JP2003090275A - ディーゼルエンジン用燃料噴射装置 - Google Patents

ディーゼルエンジン用燃料噴射装置

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JP2003090275A
JP2003090275A JP2001283632A JP2001283632A JP2003090275A JP 2003090275 A JP2003090275 A JP 2003090275A JP 2001283632 A JP2001283632 A JP 2001283632A JP 2001283632 A JP2001283632 A JP 2001283632A JP 2003090275 A JP2003090275 A JP 2003090275A
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fuel
fuel injection
escape
injection device
pump body
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Nobuyuki Iketani
信之 池谷
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な機構で燃焼条件の適正化を図ることが
できるディーゼルエンジン用燃料噴射装置を提供する。 【解決手段】 ポンプ本体20に逃がし孔30,31を
設け、開閉弁32,33を介して逃がし孔30,31か
ら燃料の一部を逃がしたり逆に燃料の逃げを止めたりす
る。これにより、燃料の噴射時期を適切に制御し、燃焼
条件の適正化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン用燃料噴射装置に関し、特に、農業用機械(トラクタ
ーなど)や、産業用機械(ショベルカー、フォークリフ
トなど)などに用いられるディーゼルエンジン用の燃料
噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンに用いられる燃料噴
射装置としては、ポンプ本体内部に配置されるプランジ
ャをカムで押し上げて燃料を圧縮し、所定の圧力に達し
た燃料を噴射ノズルから噴射するものが知られている。
【0003】上記燃料噴射装置では、エンジンの回転数
に追従してプランジャの駆動速度が変化する。4サイク
ル機関の場合、エンジンのクランク軸の1/2の回転数
でプランジャが駆動され、2サイクル機関の場合、クラ
ンク軸と同じ回転数でプランジャが駆動される。
【0004】これに対し、上記燃料噴射装置において、
燃料噴射のタイミング(燃料噴射時期)は、エンジンの
回転数の変化に必ずしも追従しないことが知られてい
る。例えば、低速回転時には燃料噴射時期が遅くなり、
高速回転時には燃料噴射時期が早くなる傾向にある。デ
ィーゼルエンジンにおいて、こうした燃料噴射時期の変
化は、燃焼特性に大きな影響を招きやすい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、ディーゼルエン
ジンからの排気ガスに対する規制が強まる傾向にあり、
燃焼条件を適正に保つ制御技術の開発が進められてい
る。例えば、普通乗用車に用いられるディーゼルエンジ
ンでは、エンジンの回転数や負荷に応じて、燃料の噴射
圧力や噴射時期、噴射量などを細かく制御する電子制御
燃料噴射システムの開発が進められ実用化されている。
これに対し、上述した農業用機械や産業用機械に用いら
れるディーゼルエンジンでは、簡易な機構で燃焼条件の
適正化を図ることが可能な燃料噴射装置の開発が望まれ
ている。
【0006】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、簡易な機構で燃焼条件の適正化を図ること
ができるディーゼルエンジン用燃料噴射装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ポンプ本体内部に摺動自在に配置される
プランジャにより燃料を圧縮し、所定の圧力に達した燃
料を噴射ノズルから噴射するディーゼルエンジン用燃料
噴射装置において、前記ポンプ本体から燃料の一部を逃
がすために該ポンプ本体に設けられる逃がし孔と、該逃
がし孔に接続される開閉弁とを備えることを特徴とす
る。
【0008】このディーゼルエンジン用燃料噴射装置で
は、開閉弁を介して逃がし孔から燃料の一部を逃がした
り逆に燃料の逃げを止めたりすることにより、ポンプ本
体内部での有効圧縮開始時期を調節することが可能とな
る。すなわち、ポンプ本体から逃げる燃料の量を多くす
ることで、有効圧縮開始時期を遅くでき、逆に、ポンプ
本体から逃げる燃料の量を少なくすることで、有効圧縮
開始時期を早くできる。したがって、この燃料噴射装置
では、ポンプ本体内の有効圧縮開始時期を適切に調節す
ることで、燃料の噴射時期を適切に制御し、燃焼条件の
適正化を図ることができる。
【0009】この場合において、前記逃がし孔は、前記
ポンプ本体に複数設けられてもよい。逃がし孔がポンプ
本体に複数設けられることにより、ポンプ本体から逃げ
る燃料の量をより細かく調節することが可能となる。そ
のため、燃料の噴射時期をより適切に制御できる。
【0010】また、この場合、前記逃がし孔は、前記プ
ランジャの摺動方向に位置を変えて複数設けられてもよ
い。逃がし孔がプランジャの摺動方向に位置を変えて複
数設けられることにより、プランジャが逃がし孔を塞ぐ
タイミングを変化させ、ポンプ本体内部での有効圧縮開
始時期を調節することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明のディーゼルエンジ
ン用燃料噴射装置の実施形態について図面を参照して説
明する。図1は、本発明のディーゼルエンジン用燃料噴
射装置の実施形態の一例を示す概略的な構成図であり、
図1中符号10はディーゼルエンジン用燃料噴射装置で
ある。この燃料噴射装置10は、特に、農業用機械(ト
ラクターなど)や、産業用機械(ショベルカー、フォー
クリフトなど)などに用いられるディーゼルエンジン用
として好適なもので、燃料を高圧に加圧する燃料噴射ポ
ンプ11、燃料をエンジンシリンダ内に噴射する燃料噴
射ノズル12、及び燃料の噴射時期を調節する噴射時期
調節機構13を備えて構成されている。
【0012】燃料噴射ポンプ11は、不図示の燃料タン
クから燃料が供給される空間を有するポンプ本体(シリ
ンダ)20と、ポンプ本体20内部に摺動自在に配置さ
れるプランジャ21とを有する。プランジャ21は、カ
ム22を介してエンジンの回転数に追従して駆動され、
4サイクル機関の場合、クランク軸の1/2の回転数で
駆動され、2サイクル機関の場合、クランク軸と同じ回
転数で駆動される。ポンプ本体20内でプランジャ21
が最下位位置から上位に動くにつれて、ポンプ本体20
に設けられた燃料の吸入・排出口23,24が閉じら
れ、燃料が高圧に圧縮される。圧縮された燃料は吐出弁
25を介して燃料噴射ノズル12に圧送される。プラン
ジャ21の頭部には、軸心周りに非対称な所定形状の溝
(リード)26が形成されており、不図示のラック機構
を介してプランジャ21の回転角度をかえることによ
り、燃料噴射量を調節できるようになっている。
【0013】燃料噴射ノズル12は、高圧配管28を介
して上記燃料噴射ポンプ11に接続されており、本例で
は、燃料噴射ポンプ11からの燃料が所定の圧力に達す
ると自動的に内部の弁が開き、燃料を噴射するように構
成されている。
【0014】噴射時期調節機構13は、ポンプ本体20
から燃料の一部を逃がすためにポンプ本体20に設けら
れる複数(ここでは2つ)の逃がし孔30,31と、各
逃がし孔30,31に接続される開閉弁32,33とを
有する。
【0015】図2は、燃料噴射ポンプ11の一部を破断
した様子を概略的に示す図であり、本例では、逃がし孔
30,31は、ポンプ本体20に設けられている吸入・
排出口23,24よりも上位(吐出側)に設けられてい
る。さらに、逃がし孔30,31は、プランジャ21の
摺動方向に位置を変えて設けられている。すなわち、逃
がし孔30に比べて逃がし孔31のほうが所定高さaだ
け上位(吐出側)に設けられている。なお、逃がし孔3
0,31の内径は、本例では、吸入・排出口23,24
よりも小さく形成されている。
【0016】図1に戻り、開閉弁32,33は、逃がし
孔30,31を開閉するものであり、本例では、逃がし
孔30,31に接続された逃がし配管34,35の配管
途中に設けられている。開閉弁32,33は、不図示の
制御装置を介してエンジンの回転数や負荷などに応じて
自動的に開閉制御されたり、あるいは手動操作により開
閉制御される。なお、逃がし配管34,35には、必要
に応じて燃料の逆流を防止する逆止弁などの手段が設け
られる。また、逃がし孔30,31から逃げた燃料は、
例えば、燃料戻り配管を介して不図示の燃料タンクに戻
される。
【0017】次に、上記構成の燃料噴射装置10の動作
について図1を参照して説明する。燃料噴射ポンプ11
において、プランジャ21は、カム22を介してエンジ
ンの回転数に追従して駆動され、ポンプ本体20内で摺
動運動(上下運動)を行う。この場合、プランジャ21
が下降する工程で吸入・排出口23,24よりポンプ本
体20内に燃料が吸入され、プランジャ21が上昇する
工程でプランジャ21の上昇とともに燃料が圧縮され
る。プランジャ21が上昇する工程で、圧縮された燃料
が所定の圧力に達すると燃料噴射ノズル12からエンジ
ンシリンダ内に燃料が噴射される。
【0018】本例では、噴射時期調節機構13により、
燃料噴射のタイミングを調節することが可能である。す
なわち、ポンプ本体20に設けられた逃がし孔30,3
1から開閉弁32,33を介して燃料の一部を逃がした
り逆に燃料の逃げを止めたりすることにより、ポンプ本
体20内部での有効圧縮開始時期を調節し、これによ
り、燃料噴射のタイミングを調節できる。
【0019】より具体的には、開閉弁32,33を開い
てポンプ本体20から逃げる燃料の量を多くすることに
より、有効圧縮開始時期を遅らせたり、逆に、開閉弁3
2,33を閉じてポンプ本体20から逃げる燃料の量を
少なくすることにより、有効圧縮開始時期を早めたりす
る。通常、有効圧縮開始時期が遅いと燃料の噴射時期も
遅くなり、逆に、有効圧縮開始時期が早いと燃料噴射時
期も早くなる。したがって、本例の燃料噴射装置10で
は、噴射時期調節機構13により、ポンプ本体20内の
有効圧縮開始時期を適切に調節し、燃料の噴射時期を適
切に制御することにより、燃焼条件の適正化を図ること
が可能となる。
【0020】また、本例では、逃がし孔30,31が複
数(ここでは2つ)設けられていることから、ポンプ本
体20から逃げる燃料の量をより細かく調節することが
可能である。例えば、逃がし孔30,31をすべて閉じ
た場合と、逃がし孔30,31のうちの一つを閉じて他
を開いた場合と、さらに逃がし孔30,31をすべて開
いた場合とで、ポンプ本体20から逃げる燃料の量を変
化させることができる。このように、ポンプ本体20か
ら逃げる燃料の量をより細かく調節することにより、燃
料の噴射時期をより適切に制御できる。
【0021】さらに、本例では、複数の逃がし孔30,
31が、プランジャ21の摺動方向に位置を変えて設け
られていることから、逃がし孔30,31のうちのいず
れか一つを閉じる場合に、どちらを閉じるかによって、
ポンプ本体20内部での有効圧縮開始時期を変化させる
ことができる。すなわち、逃がし孔30に比べて逃がし
孔31のほうが所定高さaだけ上位(吐出側)に設けら
れており、プランジャ21は、上昇工程において、逃が
し孔31よりも、逃がし孔30を早く塞ぐ。そのため、
下位の逃がし孔30だけを閉じる場合よりも、上位の逃
がし孔31だけを閉じた場合のほうが有効圧縮開始時期
が早く、燃料噴射時期が早くなる。
【0022】図3は、上述した開閉弁32,33による
逃がし孔30,31の4つの開閉パターンについて、燃
料噴射時期を比較した様子を示す図である。すなわち、
(a)逃がし孔30,31を共に開いた場合、(b)上
位の逃がし孔31を閉じて下位の逃がし孔30を開いた
場合、(c)上位の逃がし孔31を閉じて下位の逃がし
孔30を開いた場合、(d)逃がし孔30,31を共に
閉じた場合の4つのパターンについて燃料噴射時期を比
較している。この場合、すでに説明したように、(a)
→(b)→(c)→(d)の順に、燃料噴射時期は遅く
なる。
【0023】このように、本例の燃料噴射装置10で
は、開閉弁32,33を介して複数の逃がし孔30,3
1から逃げる燃料の量を調節することにより、燃料の噴
射時期を適切に制御できる。この制御は、開閉弁32,
33による操作だけなので、簡素な機構で容易に対応で
きる。
【0024】以上、添付図面を参照しながら本発明に係
る好適な実施形態例について説明したが、本発明は係る
例に限定されないことは言うまでもない。上述した例に
おいて示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例
であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設
計要求等に基づき種々変更可能である。
【0025】例えば、上記実施例では、燃料を逃がす逃
がし孔をポンプ本体の周面に設けているが、ポンプ本体
と燃料噴射ノズルとを接続する配管途中に逃がし孔を設
けてもよい。
【0026】また、上記実施例では、ポンプ本体に複数
(2つ)の逃がし孔を設けているが、本発明はこれに限
定されない。すなわち、ポンプ本体に設けられる逃がし
孔は少なくとも1つあればよく、1あるいは3以上でも
よい。
【0027】例えば、図4は、ポンプ本体40に逃がし
孔を1つ設けた場合の構成例を示しており、この例で
は、1つの逃がし孔41に接続された配管42が途中で
分岐され、その分岐先に複数(2つ)の開閉弁43,4
4が設けられている。この場合、複数の開閉弁43,4
4をすべて閉じた場合と、開閉弁43,44のうちの一
つを閉じて他を開いた場合と、開閉弁43,44をすべ
て開いた場合とで、ポンプ本体40から逃げる燃料の量
を変化させることができる。したがって、本例では、上
述した例と同様に、複数の開閉弁43,44を適切に制
御してポンプ本体40から逃げる燃料の量を変化させる
ことにより、有効圧縮開始時期を適切に調節し、燃料の
噴射時期を適切に制御できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のディーゼ
ルエンジン用燃料噴射装置によれば、開閉弁を介して逃
がし孔から燃料の一部を逃がしたり逆に燃料の逃げを止
めたりすることにより、簡易な機構で燃料の噴射時期を
適切に制御し、燃焼条件の適正化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のディーゼルエンジン用燃料噴射装置
の実施形態の一例を示す概略的な構成図である。
【図2】 燃料噴射ポンプの一部を破断した様子を概略
的に示す図である。
【図3】 開閉弁による逃がし孔の4つの開閉パターン
のそれぞれについて、燃料噴射時期を比較した様子を示
す図である。
【図4】 本発明のディーゼルエンジン用燃料噴射装置
の実施形態の他の例を示す概略的な構成図である。
【符号の説明】
10 燃料噴射装置 11 燃料噴射ポンプ 12 燃料噴射ノズル 13 噴射時期調節機構 20,40 ポンプ本体 21 プランジャ 22 カム 30,31,41 逃がし孔 32,33,42,43 開閉弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G060 AA08 AB01 BB04 CA02 DA00 EA00 FA07 3G066 AA07 AA15 AC06 AD12 BA01 BA08 CA01S CA08 CA09 CA32U CA35 CE02 CE22 DA14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプ本体内部に摺動自在に配置される
    プランジャにより燃料を圧縮し、所定の圧力に達した燃
    料を噴射ノズルから噴射するディーゼルエンジン用燃料
    噴射装置において、 前記ポンプ本体から燃料の一部を逃がすために該ポンプ
    本体に設けられる逃がし孔と、 該逃がし孔に接続される開閉弁とを備えることを特徴と
    するディーゼルエンジン用燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記逃がし孔は、前記ポンプ本体に複数
    設けられることを特徴とする請求項1に記載のディーゼ
    ルエンジン用燃料噴射装置。
  3. 【請求項3】 前記逃がし孔は、前記プランジャの摺動
    方向に位置を変えて複数設けられることを特徴とする請
    求項2に記載のディーゼルエンジン用燃料噴射装置。
JP2001283632A 2001-09-18 2001-09-18 ディーゼルエンジン用燃料噴射装置 Pending JP2003090275A (ja)

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