JPH0343657A - 燃料噴射ポンプ - 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］ 本発明はエンジンのための燃料噴射技術に関し、特に、
例えば米国特許第４，５３９，９５６号明細書に開示さ
れた如き、燃料の高圧パルスを噴射ノズルを介して燃焼
室へ高圧燃料を導くための燃料噴射ポンプに関する。

［従来の技術］ 本発明が創作される以前は、エンジンのための燃料噴射
ポンプ装置は、高圧ポンプと噴射ノズルとの間の通路内
に設け°た送出し弁を備えており、この送出し弁は、燃
料が充填されている噴射ラインからポンプ室をシールす
るための１方向逆止め弁として作用する。このような弁
手段は、ノズルを通る燃料の二次噴射を抑制し、ライン
内に生じる反射圧力波を減衰することにより高圧装置の
キャビテーション浸食を抑制するスナツパ（緩衝）弁を
含んでいることがある。このような制御は、ポンピング
の終期に噴射ライン内の圧力降下によりスナツパ弁が閉
じたときに達成される。吸戻し速度、及びノズルから反
射された負圧波は、スナツパ弁の作用により減少せしめ
られる。この部分的な圧力波の減少により、送出し弁か
らノズルへ反射される二次波が減少せしめられ、関連す
る燃焼室内への燃料の二次噴射を減少させる。二次噴射
が減少すると、燃料噴射及びエンジン効率が向上し、排
煙や炭化水素の如き汚物の発生を減少させた状態でのエ
ンジン作動効率を大幅に改善するための一層高い規格を
満足させることができる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、ノズルから反射された燃料の圧力波を
送出し弁素子を通して消散用の低圧領域へ導くための逆
流ベント（逃し）手段を備えた燃料噴射のための新規で
改良した送出し弁を提供することである。

本発明の別の目的は、燃料の反射された圧力波を送出し
弁を通して消散用の低圧領域へ導くことによって二次噴
射を排除することにより、スナツパ弁の使用を不必要と
する、燃料噴射ポンプ装置に使用する新規で改良した送
出し弁を提供することである。

［発明の構成並に作用効果］ 本発明に係る燃料噴射ポンプの特徴とするところは、可
動な弁素子に関連するボアを有するポンプロータと、高
圧ポンプ組立体から燃料の高圧パルスを受取るためポン
プロータ内に設けた入口通路とを備え；弁素子が、同弁
素子の第１位置から第２位置への運動時に燃料のパルス
を燃料噴射ラインの所定の１つへ圧送させて対応する燃
料噴射ノズルへ燃料を送給する第１流体通路を有し；弁
素子に関連して、第２位置から第１位置への弁素子の運
動時に対応する燃料噴射ノズルから反射せしめられた燃
料の圧力波を燃料源へ戻すように移送する第２流体通路
が設けであることである。

本発明は更に、自動的に逆流を逃す特徴を有する新規で
改良した送出し弁を提供する。噴射ノズルから反射され
た二次波は低圧領域へ逃されて、ノズルへ跳ね返ること
なく消散され、これにより、二次波が実質的に除去され
る。従って、本発明においては、二次噴射、及び炭化酸
素や排煙の多量の排出を伴うエンジンの不良作動を大幅
に減少させるか排除する。本発明は二次圧力波からの二
次燃料噴射を有効に除去するので、他の機能にとって必
要でないスナツパ弁を燃料噴射装置に設けなくて済む。

［実施例］ 添付図面を参照して本発明の詳細な説明すると、第１図
には、燃料タンク１２からエンジン１４の燃焼室（その
１つを１６にて示す）へ燃料のパルスをポンピングし分
配するためのディストリビュータポンプ１０の一部を示
す。燃焼室１６へは、高圧燃料噴射ライン１７及びノズ
ル１８を介して燃料が供給される。

ディストリビュータポンプ１０はガバナー（図示せず）
を包囲するハウジング２０を有し、このハウジングは、
水分離器２６及び燃料フィルタ２８を有するライン２４
と内側の吸入通路３０とを介して燃料タンク１２から移
送ポンプ吸入口へ燃料をポンプ送給する羽根型の移送ポ
ンプ２２をも包囲し、移送ポンプはエンジンにより駆動
せしめられる。ポンプ２２のポンプ出力容積及び圧力は
、このポンプに並列に接続した液圧調整器３４により制
御される。ポンプ２２は排出口を有し、この排出口は、
環状ヘッド通路４０及びガバナー制御定量供給弁４２を
介して環状チャージ通路３８に通じている。

チャージ通路３８は円周方向に離間した内方へ延びる送
給ボート４４を有し、これらのポートは回転可能なエン
ジン駆動燃料ディストリピユータロータ５０の入口通路
４８に整合できる状態に設定されており、このため、カ
ム作動式の高圧ポンプ５８の一対の（対向してロータに
装着された）ポンププランジャ５４が燃料の高圧パルス
をポンプ室５６から燃料噴射装置内へ送給できる。

プランジャは、ロータの関連するボア（穴）内で、次の
ストローク時の噴射に必要な燃料の量に比例する距離だ
け半径方向外方へ移動する。エンジンがアイドリング状
態のとき、定量供給弁４２は厳しい絞り状態にあり、少
量の燃料しかポンプ室５６へ流入できず、従って、プラ
ンジャ５４はこれに比例して小距離だけ移動する。エン
ジンが全負荷で作動すると、定量供給弁４２は完全に開
き、プランジャ５４はその最外側位置へ移動せしめられ
る。これらのポンププランジャは、ロータ５０のシャン
ク部６４内の軸方向通路６２を介して送出し弁組立体６
０へ高圧燃料のパルスを送給するようにロータを駆動し
たときに、カムリング５９により内方へ移動せしめられ
る。

送出し弁組立体６０はポンプロータのシャンク部６４に
設けた軸方向のボア６５内に装着されている。第１，２
図に示すように、送出し弁組立体６０は、ボア６５内に
嵌合する寸法の外径を有する関連する円筒状スリーブ６
８内で直線移動できるように装着された弁素子６６を有
する。第２図に明示するように、はぼ円筒状の弁素子６
６はドリルで形成した中央の軸方向ボア７０を有し、こ
のボアの盲端近傍には直径方向のクロスボア７２が設け
てあり、このクロスボアは円筒状弁素子６６の壁を貫通
して延び、環状の燃料送り溝（グループ）７８となって
終端している。盲ボア７０の入口端は、弁素子６６及び
スリーブ６８により形成された可変容積端室８０に連通
し、軸方向通路６２によりポンプ室５６に連通している
。

円筒状スリーブ６８は排出環状部８４へ通じるようにス
リーブ壁を貫通して延びた半径方向のポート８２を有す
る。スリーブのボート８２は、弁素子６６が第２図の位
置へ移動したときに、この弁素子６６のり°ロスボア７
２の環状溝７８に整合し、このため、高圧燃料のパルス
は、高圧ポンプ５８から弁素子６６を通りボア７０，７
２を経゛〔燃料送り通路９０のボート８６へ送給される
。燃料送り通路９０は通路８８を介して高圧燃料噴射ラ
イン１７へ接続され、このラインの終端部は燃料噴射ノ
ズル１８に接続している。

弁素子６６の第２図の位置は弁素子６６を持ち上げる高
圧燃料のパルスによる力により確立され、この位置にお
いては、弁素子の接触端９４はスリーブ６８の端部に装
着したリフトストッパ　９６の斡坊向自由端９２に当接
する。リフトストッパ９６の自由端９２は第２図に示す
ようにスリーブ６８の内部へ延び、弁素子６６にバネ力
を作用させて弁素子を第１図の着座位置の方へ押圧する
らせんバネ９８のための座即ちバネ収納ポケットを提供
する。この位置においては、ノズル１８から反射されて
ライン１７及び通路８８を通る反射波は、排出環状部８
４内へ導かれ、半径方向のボート８２を介して室１００
内へ導かれる。反射波は、室１００から、リフトストッ
パ９６の中央通路１０２を通ってプラグ１０６の中央通
路１０４へ至る。反射波は、この通路１０４から、通路
により接続された低圧ラインへ至る。

移送ポンプ２２が、定量供給弁４２の位置により決定さ
れるような十分な量の燃料をポンプ室５６へ送給し、ロ
ータが関連する半径方向のボートに対し非整合となる位
置へ移動してしまったのち、ポンププランジャはカム動
作により内方へ移動せしめられ、その結果、高圧燃料の
パルスが、らせん帰還バネ９８の力に抗して、送出し弁
の弁素子６６を物理的に持ち上げてその弁座から引き離
す（第２図）。この高圧燃料のパルスは弁素子６６の軸
方向ボア及びクロスボアによりスリーブのボートを通し
てロータの通路９０内へ導かれ、通路８８内へ至る。高
圧燃料のパルスは、この通路８８から、噴射ライン１７
を通り、高速圧力波としてノズル１８に至る。ノズル１
８により提供される絞りのため、燃料パルスのほんの一
部のみが燃焼室１６内へ噴射される。このため、第１図
の着座位置の方へ移動せしめられている送出し弁組立体
６０に向かって高速で進行する二次圧力波としてノズル
から反射される圧力が、ノズルにおいて生起される。ま
た負圧波が弁素子６６がＩ１図の着座位置の方へ動き（
バネ）室１００から少量の燃料が吸戻されるときにも発
生する。このような弁状態の下で、これらの波は、室１
００及び通路１０２．１０４を通って、移送ポンプ２２
を排出通路３８に接続する低圧通路３６の如き低圧領域
通路へ導かれ、そのエネルギが消散される。

通路３６へ導く代わりに、二次波を、移送ポンプの入口
通路３０又は、絞り付きライン１１０を介してポンプ２
２から低圧燃料を供給されるハウジング２０へ容易に送
ることもできる。圧力調整弁１１４を備えたライン１１
２はハウジング２０をタンク１２及び噴射ノズル１８へ
接続する。

従って、本発明は、送出し弁からノズルへの二次波の反
射、並びにこれによる悪影響を実質上除去する。二次波
を排除できなければ、例えば、弁から高速で反射された
二次波は、後にノゴルヘ進入して完全に燃焼しない二次
燃料噴射を生じさせ、これにより、多量の炭化水素や排
煙を発生させる結果をもたらしてしまう。

第３．３ａ、３ｂ図に示す実施例においては、第１，２
図の実施例の送出し弁組立体６０に対応する燃料送給及
び逆流逃しくベント）弁１６０を有し、この弁１６０は
、先の実施例のポンプ５８の如き高圧燃料ポンプのロー
タの円筒状シャンク部１６６に設けＩ；ボア１６４内で
直線移動できるように装着された実質状円筒状の弁素子
１６２を有する。この弁は、プラグ１７２により閉じら
れたボアの一端に形成したバネ収納ポケット１７０内に
位置したらせん帰還バネ１６８によって第３図に示すポ
ンプチャージ及びラインベント位置へ偏倚せしめられて
いる。バネ収納ポケット１７０内で軸方向に延びる弁ス
トッパ即ちリフトストッパ１７４は、弁素子の送給位置
を確定するため弁素子１６２の端面１７８に係合できる
端面１７６で終端している。この係合は、ボア１６４及
び可変容積式の端室１８４に連通ずる高圧ポンプ通路１
７９からの高圧燃料のパルスによる力により弁素子１６
２が持ち上げられたときに生じる。弁素子１６２は、通
路１７９に整合し、第３図の位置において遮断される円
周方向の排出溝１８６で終端しｔ；軸方向の入口ポート
１８５へ通じた傾斜高圧通路１８０を有する。弁素子１
６２が第３ａ図に示す停止位置へ持ち上げられたとき、
この弁素子の円筒状の端部カラー１９０がバネ収納ポケ
ット１７０の端壁１９２から離れ、環状排出溝１８６が
バネ収納ポケット１７０を介して、（第１図に示した燃
料噴射ノズルの如き燃料噴射ノズルへ通じた燃料噴射ラ
インに連通した）燃料送り通路１９４に液圧的に連通す
る。

弁素子１６２は、高圧通路１８０のほかに、ドリルで形
成した傾斜ベント通路１９６をも有し、この通路１９６
はその一端で、バネ収納ポケット１７０に通じた軸方向
のボート１９８に連通している。ベント通路１９６の他
端は半径方向のポア２０２を介して円周方向の排出環状
部２００に接続している。第３図に示す着座位置におい
ては、排出環状部２００はロータ内のベント通路２０６
に連通し、このベント通路は第１図の実施例のライン３
０の如き移送ポンプのための送りラインの如き低圧領域
に連通している。

第３．３ａ、３ｂ図の燃料送給及び逆流逃し弁の作動は
先の実施例の作動とほぼ同じである。高圧燃料のパルス
が高圧ポンプによりボンピングされるとき、弁素子１６
２は第３ａ図の位置へ移動せしめられ、高圧燃料送り通
路１８０がバネ室即ちバネ収納ポケット１７０に対して
開口する。ボンピングされた燃料のパルスは弁素子１６
２を通って進行し、燃焼室内へ燃料の噴射パターンを噴
射させるための噴射ノズルに通じた通路１９４へ送られ
る。燃料のパルスが弁素子１６２を去った直後に、この
弁素子は第３ｂ図の位置へ移動し、燃料の噴射を終了さ
せ、吸戻しが開始する。先の実施例と同様、燃料はイン
ゼクタ即ち燃料噴射装置における絞りのｔ；め完全には
送給されず、送出し弁の方へ高速で戻るような反射波と
しての圧力波がノズルにおいて生起される。この圧力波
が到達するときには、弁素子は第３ｂ図の位置から第３
図のポンプチャージ及びラインベント位置へ移動してし
まっている。この時点で、高圧ポンプの圧力は低く、弁
のバネ１６８の力に打ち勝つことができない５反射した
圧力波は弁素子１６２のベント通路１９６へ進入し、ベ
ントライン２０６へ導かれ、このライン２０６からこの
送出し弁の液圧機構の低圧領域へ導かれる。従って、送
出し弁は、圧力波のための新規で改良した逆流逃し手段
を提供し、圧力波は二次圧力波として噴射ノズルの方へ
再反射されることがなく、発生汚物を増大させエンジン
の不良作動を生じさせるような二次燃料噴射は生じない
。

第４図の実施例を説明すると、本発明の燃料送給及び逆
流逃し弁は、燃料ディストリビュータポンプの液圧ヘッ
ド２４６の対応する排出ボア内にネジ接続された各燃料
排出部２４０．２４２等内に設置できる。これらの排出
部は別個の高圧噴射ラインに接続し、関連する噴射ノズ
ルは多汽筒エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射するように
装着されている。前述した諸実施例と同様、ディストリ
ビュータポンプは、移送ポンプから燃料を受けるカム作
動式のポンププランジャを有するエンジン駆動ロータ２
５０を具備し、移送ポンプは液圧・＼ラド２４６の排出
環状部２５２及び半径方向の通路２５４へ低圧へ燃料を
送給し、ロータポンプの軸方向ポンプ通路２５８に通じ
たロータ内の排出通路２５６へ燃料を送る。ロータポン
プのポンププランジャ（図示せず）は、ロータが回転し
たときに、プラグ２５９で一端を閉じた軸方向の通路２
５８を介して高圧燃料をボンピングし、一回転位置にお
いて排出部２４０のための液圧ヘッド組立体内の送り通
路２６３．２６４に連通するロータ内の半径方向通路２
６０へ燃料を送る。

この排出部は燃料送給及び逆流逃し弁組立体２６６を合
体しており、ナツト２６９により噴射ライン２６に接続
されている。前述の実施例と同様、噴射ラインはエンジ
ンの燃焼室燃料を噴射するための関連する噴射ノズルに
通じている。弁組立体２６６は排出部のポア２７２内で
直線的に移動できる円筒状弁素子２７２を有し、この弁
素子は、図示のポンプチャージ及びラインベント位置と
燃料送給位置との間で移動でき、燃料送給位置において
は、弁素子の外側端部２７４は、帰還バネ２８２のため
の及びエンジン作動中噴射ライン２６２に対して燃料を
出入り流通させるためのバネ室２８０内に装着されたス
トッパ２７８の端部２７６に接触する。このストッパは
、バネ室２８０を噴射ライン２６２に連通した排出部の
端部の開口２８１に接続する流れ通路２８４を有する。

弁素子２７０の着座位置においては、弁素子に設けたベ
ント通路２８６はバネ室２８０を組立体２６６の内端に
隣接したベント環状部２８８に接続する。この環状部２
８８は排出部２４０の壁を貫通した通路２９０に連通し
、この通路はマニホルド２９４に通じたヘッドのポア２
６４の入口端２９２に連通している。ライン２６２から
の燃料は、このマニホルドから、ライン３０の如き低圧
領域へ排出され、移送ポンプへ送られる。前述の実施例
と同様、関連する噴射ノズルから反射された二次圧力波
は低圧領域へ導かれ、そこで圧力が解放される。二次波
が消散すると、燃焼室内への燃料の二次噴射がなくなり
、エンジンは最適な効率で作動し、炭化水素や排煙の発
生量が減少する。

前述の実施例と同様、持ち上がった位置（脱座位置）に
おいては、弁素子はストッパ２７８に当接するように移
動せしめられており、高圧燃料送り通路はバネ室２８０
に開口し、このため、高圧燃料のパルスは、エンジンを
作動させるために、送給ライン２６２を通して関連する
噴射ノズルへ送られる。

【図面の簡単な説明】

第１−黛料噴射エンジンのためのディストリビュータポ
ンプの燃料流通機構の一部の概略構成回路図、 第２図は第１図の燃料流通機構の送出し弁の拡大断面図
で、移動した位置にある状態の弁素子を示す図、 第３図、第３ａ図及び第３ｂ図は、本発明の別の実施例
を示す、第２図と同様の送出し弁を種々の作動位置にお
いて示す拡大断面図、 第４図は本発明の更に別の実施例を示す燃料噴射エンジ
ンの部分断面立面図である。 符号の説明 １０：燃料噴射ポンプ １２：燃料タンク（燃料源）　　１４：エンジン１６：
燃焼室　　１７：燃料噴射ライン１８：燃料噴射ノズル
　　５０：ロータ５４ニブランジヤ　　５６：ポンプ室 ５８：高圧ポンプ ６２．１７９．２５８：通路（入口通路）６５．１６４
．２６０：ポア ６６．１６２．２７０：弁素子 ６８ニスリーブ　　７０：ポア ８２：半径方向ポート　　８４：排出環状部１００．２
８０：バネ室　　１０２：通路１６６：ロータのシャン
ク部 １７０：バ不収納ポケット １８０：高圧通路 １９６．２８６：ベント通路 ２４０．２４２：排出部　　２５０：ロータ２６２：噴
射ライン ２６４：送り通路（入口通路） ２６６：燃料送給及び逆流逃し弁組立体（送出し弁組立
体） 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料の高圧パルスを高圧ポンプ組立体（５４、５６
   、５８）から送給される燃料噴射ラインに接続された燃
   料噴射ノズル（１８）を介してエンジン（１４）の燃焼
   室（１６）へ燃料源（１２）から燃料を供給するための
   高圧ポンプ組立体（５４、５６、５８）を有する燃料噴
   射ポンプ（１０）において、 可動な弁素子（６６、１６２、２７０）に関連するボア
   （６５、１６４、２６０）を有するポンプロータ（５０
   、１６６、２５０）と、前記高圧ポンプ組立体（５４、
   ５６、５８）から燃料のパルスを受取るため前記ポンプ
   ロータ内に設けた入口通路（６２、１７９、２５８）と
   を備え；前記弁素子（６６、１６２、２７０）が、第１
   位置から第２位置への運動に基づき前記燃料のパルスを
   前記燃料噴射ラインの所定の１つへ圧送して対応する前
   記燃料噴射ノズルへ燃料を送給する第１流体通路（７０
   、１８０、２９８）と、前記第２位置から前記第１位置
   への同弁素子（６６、１６２、２７０）の運動に基づき
   前記対応する燃料噴射ノズルから反射せしめられた燃料
   の圧力波を前記燃料源へ戻すように移送する第２流体通
   路（１００、１０２、１７０、１９６、２８０、２８６
   ）とを有することを特徴とする燃料噴射ポンプ。 ２、請求項１に記載の燃料噴射ポンプ（１０）において
   、燃料を供給するための別個の排出部（２４０、２４２
   ）を備え；該各排出部に装着され、燃料の前記高圧パル
   スを前記燃料噴射ライン（２６２）へ送るための及び同
   燃料噴射ラインから燃料を吸戻すための送出し弁組立体
   （２６６）を備え；該各送出し弁組立体（２６６）が関
   連する前記排出部（２４０）内で摺動するように装着さ
   れた前記の弁素子（２７０）を有し；前記各排出部（２
   ４０）に関連して、前記ポンプロータの前記入口通路（
   ２５８）から前記燃料高圧のパルスを受取るための入口
   通路（２６４）を備え；前記各弁素子（２７０）の関連
   する前記第２流体通路（２８０、２８６）が同弁素子（
   ２７０）を通って延びる別の通路（２８６）を有するこ
   とを特徴とする燃料噴射ポンプ。 ３、請求項１に記載の燃料噴射ポンプ（１０）において
   、前記弁素子（１６２）が前記ポンプロータの前記ボア
   （１６４）内に装着されており；同弁素子（１６２）に
   関連する前記第２流体通路（１７０、１９６）が同弁素
   子（１６２）を通って延びる別の通路（１９６）を有す
   ることを特徴とする燃料噴射ポンプ。 ４、請求項１に記載の燃料噴射ポンプ（１０）において
   、前記弁素子（６６）が前記ポンプロータの前記ボア（
   １６４）内の円筒状スリーブ（６８）内に装着されてお
   り；同弁素子（６６）に関連する前記第２流体通路（１
   ００、１０２）が半径方向のポート（８２）と、該円筒
   状スリーブ（６８）内に形成された排出環状部（８４）
   とを有することを特徴とする燃料噴射ポンプ。