JP3333803B2

JP3333803B2 - エンジン発電機用ディーゼルエンジン

Info

Publication number: JP3333803B2
Application number: JP23087795A
Authority: JP
Inventors: 山口　　篤
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2015-09-08
Also published as: JPH0979047A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン発電機用
ディーゼルエンジンに関し、詳しくは、ハンチング防止
性能とガバナ精度とを共に高めることができるととも
に、スモークの排出を抑制できるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン発電機用ディーゼルエンジンの
従来技術として図６に示すものがある。これは、本発明
と同様、次のような基本構造を備えている。すなわち、
ガバナレバー１０１をスプリング力入力レバー１０２と
ガバナ力入力レバー１０３とで構成し、この一対のレバ
ー１０２・１０３をガバナレバー枢軸１０４に揺動自在
に枢支し、調速アーム１０５にカバナスプリング１０６
を介してスプリング力入力レバー１０２を連動連結し、
ガバナ力発生手段１０７にガバナ力入力レバー１０３を
連携させ、このガバナ力入力レバー１０３に燃料噴射ポ
ンプ１０８の調量ラック１０９を連動連結させてある。

【０００３】そして、上記一対のレバー１０２・１０３
のうち、一方のレバー１０２にホルダ１１０を設け、こ
のホルダ１１０にピン１１１をそのピン軸線方向に沿っ
てスライド自在に支持し、このピン１１１を付勢バネ１
１２でピン先端方向に付勢して、ピン先端部１１３をホ
ルダ１１０から押し出すようにし、このピン先端部１１
３を他方のレバー１０３に接当させ、スプリング力入力
レバー１０２にその燃料増量揺動側から燃料制限具１１
５を臨ませ、定格負荷運転時にはスプリング力入力レバ
ー１０２が燃料制限具１１５に受け止められるようにし
てある。

【０００４】この従来技術では、付勢バネ１１２のバネ
定数及び初期設定圧は比較的小さく、ガバナスプリング
力１１６と付勢バネ力１１７とガバナ力１１８との釣り
合いによって、定格負荷運転時、部分負荷運転時、並び
に無負荷運転時にはいずれもピン１１１が押し込み限界
姿勢１１９を維持するようにしてある。そして、低速過
負荷運転時にピン１１１が押し出し姿勢となり、定格負
荷位置１２１を越えたトルクアップ領域１２２で調量ラ
ック１０９を調量移動させ、エンストを抑制できるよう
にしてある。すなわち、ホルダ１１０とピン１１１と付
勢バネ１１２とがトルクアップ機構として機能するよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、次
の問題がある。ハンチング抑制のためにバネ定数の大きいガバナスプ
リング１０６を使用すると、無負荷運転時には比例的に
増大したガバナスプリング力１１６との釣り合いから、
無負荷最高回転数も高まり、ガバナの速度変動率が許容
範囲を越え易い。このように、ハンチング抑制性能とガ
バナ精度とを共に高めることはできない。

【０００６】エンジン始動のため、或いは発電周波数
を５０Ｈｚから６０Ｈｚに切り換えるため、調速アーム
１０５を増速操作した際、ガバナスプリング力１１６の
増加に対応してガバナ力１１８が上昇するまでの増速遅
れ期間中に、ガバナ力不足のためにトルクアップ機構が
不要に働いて、調量ラック１０９がトルクアップ領域１
２２まで移動し、燃料の過剰供給によって不完全燃焼が
起こり、スモークを排出することがある。

【０００７】ホルダ１１０とピン１１１と付勢バネ１
１２とがトルクアップ機構として機能するようになって
いるため、低速運転時にねばり強さを要求されるエンジ
ン作業機等にこのエンジンを用いる場合には、その機能
を有効利用できるものの、特定周波数を得るために定格
回転でしか使用しないエンジン発電機にこのエンジンを
用いる場合には、ホルダ１１０とピン１１１と付勢バネ
１１２とは何ら有効利用されていない。

【０００８】本発明の課題は、ハンチング抑制性能とガ
バナ精度とを共に高めることができるとともに、スモー
クの排出を抑制できる、エンジン発電機用ディーゼルエ
ンジンの調速装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の基本構造
を備えている。すなわち、図１に示すように、ガバナレ
バー１をスプリング力入力レバー２とガバナ力入力レバ
ー３とで構成し、この一対のレバー２・３をガバナレバ
ー枢軸４に揺動自在に枢支し、調速アーム５にカバナス
プリング６を介してスプリング力入力レバー２を連動連
結し、ガバナ力発生手段７にガバナ力入力レバー３を連
携させ、このガバナ力入力レバー３に燃料噴射ポンプ８
の調量ラック９を連動連結させてある。

【００１０】そして、上記一対のレバー２・３のうち、
一方のレバー２にホルダ１０を設け、このホルダ１０に
ピン１１をそのピン軸線方向に沿ってスライド自在に支
持し、このピン１１を付勢バネ１２でピン先端方向に付
勢して、ピン先端部１３をホルダ１０から押し出すよう
にし、このピン先端部１３を他方のレバー３に接当さ
せ、スプリング力入力レバー２にその燃料増量揺動側か
ら燃料制限具１５を臨ませ、定格負荷運転時にはスプリ
ング力入力レバー３が燃料制限具１５に受け止められる
ようにしてある。

【００１１】本発明は、上記基本構造を備えたエンジン
発電機用ディーゼルエンジンにおいて、次のようにした
ことを特徴とする。すなわち、ガバナスプリング力１６
と付勢バネ力１７とガバナ力１８との釣り合いによっ
て、図１に示すように、定格負荷運転時にはピン１１が
押し出し限界姿勢１９となり、図２に示すように、負荷
の低下に伴うガバナ力１８の上昇につれてピン１１がホ
ルダ１０内に次第に大きく押し込まれ、図３に示すよう
に、無負荷運転状態に到達する手前でピン１１が押し込
み限界姿勢２０となるようにしたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明では、図１または図２に示すように、定
格負荷運転時と所定の部分負荷運転時には、ピン１１を
押し込み限界姿勢に至らせないため、付勢バネ１２には
トルクバネ仕様のものよりも大きなバネ定数のものが用
いられ、その分だけガバナスプリング６の負担は小さく
なり、ガバナスプリング６のバネ定数を小さく設定で
き、或いは、調速アーム５の定格回転設定位置２３を低
速側にずらしてガバナスプリング６を緩めることができ
る。

【００１３】しかも、調量ラック９が定格負荷位置２１
から無負荷位置２４寄りに移動するにつれて付勢バネ力
１７とガバナスプリング力１６とは比例的に増大する
が、図３に示すように、無負荷運転状態に到達する手前
でピン１１が押し込み限界姿勢２０となり、ここから無
負荷運転状態に移行する間、付勢バネ力１７はそれ以上
増加せず、ガバナスプリング力１６のみが増加する。

【００１４】

【発明の効果】ガバナスプリング６のバネ定数を小さく設定でき、或
いは、調速アーム５の定格回転設定位置２３を低速側に
ずらしてガバナスプリング６を緩めることができるう
え、付勢バネ力１７は無負荷運転状態に到達する手前か
ら増加しなくなる。このため、ハンチング抑制のために
ガバナスプリング６と付勢バネ１２との合成バネ定数を
比較的大きく設定しても、無負荷運転状態でのガバナス
プリング力１６と付勢バネ力１７との合力を比較的小さ
く押さえることができ、これとの釣り合いで無負荷最高
回転数を低く押さえて、ガバナの速度変動率を小さくで
き、ハンチング抑制性能とガバナ精度とを共に高めるこ
とができる。

【００１５】エンジン始動のため、或いは発電周波数
を５０Ｈｚから６０Ｈｚに切り換えるため、調速アーム
５を増速操作した際、ガバナスプリング力１６と付勢バ
ネ力１７の増加に対応してエンジン回転数が上昇するま
での増速過渡期には、ガバナ力不足となるが、調量ラッ
ク９が定格負荷位置２１を越えることがないので、燃料
の過剰供給による不完全燃焼が起こりにくく、スモーク
の排出が抑制される。

【００１６】ホルダ１０とピン１１と付勢バネ１２と
は、トルクアップ機構としてではなく、ガバナスプリン
グ６の補助機構として用いられ、エンジン発電機の主要
課題であるハンチング抑制性能とガバナ精度とを共に高
めるものとして有効利用されている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。この実施形態ではエンジン発電機用ディ
ーゼルエンジンを用いており、このエンジンの調速装置
の構成は次のようになっている。すなわち、図１に示す
ように、ガバナレバー１をスプリング力入力レバー２と
ガバナ力入力レバー３とで構成し、この一対のレバー２
・３をガバナレバー枢軸４に揺動自在に枢支し、調速ア
ーム５にカバナスプリング６を介してスプリング力入力
レバー２を連動連結し、ガバナ力発生手段７にガバナ力
入力レバー３を連携させ、このガバナ力入力レバー３に
燃料噴射ポンプ８の調量ラック９を連動連結させてあ
る。

【００１８】そして、スプリング力入力レバー２にホル
ダ１０を設け、このホルダ１０にピン１１をそのピン軸
線方向に沿ってスライド自在に支持し、このピン１１を
付勢バネ１２でピン先端方向に付勢して、ピン先端部１
３をホルダ１０から押し出すようにし、このピン先端部
１３をガバナ力入力レバー３に接当させ、スプリング力
入力レバー２にその燃料増量揺動側から燃料制限具１５
を臨ませ、定格負荷運転時にはスプリング力入力レバー
３が燃料制限具１５に受け止められるようにしてある。

【００１９】図５に示すように、この実施形態では、シ
リンダブロック（図外）の横側に配置したポンプケース
２５内に燃料噴射ポンプ８を収容し、その下方に燃料噴
射カム軸２６を架設し、ポンプケース２５の後部に形成
したガバナケース２７内にガバナを配置してある。スプ
リング力入力レバー２とガバナ力入力レバー３とは、い
ずれも板金の折り曲げ加工品である。ガバナ力発生手段
７は、ガバナケース２７内に突出させた燃料噴射カム軸
２６の突出端部２８にフライウェイト２９とガバナスリ
ーブ３０を取り付けて構成し、フライウェイト２９の遠
心力でガハナスリーブ３０を軸線方向にスライドさせる
ようにしてある。ガバナ力入力レバー３には連動ロッド
３１を介して調量ラック９を連動連結してある。

【００２０】ホルダ１０は、スプリング力入力レバー２
の上部を折り曲げ加工した前後対向片３２・３３で構成
し、後対向片３３にピン１１を挿通させ、ピン先端部１
３を後対向片３３から突出させ、ピン基端部に径大の抜
け止め部３４を形成し、この抜け止め部３４を後対向片
３３にその前側から接当させて、ピン１１を抜け止めし
ている。また、抜け止め部３４から前向きにガイド杆３
５を突出させ、このガイド杆３５を前対向片３２に挿通
させてある。そして、前対向片３２と抜け止め部３４と
の間に付勢バネ１２を介在させている。

【００２１】燃料制限具１５には、カバナケース２７の
ケース壁３６に螺動自在に挿通したボルトを用いてい
る。また、調量ラック９はガバナスプリング６や付勢バ
ネ１２に比べて十分にバネ定数の小さいスタートスプリ
ング３７で燃料増量側に付勢され、エンジン始動時には
調量ラック９を図１の始動増量位置３８に位置させ、始
動性が高まるようにしてある。

【００２２】この実施形態では、ハンチング抑制性能と
ガバナ精度とを共に高めるとともに、スモークの排出を
抑制するため、次のような構成を採用した。すなわち、
ガバナスプリング力１６と付勢バネ力１７とガバナ力１
８との釣り合いによって、図１に示すように、定格負荷
運転時にはピン１１が押し出し限界姿勢１９となり、図
２に示すように、負荷の低下に伴うガバナ力１８の上昇
につれてピン１１がホルダ１０内に次第に大きく押し込
まれ、図３に示すように、無負荷運転状態に到達する手
前でピン１１が押し込み限界姿勢２０となるようにし
た。

【００２３】このような構成によれば、図１または図２
に示すように、定格負荷運転時と所定の部分負荷運転時
には、ピン１１を押し込み限界姿勢に至らせないため、
付勢バネ１２にはトルクバネ仕様のものよりも大きなバ
ネ定数のものが用いられ、その分だけガバナスプリング
６の負担は小さくなり、ガバナスプリング６のバネ定数
を小さく設定でき、或いは、調速アーム５の定格回転設
定位置２３を低速側にずらしてガバナスプリング６を緩
めることができる。

【００２４】しかも、調量ラック９が定格負荷位置２１
から無負荷位置２４寄りに移動するにつれて付勢バネ力
１７とガバナスプリング力１６とは比例的に増大する
が、図３に示すように、無負荷運転状態に到達する手前
でピン１１が押し込み限界姿勢２０となり、ここから無
負荷運転状態に移行する間、付勢バネ力１７はそれ以上
増加せず、ガバナスプリング力１６のみが増加する。

【００２５】付勢バネ１２には、既存のトルクスプリン
グ仕様のものよりもバネ定数の大きいものを用いてい
る。付勢バネ１２の初期設定圧をトルクバネ仕様の場合
よりも高く設定する場合には、付勢バネ１２のバネ定数
は既存のトルクバネ仕様のものよりも必ずしも大きくな
くてもよい。

【００２６】付勢バネ１２を既存のトルクスプリング仕
様にした従来のものの出力特性と、上記実施形態のもの
の出力特性の比較を図４に示す。この図４から明らかな
ように、実施形態のものは低速領域３９ではトルクアッ
プ機能がない分だけ高出力を得られないが、無負荷最高
回転数を所定幅４０だけ低下させることができ、その分
だけガバナ差を小さくすることができる。尚、図４中の
符号４１は定格回転数での出力点である。

【００２７】本発明の実施形態は以上の通りであるが、
ホルダ１０をガバナ力入力レバー３に取り付けて、ピン
先端部１３をスプリング力入力レバー２に接当させて
も、上記実施形態と同様の機能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの定格負荷運
転状態の模式図である。

【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの部分負荷運
転状態の模式図である。

【図３】本発明の実施形態に係るエンジンの無負荷運転
状態に到達する手前の模式図である。

【図４】本発明の実施形態に係るエンジンと従来のエン
ジンの出力特性の比較を示す図である。

【図５】本発明の実施形態に係るエンジンの要部縦断面
図である。

【図６】従来技術に係るエンジンの図１相当図である。

【符号の説明】

１…ガバナレバー、２…スプリング力入力レバー、３…
ガバナ力入力レバー、４…ガバナレバー枢軸、５…調速
アーム、６…ガバナスプリング、７…ガバナ力発生手
段、８…燃料噴射ポンプ、９…調量ラック、１０…ホル
ダ、１１…ピン、１２…付勢バネ、１３…ピン先端部、
１５…燃料制限具、１６…ガバナスプリング力、１７…
付勢バネ力、１８…ガバナ力、１９…押し出し限界姿
勢、２０…押し込み限界姿勢。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガバナレバー(１)をスプリング力入力レ
バー(２)とガバナ力入力レバー(３)とで構成し、この一
対のレバー(２)・(３)をガバナレバー枢軸(４)に揺動自
在に枢支し、調速アーム(５)にカバナスプリング(６)を
介してスプリング力入力レバー(２)を連動連結し、ガバ
ナ力発生手段(７)にガバナ力入力レバー(３)を連携さ
せ、このガバナ力入力レバー(３)に燃料噴射ポンプ(８)
の調量ラック(９)を連動連結させ、上記一対のレバー(２)・(３)のうち、一方のレバー(２)
にホルダ(１０)を設け、このホルダ(１０)にピン(１１)
をそのピン軸線方向に沿ってスライド自在に支持し、こ
のピン(１１)を付勢バネ(１２)でピン先端方向に付勢し
て、ピン先端部(１３)をホルダ(１０)から押し出すよう
にし、このピン先端部(１３)を他方のレバー(３)に接当
させ、スプリング力入力レバー(２)にその燃料増量揺動
側から燃料制限具(１５)を臨ませ、定格負荷運転時には
スプリング力入力レバー(３)が燃料制限具(１５)に受け
止められるようにした、エンジン発電機用ディーゼルエ
ンジンにおいて、ガバナスプリング力(１６)と付勢バネ力(１７)とガバナ
力(１８)との釣り合いによって、定格負荷運転時にはピ
ン(１１)が押し出し限界姿勢(１９)となり、負荷の低下
に伴うガバナ力(１８)の上昇につれてピン(１１)がホル
ダ(１０)内に次第に大きく押し込まれ、無負荷運転状態
に到達する手前でピン(１１)が押し込み限界姿勢(２０)
となるようにした、ことを特徴とするエンジン発電機用
ディーゼルエンジン。