JPH0112939B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関に燃料を供給する燃料噴射
ポンプ装置に関し、該装置は外囲ハウジング内に
担持された回転式分配部材と、前記分配部材の各
内孔内に収容された一対のポンププランジヤと、
前記内孔がそれらの内方端で連結されており、分
配部材を取囲む環状カムリングと、分配部材が回
転するときプランジヤと組合わされたローラに内
向き運動を与えるためカムリングの内周表面に設
けられたカム山と、内孔内のプランジヤの内向き
運動中に前記内孔から排出される燃料が内燃機関
に通流する送出通路と、圧力燃料源から内孔に供
給される燃料が通流する入口通路を含む。

このような装置は当業界においては公知であ
る。噴射線図の形状はカム山の前縁側部の外郭形
状であらわされ、この噴射線図は分配部材の回転
に対して内孔からの燃料の排出量をプロツトした
ものである。噴射線図の形状は機関の排出ガス成
分および燃料消費量に関係がある。或る機関で
は、燃料送出期間の終期即わち、燃料の送出速度
が低い期間を削減することが望まれる。

この期間はカム山の前縁側部の外郭形状、特に
カム山の頂部につながる部分の形状によつて決定
される。本来この頂部は出来る限り鋭角であるこ
とが望ましいが機械構造的考察からは、ひとたび
ローラがカム山の頂部を乗り越えれば内孔および
関連接続通路内の圧力の急速な減少を達成するた
めに頂部の半径が出来る限り小さい湾曲面にて形
成されるべきである。

この発明の目的は簡単かつ便利な形態をもつ上
記に規定した如き一定且つ高い送出速度の燃料を
内燃機関へ供給する事が可能な燃料噴射ポンプ装
置を提供するにある。

この発明によれば、この装置において、前記カ
ム山は、前記プランジヤの一方が抑止されている
間に他方のプランジヤは内向き運動を行なつて燃
料を送出させるように配置され、前記カム装置は
前記一方のプランジヤを他方のプランジヤがその
内向き運動を完了する前に外向きに運動させるよ
うに構成されている。

この発明の実施例を示す図面を参照しつつ以下
にこの発明を説明する。

第１図の既知の形式の装置は、２つのハウジン
グ部分９，１０を含み、ハウジング部分９は開口
端をもち、この孔にハウジング部分１０が配設さ
れる。

ハウジング部分１０内には内孔が形成され、こ
の中に回転式分配部材１１が取付けられ、該部材
はハウジング部分９内に配置された入力軸１２に
結合されている。軸１２はこの装置が装備される
機関と調時関係を保つて駆動される。分配部材内
には横向き内孔１４が設けられ、この中に一対の
往復運動するプランジヤ１５が取付けられ、該プ
ランジヤは分配部材が回転すると、ハウジング部
分９内で角運動するように取付けられた環状カム
リング１７上に形成されたカム山（図示せず）に
よつて一対のローラ１６それぞれを介して内向き
に運動するように構成されている。

また、分配部材１１には縦方向に延びる通路１
８が設けられ、この通路は一端において横向き内
孔に連通しかつ他端において半径方向に配設され
た送出通路１９と連通する。送出通路１９は図に
おいて２０で示すように構成された等角度で配置
された複数の出口ポートと整合するように配置さ
れる。使用時には、この出口ポートは配管によつ
てそれぞれ装備機関に装着された噴射ノズルと接
続する。通路１９と出口ポートとの上述の整合は
その全時間に亘つてプランジヤ１５を内向きに動
かすから、横向き内孔１４内に含まれる液体燃料
は機関の燃焼部分に排出される。これとは別に、
縦方向通路１８は等角度に間隔を保ちかつ半径方
向に配置された複数の入口通路２２と連通し、該
入口通路はハウジング部分１０に形成された入口
ポート２３と整合するように配置される。入口ポ
ート２３は通路２４によつて制御ポート２５と連
通し、制御ポートは供給ポンプ２７の出口２６と
連通する。

制御ポート２５の有効寸法は、溝を具備する弁
部材２８の設定角度を変化させることによつて変
更でき、この装置において、入口通路２２が入口
ポート２３と整合すると、燃料は供給ポンプの出
口から横向き内孔１４に流れてプランジヤ１５を
外向きに動かす。上記の整合は、送出通路１９と
通路２０との整合が失われる間、およびローラ１
６がカム山から離れている間に実施される。弁部
材２８の設定位置を調節することによつて、燃料
が内孔１４に流動する速度を制御でき、これによ
つて機関に供給される燃料量を制御することがで
きる。

供給ポンプ２７は入口を備え、該入口はハウジ
ング部分１０に取付けられた中空部分に形成され
た入口ポート３０と連通する。この入口は、これ
もまた前記中空部分に形成された通路２９によつ
て入口ポート３０と連通する。この部分はチユー
ブ状のフイルタ要素３２およびばね負荷要素３３
を含む逃し弁を具備している。要素３３の一端は
供給ポンプによつて送出される燃料の圧力を受け
かつ逃げ孔３４の寸法を制御する。この装置は供
給ポンプは常に機関に送出されるよりも多量の燃
料を圧送し、これによつて送出ポンプの吐出圧力
を機関の速度によりかつその速度に従つて増大す
るように制御させる。

前述のように、カムリング１７は機関への燃料
送出のタイミングが変化できるように角度的に調
節可能である。この調節はシリンダ３６内に取付
けられたばね負荷型ピストン３５によつて達成さ
れる。ピストンはピンまたは栓３７によつてカム
リングに結合され、該ピンはカムリングとねじ係
合される。燃料はシリンダ３６の一端に供給され
て、ピストンをばねに抗して送油ポンプの出口か
ら動かし、かつ燃料の圧力は機関の回転速度に左
右されるから、カムリングの角度調定位置、従つ
て機関への燃料噴射のタイミングもまた機関の速
度による。ピストン３５はシリンダ３６の壁とで
漏洩路を構成し、これによつて燃料はシリンダか
ら漏洩し、かつ逆止弁３８が供給通路内に設けら
れ、これが閉じることによつてカム山とローラ１
６の反作用によつて供給通路にシリンダから燃料
の通過を防止する。

弁部材２８の角度設定位置は、軸１２によつて
駆動されるケージ内に収容された重錘３９を含む
機械式調速機によつて好適に制御される。この重
錘は駆動軸１２まわりに取付けられた軸方向に可
動なフランジ結合されたカラー４０に作用し、こ
のカラーの軸方向運動は、旋回レバー４２の一端
と運転者調節式部材４３との間に取付けられた調
速機ばねによつて助勢される。レバー４２の他端
はカラー４０と係合する。そのうえ、レバー４２
の前記一端は引張り棒４４によつて弁部材２８に
結合され、かつこの装置により、機関の速度が増
大するとカラー４０は調速機ばねの作用に抗し重
錘によつて軸方向に移動され、この運動中に部材
２８は角度的に移動されて機関に送出される燃料
量を減ずる。

前述のように、噴射線図の形状はカム山の前縁
側部の形状で定まる。第３図において実線で示す
曲線はカム山の頂部の外郭形状である。カム山の
最小半径は機械構造的考察によつて決定され、こ
の結果、プランジヤの内向き運動の最終期間を或
る可成りの大きさまで急激に削減することには極
めて困難を伴い、この時間中燃料送出速度は急激
且つ大幅に減少される。

上記の期間を削減するために、一方のプランジ
ヤの動作を、他方のプランジヤの最終内向き運動
中に外向き運動されるように調整させることが提
案された。そのうえ、一方のプランジヤは、他方
のプランジヤが内向きに移動されて燃料の送出を
行なう間、内向きおよび外向き運動を抑止され
る。２プランジヤ型ポンプに変形することが実施
可能であるが、燃料の最大送出は半分以上遮断さ
れ、従つて少くとも別のプランジヤ対を使用する
ことが好ましい。４気筒機関に対しては従つて、
４プランジヤおよび４個のカム山、５気筒機関に
対してはポンプ作用を実施する２つないし３つの
プランジヤをもつ５プランジヤおよび５カム山構
造を用い、かつ６気筒機関には６つのプランジヤ
および６つのカム山が提供される。

第２図は４個のプランジヤをもつ装置に使用さ
れるカム山を示し、ここではプランジヤと組合わ
されたローラのみが示されている。便宜上、ロー
ラは１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄで示され、
これらは分配部材の回転軸線まわりに等角度の間
隔で配置される。ポンプ作用を実施するカム山は
圧送カム山４５で示され、これらは直径上に配置
され、第２図に示すように、分配部材に取付けら
れたローラが失印Ｅの方向に動くと仮定すれば、
ローラ１６Ｂおよび１６Ｄと組合わされたプラン
ジヤは内向きに移動してこの装置による燃料の送
出が行なわれる。

保持機能を実施するカム山は保持カム山４６で
示されかつこれらのカム山は分配部材の回転方向
に圧送カム山４５を一体に後続させていることが
判る。

先行するローラ１６Ｃに対して後行するローラ
１６Ｂが圧送カム山４５の前縁側部を経え頂部
TDC₁に到達すると次に或る制限された距離だけ
後縁側部に沿つて外向きに移動することが許され
てプランジヤを収容する内孔および分配部材内の
通路、更に装置に丁度供給された燃料が通流する
配管に接続されたハウジング内の圧力を急速に低
下させる。この圧力低減は噴射ノズル内の弁を急
速に閉じさせる。短時間の間、ローラは一定の高
さに保持され、この時間中送出通路は出口との整
合が外え、次いでローラは保持カム山４６によつ
て再び内向きに移動される。保持カム山４６は外
向きに動くことができる更に後行するローラ１６
Ａに組合わされたプランジヤを収容する内孔に燃
料が供給される間ローラの運動を抑止するための
実質的に一定の高さの外郭形状をもつ前縁側部を
有している。

保持カム山４６はまた、後行するローラ１６Ｂ
と組合わされたプランジヤが燃料の送出を行つて
いる間先行ローラ１６Ｃを保持する。保持カム山
４６は、係合している先行するローラ１６Ｃの外
向き運動を圧送カム山４５上の後行するローラ１
６Ｂがその頂部TDC₁に到達する直前に頂部
TDC₂を越えて始めるように形状および位置づけ
られた後縁側部を有している。

第２図において圧送カム山４５の頂部TDC₁は
もう１つの圧送カムの頂部と180゜隔たつている。
保持カム山４６の頂部TDC₂ももう１つの保持カ
ム山の頂部と180゜隔たつているが保持カム山４６
の所謂上死点位置は前記頂部TDC₂であり、該カ
ム山４６と係合する先行するローラ１６Ｃが圧送
カム山４５と係合する後行するローラ１６Ｂがそ
れらの内向き運動を完了する状態となる頂部
TDC₁に到達する前に外向きに動き始めることを
保証するために90゜以内の角度だけ、先行する圧
送カム山４５の上死点位置である頂部TDC₁から
隔たつている。

このことは、互いに直角に配置された２つの対
を構成する夫々隣合つた４つのローラが成す離間
した角度よりも小さく設定されているという事を
意味しており、この事は更に以下の説明により理
解されるであろう本発明特有の効果を奏する構成
を成している。

第３図において、２つのカム山４５および４６
が相互に隣接して示されている。これは勿論実際
の場合ではなく本発明によるカム山の配置により
如何なる効果が生じるかを理解するのに便利なた
めである。曲線４７は燃料送出の最終期間中にお
ける２つのカム山の有効な組合せ揚程を示す。こ
の組合せ揚程は単一のカム山を通る場合より低減
されていること、および送出終末が圧送カム山４
５単独動作の場合よりも早期に起ることがこの図
から判る。このことによつて減少した送出量は充
填期間中に一層多量の燃料を流動させることによ
つて補償される。ここで重要なことは、圧送カム
山４５の前縁側における直線部分４８に従う燃料
の送出は一層急速に終了し、このことは燃料流量
が減少している間の時間が短縮されることを意味
する。特定の例において、ほぼ一定な揚程を有す
る直線部分４８が終つた後に1.25゜でポンプ作用
が停止するが、単一のカムを用いた場合は、即わ
ち圧送カム山４５の頂部TDC₁に至るまでの角度
は3.5゜である。さらに、圧力の低下であるが第３
図ではプランジヤの移動量として示された配管内
の負荷減少はポンプ作用が終止したのち一層速か
に実施される。圧送カム４５のみの場合、５０で
示す負荷減少運動は3.8゜で完了するが、この発明
を適用した場合４９で示す負荷減少運動は2.95゜
で達成される。

第２図に示す例において、カム山４５および４
６は、カムリングが互いに直角に交差する軸線を
有する２対のプランジヤをもつ装置とともに使用
されるように交互に配置され、この場合各対のプ
ランジヤは直径上に配置される。この効果は一方
のプランジヤ対は組合わされたローラが保持カム
の一定の高さを有する前縁側部上に位置し続ける
ため送出期間の終末近くまでその運動を抑止され
る。

もしこの装置が一対のプランジヤを具備すれ
ば、各プランジヤは互いに直角な位置に再配置さ
れなければならない。よつて、分配部材が回転す
ると一方のプランジヤは連続する行程で燃料の圧
送を行い、それから角荷減少機能を行なう。

本発明は上述の如きカム山を備えたことによ
り、噴射ノズルへ分配される燃料の圧送圧力が最
後まで一定であり、従つて内燃機関のシリンダ内
の燃料混合気の濃度も安定したものとなる。この
ことはスピルポートを設けた場合と同様の効果が
得られることを意味し、いわゆる「あとだれ・・・・」
の
無いきれの良い噴射特性が得られ高速機関に適し
たものとなる。更に、良好な燃焼特性が得られる
ので排ガス中の有害成分の減少にも効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はポンプ装置の既知の形態を示し、第２
図は第１図およびこの発明により改変された装置
の部分の展開図、第３図は改変装置の動作を示す
グラフである。 図中の符号、９，１０……ハウジング部分、１
１……分配部材、１２……入力軸、１４……横向
き内孔、１５……プランジヤ、１６……ローラ、
１７……カムリング、１８……縦方向通路、１９
……送出通路、２０……通路、２２……入口通
路、２３……入口ポート、２４……通路、２５…
…制御ポート、２６……出口、２７……供給ポン
プ、２８……弁部材、２９……通路、３０……入
口ポート、３２……フイルタ要素、３３……ばね
負荷型要素、３４……逃げ孔、３５……ピスト
ン、３６……シリンダ、３７……ピン、３８……
逆止弁、３９……重錘、４０……カラー、４１…
…調速機ばね、４２……レバー、４３……運転者
調節部材、４４……引張り棒、４５……圧送カム
山、４６……保持カム山、４７……有効組合せ揚
程曲線、を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関に燃料を供給する燃料噴射ポンプ装
   置であつて、取囲むハウジング内に担持された回
   転式分配部材と、前記分配部材のそれぞれの内孔
   内に収容された一対のポンププランジヤと、前記
   内孔はそれぞれの内方端において連結され、分配
   部材を囲む環状カムリングと、分配部材が回転す
   るときプランジヤに組合わされたローラに内向き
   運動を与えるためカムリングの内周表面に形成さ
   れたカム山と、プランジヤの内向き運動中に内孔
   から排出される燃料が通流する送出通路と、圧力
   燃料源から内孔に供給される燃料が通流する入口
   通路とを含み、 前記カム山が圧送カム山およびカム山を含み、
   前記圧送カム山がローラおよびこれと係合した組
   合わされたプランジヤに運動を与える前縁側部を
   含み、前記圧送カム山の前縁側部がカム山の頂部
   において末端となり、後縁側部が前記頂部から延
   び、圧送カム山の前記後縁側部が内孔およびこれ
   と接続された通路内の圧力を低下するためにロー
   ラおよびこれと係合した組合わされたプランジヤ
   の外向き運動を許すように形成し、前記保持カム
   山が実質的に一定高さの外郭形状をもつ前縁側部
   を有し、これによつてローラおよびこれと係合し
   た組合わされたプランジヤが運動を抑止され、圧
   送カム山の頂部と保持カム山の頂部との角度間隔
   が隣合つたローラの角度間隔に対して、後行する
   ローラおよびこれと組合わされたプランジヤが圧
   送カム山の頂部と係合する僅か前に先行するロー
   ラおよびこれと組合わされたプランジヤが保持カ
   ム山の頂部を越えて外向きに移動されるように小
   さく定められたことを特徴とする燃料噴射ポンプ
   装置。