(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力が制御されるポンプ組立体であって、本体部（２８）と、前記本体部（２８）におけるクランク室（３６）と、前記本体部（２８）に回転可能に装着され、前記クランク室（３６）において駆動端と偏心部材（５２）とを含むシャフト（４０）と、前記本体部（２８）にあり、前記クランク室（３６）中へ開口しているピストンボア（７６）と、前記クランク室（３６）から離れる方向に前記ピストンボア（７６）と連通している出口逆止弁組立体（９０）と、前記出口逆止弁組立体（９０）から出口ポート（２２）まで延在している高圧の出口通路（１５２、１５４）と、前記ピストンボア（７６）の中をポンピングストロークおよび戻りストロークに亘って運動可能であるピストン（７８）であって、前記クランク室（３６）に隣接して端（８０）と該端を貫通しているピストン通路（８４）とを有し、前記ピストンとピストンボアとが容積可変ポンピング室（８８）を画成しているピストン（７８）と、前記ピストンの端（８０）と前記偏心部材（５２）との間に位置しているスリッパ（８２）であって、前記偏心部材と係合する第１の面と、前記ピストンの端と係合する第２の面と、前記第１の面と第２の面との間に延在する中央通路（８４）とを含むスリッパと、前記偏心部材にあるくぼみ（５８）であって、前記ピストンの戻りストロークの間前記中央通路（８４）が前記くぼみ（５８）に重なって該くぼみに連通して流体が流れ、前記ピストンのポンピングストロークの間前記中央通路（８４）が閉鎖されるくぼみ（５８）と、前記ポンピング室への入口での流量を制御する可動の弁スプール（１１２）を含む入口絞り弁（１０４）と、可変のパラメータに応答して前記弁スプール（１１２）を運動させる調整器（１９２）と、前記ピストン（７８）の戻りストロークの間、前記入口絞り弁（１０４）を前記クランク室（３６）に連通させると共に前記偏心部材（５２）の前記くぼみ（５８）及び前記中央通路（８４）を経由して前記ポンピング室（８８）と連通するように構成された入口通路（１１０）であって、前記ピストンのポンピングストロークの間は閉鎖されている入口通路（１１０）とを含むポンプ組立体の出力圧力が調整器によって制御されることを特徴とするポンプ組立体。
【請求項２】
電子制御モジュールを有する内燃機関における電子的に制御される装置を作動させるために使用される流体を加圧するポンプ組立体であって、前記調整器（１９２）が、前記出口通路における所望の圧力に比例した第１の信号を電子制御モジュールから受け取ると共に前記出口通路における実際の圧力に比例した第２の信号を受け取って前記入口絞り弁の弁部材に流体流を提供するソレノイド制御弁（１９５）とを含み、前記出口通路における圧力が前記出口通路における所望の圧力以下であると前記調整器（１９２）からの前記流体流が前記弁部材を運動させて前記入口絞り弁を開放させ、前記ポンピング室へ流入する流体の量を増し、前記出口通路における圧力が前記出口通路における所望の圧力以上であると前記入口絞り弁を閉鎖し、前記ポンピング室へ流入する流体の量を減少させることを特徴とする請求項１に記載のポンプ組立体。
【請求項３】
前記ピストンボアの端においてプラグ（９６）を含み、前記ピストンボアにポペットディスク（９８）が位置され、前記出口通路が前記ポペットディスクと前記プラグとの間で前記ピストンボア中へ開放していることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ組立体。
【請求項４】
前記入口通路が前記クランク室（３６）を貫通していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項５】
前記ピストンの各戻りストロークの始まった後、前記偏心部材の回転が前記入口通路を開口することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項６】
前記入口絞り弁が入口絞りボア（１０６）と、開放位置と閉鎖位置との間で前記絞りボアにおいて運動可能であるスプール（１１２）と、前記スプールを開放位置に向かって弾圧する入口絞り弁ばね（１２０）とを含むことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項７】
前記スプールが壁及び複数の流れ制御口（１３０−１３６）を含み、該複数の流れ制御口は前記壁を貫通し、かつ該壁に沿って互いに離隔していることを特徴とする請求項６に記載のポンプ組立体。
【請求項８】
前記複数の流れ制御口が相互に対してその直径の１／４より僅かに大きく偏位していることを特徴とする請求項７に記載のポンプ組立体。
【請求項９】
前記流れ制御口が対向する対の開口を含むことを特徴とする請求項７または８に記載のポンプ組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ポンプ組立体と、該ポンプへの入口の流量を絞ることによってポンプ組立体の出力を制御するポンピング方法とに関する。前記ポンプ組立体とポンピング方法とは油圧電子ユニット噴射装置（ＨＥＵＩ）式ディーゼルエンジンの燃料系に使用されるエンジンオイルを加圧するために使用しうる。
【０００２】
（従来技術の説明）
ＨＥＵＩ燃料噴射装置を使用したディーゼルエンジンは周知である。ＨＥＵＩ燃料装置は、ディーゼルエンジンの電子制御モジュールからの信号に応答して、噴射装置に供給された高圧のエンジンオイルが燃料プランジャを伸張させ、燃焼室に燃料を噴射しうる時間だけ弁を開放させる作動ソレノイドを含む。
【０００３】
ＨＥＵＩ噴射装置はディーゼルエンジンのオイルポンプによってディーゼルエンジンのオイルパンから吸引され、ディーゼルエンジンによって駆動されている高圧ポンプ組立体に流入したオイルによって作動する。ポンプ組立体は高圧のオイルをオイルマニフォールドあるいは圧縮室中へ汲み上げる。前記マニフォールドあるいは圧縮室はＨＥＵＩ噴射装置に接続されている。大型のエンジンを除いて、高圧ポンプ組立体は、典型的に、アキシャルピストンを使用し、その出力がディーゼルエンジンの速度によって決まる斜板ポンプを含む。大型のポンプは、その出力がエンジンの速度とは独立して変えることができる角度可変の斜板ポンプをときには使用する。
【０００４】
ポンプ組立体はエンジンの速度によって変わる速度でオイルを汲み上げる。出力は最大流量の要件を満足させるに十分なものでなければならない。オイルマニフォールドあるいは圧縮室におけるオイルの圧力は当該エンジンの電子制御モジュールから受け取られた信号に応答して噴射圧力調整（ＩＰＲ）弁によって制御される。ＩＰＲ弁は余分の高圧オイルをエンジンのオイルパンに戻すことによって汲み出されたオイルの圧力を制限する。
【０００５】
殆どのＨＥＵＩ噴射システムは、ディーゼルエンジンの回転速度によって決まるが、エンジンの実際の瞬間的な流量要件とは独立した速度でオイルを汲み出す出力固定のオイルポンプ組立体を使用している。前記ポンプは、エンジンの電子制御モジュールの要求に応じてマニフォールドにおけるオイルの圧力を直ちに制限するために余剰の高圧オイルをオイルパンに流出、すなわち解放して戻す必要がある場合であってもポンプは常に全容量で作動する。常にポンプ組立体を全容量で駆動するにはかなりの動力を必要とする。オイルパンに解放して戻された高圧のオイルを汲み出すのに要するエネルギは無駄とされ、ディーゼルエンジンの燃料経済性を低下させる。高圧のオイルが有用な仕事をなすことなく排出される場合エネルギは熱に変換される。戻されたオイルの熱は、典型的には熱交換器によって散逸させねばならない。そのため、余分の熱負荷を許容するために熱交換器の能力は増す必要がある。
【０００６】
従って、ＨＥＵＩディーゼルエンジンにおいて使用する改良された高圧ポンプ組立体およびポンピング方法に対する要求がある。ポンプ組立体は、著しい汲みすぎることなくマニフォールドにおいて所望の瞬間圧力を保つに十分な可変量でエンジンオイルを高圧オイルマニフォールドあるいは圧縮室中へ汲み出す必要がある。オイルパンへの加圧された高圧オイルの戻りは最小にすべきである。ポンプ組立体におけるポンプは可変容量でオイルを汲み出すことが可能であって、現在のＨＥＵＩポンプよりも安価であり、かつ複雑でないことが必要である。
【０００７】
(発明の要約)
本発明は、ポンプ組立体への入口流量を制御、すなわち絞ることによってポンプ組立体の出力が変えられる改良されたポンプ組立体であり、高圧ポンプであり、ポンピング方法である。
【０００８】
前記ポンプ組立体はディーゼルエンジン用のＨＥＵＩ燃料噴射装置を作動させるために使用されるオイルを加圧する上で特に有用である。改良されたポンプ組立体はディーゼルエンジンのオイルポンプから高圧ポンプまでのオイルの入口流量を制御する入口絞り弁を含む。入口絞り弁は、エンジンの電子制御モジュールから受け取られた信号に応答して高圧ポンプへ流入するオイルの量を絞る、すなわち抑制する。
【０００９】
高圧ポンプはボア内でピストンを往復運動させるクランクを含む。入口絞り弁を通して高圧ポンプに供給されたオイルはクランクのチャンバ中へ、そして戻りストロークの間前記ボアへ流入し、ポンピングストロークの間圧縮され、出口のポペット弁を通って高圧マニフォールドまで汲み出される。入口絞り弁が全開すると戻りストロークの間ポンピング室を充満するに十分なオイルがクランク室へ流入し、オイルはポンプの全容量においてマニフォールド中へ汲み出される。入口絞り弁が部分的に閉鎖すると、減少した量のオイルがクランク室へ流入し、クランク室を部分的に充満し、ポンプの全容量以下で汲み出される。
【００１０】
入口絞り弁は、マニフォールドの圧力を制限することが必要である場合、ポンプの出口からオイルパンへ加圧されたオイルを流すためのメインステージ弁と、電気的に変調したパイロットステージ弁とを有する噴射圧調整弁によって制御される。
【００１１】
パイロットステージ弁はポンプの出口からのオイルのパイロットフローを抑制するために電子制御モジュールからの信号によって変調されるソレノイドを含む。パイロットステージに達するには、ポンプの出口からのオイルはメインステージのスプール内の抑制オリフィスを通過する必要があり、それによってばねの閉鎖力に抗してスプールを調整する。パイロットステージから、パイロットフローは下流側の抑制オリフィスを通過し、次いで噴射圧調整弁のメインステージからの排出流と共にエンジンのオイルパンに戻る。パイロットステージと下流側の抑制オリフィスとの間にある室内のオイルの圧力はパイロットフローの流量によって検出される。パイロットステージと下流側の抑制オリフィスとの間の室は入口絞り弁のスプールの端部と連通し、スプール領域に作用して、ばねおよびスプール領域に作用している入口圧力に抗して入口絞り弁のスプールを閉鎖方向に移行させクランク室へのオイルの流れを制御、すなわち絞る力を発生させる。
【００１２】
クランク室中へのオイルの流れを制御、すなわち絞ることによって、マニフォールドにおいて所望の圧力を保つために必要に応じてポンプによって高圧マニフォールド中へ出口から汲み出された高圧オイルの流量を制御する。ポンプ組立体はマニフォールドにおいて所望の圧力を保持するに十分な量のオイルを流す。ポンプ組立体はごく稀に全量でポンピングしている間流量要件を満足させる。ＨＥＵＩポンプによりオイルをポンピングするに要する動力は少ない。高圧ポンプを駆動するに要する動力が低減することによってディーゼルエンジンの燃料効率を向上させる。オイルパンのオイルを冷却する必要度も低減する。
【００１３】
ポンプ組立体は、各バンクにおいて２個の単一高圧逆止弁のピストンポンプを備えた９０度離れた２個のバンクを含む。各ポンプはボアにおけるピストンと、該ボアにあって前記ピストンをスリッパソケットに対して弾圧し、スリッパをクランクの偏心部材に対して保持しているばねとを含む。偏心部材は１８０度偏位しており、そのため４個のポンプにおけるピストンはクランクの３６０度回転毎の間に均等間隔の高圧オイルのポンピングサイクルを提供するよう９０度離隔したポンピングストロークを通して運動する。噴射工程の間パルスが発生するように調時させることができる。
【００１４】
各高圧ピストンポンプはクランクシャフトの軸心に向かって延在するボアと、該ボアにおけるピストンと、該ボアの外端に装着され、高圧通路に接続された逆止弁組立体とを含む。逆止弁組立体は、スリーブをボアの筒形の外端部に圧入し、次いでプラグを前記スリーブに圧入することによって前記ボアに装着され、前記プラグと、スリーブと、ボアとの間で高圧の接続部を形成する。逆止弁組立体は、ボアに螺子を切ることなく、かつ螺子を切ったプラグの特徴である複雑な機械加工や汚損なしに取り付けられる。逆止弁の弁座は、シール性を向上させ、スリーブの保持力を増すためにスリーブを半径方向外方へ押圧するテーパ付きの係合によってスリーブに保持されている。
【００１５】
本発明のその他の目的や特徴は、特に本発明を図示する添付図面に関連して読むと、以下の説明が進むにつれて明らかとなる。
【００１６】
（好適実施例の説明）
入口絞り制御ポンプ組立体１０は、典型的には路面車両を駆動するために使用されるディーゼルエンジンであるディーゼルエンジンに装着され、ソレノイド作動の燃料噴射装置１２に高圧のエンジンオイルを供給する。ポンプ組立体１０の入力歯車１４がエンジンによって回転し、ポンプ組立体を駆動する。エンジンの潤滑油ポンプ１８によってエンジン潤滑油がオイルパン１６から吸引され、リザーバ１９およびポンプ組立体の入口ポート２０とを始動させるために流される。オイルポンプはまた、配管２６０を通してエンジンオイルをエンジンのベアリングおよび冷却噴射装置まで流す。リザーバ１９はポンプ組立体１０の上方に位置している。
【００１７】
ポンプ組立体１０はオイルを押し退け、オイルを出口ポート２２から流路２４に沿って噴射装置１２まで流す。流路２４はディーゼルエンジンに装着されたマニフォールドを含みうる。高圧圧縮室２６が流路２４に接続されている。前記室はディーゼルエンジンの外部に置いてもよい。代替的に、オイルマニフォールドは外部の室の必要性を排除するに十分な容積を有するようにしてもよい。
【００１８】
ポンプ組立体１０は、該組立体１０のポンプをディーゼルエンジンにボルト止めし易くするために取り付け面３０を貫通している取り付け孔３２を備えた取り付け面３０を有する鋳鉄製の本体部２８を含む。取り付けカラー３４が前記面３０からディーゼルエンジンにある取り付け面に形成された筒形の開口中へ外方へ延在しており、歯車１４をエンジンのクランクシャフトによって回転する該エンジンの歯車と噛み合わせている。カラー３４にあるＯ−リングシールがエンジンの開口を密封する。
【００１９】
クランク室３６が本体２８の下部分に形成され、カラー３４の内部と反対側の閉鎖端との間を延在している。クランクシャフト４０がクランク室３６に装嵌されている。クランクシャフトの内端におけるジャーナルはクランク室の盲端の近傍で本体２８に装着されたスリーブベアリング４２によって支持されている。クランクシャフトの反対側の端におけるジャーナルはベアリングブロック４６によって支承されたスリーブベアリング４４によって支持されている。ブロック４６はカラー３４に圧入されている。シャフトシール４８はブロック４６の外端に担持されており、クランクシャフトの外端にある円筒形の面と係合するリップを含んでいる。リップはエンジンオイルがシールの背後の環状空間４９からシールを通り、ディーゼルエンジン中へと流れうるようにするためにクランク室３６から離れる方向に延在している。
【００２０】
ポンプ組立体１０が作動している間、エンジンオイルはクランク室中へ流入し、クランクジャーナルとスリーブベアリング４２，４４との間でベアリングの内面と接触する。クランク室の圧力がジャーナルとスリーブベアリングとの間でベアリング面の遠位側端における圧力よりも大きいと、潤滑のための少量のオイルの流れがベアリング面を通して、端室６６および環状の空間４９中へ滲出する。クランク室からのこのオイルの流れがスリーブベアリングを潤滑する。室６６に集められたオイルは通路６４を介して空間４９まで流れ、そこでそのオイルは他のベアリングからのオイルと集合する。空間４９におけるオイルがリップシール４８を持ち上げ、ポンプ組立体から、ディーゼルエンジンのオイルパンへ流れて戻る。２個のスリーブベアリング４４および４６がクランク室３６のための効果的な圧力シールを形成し、シャフトシール４６のリップがクランクシャフト上で外方に面し、オイルが空間４９から外方へ流れうるように持ち上げられるようにする。シャフトシール４８の位置は、外方への流れを阻止するよう内方に向いたリップを通常有している通常のシャフトシールの位置とは反対側にある。
【００２１】
入口で絞っている間、クランク室中へのオイルの流量は減少し、クランク室の圧力はディーゼルエンジン内の圧力以下に低下しうる。この場合、オイルは空間４９および端室６６とからクランク室中へ滲出しうる。ベアリングを通してのオイルの内方あるいは外方への滲出した流れがベアリングを潤滑するが、ポンプの作動には影響しない。
【００２２】
クランク室へのオイルの流れを入口で絞っている間、クランク室内の圧力はディーゼルエンジン内の圧力以下まで低下しうる。これはポンプがクランク室内の真空を吸引するからである。
【００２３】
ねじ係合可能な固定具５０がベアリングブロックから外方へ延在しているクランクシャフトの端部で歯車１４を固定する。
【００２４】
クランクシャフト４０が、クランクの軸線に位置した、大径のディスク５６によって分離され、かつ接合されている２個の軸線方向に離隔した筒形の偏心部材５２，５４を有している。前記ディスクはクランクシャフトを強化する。各偏心部材５２，５４には、偏心部材の隣接する側部の間に位置し、偏心部材の周囲の周りを約１３０度延在している切り取りスロット５８が設けられている。通路６０がスロット５８の底から、クランクシャフトの軸線に対して平行に、かつ偏心部材とディスク５６を通して延在している２個の交差アクセス通路６２まで延びている。筒形の偏心部材５２および５４はクランクシャフト上で１８０度移相して向けられており、そのため偏心部材５２用の通路６２は偏心部材５４用の通路６２からはクランクシャフトの軸心を横切って直径方向に位置している。図４参照。
【００２５】
軸線方向の通路６４がクランクシャフトの長さに亘って延在している。クランクシャフトの内端において、前記通路６４はクランク室の閉鎖された端部３８に形成された端室６６に開放している。交差通路６８は、シール４８の後ろの環状の空間４９によって通路６４の外端と連通している。
【００２６】
ポンプ組立体１０は２個の９０度離隔したバンク７０および７２に配置された４個の高圧逆止弁ピストンポンプ７４を含む。各バンクは２個のピストンポンプ７４を含む。図３に示すように、バンク７０はクランクシャフトの左方へ延び、バンク７２はクランクシャフトの上方に延びており、そのためポンプ組立体はＶｅｅ−４構造を有している。各バンクにおける一方のピストンポンプ７４は偏心部材５２と整合して駆動され、各バンクにおける他方のポンプは偏心部材５４と整合して駆動される。４個の逆止弁のポンプは同一である。
【００２７】
各逆止弁のピストンポンプ７４は、前記バンクの一つに形成され、クランクシャフトの軸線に対して垂直に延びるピストンボア７６を含む。中空の筒形のピストン７８は前記ボア７６の内端内に滑合している。ピストンはクランクシャフトに隣接して球形の内端８０を有している。前記内端８０はピストンと、ポンプを作動させる偏心部材との間に位置したスリッパソケット８２の球形のくぼみに装嵌している。スリッパソケットの内部の凹形の面は筒形であり、隣接する筒形の偏心部材の面に一致している。ピストンの球形の端における中央通路８４とスリッパの通路８６とは、ピストン７８およびボア７６とにおける容積可変ポンピング室８８によって偏心部材の面と連通する。ポンピング室の容積可変部分はボア７６に位置している。
【００２８】
逆止弁組立体９０は各ピストンボア７６の外端に位置している。各組立体９０はボア７６の端に緊密に装嵌されたスリーブ９２を含む。筒形の座９４がスリーブの下端に装嵌されている。プラグ９６がスリーブに装嵌されボア７６の外端を閉鎖している。ポペットディスク、すなわち弁部材９８が通常プラグ９６に装嵌されたポペットばね１００によって座９４の外端に対して保持されている。中央のボス９９が弁部材９８の上方へ突出し、ばね１００に装嵌されている。
【００２９】
ピストンばね１０２が各ピストン７８に装嵌され、ピストン７８の球形の内端と座９４との間を延びている。ばね１０２はピストンをポンプスリッパ８２に対して、スリッパを偏心部材５２，５４に対して保持している。クランクシャフト４０が回転すると偏心部材の面にあるスロット５８をスリッパの通路８６との係合をしたり、外したりしてエンジンオイルがクランク室からポンピング室８８中へ遮られることなく流れうるようにする。また、クランクシャフトが回転することによってボア７６においてピストン７８を上下運動させて逆止弁を通してオイルを汲み上げる。クランクシャフトの回転の間、ピストンばね１０２はピストンをスリッパに対して、スリッパを偏心部材に対して保持し、一方スリッパはピストンの球形端において振動する。
【００３０】
ディーゼルエンジンは図３、図４、および図５に示す矢印の方向にクランクシャフト４０を回転させる。図４は、ポンピングストロークの終わりにおいてボア７６中へ完全に伸長したときのバンク７２におけるピストン７８の位置を示す。クランクが更に回転すると、ばね１０２と内圧とがピストン７８を完全に伸長した位置から離れる方向に運動させる。そのため、トラップされ、加圧されたオイルが回収され、トラップされたオイルの圧力が低下する。クランクが引き続き回転すると、ピストンの戻りストロークの間開放されたポンピング室８６中へオイルが流れうるようにスリッパソケット８２の通路８６と連通するようにスロット５８を運動させる。図５はスロット５８とバンク７０におけるポンプ７４のポンピング室との間の連通が遮られていない戻りストロークを示す。
【００３１】
入口ポート２０は本体２８に位置した入口絞り弁１０４中へ開放している。図１２参照。弁１０４は、通路１１０を通してオイルポンプ１８からクランク室３６まで、かつピストンポンプ７４中へ流れるオイルの流れを絞ることによって４個のピストンポンプ７４によって汲み出されたエンジンオイルの量を制御する。
【００３２】
入口絞り弁１０４は取り付け面３０から閉鎖端１０８まで本体中へ延びているボア、すなわち通路１０６を含む。オイル入口通路１１０はボア１０６の中心部を囲み、ボアをクランク室３６と連通させる。図４参照。中空の筒形スプール１１２はボア内で緊密な滑合を行いボアに沿ってスプールが運動しうるようにする。スプールの外端１１４は開放しており、内端１１６は閉鎖されてピストンを形成している。筒形の壁が前記スプールの両端の間を延在している。ボア１０６の外端にリテイナ１１８が装嵌されている。入口絞り弁のばね１２０がリング１１８とスプールの内端１１６との間に留められ、スプールをボアの閉鎖端１０８に向かって弾圧している。位置決めポスト１２２がスプールの閉鎖端からボアの端に向かって内方に延びている。室１２５がボアの閉鎖端において前記ポスト１２２を囲んでいる。以下説明するように、通路１２４が噴射装置の圧力調整弁１９２をボア１０６の内端において室１２５と連通させる。ポスト１２２はスプール１２２が通路１２４を閉鎖しないようにさせる。スプールの閉鎖端１１６は前記室１２５とスプールの内部との間での流れを阻止する。スプールは常に通路１１０を通って延在している。
【００３３】
図１３および図１４に示すように、４個の大径の流れ口１２８が開放端１１４の近傍でスプールの壁を貫通している。４対の直径方向に対向し、軸線方向に偏位した流れ制御開口１３０−１３６が前記流れ口１２８から内方に短い距離をおいてスプールの壁を貫通して形成されている。小径の流れ制御開口１３０ａが小径の流れ口１３０ｂと直径方向に対向して位置している。線１３８で指示するように、開口１３０ａの外縁部は開口１２８の内縁部において線１３８に位置している。開口１３０ｂは開口１３０ａから内方に短い距離だけ移行している。移行差異は開口の直径の１／４より僅かに大きくてよい。スプールを通して第２のセットの小径の直径方向に対向した開口１３２ａおよび１３２ｂがスプールを通して形成されている。開口１３２ａは開口１３０ｂから同じ距離だけ内方に位置し、開口１３２ｂは開口１３２ａの直径の１／４より僅かに大きく内方に位置している。第３のセットの小径の直径方向に対向した開口１３４ａおよび１３４ｂがスプールを通して形成されており、開口１３４ａは開口の直径の１／４より僅かに大きく開口１３２ｂから内方に位置し、対向する小径の開口１３４ｂが開口の直径の１／４より僅かに大きく開口１３４ａから内方に位置している。同様に、小径の流れ通路１３６ａは開口の直径の１／４より僅かに大きく開口１３４ｂから内方に位置し、直径方向に対向した小径の流れ開口１３６ｂが開口の直径の１／４より僅かに大きく小径の開口１３６ａから内方に位置している。
【００３４】
ボア１０６内でのスプール１１２の開閉運動の間、流れ口１２８−１３６は入口通路１１０を通過する。図１２に示す全開位置からのスプールの最初の閉鎖運動の間、大きい流れ口１２８が急速に閉鎖される。更に閉鎖運動することによって小径の流れ口１３０ａ−１３４ａおよび１３４b−１３６ｂをオイル入口通路１１０を部分的に通過させ、クランク室へオイルを流している開口の面積を縮小させる。スプール１０４の運動は、それがリテイナ１１８と接触して冷却および潤滑のためのポンプを通る流量を最小とすると停止する。小径の流路の重なり位置が流れ口が確実に円滑に小さくなるようにする。
【００３５】
対向する対の通路１３０ａ，１３０ｂ；１３２ａ，１３２ｂ；１３４ａ，１３４ｂ；１３６ａ，１３６ｂはスプールがボア１０６内で前後運動するにつれて移動する間のスプールに対する負荷すなわちヒステリシスを低減する。対の開口の各々は直径方向に対向しており、該開口がオイル入口通路１１０の縁部と交差するときを除いて開放あるいは閉鎖される。僅かに軸線方向に偏位した対の開口が直径方向に対向することによって半径方向の圧力による力を効果的に均衡させ、スプールの運動の間の拘束、すなわちヒステリシスを低減する。拘束、すなわちヒステリシスを低減することによって、内端１１６に亘る差圧に応答してスプールがボアに沿って確実に、自由、かつ迅速に運動するようにさせる。通路１１０の開口部はスプール１１２を囲み、ヒステリシスの低減を助ける。周方向に離隔され、かつ対向している開口１２８もヒステリシスの低減を助勢する。
【００３６】
拘束、すなわちヒステリシスは、隣接した対の直径方向に対向した流れ口をできるだけ遠く周方向に離隔して位置させることによって更に低減される。例えば、図１４ａに示すように、開口１３２ａおよび１３２ｂは開口１３０ａおよび１３０ｂに対して９０度のところに位置され、開口１３６ａおよび１３６ｂは開口１３４ａおよび１３４ｂに対して９０度のところに位置されている。開口１３２ａおよび１３２ｂは必然的に開口１３４ａおよび１３４ｂに対して４５度のところに位置されている。更に、全ての「ａ」で指示する開口はスプールの一方の側に位置され、「ｂ」で指示する全ての開口はスプール弁の他方の側に位置している。このような配置は、小径の流路が開閉するにつれて、スプールに加えられる側方の負荷が確実に相互に対して均衡され、相殺されることによって拘束やヒステリシスを低減する。
【００３７】
１個の弁１０４において、ボア１０６の直径は１９．０５ミリメートル（０．７５インチ）であり、スプールの軸線方向長さは外端１１４から内端１１６まで約４１．９１ミリメートル（１．６５．インチ）である。大径の流れ口１２６の直径は７．９２ミリメートル（０．３１２インチ）であり、小径の流れ口１３２ａ−１３６ｂはそれぞれ２．３９ミリメートル（０．０９４インチ）の直径を有している。小径の流れ口は前述のように、隣接の開口に対して約０．６４ミリメートル(０．０２５インチ)、前記開口の直径の僅かに１／４以上軸線方向に偏位している。
【００３８】
エンジンが停止すると、弁スプール１１２は図１２に示すように、ばね１２０によってボアの閉鎖端１０８に対して保持され、大径の開口１２８および若干の小径の通路が入口通路１１０へ開放する。ディーゼルエンジンの始動の間、電気スタータがエンジンのクランクシャフトおよびオイルポンプ１８およびポンプ組立体１０とを含む補助要素とを比較的ゆっくりと回転させる。エンジンが始動するには、ポンプ１０の回転速度が遅くて、それに対応して容量が制限されているとしても噴射装置１２を始動せるに十分な高いレベルまで流路２４内のオイルの圧力を増すための流量をポンプ１０が提供する必要がある。この時、入口絞り弁は全開し、通路１２８が通路１１０に対して開放する。オイルポンプ１８からのオイルはクランク室中へ最小の障害で流入し、通路２４中へ汲み上げられる。
【００３９】
エンジンが始動して通路１５６および２３２内のオイルの圧力を増すと、ディーゼルエンジンの回転速度が増す。ソレノイド２２０への電流によって検出されるが、圧力が所望のレベルに達すると、パイロット逃がし弁を開放して、オイルを通路１２４および室１２５へ流入し、スプール１１２を図１２に示す位置から左方へ作動位置、すなわち大径の開口１２８が閉鎖され、ポンプ１８からのオイルが通路１１０中へ開放している小径の通路１３２−１３６を介してクランク室へ流入する作動位置まで移動させる。室１２５の圧力が更に増すことによって、スプールを更に左方へ、小径の通路１３２−１３４ａが入口開口１１０を通過し、通路１３４ｂ，１３６ａ，１３６ｂが部分的に開放し、クランク室に対して極最小量のオイルの流入が許容される部分的に閉鎖された位置まで移動させる。
【００４０】
スプール１１２が圧力によって移動することにより流量制御開口、すなわち孔１２８−１３４ａを入口通路１１０を通過するようにさせ、弁１０４の断面の流れ面積を低減し、クランク室へ流入するオイルの量を減少、すなわち絞る。
【００４１】
クランク室へ流入したオイルはスリーブ９２を貫通している出口開口１５０中へピストン７４によって汲み出される。バンク７０のピストンポンプ７４の開口１５０はポペットディスクの上方の弁空間を高圧出口通路１５２と連通させる。バンク７２のピストンポンプ７４の出口開口１５０はポペットディスクの上方の空間を高圧出口通路１５４と連通させる。傾斜した高圧出口通路１５６は図９に示すように通路１５２および１５４と接続している。
【００４２】
補給用ボール逆止弁１５８が通路１５６とクランク室３６へ開放している通路１６０との間に位置している。図６参照。出口通路におけるオイルの重力と圧力とが通常弁１５８を閉鎖状態に保持する。ばね１６２が逆止弁の上方の交差通路に装嵌され、弁１５８のボールのずれを阻止する。ディーゼルエンジンが停止し、冷却されると、圧力が落ち、高圧流路およびマニフォールド２４におけるオイルが冷却され、収縮する。リザーバ１９の流体に作用しているエンジンのクランクケースの圧力が弁１５８のボールを持ち上げ、クランク室から補給オイルを高圧流路に供給して、通路における気泡の形成を阻止する。
【００４３】
図８に示す高圧の機械的な逃がし弁１６８がバンク７０と７２の間に位置され、クランクシャフトの軸線に対して平行に延びている。弁１６８は取り付け面３０から高圧出口通路１５６まで延在している。弁座１７２が圧入したスリーブ１７５によって通路１７０の段１７３に対して保持されている。段は通路１５６とは離れる方向に向いている。弁部材１７４は通常弁を閉鎖するように座と係合する。面３０においてリテイナスリーブ１７６が通路１７０に圧入されている。ばね１７８はリテイナと弁部材１７４との間に保持され弁１６８が常閉されるように高圧で座に対して保持されている。ポンプ組立体１０がディーゼルエンジンに取り付けられると、スリーブ１７６における出口開口１８０がエンジンのオイルパンに連なる通路と整合する。Ｏ−リングシールが溝１８２に装嵌され漏れを阻止する。機械的な逃がし弁１６８を開放すると高圧のオイルを出口通路１５６からエンジンのオイルパンまで戻るように流す。弁１６８約３１５キログラム毎平方センチメートル（４，５００ポンド毎平方インチ）のクラッキング圧力を有している。
【００４４】
スリーブ１７５と弁部材１７４との間の断面積は、弁が開放すると、加圧されたオイルが弁部材１７４の断面積に作用するように選択される。逃がし弁を通る流量を増すには弁部材１７４の弁座１７２からの転移が増すことを要し、そのためばね１７８がそのばね勾配に対して撓むにつれてより大きな力を必要とする。弁部材１７４とスリーブ１７５との間の流れの抑制は、流量が増すことからの補助力が増大したばね力と相殺するように選択され、逃がし圧力は逃がし弁を通る流量とは相対的に独立している。
【００４５】
高圧の出口通路１５６が、入口絞り弁１０４の上方で、かつクランクシャフト４０の軸線に対して横方向に本体２８中へ延在している段付きの孔１６６中へ開放している。図９参照。排出通路１９０が段付きの孔１６６の大径の部分から室６６まで延びている。図１１参照。
【００４６】
噴射圧調整（ＩＰＲ）弁１９２は段付きのボア１６６の外側部分にねじで取り付けされている。弁１９２は電気的に変調された、二段式の逃がし弁であり、イリノイ州メルローズパークのインタナショナルコーポレーションのナビスターおよびノースカロライナ州、シェルビーのＦＡＳＣＯによって製造された部品番号１８２５５２４９C９１（Ｎａｖｉｓｔａｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｌｒｏｓｅ  Ｐａｒｋ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ  Ｐａｒｔ  Ｎｏ．１８２５５２４９Ｃ９１）でよい。
【００４７】
図９に示すＩＰＲ弁１９２は段付きのボア１６６の大径部分にねじで取り付けされた細長い中空の本体部１９３と該本体部１９３の外端にある基部１９６とを有している。ＩＰＲ弁は本体部１９３の内端に位置したメインステージの機械的な逃がし弁１９４と前記本体部１９３の外端に位置しているパイロットステージの電気的に変調した逃がし弁１９５とを含む。本体１９３はばね１６２を適所に保持する。Ｏ−リングおよびバックアップリング１９８が本体部１９３の内端を前記ボアの小径部分に対してシールする。筒形の弁座２００が基部１９６の近傍で本体部１９３の内側に取り付けられ、軸流通路２０２を含む。
【００４８】
メインステージの弁１９４は本体部１９３に摺動可能に取り付けられ、抑制部２０６を含む軸線方向通路を有する筒形のスプール２０４を含む。弁座２００とスプール２０４との間に保持されたばね２０８がスプールを図９に示す位置までボア１６６の内端に向かって弾圧する。ばねはスプールを本体部１９３にある停止部材(図示せず)に対して保持する。高圧出口通路１５６からのオイルは本体部１９３の内端へ流入する。
【００４９】
カラー２１２は本体部１９３に固定されており、孔１６６の大径の部分を段からカラーまで延びる内側の筒形の室２１４とカラーから基部１９６まで延在する外側の筒形の室２１６とに分離している。カラーの細い首部２１８がカラーを基部から離隔している。小径の流出通路２１９がカラー２１２を貫通し、室２１４および２１６と連通する。図９Ａ参照。
【００５０】
もしも高圧通路において過渡圧力が発生するとすれば、オイルの圧力がメインステージの弁１９４のスプール２０４をばね２０８に抗して左方へ、すなわち座２００に向かって移動させる。スプールの運動はスプールの端をばねから離れる方向で、本体部１９３を貫通する多数の排出通路２１０を通過させるに十分なものである。次いで、高圧のオイルが通路２１０を通して室２１４中へ、排出通路１９０を通して室６６へ、次いで前述したようにディーゼルエンジンのオイルパンに戻るように流れる。
【００５１】
パイロットステージの弁１９５は基部１９６においてソレノイド２２０を含む。ソレノイドは基部１９６と軸線方向に整合した電機子２２２を囲む。電機子の左側端は本体部１９３に固定されたチューブによって保持された保持ブロック２２４と係合する。ソレノイドのリード２２６がディーゼルエンジンの電子制御モジュールに接続されている。電機子２２２と接触している弁ピン２２８が弁座２００の流路２０２に向かって延び、電機子がソレノイド２２０によって座に向かってバイアスされると通路を閉鎖するように座と係合するテーパ付きの先導端を有している。
【００５２】
通路１５６からの高圧のオイルは抑制部２０６を通して、本体部１９３中へ、そして弁のピン２２８によって閉鎖された端まで座２００の通路２０２を通して流れる。電子制御モジュールが電流信号をソレノイドに送り、ピンの力を弁座に対して変更し、本体部２８にＩＰＲ弁を取り付けるねじにあり、室２１６まで連なるスロット２３０を含む通路２０２、およびＩＰＲ弁の内部通路を通るオイルの流出流量を制御する。室２１６からのオイルは抑制部２１９を通して室２１４まで、それから前述のようにエンジンのオイルパンまで流れる。室２１６は通路１２４によって室１２５に接続され、そのため室２１６におけるオイルが入口絞り弁の室１２５におけるオイルを加圧する。ＩＰＲ弁１９２が図９に詳細に示され、かつ図１０および図１１に概略図示されている。
【００５３】
図１６および図１７は、ポンプ組立体１０の製造の間、ピストンボア７６の外端において逆止弁９０を組み立てる方法を示している。先ず、ピストン７８が開放したボア７６中へ入れられ、ばね１０２がピストンに装嵌される。ピストンが偏心部材５２，５４のスリッパ８２と係合する。次いで、ボア７６に締まり嵌めされたスリーブ９２がボアに圧入される。
【００５４】
図１７に示すように、スリーブ９２の内壁における内面９１は内方にテーパがつけられ、スリーブの厚さを増していく。座９４の外壁も対応して外方にテーパが付いている。座９４がスリーブ中へ挿入され、スリーブの端および座にあるテーパ付きの面が相互に係合する。次いで、座９４は図１６で示す位置まで打ち込まれスリーブの緊密な楔接続を形成する。このような接続によってスリーブをボアの壁に対して変形させ、スリーブとボア７６との間の接続を強化する。座の内端にある小径のカラー１０１がばね１０２の中心まで延在し、ばねをポンピング室８８内で半径方向に位置決めする。
【００５５】
次に、ポペットディスク９８がばね１００に位置され、ばねがプラグ９６に装嵌され、プラグ９６がスリーブ９２の開放した外端中へ打ち込まれる。プラグ９６をスリーブ中へ打ち込むことによってプラグとスリーブとの間で強力な閉鎖接続部を形成し、スリーブとボア７６の壁との間の接合を強化する。ポペットディスク９８の頂部にある円形のボス９９がばね１００中へ延び、そのためばねがポペットディスク９８を座９４に対して適正な位置に保持する。
【００５６】
図１８は逆止弁組立体９０の代わりにピストンポンプ７４において使用しうる代替的な逆止弁組立体２４０を示す。組立体２４０は前述のようにボア７６の外端に打ち込まれるスリーブ２４２を含む。スリーブ２４２は、図１９に示すように座とスリーブとの間のテーパ付きの打ち込み接続によって座２４４を受け入れているテーパ付きの下端を含む。スリーブの外端２４６は、スリーブがボア７６に完全に位置すると、本体部２８の頂部の上方を延在する。
【００５７】
組立体２４０のプラグ２４８はプラグ９６よりも長く、本体部２８から突出するプラグの外端において傾斜した周方向の切り下げ部２５０を含む。プラグ２４８の内部開口はプラグ９６の対応する開口と同じ深さである。
【００５８】
スリーブ２４２と座２４４とが通路中へ押し込まれた後、ポペットディスク９８と同様にポペットディスク２５２がばね１００と同様にばね２５４に装着され、ばねの外端がプラグ２４８の孔中へ延ばされ、プラグが図１８に示す位置までスリーブ中へ押し込まれる。切り下げた溝２５０が本体部２８の面の上方に位置される。次いで、スリーブの上端が切り下げた溝中へ変形され穴の外端を閉じる強力な接続部を提供する。
【００５９】
歯車１４がクランクシャフト４０を図３、図４および図５に示す矢印２５６の方向に、すなわち取り付け面３０から見て反時計方向に回転させる。クランクシャフトが回転することによって偏心部材５２および５４を回転させてボア７６においてピストン７８を往復運動させる。各高圧ピストンポンプ７４において、ピストンがボア７６において往復運動するにつれて、ばね１０２がピストン７８の球形の内端をスリッパ８２に対して保持し、スリッパを回転している偏心部材に対して当接させる。クランクシャフトに向かってピストンが戻り運動、すなわち吸引運動をする間、クランク室３６からポンピング室８８に連なる入口通路は遮ぎられない。入口通路には何ら逆止弁は存在しない。遮るもののない入口通路は通路６２、通路６０、スロット５８およびスリッパの通路８６および８４、並びにピストン７８の内端を貫通している。遮るもののない入口通路はクランク室にあるエンジンオイルが戻りストロークの間ポンピング室へ自在に流入しうるようにする。戻りストロークの始まり近くで捕捉されたオイルが膨張しうるようにピストン７８が十分戻った後、入口通路が開放され、そして戻りストロークの終わりにおいて閉鎖される。
【００６０】
図４は上死点におけるバンク７２のピストンポンプ７４を示す。室８８におけるオイルはポペット弁部材９８を通過して流れ、弁は閉鎖している。閉鎖したポンピング室８８は高圧のオイルで充満した状態に留まっている。スリッパ８２における通路８６は閉鎖され、クランクが上死点を越えて更に１８度回転し、スロット５８が通路８６と連通するまで閉鎖状態に留まっている。上死点から１８度回転している間、ピストン７８は上死点から戻りストロークの２パーセント分移動し、ポンピング室と該室内の圧縮されたオイルとは流体における圧縮エネルギの大部分を回収するように膨張する。回収されたエネルギはクランクシャフトの回転を助勢する。ポンピング室がクランク室に対して開放すると、ポンピング室における流体の圧縮エネルギを回収することによって、該室の流体の圧力を下げ、そのため流体は高速でクランクシャフトのスロット５８中へと外方へ流れない。ポンピング室における圧縮された流体のエネルギを再捕捉することによって約２パーセントだけポンプの全体効率を向上させる。
【００６１】
もしもクランクのスロットが開口８６の上を、すなわち上死点のすぐ後まで動いたとすれば、ポンピング室における高圧の流体は高速で該開口を通してスロット中へ流入する。この速度は通路８４と８６およびスロット５８の面をその流れで損傷させる危険性が十分あるものである。上死点の後約１８度でポンピング室を開放することによって開放前にポンピング室における圧力を低減することが可能で、ポンプの面に対する高速の流速による損傷を排除する。ポンピング室は下死点で閉鎖する前に充満させるように戻りストロークで十分早期に開放する。
【００６２】
入口通路が冷間始動の間遮られることがないことが重要である。通路が開放している間、クランク室にある、冷たくて粘性でありうるエンジンオイルは、ポンピング室の容積が増大するにつれて戻りストロークの間ポンピング室へ流入する。スロット５８の周方向長さと通路８６の直径とは、戻りストロークの概ね全ての間、ピストンのポンピング室がクランク室からオイルを受け取るように開放するように調整されている。
【００６３】
ポンプのポペット弁は戻りストロークの間ばね１００および出口通路の高圧のオイルとによって閉鎖状態に保持される。図５において、バンク７２のピストンポンプ７４は戻りストロークの底にある。オイルはポンピング室８８へ流入しており、クランク室と連通している入口通路は下死点において閉鎖されている。バンク７０のピストンポンプ７４はその戻りストロークの一部を通して運動し、ポンピング室８８への入口通路はクランク室と遮られることなく連通している。オイルはクランク室からスリッパ８２のいずれかの側に直接スロット５８へ流入するか、あるいは通路６０および６２を通してスロットへ流入しうる。
【００６４】
遮られていない入口通路は、上死点に続くストロークの最初の２パーセントを除いて、ピストンの全体の戻りストロークの間、ポンプ室へオイルを流入させるように開放している。基本的に全体の戻りストロークの間ポンピング室への遮られていない通路を設けることによってポンプの容量を増大させ、始動の間、冷たく粘性のオイルをポンピング室へ流入しやすくする。
【００６５】
各ピストンがその戻りストロークを完了した後、ポンピング室は、入口絞り弁１０４を通してクランクへ流れたオイルの量に応じて、室３６から得られるオイルで充満されるか、あるいは部分的に充満される。次いで、クランクシャフトが引き続き回転することによってポンピングストロークを通してピストンを外方へ運動させる。ポンピングストロークの間、ピストンを駆動している偏心部材のスロット５８はポンプスリッパの通路８６から離れており、ポンピング室に連なる入口通路は偏心部材において閉鎖している。偏心部材によってピストンが外方へ運動するとポンピング室の容積を減少させ、該室におけるオイルの圧力を増大する。部分的にオイルで充満した室における空洞は、容積が減少し、その後圧力が上がるにつれて崩壊していく。前記室におけるオイルの圧力がポペットディスク９８の高圧側におけるオイルの圧力を上回ると、ディスクが座９４から持ち上がり、ポンピング室のオイルが座にある開口を通して高圧通路中へ放出される。ピストンがポンピングストロークの終わりにおいて上死点に達し、戻りストロークを開始するまでポンピングは継続する。このとき、ばね１００がポペット弁を閉鎖し、ポンピング室の圧力が高圧通路におけるオイルの圧力以下に減少する。
【００６６】
ポンプ組立体１０の作動の間、スリーブベアリング４２と４４とはクランク室３６からのオイルの流出によって潤滑される。ベアリング４４を貫流するオイルはシール４８の後ろの空間４９に集まり、シールを持ち上げ、シールを通過し、ディーゼルエンジンのオイルパンに排出される。ベアリング４２を貫流するオイルは、ＩＰＲ弁のパイロットおよびメインステージから通路１９０を通り、端室６６へ流入するオイルと共に端室６６に集められる。前記室６６におけるオイルは交差通路６８を通りクランクシャフトの軸線方向孔６４を貫流し、シール４８を持ち上げ、かつ通過し、次いでディーゼルエンジンのオイルパンへ排出される。クランク室３６の圧力が大気圧以下となると、ベアリング４２および４４は入口絞り状態で室６６へ流入するオイルによって潤滑することができる。
【００６７】
図１５はポンプ組立体１０の油圧回路を示す。噴射圧力調整弁１９２の構成要素は図の右側で点線の長方形で示されている。ポンプ組立体１０の残りの要素は図の左側で点線の長方形で示されている。
【００６８】
ディーゼルエンジンのオイルポンプ１８はオイルパン１６から始動リザーバ１９、入口ポート２０へ、そして配管２６０を介してディーゼルエンジンのベアリングおよび冷却噴射部へエンジンオイルを流す。始動リザーバ１９はポンプ組立体１０の上方に位置している。リザーバはその頂部において流出オリフィス２１を含む。リザーバが空であると、流出オリフィスは空気を密閉されたリザーバからエンジンのクランクケースまで通気させ、ポンプ１８がリザーバをエンジンオイルで充満できるようにする。エンジンの作動の間、リザーバ１９はエンジンオイルで充満され、流出オリフィスがオイルの僅かな流れ分をオイルパンに漏出させる。エンジンが停止すると、リザーバ１９のオイルの圧力は低下し、流出オリフィスはエンジンのクランクケースでの圧力で空気がリザーバからのオイルを入口ポート２０を介してクランク室３６中へ重力および吸引で流しうるようにする。このように、オイルポンプ１８がオイルパン１６からオイルを吸引し、オイルをポンプ組立体へ流す前に、リザーバ１９からのオイルがディーゼルエンジンのクランク作動および始動の間噴射装置への初期の汲み上げに利用できる。
【００６９】
オイルはポート２０から入口絞り弁１０４まで流れる。入口絞り弁１０４からのオイルはポンプ組立体２４１で指示する４個のピストンポンプ７４まで流れる。ポンプのクランクシャフト４０の回転によって圧縮されたオイルを組立体２４１から高圧出口通路１５６まで、かつ高圧出口ポートを介して流路２４および燃料噴射装置１２まで流す。
【００７０】
高圧出口通路１５６が補給ボール逆止弁１５８および通路１６０によってポンプ組立体２４１の入口に接続されている。高圧出口配管１５６は高圧の機械的逃がし弁１６８に接続され、該逃がし弁は開放すると、最大圧力を限定すべく高圧オイルをオイルパン１６に戻す。
【００７１】
２ステージの噴射圧力調整弁１９２はメインステージの機械的な逃がし弁１９４とパイロットステージの電気的に変調された逃がし弁１９５とを含む。機械的な圧力逃がし弁１９４は図９において閉鎖位置で示されている。閉鎖位置においては、スプール２０４は排出通路２１０を閉鎖する。図９に示すスプールが左方へ移動すると通路２１０を開放し、高圧のオイルが通路１５６から通路２１０、通路１９０まで流れ、次いで前述のようにディーゼルエンジンのオイルパンまで戻る。
【００７２】
通路１５６における加圧されたオイルは弁１９４のスプール２０４を開放位置に向かって弾圧し、ばね２０８およびＩＰＲ弁の室２３２の流体圧によって抵抗される。室２３２はスプールにおける内部の流れ抑制部２０６を介して高圧通路１５６に接続されている。
【００７３】
室２３２のオイルの圧力は弁１９５のパイロットステージの弁ピン２２８の一端における座２００の孔の面積に亘って作用し、ピンを開放位置に向かって弾圧する。ソレノイド２２０はピンを座２００に対して閉鎖位置に向かって弾圧する。弁１９５からのオイルのパイロットフローが孔１６６の外側部分にある基部１９６を装着するねじにおけるスロット２３０を貫流して、室２１６へ、オリフィス２１９を介して室２１４へ、次いでエンジンのオイルパンまで流れる。室２１６にある加圧されたオイルは通路１２４によって入口絞り弁１０４の室１２５へ導かれ、ボア１０６の閉鎖端１０８から離れる方向に、図１２に示すように左方へスプール１１２を弾圧する。ばね１２０とポンプ１８からのオイルの圧力とがスプールを反対方向に弾圧する。スプールの位置はその結果の力の均衡によって決まる。
【００７４】
入口の絞り制御ポンプ組立体１０の作動を以下説明する。
【００７５】
ディーゼルエンジンの始動時、オイルがディーゼルエンジンのオイルポンプによって補給されるまで、始動リザーバ１９はポンプ１０に供給するに十分なオイルを入れている。流出オリフィス２１はリザーバがエンジンのクランクケースの圧力であるようにしうる。オイルは冷たく、粘性でありうる。高圧のマニフォールド２４は低圧のオイルで一杯である。入口絞り弁１０４のばねがスプール１１２を図１２に示す全開位置まで伸長している。
【００７６】
ディーゼルエンジン用の始動モータが作動すると歯車１４とクランクシャフト４０とを回転させる。エンジンオイルポンプ１８も回転するが、オイルを直ちにポンプ組立体中へ流さない。
【００７７】
始動の間、重力とエンジンのクランクケースの圧力とによってエンジンオイルをリザーバ１９からポート２０へ、開放した入口絞り弁を通して、クランク室３６中へ流す。クランク室のオイルはその粘性にも拘わらず、真空によってクランクシャフトの遮られていない入口通路と、スリッパと、ピストン７８の内端とを介してポンピング室８８へ自在に吸引される。始動の間、ポンプ組立体はオイルをマニフォールド２４へ流入させる。圧力は始動圧まで増大し噴射装置１２を起動させる。始動圧力は７０キログラム毎平方センチメートル（１，０００ポンド毎平方インチ）でよい。リザーバ１９はオイルポンプがオイルを吸引し、ポンプ組立体まで流すまでオイルをポンプ組立体へ供給するに十分な容積を有している。始動およびマニフォールド２４の初期加圧の間、弁１９４と１９５とは閉鎖されている。
【００７８】
ディーゼルエンジンが作動していると、ポンプ組立体１０は電子制御モジュールからソレノイド２２０への電流信号に応答してマニフォールド２４におけるオイルの圧力を保持する。前記信号は高圧出口通路およびマニフォールド２４における所望の瞬間的な圧力と比例する。ポンプ組立体１０はマニフォールド２４における所望の瞬間的な圧力を保つために必要なオイルの量よりも僅かに大きな量のオイルを汲み出す。マニフォールド２４における圧力を迅速に低下させる必要がある場合、余剰の高圧のオイルが弁１９４を介してオイルパンまで戻される。例えば、エンジンのトルク指令が急速に低下すると、弁１９４を介して著しい流量分をオイルパンまで戻す必要がある。
【００７９】
エンジンの作動の間、高圧のオイルの流出した流れは抑制部２０６を通り、減圧されて室２３２へ流入し、メインステージの弁スプール２０４の内端に対して作用する。通路１５６における圧力が過渡圧力を発生させるに十分増大すると、高圧通路１５６におけるオイルによってスプール２０４の高圧端に加えられた力は、ばね２０８と室２３２におけるオイルとによってスプールの低圧端に加えられた力よりも大きく、スプールは図９に示すように左方へ移動し、交差通路２１０を開放させ、高圧オイルがクランクシャフトを通してオイルパン１６まで流れて戻りうるようにし、通路１５６の圧力を低下させる。
【００８０】
パイロットステージの弁１９５におけるソレノイドの力は座２００の開口の面積に亘ってピン２２８に作用する室２３２におけるオイルの圧力によって反作用を受ける。電子制御モジュールがマニフォールド２４における圧力の増大を必要とするばあい、ソレノイド２２０への電流の流れが増加して弁１９５、オリフィス２１９、次いでシャフトを介してエンジンのオイルパンへのオイルのパイロットフローを低減する。室１２５における圧力の低下によってばね１２０がスプール１１２を図１４に示すように開放位置に向かって移動できるようにする。室１２５が放出されたオイルは通路１２４を介して室２１６へ、オリフィス２１９を通して、そしてクランクシャフトとを通してエンジンのオイルパンまで流れる。
【００８１】
開放位置に向かってスプール１１２を移動させることによってクランク室に連なる流れ口を増大し、それに対応してクランク室へ流入し、高圧ポペット弁のポンプによってマニフォールド２４へ汲み出されるオイルの量を増大させる。入口絞り弁はスプール１１２に作用する力によって決まる速度で開放する。スプールの面積に作用するボア１０６におけるオイルの圧力およびばね１２０はスプールを開放位置に向かって弾圧する。これらの力は、スプールの面積に作用し、反対方向にスプールを弾圧する室１２５におけるオイルの圧力によって抵抗される。スプールは力の均衡すなわち均衡位置が達成されるまで開放位置に向かって運動する。スプールの均衡位置が達成されると、流出通路２１９を通るパイロットフローの流量は低くすぎてばね２０８に対してスプール２０４を移動させ、弁１９４を開放させるに十分な差圧をオリフィス２０５に亘って発生させることができない。マニフォールド中へ汲み上げられるオイルの流量が増えることによってマニフォールドにおけるオイルの圧力を増大させる。
【００８２】
ソレノイドの電流が増したとき、もしもメインステージのＩＰＲ弁１９４が閉鎖するとすれば、弁１９４は閉鎖された状態に留まる。もしもメインステージの弁１９４が部分的に開放するとすれば、ソレノイドの電流の増加によって弁１９５を部分的に閉鎖し、室２３２の圧力を増加させ、弁１９４を閉鎖する。
【００８３】
マニフォールド２４におけるオイルの圧力が増加すると、室２３２における圧力が増大し、通路２１９を通るパイロットフローが再開し、その結果の室１２５における圧力増加して入口絞りスプールの開放運動を停止させる。もしも入口絞りスプールが均衡位置を行きすぎ、マニフォールドにおけるオイルの圧力が指令されたレベルを上回ったとすれば、メインステージのＩＰＲ弁１９４は開放して、オイルをマニフォールドから流し、マニフォールドにおける圧力を指令されたレベルまで下げる。
【００８４】
ソレノイドの電流が急激に減少すると弁のピン２２８を座２００に向かって弾圧する力を減少させてパイロットフローおよび入口絞り弁の室１２５への流れを急速に増加させることができる。スプールの閉鎖端における圧力の増大はスプールを閉鎖方向、すなわち図１２に示すように左方へ移動させてクランク室へのオイルの流れを減少させる。ポンピング室は完全に充満されず、マニフォールドへ流入する高圧オイルの量は減少する。
【００８５】
入口絞りの応答は、ソレノイドの電流が減少するとクランク室におけるオイルを消費するに要する時間があるためソレノイド電流の段階的な低下より遅れうる。この場合、パイロット弁１９５の開放によって室２３２における圧力を減少させ、メインステージのＩＰＲ弁１９４が開放してマニフォールドからオイルパンへの制限された流れを可能とし、マニフォールドにおけるオイルの圧力を低下できるようにする。
【００８６】
ディーゼルエンジンの均衡した作動の間、ソレノイド２２０は基本的に一定のアンペア信号を受け取り、パイロットオイルはオリフィス２１９を介して均一に室２１４まで弁１９４を貫流するが、噴射およびピストンの脈動とによる圧力変動によって影響を受ける。通路１２４によって送られる、室１２５におけるその結果の圧力がスプール１１２の閉鎖端に作用し、ばね１２０の力とスプール１１２に作用する入口圧力とによって抵抗される。力の均衡が発生し、そのためクランク室へのオイルの流量はマニフォールド２４において所望の圧力を保持するに十分である。
【００８７】
入口絞り弁によって制御されたポンプ組立体１０はディーゼルエンジンの作動範囲に亘ってＨＥＵＩ噴射装置の要件を満たす必要な量のエンジンオイルをマニフォールド２４へ流す。始動の間、エンジンがスタータによってクランク作用すると、入口絞り弁は全開し、高圧逆止弁ポンプ７４が全容量でマニフォールドにおけるオイルの圧力をエンジンの始動圧力まで増大させる。約６００ｒｐｍの低速でエンジンがアイドリングしている間、入口絞り弁のスプールは閉鎖位置まで移動し、そこでは流量制御開口１３４ｂ，１３６ａ，および１３６ｂのみが部分的に開放しており、４２キログラム毎平方センチメートル（６００ポンド毎平方インチ）の低いマニフォールドのアイドリング圧力を保持するよう低量のオイルが汲み上げられる。もしも入口絞りスプールによって許容される最小の流量が噴射装置によって利用されないとすれば、メインステージのＩＰＲ弁１９４が開放して余剰のオイルがオイルパンまで戻りうるようにする。
【００８８】
ポンプ組立体１０は高圧オイルをマニフォールド２４へ、そして設けられているならば圧縮室２６へと流す。高圧のオイルは、噴射装置１２の流量要件がオイルの膨張によって満足されるようにするに十分圧縮される。噴射装置の流量要件は電気起動信号あるいは噴射装置の噴射工程の持続時間に応じて変動する。制御モジュールはエンジンの所望の作動パラメータに従ってエンジンのピストンの上死点に対する噴射工程のタイミングを変更しうる。ポンプ組立体１０によって圧縮される大量のオイルが、噴射工程信号のタイミングとは関係なく噴射工程が実行されるときはいつでも、膨張のための十分な量の圧縮されたオイルが常に得られるように確実にする。
【００８９】
大容量のマニフォールドと圧縮室とがディーゼルエンジンのコストを増大させる。各エンジンシリンダに対する各噴射工程の実行の間に高圧のポンピングストロークを提供するに十分な多数のピストンポンプ７４を有するＨＥＵＩポンプ組立体１０をディーゼルエンジンに設けることによって、内部マニフォールドの容量を減少させ、外部の室を排除することができる。例えば、各高圧ポンプのポンピングストロークは、噴射が実行されたとき噴射装置を起動させるために十分な量の加圧されたオイルが得られるように噴射装置に連なる圧力配管に十分な量の高圧オイルが流入するように調時することができる。例えば、ポンプ組立体１０は、クランクシャフト４０の各回転の間、順次ストロークが発生するように各々約１８０度のポンピングストロークを有する４個のピストンポンプ７４を含む。ポンプ組立体は、各噴射装置が起動すると、噴射装置のピークに連なる配管中へ出力が流入するようにポンプ組立体のクランクシャフトの回転を調時させて、８シリンダのディーゼルエンジンに装着することができる。このようにして、大容量のマニフォールドあるいは圧縮室を必要とすることなく適正な時間に噴射装置を起動させるに十分な量の流れのパルスを配管中に提供することが可能である。その他の４ストロークサイクルのエンジンにおいては、１個の高圧ポンプが各対のシリンダに対する噴射工程の間オイルを汲み出すことが可能である。
【００９０】
制御ポンプ組立体１０は入口絞り弁と、図１５に示すポンプ組立体２４１へのオイルの入口での流量を絞るように入口絞り弁を制御するための電気的に変調した弁１９５を含む油圧系とを含む。希望に応じて、油圧調整器は、通路における圧力に比例する信号を発生させるように高圧出口通路１５６に装着された高速応答圧力変換器と、圧力変換器からの出力信号と、高圧通路における所望の圧力に比例するディーゼルエンジンの電子制御モジュールからの信号とを受け取り、二つの信号の間の差異に比例する出力信号を発生させる比較器とを含む電気調整器に置き換えることが可能である。電気システムはまた、高圧通路における圧力を増減するために必要に応じてポンプ組立体２４１へのオイルの流量を増減するように入口絞り弁のスプールを運動させるための、典型的には比例ソレノイドである電気アクチュエータを含む。電気制御システムは、過渡圧力に応答して通路１５６からオイルを流す、弁１９４と同様の圧力逃がし弁および弁１６８と同様の機械的逃がし弁を含む。電気調整器は前述したように出力圧力を制御する。
【００９１】
ポンプ組立体１０はディーゼルエンジンのＨＥＵＩ噴射装置に流れるオイルの所望の圧力を保持する上で有用である。しかしながら、本組立体は種々の用途に対しても使用しうる。例えば、ポンプは一定速度で回転してよく、入口絞り弁が、該絞り弁のスプールの位置によって決まる種々の流速で液体を流すようポンプを制御するために使用しうる。スプールは手作業で、あるいは自動調整器によって調整しうる。汲み出された液体は何ら抑制されることなく流れ、あるいは室からの流量によって決まる室の圧力によって閉鎖された室中へ汲みこむことができる。
【００９２】
本発明の発明者は本発明の好適実施例を図示し、かつ説明してきたが、本発明は修正することが可能であることが理解され、従って本発明者はここに記載の正確な詳細に限定されるのを望むものでないが、本特許の請求の範囲内に入る変更や代案を本発明に含めることを希望する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ポンプ組立体と、圧力室と、噴射装置とを示す概略図である。
【図２】  ポンプ組立体の側面図である。
【図３】  図２の線３−３にそれぞれ沿って見た図面である。
【図４】  図２の線４−４にそれぞれ沿って見た図面である。
【図５】  図２の線５−５にそれぞれ沿って見た図面である。
【図６】  図３の線６−６にそれぞれ沿って見た断面図である。
【図７】  図３の線７−７にそれぞれ沿って見た断面図である。
【図８】  図３の線８−８にそれぞれ沿って見た断面図である。
【図９】  図１の線９−９に沿って見た断面図である。
【図９ａ】  図９の一部の拡大図である。
【図１０】  図９の線１０−１０に沿って見た断面図である。
【図１１】  図１の線１１−１１に沿って見た断面図である。
【図１２】  図３の線１２−１２に沿って見た断面図である。
【図１３】  入口絞り弁のスプールの側面図である。
【図１４】  解放した絞り弁のスプールの面の図面である。
【図１４ａ】  周方向の流れ開口の位置を示す図１３の線１４ａ−１４ｇに沿って見た断面図である。
【図１５】  ポンプ組立体の油圧回路の線図である。
【図１６】  第１の逆止弁組立体の製造工程を示す図面である。
【図１７】  第１の逆止弁組立体の製造工程を示す図面である。
【図１８】  第２の逆止弁組立体とその製造工程を示す図面である。
【図１９】  第２の逆止弁組立体とその製造工程を示す図面である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１４ａ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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