JPS6123373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関に付設される燃料ポンプの
コントロールラツクを始動の際に最大噴射位置で
固定することにより、寒冷時の機関始動性能の向
上を図る装置に関するものである。

デイ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から、機関回転数に応
じて燃料噴射ポンプのコントロールラツクを移動
させて機関回転数を一定に保つガバナ装置が設け
られている。

この種、ガバナ装置の一例（例えば実公昭52−
57296号公報）を、第１図を用いて説明する。図
中、１は燃料ポンプでカム２によつて燃料噴射位
置が設定されている。燃料ポンプ１の噴射量は、
コントロールラツクに突設したラツクピン３の左
右位置によつて決定され、該ラツクピン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によつて燃料増方向に付
勢されるようになつていると共に、受力ピン９に
よつて機関の回転数に応じて生起される矢印１０
で示すガバナ力を受止する構成となつている。１
１はレギユレータレバー１２と前記燃料制限レバ
ー８の上端１３との間に介装したレギユレータス
プリング、１４は前記燃料制限レバー８の当接部
１５と当接して、、該レバー８の燃料増方向の過
回動を規制する燃料リミツタ、１６は前記ガバナ
レバー５と固定ピン１７との間に介設されたスタ
ートスプリングであつて、該スタートスプリング
１６は機関停止時にガバナレバー５を矢印１８で
示す燃料増方向へ回動付勢し、機関始動時に燃料
ポンプ１のラツクピン３を予め燃料増位置側に移
動させる働きをなすもので、これによつて機関の
始動性を向上させる配慮がなされている。

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１０の作用によりスタートスプリング１６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、レギユレータハ
ンドル１２の回動角度によつて決定されるレギユ
レータスプリング１１の弾力と、ガバナ力１０に
よる回動付勢力が釣合つ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
ラツクピン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、同時にガバナカ１０が低下する
と、レギユレータスプリング１１の付勢力によつ
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１８の方向へ回動し、ラツクピン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つている。

ところが、かかる従来のガバナ装置を備えた内
燃機関では、前記ガバナレバー５を機関停止時に
スタートスプリング１１の引張力により、予め矢
印１８方向へ付勢し、燃料増側に傾けて、ラツク
ピン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つてい
るが、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、これによつて生
起するガバナ力１０により瞬時に燃料減側に揺動
し、ラツクピン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
間が長くなり長時間に亘つて排気色が悪化すると
いう問題を有していた。なお、かゝる問題点を克
服すべく、機関始動時から機関が一定回転数上昇
するまでの間燃料噴射ポンプのコントロールラツ
クを噴射増量状態に保持する装置が特公昭47−
566号公保や実開昭55−144818号公報によつて提
案されているが、これらはいずれもコントロール
ラツクを直接電磁ソレノイドあるいは磁石で係止
するものであることから、燃料噴射ポンプの設計
を大巾に変更しなければならず、他の機種との兼
用化が困難になると共に、通常運転状態に入つた
ときのコントロールラツクの働きが鈍くなり、更
に、コントロールラツクの係止を解除した直後に
ガバナ力によりコントロールラツクが燃料減方向
へ急速に押し戻され、エンストを生じる懸念があ
つた。

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、その問題の解決を図る
もので、その特徴とする点は燃料ポンプのコント
ロールラツクに係合せしめたガバナ装置のガバナ
レバーと、ガバナスプリングにより燃料増方向に
付勢された燃料制限レバーとを夫々独立揺動可能
に枢支し、両レバーを前記ガバナレバー側がガバ
ナ力を受けて燃料減方向に回動するか、又は前記
燃料制限レバー側が燃料増方向に回動するとき互
いに係合して一体に回動する如くなすと共に、前
記ガバナレバーを機関始動に先立つて最大噴射位
置側に移動可能となした内燃機関において、前記
ガバナレバーの近傍に、該ガバナレバーに係合
し、これを最大噴射位置で固定する第１の位置
と、ガバナレバーの回動を妨げない第２の位置と
の間で回動転移可能な１個の係止レバーを設け、
該係止レバーに、機関回転数が所定値未満のとき
該係止レバーを前記第１の位置側に転移させ、か
つ、機関回転数が所定値以上に達したとき、前記
係止レバーを第２の位置に転移させるレバー駆動
機構と、機関の回転数を検知して該レバー駆動機
構を作動させる検知手段とを併設した構成にあ
る。

以下添付図面を用いて更に本発明を詳細に説明
する。

第２図は本発明方法に係る寒冷時始動性能改善
装置を適用した内燃機関の側面図、第３図は同内
燃機関のギヤケース部分の正断面図、第４図は同
ギヤケース部分の側断面図を夫々示したもので、
これら各図において２０は機関本体２１の前面に
固設したギヤケースであつて、該ギヤケース２０
の内部には、支持部材２２によりガバナレバー軸
２３が回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２４
を備えたガバナレバー２５の基部２５ａが固着さ
れ、該ガバナレバー２５が、その先端凹溝２４
に、ギヤケース２０の上部に嵌装した燃料ポンプ
２６のコントロールラツク２７に突設したラツク
ピン２８を嵌合して該燃料ポンプ２６と連動する
ようになつていると共に、ガバナレバー軸２３の
他端２３ｂ側には、クランク軸２９と共に回動す
るガバナウエイト３０により生起される矢印３１
で示すガバナ力を前記ガバナレバー軸２３を介し
てガバナレバー２５に伝えるガバナ力伝達アーム
３２が固着されている。図中、３３は前記ガバナ
レバー２５と隣接して、ガバナレバー軸２３に対
し、揺動自在し設けられた二股状の燃料制限レバ
ーで、該燃料制限レバー３３は、そのガバナレバ
ー２５と対向する側面に突設したピン３４を前記
ガバナレバー２５の基部２５ａに形成した段部３
５と当接させながら、該ガバナレバー２５と共に
矢印３６方向に一体的に回動するようになつてい
ると共に、その一方のレバー端３７には前記ギヤ
ケース２０に設けた燃料リミツタ３８と当接する
当接部が形成され、更に、他方側のレバー端３９
において、レギユレータレバー４０に一端を係着
したレギユレータスプリング４１の他端側を係着
している。レギユレータレバー４０はギヤケース
２０の壁に貫設した回動可能なレギユレータレバ
ー軸４２の内方端に固着され、該レバー軸４２の
ギヤケース外方端に固着したレギユレータハンド
ル４３と一体に回動し、該レギユレータハンドル
４３を外部から回動することにより前記レギユレ
ータスプリング４１の引張り付勢力を加減するも
のである。なお、図中、４４は前記ガバナレバー
軸２３と支持部材２２との間に設けられ、該ガバ
ナレバー２５を機関始動時において前記矢印３６
の方向、即ち燃料増側に移動させるスタートスプ
リング、４５は前記燃料ポンプ２６を作動させる
カムを示している。

上記構成からなるガバナ装置を収納した前記ギ
ヤケース２０は、その壁に形成されたボス部４６
において、前記ガバナレバー軸２３と並行した貫
通孔４７を有し、該貫通孔４７内に回動可能なる
如く係止レバー軸４８挿通していると共に、該係
止レバー軸４８には、その内方端に前記ガバナレ
バー２５と当接する爪部４９ａを有する係止レバ
ー４９が固着され、かつ、該軸４８のギヤケース
外方端側に該係止レバー軸４８を回動させるアー
ム５０をナツト５１を用いて固着している。ま
た、係止レバー軸４８は、第４図に示す如く前記
係止レバー４９をその先端爪部４９ａが前記ガバ
ナレバー２５と当接して、該ガバナレバー２５を
最大噴射位置に固定する位置イと、ガバナレバー
２５から解離し、該ガバナレバー２５の動作を妨
げない退避位置ロとの間で転位し得るようになつ
ていると共に、該係止レバー軸４８の外周に設け
た巻ばね５２によつて常時退避位置ロ側に付勢さ
れている。

一方、図中、５３は前記機関本体２０の側面に
設けられ、上記係止レバー４９を自動的に回動さ
せるレバー駆動機構を示し、該レバー駆動機構５
３は第５図に示す如き、機関の回転数を検知して
作動信号を発する検知手段５４により作動するモ
ータ５５および該モータ５５と内部に収設した図
示なき減速機構を介して連動し、位置イと位置ロ
との間で転位する揺動アーム５６を有しており、
該揺動アーム５６に一端を連結した途中にスプリ
ング部５７′を有するリンク５７を介して、該バ
ネリンク５７の他端側に係着した前記係止レバー
４９と一体のアーム５０を機関回転数に応じて回
動させ、前記係止レバー４９を位置イおよびロの
間で転移させるようになつている。

上記レバー駆動機構５３の作動を制御する検知
手段の一例として第５図に示した制御回路は、バ
ツテリ電源ＥとジエネレータＧ、レバー駆動機構
５３のモータ５５および前記ジエネレータＧから
得られるパルス信号を検知してレバー駆動機構５
３のモータ５５を正逆回動させるコントローラ５
８を夫々並列に接続し、該コントローラ５８の電
源端子５９と電源Ｅとの間に、キースイツチ６０
を配設したもので、前記ジエネレータＧのチヤー
ジインジケータ用として設けられたパルス出力端
子６１は、コントローラ５８のパルス信号入力端
子６２に接続され、また、該コントローラ５８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ツチ
６４を介して前記レバー駆動機構５３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５５は、その入力端子６５に電圧が印加され
たとき揺動アーム５６をイ位置に転移させ、それ
以外は揺動アーム５６をロ位置側に転移させるよ
うになつている。

本発明装置は叙上の如き構成からなつており、
次のその作用として操作方法について説明する
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ツチ６４を
投入し、寒冷時始動の準備をする。このときキー
スイツチ６０はOFFの状態にあるため、セレク
トスイツチ６４が投入されても、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５
６がロ位置にあり、該揺動アーム５６にリンク５
７、アーム５０および係止レバー軸４８を介して
連動する係止レバー４９がロ位置側に位置してい
ると共に、ガバナレバー２５はガバナレバー軸２
３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３３の位置に関係なく矢印３６
の方向に回動し、その先端凹溝２４に係合するラ
ツクピン２８およびコントロールラツク２７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ツチ６０を接点
ACに投入すると、コントローラ５８のトランジ
スタT₂がONし、出力端子６３に出力電圧が発生
して、モータ５５の入力端子６５に電圧が加わ
り、該モータ５５が作動して揺動アーム５６が２
点鎖線で示すイ位置に回動する。これによつて該
揺動アーム５６に連動する係止レバー４９は、第
４図におけるイ位置に転移し、その爪部４９ａに
よつてガバナレバー２５を矢印３６側に押圧し、
該ガバナレバー２５と係合しているコントロール
ラツク２７を最大噴射位置において固定する。

次いで、キースイツチ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
させると、クランク軸２９が回転し、ガバナウエ
イト３０が遠心力によつてガバナ力３１を生起
し、ガバナレバー２５を燃料減方向に回動させよ
うとするが、該ガバナレバー２５は係止レバー４
９によつて回動を規制されているため、燃料ポン
プ２６の噴射量が維持され、機関が増速して、寒
冷時始動が良好に行われると共に、前記クランク
軸２９の回転に伴つてジエネレータＧ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。

従つて、機関回転数が約1500r.p.mに達し、ジ
エネレータＧから発せられる信号がコントローラ
５８の信号入力端子６２からＦ／Ｖコンバータ６
６に与えられ、該コンバータ６６の出力電圧がツ
エナダイオードZ₁のツエナレベル以上になるとサ
イリスタS₁がONし、これによつてトランジスタ
T₁，T₂がOFFするため、コントローラ５８の出
力端子６３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５６が再びロ位置側に回動する。これによ
つてガバナレバー２５に当接している係止レバー
４９はロ位置に戻り、ガバナレバー２５の回動を
許容するため、該ガバナレバー２５が、ガバナ力
３１によつて燃料減方向に移行し、燃料制限レバ
ー３３と基部２５ａで係合して一体に揺動するこ
とになり、ガバナスプリング４１の引張力による
矢印３６方向の回動付勢力と前記ガバナ力３１と
が拮抗した位置に燃料ポンプ２６のコントロール
ラツク２７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1500r.p.m
以下に低下し、ジエネレータＧのパルスが低減し
た場合は、サイリスタS₁が自己保持機能によりコ
ントローラ５８の出力電圧を零に維持しているた
め、レバー駆動機構５３のモータ５５は作用せ
ず、係止レバー４９がロ位置を保持して、機関の
通常運転状態が持続される。また、寒冷時以外で
気温が比較的高い場合は、予めセレクトスイツチ
６４をOFFの状態にするだけで、キースイツチ
６０に関係なく、レバー駆動機構５３のモータ５
５が不作用となり、係止レバー４９がガバナレバ
ー２５の揺動を許容するロ位置を保持することに
なる。

以上述べた如く本発明の始動性能改善装置はガ
バナレバーと燃料制限レバーとを含むガバナ装置
の前記ガバナレバーを機関始動に先立つて最大噴
射位置側に移動可能となした内燃機関において、
前記ガバナレバーの近傍に該ガバナレバーに係合
し、これを最大噴射位置で固定する位置と、回動
を妨げない位置との間で回動転移可能な１個の係
止レバーを設け、該係止レバーに、機関回転数が
所定値未満のとき該係止レバーを前記第１の位置
側に転移させ、かつ、機関回転数が所定値以上に
達したとき、前記係止レバーを第２の位置に転移
させるレバー駆動機構と、機関の回転数を検知し
て該レバー駆動機構を作動させる検知手段とを併
設することにより、寒冷始動に際し、予め燃料ポ
ンプのコントロールラツクに連結されたガバナレ
バーを係止レバーにより最大噴射位置に固定し、
機関回転数が所定の値に達するまで燃料を増量し
て始動性能改善を図ると共に、機関回転数が所定
値に達した後は、係止レバーによるガバナレバー
の固定を解除し、ガバナレバーを燃料制限レバー
と係合させてエンストを防止し通常の運転状態に
完全復帰させるようにしたものであるから、従来
の電磁ソレノイドや磁石を使用した装置の如くコ
ントロールラツクの固定解除直後にガバナ力によ
りコントロールラツクが燃料減方向に急速に押し
戻されエンストを生じる懸念がなく、また、係止
レバーによるガバナレバー固定解除後は、該ガバ
ナレバーの回動を全く妨げず、通常のガバナ装置
と同様な作動状態となり、燃料噴射ポンプのコン
トロールラツクの動きを妨げないため、噴射量を
正確に制御することが出来るというすぐれた効果
を発揮する。

しかも、本発明装置によれば、ガバナ装置に係
止レバーと、該係止レバーの駆動機構と、該駆動
機構に機関の回転数を検知して係止レバーの動作
を制御する手段とを付加すれば良く、燃料噴射ポ
ンプとして在来のものを使用することが出来るた
め、燃料噴射ポンプの設計変更を必要とせず、汎
用化を図り得るという効果も期待出来る。

【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
図、第２図は本発明に係る寒冷時始動性能改善装
置を適用した内燃機関の側面図、第３図は同内燃
機関のギヤケース部分の正断面図、第４図は同ギ
ヤケース部分の側断面図、第５図は本発明に適用
可能な機関回転数検知手段の一例を示す回路図で
ある。 ２５……ガバナレバー、２６……燃料ポンプ、
２７……コントロールラツク、４９……係止レバ
ー、５３……レバー駆動機構、５４……検知手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料ポンプのコントロールラツクに係合せし
   めたガバナ装置のガバナレバーと、ガバナスプリ
   ングにより燃料増方向に付勢された燃料制限レバ
   ーとを夫々独立揺動可能に枢支し、両レバーを前
   記ガバナレバー側がガバナ力を受けて燃料減方向
   に回動するか、又は前記燃料制限レバー側が燃料
   増方向に回動するとき互いに係合して一体に回動
   する如くなすと共に、前記ガバナレバーを機関始
   動に先立つて最大噴射位置側に移動可能となした
   内燃機関において、前記ガバナレバーの近傍に、
   該ガバナレバーに係合し、これを最大噴射位置で
   固定する第１の位置と、ガバナレバーの回動を妨
   げない第２の位置との間で回動転移可能な１個の
   係止レバーを設け、該係止レバーに、機関回転数
   が所定値未満のとき該係止レバーを前記第１の位
   置側に転移させ、かつ、機関回転数が所定値以上
   に達したとき、前記係止レバーを第２の位置に転
   移させるレバー駆動機構と、機関の回転数を検知
   して該レバー駆動機構を作動させる検知手段とを
   併設したことを特徴とする内燃機関の始動性能改
   善装置。