JPS61237841A - 単気筒型内燃機関用燃料噴射装置 - 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】 本発明は単気筒型内燃機関用燃料噴射装置に関するもの
である。

（従来技術） 従来の単気筒型内燃機関用に用いられる燃料噴射ポンプ
はその内部にタイマー装置を内蔵していないのが通例で
あった。このため、タイマー装置を燃料噴射装置に組込
もうとすれば、機関本体側の回転軸の軸端部にタイマー
装置を介してカム軸を取付け、このカム軸によって燃料
噴射ポンプを駆動させるようにしなければならず、この
ため、必然的に燃料噴射ポンプと機関本体との機関出力
軸方向の長さが長くなり、それに伴ってタイマー装置を
介して装着された燃料噴射ポンプとシリンダヘッドに装
着される燃料噴射弁とを接続する噴射管の長さも長くな
る。

このように、噴射管の長さが長くなるとそれだけ燃料の
高圧通路の通路容積が増大して燃料の高圧噴射が困難と
なり、噴射特性が悪化し燃焼性能が低下することになる
。このため、従来の単気筒型内燃機関の燃料噴射装置に
おいては噴射特性重視の観点からタイマー装置を付設し
ないのが一般的であった。ところが、このようにタイマ
ー装置の装備を外した構成の燃料噴射装置においては、
機関回転数に対する噴射時期の調節が行なわれないため
、特に高出力が要求される高回転域においては噴射タイ
ミングの遅れから燃焼性能が悪化して出力が低下すると
いうことになる。即ち、従来の燃料噴射装置においては
、噴射管の短小化による高圧噴射の実現と、噴射時期の
適性化という機関性能上重要な２つの事柄を同時に達成
することは不可能なものであうた。

さらに、通常、カム軸は機関本体のピストン摺動方向中
段部に設けられているため、このカム軸によって直接燃
料噴射ポンプを駆動しようとすれば該燃料噴射ポンプの
取付位置が相対的にカム軸寄りにならざるを得ず、その
結果、該燃料噴射ポンプと燃料噴射弁とのピストン摺動
力向における相対間隔が長くなり、噴射管の長大化とい
う問題が発生することとなる。また、このような不具合
を可及的に防止するために、燃料噴射ポンプのタペット
を必要以上に長く形成して該燃料噴射ポンプをできるだ
けシリンダブロック上端面側（即ち、反カム軸側）に配
置することを可能ならしめもって噴射管の短小化を図る
ようにしたものも散見されるが、このようにした場合に
はただ単に噴射管の短小化を図るという目的だけのため
にタペットの長さを長くしなければならないところから
、上記の噴射管の短小化による利点が燃料噴射ポンプの
大型、重量化というマイナス要因によって減殺され、さ
ほど大きな効果は期待できない。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決又は
改善しようとするもので、噴射管の゛短小化による燃料
の高圧噴射と、タイマー機能の付設による燃焼性能の向
上とを同時にしかも簡単且つコンパクトな構成により実
現し得るようにした単気筒型内燃機関用燃料噴射装置を
提供することを目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段として、単一
の気筒を有するシリンダブロックの上端面の略延長面上
のしかも上記気筒に可及的に接近する位置に、バレル内
に摺動且つ相対回動自在に嵌挿されたプランジャをタペ
ットを介して伝達されろカム力によって上記バレル内で
往復動させることにより燃料を圧送可能とするとともに
、上記プランジャと上記タペットの間に、エンジン回転
数の変動に応じて増減変化する油圧を受けて該プランジ
ャとタペットとのプランジャ軸方向における相対間隔を
変化させることによって燃料の噴射時期を調節するよう
に作用する油圧タイマー機構を備えた燃料噴射ポンプを
、機関本体側のカム軸によって駆動させ得るようにして
取付けるとともに、該燃料噴射ポンプと、上記シリンダ
ブロックの上端面上に締着固定されたシリンダヘッドに
設けられる燃料噴射弁とを噴射管を介して相互に接続し
たものである。

（作　用） 本発明では上記の手段により、 （１）　　油圧タイマー機構を備えた燃料噴射ポンプを
、シリンダヘッドの上端面の略延長面上のしかも気筒に
接近した位置に取付けているため、（１−ａ）該燃料噴
射ポンプとシリンダヘッド側に取付けられる燃料噴射弁
ちの距離が可及的に短縮され両者間に配置される噴射管
の長さが可及的に短くなり燃料の高圧噴射が実現され、
それだけ噴射特性が向上するとともに、（ｔ−ｂ）燃料
の噴射時期がエンジンの回転速度に応じて最適タイミン
グに調整され、それだけ燃焼性能が向上し、（之）燃料
噴射ポンプのプランジャとタペットの間に、該プランジ
ャとタペットとのプランジャ軸方向における相対間隔を
変化させることにより燃料の噴射時期を調整する油圧タ
イマー機構を設けているため、（２−ａ）燃料噴射ポン
プの軸方向長さが、上記油圧タイマー機構の介設分だけ
該油圧タイマー装置を設けていないものに比して長くな
りそれだけ燃料噴射ポンプをシリンダブロック上端面側
に近づけて取付けることができ、その結果、噴射管の長
さの短小化により燃料噴射圧の高圧化が促進され、（２
−ｂ）従来、必要以上に長く形成されたタペットが収容
されていた遊休スペース部分に油圧タイマー機構が組込
まれているため、該油圧タイマー機構にの付設に起因す
る燃料噴射ポンプの不必要な長大化を招くことがなく且
つポンプ構成部材の有効利用が促進される、 等の作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図及び第２図を参照して本発明の好適な実施
例を説明する。

（構　成） 第１図には単気筒型内燃機関が示されており、図中符号
Ｉは機関本体、２は気筒１７を有するシリンダブロック
、３はシリンダブロック２の上端面２ａ上に締着固定さ
れたシリンダヘッド、４はシリンダ壁８の側方に形成さ
れた側部開口部５の外端部を閉塞する側蓋、６はピスト
ン、７は燃料カム１６を備えたカム軸であって、該カム
軸７は、シリンダブロック２の中段部を水平方向に貫通
して取付けられており、上記燃料カム１６を上記側部開
口部５内に位置せしめている。又、このカム軸７の外端
部は、上記側Ｍ４によって回転自在に支持されており、
機関本体ｌの出力軸（図示省略）によって駆動される。

又、符号１０は、シリンダヘッド３に取付けられた燃料
噴射弁であって、該燃料噴射弁ＩＯは噴射管！】を介し
て後に詳述する燃料噴射ポンプ２０に接続されている。

第２図には燃料噴射ポンプ２０が示されており、図中符
号２１は略筒状に一体形成されたポンプ本体、２２はそ
の側壁に逃油口２９を形成したバレル、２３は該バレル
２２内に摺動且っ相対回動自在に嵌挿され且つその頭部
にリード３Ｉを有するプランジャ、２４はデリベリバル
ブ、２５はプランジャ２３と回動力向において係合する
プランジャ回動輪、２６はプランジャスプリング、２７
は進退方向においてプランジャ回動輪２５と噛係合する
調量杆、２８は燃料室であって上記逃油口２９を介して
上記加圧室３０に連通せしめられている。

さらに、符号３２はタペットローラ３７を備えた略筒状
のタペットであり、該タペット３２は上記プランジャス
プリング２６のバネ力と上記カム軸７の燃料カム１６の
カム力とを受けて上記ポンプ本体２１内で往復動して該
燃料カム１６のカム力を上記プランジャ２３に伝達する
如く作用する。

このタペット３２の内部は、隔壁３９によってプランジ
ャ２３側に位置する第１室４９とタペットローラ３７側
に位置する第２室５０の２室に区画されている。この第
１室４９と第２室５０のうち、第１室４９内には、上記
プランジャ２３の下端部２３ａに連結されたピストン３
３が嵌装されており、該第１室４９は該ピストン３３に
より該ピストン３３よりプランジャ２３側に位置する第
１油室５１と該ピストン３３よりタペットローラ３７側
に位置する第２油室５２の２室に区画されている。

一方、第２室５０内には、その外周面に軸方向に適宜離
間して２つの周溝即ち、第１周溝４６と第２周溝４７を
有する略有底筒状の、ピストンバルブ３４がその頂面３
４ａを隔壁３９に向けた状態で嵌挿されており、該頂面
３４ａに臨む部分は第３油室５３とされている。尚、こ
のピストンバルブ３４は第２室５０の口端部に位置する
端面板３６との間に設けられたピストンスプリング３５
の。

バネ力により常時隔壁３９側に付勢されている。

上記第１油室５１と第２浦室５２と第３油室５３相互間
の連通関係は次の如く設定されている。

即ち、第１油室５１と第３浦室５３はポンプ本体２１側
に形成した導入路４０に連通ずる如くタペット３２の外
周面に設けた第１油路４１によって常時相互に連通せし
められている。第２油室５２は、制御手段４３を介して
上記第２室５０の内周面上に形成された第３周溝５４に
連通せしめられている。さらに、この第３周溝５４は、
ピストンバルブ３４の摺動位置に応じて該ピストンバル
ブ３４の２つの周溝４６，４７に択一的に連通可能とさ
れており、該第３周溝５４が第１周溝４６と連通するピ
ストンバルブ３４の下動位置においては上記第２油室５
２は第３油路４３、第３周溝５４及び第２油路４２を介
して上記第３油室５３に連通せしめられ、これに対して
該第３周溝５４が第２周溝４７と連通ずるピストンバル
ブ３４の上動位置においては上記第２油室５２は第３油
室５３、第３周溝５４及び第４油路４４を介してタペッ
トローラ３７側に連通される。尚、この実施例において
は、タペット３２とピストン３３とピストンバルブ３４
により特許請求の範囲中の油圧タイマー機構を構成して
いる。

上述の如く構成された燃料噴射ポンプ２０は、第１図及
び第２図に示す如くシリンダブロック２の上端面２ａの
延長部分に上記側部開口部５側に向けて形成したポンプ
取付穴１２内にその上方から嵌挿され、該シリンダブロ
ック上端面２ａ上に締着固定される。この時、ポンプ本
体２１の下端部２１ａは、側部開口部５内に突出させた
状態でシリンダブロック２側に設けたポンプ支持部９の
ポンプ受人１３内に嵌挿せしめられる。このポンプ受人
１３内への嵌挿状態においては、ポンプ本体２１に形成
した上記導入路４０は、ポンプ支持部９から上記側蓋４
にまたがって形成した作動油供給路１４に連通せしめら
れる。尚、この作動油供給路！４は、機関本体ｌの出力
軸によって直接駆動される油圧ポンプ（図示省略、例え
ばフィードポンプ）に接続されており、該作動油供給路
１４側に供給される作動油の圧力は機関回転数に対応し
て変化するようになっている。

（作　用） 続いて、この燃料噴射装置の作用を簡単に説明する。

機関が始動されるとカム軸７が回転し、燃料カム゛１６
のカム力がタペット３２を介して燃料噴射ポンプ２０の
プランジャ２３に伝達され、該プランジャ２３がバレル
２２内で往復動することにより燃料室２８内の燃料が順
次加圧室３０内に吸入されて加圧され、さらに噴射管１
１を介して燃料噴射弁！０に圧送され該燃料噴射弁１０
から気筒１７側に噴射される。

燃料の噴射量は、調速装置（図示省略）によって上記調
量杆２７を適宜に進退変位させてプランジャ２３をバレ
ル２２に対して相対回動させ、バレル２２の逃油口２９
とプランジャ２３のリード３１との連通タイミングを変
化させることによって行なわれる。

燃料の噴射時期は、機関回転数に応じて上記油圧タイマ
ー機構Ｚを作動させてプランジャ２３のプリストローク
を変化させて行う。即ち、低速運転時には作動油圧力が
低いため、ピストンバルブ３４は上動位置側に位置決め
される。従って、ピストン３３は、第１油室５１内に作
動油が導入されまた第２油室５２が大気に開放されるた
め上記第１油室５１内に導入された作動油の圧力を受け
て下動し、プランジャ２３とタペット３２の相対間隔を
縮めてプランジャ２３のプリストロークを増大させて噴
射時期を遅らせる如く作用する（遅色撞ｈ）７ 一方、機関速度が上昇すると、第３油室５３内に導入さ
れる作動油の圧力が次第に高くなるため、ピストンバル
ブ３４は、該作動油圧力を受け、ピストンスプリング３
５のバネ力に抗して上動位置側から次第に下動位置側に
移動し、該第３油室５３を第２油室５２側に連通させる
。従って、該第２油室２内に上記作動油が導入されると
ころから、ピストン３３はその両側面に作用する油圧力
の差によって次第に上方に移動し、プランジャ２３とタ
ペット３２との相対間隔が増大してプランジャ２３のプ
レストロークが減少し、燃料の噴射時期が早められる（
進角操作）。

さらに、この燃料噴射装置においては、上述の如く燃料
噴射ポンプ２０を燃料噴射弁１０に対して可及的に接近
させて配置しているため、噴射管１−１の長さを最大限
短くすることができる。従って、高圧通路の通路容積が
可及的に減少するところから燃料の高圧噴射が可能とな
り、それだけ燃料の噴射特性が良好ならしめられる。

（発明の効果） 本発明の単気筒型内燃機関用燃料噴射装置は、単一の気
筒を有するシリンダブロックの上端面の略延長面上のし
かも上記気筒に可及的に接近する位置に、バレル内に摺
動且つ相対回動自在に嵌挿されたプランジャをタペット
を介して伝達されるカム力によって上記バレル内で往復
動させることにより燃料を圧送可能とするとともに、上
記プランジャと上記タペットの間に、エンジン回転数の
変動に応じて増減変化する油圧を受けて該プランジャと
タペットとのプランジャ軸方向における相対間隔を変化
させることによって燃料の噴射時期を調節するように作
用する油圧タイマー機構を備えた燃斡噴射ポンプを、機
関本体側のカム軸によって駆動させ得るようにして取付
けるとともに、該燃料噴射ポンプと、上記シリンダブロ
ックの上端面上に締着固定されたシリンダヘッドに設け
られる燃料噴射弁とを噴射管を介して相互に接続したこ
とを特徴とするものである。

従って、本発明の単気筒型内燃機関用燃料噴射装置では
、油圧タイマー機構を備えた燃料噴射ポンプをシリンダ
ブロックの上端面の略延長面上のしかも気筒に接近した
位置に（換言すれば、シリンダヘッドに取付けられる燃
料噴射弁に接近させて）取付けるようにしているため、
燃料噴射ポンプと燃料噴射弁とを接続する噴射管の長さ
が可及的に短くなり燃料の高圧噴射が実現されるととも
に、燃料の噴射時期が機関の回転速度に応じて最適タイ
ミングに調整されるなど、燃料の噴射特性と燃焼性能の
向上を同時にしかも簡単且つコンパクトな構成により図
り得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る燃料噴射装置を備えた単
気筒型内燃機関の要部縦断面図、第２図は第１図に示し
た燃料噴射ポンプの拡大縦断面図である。 １・・・・・・機関本体 ２・・・・・シリンダブロック ３・・・・・シリンダヘッド ７・・・・・カム軸 １０・・・・燃料噴射弁 ２０・・・・燃料噴射ポンプ ２３・・・・プランジャ ３２・・・・タペット ３３・・・φピストン ３４・・・・ピストンパルプ Ｚ・・・・・油圧タイマー機構 第１図 ／・・・・・機関本体 ２・・・・・シリンダブロック ３・・・・・シリンダヘッド ７・・・・・カム軸 １０・・・・燃料噴射弁 ２０・・・・燃料噴射ポンプ ！３・・・・プランジャ ３２・・・・タペット ３３・・・・ピストン ３ｑ・・・・ピストンバルブ ２・・・・・油圧タイマー機摺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、単一の気筒（１７）を有するシリンダブロック（２
   ）の上端面（２ａ）の略延長面上のしかも上記気筒（１
   ７）に可及的に接近する位置に、バレル（２２）内に摺
   動且つ相対回動自在に嵌挿されたプランジャ（２３）を
   タペット（３２）を介して伝達されるカム力によって上
   記バレル（２２）内で往復動させることにより燃料を圧
   送可能とするとともに、上記プランジャ（２３）と上記
   タペット（３２）の間に、エンジン回転数の変動に応じ
   て増減変化する油圧を受けて該プランジャ（２３）とタ
   ペット（３２）とのプランジャ軸方向における相対間隔
   を変化させることによって燃料の噴射時期を調節するよ
   うに作用する油圧タイマー機構（Ｚ）を備えた燃料噴射
   ポンプを、機関本体（１）側のカム軸（７）によって駆
   動させ得るようにして取付けるとともに、該燃料噴射ポ
   ンプ（２０）と、上記シリンダブロック（２）の上端面
   （２ａ）上に締着固定されたシリンダヘッド（３）に設
   けられる燃料噴射弁（１０）とを噴射管（１１）を介し
   て相互に接続したことを特徴とする単気筒型内燃機関用
   燃料噴射装置。