JPH0577859B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の燃料噴射ポンプ用の調速
機であつて、軸を中心として旋回可能な第１のレ
バーを備えており、このレバーには負荷に関連し
て力が変化可能な特別な制御ばねが戻し調整力に
抗して作用しており、この戻し調整力は回転数信
号発生器により生ぜしめられて、かつ噴射量制御
部材を枢支し軸を中心に旋回可能な第２のレバー
を介して第１のレバーに伝達可能であり、さらに
前記レバー間に少なくとも１つの中間ばねが設け
られている形式のものに関する。

従来の技術 ボツシユ社において分配形噴射ポンプ（VEタ
イプ）に用いられている前記形式の公知の調速機
は中間ばねとして唯１つの板ばねを有しており、
この板ばねが始動過量を生ぜしめる所謂始動ばね
の作用を有しているか、あるいは無負荷運転回転
数を制御するコイルばねを有する前記始動ばねの
組み合わせを有している。始動ばねはできるだけ
柔らかく、かつ始動位置で第２のレバーひいては
噴射量制御部材を、最大の全負荷運転噴射量を超
える始動過量用の位置に摺動せしめるという課題
を有している一方、無負荷運転ばねは調速機の無
負荷運転位置において第２のレバーひいては噴射
量制御部材を、無負荷運転回転数時にほんのわず
かな力を生ぜしめる回転数信号発生器に対するそ
の都度の反力として、ばねおよび回転数信号発生
器の力の均衡に相応する位置に保持するという課
題を有している。

無負荷運転回転数を超えて始めて無負荷運転ば
ねもまた押し合わされ、この結果上方の無負荷運
転回転数範囲において２つのレバーは摩擦係合的
に互いに位置している。しかしながら、無負荷運
転ばねは無負荷運転回転数および充分な負荷の場
合でも、第１のレバーの出発点を規定するストツ
パがこれを許容する限り、第１のレバーを介して
押し合わされる。

勿論中間ばねとして、始動および無負荷運転ば
ねとして役立つ唯１つのコイルばねまたは板ばね
を用いることも可能であり、この場合該ばねに
は、始動過量を生ぜしめるのに役立つ第１の柔ら
かい範囲と次いで無負荷運転制御に役立つ幾分硬
い範囲とが配属されている。

デイーゼル機関の場合、機関シリンダ当りの実
際上の消費は公知のように、噴射ポンプによつて
機関シリンダ毎に調量される噴射量とは対照的に
種々異なつており、前記噴射量は調速機の所定の
位置においてすべての機関シリンダに関して等し
い。機関シリンダにより消費可能な噴射量のばら
つきは、無負荷運転中における平均の噴射量の30
％になることがあり、これは特に欠点となつてい
る。例えば平均の無負荷運転量が５mm³である場
合、ばらつき２mm³にもなることがある。この差は
動力学的に見て、それ相応にその都度きわめて短
期の影響を機関の回転数に、かつまた調速機の回
転数信号発生器を介して噴射量に及ぼし、この場
合噴射量の変化は、どの機関シリンダに作用する
かに応じて、制御すべき平均無負荷運転回転数の
できるだけ避けたい増大または抑制を生ぜしめ
る。この理由からゆらぎ率（Ｐ値）はできるだけ
大きくなければならず、このことはできるだけ硬
い無負荷運転ばねを必要とする。所定の距離区間
（制御距離）を硬いばねに抗して進むためには、
柔らかいばねとは対照的に比較的大きな力変化が
必要である。燃焼時に機関内に生ずる制動作用お
よび衝撃のばらつきにより、それ相応の力衝撃が
回転数信号発生器から第２のレバーに生ぜしめら
れ、このレバーは硬いばねにより、衝撃または機
関振動が無負荷運転中回避されるように受け止め
られ得る。

しかしながら、硬い無負荷運転ばねは上述のよ
うに高いＰ値を有しており、このＰ値は無負荷運
転中40％になることがある。毎分600回転数の無
負荷運転回転数の場合には毎分240回転数にもな
る。このような高いＰ値は機関の不安定性つまり
波状性を惹起する。この波状性に対して、やはり
それ相応の低いＰ値を有する１つの柔らかいばね
を反作用せしめることができ、つまりばねは回転
数信号発生器の力変化が比較的わずかな時にすで
に大きな運動距離（制御距離）を進むようになつ
ている。柔らかいばねの低いＰ値に基づき、ばら
つきにより生ぜしめられ回転数に影響を及ぼすわ
ずかな量変化の加算もしくは減算が申し分なく受
け止められ、この結果なるほど低いＰ値、低い波
状性、申し分ないコンスタントな回転数は達成さ
れるが、しかし機関の衝撃または振動が生ずる。
従つて公知の調速機の場合、特に乗用車のデイー
ゼル機関において不都合な衝撃を回避するため、
比較的高いＰ値が甘受されている。

従つて初めに述べた形式の公知の調速機の場
合、無負荷運転ばねの剛性を選択することによつ
て、無負荷運転回転数と共に高められることな
く、できるだけわずかな機関振動および機関のわ
ずかな波状性との妥協がはかられている。

この問題は単に中間ばねとしての無負荷運転ば
ねの場合に生ずるだけでなく、固定された機関用
の噴射ポンプの調速機または、回転数がコンスタ
ントに維持されねばならないようなその他の制御
すべき運転にも同様に当て嵌まる。この場合にも
一方では波状性つまりコンスタントな回転数の偏
倚を回避する必要があり、かつ他方では駆動され
るユニツトを損傷せしめることのある機関振動を
回避しなければならない。

発明が解決しようとする問題点 従つて本発明の課題は、上記の問題点を解決す
ることにある。

問題点を解決するための手段 上記の課題は本発明によれば、内燃機関の燃料
噴射ポンプ用の調速機であつて、軸を中心にして
旋回可能である第１のレバーを有しており、該レ
バーに、負荷に関連して力が変化可能な制御ばね
が戻し力に抗して作用しており、該戻し力は、回
転数信号発生器によつて生ぜしめられて該回転数
信号発生器から上記軸を中心にして旋回可能であ
る、噴射量制御部材に枢着した第２のレバーを介
して、上記第１のレバーへ伝達されるようになつ
ており、かつ上記第１及び第２のレバーの間に、
少なくとも２つの中間ばねが配置されている形式
のものにおいて、直列に接続された２つの中間ば
ね、第１の比較的柔らかいばね及び第２の比較的
硬いばねが設けられており、これらのばねのうち
第１のばねが、シリンダ内に閉じた内室を形成す
るピストンと該シリンダとの間に配置されてお
り、かつ上記内室が外部に連通する絞り孔を有し
ており、上記第１のばねが、回転数信号発生器の
短期の力変化に際して第２のばねよりもはるかに
硬いばねとして作用することにより、解決されて
いる。

発明の効果 本発明による燃料噴射ポンプ用の調速機は次の
ような利点を有している。つまり、可撓性の戻し
案内を備えた調速機が得られ、この場合制御運転
時に、機関シリンダ燃焼のばらつきによつて生ず
る短い衝撃が硬いばねにより受け止められ、これ
は所望の高いＰ値に相応しており、かつしかもで
きるだけコンスタントな回転数用の柔らかいばね
の遅延された作用によつて比較的低いＰ値が達成
され得る。これにより噴射量回転数ダイヤフラム
におけるきわめて平らな制御運転特性曲線が得ら
れ、この特性曲線はそれ相応に急傾斜の負荷受容
特性曲線、例えば無負荷運転始動時における比較
的高い負荷状態に移行している。これに相応した
ことが固定された駆動装置における特性曲線に当
て嵌まる。

実施態様 本発明の有利な実施例によれば、連行部材は２
つの互いに反作用する緩衝ばねを以つて働き、こ
れらのばねの間には第２のレバーの作用個所が浮
遊状態で張設されている。２つの緩衝ばねはそれ
相応に比較的硬く構成されているが、いずれにし
ても中間ばねよりも硬い。この構成の利点は、第
２のレバーの２つの旋回方向の両方に適合可能な
調節力を保持するための簡単な配置形式にある。
何故ならば緩衝部材が調節方向に応じて種々異な
る作用を有しているからである。一方向では閉じ
られた量が絞りにより圧縮される必要があるのに
対して、他方向では専ら負圧が作用することがで
きる。

実施例 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示す燃料噴射装置において、燃料タン
ク１０から前供給ポンプ１１および燃料フイルタ
１２を介して分配形噴射ポンプ１３に燃料が供給
される。前記ポンプのポンプケーシングは、調速
機の要素が見えるように、図面において破断して
示されている。

自動車の場合例えば任意に行なわれる負荷投入
は調節レバー１４を介して行なわれ、この調節レ
バーの旋回運動はポンプケーシング内で案内され
る調節軸１５を介して連行レバー１６に伝達さ
れ、この連行レバーには制御ばね１７の一方の端
部が係合しており、この制御ばねの他端部は制御
レバー装置１８と結合されている。前記制御レバ
ー１７の力に抗して、やはり制御レバー装置１８
に回転数信号発生器の調節スリーブ１９が係合し
ており、この調節スリーブは遠心重り２０によつ
て枢支されており、これらの遠心重りは機関と同
期的な回転数により駆動される。従つて調節スリ
ーブ１９から制御レバー装置１８に作用する力
は、回転数に応じて２次関数に従つて変化する。
制御レバー装置１８は、噴射量を規定する制御ス
ライダ２１をポンプ兼分配ピストン２２に沿つて
摺動せしめる。噴射ポンプから燃料は分配溝２３
を介して噴射ノズル２４に供給され、この場合ポ
ンプピストン２２は１回転で噴射ノズル２４もし
くは機関シリンダが設けられている数に応じて吐
出および吸込み行程を行なう。制御スライダ２１
の規定された位置に応じて、すべての機関シリン
ダには同じ噴射量が供給される。回転数が上昇す
ると直ちに、調速器により負荷設定値が同じ場合
機関シリンダ当りの噴射量が減少し、かつ回転数
が下降すると直ちに噴射量は増大する。

内燃機関はその都度同じ噴射量でもシリンダに
噴射される量の多くがシリンダ毎に種々異なつて
燃焼するので、機関クランク軸において種種異な
るモーメント経過が生じ、ひいては機関シリンダ
毎に力学的に見てクランク軸において種々異なる
回転モーメント経過が生じる。これにより回転数
信号発生器において回転数の対応した変化が生
じ、この結果制御スリーブ１９が制御レバー装置
１８に作用している力は短時間連続して変化す
る。この結果、相応して連続したきわめて小さな
噴射量変化が生ぜしめられ、これにより機関の衝
撃または振動が惹起されることがある。何故なら
ば、この量変化が対応するシリンダに配属され得
ないからである。これによつて、いずれにせよす
でに多すぎるシリンダの場合は噴射量の増加が、
かつすでに少なすぎるシリンダの場合は噴射量の
減少が行なわれる。これにより衝撃および振動は
強くなる。

第２図および第３図には、前記衝撃が著しく回
避され得る制御レバー装置１８が図示されてい
る。この制御レバー装置１８は調節レバー２８を
有しており、このレバーは符号２９で示す個所で
ケーシング内に旋回可能に支承されていて、かつ
軸３０を支持している。点２９を中心にした旋回
は軸３０の相応した移動を生ぜしめる。前記調節
レバー２８は軸３０の位置を調整するために調節
され、かつ調速器には何ら影響を及ぼさない。

第２図において力の方向を示す矢印によつての
み示された制御ばね１７は張設レバー３１に作用
しており、該張設レバーは軸３０上に旋回可能に
支承されている。軸３０上はやはり始動レバー３
２が旋回可能に支承されており、この始動レバー
には制御スライダ２１は枢支するための頭部３３
が設けられていて、かつ回転数信号発生器１９が
矢印で示す力方向で作用している。

張設レバー３１（第１レバー）と始動レバー３
２（第２レバー）との間には中間ばね組３５が配
置されており、該中間ばね組により規定された回
転数範囲内で力１７および１９に関連した２つの
レバーの互いに相対的な旋回位置と、これにより
燃料噴射量とが規定される。

前記の中間ばね組３５は、第１の比較的柔らか
いばね３６と２つの比較的硬い剛性のばね３７の
３つのばねから成つている。中間ばね３６は片側
の閉じたシリンダ３８内に配置されていて、一方
では閉鎖端壁にかつ他方ではシリンダ３８内で軸
方向に摺動可能なピストン３９にそれぞれ支持さ
れている。シリンダ３８の内室は端壁内に設けら
れた絞り孔４０によつて外部と連通されている。
ピストン３９にはピン４１が設けられており、こ
のピス上には２つの剛性の中間ばね３７が案内さ
れており、これらの中間ばねのうち１つはピスト
ン３９に、かつ他方はピン４１上に配置された安
全リング４２にそれぞれ支持されている。２つの
ばね３７の間には、浮遊状態でばね３７により張
設されて始動レバー３２の端部４３が設けられて
いる。

短くて激しい力衝撃がかかると、回転数信号発
生器から硬いばね３７の１つがこの力をとらえ、
この場合剛性のばね高いＰ値を生ぜしめる。この
短い衝撃のため、シリンダ３８およびピン４１を
備えたピストン３９から成る連行部材は剛性の系
として作用するか、もしくはばね３６が無限の硬
いばねとして使用する。何故ならば、シリンダ内
に閉じこめられた体積は絞り孔４０に絞り作用に
基づいて非弾性的に作用し、かつ使用時間に相応
した絞り横断面積において初めてばね３６が作用
できるようになるからである。これにより全ばね
組３５は可撓性の戻し案内として作用する。短時
間特性でばね３７が作用し、かつ長時間特性でば
ね３６が作用する。これにより、短い圧力変化用
に硬いばね３７に基づく高いＰ値が得られ、かつ
力１９または力１７の較的長期の変化の場合に
は、このときに作用を発揮する比較的柔らかいば
ね３６に基づく低いＰ値が得られる。これに応じ
たことが、比較的迅速な噴射量変化を生ぜしめる
迅速な負荷変化の場合に当て嵌まり、この場合遅
延せしめられて必要な噴射量が調節され、突然の
負荷増大の場合には短期の過量が調節される。

第４図に示された噴射量／回転数ダイヤフラム
において、縦座標には噴射量Ｑがかつ横座標には
回転数ｎがそれぞれプロツトされている。特性曲
線ａはこの場合全負荷運転を示しており、符号ｂ
は始動過量を示している。符号ｃは最大回転数が
達成される場合の噴射量抑制制御経過である。さ
らにこのダイヤフラムにおいて、負荷開始時にお
ける無負荷量から比較的大きい量への移行が示さ
れている。図面から判るように、調速機はきわめ
て平らに経過する無負荷運転特性曲線ｄを有して
いる。何故ならば固有の無負荷運転ばね３６が比
較的柔らかく形成されていて、かつ低いＰ値を生
ぜしめるからである。これによつて機関の波状性
が回避される、つまり機関はきわめてコンスタン
トな無負荷運転回転数で回転する。負荷変化が生
じると直ちに、比較的硬い保持ばね３７によつ
て、回転数変化がわずかな場合迅速な噴射量増大
が生じ、これは特性曲線ｅに対応する。

図示の実施例により、無負荷運転回転数制御に
おける問題つまり機関衝撃および波状性を、上述
のようにして解決することができるが、本発明は
定置の機関のポンプ用の調速機に、または中間回
転数範囲における相応した問題にも転用すること
ができる。基本となることは、本発明の調速機に
よつて負荷または回転数のような特性値の短期の
力変化が高いＰ値を惹起し、これに対して長期の
特性値変化が制御装置の低いＰ値を生ぜしめるこ
とにある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による調速機を備えた燃料噴射
装置を示す図、第２図は第１図の制御レバー組を
示す第３図の−線に沿つた拡大断面図、第３
図は第２図の−線に沿つた断面図、および第
４図は回転数に関する噴射量経過のダイヤグラム
である。 １０……燃料タンク、１１……前供給ポンプ、
１２……燃料フイルタ、１３……分配形噴射ポン
プ、１４……調節レバー、１５……調節軸、１６
……連行レバー、１７……制御ばね、１８……制
御レバー装置、１９……調節スリーブ、２０……
遠心重り、２１……制御スライダ、２２……分配
ピストン、２３……分配溝、２４……噴射ノズ
ル、２８……調整レバー、２９……支承点、３０
……軸、３１……張設レバー、３２……始動レバ
ー、３３……頭部、３５……中間ばね組、３６…
…中間ばね、３７……ばね、３８……シリンダ、
３９……ピストン、４０……絞り孔、４１……ピ
ン、４２……安全リング、４３……端部、Ｑ……
噴射量、ｎ……回転数、ａ……全負荷運転特性曲
線、ｂ……始動過量、ｃ……抑制制御経過、ｄ…
…無負荷運転特性曲線、ｅ……特性曲線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の燃料噴射ポンプ用の調速機であつ
   て、軸３０を中心にして旋回可能である第１のレ
   バー３１を有しており、該レバー３１に、負荷に
   関連して力が変化可能な制御ばね１７が戻し力に
   抗して作用しており、該戻し力は、回転数信号発
   生器１９によつて生ぜしめられて該回転数信号発
   生器１９から上記軸３０を中心にして旋回可能で
   ある、噴射量制御部材に枢着した第２のレバー３
   ２を介して、上記第１のレバー３１へ伝達される
   ようになつており、かつ上記第１及び第２のレバ
   ー３１，３２の間に、少なくとも２つの中間ばね
   ３６，３７が配置されている形式のものにおい
   て、直列に接続された２つの中間ばね３６，３
   ７、第１の比較的柔らかいばね３６及び第２の比
   較的硬いばね３７が設けられており、これらのば
   ねのうち第１のばね３６が、シリンダ３８内に閉
   じた内室を形成するピストン３９と該シリンダ３
   ８との間に配置されており、かつ上記内室が外部
   に連通する絞り孔４０を有しており、上記第１の
   ばね３６が、回転数信号発生器１９の短期の力変
   化に際して第２のばね３７よりもはるかに硬いば
   ねとして作用することを特徴とする、内燃機関の
   燃料噴射ポンプ用の調速機。 ２ 第２の中間ばね３７が内室の外側にあるピス
   トン部分３９，４１に支持され該ピストン部分を
   上記第２のレバー３２に連結する、特許請求の範
   囲第１項記載の調速機。 ３ 第２の中間ばね３７として２つの互いに逆向
   きに働くばねが用いられており、これらのばねの
   間に第２のレバー３２の作用箇所４３が浮遊状態
   で張設されている、特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の調速機。 ４ 前記ピストン３９内に第１のばね３６を部分
   的に収容する袋孔が設けられている、特許請求の
   範囲第３項記載の調速機。