(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガバナの出力をガバナ出力リンクを介して燃料噴射ポンプの燃料噴射量調整用の燃料ラックに伝達するようにした燃料噴射ポンプ制御装置において、
前記ガバナ出力リンクと燃料ラックとを、該ガバナ出力リンクに往復動可能に挿通された連結リンク及び該連結リンクと前記ガバナ出力リンクとの間に介装されて前記燃料ラックを噴射量減の方向に付勢するばねを介して連結するとともに、前記ガバナ出力リンクに固定されたシリンダと該シリンダ内を往復動するピストンと該ピストンの端部に固定された調整ねじを備えた流体圧シリンダを設け、前記ガバナ出力リンクの燃料増方向への移動を前記シリンダ、ピストン及び調整ねじを介して前記燃料ラックに伝達可能に、かつ該ピストン及び調整ねじが前記ばねを圧縮する方向に変位することにより前記燃料ラックが噴射量増となるように構成し、
前記流体圧シリンダへの作動流体供給路には、該流体圧シリンダのピストン及び前記調整ねじを移動せしめるための作動流体の該流体圧シリンダへの供給、遮断を司どる電磁弁を設けてなることを特徴とする燃料噴射ポンプ制御装置。
【請求項２】
前記連結リンクの前記ばねとは逆方向の面に前記調整ねじの端面を当接し、該調整ねじを突出せしめた時、前記燃料ラックが前記連結リンクを介して噴射量増の方向に移動するように構成されてなる請求項１記載の燃料噴射ポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関用燃料噴射ポンプ、特にディーゼルエンジン用ジャーク式燃料噴射ポンプの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４はディーゼルエンジン用制御装置の一例を示す平面図である。
図４において、１００はエンジン本体、１は燃料を加圧して燃料噴射弁（図示せず）に供給する燃料噴射ポンプ、１２はエンジンの回転数を制御するガバナ、２は前記燃料噴射ポンプ１の燃料噴射量を調整する燃料ラックである。
【０００３】
かかるディーゼルエンジンにおいては、フライウエイトの速心力とガバナスプリングとの力の釣り合いによって変化するシフタを出力端とする機械式ガバナ、エンジン回転数変化により油圧で作動するパワーピストンを出力端とする油圧式ガバナ、そしてエンジン回転数あるいは負荷を入力とし、アナログあるいはデジタル電子制御により作動するアクチュエータを出力端とする電子ガバナ等が使用されているが、これら各ガバナの上記出力端が図４に示すガバナ出力リンク３に連結される。
【０００４】
そして、前記ガバナ出力リンク３はこれに固定された連結リンク４を介して前記燃料ラック２に連結される。７は前記ガバナ出力リンク３を往復摺動自在に支持するブラケットで、エンジン本体１００にボルトにより固定されている。
【０００５】
かかる燃料噴射ポンプ制御装置を備えたディーゼルエンジンの運転時において、エンジン回転数あるいは負荷の増減によってガバナ１２からの出力がガバナ出力リンク３に伝達され、これが図４のＺ矢印のように往復移動する。この往復変位は連結リンク４を介して燃料ラック２に伝達され、該燃料ラック２が往復動せしめられる。該ラック２の往復変位によって周知のように、燃料噴射ポンプ１のピニオンを介してプランジャが回動されてこれの有効行程が変化せしめられ、これによって燃料噴射量が変化せしめられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記ディーゼルエンジンにおいては、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX ）の発生を抑制するため、燃料とともに水を噴射する方式が種々提供されている。かかるディーゼルエンジンにおいて、１本の燃料噴射弁より燃料と水とを混合噴射させる方式の場合、燃料に水が添加される分、燃料噴射ポンプ１からの噴射量は燃料のみの噴射に較べて大幅に増加する必要がある。
【０００７】
然るに燃料噴射制御を司さどるガバナ１２は、一般に燃料のみの噴射量制御を行なう事を前提としてエンジンの最大出力時における燃料制御作動最大範囲を設定している。つまり、かかる従来技術では図５に示す燃料噴射量線図において、ガバナ１２の燃料制御最大値即ちガバナの最大作動量Ｍ１及びこれに対応する最大燃料噴射量Ｑ１を設定している。
【０００８】
このため、かかるディーゼルエンジンにおいては、上記のように水が添加されると、これによる噴射量の増加に対応する量だけ、ガバナ１２はその作動範囲即ち最大作動量Ｍ１を超えて作動することを要し、これによってガバナ１２による噴射量制御が不可能となるという問題が生ずる。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ガバナの最大作動量即ち作動範囲を変えることなく、水噴射等の他流体の噴射に伴う噴射量増に対応可能として、燃料と水等との二流体噴射及び燃料のみの噴射の切り換えをガバナ性能を変えることなく自在に実施可能とした燃料噴射ポンプの制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、ガバナの出力をガバナ出力リンクを介して燃料噴射ポンプの燃料噴射量調整用の燃料ラックに伝達するようにした燃料噴射ポンプ制御装置において、
前記ガバナ出力リンクと燃料ラックとを、該ガバナ出力リンクに往復動可能に挿通された連結リンク及び該連結リンクと前記ガバナ出力リンクとの間に介装されて前記燃料ラックを噴射量減の方向に付勢するばねを介して連結するとともに、前記ガバナ出力リンクに固定されたシリンダと該シリンダ内を往復動するピストンと該ピストンの端部に固定された調整ねじを備えた流体圧シリンダを設け、前記ガバナ出力リンクの燃料増方向への移動を前記シリンダ、ピストン及び調整ねじを介して前記燃料ラックに伝達可能に、かつ該ピストン及び調整ねじが前記ばねを圧縮する方向に変位することにより前記燃料ラックが噴射量増となるように構成し、前記流体圧シリンダへの作動流体供給路には、該流体圧シリンダのピストン及び前記調整ねじを移動せしめるための作動流体の該流体圧シリンダへの供給、遮断を司どる電磁弁を設けてなることを特徴とする燃料噴射ポンプ制御装置を提案する。
【００１１】
さらに本発明は、前記手段に加えて、前記ガバナ出力軸と燃料ラックとを連結リンクを介して連結し、該連結リンクの一端面と前記ガバナ出力リンクとの間に前記ばねを介装し、該連結リンクの前記ばねとは逆方向の面に前記調整ねじの端面を当接し、該調整ねじを突出せしめたとき、前記燃料ラックが前記連結リンクを介して噴射量増の方向に移動するように構成する。
【００１２】
かかる発明によれば、水（他の流体も含む）噴射に対応する際には電磁弁を閉として、流体圧シリンダの一方側の流体室への流体の供給を遮断することにより、調整ねじを介して燃料ラックを噴射量増量位置にシフトせしめる。即ち、ガバナ出力リンクの位置、つまりガバナ作動量を変更することなく燃料噴射ポンプの噴射量を増加し、水噴射による噴射量増加に対応することができる。
【００１３】
水噴射を遮断する際には、電磁弁を閉として流体圧シリンダの双方の流体室に作動流体を供給すると、流体圧シリンダ内の面積差により、調整ねじを介して燃料ラックは噴射量減の方向に引き戻され前記水噴射のための噴射量増のシフトが解除される。
【００１４】
従って、流体圧シリンダへの作動流体の給排を電磁弁によって制御することにより、ガバナ作動量を変化させることを要さずに噴射量の増減を行なうことができ、ガバナを最大燃料噴射量に対応する最大作動範囲内で水噴射による噴射量の増量が実現できる。
【００１５】
また、流体圧シリンダに取付けられた調整ねじの突出量を調整することにより、噴射量の増化量を任意に調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１７】
図１は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ制御装置の要部平面図、図２はエアシリンダ取付部近傍の構造図、図３は作用説明図である。
【００１８】
図１〜図２において、１は燃料噴射ポンプ、２は該燃料噴射ポンプ１の燃料噴射量を調整する燃料ラック、１２は前記機械式ガバナ、油圧式ガバナ、電子ガバナ等を含むガバナである。
【００１９】
３は該ガバナ１２の出力端であるガバナ出力リンク、７はエンジン本体１００に固着されて、該ガバナ出力リンク３を往復摺動自在に支持するブラケットである。
４はボス部４ａ及びレバー部４ｂからなる連結リンクであり、該レバー部４ｂの端部が前記燃料ラック２に固定され、ボス部４ａの挿通孔内に前記ガバナ出力リンク３が往復動可能に挿通されている。
【００２０】
６は、前記連結リンク４のボス部４ａのガバナ１２側端面４ｃと前記ガバナ出力リンク３に形成されたばね受部３ａとの間に、架設されたばねで、圧縮ばねにて構成され、前記連結リンク４を介して燃料ラック２を噴射量「０」（ゼロ）の方向（図２のＹ矢印と逆方向）に付勢している。
従って、前記ガバナ出力リンク３と連結リンク４とは直接に連結されず、ばね６を介して連結させることとなる。
【００２１】
５はシリンダ５ｄが前記ガバナ出力リンク３に固定されたエアシリンダであり、該エアシリンダ５の往復動用ピストン５ａの一端には調整ねじ１１が取り付けられ、該調整ねじ１１の先端が前記連結リンク４のレバー部４ｂの反ガバナ側の板面４ｄ（前記ボス４ａの端面４ｃとは反対側の板面）に、前記ばね６の弾力により常時、当接されるようになっている。
【００２２】
５ｂは該エアシリンダ５のピストン５ａによって区画された第１の空気室、５ｃは第２の空気室、９は該第２の空気量５ｃに接続される主空気管、１０は第１の空気室５ｂに接続されるパイロット空気管、８は該パイロット空気管１０に設けられた開閉制御用の電磁弁である。前記第１の空気室５ｂの断面積は、第２の空気室５ｃよりも大きく形成されている。
【００２３】
そして、前記エアシリンダ５の第２の空気室５ｃには、前記主空気管９を経て、常時所定圧力に加圧された空気が供給され、また第１の空気室５ｂには、前記パイロット空気管１０を経て電磁弁８の開閉により、空気が給断されるようになっている。
【００２４】
かかる構成を備えた燃料噴射ポンプの制御装置を用いたディーゼルエンジンの運転時において、前記ガバナ出力リンク３が燃料減の方向に作動すると、該ガバナ出力リンク３から前記ばね６及び前記連結リンク４を介して燃料ラック２が燃料減の方向（図２のＹ矢と逆方向）に作動せしめられる。また、前記ガバナ出力リンク３が燃料増の方向に作動すると、前記のように該ガバナ出力リンク３に固定されたシリンダ５ｄ及び常時空気圧が作用している第２の空気室５ｃ及びピストン５ａ及び調整ねじ１１を介して前記燃料ラック２が燃料増の方向（図２のＹ矢方向）に作動せしめられる。
そして、前記パイロット空気管１０の電磁弁８を閉じると、エアシリンダ５の第２の空気室５ｃには主空気管９を経た加圧空気が供給されている状態で、第１の空気室５ｂへの空気の供給が遮断される。これによりエアシリンダ５のピストン５ａ及び調整ねじ１１は、燃料ラック２を図２の右方向即ちＹ矢印にて示す噴射量増の方向に、該ピストン５ａのストローク相当分だけ変位させる。
【００２５】
即ち、図３において、ガバナ作動量Ｍ２（ガバナ変位量ａ）にて燃料ラック２がｃ分だけ噴射量増の方向に変位し、同じガバナ作動量Ｍ２にこのｃに相当する量だけ水の噴射量を許容することとなる。
【００２６】
この状態でガバナ作動量Ｍが増加すると、燃料ラック２は図３のＡ線に沿って噴射量が増加するように変位せしめられ、燃料と水の噴射がなされる。
そして、水の噴射が終了し、図３のガバナ変位量ｂにおいて、電磁弁８が開に切り換えられると、エアシリンダ５の第１の空気室５ｂにパイロット空気管１０を経たパイロット空気（第２の空気室５ｃの空気と同じ圧力）が供給される。
【００２７】
これを受けて、ピストン５ａは第１の空気室５ｂと第２の空気室５ｃとの断面積差によって図２のＹ矢印と逆方向即ち噴射量減の方向に調整ねじ１１とともに変位し、燃料ラック２は前記ばね６の弾力により連結リンク４を介して、同じガバナ作動量Ｍ３の状態で、噴射量減の方向（図３のＢ点からＣ点まで）に押し戻される。
これによって図３のＣ点からＤ点までは燃料のみの噴射がガバナ１２の制御によってなされる。
【００２８】
上記水の噴射に対応する燃料ラック２の増化量即ち図３のｃの量は、エアシリンダ５のピストン５ａに取り付けられた調整ねじ１１の突出量を調整することにより、任意に調整することができる。
【００２９】
また、水の噴射始め時期における燃料ラック２の噴射量増への変位開始位置即ち図３のａ位置及び水の噴射終了時期における燃料ラック２の噴射量減への変位開始位置即ち図３のｂ位置の調整は、パイロット空気管１０の電磁弁８の開始時期及び閉塞時期を変えることより夫々行なうことができる。
【００３０】
即ち、電磁弁８の閉時期を早くすれば図３のａが小さくなって、水噴射のための燃料ラック２の噴射量増へのシフトが早くなり、電磁弁８の開時期を早くすれば、図３のｂ位置が小さくなって水噴射のためのシフトの解除（噴射量減）が早くなる（電磁弁８の開閉時期を遅くするときは上記と逆）。
【００３１】
尚、この実施形態におけるエアシリンダ５に代えて油圧シリンダ等、他の流体を使用した流体圧シリンダとすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の記載の如く、本発明によれば、燃料噴射ポンプの燃料ラックに調整ねじを介して連結された流体圧シリンダへの作動流体の給排を電磁弁によって制御することにより、ガバナ作動量を変化させることを要さずに噴射量の増減を行なうことができ、ガバナを最大燃料噴射量に対応する最大作動範囲内で水噴射による噴射量の増量が実現する。
【００３３】
また、流体圧シリンダに取り付けられた調整ねじの突出量を調整することにより、噴射量の増加量を任意に調整することができる。
これにより、エンジンの停止時、運転時の何れにおいても、燃料のみの運転と燃料、水噴射運転との切り換えがガバナ性能を変えることなく、容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ制御装置の要部平面図である。
【図２】図１の実施形態におけるシリンダ（流体圧シリンダ）取付部近傍の拡大構造図である。
【図３】図１の実施形態における作用説明図ある。
【図４】従来の燃料噴射ポンプ制御装置の要部平面図である。
【図５】図４の従来技術の作用説明図である。
【符号の説明】
１        燃料噴射ポンプ
２        燃料ラック
３        ガバナ出力リンク
４        連結リンク
５        エアシリンダ
５ａ      ピストン
５ｂ      第１の空気室
５ｃ      第２の空気室
６        ばね
８        電磁弁
９        主空気管
１０      パイロット空気管
１１      調整ねじ
１２      ガバナ
【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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