JPS62168960A - 噴射装置 - 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） 本発明は燃料を往復動内燃エンジン、より特定的にはデ
ィーぜルエンジンのシリンダ内に噴射するための噴ｔＡ
装置に関するものであり、より具体的には、１サイクル
当り噴射される燃料の全１−が負荷に応じてコント［１
−ルされ、２つの部分的噴射部ら予噴射又はパイロット
噴射並びに主噴射へと分解される装置であって、該装置
はシリンダの圧縮チャンバ内を移動するプランジヤを備
えた燃料噴射ポンプを有しており、前記７１−縮チャン
バはコン］−ロールされて開閉する部分を介して、相対
的に低圧力の吸入チャンバへと燃料を吸入するべく接続
されている噴射装置に関するものである。

本発明はポンププランジャ内の傾斜コントＥｌ　−ルエ
ッジ乃至ランド又はその類いを介して燃料噴射が負荷に
応じてコントロールされる噴射システムに有用であると
ともに、このコントロールが弁によって与えられる噴射
システムにも有用である。

（従来の技術及び発明が解決しようとプる問題点）この
種の噴射システムは例えば英国特許第５７１４８５号公
報、米国特許第３７９２６９２号公報、米国特許第２３
０６３６４号及び欧州特許第００２０２４９号において
既知である。サイクル当り必要とされる燃料の全品を負
荷に応じて予゛噴射及び主噴射に分解することは、周知
の如く、エンジンの所定の燃焼圧力及び所定の平均圧力
に対して最適の燃料利用効率すなわも燃費を実現せしめ
る。前述の既知の構造は予噴射、中間噴射及び／又は主
噴射に割当てられる時間を変更出来るようにされてはい
るが、どの構造においても前中間噴射時間を低負荷にお
いてゼロにすることは出来ない。すなわちどの構造にお
いてち予噴射と主噴射への分割は避けることが出来ない
。しかしながら、予噴射と主噴射の間の差別をなくして
やることは低負荷においては望ましいことである。すな
わち、エンジンサイクル当りに噴射すべき全品を減らし
てやることは望ましいことである。何故ならば、燃料の
圧縮性のためにそのような小開を分割した時に不規則的
な噴射が発生し、例えば燃料噴射ポンプの各ストローク
において噴射が実際発生しなくなる可能性があるからで
ある。

従って本発明の目的は既知のシステムを改良して、予噴
射と主噴射への分解を低負荷時には打消し合わせ、分解
の開始時には２つの形態の噴射間の間隔が上昇で１荷と
ともに連続的に変化し、急激に変化しないようにしてや
ることである。

本発明によれば、従って、２成分噴射への分解は最小の
エンジン設５１負何からの効宋によってのみ行なわれる
。

英国特許第５７１４８５舅公報の燃料噴射ポンプ構造と
類似のポンプ構造であって、ボン１プランジヤに予噴射
の終了及び主噴射の開始をコントロールづ゛るための頂
部コントロールエツジ及び底部コントロールエツジを備
えたコントロール満が形成されており、前記コントロー
ルエツジが異なるピッチを以って周緑方向にらせん状に
延び、低圧力チャンバへの少なくとも１つの解放接続部
分がプランジャ移動方向にみて燃料入口接続部分よりも
手前においてシリンダ壁内に配〜されており、前記解放
接続部分が圧力チャンバに向けて永久的に開口し、プラ
ンジャの長手方向に延びている１つの流路に接続可能で
ある燃料噴射ポンプ構造においては、前述の問題点は次
のような有利な設計構造を採用することにより解決する
ことが出来る。

すなわち前記圧縮ブヤンバと永久導通している流路が同
チャンバの端部であって前記解放接続部分よりある軸線
方向距離手前にある端部において終結するようにする。

またプランジャの第１の周緑領域内のコントロール溝内
のコント〔］−ルＴツジ間の高さを前記軸線方向距離よ
り６少なくし、周緑方向において前記軸線方向距離より
も人さくなるよう増大させる。

プランジャの長手方向における前記流路はシリンダの圧
縮チャンバからプランジャストロークのコントロールエ
ツジによって影響を受ける領域内へと延びている。もし
も前記２つのエツジ間の高さがバイパス又は短絡回路接
続部分間の距離よりも小さい場合には、前記底部コント
ロールエツジはｉｎ記頂部コントロールエツジがプラン
ジャの長手方向にある圧縮チャンバから延びる流路を開
口する以前に解放孔を閉じる。この特徴により噴射スト
ローク中における圧縮チャンバ内の中間圧力低下は予防
され、この場合噴射は単一段階において行なわれる。エ
ンジンによって５Ｙなるが、全負荷の２０から５０％に
わたるエンジン負荷において、前記コントロールエツジ
間の高さは前記軸線方向距離を超過する。前記高さが前
記軸５１ｈ向距自１よりも大きい場合には、そのような
高さ及び距離間の差に対応する期間中中間圧力低下が発
生する。従って噴射にはプランジャがこの差に対応する
距離をカバーするのに必要な時間続く休止が発住するの
で、噴射は予噴射と主噴射とに分解される。この休止期
間は、前記２つのコントロールエツジ間の高さをしてそ
のような高さが前記軸線方向距離よりも大きくなる範囲
内において変化せしめることにより、変化させることが
出来る。もしｂ前記高さがジャンプすることなく連続的
に変化する場合には、負荷が増大するにつれて通常の噴
射から「分割」噴射へと変；ユすることが出来る。

この場合コントロールエツジ間の高さは周知の態様によ
って（例えば米国特許第３７９２６９２号公報参照）変
化させ、前記期間の長さを′ａ勤口荷とともに変化させ
得るようにすることが出来る。

本発明はまた可変噴射タイミング（Ｖｌｌ’）システム
にも応用可能であり、同システムにおいては前記コント
ロールエツジは例えば負荷に依存する噴射開始パターン
に合わせられる。

急激な圧力低下に対応するキャビテーションを防止し、
コントロールエツジ又はコントロール溝の打撃を解消さ
せるため、前記頂部コントロールエツジは周知の態様に
従ってプランジャの半径方向において段付きとすること
が出来る。

以下付図を参照して本発明のより具体的な説明を行なう
。

ポンプシリンダ３はポンプ筒１内に収納されており、該
ポンプ筒には孔２を介して燃料供給システムが接続され
ている。プランジャ５はシリンダ３の圧縮チャンバ４内
を軸線方向に移動し、チャンバ４内の燃料を高圧力に圧
縮し、かくて圧縮された燃料を内燃エンジンの（図示せ
ぬ）シリンダ内へと噴射する。噴射はシリンダ２の頂部
カバー７内のチャンバ４の中心に配置された孔６を介し
て行なわれる。

前記筒１は比較的低圧の解放又は吸入チャンバ８を有し
てＪ３す、該チャンバ８は軸線方向にＪ３いてチャンバ
４の高さにおいて、かつ又はプランジャ５のストローク
範囲においてポンプシリンダ３のまわりを延びている。

孔２はチャンバ８へと延びｙ−Ｖシバ８と燃料供給シス
テムの間の導通作用を与える一方、燃料送給オリフィス
９はチャンバ８を升ヤンバ４に接続している。解放孔１
０も又シランシャストロークの方向に眺めてオリフィス
９の以前にａ３いてチャンバ８からシリンダ壁を経てプ
ランジャが移動するシリンダ孔の領域内へと延びている
。

燃料噴射ポンプは周知の態様でその垂直軸！Ｑ１１のま
わりで対称構造をとっており、これにより一方に片寄っ
た荷重が特にプランジャ５上に作用するのを防止してい
る。

プランジャ５はその自山娼：部において第１のコントロ
ールランド乃至エツジ１２を備えている。

エツジ１２はその周縁が長手方向ｔ＋’ｌ’ｊ　１３に
よって中断されており、溝１３はチャンバ４からプラン
ジャ５の環状チャンバ１４内へと延びている。もう１つ
のらせ／シ状コントロールエツジ１５が前記第１のコン
トロールエツジ１２とブＡノンバ１４の間に配設されて
いる。前記１ツジ１２．１５は燃料供給オリフィス９と
協％ｌ＋　Ｌ、、傾斜エツジ燃料噴射ポンプの既知の態
様に従って慣用的な燃料噴射の負荷依存コントロール作
用を提供している。噴射はエツジ１２がオリフィス９を
おおうと開始され、■フジ１５がオリフィス９を開口す
ると終結する。

満１３及びチャンバ１４ｂ又プランジヤ５の艮手方向に
延びチャンバ４と永久導通する流路の一部をなしている
。この流路はシリンダ３内のバイパス路として続いてお
り、バイパス１６はプランジャストロークのある部分に
わたって前記流路を　−バイパス通過している。本発明
によれば、前記バイパス又は導通路１６は解放オリフィ
ス１０から軸線方向距離旦だけ離れて配貨されており、
前記距離は噴射システムの設計において決定されるもの
ひある。

プランジャ５にはプランジャ端部１２から眺めて環状チ
ャンバ１４を越えた所において別のコント［１−ル満１
７が形成されており、該満はＴｒ４部コシコントロール
ランドエツジ１８と底部コントロールランド乃至エツジ
１９を軸線方向に連結している。前記２つのエツジ乃〒
ランド１８．１９はプランジャ周縁のある部分上をらせ
ん状に延びており、第２図において明瞭に示すように異
なるピッチを備えている。

本発明によれば、第１の周緑領域Ｕ１におけるコントロ
ール満１７の高さり、又はｈ２は軸線距＠ａよりし小さ
く、周緑方向に沿って増大している。すなわち、第２図
の左方向から右方向へと移動するにつれて距離旦よりも
大きくなっている。

１度ならず参照した第２図はシリンダ３のシリンダ壁及
びプランジャ５の周縁の半分Ｕ／２の展開図である。

この実施例においては、噴射は水平コント０−ルエツジ
１２が平面上にある状態で常にプランジャ移動に対応す
る期間と同一時点で開示されるのであるが、この噴射の
終末における負荷に依存する変更は、傾斜エツジポンプ
において通常行なわれるように、プランジャ５をオリフ
ィス９に対して相対的に旋形させることにより行なわれ
る。この回転の結果、やはり負荷に応じて、一般的には
全負荷の２０〜５０％の特定の負荷に応じて、単一段噴
射から予噴射Ｖと主噴射Ｈとが分離する噴射への変化が
生ずる。というのは、プランジャ５がこのようにオリフ
ィス１６及び１０に対して回転した時には、異なるコン
トロール＃ｖ１ｍさｈはこれらのオリフィスのカバー範
囲内へと移動するからである。

第２図において、オリフィス１６及び１０が相対的に左
から右へと移動するということは、例えば一点鎖線の位
置から中実線位置への回転が行なわれたことに相当する
。

負荷に応じてプランジ１７５が回転する角度をρとする
と、第３図において角度ρは横軸としてあられされ、縦
軸にはストローク距ｍｗが目盛られている。ストローク
距離Ｗはプランジャ５が燃料を実際に供給する距離を示
している。噴射が始まるのはゼロ位置ρ。であり、これ
は長手方向溝１３がオリフィス９を覆うのをやめ始め、
エツジ１５．１５が孔９に接触し始めたｕＮに対応して
いる。

エツジ１５の形状に対応して、噴射の期間は、コントロ
ール満１７の高さｈｌがちょうどオリフィス１ｏ及び１
６間の距＠ａに対応するプランジャ５の角度ρ１乃至対
応する負伺迄、連続的かつ直線的に長くなって行く。い
ったんこの臨界角度ρ１が超えられると、萌述の一体的
乃至単一の噴射作用は予備噴射■（第３図）及び主噴射
Ｈへと分割される。ｌｌｋ高さ亘が連続的に増大するに
つれて、予噴射Ｖと主噴射Ｈの間の間隔は負荷の増大と
ともに長くなる。主噴ｏ４Ｈ自体の終結は、慣用的にエ
ツジ１５がチャンバ４を燃料供給オリフィス９と導通せ
しめた時にチ１アンバ４内の圧力が低下し実現される。

噴射の「特性」はもちろん周知の態様に従って、例えば
エツジ１２．１５．１８及び１９を異なる形状にし、１
ツジ１２によって点火のタイミングを負荷依存変位方式
によって行ない、これに対応して予噴射■１間隔Ｐ、及
び１噴射Ｈを変化させれば良い。また例えば高さｎを一
定に保持すれば、間隔Ｐは所定の負荷以上において一定
に保持することが出来る。

第４図に示したポンプの実施例は第１図の実施例と詳細
部分においてのみ異なっている。すなわら第１図のバイ
パス１６は例えば２つの平行孔とこれらに唾直な１つの
孔であって部分的に開じられ、シリンダ３中を延びる孔
によって具現されているが、これらの孔は例えば放電加
工によって形成された艮手方向満２６によって置換えら
れている。また第４図の実施例においては満１７の頂部
コントロールエツジ１８はそのようなエツジの圧力負荷
によって誘起される打撃及びキャビテーションの危険性
を減少させるよう作動する段２０を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る傾斜エツジ式燃料噴射ポンプの図
式的長手方向断面図、 第２図はポンプのシリンダ壁及びプランジャの半周縁の
展開図、 第３図は９Ｍ１図のポンプの送給ストローク線図であり
、口荷即ちポンププランジャの回転角度ρを横軸にとっ
て示しである。 第４図はポンプの１つの実施例を示す第１図と類似の図
である。 １３．１４．１６・・・流路、４・・・圧縮チャンバ、
ａ・・・軸線方向距離、１０・・・解放接続部分、ｈ、
ｈ２・・・高さ、１８．１９・・・コントロールエツジ
、１７・・・コントロール満、５・・・プランジャ、（
）、−・・・第１の周緑領域。 代即人　浅　　村　　　皓

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　燃料を往復動内燃エンジン、より特定的にはデ
   イーゼルエンジンのシリンダ内に噴射するための噴射装
   置であつて、１サイクル当り噴射される燃料の全量は負
   荷に応じてコントロールされ、２つの部分的噴射即ち予
   噴射又はパイロツト噴射並びに主噴射へと分解される装
   置にして、該装置はシリンダの圧縮チヤンバ内を移動す
   るプランジヤを備えた燃料噴射ポンプを有しており、前
   記圧縮チヤンバはコントロールされて開閉する部分を介
   して、相対的に低圧力の吸入チヤンバへと燃料を吸入す
   るべく接続されている噴射装置において、前記二成分噴
   射への分解は最小のエンジン設計負荷からの効果によつ
   てのみ行なわれることを特徴とする噴射装置。
2. （２）　特許請求の範囲第１項に記載の噴射装置であつ
   て、前記ポンププランジヤには予噴射の終結及び主噴射
   の開始をコントロールするべく頂部コントロールエツジ
   及び底部コントロールエツジを備えたコントロール溝が
   形成されており、前記コントロールエツジは異なるピツ
   チを以つて周緑方向にらせん状に延びており、低圧力チ
   ヤンバへの少なくとも１つの解放接続部分がプランジヤ
   移動方向に見て燃料取入れ接続部分より手前においてシ
   リンダ壁内に配置されており、前記解放接続部分は、圧
   力チヤンバに向けて永久的に開口し、前記プランジヤの
   長手方向に延びる流路に接続可能である噴射装置におい
   て、前記圧縮チヤンバ（４）と永久導通している流路（
   １３，１４，１６）は前記チヤンバの近くの端部であつ
   て解放接続部分（１０）より軸線方向距離ａだけ手前に
   ある端部において終結しており、プランジヤ（５）の第
   １の周緑領域（Ｕ＿１）内のコントロール溝（１７）内
   のコントロールエツジ（１８，１９）間の距離（ｈ＿１
   及びｈ＿２）は前記軸線方向距離ａよりも小さく、周緑
   方向において前記軸線方向距離ａより大きくなるよう増
   大していくことを特徴とする噴射装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の噴射装置において
   、前記頂部コントロールエツジ（１８）はプランジヤ（
   ５）の半径方向に段が付けられていることを特徴とする
   噴射装置。