JPS61275567A - 内燃機関の燃料噴射ポンプ - 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 本発明は内燃機関の燃料噴射ポンプであって、シリンダ
内で往復運動すると同時に回転運動するように駆動され
かつポンプ作業室を閉鎖する分配形ポンプピストンが設
けられており、ポンプピストン吐出行程時に負荷及び又
は回転数に依存して移動調整される個所で開閉制御され
る第１の負荷軽減通路がポンプピストンの内部に設けら
れており、この負荷軽減通路がポンプ作業室に常時接続
されており、かつ、ポンプピストン行程の所定の行程部
分にわたって第１の負荷軽減通路に接続され一定の行程
部分だけ第１の負荷軽減通路の手前で開放され若しくは
その後方で閉鎖される第２の負荷軽減通路がポンプピス
トンの内部に設けられている形式のものに関する。

従来の技術 西独国特許出願公開第２６５３７３７号明細書に開示さ
れた燃料噴射ポンプは負荷の減少に伴ない噴射開始を遅
らせるような構成を有している。そのことのために、低
負荷時の噴射開始の制御によって、噴射が実際に開始さ
れる前に、圧送された燃料の一部が流出できるように噴
射ポンプの制御横断面が形成されている。実際の噴射開
始前のこのような燃料の流出はぎストン行程の所定の部
分長にわたって継続すると共に、この条件の範囲内で、
負荷若しくは回転数に依存してポンプピストン上で移動
するリングスライダとして形成されている調量機構の位
置によって第２の負荷軽減通路の開放制御を規定するこ
とによって制御される。この公知燃料噴射ポンプにおい
てこのことのために設けた手段によれば、アイドリング
範囲並びにそれに続く部分負荷範囲で、第１の負荷軽減
通路と第２の負荷軽減通路とを接続するピストン行程部
分が負荷軽減のためにフルに利用される。負荷増大に伴
ない、第２の負荷軽減通路の開放制御を遅らせることに
よって、負荷軽減量の制限が行なわれる。これに対して
上方の部分負荷範囲ではポンプ作業室の負荷軽減が完全
に抑制され、その結果、ポンプピストンはその全負荷噴
射量を噴射させることができる。しかもこの場合、噴射
開始の遅れは行なわれない。さらに西独国特許第３４２
４８８３号明細書に開示された燃料噴射ポンプでは、ア
イドリング範囲並びにそれに続く部分負荷範囲内で燃料
噴射期間がコンスタントなピストン行程部分のあいだ中
断され又は削減される。その場合、吐出行程の一部の後
にポンプピストンの所定の行程部分にわたって負荷軽減
通路によって負荷軽減が行なわれるため、噴射開始時点
はずらされない。これによって、前噴射行程部分の後に
、通常の燃料噴射期間の中断が低負荷時に得られる。こ
れによって燃料噴射期間の延長が生じ、これは特にアイ
ドリング運転中に内燃機関のなめらかな回転を生せしめ
る。第２の負荷軽減通路に対置された絞りによって、所
定期間中の噴射は完全には中断されず、たんに軽減され
るだけである。

本発明の構成 本発明の要旨は、第２の負荷軽減通路に、これを遮断す
る弁が設けられていることにある。

特許請求の範囲の従属項に記載された実施態様では、噴
射の中断若しくは噴射量の削減の解除が第２の負荷軽減
通路によって行なわれる。

特に有利には、第２の負荷軽減通路に絞りが対置され、
これが負荷軽減量を制御する。内燃機関のアイドリング
範囲の改善のために、第２の負荷軽減通路に付加的に第
２の絞りを対置することができる。第２の絞りの横断面
は第１の絞りの横断面に比し７て小さくかつ常蒔開いて
いる。この第２の絞りはアイドリング運転中でだけ付加
的な噴射期間延長を生ぜしめる。なぜならば、負荷及び
回転数の上昇時にはこの第２の絞りがほぼ無効となるか
らである。

実施例 燃料噴射ポンプのケーシング１内にシリンダブツシュ３
が挿入されており、そのシリンダ２内にポンプピストン
４が配置されており、これは図示しない手段によって往
復運動すると共に回転させられる。ポンプピストン４の
上端面はポンプ作業室５を閉鎖しており、かつ、ポンプ
ピストン４の下端部はシリンダブツシュ３から突出して
吸込室内へ突入している。この下端部でポンプピストン
４は図示しない駆動手段に結合されている。

ポンプ作業室５には、ポンプピストン４の吸込行程時若
しくはポンプピストンの第１図に示す下死点位置で、ポ
ンプピストン４の外周面に設けた縦溝８と、シリンダブ
ツシュ３及びケーシング１を貫通した吸込孔９とを介し
て燃料が吸込室７から供給される。圧送ポンプ１１が燃
料タンク１２からケーシング１の吸込室７内へ燃料を圧
送する。圧力制御弁１３が吸込室７内の圧力を公知形式
通り制御している。

ポンプピストン４の内部には、袋孔として形成された第
１の負荷軽減通路１５が形成されており、これはポンプ
作業室５へ開いている。この負荷軽減通路１５から半径
方向孔１６が分岐しており、これはポンプピストン４の
外周面に設けた分配溝１７へ通じている。この分配溝１
７の回転領域内には、シリンダ２の半径方向平面内に、
内燃機関のシリンダの数に相当する数の吐出導管１９が
シリンダ２の周方向で等間隔に分配されてケーシング１
及びシリンダブツシュ３に配置されている。吐出導管１
９は、チェク弁又は減圧弁として形成されたそれぞれ１
つの弁２１を介して図示しない燃料噴射個所へ通じてい
る。

ポンプピストン４の、吸込室７内へ突入している下端部
領域内では、第１の負荷軽減通路１５から半径方向孔２
２が分岐しており、これはポンプピストン４の外周面の
ところに流出口りを有している。この流出口りの領域内
にはポンプピストン４にリングスライダ２４の形態の調
量機構が移動可能に配置されており、その上端面は流出
口りの制御縁２５を形成している。

リングスライダ２４の軸方向の位置はガバナレバー２７
によって公知形式通りに規定される。

ガバナレバー２７はケーシングに固定された軸２８を中
心に旋回可能であり、かつ一方のレバーアームの端部に
設けた球状ヘッド２９を介してリングスライダ２４に結
合されている。このリングスライダ２４は図示しないガ
バナによって負荷及び又は回転数に依存して軸方向でポ
ンプピストン４に対して移動調整される。燃料噴射量が
少ないときはリングスライダ２４は第１図に示す下方位
置を占め、負荷増大に伴ない上方−・移動調整される。

これによって、リンゲス〈 ライダ２４の制御縁２５によって開制御すべ＼下死点か
らポンプピストン４若しくは流出口りが進むべき有効行
程が調整される。

第１の負荷軽減通路１５からはシリンダブツシュ３によ
って覆われた領域内で半径方向孔１６と２２との間から
第６及び第４の半径方向孔３１若しくは３２が分岐して
おり、これはポンプピストン４の外周面に開口しており
、その流出口Ａ若しくはＢは互いに所定の間隔をおいて
位置している。ポンプピストン４の内部にはさらに第２
の負荷軽減通路３３が設けられており、この負荷軽減通
路３３からは、常時シリンダ２によって覆われているポ
ンプピストン部分の領域内で半径方向孔３４が分岐して
おり、この半径方向孔３４は流入口Ｅを備えている。さ
らに第２の負荷軽減通路３３からはリングスライダー２
４０作業領域内で半径方向孔３５が分岐しており、これ
は流出口Ｆを備えている。流出口Ｆを有する半径方向孔
３５内には絞り３０が配置されている。さらに第２の負
荷軽減通路３３の流出口Ｆは、ポンプピストン吐出行程
の経過中に・第２の負荷軽減通路３３の流出口Ｆが第１
の負荷軽減通路１５の第１の流出口りよりも先に開制御
されるように、第１の負荷軽減通路１５の第１の流出口
りに対して所定の値ｋｘだけずれている。

第２の負荷軽減通路３３の流入口Ｅの行程範囲内には、
シリンダ２の壁に環状溝３７が配置されており、これは
シリンダブツシュ３内に設けた通路３６を介して遮断弁
４０の出口に接続されている。第１の負荷軽減通路から
分岐した半径方向孔３１，３２の流出口Ａ、Ｂの行程範
囲内にはそれぞれ１つの環状溝３８．３９が設けられて
おり、流出口Ａと環状溝３８との接続が行程部分ｈｖ、
にわたって、かつ、流出口Ｂと環状溝３９との接続が行
程部分ｈｖｋにわたって生じるようになっている。行程
部分ｈｖｋはポンプピストン４の最大の有効行程ｈｎに
ほぼ等しく、行程部分ｈｖ□はポンプピストンの有効行
程賜のほぼ半分に等しい。

遮断弁４０はシリンダ２０の縦軸線に対して軸平行にシ
リンダブツシュ３内に設けた孔４１内に配置されている
。遮断弁の操作部材として、温度上昇に伴ない伸長する
円筒形の伸長部材４２が設けられており、これは孔４１
内に挿入されておりかつその下端面で吸込室７へ向かっ
てスナップリング４３に支持されている。この伸長部材
４２はその上端面４４に、減径部を備えたスライダ４５
を有しており、その端面に圧縮ばね４６が支持されてい
る。孔４１内には゛スライダ４５の厚さに比して大きな
間隔をおいて２つの通路４８．４９が開口しており°、
上方の通路４８はシリンダ２の環状溝３８に、下方の通
路４９はシリンダ２の環状溝３９に接続されている。伸
長部材４２の冷えている状態、換言すれば吸込室７内の
燃料が冷えている状態では通路４８．４９の流出口は孔
４１に連通し、そのさい、下方の通路４９と通路３６と
が、スライダ４５に設けた環状溝５２、横孔５３及び縦
孔５４を介して連通ずると共に、通路４８と流出口Ａと
が接続される。少し暖い状態では、伸長部材４２が部分
的に伸長した状態でその上方の外周部の一部で通路４９
を完全に閉鎖する。

そのさい上方の通路４８は依然として開いている。暖い
状態では伸長部材４２はさらに伸長して、スライダ４５
によって上方の通路４８をも閉鎖せしめる。第１の負荷
軽減通路１５と第２の負荷軽減通路３３との接続は、伸
長部材４２若しくはその環境、即ち特に吸込室７内の燃
料が冷えた状態から少し暖い状態にあるときにのみ遮断
部材４０の伸長部材４２によって可能である。

すでに述べた流出口の横断面と制御縁との対応関係が第
２図のグラフに示されている。このグラフにおいて横座
標は負荷若しくはリングスライダの位置を、縦座標はポ
ンプピストンの行程に依存する横断面を表わす。符号Ｌ
Ｌはアイｓ　＋７ングを、符号ＶＬは全負荷を示す。水
平な線ＳＢは噴射開始を表わす。予め吸込孔９及び縦溝
を介して充てんされたポンプ作業室５は、次いでポンプ
ピストン４の回転位置に相応して第１の負荷軽減通路１
５、半径方向孔１６及び分配溝１７を介して吐出導管１
９の１つに接続される。斜めに延びる線Ｆは第２の負荷
軽減通路３３の流出口Ｆの開放点を表わす。この線は負
荷増大に伴なうリングスライダ２４の位置に相応して上
昇する。斜めの線りは第１の負荷軽減通路１５の第１の
流出口りの開放点を表わす。

この線りは間隔ｋｘをおいてＩｆｓＦに対して平行に延
びており、この間隔は可能な有効行程を表わす。第１図
においては図示の位置でポンプピストンが下死点に位置
することを前提として最大限可能な有効行程ｈｎが記載
されている。図示の場合は、一点鎖線で示したリングス
ライダ２４の位置が前提されている。線ＳＢに対して平
行に２本の線Ａ、Ｂが記°載されておシ、この線はピス
トン行程部分ｈｖ□若しくはｈｖｋ後の第１の負荷軽減
通路１５の流出口Ａ、Ｂの閉鎖点を表わしている。

第２図のグラフから判るように、ポンプ作業室５の負荷
軽減、特に絞り３０を介した削減された負荷軽減は線Ｆ
と線Ａとの間並びに線Ｆと線Ｂとの間で可能であり、温
度が低い場合は、線Ｆと線Ａとによって挾まれた台形状
の範囲が該当し、周囲温度が少し暖い場合は線Ｆと線Ｂ
とによって挾まれた範囲が該当する。燃料が運転温度ま
で加熱された場合、要するに内燃機関が運転温度に達し
たときに遮断弁１０が両速路４８．４９を閉鎖したさい
には、アイ−リングのための圧力軽減は生じない。

第２の負荷軽減通路３３に対置された絞り３０の設計の
ために、ポンプピストン４によって吐出された燃料量の
一部だけが第２の負荷軽減通路３３を通って吸込室内へ
流出することができるように横断面が形成される。

以下に述べる実施例では、簡単のため、第１図に示す実
施例に、関連して同じ又は類似部分は同一符号で示され
る。

第６図及び第４図に示す実施例では、遮断弁４０がリン
グスライダ２４の内部に設けられている。第６図に示す
実施例では、伸長部材４２はリングスライダ２４の中実
軸線に対して軸平行に延びる貫通孔６０内に挿入されて
いる。スナップリング４３上に支持された伸長部材４２
の上端面４４の上方で貫通孔６０内に絞り孔６１が開口
しており、これは半径方向孔６２に接続されている。半
径方向孔６２には半径方向孔３５の流出口Ｆが協働して
おり、この半径方向孔３５は第２の負荷軽減通路３３か
ら分岐している＝伸長部材は加熱時に伸長してその外周
部によって絞り孔６１を閉鎖する。これによって、第２
の負荷軽減通路３３を介したポンプ作業室５の負荷軽減
は不可能となる。

第３図に示す実施例では、負荷軽減が単段階的な熱範囲
にわたってのみ行なわれるため、第１の負荷軽減通路１
５と第２の負荷軽減通路３３との接続を、シリンダブツ
シュ３に設けた唯一の環状溝６３と半径方向孔３１との
オーバラップによって生ぜしめるだけで十分である。

このオーバラップは第２図のグラフに関係して線Ａと線
Ｂとの間の範囲内に位置するように設計される。

第４図に示す実施例が第６図に示す実施例と相違する点
は、温度制御される遮断弁４０が、孔６０内で熱伸長ば
ね６６によって移動させられるスライダ６５から成るこ
とにある。

第５図に示す実施例では、スライダを備えた遮断弁の代
りに、燃料吐出量の軽減のだめの第１の絞り３０若しく
は絞り孔６１の他に、第２の負荷軽減通路３３に対置さ
れた第２の絞り７０が設けられている。この絞り７０は
シリンダブツシュ３とリングスライダ２４とによって覆
われないポンプピストン領域で吸込室７内に開口してい
る。この第２の絞り７０の横断面は第１の絞り３０若し
くは絞り孔６１の横断面より小さく、かつ、負荷若しく
は回転数増大に伴ない流過が無効又はほぼ無効となるよ
うに設計されている。

第６図に示す実施例では第２の絞り７１が弁７２によっ
て閉鎖される。この第２の絞り７１はシリンダブツシュ
３に設けた環状溝６３から半径方向で孔７３に通じてお
り、孔７３内に差圧スライダ７４が挿入されており、こ
れは吸込室７内の圧力によって圧縮ばね７５の力に逆っ
て移動可能である。吸込室Ｔ内の圧力が低いときは、圧
縮ばね７５が差圧スライダＴ４をスナップリング７６へ
向けて押圧し、これによって絞り７１が閉鎖される。エ
ンジン始動後、吸込室内の圧力が増大すると、差圧スラ
イダ７４は軸方向に圧縮ばねの力に逆って移動し、その
結果、差圧スライ？７４の外周部に設けた環状溝７７が
第２の絞＃）７とオーバラツゾし、絞り７を流出孔７８
に連通せしめる。圧縮ばね７５を収容した孔８０内には
、差圧スライダ７４０減径した付加部８１が挿入されて
いる。孔８０は無圧の導管８２を介して燃料タンクに接
続されている。

補足的に説明すると、以上述べた実施例で説明した、内
燃機関のスムースな回転を生ぜしめるための機構は、燃
料噴射ポンプに関連してアイドリング時及び部分負荷範
囲では噴射期間を延長し１．内燃機関が熱い状態では噴
射型間の延長を解除するが、種々の負荷範囲におけるそ
のつどの噴射量はリングスライダ２４によって、ポンプ
ピストンの上死点前の早い時点又は遅い時点での吐出の
中断によって計量される。さらにこの種の機構は、多か
れ少なかれポンプピストンが空行程を行なった後にポン
プピストンによる吐出の開始が生じるような噴射ポンプ
に援用することができる。

さらに、遮断弁のために、内燃機関及び噴射ポンプの運
転時に加熱される燃料の温度によって伸長して遮断弁を
制御する伸長部材の代シに、温度に応動する別の部材を
使用してもよい。例えば内燃機関の温度に依存して制御
される電気的な加熱体を備えた部材を使用し、加熱時に
遮断弁を閉鎖するように加熱体によって部材を制御して
もよい。

本発明の効果 本発明によれば、噴射期間の中断若しくは噴射量軽減の
できる構成によって、アイドリング及びこれに続く負荷
範囲においては内燃機関のスムーズな回転が得られると
共に、内燃機関の冷えた状態、特に冷間始動後の状態へ
の噴射期間延長さえ制限され、その結果、すでに熱い内
燃機関では、例えば青煙及び燃費増大のような不具合が
生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図は第１
図に示す実施例に基づく制御ダイーヤグラムを示す図、
第６図は本発明の第２実施例の部分縦断面図、第４図は
本発明の第３実施例の部分縦断面図、第５図は本発明の
第４実施例の部分縦断面図、第６図は本発明の第５実施
例の部分縦断面図である。 １・・・ケーシング、２・・・シリンダ、３・・・シリ
ンダブツシュ、４・・・ポンプピストン、５・・・ポン
プ作業室、７・・・吸込室、８・・・縦溝、９・・・吸
込孔、１１・・・圧送ポンプ、１２・・・燃料タンク、
１３・・・圧力制御弁、１５・・・負荷軽減通路、１６
・・・半径方向孔、１７・・・分配溝、１９・・・吐出
導管、２１・・・弁、２−２・・・半径方向孔、２４・
・・リングスライダ、２５・・・制御縁、２７・・・ガ
バナレバー、２８・・・軸、２９・・・球状ヘッド、３
１．３２・・・半径方向孔、３３・・・負荷軽減通路、
３４．３５・・・半径方向孔、３６・・・通路、３７，
３８，３９・・・環状溝、４０・・・遮断弁、４１・・
・孔、４２・・・伸長部材、４３・・・スナップリング
、４４・・・上端面、４５・・・スライダ、４６・・・
圧縮ばね、４８．４９・・・通路、５２・・・環状溝、
５３・・・横孔、５４・・・縦孔、６０・・・貫通孔、
６１・・・絞り孔、６３・・・環状溝、６５・・・スラ
イダ、６６・・・熱伸長ばね、７０．７１・・・絞り、
７２・・・弁、７３・・・孔、７４・・・差圧スライダ
、７５・・・圧縮ばね、７６・・・スナップリング、７
７・・・環状溝、７８・・・流出孔、８０・・・孔、８
１・・・付加部、８２・・・導管、Ａ、Ｂ、Ｄ・・・流
出口、Ｅ・・・流入口、Ｆ・・・流出口 図面の浄書（内容に変更なし） ２・・・シリンダ　　　　　　　２５・・・個　所牛１
９．ポンプピストン　　　　　３３・・・負荷軽減通路
５・・・ポンプ作業室　　　　　　４０−°゛弁１５・
・・負荷軽減通路 ２・・・シリンダ　　　　　　　　１）、３３・・・負
荷軽減通路４・・・１ンゾピストン　　６１．７０．７
１・・・絞　シ手続補正書（方式） ％式％ １・事件の表示　昭和６１年特許願第６１０２４号λ発
明の名称 内燃機関の燃料噴射ポンプ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 昭和６１年５　月２７日　　（発送日）別紙の通シ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関の燃料噴射ポンプであつて、シリンダ（２
   ）内で往復運動すると同時に回転運動するように駆動さ
   れかつポンプ作業室（５）を閉鎖する分配形ポンプピス
   トン（４）が設けられており、ポンプピストン吐出行程
   時に負荷及び又は回転数に依存して移動調整される個所
   （２５）で開閉制御される第１の負荷軽減通路（１５）
   がポンプピストンの内部に設けられており、この負荷軽
   減通路（１５）がポンプ作業室（５）に常時接続されて
   おり、かつ、ポンプピストン行程の所定の行程部分（ｈ
   ＿ｖ＿ｌ，ｈ＿ｖ＿ｋ）にわたつて第１の負荷軽減通路
   に接続され一定の行程部分（ｋｘ）だけ第１の負荷軽減
   通路の手前で開放され若しくはその後方で閉鎖される第
   ２の負荷軽減通路（３３）がポンプピストンの内部に設
   けられている形式のものにおいて、第２の負荷軽減通路
   （３３）に、これを遮断する弁（４０；７２）が設けら
   れていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射ポンプ。 ２．第２の負荷軽減通路（３３）に、負荷軽減量を制限
   する絞り（３０；６１）が対置されている特許請求の範
   囲第１項記載の燃料噴射ポンプ。 ３．弁（４０）が温度に依存して制御されている特許請
   求の範囲第２項記載の燃料噴射ポンプ。 ４．弁（７２）が圧力によつて制御されている特許請求
   の範囲第２項記載の燃料噴射ポンプ。 ５．弁（４０）が温度上昇時に伸長する部材（４２）に
   よつて操作されている特許請求の範囲第６項記載の燃料
   噴射ポンプ。 ６．部材が伸長部材（４２）から成る特許請求の範囲第
   ５項記載の燃料噴射ポンプ。 ７．部材が熱伸長ばね（６６）から成る特許請求の範囲
   第５項記載の燃料噴射ポンプ。 ８．弁（４０：７２）が、ポンプピストン（４）を取囲
   むシリンダ（２，３）の内部に配置されている特許請求
   の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の燃料
   噴射ポンプ。 ９．弁（４０）が、ポンプピストン（４）を取囲む調整
   可能な調整機構（２４）の内部に配置されている特許請
   求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の燃
   料噴射ポンプ。 １０．弁（４０）が温度に依存して、ポンプピストン（
   ４）の種々の大きさの行程部分（ｈ＿ｖ＿ｌ，ｈ＿ｖ＿
   ｋ）にわたつてポンプ作業室（５）に接続される複数の
   通路（４８，４９）を制御している特許請求の範囲第３
   項から第９項までのいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ
   。 １１．内燃機関の燃料噴射ポンプであつて、シリンダ（
   ２）内で往復運動すると同時に回転運動するように駆動
   されかつポンプ作業室（５）を閉鎖する分配形ポンプピ
   ストン（４）が設けられており、ポンプピストン吐出行
   程時に負荷及び又は回転数に依存して移動調整される個
   所（２５）で開閉制御される第１の負荷軽減通路（１５
   ）がポンプピストンの内部に設けられており、この負荷
   軽減通路（１５）がポンプ作業室（５）に常時接続され
   ており、かつ、ポンプピストン行程の所定の行程部分（
   ｈ＿ｖ＿ｌ，ｈ＿ｖ＿ｋ）にわたつて第１の負荷軽減通
   路に接続され一定の行程部分（ｋｘ）だけ第１の負荷軽
   減通路の手前で開放され若しくはその後方で閉鎖される
   第２の負荷軽減通路（３３）がポンプピストンの内部に
   設けられており、特に第２の負荷軽減通路に、負荷軽減
   量を制限する絞り（３０；６１）が対置されている形式
   のものにおいて、第２の負荷軽減通路 （３３）に第２の絞り（７０，７１）が対置されており
   、かつ、第２の絞り（７０，７１）の横断面が第１の絞
   り（６１）の横断面より小さいことを特徴とする内燃機
   関の燃料噴射ポンプ。 １２．第２の絞り（７１）に、吸込室圧によつて制御さ
   れて第２の絞り（７１）を開閉制御する弁（７２）が設
   けられている特許請求の範囲第１１項記載の燃料噴射ポ
   ンプ。