JPS6158929A - 内燃機関の燃料供給装置 - 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］ 本発明は内燃機関に燃料のｒＩＱ射時期及び噴射終了時
期を制御して噴出させる燃料噴射ポンプに係り、特に噴
射ポンプの燃わ［噴射圧力も同時に制御して負荷運転に
際して＠適な燃料を噴射し、燃焼効率、燃料消′Ｉ！！
率を向上ざＶる燃料噴射ポンプの燃料圧力調整装置に関
する。

Ｕ従来の技術］ 一般に、内燃機関の駆動に応じてカム装置に駆動される
燃料噴射ポンプは第５図に示す如く、上部ケーシング１
、中間ケーシング２、下部クーシング３は一体に連結さ
れている。下部ケー°シング３には、カム装置に追従サ
ベくタペット４が往復動自在に設けられ、中間部ケーシ
ング２内には、そのタペット４に）Ｄ従して往復動する
第１、第２のプランジャ５．６を内装する第１、第２の
バレル７．８を並設して、それ等の内部に形成される第
１、第２のシリンダ至Ｏ２１０に燃料を吸入加圧して上
記バレル７．８の上部に設りられる第１、第２の燃料噴
射口１１，１２に連通丈る上部ケーシング内に形成され
た燃料圧送通路１３より内燃低量側へ燃料を噴射さセて
いた。また、上記バレル７内に収容される第１のプラン
ジｔ５には燃料吸入用ノツチ部１４が形成され、第２の
プランジャ６に燃料調整用ノッヂ部１４が形成されてい
る。第２のプランジャ６には燃料開放用ノツチ部１５が
形成されると共に、これ等プランジャ５，６はコントロ
ールビニオン１６が設けられたスリーブ１７．１８を介
して、例えばガバナ等の調整装置によってコントロール
ピニオン１６に噛合するコントロールラック１９が往復
制御されて、第１、第２のプランジャ５．６が回転され
る。また、その際に第１．第２のバレル７．８に形成さ
れた第１．第２の燃料供給口２０ａ、２０ｂに対して第
１のプランジャ５には燃料吸入用ノツチ部１４が、第２
のプランジャ６には燃料１７ｉ１放用ノツチ部１５が設
けられ、燃料吸入用ノツチ部１４は第１のプランジ１７
５が下死点位置で、燃料１７０放用ノツチ部１５は、第
２のプランジャ６が上死点位置で、それぞれが開度制御
される。燃わ［吸入用ノツチ部１４は、燃料を中間部ケ
ーシング２内の燃料循環通路２１より吸入し、その開度
に応じてプランジャ５が移動して燃料供給口２０ａを閉
じる間の噴射開始時期を制御する。

燃料開放用ノツチ部１５も同様に、その１７ｉ１度を制
御して上記燃料循環通路２１に燃料圧を開放して燃わ［
噴射終了時期を制御していた。

［Ｒ明が解決とようとする問題点］ しかしながら、上記従来例では、カム装置の回転数、即
ち負荷回転数に応じるガバナ等の調整装置によって燃料
が内燃改関に噴射されるもので、これによれば低量側に
燃料を供給して駆動させるためには定格域（高回転）高
負荷運転時にａ）いて最適に燃料噴射させるように設定
されていた。それ故、定格域外の例えば低負荷時には噴
射される燃料が最適に供給されず、燃焼状態が悪化し、
燃料消費■が増加する欠点を有していた。

［発明の目的］ 本発明は上記問題点を解消ずべく創案されたもので本発
明の目的は、截置の負荷に応じて燃料の１ｎ射時１１１
Ｊ及び噴射圧力を制御する燃料噴射ポンプの燃料圧力調
整′＆置を提供するにある。

［発明の概要］ 本発明は、上記目的を達成ずべく内燃（幾関のカム装置
にタペットを介して往復〃Ｊされるプランジャを有し、
該プランジャを収容するシリンダ室を有すると共に、該
シリンダ室内に供給される燃料を上記プランジャで加圧
すると共に、上記シリンダ卒の上端に設けられた燃料噴
射口より加圧されｔｃ燃わ［を上記内燃次間に噴出する
燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプと並設され、上記
シリンダ室ど上部で連通ずる補助シリンダ室を有し、且
つ補助シリンダ室内で往復動する補助プランジャとを有
する調圧ポンプと、一端に支点を有し、他端が上記タペ
ットに回動自在にピン結合されると共に、上記調圧ポン
プの補助プランジャを押圧して制御するレバ部材と、該
レバ部材の支点を、その軸方向に移動しレバ部材の揺動
を規制する支点移動手段を備え、該支点移動手段を移動
規制して上記レバ部材を揺動さぼ、それによってプラン
ジャを往復動させて上記シリンダ室で加圧される燃料を
補助シリンダ内に適■送給することによって燃料圧を制
御して薇閏の負荷に応じて適正ｍの燃料を噴射供給さ才
るものである。

〔実施例］ 以下本発明の最適一実施例を添イリ図面に塁づいて具体
的に説明する。

本発明の実施例は、大別して内燃ＩＡＩ関のカム装置に
対応して燃料の噴射時期を制御する燃料噴射ポンプと、
その燃料噴射ポンプの燃料圧を制御して燃料噴射させる
圧力調″Ｍ装置と力日う主にイを成される。

第１図に示される如く、上部ケーシング１、中間部ケー
シング２及び下部ケーシング３に分割された各ケーシン
グが一ブロックとして連結され、それ等とその内部に燃
料噴射ポンプ４９が構成される。主に上部ケーシング１
にはその内部でＪＪＤ圧される燃料を燃料噴射弁を介し
て内燃世間側へ噴射させる燃料圧送通路１３が形成され
、下部ケーシングＳにはそれに沿って往復移動自在なタ
ペット４が設けられ、そのタペット４は下部に回転自在
なタペットローラ２５を介して円滑に図示されないカム
装置に駆動されるべく構成される。

一方、中間部ケーシング２内には、その下端部より軸芯
に沿って上方に、断面円筒形状に間口部２６が形成され
、同口部２６には、その内周面に沿って後述するスプリ
ングシート２７及びそのシート２７間に挟持されるよう
に圧縮コイルばね等の弾発手段２８が収容されている。

また中間部ケーシング２内には、その上端部よりＵｉＪ
口され、上記間口部２６に連通された第１．第２の嵌合
部２９．３０が互いに並設して設けられている。これ等
用１、第２の■合部２９．３０には、その上部に燃料を
供給または燃料を６０放する燃料供給口をイ「する第１
．第２のバレル７．８が挿入され、それ等の先端部には
燃料噴出口１１．１２が上記燃料通路１３に連通されて
いる。また上記第１、第２のバルブ７．８は、間口部２
６に適宜突出されており、その突出部を覆うように第１
．第２のスリーブ１７．１８が設けられている。

このスリーブ１７．、＝１８には上部外周面に沿って凸
状の段部が形成され、その段部３１が上記スプリングシ
ート２７に形成された係合部に挿入されてストッパとし
て礪能するようになっている。

従って第１．第２のスリーブ１７．１８はスプリングシ
ート２７に挿入され常時弾発手段２８によって一方向に
付勢さるべく構成される。

一方、プランジャ５．６の下端部はタペット４側のスプ
リングシート２７に連結されており、これによってタペ
ット４を介して同時にそれぞれの第１．第２のバレル７
．８に沿って往復動自在にされると共に、上記弾発手段
２８によってその移動に際し発生する衝撃力及び慣性力
が緩衝され且つ良好な追従性が与えられる。

他方用１．第２のバレル７．８には、その外周部より第
１．第２の燃料供給口２０ａ　、２０ｂが開口され、こ
れに燃料を供給すべく上記中間部ケーシング２には、そ
の上部の一側端より間口されると共に第１．第２の燃料
供給口２０ａ　、２０ｂを包囲するように燃料循環通路
が形成されている。

づ”なわち、第１．第２のプランジャ５，６が下死点位
置にある際に、’２５１のプランジャ５の先端部に形成
された後述する燃γ［吸入用ノツチ部１４がポンプ作用
によって第１の燃料供給口２０ａより燃料を第１のシリ
ンダ至９に吸入し、さらにその燃料はこれに連通する燃
料圧送通路１３及び第２のシリンダ空１０に充填された
後、上記第１゜第２のプランジャ５．６の加圧移動によ
る圧力で図示しない内燃機関の燃料噴射弁に付勢してこ
れを開弁させ機関に噴射さじるべく構成されるものであ
る。

上記の如く構成される燃料噴射ポンプ４９により内燃機
関の９荷運転に合せて燃料噴射させるために、本実施例
では第１、第２のプランジャ５゜６にそれぞれ燃料吸入
用ノツチ部１４及び燃料Ｉｎｎ放用ノツチ部１５を形成
すると共に、下部側にその周側部より径方向外方に突出
して突起部３２を形成する一方、この突起部３２に係合
し且つそれを往復動自在に案内するスライド溝部３３を
上記第１．第２のスリーブ１７．１８の下部にその下端
部より軸芯方向に沿って上方に少なくともカム装置のス
トロークに相当するスライド溝部３３が形成される。ま
たこれ等の上部にはそれ笠の軸方向に交差する方向に、
コントロールビニオン１６に噛合して上記スリーブ１７
．１８及び上記突起部３２を介して第１．第２のプラン
ジｔｒ５．６を回転させるためのコントロールラック１
９が、上記開口部より上方位置に、かつ第１、第２のバ
レル１７．１８を挟むように上記中間部ケーシング２に
往復自在に設けられている。

従って、上記コントロールラック１９が内燃機関にｉ動
するガバナ等の調整装置によって駆動されると、コント
ロールビニオン１６より突起部３２を介して第１．第２
のプランジｔ−５，６が回転されるものである。

一方、上記の燃料吸入用ノツチ部１４及び燃料１７ｉ放
用ノッヂ部１５は第２図、第３図に示す如く形成される
。

図に示される如く、第１のプランジ１ｒ　５の先Ｑ部に
は、ブランシト５の周方向の２点Ｘ、Ｙ’ａ−結び少な
くともプランジ１７５の直径よりは小ざな弦ＸＹをその
軸方向下方に向かう軸面Ｆと、上記Ｘ点を頂点どして斜
め下方に且つ径方向内方に向かって上記軸面と直交する
円弧面とから成る燃料吸入用ノツチ部１４が形成され、
一方第２のプランジ！！６には第３図に示す如（、プラ
ンジｔ６の軸方向下方に且つプランジ１７Ｇの移動スト
口−りに相当する位置に、上記第１のプランジャ５の向
きとはその軸方向に対して勝手違い形状に燃Ｉ３４　Ｇ
ｉｌ放用ノツチ部１５が形成される。さらに、上記開放
用ノツチ部１５に対して軸方向の直下には、プランジャ
６の周方向に冶って溝部３４が形成されると共に、上記
開放用ノツチ部１５が形成される周側部の裏面側に、プ
ランジ１！６の先端部より上記溝部３４に連通ずる連通
溝部３５が、略プランジャの軸芯に沿って設けられてい
る。

ゆえに第１．第２のプランジャ５．６が下死点位置に移
ｉ！’／Ｉすると−し２第１の燃料供給〇２０ａより燃
料が吸入された後、上記プランジャ５，６が加圧Ｊ−べ
く移動して第１の燃イ：：＃供給口２０ａｌｆｉＨＪじ
られ、次いでプランジ１７が上死点位置より手前で上記
燃料１７ｉｌ放ｍノッヂ部１５が第２の燃料供給口２０
１３と係合し、さらに１力部３４と係合するために、加
圧される燃料は連通溝部３５、溝部３４を介して上記第
２の燃料供給口２０ｂより燃料循環通路１３にリリーフ
サベく構成され、上記プランジャ５．６がガバナ笠の：
Ｊ！Ｊ整装置によって都度回転されると１ｌｕｆ２のプ
ランジャ５，６の燃料吸入用ノッ千部１４及び燃料開放
用ノツチ部１５が第１、第２のバレル１７，１８に沿っ
て回転し、その結果、上記第１．第２の燃料供給口２０
ａ、２Ｑｂに対しての開度または開閉時期が制御される
もので、換言すれば燃わ［の噴射時期と終了時期が調整
されることになる。

さらに、本発明の実施例では、上記第１．第２のバレル
１７．１８と第１．第２のプランジャ５゜６にて形成さ
れる第１．第２のシリンダ室９，１０の燃オ゛３１圧を
制御して燃料噴射ポンプ４９により内燃機関側に噴射さ
せる燃料を制御するために、主に補助プランジ−１７３
８、補助シリンダ３つから構成される補助ポンプ５０を
設け、具体的には中間部ケーシング２内に上記燃料噴射
ポンプ４９の第１．第２の１医合部２９．３０と並設し
て所定深さの第３の■合部３６を形成し、その嵌合部３
６に第３のバレル３７を１医合すると共に、そのバレル
３７内に内装され、且つ中間部ケーシング２より突出さ
れて、往復動自在に補助ブランジレ３８が設けられ、そ
れらによって補助シリンダ室３つが形成される。その補
助シリンダ室３つの上端は開口されると共に、それが上
部ケーシング１の燃料循環通路１３に連通されている。

一方、補助プランジ１！３８の下端部は段状に拡径され
た案内部４０が形成されると共に、その案内部４０を往
復移動自在に収容し、且つ補助プランジＩ・３８の移動
ストローク以−ヒの拡（呈された収容部４１が中間ケー
シング２内に、その下端部より軸方向上方に向かって形
成されている。また案内部４０の上端面に着座して且つ
上記収容部４０に沿って設けられると共に、一方向に弾
発力を付勢する圧縮コイルばね等の付勢手段４２が上記
補助プランジャ３８の作動方向に対して緩衝すべく設け
られている。

このように燃料噴射ポンプの第１、第２のシリンダ！９
．１０に連通して第３のシリンダ室３９を形成す゛るこ
とによって第１．第２のシリンダ室９．１０の燃料圧力
が自在にかつ広範囲にわたって制御筒０ヒになり、その
制御は補助７ランジ１−３８の往復動によってなされる
。

具体的には、上記タベツ１〜４を挟持し、ｄつこれに一
端が回転自在にピン４８で結合されたレバ部材４３を設
けると共に、そのレバ、１Ｂｆｌ材４３の長手方向に適
宜間隔のガイド溝４４が開口されている。このガイド溝
４４に、〕２７初自在にかつ係合１旦を高めるために断
面矩形のｒＪＪ動部材４５が１Ｎ合されるとＪξに、１
と動部材４５の両端部が上記下部り゛−シング３より且
つ上記タペットローラ２５の軸方向に対して直交り−る
方向に延出されたブラクツト４６に、移動自在な支点移
動手段４７である支持台にピン４８で結合されている。

ざらに上記レバ部材４３のガイド溝と平行な上端部には
上記補助プランジャ３８の案内部が接するように４ＲＩ
Ａされている。

即ち、上記支点移動手段４７が（大関の負荷に応じで、
ガバナ等の調整装置によりブラケット４６に沿って適宜
移動する位置を中心としてレバ部材４３がタペット４に
より回動され、それに伴なって上記案内部４０をその作
動方向に移動させるべく節１成されるもので、これによ
って補助ポンプ５０の第３のシリンダ室３９の容積が調
整され上記第１、第２、第３のシリンダ室９．１０．３
９に供給される燃料圧と上記燃料圧送通路１３より噴出
される燃料圧とを制御すべく構成されるものである。

以下、本発明の作用について具体的に説明する。

第１図に示される如く、燃料噴射ポンプ４つは内燃層間
側の駆動に同１ｙコするようにカム装置とガバナ等の調
整装置専によって適切に駆動されるもので、カム装置は
燃わ１噴射ポンプ４９を、調整装置は、中間部ケーシン
グ２のコントロールラック１９を、駆動するものである
。

下部ケーシング３のタペット４はその先端のタペットロ
ーラ２５を介してカムＨ’Ｆｔによって往（り動され、
そのタペット４は中間部ケーシング２内の開口部２６に
収容される圧縮コイルばね等の弾発手段２８の付勢力に
打ち勝って弾発手段２８を挟持するスプリングシート２
７を介して中間部ケーシング２内の第１、第２のプラン
ジャ５，６を、それを包囲する第１．第２のバレル９，
１０にそって往復動させる。またプランジャ５．６が上
死点位置に達した際には、上記弾発手段２８がそれらを
押し下げるべくｔｉ能する。

これら第１、第２のプランジャ５．６の往復動に伴なっ
て、中間部ケーシング２の燃料循環通路２１より第１の
バレル７の燃料供給口２０ａから燃料が第１のシリンダ
室９内に吸入され、その上端部の燃料噴出口１１より燃
料圧送通路１３及び第２シリンダ空１０に充填されると
同時に加圧されて上記燃料圧送通路１３から内燃機関側
に噴出される。また第１のプランジャ５、及び第２のプ
ランジｔ６にはそれぞれ燃オ′＋１吸入ノツチ部１４、
燃Ｆｌ　１７１１放用ノツチ部１５が設けられると共に
、これらが往復動と同１す］シて、中間部ケーシング２
のコントロールラック２０ａに噛合するコントロールビ
ニオン１６を介してバレル７．８及び第１、第２のプラ
ンジャ５，６がガバナ等ににつて回転され、その回転に
よって燃料吸入用ノツチ部１４及び燃料６■放用ノツチ
部１５がそれぞれ第１、第２の燃料供給口２０ａ　、２
０ｂに対して開度制御される。例えば第１の燃わ［供給
口２０ａに第１のプランジｔ１５の燃料開放用ノツチ部
１４が位置した際に、プランジャ５を回転ざぜると開度
が調整される。これはプランジャ５が第１のシリンダ室
９に吸入と同時に加圧する過程で上記燃料供給口２０ａ
が閉じられるまで、燃料はシリンダ室９ど上記燃お［循
環３通路２１との間でバランスさせるものでそれに要す
る時間を調整して噴射聞始時明を制御するものである。

第２のプランジャ６は、上記同様に燃料開放用ノツチ部
１５が回転されて、第２の燃料供給口２ｏｂに対して開
度制御する。即ち、第２のプランジャ６が上死点位置に
達すると、第２のシリンダｖ１０より連通溝部３５及び
溝部３４及び第２の燃料供給口２０ｂを介して上記燃料
循環通路２１に、ＵＤ度制罪に応じて燃料を開放するも
ので、これによって燃料噴ＯＡ終了時期が制御されるこ
とになる。　さらに、上記第１、第２のシリンダ室９゜
１０内の燃料圧力を可変制御するために中間部ケーシン
グ２内の第３のバレル３７内に往復移動自在な補助プラ
ンジャ３８の往復りＪによって第３のシリンダ室３９の
容積を可変させ、それに伴なって第３のシリンダ室３つ
の上部を間口して上記燃料圧送通路３９と連通ざ往第１
、第２、第３のシリンダ室９，１０．３９を連絡さゼる
ことによってそれらと上記燃わ［圧送通路１３内の燃料
圧力を制御し且つ噴射圧力を制御させるもので、この制
御はタペット４に回転自在にピン４８で結合されたレバ
部材４３が、そのレバ部材４３の、Ｆ喘而４３ａに沿っ
て上下する補助プランジ１７３ε３によってなされる。

さらにこのレバ部材４３のガイド１吊４４に沿って移動
Ｊ゛る摺動部月４５は、下部ケーシング１のブラケット
４６に沿って移動自在な支点移動手段４アである、例え
ば支持台に挟持されるため、支点移動手段４７が襞間の
負荷に応じてガバナ等の調整装置により上記ガイド溝４
４に沿って移動することによってその揺動範囲が規制さ
れ、その結果補助プランジャ３８が第３のシリンダ室３
つの容積を制御し燃料圧送系の燃料圧力を制御づ゛るこ
とになる。

具体的には、第４図に示す如くタペット４の軸芯と補助
プランジャ３８の軸芯の距離Ｌ１タペット４の最大上下
（往復）移動距離１−１、補助プランジャ３８のｎｈ芯
と１２２動部材４５の任意の１［ｌ１１１芯間距離を２
及びその際の１１１１１動部材４の軸芯の上下（揺動）
移動路ｒ：１ｔ　ヲｈ　トｔ　レバｈ　−（！２　／　
ｉ　−１−Ｈ）　・１−１の関係を示ず。

従って補助プランジ１−３８の上下（揺動）移動路ｇｈ
は、ｊコ動部材４５の位置をガイド溝部４４に沿って移
動さＵ゛ることによって達成され、図に示す補助プラン
ジャ３８の軸芯方向に開動部材４５の軸芯がある位置を
ａとザるとその位置でその旧動部材４５の上下（揺動）
移動距離が零、即ら、補助プランジ１ｒ３８は作動じず
、タペット４より補助プランジャ３８の方向のガイドｆ
ｒｌｓ部４４の他端側のｂ点では最大上下（揺動）移動
距離ｈ　ｍ　ａ　ｘ、即ら第３のシリンダ室３９は最人
容梢になるようにされで、この容積に相当づ゛る燃わ１
が上記圧送通路に圧送され、それに比例して燃料噴射圧
力が制御されることになる。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明によれば次のごとき優れた
効果を発揮する。

（１）　　内燃は関に噴射ツる燃料の噴射時！］　、噴
射終了時期及び噴射圧力を任意に制御できるので、機関
の負荷に応じて最適の燃料を噴射ざぼることが可能とな
り、それによって燃焼効率と燃料噴射率を大幅に向上で
きる。

（２）　　最適な燃焼を可能にできるので、橢関内に燃
焼未燃物（ｋｌ　Ｃ等）を発生せず機関に対する信頼性
を向上できる。

（３）　　概存の内燃載量に対しても、組み込むことが
でき、製作が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の最適一実施例を示す図、第２図は燃料
吸入用ノツチ部を示す図、第３図は燃料開放用ノツチ部
を示づ図、第４図は本発明の実施例のレバ部材と支点移
動手段と補助プランジャ及びタペットどの関係を示Ｔ図
、第５図は従来例を示す図である。 図中、４はタペット、５，６はプランジャ、９．１ｏは
シリンダ室、３つは補助シリンダ室、３８は補助ブラン
シト、４３はレバ部材、４７は支点移動手段、４つは燃
料噴射ポンプ、５０は補助ポンプである。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　　絹　　谷　　信　　雄第１図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関のカム装置にタペットを介して往復動される
   プランジャを有し、該プランジャを収容するシリンダ室
   を有すると共に、該シリンダ室内に供給される燃料を上
   記プランジヤで加圧すると共に、上記シリンダ室の上端
   に設けられた燃料噴出口より加圧された燃料を上記内燃
   口関に噴出する燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプと
   並設され、該燃料噴射ポンプのシリンダ室と上部で連通
   する補助シリンダ室を有し、且つ補助シリンダ室内で往
   復動する補助プランジャとを有する調圧ポンプと、一端
   に支点を有し他端が上記タペットに回動自在にピン結合
   されると共に、上記調圧ポンプの補助プランジャを押圧
   して制御するレバ部材と、該レバ部材の支点をその軸方
   向に移動して上記レバ部材の揺動を規制する支点移動手
   段とを備えたことを特徴とする燃料噴射ポンプの燃料圧
   力調整装置。