JP2605867Y2 - ブーストコンペンセータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は過給機付きのディーゼル
エンジンの燃料噴射ポンプを補助駆動させるためのブー
ストコンペンセータの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】過給機付きのディーゼルエンジンのエン
ジンは、過給機の慣性力によって過給機の遅れが生じ、
燃料コントロールレバーの操作による燃料噴射量の増加
が空気量の増加より先行して、加速時の排気ガスの吐煙
濃度が高くなる。この加速時の排気ガス濃度を低減する
ためにガバナにブーストコンペンセータを取り付けるこ
とが行われている。これは図４、図５に示すように、過
給機のブースト圧を導入する圧力室１を設け、これに対
面してダイヤフラム２を配置しておき、ダイヤフラムス
プリング３によってブースト圧に対向するようにしてい
る。ダイヤフラム２にはプッシュロッド４が取り付けら
れ、これはレバー５に連係され、ブースト圧が一定以上
になった場合には、プッシュロッド４に押されたレバー
５の動作がガバナフローティングレバー６を押してコン
トロールラック７を燃料増方向に動かすようになってい
る。

【０００３】このようにブーストコンペンセータでは、
過給機が作動してブースト圧が充分に高まった場合、圧
力室１にこのブースト圧が加わって燃料噴射量が増すこ
とになる。そして圧力の低い低負荷時には噴射量が制限
されることになり、上記した吐煙濃度を低減することが
できるのである。これは図３に示す回転速度とトルクで
示される加速特性線Ａで表わされる経路となる。このよ
うな加速特性は、例えばトラック等の走行型車輌には有
効である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、建設機械等
の産業用車輌では、回転速度を一定に保持しつつトルク
を増すような作業を必要とし、この場合には、図３にお
ける加速経路Ｂに示すような特性をも必要とする。この
ような過給機付きディーゼルエンジンを搭載した車輌で
は、ブースト圧が高くなった場合に噴射量が増すように
セットしていると、加速経路Ｂの始点ではブースト圧が
低いために噴射量が制限されてしまう欠点がある。すな
わち、図３にブースト等圧線を破線Ｄ−Ｅを表示する
と、この等圧線よりブースト圧が高くなったときにブー
ストコンペンセータが作動するため、上記加速経路Ｂの
始点では低圧のため噴射量が制限されてしまい、実際の
加速経路は実線Ｃのように回転低下が過大となってしま
う問題がある。この結果、無負荷状態から負荷側に移行
するときには噴射量が増さず、回転数が低下してしま
い、発電機等の付加機器に影響を及ぼしてしまう。

【０００５】本考案は、上記従来の問題点に着目してな
されたもので、ブーストコンペンセータが作動を開始し
た場合には初期作動圧より低圧になっても噴射の補償作
用を行わせるようにすることができ、回転数を保持しな
がらトルクを増すような使用態様に対しての応答性を向
上させることができるブーストコンペンセータを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案に係るブーストコンペンセータは、ディーゼ
ルエンジン用燃料噴射ポンプに用いられ、過給機のブー
スト圧をダイヤフラムの一面側に受け、所定圧力以上で
作動されるダイヤフラムに取り付けたプッシャロッドの
動作をガバナコントロールラックに伝達するようにした
ブーストコンペンセータにおいて、前記プッシュロッド
には前記ダイヤフラムと受圧面積の異なるバルブを取り
付け、このバルブによって開閉可能な圧力室を形成し、
ブースト圧室に作動するブースト圧が上昇時、所定圧力
以上になった時にバルブが開き燃料噴射量を増加するよ
うにし、ブースト圧室に作動するブースト圧の下降時、
先ず、バルブが圧力室を閉じた後、さらに、ブースト圧
室の圧力がバルブ閉じ時の圧力より低い圧力になった時
に、圧力室の閉じこめ圧を所定の設定圧で開放可能とし
た逆止弁を取り付けた構成としたものである。また、前
記逆止弁の設定圧を調整可能とした構成としたものであ
る。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、ブースト圧がダイヤフラム
室に供給され、ダイヤフラムの有効面積にかかる圧力が
ダイヤフラムスプリングによる力より大きくなった時ダ
イヤフラムが作動し、燃料を増量させる。ブースト圧が
低下するとバルブが圧力室を閉止するが、圧力室の内圧
よりブースト圧が低くなると逆止弁の作用により圧力室
の内圧はブースト圧と等圧となる。これにより、初期作
動時にはブースト圧が高くなっても圧力室の内圧が上昇
しないため、ダイヤフラムの有効面積が小さくなり、ブ
ースト圧がある程度高くならないとブーストコンペンセ
ータは働かないが、一旦稼働状態になるとダイヤフラム
の有効面積が大きくなり、初期作動時の圧力より低い圧
力状態となっても燃料増量作用が働くのである。すなわ
ち、このブーストコンペンセータにヒステリシス動作を
与えることができ、これにより低負荷時に異常に回転数
が低下することを有効に防止しつつ、本来のブーストコ
ンペンセータの機能を保持できるものとなる。

【０００８】

【実施例】以下に、本考案に係るブーストコンペンセー
タの具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】図１は実施例に係るブーストコンペンセー
タの模式構成断面図である。この図に示すように、当該
ブーストコンペンセータは、過給機のブースト圧を導入
口を備えたブースト圧室１０を有し、このブースト圧室
１０の壁面を構成するダイヤフラム１２が取り付けられ
ている。ダイヤフラム１２の受圧面と反対側にはダイヤ
フラムスプリング１４が配置され、このスプリングによ
る押圧力とブースト圧とのバランスによってダイヤフラ
ム１２が図中左右に作動するものとなっている。ダイヤ
フラム１２にはプッシュロッド１６が取り付けられ、こ
れは図示しないレバーに連係され、ガバナコントロール
ラックを操作可能としている。

【００１０】また、前記ダイヤフラム１２にはブースト
圧室１０側に向けて前記プッシュロッド１６と同軸にコ
ネクティングロッド１８が取り付けられ、この先端に開
閉バルブ２０を設けている。この開閉バルブ２０はブー
スト圧室１０と独立に形成した補助圧力室２２の開口に
対面しており、ダイヤフラム１２の動作に伴って開閉バ
ルブ２０が補助圧力室２２を開閉させるようにしてい
る。この動作はダイヤフラム１２が燃料増量方向に移動
するときに補助圧力室２２を開放しブースト圧室１０と
連通状態となるものとしている。また、補助圧力室２２
にはブースト圧室１０側にのみ圧力を逃すことができる
ように設定された逆止弁２４が設けられている。したが
って、補助圧力室２２の内圧がブースト圧室１０の圧力
より高い場合のみ逆止弁２４が開き、補助圧力室２２を
ブースト圧室１０と同圧になるように作用する。また、
逆止弁２４を常閉方向に付勢するスプリング２６が取り
付けられているが、これは付勢力を調整できるようにさ
れている。

【００１１】ここで、上記開閉バルブ２０はダイヤフラ
ム１２の受圧面積より小さく設定されており、したがっ
て補助圧力室２２の有効断面積はブースト圧室１０の有
効断面積より小さくなるよう構成されている。

【００１２】このように構成されたブーストコンペンセ
ータの作用を図２を参照して説明する。図２はこのブー
ストコンペンセータの動作特性図であり、アイドリング
のような低速低負荷状態では起点１の箇所にある。この
状態から加速を開始すると、ブースト圧は上昇するもの
の、この圧力はダイヤフラム１２の有効受圧面積Ａ0と
開閉バルブ２０の有効受圧面積Ａ1 との面積差Ｓ（＝Ａ
0 −Ａ1 ）にだけ作用するため、ダイヤフラム１２は移
動しない（経路１→２）。反力のダイヤフラムスプリン
グ１４に打ち勝つまでブースト圧が上昇すると、開閉バ
ルブ２０が開き、有効受圧面積がダイヤフラム１２の有
効面積Ａ0になるため、開閉バルブ２０は図１の二点鎖
線位置まで急激に移動し、プッシュロッド１６が燃料を
増量するように作動する（経路２→３）。以後はダイヤ
フラム１２の有効受圧面積Ａ0 とブースト圧との関係で
このコンペンセータが作動し、過給機のブースト圧に比
例してプッシュロッド１６が押され、燃料を増量し続け
る（経路３→４）。逆に、ブースト圧が低下し始める
と、燃料を減少させるように移動するが（経路４→
３）、ブースト圧上昇時にプッシュロッド１６を移動開
始したブースト圧（経路２→３）より圧力が低下して
も、プッシュロッド１６は燃料減少方向に移動できるス
トロークｓが残されている（図１のバルブの二点鎖線位
置と実線位置間の距離）。このため、ブースト圧が更に
低下しても燃料減少作用を行わせることができる（経路
３→５）。そして、開閉バルブ２０が補助圧力室２２を
閉塞することによってプッシュロッド１６はストローク
端に達し、ブースト圧が更に低下すると、逆止弁２４が
開いて補助圧力室２２の内圧をダイヤフラム室１０と同
圧になるように調整する。

【００１３】このような実施例によれば、ブースト圧に
対するプッシュロッド１６ひいては燃料噴射量はヒシテ
リシス特性を持つことになり、一度開閉バルブ２０が開
くと、ブースト圧が燃料増量開始圧力より低下しても、
燃料噴射量をブースト圧の変動に応じて確保することが
できる。これによって異常に回転数が低下することを防
止することができるので、特に産業機械に搭載するディ
ーゼルエンジンのガバナ補助装置に用いるのに極めて有
効な手段となる。

【００１４】なお、補助圧力室２２の内圧を調整するこ
とによりヒステリシス特性を調整することができ、これ
は逆止弁２４の設定スプリング２６の付勢圧を調整する
ことによって容易に実現できる。

【００１５】

【考案の効果】以上説明したように、本考案は、ディー
ゼルエンジン用燃料噴射ポンプに用いられ過給機のブー
スト圧によって作動されるダイヤフラムに取り付けたプ
ッシュロッドの動作をガバナコントロールラックに伝達
するようにしたブーストコンペンセータにおいて、前記
ダイヤフラムには当該ダイヤフラムと受圧面積の異なる
バルブを取り付け、このバルブによって開閉可能な圧力
室を形成するとともに、当該圧力室には内圧を開放可能
とした逆止弁を取り付けた構成としたので、ブーストコ
ンペンセータが作動を開始した場合には初期作動圧より
低圧になっても噴射の補償作用を行わせるようにするこ
とができ、回転数を保持しながらトルクを増すような使
用態様に対しての応答性を向上させることができるとい
う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るブーストコンペンセータの模式構
成断面図である。

【図２】実施例のブーストコンペンセータの作動特性図
である。

【図３】ディーゼルエンジンの回転速度に対するトルク
特性線図である。

【図４】従来のブーストコンペンセータを備えたガバナ
構成断面図である。

【図５】従来のブーストコンペンセータの模式構成図で
ある。

【符号の説明】

１０ ブースト圧力室 １２ ダイヤフラム １４ ダイヤフラムスプリング １６ プッシュロッド １８ コネクティングロッド ２０ 開閉バルブ ２２ 補助圧力室 ２４ 逆止弁 ２６ スプリング

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプに
   用いられ、過給機のブースト圧をダイヤフラムの一面側
   に受け、所定圧力以上で作動されるダイヤフラムに取り
   付けたプッシャロッドの動作をガバナコントロールラッ
   クに伝達するようにしたブーストコンペンセータにおい
   て、前記プッシュロッドには前記ダイヤフラムと受圧面
   積の異なるバルブを取り付け、このバルブによって開閉
   可能な圧力室を形成し、ブースト圧室に作動するブース
   ト圧が上昇時、所定圧力以上になった時にバルブが開き
   燃料噴射量を増加するようにし、ブースト圧室に作動す
   るブースト圧の下降時、先ず、バルブが圧力室を閉じた
   後、さらに、ブースト圧室の圧力がバルブ閉じ時の圧力
   より低い圧力になった時に、圧力室の閉じこめ圧を所定
   の設定圧で開放可能とした逆止弁を取り付けたことを特
   徴とするブーストコンペンセータ。
2. 【請求項２】 前記逆止弁の設定圧を調整可能としたこ
   とを特徴とする請求項１記載のブーストコンペンセー
   タ。