(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガバナウェイト(１)からガバナスリーブ(２)とガバナレバー(３)とを経て燃料調量ラック(４)に至る調量伝動系を設け、この調量伝動系の燃料減量方向の作動を押しバネ構造のアイドルスプリング(５)で受け止めるようにした、エンジンの燃料調量装置において、
押しバネ構造のダンパスプリング(６)を設け、アイドルスプリング(５)の圧縮途中までは、アイドルスプリング(５)だけで調量伝動系の燃料減量方向の作動を受け止め、アイドルスプリング(５)の圧縮途中から圧縮終期までは、アイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)の両方で調量伝動系の燃料減量方向の作動を受け止めるようにし、
アイドルスプリング(５)でガバナレバー(３)の燃料減量方向の揺動を受け止め、ダンパスプリング(６)で燃料調量ラック(４)の燃料減量方向のスライドを受け止めるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジンの燃料調量装置において、
ガバナレバー(３)側の出力部と燃料調量ラック(４)側の入力部のうち、一方にピン(７)を設け、他方に燃料調量ラック(４)のスライド方向に沿う長孔(８)を設け、ピン(７)を長孔(８)に嵌めてスライド式連結部(９)を構成し、調量伝動系のうち、スライド式連結部(９)よりも伝動上手側の部品を上手側部品とし、伝動下手側の部品を下手側部品として、下手側部品を始動用スプリング(１０)で燃料増量方向に付勢し、
通常運転時には、上手側部品と下手側部品とを一体で作動させ、エンジン停止操作時には、スライド式連結部(９)をスライドさせることにより、ガバナスプリング(１１)のバネ力(２９)を受けている上手側部品を置き残したまま、下手側部品を燃料減量方向にスライドさせて、燃料調量ラック(４)を燃料無噴射位置まで移動させることができるようにした停止操作力低減式の調量伝動系を用いるに当り、
ダンパスプリング(６)で下手側部品の燃料減量方向の作動を受け止めるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したエンジンの燃料調量装置において、
アイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)の各位置を個別に進退調節できるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載したエンジンの燃料調量装置において、
調節ボルト(１２)の先端にアイドルスプリング(５)を取り付け、エンジンの外側から調節ボルト(１２)を操作して、アイドルスプリング(５)の位置を進退調節できるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載したエンジンの燃料調量装置において、
ダンパスプリング(６)として、圧縮されるにつれて、圧縮寸法に対するバネ力の増加率が上昇するバネ特性のものを用いた、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載したエンジンの燃料調量装置において、
ダンパスプリング(６)の全部または一部を渦巻螺旋形状とし、圧縮時に小径部が大径部内に侵入するようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれかに記載したエンジンの燃料調量装置において、
調節ボルト(１３)の先端にダンパスプリング(６)を取り付け、エンジンの外側から調節ボルト(１３)を操作して、ダンパスプリング(６)の位置を進退調節できるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃料調量装置に関し、詳しくは、エンジン回転のハンチングを抑制することができる燃料調量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの燃料調量装置として、ガバナウェイトからガバナスリーブとガバナレバーとを経て燃料調量ラックに至る調量伝動系を設け、この調量伝動系の燃料減量方向の作動を押しバネ構造のアイドルスプリングで受け止めるようにしたものがある。この種の燃料調量装置では、無負荷運転時の調量伝動系の燃料減量方向の作動をアイドルスプリングで受け止め、無負荷回転数の安定化を図っている。
しかし、従来、この種の燃料調量装置では、調量伝動系の燃料減量方向の作動をアイドルスプリングのみで受け止めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、次の問題がある。
《問題１》  エンジン回転のハンチング抑制機能が低くなる場合がある。
アイドルスプリングのバネ定数を小さくすると、速度変動率が小さい敏感なガバナ特性が得られるが、調量伝動系の燃料減量方向の作動を受け止めるバネ力が弱くなり、エンジン回転のハンチング抑制機能が低くなる。
【０００４】
《問題２》  ガバナの速度変動率が大きくなる場合がある。
アイドルスプリングのバネ定数を大きくすると、エンジン回転のハンチング抑制機能は高まるが、ガバナの速度変動率が大きくなり、定格負荷最高回転数に対する無負荷最高回転数の上昇率が大きくなり過ぎ、無負荷運転時の騒音が大きくなる等の問題が生じる。
【０００５】
本発明の課題は、上記問題点を解決できるエンジンの燃料調量装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図１に示すように、ガバナウェイト(１)からガバナスリーブ(２)とガバナレバー(３)とを経て燃料調量ラック(４)に至る調量伝動系を設け、この調量伝動系の燃料減量方向の作動を押しバネ構造のアイドルスプリング(５)で受け止めるようにした、エンジンの燃料調量装置において、
図１及び図３に示すように、押しバネ構造のダンパスプリング(６)を設け、アイドルスプリング(５)の圧縮途中までは、アイドルスプリング(５)だけで調量伝動系の燃料減量方向の作動を受け止め、アイドルスプリング(５)の圧縮途中から圧縮終期までは、アイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)の両方で調量伝動系の燃料減量方向の作動を受け止めるようにし、
アイドルスプリング(５)でガバナレバー(３)の燃料減量方向の揺動を受け止め、ダンパスプリング(６)で燃料調量ラック(４)の燃料減量方向のスライドを受け止めるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料調量装置。
【０００７】
【発明の効果】
（請求項１の発明）
請求項１の発明は、次の効果を奏する。
《効果１》  エンジン回転のハンチング抑制機能を高くすることができる。
図４に示すように、アイドルスプリング(５)の圧縮途中から圧縮終期までは、アイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)の両方で調量伝動系の燃料減量方向の作動を受け止めるため、この領域ではアイドルスプリング(５)のバネ力にダンパスプリング(６)のバネ力が追加される。このため、アイドルスプリング(５)のバネ定数を小さくしても、エンジン回転のハンチング抑制機能を高くすることができる。
【０００８】
《効果２》  ガバナの速度変動率を小さくすることができる。
図４に示すように、アイドルスプリング(５)の圧縮途中までは、アイドルスプリング(５)だけで調量伝動系の燃料減量方向の作動を受け止めるので、アイドルスプリング(５)のバネ定数を小さくしておけば、ガバナの速度変動率を小さくすることができ、無負荷運転時の騒音が大きくなる等の問題を防止することができる。
《効果３》  両スプリングの相互干渉を避けることができる。
図１に示すように、アイドルスプリング(５)でガバナレバー(３)の燃料減量方向の揺動を受け止め、ダンパスプリング(６)で燃料調量ラック(４)の燃料減量方向のスライドを受け止めるようにしたため、アイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)とを遠ざけて配置することができ、両スプリング(５)(６)の相互干渉を避けることができる。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果４》  下手側部品だけのオーバーシュートにも対応できる。
図１に示すように、停止操作力低減式の調量伝動系を用いた場合、エンジン負荷の抜けでガバナ力(３０)が急増した際、調速レバー(２４)を高速側に急速にシフトすると、ガバナスプリング(１１)のバネ力(２９)を受けている上手側部品を置き残したまま、下手側部品だけが燃料減量方向にオーバーシュートすることがある。本発明と異なり、ダンパスプリング(６)で上手側部品の燃料減量方向の作動を受け止める構造にすると、上記のオーバーシュートをダンパスプリング(６)で受け止めることができず、エンジン回転のハンチングを防止することができない。また、場合によっては、燃料調量ラック(４)が燃料無噴射位置まで移動してしまい、エンストを起こすおそれもある。図１及び図３に示すように、本発明では、ダンパスプリング(６)で下手側部品の燃料減量方向の作動を受け止めるようにしたため、下手側部品だけのオーバーシュートにも対応することができる。
【００１０】
【００１１】
（請求項３の発明）
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果５》  ハンチング抑制機能とガバナの速度変動率の各調節を相互に影響されることなく個別に行うことができる。
図１及び図３に示すように、アイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)の各位置を個別に進退調節できるようにしたため、ハンチング抑制機能とガバナの速度変動率の各調節を相互に影響されることなく個別に行うことができる。
【００１２】
（請求項４の発明）
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果６》  簡単にアイドルスプリングの位置調節を行うことができる。
図１に示すように、エンジンの外側から調節ボルト(１２)を操作して、アイドルスプリング(５)の位置を進退調節できるようにしたため、エンジンを回転させ、ハンチングの程度やガバナの速度変動率を確認しながら、簡単にアイドルスプリング(５)の位置調節を行うことができる。
【００１３】
（請求項５の発明）
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果７》  ガバナ差低減機能とハンチング抑制機能とを効率的に高めることができる。
図４の実線(３６)で示すように、ダンパスプリング(６)は、圧縮されるにつれて、圧縮寸法に対するバネ力の増加率が上昇するため、ガバナ差低減機能が求められる圧縮初期には、ガバナ差低減機能が高まる弱いバネ力が得られ、ハンチング抑制機能が求められる圧縮終期には、ハンチング抑制機能が高まる強いばね力が得られるため、ガバナ差低減機能とハンチング抑制機能とを効率的に高めることができる。
【００１４】
（請求項６の発明）
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果８》  ダンパスプリングの配置スペースを小さくすることができる。
図２(Ｃ)に示すように、ダンパスプリング(６)は圧縮時に小径部が大径部内に侵入するため、圧縮代を確保するに当り、自然長を長くする必要がなく、その配置スペースを小さくすることができる。
【００１５】
（請求項７の発明）
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果９》  簡単にダンパスプリングの位置調節を行うことができる。
図３に示すように、エンジンの外側から調節ボルト(１３)を操作して、ダンパスプリング(６)の位置を進退調節できるようにしたため、エンジンを回転させ、ハンチングの程度やガバナの速度変動率を確認しながら、簡単にダンパスプリング(６)の位置調節を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の第一実施形態に係るエンジンの燃料調量装置を説明する図である。この第一実施形態では、４気筒ディーゼルエンジンの燃料供給装置について説明する。
【００１７】
燃料供給装置の概要は、次の通りである。
図１に示すように、燃料供給装置は、燃料噴射ポンプ(１５)とメカニカルガバナ(１６)とを備えている。この燃料供給装置は、調量伝動系の燃料減量方向の作動をアイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)とで受け止めることにより、エンジン回転のハンチングを抑制することができるようになっている。
【００１８】
燃料噴射ポンプ(１５)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、燃料噴射ポンプ(１５)は、列型ポンプで、前後方向にスライドする燃料調量ラック(４)を備えている。燃料調量ラック(４)の前方向の移動により燃料噴射量が減少し、後向きの移動により燃料噴射量が増加する。燃料噴射ポンプ(１５)は、シリンダブロックの横壁に設けられたポンプ室(１７)内に収容されている。燃料噴射ポンプ(１５)の下方には燃料噴射カム軸(１８)が前後方向に架設され、これで燃料噴射ポンプ(１５)を駆動する。
【００１９】
メカニカルガバナ(１６)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、メカニカルガバナ(１６)は、ガバナウェイト(１)とガバナスリーブ(２)とガバナレバー(３)とガバナスプリング(１１)とを備えている。ガバナウェイト(１)は、ポンプ室(１７)の後方でポンプ室(１７)と隣合うガバナ室(１９)内に収容されている。ガバナウェイト(１)は、燃料噴射カム軸(１８)にこれと一体回転するように取り付けられている。ガバナスリーブ(２)は、燃料噴射カム軸(１８)からガバナ室(１９)内に導出されたガバナ軸(２０)に前後摺動自在に嵌め込まれている。ガバナレバー(３)は、第一レバー(２１)と第二レバー(２２)とを備え、いずれもガバナ室(１９)内でに左右方向に向けて架設されたガバナ枢軸(２３)に揺動自在に枢支されている。第一レバー(２１)は、ガバナスプリング(１１)を介して調速レバー(２４)に連動連結されている。第一レバー(２１)には燃料制限ボルト(２５)を臨ませている。第二レバー(２２)の下端部はガバナスリーブ(２)に臨ませ、上端部には連動プレート(２６)を介して燃料調量ラック(４)を連動連結している。第一レバー(２１)はトルクスプリング(２７)を有するトルクアップ装置を備え、これを第二レバー(２２)に臨ませている。
【００２０】
調量伝動系の構成は、次の通りである。
調量伝動系は、ガバナウェイト(１)からガバナスリーブ(２)とカバナレバー(３)と連動プレート(２６)とを経て燃料調量ラック(４)に至る一連の構成部品からなる。この調量伝動系は、停止操作力低減式のもので、第二レバー(２２)の上端の出力部から横向きにピン(７)を突設し、連動プレート(２６)の後端の入力部に燃料調量ラック(４)のスライド方向に沿う前後方向の長孔(８)をあけ、ピン(７)を長孔(８)に嵌めて構成したスライド式連結部(９)を備えている。調量伝動系のうち、スライド式連結部(９)よりも伝動上手側の部品を上手側部品とし、伝動下手側の部品を下手側部品として、下手側部品を始動用スプリング(１０)で燃料増量方向に付勢している。通常運転時には、上手側部品と下手側部品とを一体で作動させ、エンジン停止操作時には、スライド式連結部(９)をスライドさせることにより、ガバナスプリング(１１)のバネ力(２９)を受けている上手側部品を置き残したまま、下手側部品を燃料減量方向に作動させて、燃料調量ラック(４)を燃料無噴射位置まで移動させることができるようになっている。上手側部品は、ガバナウェイト(１)とガバナスリーブ(２)とガバナレバー(３)であり、下手側部品は、連動プレート(２６)と燃料調量ラック(４)である。ガバナ室(１９)内には揺動自在の停止操作レバー(２８)が収容され、その揺動端は連動プレート(２６)の後端に臨んでいる。
【００２１】
燃料調量ラック(４)の調量伝動動作は、次の通りである。
エンジン停止中は、始動用スプリング(１０)により燃料調量ラック(４)が図４に示す始動増量位置まで引かれている。このため、エンジン始動時には、燃料の始動増量が図られ、寒冷時でも始動失敗が起こりにくい。無負荷運転時または部分負荷運転時には、ガバナスプリング(１１)のバネ力(２９)とガバナウェイト(１)から発生するガバナ力(３０)との不釣合い力で、第一レバー(２１)と第二レバー(２２)とが一体に揺動し、燃料調量ラック(４)を図４に示す無負荷位置に位置させ、または無負荷位置と定格負荷位置との間の部分負荷領域で調量移動させる。定格負荷運転時には、第一レバー(２１)が燃料制限ボルト(２５)に接当し、燃料調量ラック(４)を図４に示す定格負荷位置に位置させる。過負荷運転時には、第一レバー(２１)を置き残したまま、ガバナ力(３０)とトルクスプリング(２７)のバネ力(３１)との不釣合い力で、第二レバー(２２)が揺動し、燃料調量ラック(４)を図４に示す定格負荷位置からトルクピーク位置までのトルクアップ領域で調量移動させ、エンストを抑制する。
【００２２】
停止操作レバー(２８)による停止動作は、次の通りである。
停止操作レバー(２８)で連動プレート(２６)を前向きに押すと、スライド式連結部(９)のスライドで、ガバナスプリング(１１)のバネ力(２９)を受けているガバナレバー(３)を置き残したまま、連動プレート(２６)とともに燃料調量ラック(４)が図４に示す燃料無噴射位置まで連動される。この場合、停止操作レバー(２８)の操作がガバナスプリング(１１)のバネ力(２９)の抵抗を受けないので、停止操作力が低減される。
【００２３】
エンジン回転のハンチングを抑制する工夫は、次の通りである。
この燃料調量装置は、アイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)とを備えている。これらはいずれも押しバネ構造である。アイドルスプリング(５)は、ガバナレバー(３)の燃料減量方向の揺動を受け止める。ダンパスプリング(６)は、燃料調量ラック(４)の燃料減量方向のスライドを受け止める。図４に示すように、アイドルスプリング(５)の圧縮途中までは、アイドルスプリング(５)でガバナレバー(３)の燃料減量方向の揺動を受け止めるだけであるが、アイドルスプリング(５)の圧縮途中から圧縮終期までは、アイドルスプリング(５)でガバナレバー(３)の燃料減量方向の揺動を受け止めるとともに、ダンパスプリング(６)で燃料調量ラック(４)の燃料減量方向のスライドを受け止める。
【００２４】
各スプリング(５)(６)の構成や配置は、次の通りである。
アイドルスプリング(５)は、図４に実線(３５)で示すように、圧縮寸法に対するバネ力の増加率が一定のバネ特性を備えた通常のバネで、図１に示すように、調節ボルト(１２)の先端に取り付けられている。この調節ボルト(１２)は、ガバナ室(１９)の室壁に貫通させ、エンジンの外側から調節ボルト(１２)を操作して、アイドルスプリング(５)の位置を進退調節できるようになっている。ダンパスプリング(６)は、図４に実線(３６)で示すように、圧縮されるにつれて、圧縮寸法に対するバネ力の増加率が上昇するバネ特性のもので、図２に示すように、渦巻き螺旋の円錐台形状をし、圧縮時に小径部が大径部に侵入するようになっている。図１に示すように、このダンパスプリング(６)は、椀型プラグ(３３)に取り付けられ、椀型プラグ(３３)は、ポンプ室(１７)の室壁のプラグ取付孔(３４)に取り付けられている。アイドルスプリング(５)の位置は、調節ボルト(１２)の螺動により、ダンパスプリング(６)の位置は椀型プラグ(３３)の押し込み移動により、それぞれ個別に調節できるようになっている。なお、図４中のグラフは、調量伝動系が一体作動した場合に、調量伝動系がアイドルスプリング(５)のみから受けるバネ力、またはアイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)の両方から受けるバネ力を、燃料調量ラック位置に対応させて示したもので、実線(３５)はアイドルスプリング(５)のみから受けるバネ力、実線(３６)はアイドルスプリング(５)とダンパスプリング(６)の両方から受けるバネ力をそれぞれ示している。
【００２５】
図３は本発明の第二実施形態を説明する図で、この第二実施形態では、ダンパスプリング(６)は、図４の鎖腺(３７)で示すように、圧縮寸法に対するバネ力の増加率が一定のバネ特性を備えた通常のバネで、図３に示すように、調節ボルト(１３)の先端に取り付けられている。この調節ボルト(１３)はポンプ室(１７)の室壁に貫通させ、エンジンの外側から調節ボルト(１３)を操作して、ダンパスプリング(６)の位置を調節できるようにしている。他の構成及び機能は、第一実施形態と同じにしている。図３中、第一実施形態と同一の要素には同一の符号を付しておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施形態に係るエンジンの燃料調量装置の縦断側面図である。
【図２】  図１の装置で用いるダンパスプリングを説明する図で、図２(Ａ)は正面図、図２(Ｂ)は非圧縮状態の縦断側面図、図２(Ｃ)は圧縮状態の縦断側面図である。
【図３】  本発明の第二実施形態に係るエンジンの燃料調量装置の要部の縦断側面図である。
【図４】  本発明の各実施形態で用いたスプリングのバネ特性を説明する図である。
【符号の説明】
(１)…ガバナウェイト、(２)…ガバナスリーブ、(３)…ガバナレバー、(４)…燃料調量ラック、(５)…アイドルスプリング、(６)…ダンパスプリング、(７)…長孔、(８)…ピン、(９)…スライド式連結部、(１０)…始動用スプリング、(１１)…ガバナスプリング、(１２)…調節ボルト、(１３)…調節ボルト。
【図１】
0003919559.tif 000002
【図２】
0003919559.tif 000003
【図３】
0003919559.tif 000004
【図４】
0003919559.tif 000005