JPH09303229A - 分配型燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧燃料空間と高圧燃料空間とを燃料圧縮部
と燃料送出部との間で燃料噴射制御機構によって断続的
に連通するようにした分配型燃料噴射装置において、ス
ピル速度を高め、燃料終了特性の改善を図る。 【解決手段】 回転部材３に圧縮室８とチャンバ４とを
連通する第１の通路１８と、分配ポート１５とチャンバ
４とを連通する第２の通路１９とを設け、第１の通路１
８と第２の通路１９とを互いに共有する部分が形成され
ることなくコントロールスリーブ２６の通孔２７に開放
できるようにする。第１の通路１８と第２の通路１９
は、回転部材３の外周面に互いに近接して開口してお
り、第１の通路１８を通って流出する燃料の向きと第２
の通路１９を通って流出する燃料の向きとを概ね同じに
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、機関へ燃料を供
給するため等に用いられる分配型燃料噴射装置、より具
体的には、燃料圧縮部と燃料送出部とを高圧燃料空間に
設け、この高圧燃料空間を燃料圧縮部と燃料送出部との
間で低圧燃料空間と断続的に連通し、燃料噴射のカット
オフ時に前記連通部分から低圧燃料空間へ圧縮燃料をス
ピルするようにした分配型燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の燃料噴射装置としては、特開昭
５９ー１１０８３５号公報に示されるＶＲ型燃料噴射ポ
ンプが知られている。これは、同公報の図７及び図８に
示されるように、ポンプハウジング内に機関に同期して
回転する回転部材を支持し、この回転部材の内部にポン
プ室を設け、このポンプ室を挟むように回転部材の径方
向にプランジャを対向して設け、回転部材と同心状に設
けられたインナカムリングのカム面によってプランジャ
を回動部材の径方向に往復動させ、ポンプ室の燃料を圧
縮するようにしたものである。ポンプ室は、回転部材の
軸方向に延びる導孔を介して分配ポートに通じており、
圧縮された燃料をこの分配ポートを介して整合している
燃料供給通路へ圧送するようにしている。

【０００３】回転部材のポンプ室と分配ポートとの間に
位置する部分には、一端が導孔に接続し、この接続部分
から回転部材の径方向に延びて他端が回転部材の周面に
開口する溢流ポートが形成されており、この溢流ポート
を覆うようにリング状部材（コントロールスリーブ）が
回転部材に摺動自在に外嵌されている。溢流ポートは９
０度の間隔で４つ形成され、また、リング状部材には燃
料室に連通すると共に溢流ポートと順次連通するリード
溝部が形成されており、回転部材が回転すると溢流ポー
トと燃料室の連通状態が断続されるようになっている。

【０００４】上述の構成にあっては、燃料圧送時にポン
プ室の燃料が圧縮されると、導孔及び分配ポートを介し
てこれと連通する燃料供給通路へ燃料が圧送され、この
圧送過程の途中でコントロールスリーブのリード溝部に
溢流ポートが整合すると、導孔内の圧縮燃料が溢流ポー
ト及びリード溝部を介して燃料室にスピルし、燃料噴射
がカットオフされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、良好な
噴射終了特性を得るためには、燃料分配側から戻る燃料
のスピル速度を速めることが望まれているが、上述のよ
うにスピルポートが導孔から径方向に延設される構成に
あっては、噴射のカットオフ時に圧縮室側からスピルし
ようとする燃料と燃料分配側から戻ってスピルしようと
する燃料とが相反する方向からスピルポートに集中し、
互いにぶつかり合ってスムーズなスピルを妨げていた。
このため、上述のような噴射装置の構造にあっては、噴
射終了特性の向上を図ろうとしても自ずから限界があ
る。

【０００６】そこで、この発明においては、燃料噴射の
カットオフ時に高圧燃料空間から低圧燃料空間へ流出す
る燃料のスピル速度を従来よりも速くすることができ、
もって噴射終了特性の改善を図ることができる分配型燃
料噴射装置を提供することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した従
来の構成では、圧縮室から燃料室へ至る経路と燃料分配
側から燃料室に至る経路とがスピルポートの部分で共通
しており、このためカットオフ時に高圧燃料空間内で燃
料の衝突が避けられず、スピル速度に影響を及ぼしてい
るという事実から、圧縮室側からスピルしようとする燃
料と燃料分配側からスピルしようとする燃料との衝突を
回避すれば良好なラピッドスピルが得られることを見い
出し、本願発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明にかかる分配型燃料噴射装置
は、燃料を圧縮する燃料圧縮部と、前記燃料圧縮部で圧
縮された燃料を送出する燃料送出部と、前記圧縮部で圧
縮される燃料を蓄える低圧燃料空間と、前記燃料圧縮部
から前記燃料送出部へ至る経路を構成し、前記燃料圧縮
部と前記燃料送出部との間で前記低圧燃料空間に連通す
る高圧燃料空間と、前記低圧燃料空間と前記高圧燃料空
間との連通状態を断続することによって燃料噴射を制御
する燃料噴射制御機構とを備えたものにおいて、前記高
圧燃料空間のうち、前記燃料圧縮部から前記低圧燃料空
間との連通部分に至る領域を第１の通路、前記燃料送出
部から前記低圧燃料空間との連通部分に至る領域を第２
の通路とし、これら第１の通路と第２の通路とを互いに
共用する部分を排除して独立に形成したことを特徴とし
ている（請求項１）。

【０００９】ここで分配型燃料噴射装置としては、所謂
ＶＲポンプ（機関に同期して回転する回転部材にその径
方向で対向するプランジャを設け、このプランジャをイ
ンナカムによって往復動させることで燃料を圧縮し噴射
させるインナカム方式の分配型燃料噴射ポンプ）やＶＥ
ポンプ（機関に同期して回転する回転部材をカムディス
クによって往復動させ、回転部材とプランジャバレルと
の間で燃料を圧縮し噴射させる分配型燃料噴射ポンプ）
等が適している。

【００１０】また、低圧燃料空間と高圧燃料空間との連
通状態を断続する燃料噴射制御機構としては、高圧燃料
空間を構成する部材に燃料のスピルタイミングを制御す
るコントロールスリーブを外嵌する構成や、低圧燃料空
間と高圧燃料空間との間に電磁弁等の開閉弁を設ける構
成等が考えられる。

【００１１】また、スピル速度の一層の向上を図るため
に、低圧燃料空間との連通部分に第１及び第２の通路端
を互いに近接して臨ませ、低圧燃料空間と高圧燃料空間
との連通時に、第１の通路を通って流出する燃料の向き
と第２の通路を通って流出する燃料の向きと概ね同一に
することが望ましい（請求項２）。

【００１２】したがって、燃料圧縮部で圧縮された燃料
は高圧燃料通路を介して燃料送出部へ圧送されるが、そ
の圧送工程の途中で高圧燃料空間と低圧燃料空間とが連
通すると、燃料圧縮部側の圧縮燃料は、第１の通路を介
して低圧燃料空間へスピルし、燃料送出部側の圧縮燃料
は、第１の通路とは独立した第２の通路を介して低圧燃
料空間へスピルする。この際、第１の通路と第２の通路
とは、互いにオーバーラップする共用部分がないので、
燃料圧縮部側からスピルしようとする燃料と燃料送出部
側からスピルしようとする燃料とが高圧燃料空間で衝突
してスピル速度の低下を招くことがない。

【００１３】しかも、請求項２にかかる構成のように、
第１の通路の開口部と第２の通路の開口部とを近接して
設け、第１及び第２の通路から流出する燃料の向きを概
ね一致させれば、燃料圧縮部側から送られる燃料は、燃
料圧縮部から押し出されることに加えて圧送工程時の流
れと順方向の流れで流出し、これに対して、燃料送出部
側から送られる燃料は、圧送工程時の流れと逆方向の流
れで流出することから、第１の通路から流出される燃料
は第２の通路から流出される燃料よりもスピル速度が速
くなり、したがって、燃料送出部側から戻される燃料は
燃料圧縮部側から流出する燃料によって積極的に吸い出
される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。図１において、分配型燃料噴射装置
として例えばＶＲ型燃料噴射ポンプの要部構造が示さ
れ、分配型燃料噴射ポンプ１は、ハウジング２ａ、２ｂ
内に回転部材３が配置され、この回転部材３は図示しな
い機関からの駆動トルクを受け、機関と同期して回転す
るようになっている。回転部材３は、ハウジング２ａ、
２ｂによって画成されたチャンバ４を貫くように延びて
おり、このチャンバ４には、図示しないフィードポンプ
を介して燃料タンクからの燃料が供給されるようになっ
ている。

【００１５】回転部材３は、その先端部がハウジング２
ｂに形成された挿入孔５に回動自在に挿入されると共
に、基部側に径を拡大した拡径部３ａが形成されてその
部分に径方向（放射方向）に延びるプランジャ通路６が
形成されている。この構成例においては、同一平面上に
例えば１８０度の間隔をおいて２つのプランジャ通路６
が形成されており、各プランジャ通路６にはプランジャ
７が摺動自在に挿入されている。

【００１６】それぞれのプランジャ７の先端は、回転部
材３の中央に設けられた圧縮室８を閉塞するように臨
み、該プランジャ７の基端は、シュー９及びローラ１０
を介してリング状のインナカム１１の内面を摺接するよ
うになっている。このインナカム１１は、回転部材３の
周囲に同心状に設けられると共に、気筒数に対応したカ
ム面１１ａが内側に形成され、回転部材３が回転する
と、各プランジャ７が回転部材３の径方向（放射方向）
に往復動し、圧縮室８の容積を可変するようになってい
る。

【００１７】即ち、インナカム１１は、例えば４気筒に
対応して形成されているものであれば、内側に凸面が９
０度毎に形成されており、したがって、２つのプランジ
ャ７は、圧縮室８を挟み付ける形で同時に圧縮するよう
に移動し、また圧縮室８から同時に遠ざかるようになっ
ている。

【００１８】回転部材３には、その軸方向に形成されて
圧縮室８に通じる第１の縦孔１２と、この第１の縦孔１
２と所定の間隔をおいて軸心を同じくする第２の縦孔１
３とが形成され、第２の縦孔１３には、ハウジング２
ａ、２ｂに形成された気筒数に対応する複数の分配通路
１４と順次連通する１つの分配ポート１５が形成されて
いる。尚、各分配通路１４のハウジング表面の開口部に
は、デリバリーバルブ２０が取り付けられ、このデリバ
リーバルブ２０は噴射ノズル２１に通じるパイプ２２と
接続している。

【００１９】また、回転部材３のチャンバ４に表出した
部分には、その外周面に開口する第１及び第２のリード
ポート１６、１７が形成され、第１のリードポート１６
は第１の縦孔１２の終端部に、第２のリードポート１７
は第２の縦孔１３の終端部にそれぞれ接続している。こ
れにより、第１の縦孔１２と第１のリードポート１６と
によって圧縮室８とチャンバ４との連通を可能にする第
１の通路１８が、また、第２の縦孔１３と第２のリード
ポート１７とによって分配ポート１５とチャンバ４との
連通を可能にする第２の通路１９がそれぞれ構成されて
いる。

【００２０】第１のリードポート１６と第２のリードポ
ート１７とは、それぞれの開口端が近接した位置に設け
られ、分配部材３の外周面に削設された中継用凹部２３
をもって連通している。図２からも明らかなように、こ
の構成例では、第１及び第２のリードポート１６、１７
が、気筒数に対応して９０度の位相間隔で４組形成さ
れ、各組の第１及び第２のリードポート１６、１７は、
第１のリードポート１６からチャンバ４へ流出する燃料
の向きと、第２のリードポート１７からチャンバ４へ流
出する燃料の向きとが略同一となるよう鋭角に配設され
ている。

【００２１】上述した第１の通路１８を回転部材３に形
成するには、回転動力を受ける側の端部から圧縮室８を
よぎるように第１の縦孔１２を所定長だけ軸方向に穿設
し、回転部材３の外周面に形成された中継用凹部２３か
ら、第１のリードポート１６を所定の角度をもって第１
の縦孔１２の終端部に至るまで斜めに穿設し、しかる後
に、第１の縦孔１２の開放端より閉塞部材２４を圧入し
てこの閉塞部材２４を圧縮室８の手前に配置すればよ
い。

【００２２】また、第２の通路１９を回転部材３に形成
するには、ハウジング２ｂに挿入する挿入端から第２の
縦孔１３を所定長だけ軸方向に穿設し、回転部材３の外
周面に形成された中継用凹部２３から、第２のリードポ
ート１７を所定の角度をもって第２の縦孔１３の終端部
に至るまで斜めに穿設し、しかる後に、第２の縦孔１３
の開放端より閉塞部材２５を圧入してこの閉塞部材２５
を分配ポート１５の手前に配置すればよい。

【００２３】前述した回転部材３には、中継用凹部２３
を覆うようにコントロールスリーブ２６が摺動自在に外
嵌されている。このコントロールスリーブ２６は、図示
しないアクチュエータによって回転部材３の軸方向ない
し周方向に移動できるようになっており、図３にも示さ
れるように、コントロールスリーブ２６には中継用凹部
２３と連通可能な通孔２７が１８０度の位相を隔てて２
ヵ所に形成されている。この通孔２７や中継用凹部２３
は、コントロールスリーブ２６を軸方向ないしは周方向
に移動させることによって所望の噴射制御が行えるよう
に様々な形状に設計されるものであり、図示される形状
に限定されるものではない。

【００２４】また、この構成例では、吸入工程時の燃料
の吸入も通孔２７と中継用凹部２３との連通によって行
う構成となっており、したがって、通孔２７は、燃料を
吸入する機能と、燃料をスピルする機能とを兼ね備えた
ものとなっている。尚、燃料を吸入する孔を特開昭５９
ー１１０８３５号公報の第７図で示されるように、コン
トロールスリーブ以外の箇所に別個に設けてもよいこと
は言うまでもないが、本願構成のように圧縮室８に近い
コントロールスリーブ２６に形成することで、吸入孔と
圧縮室８との距離を短くすることができ、吸入効率を向
上することができる利点がある。

【００２５】上記構成において、回転部材３が回転する
と、プランジャ７はインナカム１１のカム形状に応じて
回転部材３のプランジャ通路６内を往復動し、プランジ
ャ７が圧縮室８から遠ざかる方向へ移動する吸入工程に
あっては、コントロールスリーブ２６の通孔２７と回転
部材３の中継用凹部２３とが整合し、チャンバ４内の燃
料が第１の通路１８を介して圧縮室８に流入される。そ
の後、プランジャ７が圧縮室８に向かって移動する圧送
工程時には、通孔２７と中継用凹部２３との連通が断た
れ、圧縮室８で燃料が圧縮されると、第１の通路１８、
中継用凹部２３、第２の通路１９、及び分配ポート１５
の燃料圧が高められ、図４（ａ）に示されるように、分
配ポート１５と分配通路１４の１つとが整合した時点で
圧縮された燃料がデリバリーバルブ２０へ供給され、噴
射ノズル２１から気筒内へ噴射される。そして、図４
（ｂ）に示されるように、圧送工程の途中で次の中継用
凹部２３がコントロールスリーブ２６の通孔２７に差し
掛かると、圧縮された燃料がチャンバ４へ流出するの
で、噴射ノズル２１へ通じる経路の燃料圧が低下して噴
射は終了する。

【００２６】この噴射のカットオフ時において、第１の
通路１８内の燃料は、圧送中の流れと同方向に燃料が流
れてチャンバ４に流出し、第２の通路１９内の燃料は、
圧送中の流れと逆方向に燃料が流れてチャンバ４に流出
する。これら各通路は、第１及び第２のリードポート１
６、１７が第１及び第２の縦孔１２、１３の終端部から
別々に中継用凹部２３に接続されているので、各通路か
らチャンバ４に流出しようとする燃料は、中継用凹部２
３を介して通孔２７へ流出する過程で合流することはあ
るものの、互いに流出を妨げるように衝突することはな
く、スムーズなスピル状態を形成することができる。

【００２７】また、第１及び第２のリードポート１６、
１７は、互いに鋭角をなして中継用凹部２３に臨んでお
り、第１通路１８から流出する燃料の方向と、第２通路
１９から流出する燃料の方向とが概ね一致している。し
かも、第１の通路１８を介して流出する燃料は、プラン
ジャ７が上死点に至るまで圧縮室８の容積が縮小される
ことから、図４（ｂ）の矢視で示すごとく、第２の通路
１９から流出する燃料よりもチャンバ４へ勢いよく流出
する。このため、第１の通路１８から流出する燃料によ
って第２の通路１９から流出する燃料が積極的に吸い出
され、第２の通路１９からスピルする燃料のスピル速度
を一層速めることができる。

【００２８】更に、上記構成によれば、第１及び第２の
リードポート１６、１７が第１及び第２の縦孔１２、１
３に対して鈍角に接続されているので、直交する従来の
構成に比べて燃料の流出入時の抵抗が小さくなり、特に
吸入工程時に第１の通路１８を介して圧縮室８へ燃料を
吸入する効率（吸入効率）を向上させることができる。

【００２９】尚、第１及び第２の通路１８、１９とチャ
ンバ４との連通を断続させる機構は、上述のようにコン
トロールスリーブ２６を用いた場合に限るものではな
く、コントロールスリーブ２６の代替機構として中継用
凹部２３を覆うように電磁弁を設け、ソレノイドへの通
電を断続させることによってチャンバ４と中継用凹部２
３との連通を断続させるようにしてもよい。このような
場合にあっても、前述と同様の作用効果が得られること
は言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
低圧燃料空間と高圧燃料空間とを燃料圧縮部と燃料送出
部との間で燃料噴射制御機構によって断続的に連通する
燃料噴射装置において、燃料圧縮部側から燃料をスピル
させる第１の通路と燃料送出部側から燃料をスピルさせ
る第２の通路とが共用部分を持つことなく独立に形成さ
れているので、燃料噴射のカットオフ時に第１及び第２
の通路から低圧燃料空間に流出しようとする燃料が高圧
燃料空間で衝突することはなく、スムーズな燃料スピル
を確保することができる。このため、従来よりもスピル
速度を速くすることができ、噴射終了特性を改善するこ
とができる。

【００３１】特に、高圧燃料空間と低圧燃料空間との連
通部分に第１及び第２の通路端を互いに近接して設ける
と共に、各々の通路から流出する燃料のスピル方向を概
ね一致させれば、燃料圧縮部側から流出する燃料によっ
て燃料送出部側から流出する燃料が積極的に吸い出さ
れ、スピル速度を一層速めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明にかかる分配型燃料噴射装置
の回転部材及びその周辺を示す図である。

【図２】図２は、図１で用いられる回転部材の一部とコ
ントロールスリーブとを示す一部切り欠きの斜視図であ
る。

【図３】図３は、図１で用いられる回転部材とコントロ
ールスリーブとをIII-III 線で切断した状態を示す断面
図である。

【図４】図４は図１の要部拡大図であり、図４（ａ）は
圧送時の状態を示し、図４（ｂ）は燃料カットオフ時の
状態を示す。

【符号の説明】

１ 分配型燃料噴射装置 ３ 回転部材 ４ チャンバ ７ プランジャ ８ 圧縮室 １１ インナカム １２ 第１の縦孔 １３ 第２の縦孔 １４ 分配通路 １５ 分配ポート １６ 第１のリードポート １７ 第２のリードポート １８ 第１の通路 １９ 第２の通路 ２０ デリバリーバルブ ２３ 中継用凹部 ２６ コントロールスリーブ ２７ 通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を圧縮する燃料圧縮部と、 前記燃料圧縮部で圧縮された燃料を送出する燃料送出部
   と、 前記燃料圧縮部で圧縮される燃料を蓄える低圧燃料空間
   と、 前記燃料圧縮部から前記燃料送出部へ至る経路を構成
   し、前記燃料圧縮部と前記燃料送出部との間で前記低圧
   燃料空間に連通する高圧燃料空間と、 前記低圧燃料空間と前記高圧燃料空間との連通状態を断
   続することによって燃料噴射を制御する燃料噴射制御機
   構とを備えた分配型燃料噴射装置において、 前記高圧燃料空間のうち、前記燃料圧縮部から前記低圧
   燃料空間との連通部分に至る領域を第１の通路とし、前
   記燃料送出部から前記低圧燃料空間との連通部分に至る
   領域を第２の通路とし、これら第１の通路と第２の通路
   とを互いに共用する部分を排除して独立に形成したこと
   を特徴とする分配型燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記低圧燃料空間との連通部分に臨む前
   記第１及び第２の通路端は互いに近接して設けられ、前
   記低圧燃料空間と高圧燃料空間との連通時に、前記第１
   の通路を通って流出する燃料の向きと前記第２の通路を
   通って流出する燃料の向きとを略同一にしたことを特徴
   とする請求項１記載の分配型燃料噴射装置。