JPH04203436A - エンジンの遠心式ガバナの速度変動率補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの遠心式ガバナにおいて、回転速度
が低くなるほど、速度変動率が大きくなることを、補正
するための装置に関する。

（前提構造）　（第８図・第９図参照）本発明は、例え
ば第８図に示すように、次の前提構造を有するものを前
提とする。

○構成 すなわち、エンジンの燃料調量供給器１の燃料調量具２
を、ガバナスプリング３で燃料増量側ｒへ弾圧するのに
対し、ガバナウェイト４の遠心力Ｆｗで燃料減量側ａへ
押圧するように構成し、このガバナウェイト４を回転伝
動機構５を介してクランク軸に連動連結し て構成したものを前提とする。

なお、前記の燃料調量供給器ｌの燃料調量具２とは、デ
ィーゼルエンジンの場合は例えば燃料噴射ポンプのコン
トロールラックを意味し、ガソリンエンジンの場合は気
化器のスロットルレバーを意味する。

０作用 上記前提構造を有する遠心式ガバナにおいては、周知の
通り、第９図（Ｅ）に示すように、エンジンの設定回転
速度Ｎが低くなるほど、速度変動率ｄが大きくなる、と
いう問題を有している。

この問題の原因は、第９図（Ａ）に示すように、エンジ
ンの回転速度設定装置Ｉ３の設定回転位置Ｎに対するガ
バナスプリング３の張力Ｆｓの変化曲線Ｆｓ、が１次関
数で表れるのに対し、第９図（Ｂ）に示すように、エン
ジンの実回転速度ｎに対するガバナウェイト４の遠心力
Ｆｗの変化曲線Ｆ、が２次関数で表れることにある。

第９図（Ｃ）は、燃料調量具２の調量位置Ｑに対するガ
バナスプリング３の張力Ｆｓの変化を示す。図中、上側
の張力変化直線Ｆｓ、ｈは、第９図（Ａ）に示す設定回
転位置Ｎを最高回転位置Ｎｈにセットした場合を示す。

下側の張力変化直線Ｆｓｓ（！は、最低回転位置ＮＱに
セットした場合を示す。

第９図（Ｄ）は、エンジンの実回転速度ｎに対するガバ
ナウェイト４の遠心力Ｆｗの変化曲線ＦＷ＠を示す。こ
の変化曲線Ｆｗ、は２次関数曲線になっている。図中、
最高回転側の曲線部分Ｆｗ、ｈは、第９図＜Ｃ＞の上側
の張力変化直線Ｆｓ、ｈと均合う部分を示し、その実回
転速度ｎの変化幅ｎ、ｈが適正値である。これに対し、
最低回転側の曲線部分ＦＷ＠１２は、第９図（Ｃ）の下
側の張力変化曲線Ｆｓ＊（ｌと均合う部分を示し、その
実回転速度の変化幅ｎａＱが大きすぎる。

その結果、第９図（Ｅ）に示すように、速度変動率ｄは
、設定回転速度Ｎの最高回転位置Ｎｈでの基準値ｄ。に
対して、最低回転位置Ｎｅに近づくにつれて大きくなる
ように変化するのである。

（従来技術） 上述の前提構造において、エンジンの回転速度設定装置
の設定回転速度が低くなるほど速度変動率が大きくなる
、という問題を補正するために、従来技術では本出願人
が先に提案した次に示すものがある。

○従来技術１　（第１０図・第１１図参照）（特公昭５
５−５１０８５号公報） 第１０図に示すように、ガバナスプリング３は、全回転
域作動バネ３ａと高速域作動バネ３ｂとを並列状に設け
たものから成る。

調速レバー（回転速度設定装置）１３を最高回転位置Ｎ
ｈにセットした状態では、全回転域作動バネ３ａと高速
域作動バネ３ｂとの両方が作用し、その合力がガバナウ
ェイト４の遠心力Ｆｗと均合う。

調速レバー１３を最低回転位置ＮＱにセットした状態で
は、高速域作動バネ３ｂがガバナレバー２２の長孔２３
内を遊動して作用しなくなり、全回転域作動バネ３ａの
みが作用して、ガバナウェイト４の遠心力Ｆｗと均合う
。

これにより、調速レバー２Ｉを最高回転位置Ｎｈから最
低回転位置ＮＱまで操作した場合に、第１１図（Ａ）に
示すように、ガバナスプリング３の張力変化曲線ＦＳ７
が、高速側では急傾斜直線Ｆｓ、Ｈになるのに対し、低
速側では緩傾斜直線Ｆｓ７Ｌになる。

○従来技術２（第１２図・第１３図参照）（実公平２−
３４４４１号公報） 第１２図に示すように、ガバナレバー２２におけるガバ
ナスプリング３の連結点２６の揺動円弧の接線２７に対
して、ガバナスプリング３の引張り軸心が傾斜角θをも
って傾斜する。そして、調速レバー１３を最高回転位置
Ｎｈにセ・７トした状態での上記傾斜角θ１よりも、最
低回転位置Ｎｊにセットした状態での上記傾斜角θ、の
方が大きくなるように構成されている。

これにより、調速レバー１３を最高回転位置Ｎｈから最
低回転位置Ｎｇまで操作した場合に、第１３図（Ａ）に
示すように、ガバナスプリング３の張力変化曲線Ｆｓｅ
がほぼ正弦関数で表れる。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来技術は、上記前提構造と比べると、低速回転域
で速度変動率が大きくなることが補正される点で優れて
いるが、中速回転域ではあまり補正されない点で、改良
の余地が残されている。

○従来技術１（第１０図・第１１図参照）第１１図（Ｃ
）は、燃料調量具２の調量位置Ｑに対するガバナスプリ
ング３の張力Ｆｓの変化を示す。図中、最上側の張力変
化直線Ｆｓ、ｈは、第１１図（Ａ）の設定回転位置Ｎを
最高回転位置Ｎｈにセットした場合を示す。最下側の張
力変化直線Ｆｓｖｌ！は最低回転位置Ｎ（に、上第２位
の張力変化直線Ｆｓ、ａは中高回転位置ＮＡに、そして
上第３位の張力変化直線Ｆｓｔｂは中低回転位置ＮＢに
、それぞれセットした場合を示す。

第１１図（Ｄ）はエンジンの実回転速度ｎに対するガバ
ナウェイト４の遠心力Ｆｗの変化曲線Ｆｗ７を示す。こ
の変化曲線Ｆｗ、は２次関数曲線になっている。図中、
最高速側の曲線部分Ｆｗ。

ｈは、第１１図（Ｃ）の最上側の張力変化直線Ｆｓ７ｈ
と均合う部分を示し、その実回転速度ｎの変化幅ｎｖｈ
が適正値である。最低速側の曲線部分Ｆｗ、ｇは、最下
側の張力変化直線ＦＳ？Ｉ２と均合う部分を示し、その
実回転速度ｎの変化幅ｎ７Ｃが最低速運転状態での適正
値である。

中高速側の曲線部分Ｆｗ、ａは、上第２位の張力変化直
線Ｆｓ７ａと均合う部分を示し、その実回転速度ｎの変
化幅ｎ、ａが最高速側の場合の変化幅ｎ、ｈよりも大き
くなっている。中低速側の曲線部分Ｆｗ７ｂは、上第３
位の張力変化直線Ｆｓ、ｂと均合う部分を示し、その実
回転速度ｎの変化幅ｎ、ｂが最低速側の変化幅ｎ、Ｑよ
りも小さくなっている。

その結果、第１１図（Ｅ）に示すように、速度変動率ｄ
は、設定回転位置Ｎの最高回転位置Ｎｈと最低回転位置
ＮＱとの２点で基準値ｄ０に一致する点で改良されてい
るが、中高回転位置ＮＡＯ付近では大きくなり、中低速
回転位置ＮＢでは小さくなるように変化する点で、問題
が残る。

○従来技術２（第１２図・第１３図参照）第１３図（Ｃ
）は、燃料調量具２の調量位置Ｑに対するガバナスプリ
ング３の張力Ｆｓの変化を示す。図中、上側の張力変化
曲線Ｆｓ、ｈは、第１３図（Ａ）の設定回転位置Ｎを最
高回転位置Ｎｈにセ、トシた場合を示す。下側の張力変
化曲線Ｆｓ、ｇは最低回転位置Ｎｇに、中間の張力変化
曲線Ｆｓ、ｃは中速回転位置ＮＣに、それぞれセットし
た場合を示す。

第１３図（Ｄ）は、エンジンの実回転速度ｎに対するガ
バナウェイト４の遠心力Ｆｗの変化曲線Ｆｗ、を示す。

この変化曲線Ｆｗ、は２次関数曲線になっている。図中
、高速側の曲線部分Ｆｗ。

ｈは、第１３図（Ｃ）の上側の張力変化曲線Ｆｓ６ｈと
均合う部分を示し、その実回転速度ｎの変化幅ｎａｈが
適正値である。低速側の曲線部分ＦＷａＣは、下側の張
力変化曲線Ｆｓ、Ｑと均合う部分を示し、その実回転速
度ｎの変化幅ｎｓ＆が最低速運転状態での適正値である
。

中速位置の曲線部分Ｆｗ、ｃは、中間の張力変化曲線Ｆ
ｓａｃと均合う部分を示し、その実回転速度ｎの変化幅
ｎｓｃが高速側の場合の変化幅ｎ８ｈよりも大きくなっ
ている。

その結果、第１３図（Ｅ）に示すように、速度変動率ｄ
は、設定回転位置Ｎの最高回転位置Ｎｈと最低回転位置
ＮＱとの２点で基準値ｄ。に一致する点で改良されてい
るが、中速回転位置ＮＣの付近では大きくなる点で、問
題が残る。

本発明の課題は、設定回転速度の最高回転位置から最低
回転位置までの全回転域に亘り、速度変動率をほぼ基準
値に保持することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前述の前提構造において、上記課題を解決す
るために、例えば第１図および第２図、または第３図お
よび第４図に示すように、次の特徴構造を追加したこと
を特徴とする。

すなわち、前記伝動機構Ｓ中に変速装置１１を介装し、
この変速装置１１を変速操作装置１２で変更操作可能に
構成し、 エンジンの実回転速度ｎに対す°る前記ガバナウェイト
４の遠心力Ｆｗの変化曲線Ｆｗ、　　・Ｆｗ。

の変化率を、エンジンの回転速度設定装置】３の設定回
転速度Ｎに対する前記ガバナスプリング３の張力Ｆｓの
変化曲線Ｆｓ＋　　・Ｆｓ、の変化率と比較して、次第
に小さくなっていく変化特性にするように、上記変速操
作装置１２が上記変速装置１１を変速制御操作するよう
に構成したことを特徴とする。

（作用） 次に、本発明の作用を、第１図及び第２図に示す第１例
の場合と、第３図及び第４図に示す第２例の場合とにつ
いて、それぞれ説明する。

○第１例（第１図・第２図参照） この第１例では、第２図（Ａ）に示すように、エンジン
の回転速度設定装置１３の設定回転位置Ｎに対するガバ
ナスプリング３の張力Ｆｓの変化曲線Ｆｓ、が１次関数
で表れる。（前述の前提構造における第９図（Ａ）に示
す張力変化曲線Ｆｓ６と同じ） これに対応するように、第２図（Ｂ）に示すように、エ
ンジンの実回転速度ｎに対するガバナウェイト４の遠心
力Ｆｗの変化曲線Ｆｗ、の変化率が、低速側から高速側
へ進むにつれて次第に小さくなる連続曲線になる。

第２図（Ｃ）は、燃料調同具２の調量位置Ｑに対するガ
バナスプリング３の張力Ｆｓの変化を示す。図中、上側
の張力変化直線Ｆｓ、ｈは、第２図（Ａ）の設定回転位
置Ｎを最高回転位置Ｎｈにセットした場合を示す。下側
の張力変化直線Ｆｓ１ｇは最低回転位置ＮＱに、中間の
張力変化直線Ｆｓ、ｄは中速回転位置ＮＤに、それぞれ
セットした場合を示す。これらの張力変化直線Ｆｓ、ｈ
・Ｆｓ＋Ｑ　＊Ｆｓ、ｄの変化率は互いに同じである。

第２図（Ｄ）は、エンジンの実回転速度ｎに対するガバ
ナウェイト４の遠心力Ｆｗの変化曲線ＦＷ、を示す。こ
の変化曲線Ｆｗ、は高速側はど変化率が次第に小さくな
る連続曲線になっている。

図中、高速側の曲線部分Ｆｗ、ｈは、第２図（Ｃ）の上
側の張力変化直線Ｆｓ、ｈと均合う部分を示し、その実
回転速度ｎの変化幅ｎ、ｈが適正値であり、第２図（Ｅ
）に示す最高回転位置Ｎｈでの速度変動率ｄが基準値ｄ
０に一致する。

低速側の曲線部分Ｆｗ、Ｑは、下側の張力変化直線Ｆｓ
、Ｑと均合う部分を示し、その変化幅ｎ、Ｑがその最低
回転状態での適正値であり、最低回転位置Ｎｇでの速度
変動率ｄが基準値ｄ０に一致する。

中速位置の曲線部分）”ｗ、ｄは、中間の張力変化直線
Ｆｓ、ｄと均合う部分を示し、その変化幅ｎ、ｄがその
中速回転状態での適正値であり、中速回転位置ＮＤでの
速度変動率ｄが基準値ｄ０に一致する。

その結果、第２図（Ｅ）に示すように、速度変動率ｄは
、設定回転位置Ｎの最高回転位置Ｎｈから最低回転位置
ＮＱまでの全域に亘り、基準値ｄ。にほぼ一致する。

Ｏ第２例（第３図・第４図参照） この第２例では、第４図（Ａ）で示すように、エンジン
の回転速度設定装置１３の設定回転位置Ｎに対するガバ
ナスプリング３の張力Ｆｓの変化曲線Ｆｉｉ、がほぼ正
弦関数で表れる。（前述の従来技術２における第１３図
（Ａ）に示す張力変化曲線Ｆ　’ｓ　ｓと同じ） これに対応するように、第４図（Ｂ）に示すように、エ
ンジンの実回転速度ｎに対するガバナウエイト４の遠心
力Ｆｗの変化曲線Ｆｗ、の変化率が、はぼ１次関数にな
る。

第４図（Ｃ）は、燃料調量具２の調量位置Ｑに対するガ
バナスプリング３の張力の変化を示す。

図中、上側の張力変化曲線Ｆｓ、ｈは、第４図（Ａ）の
設定回転位置Ｎを最高回転位置Ｎｈにセットした場合を
示す。下側の張力変化曲線Ｆｓｔｌｌ！は最低回転位置
ＮＣに、中間の張力変化曲線Ｆｓ、ｅは中速回転位置Ｎ
Ｅに、それぞれセットした場合を示す。これらの張力変
化曲線Ｆｓ、ｈ−Ｆｓ、ｅ−Ｆｓ、ρは、下のものほど
変化率が順に小さくなっている。

第４図（Ｄ）は、エンジンの実回転速度ｎに対するガバ
ナウェイト４の遠心力Ｆｗの変化曲線ＦＷ、を示す。こ
の変化曲線Ｆｗ、は、変化率がほぼ１次関数で表れる。

図中、高速側の直線部分Ｆｗ２ｈは、第４図（Ｃ）の上
側の張力変化曲線Ｆｓ、ｈと均合う部分を示し、その実
回転速度の変化幅ｎ、ｈが適正値であり、第４図（Ｅ）
に示す最高回転位置Ｎｈでの速度変動率ｄが基準値（Ｅ
）に一致する。

低速側の直線部分Ｆｗ、Ｑは、下側の張力変化曲線Ｆｓ
、ｉ）と均合う部分を示し、その変化幅ｎ、Ｑがその最
低回転状態での適正値であり、最低回転位置Ｎａでの速
度変動率ｄが基準値ｄ０に一致する。

中速位置の直線部分Ｆｗ、ｅは、中間の張力変化曲線Ｆ
ｓ、ｅと均合う部分を示し、その変化幅ｎ、ｅがその中
速回転状態での適正値であり、中速回転位置ＮＥでの速
度変動率ｄが基準値ｄ０に一致する。

その結果、第４図（Ｅ）に示すように、速度変動率ｄは
、設定回転位置Ｎの最高回転位置Ｎｈから最低回転位置
Ｎｆｆまでの全域に亘り、基準値ｄ。にほぼ一致する。

（発明の効果） 本発明は、前述のように構成され、上述のように作用す
ることから、次の効果を奏する。

上記（作用）の項で説明したように、第２図（Ｅ）また
は第４図（Ｅ）に示すように、速度変動率ｄを最高回転
位置Ｎｈから最低回転位置Ｎρまでの全域に亘ってほぼ
一致させることができる。

これにより、エンジンの回転速度の全域に亘り、速度変
動率をほぼ一定に保つことができる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

◎実施例１（第３図〜第６図参照） ○前提構造 第５図はディーゼルエンジンのエンジンの遠心式ガバナ
の速度変動率補正装置の正面図、第３図はその概略の機
構図である。

図中符号ｌは燃料噴射ポンプ（燃料調量供給器）である
。この燃料噴射ポンプｌのコントロールラック（燃料：
Ａ型具）２は、ウェイト側レバー３１とスプリング側レ
バー３２を順に介して、ガバナスプリング３で燃料増量
側ｒへ弾圧される。ガバナスプリング３の張力は、調速
レバー（回転速度設定装置）１３で調節されて、エンジ
ンの回転速度を設定する。

これに対し、コントロールラック２はウェイト側レバー
３１を介してガバナウェイト４の遠心力Ｆｗで燃料減量
側ａへ押圧される。このガバナウェイト４は、回転伝動
機構５を介して、図外のクランク軸に連動連結される。

第５図中、符号３３は燃料制限ピン、３４は始動スプリ
ング、３５はトルクスプリングである。

○特徴構造 第５図および第６図に示すように、前記伝動機構５内で
、燃料噴射カム軸４１とガバナ軸４２とに亘る部分に、
Ｖベルト式無段変速装置１１が介装される。

このＶベルト式無段変速装置１１は変速操作装置１２で
変速操作可能に構成される。この変速操作装置１２は、
調速レバー１３で制御操作される目標回転速度検出制御
式の変速操作装置＋２Ａから成り、調速レバー１３にロ
ッド４３・腕４４・軸４５およびカム４６を介して、前
記■ベルト式無段変速装置１１の変速操作プーリ４７が
連動連結される。

第４図（Ｂ）に示すように、エンジンの実回転速度ｎに
対するガバナウェイト４の遠心力Ｆｗの変化曲線Ｆｗ、
の変化率が、第４図（Ａ）に示すように、調速レバー１
３によるエンジンの設定回転速度Ｎに対するガバナスプ
リング３の張力Ｆｓの変化曲線Ｆｓ、の変化率と比較し
て、次第に小さくなっていく変化特性になるように、上
記変速操作装置１２Ａが上記変速装置１１を変速制御操
作するように構成されている。

具体的には、ガバナスプリング３の張力Ｆｓの変化曲線
Ｆｓ、は、右上がりの正弦曲線に近い形になっている。

この原因と理由については、前述の（従来の技術）と（
発明が解決しようとする課題）の項の中で、従来技術２
について述べた内容と同じである。

これに対し、ガバナウェイト４の遠心力Ｆｗの変化曲線
Ｆｗ、は、右上がりの直線に近い形になるようにしたも
のである。

◎実施例２（第７図参照） この実施例２は、上記実施例１において、その一部を次
のように変更したものである。

上記変速操作装置１１を、第５図に示す目標回転速度検
出制御式の変速操作装置１１Ａから、第７図に示す実回
転速度検出制御式の変速操作装置１２Ｂに変更したもの
である。

第７図に示すように、この実回転速度検出制御式の変速
操作装置１２Ｂは、前記燃料カム軸４１に取付けた遠心
式作動器５１に、スリーブ５２・アーム５３・リンク５
４・アーム５５・軸５６及びカム５７を介して、前記Ｖ
ベルト式無段変速装置１１の変速操作プーリ５８を連動
連結させて構成したものである。

◎他の実施例 前記変速装置１１は、前記実施例１ではＶベルト式無段
変速装置を用いたが、これの代わりに円錐調車式・摩擦
円盤式・その他の無段変速装置、または多段変速装置を
用いることも考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は本発明の作用説明用の機構図、第
２図および第４図は第１図および第３図の作用説明用の
特性曲線図である。 第５図は本発明の実施例１を示す縦断正面図、第６図は
第５図の縦断右側面図である。第７図は本発明の実施例
２を示す要部の正面図である。 第８図は前提構造の作用説明用の機構図、第９図は第８
図の作用説明用の特性曲線図である。第１０図および第
１２図は従来技術１および従来技術２０作用説明用の機
構図、第１１図および第１３図は第１０図および第１２
図の作用説明用の特性曲線図である。 上記第２図・第４図・第９図・第１１図・および第１３
図において、それぞれ図（Ａ）は調速レバーの設定回転
位置に対するガバナスプリングの張力変化曲線図、図（
Ｂ）　　・図（Ｄ）はガバナウェイトの遠心力変化曲線
図、図（Ｃ）は燃料噴射ポンプのコントロールラックの
ｇｆｆ［置に対するガバナスプリングの張力変化曲線図
、図（Ｅ）は設定回転位置に対する速度変動率の変化曲
線図である。 ｌ・・・燃料調量供給器、２・・・燃料調量具、３・・
・ガバナスプリング、４・・ガバナウェイト、訃・・回
転伝動機構、１１・・変速装置、１２・・・変速操作装
置、１２Ａ・・・目標回転速度検出制御式の変速操作装
置、１２Ｂ・・・実回転速度検出制御式の変速操作装置
、１３　・回転速度設定装置、Ｆｓ・・・ガ／＜ナスプ
リングの張力、Ｆｓ、・Ｆｓ、・・張力変化曲線、Ｆｗ
・・・ガバナウェイトの遠心力、Ｆｗ、−Ｆｗｔ・・遠
心力変化曲線、Ｑ・・・燃料減量側、Ｎ・・設定回転速
度、ｎ・・実回転速度、ｒ・・燃料増量側。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンの燃料調量供給器（１）の燃料調量具（２
   ）を、ガバナスプリング（３）で燃料増量側（ｒ）へ弾
   圧するのに対し、ガバナウェイト（４）の遠心力（Ｆｗ
   ）で燃料減量側（１）へ押圧するように構成し、 このガバナウェイト（４）を回転伝動機構（５）を介し
   てクランク軸に連動連結して構成したエンジンの遠心式
   ガバナの速度変動率補正装置において、 前記伝動機構（５）中に変速装置（１１）を介装し、こ
   の変速装置（１１）を変速操作装置（１２）で変更操作
   可能に構成し、 エンジンの実回転速度（ｎ）に対する前記ガバナウェイ
   ト（４）の遠心力（Ｆｗ）の変化曲線（Ｆｗ＿１・Ｆｗ
   ＿２）の変化率を、エンジンの回転速度設定装置（１３
   ）の設定回転速度（Ｎ）に対する前記ガバナスプリング
   （３）の張力（Ｆｓ）の変化曲線（Ｆｓ＿１・Ｆｓ＿２
   ）の変化率と比較して、次第に小さくなっていく変化特
   性にするように、上記変速操作装置（１２）が上記変速
   装置（１１）を変速制御操作するように構成したことを
   特徴とするエンジンの遠心式ガバナの速度変動率補正装
   置。
2. ２．前記変速操作装置（１２）が、エンジンの前記回転
   速度設定装置（１３）で制御操作される目標回転速度検
   出制御式の変速操作装置（１２Ａ）から成る請求項１に
   記載のエンジンの遠心式ガバナの速度変動率補正装置。
3. ３．前記変速操作装置（１２）が、エンジンの実回転速
   度検出装置（１４）で制御操作される実回転速度検出制
   御式の変速操作装置（１２Ｂ）から成る請求項１に記載
   のエンジンの遠心式ガバナの速度変動率補正装置。