JPS582431A - ディーゼル機関の暖機性能改善装置 - 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】 本発明は列盤の燃料噴射ポンプとそれに附属したガバナ
ーとを燃料系に有するディーゼル機関のための暖機性能
改善装置友び装置に□関するものである。

ディーゼル機関の始動や暖機時間は外気温に影響される
ところが非常に大きい。一般に外気温が低ければ低い程
、始動後の必要暖機時間は長くなるし、また、外気温が
極めて低い時には始動しても暖機運転中にエンレンスト
ールを起して機関停止してしまったシ、或いは始動さえ
も不能になったりする。このように低温時始動に於てデ
ィーゼル機関に生ずる障害のうち、始動後の暖準運転中
に生ずるエンジンストールと暖機時間の長時間化の一因
は、現用のガバナーの燃料供給特性及び機能によるもの
である。すなわち、現用のガバナーには外気温もしくは
機関冷却水温などに対する温度感応機能がなく、まな低
速時の微小回転変動の検出機能がないため、現用ガバナ
ーでは低速時の精密な燃料制御が不可能であシ、また、
外気温などの温度変化があっても機関の暖機性能を低下
させぬようにすることができなかった。

第１図のグラフに示す実線は公知のガバナーによって制
御され喪燃料噴射ポンプの燃料供給特性線図である。図
に於て横軸は機関回転数Ｎ、縦軸は燃料噴射ポンプから
の吐出燃料量ｑ、をそれぞれ示している。ま光、同図に
於て、ｑｍａＸは始動時噴射量ｐ　　ｑｅは始動直後の
アイドリンク噴射量。

Ｎ　ｒａｉｎは伸動直後の機関最小回転数、　Ｎｅは暖
機終了後の常用最低回転数、　Ｎｒｒｍｚは常用最大回
転数。

である。

第１図から判るように従来のガバナ〜によると、機関始
動時には最大の燃料ｑｍａｘ　ｉ、Ｅ噴射されるが機開
始動直後には燃料噴射量は大巾に低減してｑ。

となシ、その後は回転数の増加にっれて増量されるよう
に燃料吐出量が制御されている。このような燃料供給特
性は外気温や機関冷却水温に関係々く不変であるため、
低温時始動に於ては始動直後に供給燃料が大巾に低下す
る上、冷却水温及び油温が低いのでエンジンストールす
なわち失火を起しやすいという問題点がある。また、失
火しなかった場合において、も１、機、関の冷却水温や
油温の上。

昇が遅く機関回転数がＮｍｊｎからＮａに達するのに非
常に長い時間がが＼る念め、機関の稼動時間が大巾に低
下するという問題点があった。

従って、始動後の失火を阻止し且つ暖機時間を減少させ
るために、は、始動直後の回転数Ｎｍ１ｎの時１点から
常用最低□回転数Ｎｅ　Ｋ４ｆるまでの間の燃料供給量
を点Ａと点Ｂとを結ぶ直Ｈｎに沿ってｑｍａｘからｑｅ
に漸減させるように制御するととが望ましく、また、Ａ
とＢと１−結ぶ線分Ａβを外気温の変動に応じて下向き
に垂下する曲線として変化させることができれば最も望
まし込。従って、そのような機能ｔ−有した燃料供給装
置の、開発が必要どなるが、それには多大の開発、費と
時間仁を要するため、現在ではまだそのような装置は出
現していない。

本発明は前記の如□き事情を考慮してな声、れたもので
あシ、本発明の目的は、機開始動直後から機関が常用最
低回転数に達するまでの期間中はガバ作とは無関係にガ
バナーの桿定量以 上の、、燃料を機関に供給するとともにその供給量を機
関冷却水温度の逆数に対応して変更す、ることを特徴と
する暖機性能改善方法及び装置を提供することＫある。

本発明の他の目的は現用の燃料系装置に大きな変更を加
えることなく、現用燃料系、―置に取付けて用いること
のできる比較的安価な暖機性能改善装置を提供する２と
にある。

以下に第２図及び第３図を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

ら常用最低回転数に達するまでの期間中はガバナーの制
御操作とは無関係にガバナーの規定量以上の燃料が機関
に供給されるように燃料噴射ポンプのコントロールラッ
クを操作すると同時にその燃料供給量をその時々の冷却
水温の逆数に対応して増減させることを特徴と□するが
、この方法を実施するための竺、置の一例が第２図及び
第３図に示し次ものである。すなわち、第１図及び第３
甲に示す実施例では、燃料噴射ポンプ１のガバナー装着
側色は反対端に装着されたコントロールラック調整器２
及び該調整器２ｔ−制御する制御装置３が本。

発明の暖機性能改善装置として用いられている。

コントロールラック調整器２及び制御装置３は本発明の
暖機性能改善装置のキ体を成すものすあり１、該制御装
置３にはディ」ゼぶ機関本体４の各部に装着された冷却
水温検出器５す褌温検出器６．並びに回転数横用器７の
各検出器の出力信号が入力される。一方、コントロール
ラック調整器２は、第３図に示すように空圧部やもしく
は油圧駆動のシリンダ８を有し、該シリンダ８は燃料噴
射ポンプ１のコントロールラック１人に整列するように
燃料噴射ポンプ１の肩面に取付けられている。シリンダ
８内には中心部に貫通孔ｆｔ有したピストン９が嵌装さ
れ、該ピストン９の一端面に固定された円筒状のコント
ロールラック調整部材１０がシリンダ８の一熾面を貫通
して外部に突出するとともに、燃料噴射ポンプ１の内部
に挿入されている。

コントロールラック調整部材１０の内部にはピストン９
の中心部貫通孔を通ってシリンダ８の他端面の外側にま
で突出するロッド１１が挿通され、該ロッド１１はシリ
ンダ８の外部に装着された操作器１２に連結されている
。操作器１２はソレノイドもしくは空圧シリンダの如き
軸方向駆動装置であって、ロッド１１を軸方向に駆動し
て後記の把持爪を開閉操作するためのものである。

コントロールラック調整部材１０の先端（第３図に於て
右方の熾部）にはその中□心′ｉ部の孔に連通するスロ
ツ）１０Ａが放射状に設けられておシ、該スロツ）１０
Ａ内にｈ把持爪１３が配置され、該把持爪１３の中央部
はピン１０Ｂによってコントロールラック調整器材１０
に枢着されている。把持爪１３の外部はスロット１０Ａ
内から突出してコントロールラック調整部材１０の先端
よシ前方に延び、その先端によってコントロールラック
ＩＡ（Ｄｌ［の付加７ランジ１ａを把持しうるようにな
っている。把持爪１３の内端はロッド１１の先端に突設
したピン１１Ａに枢着されておシ、ロッド１１が軸方向
に動かされた時には各把持爪１３がピン１０Ｂのまわり
に揺動しうるようになっている。従って、把持爪１３及
びロッド１１並びに操作器１２は前記の記載からコント
ロールラック１人とコントロールラック調整部材１０と
の解結装置を構成して、いることが判る。

ピストン９は、シリンダ８の制御弁８Ａを介して制御装
置３から制御されるように構成され、また、操作器１２
も制御装装置３から制御されるよう、２１ になっている。

なお、第２図に於て、１４は公知のタイマー。

１５はガバナー、１６はコントロールレバー、１７はコ
ントロニルロッド、１８は制御装置３に電気的に接続さ
れた機開始動スイッチ、である。

次に前記の如き構成の装置の作動について説明する。

機関始動前にはコントロールラック調整器２のピストン
９は第３図に於て最も左側の位置に保持され、ｔた、把
持爪１′３は開かれた状態に保持されているため、コン
トロールランク１人とコントロールラック調整部材１０
とは非連結状態にあるとともにコントロールラック―整
部材１０の先端は燃料噴射ポンプ１内の端板に接する位
置にある。

機開始動スイッチ１８が投入されて機関が起動されると
、ガバナー１５によってプントロールラック１人は第３
図に於てコントロールラック調整部材１０に突き漁るま
で前進され、その位置に対応する始動時噴射量ｑｍａｘ
（第１図）が燃・料噴射ポンプ１から機関本体４に供給
される。この時、冷却水温検出器５及び油温検出器６か
ら制御装置３に入力される冷却水温検”出値と油温検出
値が予め定められた値より低ければ、制御装置３からの
制御信号によって操作器１２が作動されてロッド１１が
第５図に於て左方へ急速駆動される。この−ため、把持
爪１３がゴン、トロールラック１人の付加７ランジ１ａ
ｔ把持し、その結果、コントロールラック１人とコント
ロールラック調整部材１０とが連結された状態となる。

（なお、コントロールラック１人とコントロールラック
調整部材１０との当接及、び解離ｄコントロールラック
調整部材１０の先端面に取付けた圧電素子等の検出手段
によって′検出できる。） 横開始動後、回転数検出器７から制御装置３への入力信
号によって機関の起動が確認されるとシ。

リンダ８は制御装置３からの制御信号によって起動シ、
ガバナー１５によるコントロールラック１人の右方向へ
の後退勤を阻止するようにピストン９を介して：ｙｙト
ロールラック調整部材１′０の位置決めを行う。すなわ
ち、機開始動後ガノくナー１５は燃料噴射量を第１図の
実線に沿ってｑｍａｘからｑｏに急速に低減するように
コントロールラック１人を第３図に於て右方向（すな□
わち燃料減の方向）ヘ操作しようとするが、コントロー
ルラック調整器２は燃料噴射量が第１図の点線もしくは
二点鎖線に沿って漸減するようにガバナー１５の制御操
作に抗してコントロールラックｌＡｔ−操作する。

この場合、燃料噴射量が第１図のＡ点からＢ点に至るま
での軌跡は冷却水温度の値の逆数に対応して変更され、
冷却水温が低ければ低い程、第１図のＡ点とＢ点とを結
ぶ曲線の下向き傾斜が小さくなるように点Ａ、Ｂ間にお
けるコントロールラックの位置が制御される。従って、
冷却水温度が高ければ点Ａから点Ｂに至るまでの燃料噴
射量の変化は第１図に実線で示す曲線（これは従来のガ
バナー１５によって行われる制御操作である）に近くな
り、冷却水温度が低ければ点Ａから点Ｂに至るまでの燃
料噴射量の推移は点線ＡＢで示す直線に近くなる。

以上のように、機関始動後、回転数がＮｍ１ｎからＮ・
に達するまでの期間中ンコントロールラック調整器２は
ガバナー１５の制御操作に抗してコントロールラック１
人を相対的に燃料増の位置に位置決めするので外気温が
非常に低い場合でもエンジンストールを起す恐れがなく
、また、暖機時間も短縮される。

機関回転数がＮｅに達するか、もしくは冷却水温もしく
は油温か所定値に達した時には制御装置３からの制御信
号によって操作器１２が作動してロッド１１を介して把
持爪１３が開かれ、その結果、ロッド１１とコントロー
ルロッド１Ａとの結合が解かれる。従って、これ以後は
コントロールロッド１Ａがガバナー１５の制御操作に反
して燃料増の方向（すなわち第５図に於て左向き）へ強
制操作されることはなくなシ、ガバナー１５によって操
作される。しかしながら、機関本体が暖機運転を終了し
て稼動運転に入るまでの間はなお制御装置３及びコント
ロールラック調整器２は作動状態にあシ、コントロール
ラック調整部材１０はこれ以後の時点に於てはコントロ
ールラック１人の燃料増方向の可動ストッパーとして働
く。すなワチ、コントロールラック１人とコントロール
ラック調整部材１０との連結解放後、機関の稼動運転開
始までの期間中、制御装置３は機関回転数と冷却水温及
び油温とを検出して機関回転数が過大にな、らぬように
コントロールラック調整部材１０を位置決めさせる。

機関本体４の稼動運転開始（これは車両塔載機関の場合
、たとえば変速機中立位置を検出するスイッチによって
検出できる）とともに制御装置６及びコントロールラッ
ク調整器２は消勢されて、以後はガバナー１５によって
燃料噴射ポンプ１が制御されることになる。

以上のように、本発明によれば、現用のガバナーでは制
御不能であった低温時の暖機性能を改善することができ
、暖機時におけるエンジンストールの発生を防止し、且
つ暖機時間の短縮が可能となつ念。また、暖機中の運転
が自動的に行われるので暖機”操作が簡単になるという
副次的効果も得られる。

なお、コントロールラックとコントロールラック調整部
材との解結装置として図示実施例の如き装置ばかシでな
く、種々の原理に基く装置を等測的に置換できることは
明らかである。そのような等測的置換装置としてはたと
えば電磁石によるもの、真空吸着によるもの、ねじ結合
によるもの、などが挙げられるが、これらの装置が本発
明の実施に入るくとは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガバナーによる燃料供給量の特性を示す
線図、第２図は本発明の一実施例の概略図、第３図竺第
２図の一部分の詳細図、である。 １・・・燃料噴射ボン、プ、２・・・コントロールラッ
ク調整器、３・・・制御装置、４゛・・・ディーゼル機
関本体。 ５・・・冷却水温検出器、６・・・油温検出器、７・・
・回転。 数検出器、７１Ａ・・・コントロールラック。 代理人　弁理士　辻　　　三　部 第１図　　゛ 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　列盤の燃料噴射ポンプとそれにｉ属するガバ
   ナーとを装着したディーゼル機関のための暖機性能改善
   方法にして。 前記機関０始動直後力゛ら前町機関ｔ゛常用最低回転数
   に達するまでの期間中は前記ガノ（ナーの無関係に前記
   ガバナーによる規定 置板よア且っ□、関誌工＊、。や数より８た量の燃料を
   前記機関に供給するように前記燃−ルラックを制御する ことを特徴とするディーゼル機関の暖機性能改善方法。
2. （２）列盤０警竺噴射ｗ″″とそれ瞥附属す６′バナー
   とを装備したディーゼル機関のための暖機性能改善装置
   であって、　　′ 前記燃料噴射ポンプのガバナー装一端と反対側の湖面に
   取付けられて前記ガバナーの制御操−ル２↓りを操作す
   るコントロールラック調整器と。 前記機関の始動直後から前記機関が常用最低回転数に達
   するまでの期間中は前記機関の冷却水温の逆数に対応す
   ると゛ともに前記ガバナーの規定量以上の燃料を前記機
   関に供給する上うに装置と、から成るディーゼル機関の
   暖機性能改善装置。