JPS6123387B2 - - 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。

従来、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つて、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くしたり、或いは
燃料状態を良くしたりするなどの目的で、排気行
程、吸気行程又は圧縮行程中において、予め少量
のパイロツト燃料を供給することが研究されてい
る。

この場合従来は、パイロツト燃料の供給を、メ
イン燃料の噴射を行うためのメイン燃料噴射ポン
プとは別のパイロツト燃料噴射ポンプによつて行
つているから、燃料の供給系統が２系統必要であ
り、２台の燃料噴射ポンプを要するので、構造が
著しく複雑になつてエンジンが大型で且つ重くな
り、しかも、非常にコストの高いものとなつてい
た。

本発明は、一本のポンププランジヤの回転及び
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、各気筒にお
けるメイン燃料噴射ノズルへの燃料の分配供給の
インターバルを利用して同じポンププランジヤに
よつて各メイン燃料噴射ノズルから前記のパイロ
ツト噴射を行わせるものである。

以下本発明を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第１実
施例図面（第１図〜第９図）について説明する
と、図において１は第１気筒１１、第２気筒１２
及び第３気筒１３を有する３気筒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１５
の回転角で240度づつずれていて、各気筒１１，
１２，１３には、その燃焼室、副室又は吸気ポー
ト等の適宜箇所にのぞんでメイン燃料噴射ノズル
２１，２２，２３が設けられ、その爆発は第１気
筒１１、第２気筒１２、第３気筒１３の順序で行
うようになつている。

１６は前記エンジン１に対する分配型の燃料噴
射ポンプで、その本体ケース１７内には、前記エ
ンジン１のクランク軸１５から２分の１の減速比
で回転駆動されるドライブ軸１８、プランジヤバ
レル１９及び該プランジヤバレル１９内をドライ
ブ軸１８に関連して回転及び往復摺動するポンプ
プランジヤ２０が同一軸線上に配設され、ドライ
ブ軸１８上に設けたベーン型のフイードポンプ２
５は、燃料タンク２６内の燃料をセジメンタ及び
フイルターを通して本体ケース１７内に供給し、
ケース１７内の余剰燃料はオーバーフローポート
２７から燃料タンク２６に戻るようになつてい
る。

前記本体ケース１７内におけるポンププランジ
ヤ２０の一端には円盤状のカムプレート２８を備
え、該カムプレート２８はドライブ軸１８に対し
て摺動自在にカツプリンク２９にて接合されると
共に、そのカム端面３０には、前記エンジン１の
気筒と同数の３個の山形状のメインカム突起部３
５を円周等分箇所つまり120度の間隔で備え、ま
た、前記カム端面３０は、本体ケース１７にタイ
マー３６を介して取付くローラ３７に対してプラ
ンジヤばね３８にて押圧付勢され、前記ドライブ
軸１８の回転によつて、その１回転中にポンププ
ランジヤ２０が回転しながら前記メインカム突起
部３５の高さに相当するストロークＬだけ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１９内におけるポ
ンププランジヤ２０の先端外周には、本体ケース
１７からの吸入ポート３９と連通するための３個
のメイン吸入グルーブ３１，３２，３３が円周等
分箇所に刻設され、本体ケース１７内の燃料を、
ポンププランジヤ２０が後退動する都度前記各メ
イン吸入グルーブ３１，３２，３３を介して圧力
室４０内に吸入するようになつている。

前記ポンププランジヤ２０の中心線上には、こ
れに摺動自在に被嵌したメインスピルリング４５
によつて開閉されるメインスピルポート４６と前
記圧力室４０とを連通するための通孔４７を備え
る、一方、ポンププランジヤ２０の軸線方向にお
ける中途部の外周には、前記通孔４７に連通する
メイン分配ポート４８が開口している。

また、前記プランジヤバレル１９には円周分箇
所に３個の送出ポート４１，４２，４３を放射状
に備え、第１送出ポート４１はエンジン１の第１
気筒１１のメイン燃料噴射ノズル２１に、第２送
出ポート４２は第２気筒１２のメイン燃料噴射ノ
ズル２２に、第３送出ポート４３は第３気筒１３
のメイン燃料噴射ノズル２３に、それぞれ送出弁
５１，５２，５３付き管路６１，６２，６３を介
して接続され、そして、回転しながら往復動する
ポンププランジヤ２０の前進動中に、そのメイン
分配ポート４８が第１送出ポート４１と連通すれ
ば圧力室４０及び通孔４７内の燃料が第１気筒１
１のメイン燃料噴射ノズル２１から噴射され、メ
イン分配ポート４８が第２送出ポート４２に連通
すれば第２気筒１２のメイン燃料ノズル２２から
燃料が噴射され、そしてメイン分配ポート４８が
第３送出ポート４３に連通すれば第３気筒１３の
メイン燃料噴射ノズル２３から燃料が噴射される
ようになつている。

この場合、前記ポンププランジヤ２０に被嵌し
たメインスピルリング４５は、テンシヨンレバー
４９及びサポーテイングレバー５０等からなる制
御リンク機構５５を介してガバナ機構５６及びア
クセルレバー５７に連動し、エンジンへの要求噴
射量を回転数等に応じて制御する。

すなわち、前記メインスピルリング４５がポン
ププランジヤ２０の前進方向に動けば、ポンププ
ランジヤ２０のストロークＬ中において、吸入ポ
ート３９が閉じた時点からメインスピルポート４
６がメインスピルリング４５から開放するまでの
有効メイン噴射ストロークが大きくなつて、燃料
の噴射量が増大し、逆にメインスピルリング４５
がポンププランジヤ２０の後退方向に動けば、前
記有効メイン噴射ストロークが小さくなつて、燃
料の噴射量が減少するように構成されている。

そして本発明は、以上のような従来公知の分配
型の燃料噴射ポンプ１６において、そのカムプレ
ート２８におけるカム端面３０には、各メインカ
ム突起部３５の合間の適宜位置にパイロツト噴射
用のパイロツトカム突起部５８を各々設け、各メ
インカム突起部３５によるストロークＬの往復動
の間に、前記各パイロツトカム突起部５８によつ
てもポンププランジヤ２０がストロークｌを往復
動するように構成する。

なお、このパイロツトカム突起部５８の高さは
一般にはメインカム突起部３５の高さ以下にする
ことが望ましいが、エンジンの仕様、燃料の種類
等によつてはメインカム突起部３５の高さ以上に
することも考えられる。

一方、前記ポンププランジヤ２０の先端外周に
は、各メイン吸入グルーブ３１，３２，３３の間
に各々パイロツト吸入グルーブ７１，７２，７３
を設けて、パイロツトカム突起部５８によるポン
ププランジヤ２０の後退時にも圧力室４０に燃料
油を吸入するように構成し、且つ、前記ポンププ
ランジヤ２０における前記メイン分配ポート４８
の該当箇所には、例えば排気行程の終わり付近で
パイロツト噴射を行う場合については、メイン分
配ポート４８より180゜ずれた回転位相位置に、
ポンププランジヤ２０の回転に伴つて各メイン送
出ポート４１，４２，４３に連通し得るパイロツ
ト分配ポート５９を穿設する。

また、前記ポンププランジヤ２０における本体
ケース１７内の部分には、前記メインスピルリン
グ４５とは別にパイロツトスピルリング６０を摺
動自在に被嵌し（但しこのパイロツトスピルリン
グ６０は、メインスピルリング４５の前後のいず
れの位置に被嵌しても良い）、該パイロツトスピ
ルリング６０を、ポンププランジヤ２０の回転往
復動に対してつれて動かないように保持し、ポン
ププランジヤ２０の中心線上の通孔４７を、該パ
イロツトスピルリング６０内まで延長して当該箇
所にパイロツトスピルポート６５を穿設する一
方、前記パイロツトスピルリング６０における前
面部には、円周等分箇所に軸方向に延びる３個の
パイロツトスピル溝８１，８２，８３を設けて、
ポンププランジヤ２０が前記各パイロツトカム突
起部５８によつて前進動するとき、吸入ポート３
９が閉じた時点から適宜の有効パイロツト噴射ス
トロークを経て、前記パイロツトスピルポート６
５が各パイロツトスピル溝８１，８２，８３内に
開放するように構成して成るものである。

この構成において、エンジン１における第１気
筒１１が圧縮行程の終わりに近づくと、ポンププ
ランジヤ２０がメインカム突起部３５によつて前
進動し、そのメイン分配ポート４８が第１送出ポ
ート４１に連通するから、圧力室４０及び通孔４
７内等の燃料は、吸入ポート３９の閉からメイン
スピルポート４６の開放までの有効メイン噴射ス
トローク間において第１気筒１１のメイン燃料噴
射ノズル２１に送られて上死点近くのＭ１点でメ
イン噴射され（この場合、通孔４７に連なるパイ
ロツトスピルポート６５は、パイロツトスピル溝
８２，８３の間に位置して、常時閉の状態が保持
されるので、当該パイロツトスピルポート６５か
らの燃料のスピルはない）、第２気筒１２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２０がメインカム突起部３５によつて前進
して、そのメイン分配ポート４８が第２送出ポー
ト４２に連通するから、第２気筒１２には前記有
効メイン噴射ストロークによる量の燃料がそのメ
イン燃料噴射ノズル２２から噴射され（この場合
においても、パイロツトスピルポート６５はパイ
ロツトスピル溝８３，８１間に位置して常閉に保
持される）、また、第３気筒１３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２
０がメインカム突起部３５によつて前進して、そ
のメイン分配ポート４８が第３送出ポート４３に
連通するから、第３気筒１３には前記有効メイン
噴射ストロークによる量の燃料がそのメイン燃料
噴射ノズル２３から噴射される（この場合におい
ても、パイロツトスピルポート６５はパイロツト
スピル溝８１，８２間に位置して同様に常閉に保
持される）。

そして、前記第１気筒１１における燃料のメイ
ン噴射が完了して第１気筒１１が爆発行程に移
り、これにクランク角で120度遅れて第３気筒１
３が吸気行程に移るとき、ポンププランジヤ２０
がメインカム突起部３５の間に設けたパイロツト
カム突起部５８によつて前進動し、そのパイロツ
ト分配ポート５９が第３送出ポート４３に連通す
るから（このときメイン分配ポート４８は第１送
出ポート４１と第２送出ポート４２との間に位置
して閉じている）、圧力室４０及び通孔４７内等
の燃料は、吸入ポート３９の閉からパイロツトス
ピルポート６５のパイロツトスピル溝８３内への
開放までの有効パイロツト噴射ストローク間にお
いて、第３送出ポート４３から第３気筒１３のメ
イン燃料噴射ノズル２３に送られ、当該第３気筒
１３の排気行程の終わりか吸気行程の始めのＰ３
点においてパイロツト噴射が行われる。また、ポ
ンププランジヤ２０は、第２気筒１２における爆
発行程開始からクランク角で120度遅れて第１気
筒１１が吸気行程に移るとき、パイロツトカム突
起部５８によつて前進動し、そのパイロツト分配
ポート５９が第１送出ポート４１に連通するから
（このときメイン分配ポート４８は第２送出ポー
ト４２と第３送出ポート４２との間に位置して閉
じている）、圧力室４０及び通孔４７等の燃料
は、吸入ポート３９の閉からパイロツトスピルポ
ート６５のパイロツトスピル溝８１内への開放ま
での有効パイロツト噴射ストローク間において、
第１送出ポート４１から第１気筒１１のメイン燃
料噴射ノズル２１に送られ、当該第１気筒１１の
排気行程の終わりか吸気行程の始めのＰ１点にお
いてパイロツト噴射が行われる。そして、更にポ
ンププランジヤ２０は、第３気筒１３における爆
発行程からクランク角で120度遅れて第２気筒１
２が吸気行程に移るときパイロツトカム突起部５
８によつて前進動し、そのパイロツト分配ポート
５９が第２送出ポート４２に連通するから（この
ときも、メイン分配ポート４８は第３送出ポート
４３と第１送出ポート４１との間に位置して閉じ
ている）、圧力室４０及び通孔４７内等の燃料
は、吸入ポート６５のパイロツトスピルポート６
５のパイロツトスピル溝８２内への開放までの有
効パイロツト噴射ストローク間において、第２送
出ポート４２から第２気筒１２のメイン燃料噴射
ノズル２２に送られ、当該第２気筒１２の排気行
程の終わりか吸気行程の始めのＰ２点においてパ
イロツト噴射が行われるのである。

この場合において、各気筒におけるパイロツト
噴射による燃料の供給量（パイロツト噴射量）
は、ポンププランジヤ２０の前進動に際して、吸
入ポート３９が閉じてからパイロツトスピルポー
ト６５が各パイロツトスピル溝８１，８２，８３
内に開放するまでの有効パイロツト噴射ストロー
クによつて設定される。

従つてパイロツト噴射量はパイロツトスピルリ
ング６０をポンププランジヤ２０の往復動方向に
摺動変位することによつて任意に調節できるので
あり、このパイロツトスピルリング６０を、制御
リンク機構５５を介してガバナ機構５６及びアク
セルレバー５７を連動するメインスピルリング４
５に、一体的に連結して、メイン噴射量の調節制
御と同時に関連させても良く、また、パイロツト
スピルリング６０をメインスピルリング４５とは
無関係に単独で摺動調節するようしても良いし、
設定された運転状態の時のみ摺動調節するように
しても良いし、また、固定しても良い。更に、パ
イロツトスピルリング６０をメインスピルリング
４５に連動連結するに際しては、第３図に示すよ
うに、リンク機構６６によつてメインスピルリン
グ４５の動き量を或る比率で制御してパイロツト
スピルリング６０に伝達するようにしても良いの
である。

また、前記パイロツト噴射の時期は、各メイン
カム突起部３５間における各パイロツトカム突起
部５８の位置を、メインカム突起部３５に重なら
ない範囲内で適宜箇所に設定することができる一
方、メイン分配ポート４８に対するパイロツト分
配ポート５９の位相方向を、両分配ポート４８，
５９によつて各送出ポート４１，４２，４３が互
いに連通しない範囲内で前記各パイロツトカム突
起部５８の場合と同様に適宜箇所に設定すること
により、任意に設定できることはいうまでもな
い。

第１０図乃至第１５図は、爆発順序が第１気筒
１１、第３気筒１３、第４気筒１４、第２気筒１
２で、且つ、各気筒の各々にメインノズル２１，
２２，２３，２４を備えた４気筒４サイクルエン
ジン１に対する分配型燃料噴射ポンプに適用した
場合の実施例を示す。

この実施例においてカムプレート２８のカム端
面３０には４つのメインカム突起部３５とその間
に位置する４つのパイロツトカム突起部５８を備
え、ポンププランジヤ２０の先端には４つのメイ
ン吸入グルーブ３１，３２，３３，３４の間に位
置する４つのパイロツト吸入グルーブ７１，７
２，７３，７４を備え、プランジヤバレル１９に
は、エンジン１の各気筒のメインノズルに各々送
出弁５１，５２，５３，５４及び通路６１，６
２，６３．６４を介して連なる４つの送出ポート
４１，４２，４３，４４を備え、且つ、パイロツ
トスピルリング６０には、４つのパイロツトスピ
ル溝８１，８２，８３，８４を備えているほか
は、前記第１実施の場合と略同様であり、ポンプ
プランジヤ２０においてメイン分配ポート４８に
対するパイロツト分配ポート５９の方向は、メイ
ン分配ポート４８が各送出ポート４１，４２，４
３，４４に連通したときパイロツト分配ポート５
９が各送出ポートの間に位置するように、例えば
この実施例では約135度程度ずれている。

なお、このずれ角度は、燃焼室形状（渦室式の
もの、予燃焼室式のもの、直噴式のもの）、燃料
の種類等によつて設定が異なることはいうまでも
ない。

従つて、前記の場合について述べると第１気筒
１１におけるＭ１点のメイン噴射から第３気筒１
３におけるＭ３点のメイン噴射までのインターバ
ルにおいて、排気行程中の第２気筒１２に点Ｐ２
でパイロツト噴射が行われ、第３気筒１３におけ
るＭ３点のメイン噴射から第４気筒１４における
Ｍ４点のメイン噴射までのインターバルにおい
て、排気行程中の第１気筒１１に点Ｐ１でパイロ
ツト噴射が行われ、第４気筒１４におけるＭ４点
のメイン噴射から第２気筒１２におけるＭ２点の
メイン噴射までのインターバルにおいて、排気行
程中の第３気筒１３に点Ｐ３でパイロツト噴射が
行われ、そして、第２気筒１２におけるＭ２点の
メイン噴射から第１気筒１１におけるＭ１点のメ
イン噴射までのインターバルにおいて、排気行程
中の第４気筒１４に点Ｐ４でパイロツト噴射が行
われるのである。

例えば前記のずれ角を約160度位にするとＰ
１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はもう少し排気行程の終わ
り近くに移ることになる。

このように本発明を前記２つの実施例について
説明したが、本発明はこれらに限らず、上記以外
の多気筒４サイクルエンジン用の分配型燃料噴射
ポンプは勿論のこと、多気筒２サイクルエンジン
用の分配型燃料噴射ポンプに対しても同様にして
適用できることは言うまでもない。

以上の通り本発明は、分配型燃料噴射ポンプに
おいて、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を
行うと共に、その各気筒に対するメイン燃料の噴
射のインターバルを利用して、同じポンププラン
ジヤによつて各気筒にパイロツト燃料を噴射する
もので、一台の分配型燃料噴射ホンプによつてメ
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、燃料供給が２系
統にならず、構造が著しく簡単にできると共に、
エンジンを小型、軽量化でき、且つその組立て及
び分解が容易にできるのであり、しかも、パイロ
ツト噴射用のパイロツトスピルリングによつて、
パイロツト燃料の噴射量を、エンジンの運転中に
おいて、メイン燃料量の調節に連動して又単独に
任意に調節することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の第１実施例を示
し、第１図は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３図の−
視断面図、第７図はパイロツトスピルリングの
斜視図、第８図は第１図におけるカムプレートの
拡大端面図、第９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１０図乃至第１５図は
第２の実施例を示し、第１０図は分配型燃料噴射
ポンプの要部拡大図、第１１図は第１０図のXI−
XI視断面図、第１２図は第１０図のXII−XII視断面
図とエンジンとの関連を示す図、第１３図は第１
０図の−視断面図、第１４図はカムプレ
ート拡大端図、第１５図は第１４図のカムプレー
トとエンジンの行程との関係を示す図である。 １６……分配型燃料噴射ポンプ、１８……ドラ
イブ軸、１９……プランジヤバレル、４０……圧
力室、２０……ポンププランジヤ、４８……メイ
ン分配ポート、４７……通孔、４５……メインス
ピルリング、４６……メインスピルポート、２８
……カムプレート、３０……カム端面、３５……
メインカム突起部、３１，３２，３３，３４……
メイン吸入グルーブ、４１，４２，４３，４４…
…送出ポート、５８……パイロツトカム突起部、
５９……パイロツト分配ポート、６０……パイロ
ツトスピルリング、６５……パイロツトスピルポ
ート、７１，７２，７３，７４……パイロツト吸
入グルーブ、８１，８２，８３，８４……パイロ
ツトスピル溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料が入つて来る圧力室を有するプランジヤ
   バレル内を回転しながら往復動するメイン吸入グ
   ルーブ付きポンププランジヤによつて、エンジン
   の各気筒に対する各メイン燃料噴射ノズルへの各
   送出ポートに燃料を分配供給するようにした分配
   型燃料噴射ポンプにおいて、前記ポンププランジ
   ヤにおける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、前記ポンププランジ
   ヤには、前記パイロツトカム突起部による前進動
   に際して、前記各送出ポートにプランジヤパレル
   の圧力室を連通するようにしたパイロツト分配ポ
   ートを設けると共に、前記メイン吸入グルーブの
   間に燃料を圧力室に導くためのパイロツト吸入グ
   ルーブを設け、更に、前記ポンププランジヤに
   は、前記パイロツトカム突起部による前進動に際
   して、プランジヤバレルの圧力室を開放するパイ
   ロツトスピルポートを開閉するためのパイロツト
   スピルリングを、ポンププランジヤの往復動方向
   に摺動調節自在に被嵌したことを特徴とする分配
   型燃料噴射ポンプ。