JPS5885328A - 内燃機関の燃料ポンプ噴射量制御装置 - 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】 射量を機関の運転条件に応じて変更する装置に係り、特
に燃料ポンプのコントロールラックや該フントロールラ
ックに連結したガバナレバーの如き燃料ポンフ作動部材
の動作を１本の制御レバーで制御することにより、寒冷
時始動の容易化ならびに機関停止のための燃料カットを
行う装置に関するものである。

ディーゼルエンジン等の内燃機関のうちでも、とりわけ
建設機械や農作業機、その他に用いる内燃機関において
は、負荷の変動にかかわらず一定の回転数が必要である
ことがらガバナ装置が付設されている。

この種、ガバナ装置の一例（例えば実公昭５１−３７０
６８号公報）を、第１図および第２図全周いて説明する
。図中、（１）は燃料ポンプ−でカム（２）によって燃
料噴射位置が設定されている。燃料ポンプ（ＩＩの噴射
量は、コントロールラッ、クに突設したラックピン（３
）の左右位置によって決定され、該ラックピン（３）に
は支軸（４）を中心として揺動するガバナレバー（５）
の先端凹溝（６）が係合しており、該ガバナレバー（５
）は、その中間位置に設けたピン（７）により、該ガバ
ナレバー（５）と同軸的に設けた燃料制限レバー（８）
と係合し、該燃料制限レバー（８）によって燃料増方向
に付勢されるようになっていると共に、受力ビン（９）
によって機関の回転数ニ応シテ生起される矢印αＱで示
すガバナ力を受止する構成となっている。Ｑｌｌｆｌレ
ギュレータレバー０２と前記燃料制限レバー（８）の上
端０３）との間に介装したレギュレータスプリング、α
ａは前記燃料制限レバー　（８１ｉ′当接部（１５１と
当接して、該レバー（８）の燃料増方向への過回・動啼
規制する燃料リミッタ、（１６１は前記ガバナレバー（
５）と固定ピン面との間に介設されたスタートスプリン
グａｅＦＸ機関停止時にガバナレバー（５）を矢印ａ８
で示す燃料増方向へ回動付勢し５機関始動時に燃料ポン
プ（１）のラックビン（３）を予め燃料増位置側に移動
させる働きをなすもので、これによって機関の始動性を
向上させる配慮がなされている。なお、前記レギュレー
タレバーαＺｔｌ、レノｑ−軸０を介して連結されたレ
ギュレータノ１ンドル翰を操作することにより回動し、
該レギュレータノ１ンドル（２０１１に停止位置に回動
させたとき、前記ガノくナレバー（５）の中間当接部（
５ａ）　と当接して、該ガバナレバー　（５１を燃料減
方向に回動させ、ラックピン（３）を機関停止位置、即
ち燃料ポンプ（１）が無噴射状態となる位置に押動して
、機関を停止し得るようになっている。

上記構成のガバナ装置において機関を始動させると、燃
料増側に傾いたガバナレバー（５）はガバナ力０（ｊの
作用により、スタートスプリングα６）の弾力に抗して
時計方向に回動し、ピン（７）が燃料制限レバー（８）
に当接して、該燃料制限レバー（８）と実質上一体的に
揺動することになり、レギュレータハンレル（１２１の
回動角度によって決定されるレギュレータスプリング０
υの弾力と、ガバナ力００）による回動付勢力が釣合っ
た時点で該ガバナレバー（５）が停止し、これに係合し
ている燃料ポンプ（１）のラックビン（３）の位置が決
定される。また、上記定常状態にある機関に負荷が加わ
り、クランク軸の回転が低下し、同時にガバナ力（１０
）が低下すると、レギュレータスプリングαυの付勢力
によって燃料制限レバー（８）およびガバナレバー（５
）が一体に矢印（１８１の方向へ回動し、ラックビン（
３）の位置が燃料増方向に移行して出力が増大し、回転
数が元の値まで復帰するようになっている。

ところが、かかる従来のガノ（す装置を備えた内燃機関
では、前記ガバナレノ＝−（５）を機関停止時にスター
トスプリング０υの引張力により、予め矢印Ｏａ方同へ
付勢し、燃料増側に峻けてラツ、りビジ（３）を最大噴
射位置側に移行させ、燃料ポンプ（１）の噴射量を増大
させて機関の始動性を補っている力≦、ガバナレバー（
５）は、前述した如く機関のクランク軸が一旦回動し始
めると１、これによって生起するガバナ力ＯＱにより瞬
昨に燃料減側に揺動し、ラックビン（３）を燃料減側に
移行させるため、特に、寒冷時の始動に際しては、機関
回転数が上昇しないうちに停止したり、アイドリング運
転時開力Ｓ長くなり長時間に亘って排気色が悪化すると
いう問題を有していた。

′　　　本発明はかかる従来の内燃機関が有していた寒
冷時始動の問題に着目し、燃料ポンプの噴射量を制御す
るポンプ作動部材と関連して設は庭１個の制御レバーに
より上記寒冷時始動対策ならびに機関停止操作を行うこ
とを企図したものであり、燃料ポンプのフントロールラ
ックおよヒ該コントロールラックに連結したガバナレバ
ーを含む燃料ポンプ作動部材を、機関始動に先立って最
大噴射位置□側へ移動可能となし次内燃機関において、
前記燃料ポンプ作動部材に隣接して１つのレバーを設け
てなり、該レバーは、始動時−から機関が所定回転数に
達するまでは、前記作動部材と係合して該作動部材を最
大噴射位置で固定し、機関を停止させる際には、前記作
動部材と係合して該作動部材を無噴射位置側に転移させ
る制御レバーである構成を特徴とするものである。

以下添付図面を用いて更に本発明の詳細な説明する。

第３図は本発明の燃料≧ンプ噴射量制御装置を適用した
内燃機関の側面図、第４図は同内燃機関のギヤケース部
分の正断面図、第５図に同ギヤケース部分の側断面図、
第６図は第５図における…−Ｉ、Ｉｊｌ断面図である。

これら各図において、（２１）は機関本体（層の前面に
固設されたギヤケースであつて、該ギヤケース（２１＋
の内部には、支持部材のによりガバナレバー軸（２３）
が鼎動可能に支承して設けら−れ、該ガバナレバー軸（
２３）の一端（２３ａ）側には、先端に凹溝（至）を備
えたガバナレバー内の基部（２５ａ）が固着され、該ガ
バナレバー■が、その先端凹溝＠に、ギヤケース０１）
の上部に嵌装した燃料ボグプ■のコ　′ントロールラツ
クーに突設したラックビン■ヲ嵌合している者共に、ガ
バナレバー軸のの他ｊｌ（２３ｂ）側に固着したガバナ
力伝達リンクＣ）９１はクランク軸■と共に回動するガ
バナウェイトＯＢにより生起きれるガバナ力０２を受け
て揺動し、前記ガバナレバー軸ｃ！３）およびガバナレ
バー■を同方向に揺動させるようになっており、これら
フントロールラック＠、ラックピン（支）、ガバナレバ
ー内、ガバナレバー軸の）およびガバナ力伝達リンクの
を含む各部分は、互いに連動して前記燃料ポンプ■の噴
射量を加減する作動部材を構成してい゛る１゜一方、（
至）は前記ガバナ軸力）の端部（２３ａ）にガバナレバ
ー□□□と隣接して揺動自在に設けた二股状の燃料制限
レバーで。

該燃料制限レバー（ハ）は、前記ガバナレバー■と対向
する側面に突設したピン（財）を前記ガバナレバーのの
基部（２５ａ）に形成された゛段部Ｃ３５１に係合する
ことにより、該ガバナレバー■と矢印備方向に一体的に
回動するようになっていると共に、その一方のレバ一端
（３７）には前記ギヤケース（２１）に設けた燃料リミ
ッタ（至）と当接する当接部分が形成されており、更に
、他方側のレバ一端Ｃ３１において、レギュレー、タレ
バー（４０１に一端を係着したレギュレータスプリング
（４υの他端側を係着している。レギュレータレバー（
４Ｇはギヤケースａ！１）の壁に貫設した回動可能なレ
ギュレータレバー軸（４２の内方端に固着され、ルバー
軸（４２のギヤケース外方端に固着したレギュレータハ
ンドル（４３と共に回動じ、該レギュレータハンドル（
４３を外部から回動操作することにより前記レギュレー
タスプリング（４υの引張り付勢力を加減する役割を有
している。なお、（４４）は前記ガバナレバーのと支持
部材のとの間に設けられ、該ガバナレバー内を機関始動
時において前記矢印０６）の方向、即ち燃料増側に移動
するスタートスプリング、（４５）は前記燃料ポンプの
を作動させるカムである。

上記構成のガバナ装置を収納してなるギヤケース（２１
１は、その壁面に形成したボス部（４６）に前記ガバナ
レバ、−軸（ハ）と並行して設は次頁通孔（４７）に制
御レバー軸（４印を挿通して回動可能に支承していると
共に、該制御レバー軸（４印の内方端には、前記ガバナ
レバー内と係合又は離反して、該ガバナレバー内の動作
を制御する制御レバー（４ｇｌが一体に連設され、更に
該制御レバー軸（４８１がギヤケース２１＋から外方に
突出した部分には、図示なき適宜の駆動機構又は手動操
作により前記制御レバー（４ｇｌを所定の位置に転移さ
せる制御アーム印が固着されている。

制御レバー（４０は、ガバナレバー内の中間部において
、該ガバナレバー内の揺動方向に突設した保合腕部（５
１）の側面に穿設した幅（ト）の係合溝（５→内に、そ
の先端部が湾入した状態に支承されており、前記制御ア
ームｅ５０）を第３図におけるピ）位置まで回動づぜた
とき、該制御レバー（４ｇｌの揺動端（４９→がガバナ
レバー内に設は友係合溝（５ツの一方の溝壁（５２ａ）
と係合してガバナレバー■を燃料増方向に押動し、かつ
、制御アーム（５Ｇを第３図（ロ）位置に回動させると
き、該制御レバー（４’Ｊｌの幅（ｗｙと前記係合溝（
５棒の幅（司との間隙範囲において、ガバナレバー内を
揺動可能となし・更に、前記制御アーム備が第３図（ハ
）位置に回動するとき、前記制御レバー（４９）の揺動
端（４９ａ）が係合溝（５匂の他方の溝壁（５ｚｂ）と
係合して、ガバナレバーの）を燃料減方向に押動するよ
うになっている。

第マ図は、前記制御アーム（５０）を機関の運転状況に
応じて自動的に回動させることが可能な駆動機構の一例
を示しており、図中、（５→は、前記制御アーム５Ｑの
揺動端に図示なきリンクによって連結した揺動アーム（
５４）を減速機付モータ（５５）の作動′によって転移
はぜるレバー駆動機構、（５６）は機関の回転数を検知
して前記し共−駆動機構（５句　を動作させる検知回路
である。

上記検知回路（５６）は、バッテリ電源（鱒とジェネレ
ータ（５’／）　、レバー駆動機構（５句　のモータ（
５５）および前記ジェネレータ（５７）から憚られるパ
ルス信号を検知してレバー駆動機構（５句のモータ（５
５）　１に正逆回動さぜるフン）ｌｌｆｆ−ラ（５８）
を夫々並列に接続し、コントローラ（５８）の電源端子
（５９）と電源（蜀との間に、キースイッチ（６０）を
配設したもので、前記ジェネレータ＜５＋）のチャージ
インジケータ用として設けられたパルス出力端子（６］
）は、コントローラ（５８）のパルス信号入力端子（６
２）に接続され、また、該コントローラ（５ａｌ　の出
力端子（６３）は、操縦者等が季節あるいは気温に応じ
て任意にＯＮ・ＯＦＦ可能なセレクトスイッチ（６→を
介して前記レバー駆動機構（５萄におけるモータ（５５
）の入力端子（６５）と接続されており、該モータ（５
５）は、その入力端子（６５）に電圧が印加されたとき
揺動アーム（５４）を（イ）で示す最大噴射位置に転移
させ、それ以外は揺動アーム（５４）を（ロ）で示す通
常運転位置側に転移させるようになっている。

本発明装置は叙上の如き構成からなっておＶ。

次にその作用について説明すると、先ず、機関を寒冷時
に始動させるに際しては、機関停止状態で、予めセレク
トスイッチ（６４）を投入し、寒冷時始動の準備をする
。このときキースイッチ（６０）はＯＦＦの状態である
から、セレクトスイッチ（６４）が投入されでも、モー
タ（５５）の入力端子（６５）には電圧が印加されず、
揺動アーム（５４）が（ロ）位置にあり、該揺動アーム
（５荀にリンク等を介して連動する制御アーム１５（Ｉ
ｔおよび制御アーム（５■と一体の制御レバー（４９が
第５図の（り位置にあって、ガバナレバーδ）を揺動可
能な状態となしているため、該ガバナレバー＋２５１は
ガバナレバー軸のに設けたスタートスプリング（４４）
の付勢力により燃料制限レバー（ハ）の位置に関係なく
矢印（イ）の方向に回動し、その先端凹溝□□□に係合
するラックビン■およびフントロールラック曽を２点鎖
線で示す最大噴射位置側に移行させている。

次に、この状態からキースイッチ（６ｏ）を接点（Ａｄ
）に投入すると、コントローラ（５日）のトランジスタ
（Ｔ２）がＯＮシ、出力端子（６句に出力電圧が発生し
て、モータ（５５）の入力端子（６つ　に電圧が加わり
、該モータ（５５）が作動して揺動アーム（５→が２点
鎖線で示す（イ）位置に回動する。これによって該揺動
アーム（５４）に連動する制御レバー（４功は、第５図
における（イ）位置に転移し、その揺動端（４９ａ）が
係合！（５′４　の溝壁（５２ａ）と係合することによ
ってガバナレバー内を矢印（イ）側に押圧し、該ガバナ
レバー内）と係合しているコントロールラック節を最大
噴射位置において固定する。

次いで、キースイッチ（６０）をスタータに通じる接点
＜Ｃ）および前記接点（ＡＣ）に投入して機関を始動さ
ぜるζ、クランク軸■が回転し、ガバナウェイト６υが
遠心力によってガバナ力０２を生起し、ガバナレバー（
ハ）を燃料減方向に回動させようとするが、該ガバナレ
バー■は制御レバー（４０の揺動端（４９ａ）と溝壁（
５２ａ）との保合によって回動を規制されているため、
燃料ポンプ■の噴射量が増量した状態に維持され、機関
が増速しで、寒冷時始動が良好に行われると共に、前記
クランク軸■の回転に伴ってジェネレータ（５７）が回
転し、そのパルス出力端子（６１）から回転数に対応し
たパルス信号が発せられる。

従って、機関回転数が約１５０Ｏｒ、ｐ、ｔｎに達し、
ジェネレータ（５つ　から−発せられる信号がコントロ
ーラ（５日）の信号入力端子（６峰から騎コンバータ（
６６）に与えられ、該フンバータ（６６）の出力電圧が
ツェナダイオード（２＋）のツェナレベル以上になると
サイリスタ（Ｓ、）がＯＮシ、これによってトランジス
タ（Ｔ、）　、　（ＴりがＯＦＦするため、コントロー
ラ（５８）の出力端子（６句からモータ（５５）の入力
端子（６５）に加わる電圧が零になり、モータ（５５）
が作動して揺動アーム（５→が再び（ロ）位置側に回動
する。これによってガバナレバー内に当接している制御
レバー（４ｇ＋は（ロ）位置に戻り、ガバナレバー虞の
回動を係合溝（５２）の幅（ト）と制御レバー（４０の
幅（７）′との差の範囲で許容するため、該ガバナレバ
ー■が、ガバナ力Ｃ３２１によって燃料減方向に移行し
、燃料制限レバー儲と基部（２５→で保合して一体に揺
動することになり、ガバナスプリング（４υの引張力に
よる矢印（至）方向の回動付勢力と前記ガバナ力Ｃ３２
１とが拮抗し袋位置に燃料ポンプ■のコントロールラッ
ク節を戻して通常の運転状態に入る。なお、機関回転数
が通常運転時においてＪＬ　’５００　ｒ、　ｐ、　ｍ
以下ニ低下し、ジェネレータ（Ｇ）のパルスが低減した
場合は、サイリスタ（Ｓ＋）が自己保持機能によりコン
トローラ（５鴫の出力電圧を零に維持しているため、レ
バー駆動機構（５→のモータ（５５）は作用せず、制御
レバー（４！’１１・が（ロ）位置を維持して、機関の
通常運転状態が持続される。

かくして、上記通常運転状態にある機関を停止させる場
合は、前記レバー駆動機構（５−，３）のモータ（５５
）を作動させて揺動アーム（５→を第１図（ハ）の位置
に回動させるか、あるいはレバー駆動機構（５坤に関係
なく、制御アーム（５（ｌＩを第３図（／１位置に転移
させ、制御レバー（４翅を第５図（ハ）位置に回動させ
ると、該制御レバー（４ｇ）の揺動端（＋９ａ）がガバ
ナレバー四の保合溝（５匂　の溝壁（５２ａ）と係合し
、該ガバナレバー内を前言己レギュレータスプリング（
４υおよびスタートスプリング（４４）の付勢力に抗し
て第５図における反時計方向、即ち燃料減方向へ強制回
動さぜ、該ガバナレバー（ハ）と係合しているラツクピ
／＠を無噴射位置に転移さぜるため、−料ボンプ■カｍ
−，′、ｈ 噴射状態となって機関が停止する。

なお、上記機関停止操作を終了した後は、制御アーム閘
を筑３図（ロ）位置に復帰させ、爾後の機関の始動に備
えることは勿論、機関始動の際に気温が比較的高く、寒
冷時始動対策を要しないと思われる場合は、予めセレク
トスイッチ（６→をＯＦＦの状態にしておけば、キース
イッチ（６ｏ）の操作に関係なく、前記第７図のレバー
駆動機構（５萄　が不作用となり、制御レバー（４！１
が（ロ）位置を維持してガバナレバー■の揺動を許容す
ることになる。

また、上記実施例においては、燃料ポンプ（２６）の噴
射量制御手段として、ガバナレバー■に係合溝（５２！
ｌを設け、これに揺動端（４９ａ）力ぶ変位する制御レ
バー（４！１を湾入して、ガバナレバー（２５）の揺動
を制御する方法を採っているが、本発明装置はこれに限
定されるものではなく、例えば制御レバー（４９）側の
先端にレバー軸（４Ｆ５の回動によって変位する係合溝
を設け、かつガバナレバーω側に該保合溝に湾入する突
起を設けて構成するか、あるいは制？ａｌ−Ｌ＝バー　
（４９）によって他の燃料ポンプ作動部材の１つである
フントロールラックαの動きを直接制御することも可能
であり、各種の設計的改変を加え得ることは云うまでも
ない。

以上述べた如く本発明の噴射量制御装置は、燃料ポンプ
の噴射量を加減する燃料ポンプ作動部材に隣接して、機
関の運転条件に応じて該作動部材の動きを制御する制御
レバーを設け、該制御レバーに対して寒冷始動時に燃料
ポンプを最大噴射状態に維持する機能、通常運転時に作
動部材およびガバナ装置の動きを妨げず機関の回転数を
一定に保つ機能、機関停止時に作動部材に係合して燃料
ポンプを無噴射状態とする機能等の複合し九機能を具備
させ、寒冷始動時の始動性改善および機関停止操作を１
つの制御レバーで行うようにしたも。

のであるため、従来の内燃機関の如く、機関が始動した
直後においてガバナ力の急増により、機関がエンストを
起すという不都合が解消され、寒冷時においても容易に
機関を始動し得ると共に、燃料ポンプの噴射量制御を１
つの制御レバーで行うことにより、制御機構の開業化を
図り、機関部品点数の増加ならびに組立工数の増加を抑
制するというすぐれた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガバナ装置の一例を示す概要断面図、第
２図は同ガバナ装置のＴ−１ｍ矢視断面図、第３図は本
発明装置を適用した内燃機関の側面図、第４図は同内燃
機関のギヤケース部分の正電１図は本発明装置に適用可
能な駆動機構を含む機関回転数検知手段の一例を示す回
路図である。 δ）・・・ガバナレノ？　　、　　（２６）・・・燃料
ポンプ。 ■・・・コントロールラック。 （４９・・・制御レバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　燃料ポンプのフントロールラックおよび該フントロ
   ールラックに連結し之ガバナレバーを含む燃料ポンプ作
   動部材を、機関始動に先立って最大噴射位置側へ移動可
   能となした内燃機関において。 前記燃料ポンプ作動部材に隣接して１つのレバーを設け
   てなり、該レバーは、始動時から機関が所定回転数に達
   するまでは前記作動部材と係合して該作動部材を最大噴
   射位置で固定し、機関を停止させる際には、前記作動部
   材と係合して該作動部材を無噴射位置側に転移させる制
   御レバーであることを特徴とする内燃機関の燃料ポンプ
   噴射量制御装置。