JPS61237839A - 燃料噴射ポンプ装置 - Google Patents

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） 本発明はディーゼルエンジン等に使用される対向プラン
ジャ式の燃料噴射ポンプ装置に関する。

（従来の技術） 一般に対向プランジャ式の燃料噴射ポンプは、１対又は
複数対のプランジャをロータ軸に直径方向に対向させて
組込むとともに、ロータ軸の周囲に環状のカムを配置し
、ロータ軸の回転にともなってプランジャがカムの内周
により駆動されるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが従来構造では、燃料噴射ポンプの噴射特性（噴
射時期や噴射率）を調整するだめの機構が複雑かつ大形
であるという問題があり、又そのために、噴射特性をエ
ンジンの種々の運転状況に対応さゼて最適値に設定する
ことが、難しいという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決するために、本発明は、複数の対向プラ
ンジャを組込んだロータ軸の周囲にプランジャ駆動用の
環状のカムを配置して燃料圧送ポンプを構成し、該ポン
プの燃料通路に該通路の閉鎖期間及び閉鎖タイミングを
調整するコントロール装置を設け、該コントロール装置
に、ロータ軸の外周に嵌合する環状のコントロールスリ
ーブを設け、該スリーブの軸方向の移動により上記閉鎖
期間が変化し、円周方向の移動によりカムの使用域が変
化するように上記コントロール装置を構成し、上記コン
トロールスリーブに、該スリーブを軸方向に移動させる
ガバリと、エンジンの運転状態に応じてスリーブを回動
させるスリーブ角変位＠調整機構とを連結し、上記環状
カムにエンジンの運転状況に応じてカムを回動させるカ
ム角変位１ｍ整機構を連結したことを特徴としている。

（作用） 上記構成によると、エンジンの運転状況に応じてコント
ロールスリーブ及び環状カムの角度位置が変えられる。

それにより、燃料通路が閉鎖されるタイミングが変化す
るとともに、その通路閉鎖期間中にプランジャを駆動す
るカム面の区間（カム面の使用域）が変化し、その結果
、燃料噴射率（ロータ軸の単位回転角度当りの燃料噴射
量）が変化し、最適値に設定される。又カム面の使用域
の変化にともなって噴射タイミングが変化するが、カム
角度位置調整機構によりカムを回動させることにより、
噴射タイミングは最適値に設定される。

（実施例） 第１図において、燃料噴射ポンプのケーシング組立体１
の内部には、１対のポンプ軸２及びロータ軸３が概ね同
志に配置され、オルダム継手５により互いに連結されて
いる。ポンプ軸２は図示されていない機構を介してエン
ジンの出力軸に連結している。オルダム継手５の近傍に
おいて、ポンプ軸２には給送ポンプ６のロータ７が取付
けである。燃料給送ポンプ６の人口６ａはケーシング組
立体１の内部通路９や継手１０及び外部通路（図示せず
）を介して燃料タンクに接続している。給送ポンプ６の
出口６ｂはケーシング組立体、１の内部の通路１１を介
して室１２に接続している。

室１２にはロータ軸３のオルダム継手５と反対側の端部
１３が入込んでおり、端部１３とその外周に嵌合する環
状のコントロールスリーブ１５によりコントロール装置
１６が形成されている。コントロール装＠１６は、後述
する如く、燃料噴射特性を調整するように構成されてお
り、室１２はコントロール装置１６を介してロータ軸３
内部の通路１７に接続するようになっている。通路１７
はロータ軸３の中心部をその長手方向に延びており、オ
ルダム継手５の近傍において圧送ポンプ２０のポンプ室
２１に接続している。

ロータ軸３の長手方面中間部には、通路１７がらロータ
軸３の外周面まで延びる１個の出口通路２２が半径方向
に設けてあり、ケーシング組立体１にはそれぞれ一端が
通路２２に接続する複数の（エンジン気筒数と同数の）
通路２３が設けである。通路２３の他端はケーシング組
立体１に固定したデリバリバルブ２５の入口に接続して
いる。

図示されていないが、デリバリバルブ２５の出口は高圧
燃料管を介して各気筒の燃料噴射弁に接続しており、圧
送ポンプ２０で加圧された燃料が通路１７．２２．２３
、デリバリバルブ２５等を経て燃料噴射弁に送られて燃
焼室内へ噴射されるようになっている。

前記通路１１の下流部には電磁弁からなる燃料遮断弁２
６が設けである。燃料遮断弁２６は通路１１を閉鎖して
エンジンを停止させるためのもので、ケーシング組立体
１に固定されている。又通路１１の上流部には調圧弁２
７が設け゛（ある。調圧弁２７もケーシング組立体１に
組込まれており、その逃し通路２８はポンプ入口６ａ側
の通路９に接続している。

この構成によると、遮断弁２６により通路１１を閉鎖し
た場合、ポンプ６の吐出圧力を受けて調圧弁２７が間放
し、ポンプ６の入口６ａと出口６ｂは通路２８を介して
接続される。従って燃料遮断時に通路１１に異常な高圧
（ポンプ吐出圧）が加わることを防止し、ポンプ６やシ
ール等の破損を防ぐことができる。

第１図の■−■断面部分図である第２図の如く、前記圧
送ポンプ２０は１対（又は２対）の円柱状プランジャ３
０を環状のカム３１で駆動するようになっている。両プ
ランジャ３０はロータ軸３の大径部（ロータ）に設けた
直径方向の孔に摺動自在に嵌合している。前記ポンプ室
２１は両プランジャ３０の間に形成されている。各プラ
ンジャ３０のポンプ室２１と反対側の端部はシュー３２
及びローラ３３を介してカム３１の内周のカム面３５に
当接している。シュー３２はロータ軸３の外周部の切欠
きに摺動自在に嵌合しており、ローラ３３を回動自在に
保持している。又カム３１はケーシング組立体１（ハウ
ジング）に回動自在に取付けてあり、カム角度位置調整
機構４０によりその回転角度位置が調整されるようにな
っている。

カム角度位置調！！機構４０はケーシング組立体１に固
定されるシリンダ４１と、シリンダ４１に摺動自在に嵌
合するピストン４２等により構成されている。ピストン
４２には一端から中間部にかけて油圧室４３を形成する
穴が設けてあり、油圧室４３に前記通路１１の分岐通路
４４が接続している。上記穴（油圧室４３）の底壁とシ
リンダ４１の端壁との間には圧縮コイルスプリング４５
が設けてあり、又シリンダ４１には油圧室４３内を上記
穴の底壁に向かって突出するねじ４６が突出量調整自在
に設けである。更にピストン４２の長手方向中間部には
ビン４７が取付けである。ビン４７はピストン４２の直
径方向の孔に嵌合しており、一端部がカム３１の孔４８
に嵌合している。

上記構成によると、ロータ軸３の回転にともなってカム
面３５がプランジャ３０を押込むことにより、ポンプ室
２１において燃料が加圧され、前述の如く燃料噴射弁へ
送られる。又Ｏ−ラ３３がカム面３５の頂部を通過して
プランジャ３０が外方へ移動できる状態になると、第１
図の給送ポンプ６から通路１１．１７等を経てポンプ室
２１へ燃料が供給される。

そして、上記加圧動作において、カム３１の角度位置が
変ると、実際に燃料噴射動作時（加圧動作時）にローラ
３３を押すカム面３５の区間（使用域）が変化する。そ
のために噴射動作時のロー・う３３のリフトや移動速度
が変化し、燃料噴射率が変化する。従ってカム角度位ｉ
！！調整機構４０によりカム３１の角度位置を変えるこ
とにより、燃料噴射率が調整される。

又第１図の給送ポンプ６はエンジン出力軸により駆動さ
れており、給送ポンプ６から通路１１及び第２図の通路
４４を経て油圧室４３へ導入される油圧もエンジン回転
数に対応している。そのためにエンジン回転数が変化す
ると、油圧室４３からピストン４２に加わる力が変化し
、ピストン４２が移ＩＪ　してカム３１を回動さぜる。

従ってカム３１の角度位置すなわち噴射率はエンジン回
転数に対応して設定される。

第１図の如く、ケーシング組立体１にはガバナ５５が組
付けである。ガバナ５５自体は衆知の構造で、その入力
軸５６はギヤ機構５７を介してポンプ＠２に速結してお
り、入力軸５６の回転速度に対応してガバナウェイト５
８が移動することにより、ビン５９が回動してビン５９
の先端の偏心ビン６０がロータ軸３の軸方向に移動する
ようになっている。

第１図ならびに第１図の■−■断面略図である第３図の
如く、前記コントロールスリーブ１５は、外周部の一部
を円周方向に延びる切欠き６５と、外周部を軸方向に延
びる切欠き６６とを備えている。上記ビン６０は円周方
向の切欠き６５に嵌合しており、ビン５９の回動にとも
なってコントロールスリーブ１５を軸方向に移動させる
ようになっている。又軸方向の切欠ぎ６６にはスリーブ
角度位置調整機構７０のビン７１が嵌合しており、ビン
７１によりコントロールスリーブ１５を回動させるよう
になっている。

スリーブ角度位買調′ｌｉ機構７０はケーシング組立体
１に設けたシリンダ７２にコントロールスリーブ１５の
接線方向に延びるピストン７３を組込んで構成されてお
り、上記ビン７１はピストン７３の長手方向中間部の直
径方向の孔に嵌込まれている。ピストン７３の一方の端
部には圧縮コイルスプリング７５及びねじ７６が入込む
穴が設けである。スプリング７５はシリンダ７２の端壁
部材とピストン７３０間に縮設されている。ねじ７６は
上記端壁部材に突出量調節自在に取付けである。

ピストン７３のスプリング７５と反対側の端部は油圧室
７７に而している。油圧室７７はケーシング組立体１内
の通路７８を介してコントロールスリーブ１５の周囲の
隙間（室１２）に連通している。

第３図の拡大部分略図である第４図及びコントロールス
リーブ１５の内面の展開図である第５図の如く、コント
ロールスリーブ１５の内面には円周方向に間隔を隔てて
例えば３本の溝Ｐ、Ｑ１Ｒが設けである。溝Ｐはコント
ロールスリーブ１５の軸方向に延びているが、溝Ｑ、Ｒ
はコントロールスリーブ１５の軸方向に対して傾斜して
互いに平行に延びているａ従って溝Ｑは−・方の端１１
Ｓｑａが溝Ｐから最も円周方向に離れ、他方の端部端部
Ｑｂが溝Ｐに対して最も接近している。又ロータ軸３に
は通路１７からロータ軸３の外周まで放射状に延びる例
えば４本の通路８１〜Ｓ４が設けである。

上記構成によると、ロータ軸３の回転にともなって通路
Ｓ１〜Ｓ４は溝Ｐ、Ｑ、Ｒに間欠的に接続し、それによ
り噴射特性が以下のように調整される。

図示の実施例では、第４１図の通路Ｓ１が溝Ｐを通過し
て全ての通路８１〜Ｓ４がいずれの溝Ｐ１Ｑ、Ｒにも連
通しない状態になると、すなわち通路１７が室１２に対
して閉鎖されると、燃料の噴射が開始される。この動作
の後、例えば通路Ｓ１に対して回転方向前方に位置する
通路Ｓ２が溝Ｑに連通すると、すなわち通路１７が室１
２に開放されると、燃料の噴射が終了する。

このように噴射開始から噴射終了までの時間は通路Ｓ１
が溝Ｐを通過してから通路Ｓ２が溝Ｑに接続するまでの
時間に対応するが、その噴射時間はコントロールスリー
ブ１５の軸方向の位置によって次のように変化する。す
なわちコントロールスリーブ１５が第５図で矢印Ｍ方向
に移動し、通路８１〜Ｓ４がコントロールスリーブ１５
に対して第５図で１点鎖線で示す位置へ相対的に移動し
た場合、通路Ｓ２は溝Ｑの端部ｑａを通過することにな
り、通路Ｓ１が溝Ｐを通過してから通路Ｓ２が溝Ｑに接
続するまでの時間は長くなる。又コントロールスリーブ
１５が矢印Ｎ方向に移動し、通路８１〜Ｓ４がコントロ
ールスリーブ１５に対して第５図で破線で示す位置へ相
対的に移動した場合、通路Ｓ２は溝Ｑの端部ｑｂを通過
することになり、通路Ｓ１が溝Ｐを通過してから通路Ｓ
２が溝Ｑに接続するまでの時間は短くなる。

従って第１図のガバナ５５によりコントロールスリーブ
１５の軸方向の位置を調整することにより、燃料噴射時
間、すなわち燃料噴射量を調整することができる。

又第４図のコントロールスリーブ１５を回動させて角度
位置を変更することにより、通路＄１〜Ｓ４が溝Ｐ、Ｑ
ＳＲと連通するタイミングが変化する。従って第３図の
スリーブ角度位置調整機構７０によりコントロールスリ
ーブ１５の回転角度位置を変えることにより、燃料噴射
のタイミングが変更され、又タイミングの変更にともな
って、噴射動作時にプランジャ３０を押すカム面３５０
区間（使用域）が変化し、噴射率が変化する。

前述の如く、給送ポンプ６から通路１１及び室１２、第
３図の通路７８を経て油圧室７７へ導入される油圧もエ
ンジン回転数に対応して変化する。

そのためにエンジン回転数が変化すると、油圧室７７か
らピストン７３に加わる力が変化し、ピストン７３が移
動して］ントＯ−ルスリーブ１５を回動させる。従って
コントロールスリーブ１５の角度位置すなわち噴射タイ
ミングや噴射率はエンジン回転数に対応して最適値に設
定される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、ガバナ５５により
コントロールスリーブ１５の軸方向位置を変えて噴射量
を調整するとともに、コントロールスリーブ１５ならび
に圧送ポンプ２０のカム３１の角度位置を変えて噴射率
や噴射タイミングを調整するようにしたので、燃料噴射
特性を向上させるとともに、構造の簡単化及び軽量化を
図ることができる。又制御用の移動部（コントロールス
リーブ１５やカム３１）が軽量かつ簡単であることによ
り、移動部の移動をエンジン運転状態に正確かつ速やか
辷追従させることができ、高速型エンジンのように運転
状態が大きく変化するエンジンにおいても、常に最適の
噴射状態に保ってエンジン性能を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の対向プランジャを組込んだロータ軸の周囲にプラ
   ンジャ駆動用の環状のカムを配置して燃料圧送ポンプを
   構成し、該ポンプの燃料通路に該通路の閉鎖期間及び閉
   鎖タイミングを調整するコントロール装置を設け、該コ
   ントロール装置に、ロータ軸の外周に嵌合する環状のコ
   ントロールスリーブを設け、該スリーブの軸方向の移動
   により上記閉鎖期間が変化し、円周方向の移動により上
   記開閉タイミングが変化するように上記コントロール装
   置を構成し、上記コントロールスリーブに、該スリーブ
   を軸方向に移動させるガバナと、エンジンの運転状態に
   応じてスリーブを回動させるスリーブ角度位置調整機構
   とを連結し、上記環状カムにエンジンの運転状況に応じ
   てカムを回動させるカム角度位置調整機構を連結したこ
   とを特徴とする燃料噴射ポンプ装置。