JPH0666162A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジン始動当初におけるラック位置を下げる
ことなく燃料噴射量を少なくして、排ガス対策に有効な
燃料噴射装置を提供する。 【構成】燃料噴射ポンプ５０のプランジャ５１に、スピ
ルリード５３および逆傾斜リード５９を形成し、遠心力
ガバナ１００はフライウエイト３に発生された推力によ
り作動させるコントロールスリーブ６の動きを中間レバ
ー７を介してコントロールラック１０に伝えるように
し、この中間レバーに噴射量制御アーム２４を設け、エ
ンジン始動時に、この噴射量制御アームの先端をトルク
カム３０のカム面３１の下部に形成した始動位置３２に
進入させて上記逆傾斜リードにより燃料噴射量を制限す
るようにした。 【作用】エンジン始動時に逆傾斜リード部分で燃料噴射
量を制御するから、始動時の燃料噴射量を少なくするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン等
の燃料噴射装置に係り、燃料噴射ポンプと遠心力ガバナ
（調速機）との組合せ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジン等の燃料噴射式内燃
機関においては、燃料噴射ポンプから供給される燃料噴
射量を機関の回転数に関連して制御する必要があり、こ
のため、燃料噴射ポンプに遠心力ガバナを付設し、この
遠心力ガバナにより燃料噴射量を制御している。

【０００３】燃料噴射ポンプは周知であるが、図５にそ
の要部を示す。つまり燃料噴射ポンプ５０は、エンジン
の回転数に応動するカム軸によってプランジャ５１が往
復運動されるようになっており、このプランジャ５１の
運動によりポンプ室５２の燃料を加圧し、この加圧燃料
をデリバリバルブを通じて燃料噴射ノズルへ供給するよ
うになっている。そして、上記プランジャ５１には燃料
噴射量を制御するためのスピルリード５３を形成してあ
り、プランジャ５１がポンプ室５２の燃料を加圧する工
程の途中でこのスピルリード５３がシリンダ５５または
ハウジングに形成したスピルポート５４に連通すると、
ポンプ室５２の燃料が連通孔５６およびスピルリード５
３を経てスピルポート５４から低圧側へ逃がすことによ
り燃料噴射量を決定している。そして、上記スピルリー
ド５３はプランジャ５１の周方向に沿って斜めに形成さ
れており、このプランジャ５１を回動変位することによ
り、上記燃料加圧工程中のスピルリード５３とスピルポ
ート５４との連通タイミングを変更し、これにより燃料
噴射量を調整するようになっている。

【０００４】そして、上記プランジャ５１は、コントロ
ールラック１０により回動調整されるようになってお
り、このコントロールラック１０は後で説明する遠心力
ガバナにより、エンジンの回転数に関連して自動的に制
御されるようになっている。

【０００５】コントロールラック１０が図５において矢
印方向に直線運動されると、ピニオン５７が回動し、こ
のピニオン５７の回転運動をスリーブ５８を介してプラ
ンジャ５１に伝えるようになっている。

【０００６】一方、上記遠心力ガバナとしては種々の型
式のものが知られているが、その中で、実公昭６２ー３
３０８６号公報に記載されたようにトルクカムを用いた
ものが提案されている。このものは、ポンプの回転数に
応じて遠心力によりフライウエイトを作動させ、このフ
ライウエイトに発生された推力によりコントロールスリ
ーブを作動し、このコントロールスリーブの動きを揺動
可能な中間レバーを介してコントロールラックに伝える
ようになっている。そして、この中間レバーの先端には
噴射量制御アームを設け、この噴射量制御アームの先端
をトルクカムのカム面に対向させてある。全負荷状態に
おいては噴射量制御アームの先端がカム面に沿って摺動
することにより、コントロールラックの移動を規制し、
よって噴射量を制御するように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
遠心力ガバナにおいては、図６の（Ａ）図において破線
ｂで示す始動ラック特性を有しており、これは回転数が
上昇するに伴ってコントロールラック位置が低下する
（コントロールラックがガバナ側に引き出される＝図５
において矢印と逆方向に移動される方向）特性、つまり
若干右下がり傾向となるように設定されている。一方、
全負荷状態におけるガバナの回転数ーラック位置特性
は、図６の実線ａで示すように、中〜高速回転域での高
圧噴射を実現するため逆アングライヒ特性を出すように
設定されている。

【０００８】しかしながら最近、排ガス対策の上で黒煙
の規制が強く要求されるようになってきた。このために
はエンジン始動当初の極低速回転域における燃料噴射量
を少なくすることが有効である。

【０００９】上記した従来の燃料噴射ポンプおよび遠心
力ガバナを用いた燃料噴射装置によりエンジン始動時の
ような極低速回転域で燃料噴射量を減少しようとする
と、図５に示すポンプにおいては、プランジャ５０に形
成したスピルリード５２の最下部（最大噴射領域）から
若干上に移った領域を用いなければならず、この位置は
プランジャ５０を矢印方向へ最大角度回した位置から逆
方向に若干戻した位置であり、コントロールラック１０
にあっては同図中矢印方向とは逆方向に若干戻した位置
となる。

【００１０】つまり、この位置は遠心力ガバナからみれ
ば、コントロールラックを最大押込位置より若干戻した
位置であり、図６の（Ａ）図の一点鎖線ｃで示すよう
に、ラック位置を若干下げる必要がある。しかし、この
ように極低速回転域のラック位置を下げると、全負荷特
性全体が下がるので、全負荷状態における噴射量が全体
に低下する不具合がある。

【００１１】また、極低速回転域のラック位置を下げる
と図６の（Ｂ）図において破線ｂ´で示すように、始動
ラック特性が全体的に下がり、この始動ラック特性ｂ´
は、全負荷特性ａ´における中〜高速回転領域の逆アン
グライヒ特性よりも低くなってしまうため、始動性の悪
化などの不具合も招く。

【００１２】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、燃料噴射ポンプお
よび遠心力ガバナの簡単な改造により、エンジン始動当
初におけるラック位置を下げることなく燃料噴射量を少
なくすることができ、排ガス対策に有効な燃料噴射装置
を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、燃料噴射ポンプのプランジャに、上記スピ
ルリードに連続してこのプランジャが所定量を超えて回
動された場合に燃料を減少させる逆傾斜リードを形成
し、上記遠心力ガバナは、ポンプの回転数に応じて遠心
力によってフライウエイトを作動させ、このフライウエ
イトに発生された推力によりコントロールスリーブを作
動させ、このコントロールスリーブの動きを揺動可能な
中間レバーを介してコントロールラックに伝えるように
し、上記中間レバーに噴射量制御アームを設け、この噴
射量制御アームの先端を上記コントロールラックの噴射
量増方向への動きを規制するトルクカムのカム面に対向
させ、このカム面の下部に上記噴射量制御アームが進入
可能な始動位置を設け、エンジンの始動前全負荷状態で
は上記噴射量制御アームを上記トルクカムの始動位置に
進入させることにより、コントロールラックを燃料噴射
ポンプ側に進入させ、これによりプランジャを所定量を
超えて回動させて逆傾斜リードにより燃料噴射量を制限
するようにしたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によれば、エンジン始動時には、噴射量
制御アームがトルクカムの始動位置に進入することによ
り、コントロールラックが燃料噴射ポンプ側に進入され
るようになり、これによりプランジャが所定量を超えて
回動されるから逆傾斜リード部分で燃料噴射量を制御す
るようになり、よって始動時の燃料噴射量を少なくする
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図４に示す
一実施例にもとづき説明する。

【００１６】図１において燃料噴射ポンプ５０は、図５
に示す従来の場合とほとんどの部分で構造が同一であっ
てよいから、同一部材には同一番号を付して説明を省略
する。本実施例の燃料噴射ポンプ５０で、図５に示す従
来の構造と異なる点は、プランジャ５１に逆傾斜リード
５９を形成した点である。つまり、プランジャ５１に
は、前記スピルリード５３に連続して、このスピルリー
ド５３の下端から逆方向に傾斜して伸びる傾斜リード５
９が形成されている。

【００１７】一方、図１において１００は遠心力ガバナ
であり、これについて説明する。図１において１はガバ
ナハウジングであり、このガバナハウジング１内には、
燃料噴射ポンプ５０のカム軸（図示しない）により回転
される駆動軸２が導入されており、この駆動軸２にはフ
ライウエイト３が設けられている。フライウエイト３は
上記燃料噴射ポンプ５０の回転数が上昇した場合に遠心
力によりウエイトスプリング４の付勢力に抗して外方に
移動し、これによりリンク５を介してコントロールスリ
ーブ６を図示左方に移動させるようになっている。

【００１８】上記コントロールスリーブ６には中間レバ
ー７の一端がピン１５を介して回動自在に連結されてお
り、この中間レバー７は上記コントロールスリーブ６が
図示左方に移動された場合にピン１５を支点として図示
時計回りに回動されるようになっている。

【００１９】中間レバー７の他端にはリンク９を介して
コントロールラック１０が連結されており、上記中間レ
バー７が時計回りに回動されると、コントロールラック
１０を図示右側、すなわち燃料を減少させる方向に移動
されるようになっている。

【００２０】中間レバー７の途中には摺動溝１２が形成
されており、この摺動溝１２内にはライダー１１が上下
方向に移動可能となっている。このスライダー１１には
ピン８が設けられている。

【００２１】また、上記スライダー１１はカムプレート
１３に形成したカム溝１４に沿って上下方向に移動可能
となっている。カムプレート１３に形成したカム溝１４
は図示の下側に近づくにつれて図示左側に変位する形状
をなしており、したがってスライダー１１が下降される
と、中間レバー７の途中も図示左側に変位しるので、中
間レバー７は下端のピン１５を中心として反時計回り方
向に回動される。このため、コントロールラック１０は
図示左側、つまり燃料を増量する方向に移動される。

【００２２】上記スライダー１１はアジャスティングレ
バー１６により作動される。アジャスティングレバー１
６はガバナハウジング１の外側面に回動自在に取付けら
れており、ガバナハウジング１の内部に導入された端部
には連結レバー１７が一体的に回動するように連結され
ている。この連結レバー１７にはコントロールレバー１
８が回動自在に連結されている。このコントロールレバ
ー１８は上記スライダー１１に対して前記ピン８を介し
て回動自在に連結されている。

【００２３】このアジャスティングレバー１６を全負荷
側、すなわち反時計回り方向へ回動するとスライダー１
１が下降され、したがって中間レバー７は下端のピン１
５を中心として反時計回り方向に回動され、コントロー
ルラック１０は燃料を増量する側に移動されるようにな
っている。

【００２４】上記カムプレート１３は支点１９を中心と
して回動可能に支持されており、このカムプレート１３
は復帰用スプリング２０によりストッパ２１に当るまで
反時計回り方向に回動付勢されている。

【００２５】なお、中間レバー７の下端とコントロール
スリーブ６を連結したピン１５は、ガバナハウジング１
に回動自在に取付けた規制レバー２２に回動自在に連結
されている。したがって、フライウエイト３が作動して
コントロールスリーブ６を図示左方に移動させる場合、
ピン１５の位置を規制レバー２２の回動軌跡に沿って案
内し、円弧運動させる。このため、中間レバー７は反時
計方向へ回動しつつ上方へ移動するようになっている。

【００２６】中間レバー７の上端には噴射量制御アーム
２４が回動自在に連結されている。この噴射量制御アー
ム２４は、支持ピン２６により中間レバー７の上端に連
結されており、この支持ピン２６に前記リンク９も回動
自在に連結されている。そして、この噴射量制御アーム
２４は、スプリング２７により時計回り方向に回動する
ように付勢されており、しかしながらストッパ突子２８
により中間レバー７に当接して回動位置が規制されてい
る。

【００２７】この噴射量制御アーム２４の先端は、前記
アジャスティングレバー１６を全負荷側に回動した場合
に、トルクカム３０のカム面３１に当接し、これにより
燃料の過剰供給を防止するようになっている。上記トル
クカム３０のカム面３１は、エンジンの回転数に応じて
燃料噴射量を制御するものであり、このカム面３１は図
３に示す全負荷状態の逆アングライヒ特性を呈するよう
なカム形状を有している。また、このトルクカム３０の
下部には、始動時に上記噴射量制御アーム２４の先端が
進入する切欠形状の始動位置、すなわち始動用切欠部３
２が形成されている。

【００２８】このトルクカム３０は支持ロッド３５の下
端に回動自在に取付けられており、この支持ロッド３５
は制御スライダー３６に形成した案内孔３７を摺動自在
に貫通してこの制御スライダー３６に吊持されている。
上記支持ロッド３５の周囲にはスプリング３８が取り付
けられており、このスプリング３８はトルクカム３０を
下向きに押している。トルクカム３０の他端は、アジャ
ストスクリュ３９が摺動自在に貫通されており、このア
ジャストスクリュ３９の下端に設けたストッパ４０によ
りトルクカム３０が上下移動自在に支承されている。ア
ジャストスクリュ３９は前記制御スライダー３６に螺合
されており、このアジャストスクリュ３９を螺進退させ
ることによりトルクカム３０上下方向の位置を調整する
ようになっている。なお、上記アジャストスクリュ３９
の周囲には他のスプリング４１が取付けられており、こ
のスプリング４１もトルクカム３０を下向きに押してい
る。上記支持ロッド３５およびアジャストスクリュ３９
は、カバー４２を外してガバナハウジング１の外部から
調節することができるようになっている。

【００２９】制御スライダー３６は、シャフト４３によ
り左右方向へ摺動自在に嵌合支持されている。このシャ
フト４３にはスプリング４４が取り付けられており、こ
のスプリング４４は制御スライダー３６を一方向へ押し
ている。制御スライダー３６の一端は、ガバナハウジン
グ１に螺合したアジャストスクリュ４５に当接してお
り、このアジャストスクリュ４５の進入量を制御するこ
とにより制御スライダー３６を左右方向へ位置調節する
ことができるようになっている。

【００３０】このような構成による実施例の燃料噴射装
置について、その作用を説明する。アジャスティングレ
バー１６を全負荷側（反時計回り）に回動させると、ス
ライダー１１がカムプレート１３のカム溝１４に沿って
下動し、同時にこのスライダー１１はカム溝１４に沿っ
て図示左側に移動し、このため中間レバー７は反時計方
向へ回動され、コントロールラック１０を燃料を増量側
に移動させる。このため、オールスピードコントロール
が行われる。

【００３１】この場合、エンジンの始動前は、中間レバ
ー７の上端に設けた噴射量制御アーム２４の先端が、図
３の実線で示すようにトルクカム３０の下部に形成した
始動用切欠部３２に進入する。この進入により中間レバ
ー７の上端は左側に移動し、コントロールラック１０を
ポンプ５０側に進入させる。つまり、ラック位置は、図
３に示すガバナ特性におけるＳ₁ の位置に設定され、こ
の特性においてはラック位置が比較的高い位置にある。
このようなコントロールラック１０の位置は、図１に示
すポンプ５０において、コントロールラック位置を矢印
方向に移動させてプランジャ５１を矢印方向へ回動させ
るから、逆傾斜リード５９の先端がスピルポート５４と
対応するようになる。

【００３２】したがって、この状態でスタータによりエ
ンジンを始動させると、プランジャ５１は逆傾斜リード
５９がスピルポート５４と対応することから、燃料噴射
量を従来の最大量よりも少なくし、よって始動時におけ
る黒煙対策に有効となる。

【００３３】さらに説明すれば、本実施例の場合、始動
時の極低速回転域では、噴射量制御アーム２４の先端を
トルクカム３０の下部に形成した始動用切欠部３２に進
入させることにより、ラック位置を図３のガバナ特性に
おいてＳ₁ の位置に設定し、これによりプランジャ５１
に形成した逆傾斜リード５９を用いるようにしてある。
この結果、極低速回転域でラック位置を上げることによ
り噴射量を減少させることができる。

【００３４】これに対し、従来の場合、図３に示しプラ
ンジャ展開図に示す通り、極低速回転域で噴射量を減少
させるためには、スピルリード５３におけるＳ₂ の位置
を用いる必要があり、これはラック位置を下げなければ
ならかった。しかし、ラック位置をＳ₂ に下げると、中
〜高速運転域の燃料噴射量特性が悪化する。

【００３５】これに対し、本実施例では、Ｓ₂ 位置に対
応するプランジャ高さαに相当して、α＝α´に該当す
るＳ₁ の位置を用いることができるから、極低速回転域
のラック位置を高くすることができ、にも拘らず噴射量
を減少させることができる。

【００３６】このようにして、エンジンが極低速回転域
の燃料噴射量を少なくした状態で始動すると、フライウ
エイト３がエンジンの回転数に応じて遠心力により径方
向に移動し、コントロールスリーブ６を左方向に移動さ
せる。このため中間レバー７が規制レバー２２に拘束さ
れつつ、時計回りに回動しかつ上下に移動される。この
ため噴射量制御アーム２４の先端がトルクカム３０の始
動用切欠部３２から抜け出してカム面３１に沿って摺動
し、このカム面３１によりコントロールラック１０の位
置を調整しつつ燃料噴射量を制御する。つまり、噴射量
制御アーム２４の先端がトルクカム３０のカム面３１に
沿って摺動する場合、図３に示す逆アングライヒのガバ
ナ特性を奏することになる。

【００３７】また、エンジンが始動した後、噴射量制御
アーム２４の先端がカム面３１に沿って摺動するまでの
間、噴射量制御アーム２４の先端がトルクカム３０の始
動用切欠部３２により規制されて上昇が規制される。こ
のため、エンジンの回転数の上昇に伴い、コントロール
ラック１０はΔＲｗ量だけガバナ側に引き出され、つま
りラック位置が下がり、この間は逆傾斜リード５９が使
用されるため燃料噴射量は回転数の上昇に伴って増加す
ることになる。このため、始動ラック特性は、図４に示
す特性ｄで示すように、回転数の上昇に伴って上昇する
ような特性となる。

【００３８】つまり、本実施例の場合、逆傾斜リード５
９を使用することから、エンジン始動時において、スタ
ータによる駆動初期の段階でエンジンが始動すれば、極
低速回転域であるので噴射量が少なく、よって黒煙対策
上きわめて好ましいものとなり、また初期の段階で良好
な燃焼による始動ができなかった場合でも徐々にエンジ
ン回転数が上昇するので、この場合はむしろ噴射量を増
して濃い混合気を作り、始動し易い状態にしてやること
ができ、よって始動性が向上することになる。

【００３９】なお、上記実施例においては、ガバナ特性
が逆アングライヒ特性を奏するように設定した場合を説
明したが、本発明は逆アングライヒ特性に制約されるも
のではなく、通常のアングライヒ特性を奏するガバナ特
性としてもよい。

【００４０】また、スピルリードおよび逆傾斜リードの
構造は、それぞれ溝形状には限らず、切欠形状等、公知
のリード構造が適用かのうである。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、エ
ンジン始動時には、噴射量制御アームがトルクカムの始
動位置に進入することにより、コントロールラックを燃
料噴射ポンプ側に進入させて、これによりプランジャの
逆傾斜リード部分で燃料噴射量を制御するようになるか
ら、ラック位置を下げることなく、つまりラック位置を
ガバナ側に引き出すことなく始動時の燃料噴射量を少な
くすることができる。このため、始動時の黒煙対策など
に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、燃料噴射ポンプと遠
心力ガバナとの関係を説明するための構成図。

【図２】同実施例におけるトルクカムと噴射量制御アー
ムとの関係を説明するための構成図。

【図３】ガバナ特性とプランジャ展開図とを示す図。

【図４】燃料噴射量特性を示す図。

【図５】従来の燃料噴射ポンプを説明するための主要部
の構成図。

【図６】（Ａ）図および（Ｂ）図ともに、従来のガバナ
特性を示す図。

【符号の説明】

５０…燃料噴射ポンプ、５１…プランジャ、５２…ポン
プ室、５３…スピルリード、５４…スピルポート、５９
…逆傾斜リード、１００…遠心力ガバナ、１…ガバナハ
ウジング、３…フライウエイト、６…コントロールスリ
ーブ、７…中間レバー、１０…コントロールラック、１
１…スライダー、１３…カムプレート、１６…アジャス
ティングレバー、２４…噴射量制御アーム、３０…トル
クカム、３１…カム面、３２…始動用切欠部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプのプランジャに、このプ
   ランジャを一方向に回動した場合に噴射量を増すスピル
   リードを形成し、このプランジャをコントロールラック
   により回動して噴射量を制御するとともに、このコント
   ロールラックをポンプの回転数に応じて作動される遠心
   力ガバナにより駆動するようにした燃料噴射装置におい
   て、 上記燃料噴射ポンプのプランジャに、上記スピルリード
   に連続してこのプランジャが所定量を超えて回動された
   場合に燃料を減少させる逆傾斜リードを形成し、 上記
   遠心力ガバナは、ポンプの回転数に応じて遠心力によっ
   てフライウエイトを作動させ、このフライウエイトに発
   生された推力によりコントロールスリーブを作動させ、
   このコントロールスリーブの動きを揺動可能な中間レバ
   ーを介してコントロールラックに伝えるようにし、上記
   中間レバーに噴射量制御アームを設け、この噴射量制御
   アームの先端を上記コントロールラックの噴射量増方向
   への動きを規制するトルクカムのカム面に対向させ、こ
   のカム面の下部に上記噴射量制御アームが進入可能な始
   動位置を設け、 エンジンの始動前全負荷状態では上記噴射量制御アーム
   を上記トルクカムの始動位置に進入させることにより、
   コントロールラックを燃料噴射ポンプ側に進入させ、こ
   れによりプランジャを所定量を超えて回動させて逆傾斜
   リードにより燃料噴射量を制限するようにしたことを特
   徴とする燃料噴射装置。