JP3333800B2 - ディーゼルエンジンの遠心式ガバナの始動用燃料増量装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの遠心式ガバナの始動用燃料増量装置

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JP3333800B2
JP3333800B2 JP12327795A JP12327795A JP3333800B2 JP 3333800 B2 JP3333800 B2 JP 3333800B2 JP 12327795 A JP12327795 A JP 12327795A JP 12327795 A JP12327795 A JP 12327795A JP 3333800 B2 JP3333800 B2 JP 3333800B2
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fuel
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繁夫 青木
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの遠
心式ガバナの始動用燃料増量装置に関し、低速無負荷回
転数が適正値より過剰に高くなることを防止するととも
に、始動性能を向上できるものを提供する。
【0002】
【発明の背景】通常、ディーゼルエンジンのガバナで
は、ガバナスプリングでガバナレバーを引っ張り、燃料
噴射ポンプの燃料調量具を燃料増量側に付勢するが、燃
料制限具があるために、上記燃料調量具は所定位置(即
ち、全負荷位置)を上限として、それ以上燃料増量方向に
は移動できないようになっている。このため、ガバナレ
バーを2本に分けて、一方のガバナレバーを燃料制限具
で燃料制限可能に構成し、他方のガバナレバーを始動ス
プリングで引っ張って、エンジン始動時に燃料調量具を
前記全負荷位置を越えて更に燃料増量側に移動させて、
始動時に必要な多量の燃料を確保するようにしたものが
ある。
【0003】本発明は、このタイプのディーゼルエンジ
ンの遠心式ガバナの始動用燃料増量装置を対象とし、そ
の基本構造は、図1又は図5に示すように、次のように
なっている。ディーゼルエンジンEの燃料噴射ポンプ1
の燃料吐出量を調節する燃料調量具2は、ウエイト側レ
バー3及びスプリング側レバー4を順に介して、ガバナ
スプリング5のスプリング張力SFで燃料増量側Rへ弾
圧するのに対し、ウエイト側レバー3を介してガバナウ
エイト6の遠心力によるガバナフォースGFで燃料減量
側Lへ押圧して、このガバナフォースGFと上記スプリ
ング張力SFとの差力で燃料増減方向へ調節移動するよ
うに構成し、上記ガバナスプリング5の基端部5aを調
速レバー7に連結し、上記スプリング側レバー4を燃料
調量具2の全負荷位置Fにて燃料制限具8で受け止め
て、これ以上の燃料増量側Rへの移動を制限するように
構成し、上記ウエイト側レバー3を始動スプリング9の
スプリング張力SSで燃料増量側Rへ弾圧するように構
成したものである。
【0004】
【従来の技術】この形式の従来技術としては、図5に示
すように、上記始動スプリング9をウエイト側レバー3
と、ポンプ収容室11の横側壁11bとの間に設けて、
一端を当該横側壁11bに固定した始動スプリング9の
スプリング張力SSでウエイト側レバー3を燃料増量側
Rに揺動させて、燃料噴射ポンプ1の調量ラック2を始
動増量位置Stまで始動増量可能に構成したものが一般
的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】通常、上記燃料調量具
2の燃料調量位置は、燃料の一番減量側Lに燃料停止位
置Spがあり、この位置から燃料増量側Rに向けて、無
負荷位置N、全負荷位置F、トルクアップ位置Tu、始
動増量位置Stが順番にある(図2参照)。上記従来技術
では、始動スプリング9として張力の小さいものを使用
する場合には、エンジンの始動操作直後に、その回転数
がまだ充分に立ち上がらないうちに、始動スプリング9
がガバナフォースGFに負けて、燃料調量具2が始動増
量位置Stからトルクアップ位置Tuにまで早いうちに
押し戻され、始動用燃料増量をしなくなるので、始動時
の回転の立ち上がりが悪くなり、始動性能が低下してし
まう。
【0006】また、始動性能を高めたい場合には、始動
スプリング9に張力の大きめのものを使用して、エンジ
ンEの始動用燃料増量が効いている時間を長くする必要
がある。この場合には、エンジンの低速回転時におい
て、ガバナスプリング5のスプリング張力SFとガバナ
フォースGFとの弱い釣り合い力に対して、ガバナスプ
リング5とは別に始動スプリング9の燃料増量側Rへの
スプリング張力SSが強く作用する分だけ、低速無負荷
回転数が適正値よりも高くなってしまう。その結果、低
速無負荷運転時の燃料消費量が無駄に増加するうえ、エ
ンジン騒音が増大するという問題点が生じる。
【0007】本発明は、ディーゼルエンジンの低速無負
荷回転数が適正値より高くならないようにする事と、始
動性能を向上する事とを、両立させることを技術的課題
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記基本構造
のディーゼルエンジンの遠心式ガバナの始動時燃料増量
装置において、上記課題を達成するために、次のように
構成したことを特徴とする。 ○ 発明1. (第1図・第2図参照) 前記始動スプリング9は、ウエイト側レバー3と調速レ
バー7とに亘って設け、この調速レバー7を高速位置H
iに設定した高速設定状態では、始動スプリング9の初
期張力が強く設定されるのに対し、調速レバー7を低速
位置Lowに設定した低速設定状態では、始動スプリン
グ9の初期張力が弱く設定されるように構成したことを
特徴とするものである。
【0009】○ 発明2. (第4図参照) 上記発明1において、前記始動スプリング9に代えて、
初期張力不変始動スプリング9Aと初期張力可変始動ス
プリング9Bとを用いる。初期張力不変始動スプリング
9Aおよび初期張力可変始動スプリング9Bはウエイト
側レバー3を燃料増量側Rへ弾圧する。初期張力不変始
動スプリング9Aは、ウエイト側レバー3と固定壁11
bとに亘って設け、初期張力可変始動スプリング9Bは
ウエイト側レバー3と前記調速レバー7とに亘って設け
る。この調速レバー7を高速位置Hiに設定した高速設
定状態では、初期張力可変始動スプリング9Bの初期張
力が強く設定されるのに対し、調速レバー7を低速位置
Lowに設定した低速設定状態では、初期張力可変始動
スプリング9Bの初期張力が弱く設定されるように構成
したことを特徴とするものである。
【0010】上記ウエイト側レバー3が連動する燃料調
量具2とは、燃料噴射ポンプ1の形式により下記のもの
を意味する。 燃料噴射ポンプの形式 燃料調量具 (1)ボッシュ列型 : 調量ラック (2)ディッケル型 : レギュレータニードル弁 (3)分配式ボッシュVE型: スピルリング (4)分配式CAV型 : 計量弁 (5)分配式シルト型 : 絞り弁
【0011】
【作用】次に、本発明の作用を説明する。 ○ 発明1. (イ).エンジンの始動性能を高める エンジンを始動する前の状態では、ガバナフォースGF
が0であるから、スプリング側レバー4がガバナスプリ
ング5で全負荷位置Fに移動させられて、燃料制限具8
で受け止められている。ウエイト側レバー3は始動スプ
リング9で始動増量位置Stに弾圧されている。この状
態から、調速レバー7を高速位置Hiにセットし、エン
ジンを始動して、エンジンの回転速度が上昇していく
と、ガバナフォースGFも次第に強くなっていき、やが
て始動スプリング9に抗してウエイト側レバー3を始動
増量位置Stからトルクアップ位置Tuへ移動させて、
始動用燃料増量を終了させる。この場合において、調速
レバー7を高速位置Hiにセットしたのに伴い、始動ス
プリング9の初期張力が強くセットされるので、エンジ
ンの回転速度が充分に高くなって、ガバナフォースGF
が充分に大きくなるまでは、始動スプリング9はガバナ
フォースGFに抗してウエイト側レバー3を始動増量位
置Stに長く保持する。このため、エンジンの始動時に
回転速度が速やかに上昇するので、始動性能が良い。
【0012】(ロ).低速無負荷回転数が高くなり過ぎ
るのを防ぐ エンジンの運転中において、調速レバー7を低速位置L
owにセットして負荷がかかっていない低速無負荷回転
時には、調速レバー7を低速位置Lowにセットしたの
に伴い、始動スプリング9の初期張力が弱くセットされ
る。このため、エンジンの低速回転時において、ガバナ
スプリング5のスプリング張力SFとガバナフォースG
Fとの弱い釣り合い力に対して、ガバナスプリング5と
は別に作用する始動スプリング9の燃料増量側Rへのス
プリング張力SSが弱くなる分だけ、低速無負荷回転数
が適正値よりも高くなることが抑制される。
【0013】○ 発明2. 初期張力不変始動スプリング9Aと初期張力可変始動ス
プリング9Bとの合力が、上記発明1の始動スプリング
9と同様に、始動時燃料増量の働きをする。 (イ).エンジンの始動性能を高める 調速レバー7を高速位置Hiにセットして、エンジンを
始動したときに、調速レバー7を高速位置Hiにセット
したのに伴い、初期張力可変始動スプリング9Bの初期
張力が強くセットされる分だけ、エンジンの回転速度が
充分に高くなって、ガバナフォースGFが充分に大きく
なるまでは、強くなった初期張力可変始動スプリング9
Bと初期張力不変始動スプリング9Bとの合力がガバナ
フォースGFに抗して、ウエイト側レバー3を始動増量
位置Stに長く保持する。このため、エンジンの始動時
に回転速度が速やかに上昇するので、始動性能が良い。
【0014】(ロ).低速無負荷回転数が高くなり過ぎ
るのを防ぐ エンジンの運転中において、調速レバー7を低速位置L
owにセットして負荷がかかっていない低速無負荷回転
時には、調速レバー7を低速位置Lowにセットしたの
に伴い、初期張力可変始動スプリング9Bの初期張力が
弱くセットされる。このため、エンジンの低速回転時に
おいて、ガバナスプリング5のスプリング張力SFとガ
バナフォースGFとの弱い釣り合い力に対して、ガバナ
スプリング5とは別に作用する初期張力可変始動スプリ
ング9Bの燃料増量側Rへのスプリング張力SSが弱く
なる分だけ、低速無負荷回転数が適正値よりも高くなる
ことが抑制される。
【0015】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成され、作用
することから、次の効果を奏する。 ○ 発明1. (第1図・第2図参照) 前記始動スプリング9は、ウエイト側レバー3と調速レ
バー7とに亘って設け、この調速レバー7を高速位置H
iに設定した高速設定状態では、始動スプリング9の初
期張力が強く設定されるのに対し、調速レバー7を低速
位置Lowに設定した低速設定状態では、始動スプリン
グ9の初期張力が弱く設定されるように構成する。これ
により、(イ)エンジンの始動時に、回転速度が充分に
高くなるまで始動用燃料増量を保持して、エンジンの始
動性能を高める事と、(ロ)低速無負荷運転時に、始動
スプリング9がウエイト側レバー3をガバナスプリング
5とは別に燃料増量側Rへ弾圧する力を弱くして、低速
無負荷回転数が高くなり過ぎるのを防ぐ事とを、両立さ
せることができる。
【0016】○ 発明2. (第4図参照) 上記発明1において、前記始動スプリング9に代えて、
初期張力不変始動スプリング9Aと初期張力可変始動ス
プリング9Bとを用い、初期張力不変始動スプリング9
Aおよび初期張力可変始動スプリング9Bはウエイト側
レバー3を燃料増量側Rへ弾圧する。初期張力不変始動
スプリング9Aは、ウエイト側レバー3と固定壁11b
とに亘って設け、初期張力可変始動スプリング9Bはウ
エイト側レバー3と前記調速レバー7とに亘って設け、
この調速レバー7を高速位置Hiに設定した高速設定状
態では、初期張力可変始動スプリング9Bの初期張力が
強く設定されるのに対し、調速レバー7を低速位置Lo
wに設定した低速設定状態では、初期張力可変始動スプ
リング9Bの初期張力が弱く設定されるように構成す
る。これにより、(イ)エンジンの始動時に、回転速度
が充分に高くなるまで始動用燃料増量を保持して、エン
ジンの始動性能を高める事と、(ロ)低速無負荷運転時
に、初期張力可変始動スプリング9Bがウエイト側レバ
ー3をガバナスプリング5とは別に燃料増量側Rへ弾圧
する力を弱くして、低速無負荷回転数が高くなり過ぎる
のを防ぐ事とを、両立させることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて述べ
る。 ○ 実施例1. (第1図−第3図参照) 図1は実施例1を示す縦型ディーゼルエンジンの遠心式
ガバナの始動用燃料増量装置の要部縦断面図、図2は同
始動用燃料増量装置の原理図、図3は低速無負荷運転時
のエンジン回転数とスプリング張力との関係図である。
【0018】図1に示すように、縦型ディーゼルエンジ
ンEのポンプ収容室11に燃料噴射ポンプ1を収容し、
同ポンプ収容室11に前後方向に燃料噴射カム軸13と
ガバナ軸14を並列状に支持し、燃料噴射カム軸13で
燃料噴射ポンプ1を燃料噴射駆動可能に構成するととも
に、ガバナ軸14にガバナウエイト6を設ける。図1に
示すように、上記ポンプ収容室11にガバナレバー10
を支点15を中心に揺動可能に支持し、ガバナレバー1
0はウエイト側レバー3とスプリング側レバー4の2本
レバーで構成し、ウエイト側レバー3の入力部3aをガ
バナスリーブ16を介して上記ガバナウエイト6に連動
し、ウエイト側レバー3の出力部3bを燃料噴射ポンプ
1の燃料吐出量を調節する調量ラック2(具体的には、ラ
ックピン)に連動する。
【0019】また、図1に示すように、上記スプリング
側レバー4をガバナスプリング5を介して調速レバー7
に連動するとともに、ウエイト側レバー3にトルクアッ
プ装置12を設け、トルクアップ装置12のトルクアッ
プピン(図示省略)を当該スプリング側レバー4に弾圧付
勢して、過負荷時に燃料噴射量を増やしてトルクを上
げ、粘り強さを発揮するように構成してある。
【0020】即ち、図1に示すように、ディーゼルエン
ジンEの燃料噴射ポンプ1の上記調量ラック2は、ウエ
イト側レバー3及びスプリング側レバー4を順に介し
て、ガバナスプリング5のスプリング張力SFで燃料増
量側Rへ弾圧するのに対し、ウエイト側レバー3を介し
てガバナウエイト6の遠心力によるガバナフォースGF
で燃料減量側Lへ押圧して、このガバナフォースGFと
上記スプリング張力SFとの差力で燃料増減方向へ調節
移動するように構成される。
【0021】図1に示すように、前記ポンプ収容室11
の上壁11aから燃料制限ボルト8を下方に突出し、燃
料制限ボルト8を上記スプリング側レバー4の受け止め
部21に臨ませることにより、スプリング側レバー4を
調量ラック2の全負荷位置Fで受け止めて、これ以上の
燃料増量側Rへの移動を制限可能に構成してある(図2
参照)。
【0022】一方、図1に示すように、始動スプリング
9の基端部9aを調速レバー7に連結し、始動スプリン
グ9の遊端部9bを前記ウエイト側レバー3の途中部に
連結する。そして、調速レバー7を高速位置Hiに設定
した高速設定状態では、始動スプリング9の初期張力が
強く設定されるのに対し、調速レバー7を低速位置Lo
wに設定した低速設定状態では、始動スプリング9の初
期張力が弱く設定されるように構成する(図2参照)。
【0023】そこで、本実施例1の縦型ディーゼルエン
ジンの遠心式ガバナの始動増量装置の機能を図2により
説明する。始動スプリング9を調速レバー7とウエイト
側レバー3に亘り連結するため、調速レバー7を低速位
置Lowに回動して低速無負荷運転を行う場合、ガバナ
スプリング5の張力は小さくなるが、冒述の従来技術に
比べて始動スプリング9の全体の長さも縮んでしまうた
め、上述のように、始動スプリング9の初期張力SSも
弱くなる。このため、たとえ、始動時間を長くする目的
で始動スプリング9の張力を増しても、始動スプリング
9の長さの変化は(即ち、張力も)従来技術のようには増
大せず、始動スプリング9の張力SSの影響は大きくな
らない。
【0024】これを、図3のエンジン回転数とスプリン
グ張力の関係図で説明すると、適正な始動スプリング9
の張力SSとガバナスプリング5の張力SFとの合力線
は、上記従来技術に比べて下方に平行に移動するため、
低速無負荷回転数(例えば、600rpm)でガバナレバー10
が作用するスプリング張力もそれだけ低減することを意
味する。
【0025】この結果、ガバナフォースGFとガバナス
プリング5のスプリング張力SFとの作用領域を高めに
設定する必要がなくなり、低速無負荷回転数が適正値か
ら大きくなり過ぎることを防止できる。即ち、本実施例
1では、始動スプリング9をウエイト側レバー3に設
け、その出力部9aをスプリング側レバー4に弾圧付勢
するため、低速無負荷回転数の適正値からの過剰増加の
防止と始動性能の向上を両立できる。このため、ディー
ゼルエンジンEを円滑に始動できるうえ、低速無負荷運
転時の燃料消費量の無駄な増加がなく、エンジン騒音を
低減できる。
【0026】○ 実施例2. (第4図参照) 図4は本発明の実施例2を示し、上記実施例1の始動ス
プリング9に代えて、初期張力不変始動スプリング9A
と初期張力可変始動スプリング9Bとを用い、初期張力
不変始動スプリング9Aは、ウエイト側レバー3と固定
壁11bとに亘って設け、初期張力可変始動スプリング
9Bはウエイト側レバー3と前記調速レバー7とに亘っ
て設けたものである。別言すると、本実施例2は、上記
実施例1の始動スプリング(即ち、初期張力可変始動ス
プリング9B)に加えて、ウエイト側レバー3とポンプ
収容室11の左側壁11bとに亘って、別の種類の始動
スプリング(即ち、初期張力不変始動スプリング9A)を
複合的に設けたものである。
【0027】この場合、図4に示すように、調速レバー
7を高速位置Hiに設定した高速設定状態では、初期張
力可変始動スプリング9Bの初期張力が強く設定される
のに対し、調速レバー7を低速位置Lowに設定した低
速設定状態では、初期張力可変始動スプリング9Bの初
期張力が弱く設定される点は、前記実施例1と同様であ
る。
【0028】また、本実施例2は、ウエイト側レバー3
の出力部3bをU字状に形成し、当該レバー3を調量ラ
ック2に係合する方式に代えて、ウエイト側レバー3と
スライド部材17で調量ラック2を挟み込む方式に構成
してある。即ち、図4に示すように、上記ウエイト側レ
バー3の出力部3bは、基礎となるレバー3にスライド
部材17を横方向に摺動可能に支持し、スライド部材1
7とウエイト側レバー3で調量ラック2のピンを前後か
ら挟み込み、初期張力不変始動スプリング9A(上記可
変始動スプリング9Bに比べて張力は弱く設定されてい
る)で引っ張られたスライド部材17で調量ラック2を
燃料増量側Rに押圧付勢可能に構成してある。
【0029】本実施例2では、ウエイト側レバー3と調
速レバー7の間に設けた初期張力可変始動スプリング9
Bの作用により、低速無負荷回転数の適正値からの過剰
上昇の防止と始動性能の向上とを両立できるうえ、初期
張力不変始動スプリング9Aのスプリング張力が始動増
量時に加わるため、調速レバー7を始動増量位置Stに
円滑に揺動できる。
【0030】尚、本発明は、上記実施例1〜2に示した
ようなボッシュ列型の燃料噴射ポンプ1に限らず、前述
したように、ディッケル型や分配式の種々の型などの各
種の燃料噴射ポンプを備えたディーゼルエンジンに広く
適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を示す縦型ディーゼルエンジ
ンの遠心式ガバナの始動用燃料増量装置の要部縦断面図
である。
【図2】同始動用燃料増量装置の原理図である。
【図3】低速無負荷運転時のエンジン回転数とスプリン
グ張力との関係図である。
【図4】本発明の実施例2を示す図1の相当図である。
【図5】従来技術を示す図1の相当図である。
【符号の説明】
1…燃料噴射ポンプ、2…燃料調量具、3…ウエイト側
レバー、4…スプリング側レバー、5…ガバナスプリン
グ、5a…基端部、6…ガバナウエイト、7…調速レバ
ー、8…燃料制限具、9…始動スプリング、9a…始動
スプリングの基端部、9A…初期張力不変始動スプリン
グ、9B…初期張力可変始動スプリング、SF…ガバナ
スプリングの張力、SS…始動スプリングの張力、GF
…ガバナフォース、R…燃料増量側、L…燃料減量側、
F…燃料調量具の全負荷位置、Low…調速レバーの低
速位置、Hi…調速レバーの高速位置、E…ディーゼル
エンジン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−7939(JP,A) 実開 昭63−9435(JP,U) 実願 昭63−57768号(実開 平1− 160133号)の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム (JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 1/02 F02D 1/04 F02D 1/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジン(E)の燃料噴射ポン
    プ(1)の燃料吐出量を調節する燃料調量具(2)は、ウエ
    イト側レバー(3)及びスプリング側レバー(4)を順に介
    して、ガバナスプリング(5)のスプリング張力(SF)で
    燃料増量側(R)へ弾圧するのに対し、ウエイト側レバー
    (3)を介してガバナウエイト(6)の遠心力によるガバナ
    フォース(GF)で燃料減量側(L)へ押圧して、このガバ
    ナフォース(GF)と上記スプリング張力(SF)との差力
    で燃料増減方向へ調節移動するように構成し、 上記ガバナスプリング(5)の基端部(5a)を調速レバー
    (7)に連結し、 上記スプリング側レバー(4)を燃料調量具(2)の全負荷
    位置(F)にて燃料制限具(8)で受け止めて、これ以上の
    燃料増量側(R)への移動を制限するように構成し、上記
    ウエイト側レバー(3)を始動スプリング(9)のスプリン
    グ張力(SS)で燃料増量側(R)へ弾圧するように構成し
    たディーゼルエンジンの遠心式ガバナの始動用燃料増量
    装置において、 前記始動スプリング(9)は、ウエイト側レバー(3)と調
    速レバー(7)とに亘って設け、この調速レバー(7)を高
    速位置(Hi)に設定した高速設定状態では、始動スプリ
    ング(9)の初期張力が強く設定されるのに対し、調速レ
    バー(7)を低速位置(Low)に設定した低速設定状態で
    は、始動スプリング(9)の初期張力が弱く設定されるよ
    うに構成した事を特徴とするディーゼルエンジンの遠心
    式ガバナの始動用燃料増量装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のディーゼルエンジンの
    遠心式ガバナの始動用燃料増量装置において、 前記始動スプリング(9)に代えて、初期張力不変始動ス
    プリング(9A)と初期張力可変始動スプリング(9B)と
    を用い、初期張力不変始動スプリング(9A)および初期
    張力可変始動スプリング(9B)はウエイト側レバー(3)
    を燃料増量側(R)へ弾圧し、 初期張力不変始動スプリング(9A)は、ウエイト側レバ
    ー(3)と固定壁(11b)とに亘って設け、初期張力可変
    始動スプリング(9B)はウエイト側レバー(3)と前記調
    速レバー(7)とに亘って設け、 この調速レバー(7)を高速位置(Hi)に設定した高速設
    定状態では、初期張力可変始動スプリング(9B)の初期
    張力が強く設定されるのに対し、調速レバー(7)を低速
    位置(Low)に設定した低速設定状態では、初期張力可
    変始動スプリング(9B)の初期張力が弱く設定されるよ
    うに構成した事を特徴とするディーゼルエンジンの遠心
    式ガバナの始動用燃料増量装置。
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