JP2614716B2 - 過給機付デイーゼル機関の機械式ガバナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はディーゼル機関の機械式ガバナに関する。

（従来技術及びその問題点） 過給機を備えた機関では急加速時、回転速度の上昇に
対して過給機タービンによる圧力上昇が遅れ、即ち過給
遅れになり、燃料用空気が不足することがあり、それに
より急加速時に燃料供給過多となり、黒煙発生の原因に
なる。

また従来燃料増減用ラックに連結されるガバナレバー
は、機関の固定壁とに亘って張設されたスタートスプリ
ングと、アクセルコントロールレバーとに亘って張設さ
れたガバナスプリングとによって燃料増側に付勢されて
いる。従ってガバナレバーを燃料減側の機関停止位置ま
で引戻すには、上記２つのスプリングに打勝つ強力な停
止操作荷重が必要となり、停止操作が大変重くなる。

（問題を解決するための手段） 上記問題を解決するために本発明は、燃料増減ラック
に連結するガバナレバーと、ガバナフォースを受けるス
ラストレバーと、ガバナスプリングにより燃料増側に付
勢されたテンションレバーとをガバナレバー軸に回動自
在に支持し、テンションレバーとスラストレバーの間に
始動時燃料増量用のスタートスプリングを縮設し、ガバ
ナレバーとスラストレバー間に、上記ラックの摺動抵抗
に打勝つ程度の弱いセットスプリングを張設し、該セッ
トスプリングによりガバナレバーとスラストレバーとを
係合し、テンションレバーに対して燃料増側から当接可
能に対向してテンションレバーの燃料増方向への最大回
動位置を制限する燃料リミッターを設け、ガバナレバー
に対して燃料増側から当接可能に対向する係合部を有す
るブーストレバーを、ブーストレバー用軸に回動自在に
設け、ブーストレバーをブーストコンペンセーターの出
力部に連結し、ブーストコンペンセーターを過給機の給
気吐出側に接続して、ブースト圧力の増加に伴いブース
トレバーの係合部を、上記燃料リミッターによる燃料規
制位置よりも燃料減側の位置から燃料増側の位置に変位
させるようにし、上記ブーストレバー用軸はケース部材
に回動自在に支持されると共に外部に手動レバーが、内
部に手動プレートが一体的に設けられ、該手動プレート
は、上記ブーストレバーに係合しており、手動レバーの
回動操作により、ブースト圧に係わらず係合部を強制的
に燃料増側へ変位可能としている。

（実施例） 第１図は本発明によるガバナの縦断面図を示してお
り、この第１図において、ガバナケース３内には燃料噴
射ポンプ作動用のカム軸11が延び出し、その先端部にガ
バナスリーブ６を軸方向移動自在に支持すると共に、サ
ポート13に支軸14を介してガバナウエイト５を回動自在
に支持している。ガバナウエイト５はガバナスリーブ６
に当接し、カム軸11の回転数の増加によりガバナウエイ
ト５が拡開して、ガバナスリーブ６を前方に押し出すよ
うになっている。

ガバナケース３にはカム軸11より少し上方の位置にカ
ム軸11に対して概ね直角なガバナレバー軸17が固着され
ており、ガバナレバー軸17にガバナレバー７、テンショ
ンレバー８及びスラストレバー９が回動自在に支持され
ている。ガバナレバー７の上端部にはリンク19が枢着連
結され、リンク19の先端部には燃料増減用ラック20が枢
着連結され、燃料増減用ラック20は燃料噴射ポンプ１側
へと延びて、燃料噴射ポンプ１の燃料増減用ピニオン21
に噛み合っている。

テンションレバー８は逆さ「Ｌ」字形に形成され、そ
の後ろ上端部と前方のインナーアクセルコントロールレ
バー22の先端部の間にはガバナスプリング10が張設され
ており、ガバナスプリング10によりテンションレバー８
を燃料増側へ付勢している。コントロールレバー22はコ
ントロール軸24に固着され、コントロール軸24はガバナ
ケース３に回転自在に支持されると共に、ガバナケース
３外に延び出し、その外端部には第３図のようにアウタ
ーコントロールレバー23が固着されている。

ガバナの分解斜視図を示す第４図において、ガバナレ
バー７は左右１対のレバー部分7a、7bとそれらの下端部
を一体に連結する平面状連結部7cにより上向きのコの字
形に形成されており、両レバー部分7a、7bが共に筒メタ
ル42を介してガバナ軸17に回動自在に支持されている。
即ちガバナレバー７全体としては両持ち状にガバナ軸17
に支持されている。一方のガバナレバー部分7aは前述の
ように上方に延びてリンク19に枢着連結し、他方のガバ
ナレバー部分7bはその上端後端部とスラストレバー９の
上端前端部との間にセットトスプリング25が張設されて
おり、セットスプリング25の引張り力により、ガバナレ
バー部分7bの上端前端部7dをスラストレバー９の上部前
端の突起部9bに係合させている。

スラストレバー９も左右１対のレバー部分とそれらの
下端部を一体に連結する連結部9aとから上向きのコの字
形に形成されており、スラストレバー９全体として両持
ち状に前記筒メタル42を介してガバナ軸17に支持されて
いる。スラストレバー９の下端連結部9aには第１図に示
すように、シフター26が固着され、シフター26はガバナ
スリーブ６に当接し、ガバナフォースを受けるようにな
っている。

テンションレバー８の下端部には後端開口状の凹部27
が形成されており、凹部27内には後方突出状のスタート
スプリング28が配置され、スタートスプリング28の後端
部はスラストレバー９の連結部9aに当接している。即ち
テンションレバー８の下端部とスラストレバー９の下端
部との間にスタートスプリング28を縮設し、それにより
スラストレバー９を燃料増側に付勢し、それにより始動
時燃料増量ストロークを確保している。

31は燃料リミッターであり、テンションレバー８の燃
料増方向の最大回動量を制限する。

機関停止用のストップ機構としては、ガバナレバー７
の前側にストップレバー32が配置されており、ストップ
レバー32は断面形状半円形のカム部32aを備え、該カム
部32aが第３図に示すようにガバナレバー７の上半部の
前端縁に対向している。ストップレバー32はガバナケー
ス３に回動自在に支持されると共に、ガバナケース３外
に延び出し、ストップハンドル36を一体的に備えてい
る。即ちストップレバー32を回動することにより、カバ
ナレバー７のみを燃料減側に回動させることができる。

第１図において、ブーストコンペンセーター40は出力
ロッド47、コンペンセーターケース48、コンペンセータ
ーケース蓋49、大小のコイルスプリング50及びゴムダイ
ヤフラム51等から構成されている。ブーストコンペンセ
ーターケース48はガバナケース３の前壁の上部に固着さ
れており、ケース蓋49はブーストコンペンセーターケー
ス49に固着されている。ゴムダイヤフラム51はその外周
端部がケース48に固着されて、ケース48内を前側のブー
スト圧力室61と後側のばね室53とに区画している。ブー
スト圧力室61はブースト圧導入管68を介して給気管57に
接続している。給気管57の上流側は過給機55のコンプレ
ッサー部56の給気吐出部に接続し、給気管57の下流側は
吸気弁を介してシリンダー58に接続している。また過給
機55のタービン部62は排気管60に接続され、排気圧力に
よりタービンが回転するようになっている。

ブーストコンペンセーター40の出力ロッド47はケース
48のボス部48aに前後方向移動可能に嵌合し、ロッド47
の前端部はゴムダイヤフラム51の中央部に連結され、後
端部はガバナケース３内に突出し、１対のスラストプレ
ート54を一体的に備えている。スラストプレート54はブ
ーストレバー45の上端ピン部46を挾持し、上端ピン部46
をロッド47の前後方向の移動と共に移動できるようにな
っている。ブーストレバー45は軸44に回動自在に支持さ
れると共に、下端部に係合ピン43を備え、係合ピン43は
ガバナレバー７の上半部の前端縁に対して係合自在に対
向している。

ブースト用の軸44には第１図に示すように手動用プレ
ート65が固着され、軸44と一体的に回転するようになて
おり、軸44はガバナケース３に回動自在に支持されると
共に、外部に手動レバー66を一体的に備えている。即ち
手動レバー66を後方に回動することにより、手動用プレ
ート65の前端突起部65aでもってブーストレバー45を時
計回りに回動させ、レバー45の下端係合ピン43を燃料増
側（前側）に移動できるようになっている。

次に作動について説明する。ブーストコンペンセータ
ー40の出力ロッド47は、機関停止時には第１図のように
スプリング50の力により前方側に移動しており、それに
よりブーストレバー４の下端係合ピン43は燃料減側（後
方側）に移動している。

機関始動後は過給機55のブースト圧に比例してブース
ト圧力室61の圧力が増加することにより、出力ロッド47
はスプリング50の弾性力に抗しかつブースト圧力の増加
に比例して後方に移動してゆき、ブーストレバー45を時
計回りに回動させ、下端係合ピン部43を燃料増側へと移
動させる。

機関を急加速した場合には、その途中においていわゆ
る過給遅れが生じ、給気が不足し、燃料過多になろうと
する。ところがブースト圧の上昇が遅れていることによ
り、出力ロッド47の後方への移動もブースト圧力に比例
して少なく、従ってガバナレバー７は第１図のように係
合ピン43により燃料増側への移動は規制され、燃料供給
過剰が阻止され、黒煙の発生は防止される。

機関回転数が規定回転数に近づき給気量が充分になっ
てくると、出力ロッド47は第２図のようにさらに後方へ
と移動し、ブーストレバー45の係合ピン43を燃料増側へ
と移動させ、ガバナレバー７の燃料増側への回動を許
し、規定回転数に充分な燃料を供給できるようになる。

なお機関始動前、ガバナフォースがシフター26にかか
っていない状態において、コントロールレバー22により
ガバナスプリング10を介してテンションレバー８を引く
と、テンションレバー８は燃料リミッター31に当接する
が、スラストレバー９の下端連結部9aがスタートスプリ
ング28により後方に押されており、それと同時にガバナ
レバー７もセットスプリング25を介して燃料増側に引張
られており、それにより始動時の燃料増量が確保され、
始動が容易になる。

機関回転中、ガバナフォースがかかっている状態で
は、スラストレバー９がガバナスリーブ６に押されてス
タートスプリング28を圧縮し、スラストレバー９の下端
連結部9aとテンションレバー８が当接し、両レバー８、
９が一体的に回動する。即ちガバナスプリング10とスリ
ーブ６のスラスト力の釣り合いにより回転速度は制御さ
れる。またガバナレバー７はセットトスプリング25の張
力及び突起部9bとの係合によりスラストレバー９と共に
回動する。

高速運転時等に緊急に機関を停止するときには、スト
ップハンドル36によりストップレバー32を回動する。そ
うするとカム面32aのカム作用によりガバナレバー７の
みがセットスプリング25のみの弾性力に抗して燃料減側
に回動し、燃料停止位置まで至り機関を停止する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると： （１）ブーストレバー45の係合ピン（係合部）43をガバ
ナレバー７に対して燃料増側から対向させ、ブーストコ
ンペンセーター40により、ブーストレバー45をブースト
圧の上昇に比例して燃料増側に移動するように構成して
いるので、急加速時に過給遅れが生じても、過給の遅れ
に対応して係合ピン43によりガバナレバー７の燃料増側
への回動を規制し、それにより燃料供給過多を防止し、
急加速時の黒煙発生を防止する。

（２）しかも急加速時、規定回転数近くまで達すると、
ブースト圧の上昇により係合ピン43は燃料増側に移動
し、ガバナレバー７を燃料増側へ移動可能とし、それに
より規定回転数での充分な燃料を確保し、規定回転数で
の充分な出力を保つ。

（３）緊急時に機関を停止する時には、スタートスプリ
ング28やガバナスプリング10の弾性力には関係なく、弱
いばね力のセットスプリング25のみに打ち勝てばガバナ
レバー７を燃料停止位置まで偏位させることができ、機
関停止操作荷重が極端に小さくなり、停止操作が軽くな
る。

（４）高速運転時に緊急停止を行なっても、ガバナスプ
リング10は引張られないので、ガバナスプリング10に無
理な力がかからず、ガバナスプリング10の寿命を延ばす
ことができる。

（５）停止操作荷重を極端に小さるできることにより、
ストップ機構の駆動装置として能力の小さな駆動装置
（例えばストップモーターあるいは電磁ソレノイド）で
済すことができ、安価にできる。

（６）テンションレバー８に対して燃料増側から当接可
能に対向してテンションレバー８の燃料増方向への最大
回動位置を制限する燃料リミッター31を設け、ガバナレ
バー７に対して燃料増側から当接可能に対向する係合部
を有するブーストレバー45を回動自在に備え、ブースト
レバー45をブーストコンペンセーター40の出力部に連結
し、ブーストコンペンセーター40を過給機の給気吐出側
に接続して、ブースト圧力の増加に伴いブーストレバー
45の係合部を、上記燃料リミッター31による燃料規制位
置よりも燃料減側の位置から燃料増側の位置に変位させ
るようにしているので、通常、運転中は、燃料リミッタ
ー31によるテンションレバー８の最大燃料規制により、
間接的にガバナレバー７の燃料増側への移動も規制さ
れ、これにより、ブーストレバー45の係合部は、ガバナ
ーレバー７から離れた状態が保たれる。

したがって、通常運転中、特に、高速、高負荷運転で
ブースト圧が高い時に、ブーストレバー45に無理な荷重
がかかることはないので、ブーストレバー45の強度をあ
まり考慮する必要はなく、製作コストを低減できる。

また、ブーストレバー45の係合部をガバナレバーに対
向させているだけなので、構造が簡素化されると共に、
ストップレバー等のストップ機構に関する構造を変更す
る必要もない。

（７）ブースト圧に係わらず、外部から手動レバー66を
操作することにより、内部手動プレート65によりブース
トレバー45をその係合部43が燃料増側に変位するように
強制的に回動できるようにしているので、エンジン始動
において、ブースト圧が増加する前から強制的に燃料増
量を行うことが可能となり、冷態時（冬季）の始動性能
を向上させ、始動時間を短縮することにより、バッテリ
ーの過放電を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による機械式ガバナの縦断面図、第２図
はブースト圧が上昇した時の状態を示す第１図と同じ部
分の縦断面図、第３図は第１図のIII−III断面図、第４
図はガバナの分解斜視図である。 ７……ガバナレバー、８……テンションレバー、９……
スラストレバー、10……ガバナスプリング、17……ガバ
ナレバー軸、20……燃料増減用ラック、25……セットス
プリング、28……スタートスプリング、40……ブースト
コンペンセーター、43……係合ピン、45……ブーストレ
バー、55……過給機

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料増減ラックに連結するガバナレバー
   と、ガバナフォースを受けるスラストレバーと、ガバナ
   スプリングにより燃料増側に付勢されたテンションレバ
   ーとをガバナレバー軸に回動自在に支持し、テンション
   レバーとスラストレバーの間に始動時燃料増量用のスタ
   ートスプリングを縮設し、ガバナレバーとスラストレバ
   ー間に、上記ラックの摺動抵抗に打勝つ程度の弱いセッ
   トスプリングを張設し、該セットスプリングによりガバ
   ナレバーとスラストレバーとを係合し、テンションレバ
   ーに対して燃料増側から当接可能に対向してテンション
   レバーの燃料増方向への最大回動位置を制限する燃料リ
   ミッターを設け、ガバナレバーに対して燃料増側から当
   接可能に対向する係合部を有するブーストレバーを、ブ
   ーストレバー用軸に回動自在に設け、ブーストレバーを
   ブーストコンペンセーターの出力部に連結し、ブースト
   コンペンセーターを過給機の給気吐出側に接続して、ブ
   ースト圧力の増加に伴いブーストレバーの係合部を、上
   記燃料リミッターによる燃料規制位置よりも燃料減側の
   位置から燃料増側の位置に変位させるようにし、上記ブ
   ーストレバー用軸はケース部材に回動自在に支持される
   と共に外部に手動レバーが、内部に手動プレートが一体
   的に設けられ、該手動プレートは、上記ブーストレバー
   に係合しており、手動レバーの回動操作により、ブース
   ト圧に係わらず係合部を強制的に燃料増側へ変位可能と
   していることを特徴とする過給機付ディーゼル機関の機
   械式ガバナ。