JPS6131627A - 内燃機関用燃料噴射ポンプ - 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、内燃機関用燃料噴射ポンプに関するものであ
る。

（従来技術） 従来、ディーゼル機関、特に中・小型直接噴射式ディー
ゼル機関においては、１気筒に単一噴射ユニット（即ち
、単一特性を有する燃料噴射ポンプと燃料噴射弁とを組
み合わせたもの）を設けるのが通例であり、このため燃
料噴射率（−（プランジャ面積）×（カム速度））のマ
ツチングに際しては、該燃料噴射率を常用の負荷運転状
態即ち、高速・高負荷運転に合わ且ていたが、このよう
にした場合には、下記する如く特に低速・低負荷運転時
において問題が生じる。即ち、高速・高負荷運転時には
高圧噴射により燃料の微細化を促進して燃焼特性を良好
にし低燃費化を図る意味からプランジャ面積を大きくと
って燃料噴射率を大きく設定しているか、プランジャ径
を大きくすれば、低速・低負荷運転時には、不整噴射が
発生し、ノック音が大きくなり、またハンチングあるい
は青白煙が発生ずるという得失相反する問題が発生する
ことになる。

（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
（ｊ改善しようとしてなされたもので、機関の各運転状
態に適応した燃料噴射率が得られるようにした内燃機関
用燃料噴射ポンプ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、プラ
ンジＶ面積の異なる二つのプランジャを備えたプランジ
ャ結合体をバレル内で往復動さ且るとともに、該バレル
の外側に嵌４ｉｊ　した切換スリーブによって前記二つ
のプランジャの作動を選択的に無効にし、もって燃料噴
射率を２段階あるいは３段階に切換し得るように構成し
たものである。

（作用） 本発明では上記の手段によって、燃料噴射率を機関の運
転状態に応じて切換設定することかでき、これにより例
えば高速・高負荷運転時には燃料噴射率を高めて燃費効
率を向上させ、低速・低負荷運転時には燃料噴射率を下
げてノック音を低減ざゼたりハンチングを抑制させる等
の作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

第１図には、本発明の実施例に係る燃料噴射ポンプが示
されている。この燃籾噴躬ポンプＺは、その下端部に形
成したカム室ＩＯ内に燃料カム９゜９・・イマ］きのカ
ムシャフト８を配置してなるポンプケーノングＩの上部
に、後述するポンプ単筒ユニットＸを４組装着して構成
された４気筒用列型燃料噴射ポンプであって（第２図参
照）、該各ポンプ単簡ユニットＸ、Ｘ・・をカムシャフ
ト８によって同期的に駆動するようになっている。

ポンプ単筒ユニットＸは、先端側に位置する小径（即ち
、プランジャ面積の小さい）の第２プランジャ２２と該
第２プランンヤ２２に連続する大径（即ち、プランジャ
面積の大きい）の第１プランジャ２１とを同軸状に一体
形成してなるプランジャ結合体２と、その下端面側から
順次大径の第１プランジャ嵌挿穴３１と小径の第２プラ
ンジャ嵌挿穴３２を同軸状に形成し且つ前記ポンプケー
シンク１の上部に固定配置される略段付筒状のバレル３
とを有している。このプランジャ結合体２は、バレル３
内に、その第１プランジャ２１を該バレル３の第１プラ
ンジャ嵌挿穴３１内に、第２プランジ＋２ＨＩリプラ・
ノジ七嵜涌雲９９肉？−各刺１れ摺動Ｊ１つ相対回動自
在に嵌入せしめた状部で組イ」けられている。このプラ
ンジャ結合体２は、その下端部２ａに装着したスブリン
ク７のパイ、力と前記燃料カム９のカム作用によって」
二下方向に往復動仕しめられることによって、第１プラ
ンジャ２１の頂面２１ａ上に形成される第１加圧室ｌｌ
内の燃料を該第１プランンヤ２１で、また第２プランジ
ャ２２の頂面２２ａ上に形成される第２加圧室１２内の
燃料を該第２プランジャ２２によってそれぞれ加圧圧送
し得るように構成されている。

尚、第１加圧室ＩＩと第２加圧室１２の内、第１加圧室
１１はバレル３に形成した連通路２６及び逆止弁１６を
介してデリベリボルダ−２９の油路５７に、また第２加
圧室１２はプリヘリバルブ１５を介してデリベリ小ルダ
ー２９の油路２７にそれぞれ連通せしめられている。さ
らに、第１加圧室１１はバレル３に形成した第１逃油口
１３を介して、また第２加圧室１２はバレル３に形成し
た第２逃油口１４を介してそれぞれ該バレル３の外側に
形成された燃料室Ｉ８に連通せしめられてい又、プラノ
ジャ結合体２の第１プランンヤ２１の頂部外周面には斜
溝状の第１リード２３が、また第２プランジャ２２の頂
部外周面には斜溝状の第２リード２４がそれぞれ形成さ
れており、該プラノツヤ結合体２をその側方に配置され
た調量用ランク杆５により回動輪６を介してバレル３に
対して相対回動させて該第１リード２３と前記バレル３
の第１逃４１１０１３及び第２リード２４七朋記第２逃
油口Ｉ４との連通タイミンクを変化さ且て該各第１逃油
口１３、第２逃油口１４を通って該第１加圧室１１、第
２加圧室１２内から排出される排出浦厖を制御すること
により、第１プランンヤ２１及び第２プランジャ２２に
よって加圧圧送される燃料量（噴射量）を調整すること
ができるようになっている。尚、この第１逃油口Ｉ３、
第２逃１ｉ１１　［］　］　４は、上述の如く８量時に
おいて排出通路として作用する外に、燃料充填時には該
バレル３の外側に形成された燃料室１８内の燃料を第１
加圧室１１及び第２加圧室１２内に導入する導入油路と
しても作用ずろ。

一方、バレル３の外側のしかも前記燃料室１８に臨む位
置には、該バレル３の側壁３ａに形成した第１逃油１」
１３と第２逃油口１４とを開閉［、得る如くして筒状の
切換スリーブ４が摺動月つ相対回動自在に取付（づらＡ
１ている。この切換スリーブ４の軸方向長さは、前記第
１逃油口１３と第２逃４１」口１４との間隔より若干小
寸法とされている（換言すれば、切換スリーブ４によっ
て第１逃浦］コ１３と第２逃油口１／Ｉの両方を同時に
閉塞するごとはてきなシ゛）。この切換スリーブ４は、
その外周面に形成した周方向に延びる係合溝４２内に前
記ポンプケーノング１の側壁を貫通して回動自在に取イ
」けた切換ピン４３の偏心頭部４４を係入■しめること
によりその軸方向変位が規制されており、しかも該切換
ピン４３を該切換ピン４３の外端部に取付けた回動レバ
ー４５によって適宜に回動させることにより」１下方向
に移動せしめられ、その周壁４１によって第１逃油口１
３を開閉して燃料噴射率を高低２段階に調整し得るよう
になっている。即ち、第１図において鎖線図示（符号４
０′）する如く切換スリーブ４が下動してその周壁４１
に、］；って第第１逃浦Ｉ３を閉塞した第１位置におい
ては、第１プランンヤ２１の作動が無効とされ第２ブラ
ンンヤ２２の作動のみが有効とされる。

従って、この場合には燃料加圧に寄与する総プランジャ
面積は第２プランジャ２２のプランジャ面積Ａ２のみで
あり、デリベリホルダー２９の油路２７から噴射管３５
を通して燃料噴射弁６０に供給され且つ該燃料噴射弁６
０から噴射される燃ｔ」の噴射率は低噴射率に維持され
る。これに対して第１図において実線図示する如く切換
スリーブ４が第１逃油口１３と第２逃油口１４の中間に
位置するまで上動した第２位置においては、第１プラン
ジャ２１と第２プランジャ２２の両方の作動が有効とさ
れるため、この場合における総プランジャ面積は第１プ
ランジャ２１のプランジャ面積へ１と第シプランジャ２
２のプランジャ面積Ａ、の和（＾１十八２）となり、燃
料噴射率は高噴射率に維持される。尚、この実施例にお
いては、後述する如く切換スリーブ４の設定位置を低速
・低負荷時には第１位置に、高速・高負荷時には第２位
置にそれぞれ設定するようにしている。

尚、各ポンプ手簡ユニットＸ、Ｘ・・の各切換ピン４３
．４３・・は、第２図に示す如く連４２ｉ杆４６を介し
て連結されており、該連結杆４６を切換操作レバー４７
を介してソレノイド４９によって矢印Ａ−Ｂ方向に進退
変位させることにより同期制御される。又、第２図にお
いて符号６３はガバナコントロールレバー４８を備えた
ガバナ装置である。又、相対６０は機関６１にその燃焼
室６２臨んて設けられた燃料噴射弁である。

続いて、第１図及び第２図を参照してこの燃料噴射ポン
プの制御方法並びにその作動を詳述する。

機関６１は、ガバナ装置６３のガバナコントロールレバ
ー４８のレバー位置によって設定された運転状態で運転
される。この機関■の運転状態を示すエンジン負荷とエ
ンジン回転数は負荷センサ６５と回転数センサ６６によ
ってそれぞれ検出され、制御器６４に前記ソレノイド４
９制御用の制御データとして入力される。ソレノイド４
９は、制御器６４からの制御信号を受（）て機関６Ｉの
運転状態が低速・低負荷運転から高速・高負荷運転に移
行するに従って各ポンプ単筒ユニットＸ、Ｘ・・の切換
ピン４’３．４３・・をそれぞれ矢印Ｃ方向に回転させ
、該各ポンプ単簡ユニットＸ、ｘ・・の各切換スリーブ
４．４・・を低速・低負荷運転時には第１位置に、高速
・高負荷運転時には第２位置にそれぞれ設定する。従っ
て、機関６１の低速・低負荷運転時には燃料噴射率が低
噴射率とされるため、ノッキングが抑制され且つハンチ
ングの発生及び青白煙の排出が可及的に防止されること
になる。。

一方、機関６１の高速・高負荷運転時には、燃料噴射率
が高噴射率に維持されるため、噴射圧が高く燃料の微細
化が促進され、着火性が良好となる。

尚、この実施例においては、上記の如く燃料噴射ポンプ
Ｚの各ポンプ単筒ユニットＸの使用プランジャの選択を
ソレノイド４９を使用してするようにしているが、本発
明の他の実施例において（：ｌ第３図に示す如く各ポン
プ単筒ユニットＸ、Ｘ・・の切換ピン４．３．４３・・
を連結する連結杆４６をガバナ装置６３のガバナコント
ロールレバー４８に連結して該連結杆４６を該ガバナコ
ントロールレバー４８による調速操作に連動して作動さ
せるようにすることもできる　（機械的制御方法）。

さらに、に記実施例においては、切換スリーブ４によっ
て第１逃油口１３のみを開閉することにより燃料噴射率
を高低２段階に設定するようにしたが、本発明はこれに
限定されろものでなく例えば切換スリーブ４に上って第
１逃油（コ１３と第２逃油口１４の両方を選択的に開閉
して燃料噴射率を３段階即ち、第１逃油日１３と第２逃
油口１４の両方が開口した高噴射率位置と、第１逃油口
１３のみが開口した中噴射率位置と、第２逃油口！４の
みか開口した低噴射率位置の３段階に選択的に設定する
ようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明の内燃機関用燃料噴射ポンプは上述の説明からも
明らかなように、燃料噴射率を複数段階に切換えし得る
ように構成しているため、例えばノッキングの発生及び
青白煙排石を防止するという意味から燃料噴射率を下げ
ることが望まれる低速・低負荷運転時には噴射率を低噴
射率に設定し、また燃費特性の向上と黒煙排出の抑制と
いう意味から燃料噴射率を高める必要のある高速・高負
荷運転時には噴射率を高噴射率に設定するなど機関の運
転状態に最適な燃料噴射率を得ることができ、これによ
り機関の燃焼特性をその全運転域を通して良好に維持し
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ポンプ燃料噴射
ポンプの縦断面図、第２図は第１図に示した燃料噴射ポ
ンプを備えた燃料噴射装置の制御システム図、第３図は
本発明のその他の実施例に係る燃料噴射装置の制御シス
テム図である。 ２　・・・・・プランジャ結合体 １イ００１０．バ１．＋１． ４　・・・・・切換スリーブ １３　・・・・・第１逃油口 １４・・・・・第２逃４ｈ口 １８　・・・・・燃料室 ２１　・・・・・第１プランジャ ２２　・・・・・第２プランジャ ２３・・・・・第１リード ２４　・・・・・第２リード ４１　　・・・・・周壁 ４３　・・・・・切換ピン ６１　　・・・・・機関 ６３　・・・・・ガバナ装置 ２　・・・・・燃料噴射ポンプ 、２　＝プランジャ結合体 ３　：バレル ｌ　：切換スリーブ ／３：第１逃油口 ｌｌ：第２逃油口 ７ｇ：燃料室 ２／：第１プランジャ ２２：第２プランジャ 、２３＝第１リード ２ｑ：第一リード ｌｌ：周壁 ＩＩ３：切換ビン 乙／：機関 ≦３：ガバナ装置 ２　：燃料噴射ボンブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、プランジャ面積の大きい第１プランジャ（２１）と
   プランジャ面積の小さい第２プランジャ（２２）とを同
   軸状に一体形成してなるプランジャ結合体（２）を、バ
   レル（３）内で往復動させることによって前記第１プラ
   ンジャ（２１）と前記第２プランジャ（２２）とにより
   それぞれ燃料を加圧圧送するとともに、前記プランジャ
   結合体（２）と前記バレル（３）とを相対回動させて前
   記プランジャ結合体（２）の第１プランジャ（２１）に
   形成した第１リード（２３）と前記バレル（３）に形成
   した第１逃油口（１３）と、前記第２プランジャ（２２
   ）に形成した第２リード（２４）と前記バレル（３）に
   形成した第２逃油口（１４）との連通タイミングをそれ
   ぞれ変化させることによって前記第１プランジャ（２１
   ）による燃料噴射量と第２プランジャ（２２）による燃
   料噴射量とをそれぞれ調整し、さらに前記バレル（３）
   の外側に筒状の切換スリーブ（４）を摺動自在に嵌挿し
   該切換スリーブ（４）の周壁（４１）によって前記第１
   逃油口（１３）と第２逃油口（１４）とを選択的に開閉
   することによって前記第１プランジャ（２１）と第２プ
   ランジャ（２２）の作動を選択的に無効ならしめ得るよ
   うにしたポンプ単筒ユニット（Ｘ）、（Ｘ）・・を適数
   個備えたことを特徴とする内燃機関用燃料噴射ポンプ。