JPS6123386B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料噴射式のエンジンにおいて、パ
イロツト燃料噴射機構を備えた分配型の燃料噴射
ポンプに関するものである。

最近の燃料噴射式のエンジンにおいては、メイ
ン燃料噴射ノズルからの燃料供給に先立ち、つま
り、特にデイーゼルエンジンにおいての着火遅れ
を少なくしたり、燃料と空気との混合を良好とし
たり、或いは燃焼状態を良好にする等の目的で、
吸気行程中または圧縮行程中において予め少量の
パイロツト燃料を吸気マニホールド、吸気ポート
等の吸入空気に供給混合することが行われてい
る。

この場合、従来はパイロツト燃料の供給を、気
化器によつて行なつたり、或いはメイン燃料噴射
ポンプとは別に設けたパイロツト燃料噴射ポンプ
によつて行なつているが、これらのものは燃料の
供給装置が２つの系統となり、特に後者のものは
２つの燃料噴射ポンプを要するので、構造が著し
く複雑になるばかりか、機関が大型になるのであ
つた。

本発明は、一つのポンププランジヤの回転およ
び往復動によつて、エンジンの各気筒におけるメ
イン燃料噴射ノズルに燃料を分配供給するように
した分配型の燃料噴射ポンプにおいて、各メイン
燃料噴射ノズルへの燃料供給のインターバルを利
用して、同じポンププランジヤによつて前記パイ
ロツト燃料の噴射を行わせるようにしたものであ
る。

次に本発明を３気筒４サイクルエンジンにおけ
る分配型燃料噴射ポンプに適用した場合の実施例
を図面について説明する。

図において１は、第１気筒２、第２気筒３及び
第３気筒４を有する３気筒型の４サイクルエンジ
ンで、その各気筒の行程位相はクランク軸５の回
転角で240度ずつずれていて、各気筒２，３，４
には、燃焼室、副室又は吸気ポート等の適宜箇所
にメイン燃料噴射ノズル６，７，８を備えている
と共に、シリンダボア内、吸気ポート等の適宜箇
所にパイロツト燃料噴射ノズル９，１０，１１を
備えている。

１２は、前記エンジン１に対する分配型の燃料
噴射ポンプを示し、その本体ケース１３内には、
前記エンジン１のクランク軸５から２分の１の減
速比で回転駆動されるドライブ軸１４、円筒形の
プランジヤバレル１５、及び該プランジヤバレル
１５内をドライプ軸１４に関連して回転及び摺動
するポンププランジヤ１６が同一軸線上に設けら
れ、ドライプ軸１４上に設けたベーン型のフイー
ドポンプ１７は、燃料タンク１８内の燃料をセジ
メンタ及びフイルター（図示せず）を介して前記
本体ケース１３内に供給し、本体ケース１３内の
余剰燃料はオーバーフローポート１９から前記燃
料タンク１８に戻るようになつている。

前記本体ケース１３内におけるポンププランジ
ヤ１６の一端には円盤状のカムプレート２０を備
え、該カムプレート２０は、ドライプ軸１４に摺
動自在にカツプリング２１接合されると共に、そ
のカム端面２２には、前記エンジン１の気筒と同
数個の山形メインカム突起部２３，２４，２５を
円周等分箇所つまり120度の間隔で備え、そのカ
ム端面２２が、本体ケース１３にタイマー２５を
介して取付くローラ２６にプランジヤばね２７に
て押圧付勢され、ドライブ軸１４の回転によつ
て、その１回転中にポンププランジヤ１６が回転
しながら３回往復動するように構成されている。

一方、前記プランジヤバレル１５内におけるポ
ンププランジヤ１６の先端外周には、本体ケース
１３からの吸入ポート２８と連通するための３個
のメイン燃料吸入グループ２９，３０，３１が円
周等分箇所に設けられ、ポンププランジヤ１６の
後退動の都度圧力室３２内に燃料を吸入するよう
になつている。また、前記ポンププランジヤ１６
には、これに摺動被嵌したスピルリング３３によ
つて開閉されるスピルポート３４と前記圧力室３
２とを連通するための通孔３５を備えると共に、
その外周には該通孔３５に連通する分配ポート３
６が開口している。

一方前記プランジヤバレル１５には、円周等分
箇所に３個のメイン燃料送出ポート３７，３８，
３９を放射状に備え、第１メイン燃料送出ポート
３７はエンジン１の第１気筒２におけるメイン燃
料噴射ノズル６に、第２メイン燃料送出ポート３
８は第２気筒３におけるメイン燃料噴射ノズル７
に、そして第３メイン燃料送出ポート３９は第３
気筒４におけるメイン燃料噴射ノズル８に、それ
ぞれ送り出し弁４０，４１，４２付き管路４３，
４４，４５を介して接続される。

そして回転しながら往復動するポンププランジ
ヤ１６の前進中に、その分配ポート３６が第１メ
イン燃料送出ポート３７と連通すれば圧力室３２
内の燃料が第１気筒２のメイン燃料噴射ノズル６
から噴射され、分配ポート３６が第２メイン燃料
送出ポート３８と連通すれば第２気筒３のメイン
燃料噴射ノズル７から噴射され、そして分配ポー
ト３６が第３メイン燃料送出ポート３９と連通す
れば第３気筒４のメイン燃料噴射ノズル８から噴
射されるようになつている。

この場合、ポンププランジヤ１６に被嵌したス
ピルリング３３は、制御リンク機構４６を介して
ガバナ機構４７及びアクセルレバー４８に連動し
エンジンへの要求噴射量を的確に制御する。すな
わち、該スピルリング３３がポンププランジヤ１
６の前進動方向に動けば、第８図に示すように前
記カムプレート２０のメインカム突起部２３，２
４，２５の高さＨによるポンププランジヤ１６の
全ストロークに対してポンププランジヤ１６の前
進開始からスピルポート３４がスピルリング３３
より開放されるまでの有効噴射ストロークＹが大
きくなつて燃料の噴射量が増大する。逆にスピル
リング３３がポンププランジヤ１６の後退方向に
動けば、前記有効噴射ストロークＹが小さくなつ
て燃料の噴射量が減少するように構成されてい
る。

なおこの場合、前記有効噴射ストロークＹは第
８図に示すように、エンジンの全負荷時の最高有
効噴射ストロークY′とアイドリング時の設定有
効噴射ストロークY″との間、つまりY′−Y″＝△
Ｙの間をエンジンの負荷、回転数等の諸条件に応
じて自動的に調節され、これによつて燃料のメイ
ン噴射量が第９図に示すように有効ストロークに
対して直線Qmに沿つて自動調節されるのであ
る。

本発明は、前記カムプレート２０のカム端面２
２には、各メインカム突起部２３，２４，２５の
合間においてパイロツト噴射用のパイロツトカム
突起部４９，５０，５１を設け、各メインカム突
起２３，２４，２５による往復動の間に、該各パ
イロツトカム突起部４９，５０，５１によつても
ポンププランジヤ１６が往復動するように構成す
る一方、ポンププランジヤ１６の先端外周には、
前記各メイン燃料吸入グルーブ２９，３０，３１
の間の部位にパイロツト燃料吸入グルーブ５２，
５３，５４を設けて、パイロツトカム突起部４
９，５０，５１によるポンププランジヤ１６の後
退時にも圧力室３２に燃料を吸入するように構成
し、且つ、プランジヤバレル１５には、第１メイ
ン燃料送出ポート３７と第２メイン燃料送出ポー
ト３８との間に第２パイロツト燃料送出ポート５
６を、第２メイン燃料送出ポート３８と第３メイ
ン燃料送出ポート３９との間に第２パイロツト燃
料送出ポート５７を、そして第３メイン燃料送出
ポート３９と第１メイン燃料送出ポート３７との
間に第１パイロツト燃料送出ポート５５を各々設
けて、前記各パイロツトカム突起部４９，５０，
５１によるポンププランジヤ１６の前進動中にお
いて、その分配ポート３６が、各パイロツト燃料
送出ポート５５，５６，５７のうち一つのパイロ
ツト燃料送出ポートに連通するように構成する。

そして、パイロツト燃料の噴射を吸入行程後に
おいて、各気筒のシリンダボア内に対して行う場
合には、前記第１パイロツト燃料送出ポート５５
をエンジン１の第１気筒２におけるパイロツト燃
料噴射ノズル９に、第２パイロツト燃料送出ポー
ト５６を第２気筒３におけるパイロツト燃料噴射
ノズル１０に、第３パイロツト燃料送出ポート５
７を第３気筒４におけるパイロツト燃料噴射ノズ
ル１１にそれぞれ送り出し弁５８，５９，６０付
き管路６１，６２，６３を介して接続する。

この構成において、エンジン１の第１気筒２が
圧縮行程の終わりに近づくと、ポンププランジヤ
１６がメインカム突起部２３によつて前進動し、
その分配ポート３６が第１メイン燃料送出ポート
３７に連通するから、燃料は第１気筒２における
メイン燃料噴射ノズル６に送られ上死点近くの
M1点でメイン燃料が噴射供給され、第２気筒３
における圧縮行程の上死点近くのM2点で、ポン
ププランジヤ１６のメインカム突起部２４による
前進動中にその分配ポート３６が第２メイン燃料
送出ポート３８に連通することにより、第２気筒
３に対してそのメイン燃料噴射ノズル７からメイ
ン燃料が噴射供給され、第３気筒４における圧縮
行程の上死点近くのM3点で、ポンププランジヤ
１６のメインカム突起部２５による前進動中にそ
の分配ポート３６が第３メイン燃料送出ポート３
９に連通することにより、第３気筒４に対してそ
のメイン燃料噴射ノズル８からメイン燃料が噴射
供給される。

そして、第１気筒２におけるメイン燃料の噴射
供給が完了し第１気筒２が爆発行程に移り、これ
にクランク角で60度遅れて第２気筒３が圧縮行程
に入ると、メインカム突起部２３，２４間のパイ
ロツトカム突起部５０によつてポンププランジヤ
１６が前進動し、その前進動中において分配ポー
ト３６が第２パイロツト燃料送出ポート５６に連
通するから、第２気筒３のパイロツト燃料噴射ノ
ズル１０に燃料が送られ、当該第２気筒３の圧縮
行程初期のP2点においてパイロツト燃料が噴射
供給される。第３気筒４ではその圧縮行程初期の
P3点において、メインカム突起部２４，２５間
のパイロツトカム突起部５１によるポンププラン
ジヤ１６の前進動中においてその分配ポート３６
が第３パイロツト燃料送出ポート５７に連通する
から、第３気筒４にはそのパイロツト燃料噴射ノ
ズル１１からパイロツト燃料が噴射供給される。
また、第１気筒２ではその圧縮行程初期のP1点
において、メインカム突起部２５，２３間のパイ
ロツトカム突起部４９によるポンププランジヤ１
６の前進動中においてその分配ポート３６が第１
パイロツト燃料送出ポート５５に連通するから、
第１気筒にはそのパイロツト燃料噴射ノズル９か
らパイロツト燃料が噴射供給されるのである。

この場合、パイロツト燃料の噴射供給量は、カ
ムプレート２０のカム端面２２における各パイロ
ツトカム突起部４９，５０，５１の高さｈによつ
て任意に設定できる。すなわち、各パイロツトカ
ム突起部４９，５０，５１の高さｈを、第８図に
示すように前記メイン噴射の最低有効噴射ストロ
ークY″と等しいかこれよりも低く構成して、パ
イロツト燃料の噴射供給時の有効噴射ストローク
ｙを、前記Y″と等しいか又はこれ以下にすれ
ば、第９図に直線Qpで示すようにエンジンの負
荷に関係しない一定値のパイロツト噴射量が得ら
れる。また、このパイロツト燃料の噴射供給量を
少なくするには、第８図のｈを小さくするか、又
は第１０図に示すように各パイロツトカム突起部
４９，５０，５１とこれより回転方向前部に位置
するメインカム突起部２５，２３，２４との間に
おけるカム端面２２に適宜高さh′の無効カム端面
２２′を設けることにより、各パイロツトカム突
起部によるポンププランジヤ１６の前進動時にお
ける有効噴射ストロークｙは、ｙ＝ｈ−h′となつ
て小さくなるから、第１１図に直線Qpで示すよ
うに少ないパイロツト燃料の噴射供給量が得られ
ることになる。そして、この無効カム端面２２′
を設けたものにおいて、各パイロツトカム突起部
４９，５０，５１の高さｈを、第１２図に示すよ
うに前記メイン燃料の噴射供給時の最高有効噴射
ストロークY′と等しいか又はこれより高く構成
すれば、パイロツト燃料の噴射供給時の有効噴射
ストロークｙは、エンジンの負荷に応じて最高有
効噴射ストロークy′と最低有効噴射ストローク
y″との間を、メイン燃料の噴射供給量と同様に
スピルポート３４の開放により調節されるから、
パイロツト燃料の噴射供給量は第１３図に直線
Qpで示すように、メイン燃料の噴射供給量の直
線Qmと平行にエンジンの運転条件に対応して調
節できる。

また、各パイロツトカム突起部４９，５０，５
１の高さｈを、第１４図に示すようにメイン燃料
の噴射供給の最高有効噴射ストロークY′と最低
有効噴射ストロークY″との間に設定した場合
は、パイロツト燃料の噴射供給量は第１５図に直
線Qpで示すように、エンジンのある運転域まで
は負荷及び回転数等の運転条件に応じて調節され
るが、これ以上の条件域では一定のパイロツト噴
射量に規制されることになる。このようにパイロ
ツト燃料の噴射供給量を少なく規制することで、
パイロツト燃料が、その圧縮行程中に自己着火す
ることを防止できる。

そして、前記パイロツト燃料の噴射の時期は、
各メインカム突起部２３，２４，２５の間におい
て各パイロツトカム突起部４９，５０，５１の位
置を変更することにより任意に設定できるが、パ
イロツト燃料の噴射の時期を、前記実施例のよう
に各気筒における圧縮行程の初期の点Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ２に設定する一方、各気筒におけるパイロ
ツト燃料噴射ノズル９，１０，１１をシリンダボ
ア内の中途部側面に設ければ、各パイロツト燃料
噴射ノズルは、パイロツト燃料の噴射供給後にお
いて各々のピストンによつて閉ざされて、高温及
び高圧にさらされる時間が短くなるので、各パイ
ロツト燃料噴射ノズルの過熱等を防止できて耐久
性を向上できる。

また、第１６図に示すように各気筒の吸気行程
の初期の点Ｐ１′，Ｐ２′，Ｐ３′において吸気マ
ニホールド、吸気ポート或いは燃焼室等に対して
パイロツト燃料の噴射供給を行う場合には、第１
パイロツトカム突起部４９を第２メインカム突起
部２４と第３メインカム突起部２５との間に、第
２パイロツトカム突起部５０を第３メインカム突
起部２５と第１メインカム突起部２３との間に、
そして第３パイロツトカム突起部５１を第１メイ
ンカム突起部２３と第２メインカム突起部２４と
の間に各々設ける一方、前記実施例における第１
パイロツト燃料送出ポート５５を第２気筒３のパ
イロツト燃料噴射ノズル１０に、第２パイロツト
燃料送出ポート５６を第３気筒４のパイロツト燃
料噴射ノズル１１に、そして第３パイロツト燃料
送出ポート５７を第１気筒２のパイロツト燃料噴
射ノズル９に各々接続すれば良いのであり、更に
本発明は実施例の３気筒型４サイクルエンジンに
限らず、２気筒又は４気筒等の多気筒型４サイク
ルエンジンは勿論のこと、多気筒型２サイクルエ
ンジンについても同様に適用できることはいうま
でもない。

以上の通り本発明は、エンジンの各気筒へのメ
イン燃料送出ポートを備えたプランジヤバレル内
に、回転しながら往復動するポンププランジヤを
嵌挿し、該ポンププランジヤには、当該ポンププ
ランジヤのプランジヤバレル内からの後退動の都
度前記プランジヤバレル内における圧力室に燃料
を吸入するためのメイン燃料吸入グルーブを設け
ると共に、プランジヤバレル内への前進動中にお
いて前記圧力室を前記各メイン燃料送出ポートの
うち一つのメイン燃料送出ポートに連通するよう
にした分配ポートを設けて成る分配型燃料噴射ポ
ンプにおいて、前記ポンププランジヤを往復動す
るためのカムプレートのカム端面には、前記メイ
ン噴射のための各メインカム突起部の間にパイロ
ツト噴射のためのパイロツトカム突起部を設け
て、各メイン噴射の間にポンププランジヤを往復
動するように構成する一方、前記プランジヤバレ
ルには、前記各メイン燃料送出ポートの間の部位
に各気筒へのパイロツト燃料送出ポートを設け
て、前記ポンププランジヤのパイロツトカム突起
部による前進動中において前記分配ポートが、前
記各パイロツト燃料送出ポートのうち一つのパイ
ロツト燃料送出ポートに連通するように構成して
なるもので、一つのポンププランジヤの回転しな
がらの往復動によつて、各気筒にメイン燃料の噴
射供給を行うと共に、その各気筒に対するメイン
燃料の噴射供給のインターバルを利用して、同一
のポンププランジヤによつて各気筒に対してパイ
ロツト燃料の噴射供給を行うことができ、一台の
分配型燃料噴射ポンプによつて、メイン燃料の噴
射とパイロツト燃料の噴射が同時に達成できるか
ら、従来のように燃料の供給を２系統にする必要
がなく、構造が著しく簡単になると共に、エンジ
ンを小型、軽量化することができる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実
施例における分配型燃料噴射ポンプの縦断正面
図、第２図は該分配型燃料噴射ポンプとエンジン
との関連を示す図、第３図は第１図の要部拡大
図、第４図は第３図の−視断面図、第５図は
第３図の−視断面図、第６図は第１図におけ
るカムプレートの拡大端面図、第７図はカムプレ
ートとエンジンの行程との関係を示す図、第８図
はカムプレートのカムプロヒールを示す図、第９
図は第８図による燃料噴射量を示す図、第１０図
は第２実施例におけるカムプロヒールを示す図、
第１１図は第１０図による燃料噴射量を示す図、
第１２図は第３実施例におけるカムプロヒールを
示す図、第１３図は第１２図による燃料噴射量を
示す図、第１４図は第４実施例におけるカムプロ
ヒールを示す図、第１５図は第４実施例における
燃料噴射量を示す図、第１６図は第５実施例にお
けるカムプレートとエンジンの行程との関係を示
す図である。 １……エンジン、２，３，４……気筒、５……
クランク軸、６，７，８……メイン燃料噴射ノズ
ル、９，１０，１１……パイロツト燃料噴射ノズ
ル、１２……分配型燃料噴射ポンプ、１３……本
体ケース、１４……ドライブ軸、１５……プラン
ジヤバレル、１６……ポンププランジヤ、２０…
…カムプレート、２３，２４，２５……メインカ
ム突起部、２６……ローラ、２９，３０，３１…
…メイン燃料吸入グルーブ、３６……分配ポー
ト、３７，３８，３９……メイン燃料送出ポー
ト、４９，５０，５１……パイロツトカム突起
部、５２，５３，５４……パイロツト燃料吸入グ
ルーブ、５５，５６，５７……パイロツト燃料送
出ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの各気筒へのメイン燃料送出ポート
   を備えたプランジヤバレル内に、回転しながら往
   復動するポンププランジヤを嵌挿し、該ポンププ
   ランジヤには、当該ポンププランジヤのプランジ
   ヤバレル内からの後退動の都度前記プランジヤバ
   レル内における圧力室に燃料を吸入するためのメ
   イン燃料吸入グルーブを設けると共に、プランジ
   ヤバレル内への前進動中において前記圧力室を前
   記各メイン燃料送出ポートのうち一つのメイン燃
   料送出ポートに連通するようにした分配ポートを
   設けて成る分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記
   ポンププランジヤを往復動するためのカムプレー
   トのカム端面には、前記メイン噴射のための各メ
   インカム突起部の間にパイロツト噴射のためのパ
   イロツトカム突起部を設けて、各メイン噴射の間
   にポンププランジヤを往復動するように構成する
   一方、前記プランジヤバレルには、前記各メイン
   燃料送出ポートの間の部位に各気筒へのパイロツ
   ト燃料送出ポートを設けて、前記ポンププランジ
   ヤのパイロツトカム突起部による前進動中におい
   て前記分配ポートが、前記各パイロツト燃料送出
   ポートのうち一つのパイロツト燃料送出ポートに
   連通するように構成したことを特徴とする分配型
   燃料噴射ポンプ。