JPS6037314B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はディーゼル機関、殊に、多気筒ディーゼル機
関に使用される燃料噴射装置に関する。

従来、ボッシュ型燃料噴射ポンプと燃料噴射ノズルとよ
りなる燃料噴射装置を備えるディーゼル機関では、排気
中に含まれる窒素酸化物（Ｎ○ｘ）の量が燃焼圧力およ
び燃焼温度の上昇に伴って増加され、また、燃料噴射時
期を早めるに伴って増加される傾向にあるが、通常、タ
イマで燃料噴射時期を遅延させてきている。また、その
ようなディーゼル機関では、始動時に燃料噴射時期を進
め、始動性を向上させるように配慮されてきている。

そして、そのような始動時の燃料噴射時期を確保するた
めに、従来では、燃料噴射ポンプのプランジャのアツパ
・リード形状に加工を施している。しかし、そのように
プランジヤのアツパ・リ−ド形状を複雑にすることは、
加工上困難になり好ましくない。

この発明の目的は、プランジャのアッパ・リード形状に
さらに加工を施すことなしに、さらに、燃料消費率、ス
モーク、騒音等の機関性能を犠性にすることなし‘こ、
排気中に含まれる窒素酸化物（Ｎ○ｘ）の量を少なくし
、始動性を向上可能にする複数気筒ディーゼル機関に使
用される燃料噴射装置の提供にある。

それらを課題として、その発明の燃料噴射装置は、先ず
、ポンプ・バレル内に回転および往復摺動可能に鉄め合
わせられたプランジヤに形成され、一端をそのプランジ
ャの頂面に、他端をそのプランジヤの側面にそれぞれ開
□するプランジヤ側通路、および、そのプランジャがそ
のポンプ・バレル内に往復動される際に、そのプランジ
ャ側通路に連絡されるように、そのポンプ・バレルに形
成されたポンプ・バレル側通路よりなるスピン燃料取出
し通路を備え、複数のシリンダを有するディーゼル機関
に配置される複数のボッシュ型燃料噴射ポンプと、贋孔
およびその噴孔に蓮通された燃料溜り、その燃料噴射ポ
ンプの高圧燃料をその燃料溜りもこ導く高圧燃料通路、
その燃料噴射ポンプのスピン燃料をその燃料溜りに導く
スピン燃料通路、その燃料溜りのバルブ・シートに着座
されるノズル・ニードル弁、およびそのノズル・ニード
ル弁をその燃料溜りのバルブ・シートに着座させる調圧
スプリングからなり、そのディーゼル機関のシリンダに
配置される複数の燃料噴射ノズルと、直前に燃焼するシ
リンダに配置されたその燃料噴射ポンプのそのスピン燃
料取出し通路と直前燃焼シリンダの直後に燃焼するシリ
ンダに配置されたその燃料噴射ノズルとを接続するよう
に、その燃料噴射ポンプとその燃料噴射ノズルとの間に
配置される複数のパイロット燃料連通路と、それらパイ
ロット燃料連通路にそれぞれ配置されるパイロット．チ
ェック・バルブとを含んで構成し、スピンドル燃料を予
噴射し、そのディーゼル機関の燃焼圧力および燃焼温度
の上昇を抑制して、窒素酸化物の排出量を少なくし、ま
た、この発明の燃料噴射装置は、上述の構成に、さらに
、そのパイロット・チェック・バルブの入口側において
、そのパイロット燃料達通路に燃料遮断用電磁弁をそれ
ぞれ配置し、始動時のみ、その電磁弁を開き、燃料噴射
時期を進めることに相当するスピン燃料の予噴射をなし
、窒素酸化物の排出量を少なくしながらそのディーゼル
機関の始動性をを向上し、そのディーゼル機関の通常運
転では、タイマで燃料噴射時期を遅延可能にするもので
ある。

以下、この発明に係る燃料噴射装置の望ましい具体例に
ついて、図面を参照して説明する。

第１なし、し５図は、トラックの８気筒ディーゼル機関
に適するようになされたこの発明の燃料噴射装置の具体
例１０を示している。その燃料噴射装置１０は列型に構
成された８個のボツシュ型燃料噴射ポンプ１１，１２，
１３，１４，１５，１６，１７，１８と、シリンダに配
置された８個の燃料噴射ノズル１９，２０，２１，２２
，２３，２４，２５，２６と、それら燃料噴射ポンプ１
１，１２，…・・・，１８からそれら燃料噴射ノズル１
９，２０，・・・・・・，２６へ高圧燃料を導く高圧燃
料通路２７，２８，２９，３０’３１，３２，３３，３
４と、直前に燃焼するシリンダの燃料噴射ポンプ１１，
１２，・・・・・・，１８から引き続いて直後に燃焼す
るシリンダの燃料噴射ノズル１９，２０，・・・・・・
，２６へスピン燃料を供給するパイロット燃料噴射系統
とより構成され、この燃料噴射装置１０では、その高圧
燃料通路２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，
３４は、高圧燃料導管に具体化されている。

その燃料噴射ポンプ１１，１２，・・・・・・，１８は
、ハウジング３５に形成されたバレル・ボア３６内にポ
ンプ・バレル３７を配置し、そのポンプ・バレル３７内
にプランジャ３８を往復動可能に鉄合している。

そのポンプ・バレル３７は上方部分に吸込み孔３９およ
び逃がし孔４０を備え、その吸込み孔３９を燃料溜り４
１に蓮通させ、またその逃がし孔４０を燃料戻り通路４
２に蓮通させている。

その燃料溜り４１はフイード．パイプ４３を介してフュ
ーェル・ポンプ（図示せず）の吐出側に接続され、その
パイプ４３には燃料フィル夕（図示せず）を設けている
。また、燃料戻り通路４２は燃料タンク（図示せず）に
接続されていることは勿論で、さらに、その燃料フィル
夕の入口側に接続された燃料戻りポンプ・バイパス通路
（図示せず）を俵続している。そのポンプ・バレル３７
は、また、上端に吐世孔４４を形成し、その吐出孔４４
をその燃料噴射ノズル１９の高圧燃料コネクター９７に
その高圧燃料導管２７を介して接続すると共にその吐出
孔４４に吐出弁４５を配置している。

その吐出弁４５の弁体４６は、また、調圧スプリング４
７でその吐出孔４４のバルブ・シートに着座され、その
吐出孔４４を閉じている。また、そのポンプ・バレル３
７は下部の外側にスリーブ４８を俵合している。

そのスリーブ４８は上端に歯車４９を一体的に形成し、
その歯車４９を調節榛５２のラック５３に噛合している
。

そのスリーブ４８は、また、その下端に一対のすり割５
０を形成し、そのすり割５川こプランジャ３８の下端の
つば５１を緩め込み、調節榛５２によって、そのプラン
ジャ３８を自身の軸線の廻りに回転させ、燃料噴射量を
調節するようにしている。

そのプランジャ３８は上端外周に溝５４および傾斜切欠
き５５を形成され、また、駆動軸５６の燃料カム５７に
よって夕べット・ローラ５８を介してそのポンプ・バレ
ル３７内を上下方向に往復動される。

したがって、そのポンプ・バレル３７内の供給された燃
料はそのプランジャ３８の往復動に伴って、その吐出弁
４５を押し開き、燃料噴射ノズルに圧送される。また、
このプランジャ３８は押下げスプリング５９によって押
し下げられ、その夕べツト・ローラ５８をその燃料カム
５７のカム面に常に押し付け、その燃料カム５７に協働
して、そのプランジャ３８に押し上げおよび引き戻しの
往復運動を付与している。その燃料噴射ポンプ１１，１
２，・・・・・・，１８とその燃料噴射ノズル１９，２
０，・・・・・・，２６との間に設けられたパイロット
燃料噴射系統は、スピル燃料取出し通路６０と、パイロ
ット燃料連通路６３，６４，６５，６６，６７，６８，
６９，７０と、それらパイロット燃料蓮通路６３，６４
，…．・．，７川こそれぞれ設けけられたパイロット．
チェック・バルブ７１と、それらパイロット燃料達通路
６３，６４，・・・・・・，７川こそれそれ設けられた
燃料遮断用電磁弁７３と、その電磁弁７３を動作するた
めの電気回路７４とより構成されている。

そのスピル燃料取出し通路６０は、プランジャ側通路６
１とポンプ・バレル側通路６２とよりなり、そのプラン
ジヤ側通路６１は、一端をそのプランジャ３８の頂面に
、他端をそのプランジャ３８の上端外周面、すなわち、
側面にそれぞれ閉口し、また、そのポンプ・バレル側通
路６２は、そのプランジャ３８がそのポンプ・バレル３
７内に上下方向に往復動される際、そのプランジヤ側通
路６１に連絡されるように、そのポンプ・バレル３７に
形成され、対応するパイロット燃料運通路６３，６４，
・・・・・・，７川こ連絡されている。

そのパイロット燃料達通路６３，６４，・・・・・・７
０は関連する燃料噴射ノズル１９，２０，…・・・，２
６のスピル燃料コネクター９７に接続されている。その
パイロット・チェック・バルブ７１はその吐出弁４５と
同様に構成されているが、しかし、調圧スプリング７２
をその吐出弁４５の鯛圧スプリング４７よりも弱くし、
その調圧スプリング７２で弁体９９をバルブシートに着
座させている。

その燃料遮断用電磁弁７３は、そのハウジング３５に形
成されたシリンダ・ボア７５と、そのシリンダ・ボア７
５に往復摺動可能に舷合されたスプール７６と、そのス
プール７６のロッドに固定された可動鉄心７７と、その
可動鉄心７７を動作する電磁コイル７８と、そのシリン
ダ・ボア７５の底部に配置されたスプール・スプリング
７９とより構成され、入口ボート８０をそのパイロット
燃料達通路の上流側に連絡し、また、出口ボート８１を
そのパイロット燃料連通路の下流側に連絡している。そ
の燃料遮断用電磁弁７３を動作する電気回路７４は第５
図に示すように、電源８２と、手動スイッチ８３と、そ
の燃料遮断用電磁弁７３の電磁コイル７８に援擁された
増幅器８４とよりなっている。

その燃料噴射ノズル１９，２０，…・・・，２６は第３
図に示すように、ノズル・ホルダ８６と、キャップ状リ
タィニング・ナット８７によりノズル・ホルダ８６の先
端に固定されたノズル８６と、そのノズル８５内に配置
されたノズル．ニドル弁８８と、そのノズル・ニードル
弁８８を押すようにノズル・ホルダ８６に組み込まれた
プッシュ・ロッド８９および調圧スプリング９０とを含
み、そのノズル・ニードル弁８８の開弁圧を調節ねじ９
１で調節している。

そのノズル８５は、また、燃料溜り９２を有し、その燃
料溜り９２は高圧燃料通路９３，９４を経て高圧燃料コ
ネクター９７に、およびスピル燃料通路９５，９６を経
てスピル燃料コネクター９８にそれぞれ運通されている
。

上述のように燃料噴射装置１０が構成されるので、今、
ディーゼル機関を始動する場合、まず、手動スイッチ８
３を閉成し、その燃料遮断用電磁弁７３を動作する。

すなわち、その手敷スイッチ８３の閉成動作に伴って、
電磁コイル７８が励磁され、可動鉄心７７は下動され、
その可動鉄心７７の上動に伴って、スプール７６はスプ
ール・スプリング７９に抗して上動され、入口ボート８
０と出口ボート８１とを蓮適する。そのように、予め、
ポンプ・バレル３７内のスピル燃料が逃がし孔からパイ
ロット燃料運通路へ流れ得るようにする。

次いで、そのディーゼル機関を始動する。

そのディーゼル機関が始動されると、駆動軸５６が回転
されるので、最初に、第１のシリンダの燃焼のために、
駆動軸５６の回転に伴って、燃料カム５７、タベツト・
ローラ５８を介して、プランジヤ３８がポンプ・バレル
３７内を上動され、吸込み孔３９からポンプ・バレル３
７内に流入された燃料が圧縮され、その圧縮された高圧
燃料は吐出弁４５を開いて、高圧燃料導管２７を経て燃
料噴射ノズル１９に流れ、ノズル８５の頃孔から第１の
シリンダ内に噴射され、そこで燃焼する。また、そのプ
ランジャ３８の上動の終りにおいて、プランジヤ側通路
６１がポンプ・バレル側通路６２に蓮通されるので、吐
出弁４５は閉じられ、ポンプ・バレル３７内の高圧燃料
、すなわち、スピル燃料、スピル燃料取出し通路６０を
流れ、次いで、パイロット・チェック・バルブ７１を押
し開いてパィ。

ット燃料通路６３を流れ、ごなに、スピル燃料コネクタ
ー９８、スピル燃料通路９６，９５を経て燃料溜り９２
に流入し、さらに、ノズル・ニードル弁８８を押し開い
て噂孔より第８のシリンダ内に噴射される。そのように
して噴射されたスピル燃料は爆発燃焼に至らない量であ
ることは勿論のこと、このスピル燃料の予噴射は、噴射
時期を進めることに相当し、その結果として、ディーゼ
ル機関の始動性を良好にし、窒素酸化物（Ｎ○ｘ）の排
出量を少なくする。

その後、パイロット・チェック・バルブ７１が閉じられ
、燃料噴射ポンプ１１のスピル燃料は第８のシリンダへ
の噴射を終る。

また、第８のシリンダのための燃料噴射ポンプ１８が第
１のシリンダのための燃料噴射ポンプ１１と同様の動作
をし、燃料噴射ノズル２６から第８のシリンダ内に高圧
燃料を噴射すると共にパイロット燃料運通路７０を経て
自身のポンプ・バレル内の高圧のスピル燃料を第４のシ
リンダ内に燃料噴射ノズル２２から予噴射する。

順次、第４，２，７，３，６および５のシリンダのため
の燃料噴射ポンプ１４，１２，１７，１３，１６および
１５が第１のシリンダのための燃料噴射ポンプ１１と同
様に動作し、燃料噴射ノズル２２，２０，２５，２１，
２４および２３から対応する第４，２，７，３，６およ
び５のシリンダ内に高圧燃料を噴射し、また、関連する
パイロット燃料運通路６６，６４，６９，６５，６８お
よび６７を経て各自身のポンプ・バレル内の高圧のスピ
ル燃料を第２，７，３，６，５および１のシリンダ内に
予噴射する。

燃料噴射装置１川まディーゼル機関の始動時、上述のよ
うに動作され、そのディーゼル機関の始動性を向上する
。

また、始動後、そのディーゼル機関が平常運転に移行さ
れるならば、手動スイッチ８４は開放され、燃料遮断用
電磁弁７３が閉塞され、各パイロット燃料達通路６３，
６４，・・・・・・，７川ま遮断される。

従って、燃料噴射ポンプ１１，１２，・・・・・・，１
８の燃料噴射時期がオートマチック・タイプ（図示せず
）によって決定され、燃料噴射装置１０では、ポンプ・
バレル内の高圧燃料が逃がし孔４０、燃料戻り通路４２
を経て燃料タンクに戻される。

また、そのディーゼル機関の平常運転では、その燃料噴
射装置１０は、その手動スイッチ８３を閉成した状態で
動作するとも可能であり、さらには、そのようにその燃
料噴射装置１０を動作させる場合には、その燃料遮断用
電磁弁７３は省かれてもよい。

上述よりして、この発明の燃料噴射装置が、ポンプ・バ
レル内に回転および往復摺動可能に鉄め合わせられたプ
ランジャに形成され、一端をそのプランジヤの頂面に、
他端をそのプランジヤの側面にそれぞれ開□するプラン
ジャ側通路、および、そのプランジャがそのポンプ・バ
レル内に往復動される際に、そのプランジャ側通路に連
絡されるように、そのポンプ・バレルに形成されたポン
プ・バレル側通路よりなるスピル燃料取出し通路を備え
、複数のシリンダを有するディーゼル機関に配置される
複数のボッシュ型燃料噴射ポンプと、贋孔およびその鰭
孔に蓮通された燃流溜り、その燃料噴射ポンプ高圧燃料
をその燃料溜りに導く高圧燃料通路、その燃料噴射ポン
プのスピル燃料をその燃料溜りに導くスピル燃料通路、
その燃料溜りのバルブ・シートに着座されるノズル・ニ
ードル弁およびそのノズル・ニードル弁をその燃料溜り
のバルブ・シートに着座させる調圧スプリングからなり
、そのディーゼル機関のシリンダに配置される複数の燃
料噴射ノズルと、直前に燃焼するシリングに配置された
その燃料噴射ポンプのそのスピル燃料取出し通路と直前
燃焼シリンダの直後に燃焼するシリンダに配置されたそ
の燃料噴射ノズルとを接続するように、その燃料噴射ポ
ンプとその燃料噴射ノズルとの間に配置される複数のパ
イロット燃料運通路と、それらのパイロット燃料達通路
にそれぞれ配置されるパイロット・チェック・バルブと
より構成され、また、そのパイロット・チェック・バル
ブの入口側において、そのパイロット燃料達通路にそれ
ぞれ配置され、そのディーゼル機関の始動時のみ開かれ
る燃料遮断用電磁弁を付加して構成されるので、この発
明の燃料噴射装置では、燃料消費率、スモーク、騒音等
の機関性能を犠牲にすることないこ、燃焼圧力および燃
焼温度の上昇が抑制され、排気中に含まれる窒素酸化物
（Ｎ○ｘ）の量が低減され、また、始動時には、プラン
ジャのアッパ・リード形状にさらに加工を施すことなく
、そして、オートマチック・タイマを動作することなし
に、その燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を進めることが
可能になり、ディーゼル機関の始動性が向上され、特に
、直接噴射型ディーゼル機関に非常に有用になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る燃料噴射装置の第１のシリン
ダのための燃料噴射ポンプの縦断面図、第２図は、第１
図に示す燃料噴射ポンプのパイロット燃料噴射系統の部
分断面図、第３図は、第１図に示す燃料噴射ポンプに関
連する第１のシリンダのための燃料噴射ノズルの縦断面
図、第４図は、第１図に示す燃料噴射装置の接続関係を
示す図、および、第５図は燃料遮断用電磁弁の電気回路
図である。 １０．・・燃料噴射装置、１ １，１２，・・・・・・
，１８．．．ボッシュ型燃料噴射ポンプ、１９，２０，
…．．，．２６・・・燃料噴射ノズル、２７，２８，・
．・・．・３４・・・高圧燃料導管、６０・・・スピル
燃料取出し通路、６１・・・プランジャ側通路、６２・
・・ポンプ・バレル側通路、６３，６４，・・・・・・
，７０・・・パイロット燃料運通路、７１・・・パイロ
ット・チェック・バルブ、７３・・・燃料遮断用電磁弁
、７４・・・電気回路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポンプ・バレル内に回転および往復摺動可能に嵌め
   合わせられたプランジヤに形成され、一端をそのプラン
   ジヤの頂面に、他端をそのプランジヤの側面にそれぞれ
   開口するプランジヤ側通路、および、そのプランジヤが
   そのポンプ・バレル内に往復動される際に、そのプラン
   ジヤ側通路に連絡されるように、そのポンプ・バレルに
   形成されたポンプ・バレル側通路よりなるスピル燃料取
   出し通路を備え、複数のシリンダを有するデイーゼル機
   関に配置される複数のボツシユ型燃料噴射ポンプと、
   噴孔およびその噴孔に連通された燃料溜り、その燃料噴
   射ポンプの高圧燃料をその燃料溜りに導く高圧燃料通路
   、その燃料噴射ポンプのスピル燃料をその燃料溜りに導
   くスピル燃料通路、その燃燃料溜りのバルブシートに着
   座されるノズル・ニードル弁、およびそのノズル・ニー
   ドル弁をその燃料溜りのバルブ・シートに着座させる調
   圧スプリングからなり、そのデイーゼル機関のシリンダ
   に配置される複数の燃料噴射ノズルと、 直前に燃焼す
   るシリンダに配置されたその燃料噴射ポンプのそのスピ
   ル燃料取出し通路と直前燃焼シリンダの直後に燃焼する
   シリンダに配置されたその燃料噴射ノズルを接続するよ
   うに、その燃料噴射ポンプとその燃料噴射ノズルとの間
   に配置される複数のパイロツト燃料連通路と、 それら
   パイロツト燃料連通路にそれぞれ配置されるパイロツト
   ・チエツク・バルブとを含む燃料噴射装置。 ２ ポンプ・バレル内に回転および往復摺動可能に嵌め
   合わせられたプランジヤに形成され、一端をそのプラン
   ジヤの頂面に、他端をそのプランジヤの側面にそれぞれ
   開口するプランジヤ側通路、および、そのプランジヤが
   そのポンプ・バレル内に往復動される際に、そのプラン
   ジヤ側通路に連絡されるように、そのポンプ・バレルに
   形成されたポンプ・バレル側通路よりなるスピル燃料取
   出し通路を備え、複数のシリンダを有するデイーゼル機
   関に配置される複数のボツシユ型燃料噴射ポンプと、
   噴孔およびその噴孔に連通された燃料溜り、その燃料噴
   射ポンプの高圧燃料をその燃料溜りに導く高圧燃料通路
   、その燃料噴射ポンプのスピン燃料をその燃料溜りに導
   くスピン燃料通路、その燃料溜りのパルブ・シートに着
   座されるノズル・ニードル弁、およびそのノズル・ニー
   ドル弁をその燃料溜りのバルブ・シートに着座させる調
   圧スプリングからにあり、そのデイーゼル機関のシリン
   ダに配置される複数の燃料噴射ノズルと、 直前に燃焼
   するシリンダに配置されたその燃料噴射ポンプのそのス
   ピン燃料取出し通路と直前燃焼シリンダの直前に燃焼す
   るシリンダに配置されたその燃料噴射ノズルとを接続す
   るように、その燃料噴射ポンプとその燃料噴射ノズルと
   の間に配置される複数のパイロツト燃料連通路と、 そ
   れらパイロツト燃料連通路にそれぞれ配置されるパイロ
   ツト・チエツク・バルブと、 そのパイロツト・チエツ
   ク・バルブの入口側において、そのパイロツト燃料連通
   路にそれぞれ配置され、そのデイーゼル機関の始動時の
   み開かれる燃料遮断用電磁弁とを含む燃料噴射装置。