JPH0734995A - 分配型燃料噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一部燃料のリークによる噴射率低減作用が低
速低負荷域でのみ生じるようにし、低速高負荷域では高
噴射率としてエミッションや燃費を改善する。 【構成】 スピルポート７先端のカットオフポート１７
を開閉するコントロールスリーブ１８の内周の一部に、
オリフィス溝１９が軸方向に沿って形成されている。螺
旋状となるカットオフポート１７の移動軌跡に対し、コ
ントロールスリーブ１８が低噴射量位置にあればオリフ
ィス溝１９とカットオフポート１７とが連通し、また高
噴射量位置にあれば両者が連通しないように、それぞれ
の位置関係が設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル機関に用
いられる分配型燃料噴射ポンプの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドライブシャフトの駆動に伴って往復運
動および回転運動をするプランジャにより燃料の吸入，
加圧と分配とを行うようにした分配型燃料噴射ポンプが
従来から知られている。この分配型燃料噴射ポンプにお
いては、往復運動するプランジャが圧縮室内の燃料を加
圧することにより燃料の噴射が始まり、かつプランジャ
の移動により、該プランジャに設けたカットオフポート
がコントロールスリーブから開放された時点で噴射が終
了するようになっている。つまり、プランジャに嵌合し
たコントロールスリーブの摺動位置を、コントロールレ
バーに連係した噴射量制御機構が動かすことによって噴
射終了時期ひいては噴射量が調節される構成となってい
る。

【０００３】ここで、主に低速低負荷時の燃料噴射率を
低減させるために、コントロールスリーブによりカット
オフポートが開放される前に、カットオフポートから一
部の燃料をリークさせるようにした構成の分配型燃料噴
射ポンプが一部で提案されている（例えば特開平３−１
４１８５９号公報第４図参照）。図１０は、この種の燃
料噴射ポンプの要部を示したもので、プランジャバレル
３１にプランジャ３２が摺動可能に嵌合しているととも
に、該プランジャ３２の基端部寄りにコントロールスリ
ーブ３３が摺動可能に嵌合し、プランジャ３２のカット
オフポート３４を開閉している。カットオフポート３４
は、プランジャ３２中心を通る連通路３５によってプラ
ンジャ３２先端側の図示せぬ圧縮室に連通しており、か
つ１８０°異なる２方向へ向かって開口している。そし
て、このカットオフポート３４の開き始め側となる開口
縁に、通路断面積の小さなオリフィス溝３６が切欠形成
されている。

【０００４】従って、この構成によれば、プランジャ３
２が矢印Ｐ方向に前進して燃料噴射を行うと、プランジ
ャ３２が所定位置まで移動した時点でオリフィス溝３６
先端がコントロールスリーブ３３端面から開放され、一
部の燃料がリークする。そのため、燃料噴射は継続する
ものの、その噴射率が低減する。そして、更にプランジ
ャ３２が前進してカットオフポート３４自体が開放され
ると、噴射圧が急激に低下するため、噴射が終了する。

【０００５】尚、機関高速時には、各気筒へ圧送する燃
料の送油速度が上昇するため、リーク量の影響が相対的
に低下し、噴射率低減効果は弱くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、カットオフポート３４自体が開放される
前に必ずオリフィス溝３６から一部燃料がリークするよ
うになっているため、機関の低速側では、低負荷域のみ
ならず、高負荷域においても図５の破線のように噴射率
の低下が起こってしまう、という不具合がある。すなわ
ち、低速高負荷域では、燃焼や排気性能の上で、高噴射
率、短噴射期間であることが要求されるが、これに反し
て噴射率が低下してしまうため、スモークやパティキュ
レートが増加するとともに、燃費が悪化し、かつ低速側
のトルクの向上が困難になる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
プランジャが回転しつつ往復動するため、燃料噴射量を
変化させると、カットオフポートの移動軌跡とコントロ
ールスリーブとの相対的な位置関係が変化することに着
目し、低負荷域でのみ一部燃料のリークが行われるよう
にした。すなわち、この発明は、プランジャバレル内に
嵌合したプランジャが回転しつつ往復動することにより
各気筒へ順次燃料を圧送するとともに、プランジャに形
成したカットオフポートを覆うコントロールスリーブの
摺動位置によって噴射終了時期が定まる分配型燃料噴射
ポンプにおいて、上記コントロールスリーブの内周面の
円周方向の一部に、コントロールスリーブ端面に開口し
たオリフィス溝を形成するとともに、このオリフィス溝
の形成位置および軸方向長さを、プランジャの有効スト
ロークが大となるコントロールスリーブ位置では上記カ
ットオフポートの移動軌跡と重ならず、かつ有効ストロ
ークが小となるコントロールスリーブ位置では上記カッ
トオフポートの移動軌跡と重なるように設定したことを
特徴としている。

【０００８】

【作用】プランジャは回転しつつ往復動するので、燃料
圧縮時におけるカットオフポートの移動軌跡は螺旋状と
なる。低負荷時つまりプランジャの有効ストロークが小
さくなるコントロールスリーブ位置では、所定位置まで
プランジャが移動した際に、カットオフポートとコント
ロールスリーブ内周面のオリフィス溝とが連通する。そ
のため、カットオフポート自体の開放に先立って一部燃
料がオリフィス溝からリークし、噴射率が低減する。こ
れに対し、高負荷時つまりプランジャの有効ストローク
が大となるコントロールスリーブ位置では、螺旋状をな
すカットオフポートの移動軌跡とオリフィス溝とが重な
らない。つまり、カットオフポートとオリフィス溝とは
連通せず、カットオフポート自体が開放されるまで燃料
のリークは行われない。これにより高い噴射率が得られ
る。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１０】図１は、この発明に係る分配型燃料噴射ポ
ンプの要部を示している。尚、この実施例は、４気筒機
関用の燃料噴射ポンプである。一端が閉塞された略円筒
状をなすプランジャバレル１は、ハウジング２に固定さ
れており、その内周に円柱状のプランジャ３が摺動可能
に嵌合している。このプランジャ３は、図示せぬドライ
ブシャフトと一体的に回転するようになっており、かつ
基端にカムディスク４が固定されている。このカムディ
スク４は、気筒数に等しい数、例えば４気筒機関では４
個のカム凸部が９０°毎に形成されており、ローラ５と
の当接によるカム作用によってプランジャ３が回転しつ
つ軸方向に往復動作するようになっている。

【００１１】プランジャ３には、軸中心に沿った連通路
６と、ここから半径方向に延びたスピルポート７と分配
ポート８とが互いに連通した状態に形成されているとと
もに、気筒数に等しい４個の吸入溝９が先端部に形成さ
れている。このプランジャ３が嵌合するプランジャバレ
ル１には、プランジャ３先端との間に画成される圧縮室
１０に上記吸入溝９を介して燃料を供給する吸入ポート
１１と、上記分配ポート８に合致可能なように開口した
気筒数に等しい４個の吐出ポート１２とが形成されてい
る。上記吐出ポート１２は、それぞれ各気筒毎に設けら
れたデリバリバルブ１３および高圧燃料通路１４を介し
て燃料噴射弁１５に連通している。すなわち、上記プラ
ンジャ３の進退によって、ポンプ室１６内の燃料が吸入
ポート１１から圧縮室１０へ吸入され、ここで圧縮され
るとともに、連通路６を通って分配ポート８から吐出ポ
ート１２を経てデリバリバルブ１３へと圧送される。そ
して、この動作が９０°毎に行われ、４気筒に順次燃料
を分配するのである。

【００１２】プランジャ３のカムディスク４寄りに設け
られたスピルポート７は、１８０°異なる２方向へ延び
ており、かつ先端が、プランジャ３外周面に凹設したカ
ットオフポート１７に接続されている。このカットオフ
ポート１７は、図３，図４の展開図に示すように、スピ
ルポート７が円形の孔であるのに対し、略矩形状の凹部
となっている。

【００１３】上記カットオフポート１７を覆うように、
プランジャ３に、円環状のコントロールスリーブ１８が
摺動可能に嵌合している。このコントロールスリーブ１
８は、図示せぬコントロールレバーにガバナ機構を介し
て連動し、その摺動位置が制御されるようになってい
る。すなわち、該コントロールスリーブ１８が図１の左
方に位置すると、カットオフポート１７が開放されるま
でのプランジャ３の有効ストロークが短くなり、燃料噴
射量が少なくなる。逆に、図１の右方に位置すると、カ
ットオフポート１７が開放されるまでのプランジャ３の
有効ストロークが長くなり、燃料噴射量が多くなるので
ある。

【００１４】また上記コントロールスリーブ１８の内周
面の４箇所に、通路断面積の小さなオリフィス溝１９が
軸方向に沿って形成されている。このオリフィス溝１９
は、コントロールスリーブ１８のプランジャバレル１側
の端面１８ａに一端が開口し、かつ他端は閉塞されてい
る。また、図２に示すように、プランジャ３の往復動の
サイクルに対応して９０°毎に形成されている。そし
て、このオリフィス溝１９は、プランジャ３の有効スト
ロークが大となるコントロールスリーブ１８の位置では
上記カットオフポート１７の移動軌跡と重ならず、かつ
有効ストロークが小となるコントロールスリーブ１８の
位置では上記カットオフポート１７の移動軌跡と重なる
ように、その形成位置および軸方向長さが設定されてい
る。

【００１５】図３，図４は、このオリフィス溝１９とカ
ットオフポート１７との位置関係を示したもので、それ
ぞれ両者の対向する円筒面を周方向に展開して示してい
る。図３は、噴射量が大きいとき、つまりプランジャ３
の有効ストロークＬが大である場合の説明図であり、プ
ランジャ３は回転しつつ前進するため、展開図上では、
実線Ａに沿って動くことになる。ここで、カットオフポ
ート１７の端縁は、破線Ｂ，Ｂで示す移動軌跡を描く
が、これと重ならないようにオリフィス溝１９が設定さ
れている。そのため、カットオフポート１７自体がコン
トロールスリーブ１８から開放される噴射終了時点まで
オリフィス溝１９による燃料のリークは生じない。従っ
て、低速高負荷時に図５に示すような高い燃料噴射率が
得られる。

【００１６】これに対し、図４は、噴射量が小さいと
き、つまりプランジャ３の有効ストロークＬが小である
場合の説明図であり、この場合には、破線Ｂ，Ｂで示す
カットオフポート１７の移動軌跡とオリフィス溝１９と
が、ある時点以降で重なるようになる。そのため、燃料
噴射の途中で一部の燃料がオリフィス溝１９を通してポ
ンプ室１６内へリークすることになる。従って、低速低
負荷時に図６に示すように燃料噴射率が低減する。

【００１７】尚、機関高速時には、燃料の送油速度が上
昇するため、オリフィス溝１９によるリーク量の影響が
相対的に低下する。従って、高速低負荷時には、図８に
示すような噴射率特性となる。また、図７は、高速高負
荷時の噴射率特性である。

【００１８】このように、上記実施例では、機関低速域
であっても、燃料噴射量の少ない低負荷域でのみ燃料の
リークによる噴射率低減作用が得られ、燃料噴射量の多
い高負荷域では高い燃料噴射率を確保することができ
る。そのため、高負荷域でのスモークやパティキュレー
トを低減でき、かつ燃費の改善が図れる。

【００１９】またオリフィス溝１９の形成位置ならびに
その寸法を変えることにより、燃料リークが開始する時
期やリーク量を容易に調節でき、所望の噴射率特性を得
ることができる。

【００２０】次に、図９に示す実施例は、オリフィス溝
１９の個数を気筒数の１／２、つまり２個とし、かつこ
れを９０°離れた位置に配置したものである。つまり、
この実施例では、一対のカットオフポート１７のいずれ
か一方のみがオリフィス溝１９と連通して燃料のリーク
を行うことになる。

【００２１】従って、前述の実施例と比較して、必要な
リーク量が同一であれば、オリフィス溝１９の寸法をよ
り大きく設定することになるため、加工時の寸法精度が
向上し、かつ加工が容易となって加工コストが低減す
る。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る分配型燃料噴射ポンプによれば、低速低負荷での
み燃料のリークによる低噴射率特性となり、低速域であ
っても燃料噴射量の多い高負荷域では燃料リークを停止
して高い燃料噴射率を確保することができる。従って、
低速高負荷域でのスモークやパティキュレートを低減で
き、かつ燃費の改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る分配型燃料噴射ポンプの要部を
示す断面図。

【図２】オリフィス溝を備えたコントロールスリーブの
正面図。

【図３】噴射量が大のときのカットオフポートとオリフ
ィス溝との位置関係を示す説明図。

【図４】噴射量が小のときのカットオフポートとオリフ
ィス溝との位置関係を示す説明図。

【図５】低速高負荷時の噴射率特性を従来のものと比較
して示す特性図。

【図６】低速低負荷時の噴射率特性を示す特性図。

【図７】高速高負荷時の噴射率特性を示す特性図。

【図８】高速低負荷時の噴射率特性を示す特性図。

【図９】オリフィス溝の個数を変更した実施例を示す図
２と同様の正面図。

【図１０】従来の燃料噴射ポンプの要部を示す断面図。

【符号の説明】

１…プランジャバレル ３…プランジャ １７…カットオフポート １８…コントロールスリーブ １９…オリフィス溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャバレル内に嵌合したプランジ
   ャが回転しつつ往復動することにより各気筒へ順次燃料
   を圧送するとともに、プランジャに形成したカットオフ
   ポートを覆うコントロールスリーブの摺動位置によって
   噴射終了時期が定まる分配型燃料噴射ポンプにおいて、 上記コントロールスリーブの内周面の円周方向の一部
   に、コントロールスリーブ端面に開口したオリフィス溝
   を形成するとともに、このオリフィス溝の形成位置およ
   び軸方向長さを、プランジャの有効ストロークが大とな
   るコントロールスリーブ位置では上記カットオフポート
   の移動軌跡と重ならず、かつ有効ストロークが小となる
   コントロールスリーブ位置では上記カットオフポートの
   移動軌跡と重なるように設定したことを特徴とする分配
   型燃料噴射ポンプ。