JPS6231669Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は燃料噴射圧力の高圧化を図つた分配型
燃料噴射ポンプの噴射圧力保持装置に関する。

内燃機関例えばデイーゼル機関にあつては高い
圧縮比を得ることにより燃焼が改善され燃費が向
上するものである。従つてこのように高圧の燃焼
室に向けて燃料を噴射させるための燃料噴射ポン
プは燃料噴射圧力も高圧なものが必要となる。

ところで、従来、CAV型の分配型燃料噴射ポ
ンプとして、対向するプランジヤをカム・リング
の内周面に形成したカムに応じて往復移動させて
高圧ポンプ系を形成する燃料噴射ポンプが知られ
ている（昭和53年６月、日産自動車株式会社発行
技術解説書「デイーゼルエンジン」参照）。

そして、この様なポンプ系を複数個組み合せる
燃料噴射ポンプとして、第１図に示すようなもの
が、本出願人により提案されているが、分配型に
特有な構造的制約のため上記燃料噴射圧力の高圧
化を図ることが、必ずしも充分でない状態があつ
た。これを詳しく説明する。

第１図において、機関回転に同期して回転する
ロータリーシヤフト１に設けられたプランジヤ
２，３はカムリング４，５にローラ６，７を介し
て回転摺動しロータリーシヤフト１の半径方向に
往復摺動をする。高圧室８，９内の燃料は圧縮さ
れながら、圧送通路１０、分配ポート１１を通つ
て図示しない機関各気筒毎に配設された噴射ノズ
ルへ送り出され噴射に供されるが、このとき圧送
通路１０はポンプ室１２にリリーフポート１３を
介して接続しており、ロータリーシヤフト１外周
に往復動自由に嵌合したコントロールスリーブ１
４をステツプモータ１５等のアクチユエータによ
り軸方向に移動させ、該コントロールスリーブ１
４のカツトオフポート１６と前記リリーフポート
１３とを適当な時期に一致させて、圧送通路１０
内の高圧燃料を低圧側にリリーフし燃料噴射を終
了させる手段を採用している。尚、前記ステツプ
モータ１５等のアクチユエータの制御は機関運転
状態を入力して演算することにより要求燃料噴射
量を知り、これにみあつた出力をアクチユエータ
に供給するマイクロコンピユータ等の制御装置に
よる。

かかる分配型燃料噴射ポンプは、複数のプラン
ジヤを用いて燃料を圧送するから高い送油率が得
られる利点はあるが、燃料噴射量を規定するため
の燃料噴射制御装置即ちここではロータリーシヤ
フト１のリリーフポート１３及びコントロールス
リーブ１４のカツトオフポート１６並びに前記制
御装置等を含む圧送通路１０内の高圧燃料逃し手
段は、コントロールスリーブ１４のカツトオフポ
ート１６が機関気筒数に応じた数だけコントロー
ルスリーブ１４外周に配設しなければならず、該
カツトオフポート１６の開口面積に制限が加えら
れるものであつた。

即ちカツトオフポート１６の開口面積が充分に
得られないと、噴射終り時期の圧送通路１０内の
圧力が充分に低圧側にリリーフされなくなつて圧
力降下率が悪くなる。その結果燃料噴射ノズルに
おいて燃料切れが悪くなり或いは燃料の後だれを
発生し、排気中のスモーク排出量増大、燃費の悪
化等を招くおそれがある。

そこで、せつかく複数のプランジヤによつて送
油率を高めることができる状態にありながら、プ
ランジヤによる燃料圧送はこれと同時に一部燃料
を逃してその高送油率を低下させ、むしろ燃料噴
射終りの上記特性悪化を防止しているような状態
であり、従つて燃料噴射率が充分上昇しないとい
う不都合があつたのである。

本考案はかかる不都合に鑑み、圧送通路内の高
圧燃料を低圧側に短時間にリリーフして燃料の噴
射切れを良くし、結果として圧送通路内の燃料圧
力を充分に高い値に保持して高噴射率を可能とし
た分配型燃料噴射ポンプを供給することを目的と
する。

本考案の要旨とするところは、プランジヤポン
プの圧縮行程により燃料が圧送される圧送通路を
有して機関回転に同期回転するロータリーシヤフ
トと、その内部を回転するシリンダと、前記圧送
通路を低圧側にリリーフすると共に該リリーフす
る時期を機関運転状態に応じて制御し、リリーフ
遮断期間に燃料噴射を行わせる燃料噴射制御装置
と、前記シリンダの内周面に形成され夫々が対応
する燃料噴射ノズルに連通する分配通路と、前記
ロータリーシヤフトの外周面一部に開口して前記
圧送通路の高圧燃料を前記分配通路の選択された
１つに供給する分配ポートと、を備えた分配型燃
料噴射ポンプにおいて、従来と同様に圧送通路の
高圧燃料を前記燃料噴射制御装置によつてリリー
フしそのリリーフ時期を制御することにあつて噴
射量制御を行う一方、補助リリーフ通路を設けて
前記リリーフ量を増大する。そしてこの補助リリ
ーフ通路は、ロータリーシヤフト外周一部に開設
されると共に低圧側に連通し、その回転移動経路
が前記分配通路に重なる位置にあり、更には前記
燃料噴射制御装置によつて制御されるリリーフ開
始時期の最も遅れた時期直後即ち最大燃料噴射量
を得るときの噴射終り直後の回転移動位置にある
前記分配ポートに前記分配通路の開口を介して連
通される位置にあるように設ける。

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案が適用される分配型燃料噴射ポ
ンプの全体構造を説明するための図で、その要部
は第２図に、本考案実施例の要部は第３図に示
す。

第１図Ａ，Ｂにおいてドライブシヤフト２０は
機関回転速度の1/2の速度で回転駆動され、スプ
ライン結合を介してロータリーシヤフト１を回転
駆動させる。ロータリーシヤフト１には半径方向
に往復摺動自由な複数のプランジヤ２を放射方向
に収納する。これらプランジヤ２間には高圧室８
が形成される。そして該高圧室８に連通してロー
タリーシヤフト１外周に開口する吸入ポート２１
及び分配ポート１１が形成される。

一方図示しない燃料タンク内の燃料はフイード
ポンプを介して汲み上げられ、トランスフアポン
プ２２に吸引されてポンプ室１２内に圧送され
る。圧送された燃料は燃料通路２３を介して電磁
開閉式の燃料カツト弁２４に導かれ、吸入通路２
５を介して該吸入通路２５がロータリーシヤフト
１の吸入ポート２１に一致したときに圧送通路１
０を介して高圧室８内に導かれる。

プランジヤ２の外方にはローラ６を介してカム
リング４が配設されている。カムリング４はその
内周面にカムフエイスが形成されていて、ロータ
リーシヤフト１の回転駆動に伴うプランジヤ２の
公転により、ローラ６がカム山にのりあげたとき
にローラ６を介してプランジヤ２を求心方向に相
互に接近させ、高圧室８内の高圧燃料を圧送通路
１０を介して吐出する。分配ポート１１は夫々の
噴射ノズルに連通する分配通路２６に一致したと
きに、デリバリバルブ２７を介して対応する噴射
ノズルに燃料を圧送する。尚分配通路２６は機関
各気筒に配設した燃料噴射ノズルに対応して複数
設けられており、その内端開口２６Ａは、ロータ
リーシヤフト１がその内部を回転するシリンダ３
０の内周面に周方向に配列されて開設されてい
る。

一方、上記構成と略同様な構成からなるもう１
組のプランジヤ３、ローラ７、カムリング５、高
圧室９が設けられており、これら２組のプランジ
ヤ等の構成によつて燃料噴射率特性は２組のプラ
ンジヤの作用に基づく燃料噴射率の合成特性とし
て得ることができる。

燃料噴射時期の調整に関しては、前記カムリン
グ４，５の中心軸回りの回動位置を調整して行
う。即ち、カムリング４，５に連結されたロツド
３１，３２の外端にタイマピストン３３，３４を
連結し、該タイマピストン３３，３４に例えばポ
ンプ室１２内の燃料圧力を電磁開閉式の開閉弁３
５を介して導き、該圧力をタイマピストン３３，
３４に作用させる。開閉弁３５はタイマピストン
３３，３４に導かれる圧油通路をオン、オフ的に
開閉するもので、そのオン，オフ時間比率を制御
して機関運転状態に最適な燃料圧力をタイマピス
トン３３，３４に作用させ、カムリング４，５の
回動位置を制御してプランジヤ２，３の圧縮行程
時期、即ち燃料噴射時期が制御される。

前記各高圧室８，９と分配ポート１１とを連通
接続する圧送通路１０は、ロータリーシヤフト１
内に形成されたリリーフ通路１３ａを介してシヤ
フト外周面に開口したリリーフポート１３に接続
されている。ロータリーシヤフト１の外周に配設
されてその軸心Ｃ方向に摺動自由なコントロール
スリーブ１４はカツトオフポート１６を有してお
り、該カツトオフポート１６が前記リリーフポー
ト１３に一致したときに、前記圧送通路１０内の
高圧燃料を低圧のポンプ室１２内にリリーフし、
他は該リリーフポート１３を閉鎖する構成となつ
ている。コントロールスリーブ１４はステツプモ
ータ１５等のアクチユエータによりシヤフトの軸
心方向に変位されるものであつて、該ステツプモ
ータ１５は図示しないコンピユータ等の制御回路
によつて機関運転状態に応じコントロールスリー
ブ１４の変位量を制御する。

従つてプランジヤ２及び３によつて高圧室８，
９内の燃料が加圧圧送されると、コントロールス
リーブ１４がリリーフポート１３を閉鎖している
限り、分配ポート１１と１つの分配通路２６とが
一致した段階で対応する気筒の噴射ノズルに燃料
が圧送され、これより燃焼室内に噴射供給される
が、ロータリーシヤフト１の回転が進むとコント
ロールスリーブ１４のカツトオフポート１６とリ
リーフポート１３とが一致するようになり、この
段階において圧送通路１０内の高圧燃料が該リリ
ーフポート１３及びカツトオフポート１６を介し
て低圧のポンプ室１２内にリリーフされるから、
噴射燃料圧力が急激に低下して燃料噴射ノズルが
閉弁し、燃料噴射を終了する。即ちカツトオフポ
ート１６とリリーフポート１３との連通時期が燃
料噴射終了時期となるのであつて、燃料噴射終了
時期によつて燃料噴射量が制御されることにな
る。

従つてロータリーシヤフト１のリリーフポート
１３及びコントロールスリーブ１４のカツトオフ
ポート１６、ステツプモータ１５及びその制御回
路等は前記圧送通路１０を低圧側のポンプ室１２
にリリーフする時期を機関運転状態に応じて制御
しリリーフ遮断期間に燃料噴射を行わしめる燃料
噴射制御装置を構成していることがわかる。

また従来からロータリーシヤフト１外周面には
均圧溝５６が分配ポート１１とは離れて形成さ
れ、分配ポート１１と分配通路２６が離れた段階
で、該分配通路２６を、シリンダ３０に設けた均
圧孔５７を介してポンプ室１２に連通させ、もつ
て噴射終了後の分配通路２６内の燃料残圧をポン
プ室１２内の燃料圧力にまで一定値に低下させ、
圧送行程に入る前の各分配通路２６内の燃料圧力
を均一化している。

本実施例は上記従来の構成に対し、特に分配ポ
ート１１、分配通路２６のシリンダ内周面開口
部、及び均圧溝５６を改良することにより本考案
を適用したものである。

理解を容易にするために、第２図を用いてまず
説明する。第２図はシリンダ３０内周面及びロー
タリーシヤフト１外周面を夫々展開したもので、
ロータリーシヤフト１は矢印方向に回転し、シリ
ンダ３０は固定されている。

今、例えば図示の状態のように、ロータリーシ
ヤフト１のある回転位置において吸入ポート２１
Ｃが吸入通路２５に一致しているとすると、この
相互の一致はカムリフトが低下している間即ち吸
入行程にある間継続され高圧室８，９に燃料が吸
入される。

ロータリーシヤフト１の回転が進むと吸入ポー
ト２１Ｃは吸入通路２５から離れて吸入行程が終
了し、次にカムのリフトが開始すると同時にプラ
ンジヤ２，３のポンプ作用で圧送通路１０に燃料
が圧送される。そして分配ポート１１が分配通路
２６Ｃに一致するようになると、高圧燃料が分配
通路２６Ｃに圧送され対応する燃料噴射ノズルに
供給される。

ただしここにおいて既述した燃料噴射制御装置
において、コントロールスリーブ１４のカツトオ
フポート１６がリリーフポート１３と一致して圧
送通路１０内の圧送燃料をポンプ室１２内にリリ
ーフしている間は、プランジヤ２，３の燃料圧送
があつても分配通路２６Ｃへの実質的な高圧燃料
供給がないから、上記高圧燃料の燃料噴射ノズル
への圧送即ち噴射期間は、分配ポート１１と分配
通路２６Ｃとの連通期間ではなく、コントロール
スリーブ１４によるリリーフポート１３のリリー
フ遮断期間である。

均圧溝５６は分配ポート１１とポンプ回転角度
で180゜の位相差をもつて設けられており、燃料
噴射終了後即ちカツトオフポート１６とリリーフ
ポート１３との連通（リリーフ）遮断が解除され
た時点後、ポンプ回転角度180゜で、均圧溝５６
が分配通路２６Ｃに連通すると共に均圧孔５７に
連通して、分配通路２６Ｃ内の燃料残圧をポンプ
室１２内圧力にまで低下させ、各分配通路２６Ａ
〜２６Ｄ内の残圧を均一化する。

上記装置においてはカツトオフポート１６がコ
ントロールスリーブ１４の周方向に機関気筒数と
同数個だけ開設されていることからその開口面積
に制限があり大きくできず、このため圧送通路１
０内の燃料圧力を噴射終了後に急速に低下させる
ことができなくて噴射切れを悪くし燃料後だれを
発生し易く、これを防止するために圧送通路１０
内の燃料圧力を燃料噴射中も一部リリーフするこ
とにより低下させていたこと既述の通りである。

そこで本実施例では第３図に示すように、従来
の均圧溝５６の均圧機能をそのまま保持する補助
リリーフ通路（本実施例では溝）６０をその回転
移動経路Ｐが各分配通路２６Ａ〜２６Ｄに重なる
ように設ける。従つて該補助リリーフ通路６０は
分配通路２６Ａ〜２６Ｄの１つと一致することが
でき、この一致した時に分配通路２６Ａ〜２６Ｄ
が補助リリーフ通路６０及び均圧孔５７を介して
ポンプ室１２に連通するから従来の均圧溝として
該補助リリーフ通路６０が機能し得るようにして
おく。

更に該補助リリーフ通路６０は、次のような特
定された位置を満足すべく配設される。即ち Ａ 前記燃料噴射制御装置によつて制御されるリ
リーフ開始時期、詳しくはリリーフポート１３
とある１つのカツトオフポート１６との遮断
（即ち、燃料噴射中であり、分配ポート１１と
分配通路２６Ｃとが連通している）が解かれ連
通する時期（即ち燃料噴射終了時期）、が最も
遅れた時期（即ち最大燃料噴射量を得るための
最大燃料噴射期間終了時期）直後における前記
分配ポート１１の回転移動位置において、前記
分配ポート１１に分配通路２６Ｃが連通状態に
あること（この条件は一般に最大噴射量の噴射
終了時期に厳密に同期して分配ポート１１が分
配通路２６Ｃとの連通を断たれるようなことは
なく、該連通はその後余裕をもつて断たれるよ
うに設計されるから当然の条件であるが）。

Ｂ このとき同様に均圧孔５７を介して低圧側に
連通している補助リリーフ通路６０が分配通路
２６Ｃに連通していること。

つまり、上記Ａ，B2つの条件は、観点を変え
れば燃料噴射が終了しないうちに、分配ポート１
１が分配通路２６を介して補助リリーフ通路６０
から低圧側に連通し燃料噴射が終了してしまわな
いように配慮したものである。このことを満足す
るには最も条件が厳しくなる最大噴射量のときを
考えればよい。

尚、本実施例では上記Ａ，Ｂの条件を容易に満
足させるために補助リリーフ通路６０と分配通路
２６の開口部とを長方形とし、そのうちの相対す
る辺相互をロータリーシヤフト回転方向に対して
略等しく傾斜する傾斜辺ａ，ｂとしたが、第４図
の分配通路２６C′の開口部及び補助リリーフ通
路６０′に示す如く長方形のままでもよく、その
他の形状であつてもよい。

従つて上記構成によれば、燃料噴射がなされて
いる間、分配ポート１１と分配通路２６とは連通
しており、燃料噴射制御装置においてはカツトオ
フポート１６とリリーフポート１３との連通が遮
断されているが、カツトオフポート１６とリリー
フポート１３との連通が断たれることによつて圧
送通路１０内の高圧燃料が低圧側のポンプ室１２
内にリリーフされ、もつて燃料噴射を終了する。

このとき前記カツトオフポート１６の開口面積
には制約があるから該ポート１６を通じてなされ
る圧送通路１０内の高圧燃料のリリーフ量は充分
でない。

しかし本考案では、燃料噴射終了直後に即ちま
だ分配ポート１１と分配通路２６とが連通してい
る間に分配通路２６と補助リリーフ通路６０とが
連通するから、圧送通路１０内の高圧燃料は前記
リリーフの他に、分配ポート１１、分配通路２
６、補助リリーフ通路６０を介してポンプ室１２
内に補助的にリリーフされ、全体としてのリリー
フ量を増大させる。

その結果実質的にはカツトオフポート１６とリ
リーフポート１３との開口面積が増大したと等価
となり、圧送通路１０内の高圧燃料の圧力低下は
ポンプ室内圧力にまで直ちになされると同時に各
分配通路２６Ａ〜２６Ｄ内の噴射後の燃料残圧も
均一化され得る。

これにより、複数のプランジヤを用いて高圧燃
料を圧送したとき、これを燃料噴射中に一部リリ
ーフすることなく燃料噴射に供されても、燃料噴
射終了直後に燃料圧力が直ちに低下されるから高
圧燃料噴射を可能とするのである。

尚本実施例においてはロータリーシヤフト１内
にプランジヤ２，３を配設したポンプを示した
が、プランジヤポンプをロータリーシヤフト１外
に配設したポンプに対しても適用でき、また燃料
噴射制御装置もリリーフポート、カツトオフポー
ト等からなるものに限るものではない。

また本実施例では従来からある均圧溝を補助リ
リーフ通路として利用したが、均圧溝とは無関係
に補助リリーフ通路を設けることができるのはい
うまでもない。

以上述べたように本考案によれば、燃料噴射制
御装置における圧送通路の低圧側へのリリーフ用
通路の開口面積がレイアウト上制御されるような
場合であつても、分配ポート、分配通路及び補助
リリーフ通路を通じた燃料リリーフによつてこれ
を補償することができる。

従つて燃料噴射後の圧送通路内の高圧燃料を急
激に低下させることができるから、ポンプの送油
率を高めて燃料噴射圧の高圧化を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は分配型燃料噴射ポンプを示しＡは縦断
面図、ＢはＡのＢ−Ｂ矢視断面図、第２図は同上
要部を示し、Ａはシリンダ内周面の展開図、Ｂは
ロータリーシヤフト外周面の展開図、Ｃはカムリ
フト線図である、第３図は本考案の一実施例を示
し、Ａはシリンダ内周面の展開図、Ｂはロータリ
ーシヤフト外周面の展開図、Ｃはカムリフト線図
である、第４図は本考案の他の実施例を示すロー
タリーシヤフト外周面の展開説明図である。 １……ロータリーシヤフト、２，３……プラン
ジヤ、８，９……高圧室、１０……圧送通路、１
１……分配ポート、１２……ポンプ室（低圧
側）、１３……リリーフポート、１４……コント
ロールスリーブ、１５……ステツプモータ、１６
……カツトオフポート、２１，２１Ａ〜２１Ｄ…
…吸入ポート、２５……吸入通路、２６，２６Ａ
〜２６Ｄ，２６C′……分配通路、３０……シリ
ンダ、６０，６０′……補助リリーフ通路、Ｐ…
…回転移動経路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 プランジヤポンプの圧縮行程により燃料が圧送
   される圧送通路を有しかつ機関回転に同期して回
   転するロータリーシヤフトと、 該ロータリーシヤフトが内部を回転するシリン
   ダと、 前記圧送通路を低圧側にリリーフすると共に該
   リリーフする時期を機関運転状態に応じて制御し
   リリーフ遮断期間に燃料噴射を行わせる燃料噴射
   制御装置と、 を備え、 前記シリンダは、その内周面に複数個周方向に
   配列されて開口し夫々が対応する燃料噴射ノズル
   に連通する分配通路を有し、 前記ロータリーシヤフトは、 前記圧送通路に連通すると共に該ロータリーシ
   ヤフト外周面に開口して前記分配通路の選択され
   た１つに圧送燃料を供給する分配ポートと、 前記ロータリーシヤフト外周面に開設され低圧
   側に連通すると共に、該開設位置は、前記ロータ
   リーシヤフトの回転にともなう移動経路が前記分
   配通路に重なり、前記燃料噴射制御装置によつて
   制御されるリリーフ開始時期の最も遅れた時期直
   後の回転移動位置になる前記分配ポートに前記分
   配通路の開口を介して連通される位置である補助
   リリーフ通路と、 を有することを特徴とする分配型燃料噴射ポンプ
   の噴射圧力保持装置。