JPS62225725A

JPS62225725A - 燃料噴射ポンプの最大燃料噴射量を制御する方法及び装置

Info

Publication number: JPS62225725A
Application number: JP62062787A
Authority: JP
Inventors: カール・コンラート
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-03-22
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1987-10-03
Also published as: DE3609758A1; GB2188096A; GB8706854D0; IT8719676A0; GB2188096B; IT1204925B; FR2596103A1; FR2596103B1

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、燃料噴射ポンプの燃料量調節部材の調節行程
を、燃料量の増大する方向で制限し、この制限を、運転
パラメータに応じて調節装置によって変えられるように
し、該調節装置を、第１の方向で、回転数に応じて変化
する圧力から導き出された力によって負荷し、前記第１
の方向とは逆方向の第２の方向で、内燃機関の燃焼室に
供給された空気の密度に応じて変化する制御圧力から導
き出された力及び戻し力によって負荷する形式の、過給
駆動される内燃機関に〆燃料噴射ポンプから供給される
最大燃料噴射量を制御する方法、及び、この方法を実施
するための装置に関する。

従来の技術前記のような方法は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
３１４６４９９号明細書により公知な燃料噴射ポンプに
おいて使用されている。この公知の方法においては、燃
料量調節部材の調節行程をピストンによって制限するよ
うになっている。このピストンは、一方では燃料噴射装
置の吸込室内に存在する燃料の、回転数に応じた圧力に
よって、戻しばねのばねカに抗して負荷され、他方では
、内燃機関の燃焼室内に供給された、過給された空気の
密度に応じて制御される制御圧によって、戻しばねを支
持しながら常に負荷される。制御圧を形成するための圧
力媒体は、一定圧力源から引き出され、一部を流出させ
ることによって変化させられる。この方法は、常に過給
運転される内燃機関において、最大燃料噴射量を制限す
るために用いられる。

この最大燃料噴射量は、特に、排ガス放出、すす放出及
びＨＣ放出に関する、不都合な副次的影響のない最適な
燃焼が得られる、内燃機関の燃料需要特性曲線に合わせ
られる。

発明の課題本発明の課題は、２つの異なる運転形式、っまシ過給運
転と過給を行なわない運転とのためにそれぞれ適した、
２つの異なる運転を行なうことができるような、燃料噴
射ポンプの最大燃料噴射量を制御する方法、及び、この
方法を実施するための装置を提供することである。

課題を解決するための手段前記課題を解決した本発明の方法の手段によれば、内燃
機関の燃焼室に供給された空気の過給を、オン・オフ可
能な過給器によって行ない、制御圧力を、燃焼室に供給
された空気の密度、及び、内燃機関の回転数に応じて変
化させるようになっている。

作用及び効果本発明の方法によれば、内燃機関の運転を、一方では過
給運転と他方では過給を行なわない運転の、２つの運転
形式で、それぞれ、最大燃料噴射量又は全負荷燃料噴射
量を内燃機関の燃料需要に合わせて、異なって行なうこ
とができるという利点を有している。それぞれ一方の、
内燃機関の燃料需要に合わせる作業は、それぞれ他方の
運転範囲に合わせる作業とは別個に独立して行なわれる
。

本発明の方法によれば有利には、例えば、回転数の上昇
につれて、回転数に応じた制御圧力が高められ、第１の
方向に作用するカが次第に減少される作用可能性が得ら
れる。従って、過給運転時においては、例えば、回転数
の上昇につれて過給圧が付加的に上昇すると、制御圧力
は、全運転回転数にわたって、一様な燃料噴射量の特性
曲線が得られるように変化せしめられる。制御圧力の、
回転数に応じた変化、及び、過給圧に応じた変化を相応
て適合させることによって、全回転数にわたって、燃料
噴射量の任意の別の変化特性が得られる。過給を行なわ
ない運転時においては、噴射特性曲線は、過給運転時に
おける特性曲線とは無関係に、別の傾斜又は勾配曲線を
描く。

特許請求の範囲第２項に記載した実施態様によれば、機
関回転数に対して同期的に駆動される過給器、又は、別
個の駆動装置によって駆動される過給器において、過給
器のスイツチオフ時に、及びひいては燃焼室の充てん量
が飛躍的に高められた時に、最大燃料噴射量制限は、別
の値若しくは別の特性曲線に切り換えられる。

また、有利には、燃料噴射ポンプの吸込み室内であらか
じめ、回転数に応じて制御される圧力下にある燃料の高
い作業能力が与えられる。制御圧を形成するために必要
な力は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第２８４
７５７２号明細書に開示されているような、最大燃料噴
射量制限を調節するために、調節ピストンを機械的に検
出する際に生じる力とは無関係である。

過給器は、有利には、空気と燃料とから成る燃焼室光て
ん物に不都合【作用することなしに、負荷にも応じてス
イツチオフされる。

また、前記課題を解決した本発明の装置の手段によれば
、圧力室が、回転数に応じて変化する圧力を有する圧力
源に、しゃ断絞りを介しで接続されており、戻し力が、
弁閉頭部材の、圧力面として構成された一方の端面に作
用する、前記圧力源の圧力によって生ぜしめられるよう
になっている。

本発明の装置は、燃料量調節機構の可能な行程を調節す
る公知の装置を簡単（（改良することによって実現され
る。

実施例次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図には、燃料噴射ポンプ、例えば分配型燃料噴射ポ
ンプの一部が示されている。この燃料噴射ポンプは、レ
バーとして構成された燃料量調節部材２を有している。

この燃料量調節部材２は、燃料噴射量を制御するための
リングスライダ（図示せず）を操作する。燃料量調節部
材２は、全負荷時に、場合によってはアングルレバ−３
（伝達部材）を介在させて、調節可能なストッパに当接
している。このストッパは、検出ビン５（伝達部材）と
して構成されていて孔８内でガイドされており、さらに
、燃料噴射ポンプのケーシング内に配置されたシリンダ
９内に直角に突入している。このシリンダ９内では調節
ピストン１１がガイドされていて、この調節ピストン１
１は、その一方の端面側１２でシリンダ９内で作業室１
４を形成している。この作業室１４は、場合によっては
、／リンダ９の端面側圧配置された緩衝用の絞り１６を
介在させて圧力源に常に接続されている。この圧力源の
圧力は、回転数に応じて制御される。この圧力源は、図
示の実施例では燃料噴射ポンプの、燃料を充てんされた
吸込室１７によって形成されている。この吸込室１７へ
の燃料供給は、燃料計威容器１９（負荷軽減室）から燃
料を吸込む燃料ボン７°１８によって行なわれ、この燃
料ポンプ１８の供給側は圧力制御弁２０を介して負荷解
除可能である。

調節ピストン１１の外周面は、検出ビン５がシリンダ９
内に侵入する範囲で、しゆう動方向で変化する輪郭２１
（伝達部材）を有しており、この輪郭２１によって、検
出ぎン５の位置、及びひいては、燃料量調節部材２を介
して調節された最大燃料噴射量が規定される。調節ピス
トン１１の後ろ側２２は、シリンダ９内で圧力室２３を
形成しており、この圧力室２３内には、調節ピストン１
１の後ろ側２２を負荷する、調節可能な戻しばね２４が
配置されている。圧力室２３から出発する圧力導管２５
は、圧力室２３内の制御圧力を制御する圧力制御弁２６
のシリンダ孔２７にまで通じている。シリンダ孔２７内
にはスプール２８（弁閉鎖部材）が配置されている。ス
プール２８はリング溝２９を備えていて、このリング溝
２９の一方の制限縁３０によって、シリンダ孔２７内に
開口する圧力導管２５の開口部の流過横断面が制御され
る。

また、リング溝２９は、負荷軽減導管３３を介して、負
荷軽減室、燃料貯蔵容器１９に常に接続されている。ス
プール２８は、制限縁３０側の端部が圧力室３４内に突
入している。圧力室３４は、燃料ポンプ１８の圧力側若
しくは吸込室１７に常に接続されている。圧力室３４内
には、スプール２８の侵入深さを制限するストッパ３５
が設けられている。また、圧力室３４は、絞り３７を介
して圧力導管２５に常に接続されている。

スプール２８の他端部は、圧力解除された室３８（負荷
軽減室）内に侵入していて、この室３８内で端面側３９
が押しばね４０によって負荷されている。この押しばね
４０の他端部は移動可能な支点４２で支えられている。

支点４２はプランジャ４３に接続されており、このプラ
ンジャ４３は、この実施例では調節ダイヤフラム４４（
調節部材）として形成されている可動な壁部に固定され
ている。この可動な壁部若しくは調節ダイヤフラム４４
は、ケーシング４５内で制御室４６を基準圧力室４γに
対して仕切っている。基準圧力室４７内には戻しばね４
８が配置されており、この戻しばね４８は、ケーシング
４５と調節ダイヤフラム４４との間に緊締されていて、
調節ダイヤフラム４４を調節可能なストッパ５０に押し
つける。このストッパ５０で、支点４２はスプール２８
から最も離れている。過給運転時において、つまシ、基
準圧力室４７内で雰囲気圧にさらされた空気圧よりも高
い過給圧力が供給されると、制御室４６は、内燃機関の
燃焼室に供給された空気圧力下にある圧力にさらされて
、支点４２をスプール２８に向かって押しやるように作
用する。過給圧が高ければ高い程、押しつけばね４０は
、スプール２８の所定の位置において、多かれ少なけれ
強く負荷される。支点４２に対してスプール２８が所定
の相対運動を行なうと、スプール２８は、支点４２から
突出するビン５１に当接するので、スプール２８は、支
点４２の調節運動に直接追従する。圧力室３４内に突入
するスフ°−ル２８の端部の端面５３に作用する燃料圧
力によって、スプール２８はビン５１に当てつけられる
。

第１図に図示された装置においては、内燃機関の運転開
始時に、吸込室１７及び作業室１４内に回転数に応じた
圧力が形成される。すると、この圧力に応じて調節ピス
トン１１は戻しばね２４のばね力に抗して変位し、この
時に、検出ビン５は輪郭２１の形状に従って運動する。

これに応じて、ベルクランク３若しくは、燃料量調節部
材２の終端位置が調節される。まだ、調節ピストン１１
の後ろ側２２には液圧式の制御圧力が作用し、この制御
圧力は、圧力制御弁２６によって規定され、作業室１４
内の圧力に抗して動く。この圧力は調節ぎストン１１の
移動可能性を制限する。調節ダイヤフラム４４が調節可
能なストッパ５０に当接する、第１図の状態においては
、これはつまり、過給が行なわれないか、若しくば、供
給された空気圧力が、雰囲気圧と戻しばね４８の圧力と
の合計よりも小さい分力を調節ダイヤフラム４４に加え
る運転状態であるが、このために、スプール２８の制御
縁３０が流過横断面３１を部分的に閉鎖するので、圧力
導管２５からリング溝２９及び負荷軽減導管３３に燃料
が流れ込む。これによって圧力室２３内に、作業室１４
内の圧力よりも低い制御圧力が形成される。回転数が上
昇し、ひいては作業室１４内の圧力が増大と、調節ピス
トン１１は戻しばね２４に向かって移動し、圧力室２３
内の制御圧力を制御することができる。この際に、この
制御圧力は、必要であれば、吸込室１７内の圧力に応じ
て変えられる。このような形式で、回転数の上昇に伴っ
て下降する特性曲線、つま９、第２図に示しだ特性曲線
Ａに対して変化する特性曲線が得られる。

さて、内燃機関が過給運転されると、支点４２をスプー
ル２８に向かって押しやるのに十分な圧力が制御室４６
内に形成される。第１図に示した装置が、まず過給運転
開始前に流過横断面３１が部分的に閉鎖されるように調
節されていれば、プランジャ４３若しくは調節ダイヤグ
ラム４４からスプール２８に作用する分力によって、前
記流過横断面３１は、制御室４６内の圧力に応じてより
大きく開放され、圧力室２３内の制御圧力は、絞り３７
との協働作用によって最初の圧力に対して減少される。

こうして、この装置の作用によって、第２図の特性曲線
Ｂで示された、燃料噴射量の特性曲線が回転数にわたっ
て得られる。この特性曲線Ｂは、高い燃料噴射量の値に
維持されており、これは、圧力室２３内の圧力が所定の
程度だけ下降することによって得られるので、これに応
じて、スプール１１はばね２４のばね力に抗してさらに
移動させられる。このスプール１１の移動によって、最
大燃料噴射量位置がより高い値に変化する。この圧力か
ら出発して、過給圧が所定の値に制限されている限り、
過給圧は回転数が上昇する際に、回転数の上昇に伴って
増大する。

これによって、支点４２がずらされる。しかしながらそ
れと同時に、吸込室１７内の圧力レベルも、回転数の上
昇に伴って増大し、従って、次第に大きくなる分力が端
面５３に作用する。

その結果得られるスプール２８の位置は、端面５３、押
しばね４０及び戻しばね４８の構成並びに調節ダイヤフ
ラム４４に作用する圧力面を相応に設計することによっ
て、所望の程度に規定される。この規定に応じて、過給
運転時だおける、第２図に示した特性曲線Ｂに従った所
望の特性曲線が得られ、この場合、特性曲線Ａは特性曲
線Ｂとは無関係に形成される。

第３図では、スプール２８′を備えた、変化実施例によ
る圧力制御弁２６が示されている。この変化実施例では
、例えば圧力導管２５は、閉鎖されることなく、リング
溝２９の範囲のシリンダ孔２７内に開口している。２つ
の部分間で形成されたリング状室からの流出は、スプー
ル２８′の位置に応じて制御される。この構造は、基本
的には第１図の実施例による構造と同じであるが、この
変化実施例では、制限縁３０′として、リング溝２９の
一方の制限縁に７字状の切欠きが設けられている。この
７字状の切欠きは、シリンダ孔２７内に設けられたリン
グ溝５６の制限縁５５と協働する。リング溝５６は、第
１図によるリング溝２９と同様に、負荷軽減導管３３を
介して負荷軽減室に通じていて、負荷解除される。この
第６図の実施例では、Ｖ字状の切欠き（制限縁３０′）
によって、流過横断面３１′は微妙に制＠ｊされ、この
流過横断面３１′は、回転数に応じて圧力が増大するの
に伴って、及び、過給圧が減少するのに伴って、次第に
小さくなる。このように構成されたスプールでは、圧力
導管２５と圧力室３４若しくは吸込室１７との間の接続
部に設けられた絞りによって、過給なしで駆動される内
燃機関において、圧力室２３内で次第に増大する制御圧
が得られる。

第６図では、さらに別の解決策が破線で示されている。

この別の解決策によれば、前記解決策とは反対に、回転
数に応じて圧力が増大するにつれて流過横断面３１′が
大きくなり、これに従って、圧力室２３内の制御圧力が
、回転数の増大につれて低くなる。このために、リング
溝２９の反対側にＶ字状の切欠き（制限縁３０″）が設
けられている。この制限縁３「′は、これに対応してシ
リンダ孔２７内に配置されたリング溝５６′と協働する
。

以上のようないくつかの実施例の可能性によって、特に
、燃焼空気を過給するための過給器がオン・オフされる
内燃機関の運転を考慮した、回転数にわたる最大燃料噴
射量の任意の曲線が得られる。本発明による装置は、特
に、内燃機関の回転数と同期的に駆動されるか又は別個
の躯動装置によって駆動される過給器に適している。こ
のような過給器、例えばＧ過給器は、スイツチオフ時に
自動的な圧力上昇を生せしめるが、この圧力上昇に、噴
射しようとする燃料量を合わせなければならない。また
、一方では吸込み運転時、他方では過給運転時に、しば
しば種々異なる燃料噴射経過が望まれている。これは、
排ガス放出の理由からも、最適な効率又は燃費のだめに
も必要とされている。以上述べた本発明の解決策によれ
ば、このような最適な排ガス放出、効率又は燃費を、高
い費用をかけることなしに実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例による、圧力制御弁を備え
た制御装置の概略的な部分図であって、過給を行なって
いない運転時においてスプールが流過横断面を閉鎖して
いる状態を示しスおり、第２図は、過給運転される内燃
機関及び過給運転されない内燃機関のだめの、回転数と
燃料［質射量との関係を示したグラフ、第６図は、別の
実施例による圧力制御弁の概略的な部分図である。２・・・燃料量調節部材、３・・ベルクランク、５・・
・検出ビン、８・・・孔、９・・・／リンダ、１１・・
・調節ピストン、１２・・・端面側、１４・・・作業室
、１７・・・吸込室、１８・・・燃料ポンプ、１９・・
・燃料針Ｒ谷器、２０・・・圧力制御弁、２１・・・輪
郭、２２・・・後ろ側、２３・・・圧力室、２４・・・
戻しばね、２５・・・圧力導管、２６・・・圧力制御弁
、２７・・・／リンダ孔、２８　、２８’・・・スプー
ル、２９・・・リング溝、３０　、３０’・・・制限縁
、３１．３１′，３１″・・・流過横断面、３３・・・
負荷軽減導管、３４・・・圧力室、３５・・・ストッパ
、３７・・・絞り、３８・・・至、３９・・・端面側、
４０・・・押しばね、４２・・・支点、４３・・・プラ
ンシャ、４４・・・調節ダイヤフラム、４５・・・ケー
シング、４６・・・制御室、４７・・・基準圧力室、４
８・・・戻しばね、５０・・・ストッパ、５１・・・ぎ
ン、５３・・・端面、５５・・・制限縁、５６゜５６′
・・・リング溝

Claims

【特許請求の範囲】１．過給駆動される内燃機関に燃料噴射ポンプから供給
される最大燃料噴射量を制御する方法であつて、燃料噴
射ポンプの燃料量調節部材の調節行程を、燃料量の増大
する方向で制限し、この制限を、運転パラメータに応じ
て調節装置によつて変えられるようにし、該調節装置を
、第１の方向で、回転数に応じて変化する圧力から導き
出された力によつて負荷し、前記第１の方向とは逆方向
の第２の方向で、内燃機関の燃焼室に供給された空気の
密度に応じて変化する制御圧力から導き出された力及び
戻し力によつて負荷する形式のものにおいて、内燃機関
の燃焼室に供給された空気の過給を、オン・オフ可能な
過給器によつて行ない、前記制御圧力を、燃焼室に供給
された空気の密度、及び、内燃機関の回転数に応じて変
化させることを特徴とする、燃料噴射ポンプの最大燃料
噴射量を制御するための方法。２．前記制御圧力を、過給器のスイツチオフ時に回転数
に応じてのみ変化させ、過給器のスイツチオン時に、回
転数、及び、内燃機関に供給された空気の密度に応じて
変化させる、特許請求の範囲第１項記載の方法。３．過給器が負荷に応じてスイツチオンされるようにす
る、特許請求の範囲第２項記載の方法。４．前記制御圧力を、回転数が上昇するにつれて次第に
増大させ、この増大程度を、燃焼室に供給された空気の
密度が高くなるにつれて次第に減少させる、特許請求の
範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の方法。５．燃料噴射ポンプの燃料量調節部材の調節行程を、燃
料量の増大する方向で制限し、この制限を、運転パラメ
ータに応じて調節装置によつて変えられるようにし、該
調節装置を、第１の方向で、回転数に応じて変化する圧
力から導き出された力によつて負荷し、前記第１の方向
とは逆方向の第２の方向で、内燃機関の燃焼室に供給さ
れた空気の密度に応じて変化する制御圧力から導き出さ
れた力及び戻し力によつて負荷する形式の、過給駆動さ
れる内燃機関に燃料噴射ポンプから供給される最大燃料
噴射量を制御する方法を実施するための装置であつて、
燃料噴射ポンプに、燃料量調節部材、及び、この燃料量
調節部材の可能な調節行程を制限するための装置が設け
られており、戻しばね（２４）に抗して調節可能な調節
ピストン（１１）を有する調節装置が設けられており、
該調節ピストン（１１）の位置に応じて、伝達部材（２
１，５，３）によつて燃料量調節部材（２）の可能な行
程が変えられるようになつており、前記調節ピストン（
１１）の一方側が、圧力源（１７）に接続可能な作業室
（１４）を制限していて、この作業室（１４）の圧力が
燃料噴射ポンプの回転数に応じて変化し、調節ピストン
（１１）の他方側、つまり、前記作業室（１４）とは反
対の後ろ側（２２）が圧力室（２３）を制限していて、
該圧力室（２３）が、戻しばね（２４）を支持していて
、内燃機関の運転パラメータに応じて制御される制御圧
力によつて負荷されており、さらに、前記圧力室（２３
）が、絞り（３７）を介して圧力源に接続されていて、
また、圧力制御弁（２６）を介して負荷軽減室（３８，
１９）に接続可能であつて、前記圧力制御弁（２６）が
、負荷軽減室（１９）へ通じる流過横断面（３１）を制
御する弁閉鎖部材（２８）を有しており、該弁閉鎖部材
が、調節部材（４４）を介して、過給器によつて形成さ
れた空気圧に応じて変化する力によつて、戻し力に抗し
て負荷される形式のものにおいて、前記圧力室（２３）
が、回転数に応じて変化する圧力を有する圧力源（１７
）に、絞り（３７）を介して接続されており、前記戻し
力が、弁閉鎖部材（２８）の、圧力面として構成された
一方の端面（５３）に作用する、前記圧力源（１７）の
圧力によつて生ぜしめられることを特徴とする、燃料噴
射ポンプの最大燃料噴射量を制御する装置。６．前記閉鎖部材（２８）が、この閉鎖部材（２８）の
一方の端面（５３）に作用する圧力源の圧力によつて、
流過横断面（３１）を小さくする方向で負荷される、特
許請求の範囲第５項記載の装置。７．前記閉鎖部材（２８）が、この閉鎖部材（２８）の
一方の端面（５３）に作用する圧力源の圧力によつて、
流過横断面（３１）を大きくする方向で負荷される、特
許請求の範囲第５項記載の装置。８．前記弁閉鎖部材（２８）がスプールとして構成され
ており、該スプールが、孔（２７）内で気密にしゆう動
可能であつて、このスプールの一方の端面（５３）で、
圧力源（１７）に常に接続された圧力室（３４）を閉鎖
し、他方の端面（３９）が押しばね（４０）の一端部に
よつて負荷されていて、該ばね（４０）の他端部の支点
（４２）が、内燃機関の燃焼室に供給された空気の密度
に応じて調節可能である、特許請求の範囲第６項又は第
７項記載の装置。９．前記閉鎖部材（２８）がスプールとして構成されて
おり、該スプールがリング溝（２９）を有しており、こ
のリング溝（２９）が、圧力導管（２５）を介して圧力
室（２３）に常に接続されているか、又は、負荷軽減導
管（３３）を介して負荷軽減室（１９）に常に接続されて
おり、前記リング溝（２９）の一方の制限縁（３０′又
は３０″）が、負荷軽減導管（３３）又は圧力導管（２
５）の横断面の制限縁と協働して流過横断面（３１，３
１′，３１″）を形成している、特許請求の範囲第５項
から第８項までのいずれか１項記載の装置。１０．リング溝（２９）の前記制限縁（３０′，３０″
）が、リング溝（２９）と常に接続し、かつ、スプール
（２８）の外周面に設けられた切欠きを制限していて、
該切欠きの横断面が、スプールの調節方向で変化するよ
うになつており、さらに該切欠きが、スプールをリング
状に取り囲み、かつ流過横断面を一方側で制限する制限
縁（５５）と協働する、特許請求の範囲第９項記載の装
置。１１．スプール（２８）が、過給運転の行なわれていな
い時に、圧力源からスプール（２８）に作用する調節力
によつて、小さい流過横断面の位置にもたらされるよう
に、スプール（２８）が流過横断面（３１，３１′，３１″）に対し
て配置されている、特許請求の範囲第５項から第１１項
までのいずれか１項記載の装置。１２．スプールのしゆう動可能性が、流過横断面の開放
方向で、調節可能なストツパ（５０，５１）によつて制
限される、特許請求の範囲第１１項記載の装置。