JPS5937233A - 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に関
する。

一般に、ガソリン機関において、機関回転速度に最も適
した点火時期が必要なように、ディーゼル機関でも運転
状況に応じて、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、圧力波となって高速で噴射管内を伝わり
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。圧力波が噴射管内
を伝わる時間は、機関回転速度によってはあまり変化し
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大きくなるため、
プランジャ室の圧力発生時刻から着火するまで回転する
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刻、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位相のずれを発生させて
やる装置を、周知のように、メカニカルオートマチック
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
した構成をとっており、燃料噴射ポンプのカムシャフト
端にネジ止めし、該タイマーの駆動側フランジと機関の
駆動軸とをカップリングでつなぐだけであるので、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要因には対処しきれ
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
ま活用し、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カ蒲発されて
いる。この電子制御タイマーの特徴は、進角特性の自由
度が犬であり、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、作動スプラインの特殊加工が必要となり、生
産コストを上ける傾向にあった。また、油圧回路の複雑
さを避けるため、他の例として、機関と燃料噴射ポンプ
のカムシャフトとの駆動軸間に、特殊ナツトを介在し、
該ナツトに対し、カムシャフトと機関側の駆動軸のそれ
ぞれ端部に、急傾斜ネジを設け、該ネジを該ナツトに螺
合する構造のものが提案されており、これはナツトをサ
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、駆動軸とカムシャフトとは相対的に回動
する。

以上の例のように、電子制御タイマーは、スプラインや
急傾斜ネジを必要とし、特別な加工が必要となって生産
コストが上がり、また、油圧アクチュエータでは、小型
軽量化しようとすれば、構造複雑となって、従前のメカ
ニカルオートマチックタイマのように構造簡単でコンパ
クトな点については、比肩できないうらみを有している
。

そこで本発明は、前記従来の電子制御タイマーの不具合
に鑑み創作されたもので、機関の有する特性に対し総合
的に合致する制御を可能とするとともに、小型コンパク
トで安価な燃料噴射時期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もとづい
て説明する。第１図は本発明の実施例の一部切断側面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第２図のＢ
、Ｂ矢視側面図、第４図は第２図の要部分解図、第５図
は第４図の一部変形例を示す。

１は機関のクランク軸（図示せずうにより駆動されるド
ライビングギヤ、２はドライビングフランジで、ボルト
１５．１５でもってドライビングギヤ１側部に接合され
一体的になっている。３はサーボモータ゛で、図示しな
い周知のマイクロコンピュータ（以下マイコンという）
でもって制御される。すなわち０、マイコンよりスリッ
プリング４を介してサーボモータ３は通電される。サー
ボモータ３はハブ７内に直交して嵌入している。

５．５はメインシューで、サーボモータ３によって駆動
される右ネジと左ネジをそれぞれ刻設した伝達軸１６．
１７に螺合されている。メインシュー５，５は、ドライ
ビングフランジ２の内（［１１＋こ形成された摺動溝１
２，１２に摺動自在に嵌合されている。

６．６はローティティングシューで、前記メインシュー
５．５の一側に突出した突起１８．１８に嵌入固着され
ており、しかも）１ブ７のフランジ１９に設けた摺動溝
１３，１３に摺動自在に嵌合されている。該摺動溝１３
，１３は軸心ａを中心として対称的に穿設され、しかも
メインシュー５゜５の横方向の軸心すと前記軸心ａとを
結ぶ直線Ｏこ対し、若干傾斜した方向に穿設されている
。したがって、メインシュー５，５は上下方向に摺動す
るが、これに追随してローティティングシュー６゜６は
傾角差αでもって摺動する。

８はアジャストリング、９はカラー、１０はエンドナツ
トで、いずれもバブ７の一端に嵌合され、ドライビング
ギヤ１及びドライビングフランジ２を串刺した後、止め
ている。１１は燃料噴射ポンプのカム軸（図示せず）取
付テーパ部、１４はエンドカバで、ポル１−２０．２０
でハブ７のフランジ１９に固着している。

以上のような本実施例の構成になっているので、クラン
ク軸より駆動されるドライビングギヤ１とドライビング
フランジ２とが一体となってハブ７の外周を回動する。

ドライビングフランジ２の摺動溝１２．１２に嵌合され
抱持されたメインシュー５，５はドライビングフランジ
２によって回動し、メインシュー５，５とともローティ
ティングシュー６．６も回動する。その結果、ローティ
ティングシュー６．６を抱持するハブ７が回動し、燃料
噴射ポンプのカム軸を駆動する。

ここで、機関の回転速度、負荷、燃焼室の温度等を電気
信号として検出して、マイコン（図示せず〕に人力し、
マイコンからの出力をスリップリング４を通じてサーボ
モータ３に通電することにより、サーボモータ３の伝達
軸１６．１７のネジ作用により軸心ａ対称のメインシュ
ー５，５を同時に内向きまたは外方向に摺動させるので
、ローティティングシュー６．６が内方向または外向き
に摺動させられ、摺動溝１２と１３との傾角差αにより
ドライビングフランジ２とハブ７とが相対的に回動し、
位相差を生じる。

また、ドライビングフランジ２の軸方向の移動距離は、
該ドライビング７ランジ２の鍔部を、ハブ７の段付部２
１とエンドナツト１０で締付けたカラー９の間に挾み、
その間のアジャストリング８で適当な間隙に調整して、
行う。

なお、第５図に示す変形例では、サーボモータ３をハブ
７の第２図における左端に添設し、ハブの軸心孔２２を
通してモータ軸２３を遊嵌し、モータ軸２３の端部の傘
歯車２４によって、伝達軸１６゜１７を回動させている
。

ところで、サーボモータ３の所要トルクの値Ｍの一例を
示せば、第６図の骨格図で、 Ｆ：サーボモータ３の伝達軸１６．１７の軸方向におけ
る引張力（ｋｇ　） ｋ：摺動溝１３に対するローティティングシューの押圧
力 ｆ：摩擦力 μ０：摩擦係数（０，２５） α：傾角差〔１０°〕 λ：摩擦角（１４°） Ｑ：伝達軸１６．１７のネジの螺旋角（２，３°）Ｔ：
無噴射時のカム軸駆動のトルク最大値（１０ｋｌ’ｃ＋
ｎ）Ｗ：サーボモータ３の伝達軸１６．１７の円周方向
の力 ｌ：軸心ａより軸心す迄の距離（３，５ｃｍ）ｄ：伝達
軸１６．１７のネジ径（０，６ｃｍ）とすれば、 より Ｆ＝＝Ｒ（ｓｉｎα十μ０ｃＯ５α〕 Ｔ　＝＝　Ｒｉ：　ｃｏｓα ＝　−（ｔａｎａ十μ０） また、　Ｗ＝Ｆｔａｎ（θ、＋χ〕 −〇、１１　（ｋｇ−α） したがって、小型のサーボモータでよい。

以上要するに本発明は、機関側駆動部と燃料噴射ポンプ
側被動部とを連結し、該連結部で燃料噴射ポンプのカム
軸の回転位相を変更する燃料噴射時期調整装置において
、前記駆動部と被動部の各端に夫々隣接鍔部を設け、こ
れら鍔部に軸直角方向で且つ互に傾角差を有する摺動溝
を設け、これら摺動溝に渡り摺動片を介在させ、該摺動
片を、マイコンにより制御されるサーボモータによって
回転する螺軸によって摺動させるディーゼル機関の燃料
噴射時期調整装置であるから、次の諸効果を奏する。

■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り、機関の回転速度、負荷等
に対応して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。

■摺動片をサーボモータの螺軸回動によって変位させ、
駆動部と被動部との軸の回転相対角度を変更する構成で
あるから、摺動溝、摺動片および螺軸は加工が簡単で生
産コストを下げることができる。

■摺動片の変位をネジ作用で行うので、サーボモータの
所要トルクは小さくてすみ、小形のものでよい。

■サーボモータが小形であるため、鍔部の外径内に収納
でき、内蔵形とすることができ、従来のメカニカルオー
トマチックタイマーと置換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の一部切断側面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第２図のＢ、Ｂ矢視側面
図、第４図は第２図の要部分解図、第５図は第４図の一
部変形例、第６図は骨格図を示す。 ２・・・ドライビングフランジ、３・・・サーボモータ
、５・・・メインシュー、６・・・ローティティングシ
ュー、７・・・ハブ、１２．１３・・・摺動溝、１６，
１７・・・伝達軸。 代理人　弁理士　　岡部吉彦 第１図 第２図 Ｂコ ８二 第　３Ｆ′Ａ ら 第４図 ７ 第５ＩＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関側駆動部と燃料噴射ポンプ側被動部とを連結し、該
   連結部で燃料噴射ポンプのカム軸の相対回転角度を変更
   する燃料噴射時期調整装置において、前記駆動部と被動
   部の各端に夫々隣接鍔部を設け、これら鍔部に軸直角方
   向で且つ互に傾角差を有する摺動溝を設け、これら摺動
   溝に渡り摺動片を介在させ、該摺動片を、マイコンによ
   って制御されるサーボモータにより回転する螺軸によっ
   て、摺動させるディーゼル機関の燃料噴射時期調整装置
   。