WO2013136964A1 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

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lead
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耕之 駒田
浩二 江戸
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三菱重工業株式会社
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    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection pump that injects fuel into an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • a plunger barrel is fixed to a pump housing, and a fuel injection amount is increased or decreased by rotating the plunger with respect to the plunger barrel.
  • the plunger barrel is configured to be relatively movable with respect to the pump housing and the delivery valve seat including the delivery valve, and the fuel is obtained by moving the plunger barrel relative to the pump housing and the delivery valve seat.
  • the fuel is obtained by moving the plunger barrel relative to the pump housing and the delivery valve seat.
  • the plunger barrel becomes larger than the conventional fuel injection pump fixed to the pump housing. . Therefore, there has been a demand for miniaturization of the fuel injection pump in which the plunger barrel is configured to be movable relative to the pump housing and the delivery valve seat as much as possible.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to reduce the size of a fuel injection pump in which a plunger barrel is configured to be movable relative to a pump housing and a delivery valve seat.
  • a fuel injection pump includes a pump housing having a fuel inlet on a side surface, and a plunger that is housed in the pump housing and reciprocates along the axial direction in the pump housing.
  • a barrel a shaft that is accommodated in a cylinder provided in the axial direction inside the plunger barrel, and a delivery valve seat that closes an opening located at an upper end of the pump housing, and rotation of the cam
  • a plunger that reciprocates in the cylinder along the axial direction thereof
  • a fuel injection pump comprising: a lead timing determined by a shape of a lead portion provided on a top portion of the plunger; and the plunger barrel The fuel injection timing is obtained by adding the VIT timing determined by the amount of movement of the fuel.
  • the fuel injection timing is set. That is, the VIT timing is obtained by subtracting the lead timing from the total timing required in the diesel engine on which the fuel injection pump is mounted, and the amount of movement of the plunger barrel in the axial direction is calculated from the VIT timing. Become. In other words, the amount of movement of the plunger barrel in the axial direction can be reduced by the lead timing determined by the shape of the lead portion provided on the top of the plunger. Thereby, size reduction of the said fuel injection pump can be achieved.
  • the lead timing is a lead timing suitable for a diesel engine on which the fuel injection pump is mounted, among conventional lead timings that have been used in the past. More preferably,
  • the diesel engine is disturbed. It can be operated continuously without any problems.
  • the diesel engine according to the third aspect of the present invention includes any one of the above fuel injection pumps.
  • the fuel injection pump having the same dimensions as the conventional fuel injection pump or smaller than the conventional fuel injection pump is mounted. Thereby, the enlargement of a diesel engine can be avoided.
  • a fuel injection pump design method comprising: a pump housing having a fuel intake port on a side surface; and a housing accommodated in the pump housing along the axial direction in the pump housing.
  • a plunger barrel that reciprocally moves, a delivery valve seat that includes a shaft portion that is accommodated in a cylinder provided along the axial direction inside the plunger barrel, and that closes an opening located at an upper end of the pump housing;
  • a fuel injection pump design method comprising: a plunger that reciprocates along the axial direction in the cylinder in accordance with the rotation of a cam, and the lead is determined by the shape of the lead portion provided on the top of the plunger As the timing, among the conventional lead timings that have been operated in the past, the fuel injection pump is installed.
  • the timing at which the diesel engine can be operated continuously without any trouble is selected, and the total timing required in the diesel engine is calculated.
  • the lead timing is subtracted from the total timing to calculate the VIT timing according to the movement amount of the plunger barrel, the movement amount in the axial direction of the plunger barrel is calculated from the VIT timing, and this movement amount is calculated.
  • the actual movement amount of the plunger barrel is calculated by adding the movement amount of the allowance, and when the plunger is located at the lowest position, a predetermined amount of fuel is provided to the intake port provided in the plunger barrel. Through the cylinder and the plunger is located at the uppermost position.
  • the design constraint condition set so that the high-pressure fuel after injection flows out of the cylinder through the intake port by a predetermined amount satisfies these two conditions If any one of the above is not satisfied, the lift amount of the cam is reviewed so that both of these two conditions are satisfied, and the fuel injection pump is designed in consideration of the actual movement amount of the plunger barrel, It is confirmed whether or not the dimension of the fuel injection pump in the axial direction is within a predetermined dimension. When the dimension of the fuel injection pump is not within the predetermined dimension, the lead timing selected first is set. Review and repeat the above procedure.
  • the lead timing determined by the shape of the lead portion provided on the top of the plunger and the VIT timing determined by the movement amount of the plunger barrel are added. That is the fuel injection timing. That is, the VIT timing is obtained by subtracting the lead timing from the total timing required in the diesel engine on which the fuel injection pump is mounted, and the amount of movement of the plunger barrel in the axial direction is calculated from the VIT timing. Become. In other words, the amount of movement of the plunger barrel in the axial direction can be reduced by the lead timing determined by the shape of the lead portion provided on the top of the plunger. Thereby, size reduction of the said fuel injection pump can be achieved. Further, according to the design method of the fuel injection pump according to the present invention, even when the plunger barrel does not operate (when the plunger barrel cannot be moved relative to the pump housing and the delivery valve seat), The diesel engine can be operated continuously without any trouble.
  • the fuel pump in which the plunger barrel according to the present invention is configured to be movable relative to the pump housing and the delivery valve seat, the fuel pump can be downsized.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is a figure which expands and shows the lead
  • (a) is a chart which shows the relationship between lead timing and engine load,
  • (b) is VIT lead timing, and engine load.
  • (C) is a chart showing the relationship between the total lead timing and the engine load.
  • the fuel injection pump 1 includes a pump housing 2, a plunger 3, a delivery valve seat 4, and a plunger barrel 5.
  • the pump housing 2 is a casing that houses the plunger barrel 5 therein, and an opening located at one end (upper end) thereof is closed by a delivery valve seat 4.
  • the plunger 3 is a round bar-like member that slides along the axial direction in the cylinder 11 provided in the plunger barrel 5 along the axial direction (vertical direction in the figure).
  • a lead (not shown) is provided.
  • the bottom surface 3a of the plunger 3 is connected to a fuel pump driving device (not shown) that moves up and down by a cam (not shown).
  • the plunger 3 is provided in the plunger barrel 5 in accordance with the rotation of the cam.
  • the cylinder 11 reciprocates in the axial direction.
  • the delivery valve seat 4 is provided therein with a single flow path 12 along the axial direction (vertical direction in the figure), and in the recess 13 provided at the outlet of the flow path 12.
  • a delivery valve 14 containing a delivery valve 14.
  • Reference numeral 15 in the drawing is a delivery valve spring that biases the delivery valve 14 toward the inlet side of the flow path 12, that is, the plunger 3 side.
  • the plunger barrel 5 is provided with a single cylinder 11 along the axial direction (vertical direction in the figure), and the plunger 3 is accommodated in the cylinder 11 located on the plunger 3 side.
  • the shaft portion 4a of the delivery valve seat 4 is accommodated in the cylinder 11 located on the delivery valve seat 4 side.
  • a recess (space) 21 forming an oil sump is provided along the circumferential direction between the outer peripheral surface of one half (upper half) of the plunger barrel 5 and the inner peripheral surface of the pump housing 2 facing it.
  • a suction port 22 communicating with the inside of the cylinder 11 and the inside of the recess 21 is provided at a central portion of the plunger barrel 5 with an interval of 180 degrees.
  • a vertical groove 24 for receiving the tip end portion of the shaft portion of the set screw 23 attached to the outer peripheral surface of the pump housing 2 is provided at an interval of 180 degrees. Yes. Further, the bottom surface of the vertical groove 24 is formed between the vertical groove 24 and the cylinder 11 (more specifically, between the outer peripheral surface of the shaft portion 4a of the delivery valve seat 4 and the inner peripheral surface of the plunger barrel 5). A lateral hole 25 that communicates with a (slight) gap is provided.
  • Reference numeral 31 in the figure denotes a circumferential groove (ring groove) provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the shaft portion 4 a of the delivery valve seat 4, and reference numeral 32 denotes a seal ring accommodated in the circumferential groove 31.
  • (O-ring) 33 is a control sleeve for rotating the plunger 3 around the axis, and 34 is a timing sleeve for moving the plunger barrel 5 along the axial direction.
  • the fuel that has flowed into the pump housing 2 from the fuel suction port 41 provided at an interval of 180 degrees on both side surfaces of one end portion (upper end portion) of the pump housing 2 passes through the recess 21 and is sucked into the suction port 22. Then, it flows into the cylinder 11 located between the top surface 3b of the plunger 3 and the shaft lower end surface 4b of the delivery valve seat 4, and is pushed up (compressed) by the top surface 3b of the plunger 3. Next, the high-pressure fuel pushed up by the top surface 3 b of the plunger 3 pushes up the delivery valve 14 through the passage 12, and then passes through the passage 43 provided in the delivery valve holder 42. And the other end (downstream end) is supplied to the fuel injection valve via a fuel high-pressure pipe (not shown) connected to the fuel injection valve (not shown). .
  • the top of the plunger for example, from FIG. 1 to FIG. 3.
  • Lead portions 51 as shown are provided. As shown in FIG. 3, two lead portions 51 are provided along the circumferential direction, one for each 180 degrees.
  • the lead portion 51 includes a longitudinal groove (longitudinal fuel passage) 52, an upper lead (notch) 53, and a lower lead (notch) 54, respectively.
  • the vertical groove 52 is dug down along the axial direction of the plunger 3 (vertical direction in FIGS. 1 to 3), communicates the upper lead 53 and the lower lead 54, and the rotation angle of the plunger 3 is within a predetermined range. It is an axially extending groove that communicates between the suction port 22 and the inside of the cylinder 11 positioned between the top surface 3 b of the plunger 3 and the shaft portion lower end surface 4 b of the delivery valve seat 4.
  • the upper lead 53 includes a first upper lead 61 and a second upper lead 62.
  • the first upper lead 61 is formed by the first lead surface 63 and the outer peripheral surface 3 c of the plunger 3
  • the second upper lead 62 is formed by the second lead surface 64, the outer peripheral surface 3 c of the plunger 3, and the like. It is formed by.
  • the lower lead 54 is formed by the third lead surface 65 and the outer peripheral surface 3 c of the plunger 3.
  • one end portion (lower end portion) of the lead portion 51 is further dug down along the circumferential direction so as to be slightly lower than the outer peripheral surface 3c of the plunger 3 forming the lower lead 54.
  • the lead portion 51 is, for example, a lead timing (advance angle / retard angle) expressed in degrees (°) as shown in FIG. 4A, that is, a diesel engine (with a fuel injection pump 1 mounted)
  • the lead timing is 0 ° when the load of a large marine diesel engine is 0%
  • the lead timing is 0.5 ° when the load is 25%
  • the lead timing is 1 ° when the load is 50%.
  • the lead timing is 1 ° when the load is 75%
  • the read timing is 1 ° when the load is 85%
  • the read timing is 0 ° when the load is 100%.
  • the positive (+) and negative ( ⁇ ) of the read timing represent an advance angle and a retard angle, respectively.
  • the plunger barrel 5 is, for example, a VIT timing expressed in degrees (°) as shown in FIG. 4B (by moving the plunger barrel 5 relative to the pump housing 2 and the delivery valve seat 4).
  • the fuel injection timing to be changed that is, the VIT timing is 0 ° when the load of the diesel engine on which the fuel injection pump 1 is mounted is 0%, and the VIT timing is -2.6 ° when the load is 25%.
  • VIT timing is 1.5 ° when the load is 50%
  • VIT timing is 0.65 ° when the load is 75%
  • VIT timing is 0.1 ° when the load is 85%
  • the load is 100%
  • the VIT timing is relatively moved with respect to the pump housing 2 and the delivery valve seat 4 so that the VIT timing becomes ⁇ 2.6 °.
  • the positive (+) and negative ( ⁇ ) of the read timing represent an advance angle and a retard angle, respectively.
  • VIT is Variable Injection Timing.
  • the fuel injection pump 1 shows that as shown in FIG. Total timing expressed in degrees (°) (fuel injection timing required in a diesel engine equipped with the fuel injection pump 1), that is, when the load of the diesel engine equipped with the fuel injection pump 1 is 0%
  • the VIT timing is -2.1 ° when the VIT timing is 0 ° and the load is 25%
  • the VIT timing is 2.5 ° when the load is 50%
  • the VIT timing is 1. when the load is 75%.
  • Fuel injection timing such that the VIT timing is 1.1 ° when the load is 85% and the load is 85%, and the VIT timing is ⁇ 2.6 ° when the load is 100%. So that the fuel oil is injected (discharge).
  • the amount of movement of the plunger barrel 5 in the axial direction is calculated from the VIT timing by the plunger barrel 5, and the amount of movement of the margin is added to this amount of movement to calculate the actual amount of movement of the plunger barrel 5.
  • a predetermined (desired) amount of fuel Flows into the cylinder 11 via the suction port 22 and the plunger 3 is located at the uppermost position, that is, the distance between the top surface 3b of the plunger 3 and the lower end surface 4b of the shaft portion of the delivery valve seat 4.
  • the fuel injection pump 1 is designed in consideration of the actual amount of movement of the plunger barrel 5, and the dimensions (axial direction: vertical dimension) of the fuel injection pump 1 are within a predetermined (desired) dimension. Check if it exists. When the dimension of the fuel injection pump 1 is not within the predetermined dimension, the lead timing (that is, the shape of the lead part 51) by the lead part 51 selected first is reviewed, and the above procedure is repeated.
  • the VIT timing is obtained by subtracting the lead timing from the total timing required in the diesel engine on which the fuel injection pump 1 is mounted, and the movement amount of the plunger barrel 5 in the axial direction is calculated from the VIT timing. It will be.
  • the amount of movement of the plunger barrel 5 in the axial direction can be reduced by the lead timing determined by the shape of the lead portion 51 provided on the top of the plunger 3. Thereby, size reduction of the said fuel injection pump 1 can be achieved.

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Abstract

　この燃料噴射ポンプ（１）は、側面に燃料吸入口（４１）が設けられたポンプハウジング（２）と、前記ポンプハウジング（２）内に収容されて、前記ポンプハウジング（２）内を軸方向に沿って往復移動するプランジャバレル（５）と、前記プランジャバレル（５）の内部に軸方向に沿って設けられたシリンダ（１１）内に収容される軸部（４ａ）を備えるとともに、前記ポンプハウジング（２）の上端に位置する開口を塞ぐデリベリバルブシート（４）と、カムの回転にあわせて前記シリンダ（１１）内を軸方向に沿って往復移動するプランジャ（３）と、を備え、前記プランジャ（３）の頂部に設けられたリード（５１）部の形状によって決まるリードタイミングと、前記プランジャバレル（５）の移動量によって決まるＶＩＴタイミングとを足し合わせたものを燃料噴射タイミングとした。

Description

燃料噴射ポンプ
　本発明は、ディーゼル機関等の内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射ポンプに関するものである。
　ディーゼル機関等の内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射ポンプとしては、プランジャバレルがポンプハウジングに対して固定され、プランジャをプランジャバレルに対して回動させることによって燃料噴射量を増減させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３－３０１７６０号公報
　また、近年では、ポンプハウジング、およびデリベリバルブを備えたデリベリバルブシートに対してプランジャバレルが相対移動可能に構成され、プランジャバレルをポンプハウジングおよびデリベリバルブシートに対して相対移動させることにより、燃料噴射タイミングを変更（調整）することができるものが提案されている。
　しかしながら、このような燃料噴射ポンプでは、プランジャバレルがポンプハウジングおよびデリベリバルブシートに対して相対移動する分、プランジャバレルがポンプハウジングに対して固定された従来の燃料噴射ポンプよりも大型化してしまう。そのため、プランジャバレルがポンプハウジングおよびデリベリバルブシートに対して相対移動可能に構成された燃料噴射ポンプの、可能な限りの小型化が求められていた。
　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、プランジャバレルがポンプハウジングおよびデリベリバルブシートに対して相対移動可能に構成された燃料噴射ポンプの小型化を図ることを目的とする。
　本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
　本発明の第１の態様に係る燃料噴射ポンプは、側面に燃料吸入口が設けられたポンプハウジングと、前記ポンプハウジング内に収容されて、前記ポンプハウジング内を軸方向に沿って往復移動するプランジャバレルと、前記プランジャバレルの内部に前記軸方向に沿って設けられたシリンダ内に収容される軸部を備えるとともに、前記ポンプハウジングの上端に位置する開口を塞ぐデリベリバルブシートと、カムの回転にあわせて前記シリンダ内をその軸方向に沿って往復移動するプランジャと、を備えた燃料噴射ポンプであって、前記プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングと、前記プランジャバレルの移動量によって決まるＶＩＴタイミングとを足し合わせたものを燃料噴射タイミングとした。
　本発明の第１の態様に係る燃料噴射ポンプによれば、プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングと、プランジャバレルの移動量によって決まるＶＩＴタイミングとを足し合わせたものが、燃料噴射タイミングとされている。すなわち、当該燃料噴射ポンプが搭載されるディーゼル機関において要求される合計タイミングからリードタイミングを差し引いたものがＶＩＴタイミングとされ、このＶＩＴタイミングからプランジャバレルの軸方向への移動量が算出されることになる。言い換えれば、プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングの分だけ、プランジャバレルの軸方向への移動量が少なくてすむ。
　これにより、当該燃料噴射ポンプの小型化を図ることができる。
　本発明の第２の態様として、上記燃料噴射ポンプにおいて、前記リードタイミングは、過去に運転実績のある従来のリードタイミングのうち、当該燃料噴射ポンプが搭載されるディーゼル機関に適合するリードタイミングが採用されているとさらに好適である。
　第２の態様の燃料噴射ポンプによれば、プランジャバレルが作動しなくなった場合（プランジャバレルをポンプハウジングおよびデリベリバルブシートに対して相対移動させることができなくなった場合）でも、ディーゼル機関を支障なく継続して運転させることができる。
　本発明の第３の態様に係るディーゼル機関は、上記燃料噴射ポンプのいずれかを具備している。
　本発明の第３の態様に係るディーゼル機関によれば、従来の燃料噴射ポンプと同寸法の、あるいは従来の燃料噴射ポンプよりも小型化された燃料噴射ポンプが搭載されることになる。
　これにより、ディーゼル機関の大型化を回避することができる。
　本発明の第４の態様に係る燃料噴射ポンプの設計手法は、側面に燃料吸入口が設けられたポンプハウジングと、前記ポンプハウジング内に収容されて、前記ポンプハウジング内を前記軸方向に沿って往復移動するプランジャバレルと、前記プランジャバレルの内部に軸方向に沿って設けられたシリンダ内に収容される軸部を備えるとともに、前記ポンプハウジングの上端に位置する開口を塞ぐデリベリバルブシートと、カムの回転にあわせて前記シリンダ内をその軸方向に沿って往復移動するプランジャと、を備えた燃料噴射ポンプの設計手法であって、前記プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングとして、過去に運転実績のある従来のリードタイミングのうち、当該燃料噴射ポンプが搭載されるディーゼル機関に適合し、かつ、前記プランジャバレルが作動しなくなった場合でも、前記ディーゼル機関を支障なく継続して運転させることができるタイミングを選択し、前記ディーゼル機関において要求される合計タイミングを算出して、この合計タイミングから前記リードタイミングを減算して、前記プランジャバレルの移動量によるＶＩＴタイミングを算出し、前記ＶＩＴタイミングから前記プランジャバレルの軸方向への移動量を算出して、この移動量に余裕代の移動量を加算して、前記プランジャバレルの実際の移動量を算出し、前記プランジャが最も下方に位置しているときに、所定量の燃料が前記プランジャバレルに設けられた吸入ポートを介して前記シリンダ内に流入し、かつ、前記プランジャが最も上方に位置しているときに、噴射後の高圧となった燃料が前記吸入ポートを介して所定量、前記シリンダ内から流出していくように設定された設計制約条件を満たすか否かを確認して、これら二つの条件をいずれか一つでも満たさないときには、これら二つの条件を二つとも満たすよう、前記カムのリフト量を見直し、前記プランジャバレルの実際の移動量を考慮して当該燃料噴射ポンプを設計して、当該燃料噴射ポンプの軸方向における寸法が所定の寸法内に収まっているか否かを確認して、当該燃料噴射ポンプの寸法が所定の寸法内に収まっていないときには、最初に選択した前記リードタイミングを見直し、上述の手順を繰り返すようにした。
　本発明の第４の態様に係る燃料噴射ポンプの設計手法によれば、プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングと、プランジャバレルの移動量によって決まるＶＩＴタイミングとを足し合わせたものが、燃料噴射タイミングとされている。すなわち、当該燃料噴射ポンプが搭載されるディーゼル機関において要求される合計タイミングからリードタイミングを差し引いたものがＶＩＴタイミングとされ、このＶＩＴタイミングからプランジャバレルの軸方向への移動量が算出されることになる。言い換えれば、プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングの分だけ、プランジャバレルの軸方向への移動量が少なくてすむ。
　これにより、当該燃料噴射ポンプの小型化を図ることができる。
　また、本発明に係る燃料噴射ポンプの設計手法によれば、プランジャバレルが作動しなくなった場合（プランジャバレルをポンプハウジングおよびデリベリバルブシートに対して相対移動させることができなくなった場合）でも、ディーゼル機関を支障なく継続して運転させることができる。
　本発明に係るプランジャバレルがポンプハウジングおよびデリベリバルブシートに対して相対移動可能に構成された燃料噴射ポンプによれば、当該燃料ポンプの小型化を図ることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る燃料噴射ポンプの縦断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。 図１および図２に示すリード部を拡大し、かつ、展開して示す図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミングを説明するための図であり、（ａ）はリードタイミングとエンジン負荷との関係を示す図表、（ｂ）はＶＩＴリードタイミングとエンジン負荷との関係を示す図表、（ｃ）は合計リードタイミングとエンジン負荷との関係を示す図表である。
　以下、本発明の一実施形態に係る燃料噴射ポンプについて、図１から図４を参照しながら説明する。
　図１または図２に示すように、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１は、ポンプハウジング２と、プランジャ３と、デリベリバルブシート４と、プランジャバレル５と、を備えている。
　ポンプハウジング２は、その内部にプランジャバレル５を収容するケーシングであり、その一端（上端）に位置する開口は、デリベリバルブシート４により塞がれている。
　プランジャ３は、プランジャバレル５の内部に、軸方向（図において上下方向）に沿って設けられたシリンダ１１内を軸方向に沿って摺動する丸棒状の部材であり、その頂部外周面には、リード（図示せず）が設けられている。また、プランジャ３の底面３ａは、カム（図示せず）により上下に動く燃料ポンプ駆動装置（図示せず）と接続されており、プランジャ３は、カムの回転にあわせてプランジャバレル５に設けられたシリンダ１１内を軸方向に往復移動する。
　デリベリバルブシート４は、その内部に、軸方向（図において上下方向）に沿って一本の流路１２が設けられたものであり、流路１２の出口部に設けられた凹所１３内には、デリベリバルブ１４が収容されている。
　なお、図中の符号１５は、デリベリバルブ１４を流路１２の入口側、すなわち、プランジャ３の側に付勢するデリベリバルブスプリングである。
　プランジャバレル５は、その内部に、軸方向（図において上下方向）に沿って一本のシリンダ１１が設けられたものであり、プランジャ３の側に位置するシリンダ１１内には、プランジャ３が収容され、デリベリバルブシート４の側に位置するシリンダ１１内には、デリベリバルブシート４の軸部４ａが収容されている。また、プランジャバレル５の一半部（上半部）における外周面と、それに対向するポンプハウジング２の内周面との間には、油溜まりを形成する凹所（空間）２１が周方向に沿って設けられており、プランジャバレル５の中央部には、シリンダ１１内と凹所２１内と連通する吸入ポート２２が１８０度の間隔をあけて設けられている。
　プランジャバレル５の一端部（上端部）における外周面には、ポンプハウジング２の外周面に取り付けられたセットスクリュー２３の軸部先端部を受け入れる縦溝２４が１８０度の間隔をあけて設けられている。また、縦溝２４の底面には、縦溝２４内とシリンダ１１内（より詳しくは、デリベリバルブシート４の軸部４ａ外周面と、プランジャバレル５の内周面との間に形成される（僅かな）隙間とを連通する横穴２５が設けられている。
　なお、図中の符号３１は、デリベリバルブシート４の軸部４ａ外周面に周方向に沿って設けられた周溝（リング溝）、符号３２は、周溝３１内に収容されたシールリング（オーリング）、符号３３は、プランジャ３を軸線まわりに回動させるコントロールスリーブ、符号３４は、プランジャバレル５を軸方向に沿って移動させるタイミングスリーブである。
　また、ポンプハウジング２の一端部（上端部）における両側面に１８０度の間隔をあけて設けられた燃料吸入口４１からポンプハウジング２内に流入した燃料は、凹所２１を通って吸入ポート２２から、プランジャ３の頂面３ｂとデリベリバルブシート４の軸部下端面４ｂとの間に位置するシリンダ１１内に流入し、プランジャ３の頂面３ｂによって突き上げられる（圧縮される）。つぎに、プランジャ３の頂面３ｂによって突き上げられた高圧の燃料は、流路１２を通ってデリベリバルブ１４を押し上げた後、デリベリバルブホルダ４２に設けられた流路４３を通って、一端（上流端）が流路４３の出口部に接続され、他端（下流端）が燃料噴射弁（図示せず）に接続された燃料高圧管（図示せず）を介して燃料噴射弁に供給される。
　さて、プランジャバレル５がポンプハウジング２およびデリベリバルブシート４に対して相対移動可能に構成された本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１では、プランジャ３の頂部に、例えば、図１から図３に示すようなリード部５１が設けられている。
　図３に示すように、リード部５１は、周方向に沿って二つ、１８０度毎に一つずつ設けられている。
　リード部５１は、縦溝（縦方向燃料通路）５２と、上部リード（切り欠き）５３と、下部リード（切り欠き）５４と、それぞれ備えている。
　縦溝５２は、プランジャ３の軸方向（図１から図３において上下方向）に沿って掘り下げられ、上部リード５３と下部リード５４とを連通するとともに、プランジャ３の回転角度が所定の範囲内にあるときに、吸入ポート２２と、プランジャ３の頂面３ｂとデリベリバルブシート４の軸部下端面４ｂとの間に位置するシリンダ１１内とを連通する、軸方向に延びる溝である。
　上部リード５３は、第１の上部リード６１と、第２の上部リード６２と、を備えている。
　第１の上部リード６１は、第１のリード面６３と、プランジャ３の外周面３ｃとにより形成され、第２の上部リード６２は、第２のリード面６４と、プランジャ３の外周面３ｃとにより形成されている。
　また、下部リード５４は、第３のリード面６５と、プランジャ３の外周面３ｃとにより形成されている。
　そして、第１のリード面６３と、第２のリード面６４と、第３のリード面６５と、縦溝５２と連続するようにして半径方向外側に延びる第１の端面７１および第２の端面７２とにより、吸入ポート２２と、プランジャ３の頂面３ｂとデリベリバルブシート４の軸部下端面４ｂとの間に位置するシリンダ１１内との連通を遮断する突出部（肉厚部）７３が形成されている。
　なお、リード部５１の一端部（下端部）は、下部リード５４を形成するプランジャ３の外周面３ｃよりも少し低くなるように周方向に沿ってさらに掘り下げられている。
　ここで、リード部５１は、例えば、図４（ａ）に示すような度（°）で表されるリードタイミング（進角・遅角）、すなわち、燃料噴射ポンプ１が搭載されるディーゼル機関（例えば、舶用の大型ディーゼル機関）の負荷が０％のときにリードタイミングが０°、負荷が２５％のときにリードタイミングが０．５°、負荷が５０％のときにリードタイミングが１°、負荷が７５％のときにリードタイミングが１°、負荷が８５％のときにリードタイミングが１°、負荷が１００％のときにリードタイミングが０°となるようにして切り欠かれている。
　なお、リードタイミングの正（＋）、負（－）はそれぞれ、進角、遅角を表している。
　一方、プランジャバレル５は、例えば、図４（ｂ）に示すような度（°）で表されるＶＩＴタイミング（プランジャバレル５をポンプハウジング２およびデリベリバルブシート４に対して相対移動させることにより変更する燃料噴射タイミング）、すなわち、燃料噴射ポンプ１が搭載されるディーゼル機関の負荷が０％のときにＶＩＴタイミングが０°、負荷が２５％のときにＶＩＴタイミングが－２．６°、負荷が５０％のときにＶＩＴタイミングが１．５°、負荷が７５％のときにＶＩＴタイミングが０．６５°、負荷が８５％のときにＶＩＴタイミングが０．１°、負荷が１００％のときにＶＩＴタイミングが－２．６°となるように、ポンプハウジング２およびデリベリバルブシート４に対して相対移動させられる。
　なお、リードタイミングの正（＋）、負（－）はそれぞれ、進角、遅角を表している。
　また、ＶＩＴとは、Variable　Injection　Timingのことである。
　そして、リード部５１（の形状）によるリードタイミングと、プランジャバレル５（の移動量）によるＶＩＴタイミングとが加算されて、結果的に、燃料噴射ポンプ１からは、図４（ｃ）に示すような度（°）で表される合計タイミング（燃料噴射ポンプ１が搭載されるディーゼル機関において要求される燃料噴射タイミング）、すなわち、燃料噴射ポンプ１が搭載されるディーゼル機関の負荷が０％のときにＶＩＴタイミングが０°、負荷が２５％のときにＶＩＴタイミングが－２．１°、負荷が５０％のときにＶＩＴタイミングが２．５°、負荷が７５％のときにＶＩＴタイミングが１．６５°、負荷が８５％のときにＶＩＴタイミングが１．１°、負荷が１００％のときにＶＩＴタイミングが－２．６°となるような燃料噴射タイミングで燃料油が噴射（吐出）されることになる。
　つぎに、リード部５１によるリードタイミング、およびプランジャバレル５によるＶＩＴタイミングの決め方（設計手法）を説明する。
　まず、リード部５１によるリードタイミングとして、過去に運転実績のある従来のリードタイミングのうち、燃料噴射ポンプ１が搭載されるディーゼル機関に適合し、かつ、プランジャバレル５が作動しなくなった場合（プランジャバレル５をポンプハウジング２およびデリベリバルブシート４に対して相対移動させることができなくなった場合）でも、当該ディーゼル機関を支障なく継続して運転させることができるものを選択する。
　つづいて、燃料噴射ポンプ１が搭載されるディーゼル機関において要求される合計タイミングを算出し、この合計タイミングからリード部５１によるリードタイミングを減算して、プランジャバレル５によるＶＩＴタイミングを算出する。
　そして、プランジャバレル５によるＶＩＴタイミングからプランジャバレル５の軸方向への移動量を算出し、この移動量に余裕代の移動量を加算して、プランジャバレル５の実際の移動量を算出する。
　つぎに、プランジャ３が最も下方に位置しているとき、すなわち、プランジャ３の頂面３ｂとデリベリバルブシート４の軸部下端面４ｂとの距離が最大のときに、所定（所望）量の燃料が吸入ポート２２を介してシリンダ１１内に流入し、かつ、プランジャ３が最も上方に位置しているとき、すなわち、プランジャ３の頂面３ｂとデリベリバルブシート４の軸部下端面４ｂとの距離が最小のときに、噴射後の高圧となった燃料が吸入ポート２２を介して所定量、シリンダ１１内から流出していくように設定された設計制約条件を満たすか否かを確認する。
　これら二つの条件をいずれか一つでも満たさないときには、これら二つの条件を二つとも満たすよう、カムのリフト量（カムプロファイル）を見直す。
　つづいて、プランジャバレル５の実際の移動量を考慮して燃料噴射ポンプ１を設計して、燃料噴射ポンプ１の寸法（軸方向：上下方向における寸法）が所定（所望）の寸法内に収まっているか否かを確認する。
　燃料噴射ポンプ１の寸法が所定の寸法内に収まっていないときには、最初に選択したリード部５１によるリードタイミング（すなわち、リード部５１の形状）を見直し、上述の手順を繰り返す。
　本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１および燃料噴射ポンプ１の設計手法によれば、プランジャ３の頂部に設けられたリード部５１の形状によって決まるリードタイミングと、プランジャバレル５の移動量によって決まるＶＩＴタイミングとを足し合わせたものが、燃料噴射タイミングとされている。すなわち、当該燃料噴射ポンプ１が搭載されるディーゼル機関において要求される合計タイミングからリードタイミングを差し引いたものがＶＩＴタイミングとされ、このＶＩＴタイミングからプランジャバレル５の軸方向への移動量が算出されることになる。言い換えれば、プランジャ３の頂部に設けられたリード部５１の形状によって決まるリードタイミングの分だけ、プランジャバレル５の軸方向への移動量が少なくてすむ。
　これにより、当該燃料噴射ポンプ１の小型化を図ることができる。
　また、本実施形態に係る燃料噴射ポンプ１および燃料噴射ポンプ１の設計手法によれば、プランジャバレル５が作動しなくなった場合（プランジャバレル５をポンプハウジング２およびデリベリバルブシート４に対して相対移動させることができなくなった場合）でも、ディーゼル機関を支障なく継続して運転させることができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
　１　　燃料噴射ポンプ
　２　　ポンプハウジング
　３　　プランジャ
　４　　デリベリバルブシート
　４ａ　軸部
　５　　プランジャバレル
１１　　シリンダ
２２　　吸入ポート
４１　　燃料吸入口
５１　　リード部

Claims (4)

  1. 　側面に燃料吸入口が設けられたポンプハウジングと、
    　前記ポンプハウジング内に収容されて、前記ポンプハウジング内を軸方向に沿って往復移動するプランジャバレルと、
    　前記プランジャバレルの内部に前記軸方向に沿って設けられたシリンダ内に収容される軸部を備えるとともに、前記ポンプハウジングの上端に位置する開口を塞ぐデリベリバルブシートと、
    　カムの回転にあわせて前記シリンダ内をその軸方向に沿って往復移動するプランジャと、を備えた燃料噴射ポンプであって、
    　前記プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングと、前記プランジャバレルの移動量によって決まるＶＩＴタイミングとを足し合わせたものを燃料噴射タイミングとした燃料噴射ポンプ。
  2. 　前記リードタイミングは、過去に運転実績のある従来のリードタイミングのうち、当該燃料噴射ポンプが搭載されるディーゼル機関に適合するリードタイミングが採用されている請求項１に記載の燃料噴射ポンプ。
  3. 　請求項１または２に記載の燃料噴射ポンプを具備してなるディーゼル機関。
  4. 　側面に燃料吸入口が設けられたポンプハウジングと、
    　前記ポンプハウジング内に収容されて、前記ポンプハウジング内を軸方向に沿って往復移動するプランジャバレルと、
    　前記プランジャバレルの内部に前記軸方向に沿って設けられたシリンダ内に収容される軸部を備えるとともに、前記ポンプハウジングの上端に位置する開口を塞ぐデリベリバルブシートと、
    　カムの回転にあわせて前記シリンダ内をその軸方向に沿って往復移動するプランジャと、を備えた燃料噴射ポンプの設計手法であって、
    　前記プランジャの頂部に設けられたリード部の形状によって決まるリードタイミングとして、過去に運転実績のある従来のリードタイミングのうち、当該燃料噴射ポンプが搭載されるディーゼル機関に適合し、かつ、前記プランジャバレルが作動しなくなった場合でも、前記ディーゼル機関を支障なく継続して運転させることができるタイミングを選択し、
    　前記ディーゼル機関において要求される合計タイミングを算出して、この合計タイミングから前記リードタイミングを減算して、前記プランジャバレルの移動量によるＶＩＴタイミングを算出し、
    　前記ＶＩＴタイミングから前記プランジャバレルの軸方向への移動量を算出して、この移動量に余裕代の移動量を加算して、前記プランジャバレルの実際の移動量を算出し、
    　前記プランジャが最も下方に位置しているときに、所定量の燃料が前記プランジャバレルに設けられた吸入ポートを介して前記シリンダ内に流入し、かつ、前記プランジャが最も上方に位置しているときに、噴射後の高圧となった燃料が前記吸入ポートを介して所定量、前記シリンダ内から流出していくように設定された設計制約条件を満たすか否かを確認して、
    　これら二つの条件をいずれか一つでも満たさないときには、これら二つの条件を二つとも満たすよう、前記カムのリフト量を見直し、
    　前記プランジャバレルの実際の移動量を考慮して当該燃料噴射ポンプを設計して、当該燃料噴射ポンプの軸方向における寸法が所定の寸法内に収まっているか否かを確認して、
    　当該燃料噴射ポンプの寸法が所定の寸法内に収まっていないときには、最初に選択した前記リードタイミングを見直し、上述の手順を繰り返すようにした燃料噴射ポンプの設計手法。
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