JPS58106135A - 内燃機関の燃料供給装置 - 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】 本発明は、ディーゼル機関のように燃料噴射ポンプを備
えた内燃機関の燃料供給装置に関する。

ディーゼル機関では、機関の回転数と負荷とに応じて燃
料噴射量を可変制御していることは従来周知のとおりで
ろる。父、このような燃料噴射量の制御には、例えば分
配型の燃料噴射ポンプが使用される。（日量自動車■、
昭和５５年４月発行。

「サービス周報第４１８号ダットサンブルーパード」ン この分配型燃料噴射ポンプＦｉ第１図に示すように構ｊ
［れており、燃料はポンプ本体の入口１から機関出力軸
に連結したドライブシャフト２によシ駆動されるフィー
ドポンプ３によって吸引される。フィードポンプ３から
の吐出燃料は、圧力調整弁４により供給圧を制御されて
ポンプ／Ｘウジフグ３１内のポンプ室５へと供給される
。ポンプ室Ｓ内の燃料は、各作動部分の潤滑を行なうと
同時に吸入ボート１２を通ってプランジャポンプ６に送
られる。

このポンプ６のプランジャ７は、ドライブシャフト２に
連結したエキセントリックディスク８に固定されており
、スライドジヨイント２ａｔ−介して前記ドライブシャ
フト２により機関回転に同期して駆動される、 又、エキセントリックディスク８は、機関シリンダ数と
同数の７エイスカム９を持ち、このフェイスカム９をロ
ー？リング１０に支持されたロー２１１に当接させるこ
とによシ、フェイスカム９がローラ１１１に：乗シ越え
るたびごとに所定のカムリフトだけ往復運動する。従っ
て、プランジャＴは回転しながら往復運動をし、この往
復運動によって吸入ボート１２からバイプレッシャチャ
ンバ６ａに吸入された燃料が分配ボート１３よりデリバ
リバルブ１４ｔ−通って図示しない噴射ノズルへと圧送
される。尚、燃料の噴射時期は、ポンプ室５の圧力が供
給されるタイマピストン２９でローラリング１０を回転
させることによシ、フェイスカム９とローラ１１との相
対位置を変化させて自由に調整される。

一方、燃料の噴射量は、プランジャＴに形成したカット
オフボート１５を被覆するコントロールスリーブ１６の
位置によシ決められる。例えば、カントオフボート１５
の開口部がプランジャ１の右行によってコントロールス
リーブ１６の右端を越よると、バイプレッシャチャンバ
６ａから分配ボート１３へと圧送されていた燃料がカッ
トオフボート１５を通ってポンプ室５へと解放されるの
で燃料の圧送が終了する。従って、コントロールスリー
ブ１ｓｔ−プランジャＴに対して図中右方向に相対移動
させると、燃料噴射終了時期が遅くな−）って噴射量が
増加し、逆に左方向に変位させると噴射終了時期が早く
なって噴射量が減少する。

上記コントロールスリーブ１６は、図示しないアクセル
ペダルと連通するリンクレバー装置１９に支持され、ア
クセルペダルの踏み込み量に応じて変位する。これと同
時に、ドライブシャフト２で駆動されるガバナ機構１８
を設け、該機構１８でリンクレバー装置１ｇを補正制御
してアクセル開度に対応した機関回転数を保持すべく燃
料噴射量を増減する。リンクレバー装置１９は、コレク
タレバー２１、テンションレバー２２．スタートレバー
２３及びスタートスプリング２４にて構成される。

ここに、コレクタレバー２１は支点Ｂを中心にポンプハ
ウジング３１に回転自在に支持されておシ、圧縮スプリ
ング２５によってロードアジャストスクリュー２６に押
し付けられて静止しているっ又、テンションレバー２２
とスタートレバー２３とは、コレクタレバー２１に支点
Ａで枢着式れており、テンションレバー２２には図示し
ないアクセルペダルに連動したコントロールレバー２．
００回動位置によって付勢力が変わるテンションスプリ
ング２８の張力が加えられており、このスプリングの張
力（付勢力）がスタートスプリング２４ヲ介してスター
トレバー２３に伝達され、スタートレバー　２３　を後
述するガバナ機構１８のガバナスリーブ１１１ｆに押し
付けられている。そして、このスタートレバー２３にボ
ールジヨイント１８ｇを介して前記コントロールスリー
ブ１６ｔ−結合している。

従って、アクセルペダルを介してコントロールスリ−ブ
ス’を回動させてテンションスプリング２８の張力を強
くすると、テンションレバー２２が図中反時計回ルの方
向に回動し、スタートスプリング２４ｔ−介してスター
トレバー２３を押し、支点Ａｌ１−中心にしてコントロ
ールスリーブ１６を図中右方に移動させて噴射量を増加
させる。

一方、ガバナ機構１８は、噴射ポンプ本体の上層部に収
容式れ、ギヤ１８Ｍと一体に構にされたフライウェイト
ホルダ１８ｂにフライウェイト１８Ｃ’ｉ接合点１８ｄ
を中心にして回転自在に取シ付けている。従って、フラ
イウェイトホルダ１８ｂがギヤ１８ａを介して伝えられ
るドライブシャフト２０回転にともなってガバナシャフ
ト１８・を中心に回転すると、フライウェイト１８Ｃも
回転してその回転遠心力で接金点１８ｄ’１ｌｉ７中心
に拡開口、動する。例えば、アクセル開度が変化しない
にも拘らず機関回転数が上昇したとすると、ガバナシャ
７）１８６に嵌合してフライウェイト１８Ｃに係合する
ガバナスリープ１８ｆがフライウェイト１８Ｃに押され
て図中右方に前進する。

すると、このガバナスリープ１８ｆの前進にとも表って
スタートレバー２３が支点Ａを中心にして図中時計回シ
の方向に回動し、コントロールスリーブ１６を図中左行
させて噴射量を減少させ、以って２機関回転数を低下さ
せるのである。このように１回転数が上昇すると、コン
トロールスリーブ１６０位ＩＩｔをフィードバック制御
することによリ、機関回転数をアクセル開度に対応した
値になるよう制御している。図中、２１はコントロール
レバー２０のシャフトである。

ところで、上記のようなフィードバック制御の特性は、
支点Ａの位置によって決定され、この支点Ａはロードア
ジャストスクリュー２６を調整してコレクタレバー２１
を支点Ｂｆ：甲心中心動させることによシ、燃料の噴射
量が機関回転数に対して第２図に示す特性のように位置
決めがな石れる。

ところが、このような従来装置ではコレクタレバー２１
の位置がロードアジャストスクリュー２６によって一義
的に決定されてりまうため、コントロールレバー２０の
開度（位ｆｉｔ）が一定であっても機関回転数が低くて
ガバナスリープ１８ｆの位置が左限（最大後退位置）に
近いと、スタートレバー２３が左に大きく傾いてコント
ロールス厘、、１ リーブ１６の位置が最大噴射量を噴射する特性に特定さ
れてしまう。このために、例えば発進加速及び低速から
の加速時にはアクセルペダルの踏み込み量が小さくてコ
ントロールレバー２０の開度が小さくても最大量の燃料
が噴射されて排気中のスモーク濃度が増大し、燃費が悪
化するという問題がめった。

又、従来の装置では、プランジャ７ｔ−フェイスカム９
で駆動し、プランジャＴの有効ストロークをコントロー
ルレバー２０の開度で調整して燃料噴射量を制御してい
た丸め、燃料噴射期間及び燃料噴射圧力等の噴射特性が
機関回転数及び燃旅供給量に応じて決定されてしまう。

このために、特に機関がディーゼル機関である場合は、
ＮＯｘ及び騒音を低減しつつ燃費、出力を向上させるべ
く機関運転状態に応じた最適噴射特性を得ることが難し
いという問題点もめった。

本発明は上記のような従来の問題点に着目してなされた
もので、噴射ポンプのハイプレッシャチャンバに供給さ
れる燃料の圧力を機関運転状態に応じて最適制御して上
記従来装置の問題点を解決することを目的とする。

以下に本発明を第３図ないし第５図に示された一実施例
に基づいて詳細に説明する。

Ｗ、３図は本発明の一実施例を示すシステム図でるり、
第１図に示した従来例と同様に構成した噴射ポンプ１０
１の燃料人口１０２と燃料タンク１０３とｔ水分離器１
０４、プレツイードン１４ンプ１０５及び燃料フィルタ
１（ｊ６’ｉ介して連通している。同、噴射ポンプ１０
１には従来同様に図示しないフィードポンプが内蔵され
ている、。

上記燃料フィルタ１０６の下流から分岐させた燃料配管
１０７の先端には加圧ポンプ１０８の吸入口を接続し、
該ポンプ１０Ｂの出口１０９と噴射ポンプ１０１のハイ
プレッシャチャンバと全燃料導入管１１０を介して連通
嘔せる。尚、この導入管１１０の下流端には、バイプレ
ッシャチャンバから加圧ポンプ１０８への燃料の逆ｍｔ
−阻止するデリバリバルブ１１１を＆層している。そし
て加圧ポンプ１０８の出口１０９と燃料タンク１０３に
至るオーバーフロー管１１２とを電磁弁１１３ｔ−備え
た配管１１４を介して接続し、この電磁弁］１３を燃料
供給圧制御回路１１５で開度調整してハイプレッシャチ
ャンバへの燃料供給圧力全可変制御するようにしている
。

燃料供給圧制御回路１１５には、燃料導入管１１０に設
けた圧力センサ１ｔ６ｆｒ介して検出した燃料の尋人圧
力（供給圧力）と１機関運転状態の検出中段として採用
した（口）転センサ１１７及びレバー開度センサ１１８
の出力、つまり、機関回転数及び負荷の谷毎号が機関運
転状態の侶号として供給δれ、これら各イｇ号によって
検出した運転状態に応じてハイプレッシャチャンバへの
燃料導入圧力ｔ−ｅ過制御するようにしている。尚、図
中１１９．１２０は信号線、１．２１は噴射ノズル、１
２２はデリバリバルブ、１２３は燃料カットソレノイド
でるる。

上記の構成において、機関が運転されると、ａ入行程で
は燃料フィルタ１０６を通った燃料が噴射ポンプ１０１
０人口から図示しないフィードポンプによる圧送作用ヲ
受けて従来同様にポンプ室に流入し、このポンプ室から
吸入ボートを経てハイプレッシャチャンバに吸入される
。同時に、バイプレッシャチャンバには加圧ポンプ１０
８で加圧された燃料が供給袋れるので、少なくとも吸入
行程終了時ｖｃＳ−いてはハイプレノンャナヤンバの圧
力は加圧ポンプ１０Ｂの吐出圧力と等しくなる３゜父、
図示しないプランジャが圧送行程に移ると、該プランジ
ヤによる加圧作用でノ１イグレツントナヤンバの圧力が
史に上昇してナリバリパルブ１２２の開弁圧より高くな
るため、燃料は所定の順序で各気筒に設けた噴射ノズル
１２１に圧送δれる。

ここに、ハイプレッシャチャンバへの燃料供給圧力ｔ−
高く丁ふと、燃料噴射圧力が高くなりガバナ機構の作動
によって噴射時間が短くなる。逆に供給圧力を低くする
と、噴射圧力が低くなるので噴射時間が艮ぐなるという
ように、バイプレッシャチャンバへの燃料供給圧力を変
えれば第４図に承丁ように噴射圧力及び期間が変化する
。

−・方、ハイブレンシャチャンバへの燃料供給圧カバ、
′ｗＬ磁弁１１３からリークされる燃料の流量つまり、
電磁弁１１３の開度に応じて変化する。

即ち、第５図（ａ）に示すように電磁弁１１３を部製す
る信号のデユーティ比を変え、又は、同図（ｂ）に示す
ように電磁弁１１３の制御信号の電圧値を連続変化させ
ると、同図（ｄ）に示すように電磁弁１１３から逃げる
燃料の流量が変化するため、同図（Ｃ）に示すようにノ
＼イプレツシャチャンバへの燃料供給圧力が変化する。

従って燃料供給圧力が最適となるように各運転状態に応
じて電磁弁１１３に供給する制御信号を予めプログラム
しておけば、機関の運転状態に応じて燃料供給圧力（噴
射期間）が最適制御されるので、排出スミ１ヨン及び騒
音等を悪化させることなく燃費及び出力を同上できる。

尚、実施例では機関運転状態を回転数とコントロールレ
バー開度（負荷）とで検出しているが、他の条件を補正
要素として使用しても艮い。又必ずしも圧力センサを設
ける必要はないが、噴射期間又はハイプレツシャチャン
ノ虜の圧力の信号等をフィードバック信号として使用し
ても艮い。更に、加圧手段及び供給圧制御手段は必ずし
も実施例に限定嘔れるものではなく、要するに、機関運
転状態に応じてハイプレッシャチャンバへの燃料供給圧
力を司変制御できるものであれば任意でろる 以上説明したように本発明によれば、機関の運転状態に
応じてノ・・イブレツシャチャンノくへの燃料供給子力
會ｔＩＪ変制御ｌ−で噴射特性を最適制御できるように
１２だものであるから１機関の燃費及び出力を同上させ
つつ排出エミッション及び騒音を改善できる。。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の噴射ポンプの構成図、第２図はの 同一Ｆ賃バナ特性図，第３図は本発明の一実施例の号の
変化にともなう燃料供給圧力及び逃し燃料の特性図であ
る、 １０１・・・噴射ポンプ、　　１０３・・・燃料タンク
、１０８・・・加圧ボンブ，　　１１３・・・電磁弁、
１１５・・・燃料供給圧制御回路、　　１１６・・・圧
力センサ、　　１１７・・・回転センサ．　　１１Ｂ・
・・レバー開度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射ポンプを備えた内燃機関において、燃料を加圧
   する加圧手段と、機関の運転状態を検出する手段と、該
   手段を介して検出した機関の運転状態に応じて加圧手段
   から噴射ポンプのノ１イプレンシャチャンバに供給され
   る燃料の圧力を制御する燃料供給圧制御手段と、を備え
   てなる内燃機関の燃料供給装置。