JPH0237166A - 内燃機関用の噴射ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関用の噴射ポンプであって、バレルとこ
のバレル内で案内されるプランジヤとを備えており、プ
ランジャがバレルの壁内に形成された制御孔と畠働する
、噴射過程開始と終了の？ＩＩＪ　ｎ用の制御縁を有し
ており、制御孔がバレルを取巻く集合室へ開口しており
、この集合室内へ燃料を加圧下に供給可能でアシ、かつ
過剰の燃料もしくは噴射過程終了時にオーバーフローす
る燃料を集合室から排出可能であり、この場合に燃料供
給のために集合室へ回かう方向で開く吸込み弁が集合室
へ続いており、かつ燃料排出のために流れに、＃４を与
える部材が集合室へ続いている形式のものに関する。

従来技術 高圧下で噴射ポンプを運転する場合には終了制御時に低
圧側に腐食の問題が生じ、この問題はキャビテーション
現象に起因する。高圧燃料をポンプ室から噴射ポンプの
吸込み室内へ排出する際に吐出終了の瞬間に高いピーク
値を持つ圧力変動が生じる。このときに吸込み室内に存
在する気泡（これは先行の供給制御過程に起因する）は
破裂し、かつプランジ゛ヤ周面、制御孔内、および吸込
み室内でキャビテーション損傷をもたらすことがある。

更に終了制御時の噴流はその縁ゾーンおよび衝突ゾーン
内に二次気泡を発生し、この気泡が破裂した際に同様に
上記の１所に損傷を与えることがある。排出された燃料
（これは吸込み室内へ戻される）を絞りを介して排出し
、このように、しである程度の圧力上昇を達成すること
がｃｇ−ｐｓ５９４１３４から既に知られている。かか
る手段で得られる圧力上昇の程度は比較的僅かであシ、
決定的な利点は相応して高い前ポンプ圧が選択された場
合に初めて得られる。しかしこれはまた高いポンプエネ
ルギーの使用および相応して費用のかかる、吸込み範囲
内におけるポンプのシールを必要とする。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、できる限り高い圧力へ向かう吐出終了
時に噴射圧の終了制御を費用のかかる構造的手段を用い
ずに達成することである。

問題点を解決するだめの手段 上記の課題を解決するための本発明の手段は、冒頭に記
載の形式の噴射ポンプにおいて集合室が圧力保持弁を備
えた貯蔵室として構成され、圧力保持弁が貯蔵室へ向か
う方向とは逆方向へ開弁として成ることである。

発明の効果 本発明、による構成では集合室もしくは貯蔵室が公知０
手段の場合のように供給部側で開いていす、弁によって
閉鎖される貯蔵室として構成されておシ、かつ逆止弁が
圧力保持弁として配置されていることによって所定の、
比較的高い圧力を終了制御圧として保証することができ
る。

続いてプランジャの作業室内の圧力が低下し続け、この
圧力が全体的に前ポンプ圧が作業室の新たな充填に利用
し得るに十分な圧力レベルに低下したときに初めて、著
しく低い前ポンプ圧でもって新たな充填が行なわれる。

したがって終了制御は供給部側で開いた吸込み室内で直
接性なわれるのではなく、貯蔵室内で行なわれ、かつこ
の貯蔵室は貯蔵室へ向かう方向とは逆方向へ開く逆止弁
もしくは圧力保持弁を用いて５０パールまでまたはこれ
以上の圧力に保持することができ、そのためにキャビテ
ーション現象の形成は有効に抑えられる。プランジヤの
吸込み過程では燃料は先ずこの貯蔵室から取出され、次
いで例えば吸込み弁の使用下で初めて更に燃料が吸込ま
れる。

本発明によれば貯蔵室が吸込み室に対して同心的にバレ
ルの制御孔に続いている。これにより構造上特に簡単な
構成が得られる。

更に本発明によれば特に簡単な形式で貯蔵室へ向かう方
向とは逆方向へ開く圧力保持弁および貯蔵室へ向かう方
向へ開く吸込み弁が貯薫室とは反対の側で一緒に、燃料
を供給される吸込み室へ続いており、かつこれらが逆止
弁によって形成されるように構成されている。貯蔵室へ
向かう方向へ開く、逆止弁として構成された吸込み弁に
より燃料の新たな吸込みは、ポンプ室内の圧力が吸込み
弁の調節された圧力よりも下回った場合に行なわれる。

この場合には低圧吸込み室から、すなわち前ポンゾ圧下
にある室から噴射ポンプの充填のために燃料が吸込まれ
る。

貯蔵室内の圧力形成時に不都合な圧力ピークを阻止する
ためには、貯蔵室へ向かう方向とは逆方向へ開く圧力保
持弁が公知の牧り部を介して貯蔵室へ続いていると、有
利である。この場合には貯蔵室内で維持される圧力は逆
止弁によって規定され、正確に所定のレベルに保持され
、かつこのような付加的な絞り孔は短時間のピーク圧を
取除くことができる。圧力保持弁を用いないで絞りを使
う場合に比べて所定の圧力レベルに達した後はこの圧力
レベルは一定であシ、かつ適切な圧力レベルは簡単な方
法で圧力保持弁の設計ないしは調節によって保証される
、という利点がいずれにしても得られる。

更に本発明によれば摩耗を減少するために、逆止弁の貯
蔵室側の開口の軸線が制御孔の軸線に対してずらされて
配置されている。このように制御孔をずらして配置した
ことによって巷に摩耗のおそれのある範囲（この範囲で
はキャビチー７ヨンが生じることがある）を流入噴流の
適切な案内によって急激に洗うことができ、その結果場
合によってそれでも発生した気泡が洗い流される。この
構成では場合によりそれでも生じた腐食現象は特に危険
な箇所から遠去けておくことができる。

公知の噴射ポンプ構造では終了制御過程における過度の
摩耗を、流出開口内へ衝突防止装置をｍ付けることによ
って減少させることが知られている。このような衝突防
止リングはキャビテーション現象を阻止するためには適
していす、単に特に高い損耗および特に大きな摩耗の箇
所に特に耐摩耗性である材料を設け、かつ過度に摩耗し
た場合に交換することのできる交換容易な摩耗部材を製
作するために用いられているにすぎない。しかし従来の
形式の衝突防止装置をもってしては特にプランジャの外
周面のキャビテーション現象を阻止することはできない
。所で単に大きな流速に起因するもので、キャビテーシ
ョンに起因するものではない摩耗を付加的に更に減少せ
しめ、かつこのような箇所で交換容易な構成部材を製作
する場合には、本発明によれば有利には制御孔と軸線上
で整列した逆止弁の少なくとも１つの貯蔵室側の開口に
衝突防止手段が配置されている。この場合衝突防止手段
として逆止弁の軸方向の孔の前方にこの孔を閉鎖するじ
ゃま板が配置され、これらの背側に逆止弁の軸方向の孔
と交差する横孔が設けられており、この横孔が開放端部
な有していると有利であり、これによりまた場合により
生じた気泡の流し去り、もしくは洗い流しが保証される
。

この場合特に藺単な形式でじゃま板を逆止弁のケーシン
グと一体に構成することができ、これにより逆止弁の組
付けは著しく藺単にされる。

このような衝突防止部材の自体公知の構成では、衝突防
止部材は横断面が円錐台形状に製作され、かつ孔に面し
た側で丸められている。衝突防止部材のこのような構成
は特に高い耐、早耗性に優れており、かつこのような構
成では、制御孔が貯蔵室へ向かって円錐台形状に拡大さ
れた部分を有しており、貯蔵室へ向かう方向で開く逆止
弁のケーシングが丸められた先端を持つ円錐形の端部部
分を有していて、しかもこの端部部分でもって上記の円
錐台形状に拡大された部分内へこれとの間に中間空間の
形成下に突入しており、かつ逆止弁の出口通路が端部部
分の円錐周面の範囲内で偏心して開口しているように、
貯蔵室へ向かう方向で開く逆止弁もしくは圧力保持弁が
構成されていると有利である。このようにして得られる
流路もまた特に重大な箇所の洗い流しをもたらす。

実施例 第１図に示された噴射ポンプではプランジヤ２がカム駆
動装置（図示せず）Ｋよってバレル１内で昇降運動せし
められる。プランジャ１はケーシング３内で支承され、
ケーシングは吸込み室４を有している。この吸込み室内
へ管結合部材５を介して燃料が供給され、またこの吸込
み室から過剰の燃料が排出される。プランジャ２の上昇
過程でプヨンジャは上縁６でもって制御孔７を閉鎖する
。既にこの直前に上昇するプランジャ２によってポンプ
室８から押のけられた燃料の絞りのために貯蔵室９内で
は燃料圧が形成されている、それというのも吸込み弁１
０は１０分の数バールの開放圧を有し、吸込み室４側で
閉じており、かつ圧力保持弁１１は貯蔵室内で約２０〜
５０バールの圧力を維持しているからである。燃料内の
中空部もしくは気泡（これは供給制御時に貯蔵室および
制御孔Ｔ内に発生することがある）は貯蔵室９内に形成
された圧力によって比較的槽やかに、したがって支障の
ない崩壊をする。プランジヤ２が上昇過程において下の
制御縁１２でもってポンプ室８と制御孔Ｔとの間の接続
を再び形成すると、約１５００バールの高圧の燃料は圧
力保持弁１１によって貯蔵室９内で保たれた約２０〜５
０バールの圧力へ減少する。燃料の蒸気圧に対する安全
格差が大きいために、終了制御時の噴流の範囲内で燃料
中に中空部形成は起らず、したがって終了制御噴流が当
たる制御孔および貯蔵室の壁の範囲におけるいわゆる噴
流キャビテーションが回避される。貯蔵室９内の圧力が
圧力保持弁１１の設定値を越えると直ちにこの圧力弁を
開き、かつ過剰の燃料を貯蔵室９から吸込み室４内へ流
入させる。２つの弁１０．１１は逆止弁として構成され
ている。

第２図に示されているように、圧力保持弁１１の入口内
へは絞り１３を設けることができ、絞りは貯蔵室圧を量
に依存して上昇させ、したがって比較的大きな吐出量お
よび（または）比較的高い回転数もしくはプランジャ速
度では燃料内の中空部形成の危険の更なる減少が達成さ
れる。吸込み弁１０および圧力保持弁１１はスリーブ１
４内へ取付けられ、スリーブは貯蔵室９も含んでいる。

シールリング１５，１６゜１７によって貯蔵室９および
吸込み室４が圧密にされている。プランジヤ２とバレル
１との間から下方へ到達した燃料は漏れ孔１８を介して
貯蔵室９内へ戻される。

２つの弁ｉｏ、ｉ１ないしはこれらの貫通開口をバレル
内の制御孔Ｉと同じ断面平面内に配置せず、例えばこれ
らを互いに９０°ずらして配置すると有利である。更に
必要な場合には２個以上の圧力保持弁ないしは吸込み弁
をスリーブ１４内へ配置することもでき−る。

最後に貯蔵室９内の終了制御噴流の衝突する範囲で時に
高い強度を達成するためにこの範囲を硬化し、または時
に硬い金属で強化することが可能である。

第６図にはカム角度にわたってのポンプ室圧力Ｐｐおよ
び貯蔵室圧力Ｐ８の、経過が示されており、ここで噴射
ポンプの吐出開始がＦＢで、かつ吐出終了がＦＫで示さ
れている。この図から既に吐出開始時に貯蔵室９内の圧
力Ｐ８が弁１１の保持値に達し、かつ吐出終了直後に制
御孔Ｔから排出された燃料によって貯蔵室９内で短時間
の動的な、過度の圧力上昇が起り、その後ポンプ室８の
充填時に圧力は先ず前ポンプの吐出圧まで低下し、次い
でプランジャ２の上昇過程の開始後改めて上昇すること
が判る。圧力保持弁の前の絞り孔によって更に貯蔵室圧
の、ポンプの吐出量および回転数に対する依存性も得る
ことができ、この場合第３図に示されているように、絞
り１３の種々の直径に応じて過度の圧力上昇の範囲にお
いて異なる圧力経過が得られる。

第４図および第５図に示されている実施例では本来の吸
込み室は設けられていす、吸込み弁１０もしくは圧力保
持弁１１を介して直接貯蔵室９内へ、もしくは貯蔵室９
から燃料の供給１９および導出２０が行なわれ、したが
って貯蔵室９内では供給制御過程の間ジオメトリ−の吐
出開始の直前に比較的高い圧力レベル（圧力保持弁１１
の調節された圧力によって規定される）が形成される。

制御孔７の終了制御時には高圧噴流が先行の供給制御の
残留中空部のない燃料容積内へ流入する。高い圧力レベ
ルのために噴流キャビテーションも回避される。

燃料供給ポンプの燃料導管内へ蓄圧器（空気室）を組込
むことは有利であると思われ、その場合七ム）合その容
積は貯蔵室容積の約５〜２０倍であるべきである。これ
によって貯蔵室およびポンプ室の確実な充填が達成され
る。

弁１０．１１の貯蔵室側の孔の軸線が制御孔７に対して
ずらされており、それにより燃料内に場合により形成さ
れた中空部を制御孔７から流出する噴流によって迅速に
洗い去ることができ、かつ場合により生じる腐食は危険
に曝される範囲からは遠ざけられる。

第５図による実施例では燃料の供給部１９および排出部
２０は制御孔Ｔと同軸に位置しているが、弁１０．１１
の、制御孔１に向けられた孔の前方に衝突防止手段とし
てじゃま板２１ないしは２２が設けられ、じゃま板はそ
れぞれ所属の弁ケーシングと一体に構成されている。

第６図によるもう１つの実施例では吸込み弁１０は衝突
防止手段内へ組入れられ、衝突防止手段は円錐形を有し
、かつ制御孔１内へ深く突入している。燃料は吸込み弁
１０の孔２３を通って衝突防止手段の円錐形部２４と制
御孔の円錐形の拡大部２５との間の間隙内へ送出される
。

この場合孔２３は、これが間隙の最も高位置の部分で燃
料を流出させ、そのためにここに存在する燃料内の中空
部が直接洗浄流によってあられれ、かつ貯蔵室９内に送
られるように配置されている。圧力保持弁（図示せず）
は供給制御過程の終了後から再吸込みまでの間貯蔵室９
内の高められたレベル圧力の維持を行なう。制・卸孔７
内で十分な洗浄作用を達成するためには燃料供給を圧力
５〜２０バールで行なうと有利である。この構成でも供
給圧を一様にするためには蓄圧器を燃料供給ポンプと吸
込み弁１０との間の燃料導管内へ設けると有利であると
思われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は大形ディーゼルエンジン用噴射ポンプの上方部
分の部分断面図、第２図は第１図による噴射ポンプの個
別部の別の構成を示した図、第３図はポンプ室圧および
貯蔵室圧をカム角度についてプロットした図、第４図、
第５図、第６図はそれぞれ噴射ポンプの別の実施例の、
第１図に相当する図である。 １・・・バレル、２・・・プランジャ、３・・・ケーシ
ング、４・・・吸込み室、５・・・管結合部材、６・−
・上縁、Ｔ・・・制御孔、８・・・ポンプ室、９・・・
貯蔵室、１０・・・吸込み弁、１１・・・圧力保持弁、
１２・・・制御縁、１３・・・絞り、１４・・・スリー
ブ、１５，１６゜１７・・・シールリング、１８・・・
漏れ孔、１９・・・供給部、２０・・・排出部、２１．
２２・・・じｆま板、２３・・・孔、２４・・・衝突防
止円錐部、２５・・・拡大貯蔵室 貯蔵室 圧力保持弁 ＦＩＧ、　５

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 　１．内燃機関用の噴射ポンプであつて、バレルとこの
   バレル内で案内されるプランジヤとを備えており、プラ
   ンジヤがバレルの壁内に形成された制御孔と協働する、
   噴射過程開始および終了制御用の制御縁を有しており、
   制御孔がバレルを取巻く集合室へ開口しており、この集
   合室内へ燃料を加圧下に供給可能であり、かつ過剰の燃
   料もしくは噴射過程終了時にオーバーフローする燃料を
   集合室から排出可能であり、この場合に燃料供給のため
   に集合室へ向かう方向で開く吸込み弁が集合室へ続いて
   おり、かつ燃料排出のために流れに影響を与える部材が
   集合室へ続いている形式のものにおいて、集合室が圧力
   保持弁（１１）を備えた貯蔵室（９）として構成され、
   圧力保持弁が貯蔵室へ向かう方向とは逆方向へ開弁とし
   て成ることを特徴とする、内燃機関 用の噴射ポンプ。
2. 　２．貯蔵室（９）が吸込み室（４）に対して同心的に
   、バレル（１）の制御孔（７）に続いている、請求項１
   記載の噴射ポンプ。
3. 　３．貯蔵室（９）へ向かう方向とは逆方向へ開く圧力
   保持弁（１１）および貯蔵室（９）へ向かう方向へ開く
   吸込み弁（１０）が貯蔵室（９）とは反対の側で一緒に
   、燃料を供給される吸込み室（４）へ続いており、かつ
   逆止弁によつて形成されている、請求項１または２記載
   の噴射ポンプ。
4. 　４．貯蔵室（９）へ向かう方向とは逆方向へ開く圧力
   保持弁（１１）が絞り部（１３）を介して貯蔵室（９）
   へ続いている、請求項１から３までのいずれか１項記載
   の噴射ポンプ。
5. 　５．逆止弁（１０．１１）の貯蔵室側の開口の軸線が
   制御孔（７）の軸線に対してずらされて配置されている
   、請求項１から４までのいずれか１項記載の噴射ポンプ
   。
6. 　６．制御孔（７）と軸線上で整列した逆止弁１０，１
   １）の少なくとも１つの貯蔵室側 の開口に衝突防止手段が設けられている、請求項１から
   ４までのいずれか１項記載の噴射ポンプ。
7. 　７．衝突防止手段として逆止弁（１０，１１）の軸方
   向の孔の前方にこの孔を閉鎖するじやま板（２１，２２
   ）が配置され、これらの背側に逆止弁の軸方向の孔と交
   差する横孔が設けられており、この横孔が開放端部を持
   つている、請求項６記載の噴射ポンプ。
8. 　８．じやま板（２１，２２）が逆止弁（１０，１１）
   のケーシングと一体に製作されている、請求項７記載の
   噴射ポンプ。
9. 　９．制御孔（７）が貯蔵室（９）へ向かつて円錐台形
   状に拡大された部分（２５）を有しており、貯蔵室（９
   ）へ向かう方向で開く逆止弁（１０，１１）のケーシン
   グが丸められた先端を持つ円錐形の端部一分（２４）を
   有していて、しかもこの端部部分でもつて上記の円錐台
   形状に拡大された部分内へこれとの間に中間空間を形成
   して突入しており、かつ逆止弁（１０，１１）の出口通
   路（２３）が端部部分（２４）の円錐周面の範囲内で偏
   心して開口している、請求項６記載の噴射ポンプ。