JPH0719074A - ディーゼルターボエンジンの黒煙低減システム - Google Patents
ディーゼルターボエンジンの黒煙低減システムInfo
- Publication number
- JPH0719074A JPH0719074A JP18446093A JP18446093A JPH0719074A JP H0719074 A JPH0719074 A JP H0719074A JP 18446093 A JP18446093 A JP 18446093A JP 18446093 A JP18446093 A JP 18446093A JP H0719074 A JPH0719074 A JP H0719074A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lever
- black smoke
- engine
- governor
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低速負荷掛け時の瞬時負荷に制限を受けず、
しかも、フリーアクセル時の黒煙排出量を低減できる、
建設機械用ディーゼルターボエンジンに適した黒煙低減
システムを提供する。 【構成】 エンジンの回転数を検出する回転数センサ１
３と、ガバナレバー３の角度を検出するレバー角度セン
サ１４を設け、各々コントローラ１２に接続する。コン
トローラ１２がフリーアクセル状態を判別すると、ソレ
ノイド７を作動させ、ストップレバー４を引いて常用位
置からシステム作動時位置へ回転させる。この操作によ
り、ラック位置が引き下げられ、燃料噴射量は減少す
る。従って、フリーアクセル時の給気不足による余剰燃
料が黒煙となって排出されるのを防止できる。
しかも、フリーアクセル時の黒煙排出量を低減できる、
建設機械用ディーゼルターボエンジンに適した黒煙低減
システムを提供する。 【構成】 エンジンの回転数を検出する回転数センサ１
３と、ガバナレバー３の角度を検出するレバー角度セン
サ１４を設け、各々コントローラ１２に接続する。コン
トローラ１２がフリーアクセル状態を判別すると、ソレ
ノイド７を作動させ、ストップレバー４を引いて常用位
置からシステム作動時位置へ回転させる。この操作によ
り、ラック位置が引き下げられ、燃料噴射量は減少す
る。従って、フリーアクセル時の給気不足による余剰燃
料が黒煙となって排出されるのを防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低速作業の多い建設機
械等に搭載されるディーゼルターボエンジンの黒煙低減
システムに関する。
械等に搭載されるディーゼルターボエンジンの黒煙低減
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】低速作業の多い建設機械、たとえばパワ
ーショベル等に搭載されるようなディーゼルエンジン
は、小型で大きな定格馬力が得られるターボ過給が採用
される場合が多い。このようなディーゼルターボエンジ
ンには、低速域での速度変動率低下や低速トルクの増大
が要求される。
ーショベル等に搭載されるようなディーゼルエンジン
は、小型で大きな定格馬力が得られるターボ過給が採用
される場合が多い。このようなディーゼルターボエンジ
ンには、低速域での速度変動率低下や低速トルクの増大
が要求される。
【０００３】すなわち、パワーショベルのような建設機
械は、アイドリングから瞬時に負荷掛けされることも多
く、その負荷変動はクラッチミートを伴う自動車に比べ
て急激である。このため、回転速度によって燃料噴射量
を制御するガバナの速度変動率が大きいと、負荷掛けに
よる回転速度の低下も大きくなり、回転速度の低下と共
にトルクも低下することになる。特に、ディーゼルター
ボエンジンの場合には、機械側の要求特性に対し低速域
のトルクに余裕がないので低速からの負荷掛けに対応し
やすいトルク特性（速度変動率がたっている）を設定す
ることが多く、このため速度変動率の影響で低下するト
ルクはさらに大きなものとなる。従って、これを解決す
るには低速域での速度変動率低下や低速トルクの増大が
必要となる。
械は、アイドリングから瞬時に負荷掛けされることも多
く、その負荷変動はクラッチミートを伴う自動車に比べ
て急激である。このため、回転速度によって燃料噴射量
を制御するガバナの速度変動率が大きいと、負荷掛けに
よる回転速度の低下も大きくなり、回転速度の低下と共
にトルクも低下することになる。特に、ディーゼルター
ボエンジンの場合には、機械側の要求特性に対し低速域
のトルクに余裕がないので低速からの負荷掛けに対応し
やすいトルク特性（速度変動率がたっている）を設定す
ることが多く、このため速度変動率の影響で低下するト
ルクはさらに大きなものとなる。従って、これを解決す
るには低速域での速度変動率低下や低速トルクの増大が
必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さて、ディーゼルター
ボエンジンの低速トルクを増大させる手段としては、従
来よりアングライヒスプリングが知られている。しか
し、アングライヒスプリングの作用で燃料噴射量を増
し、これによって低速トルクを増大させるようにした場
合には、フリーアクセル時（空ぶかし）等にターボラグ
による給気不足が生じて排煙を悪化させる不都合があっ
た。
ボエンジンの低速トルクを増大させる手段としては、従
来よりアングライヒスプリングが知られている。しか
し、アングライヒスプリングの作用で燃料噴射量を増
し、これによって低速トルクを増大させるようにした場
合には、フリーアクセル時（空ぶかし）等にターボラグ
による給気不足が生じて排煙を悪化させる不都合があっ
た。
【０００５】また、自動車用のディーゼルターボエンジ
ンにおいては、通常吸入空気量に応じて燃料噴射量を自
動調節するブーストコンペンセータが設けられ、これに
よって給気不足や排煙悪化等に対処している。しかし、
このブーストコンペンセータを建設機械用ディーゼルタ
ーボエンジンに採用すると、その構造上の特性から過給
機が機能して給気圧が上昇するまで燃料噴射量の増量は
なく、従って、低速負荷掛け時は燃料が不足してトルク
不足となるので、瞬時負荷の制限を受ける不都合があっ
た。
ンにおいては、通常吸入空気量に応じて燃料噴射量を自
動調節するブーストコンペンセータが設けられ、これに
よって給気不足や排煙悪化等に対処している。しかし、
このブーストコンペンセータを建設機械用ディーゼルタ
ーボエンジンに採用すると、その構造上の特性から過給
機が機能して給気圧が上昇するまで燃料噴射量の増量は
なく、従って、低速負荷掛け時は燃料が不足してトルク
不足となるので、瞬時負荷の制限を受ける不都合があっ
た。
【０００６】そこで、本発明の目的は、建設機械等に搭
載されるディーゼルターボエンジンにおいて、低速負荷
掛け時の瞬時負荷に制限を受けることなくフリーアクセ
ル時の黒煙排出量を低減できるシステムを提供すること
にある。
載されるディーゼルターボエンジンにおいて、低速負荷
掛け時の瞬時負荷に制限を受けることなくフリーアクセ
ル時の黒煙排出量を低減できるシステムを提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するもので、低速域での速度変動率低下や低速トル
クの増大が要求されるディーゼルターボエンジンの黒煙
低減システムにおいて、エンジン回転数検出手段と、ガ
バナレバーの位置を検出するレバー角度検出手段と、ガ
バナのストップレバーを常用位置からシステム作動時位
置へ移動させる駆動手段と、前記エンジン回転数検出手
段及び前記レバー角度検出手段からの信号を受けて前記
駆動手段の作動を制御するコントローラとを具備し、フ
リーアクセル時等に前記ストップレバーを作動させるこ
とにより、ガバナのフルラック位置を余剰燃料噴射域外
まで低下させるように構成したことを特徴とするディー
ゼルターボエンジンの黒煙低減システムである。
解決するもので、低速域での速度変動率低下や低速トル
クの増大が要求されるディーゼルターボエンジンの黒煙
低減システムにおいて、エンジン回転数検出手段と、ガ
バナレバーの位置を検出するレバー角度検出手段と、ガ
バナのストップレバーを常用位置からシステム作動時位
置へ移動させる駆動手段と、前記エンジン回転数検出手
段及び前記レバー角度検出手段からの信号を受けて前記
駆動手段の作動を制御するコントローラとを具備し、フ
リーアクセル時等に前記ストップレバーを作動させるこ
とにより、ガバナのフルラック位置を余剰燃料噴射域外
まで低下させるように構成したことを特徴とするディー
ゼルターボエンジンの黒煙低減システムである。
【０００８】
【作用】前述の手段によれば、エンジン回転数検出手段
及びレバー角度検出手段から信号を受けたコントローラ
が、予め設定された条件に基づいてフリーアクセル時の
状態を判別すると、駆動手段を作動させてガバナのスト
ップレバーを停止位置方向へ引き、該ストップレバーを
常用位置（フルラック位置）から所定のシステム作動位
置まで移動させる。これにより、フルラック位置を余剰
燃料噴射域外まで低下させることができ、フリーアクセ
ル時等にターボラグが生じても燃料噴射量を低減して給
気量とのバランスが保たれるので、噴射燃料に対する給
気不足で黒煙の排出量が増加するのを防止できる。
及びレバー角度検出手段から信号を受けたコントローラ
が、予め設定された条件に基づいてフリーアクセル時の
状態を判別すると、駆動手段を作動させてガバナのスト
ップレバーを停止位置方向へ引き、該ストップレバーを
常用位置（フルラック位置）から所定のシステム作動位
置まで移動させる。これにより、フルラック位置を余剰
燃料噴射域外まで低下させることができ、フリーアクセ
ル時等にターボラグが生じても燃料噴射量を低減して給
気量とのバランスが保たれるので、噴射燃料に対する給
気不足で黒煙の排出量が増加するのを防止できる。
【０００９】また、負荷掛けによる回転数低下時（ガバ
ナレバーの角度は変化しない）には、駆動手段を作動さ
せないような制御をすることにより、トルク不足によっ
て瞬時負荷が制限されるのを防止できる。
ナレバーの角度は変化しない）には、駆動手段を作動さ
せないような制御をすることにより、トルク不足によっ
て瞬時負荷が制限されるのを防止できる。
【００１０】
【実施例】本発明によるディーゼルターボエンジンの黒
煙低減システムの一実施例を図面に基づいて説明する。
煙低減システムの一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１１】図１の系統図において、噴射ポンプ１と隣
接して設けられたガバナ２には、図示省略のコントロー
ルラックに連結されたガバナレバー３が設けられてい
る。このガバナレバー３は、エンジンの始動時及び停止
時を除いて、通常ローアイドル位置θ１からフルロード
位置θ２までの間を、遠心力とバネ力との釣合いに応じ
て支点３ａを中心に回動し、ラック位置を移動させてエ
ンジン回転数が一定になるよう燃料噴射量を自動制御す
る。
接して設けられたガバナ２には、図示省略のコントロー
ルラックに連結されたガバナレバー３が設けられてい
る。このガバナレバー３は、エンジンの始動時及び停止
時を除いて、通常ローアイドル位置θ１からフルロード
位置θ２までの間を、遠心力とバネ力との釣合いに応じ
て支点３ａを中心に回動し、ラック位置を移動させてエ
ンジン回転数が一定になるよう燃料噴射量を自動制御す
る。
【００１２】また、上述したガバナ２には、エンジン停
止時に他のレバー位置とは無関係に直接コントロールラ
ックを操作できるストップレバー４が設けられている。
このストップレバー４は、支点４ａを中心として常用位
置（フルラック位置）から停止位置までの間を回動す
る。なお、ストップレバー４は、エンジン停止時にスト
ップケーブル５が引かれて停止位置まで回転するが、そ
れ以外の場合はバネ力等によって常用位置を保ってい
る。
止時に他のレバー位置とは無関係に直接コントロールラ
ックを操作できるストップレバー４が設けられている。
このストップレバー４は、支点４ａを中心として常用位
置（フルラック位置）から停止位置までの間を回動す
る。なお、ストップレバー４は、エンジン停止時にスト
ップケーブル５が引かれて停止位置まで回転するが、そ
れ以外の場合はバネ力等によって常用位置を保ってい
る。
【００１３】このような構成のガバナ２に対して、スト
ップレバー４を所定のシステム作動時位置まで回転させ
る駆動手段としてシステム作動部６を追加して設けてあ
る。このシステム作動部６は、駆動力を発揮するソレノ
イド７と、ストップレバー４に固定されたピン８と、長
穴９が設けられた係合部１０と、ソレノイド７及び係合
部１０を連結して駆動力を伝える作動ケーブル（又はロ
ッド）１１とを具備して構成されている。そして、該シ
ステム６の作動時には、ソレノイド７が通電を受けて作
動ケーブル１１を引き、さらに、係合部１０が長穴９と
係合するピン８を引いて、ストップレバー４を常用位置
と停止位置との間に設定したシステム作動時位置まで回
転させる。
ップレバー４を所定のシステム作動時位置まで回転させ
る駆動手段としてシステム作動部６を追加して設けてあ
る。このシステム作動部６は、駆動力を発揮するソレノ
イド７と、ストップレバー４に固定されたピン８と、長
穴９が設けられた係合部１０と、ソレノイド７及び係合
部１０を連結して駆動力を伝える作動ケーブル（又はロ
ッド）１１とを具備して構成されている。そして、該シ
ステム６の作動時には、ソレノイド７が通電を受けて作
動ケーブル１１を引き、さらに、係合部１０が長穴９と
係合するピン８を引いて、ストップレバー４を常用位置
と停止位置との間に設定したシステム作動時位置まで回
転させる。
【００１４】また、上述したシステム作動部６の作動を
制御するコントローラ１２が設けられ、該コントローラ
１２には、エンジン回転数検出手段として設けた回転数
センサ１３、及びガバナレバー３の位置を検出するレバ
ー角度検出手段として設けたレバー角度センサ１４から
の信号が入力される。なお、１５は車載電源を示してい
る。
制御するコントローラ１２が設けられ、該コントローラ
１２には、エンジン回転数検出手段として設けた回転数
センサ１３、及びガバナレバー３の位置を検出するレバ
ー角度検出手段として設けたレバー角度センサ１４から
の信号が入力される。なお、１５は車載電源を示してい
る。
【００１５】以下、コントローラ１２の制御例及びその
作用を説明する。図３はコントローラ１２の制御パター
ン例を示したもので、制御パターンＡは、エンジン回転
数及びガバナレバー角度がいずれもローアイドル状態の
Ｎ１、θ１になっている。このような場合には、コント
ローラ１２がシステム作動部６をＯＮにしてストップレ
バー４をシステム作動時位置へ回転させ、ラック位置を
フルラック位置から停止位置方向へ引き下げる。この結
果、図２に示す如く、二点鎖線で示したフルラック位置
は、アングライヒスプリング作動領域も含めて、実線に
矢印を付して示した位置まで下方へ平行移動する。この
時、エンジン回転数Ｎ１に対応するラック位置が、アン
グライヒスプリングの作用による増量補正分を含めて、
図２にハッチングを施した余剰燃料噴射域の外まで低下
するように、システム作動時位置を設定すればよい。
作用を説明する。図３はコントローラ１２の制御パター
ン例を示したもので、制御パターンＡは、エンジン回転
数及びガバナレバー角度がいずれもローアイドル状態の
Ｎ１、θ１になっている。このような場合には、コント
ローラ１２がシステム作動部６をＯＮにしてストップレ
バー４をシステム作動時位置へ回転させ、ラック位置を
フルラック位置から停止位置方向へ引き下げる。この結
果、図２に示す如く、二点鎖線で示したフルラック位置
は、アングライヒスプリング作動領域も含めて、実線に
矢印を付して示した位置まで下方へ平行移動する。この
時、エンジン回転数Ｎ１に対応するラック位置が、アン
グライヒスプリングの作用による増量補正分を含めて、
図２にハッチングを施した余剰燃料噴射域の外まで低下
するように、システム作動時位置を設定すればよい。
【００１６】次に、制御パターンＢは、ガバナレバー角
度がθ１に保たれた状態でエンジン回転数がＮ１よりＮ
低下した場合、すなわち定速負荷掛けにより速度変動率
に応じた回転数が低下した場合を示している。このよう
な場合には、コントローラ１２がシステム作動部６をＯ
ＦＦとして図２に二点鎖線で示したフルラック位置を維
持する。この結果、アングライヒスプリングの作用によ
る燃料噴射量の増量も加わるので、低速トルクが増大さ
れて瞬時負荷にも従来どおりの対応が可能になる。
度がθ１に保たれた状態でエンジン回転数がＮ１よりＮ
低下した場合、すなわち定速負荷掛けにより速度変動率
に応じた回転数が低下した場合を示している。このよう
な場合には、コントローラ１２がシステム作動部６をＯ
ＦＦとして図２に二点鎖線で示したフルラック位置を維
持する。この結果、アングライヒスプリングの作用によ
る燃料噴射量の増量も加わるので、低速トルクが増大さ
れて瞬時負荷にも従来どおりの対応が可能になる。
【００１７】続いて、制御パターンＣは、フリーアクセ
ル（空ぶかし）時等を示したもので、エンジン回転数は
ローアイドルのＮ１からＮ上昇し、また、ガバナレバー
角度もローアイドル位置のθ１からフルロード方向へθ
回転している。このような無負荷状態では、エンジン回
転数が短時間で上昇して所定の過給圧を得られるように
なるため、コントローラ１２は所定の短時間（たとえば
約１秒程度）だけシステム作動部６をＯＮにする。この
結果、ターボラグによって給気不足となるフリーアクセ
ル時の初期だけラック位置が引き下げられるので、この
間の燃料噴射量は給気量とバランスしたものに制限さ
れ、余剰燃料による黒煙排出量の増加を防止することが
できる。
ル（空ぶかし）時等を示したもので、エンジン回転数は
ローアイドルのＮ１からＮ上昇し、また、ガバナレバー
角度もローアイドル位置のθ１からフルロード方向へθ
回転している。このような無負荷状態では、エンジン回
転数が短時間で上昇して所定の過給圧を得られるように
なるため、コントローラ１２は所定の短時間（たとえば
約１秒程度）だけシステム作動部６をＯＮにする。この
結果、ターボラグによって給気不足となるフリーアクセ
ル時の初期だけラック位置が引き下げられるので、この
間の燃料噴射量は給気量とバランスしたものに制限さ
れ、余剰燃料による黒煙排出量の増加を防止することが
できる。
【００１８】最後に、制御パターンＤは、エンジン回転
数がハイアイドルＮ２及びハイアイドルに近いＮ３でか
つガバナレバー角度がハイアイドル位置θ２又はハイア
イドルに近いθ３からフルロード方向へθ回転した場
合、すなわち無負荷高速運転の状態を示している。この
ような場合には、すでに十分な過給圧が得られているた
め給気不足の心配はなく、従って、コントローラ１２は
システム作動部６をＯＦＦにしておけばよい。
数がハイアイドルＮ２及びハイアイドルに近いＮ３でか
つガバナレバー角度がハイアイドル位置θ２又はハイア
イドルに近いθ３からフルロード方向へθ回転した場
合、すなわち無負荷高速運転の状態を示している。この
ような場合には、すでに十分な過給圧が得られているた
め給気不足の心配はなく、従って、コントローラ１２は
システム作動部６をＯＦＦにしておけばよい。
【００１９】なお、以上の実施例においては、システム
作動部６の駆動源としてソレノイド７を採用している
が、たとえば電動モータとリンク機構を組合せた構成等
種々の変形例が可能なことは言うまでもない。なおま
た、上記実施例の作動部６には長穴９を設けてあるの
で、ストップレバー４が停止位置まで回転する動作を妨
げることもない。
作動部６の駆動源としてソレノイド７を採用している
が、たとえば電動モータとリンク機構を組合せた構成等
種々の変形例が可能なことは言うまでもない。なおま
た、上記実施例の作動部６には長穴９を設けてあるの
で、ストップレバー４が停止位置まで回転する動作を妨
げることもない。
【００２０】
【発明の効果】前述した本発明によれば、エンジン回転
数及びガバナレバー角度からフリーアクセル状態を判別
し、フルラック位置を余剰燃料噴射域外まで低下させる
ようにしたので、ターボラグによって給気不足が生じる
ような場合であっても、燃料噴射量を減らしてバランス
がとられ、黒煙排出量が増加するのを防止することがで
きる。
数及びガバナレバー角度からフリーアクセル状態を判別
し、フルラック位置を余剰燃料噴射域外まで低下させる
ようにしたので、ターボラグによって給気不足が生じる
ような場合であっても、燃料噴射量を減らしてバランス
がとられ、黒煙排出量が増加するのを防止することがで
きる。
【００２１】さらに、低速負荷掛け時の状態を判別した
場合はシステム作動部をＯＦＦにするので、燃料不足に
よって低速負荷掛け時の瞬間負荷が制限させることもな
く、従って、特に建設機械等に搭載されるディーゼルタ
ーボエンジンに適した黒煙低減システムとなる。
場合はシステム作動部をＯＦＦにするので、燃料不足に
よって低速負荷掛け時の瞬間負荷が制限させることもな
く、従って、特に建設機械等に搭載されるディーゼルタ
ーボエンジンに適した黒煙低減システムとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す系統図である。
【図２】図１の作用・効果を説明するための図で、エン
ジン回転数とラック位置との関係を示している。
ジン回転数とラック位置との関係を示している。
【図３】コントローラの制御パターン例を示す図であ
る。
る。
２ ガバナ ３ ガバナレバー ４ ストップレバー ６ システム作動部（駆動手段） ７ ソレノイド ８ ピン ９ 長穴 １０ 係合部 １１ 作動ケーブル １２ コントローラ １３ 回転数センサ（エンジン回転数検出手段） １４ レバー角度センサ（レバー角度検出手段）
Claims (1)
- 【請求項１】低速域での速度変動率低下や低速トルクの
増大が要求されるディーゼルターボエンジンの黒煙低減
システムにおいて、エンジン回転数検出手段と、ガバナ
レバーの位置を検出するレバー角度検出手段と、ガバナ
のストップレバーを常用位置からシステム作動時位置へ
移動させる駆動手段と、前記エンジン回転数検出手段及
び前記レバー角度検出手段からの信号を受けて前記駆動
手段の作動を制御するコントローラとを具備し、フリー
アクセル時に前記ストップレバーを作動させることによ
り、ガバナのフルラック位置を余剰燃料噴射域外まで低
下させるように構成したことを特徴とするディーゼルタ
ーボエンジンの黒煙低減システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18446093A JPH0719074A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ディーゼルターボエンジンの黒煙低減システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18446093A JPH0719074A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ディーゼルターボエンジンの黒煙低減システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719074A true JPH0719074A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=16153544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18446093A Withdrawn JPH0719074A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ディーゼルターボエンジンの黒煙低減システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719074A (ja) |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP18446093A patent/JPH0719074A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |