(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ本体内にプランジャバレルを固設して、該プランジャバレル内部には往復動自在に燃料圧送用のプランジャを配設し、該プランジャバレルにはプランジャ軸方向に対して直角に、燃料ギャラリに連通するメインポートと、ドレイン回路に連通するサブポートとを穿設し、該サブポートに対面する該プランジャの頂部には、段形状のリーク溝を形成し、圧送部からリーク溝を介してサブポートに至り、圧送初期に燃料をリークさせるようにした燃料噴射ポンプにおいて、該リーク量である漏れ度合を制御する手段を、該燃料噴射ポンプの外部より調節可能に付設し、該制御手段は、前記サブポート自体を直接に閉鎖するシート部材（２１５ｂ）と、該シート部材（２１５ｂ）を閉鎖方向に付勢する付勢部材（２１５ｃ）と、ならびに該シート部材（２１５ｂ）のリフト量を規制する調節軸（２１５ａ）により構成し、前記調節軸（２１５ａ）は、電磁弁の電磁ソレノイド部（２２１）により電気的に位置制御を可能とし、回転数または噴射量に応じて、燃料噴射初期の燃料のリーク量を制御すべく構成し、前記プランジャの頂部のリーク溝の段形状は、該プランジャを閉じるプランジャ軸方向相対位置長さが、噴射量の増減、すなわち、プランジャの回動により変化するよう、傾斜を具備した構成とし、該燃料噴射初期のリーク量の制御を、電子ガバナによりエンジンの回転数に応じてプランジャを回動し、リーク溝の位置が変化することによるリーク量の制御と、前記シート部材（２１５ｂ）の付勢力を電磁ソレノイド部（２２１）により制御して行なう制御とにより行ない、該電磁ソレノイド部（２２１）の調節軸（２１５ａ）の位置制御は、電子ガバナのコントローラに記憶したエンジンの回転数又は噴射量に対するリーク量の最適条件の関係を示すマップに基づき制御することを特徴とする燃料噴射ポンプの噴射時期制御構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を調節する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ポンプで数百気圧に加圧された燃料はクランク回転角で上死点より２０度程度前（進角）にて噴射弁の噴口から燃焼室内に噴射される。ディーゼルエンジンは空気過剰の状態で燃焼が行われるため、ガソリンエンジンに比し、ＣＯおよびＨＣの排出濃度ははるかに少ないが、ＮＯｘは同程度排出されるので、その低減がもっとも重要課題とされている。ＮＯｘは空気中の窒素と酸素が高温にさらされて反応して生成されるので，一般に良好な燃焼状態ほど多量に排出される。すなわちＮＯｘの発生量は、燃焼が高温なほど、またその持続時間が長いほど多く、また空気と燃料の混合比のある値で最大値をとる。ＮＯｘを低減しようとすると、一般に燃焼が悪化し、出力や熱効率の低下、ＣＯやＨＣの増加、低温始動性の悪化や黒煙濃度の増加などをきたすので、これらをいかにくい止めるかが重要になる。
【０００３】
ＮＯｘの低減には、燃料噴射時期の遅延や燃焼室の改良など、エンジン自体を改良するいわゆるエンジンモディフィケーションと、排気ガスの一部を吸気に戻す排気再循環が有効であることがしられている。上述の燃焼悪化に対しては、燃焼室、噴射系、吸・ 排気系の変更による燃焼の最適化が図られている。また、変化するエンジンの回転数と負荷に応じて燃料噴射時期を精度よく、かつ敏速に制御し、また排気再循環も適時に、しかも必要最小限となるように制御することなども重要である。しかし、排気再循環を行うと排気中の煤が吸入空気を介して潤滑油に混入し、潤滑油の早期劣化とエンジン摺動部の摩耗が問題となる。また、ブローバイガス還元装置を装着した場合には、吸気マニホールド内壁に付着したオイルに煤が堆積し、吸気マニホールドを閉塞して、エンジンの性能を低下させる。
【０００４】
一方、エンジンの回転数と負荷に応じて燃料噴射時期を制御する方法において、燃料噴射ポンプの燃料を押し出すプランジャに細工をほどこし、該燃料噴射ポンプの回転速度による燃料の漏れ効果を制御することにより、燃料噴射時期を制御する機構は知られている。例えば、特開平６−５０２３７などである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＮＯｘを低減するために、燃料噴射時期を遅角させることが有効ではあるが、エンジンの低温始動性の悪化を招き、アイドリング時に失火する可能性が高くなるとともに、未燃焼の燃料による白煙が発生する。また、前記の特開平６−５０２３７記載の技術においては、プランジャの加工の精度により特性が大きく変化するため、燃料噴射ポンプの特性が加工過程に大きく依存する。このため、個々の燃料噴射ポンプの特性を均一化するためには、困難を要する。特にボッシュタイプの列型燃料噴射ポンプに適応した場合には、エンジンの各気筒への燃料供給量の均一化を行うのは困難である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
ポンプ本体内にプランジャバレルを固設して、該プランジャバレル内部には往復動自在に燃料圧送用のプランジャを配設し、該プランジャバレルにはプランジャ軸方向に対して直角に、燃料ギャラリに連通するメインポートと、ドレイン回路に連通するサブポートとを穿設し、該サブポートに対面する該プランジャの頂部には、段形状のリーク溝を形成し、圧送部からリーク溝を介してサブポートに至り、圧送初期に燃料をリークさせるようにした燃料噴射ポンプにおいて、該リーク量である漏れ度合を制御する手段を、該燃料噴射ポンプの外部より調節可能に付設し、該制御手段は、前記サブポート自体を直接に閉鎖するシート部材（２１５ｂ）と、該シート部材（２１５ｂ）を閉鎖方向に付勢する付勢部材（２１５ｃ）と、ならびに該シート部材（２１５ｂ）のリフト量を規制する調節軸（２１５ａ）により構成し、前記調節軸（２１５ａ）は、電磁弁の電磁ソレノイド部（２２１）により電気的に位置制御を可能とし、回転数または噴射量に応じて、燃料噴射初期の燃料のリーク量を制御すべく構成し、前記プランジャの頂部のリーク溝の段形状は、該プランジャを閉じるプランジャ軸方向相対位置長さが、噴射量の増減、すなわち、プランジャの回動により変化するよう、傾斜を具備した構成とし、該燃料噴射初期のリーク量の制御を、電子ガバナによりエンジンの回転数に応じてプランジャを回動し、リーク溝の位置が変化することによるリーク量の制御と、前記シート部材（２１５ｂ）の付勢力を電磁ソレノイド部（２２１）により制御して行なう制御とにより行ない、該電磁ソレノイド部（２２１）の調節軸（２１５ａ）の位置制御は、電子ガバナのコントローラに記憶したエンジンの回転数又は噴射量に対するリーク量の最適条件の関係を示すマップに基づき制御するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面に示した実施例に基づいて、本発明の構成を説明する。
【０００９】
図１は燃料噴射ポンプを装着したエンジンの側面図、図２は同じく後面図、図３は本発明に係る第一実施例としての燃料リーク量の制御手段を具備したボッシュ式列型燃料噴射ポンプの側面図、図４は同じく正面図、図５は該第一実施例におけるプランジャのリーク溝、サブポート、及び燃料リーク量制御機構の配置構成を示す平面一部断面図、図６は同じくプランジャのリーク溝の側面図、図７は同じくリーク溝の別構成を示す側面図、図８は同じくリーク溝の別構成を示す側面図である。
【００１０】
図９は本発明に係る第二実施例としての燃料リーク量の制御手段を具備したボッシュ式列型燃料噴射ポンプの正面断面図、図１０は該第二実施例におけるリーク量調節機構の側面一部断面図、図１１は分配形燃料噴射ポンプの側面断面図、図１２は同じく正面断面図、図１３は分配型燃料噴射ポンプに適用される燃料リーク量調節機構を示す正面一部断面図、図１４は同じく要部拡大正面一部断面図、図１５は分配型燃料噴射ポンプに適用される電磁弁を使用した場合の燃料リーク量調節機構の正面一部断面図、図１６は同じく、位置検出手段を具備する電磁弁を使用した場合の正面一部断面図である。
【００１１】
図１、図２において本発明の燃料噴射ポンプを装着するエンジンの構成について説明する。エンジン６１は、クランクケース６２、シリンダー部６３およびシリンダヘッド部６４により構成されており、該エンジン６１のシリンダヘッド部６４の側方には排気装置６５が配設されている。エンジン６１の側部には燃料噴射ポンプ２００が配設されており、図示しない燃料タンクより供給される燃料を各シリンダ内に高圧で供給可能に構成されている。
【００１２】
該エンジン６１には燃料噴射ポンプ２００より燃料が供給され、該燃料は空気とともにシリンダー部６３内に導入される。シリンダー部６３内には図示しない複数もしくは単数のシリンダおよびピストンが配設されており、前記導入された燃料と空気はシリンダにおいて図示しないピストンにより圧縮され、爆発した後に排気ガスとしてシリンダ部６３より排出される。該シリンダ部６３より排出される排気ガスはシリンダヘッド部６４より排出される。
【００１３】
該シリンダヘッド部６４には、図示しないバルブ機構が配設されており、該シリンダ部６４内において生成した排気ガスが、バルブ機構を介してシリンダヘッド部６４に配設された排気マニホールド６６内に排出される。各シリンダより排出された排気ガスは排気マニホールド６６に集合し、該排気マニホールド６６には前記排気装置６５が接続されている。該構成において排気マニホールド６６に集合させられた排気ガスが該排気装置６５内に導入される構成になっている。該燃料噴射ポンプ２００にはエンジン６１よりの駆動力が伝達されており、該エンジン６１の各シリンダに対する燃料の噴射タイミングは燃料噴射ポンプ２００において調節される。該燃料噴射ポンプ２００に伝達される動力はエンジン６１のクランクケース６２内に内包されるクランク軸に同期しており、燃料噴射ポンプ２００において燃料噴射時期を調節することにより、シリンダー部６３に内装されるピストンの摺動に対応した燃料の噴射をおこなうことできる。燃料噴射ポンプ２００より噴射された燃料はシリンダ部６３に内装される各シリンダ内に図示しない噴油弁を介して噴射される。
【００１４】
次に、列型燃料噴射ポンプの構成について説明する。図３、図４に示すごとく、列型燃料噴射ポンプ２００にはシリンダ数分のデリバリバルブ２０２・２０２・２０２が配設されており、該デリバリバルブ２０２より燃料を噴射する構成になっている。該列型燃料噴射ポンプ２００にはハウジング２０１に前後方向に挿嵌されたカム軸２０５が配設されており、該カム軸２０５にはカム２０６が一体成形されている。カム２０６の上方にはタペット２０４が配設されており、該タペット２０４はカム２０６の山に当接して上方に摺動される構成になっている。タペット２０４の上部にはプランジャ２０３の下部が接続されており、カム２０６の山の形状に沿ってタペット２０４が摺動される。タペット２０４の上部にはバネが装着されており、該バネにより下方に付勢されている。これにより、カム軸２０５が回動することにより、プランジャ２０３が上下に摺動する。
【００１５】
プランジャ２０３の上部はプランジャバレル２１０に挿嵌されており、該プランジャ２０３が下方に摺動することにより、プランジャバレル２１０内に燃料が導入される。この後、プランジャ２０３が上方に摺動することにより、該プランジャ２０３により燃料が加圧される。プランジャ２０３の上方にはデリバリバルブ２０２が配設されており、該プランジャ２０３により加圧された燃料が、デリバリバルブ２０２を介してエンジンの燃焼室内に供給される。
【００１６】
図３および図４に示すごとく、燃料噴射ポンプ２００にはデリバリバルブ２０２がシリンダ数分配設されており、該デリバリバルブ２０２の下方には上述のごとく、プランジャ２０３および該プランジャ２０３に接続されたタペット２０４および該タペット２０４を上下に摺動させるカム２０６が配設されている。上記デリバリバルブ２０２はそれぞれエンジンの燃焼室に図示しない配管により接続されており、カム軸２０５の回動により、燃料を噴射する。
【００１７】
また、ハウジング２０１の後部にはガバナケース２０８が装着されており、該ガバナケース２０８内にはガバナ機構２０７が設けられている。該ガバナ機構２０７はカム軸２０５の回動速度により該燃料噴射ポンプ２００の燃料噴射量を調節する構成になっている。即ち、該カム軸２０５の後端部が、ハウジング２０１よりガバナケース２０８内に突入しており、該カム軸２０５の後端部はガバナウェイト支持部材３２の中心位置に挿嵌固設され、カム軸２０５の最後端は、摺動体３０内に挿入されている。ガバナウェイト支持部材３２にはガバナウェイト３１・３１・・・が枢支されており、カム軸４と一体の該ガバナウェイト支持部材３２が回転すると、その回転に伴って発生する遠心力により、ガバナウェイト３１・３１・・・が開き、該摺動体３０を、図中左側に押し出す。
【００１８】
上記の構成において、回転が速いほど、ガバナウェイト３１の開度は大きくなるので、該摺動体３０の押し出し量、即ち摺動量は大きくなる。該摺動体３０の摺動は、摺動体３０に一端を当接させたアーム２９に伝達される。該アーム２９はガバナケース２０８に枢支されており、アーム２９の他端にはラック２１が接続されている。前記摺動体３０の摺動量はアーム２９を介してラック２１を摺動させる。該ラック２１は、ガバナケース２０８よりハウジング２０１内に摺動自在に嵌入されており、前記プランジャ２０３に相対回動不能に挿嵌された制御スリーブ１７に連結されている。ラック２１が摺動することにより、制御スリーブ１７が回動し、該制御スリーブ１７とともに、プランジャ２０３が回動する。これにより、プランジャ２０３の有効ストロークを調節して、燃料圧送量を調節し、調速作用を行うのである。
【００１９】
該制御スリーブ１７と一体状にプランジャ２０３が回動することで、プランジャ２０３の側面に刻設されたプランジャリード１６の位置が、メインポート２１２に対して上下方向に変位する。プランジャリード１６はプランジャ２０３にらせん状に刻設されているため、該プランジャ２０３が回動することにより、メインポート２１２に対してプランジャリード１６の位置を上下方向に変位させるものである。
【００２０】
プランジャバレル２１０には燃料ギャラリ２１１に連通するメインポート２１２が穿設されており、プランジャ２０３が下方に摺動した場合には燃料ギャラリ２１１の燃料がメインポート２１２を介してプランジャバレル２１０内に導入される。プランジャ２０３の上面には図５に示すごとく、前記プランジャリード１６に連通する油路２０３ａが刻設されており、プランジャ２０３の上部の燃料をプランジャリード１６に逃がす構成になっいる。このため、プランジャ２０３が上昇し、燃料を圧送する際にプランジャリード１６が前記メインポート２１２と一致することにより、油路２０３ａを介して燃料がプランジャリード１６に流入し、該プランジャリード１６からメインポート２１２を介して燃料ギャラリー２１１に流入する。
【００２１】
これによって、プランジャ２０３の一往復摺動における燃料の圧送量が変動するのである。即ち、ガバナ機構２０７にてプランジャ２０３の単位摺動量あたりの燃料圧送量が調節されるのである。
【００２２】
また、図５に示すごとく、プランジャ２０３の上面には、該プランジャ２０３をプランジャバレル２１０に装着させた状態において、サブポート２１３側にリーク溝２０３ｂが刻設されている。該リーク溝２０３ｂはプランジャ２０３においてメインポート２１２（プランジャリード１６）の対称位置に一定の範囲で刻設されており、図５に示すごとく、平面視で円弧状に、そして、図６の如く一定の深さＬを持って形成されている。このリーク溝２０３ｂの平面視した場合のプランジャ２０３径方向の幅Ｗは燃料噴射ポンプ２００の使用状況に対応して最適化することもできる。
【００２３】
プランジャ２０３は前記のガバナ機構２０７によりプランジャバレル２１０内を回動する構成であるので、該プランジャ２０３が回動させることにより、リーク溝２０３ｂをプランジャ２０３の摺動により、サブポート２１３と一致可能な位置もしくは一致不可能な位置に設定できる。上記の構成により、始動時には前記リーク溝２０３ｂをサブポート２１３と一致不可能な位置に設定するとともに、エンジンが運転状態になることにより、プランジャ２０３を回動し、リーク溝２０３ｂをサブポート２１３と一致可能な位置に移動させることができる。これにより、エンジンの始動時には、リーク溝２０３ｂを介してサブポート２１３に燃料が流入することなく、燃料噴射時期が早くなり（進角され）、エンジンが運転状態になるとプランジャ２０３が回動され、リーク溝２０３ｂを介してサブポート２１３に燃料が流入し、燃料を加圧するタイミングが遅くなり、燃料噴射時期が遅くなる（遅角される）。
【００２４】
前記の図６図示のリーク溝２０３ｂは、プランジャ２０３の上面の縁部に側面視で長方形状に構成されていて、その深さＬは図６において示すごとく、リーク溝２０３ｂの右端から左端まで一定である。このため、プランジャ２０３によりサブポート２１３を閉じる軸方向の相対的位置が変化しない。すなわち、前記リーク溝２０３ｂは側面視で長方形状に構成されているため、リーク溝２０３ｂの底面はプランジャ２０３と直交する構成になり、該プランジャ２０３を回動した場合においても、該リーク溝２０３ｂの底面の位置が変化しない。このように、サブポート２１３とリーク溝２０３ｂの底面の位置関係がプランジャ２０３の回動によっては変化しない構造においては、後記のごとくエンジンの運転時で燃料噴射時期を遅角側に制御された時、すなわちサブポート２１３がリーク溝２０３ｂに連通可能に配置された時において、メインポート１４とプランジャリード１６との連通・遮断時期の早い遅いにかかわらず、サブポート２１３とリーク溝２０３ｂとの連通開始及び終了時期は一定のままである。
【００２５】
これに対し、図７および図８に示すごとく、前記リーク溝２０３ｂの底面を傾斜させる構成をとることもできる。図７において、リーク溝２０３ｂの中央位置の深さはＬに構成されており、該リーク溝２０３ｂの底面は、側面視角θに右下がりに傾斜している。また、図８において、リーク溝２０３ｂの中央位置の深さはＬに構成されており、該リーク溝２０３ｂの底面は、側面視角度θに右上がりに傾斜している。このような形状のリーク溝２０３ｂを設ければ、前記ガバナ機構による燃料噴射量（負荷量）の調節のためのプランジャ２０３の回動に伴って、サブポート２１３に対する連通タイミングを調節できる。即ち、エンジン運転時で燃料噴射時期を遅角側に制御している場合において、プランジャリード１６とメインポート１４との連通及び遮断タイミングに合わせて燃料リークの開始及び終了時期を調節できる。なお、図７及び図８のように傾斜方向を反対にしたものは、プランジャリード１６及びプランジャ２０３の回転方向が反対のものに対して対応させることも考えられるし、或いは燃料噴射量の増減に伴って、燃料リーク量を増大させるか減少させるか何れに対応させるのが適当かが判った時点で、いずれかを適用するようにすればよい。
【００２６】
また、サブポート２１３には調節軸２１４が挿入されており、該調節軸２１４は先端が円錐状に構成されている。該調節軸２１４はハウジング２０１にプランジャ２０３の摺動方向と直交する方向より螺装された構成になっており、サブポート２１３と調節軸２１４の間隙を燃料が通過する構成になっている。このため、該調節軸２１４をサブポート２１３に挿入する量を調節することにより、サブポート２１３と調節軸２１４との間隙を調節することができ、サブポート２１３よりの燃料の逃げ量を調節できる。本実施例においては３つのプランジャバレル２１０・２１０・２１０それぞれに上記のごとく、調節軸２１４が装着されており、各プランジャバレル２１０のサブポート２１３よりの燃料の逃げ量を調節できる構成になっている。
【００２７】
サブポート２１３にはドレイン回路を接続することができる。このドレイン回路は、前記サブポート２１３と調節軸２１４により構成される間隙より下流側に接続される。
【００２８】
本実施例においては３つのプランジャバレル２１０・２１０・２１０それぞれに上記のごとく、調節軸２１４が装着されており、各プランジャバレル２１０のサブポート２１３よりの燃料の逃げ量を調節できるため、燃料の噴射量を各燃料噴射機構において調節できる。これにより、エンジンの始動性を向上するとともに、エンジンの運転時の酸化窒素の排出を低減でき、燃料ポンプ２００の燃料噴射性能を向上するとともに、エンジンの調節を容易にすることができる。上記のごとく構成することにより、制御特性を加工精度のみに依存せず調節可能であり、燃料噴射ポンプ２００の外部より調節できる構造とするとともに、燃料噴射のバラツキを合わせて調節できるため、ハイレベルの加工精度を要求することなく、適応性の高い、かつ個体差のない、燃料噴射ポンプを提供することができる。
【００２９】
次に、サブポート２１３よりの燃料の流量（すなわち、燃料のリーク量）を調節する調節手段として、シート部材、付勢部材、ならびに該シート部材のリフト量を規制する調節軸からなる調節手段を用いた構成について説明する。図９、図１０において、ハウジング２０１の側部にはサブポート２１３のリーク量調節機構２１５が配設されており、該サブポート２１３より燃料が逃げる（リーク）量を調節する構成になっている。リーク量調節機構２１５は、調節軸２１５ａ、シート部材２１５ｂおよびスプリング（付勢部材）２１５ｃにより構成されている。該調節軸２１５ａはハウジング２０１に外部より螺装されており、調節軸２１５ａの前方にはシート部材２１５ｂが配設されており、調節軸２１５ａとシート部材２１５ｂの間にはスプリング２１５ｃが配設されている。
【００３０】
上記の構成において、シート部材２１５ｂは先端が円錐形に構成されており、該シート部材２１５ｂがサブポート２１３へ挿入されている。このため、燃料がサブポート２１３より流出する際にはスプリング２１５ｃの付勢力に押し勝ち、流出する事となる。また、調節軸２１５の位置により、サブポート２１３へシート部材２１５ｂを押し付ける力を調節できる。
【００３１】
上記の構成により、制御特性を加工精度のみに依存せず調節可能であり、燃料噴射ポンプ２００の外部より調節できる構造とするとともに、燃料噴射のバラツキを合わせて調節できるため、ハイレベルの加工精度を要求することなく、適応性の高い、かつ個体差のない、燃料噴射ポンプを提供することができる。また、シート部材２１５ｂを別体で構成しており、リーク量の確実な制御が可能となり、燃料噴射ポンプ２００における個々のプランジャ２０３による燃料噴射の個体差の吸収も可能であり、安定した特性の確保ができる。
【００３２】
上記の調節軸２１５ａ、シート部材２１５ｂおよびスプリング２１５ｃにより構成されるリーク量調節機構２１５を分配型燃料噴射ポンプに装着した場合について説明する。分配型燃料噴射ポンプの全体構成について、図１１乃至図１４を用いて説明する。図１１および図１２において、燃料噴射ポンプ１の下部にはカム５を備えたカム軸４が横設され、該カム軸４はカム軸受１２を介してハウジング２８に回転自在に軸支されている。カム５の上方には、プランジャバレル８に上下摺動自在に嵌挿されたプランジャ７が配設され、該プランジャ７の下端にはタペット１１が付設されている。プランジャ７及びタペット１１はスプリング等の付勢手段により下方へ付勢され、該タペット１１がカム５に当接している。そして、カム５の回転によりプランジャ７が上下動するように構成している。
【００３３】
また、前記プランジャ７の側方には、分配軸９が該プランジャ７と軸心を平行に配設されており、該分配軸９は分配軸スリーブ１０に回転自在に嵌挿されるとともに、該分配軸９の下端部に連結した分配駆動軸１９により回転駆動される。該分配駆動軸１９及び分配軸９はカム軸４と直交する方向に配置されている。
そして、分配駆動軸１９の上端部には、該分配軸９の同軸上にフィードポンプ６を配設して連動連結している。
【００３４】
上述のごとく構成した燃料噴射ポンプ１において、フィードポンプ６により燃料ギャラリー４３へ燃料が圧送され、プランジャ７が上下動範囲の下端部に位置すると、燃料ギャラリー４３内の燃料が吸込ポート１４を通じてプランジャバレル８内へ圧送される。
プランジャ７がカム５により押し上げられて上昇すると、プランジャバレル８内の燃料は、分配軸スリーブ１０及び分配軸９を介してデリベリバルブ１８へ圧送され、該デリベリバルブ１８に連結された燃料噴射弁から噴射される。この場合、カム軸４と連動して回転する分配軸９により、燃料は複数のデリベリバルブ１８へ分配されて圧送される。
【００３５】
そして、プランジャ７がさらに上昇すると、該プランジャ７に形成したプランジャリード１６とプランジャバレル８に設けた排出ポートが連通し、これにより、プランジャバレル８内と燃料ギャラリー４３とが連通して、該プランジャバレル８内に圧送された燃料は燃料ギャラリー４３内へ逆流する。尚、ガバナ機構によりプランジャ７を軸心を中心に回動させることで、プランジャリード１６と前記排出ポートとが連通する際のプランジャ７の上下位置を変化させることができ、これにより、燃料噴射弁から噴射する燃料量を調節することができる。
【００３６】
ガバナハウジング３６内においては、リニヤソレノイド３６ｂにより、制御されるガバナ機構が組み込まれている。即ち、リニヤソレノイド３６ｂにはラック２１が接続されており、ガバナハウジング３６より本体ハウジング２８内に摺動自在に嵌入されており、制御スリーブ１７に連結されていて、その摺動とともに制御スリーブ１７を回動させ、プランジャ７の初期位置を上下調節して、プランジャ７の往復摺動量を、即ち、プランジャ７の燃料圧送量を調節して、調速作用を行うのものである。
【００３７】
該制御スリーブ１７と一体状にプランジャ７が回動することで、プランジャリード１６の位置が、メインポート１４に対して上下方向に変位する。プランジャリード１６はプランジャ７にらせん状に刻設されているため、該プランジャ７が回動することにより、メインポート１４に対してプランジャリード１６の位置を上下方向に変位させるものである。これによって、プランジャ７の一往復摺動における燃料吸入量が変動するのである。即ち、ガバナ機構にてプランジャ７の単位摺動量あたりの燃料圧送量が調節されるのである。
【００３８】
プランジャバレル８の内側は導入された燃料を加圧するための燃料圧室４４に構成されており、該燃料圧室４４内に導入された燃料はプランジャ７により加圧されたのちに、プランジャバレル８の上部に設けられた油路４９を介して分配軸９に圧送される。
【００３９】
メインポート１４は上部ハウジング２８ａに穿設された燃料供給油路４１に接続しており、該燃料供給油路４１には燃料が循環されており、常にメインポート１４に燃料が供給される構成になっている。また、プランジャバレル８にはメインポート１４のプランジャ７を介した対向位置にサブポート４２が設けられており、該サブポート４２はメインポート１４よりも小径に構成されている。上記メインポート１４およびサブポートは燃料の吸入および排出を行うものである。また、プランジャー７のプランジャー上縁部７ａには上部サブリード７ｂが設けられていて、上死点に達するまでの進角域でメインポート１４がプランジャ７の側面にて閉じられた時に該上部サブリード７ｂが該サブポート４２に連通して燃料をリークさせて、燃料噴射時期を調節するのである。この上部サブリード７ｂの形状に関しては、前記の列型燃料噴射ポンプ２００と同様に、その底部を、前記実施例の図６の如く、略水平面状の一定深さに形成してもよいし、或いは、燃料噴射量調節時のプランジャ７の回動に合わせて（エンジン運転時の燃料噴射時期の遅角側制御中において）、燃料リークの開始・終了時期を調節できるように、前記実施例の図７及び図８の如く、傾斜状にしてもよい。
【００４０】
上部ハウジング２８ａの側部には、調節軸２１５ａ、シート部材２１５ｂおよびスプリング２１５ｃにより構成されるリーク量調節機構２１５が装着されており、該リーク量調節機構２１５の先端を構成するシート部材２１５ｂはサブポート４２に挿入されている。該構成において、シート部材２１５ｂを付勢するスプリング２１５ｃの付勢力を押し切り、燃料がサブポート４２よりリークする。上記のごとく、構成するため、制御特性を加工精度のみに依存せず、調節可能である。また、燃料噴射ポンプの外部より、調節軸２１５ａによりスプリング２１５ｃの付勢力の付勢力を調節できるため、リーク量の調節を容易におこなうことができる。これにより、ハイレベルの加工精度を要求することなしに、サブポートからの燃料リーク量の微調節が可能であって、燃料噴射ポンプの性能のバラツキを解消でき、適応性の高い燃料噴射ポンプを提供することができる。また、以上のような分配型の燃料噴射ポンプでは、圧送部分が単一なので、複数シリンダ間の燃料噴射時期のバラツキが少なく、良好な特性を得られる。そして、このタイプの燃料噴射ポンプに該リーク量調節機構２１５を装着するに際しては、前記の実施例では単一のプランジャ７の圧送部分に対して唯一個のリーク量調節機構２１５を取り付けるだけでよいので、コストの抑制にも繋がる。
【００４１】
また、上記構成において、リーク量調節機構２１５にリニアソレノイド等の電磁弁のアクチュエータによりシート部材のリフト量を規制する構成について説明する。図１５において、上部ハウジング２８ａの側部には、アクチュエータ部である電磁ソレノイド部２２１が配設されており、該電磁ソレノイド部２２１の先端にはシート部材２１５ｂが配設されている。該電磁ソレノイド部２２１とシート部材２１５ｂの間にはスプリング２１５ｃが配設されており、該シート部材２１５ｂは前記のごとく、サブポート４２に挿入されている。サブポート４２はシート部材２１５ｂにより閉じられており、サブポート４２に燃料が流入し、該燃料の圧力がスプリング２１５ｃの付勢力を押し切るに十分である場合には、シート部材２１５ｂが摺動し、燃料がサブポート４２より燃料ギャラリー４３に流出する構成になっている。
【００４２】
上記の構成において、シート部材２１５ｂの摺動量は電磁ソレノイド２２１のプランジャ２２１ａの位置により規制される。該電磁ソレノイド２２１には摺動自在に構成されたプランジャ２２１ａが配設されており、該プランジャ２２１ａの後部には鉄芯が接続されており、該鉄心の後部にはリターンスプリングが装着され、該鉄芯を図中右側に付勢する構成になっている。電磁ソレノイド２２１に電圧を掛けることにより、鉄心が図中において左側に摺動し、プランジャ２２１ａを摺動させ、プランジャ２２１ａの位置を制御可能に構成している。該プランジャ２２１ａの位置は電磁ソレノイド２２１にかける電流値に応じて制御出来る構成となっている。
【００４３】
サブポート４２を閉ざした状態のシート部材２１５ｂとプランジャ２２１ａの距離により、サブポート４２とシート部材２１５ｂとの最大間隙量を調節できる構成となっている。該電磁ソレノイド２２１は図示しないコントローラに接続されており、エンジンの回転数または負荷のパラメータに応じて、燃料噴射初期の燃料のリーク量を可変制御でき、初期の燃料噴射率の制御とタイミング制御機能を有する燃料噴射ポンプが構成される。これにより、低エミッション、低騒音を実現し、エンジンの燃焼状態の最適化をおこなうことができる。
【００４４】
次に、上記の構成において、アクチュエータ部として電磁ソレノイド２２１に位置検出の手段が装着された構成について説明する。図１６において、上部ハウジング２８ａの側部には、アクチュエータ部である電磁ソレノイド部２２１が配設されており、該電磁ソレノイド部２２１の先端にはシート部材２１５ｂが配設されている。該電磁ソレノイド部２２１とシート部材２１５ｂの間にはスプリング２１５ｃが配設されており、該シート部材２１５ｂは前記のごとく、サブポート４２に挿入されている。サブポート４２はシート部材２１５ｂにより閉じられており、サブポート４２に燃料が流入し、該燃料の圧力がスプリング２１５ｃの付勢力を押し切るに十分である場合には、シート部材２１５ｂが摺動し、燃料がサブポート４２より燃料ギャラリー４３に流出する構成になっている。
【００４５】
上記の構成において、シート部材２１５ｂの摺動量は電磁ソレノイド２２１のプランジャ２２１ａの位置により規制される。該電磁ソレノイド２２１には摺動自在に構成されたプランジャ２２１ａが配設せれており、該プランジャ２２１ａの後部には鉄芯が接続されており、該鉄心の前部にはリターンスプリングが装着され、該鉄芯を図中左側に付勢する構成になっている。電磁ソレノイド２２１に電圧を掛けることにより、鉄心が図中において右側に摺動し、プランジャ２２１ａを摺動させ、プランジャ２２１ａの位置を制御可能に構成している。該プランジャ２２１ａの位置は電磁ソレノイド２２１にかける電流値に応じて制御出来る構成となっている。
【００４６】
上記プランジャ２２１ａに接続した鉄心の電磁ソレノイド２２１に対する位置は該電磁ソレノイド２２１の後部において一体成形された位置センサー部２２１ｂにより検出させる構成になっている。サブポート４２を閉ざした状態のシート部材２１５ｂとプランジャ２２１ａの距離により、サブポート４２とシート部材２１５ｂとの最大間隙量を調節できる構成となっている。該電磁ソレノイド２２１は図示しないコントローラに接続されており、エンジンの回転数または負荷のパラメータに応じて、燃料噴射初期の燃料のリーク量を可変制御でき、初期の燃料噴射率の制御とタイミング制御機能を有する燃料噴射ポンプが構成される。
【００４７】
これにより、低エミッション、低騒音を実現し、エンジンの燃焼状態の最適化をおこなうことができる。また、該プランジャ２２１ａの位置により燃料のリーク量を認識できる構成になっている。これにより、サブポート４２よりの燃料のリーク量を前記コントローラにおいてマップ制御することができる。エンジンの回転数もしくは負荷に対する燃料のリーク量の最適条件の関係を示すマップを記憶した（電子ガバナ用の）コントローラに、エンジンの回転数もしくは負荷およびプランジャ２２１ａの位置が入力され、該エンジンの回転数もしくは負荷に対する燃料のリーク量の最適条件の関係を示すマップと比較され、リーク量を調節すべく、コントローラにより電磁ソレノイドが摺動され、燃料のリーク量が調節される。該コントローラにおいてマップ制御されるため、燃料のリーク量を適切に量に制御することができる。エンジンの回転数と負荷（燃料噴射量）のパラメータに応じて、吐出初期の燃料のリーク量をマップ制御し、電子ガバナの噴射量のマップ制御と組み合わせることにより、燃料のリーク量と燃料噴射ポンプのプランジャ７の有効ストロークの相関値を適切に補正することにより、エンジンの燃焼状態の最適化を図ることができる。これにより、エンジンの性能を向上するとともに、エンジンの耐久性を向上できる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１に記載の如く、ポンプ本体内にプランジャバレルを固設して、該プランジャバレル内部には往復動自在に燃料圧送用のプランジャを配設し、該プランジャバレルにはプランジャ軸方向に対して直角に、燃料ギャラリに連通するメインポートと、ドレイン回路に連通するサブポートとを穿設し、該サブポートに対面する該プランジャの頂部には、段形状のリーク溝を形成し、圧送部からリーク溝を介してサブポートに至り、圧送初期に燃料をリークさせるようにした燃料噴射ポンプにおいて、該リーク量である漏れ度合を制御する手段を、該燃料噴射ポンプの外部より調節可能に付設し、該制御手段は、前記サブポート自体を直接に閉鎖するシート部材（２１５ｂ）と、該シート部材（２１５ｂ）を閉鎖方向に付勢する付勢部材（２１５ｃ）と、ならびに該シート部材（２１５ｂ）のリフト量を規制する調節軸（２１５ａ）により構成し、前記調節軸（２１５ａ）は、電磁弁の電磁ソレノイド部（２２１）により電気的に位置制御を可能とし、回転数または噴射量に応じて、燃料噴射初期の燃料のリーク量を制御すべく構成し、前記プランジャの頂部のリーク溝の段形状は、該プランジャを閉じるプランジャ軸方向相対位置長さが、噴射量の増減、すなわち、プランジャの回動により変化するよう、傾斜を具備した構成とし、該燃料噴射初期のリーク量の制御を、電子ガバナによりエンジンの回転数に応じてプランジャを回動し、リーク溝の位置が変化することによるリーク量の制御と、前記シート部材（２１５ｂ）の付勢力を電磁ソレノイド部（２２１）により制御して行なう制御とにより行ない、該電磁ソレノイド部（２２１）の調節軸（２１５ａ）の位置制御は、電子ガバナのコントローラに記憶したエンジンの回転数又は噴射量に対するリーク量の最適条件の関係を示すマップに基づき制御するので、燃料噴射の制御特性をポンプ各部の加工精度のみに頼ることなく、該手段を介して該ポンプの外部より容易に調節可能となり、ハイレベルの加工精度を要求することなく、適応性の高い、かつ個体差のない燃料噴射ポンプを提供できる。
さらに、ボッシュ式の列型燃料噴射ポンプにおいては、このリーク量調節手段を各プランジャ機構に対して取り付けることにより、複数気筒間の燃料リーク量のバラツキを正確に補正することができる。
また、分配型燃料噴射ポンプにおいては、このリーク量調節手段を、気筒数分の複数のデリバリバルブに燃料を圧送する一以上のプランジャに対して取り付けるだけでよく、少ない（或いは一個の）リーク量調節手段によって複数気筒間の燃料リーク量のバラツキを解消できる。
また、エンジンの始動性を向上するとともに、エンジンの運転時の酸化窒素の排出を低減でき、燃料噴射性能を向上するとともに、エンジンの調節を容易にすることができるのである。
【００４９】
さらに、前記プランジャの頂部の溝部の段形状を、そのプランジャ軸方向相対位置長さが、負荷（噴射量）の増減、すなわち、プランジャの回動により変化するよう、傾斜をもった部分的な段加工によって構成することにより、該プランジャ頂部における簡単な溝加工と、該プランジャの回動による位置調節によって、エンジン運転時で燃料噴射時期を遅角側に制御している間に、サブポートからの燃料流出開始及び終了時期を調節でき、前記のリーク量制御手段と合わせて、燃料のリーク量の調節精度がさらに精密になる。
さらに、ボッシュ式の列型燃料噴射ポンプにおいては、この溝加工を各プランジャ機構に対して行うことにより、複数気筒間の燃料リーク量のバラツキをより正確に補正することができる。
また、分配型燃料噴射ポンプにおいては、このプランジャの溝加工は、気筒数分の複数のデリバリバルブに燃料を圧送する一以上のプランジャに対して行うだけでよく、少ない（或いは一個の）プランジャの溝加工によって複数気筒間の燃料リークタイミングのバラツキを解消できる。
故に、エンジンの始動性を向上するとともに、エンジンの運転時の酸化窒素の排出を低減でき、燃料噴射性能を向上するとともに、エンジンの調節を容易にすることができる。
【００５０】
また、前記の燃料噴射ポンプの外部より調節可能に付設したリーク量（漏れ度合）を制御する手段を、サブポートを閉鎖するシート部材、付勢部材、ならびに該シート部材のリフト量を規制する調節軸より構成することとし、このようにシート部材を別体で構成することにより、燃料噴射ポンプにおける個々のプランジャによる燃料噴射の個体差の吸収も可能であり、リーク量の確実な制御が可能となり、安定した特性の確保ができる。そして、その調節軸によるシート部材のリフト量調節のみの容易な操作によって、ポンプ外部からの燃料リーク量の調節が可能となったのでる。
【００５１】
さらに、前記調節軸を電磁弁のアクチュエータ部より構成して電気的に位置制御を可能とし、回転数または噴射量に応じて該調節軸の位置を制御してリーク量を増減して初期噴射率を制御し、該初期噴射率の制御を、電子ガバナによる噴射量の電子制御と組み合わせることにより、有効ストロークを補正することとしたので、前記の共通の効果に加え、エンジンの回転数と燃料噴射量のパラメータに応じて、吐出初期の燃料のリーク量をマップ制御し、電子ガバナの噴射量のマップ制御と組み合わせることにより、燃料のリーク量と燃料噴射ポンプのプランジャの有効ストロークの相関値を適切に補正することにより、エンジンの燃焼状態の最適化を図ることができる。これにより、エンジンの性能を向上するとともに、エンジンの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  燃料噴射ポンプを装着したエンジンの側面図である。
【図２】  同じく後面図である。
【図３】  本発明に係る第一実施例としての燃料リーク量の制御手段を具備したボッシュ式列型燃料噴射ポンプの側面図である。
【図４】  同じく正面図である。
【図５】  該第一実施例におけるプランジャのリーク溝、サブポート、及び燃料リーク量制御機構の配置構成を示す平面一部断面図である。
【図６】  同じくプランジャのリーク溝の側面図である。
【図７】  同じくリーク溝の別構成を示す側面図である。
【図８】  同じくリーク溝の別構成を示す側面図である。
【図９】  本発明に係る第二実施例としての燃料リーク量の制御手段を具備したボッシュ式列型燃料噴射ポンプの正面断面図である。
【図１０】  該第二実施例におけるリーク量調節機構の側面一部断面図である。
【図１１】  分配形燃料噴射ポンプの側面断面図である。
【図１２】  同じく正面断面図である。
【図１３】  分配型燃料噴射ポンプに適用される燃料リーク量調節機構を示す正面一部断面図である。
【図１４】  同じく要部拡大正面一部断面図である。
【図１５】  分配型燃料噴射ポンプに適用される電磁弁を使用した場合の燃料リーク量調節機構の正面一部断面図である。
【図１６】  同じく、位置検出手段を具備する電磁弁を使用した場合の正面一部断面図である。
【符号の説明】
２００・１  燃料噴射ポンプ
２０１  ハウジング
２０２  デリバリバルブ
２０３・７  プランジャ
２０３ｂ  リーク溝
２１１  燃料ギャラリ
２１２  メインポート
２１３  サブポート
２１４  調節軸
２１５  リーク量調節機構
２１５ａ  調節軸
２１５ｂ  シート部材
２１５ｃ  スプリング（付勢部材）
２２１  電磁ソレノイド
【図１】
0004138134.tif 000002
【図２】
0004138134.tif 000003
【図３】
0004138134.tif 000004
【図４】
0004138134.tif 000005
【図５】
0004138134.tif 000006
【図６】
0004138134.tif 000007
【図７】
0004138134.tif 000008
【図８】
0004138134.tif 000009
【図９】
0004138134.tif 000010
【図１０】
0004138134.tif 000011
【図１１】
0004138134.tif 000012
【図１２】
0004138134.tif 000013
【図１３】
0004138134.tif 000014
【図１４】
0004138134.tif 000015
【図１５】
0004138134.tif 000016
【図１６】
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