させ又は遮断するための
上記プランジャの外周面又は制御スリーブのいずれか一
方にプランジャ軸線に対し傾斜させて設けた傾斜溝と同
軸線に沿って設けた縦溝とを有する制御溝，プランジャ
外周面又は制御スリーブのいずれか他方に設けられ上記
制御溝と協働する制御孔，上記ハウジングに支持された
燃料噴射量を制御するための噴射量制御部材，及び同ス
リーブを上記プランジャの軸線方向に移動させる噴射時
期制御部材を備えたものにおいて，上記プランジャの径
Ｄ（ｍｍ）と上記カムのリフトｈ（ｍｍ）とから求めら
れる幾何学的平均送油率Ｖｐ（ｍｍ＾３／ｄｅｇ）がＶ
ｐ＝２．４７×１０×Ｄ×ｈの関係式で与えられるとき
，同関係式Ｖｐより求められる上記幾何学的平均送付油
率Ｖｐと上記エンジンの単気筒当たりの行程容積Ｖｓ（
ｌ）との間の関係式がＶｐ＿１＝２２．８Ｖｓ＋１２．
８およびＶｐ＿２＝１８．８Ｖ＋１０．２であって，上
記幾何学的平均送油率Ｖｐが上記両関係式との間にＶｐ
＿１＝２２．８Ｖｓ＋１２．８≧Ｖｐ≧Ｖｐ＿２＝１８
．８Ｖｓ＋１０．２なる関係式を満足する範囲に存する
ように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ。
（１４）噴射量制御部材はプランジャを回動させるよう
に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第（１３
）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１５）噴射量制御部材は制御スリーブをプランジャの
回りに回動させるように構成されたことを特徴とする特
許請求の範囲第（１３）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１６）プランジャのポンプ作用により生じるポンプ圧
力が所定のポンプ耐圧近傍に到達したとき，該ポンプ耐
圧近傍のエンジン回転数から高回転数域におけるエンジ
ン回転数において，噴射時期制御部材を進角操作するこ
とにより，上記ポンプ圧力がポンプ耐圧以下に制御され
るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（
１３）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１７）制御溝は上記プランジャに，制御孔は上記制御
スリーブにそれぞれ設けたことを特徴とする特許請求の
範囲第（１３）項記載の燃料噴射ポンプ。
（１８）油路は制御溝を介して貫通して形成した給油孔
を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１７）項
記載の燃料噴射ポンプ。
（１９）給油孔の両端のプランジャ外周に制御溝を刻設
すると共に，該制御溝に対応させて制御スリーブに２個
の制御孔を穿設してなることを特徴とする特許請求の範
囲第（１８）項記載の燃料噴射ポンプ。
（２０）傾斜溝が縦溝と交差する方向における該両溝の
最小間隔を，制御孔の内径よりも小さいか又は等しくな
るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（
１３）項記載の燃料噴射ポンプ。
（２１）傾斜溝が縦溝の両端部以外の部分で交差するよ
うに形成すると共に，上記縦溝のプランジャ軸線方向の
長さを制御スリーブの摺動方向の長さよりも小さく設定
して燃料噴射の条件を，且つ制御スリーブ下端と制御孔
との間の長さよりも大きく設定して燃料無噴射の条件を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１３）項
記載の燃料噴射ポンプ。
（２２）噴射量制御部材の作動によりプランジャが最小
有効ストロークの状態で，且つプランジャが最上昇行程
位置にあるとき，制御スリーブ上端と制御孔との間の長
さを縦溝上端と制御孔との間の長さと等しいか又は該長
さよりも小さくなるように設定して燃料の２段吹きを防
止するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第（２１）項記載の燃料噴射ポンプ。
（２３）噴射量制御部材の作動により縦溝と制御溝がほ
ぼ一致してプランジャが変位するとき，制御スリーブ上
端と制御孔との間の長さを縦溝の長さと等しいか又は該
長さよりも小さく設定することにより燃料の無噴射を得
るよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（２
２）項記載の燃料噴射ポンプ。
（２４）カムの角度とプランジャの速度定数との関係で
求められるカム線図において，所定のカム角度の範囲で
速度定数がほぼ一定となるカムのプロフィルを形成し，
上記所定のカム角度の範囲において噴射時期制御部材を
制御するように構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第（１３）項記載の燃料噴射ポンプ。