CN1529791A - 燃料喷射量控制装置 - Google Patents

Abstract

在通过调速器(11)控制燃料喷射量的发动机(1)中，该调速器(11)具备有将与燃料喷射泵(12)的控制杆(16)连结的调速器杆(31)的转动、通过设置在限制器(32)上的限制部(33b)限制在一定区域的这一构造，在该发动机(1)的侧面，将感热膨胀材料设置在挡块(40)上，该挡块(40)确定该限制器(32)的最大燃料喷射位置，由于该感热膨胀材料随着温度的上升而膨胀，从而使该限制器(32)的最大燃料喷射量位置向燃料减量侧移动。

Description

燃料喷射量控制装置

技术领域

本发明涉及发动机的离心式调速器，是有关在发动机冷机时，增加燃料供给量，在暖机时，使燃料供给量自动减少的技术。

背景技术

原来，在柴油发动机上设置离心式调速器的技术已被公开。离心式调速器通过曲轴，介于齿轮等，旋转驱动调速器轴，调速器配重外嵌于该调速器轴上，调速器配重介于滑套，与调速器杆连结，该调速器杆与燃料喷射泵的燃料调节齿条连结。

在象这样的构成中，启动发动机，若转数升高，则调速器配重因离心力而张开，滑套滑动，调速器杆转动，使燃料调节齿条向减少侧滑动，使燃料喷射泵的喷射量减少。反之，若转数减少，施加到调速器配重的离心力减小，则由于向反方向赋能的弹簧而关闭调速器配重，使燃料喷射泵的燃料调节齿条向增量侧滑动。

另外，在调速器中，设置有用于限制调速器杆的转动的限制器，将燃料喷射量限制在不是设定以上的或其以下的输出。发动机在启动时，通过最大喷射量运转，其后，若转数升高到某一程度，则降低喷射量，若达到某一转数，则停止降低其喷射量，然后，在达到转数上限值的转数区域中，保持略一定的喷射量。例如，在日本专利申请公开公报平10-227234号中，揭示了通过限位螺栓，限制限制器杆的最大转动量的构造，该限制器杆将调速器杆的转动限制在一定区域中。该限位螺栓在通过调节器手柄将发动机输出设定在最大时，与该限制器杆接触，限定该限制器杆的位置。调速器杆通过象这样定位的限制器杆，限制从喷射增量侧到减量侧的转动区域。

象这样的限制器，考虑到发动机的燃烧效率或排气排放物的限制等，应将位置调整到可以得到最佳的燃料喷射量，该最佳喷射量根据发动机的温度不同而不同。发动机在暖机状态，转数上升的情况下，因为燃烧效率高，可以降低排气排放物，所以希望将燃料喷射量设定得较低，若就以这样的设定值，即使从发动机的冷机状态开始，提升转数，燃烧效率也不好，发动机旋转上升到规定转数要花费较长时间。

因此，若能根据发动机的温度状况，可以调整限制器的位置是比较好的，在上述的公开技术中，一一调整限位螺栓的位置，使之与其当时的发动机的温度状况相吻合是不现实的。象这样，由于不能对应于温度状况对限制器进行位置调整，所以在实际中，有关发动机的状况，即在转数上升的时间上，存在由于温度而产生的差。

发明内容

本发明的目的是在一种离心调速器中，该离心调速器是通过限制器，将与燃料喷射泵的喷射量调整部连结的调速器杆的转动限制在一定区域，设置有限制燃料供给量的机构，特别是在将该发动机设定在最大输出，同时启动该发动机，达到目标转数的情况下，在发动机冷机时，通过大量的燃料喷射量，使发动机的启动良好，在发动机暖机时，自动降低燃料喷射量，为得到降低油耗，降低排气排放物等的效果，可以对应于发动机的温度，自动调整燃料喷射量。

为了达到该目的，在本发明中，该限制器作为对应于温度而发生位置变化。作为用于该位置变化的部件，在设定该发动机的最大输出的情况下，在限定该限制器的位置的挡块上，具备有感热膨胀材料。该挡块对应于该感热膨胀材料的膨胀度，使该限制器的位置，即调速器杆的转动限制位置发生变化。即，对应于发动机的温度变化，使调速器杆的转动限制位置自动变化，调整燃料喷射量的限制值。

上述调速器杆与控制杆连结，该控制杆与燃料喷射泵的柱塞一体转动，在该限制器中，将该调速器杆的转动限制在一定区域，至少设置有限定燃料喷射减量侧的转动限制位置的限制部。该挡块伴随着温度变化，调整该限制器的位置，使该限制部的位置发生变化。即，在该调速器杆伴随着发动机转数的增加而向燃料减量侧转动的情况下，由于伴随着温度的变化的该限制部的位置变化，减量侧的转动限制位置也发生变化。

因此，在从发动机启动到转数上升的过程中，在启动时的转数在极低的阶段，确保了用于发动机顺畅运转的最大燃料喷射量，其后，随着转数上升，使燃料降低，通过上述的限制部，若达到某一转数，则停止其降低，然后，虽然即使使转数上升到最大转数，可维持略一定的燃料喷射量，但是在该降低后所保持的燃料喷射量，由于伴随着温度变化的限制部的位置的变化，也是变化的。即，在发动机的温度高的情况下，将该燃料喷射量设定到较低，以达到降低排气排放物，或防止黑烟，降低油耗等的效果，在发动机的温度低的情况下，自动地将该燃料喷射量设定到较高，提高燃烧效率，以尽快达到目标转数。这样一来，无论是在发动机的冷机状态还是暖机状态，发动机的转数达到所定值所需的时间基本没有变化，可以进行使用该发动机的作业。

上述挡块通过在壳体内，收纳该感热膨胀材料、与该感热膨胀材料的膨胀相呼应进行滑动的滑动部件、以及限制该滑动部件的滑动的滑动限制部件，可以简单且廉价地构成，另外，也可以提高耐久性。

作为该感热膨胀材料，可以考虑双金属片、形状记忆合金、蜡等。蜡与双金属片或形状记忆合金等相比，可以廉价地得到，温度的设定也可以很容易。另外，还可以紧凑地构成。

作为该滑动限制部件，可以考虑由弹簧构成。弹簧不仅廉价而且信赖性高。另外，与壳体以及限制力吻合，可以容易地更换或制造。

该挡块通过附设在发动机侧面，从发动机外部就可以简单地进行拆装或位置调整，另外，可以有效地将发动机侧面的温度传递到该感热膨胀材料上。

就上述的还有其以外的目的、特征、效果，通过以附图为基础而进行的下述说明，将会更加明白。

附图说明

图1是装备了有关本发明的燃料喷射量控制装置的发动机的正面剖视图。

图2是相同的侧视图。

图3是在该发动机中的调速器部分的侧面剖视图。

图4是该调速器的正面剖视图。

图5是在冷机时的调速器杆、限制器以及挡块的侧视图。

图6是在暖机时的该调速器杆、该限制器以及该挡块的侧视图。

图7是表示基于温度变化的挡块的状态变化的剖视图，(a)是发动机低温时的状态的图，(b)是发动机高温时的状态的图，(c)是发动机温度更高时的状态的图。

图8是表示使用本发明的调速器的发动机转数与燃料供给量的关系的图。

具体实施方式

如图1所示，在采用了本发明的发动机1中，收纳有活塞4的缸体2的下部为曲轴箱，曲轴3轴支撑在该曲轴箱中。该缸体2的上部被缸盖5覆盖。在该缸盖5上，配置有进·排气门和燃料喷射喷油器6等，被罩7覆盖，在该罩7的一侧配置有消音器8，在另一侧配置有燃料箱9。

在上述缸体2下部的曲轴箱内配置有调速器11，在其上部配置有燃料喷射泵12。如图4所示，在该燃料喷射泵12上具备有柱塞15，介于在曲轴3上设置的齿轮，将动力传递到凸轮轴13，在该凸轮轴13上设置的凸轮14通过使该柱塞15往复运动，吸入来自燃料箱9的燃料，按所定的时间，供给燃料喷射喷油器6所定量的燃料。该燃料喷射泵12的燃料供给量，通过转动可以与该柱塞15一体转动的控制杆16，使柱塞15转动，变更该柱塞15的有效行程，可以调节燃料喷射量。

如图3所示，通过在上述凸轮轴13上固定设置的齿轮20，可将动力传递到在调速器轴21上固定设置的齿轮22上。在该调速器轴21的一端上和曲轴箱之间，设置润滑油泵23，在另一端侧配置有调速器11。

若就调速器11的构成进行说明，则由销将调速器配重24的中间部枢支在该齿轮22上。该调速器配重24的一端作为配重，若转数增加则打开，另一端作为臂24a，与滑套25卡合。将该滑套25的前端配置为与调速器杆31的接触部31b接触。

通过图3～图6，就调速器杆31和限制器32进行说明。该调速器杆31在中间部设置突起部31a，枢支在该限制器32的连结轴32a上，在一端(下端)上设置突状的接触部31b，与上述滑套25接触，在另一端(上端)上形成两股状的卡合部31c，卡合卡合销16a，该卡合销16a从上述控制杆16开始突出设置。

若发动机1的曲轴3的转数上升，则旋转力介于齿轮等被传递到调速器轴21上，随着转数的上升，由于离心力而使调速器配重24打开，推出滑套25，转动调速器杆31，转动控制杆16，减少燃料喷射量，控制转数达到设定的转数。反之，若该曲轴3的转数减少，则调速器配重24关闭，控制杆16向反方向转动，使燃料喷射量增加，该转数按设定旋转上升。

上述限制器32介于上述连结轴32a，一体连结内侧臂33和外侧臂34而构成。

该内侧臂33的一端作为突起部33a，固定在连结轴32a上。另一端弯曲为俯视コ字状，成为限制部33b，将上述调速器杆31配置为通过于此，通过该限制部33b的一侧部33bR，限制调速器杆31的燃料增量侧的转动，通过另一侧部33bL，限制调速器杆31的燃料减量侧的转动，同时在所定的范围内，允许该调速器杆31的转动。从该内侧臂33的中间部开始，在侧方突出设置有卡止部33c，在该卡止部33c和调速器杆31之间，介装有弹簧35，为使调速器杆31与限制部33b的一侧部33bR接触而赋能。

上述外侧臂34其中央部固定在从发动机1(缸体2)主体向外侧突出的连结轴32a上。该外侧臂34具备有从向该连结轴32a的固定部以放射状突出的3个臂34a·34b·34c。第一臂34a和第二臂34b介于弹簧36·37，与调节器手柄39连结，第三臂34c与挡块40的滑动轴46的前端接触。

该调节器手柄39用于或是设定发动机的输出，或是使发动机1停止，可以沿杆导向器38转动，可以保持在任意的转动位置上。若将该调节器手柄39设定在最大输出位置，则该挡块40的滑动轴46的前端与第三臂34c接触，据此，限制器32的限制部33b被设定到用于得到最大输出的调速器杆31的转动限制位置。

通过图7(a)～(c)，说明挡块40的构成。感热膨胀部42连结在圆筒状的壳体41的一端，该感热膨胀部42由密封有蜡或形状记忆合金或双金属片等的感热膨胀材料构成。活塞43从该感热膨胀部42向壳体41内突出。随着该感热膨胀部42内的感热膨胀材料的膨胀，活塞43更加突出。另外，在本实施例中，作为感热膨胀材料，使用了容易廉价得到的蜡，将其成分调整为在约24度以下不会膨胀。

在上述壳体41内，收纳有第一滑动轴44、衬圈45、第二滑动轴46、密封47，然后是作为该滑动轴44·46的各自的滑动限制部件的第一弹簧48和第二弹簧49。在感热膨胀部42侧的第一滑动轴44的一端(基端)上，形成弹簧座44a，在另一端(前端)部上，可自由滑动地外嵌有衬圈45，为了防止该衬圈45脱落，在其外侧，外嵌固定有止脱环50。在该衬圈45和弹簧座44a之间，围绕第一滑动轴44，外嵌有第一弹簧48。

另外，在衬圈45侧的第二滑动轴46的一端(基端)上，形成弹簧座46a，从这里向轴心方向穿设凹部46b，使上述第一轴44的另一端(前端)部可以插入。将密封47配设为从内侧阻塞在壳体41的前端开口的孔41a，该第二滑动轴46的另一端(前端)部为小径，贯通该密封47以及孔41a，从该壳体41的前端，可以伸缩地突出。

在该第二滑动轴46的、与该小径的前端部和该凹部46b周围的主干部之间，形成层部46c。如图7(b)所示，该层部46c与该密封47接触，限制了由于该感热膨胀部42的膨胀，而使在该第二滑动轴46的该壳体41内的向外侧的滑动。如图7(a)所示，在感热膨胀部42没有膨胀时，在该密封47和层部46c之间，设置允许伸缩距离L1。

在该密封47和上述弹簧座46a之间，围绕第二滑动轴46，外嵌有第二弹簧49。该第一弹簧48的弹力(T1)大于第二弹簧49的弹力(T2)(T1＞T2)而构成。

在壳体41外周，形成螺纹部41b，如图2所示，该壳体41的螺纹部41b与安装部51的雌螺纹螺合，该安装部51的构成为从发动机1的缸体2下部的曲轴箱侧面突出。若对该壳体41定位，使从该壳体41的前端突出的第二滑动轴46的前端，与限制器臂34的第三臂34c接触，则通过螺母52，将该壳体41锁止在该安装部51上。这样一来，挡块40被配置为与发动机主体的侧面相接，发动机主体的热从壳体41传递到感热膨胀部42内的感热膨胀材料。另外，如图5或图6所示，上述第三臂34c通过弹簧37的赋能力，与第二滑动轴46的前端按压接触，在由于该挡块40的作用而对外侧臂34(即限制器32)的动作状态进行调整的情况下等，通过拧松螺母52，转动壳体41，即可以容易地变更挡块40的安装位置。

通过图7，一边说明以上这样的挡块40的基于发动机温度的变化的状态变化，一边通过图5以及图6，说明有关由于该挡块40的状态变化而引起的限制器32的位置变化。

另外，以下的说明如图2所示，是以将调节器手柄39设定在最大输出位置为前提的。仅限于将该调节器手柄39保持在该位置上，上述第三臂34c由于与挡块40的第二滑动轴46的前端按压接触，所以通过伴随着发动机的温度变化的该第二滑动轴46的伸缩，限制器32转动，该内侧臂33的限制部33b的位置发生变化。

在发动机没有暖机的状态(24度以下)中，在挡块40中，如图7(a)所示，因为感热膨胀部42内的感热膨胀材料没有膨胀，所以活塞43位于缩小位置。据此，如上所述，在第二滑动轴46的层部46c和密封47之间，确保了允许伸缩距离L1，第二滑动轴46的前端在最短的状态下，从壳体41的前端突出。此时，限制器32的内侧臂33的位置如图5所示，为靠近喷射量增量侧。

若发动机暖机(24度以上)，感热膨胀部42内的感热膨胀材料膨胀，则如图7(b)所示，活塞43突出。由于该突出，第一滑动轴44平衡第二弹簧49的赋能力滑动，第二滑动轴46的层部46c与密封47接触，停止滑动。即，第二滑动轴46仅移动距离L1，按压该第三臂34c，使限制器32的内侧臂33向燃料减量侧转动，位于图6所示的位置。

进一步，在发动机缸体温度高的情况下，感热膨胀部42内的感热膨胀材料进一步膨胀，活塞43进一步伸长，据此，使第一滑动轴44伸长，如图7(c)所示，由于第二滑动轴46的层部46c与密封47接触，所以该第二滑动轴46不能滑动。因此，伴随着该第一滑动轴44的伸长，压缩两滑动轴44·46之间的第一弹簧48，第一滑动轴44的前端进入到第二滑动轴46的凹部46b内。这样一来，在某一温度以上，即使活塞43连续伸长，第一滑动轴44的前端也只是进入到凹部46b内，第二滑动轴46的突出由于密封47受到了限制，无法突出到一定量(L1)以上，限制器32的位置也保持在如图6所示的位置。

如上述那样，以对应于发动机温度的不同的限制器32的位置设定作为前提，就从发动机启动到上升到目标转数时的调速器杆31的位置变化以及与其相伴的燃料喷射量的变化，通过图4～图6、图8进行说明。

在发动机启动时，由于发动机转数接近0，离心力没有作用到调速器配重24上，所以滑套25没有被推出，在该状态下，由于调速器杆31的接触部31b与滑套25的前端接触，所以卡合在该调速器杆31的另一端的卡合部31c上的控制杆16最大限度地向燃料增量侧转动。

此时，如图6所示，在发动机温度高的情况下，限制器32的位置靠近燃料减量侧，限制部33b的一侧部33bR配置为与在位置A中的调速器杆31接触，该位置A是转动到其最大限度的燃料增量侧时的位置。

若发动机温度升高，则如图5所示，该限制部33b的一侧部33bR也处在燃料增量侧，由于位置A是向调速器杆31的燃料增量侧转动的最大限度的位置，所以随着向该限制部33b的燃料增量侧的移动，调速器杆31不会进一步向燃料增量侧移动。即，在发动机启动时，转数极低的状态中，与发动机的温度无关，调速器杆31的位置保持在略相同的位置A上，如图8所示，成为均一的喷射量V1。

若发动机的转数从启动时的0状态增大某种程度，超过N1，则调速器配重24打开，推出滑套25。伴随着该滑套25的压动，调速器杆31向燃料减量侧转动。据此，控制杆16向减量侧转动，如图8所示，随着转数的增大，燃料喷射量减少。

结果是向燃料减量侧转动的调速器杆31与限制部33b的另一侧部33bL接触，不会转动到其以上的减量侧，即使从此增大转数，燃料喷射量也不会减少到其以下，而是保持该喷射量。由于该侧部33bL，调速器杆31的转动限制位置如图5以及图6所示，因发动机温度的不同而不同。即，在发动机温度低的情况下，如图5所示，调速器杆31的减量侧转动限制位置位于B，在发动机温度高的情况下，如图6所示，该限制位置位于与温度低时的限制位置B相比，更靠近燃料减量侧的位置C处。

因此，如图8所示，在发动机冷机状态时，伴随着从转数N1开始的转数上升的燃料减量，在达到燃料喷射量V2的瞬间停止，另一方面，在发动机暖机状态时，在达到低于燃料喷射量V2的燃料喷射量V3时，停止燃料减量。在减量停止后的转数的增大中，在发动机温度低时，保持高的燃料喷射量V2，提高燃烧效率，使发动机转数尽快达到所希望的转数，在发动机温度高时，保持比其低的燃料喷射量V3，可以实现不产生黑烟，降低排气排放物及降低油耗，因为发动机温度高，所以即使是较少的燃料喷射量，与通过发动机温度低时的高的燃料喷射量来提升发动机时的情况相比，在时间上基本没有变化，可提高到所希望的发动机的转数。

另外，在调速器11上设置一种机构，该机构在发动机转数为超过作为额定转数100％的Nt时，使限制器32以及调速器杆31强制性向燃料减量侧转动，使燃料喷射量减少。

如上所述，有关本发明的燃料喷射量控制装置，在启动时等的发动机本身冷机时和暖气运转后的发动机暖机时，使从发动机启动直到到达设定转数的时间为大致均一，不会产生发动机的性能差，除适用于发电机等的作业机驱动用外，也适合在车辆等、各种用途的具有离心式调速器的柴油发动机上应用。

Claims (7)

1.一种燃料喷射量控制装置，通过限制器(32)将与燃料喷射泵(12)的燃料喷射量调整部(16)连结的调速器杆(31)的转动限制在一定区域，限制对发动机(1)的燃料喷射量，其特征在于，该限制器(32)对应于温度进行位置变化。

2.如权利要求1所述的燃料喷射量控制装置，其特征在于，在上述限制器(32)上设置有限制部(33b)，该限制部(33b)限定了至少上述调速器杆(31)的燃料减量侧的转动限制位置(33bL)，伴随着发动机(1)的温度的上升，该转动限制位置(33bL)进一步向燃料减量侧移动。

3.如权利要求1或2所述的燃料喷射量控制装置，其特征在于，在将上述发动机(1)设定在最大输出的情况下，在限定上述限制器(32)的位置的挡块(40)上，具备有感热膨胀材料，对应于该感热膨胀材料的膨胀度，使该限制器(32)的位置产生变化。

4.如权利要求3所述的燃料喷射量控制装置，其特征在于，使用蜡作为上述感热膨胀材料。

5.如权利要求3或4所述的燃料喷射量控制装置，其特征在于，上述挡块(40)是在壳体(41)中收纳有下述部件而构成的：上述感热膨胀材料、伴随着该感热膨胀材料的膨胀而滑动的滑动部件(44·46)以及限制该滑动部件的滑动的滑动限制部件。

6.如权利要求5所述的燃料喷射量控制装置，其特征在于，使用弹簧(48·49)作为上述滑动限制部件。

7.如权利要求3至6中的任一项所述的燃料喷射量控制装置，其特征在于，将上述挡块(40)附设在发动机(1)的侧面。

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