JPS6176727A - 燃料噴射ポンプの噴射率制御装置 - 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、例えばアイドリンク時のようなエンジンの特
定の運転条件下における騒音レベルを低減するようにし
た燃料噴射ポンプの噴射率制御装置に関する。

（従来の技術） ディーゼルエンジンに搭載される燃料噴射ボンダの燃料
噴射率、すなわち単位クランク角に対する噴射量は、分
配型燃料噴射ポンプの場合、プランジャ径と７エイスカ
ムのプロフィルによって略決定され、任意の運転条件で
これを変えることはできない。このため、燃料噴射ポン
プからノズルへ圧送された燃料を燃焼室で噴射し、これ
を燃焼させる際、初期噴射率が高くなシ、一時的に混合
気が濃くなって燃焼初期の熱発生率を高め、騒音レベル
が増大するという問題があった。このような傾向は暖機
時のようなアイドリンク運転下で顕著となシ、特に冬期
においてはエンジン騒音が高レベルになるため、予てよ
シその改善が望まれていた。

このため、従来においてもエンジンの負荷条件に応じて
プランジャ内部に吸入された燃料の一部をポンプ室内に
逃がし、燃料噴射率を変えるようにした噴射率制御装置
が提案されている。

すなわち、この従来装置は特開昭５９−９９０６０号公
報に示されているように１プランジヤにその内部のセン
タ孔に連通ずる連通孔を設け、この連通孔に導通する燃
料逃し通路をポンプハウジングに形成して、その通路の
一端をポンプ室内に連通させる一方、前記通路の出口側
に可変断面オリフィスを設置し、通路に流出した燃料の
送油圧により前記オリフィスの開口面積を加減して、運
転条件に応じて燃料逃し量を調整することによシ、運転
条件に応じて噴射率を制御するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この従来装置ではエンジンのフィトリングまた
は高負荷高速運転時にはオリフィスの開口面積が一定に
なり、その絞シ量も不変となつ、て、プランジャの圧送
速度が速くなるにつれて絞シの効果が相対的に薄れ、噴
射率が上昇するという問題があ）、また逃し燃料の送油
圧力に応じてオリフィスを精密かつ高速に応答させるこ
とが難しく、制御の安定性と高信頼性を期待し難いうえ
に、オリフィスの加工に際しては高い精度を要求され、
その量産化が難しｂ等の問題があった。

本発明はこのような従来の問題点を改善し、エンジンの
運転状態に応じて燃料噴射率を確実に制御できるととも
に、その作動の安定性と高信頼性を確保して、特定の運
転条件下での騒音レベルを低減し得るようにし、しかも
これを容易に製作し得るようにした燃料噴射ポンプの噴
射率制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段〉 このため、本発明の燃料噴射ポンプの噴射率制御装置け
、ポンプハウジングの内部に互いに連通する第１および
第２バルブ孔を設け、第１バルブ孔内にエンジンの特定
の運転条件下でハイプレッシャチャンバーと連通ずるス
プール弁を収容し、第２バルブ孔内にはプランジャと同
期して往復動する可変断面を備えた圧力制御弁を収容す
る一方、第２バルブ孔の燃料吐出側にポンプ室に連通ず
る逃し路を配設して、例えばアイトリフグ時のようなエ
ンジンの特定の運転条件下に、ハイプレッシャチャ／バ
ー内の高圧燃料の一部を第１および第２バルブ孔に導き
、これを更に逃し路を経由させてポンプ室に流出させる
ことにより、噴射率を制御するようにしたことを特徴と
している。

（実　施　例） 以下、本発明を分配型燃料噴射ポ／、プに適用した図示
の実施例によシ説明すると、第１図および第２図におい
て１はポンプハウジング２のハイドリックヘッドで、そ
の内部には中空筒状のプランジャバレル３が固定されて
おシ、その局面にはポンプ室４側から、バイパスポート
５とディストリビュータポート６およびインテークボー
ト７が開口されているｏ８はプランジャバレル３の内部
に回転かつ摺動可能に収容されたプランジャで、その局
面にはポンプ室４側から、カットオフボート９と均圧ス
リット（図示路）、環状のバイパススリット１０とデイ
ストリビュータスリットエ１およびインテークスリット
１２が形成され、その内部には前記ボー）９，１０゜１
１に連通ずるセンタ一孔１３が形成されていて、その一
方の開口部がハイプレッシャチャンバー１４に連通して
込る。

１５　、１６はポンプハウジング２内部の上下位置に互
いに離間して形成された第１および第２バルブ孔で、そ
れらの一端はポンプ室４に開口しており、このうち第１
バルブ孔１５は斜状の導通孔１７ｆｃ介して前記バイパ
スポート５と連通し、更に連絡孔１８を介して第２バル
ブ孔１６に連通している。一方、第２バルブ孔１６はそ
の央部りて開口した逃げ路］９を介して、ポンプ室４に
連通している。加は第１バルブ孔］５の奥部に一端を開
口した通路で、その他端は低圧側に連通してい２１は第
１バルブ孔１５内に摺動自在に収容されたスプール弁で
、その外端面とバルブ孔１５の奥壁との間に介挿したス
プリングｎによって、ポンプ室４側に付勢され、ポンプ
室４内に供給される燃料の送油圧力に応じて外方への移
動を可能にされている。すなわち、スプール弁２１はポ
ンプ室４内の油圧により外方へ変位し、その際局面に形
成した環状のコントロールボート２３を介して、４通孔
１７および連絡孔１８との導通を可能にしている。実施
例の場合エンジンの特定の運転条件、例えばアイドリン
ク時におけるポンプ室４円の送油圧力によって、コント
ロールボート２３を導通孔１７および連絡孔１８の開口
部位置に位置角け、それらの導通を可能にする一方、前
記以外の運転条件下では、それらの導通が不可能なよう
に構成されている。

２４は第２バルフ孔１６に沿って移動可能に収容された
圧力制御弁で、外側に向かって断面積が漸増する円錐台
形状に形成され、その最大断面積は第２バルブ孔１６の
断面積と略合致している。

この圧力制御弁スはバルブシャフトアの先端に一体市に
構成され、かつ前記バルプシャフ）２６は後述のように
プランジャ８と同期して往復動可能にされていて、プラ
ンジャ８の作動に同期して、第２バルブ孔１６の終端部
と油室５との間を往復動し、その際バルブ孔１６と油室
δの境界部、すなわち絞シ部における開口面積を可変と
することＫよって、弁作用を機能するようにされている
。

バルブシャフトかは実施例の場合、プランジャスプリン
グシャフトと一体に構成され、圧力制御弁列の近接位置
にバルブガイド２４ａを配設する一方、その基端部をプ
ランジャ８に装着したアームごの先端に固定している。

その他、図中路はバルブシャフトアに装着されたプラン
ジャスプリング、四はカムディスク、（９）は７エイス
カム、３１はギヤ、３２はフィードポンプ、北はドライ
ブシャフト、斜はデリバリノ（ルブ、あはディストリビ
ュータスリット６とデリノくリノくルブ３４に連通する
アウトレットノくツセージ、謁はフューエルカットソレ
ノイド、所はポンプ室４とインテークボート７に連通ず
る燃料通路である０ 第３図および第４図はスプール弁討の他の実施例を示し
、前述の実施例と対応する構成部分には同一の符号を用
いている。このうち、第３図に示す実施例では第１バル
ブ孔１５の奥部に、スプール弁２１を吸着可能な環状の
マグネットコイル３８ｔ−収容し、このマグネットコイ
ルあにエンジンの特定の運転条件下、例えばアイドリン
ク時に通電して、スプール弁２１ｔ−吸着変位させ、コ
ントロールボート２３を介して導通孔１７と連絡孔１８
を連通させるようにしている。この場合、マグネットコ
イル３８に対する入力信号は、エンジンの回転数、負荷
、コントロールレバー位置等の条件を適宜選定して設定
する０図中、３９はスプール弁２１の内部に形成された
貫通孔で、スプール弁２１によシ仕切られた第１バルブ
孔１５の内外室を連通させ、その等圧状態を形成させる
ようにしている。

第４図に示す実施例ではスプール弁２１に連結杆４０を
突設し、この連結杆４０の先端部Ｋ例えばコントロール
レバー、カバナレバー等のレバー４１の一端を固定し、
エンジンの特定の運転下でレバー４１ヲ介し直接スプー
ル弁２１を変位させ、導通孔１７と連結孔１８とを連通
させるようＫしている。

（作　　用） このように構成した噴射率制御装置において、エンジン
の停止時、すなわち燃料噴射ポンプの停止時には、フィ
ードポンプ３２からポンプ室４内に燃料が圧送されない
から、ポンプ室４の圧力は略零圧状態を維持している。

したがって、第１バルブ孔１５の内部ではスプリング乙
の復元力がポンプ室４の圧力に打ち勝って、スプール弁
２１を内方へ移動させ、導通孔１７および連絡孔１８の
各開口部を閉塞するため、これらの孔１７　。

１８は第２図（ａ）　Ｋ示すように連通していない。ま
た、燃料噴射ポンプの停止時には、プランジャ８は作動
を停止しているから、このプランジャ８と同期作動する
バルブシャフト２６も作動を停止し、該シャフト加と一
体の圧力制御弁２４は例えば第２図（ａ）の停止位置を
維持している。

次にエンジンを始動し、燃料噴射ポンプを駆動させて、
フィードポンプ３２からポンプ室４内に燃料を圧送する
と、ポンプ室４内の圧力は次第に加圧され、その圧力が
スプール弁２１の内端面に作用する。したがって、スプ
ール弁２１はスプリングηの復元力に抗しつつ、ポンプ
室４の圧力に応じて第２図（ａ）上右方へ移動する。そ
して、ポンプ室４の圧力がアイドリンク時における所定
の圧力に達すると、スプール弁２１のコントロールボー
トｎが導通孔１７および連絡孔１８の各勤口部位置で移
動を停止し、第２図（ｂ）　Ｋ示すようにコントロール
ボートＺ３と導通孔１７および連絡孔１８が連通する。

したがって、このようなアイドリンク時において、ポン
プ室４から燃料通路３７ｔ−経てインテークポート７お
よびインテークスリット１２に導かれ、ハイプレンシャ
チャンバー１４およびセンタ一孔１３に吸入された燃料
は、プランジャ８の噴射行程時にディストリビュータス
リット１１からディストリビューメボート６、アウトレ
ットパッセージ３５を経てデリバリバルブ具に導かれ、
該バルブあのスプリングを押し上げ、ノズルを経た後エ
ンジンの燃焼室内で噴射される〇一方、噴射行程におい
て加圧された高圧燃料の一部は、センタ一孔１３および
バイパススリット１０を経て、バイパスボート５から導
通孔１７に導かれ、コントロールボートｎに流入する。

コントロールボート２３は前述のように既に連絡孔１８
と連通しているから、コントロールボートＺ３に流入し
た高圧燃料は第２バルブ孔１６内に流入する。一方、圧
力制御弁列はプランジャ８と同期作動可能であシ、プラ
ンジャ８の復動時における吸入行程の終期においては、
第２図（ａ）Ｋ示すように圧力制御弁あの最大断面部が
絞υ部に位置して、第２バルブ孔１６の奥部を閉塞し、
閉弁状態を維持している。そこで、グランジャ８が往動
を開始し、その噴射行程に移行すると、アーム２７に固
定されたバルブシャフト２６がプランジャ８と同期作動
して、第２図（ａ）上右方へ移動する。このため、圧力
制御弁スの最大断面部が絞シ部から避退して第２バルブ
孔１６の奥部が開放され、油室５を介して第２バルブ孔
１６と逃し路１９が連通ずる。したがって、第２バルブ
孔１６内に流入した高圧燃料は、油室２５を経て逃げ路
１９よりポンプ室４に流出する。

この場合、アイドリンク時においてはスプール弁２１が
第１バルブ孔１５内において定位置を保持し、一定量の
高圧燃料が第２バルブ孔１６内に流入される一方、絞シ
部における第２バルブ孔１６の開口面積は、グランジャ
８の往動変位に伴なって増加し、その往動終期において
最大になシ、この後プランジャ８が復動を開始すると次
第に減少する山形の特性を呈する。このような特性は第
５図（ａ）に示すように、カムディスク四のカムリフト
と概ね近似した傾向となる。

このようにアイドリング時においては、ハイプレッシャ
ーチャンバー１４およびセンタ一孔１３が究極において
ポンプ室４に連通して、噴射時の高圧燃料の圧力が低下
し、その低圧状態が一定時期維持されるから、第５図（
ｂ）に示すようにこの種の制御装置を有しないものが実
線のような急峻な山形の圧力特性を有してｂるのに比べ
、破線で示した本発明のそれは噴射行程の広域に亘って
平坦な低圧状態を形成している。したがつて、噴射率、
すなわち単位クランク角に対する噴射量は第５図（ｃ）
に示すように、この種の制御装置を有しないものが実線
のように急峻な山形特性を有しているのに対し、破線で
示した本発明のそれは全体的に緩やかな山形を呈してお
）、その噴射率が低元であることを示している０したが
って、燃焼室内における混合気濃度の上昇を抑制し、熱
発生率が低減されるから、騒音レベルが低下することと
なる０アイドリンク時におけるこのような状況は、前述
のような暖機運転時に限らず、後述のように高負荷高速
回転からアイドリンクへ移行した場合にも同様に形成さ
れるから、高頻度に行なわれるアイドリンクの際の騒音
対策に有効となる０ 次にアイドリングから工／ジンを高負荷高速回転させる
と、フィードポンプ３２からアイドリング時より高圧の
燃料がポンプ室４内に圧送され、ポンプ室４内の圧力が
昇圧されて、この圧力がスプール弁２１に作用する０こ
のため、スプール弁２１がスプリング乙の復元力に抗し
て第２図（ｂ）上右方へ移動し、導通孔１７と連絡孔１
８の各開口部を閉塞して、第２図（Ｃ）に示すように閉
弁状態を形成する。したがって、このような状態におい
てはプランジャ８の噴射行程の際、高圧燃料の一部が導
通孔１７に導かれても、これが連絡孔１８、逃し路ｊ９
を経てポンプ室４内に流出することはない。すなわち、
エンジンの爾負荷高速回転時には、高圧燃料の全量がノ
ズルを経て燃焼室内で噴射されるから、噴射率は高率に
維持され、所定の出力を発生する。したがって、このよ
うなエンジンの運転状態において、プランジャ８と共に
バルブ／ギフトｒが往動して、圧力制御弁２４が開弁し
ても、導通孔１７内の高圧燃料がポンプ罠４に〆Ｃ出す
ることはない。

一方、このような高負荷高通回伝からエンジンをアイド
リンク運転に移行させると、フィードポンプ３２からポ
ンプ室４内に圧送される燃料は圧力低下し、ポンプ室４
内の圧力は前述のアイドリンク時と同様の圧力に達し、
この圧力がスプール弁２１に作用する。このため、スプ
ール弁２１がスプリング乙の復元力によって第２図（Ｃ
）上左方へ移動し、第２図（ｂ）　Ｋ示すようにポンプ
室４の圧力とスプリングこの復元力が均衡した位置で、
その移動を停止する。したがって、この場合にはスプー
ル弁乙のコントロールボート２３を介して、導通孔１７
と連絡孔１８が連通ずるから、プランジャ８の噴射行程
の際、高圧燃料の一部が前述の流路を経て、ポンプ室４
内に流出する。その結果、前述と同様に噴射率が低下し
て、アイドリンク時での騒音レベルが低減される。この
場合、圧力制御弁スの断面積の変化を更に大きくして、
その開口面積の変化特性を急峻な山形特性とし、高圧燃
料のポンプ室４への流出を噴射行程の初期に行なうよう
にすれば、噴射開始時期を更に遅らせることができ、そ
の分噴射時間が削減されるから、騒音レベルを一層低減
し得ることとなる。

（発明の効果） 本発明の燃料噴射ポンプの噴射率制御装置は以上のよう
に、ボンプノーウジング内部に形成した第１および第２
バルブ孔内にスプール弁と可変断面を有する圧力制御弁
を収容し、このうちスプール弁をエンジンの特定の運転
条件下でハイプレッシャチャンバーと連通させ、また圧
力制御弁をプランジャと同期して往復動させる一方、第
２バルブ孔の燃料吐出側にポンプ室に連通ずる逃し路を
配設して、ハイプレッシャチャンバー内の高圧燃料の一
部を第１および第２バルブ孔に導き、更に逃し路を経て
ポンプ室内に流出させ、とれＫよシ噴射率を低減し得る
ようにしたから、例えばアイドリンク時のようなエンジ
ンの特定の運転下での吸音レベルを低減でき、しかもそ
の制御作動の中枢となるスプール弁と圧力制御弁は前述
のように構成されているから、制御動作が安定し、その
高信頼性を得ることができる効果がある。

また、本発明では従来のこの種装置のように高精密な加
工を要求される部材を使用していないから、加工が容易
になシ、その量産化を図ることができるとともに、可変
断面を有する圧力制御弁をプランジャ速度に同期させて
弁作用させ、プランジャの速度に応じて第２バルブ孔に
おける開口面積を加減できるようにしたから、従来のよ
うにプランジャ速度に伴なって絞シ効果が低下するとい
うようなことはなく、プランジャ速度に応じて確実に噴
射率を制御することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図で、ガバナ機構
を省略図示しておシ、第２図（ａ）。 （ｂ）　、　（ｅ）は本発明の要部の作動状態を示す断
面図、笛３図および第４図は本発明の他の実施例の要部
を示す断面図、第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）
は本発明の作動特性を示す特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプハウジングの内部に互いに連通する第１および第
   ２バルブ孔を設け、この第１バルブ孔内にエンジンの特
   定の運転条件下でハイプレッシャチャンバーと連通する
   スプール弁を収容し、前記第２バルブ内にプランジャと
   同期して往復動する可変断面を備えた圧力制御弁を収容
   する一方、前記第２バルブ孔の燃料吐出側にポンプ室に
   連通する逃し路を配設したことを特徴とする燃料噴射ポ
   ンプの噴射率制御装置。