JP2564188B2 - 燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、燃料噴射ポンプでの燃料噴射時期の制御装
置に関し、特に燃料噴射時期調節具の入力部とガバナ機
構の調速レバーとを連結ロッドで連結し、調速レバーの
作動に連動して燃料噴射時期を調整するようにした燃料
噴射時期の制御装置に関する。

《従来技術》 ガバナ機構の調速レバーと燃料噴射時期調節作動具と
を連結ロッドを介して連動させるようにしたものとし
て、従来、例えば実開昭57−47765号公報に示されたも
のがある。

これは、コントロールスリーブに係合しているピンを
揺動輪に偏芯させて突設し、この揺動輪の入力端部を調
速レバーに連結ロッドで連結し、調速レバーの作動を連
結ロッドを介して揺動輪に伝達することにより、コント
ロールスリーブを調速レバーに連動させて昇降させるよ
うに構成してある。

《発明が解決しようとする課題》 ところが、上記従来のものでは、調速レバーと揺動輪
とを連結ロッドで連結し、揺動輪にピンを偏芯させて立
設していることから、揺動レバーの作動量とコントロー
ルスリーブの昇降量は、第６図に破線106で示すよう
に、直線的に対応することになる。そして、燃料噴射時
期の進角量は設定稼働運転領域の常用回転数（高回転領
域）を基準に設定され、低回転になるにつれて一定量ず
つ進角量を減らすように構成されることから、低中速域
での出力を重視して特性直線を設定するとアイドル回転
域での騒音が増大して問題となり、また逆にアイドル回
転域での騒音の発生を低減するように特性直線を設定す
ると低中速域でのエンジンの出力が低下する問題が生じ
る。

この問題について第９図を参照しつつ、さらに説明す
る。

第９図は横軸に回転数、縦軸に進角量を取り、上記特
性直線を示した図である。常用回転数Nkでの進角量θｋ
は、適用されるエンジンの出力、燃費、騒音などの設計
事項により決定される。そしてその決められた点Ｐから
低速回転域の特性を決めるべく特性直線が設定される。
即ち、直線101は低中速域での出力を重視して回転数毎
の進角量の減少度合いを小さくした特性直線であり、直
線102はアイドル回転数Niでの騒音低減を重視して回転
数毎の進角量の減少度合いを大きくした特性直線であ
る。特性直線101に基づいて設定を行えば、アイドル回
転数Niの進角量θi₁₀₁が大きくなり、アイドル運転時の
騒音を低減することが難しくなる。また、特性曲線102
に基づいて設定を行えば、アイドル運転時の進角量θi
₁₀₂を小さくでき騒音を低減できるが、最低稼働回転数N
mから常用回転数Nkまでの設定稼働回転数領域103でのエ
ンジンの出力低下が問題となる。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもの
で、簡単な構成でアイドル回転域での騒音を低減できる
とともに、低中速域においてエンジンの出力を高めるこ
とのできる燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置を提供す
ることを目的とする。

《問題点を解決する手段》 上述の目的を達成するために本発明の燃料噴射ポンプ
の噴射時期制御装置は、デイーゼルエンジンに装備した
燃料噴射ポンプのプランジャにコントロールスリーブを
往復移動可能に外嵌し、このコントロールスリーブをコ
ントロールロッドに接続し、コントロールロッドの入力
部を燃料噴射時期調節具の出力部に連動連結するととも
に、燃料噴射時期調節具の入力部をガバナ機構の調速レ
バーに連結ロッドを介して連動作動可能に構成し、調速
レバーの作動に基づき燃料噴射時期調節具を作動させ
て、この燃料噴射時期調節具の作動をコントロールロッ
ドを介してコントロールスリーブに伝達することによ
り、燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を調節するように構
成した燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置において、 ガバナ機構の調速入力軸に固定した基端側レバーと、
この基端側レバーに揺動可能な状態で枢支した先端側レ
バーとで調速レバーを中折れ式に構成し、 先端側レバーは基端側レバーに対して高速側揺動位置
でストッパにより受け止めさせるとともに、低速側揺動
用バネで低速側揺動位置へ弾圧し、 先端側レバーと燃料噴射時期調節具の入力レバーとを
連結ロッドで連結するとともに、この先端側レバーにア
クセル操作具から連出したアクセルロッドを接続し、 エンジンの運転状態において、先端側レバーが設定ア
イドリング回転数領域内に位置するアイドリング運転状
態では先端側レバーが低速側揺動用バネの引っ張り力に
より低速側揺動位置に揺動される、折れ曲がった第１の
状態となり、一方、先端側レバーが設定稼働回転数領域
内に位置する設定稼働運転状態では、基端側レバーに作
用するガバナスプリングの強くなった張力で先端側レバ
ーが低速側揺動用バネに抗して高速側揺動制限位置へ揺
動される、直線状となった第２の状態となるように構成
したことを特徴としている。

《作用》 ガバナ機構の調速入力軸に固定した基端側レバーと、
この基端側レバーに揺動可能な状態で枢支した先端側レ
バーとで調速レバーを中折れ式に構成することにより、
調速レバーは基端側レバーと先端側レバーが直線状にま
っすぐになった状態（第２の状態）と、先端側レバーが
基端側レバーに対して折れた状態（第１の状態）の二つ
の状態を取り得る。

また、先端側レバーを基端側レバーに対して高速側揺
動位置でストッパにより受け止めさせることにより、先
端側レバーに低速側揺動用バネに逆らう方向の力が加わ
っても先端側レバーと基端側レバーが直線状になった状
態を超えて先端側レバーが折れた状態になることはな
い。さらに、低速側揺動用バネで先端側レバーを低速側
揺動位置へ弾圧しており、ガバナスプリングの力は低速
側揺動バネの弾圧方向と逆方向に力が加わる構成となっ
ているので、ガバナスプリングの力がある一定値（最低
稼働回転数のガバナフォースに相当）未満である場合に
は、低速側揺動用バネにより先端側レバーは折れた状態
になり、ガバナスプリングの力がある一定値以上である
場合には基端側レバーと先端側レバーとは直線状態にな
る。

よって、この発明の燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制
御装置によれば、低速側揺動用バネ等を設定することに
より、エンジンの運転状態において、先端側レバーが設
定アイドリング回転数領域内に位置するアイドリング運
転状態では先端側レバーが低速側揺動用バネの付勢力に
より低速側揺動位置に揺動される、折れ曲がった第１の
状態となり、一方、先端側レバーが設定稼働回転数領域
内に位置する設定稼働運転状態では、基端側レバーに作
用するガバナスプリングの強くなった張力で先端側レバ
ーが低速側揺動用バネに抗して高速側揺動制限位置へ揺
動される、直線状となった第２の状態となる。

したがって、本発明によれば、稼働回転域での調速レ
バーの移動量に対する噴射時期進角比率と、アイドリン
グ回転域での調速レバーの移動量に対する噴射時期進角
比率とでは異なった比率でその進角量を制御できること
になる。そして、この場合、アイドリング回転領域で
は、回転数の僅かな変化に対して噴射時期の進角量は大
きく変化することになるのであるから燃料噴射時期を遅
角させることができ騒音を減らすことができる。また、
低中速回転領域では回転数の変化に対して噴射時期の進
角量は小さく変化させることができるのであるから、エ
ンジンの出力を増大させることができる。

さらに、本発明を実開昭57−47765号公報の噴射時期
制御装置と比較して説明する。実開昭57−47765号公報
の噴射時期制御装置は、エンジンの回転数に応じて進角
量は変化しているが、その変化度合いは一定なので、前
述したようなアイドリング時の騒音低減と低中速域の出
力増大の要望を満足することができない。また、実開昭
57−47765号公報の噴射時期制御装置においては、ガバ
ナ機構の調速レバーと燃料噴射時期調節作動具とを連結
ロッドを介して連動させているので、連結ロッドで構成
されるリンクの長さをエンジンの噴射時期制御の調整時
に変えることにより、第６図の一点鎖線108のように進
角特性をスライドさせることができるが、これはあくま
で、エンジン出荷時の調整時に行われるものであり、本
発明の構成にようにエンジンの回転数に応じて噴射時期
進角比率が自動的に切り替えられるものではない。

《実施例》 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。第１
図は実施例の要部取出し斜視図、第２図はディーゼルエ
ンジンの燃料噴射系統図、第３図は燃料噴射装置の縦断
正面図、第４図はその平面図、第５図は調速レバーの斜
視図である。

このディーゼルエンジン１は第２図に示すようにシリ
ンダ２に挿入したピストン３の上側に燃焼室４を形成し
たものであり、この燃焼室４には燃料噴射ポンプ６・燃
料噴射管７・燃料噴射器８を順に流れた燃料が供給され
る。燃料噴射ポンプ６のプランジャ９はクランクギヤ10
・中間ギヤ11・ポンプ駆動ギヤ12を介してポンプ駆動カ
ム13で上下方向に往復駆動される。

この燃料噴射ポンプ６は公知のものであり噴射時期調
節可能に構成されている。即ち、プランジャ９には高圧
室14に連通するサクションポート15が形成され、プラン
ジャ９に外嵌するるコントロールスリーブ16にスピルポ
ート17が形成してある。そして、燃料噴射時期調節作動
具18でコントロールロッド19を介してコントロールスリ
ーブ16をプランジャ９に対して上下方向に調節作動させ
ることにより、プレストロークを変更可能に構成してあ
る。

また燃料噴射量の調節は第１図および第３図に示すよ
うにエンジン回転数に応じて揺動するガバナレバー20で
燃料噴射ポンプ６のコントロールラック21を介してプラ
ンジャ９を回転させ、プランジャ９に形成された切り欠
き溝の位相を変えることによりなされるようにしてい
る。

このような構造の燃料噴射ポンプにおいて、本発明は
燃料噴射時期調節機構を以下に述べるように構成したも
のである。

即ち、第１図および第３図に示すようにコントロール
ロッド19の入力端部に入力アーム24を固定し、この入力
アーム24に連動ピン25を立設し、端面カム26に形成した
燃料噴射時期調節作動具18の出力端部を連動ピン25に接
当させるとともに、燃料噴射時期調節作動具18の入力端
部に固定した入力レバー27をガバナ機構Ｇの調速レバー
28に連結ロッド29で連動連結している。この調速レバー
28はその内腕部にガバナスプリング30の一端部が係着さ
れており、アクセルペダル等の操作員から連出したアク
セルロッド31で調速レバー28を揺動させることにより、
ガバナスプリング30の張力を変化させてガバナレバー20
を揺動させるようにしてある。

この調速レバー28は、第１図、第４図および第５図に
示すようにガバナ機構Ｇの調速入力軸32に固定されてい
る基端側レバー33と、この基端側レバー33に揺動可能に
枢支した先端側レバー34とで構成した中折れレバーで構
成してあり、先端側レバー34にアクセルロッド32と連結
ロッド29とが係着してある。また、先端側レバー34の基
端側先端部にはストッパ34a（第５図参照）が設けら
れ、ストッパ34aが基端側レバー33の側面に接当するこ
とにより、後述するように先端側レバー34が基端側レバ
ー33に対して直線状になった状態で受け止められる状態
（このような状態を第２の状態62と称する）になる。ま
た、先端側レバー34と基端側レバー33の枢支部には、回
転減少側に弾性付勢した捩りコイルバネ35が設けられて
いる。そしてガバナーフォースが捩りコイルバネ35の弾
性力より小さいときは、先端側レバー34が曲がった状態
になる（このような状態を第１の状態61と称する）。な
お、捩りコイルバネ35のバネはガバナスプリングの力と
後述する作用を果たすように設定されている。

次に上記構成の燃料噴射時期制御装置の作用につい
て、第１図〜第５図、および第７図、第８図を参照しつ
つ説明する。

第７図は第１図〜第５図に示した構成の要部を分かり
やすく示した概略図である。エンジンが設定稼働回転数
領域103の最低稼働回転数Nmを下回るアイドル回転数領
域104で運転されている状態においては、捩りコイルバ
ネ35の付勢力はガバナフォース（ガバナスプリング30の
引く力）よりも大きいので、調速レバー28は折れ曲がっ
た状態となり、回転数の僅かな変化に対して、進角量が
大きく変化するようになる。したがって、第８図で示す
ような特定直線51のような状態とすることができ、アイ
ドル回転時の騒音を大幅に低減することができる。一
方、第７図においてエンジンが設定稼働回転数領域103
内で運転されている状態においては、ガバナフォースは
捩りコイルバネ35の付勢力よりも大きくなり、調速レバ
ー28の先端側レバー34はストッパ34aで受け止められた
直線状態となり、回転数の変化に対して、進角量が緩や
かに変化するようになる。したがって、第８図に示す設
定稼働回転数領域103において、エンジンの出力を増大
できる特性直線52にすることができる。なお、第８図に
おいて破線106はアイドル運転時の騒音の問題と低中回
転域の出力低下の問題の妥協点として設定された特性曲
線を示している。

さらに第７図を参照して説明すると、エンジンの運転
状態において、先端側レバー34が設定アイドリング回転
数領域104に位置するアイドリング運転状態では先端側
レバー34が捩りコイルバネ35の引っ張り力により低速側
揺動位置Ｉ側に揺動される、折れ曲がった第１の状態61
となる。また先端側レバー34が設定稼働回転数領域103
内に位置する設定稼働運転状態では、基端側レバー33に
作用するガバナスプリング30の強くなった張力で先端側
レバー34が捩りコイルバネ35に抗して高速側揺動制限位
置Ｋへ揺動される、直線状となった第２の状態62とな
る。なお、第７図における低速側揺動位置Ｉ、高速側揺
動位置Ｍ、高速側揺動制限位置Ｋはそれぞれ、第８図に
おける、アイドル回転数Ni、最低稼働回転数Nm、常用稼
働回転数Nkに対応する。また、高速側揺動位置Ｍにおい
て、先端側レバー34は基端側レバー33に対して真っすぐ
になるように、捩りコイルバネ35等は設定されている。

以上のように燃料噴射時期制御装置を構成することに
より、エンジン回転数と燃料噴射時期の進角量は、第８
図に示すように、最低稼働回転数Nmに対応する個所の前
後でその変化率が相違することになり、最低稼働回転数
Nm以上の回転数領域103ではその変化率が緩やかな特性
直線52で、最低稼働回転数Nm以下のアイドリング回転数
領域104ではその変化率が急激になる特性直線51を設定
できる。したがって、最低稼働回転数Nm以下の領域、即
ちアイドリング回転領域では、僅かな回転数の変化に対
して噴射時期の制御量が大きくなることから、アイドリ
ング回転時での騒音を低減させることができるととも
に、低中速回転領域103においては、エンジンの出力を
アップさせることができる。

なお、調速レバー28と燃料噴射時期調節具18の入力レ
バー27との高さ方向での位相差を吸収出来るようにする
ため、両レバー28,27と連結ロッド29とは球面連結構造
を有するロッドエンド36を介して連結してある。また、
連結ロッド29の両端部にはそれぞれ逆ネジが刻設してあ
る。

《効果》 本発明では、上記のように構成し、作用するので以下
の特有の効果を奏する。

（イ）稼働回転域での調速レバーの移動量に対する噴射
時期進角比率と、稼働回転域より低回転数の回転域での
調速レバーの移動量に対する噴射時期進角比率とでは異
なった比率でその進角量を制御することができるので、
稼働回転域より低回転数の回転域においては、回転数の
僅かな変化に対して噴射時期の進角量を大きく変化させ
ることができることから、アイドリング回転時での騒音
を低減できるとともに、稼働回転領域においては進角量
の変化率を少なくして中回転領域でのエンジンの出力を
増大させることができる。

（ロ）基端側レバーに先端側レバーを枢支した調速レバ
ーの枢支部に捩りコイルバネを配するだけで構成するこ
とができ、簡単かつ安価に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は要部取出し斜視
図、第２図はディーゼルエンジンの燃料噴射系統図、第
３図は燃料噴射装置の縦断正面図、第４図はその平面
図、第５図は調速レバーの斜視図、第６図は従来の技術
のエンジン回転数と進角量の関係を示す図、第７図は本
発明の構成を概略的に示した図、第８図は本発明のエン
ジン回転数と進角量の関係を示す図、第９図は従来の燃
料噴射時期制御装置の問題点を説明するためのエンジン
回転数と進角量の関係を示す図である。 １……デイーゼルエンジン、６……燃料噴射ポンプ、９
……プランジャ、16……コントロールスリーブ、18……
燃料噴射時期調節具、19……コントロールロッド、Ｇ…
…ガバナ機構、28……調速レバー、29……連結ロッド、
30……ガバナスプリング、31……アクセルロッド、32…
…調速入力軸、33……基端側レバー、34……先端側レバ
ー、34a……ストッパ、Ｍ……高速側揺動位置、35……
捩りコイルバネ、Ｉ……低速側揺動位置、61……第１の
状態、62……第２の状態、103……設定稼働回転数領
域、Ｋ……高速側揺動制限位置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デイーゼルエンジン（１）に装備した燃料
   噴射ポンプ（６）のプランジャ（９）にコントロールス
   リーブ（16）を往復移動可能に外嵌し、このコントロー
   ルスリーブ（16）をコントロールロッド（19）に接続
   し、コントロールロッド（19）の入力部を燃料噴射時期
   調節具（18）の出力部に連動連結するとともに、燃料噴
   射時期調節具（18）の入力部をガバナ機構（Ｇ）の調速
   レバー（28）に連結ロッド（29）を介して連動作動可能
   に構成し、調速レバー（28）の作動に基づき燃料噴射時
   期調節具（18）を作動させて、この燃料噴射時期調節具
   （18）の作動をコントロールロッド（19）を介してコン
   トロールスリーブ（16）に伝達することにより、燃料噴
   射ポンプ（６）の燃料噴射時期を調節するように構成し
   た燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置において、 ガバナ機構（Ｇ）の調速入力軸（32）に固定した基端側
   レバー（33）と、この基端側レバー（33）に揺動可能な
   状態で枢支した先端側レバー（34）とで調速レバー（2
   8）を中折れ式に構成し、 先端側レバー（34）は基端側レバー（33）に対して高速
   側揺動位置（Ｍ）でストッパ（34a）により受け止めさ
   せるとともに、低速側揺動用バネ（35）で低速側揺動位
   置（Ｉ）へ弾圧し、 先端側レバー（34）と燃料噴射時期調節具（18）の入力
   レバー（27）とを連結ロッド（29）で連結するととも
   に、この先端側レバー（34）にアクセル操作具から連出
   したアクセルロッド（31）を接続し、 エンジンの運転状態において、先端側レバー（34）が設
   定アイドリング回転数領域（104）内に位置するアイド
   リング運転状態では先端側レバー（34）が低速側揺動用
   バネ（35）の引っ張り力により低速側揺動位置（Ｉ）に
   揺動される、折れ曲がった第１の状態（61）となり、一
   方、先端側レバー（34）が設定稼働回転数領域（103）
   内に位置する設定稼働運転状態では、基端側レバー（3
   3）に作用するガバナスプリング（30）の強くなった張
   力で先端側レバー（34）が低速側揺動用バネ（35）に抗
   して高速側揺動制限位置（Ｋ）へ揺動される、直線状と
   なった第２の状態（62）となるように構成したことを特
   徴とする燃料噴射ポンプの燃料噴射時期制御装置。