JPS6157943B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分配型燃料噴射ポンプの改良に関し、
低回転・低負荷時の噴射率を高回転・高負荷時の
噴射率に近づけ低回転時の騒音や振動を低減しよ
うとするものである。

最近のデイーゼル機関の研究の進展にともない
乗用車用の機関としてもデイーゼル機関が注目さ
れるようになつてきており一部実用化されてい
る。しかし乗用車用としてはその重量、騒音、振
動等のデイーゼル機関に特有の問題の解決がなさ
れなければならない。特に、アイドリング時や低
負荷時の燃焼に起因する騒音や振動の対策が必要
とされ、種々の提案がなされている。この燃焼音
については噴射率、すなわち、燃料噴射ポンプか
ら供給される高圧の燃料がノズルから機関内に噴
射される時間的割合と密接な関係があることが知
られており、この噴射率を制御することについて
も一部提案がなされている。また、従来から、乗
用車用等の小型のデイーゼル機関にあつては重量
の軽減等の目的から列型で各気筒個別にプランジ
ヤ等を具える形式の噴射ポンプから１個のプラン
ジヤで高圧の燃料を作り出し、これを各気筒に分
配する分配型の噴射ポンプが用いられるようにな
つてきている。たとえば第１図および第２図に示
す分配型の燃料噴射ポンプにあつては、デイーゼ
ル機関によつて回転駆動されるドライブシヤフト
１にカツプリング２を介してカムプレート３が接
続されるが、ドライブシヤフト１とはスプライン
４で一体回転するとともに軸方向には往復動自在
としてあり、このカムプレート３にプランジヤ５
が一体に取付けてある。そして、このカムプレー
ト３にはポンプ本体に固定されたローラ６が当接
するように設けてあり、カムプレート３をこのロ
ーラ６に押付けるようばね７が設けてある。した
がつて、固定されたローラ６上をカムプレート３
が回転することでプランジヤ５が回転しながら往
復動することとなる。そして、このプランジヤ５
はポンプ本体に固定されるシリンダ８内に精密に
嵌挿されるとともにプランジヤ５の後端部にはコ
ントロールスリーブ９が嵌挿してある。また、プ
ランジヤ５にはその中心部に油通路１０と、分配
通路１１につながる分配ポート１２と、さらにカ
ツトオフポート１３とが連通しており、さらに、
先端外周には吸入グループ１４が形成してある。
また、噴射時期を調整するタイマとしてローラ６
が取付けられたローラホルダ１５をドライブシヤ
フト１を軸としてカムプレート３と相対回転させ
ることができるようにしてある。ローラホルダ１
５の回動は、図示されていないフイードポンプの
油圧に応じて摺動するピストン３０によつて行な
われる。なおピストン３０はドライブシヤフト１
に垂直な平面内を摺動するように構成されてい
る。３２はリターンスプリングである。

このような燃料噴射ポンプによる燃料の圧送は
プランジヤ５の上昇（図中の右方への移動）によ
つて始まり分配通路１１、デリバリバルブ１６を
通つて噴射ノズルから高圧の燃料が噴射され、さ
らにプランジヤ５が上昇してカツトオフポート１
３がコントロールスリーブ９右端面よりはずれポ
ンプ室１７内と連通する時に終る。したがつて、
噴射期間はシリンダ８に設けられた吸入通路１８
とプランジヤ５の吸入グルーブ１４との連通が阻
止されたとき（これまでのプランジヤのストロー
クをプリストロークと呼ぶ）からプランジヤ５の
カツトオフポート１３がコントロールスリーブ９
右端面からはずれるまでの期間となる。

また、この燃料噴射ポンプでの噴射量の調整は
コントロールスリーブ９をプランジヤ５外周に沿
つて軸方向に摺動させカツトオフポート１３がコ
ントロールスリーブ９からはずれるまでのプラン
ジヤ５のストローク（有効ストロークといい燃料
の圧送始めから圧送終りまでのプランジヤのスト
ローク）を変えることによつて行なう。

そこで、噴射量を一定、すなわち、有効ストロ
ークを一定とすると噴射始めから噴射終りまでの
時間はプランジヤの移動速度、すなわち、カムプ
レートのカムの形状によつてのみ定まる。その結
果、エンジンの低回転時、特に無負荷・低回転時
にはカムの回転速度もおそく噴射始めから噴射終
りまでに要する時間が長くなり、高回転時、すな
わち、カムの回転速度が速い場合よりも噴射率の
低下を招く。このため、デイーゼル機関には次の
ような好ましくない現象が起る。

間欠噴射を誘起し、運転の不調となる。

噴射ノズルから機関のシリンダ内に噴射され
る噴霧が阻大となり空気との混合が充分でなく
なり異常燃焼の原因となり燃焼音が発生する。

また、上記と同様の理由から燃焼に寄与し
ない燃料があるで燃料消費率の増大となる。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、低回転時の噴
射期間を高回転時の噴射期間に近づけることので
きる分配型の燃料噴射ポンプの提供を目的とす
る。かかる目的を達成する本発明の構成は、端面
カムを具えたカムプレートをローラホルダに支持
されたローラに沿つて回転させ当該カムプレート
を往復動させるとともにこのカムプレートにプラ
ンジヤを固着し当該プランジヤを回転しながら往
復動させ燃料を分配・圧送する燃料噴射ポンプに
おいて、前記ローラホルダを往復動させる機構を
設け、前記ローラの移動でカムプレートに固着し
たプランジヤのプリストロークを変え燃料噴射率
を変え得るようにしたことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

第３図は本発明の燃焼噴射ポンプの主要部を抽
出して示す一部展開した断面図である。

尚、図中、従来と同一部分には同一符号を記し
た。

デイーゼル機関によつて駆動されるドライブシ
ヤフト１と一体回転するカツプリング２の軸上に
ローラ６が取付けられたローラホルダ１５とテー
パリング１９とを嵌合し、ローラホルダ１５とテ
ーパリング１９との当接面をらせん面とした。

一方、端面カムを具えたカムプレート３はこの
ドライブシヤフト１とカツプリング２を介してス
プライン４で結合され一体に回転するとともに往
復動自在としてある。そして、このカムプレート
３にプランジヤ５が一体に取付けられ、このプラ
ンジヤ５はポンプ本体に固定されたシリンダ８に
嵌挿されるとともにプランジヤ５の後端部にはコ
ントロールスリーブ９が嵌入してある摺動自在と
してある。また、プランジヤ５には従来同様、中
心部の油通路１０、さらに分配ポート１２、カツ
トオフポート１３、吸入グルーブ１４が形成して
ある。ローラホルダ１５の回動は、燃料ポンプ
（フイードポンプ）３４の吐出圧力を噴射時期コ
ントロールバルブ３５により調圧された油圧に応
じて摺動するピストン３０によつて行なわれる。
なお、ピストン３０はドライブシヤフト１に垂直
な平面内を摺動し、３２はピストン３０のリター
ンスプリングである。次に、ローラホルダ１５を
往復動させる構成について説明する。テーパリン
グ１９には回転速度に応じてこのテーパリング１
９をカツプリング２の軸上で回転させるためのス
ライドピン２０が固着してあり、このスライドピ
ン２０が噴射率調整用のピストン２１内に挿入さ
れ、このピストン２１がドライブシヤフト１と垂
直な方向に摺動するようにシリンダ２２内に嵌挿
してあり、一端部に回転速度に比例する圧力を供
給するようにしてある他端部にはばね２３が介装
してある。本実施例では上記回転速度に比例する
圧力は燃料ポンプ（フイードポンプ）３４の吐出
圧力を噴射率コントロールバルブ２４で調整し、
回転速度に比例するようにしてあり、この圧力を
利用し、噴射率の調整を行なうようにしている。

上記テーパリング１９を回転させると、同テー
パリング１９のらせん面がローラ６が取付けられ
たローラホルダ１５のらせん面に対して相対回転
し、同ローラホルダ１５がカムプレート３ととも
に左右に移動し、これに伴つてプランジヤ５も移
動させることができ、プリストロークａを変える
ことができる。

次に、この燃料噴射ポンプの作動について説明
する。燃料はドライブシヤフト１に連結されたフ
イードポンプ３４から回転数に応じた圧力でポン
プ室１７内に送給され、シリンダ８の吸入ポート
１８からプランジヤ５の吸入グルーブ１４に入
り、油通路１０、分配通路１１、分配ポート１
２、カツトオフポート１３内に満たされ、さらに
プランジヤ５が上昇すると（図では右方に動
く）、燃料が圧縮され高圧となりデリバリバルブ
を通つて噴射ノズルから噴射される。

このとき、テーパリング１９を回転させ、プリ
ストロークを小さくし、第３図中のａ位置となる
ようにプランジヤ５をセツトしておく。この場合
にはカムプレート３が回転してくるとプリストロ
ークがａと小さいのですぐに吸入グルーブ１４が
閉じられ、有効ストロークに入ることとなる。す
なわち、第４図に示すように、カムプレート３に
よるプランジヤ５のリフトの小さいときから噴射
が始まり、カツトオフポート１３がコントロール
スリーブ９からはずれることで噴射が終る。

また、テーパリング１９の回転により、プリス
トロークを大きくし、第３図中のｂ位置となるよ
うにプランジヤ５をセツトしておく。この場合に
はカムプレート３が回転してきてもプリストロー
クが小さいａ位置の場合にくらべカムプレート３
がさらに回転してプランジヤ５が上昇したときに
プランジヤ５の吸入グルーブ１４が閉じられ噴射
始めとなり、噴射終りはコントロールスリーブ９
からカツトオフポート１３がはずれることにより
噴射が終ることとなる。

尚、これらのプリストロークがａであつてもｂ
であつても有効ストロークは吸入グルーブが閉じ
られてからカツトオフポートがコントロールスリ
ーブからはずれるまででありコントロールスリー
ブを同一位置（噴射量が同一）としておけば噴射
始めに対するカムプレートの回転角θのみをプリ
ストロークによつて変更できる。すなわち、噴射
期間を変えることができることとなる。したがつ
て、低速回転・低負荷時にはプリストロークを大
きくしておくことで噴射量を同一としたまま噴射
期間を短かくすることができる。また、高速回
転・高負荷時にはプリストロークを小さくし、噴
射期間を従来と同様とする。この場合には噴射期
間は低回転・低負荷時に比べ長くなる。このよう
に、噴射期間はプリストロークによつて異なる
が、プランジヤの往復速度が低回転では遅く、ま
た高回転では速いので、噴射率、すなわち、デイ
ーゼル機関のシリンダ内に噴射される燃料の時間
的割合を同一とすることができる。尚、第４図中
の記号a′およびb′で示すものはカムプレートの回
転角θに対する噴射期間を示すがa′の場合はプリ
ストロークがａと小さくしかも高回転・高負荷で
あるのでコントロールスリーブも噴射量を増大す
る方に動かしてある。またb′の場合はプリストロ
ークがｂと大きく、しかも低回転・低負荷である
ので噴射量も少ない場合を示すが、図のように
a′とb′の右端が同一の回転角θとなるわけではな
く、デイーゼル機関の運転状態、たとえば負荷や
回転数などに応じてコントロールスリーブ９が動
かされる。このため、テーパリング１９に回転数
に応じた圧力を供給してプリストロークを調整す
るだけでなく、噴射率コントロールバルブ２４を
回転数や負荷（コントロールスリーブ位置）ま
た、冷却水温あるいはデイーゼルノツクの検出セ
ンサ（具体的なものはないが）等を入力として電
子コントロールユニツト２５を介して制御すれば
機関の運転状態に応じた噴射期間の制御を行なう
ことができ噴射率を制御することができる。ま
た、電子コントロールユニツトへの入力は上記の
もののほか、過給機付機関では過給圧の制御や排
気ガス再循環装置（E.G.R）を有する場合の再循
環量の制御にも利用できる。

尚、上記実施例ではローラホルダ１５を往復動
させる機構としてテーパリング１９を設けたもの
を説明したが、ねじ機構や油圧シリンダ等ローラ
ホルダ１５を往復動できるものであれば良い。

以上、実施例とともに具体的に説明したように
本発明によれば、プリストロークを変えることで
低回転時の噴射期間を高回転時に噴射期間よりも
短くでき噴射率を同一にすることもできる。した
がつて、低回転・低負荷時の騒音や振動の発生を
防止でき、しかも吸気との混合もよくなり燃料消
費率を小さくすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の燃料噴射ポンプに
かかり、第１図は全体の概略を示す断面図、第２
図は主要部を抽出・拡大して示す断面図、第３図
は本発明の燃料噴射ポンプの一実施例にかかり、
主要部を抽出・拡大して示す断面図、第４図はカ
ムプレートの回転角に対するプランジヤのリフ
ト、噴射期間、プランジヤの速度をそれぞれ示す
グラフである。 図面中、１はドライブシヤフト、２はカツプリ
ング、３はカムプレート、４はスプライン、５は
プランジヤ、６はローラ、７はばね、８はシリン
ダ、９はコントロールスリーブ、１０は油通路、
１１は分配通路、１２は分配ポート、１３はカツ
トオフポート、１４は吸入グルーブ、１５はロー
ラホルダ、１６はデリバリバルブ、１７はポンプ
室、８は吸入通路、１９はテーパリング、２０は
スライドピン、２１はピストン、２２はシリン
ダ、２３はばね、２４は噴射率コントロールバル
ブ、２５は電子コントロールユニツト、３４はフ
イードポンプ、３５は噴射時期コントロールバル
ブである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 端面カムを具えたカムプレートをローラホル
   ダに支持されたローラに沿つて回転させ当該カム
   プレートを往復動させるとともにこのカムプレー
   トにプランジヤを固着し当該プランジヤを回転し
   ながら往復動させ燃料を分配・圧送する燃料噴射
   ポンプにおいて、前記ローラホルダを往復動させ
   る機構を設け、前記ローラの移動でカムプレート
   に固着したプランジヤのプリストロークを変え燃
   料噴射率を変え得るようにしたことを特徴とする
   燃料噴射ポンプ。