JP3142546B2 - 粘度応答流れ制御システム及び圧力調整器を含むタイミング制御タペット・システム - Google Patents

粘度応答流れ制御システム及び圧力調整器を含むタイミング制御タペット・システム

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン・タイミング制御タペット・シス
テム及び粘度応答流れ制御システムに関する。
［従来の技術］ エンジン・タイミング制御タペット・システムが適用
されるディーゼル・エンジンにおける燃料噴射のタイミ
ングを進めたり又は遅らせる目的でエンジン潤滑オイル
を使用することが長い間知られて来ている。本発明に類
似したタイミング制御装置を第１図に示す。ペール特許
（米国特許第4,249,499号）には第１図に示される如く
燃料噴射器はリンク９を介してロツカー・アーム７を作
動させるカム・ローブ3,5を支承しているカム軸１が開
示されている。カム軸１の回転によりロツカー・アーム
７は噴射器プランジヤー13をリンク９とタイミング制御
タペツト15を介して往復動させるよう軸11の周わりを回
転する。通常のタイミングはエンジンが接続された作動
状態において理想的であるが，アイドリング中と低速エ
ンジン速度中では燃焼室内の圧力が不充分で燃焼が不完
全となる。燃焼が不完全であると結果的に炭化水素の放
出量が増加し，燃料経済性が低くなるが，燃料を燃焼シ
リンダー内に直ちに噴射させることでこの問題が回避で
きる。
第１図に示された燃料噴射器においては，タイミング
流体をタイミング室17内に導入することで進みタイミン
グが達成され，かくしてロツカー・アーム７と噴射器プ
ランジヤー13の間のリンクを長くするために流体のレベ
ルを高くする。この長くされたリンクの結果，噴射器プ
ランジヤー13はカム軸１の回転における早い点において
その下死点位置に到達する。従つて，エンジンのピスト
ンが依然上方へ移動している際及び燃焼室の寸法が依然
減少している間に燃焼サイクル内の或る点で燃料噴射が
生ずる。通常のタイミング中，噴射はビストンの上死点
位置に近い点で生じ，大部分の燃焼はピストンが下方に
移動している間に発生して燃焼室寸法を増加させること
から噴射のこの進みは通常のタイミングより高い圧力に
て燃焼を生ずる。
タイミングの進みでの特定の作動は第１図と比較した
第２図及び第３図の検討から一層明瞭となろう。第１図
は噴射器プランジヤー13が下方位置にある噴射行程の最
後における噴射部品を図解している。タイミング室17に
は噴射器プランジヤー13の下向きの運動を早めるため
の、計量されたタイミング流体があることに注意された
い。第２図はタイミング流体がタイミング室17から排出
され，噴射器プランジヤー13がタイミング室17へのタイ
ミング流体の流入時よりも上方の位置へ後退された後の
第１図のタイミング制御タペツトを図解している。第３
図はタイミング室17内への流体の実際の計量を図解して
いる。
タイミング流体がタペツトのタイミング室17に供給さ
れるか否か及びどの程度の量が供給されるかはタイミン
グ流体の圧力の関数である。タイミング流体供給の圧力
が通路19内の逆止弁18の閉鎖力に勝つのに不充分であれ
ば，タイミング流体はタイミング室17へは流入しない。
更に，タイミング流体供給圧力が逆止弁18を開くのに必
要な圧力を越える程度はどの程度の量のタイミング流体
が実際にタイミング室17に流入するかによる。こうし
て，タイミング室17はカム軸１のサイクルの部分でのみ
充填されるので，適切な供給圧力が維持されない場合は
逆止弁18が開いたとしても適切なタイミング進みが得ら
れない。然し乍ら，タイミング流体，特に，通常タイミ
ング流体として使用される潤滑剤の粘度に対する温度効
果が原因でタイミング制御タペツトを適切に充填する充
分な圧力は先行技術の装置により全ての作動状態下で達
成するのが極めて困難であつた。
例えば，第１図乃至第３図に示された先行技術のタペ
ツトの実施態様においては，エンジン潤滑オイルがタイ
ミング流体として使用されているが，低温のエンジン潤
滑オイルは粘度が高い。従つて，潤滑オイルが低温の場
合は，タイミング室17は通路19を通る流れを可能にする
サイクルの部分中に部分的にのみ充填出来るので，タイ
ミングは部分的にのみ進められる。その上，極めて低温
の潤滑オイルでの作動中（即ち,0Fを下廻わる範囲にお
いて）タイミング室17は全く充填出来ない。こうした状
況において，進みタイミングが望ましいとしても，それ
でも通常のタイミングが結果的に生ずる。適切なタイミ
ング進みを適切に得ることが出来ないと不完全燃焼，低
いアイドリング特性，低い燃料経済性及び炭化水素量の
多い白煙が放出されるといつた望ましくない効果をもた
らす。
第４図及び第５図に実線で示される如く，潤滑システ
ムのエンジン・ブロツク・ドリルにおけるオイル圧が一
定に維持されるとしても（第５図）先行技術におけるタ
ペツトでのオイル圧はエンジンの暖機がありオイル粘度
が低下する迄第４図の破線で示されたその必要な圧力レ
ベルに達しない。従つて，第４図の点Ａに対応する温度
に達する迄，進むタイミング機能は比較的狭まい通路を
通じて極めて粘度の高いオイルを吐出することから生ず
る累積的な境界層効果で生ずる圧力降下に起因して適切
に行なわれない。
液体の粘度を管理・制御する粘度応答流れ制御システ
ムに関連しかつオイル粘度を測定する装置についてはア
ルバーシエイム等の米国特許第1,863,090号及びブース
等の米国特許第2,050,242号に開示してある如く公知で
ある。然し乍ら，これらの装置はオイルの粘度に対応す
るオイルの圧力変化に効果がない。粘度の高いオイルの
流れに対しては高い圧力が要求されることについてブー
スは認識しているが，粘度増加が観察される際，オイル
圧を重要なエンジン部品に対し高める装置についてはい
ずれの特許も開示していない。
メイプルの米国特許第2,194,605号及びエツクシユタ
インの米国特許第2,035,951号は液体の粘度を管理・制
御する粘度応答流れ制御システムに関連しかつオイル粘
度を測定する他の装置を開示している。メイプルは粘度
の高いオイルに対し同じ流量を得るには高い圧力を使用
しなければならないことに気付いているが，メイプルは
この関係を粘度の指示としてのみ使用している。メイプ
ルは高い粘度のオイルに応答してオイル圧は変えていな
い。
デボツクの米国特許第3,938,369号は液体の粘度を管
理・制御する粘度応答流れ制御システムに関連しかつ所
望の粘度が達成される迄流体を加熱する発明について開
示している。デボツクは望ましくない粘度レベルを検出
すると所望の流れ特性を確立するが，デボツクの装置は
他の点では不必要とされる，そのためエンジンの製造と
維持のコストを高める所望の粘度が得られる迄流体を加
熱するヒーターが必要である。その上，デボツクの目的
の場合と同様，少量の燃料の適切な粘度を達成する目的
でヒーターにより充分な熱が得られるが，こうしたヒー
ターは可変タイミング・タペツトの適切な作動を達成す
るのに有用であることが要求されるような応答性の程度
を提供するのに充分早い時間にてデイーゼル・エンジン
内の潤滑に要求されるオイルの量を加熱することが出来
ないであろう。
ブースの米国特許第2,051,026号にはエンジン始動時
に高温のオイル溜めからの少量のオイルのみがエンジン
に循環され，粘度低下に伴ないオイルが正確なオイル粘
度を生ずる温度にてオイルを保持するよう設計された様
式にて大きい低温のオイル溜めから潤滑システムに流入
される，均一粘度にて潤滑オイルをエンジン軸受に供給
するよう設計されたエンジン潤滑システムが開示してあ
る。この配列は軸受に対し所望の粘度のオイルを殆んど
直ちに供給するが，オイル溜めが２個（高温のオイル溜
めと低温のオイル溜め），組合つている制御装置，セン
サー，所望の粘度を達成する目的で高温のオイルと低温
のオイルを混合するパイプが必要であることから有利で
はない。その上，必然的に小型の高温オイル溜めは先に
述べた型式のタペツト・システムの必要を満たすように
は設計されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
要約すれば，潤滑オイルの粘度を検出するだけでな
く，その粘度に応答して潤滑オイル・ポンプからの出力
圧を調節する装置は知られていない。特に，タイミング
制御タペツトの適切な作動を確実にする目的でオイル粘
度が所定レベルを上廻わることを検出した時点にタイミ
ング制御タペツトに送られるオイルの圧力を増加させる
装置については知られていない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の主たる目的は進歩した燃料噴射タイミング・
システムの好適な低温始動性能を備えたデイーゼル・エ
ンジンを提供することにある。
本発明の他の目的は流れ回路の粘度検出部分内に一定
の圧力が維持される潤滑流体に対する流れ回路を提供す
ることにある。
本発明の更に特別の目的は，適切なエンジン・タイミ
ングを提供すべく膨張可能なエンジン・タペツトの高さ
を所望レベル迄膨張させるに充分な流れ特性を確実にす
べくオイルが高い粘度を呈する際膨張可能エンジン・タ
ペツトに対するオイル圧を増加させることにある。
本発明の更に一層特別の目的はタペツトにおける圧力
をシミユレートする室内の圧力降下に応答してタペツト
におけるオイル圧を調節することにある。
本発明の他の目的には気温の低いアイドル特性の回
転，低温始動中の白煙の放出量削減，環境保護局の厳し
い炭化水素排出基準に適合すること，低負荷燃料経済性
の改善，噴射器タイミングを制御する目的に使用される
タイミング流体の粘度変動にも拘わらず，適切なエンジ
ン・タイミングを確実にすることによる噴射器炭化形成
と低減化が含まれる。
本発明による前掲の目的と他の諸目的は回路を通つて
流体の粘度を基に流体流れ回路の所定部分における流体
圧力に応答して変動するシミユレートされた流体圧力を
発生する粘度感応装置，流体流れ回路の当該所定部分に
おける所定圧力を維持する目的でシミユレートされた圧
力と変動に応答する圧力調整装置を備えた流れ制御シス
テムを使用することで達成される。特に，本発明の好適
実施態様においては，流れ制御システムはポンプにより
エンジン潤滑回路に供給されるオイルを使用する燃料噴
射器のタイミングを制御する少なくとも１個の膨張可能
タペツトを備えた型式のエンジン・タイミング制御タペ
ツト・システム内に利用される。
更に詳細には，エンジン潤滑回路と粘度感応装置の間
にオイル・ライフル接続部が備えてある。オイル・ライ
フル接続部から粘度感応装置に流入するオイルは粘度オ
リフイスから圧力室へ流れるようにされ，この圧力室か
らオイルは粘度オリフイスを通過する流体の量を制御す
る出口オリフイスを通じてドレン管へ移動出来る。粘度
オリフイスは貫流するオイルの粘度における変化に応答
する上流側から下流側への圧力降下を生ずる貫流長さと
横断面積を備え，一方，出口オリフイスは粘度オリフイ
スと比較して比較的短かい貫流長さと貫流するオイルの
粘度に対する比較的低い感度を有している。
潤滑回路内の圧力を調整出来るようにするため調整接
続部は圧力調整装置を圧力室に連通させる。従つて，圧
力調整装置はバイパス・ドレン接続部を調整することに
よりポンプからの流れの圧力を増減させるよう（タペツ
トにて生ずる圧力変化に対応する）圧力室内にて生ずる
圧力の粘度依存型変更に応答出来る。
本発明のこれらの及び他の諸特徴，諸利点及び諸目的
については添附図面に関連して見た場合の本発明を実施
する最良の態様に関する以下の詳細な説明から一層明ら
かとなろう。
〔実施例〕
本発明の好適実施態様はエンジン・タイミング・タペ
ツト・システムが模式的に図解されている第６図の検討
から最も良く理解出来る。このシステムにおいて，エン
ジン潤滑剤は又，米国特許第4,249,499号を参照して先
に説明した如く，本質的にエンジン・タイミングを進め
るタイミング流体として使用される。然し乍ら，本発明
のシステムと先に述べた特許のシステムの間の主たる相
違点は潤滑システムに対する圧力が一定に維持されない
ことにある。他方，本発明は低温のエンジン潤滑剤でも
圧力損失に拘わらずタペツトに供給される流体の圧力を
膨張可能タペツトの所望作動達成に適したレベルに維持
するのを確実にする目的で潤滑システム圧力を故意に変
化させる。オイル温度とは無関係に適切な圧力がタペツ
トに維持されるので，極めて低い温度（即ち，少なくと
も0F以下）にても適切な進んだタイミングを達成出来
る。
第６図のエンジン潤滑回路においては，市販されてい
るエンジン・オイルを潤滑剤とタイミング流体の両者と
して使用可能である。通常の使用において,15W−40の如
き中程度の粘度のオイルが典型的に使用されよう。オイ
ルは歯車ポンプ24により導管22を通じてオイル・パン20
から取出される。歯車ポンプ24は当技術で慣用的な如
く，常時オイルの一定流れを提供するよう設計されてい
る。この流れは多かれ少なかれオイルが吐出される圧力
に依存している。歯車ポンプから出るオイルはエンジン
・ブロツク26内の（図示しない）ドリル加工孔を通じて
エンジンを潤滑且つ冷却するよう導管25を通じて流れ
る。更に，オイル・ライフル27はタイミング制御タペツ
ト15に供給する。タイミング制御タペツト15はエンジン
・ブロツクのドリル加工孔と並列に接続され，タペツト
にいたる流れは，例えば，通常のタイミングに対する閉
じ位置又は進みタイミングに対する開位置のいずれかに
て弁28を維持出来る電気信号により制御される。
弁28は例えば弁から遠方の位置からの弁制御を容易に
すべくソレノイド制御型弁に出来る。弁28は又，複数個
のエンジン作動を監視し制御する制御センターからも制
御出来よう。弁28が開いた状態で本発明の燃焼シリンダ
ー内への噴射は上死点に到達する前のクランク軸角度に
て行なわれる。一例として，デイーゼル・エンジンにお
いて，進みタイミング中における噴射は通常のタイミン
グである上死点後の９゜のクランク軸角度と比較して上
死点前の２゜にて行なうことが出来る。噴射点における
角度は，勿論噴射タイミングが圧縮比と特定エンジンで
発生される馬力を基に設計されることから，異なるエン
ジン型式に対し異なつている。
先に説明した如く，低温においては，低温潤滑オイル
の高粘度が結果的にシステム前後における極めて高い圧
力降下をもたらす。この問題を解決しタペツトにおける
一定圧力を得るためにはエンジン・ブロツクのドリル加
工孔よりむしろ潤滑オイルのタペツトにおける圧力を検
出することになるが，不運なことにタペツト部へは比較
的接近が不可能であり，タペツトは弁28が開いている際
即ち進みタイミング中にのみ圧力を受ける。その結果，
タペツトにおいては，信頼出来る圧力読取りが出来な
い。
この理由のため，潤滑オイルの粘度変化に関係がある
温度に起因してタペツトで生ずる圧力変化は後で詳細に
説明される粘度感応装置32の圧力検出室30内でシミユレ
ートされる。
導管25を通る流れの圧力は，歯車ポンプ24からの流れ
出力の一部の出力をオイル・パン20に対するドレン接続
部を形成するバイパス・ループ36内へ分散させることで
調整される。バイパス・ループー36を通じて分散される
オイルの量が増えれば増える程エンジンの導管25を通る
流れの圧力が低くなる。
本発明の好適実施態様においては，バイパス・ループ
36内への流れの分散は圧力調整プランジヤー38を備えた
圧力調整器37により調整される。圧力調整プランジヤー
38の左側面39と接触する加圧オイルに応答してこれは偏
位ばね40の力に抗して右側へ移動する。圧力調整プラン
ジヤー38の左側面39と接触する低圧力に応答して偏位ば
ね40がプランジヤーを左へ押す。
圧力調整プランジヤー38は歯車ポンプ24からの流れを
バイパス・ループ36に流入可能にする狭まい横断面積を
備えた中間部分42が形成してある。第６図に示される如
く，圧力調整プランジヤー38はバイパス・ループ36を通
る最大流れを可能にするその最右側の位置にあり，圧力
調整プランジヤー38が左側へシフトするのに伴ない，こ
れはバイパス・ループ36を通る流れを累進的に低減化
し，かくして導管25内の圧力を高める。圧力調整プラン
ジヤー38は（図示さざる）機械的ストツパにより第６図
の右側へ更に移動しない状態にされている。本発明の好
適実施態様において圧力調整プランジヤー38は図示の位
置において定格速度と82.2℃（180゜F）を越える作動温
度にて15W−40を使用して2.8kg/cm2±0.35kg/cm2（40ps
i±5psi）の一定圧力を維持する。
即ち，タペツトをタイミング流体で適切に充填する適
切なオイル圧を全ての作動温度において確保する目的か
ら，左側面39は粘度感応装置32の圧力検出室30に露呈さ
れる。この粘度感応装置32はタペツトにおける圧力での
潤滑オイルの粘度における温度関連変動の効果に応答し
て圧力が変化する。
タペツト圧力をシミユレートする目的で，オイル・ラ
イフル又は供給接続部44は調整器出力圧力にて即ち導管
25によりエンジンに供給される圧力に応じた圧力にて粘
度感応装置32へ潤滑オイルの流れを提供する。この目的
のため圧力調整器制御ラインとして従前に使用されてい
るオイル・ライフルを使用出来る。このラインからのオ
イルは粘度オリフイス46も通じて圧力検出室30へ流れ，
この圧力検出室からオイルは出口オリフイス48を通じて
オイル・パン20へドレン接続部50を介して流れる。粘度
オリフイス46は，粘度と流量に応じて変化するので，導
管25内の調整器出力圧力が一定にとどまつている間も圧
力検出室30内の瞬間的圧力を変えることが出来る圧力降
下をその上流側と下流側に生じる貫流長さと横断面積を
備えている。この点に関し圧力調整器37の反応時間は早
いので，圧力検出室30に接続された圧力計による圧力読
取り値はタイミング制御タペツト15とオイル・ライフル
たる供給接続部44における圧力が第５図の点Ａの左側に
対する破線曲線に従つている間に一定に保持している圧
力調整室30内の圧力を示すよう表わされることが理解さ
れよう。
然し乍ら，圧力降下は流れ無しでは発生出来ないの
で，出口オリフイス48がこの機能を果たす。出口オリフ
イス48は粘度オリフイス46,出口オリフイス48の容積を
増加させる目的で標準的な教科書の公式を使用出来るよ
う下流側にあつたとしても粘度オリフイスとは独立して
いなければならない。従つて，出口オリフイス48は比較
的短かい貫流長さ及び粘動変動に対する比較的低い感度
を有していなければならない。又，出口オリフイス48の
寸法は他の点で重要である。出口オリフイス48が小さ過
ぎる場合は圧力検出室30の圧力が圧力調整器37でセツト
されたライン圧力になることから粘度検出装置は効果的
に省略されよう。他方，出口オリフイス48が大き過ぎる
場合は潤滑のため適用出来るオイルの量を低減化するよ
うシステム容量の受容出来ない量を出口オリフイスが吐
出する。更に，出口オリフイスが大き過ぎる場合は，出
口オリフイスは圧力検出室30から超過する量のオイルを
吐出し，かくして潤滑ポンプで高温のオイル温度下でも
高いオイル圧を送出させる。
調整接続部52は先行技術のシステムにおいてライフル
部たる供給接続部44を圧力調整器37に接続する目的で通
常使用されるポートを介して（第６図に示された）圧力
調整プランジヤー38の左側面39に圧力検出室30内の圧力
を連通させる。圧力検出室30内に発生された瞬間的圧力
は粘度オリフイス46と出口オリフイス48の設計の結果に
よるものであり，圧力調整器37は直ちに圧力検出室30内
の圧力を所望の圧力値に戻すよう感応する。これらのオ
リフイスに関連した前述の因子に加えて以下の諸点が注
目される。
回路内に流れる潤滑オイルの粘度上の変化に対する粘
度オリフイス46前後の圧力降下の反応はその幾何形状と
出口オリフイス48の幾何形状に依存している。出口オリ
フイス48よりも粘度感応性が数倍大きくなるよう粘度オ
リフイス46を設計することが重要である。これは横断面
積の小さい貫流部と出口オリフイス48のものと比較して
相対的に広い内側表面積を粘度オリフイス46に与えるこ
とで達成される。粘度オリフイスの比較的広い内側表面
積はそのオリフイスを貫流する粘度の高い潤滑流体と相
互に作用し，潤滑オイルが低温の場合に実質的な境界層
効果及びオリフイス前後での対応する圧力降下を生ず
る。
他方，粘度オリフイス46の設計はオイルが通常の作動
温度に達した際究極的に粘度オリフイス46前後に圧力降
下が生じないような設計にすべきである。即ち，潤滑流
体が大略82.2℃（180゜F）（第４図及び第５図の点Ａ）
になつた際，粘度オリフイス46前後に極めて低い圧力降
下が生じ,107.2℃（255F）以上の温度において粘度オリ
フイス46前後の圧力降下は僅かであるので，本発明を含
むエンジンの性能は粘度感応装置32の無い先行技術のエ
ンジンの性能とは著しく異なつていない。この様にし
て，本発明は気温の低い状態でのエンジンの性能を改善
するが，エンジンが暖かい場合の性能は損はれない。
粘度オリフイス46の半径方向の間隙，内径及び長さは
システム内のオイルの特定粘度に対して望まれる圧力上
の変化に依存している。出口オリフイス48は圧力検出室
30内に所定の圧力レベルを維持して既に述べた他の寸法
関連要因を考慮に入れながら所望の圧力を達成するのに
必要な粘度オリフイスを通過する容積流量に基づいて設
計してある。
適切な粘度オリフイスと出口オリフイスの寸法に対す
る初期概算値は教科書記載の公式と粘度表を使用するこ
と及び低温度と作動温度の両者に対する粘度オリフイス
46,出口オリフイス48の最適寸法を繰返し展開すべくそ
の公式と表を利用するコンピユーター・プログラムにて
得ることが出来る。これらの計算を行ない，各種寸法の
オリフイスを試験することで本発明の目的は出口オリフ
イス48の幾何形状に対する粘度オリフイス46の幾何形状
の或る比率により最良に達成されることが判明した。
一般的に，出口オリフイス48の表面積に対する粘度オ
リフイス46の表面積の比は少なくとも100:1であり，こ
れらのオリフイスの領域を通る横断面積の流れの比は少
なくとも5:1となろう。例えば，本発明の前掲の目的は
出口オリフイス48に対し２つの異なる幾何形状を使用す
ることで充分達成されることが判明した。直径が0.0838
cm（0.0330in）で長さが0.0381cm（0.015in）の測定値
の出口オリフイス48を使用することで，出口オリフイス
48に対する粘度オリフイス46の幾何形状の以下の比が満
足出来る結果を生ずる。
表面積 1400:1 流れ面積 25:1 間隙 0.6:1 直径が0.1cm（0.040in）で長さが0.21cm（0.085in）の
測定値の出口オリフイス48の場合，出口オリフイス48に
対する粘度オリフイス46の幾何形状の以下の比が満足出
来る結果を生み出す比の例示的なものである。
表面積 250:1 流れ面積 18:1 間隙 0.5:1 前掲の例の比はタイミング制御タペツト15における圧
力をシミユレートする目的で圧力検出室30内の圧力をモ
デルとして試みる中で決定されたものであり，非排他的
なものである。例えば，他の場合において，粘度オリフ
イス46と出口オリフイス48はタイミング制御タペツトに
対する圧力降下と等しくない圧力降下を粘度オリフイス
46前後に生ずるよう設計可能である。
即ち，本発明の諸パラメーターは粘度オリフイス46前
後に小さい又は大きい圧力降下を生ずるよう変えること
が出来る。粘度オリフイスの長さ又は直径を変えるか又
は残りのオリフイスの直径を変えることにより或る粘度
範囲に対しより効果的な粘度オリフイス46前後の圧力降
下が得られる。この様にしてタイミング制御タペツトに
対するオイル圧力は高温度に対するより低い温度にて高
いレベルに維持出来る。例えば，エンジンが最初始動す
る際，ラインからの空気を強制する目的で高いオイル圧
をタペツトに対し使用出来る。
従つて，粘度オリフイス46の圧力降下効果に起因して
圧力検出室30内に発生されたシミユレートされた圧力は
タペツトにて生ずる粘度変化効果に応答して変化する
が，このシミユレートされる圧力は必ずしもタペツトに
おける圧力と等しくなく，同じ量にて直接的に対向して
比例的に変えることが出来る。更に，他の状況において
は，本発明はタイミング制御タペツト以外のエンジン潤
滑回路内の一部の箇所に供給されるオイルの圧力に対す
る粘度変化効果を圧力検出室30内の圧力がシミユレート
するよう改変可能である。この様にして圧力調整器37は
本発明の特定の適用に適している様式にて供給圧力を調
節出来る。
第７図を参照すると，好適実施態様の粘度感応装置32
が示してある。この場合，端部54と円筒状部分55を有す
る挿入体53は穴56の一端部内に挿入される。穴56には調
整接続部52に接続するクロス・ドリル部に延在する拡径
穴58が備えてある。挿入体53の端部54は圧入によりさら
穴58内に固定され，拡径穴58の外端部は内部にネジが切
られ，固定具57のネジ付き端部を所定位置に締付けるよ
うになつている。固定具57はドレン接続部50を取付ける
目的で使用される。円筒状部分55は低減化した横断面部
分を有し，穴56に対するオイル・ライフルたる供給接続
部44の接続部と調整接続部52に対する拡径穴58の接続部
の間に位置付けられた穴56の内側部分の包囲壁と共に環
状の粘度オリフイス46を形成するよう穴56内に同心的に
配設してある。
更に，圧力検出室30は直径が低減化された円筒状部分
55と拡径穴58の包囲壁で形成される。挿入体53には又，
圧力検出室30を軸通路59に接続する直径方向貫通穴60が
含まれ，この通路内で（ドレン接続部50を通じてオイル
・パン20へ排出される流れを絞る）出口オリフイス48を
形成するオリフイス部材62が軸通路59の出口端部内にね
じ込まれることで配設される。
第７図の矢印で表わされる如く，オイル・ライフルた
る供給接続部44からの流れは穴56内に入り，粘度オリフ
イス46を通過する。オイルの粘度に応じて，境界層効果
は結果的に適切な圧力降下となり，これが究極的にオイ
ル高温時における圧力降下が生じなくなる迄オイルの温
度が高まるのに伴ない低下する。発生される実際の性能
は容易に調整出来，或る長さ及び／又は直径を有する円
筒状部分55を他の長さ及び／又は直径を有する円筒状部
分と交換することにより本実施態様において変え得るこ
とが理解出来る。同様に，ドレン接続部50に流れ得る流
れの量を制御することにより適用可能性の度合を与える
べく挿入体53の軸通路59内で各種寸法の挿入体53を形成
する出口オリフイスも相互交換可能である。
第４図及び第５図の破線曲線で示される如く，第５図
の破線曲線で示されたエンジン・ブロツク・ドリル孔部
分に対する出力圧力を圧力調整器37で変えるシミユレー
トされた圧力を圧力検出室20内に生ずることにより温度
に関連する粘度効果があるにも拘わらず一定圧力をタイ
ミング制御タペツト15に維持出来る。この様にして，タ
ペツトにおける圧力は常時適切なタイミング進みを生ず
るよう確実に出来る。
〔発明の効果〕
本発明の粘度応答圧力調整器はエンジン潤滑回路の任
意の部分における一定流体圧力を維持すべく内燃機関内
にて特に利用される。本発明の装置に油圧的に励起され
る膨張可能なタペツトに対するオイル圧力をオイル粘度
の温度関連変化にも拘わらず適切なレベルにて維持出来
るようにする目的からデイーゼル・エンジン内の油圧的
に作動されるタイミング制御システムに特に適用可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は膨張可能タペツトを有する先行技術の燃料噴射
器装置の縦断面図。 第２図及び第３図はタペツトの異なる状態を図解してい
る第１図の配列の膨張可能タペツトの断面図。 第４図は先行技術のシステム（実線）と本発明（破線）
に対するタペツトにおける圧力とオイル温度の間の関係
を表わすグラフ。 第５図は先行技術のシステム（実線）と本発明（破線）
に対するエンジン・ブロツクに対する圧力とオイル温度
の間の関係を表わすグラフ。 第６図は本発明によるエンジン・タイミング・タペツト
制御システムの概略図。 第７図は第６図のシステムに対する粘度感応圧力シミユ
レート装置の好適実施態様の断面図。 1:カム軸、3,5:カム・ローブ、7:ロツカー・アーム、1
1:軸、13:噴射器プランジヤー、15:タイミング制御タペ
ツト、17:タイミング室、18:逆止弁、19:通路、20:オイ
ル・パン、22:導管、24:歯車ポンプ、25:導管、26:エン
ジン・ブロツク、27:オイル・ライフル、28:弁、30:圧
力検出室、32:粘度感応装置、36:バイパス・ループ、3
7:圧力調整器、38:圧力調整プランジヤー、39:左側面、
40:偏寄ばね、42:中間部分、44:供給接続部、46:粘度オ
リフイス、48:出口オリフイス、50:ドレン接続部、52:
調整接続部、54:端部、55:円筒状部、56:穴、57:固定
具、58:さら穴、59:軸通路、60:貫通孔、62:オリフイス
部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 タイバー ジェイ．ヴィラニー アメリカ合衆国、29406 サウス カロ ライナ州、ハナハム、イェマンス ホー ル ロード 1060 (72)発明者 デヴィッド エイ．オルソン アメリカ合衆国、47203 インディアナ 州、コロンバス、テイラー ロード 3321 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 57/02 310 F02M 57/02 330

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポンプによりエンジン潤滑回路を介してオ
    イルが供給され、該オイルを使用して燃料噴射器のタイ
    ミングを制御する少なくとも１個の膨張可能なタペット
    を有する型式のエンジン・タイミング制御タペット・シ
    ステムであって、 前記エンジン潤滑回路に接続され、前記タペットに供給
    されるオイルの圧力に応じた圧力のオイルを前記エンジ
    ン潤滑回路より受け取って、受け取ったオイルにより、
    前記タペットに供給されるオイルの粘度の変化に応じて
    変化する圧力を発生する粘度感応装置と、 前記粘度感応装置に接続され、前記粘度感応装置により
    発生する圧力の変化に応答して、前記ポンプから前記エ
    ンジン潤滑回路を介して前記タペットに供給されるオイ
    ルの圧力を調節する圧力調整装置と、 を備えたエンジン・タイミング制御タペット・システ
    ム。
  2. 【請求項２】前記粘度感応装置が供給接続部によりエン
    ジン潤滑回路に接続され、粘度オリフィス、圧力室、調
    整接続部及び出口オリフィスを含み、前記粘度オリフィ
    スが供給接続部と圧力室の間に接続され貫流長さ及びそ
    の流れるオイルの粘度における変化に応答する上流側か
    ら下流側への圧力降下を発生する横断面積を有し、前記
    出口オリフィスが前記粘度オリフィスと対比して比較的
    短かい貫流長さとその流れるオイルの粘度に対する比較
    的低い粘度感応性を有し、前記出口オリフィスが前記粘
    度オリフィスを通る流れの量を制御する装置として圧力
    室の下流側に接続されており、前記調整接続部が前記圧
    力調整装置を前記圧力室に連通させている請求項１記載
    のタペット・システム。
  3. 【請求項３】前記粘度オリフィスが前記出口オリフィス
    と比較して大きい内壁表面積を有する請求項２記載のタ
    ペット・システム。
  4. 【請求項４】前記粘度オリフィスが少なくとも100対１
    の比率だけ前記出口オリフィスの面積より大きい内壁表
    面積を有する請求項３記載のタペット・システム。
  5. 【請求項５】前記粘度オリフィスが前記出口オリフィス
    に比較して比較的大きい横断面積を有する請求項２記載
    のタペット・システム。
  6. 【請求項６】前記粘度オリフィスが少なくとも５対１の
    比率だけ前記出口オリフィスの横断面積より大きい横断
    面積を有する請求項５記載のタペット・システム。
  7. 【請求項７】前記粘度感応装置が前記供給接続部をドレ
    ン接続部に接続する穴、前記ドレン接続部から少なくと
    も前記調整接続部に延在し、前記圧力室を形成する拡径
    部分、前記穴と組合って前記粘度オリフィスを形成すべ
    く前記穴内に同心的に設置された挿入物を含む請求項２
    記載のタペット・システム。
  8. 【請求項８】前記圧力調整装置が、前記調整接続部によ
    り前記圧力室の圧力に露呈され且つバイパス・ループを
    通る流れを増減させることにより前記タペットに供給さ
    れる流体の圧力を変える装置として前記圧力室内の圧力
    変動に応答して作動可能なばね偏位圧力調整プランジャ
    ーを含む請求項２記載のタペット・システム。
  9. 【請求項９】流体流れ回路を通る可変粘度流体を吐出す
    るポンプの制御を行なう粘度応答流れ制御システムであ
    って、 前記流体流れ回路に接続され、該流体流れ回路に供給さ
    れる流体の圧力に応じた圧力の流体を該流体流れ回路よ
    り受け取って、受け取った流体により、該流体流れ回路
    に供給される流体の粘度の変化に応じて変化する圧力を
    発生する粘度感応装置と、 前記粘度感応装置に接続され、前記粘度感応装置により
    発生する圧力の変化に応答して、前記流体流れ回路に供
    給される流体の圧力を調整する圧力調整装置と、 を含む粘度応答流れ制御システム。
  10. 【請求項１０】前記粘度感応装置により発生する圧力
    は、流体流れ回路に供給される流体の圧力に略等しい請
    求項９記載の流れ制御システム。
  11. 【請求項１１】前記粘度感応装置が、供給接続部、粘度
    オリフィス、圧力室、調整接続部、出口オリフィスを含
    み、前記供給接続部が前記流れ回路に接続され、前記粘
    度オリフィスが前記供給接続部と前記圧力室の間に接続
    され、そこを通過する流体の粘度の変化に感応する上流
    側から下流側への圧力降下を発生する貫流長さと横断面
    積を有し、前記出口オリフィスが前記粘度オリフィスと
    比較して比較的短かい貫流長さとそこを通過する流体の
    粘度に対し比較的小さい粘度感応性を有し、前記出口オ
    リフィスが前記粘度オリフィスを通る流れの量を制御す
    る装置として圧力室の下流側に接続され、前記調整接続
    部が前記圧力調整装置を前記圧力室と連通される請求項
    10記載の流れ制御システム。
  12. 【請求項１２】前記粘度オリフィスが前記出口オリフィ
    スと比較して広い内壁表面積を有する請求項11記載の流
    れ制御システム。
  13. 【請求項１３】前記粘度オリフィスが少なくとも100対
    １の比率だけ前記出口オリフィスの面積より大きい内壁
    表面積を有する請求項12記載の流れ制御システム。
  14. 【請求項１４】前記粘度オリフィスが前記出口オリフィ
    スと比較して比較的広い横断面積を有する請求項11記載
    の流れ制御システム。
  15. 【請求項１５】前記粘度オリフィスが少なくとも５対１
    の比率だけ前記出口オリフィスの横断面積より広い貫流
    面積を有する請求項11記載の流れ制御システム。
  16. 【請求項１６】前記粘度感応装置が供給接続部をドレン
    接続部に相互接続する穴を有し、前記穴内に同心的に設
    置された、周わりに前記粘度オリフィスを生成すべく間
    隙を以って前記穴内に突出する円筒状部分を有する挿入
    物を備えている請求項11記載の流れ制御システム。
  17. 【請求項１７】前記挿入物が更に前記出口オリフィスを
    形成する装置を含む請求項16記載の流れ制御システム。
  18. 【請求項１８】前記圧力室が前記挿入物の円筒状部分と
    組合って前記穴の拡径部分に形成される請求項16記載の
    流れ制御システム。
  19. 【請求項１９】前記圧力調整装置が前記調整接続部によ
    り前記圧力室の圧力に露呈され、バイパス・ループを通
    じての流れを増減させることで前記流体流れ回路を通じ
    て前記ポンプにより供給される流体の圧力を変える装置
    として前記圧力室内の圧力変化に応答して作動可能なば
    ね偏位圧力調整プランジャーを含む請求項11記載の流れ
    制御システム。
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