JP2005098179A - ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 ガバナの調量精度を高く維持することができるディーゼルエンジンを提供する。
【解決手段】 燃料調量ラック４に始動用スプリング１０の一端部を連結し、この始動用スプリング１０の付勢力１０ａで燃料調量ラック４と連動体２とを燃料増量方向に付勢し、連動体２と連結ピン６とに圧接用スプリング１１の各端部をそれぞれ連結し、この圧接用スプリング１１の付勢力１１ａで連動体２と連結ピン６とを相互接近方向に付勢することにより、始動用スプリング１０の付勢力１０ａと圧接用スプリング１１の付勢力１１ａとで、連結ピン６を長孔７の燃料減量側端縁８に圧接させた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関するものである。

本発明の前提をなすディーゼルエンジンの構成は、次の通りである。
すなわち、図１に例示するように、カバナレバー(１)に連動体(２)を介して燃料噴射ポンプ(３)の燃料調量ラック(４)を連動連結し、ガバナレバー(１)と連動体(２)との連結部分(５)で、ガバナレバー(１)に連結ピン(６)を設けるとともに、連動体(２)に燃料調量ラック(４)の燃料増減方向に沿う長孔(７)を設け、この長孔(７)に連結ピン(６)を内嵌し、連結ピン(６)を長孔(７)の燃料減量側端縁(８)に当接させ、
図２に例示するように、エンジン停止操作時に、エンジン停止操作手段(９)で連動体(２)を燃料減量方向に連動操作した場合に、連結ピン(６)に沿って長孔(７)を燃料減量方向にスライド(７ａ)させることにより、ガバナレバー(１)を置き残したまま、連動体(２)を介して燃料調量ラック(４)を燃料減量方向に連動することができるようにした、ディーゼルエンジン。
この種のエンジンでは、エンジン停止操作時に、ガバナレバー(１)を置き残すことにより、ガバナスプリング(１４)の抵抗を受けることなく、燃料調量ラック(４)を燃料減量方向に連動させることができ、エンジン停止操作力を小さくできるようにしている。

このような構成を備えたディーゼルエンジンとして、従来では、特許文献１や特許文献２に開示されたものがあるが、これらは、本発明と次の点で相違している。
すなわち、特許文献１のエンジンでは、連動体に始動用スプリングの一端を連結し、この始動用スプリングの付勢力で連動体と燃料調量ラックとを燃料増量方向に付勢することにより、この始動用スプリングの付勢力のみで連結ピンを長孔の燃料減量側端縁に圧接させている。
また、特許文献２のエンジンでは、燃料調量ラックのラックピンと連結ピンとに圧接用スプリングの各端部をそれぞれ連結し、この圧接用スプリングの付勢力で連動体と連結ピンとを相互接近方向に付勢することにより、この圧接用スプリングの付勢力のみで連結ピンを長孔の燃料減量側端縁に圧接させている。

特開平１０−１２１９８８号公報(図１参照) 実開平５−６４４３０号公報(図１参照)

この従来技術では、次の問題がある。
《問題１》 特許文献１のエンジンでは、ガバナの調量精度が低くなることがある。
特許文献１のエンジンでは、始動用スプリングの付勢力のみで連結ピンを長孔の燃料減量側端縁に圧接させているため、この連結部分の圧接力が弱く、ガバナの調量精度が低くなることがある。
すなわち、近年、高圧噴射化のために燃料噴射ポンプの噴射圧が上がってくると、エンジン高回転時に、燃料噴射ポンプが微振動することがある。このような場合、特許文献１のエンジンでは、連結部分の圧接力が弱いため、燃料噴射ポンプの微振動により、上記連結部分が密着と離間とを繰り返し、ガバナレバーの動きが連動体に正確に伝達されず、ガバナの調量精度が低くなることがある。

《問題２》 特許文献１のエンジンでは、負荷の急速低下により、エンストを起こす場合がある。
特許文献１のエンジンでは、連結部分の圧接力が弱いため、負荷の急速低下により、エンストを起こす場合がある。
すなわち、負荷の急速低下により、エンジン回転が急上昇し、ガバナ力が急増すると、ガバナレバーの燃料減量方向への揺動に追従して、連動体と燃料調量ラックとが高速で燃料減量方向に連動される。このような場合、特許文献１の発明では、連結部分の圧接力が弱いため、ガバナレバーの揺動が停止しても、連動体と燃料調量ラックとが、慣性力によって、燃料減量方向にオーバーシュートし、エンストを起こすことがある。

《問題３》 特許文献１のエンジンでは、アイドル運転時の騒音が大きくなる場合がある。
上記問題１・２を解決するため、始動用スプリングの付勢力を強くすると、アイドル運転時の燃料噴射量が過剰になる。このような場合、アイドル回転速度が高まり、騒音が大きくなる。

《問題４》 特許文献２のエンジンでは、エンジン始動をスムーズに行うことができない。
特許文献２のエンジンでは、始動用スプリングを備えていないため、始動増量を行うことができず、エンジン始動をスムーズに行うことができない。

《問題５》 特許文献２のエンジンでは、始動用スプリングを追加することが困難である。
特許文献２のエンジンでは、燃料調量ラックのラックピンと連結ピンとに圧接用スプリングの各端部をぞれぞれ連結しているため、圧接用スプリングが長くなり、部品配置上、始動用スプリングを追加することが困難である。

本発明は、上記問題点を解決することができるディーゼルエンジン、すなわち、ガバナの調量精度を高く維持することができるディーゼルエンジンを提供することを課題とする。

(請求項１の発明)
請求項１の発明の主要な発明特定事項は、次の通りである。
すなわち、図１に例示するように、燃料調量ラック(４)に始動用スプリング(１０)の一端部を連結し、この始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)で燃料調量ラック(４)と連動体(２)とを燃料増量方向に付勢し、連動体(２)と連結ピン(６)とに圧接用スプリング(１１)の各端部をそれぞれ連結し、この圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)で連動体(２)と連結ピン(６)とを相互接近方向に付勢することにより、始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)と圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)とで、連結ピン(６)を長孔(７)の燃料減量側端縁(８)に圧接させた、ことを特徴とするディーゼルエンジン。

(請求項２の発明)
請求項２の発明の主要な発明特定事項は、次の通りである。
図３に例示するように、始動用スプリング(１０)のコイル部(１０ｂ)と圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)とを、連動体(２)の脇で、燃料増減方向に直列に並べて配置した、ことを特徴とするディーゼルエンジン。

(請求項３の発明)
請求項３の発明の主要な発明特定事項は、次の通りである。
図５に例示するように、エンジン停止操作時には、除肉孔(１２)と長孔(７)の間の連動体狭小部分(１３)が圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周の脇を通るようにした、ことを特徴とする特徴とするディーゼルエンジン。

（請求項１の発明）
請求項１の発明は、次の効果を奏する。
《効果１》 ガバナの調量精度を高く維持することができる。
図１に例示するように、始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)と圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)とで、連結ピン(６)を長孔(７)の燃料減量側端縁(８)に圧接させているため、この連結部分(５)の圧接力が強く、ガバナの調量精度を高く維持することができる。
すなわち、近年、高圧噴射化のために燃料噴射ポンプ(３)の噴射圧が上がってくると、エンジン高回転時に、燃料噴射ポンプ(３)が微振動することがある。このような場合、本発明では、連結部分(５)の圧接力が強いため、上記連結部分(５)が離間しにくく、密着状態が維持され、ガバナレバー(１)の動きが連動体(２)に正確に伝達され、ガバナの調量精度を高く維持することができる。

《効果２》 負荷の急速低下に起因するエンストが起こりにくい。
図１に例示するように、連結部分(５)の圧接力が強いため、負荷の急速低下に起因するエンストが起こりにくい。
すなわち、負荷の急速低下により、エンジン回転が急上昇し、ガバナ力(１５)が急増すると、ガバナレバー(１)の燃料減量方向への揺動に追従して、連動体(２)と燃料調量ラック(４)とが高速で燃料減量方向に連動される。このような場合、本発明では、連結部分(５)の圧接力が強いため、ガバナレバー(１)の揺動が停止すると、連動体(２)と燃料調量ラック(３)も、ガバナレバー(１)とともに停止し、これらの燃料減量方向へのオーバーシュートが抑制され、エンストが起こりにくい。

《効果３》 アイドル運転時の騒音を小さく維持することができる。
図１に例示するように、始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)と圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)とで、連結部分(５)の圧接を行うため、始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)を大きくする必要がない。このため、アイドル運転時の燃料噴射量が過剰になることがなく、アイドル回転速度を低くして、騒音を小さく維持することができる。

《効果４》 エンジン始動をスムーズに行うことができる。
図１に例示するように、始動用スプリング(１０)を備えているため、始動増量を行うことができ、エンジン始動をスムーズに行うことができる。

《効果５》 始動用スプリングの配置が容易に行える。
図１に例示するように、連動体(２)と連結ピン(６)とに圧接用スプリング(１１)の各端部をそれぞれ連結しているため、圧接用スプリング(１１)が短くて済み、始動用スプリング(１０)の配置が容易に行える。

(請求項２の発明)
《効果６》 始動用スプリングと圧接用スプリングとをコンパクトに配置することができる。
図３に例示するように、始動用スプリング(１０)のコイル部(１０ｂ)と圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)とを、連動体(２)の脇で、燃料増減方向に直列に並べて配置したため、始動用スプリング(１０)と圧接用スプリング(１１)とをコンパクトに配置することができる。

(請求項３の発明)
《効果７》 ガバナの調量精度を高く維持することができる。
図５に例示するように、連動体(２)に除肉孔(１２)を設けるため、圧接用スプリング(１１)の追加による増加重量の一部または全部を相殺することができ、ガバナの調量精度を高く維持することができる。

《効果８》 エンジン停止操作をスムーズに行うことができる。
図５に例示するように、エンジン停止操作時には、除肉孔(１２)と長孔(７)の間の連動体狭小部分(１３)が圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周の脇を通るようにしたため、連動体(２)が圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)に接触した場合でも、連動体(２)が圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)から受ける摺動抵抗は、連動体狭小部分(１３)による小さなもので済み、エンジン停止操作をスムーズに行うことができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５はいずれも本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図で、この実施形態では縦型の多気筒ディーゼルエンジンを用いて説明する。

このエンジンの概要は、次の通りである。
図４に示すように、シリンダブロック(図外)の横に燃料供給装置を配置している。燃料供給装置の構成は、次の通りである。ポンプ収容ケース(１６)内に燃料噴射ポンプ(３)を収容し、ポンプ収容ケース(１６)内の下部に燃料噴射カム軸(１７)を架設している。燃料噴射ポンプ(３)は、列型ポンプであり、燃料調量ラック(４)を備えている。ポンプ収容ケース(１６)の後部にガバナ収容ケース(１８)を配置し、このガバナ収容ケース(１８)内にメカニカルガバナ(１９)を収容している。

メカニカルガバナ(１９)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、ガバナレバー(１)は、二本レバー式のもので、スプリング力入力レバー(２０)とガバナ力入力レバー(２１)とからなる。各レバー(２０)(２１)は、ガバナレバー枢軸(２２)で枢支されている。スプリング力入力レバー(２０)は、調速レバー(２３)にガバナスプリング(１４)を介して連動連結されている。ガバナ力入力レバー(２１)は、その入力部をガバナ力発生手段(２４)に臨ませ、その出力部に連結ピン(６)を設けている。

ガバナ力発生手段(２４)の構成は、次の通りである。
図４に示すように、燃料噴射カム軸(１７)にウェイトホルダ(２５)を取り付け、ウェイトホルダ(２５)にフライウエイト(２６)を揺動自在に取り付け、燃料噴射カム軸(１７)の端部からガバナ収容ケース(１８)内にガイド軸(２７)を突出させ、このガイド軸(２７)にガバナスリーブ(２８)を摺動自在に外嵌し、ガバナスリーブ(２８)の入力端面にフライウエイト(２６)の出力部を当接させ、ガバナスリーブ(２８)の出力端面にガバナ力入力レバー(２１)の入力部に当接させている。

ガバナレバー(１)の相互配置は、次の通りである。
図３に示すように、ガバナ力入力レバー(２１)は、スプリング力入力レバー(２０)にその燃料増量側から臨ませている。スプリング力入力レバー(２０)には、トルクアップ装置(２９)を設けている。図１に示すように、トルクアップ装置(２９)は、トルクホルダ(３０)にトルクピン(３１)とトルクスプリング(３２)とを支持させ、トルクスプリング(３２)の付勢力(３２ａ)でトルクピン(３１)をトルクホルダ(３０)の先端面から突出する向きに付勢し、トルクピン(３１)の先端をガバナ力入力レバー(２１)に当接させて構成している。スプリング力入力レバー(２０)には、その燃料増量側から燃料制限具(３３)を臨ませている。

メカニカルガバナ(１９)と燃料調量ラック(４)との連動構造は、次の通りである。
図３に示すように、ガバナ力入力レバー(２１)に連動体(２)を介して燃料噴射ポンプ(３)の燃料調量ラック(４)を連動連結している。図１に示すように、ガバナ力入力レバー(２１)と連結体(２)との連結部分(５)で、ガバナ力入力レバー(２１)に連結ピン(６)を設けるとともに、連動体(２)に燃料調量ラック(４)の燃料増減方向に沿う長孔(７)を設け、この長孔(７)に連結ピン(６)を内嵌し、連結ピン(６)を長孔(７)の燃料減量側端縁(８)に当接させている。

エンジン運転時のメカニカルガバナ(１９)の機能は、次の通りである。
図１に示すように、調速レバー(２３)を高速位置に設定すると、無負荷から定格負荷までの部分負荷運転時は、トルクホルダ(３０)にトルクピン(３１)を押し込んだまま、ガバナスプリング(１４)のスプリング力(１４ａ)とガバナ力(１５)との不釣合い力で、ガバナレバー(１)が一体で揺動する。このガバナレバー(１)の揺動に追従して、連動体(２)と燃料調量ラック(４)とが燃料増減方向に連動される。定格負荷では、スプリング力入力レバー(２０)が燃料制限具(３３)で受け止められ、燃料制限がなされる。定格負荷を超える過負荷運転時は、スプリング力入力レバー(２０)が燃料制限具(３３)で受け止められたまま、ガバナ力(１５)とトルクスプリング(３２)のスプリング力(３２ａ)との不釣合い力で、トルクピン(３１)が進退しながら、ガバナ力入力レバー(２１)のみが揺動し、燃料制限量を超える範囲で、連動体(２)と燃料調量ラック(４)とが燃料増減方向に連動され、エンストを抑制する。

エンジン停止操作時のメカニカルガバナ(１９)の機能は、次の通りである。
図２に示すように、エンジン停止操作時には、エンジン停止操作手段(９)で連動体(２)を燃料減量方向に連動操作し、連結ピン(６)に沿って長孔(７)を燃料減量方向にスライド(７ａ)させることにより、ガバナレバー(１)を置き残したまま、連動体(２)を介して燃料調量ラック(４)を燃料減量方向に連動する。エンジン停止操作手段(９)は、揺動アーム(３４)の入力部にソレノイド(３５)の出力部を当接させ、揺動アーム(３４)の出力部に連動体(２)の入力部を臨ませ、ソレノイド(３５)の出力部を突出させて、揺動アーム(３４)を揺動させ、揺動アーム(３４)の出力部で連動体(２)を燃料減量方向に押すようになっている。ソレノイド(９)の出力部を引き込むと、揺動アーム(３４)は、戻しバネ(３６)で元の位置に戻るようになっている。なお、エンジン始動時は、始動用スプリング(１０)のスプリング力(１０ａ)により、燃料調量ラック(４)を始動増量位置に位置させる。

ガバナレバー(１)と連動体(２)との連結部分(５)の圧接構造は、次の通りである。
図１に示すように、燃料調量ラック(４)のラックピン(３７)に始動用スプリング(１０)の一端部を連結し、ガバナ収容ケース(１８)の室壁(１８ａ)にスプリング係止部(３８)を設け、このスプリング係止部(３８)に始動用スプリング(１０)の他端部を係止させ、この始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)で燃料調量ラック(４)と連動体(２)とを燃料増量方向に付勢している。連動体(２)と連結ピン(６)とに圧接用スプリング(１１)の各端部をそれぞれ連結し、この圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)で連動体(２)と連結ピン(６)とを相互接近方向に付勢している。これにより、始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)と圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)とで、連結ピン(６)を長孔(７)の燃料減量側端縁(８)に圧接させている。

始動用スプリング(１０)と圧接用スプリング(１１)の配置は、次の通りである。
図３に示すように、始動用スプリング(１０)のコイル部(１０ｂ)と圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)とを、連動体(２)の脇で、燃料増減方向に直列に並べて配置している。連動体(２)に除肉孔(１２)を設けている。図５(Ａ)に示すように、エンジン運転中は圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周を除肉孔(１２)に臨ませている。図５(Ｂ)に示すように、エンジン停止操作後は圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周を除肉孔(１２)と長孔(７)とに臨ませることにより、エンジン停止操作時には、除肉孔(１２)と長孔(７)の間の連動体狭小部分(１３)が圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周の脇を通るようにしている。

本発明の実施形態に係るエンジン運転時のメカニカルガバナの機能を説明する模式図である。 本発明の実施形態に係るエンジン停止操作時のメカニカルガバナの機能を説明する模式図である。 図１のエンジンの要部の横断平面図である。 図１のエンジンの要部の縦断側面図である。 図１のエンジンの連動体移動時の連動体狭小部分と圧接用スプリングのコイル部との位置関係を説明する図で、図５(Ａ)はエンジン運転中のもの、図５(Ｂ)はエンジン停止操作後のものである。 (１)…カバナレバー、(２)…連動体、(３)…燃料噴射ポンプ、(４)…燃料調量ラック、(５)…連結部分、(６)…連結ピン、(７)…長孔、(８)…燃料減量側端縁、(９)…エンジン停止操作手段、(１０)…始動用スプリング、(１０ａ)…付勢力、(１０ｃ)…コイル部、(１１)…圧接用スプリング、(１１ａ)…付勢力、(１１ｂ)…コイル部、(１２)…除肉孔、(１３)…連動体狭小部分。

Claims (3)

1. カバナレバー(１)に連動体(２)を介して燃料噴射ポンプ(３)の燃料調量ラック(４)を連動連結し、ガバナレバー(１)と連動体(２)との連結部分(５)で、ガバナレバー(１)に連結ピン(６)を設けるとともに、連動体(２)に燃料調量ラック(４)の燃料増減方向に沿う長孔(７)を設け、この長孔(７)に連結ピン(６)を内嵌し、連結ピン(６)を長孔(７)の燃料減量側端縁(８)に当接させ、
   エンジン停止操作時に、エンジン停止操作手段(９)で連動体(２)を燃料減量方向に連動操作した場合に、連結ピン(６)に沿って長孔(７)を燃料減量方向にスライド(７ａ)させることにより、ガバナレバー(１)を置き残したまま、連動体(２)を介して燃料調量ラック(４)を燃料減量方向に連動することができるようにした、ディーゼルエンジンにおいて、
   燃料調量ラック(４)に始動用スプリング(１０)の一端部を連結し、この始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)で燃料調量ラック(４)と連動体(２)とを燃料増量方向に付勢し、連動体(２)と連結ピン(６)とに圧接用スプリング(１１)の各端部をそれぞれ連結し、この圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)で連動体(２)と連結ピン(６)とを相互接近方向に付勢することにより、始動用スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)と圧接用スプリング(１１)の付勢力(１１ａ)とで、連結ピン(６)を長孔(７)の燃料減量側端縁(８)に圧接させた、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
2. 請求項１に記載したディーゼルエンジンにおいて、
   始動用スプリング(１０)のコイル部(１０ｂ)と圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)とを、連動体(２)の脇で、燃料増減方向に直列に並べて配置した、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
3. 請求項１または請求項２に記載したディーゼルエンジンにおいて、
   連動体(２)に除肉孔(１２)を設け、エンジン運転中は圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周を除肉孔(１２)に臨ませ、エンジン停止操作後は圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周を除肉孔(１２)と長孔(７)とに臨ませることにより、エンジン停止操作時には、除肉孔(１２)と長孔(７)の間の連動体狭小部分(１３)が圧接用スプリング(１１)のコイル部(１１ｂ)の外周の脇を通るようにした、ことを特徴とする特徴とするディーゼルエンジン。
   
   

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