KR0166410B1 - 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법 - Google Patents

연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법 Download PDF

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다카시 오이시
노부히로 기타하라
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오타 유다카
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Abstract

파일럿분사용 압송스트로우크가 고정적인 형식의 연료분사장치에 있어서, 플런저의 실제 압송속도를 일정하게 하도록 제어함에 따라, 엔진의 넓은 회전영역에서 일정한 파일럿분사량을 얻을 수 있는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구및 파일럿분사량 제어방법을 제공하는 것을 과제로 함을 목적으로, 파일럿분사량이 플런저의 실제 압송속도에 비례하며, 실제 압송속도는 캠의 속도정수와 회전수와의 적에 비례하기때문에 저회전영역에 있어서는 캠의 속도 정수를 크게함과 동시에 고회전영역에 있어서는 캠의 속도정수를 작게하면 실제 압송속도를 대략 일정하게 유지할 수 있음에 착안한 것으로, 캠의 회전속도가 높아짐에 따라서, 이 프리스트로우크를 조정함에 따라 이 캠의 사용영역을 저압송 속도영역으로 변화시키는 것을 특징으로 한다.

Description

연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 연료분사장치의 파일럿 분사량 제어기구(54)를 설명하기 위한 프리스트로우크 가변기구 부속 연료분사 펌프(1)의 종단면도.
제2도는 동 파일럿 분사 개시의 상태를 나타낸 주요부분 확대 종단면도.
제3도는 플런저(5)의 실제 압송속도에 대한 파일럿 분사량의 관계를 나타낸 그래프.
제4도는 동회전수에 따라서 프리스트로우크를 기계적으로 가변으로 하는 프리스트로우크 가변기구(40) 및 종래로 부터의 기계식 조속기(41)의 개략사시도.
제5도는 동 캠각도에 대한 캠리프트 및 캠의 속도정수의 관계를 나타낸 그래프.
제6도는 동 회전수에 대한 프리스트로우크 및 파일럿분사량의 제어특성을 나타낸 그래프.
제7도는 본 발명의 제2실시예에 의한 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구(80)를 설명하기 위한 프리스트로우크를 기계적으로 제어할 수 있는 다른 프리스트로우크 가변기구를 나타낸 것으로, 행렬형의 펌프 본체(42)와, 프리스트로우크 가변기구(61)과 기계식 조속기(41)등을 구비한 연료분사펌프(60)의 개략사시도.
제8도는 동 기계식 조속기(41)와 반대측의 균형추 케이스(62)측에서 본 측면단면도.
제9도는 동 기계식 조속기(41)와 펌프본체(42)의 연결부분(변위전달부분)의 주요부분 확대단면도.
제10도는 동 오목캠(90)의 설명도.
제11도는 동 제5도와 같은 오목캠(90) 및 일반의 캠(11)의 속도정수를 나타낸 그래프.
제12도는 본 발명의 제3실시예에 의한 프리스트로우크를 전자식으로 가변제어 할 수 있는 연료분사장치(100)의 개략설명도.
제13도는 동 프리스트로우크 맵(108)의 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연료분사펌프(연료분사장치) 2 : 펌프하우징
3 : 세로구멍 4 : 하부플런저 배럴
5 : 플런저 6 : 상부플런저 배럴
7 : 배수밸브 8 : 연료압실
9 : 연료출구 10 : 캠축
11 : 캠 12 : 태핏(tappet)
13 : 스프링 14 : 압력면
15 : 분사량조절용 슬리이브 16 : 돌기
17 : 분사량조절용 로드 18 : 제어슬리이브
19 : 안내홈 20 : 맞물기홈
21 : 안내핀 22 : 진각장치 로드
23 : 진각장치 로드(22)의 맞물기부분 24 : 가로구멍
25 : 연료저장실 26 : 연료흡입 배기구멍
27 : 중심연통구멍 28 : 제어용 경사홈
29 : 연통용 세로홈 30 : 주분사용 차단구
31: 연료입구 32 : 파일럿스필용 슬릿
33 : 파일럿분사용 차단구
33A : 파일럿분사용 차단구(33)의 큰지름부분
33B : 파일럿분사용 차단구(33)의 작은지름부분
40 : 연료분사펌프(1)의 프리스트로우크 가변기구
41 : 기계식 조속기 42 : 펌프본체
43 : 가이드슬리이브 44 : 조속기추
45 : 회전운동용 고정축
46 : 텐션레버(프리스트로우크제어용 레버)
47 : 타이밍캠 47A : 타이밍캠(47)의 캠면
48 : 균형추 49 : 캠면 맞닿는 부품
49A : 캠면맞닿는 부품(49)의 캠면 맞닿는 단부
50 : 연결레버 51 : 회전운동용 고정축
52 : 균형추 스프링(진각장치 로드(6)의 복귀스프링)
53 : 토오크캠
54 : 연료분사장치(1)의 파일럿분사량제어기구(제1실시예)
60 : 연료분사펌프(연료분사장치)
61 : 연료분사펌프(60)의 프리스트로우크 가변기구
62 : 균형추 케이스 63 : U자 레버
64 : 균형추 65 : 맞닿는 레버
66 : 전각조정용 부가장치 67 : 데바이스하우징
68 : 제어축 69 : 중간링크
70 : 가이드레버 71 : 제어레버
72 : 원통캠 72A : 원통캠(72)의 캠면
73 : 맞닿는 핀 74 : 분사량 제어랙
75 : 자기커플링 76 : 변위전달축
77 : 격벽
78 : 자기결합(75)의 구동측 외극자석
79 : 자기결합(75)의 종동측 내극자석
80 : 연료분사장치(60)의 파일럿분사량 제어기구(제2실시예)
90 : 오목캠 91 : 오목캠(90)의 오목면 부분
100 : 연료분사장치 101 : 프리스트로우크 가변작동기
102 : 타이머 103 : 전자제어수단
104 : 스피이드센서 105 : 랙센서
106 : 가속센서 107 : 연료분사노즐
108 : 프리스트로우크 맵
109 : 연료분사장치(100)의 파일럿분사량 제어기구(제3실시예)
H1 : 파일럿스필용 슬릿(32)의 폭
H2 : 제어슬리이브(18)의 하단부에서 파일럿분사용 차단구(33)의 작은지름(33B)의 하단까지의 거리
본 발명은 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법에 관한 것으로, 특히 플런저에 의한 파일럿분사용 압송 스트로우크가 고정식의 연료분사장치에 있어서, 이 플런저의 압송속도를 제어함에 따라, 엔진회전수의 넓은 범위에서 가장 적합한 파일럿분사량을 얻을 수 있는 연료분사장치의 파일럿 분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법에 관한 것이다.
종래로부터 연료분사장치에 있어서는 엔진에 연결한 캠을 사용하여 플런저를 왕복운동시켜 연료압실내의 연료를 압송하도록 하고 있으나, 연소소음의 저감 및 진소산화물(NOx)의 저감등 때문에, 주분사에 앞서 보다 분사량이 적은 파일럿 분사를 하는 것이 있다. 예컨대 일본국 특개소 62-55436호 공보 등이 있다.
이러한 파일럿분사량은 일반적으로 예컨대 5mm3정도가 바람직하지만, 파일럿분사용으로서 플런저의 파일럿분사용 압송스트로우크가 고정식의 연료분사장치에서는 파일럿분사량은 엔진 혹은 캠의 회전수에 크게 의존한다.
즉, 저속회전영역에서는 연료의 압송에너지가 작기 때문에 파일럿분사량은 영이거나 그렇지않으면 작아짐에 대하여 고속회전영역에서는 동적효과에 의한 이른바 자유흐름효과에 의하여 반대로 파일럿분사량이 과대하게 되어 현저한 경우에는 파일럿분사 자체가 주분사로 이어져버려서 파일럿분사의 기능을 다할 수 없는 경우도 있다.
더욱이, 주분사량 및 파일럿 분사량을 모두 전자식으로 제어하는 연료분사장치에 있어서는(예컨대 일본국 특개평 3-233142 호등), 상술한 바와같은 회전수의 고저, 그밖의 제조건에 따라서 전자밸브의 개폐를 적당히 실행함에 따라서 파일럿분사량을 적당히 제어할 수 있으나 장치의 복잡화 및 대형화, 나아가서는 원가상승으로 연결될 뿐아니라, 실제에는 상기 전자밸브 자체의 개폐의 응답성의 문제가 있어, 희망하는 신속한 제어를 할 수 있는지 없는지는 문제이다.
그래서 전자식은 아니고 기계적으로 파일럿분사량을 제어할 수 있게 하면, 기구적으로 간소화가 가능하게 되어, 원가상승도 피할 수 있으나, 특히 파일럿 분사용의 연료압송 스트로우크가 고정식이고 임의로 변경할 수 없는 형식의 연료 분사장치에 있어서는 일반적으로는 상술한 바와같이, 회전수의 고정에 의하여 파일럿분사량이 변화하여버리기 때문에, 특히 저속회전영역에 있어서 충분한 파일럿분사량을 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이상과 같은 여러문제에 비추어서 이루어진 것으로, 엔진의 넓은 회전영역에서 일정한 파일럿분사량을 얻을 수 있는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구및 파일럿분사량 제어방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
또, 본 발명은 파일럿분사용 압송스트로우크가 고정적인 형식의 연료분사장치에 있어서, 넓은 범위에서 파일럿분사량을 가장 적합하게 할 수 있는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
또한, 본 발명은 플런저의 실제 압송속도를 일정하게 하도록 제어함에 따라서 넓은 범위에서 파일럿분사량을 가장 적합하게 할 수 있는 연료분사장치의 파일럿 분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
즉, 본 발명은 파일럿분사량이 플런저의 실제 압송속도에 비례한다는 사실, 이 실제 압송속도는 캠의 속도정수(캠리프트의 각도미분)와 회전수와의 적에 비례하기때문에 낮은 회전영역에 있어서는 캠의 속도정수를 크게함과 동시에 고회전영역에 있어서는 캠의 속도정수를 작게하면 실제 압송속도를 대략 일정하게 유지하는 것이 가능하다는 사실, 및 프리스트로우크의 가변제어가 가능한 연료 분사장치에 있어서는, 그 프리스트로우크를 제어함에 따라서 캠의 속도정수를 가변으로 할 수 있다는 사실 등에 착안한 것으로, 제1발명은 엔진에 의하여 회전구동하는 캠과, 연료압실을 구비한 플런저 배럴과, 상기 캠에 의한 구동에 의하여 플런저 배럴내를 상하 왕복운동하여 연료저장실에서 연료흡입 배기구멍을 개재하여 상기 연료압실로 연료를 흡입하여 이 연료를 압송하는 플런저와, 이 플런저에 슬라이딩이 자유롭도록 안에서 밖으로 끼운 제어 슬리이브 등을 구비함과 동시에, 주분사에 앞서 실행하는 파일럿 분사량 제어기구로서, 상기 제어슬리이브와 플런저와의 축방향의 상대위치를 바꾸어서 프리스트로우크를 조절하도록 함과 동시에, 상기 캠의 회전속도가 높아짐에 따라서 이 프리스트로우크를 조정함에 따라, 이 캠의 사용영역을 저압송 속도영역으로 변화시킴을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구이다.
상기 플런저의 연료의 흡입배기구멍으로 연통하는 제어용 경사홈을 이 플런저의 외표면에 형성함과 동시에, 이 제어용 경사홈에 축방향에서 상대하는 위치의 제어슬리이브에 주분사용 차단구멍을 형성하며, 또한 플런저의 연료의 흡입배기구멍 및 제어용 경사홈의 적어도 어느 한쪽으로 연통하는 파일럿스필용 슬릿을 이 연료흡입 배기구멍 및 이 제어용 경사홈의 어느것보다도 하방의 위치에서, 플런저의 외주면에 일정길이에 걸쳐서 링형상으로 형성함과 동시에, 이 파일럿스필용 슬릿에 축방향에서 상대하는 위치의 제어슬리이브에 파일럿분사용 차단구멍을 주분사용 차단구멍과는 별도로 형성할 수 있다.
상기 캠은 이것을 오목캠으로 할 수 있다.
제2발명은, 엔진에 의하여 회전구동하는 캠과, 연료압실을 구비한 플런저 배럴과, 캠에 의한 구동으로 이 플런저배럴내를 상하 왕복운동하여 연료저장실에서 연료흡입 배기구멍을 개재한 다음 연료압실로 연료를 흡입하고 이 연료를 압송하는 플런저와, 이 플런저에 슬라이딩이 자유롭도록 안에서 밖으로 끼운 제어슬리이브 등을 구비함과 동시에, 주분사에 앞서하는 파일럿분사용의 압송스트로우크가 고정식의 연료분사장치의 파일럿분사량 제어방법으로서, 상기 제어 슬리이브와 플런저와의 축방향의 상대위치를 바꾸어서 프리스트로우크를 조절하도록 함과 동시에, 상기 캠의 회전속도가 높아짐에 따라서, 이 프리스트로우크를 조정함에 따라, 이 캠의 사용영역을 저압송 속도영역으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어방법이다.
상기 프리스트로우크의 조정에 따른 연료분사의 타이밍을 타이머로 보정제어 가능하도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법에 있어서는 엔진 내지 캠의 회전수가 높아짐에 따라서 캠의 사용영역을 저압송속도영역으로 변화시키도록 하였으므로 결국, 바꾸어말하면 회전수가 낮을 경우에는 캠의 사용영역을 고압송속도영역으로 하도록 하였으므로, 저회전수 영역이였어도 캠의 속도정수가 높은 캠의 부분을 사용할 수 있고, 캠의 속도 정수와 회전수와의 적에 비례하는 플런저의 실제 압송속도를 넓은 회전영역에서 일정하게 함에 따라, 파일럿분사량을 그 소정범위내에서 일정하게 할 수 있다.
또, 이렇게한 파일럿 분사량의 제어를 하기위하여, 캠의 사용영역(속도 정수)을 선택할 수 있게한 기구로서, 연료분사장치의 프리스트로우크 가변기구를 채용함에 착안하였으므로 복잡하고 코스트가 관계하는 전자식 제어기구를 필요로 하지않고, 간편 또한 염가로 파일럿 분사량의 제어를 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1실시예에 의한 연료분사장치의 파일럿분사량 제어 기구를 그 파일럿 분사량 제어방법과 함께 제1도∼제6도에 기초하여 설명한다.
제1도는 프리스트로우크 가변기구부속의 연료분사펌프(연료분사장치)(1)의 종단면도로서, 그 펌프하우징(2)에는 엔진의 기통수에 대응한 수의 세로구멍(3)을 형성하고, 이 세로구멍(3)내에서 하부플런저 배럴(4)을 펌프하우징(2)에 삽입고정하여, 이 하부플런저 배럴(4)에 플런저(5)를 회전운동 또한 상하 왕복운동이 자유롭도록 삽입하고 있다.
이 플런저(5)의 상단은 하부플런저 배럴(4)을 개재하여 펌프하우징(2)에 고정한 상부플런저 배럴(6)에 이것을 삽입한다. 이 상부플런저배럴(6)내에는 배수밸브(7)를 설치하여, 이 배수밸브(7)와 플런저(5)의 사이에 연료압실(8)을 구성하고, 또한 배수밸브(7)의 상방에는 연료출구(9)를 형성하고 있다.
또 플런저(5)의 하단은, 캠축(10)에 설치한 캠(11)에 태핏(12)을 개재하여 이것을 맞닿게 하고 있다. 이 캠축(10)은 엔진(도면에 없음)에 이것을 연결하고 있고, 동 엔진에 의하여 회전구동되어, 스프링(13)과 형력 작동하여 캠(11)의 주연에 잇따라서 플런저(5)를 맞닿게하여, 이것을 도면중 상하방향으로 왕복운동시키도록 되어 있다.
또한, 이 플런저(5)에는 압력면(14)을 형성하여 이 압력면(14)을 분사량 조절용 슬리이브(15)에 맞물리게 하고 있다. 또 분사량 조절용 슬리이브(15)에는 돌기(16)를 맞물리게하고, 이 돌기(16)에 맞물린 분사량 조절용 로드(17)를 가속페달(도면에 없음)의 조작량에 따라서 지면직각방향으로 구동함에 따라 이 분사량조절용 슬라이브(15)가 플런저(5)를 회전운동 시킬 수 있도록 되어 있다.
즉, 연료분사 (나중에 설명하는 주분사)를 위한 압송의 유효 스트로우크는 상기 분사량조절용 로드(17)에 의하여 플런저(5)를 회전운동함에 따라 이것을 조절할 수 있다.
또한, 플런저(5)의 상방부에는 제어슬리이브(18)를 슬라이딩이 자유롭도록 안에서 밖으로 끼우고 있다. 이 제어슬리이브(18)에는 그 도면 중 왼쪽에 세로방향의 안내홈(19)을 도면 중 오른쪽에는 가로방향의 맞물기홈(20)을 각기 형성한다. 이 안내홈(19)에는 하부플런저 배럴(4)에 설치한 안내핀(21)을 맞물기 하였으며, 맞물기홈(20)에는 진각장치 로드(22)의 맞물기핀등의 맞물기 부분(23)을 삽입하고 있다.
이 진각장치 로드(22)는 펌프하우징(2)에 형성한 가로구멍(24)에 이것을 삽입하고 있으며, 베어링(도면에 없음)을 개재하여 펌프하우징(2)에 회전운동이 자유롭도록 이것을 지지한다.
또, 전자제어시스템의 경우에는 이 진각장치 로드(22)를 스텝 모우터 등의 작동기(도면에 없음)에 연결하고, 이 작동기에 의하여 이것을 회전운동 구동한다.
더욱이 프리스트로우크는 이와같은 진각장치 로드(22)의 회전운동에 의하여 제어슬리이브(18)를 상하로 이동시킴에 따라 이것을 조절할 수 있다.
즉, 진각장치 로드(22)를 도면 중 시계방향 혹은 반시계방향으로 정역으로 회전운동시키면, 이 진각장치 로드(22)와 함께 진각장치 로드(22)의 맞물기 부분(23)이 일체로 회전운동하여 이 진각장치 로드(22)의 맞물기부분(23)의 회전운동에 의하여 제어슬리이브(18)가 상하동하고 플런저(5)와 제어슬리이브(18)의 상하방향의 상대적인 위치가 변화하게 된다.
따라서, 제어슬리이브(18)와 플런저(5)의 하사점에 있어서의 연료흡입 배기구멍(26)(나중에 설명)의 위치와의 사이의 치수로서 정의되는 플런저(5)의 프리스트로우크를 조절할 수 있다.
즉, 플런저(5)의 하사점에서 연료흡입 배기구멍(26)이 닫혀지기까지의 치수가 플런저(5)의 프리스트로우크이며 연료흡입 배기구멍(26)이 닫혀질때가 연료의 분사개시로 된다.
구체적으로는 진각장치 로드(22)를 시계방향으로 회전운동하여 제어슬리이브(18)를 상방으로 이동시키면 프리스트로우크는 커지게 되고, 분사 개시시기는 지연되어서(지각), 엔진회전수의 적은 저속회전영역에 적합한 높은 분사율(캠축(10)의 단위회전각도에 대한 연료분사량의 비율, 즉 분사량의 시간적 변화 비율)을 얻을 수 있다.
반대로, 진각장치 로드(22)를 반시계방향으로 회전운동하여 제어슬리이브(18)를 하방으로 이동시키면, 프리스트로우크는 작아져서 분사시기는 빨라져서(진각), 고속회전영역에 적합한 더욱 낮은 분사율을 얻을 수 있다.
또한, 하부플런저 배럴(4)에 슬라이딩이 자유롭도록 삽입한 플런저(5)가 캠축(10)및 캠(11)을 개재하여 엔진의 회전구동력을 받음에 따라 하부플런저 배럴(4) 및 상부플런저 배럴(6)내를 왕복운동하고 연료저장실(25)내의 연료를 연료압실(8)내에 흡입함과 동시에, 또한 이 연료압실(8)내의 연료를 연료출구(9)에서 분사관(도면에 없음)을 개재하여 압송하여 분사노즐(도면에 없음)에서 분사하도록 되어 있다.
즉, 이 플런저(5)는 연료저장실(25)로 개구하는 연료흡입구인 직경방향의 연료흡입배출구멍(26)과, 이 연료흡입배출구멍(26) 및 연료압실(8)을 연통하도록 그 중심축 방향으로 형성한 중심연통구멍(27)과, 그 외표면에 형성한 제어용 경사홈(28)과, 이 제어용 경사홈(28) 및 연료흡입 배출구멍(26)의 개구부를 연통하는 연통용 세로홈(29)등을 구비하고 있다.
또한, 이 플런저(5)에 슬라이딩이 자유롭도록 안에서 밖으로 끼운 제어 슬리이브(18)에는 그 반지름방향으로 주분사용 차단구멍(30)을 관통형성하고 있다.
이 주분사용 차단구멍(30)은 플런저(5)의 상하방향의 움직임에 따라서 제어용 경사홈(28)과 연통할 수 있는 상하위치관계에 있도록 이것을 배치하기로 한다.
더욱이 연료저장실(25)은 펌프하우징(2)에 형성한 가로구멍(24)을 개재하여 연료입구(31)로 통하고 있다.
또한, 상술한 플런저(5)의 제어용 경사홈(28) 및 제어슬리이브(18)의 주분사용 차단구멍(30)에 더하여 제2도에 주요부분을 확대하여 나타낸 바와 같이, 파일럿 분사용으로서 플런저(5)에는 파일럿스필용 슬릿(32)을 형성함과 동시에, 제어슬리이브(18)에는 파일럿분사용 차단구멍(33)을 형성하고 있다.
제2도에 나타낸 바와같이, 플런저(5)의 파일럿스필용 슬릿(32)은 이것을 연료흡입 배기구멍(26), 중심연통구멍(27), 제어용 경사홈(28) 및 연통용 세로홈(29)의 어느것보다도 하방위치에 또한 어느것인가에 연통할 수 있도록 형성하고 있다.
파일럿스필용 슬릿(32)은 플런저(5)의 외주면에 일정한 길이, 예컨대 전체둘레 혹은 플런저(5)의 회전운동범위내의 소정길이에 걸쳐서 또한 플런저(5)의 축방향과는 수직의 평면내(수평면내)에서 링형상으로 이것을 형성한다.
파일럿분사용 차단구멍(33)은 이 파일럿스필용 슬릿(32)에 플런저(5)의 축방향에서 상대하는 위치의 제어슬리이브(18)에 이것을 형성한다.
단, 이 파일럿분사용 차단구멍(33)은 큰지름부분(33A)과 작은지름부분(33B)등으로 이것을 형성함과 동시에, 주분사용 차단구멍(30)보다도 제어 슬리이브(18)의 하단부측에 이것을 형성한다.
파일럿스필용 슬릿(32)의 폭(H1)은 가공시의 커터의 톱니폭만으로 결정되며, 종래와 같이 연료흡입배출구멍(26)과의 상대위치에 영향을 받지않기 때문에, 엔진의 각 기통 사이의 플런저(5)에 의하여 불균형이 발생함이 없이, 고정밀도의 가공을 할 수 있으며, 더욱이 염가의 가공을 할 수 있게 된다.
또한, 파일럿스트로우크 중의 연료의 누출량에 대하여 설명하면, 파일럿 스필용 슬릿(32)을 플런저(5)의 전체둘레를 둘러싸는등, 이것을 길게함에 따라, 파일럿스필용 슬릿(32)부분의 용적에 따라서 이 누출량은 커지게 되어, 결과적으로 동일 파일럿 스트로우크에 대하여 얻을 수 있는 파일럿 분사량이 적어지게 된다.
반대로 말하면, 동일한 파일럿분사량을 얻기위하여, 커다란 파일럿스트로우크를 적용할 수 있게 되며, 그리하여 파일럿스트로우크량을 크게 할 수 있으면, 그 분량 만큼 각 기통사이에서의 불균형을 상대적으로 적게할 수 있는 효과를 가져오게 한다.
이상과 같은 구성의 연료분사펌프(1)의 작용을 개략 설명한다. 먼저, 플런저(5)가 하사점에서 상승하는 당초에 있어서는 연료흡입 배출구멍(26)이 연료저장실(25)로 개구하여 이 연료저장실(25)과 연료압실(8)이 연료흡입 배출구멍(26)및 중심연통구멍(27)을 개재하여 연통하고 있으므로, 연료압실(8)내의 연료의 압력은 상승하지않고, 배수밸브(7)는 닫힌채로 된다.
실제로 연료의 송출에 대하여는 제2도가 파일럿분사개시의 상태를 뜻한다.
즉, 플런저(5)의 상승에 따라 파일럿스필용 슬릿(32)의 하단이 제어슬리이브(18)의 하단부에 의하여 폐쇄됨에 따라 연료압실(8)내의 연료의 압력이 상승하고 분사압력이 배수밸브 분사개시압력을 초과하면 배수밸브(7)을 개방하여 연료출구(9)로 부터 연료를 송출하여(연료의 압송), 파일럿분사가 개시된다.
잇따라서 플런저(5)의 파일럿스필용 슬릿(32)과, 제어슬리이브(18)의 파일럿분사용 차단구멍(33)의 작은지름부분(33B)이 연통함에 따라, 연료압실(8)내의 연료가 연료저장실(25)내에 방류함에 따라서 파일럿분사가 종료한다.
따라서, 파일럿분사용 압송스트로우크는 제어슬리이브(18)의 하단부에서 파일럿분사용 차단구멍(33)의 작은지름부분(33B)의 하단까지의 거리(H2)에서 파일럿스필용 슬릿(32)의 폭(H1)을 차인한(H2-H1)값으로 고정되어 있다.
또한 플런저(5)가 상승하면 파일럿스필용 슬릿(32)과 파일럿분사용 차단구멍(33)의 작은 지름부분(33B)과의 연통이 차단됨에 따라 연료압실(8)은 재차 폐쇄된 상태로 되어서 주분사가 개시된다.
그리고, 제어용 경사홈(28)이 주분사용 차단구멍(30)과 맞물기함에 따라 주분사가 종료한다.
즉, 또한 플런저(5)가 상승하여 연료흡입배출구멍(26)과 연통한 제어용 경사홈(28)이 제어슬리이브(18)의 주분사용 차단구멍(30)으로 연통하면 주분사용 차단구멍(30), 제어용 경사홈(28), 연통용 세로홈(29), 연료흡입 배출구멍(26) 및 중심연통구멍(27)을 개재하여 주분사용 차단구멍(30)과 연료압실(8)이 연통함에 따라 연료압실(8)내의 연료가 연료저장실(25)로 탈출하여 연료압실(8)내의 연료의 압력이 하강하여 배수밸브(7)가 닫혀지게 되어, 분사(연료의 압송)가 종료한다.
따라서 플런저(5) 하강할때에 연료저장실(25)에서 연료압실(8)내로 연료의 부압에 따라 연료의 흡입배출구멍(26)을 통하여 연료가 흡입하게 된다.
주분사를 위한 압송 유효스트로우크는 분사량제어용 로드(17)로 플런저(5)를 회전운동함에 따라, 제어용 경사홈(28)과 주분사용 차단구멍(30)과의 축방향에 있어서의 간격을 제어하여 이것을 조절할 수 있다.
또한, 진각장치로드(22)를 회전운동시킴에 따라 제어슬리이브(18)를 상하로 이동시켜 프리스트로우크, 즉 연료분사의 타이밍을 제어할 수 있다.
제3도는 플런저(5)의 실제 압송속도에 대한 파일럿분사량의 관계를 나타낸 그래프로서, 양자가 대락 선형관계에 있음을 알 수 있다. 도면중에서 N.O.P.는 연료분사노즐의 분사개시압, R2는 플런저(5)의 실제 압송속도와 파일럿분사량과의 기여율(상관계수의 제곱)이다.
또, 플런저(5)의 실제압송속도는 캠(11)의 속도정수와 회전수와의 적에 비례한다는 사실로부터 파일럿분사량을 회전수에 관계없이 일정하게 유지하기 위하여는 저회전영역에 있어서는 캠(11)의 속도정수를 크게함과 동시에, 고회전영역에 있어서는 캠(11)의 속도정수를 작게하는 것이 좋다.
또한, 캠(11)의 속도정수를 제어하는 것은 캠(11)의 사용범위를 선택하는 것과 동등하고, 연료분사펌프(1)의 프리스트로우크를 가변으로 함에 따라 캠(11)의 사용영역도 이것을 변화시킬 수 있으므로, 결과적으로 프리스트로우크를 제어함에 따라서, 캠(11)의 속도정수를 제어하고, 또한 플런저(5)의 실제 압송속도를 제어하여 파일럿분사량을 일정하게 유지하는 것이 가능하게 된다.
다음에 프리스트로우크를 변화시키는 프리스트로우크 가변기구에 대하여 그 예를 다음에 설명한다.
제4도는 회전수에 따라서 프리스트로우크를 기계적으로 가변하게 하는 프리스트로우크 가변기구(40) 및 종래로 부터의 기계식 조속기(41)의 개략 사시도로서, 펌프본체(42)측에는 플런저(5)와 제어슬리이브(18)와, 진각장치로드(22)와, 제어슬리이브(18)의 맞물기홈(20)에 맞물려있는 진각장치로드(22)의 맞물기부분(23)등을 도해하고 있다.
기계식 조속기(41)측에서는 펌프본체(42)에서 플런저(5)를 왕복운동 시키는 캠축(10)에 가이드슬리이브(43)와, 가이드슬리이브(43)에 연결한 조속기추(44)등을 부착하고 있다.
연료분사펌프의 프리스트로우크 가변기구(40)는 조속기추(44)와, 조속기추(44)의 이동에 따라서 회전운동용 고정축(45)의 둘레에 회전운동하는 프리스트로우크 제어용 레버로서의 텐션레버(46)와, 타이밍캠(47)과, 진각장치로드(22)에 연결한 균형추(48)와, 균형추(48)에 일체로 형성한 캠면 맞닿는 부품(49)등을 구비하고 있다.
타이밍캠(47)은 텐션레버(46)의 선단부의 연결레버(50)를 개재하여 텐션레버(46)에 이것을 연결한 것으로, 회전운동용 고정축(51)의 둘레에 회전운동할 수 있고, 이 타이밍캠(47)의 캠면(47A)에는 캠면 맞닿는 부품(49)의 캠면맞닿는 단부(49A)가 균형추 스프링(52)(복귀스프링)의 치우친 힘에 의하여 소정의 가압력으로 맞닿고 있다.
더욱이, 텐션레버(46)의 그밖의 선단부에는 기계식 조속기(41)의 조속기 기구의 일부인 토오크캠(53)을 연결하여 엔진에의 부하의 변동에 따라서 연료 분사량을 자동조절하는 일정한 조속기 기구를 구성하고 있으나, 이 구성의 설명은 이것을 생략한다.
이러한 구성의 연료분사펌프의 프리스트로우크 가변기구(40)에 있어서, 엔진의 회전수(펌프속도)의 상승에 따라서 조속기추(44)가 원심력에 의하여 리프트하고 가이드슬리이브(43)가 캠축(10)의 축방향으로 잇따라서 제4도 중 오른쪽으로 이동한다. 따라서 텐션레버(46)가 회전운동용 고정축(45)을 축으로서 회전운동하여 기계식 조속기(41)가 일정한 조속기 기능을 다함과 동시에, 연결레버(50)를 개재하여 타이밍캠(47)이 회전운동용 고정축(51)의 둘레에서 회전운동한다.
이 타이밍캠(47)의 회전운동에 따라서 그 타이밍 제어용의 캠면(47A)과 캠면 맞닿는 부품(49)의 캠면맞닿는 단부(49A)의 맞닿는 위치가 변화하여 캠면맞닿는 부품(49)및 균형추(48)가 진각장치로드(22)의 축선을 회전운동 축선으로 하여 회전운동한다.
따라서, 진각장치로드(22)도 소정각도만큼 회전운동하게 되고, 제어슬리이브(18)를 상하동시킴에 따라 제어슬리이브(18)와 플런저(5)와의 상대위치 관계를 변화시켜 연료분사의 타이밍, 즉 프리스트로우크를 변화시킬 수 있다.
상술한 바와같이 프리스트로우크 가변기구(40)에 의하여 제어되는 펌프본체(42)연료의 압송개시는 제어슬리이브(18)와 플런저(5)의 축방향의 상대위치를 바꿈에 따라 이것을 제어하는 것이지만, 이렇게한 제어슬리이브(18)의 위치를 바꾸기위하여 진각장치로드(22)를 조작하도록 하고 있다.
상술한 바와같은 프리스트로우크 가변기구(40), 진각장치로드(22), 제어슬리이브(18), 및 캠(11)등에 의하여 본 발명의 제1실시예에 의한 연료분사 장치의 파일럿분사량 제어기구(54)를 구성한다.
제5도는 캠각도에 대한 캠리프트 및 캠의 속도정수의 관계를 나타낸 그래프로서, 캠의 속도정수는 캠리프트(L)의 각도미분 dL/dθ로서 정의된다.
이미 설명한 바와같이 저속회전영역에서는 프리스트로우크를 높게하여 캠(11)의 속도정수를 상승시켜 파일럿분사 및 주분사를 하게함과 동시에, 고속회전영역에서는 반대로 프리스트로우크를 낮게하여 캠리프트의 선행부분을 이용하고, 캠(11)의 속도정수를 더욱 낮게 제어한다.
더욱이, 캠(11)의 윤곽은 파일럿분사량이 필요한 영역에서 희망하는 속도정수를 얻을 수 있도록 이것을 설정한다.
따라서, 엔진의 회전수와 캠의 속도정수 내지는 사용속도영역과의 조합을 적당히 선택함에 따라서, 캠(11)의 속도정수와 회전수와의 적에 비례하는 플런저의 압송속도를 대략 일정하게 하는 것이 가능하게 되어, 제3도에서 설명한 바와같이 파일럿분사량이 플런저(5)의 실제 압송속도에 따라서 변화하므로, 회전수의 고저에 관계없이 파일럿분사량을 대략 일정하게 유지할 수 있다.
즉, 제6도에 나타낸 바와같이 프리스트로우크를 회전수의 상승에 따라서 저하시켜(도면중의 실선부분) 넓은 회전수의 영역에서 파일럿분사량(도면속의 점선부분)을 대략 일정하게 할 수 있다. 더욱이 도면속의 가상선은 종래의 파일럿분사량의 변화를 뜻한다.
제7도는 프리스트로우크를 기계적으로 제어할 수 있는 다른 프리스트로우크 가변기구를 구비한 연료분사펌프(60)의 개략사시도이다.
이 연료분사펌프(60)는 행렬형의 펌프본체(42)와, 프리스트로우크 가변기구(61)와, 기계식 조속기(41)등을 구비하고 있다.
제8도는 기계식 조속기(41)와 반대측의 균형추 케이스(62)측으로 부터 본 측면단면도로서, 진각장치로드(22)의 기계식 조속기(41)와는 반대측의 단부에 U자 레버(63)와, 균형추(64)와, 맞닿는 레버(65)등을 부착함과 동시에 맞닿는 레버(65)에 대향하여 진각조정용 부가장치(66)를 설치하고 있다.
진각조정용 부가장치(66)는 데바이스하우징(67) 및 제어축(68)을 구비하여 엔진의 부하상태 내지는 가속오우프닝 그밖의 운전상태 혹은 분위기 온도등에 따라서 제어축(68)이 데바이스하우징(67)으로부터 출몰 내지는 이동하여 맞닿는 레버(65)에 맞닿음에 따라서 진각장치로드(22)의 회전운동을 규제함에 따라서 프리스트로우크를 조절제어할 수 있다.
더욱이, 압축스프링으로 구성한 복귀스프링(52)에 의하여 U자 레버(63)를 개재하여 균형추(64) 및 진각장치로드(22)를 항상 지각방향으로 힘을 치우치고 있다.
또, 프리스트로우크 가변기구(61)의 기계식조속기(41)측에 있어서는 기계식 조속기(41)의 조속기추(44)를 함께 사용하여 엔진의 회전수(펌프스피이드)에 따라서 프리스트로우크를 제어할 수 있다.
즉, 텐션레버(46)(제4도)에 중간링크(69)및 가이드레버(70)를 부착하고, 이 중간링크(69)에 제어레버(71)를 부착하고 있다.
진각장치로드(22)가 대향하는 기계식조속기(41)측의 단부에는 원통캠(72)을 설치하고, 그 캠면(72A)을 제어레버(71)의 맞닿는 핀(73)에 맞닿을 수 있게 하고 있다.
더욱이 또, 토오크갬(53)에 관련하여 분사량제어랙(74)을 설치하고 있다. 이 분사량제어랙(74)은 플런저(5)를 그 축 둘레에 회전운동함에 따라 분사량을 제어한다.
상기 원통캠(72)에는 제9도에 나타낸 바와같은 자기커플링(75)을 내장하여 원통캠(72)의 회전운동에 따라서 진각장치로드(22)를 회전운동할 수 있도록 하여, 이미 설명한 바와같이 플런저(5)에 대하여 제어슬리이브(18)를 상하동시켜 프리스트로우크를 제어할 수 있도록 하고 있다.
즉, 제9도는 기계식 조속기(41)와 펌프본체(42)의 연결부분(변위전달부분)의 주요부분 확대단면도이며, 조속기추(44)에서 텐션레버(46)그밖을 개재하여 진각장치로드(22)에 이르는 변위전달축(26)에 격벽(77)을 개재하여 자기커플링(76)을 설치하고 있다.
자기커플링(75)은 변위전달축(76)의 선단내벽부의 구동측 외극자석(78)과 종동측 내극자석(79)를 구비하고, 변위전달축(76)의 회전운동에 의하여 자기커플링(75)을 개재하여 진각장치로드(22)에 회전운동력을 전달할 수 있도록 되어있다.
더욱이, 원통캠(72)의 캠면(72A)의 형상은 프리스트로우크의 제어특성에 의하여 임의로 이것을 설계할 수 있으나, 도해의 예에서는 예컨대 진각장치로드(22)측에서 직선적으로 뻗은 평면부분과 이에 연속한 곡면부분과의 조합으로 되어 있다.
이러한 구성의 프리스트로우크 가변기구(61)에 있어서, 제4도의 프리스트로우크가변기구(40)와 마찬가지로 엔진의 회전수의 상승에 따라 연료분사펌프의 프리스트로우크 가변기구(40)가 이동함에 따라서 이것을 구동원으로 하여 텐션레버(46)가 회전운동하고, 중간링크(69) 및 제어레버(71)가 화살표와 같이 회전운동한다.
따라서, 맞닿는 핀(73)이 원통캠(72)의 캠면(72A)을 가압하여 원통캠(72)을 제7도중에서 반시계방향으로 회전운동시켜 진각장치로드(22)가 맞물기부분(23)을 개재하여 제어슬리이브(18)를 하방으로 이동시켜 프리스트로우크를 감소시킴에 따라, 연료분사의 타이밍을 진각시킬 수 있다.
이와같은 진각특성은 펌프본체(3)의 회전수에 의존한 것으로, 이른바 스피이드타이머로서의 기능에 의한 것이지만, 원통캠(72)의 부분이 자기커플링(75)을 채용하고 있어 기계적으로 결합한 이른바 직동식은 아니기때문에, 진각로드(22)측에 다른 부가기구를 작용시킴에 따라 회전수에 의존하지않고 독립으로 진각장치로드(22)를 움직일 수 있다.
즉, 진각조정용 부가장치(66)의 제어축(68)을 뻗음에 따라, 조속기추(44)의 이동이 또 불충분하여 원통캠(72)이 아직 회전운동하지 않을때였어도 진각장치로드(22)를 제7도중에서 반시계방향으로 회전운동시켜서 제어슬리이브(5)를 하강시켜 연료분사의 타이밍을 전각시킬 수 있다.
따라서 회전수의 상승에 의한 조속기추(44)의 이동과는 독립하여 프리스트로우크를 제어할 수 있다.
상술한 바와같은 프리스트로우크 가변기구(61), 기계식조속기(41), 진각장치로드(22), 제어슬리이브(18)및 캠(11)등에 의하여 본 발명의 제2실시예에 의한 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구(80)를 구성한다.
더욱이 본 발명에 있어서, 캠(11)의 속도정수의 상승구배를 다시금 세울 필요가 있을때에는 제10도에 나타낸 바와같은 오목캠(90)을 채용할 수 있다.
이 오목홈(90)은 캠축(10)에 설치한 오목면부분(91)을 구비하고 있다.
제11도는 제5도와 마찬가지의 이 오목캠(90)및 일반적인 캠(11)의 속도정수를 나타낸 그래프이다.
제11도에 나타낸 바와같이, 오목캠(90)를 사용하면, 캠각도에 대한 속도정수의 당초의 구배를 일반의 캠(11)에 비교하여 급구배로 할 수 있으므로 같은 캠각도에 대하여 보다 큰 속도정수의 부분을 사용하는 것이 가능하게 된다.
또, 프리스트로우크를 가변제어하기위한 제어슬리이브(18)의 플런저(5)에 대한 상하방향의 이동가능범위에는 물리적으로 제한이 있기때문에 프리스트로우크의 제어범위 자체에 제한이 있으나, 오목캠(90)을 이용하면, 일반의 캠(11)에 대하여 제어가능범위를 확대할 수 있다.
즉, 회전수가 더욱 높은 경우에 있어서도 프리스트로우크를 더욱 낮게하여 플런저(5)의 실제압송속도를 대략 일정하게 유지할 수 있다.
예컨대 일반의 캠(11)을 사용하였을 경우에는 적정한 파일럿분사량을 얻을 수 있는 회전범위로서 600∼900rpm이지만, 오목캠(90)을 사용하면, 400∼1000rpm으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서는 상술한 제1및 제2실시예에 있어서의 파일럿분사량 제어기구(54)및 (80)와 같이 프리스트로우크를 기계적으로 제어하는 것도 가능하지만, 프리스트로우크를 전자식으로 제어할 수도 있다.
즉, 제12도는 프리스트로우크를 전자식으로 가변제어하는 것이 가능한 연료분사장치(100)의 개략설명도이고, 이 연료분사장치(100)는, 펌프본체(42)와, 프리스트로우크 가변작동기(101)와, 타이머(102)와, 전자제어수단(103)과, 속도센서(104)와, 랙센서(105) 혹은 가속센서(106)등을 구비하여 펌프본체(42)로부터 압송한 연료를 연료분사노즐(107)에 분사할 수 있도록 하고 있다.
프리스트로우크 가변작동기(101)는 제1도, 제4도 혹은 제7도에 나타낸 바와같은 진각장치로드(22)를 회전운동 구동하는 스텝모우터 등으로 이것을 구성하고 있다.
전자제어수단(103)은 제13도에 나타낸 프리스트로우크 맵(108)을 구비하여, 속도센서(104), 및 랙센서(105) 혹은 가속센서(106)등으로 부터의 회전수 및 부하의 검출신호에 따라서 가장 적합한 프리스트로우크의 목표차를 프리스트로우크 작동기(101)에 출력함에 따라 진각장치로드(22)를 개재하여 펌프본체(42)의 제어슬리이브(18)를 상하 제어하여 프리스트로우크를 조정 제어한다.
더욱이, 프리스트로우크 맵(108)에는 부하에 의한 보정을 넣어도 좋다.
즉, 부하가 크게 되었을 경우에는 나머지 압력이 저하하기 때문에 프리스트로우크를 높게하는 바와같은 보정처리(도면속의 가상선)를 할 수도 있다.
또, 프리스트로우크 가변작동기(101)에 의한 프리스트로우크의 조정제어에 의하여 실제에는 연료의 분사타이밍이 전진 혹은 지연하기때문에 각각의 회전수에 있어서 필요한 타이밍을 타이머(102)로 보정하도록 할 수도 있다.
상술한 바와같은 프리스트로우크 가변작동기(101), 타이머(102), 전자제어수단(103), 속도센서(104), 랙센서(105)혹은 가속센서(106), 진각장치로드(22), 제어슬리이브(18)및 캠(11)등에 의하여 본 발명의 제3실시예에 의한 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구(109)를 구성한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 파일럿 분사용의 압송스트로우크가 고정식의 연료분사장치에 있어서 프리스트로우크 가변기구를 사용함에 따라, 고속회전영역에서 프리스트로우크를 낮게함과 동시에, 저속회전영역에서 프리스트로우크를 높게 함에 따라서, 엔진의 회전수에 관계없이 파일럿분사량을 대략 일정하게 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 엔진에 의한 회전구동하는 캠과, 연료압축실을 구비한 플런저배럴과 캠에 의한 구동으로 이 플런저배럴내를 상하 왕복운동하여 연료저장실에서 연료흡입 배기 구멍을 개재하여 연료압축실로 연료를 흡입하여 이 연료를 압송하는 플런저와, 이 프런저에 슬라이딩이 자유롭도록 밖으로 끼운 제어슬리이브 등을 구비함과 동시에, 주분사에 앞서하는 파일럿분사용의 압송스트로우크가 고정식의 연료 분사장치의 파일럿분사량 제어기구로서, 제어슬리이브와 플런저의 축방향의 상대위치를 바꾸어서 프리스트로우크를 조절하도록 함과 동시에, 캠의 회전 속도가 높아짐에 따라서, 이 프리스트로우크를 조정함에 따라, 이 캠의 사용영역을 저압송속도영역으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  2. 제1항에 있어서, 프리스트로우크는 프리스트로우크 가변기구에 따라, 이것을 기계적으로 조정하도록 한 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿 분사량 제어기구.
  3. 제1항에 있어서, 프리스트로우크는 제어슬리이브를 조작하는 진각장치로드를 프리스트로우크 가변작동기에 의하여 구동함에 따라서, 이것을 전자적으로 조정하도록 한 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  4. 제3항에 있어서, 프리스트로우크 가변작동기를 제어하는 전자제어수단을 설치하였고, 이 전자제어수단은 프리스트로우크 조정용의 프리스트로우크 맵을 구비한 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  5. 제4항에 있어서, 전자제어수단은 프리스트로우크 맵에 의하여 엔진에의 부하에 대한 보정처리를 하도록 하는 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량의 제어기구.
  6. 제1항에 있어서, 프리스트로우크를 조정함에 따라 캠의 속도정수를 가변으로 하는 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  7. 제1항에 있어서, 프리스트로우크는 엔진의 회전수가 높아짐에 따라서 이것을 작아지도록 조정하는 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  8. 제1항에 있어서, 엔진의 저회전영역에서 캠의 속도정수를 크게함과 동시에, 고회전영역에서 이 캠의 속도정수를 작게하는 것을 특징으로 하는 연료분사 장치의 파일럿분사량 제어기구.
  9. 제1항에 있어서, 엔진의 회전수와 캠의 속도정수 내지는 사용속도영역과의 조합을 적당히 선택함에 따라, 플런저의 압송속도를 대략 일정하게 하는 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  10. 플런저의 연료흡입 배출구멍으로 연통하는 제어용 경사홈을 이 플런저의 외표면에 형성함과 동시에, 이 제어용 경사홈에 축방향에 있어서 상대하는 위치의 제어슬리이브에 주분사용 차단구멍을 형성하고, 또한 플런저의 연료 흡입배출구멍 및 제어용 경사홈의 적어도 어느 한 편에 연통하는 파일럿스필용 슬릿을 이 연료흡입 배출구멍 및 이 제어용 경사홈의 어느것보다도 하방의 위치에서 플런저의 외주면에 일정한 길이에 걸쳐서 링형상으로 형성함과 동시에 이 파일럿스필용 슬릿에 축방향에서 상대하는 위치의 제어슬리이브에 파일럿 분사용 차단구멍을 주분사용 차단구멍과는 별도로 형성한 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  11. 제10항에 있어서, 파일럿분사용의 압송 스트로우크는 제어슬리이브의 하단부에서 파일럿분사용 차단구멍 하단까지의 거리(H2)에서, 파일럿스필용 슬릿의 폭(H)을 차인한 값(H2-H1)로서 고정되어 있음을 특징으로 하는 연료분사 장치의 파일럿분사량 제어기구.
  12. 제1항에 있어서, 캠은 이것을 오목캠으로 한 것을 특징으로 하는 연료분사 장치의 파일럿분사량 제어기구.
  13. 제1항에 있어서, 프리스트로우크를 조정할 수 있는 프리스트로우크 가변기구를 설치하였고, 이 프리스트로우크 가변기구는 엔진의 회전수에 따라서 이동하는 조속기추와, 이 조속기추의 이동에 따라서 회전운동하는 프리스트로우크 제어용 레버와, 이 프리스트로우크 제어용 레버에 연결함과 동시에, 프리스트로우크 조정용의 캠면을 구비한 타이밍캠과, 제어슬리이브와 플런저의 축방향의 상대위치를 바꿀 수 있는 진각장치 로드에 연결한 균형추와, 이 균형추에 형성한 캠면 맞닿는 부품 등을 구비하여, 이 캠면 맞닿는 부품이 타이밍캠의 캠면에 일정한 가압력으로 맞닿고 있음을 특징으로 하는 연료분사 장치의 파일럿분사량 제어기구.
  14. 제1항에 있어서, 프리스트로우크를 조정할 수 있는 프리스트로우크 가변 기구를 설치하였고, 이 프리스트로우크 가변기구는 엔진의 부하상태 내지는 가속오우프닝 그밖의 운전상태 혹은 분위기온도 등에 따라서 진각장치로드의 회전운동을 규제함에 따라서 프리스트로우크를 조절제어할 수 있는 진각조정용 부가장치를 구비한 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  15. 제1항에 있어서, 프리스트로우크를 조정할 수 있는 프리스트로우크 가변 기구를 설치하였고, 이 프리스트로우크 가변기구는 엔진의 회전수에 따라서 이동하는 조속기추와, 이 조속기추의 이동에 따라서 회전운동하는 프리스트로우크 제어용 레버와, 슬리이브와 플런저의 축방향의 상대위치를 바꿀 수 있는 진각장치로드에 설치함과 동시에 프리스트로우크 조정용의 캠면을 구비한 원통캠과, 이 원통캠과 설치한 자기커플링과, 프리스트로우크 제어용 레버에 연결함과 동시에, 원통캠의 캠면에 맞닿는 핀등을 구비하여, 이 맞닿는 핀이 원통캠의 캠면에 일정한 가압력으로 맞닿고 있음을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구.
  16. 엔진에 의하여 회전구동하는 캠과, 연료압축실을 구비한 플런저배럴과, 캠에 의한 구동에 따라 이 플런저배럴내를 상하 왕복운동하여 연료저장실에서 연료 흡입배출구멍을 개재하여 연료압축실로 연료를 흡입하여 이 연료를 압송하는 플런저와 이 플런저에 슬라이딩이 자유롭도록 밖으로 끼운 제어슬리이브 등을 구비함과 동시에, 주분사에 앞서 하는 파일럿분사용의 압송스트로우크가 고정식의 연료분사장치의 파일럿분사량 제어방법으로서, 제어슬리이브와 플런저의 축방향의 상대위치를 바꾸어서 프리스트로우크를 조절하도록 함과 동시에 캠의 회전속도가 높아짐에 따라서, 이 프리스트로우크를 조정함에 따라 이 캠의 사용영역을 저압송속도영역으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 연료 분사장치의 파일럿분사량 제어방법.
  17. 제16항에 있어서, 프리스트로우크의 조정에 따른 연료분사의 타이밍을 타이머로 보정제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 연료분사장치의 파일럿분사량 제어방법.
KR1019950032422A 1994-09-30 1995-09-28 연료분사장치의 파일럿분사량 제어기구 및 파일럿분사량 제어방법 KR0166410B1 (ko)

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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3666085B2 (ja) * 1995-12-06 2005-06-29 いすゞ自動車株式会社 燃料噴射ポンプ
DE19630337C2 (de) * 1996-07-26 1999-02-18 Hatz Motoren Kraftstoffeinspritzpumpe zur Einspritzung bei Brennkraftmaschinen, insbesondere Einzylinder-Dieselmotoren
DE19702268A1 (de) * 1997-01-23 1998-07-30 Deutz Ag Einspritzverlaufformung für MV-Einspritzsysteme
JPH10231763A (ja) * 1997-02-18 1998-09-02 Zexel Corp 燃料噴射ポンプ
US5870996A (en) * 1998-04-10 1999-02-16 Alfred J. Buescher High-pressure dual-feed-rate injector pump with auxiliary spill port
JP3762838B2 (ja) * 1998-05-22 2006-04-05 株式会社クボタ ディーゼルエンジンの燃料噴射装置
JP2002180882A (ja) * 2000-03-28 2002-06-26 Denso Corp 内燃機関用噴射率制御装置
WO2001090569A1 (fr) * 2000-05-26 2001-11-29 Yanmar Co., Ltd. Pompe d'injection de carburant
US6962143B2 (en) * 2003-07-16 2005-11-08 Southwest Research Institute High-efficiency, low emission gasoline engines for heavy-duty applications
GB0712032D0 (en) * 2007-06-22 2007-08-01 Delphi Tech Inc Fluid pump
US7904233B2 (en) * 2008-04-08 2011-03-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel injection measurement and diagnostics
JP4767282B2 (ja) * 2008-05-30 2011-09-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
KR101139128B1 (ko) 2010-06-09 2012-04-30 현대중공업 주식회사 분리형 플런저를 가지는 연료분사펌프
JP6347353B2 (ja) * 2016-08-30 2018-06-27 静岡製機株式会社 穀粒の品質測定装置
JP7124732B2 (ja) * 2019-01-29 2022-08-24 マツダ株式会社 圧縮着火エンジンの制御装置
JP7120081B2 (ja) * 2019-03-01 2022-08-17 株式会社デンソー 燃料噴射ポンプ
JP7433079B2 (ja) 2020-02-21 2024-02-19 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 カム、燃料噴射ポンプ及びエンジン

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2871796A (en) * 1955-08-02 1959-02-03 Allis Chalmers Mfg Co Pilot injection pump
US2960079A (en) * 1957-05-15 1960-11-15 Inst Francais Du Petrole Operation of compression ignition type internal combustion engines
US3698373A (en) * 1969-12-22 1972-10-17 Mitsubishi Motors Corp Fuel injection system for diesel engine
US3827419A (en) * 1969-12-30 1974-08-06 Nippon Denso Co Fuel injection means for a diesel engine
JPS5692328A (en) * 1979-12-27 1981-07-27 Diesel Kiki Co Ltd Distribution-type fuel injection pump
WO1985005152A1 (en) * 1984-05-08 1985-11-21 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection pump and method of adjusting the same pump
JPS6114743U (ja) * 1984-06-29 1986-01-28 株式会社ボッシュオートモーティブ システム 燃料噴射装置
JPS6131627A (ja) * 1984-07-23 1986-02-14 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 内燃機関用燃料噴射ポンプ
DE3428174A1 (de) * 1984-07-31 1986-02-13 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen
JPS6255436A (ja) * 1985-09-04 1987-03-11 Toyota Motor Corp デイ−ゼル機関の燃料噴射制御装置
JP2686612B2 (ja) * 1987-06-26 1997-12-08 ヤンマーディーゼル株式会社 燃料噴射ポンプ
US4900786A (en) * 1988-06-23 1990-02-13 General Electric Company Polyphenylene ether/rubber modified polystyrene composition suitable for blow molding large parts
JP2887685B2 (ja) 1990-02-07 1999-04-26 三菱自動車エンジニアリング株式会社 燃料噴射装置
JPH04125664U (ja) * 1991-05-08 1992-11-16 株式会社ゼクセル 燃料噴射ポンプ

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Publication number Publication date
JPH08100740A (ja) 1996-04-16
US5592915A (en) 1997-01-14
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KR960011097A (ko) 1996-04-20
EP0704618A3 (en) 1997-09-24

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