JPS5937232A - デイ−ゼル機関の燃料噴射時期調整装置 - 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、ディーゼル機関の燃料噴射時期調整装置、殊
に電子タイマーに関する。

一般に、ディーゼル機関においては、運転状態に応じて
、燃料噴射時期を変える必要がある。すなわち、燃料噴
射ポンプの駆動により、プランジャ室で発生した圧力は
、圧力波と々って高速で高圧管内を伝わシ燃料噴射ノズ
ルに達する。該ノズルから噴射された燃料は、ある着火
遅れ期間後、着火燃焼する。圧力波が高圧管内を伝わる
時間は、機関回転速度によってあまり変化しないが、着
火遅れ期間のクランク角度は、高速になるほど大きくな
る。換言すれば、着火時間としては高速の方が短くなる
が、クランク角度としては犬きくなるため、グランジャ
室の圧力発生時刻から着火する寸で回転するクランク角
度は、高速はど大きくなる。このため、どの回転角度に
対しても着火時期を一定に近づけ、最適な燃焼状態を得
るため、高速において噴射時期、すなわち燃料噴射ポン
プが圧力を発生する時期を、機関のクランク角度に対し
進めてやる必要がある。このように、機関と燃料噴射ポ
ンプとの駆動軸間の相対回転角度を変更させる装置を、
周知のように、オートマチックタイマーと呼んでいる。

そして、このオートマチックタイマーでメカニカルのも
のは、フライウェイトとバネが入っているだけで、簡単
な構造で完全に独立した機構であるので、燃料噴射ポン
プの燃料゛カム軸端にネジ止めし、該タイマーの駆動側
フランジと機関側の駆動軸とをカップリングでつなぐだ
けで、シリンダボディ内に装備することもできる。

ところで、従来のメカニカルオートマチックタイマーは
、燃料噴射開始時期を、機関回転速度のみに依存し、機
械的にこれを検出し制御していたが、燃料噴射開始時期
は、出力、燃費率、排煙等の一般的性能を左右するほか
、最高爆発力、騒音。

始動性、排気ガス特性、特に窒素酸化物濃度にも大きな
影響を及ぼすので、総合的な最適値に正確に合せる必要
がある。したがって、前記のメカニカルオートマチック
タイマーではこれら特性に対処しきれず、電子制御シス
テム採用の試みがなされている。この電子制御システム
は、燃料の圧送・噴射の機構は現状の判型ポンプないし
は分配型ポンプのメカニズムはそのまま残し、それに噴
射量・噴射時期の制御部分に電子制御を導入した、いわ
ゆる電子制御タイマーが開発された。この電子制御タイ
マーの特徴は、進角特性の自由度が大で１７、タイミン
グ補正が容易となり、しかも機種展開が容易となるもの
であって、排気改善、燃費率の向上及び始動性の向上に
寄与するものである。

その具体例として、油圧作動式スプライン方式による電
子制御タイマーがあるが、この場合、油圧回路等の複雑
さは回避しながらも、生産コストを上げる傾向にあった
。また、他の例として、機関と燃料噴射ポンプの燃料カ
ム軸との駆動軸間に、特殊ナツトを介在し、該ナツトに
対し、燃料カム軸と機関側駆動軸のそれぞれ端部に、急
傾斜ネジを設け、該ネジを該ナツトに螺合する構造のも
ので、該ナツトをサーボモータで回転させ軸方向に移動
させれば、各急傾斜ネジが回動し、駆動軸と燃料カム軸
とは相対的に回動する。この場合は、油圧回路の複雑さ
を避けている。

しかしながら、例示した前者の場合、複雑な油圧発生装
置が必要となシ、コスト高となるばかシではなく、作動
油の性状や油温によって油圧発生状況が変るので、性状
（おもに粘度）や油温のセンサーとそれらの補正制御を
必要とする場合があって、更に複雑でコスト高となる。

後者の場合、機関側と燃料噴射ポンプとの間隔が長くな
り、まだ機関側面が複雑となり、特殊ナツトからなる連
結部材があるので部品点数も多く、構造複雑、コスト高
となっている。いずれにしても、従来のメカニカルオー
トマツチタイマーのように構造簡単でコンパクトな特徴
は、比肩できないうらみを有している。

そこで本発明は、従来の電子制御タイマーの不具合を解
消するため創作されたもので、機関の各種特質に対し、
総合的に適合する制御を可能とするとともに、小型コン
パクトで場所をとらない燃料噴射時期調整装置を提供す
ることを目的とするものである。

以下、本発明の構成を添付図面に示す実施例にしたがっ
て説明する。１は平歯車からなる燃料カム軸歯車で、シ
リンダ本体１９に横架された燃料カム軸４に遊嵌されて
いる。２は入力デスクで燃料カム軸歯車１の側面にボル
ト２０．ノックビン２１によって固着されている。燃料
カム軸４の外端にはキー５で一体化されり筒状の出力軸
７が嵌合され、エンドナツト６で抜は止めをしている。

出力軸７の内側では、その外周に軸受２２を介して燃料
カム軸歯車１を支承し、外側ではその外周にヘリカルス
プライン３を刻設し、該スプライン３を介して入力デス
ク２と噛合っている。

燃料カム軸４の軸線上を移動軸１６の中心とし【れら軸
６．ｉ１縫胃 て並設し　　　　　６と入力デスク２とをアンギュラ玉
軸受１０　＋　１０を介して回動自在にして結合してい
る。入力デスク２は段部２３，２’３と穴用止め輪１１
及び軸用止め輪１２とで、前記玉軸受１０．１０及び移
動軸１６を抱持している。

以上の部品はシリンダ本体１９内に内蔵されているが、
シリンダ本体１９に側蓋９をボルト２４で固着し、側蓋
９の外側にギヤヘッド１４と一体化したサーボモータ１
５を突設している。ギヤヘッド１４より燃料カム軸４の
軸線上にネジ付き軸１３を突出し、ネジ付き軸１３と移
動軸１６とを螺合している。側蓋９の内側には廻り止め
ピン７を突出し、移動軸１６の軸心外のところで摺動自
在にして挿入している。

本実施例は以上の構成を有するので、機関のクランク軸
（図示せず）により駆動される駆動歯車１８の噛合いに
よって燃料カム軸歯車１は回転し、これと一体になった
入力デスク２も回転する。入力デスク２の回転によって
、ヘリカルスプライン３で結合された出力軸７が回転し
、出力軸７とキー５結合した燃料カム軸４が回転する。

燃料カム軸４によって燃料噴射ポンプ（図示せず）を駆
動する。

次に、機関の回転速度、負荷、燃焼室の温度または回転
加速度等の制御因子のうち少くともその一つのセンサー
によって入力されたマイコン（図示せず）の出力により
、サーボモータ１５を制御する。サーボモータ１５の作
動によって、ネジ付き軸１３が回動すれば、移動軸１６
は廻シ止めピン１７にて側蓋９にその回動を止められて
いるので、該軸１６は左右いずれかに移動する。この軸
方向の移動により燃料カム軸歯車１と一体になった入力
デスク２もまた軸方向に移動し、その結果、ヘリカルス
プライン３でもって出力軸７を回動して、入力デスク２
と出力軸７との位相を若干変更する。したがって、メカ
ニカルオートマツチクタイマーと同様の位相変更を行い
、燃料噴射開始時期を変更することになる。

なお、以上の実施例では、燃料カム軸歯車ｌに平歯車を
用い、入力デスク２と出力軸７との噛み合いにヘリカル
スプライン３を用いたが、燃料カム歯車１にハスバ歯車
を用いれば、入力デスク２と出力軸７との噛み合いは角
形またはヘリカルスプラインを用いることもできる。

以上要するに本発明は、機関側駆動軸と燃料噴射ポンプ
側被動軸とを連結し、該連結部で該ポンプの燃料カム軸
の位相を変更する燃料噴射時期調整装置において、前記
駆動軸と被動軸の各端部において互に噛み合い状態で嵌
合し、かつこれら部材をシリンダ本体内に収納し、マイ
コンによって制御されるサーボモータにより、前記駆動
軸または被動軸のいずれか一方を軸方向に移動すること
により駆動軸と被動軸との相対回転角度を変更するディ
ーゼル機関の燃料噴射時期調整装置であるから次の効果
を奏する。

■マイコンによって制御されるサーボモータの回動によ
って、機関の全使用域に渉シ、機関の回転速度、負荷等
に対応して燃料噴射開始時期の総合的な最適制御を行い
、低燃費、低公害等に寄与することができる。

■駆動軸と被動軸とを互に噛み合い状態で嵌合している
ので、軸方向に連設したのと違い、場所をとら々い。

■駆動軸と被動軸との噛み合い部がシリンダ本体内に収
納できるので、機関の潤滑油が利用でき、特別な油滑装
置を必要としない。

■なお、サーボモータをシリンダ本体外に取付けれは、
機関の温度に影響を受けない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例の断面図を示す。 １・・・燃料カム歯車、２・・・入力デスク、３・・・
ヘリカルスプライン、４・・・燃料カム軸、７・・・出
力軸、１３・・・ネジ付き軸、１５・・・サーボモータ
、１９・・・シリンダ本体。 代理人　弁理士　岡　部　吉　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関側駆動軸と燃料噴射ポンプ側被動軸とを連結し、該
   連結部で該ポンプの燃料カム軸の位相を変更する燃料噴
   射時期調整装置において、前記駆動軸と被動軸の各端部
   において互に噛み合い状態で嵌合し、かつこれら部材を
   シリンダ本体内に収納シ、マイコンニよって制御される
   サーボモータにより、前記軸のいずれが一方を軸方向に
   移動することにより駆動軸と被動軸との相対回転角度を
   変更するディーゼル機関の燃料噴射時期調整装置