(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインポンプ筐体の内部にバレルが設けられ、メインプランジャの下段部が前記バレルの下方に突出するように前記バレルの内部に前記メインプランジャが摺動可能に結合され、前記メインポンプ筐体と前記バレルには相互連通するようにメイン燃料吐出口が形成され、前記メインプランジャが前記バレルに沿って上下に摺動して、メイン燃料注入孔及びメイン燃料リリーフプラグを通して前記バレル内部に流入した燃料を圧縮してメイン燃料吐出口を通じて燃料噴射口に噴射する燃料噴射ポンプであって、
前記メインプランジャと連動して上下に摺動し、前記メインプランジャの上段部によって下段部が支持されるように、前記バレルの内部に摺動可能に結合される外縁面に上部面がらせん状に形成された噴射タイミング調節用端部が形成され、前記噴射タイミング調節用端部を含む外縁面の一方側には燃料通路が形成される分離型プランジャと、
下段部が前記分離型プランジャを弾性付勢し、上端部が前記バレルの内面を弾性付勢し、前記バレルの内部に挿入される弾性部材と、
前記メインポンプ筐体の上段部に設けられ、下段部が前記メインポンプ筐体及び前記バレルの内部に挿入され、更に前記分離型プランジャ内部に挿入されて摺動可能に結合し、前記分離型プランジャを回転させて燃料噴射タイミングを調節する予備燃料噴射調節手段と、を含み、
前記予備燃料噴射調節手段は、
下段部が前記メインポンプ筐体及び前記バレルの内部に挿入され、更に分離型プランジャ内部に挿入されて摺動可能に結合する回転軸と、
前記メインポンプ筐体の外部に位置するように、前記回転軸の上段部に設けられるタイミング調節ラックと、
前記タイミング調節ラックとギアで結合されるタイミングピニオンと、
前記回転軸の上端部にネジで結合されるストップナット;と、を含み、
前記分離型プランジャには、前記噴射タイミング調節用端部と所定の間隔に離隔し、前記噴射タイミング調節用端部の上部面との間に予備噴射用燃料通路を形成するように、外縁面に予備噴射用らせん状突起が更に突出形成されることを特徴とする分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプに関する。より詳細には、簡単な構造で燃料の噴射タイミング及び形態を容易に調整するとともに、エンジンにおいて高圧での微細な予備噴射（Ｐｒｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）を可能にしてエンジンシリンダーの内部でウォーミングアップを行うことで、メイン燃料を完全燃焼することのできる、分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、図面を参照して背景技術とその問題点について説明する。
【０００３】
図１は、従来の燃料噴射ポンプを説明するための内部断面図である。図１を参照すると、一般的な従来の燃料噴射ポンプは、ポンプ筐体１０、バレル１１、プランジャ１２等を含む。
【０００４】
このような従来の燃料噴射ポンプにおいて、ポンプ筐体１０は、その内部にバレル挿入溝１００が形成され、ポンプ筐体の外縁面の中央部には、バレル挿入溝１００と連通するとともに、燃料注入口と連結する燃料注入孔１０２が形成されている。
【０００５】
バレル１１は、ポンプ筐体１０のバレル挿入溝１００に挿入される。バレル１１の外縁面の中央部には、燃料注入孔１０２と連通する燃料リリーフプラグ１１０が設けられ、バレル１１の内部には、プランジャ結合孔１１１が形成されている。
【０００６】
プランジャ１２は、その下段部がバレル１１及びポンプ筐体１０の下段部より下方へ突出するように、バレル１１のプランジャ結合孔１１１に摺動可能に結合される。
【０００７】
上記した一般的なディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプは、シリンダー毎に一つずつ設けられたプランジャ１２によって燃料の噴射が行われている。そのため、燃料噴射はカムによる１サイクルに相当する燃焼形態のみを有し、プランジャ１２はボリュームだけを決めるため、微細な噴射や燃焼前の不完全燃焼を助けるために運転中にその値を変えることはできない。運転中に燃料噴射タイミングを変えるためには、別途の可変燃料噴射タイミング（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｔｉｍｉｎｇ）の調整装置を設ける必要がある。すなわち、機械式装置の場合は、内部にバレル１１を挿入して上下に移動させて噴射タイミングを調節しており、電子式の場合は、コモンレールの形態でクランク角度を読み、必要なタイミングに燃料を噴射する必要がある。
【０００８】
しかし、このような可変燃料噴射タイミングの調整装置は、非常に高価で、装置の調整や制御が難しい。また、エンジン噴射燃料のメインボリュームを一定のパターンのみで噴射するよう、プランジャ１２にらせん状溝（Ｈｅｌｉｃｓ）を形成して燃料量のみを調節するようになっている。
【０００９】
さらに、上記した従来の燃料噴射ポンプは、ポンプ内で１つのプランジャ１２が作動して１サイクルを成すように構成されているため、付加的な装置なしではその他の燃焼パターンを実現することができない。また、一つのプランジャ１２によって燃料量と噴射タイミングを調節するため、様々な燃料噴射パターンに応じることができない。さらに、従来の燃料噴射ポンプでは、エンジン駆動、燃料変更、タイミングを運転中には非常に厳密に調整する必要があるが、一つの燃料噴射ポンプにおける一つのプランジャ１２によって全ての領域のエンジンの負荷に応じていたため、全ての負荷領域に最適な性能を出すことができず、更には、低い燃費、有害ガスの排出等の問題も生じていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するために工夫したものであり、一つの燃料噴射ポンプに２つのプランジャを設けて燃料カムによる１サイクルにおいて２つのプランジャが燃焼パターンを異ならせることで、燃料噴射パターンが多様化してエンジン性能を向上させ、エンジンの負荷に応じて燃料噴射ポンプ内のプランジャの個別動作を調整することで燃料噴射量を調節し、燃焼の１サイクルにおいてウォーミングアップと完全燃焼のための予備噴射を行うことで、燃料を完全燃焼させ、燃焼室内の汚染物質を除去するとともに排出される有害ガスを低減し、初期の予備噴射時のエンジン燃焼形態に応じて燃料噴射タイミングを調節することのできる、分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、メインポンプ筐体の内部にバレルが設けられ、メインプランジャの下段部が前記バレルの下方に突出するように前記バレルの内部に前記メインプランジャが摺動可能に結合され、前記メインポンプ筐体と前記バレルには相互連通するようにメイン燃料吐出口が形成され、前記メインプランジャが前記バレルに沿って上下に摺動して、メイン燃料注入孔及びメイン燃料リリーフプラグを通して前記バレル内部に流入した燃料を圧縮してメイン燃料吐出口を通じて燃料噴射口に噴射する燃料噴射ポンプであって、前記燃料噴射ポンプは、前記メインプランジャと連動して上下に摺動し、前記メインプランジャの上段部によって下段部が支持されるように、前記バレルの内部に摺動可能に結合される外縁面に上部面がらせん状に形成された噴射タイミング調節用らせん状端部が形成され、前記噴射タイミング調節用らせん状端部を含む外縁面の一方側には燃料通路が形成される分離型プランジャと、下段部が前記分離型プランジャを弾性付勢し、上端部が前記バレルの内面を弾性付勢し、前記バレルの内部に挿入される弾性部材と、を含む。
【００１２】
本発明の他の特徴による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、前記燃料噴射ポンプは、前記メインポンプ筐体の上段部に設けられ、下段部が前記メインポンプ筐体及び前記バレルの内部に挿入され、更に前記分離型プランジャ内部に挿入されて摺動可能に結合し、前記分離型プランジャを回転させて燃料噴射タイミングを調節する予備燃料噴射調節手段を更に含む。
【００１３】
本発明の更に他の特徴による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、前記予備燃料噴射調節手段は、下段部が前記メインポンプ筐体及び前記バレルの内部に挿入され、更に分離型プランジャ内部に挿入されて摺動可能に結合する回転軸と、前記メインポンプ筐体の外部に位置するように、前記回転軸の上段部に設けられるタイミング調節ラックと、前記タイミング調節ラックとギアで結合されるタイミングピニオンと、前記回転軸の上端部にネジで結合されるストップナット;と、を含む。
【００１４】
本発明の更に他の特徴による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、前記分離型プランジャには、前記噴射タイミング調節用端部と所定の間隔に離隔し、前記噴射タイミング調節用端部の上部面との間に予備噴射用燃料通路を形成するように、外縁面に予備噴射用らせん状突起が更に突出形成される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、メインプランジャ以外に、メインプランジャと連動して上下に摺動する分離型プランジャを有することで、メインプランジャによって燃料が圧縮されメイン噴射が行われる前に、分離型プランジャによって燃料を予備噴射して噴射ウォーミングアップを行い、メイン噴射を行った後は残余燃料を分離型プランジャによってポスト噴射することにより、燃焼性能及び燃費を向上させると同時に、排気ガスを減少させ、エンジンの全体的な性能を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、予備燃料噴射調節手段の回転軸を上下に移動させることで、燃料噴射タイミングを外部で簡単に調節することができ、予備燃料噴射調節手段がメインポンプ筐体の上段に設けられるため、燃料噴射タイミングを調節するための作動が非常に簡単で、修理も容易である。
【００１７】
さらに、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、上部面がらせん状で形成された噴射タイミング調節用端部が形成された分離型プランジャを有することで、予備燃料噴射調節手段を利用して分離型プランジャの上下の高さを調節することにより、様々な燃料噴射タイミングに調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、従来の燃料噴射ポンプを説明するための内部断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプを説明するための断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプの作動過程を説明するための図面である。
【図４】図４は、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプにおいて、メインプランジャと分離型プランジャとの噴射区間形態の組み合わせに関する複数の例を示す図面である。
【図５】図５は、本発明の一実施例による分離型プランジャを説明するための図面である。
【図６】図６は、本発明の一実施例による分離型プランジャにおいて、燃料の注入形態による予備噴射の状態を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。一方、説明の便宜上、従来の燃料噴射ポンプにおける構成要素と同様な部分については同じ参照符号を付す。
【００２０】
図２は、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプを説明するための断面図であり、図３は、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプの作動過程を説明するための図面であり、図４は、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプにおいて、メインプランジャと分離型プランジャとの噴射区間形態の組み合わせに関する複数の例を示す図面であり、図５は、本発明の一実施例による分離型プランジャを説明するための図面である。
【００２１】
図２乃至図５を参照すると、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、メインポンプ筐体１０、バレル１１、メインプランジャ１２、分離型プランジャ１３、弾性部材１４、予備燃料噴射調節手段１５及びメインポンプ燃料調節手段１６を含む。
【００２２】
本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプのメインポンプ筐体１０には、その内部にバレル挿入溝１００が形成されている。ポンプ筐体１０の上部面からバレル挿入溝１００の方向には、バレル挿入溝１００の上部と連通するように、回転軸挿入溝１０１が形成されている。また、ポンプ筐体１０の外縁面の中央部には、バレル挿入溝１００と連通し、燃料注入口１７と連結されるメイン燃料注入孔１０２が貫通形成されている。ポンプ筐体１０の外縁面の上部の一方側には、バレル挿入溝１００と連通するようにドレーンライン１０３が形成され、ポンプ筐体１０の外縁面の上部の他方側には、メイン燃料吐出口１０４が形成されている。
【００２３】
バレル１１は、メインポンプ筐体１０のバレル挿入溝１００に装着される。バレル１１の外縁面の中央部には、メイン燃料注入孔１０２と連通するように、メイン燃料リリーフプラグ１１０が設けられ、バレル１１の内部には、プランジャ結合孔１１１が形成されている。また、バレル１１には、下段部がプランジャ結合孔１１１と連通するとともに、上段部がメインポンプ筐体１０に形成されたメイン燃料吐出口１０４の下段部と連通するメイン燃料吐出口１１２が形成されている。
【００２４】
メインプランジャ１２は、バレル１１及びメインポンプ筐体１０の下段部からメインプランジャ１２が突出するように、バレル１１のプランジャ結合孔１１１に摺動できるように挿入される。メインプランジャ１２の外縁面には、下部面がらせん状に形成された噴射タイミング調節用らせん状端部１２０が形成され、この噴射タイミング調節用らせん状端部１２０を含む外縁面の一方側には燃料通路１２１が形成されている。
【００２５】
分離型プランジャ１３は、メインプランジャ１２と連動して上下に摺動する。メインプランジャ１２の上段部によって分離型プランジャ１３の下段部が支持されるように、バレル１１の内部に形成されたプランジャ結合孔１１１に摺動できる状態で挿入される。分離型プランジャ１３の外縁面には、上部面がらせん状に形成された噴射タイミング調節用端部１３０が突出形成されている。噴射タイミング調節用端部１３０を含む外縁面の一方側には燃料通路１３３が形成される。分離型プランジャ１３の上面から下面には、回転軸挿入孔１３１が形成されている。また、分離型プランジャ１３には、噴射タイミング調節用端部１３０と所定の間隔に離隔し、噴射タイミング調節用端部１３０の上面との間に予備噴射用燃料通路１３２ａが形成されるように、分離型プランジャ１３の外縁面に予備噴射型らせん状突起１３２が更に形成されてもよい。
【００２６】
弾性部材１４は、下段部が分離型プランジャ１３を弾性付勢し、上段部がバレル１１の内部に形成されたプランジャ結合孔１１１の上面を弾性付勢するように、プランジャ結合孔１１１に設けられる。
【００２７】
燃料噴射ポンプは、メインポンプ筐体１０の上段部に設けられ、燃料噴射ポンプの下段部はメインポンプ筐体１０及びバレル１１の内部に挿入される。つまり、分離型プランジャ１３の内部に挿入され、摺動できるように結合される。また、分離型プランジャ１３を回転させて燃料噴射タイミングを調節するための予備燃料噴射調節手段１５を更に含む。
【００２８】
予備燃料噴射調節手段１５の構成についてより詳細に説明する。予備燃料噴射調節手段１５は、回転軸１５０、タイミング調節ラック（ｒａｃｋ）１５１、タイミングピニオン１５２、ストップナット１５３を含む。
【００２９】
このように構成された予備燃料噴射調節手段１５は、回転軸１５０の下段部がメインポンプ筐体１０及びバレル１１の内部に挿入され、更に、分離型プランジャ１３の内部、つまり、分離型プランジャ１３の上面から下面まで形成された回転軸挿入孔１０１に摺動できるように結合される。タイミング調節ラック１５１は、メインポンプ筐体１０の外部に位置するように、回転軸１５０の上段部に設けられる。また、タイミングピニオン１５２は、タイミング調節ラック１５１とギアで結合される。ストップナット１５３は、回転軸１５０の上端部にネジで結合される。
【００３０】
メインポンプ燃料調節手段１６は、バレル１１の外縁面の下段部に設けられるメインポンプ燃料調節ピニオン１６０と、メインポンプ燃料調節ピニオン１６０とギアで結合されるメインポンプ燃料調節ラック１６１を含む。
【００３１】
また、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、メインポンプ筐体１０とバレル１１に形成されたメイン燃料吐出口１０４，１１２に設けられるリターン防止バルブ１８を更に含むことができる。
【００３２】
以下、図２乃至図６を参照し、本発明の一実施例による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプの作用効果について説明する。
【００３３】
図６は、本発明の一実施例による分離型プランジャにおいて、燃料の注入形態による予備噴射の状態を示すグラフである。
【００３４】
図２乃至図６を参照すると、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプにおいて、燃料は、燃料注入口１７から、メイン燃料注入孔１０２及びメイン燃料リリーフプラグ１１０を順次に通した後、バレル１１の内部、つまり、バレル１１のプランジャ結合孔１１１の内部に流入して待機状態となる。
【００３５】
上述したように、バレル１１のプランジャ結合孔の１１１内部に流入して待機状態となっている燃料は、エンジンによって駆動されるカム軸（図示せず）によって上方に摺動されるメインプランジャ１２と分離型プランジャ１３によって高圧に圧縮される。
【００３６】
すなわち、エンジンによって駆動されるカム軸（図示せず）によってメインプランジャ１２がプランジャ結合孔１１１を沿って摺動して上昇し、メインプランジャ１２が上昇すると、メインプランジャ１２によって分離型プランジャ１３も押され、分離型プランジャ１３は回転軸１５０及びプランジャ結合孔１１１に沿って上方に摺動される。この際、分離型プランジャ１３を弾性付勢している弾性部材１４は、分離型プランジャ１３により圧縮された状態となり、メインプランジャ１２と分離型プランジャ１３が摺動して上昇することに伴い、燃料は、燃料注入口１７から、メイン燃料注入孔１０２及びメイン燃料リリーフプラグ１１０を順次に通し、バレル１１のプランジャ結合孔１１１内部に流入し、高圧に圧縮される。
【００３７】
この際、メインプランジャ１２及び分離型プランジャ１３がプランジャ結合孔１１１及び回転軸１５０に沿って更に上昇し、分離型プランジャ１３の予備噴射用燃料通路１３２ａがメイン燃料リリーフプラグ１１０と同一線上に位置することになると、プランジャ結合孔１１の内部に流入して高圧に圧縮された燃料は、予備噴射用燃料通路１３２ａ、分離型プランジャ１３の燃料通路１３３、メイン燃料吐出口１１２，１０４を順次に通して燃焼室内に予備噴射される。
【００３８】
一方、予備燃料噴射調節手段１５のタイミングピニオン１５２を回転させると、タイミング調節ラック１５１によって回転軸１５０が上昇又は下降されるため、予備噴射用燃料通路１３２が開放される時点を調節することにより、燃料の予備噴射タイミングを調節することができる。
【００３９】
上記のように圧縮された燃料が予備噴射された後、メインプランジャ１２と分離型プランジャ１３が更に上昇すると、分離型プランジャ１３の噴射タイミング調節用端部１３とメインプランジャ１２の噴射タイミング調節用らせん状端部１２０によってメイン燃料リリーフプラグ１１０が閉じられる。これによって、分離型プランジャ１３及びメインプランジャ１２が上昇するにつれ、燃料が更に高圧に圧縮される。
【００４０】
分離型プランジャ１３とメインプランジャ１２が上昇するにつれて燃料が更に高圧に圧縮され、その後、メインプランジャ１２の噴射タイミング調節用らせん状端部１２０がメイン燃料リリーフプラグ１１０の上部に位置すると、プランジャ結合孔１１の内部の燃料が燃料通路１２１とメイン燃料吐出口１１２，１０４を順次に通して燃焼室内にメイン噴射される。
【００４１】
さらに、燃料のメイン噴射が完了した後は、分離型プランジャ１３によって圧縮された弾性部材１４の弾性力により分離型プランジャ１３とメインプランジャ１２が下降し、このように分離型プランジャ１３とメインプランジャ１２が下降するにつれ、分離型プランジャ１３の予備噴射型燃料通路１３２ａがメイン燃料リリーフプラグ１１０の下部に位置した時点からは、残余燃料が、予備噴射型燃料通路１３２ａ、分離型プランジャ１３の燃料通路１３３及びメイン燃料吐出口１１２，１０４を順次に通して燃焼室内にポスト噴射される。
【００４２】
このように、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、メインプランジャ１２以外に、メインプランジャ１２と連動して上下に摺動する分離型プランジャ１３を有することで、メインプランジャ１２によって燃料が圧縮され、メイン噴射する前に、分離型プランジャ１３によって燃料を予備噴射する。これによって、噴射ウォーミングアップを行うと同時に、メイン噴射を行った後は、残余燃料を分離型プランジャ１３によってポスト噴射する。よって、燃焼性能及び燃費を向上させると同時に、排気ガスを減少させ、エンジンの全体的な性能を向上させることができる。
【００４３】
また、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、予備燃料噴射調節手段１５の回転軸１５０を上下に移動させることで燃料噴射タイミングを外部で簡単に調節することができる。また、予備燃料噴射調節手段１５がメインポンプ筐体の上段に設けられているため、燃料噴射タイミングを調節するための作動が非常に簡単で、修理も容易である。
【００４４】
また、本発明による分離型プランジャを有する燃料噴射ポンプは、上部面がらせん状に形成された噴射タイミング調節用端部１３０が形成された分離型プランジャ１３を設けることで、予備燃料噴射調節手段１５を利用して分離型プランジャ１３の上下の高さを調節することにより、様々な時点の燃料噴射タイミングに調整することができる。
【００４５】
以上、本発明に従った望ましい実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されず、本発明の技術分野に属する通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲及び要旨を外れずに種々の変形及び変更が可能であることは自明である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    メインポンプ筐体
１１    バレル
１２    メインプランジャ
１３    分離型プランジャ
１４    弾性部材
１５    予備燃料噴射調節手段
１６    メインポンプ燃料調節手段
【図１】
0005593441.tif 000002
【図２】
0005593441.tif 000003
【図３】
0005593441.tif 000004
【図６】
0005593441.tif 000005
【図４】
0005593441.tif 000006
【図５】
0005593441.tif 000007