JP3344899B2 - ディーゼルエンジンの遠心式ガバナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクアップ装置
を備えるディーゼルエンジンの遠心式ガバナに関し、特
に最大トルクアップ位置を調節可能とし、併せてカバナ
差を小さくする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の遠心式ガバナの従来技術として
は、例えば図６に示すものがある。この遠心式ガバナ
は、第１レバー１Ａと第２レバー１Ｂとを連動可能に設
け、第１レバー１Ａと第２レバー１Ｂとの間にトルクア
ップ装置２０を介装して成り、ラックピン６は、第１レ
バー１Ａとトルクアップ装置２０と第２レバー１Ｂとを
順に介してガバナスプリング４で燃料増量側Ｒへ弾圧す
るのに対して、ガバナウエイトのガバナ力Ｆで第１レバ
ー１Ａを介して燃料減量側Ｌへ押圧するように構成す
る。

【０００３】上記トルクアップ装置２０は、筒状ケース
２１と、この筒状ケース２１の先端部より出退自在に突
出するトルクピン２２と、この筒状ケース２１内に収容
されて上記トルクピン２２を第１レバー１Ａへ向けて弾
発するトルクスプリング２３と、このトルクスプリング
２３の弾発力を設定するために筒状ケース２１内の後部
に螺着されたバネ受け具２４とを具備して成る。

【０００４】この遠心式ガバナは、以下のように作用す
る。エンジンの始動操作時には、ラックピン６は第１レ
バー１Ａを介してスタートスプリング３の張力で最大燃
料増量位置である始動増量位置Ｓｔに弾圧されて始動を
容易にする。このとき第２レバー１Ｂは燃料制限具７に
受け止められて全負荷相当位置４／４に置き残される。

【０００５】エンジン始動後の無負荷最高回転数Ｎ₀ と
全負荷最高回転Ｎ₂ との間では、ガバナスプリング４と
これに対抗するガバナ力Ｆとの釣り合い力により、負荷
に対応して第１レバー１Ａと第２レバー１Ｂとが一体と
なって揺動し、ラックピン６は無負荷相当位置０／４と
全負荷相当位置４／４との間のガバナ調量域Ｌａ内で調
量移動する。このときトルクアップ装置２０のトルクス
プリング２３の弾発力はガバナスプリング４の張力より
弱いため、トルクピン２２は第２レバー１Ｂに押されて
筒状ケース２１内に退入し、その突出量がゼロの状態に
なっており、トルクスプリング２３はそれ以上収縮しな
い。

【０００６】エンジンが過負荷運転に移行するとエンジ
ンの回転数が低下し、ガバナ力Ｆが低下してガバナスプ
リング４の張力で第１レバー１Ａと第２レバー１Ｂとを
燃料増量側Ｒに引く。このとき第２レバー１Ｂは燃料制
限具７に受け止められて全負荷相当位置４／４に置き残
される。つまり、ガバナスプリング４は機能しない。一
方、トルクアップ装置２０のトルクスプリング２３の弾
発力がガバナ力Ｆに打ち勝ってトルクピン２２を押し出
す。これにより過負荷運転状態ではラックピン６は全負
荷相当位置４／４と最大トルクアップ位置Ｔｕとの間の
トルクアップ調量域Ｌｂ内で調量移動する。これにより
エンジンはトルクを上げて粘り強さを発揮する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の遠心
式ガバナにおいては、トルクスプリングやその初期荷重
設定の誤差、個々のエンジンの個性等により、エンジン
のピークトルク値にバラツキが生じていた。このため、
エンジンが過負荷運転に移行した場合に、ピークトルク
値が高くなり過ぎて排ガス規制をクリアーできないも
の、あるいはピークトルク値が低くなり過ぎて、エンス
トし粘り強さを発揮できないものがでる。そこで、排ガ
ス規制をクリアーし、粘り強さを発揮させるために、ト
ルクスプリングを交換したり、その初期荷重設定をやり
直す等、遠心式ガバナの組み付け調節に手間取る。

【０００８】また、エンジン発電機には限らないが、こ
の種のエンジンでは負荷変動に対する速度変動率〔（無
負荷最高回転数−全負荷最高回転数）÷全負荷最高回転
数〕が小さいこと、つまり、ガバナ差（無負荷最高回転
数−全負荷最高回転数）を小さくすることが求められ
る。しかしながら、従来のトルクアップ装置２０におい
ては、エンジンの無負荷最高回転数Ｎ₀ と全負荷最高回
転Ｎ₂ との間では、トルクスプリング２３は機能しない
構成であるから、ガバナ差はガバナスプリング４のバネ
定数により規定される。そしてバネ定数を弱くするとガ
バナ差を小さくすることができるが、逆にハンチングが
生じ易くなる。従って、ガバナ差とハンチングとをバラ
ンスさせる必要があるため、ガバナ差を小さくするには
限度がある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、 エンジンのピークトルク値を調節できるようにし
て、ピークトルク値のバラツキに起因する上記不都合を
解消すること、 ガバナ差とハンチングとをバランスさせながらも、
ガバナ差を一層小さくすること、を技術課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、以下のように構成される。即ち、第１レバ
ー１Ａと第２レバー１Ｂとを連動可能に設け、第１レバ
ー１Ａと第２レバー１Ｂとの間にトルクアップ装置１０
を介装して成り、エンジンの過負荷運転状態では、燃料
制限具７で第２レバー１Ｂを全負荷相当位置４／４に受
け止めるとともに、上記トルクアップ装置１０のトルク
スプリング１３の弾発力によりトルクピン１２をガバナ
力Ｆに抗して突出させることにより、第１レバー１Ａを
介してラックピン６をトルクアップ調量域Ｌｂ内で調量
移動させるように構成したディーゼルエンジンの遠心式
ガバナにおいて、上記トルクピン１２のピン先端部１２
ａに対向させてピークトルク制限具１５を進退調節自在
に設け、このピークトルク制限具１５でピン先端部１２
ａの最大突出量を調量規制可能に構成し、上記ラックピ
ン６が第１レバー１Ａと第２レバー１Ｂとを介して無負
荷相当位置０／４と全負荷相当位置４／４との間を調量
移動するガバナ調量域Ｌａ内では、ガバナスプリング４
の張力とトルクスプリング１３の弾発力とをガバナ力Ｆ
に対抗させるとともに、トルクスプリング１３の弾発力
がガバナ力Ｆに屈してトルクピン１２を後退させ、トル
クピン１２の突出量がゼロの状態でトルクスプリング１
３がそれ以上収縮しないものに比べて、トルクピン１２
が後退する分だけ、無負荷最高回転数を下げることがで
きるように構成した、ことを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の作用・効果】本発明は、以下の作用・効果を奏
する。 トルクピン１２のピン先端部１２ａに対向させてピ
ークトルク制限具１５を進退調節自在に設け、このピー
クトルク制限具１５でピン先端部１２ａの最大突出量を
調量規制可能に構成したことから、エンジンのピークト
ルク値を調節できる。これにより、ピークトルク値のバ
ラツキに起因する前記不都合を解消することができる。
即ち、排ガス規制をクリアーし、粘り強さを発揮させる
ための、遠心式ガバナの組み付け調節を容易にし、もっ
てその組み付け調節のコスト低減を図ることができる。

【００１２】 ガバナスプリング４の張力とトルクス
プリング１３の弾発力とをガバナ力Ｆに対抗させ、トル
クスプリング１３の弾発力がガバナ力Ｆに屈してトルク
ピン１２を後退させるように構成したことから、ガバナ
調量域Ｌａ内では、エンジンは無負荷最高回転数と全負
荷最高回転との間にあり、ガバナ力が強力になる。この
強力なガバナ力Ｆに対してガバナスプリング４の張力と
トルクスプリング１３の弾発力とが対抗するが、トルク
スプリング１３は強力なガバナ力に屈して収縮し、トル
クピン１２が後退する。これにより、ガバナスプリング
４及びトルクスプリング１３のバネ定数が同じであって
も、従来例（トルクピン１２の突出量がゼロの状態でト
ルクスプリング１３がそれ以上収縮しないもの）に比べ
て、同じガバナ力Ｆに対してトルクピン１２が後退する
分だけ、ラックピン６が第２レバー１Ｂを介して燃料減
量側へ大きく調量移動し、図２中の実線Ｌ₁ で示すよう
に、無負荷最高回転数を従来例のＮ₀ からＮ₁ に下げる
ことができる。これにより、ガバナ差とハンチングとを
バランスさせながらも、ガバナ差を小さくすることがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１及
び図３〜図５に基づいて説明する。ここで、図５は本発
明の実施形態に係る遠心式ガバナの斜視図、図４はその
遠心式ガバナの縦断面図、図３（Ａ）はその遠心式ガバ
ナの正面図、図３（Ｂ）はその平面図であり、図１はそ
の遠心式ガバナの模式図である。

【００１４】この遠心式ガバナＧは、図１及び図３〜図
５に示すように、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ
Ｐのラックピン６をレバー連結具１ａを介して第１レバ
ー１Ａに連動連結し、上記レバー連結具１ａにスタート
スプリング３を連結し、上記第１レバー１Ａにカム軸２
０に外嵌するガバナスリーブ２１を介してガバナ力Ｆを
作用させるように構成する。また、第２レバー１Ｂのバ
ネ係止部１ｅと調速レバー５とにわたりガバナスプリン
グ４を架着し、ガバナスプリング４の張力は調速レバー
５で調節操作可能に構成する。上記第１レバー１Ａと第
２レバー１Ｂとを支軸２で揺動可能に支持するととも
に、両者１Ａ・１Ｂの間にトルクアップ装置１０を介装
して相互に連動するように構成する。なお、上記支軸２
は軸支具１６で枢支する。

【００１５】上記構成において、ラックピン６は、スタ
ートスプリング３とガバナスプリング４とにより燃料増
量側Ｒへ弾圧し、図示しないガバナウエイトのガバナ力
Ｆによりガバナスリーブ２１と第１レバー１Ａとを介し
て燃料減量側Ｌへ押圧する。また、第２レバー１Ｂは、
接当片１ｄを介して燃料制限具７で全負荷相当位置４／
４に受け止め可能に構成し、上記燃料制限具７は、ガバ
ナ室の機壁２５に進退調節可能に設ける。

【００１６】前記レバー連結具１ａは、これにあけた長
孔１７に第１レバー１Ａの上端部に固定したピン１８を
挿通して当該第１レバー１Ａと連結され、停止レバー８
で停止操作可能に構成される。つまり、ガバナスプリン
グ４の張力に妨げられることなく、レバー連結具１ａを
介してラックピン６を燃料カット位置に操作できるよう
に構成されている。なお、前記調速レバー５と上記停止
レバー８とは、図５に示すように同心軸上に個別操作可
能に設けられており、調速レバー５は調速操作レバー５
ａにより、停止レバー８は停止操作レバー８ａにより、
それぞれ操作される。

【００１７】以下、本発明の特徴構造について説明す
る。上記トルクアップ装置１０は、図１及び図３(Ａ)
(Ｂ)に示すように、第２レバー１Ｂに一体に形成された
ピン支持具１１と、このピン支持具１１に進退自在に設
けられたトルクピン１２と、このトルクピン１２の接当
部１２ｂを第１レバー１Ａの接当片１ｃに向けて弾発付
勢するトルクスプリング１３と、上記トルクピン１２の
後端部に止着された止め輪１４とを備えている。また、
トルクピン１２のピン先端部１２ａに対向させてピーク
トルク制限具１５が設けられている。

【００１８】上記ピークトルク制限具１５は、図１に示
すように、ガバナ室の機壁２５に進退調節可能に設けら
れ、エンジンの過負荷運転時におけるピン先端部１２ａ
の最大突出量を調量規制するように構成されている。こ
れにより、エンジンのピークトルク値を調節でき、ピー
クトルク値のバラツキに起因する不都合を解消すること
ができる。これにより、トルクアップ装置１０を組み付
けた後で、個々のエンジンのピークトルク値を調節すれ
ば足り、トルクスプリングの初期荷重の調節等は一切不
要になる。つまり、エンジンの排ガス規制をクリアー
し、粘り強さを発揮させるために必要な遠心式ガバナの
組み付け調節が容易になり、その組み付け調節のコスト
低減を図ることができる。

【００１９】このトルクアップ装置１０は、従来例と同
様のトルクアップ機能のほかに、ラックピン６が第１レ
バー１Ａと第２レバー１Ｂとを介して無負荷相当位置０
／４と全負荷相当位置４／４との間を調量移動するガバ
ナ調量域Ｌａ内では、ガバナスプリング４の張力とトル
クスプリング１３の弾発力とをガバナ力Ｆに対抗させ、
トルクスプリング１３の弾発力がガバナ力Ｆに屈してト
ルクピン１２を後退させるように構成されている。

【００２０】以下、エンジンの最終調節段階におけるト
ルクアップ装置１０の調節について説明する。先ず、エ
ンジンを運転し、調速レバー５の最高速位置をエンジン
が無負荷最高回転数（図２中のＮ₁ ）になるように図示
しない牽制ボルトで牽制する。次いで負荷をかけて定格
回転数（図２中のＮ₂ ）にしてから所定のトルクとなる
ように燃料制限具７を第２レバー１Ｂの接当片１ｄに対
して進退調節して機壁２５に固定する。さらに負荷をか
けていき、トルクピン１２の先端部１２ａがピークトル
ク制限具１５に接当した状態で所定のピークトルク値が
得られるように、ピークトルク制限具１５を進退調節し
てガバナ室の機壁２５にナット２６で固定する。

【００２１】本発明では、ラックピン６が調量移動する
ガバナ調量域Ｌａ内においても、トルクスプリング１３
の弾発力を殺さないで、ガバナスプリング４とともにガ
バナ力Ｆに対抗させるように構成したことから、このガ
バナ調量域Ｌａ内では、エンジンはガバナ力が強力な無
負荷最高回転数Ｎ₁ と全負荷最高回転数Ｎ₂ との間にあ
り、ガバナスプリング４の張力とトルクスプリング１３
の弾発力とが強力なガバナ力Ｆに対抗する。このときト
ルクスプリング１３が強力なガバナ力に屈して収縮し、
トルクピン１２が後退する。

【００２２】つまり、ラックピン６のガバナ調量域Ｌａ
内ではトルクピン１２が後退することから、ガバナスプ
リング４及びトルクスプリング１３のバネ定数が従来例
と同じであっても、同じガバナ力Ｆに対してトルクピン
１２が後退する分だけ、ラックピン６が第２レバー１Ｂ
を介して燃料減量側へ大きく調量移動し、図２中の実線
Ｌ₁ で示すように、無負荷最高回転数を従来例のＮ₀ か
らＮ₁ に下げることができる。これにより、ガバナ差と
ハンチングとをバランスさせながらも、ガバナ差を小さ
くすることができる。

【００２３】なお、上記実施形態では、ピン支持具１１
を第２レバー１Ｂと一体に形成し、トルクピン１２の接
当部１２ｂを第１レバー１Ａの接当片１ｃに当接させる
ものについて説明したが、これとは逆に、ピン支持具１
１を第１レバー１Ａに設け、トルクピン１２の接当部を
第２レバー１Ｂに当接させるものについても同様に実施
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディーゼルエンジンの遠心式ガバ
ナを示す模式図である。

【図２】エンジンの回転数Ｎに対する燃料噴射ポンプの
ラックピンの位置を示すグラフである。

【図３】本発明の実施形態に係る遠心式ガバナを示し、
図３（Ａ）はその正面図、図３（Ｂ）はその平面図であ
る。

【図４】本発明の実施形態に係る遠心式ガバナの縦断面
図である。

【図５】本発明の実施形態に係る遠心式ガバナの斜視図
である。

【図６】従来例に係る図１相当図である。

【符号の説明】

１Ａ…第１レバー、１Ｂ…第２レバー、３…スタートス
プリング、４…ガバナスプリング、６…ラックピン、７
…燃料制限具、１０…トルクアップ装置、１２…トルク
ピン、１２ａ…トルクピンのピン先端部、１３…トルク
スプリング、１５…ピークトルク制限具、０／４…無負
荷相当位置、４／４…全負荷相当位置、Ｆ…ガバナ力、
Ｇ…遠心式ガバナ、Ｌａ…トルク調量域、Ｌｂ…トルク
アップ調量域。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１レバー（１Ａ）と第２レバー（１
   Ｂ）とを連動可能に設け、第１レバー（１Ａ）と第２レ
   バー（１Ｂ）との間にトルクアップ装置（１０）を介装
   して成り、 エンジンの過負荷運転状態では、燃料制限具（７）で第
   ２レバー（１Ｂ）を全負荷相当位置（４／４）に受け止
   めるとともに、上記トルクアップ装置（１０）のトルク
   スプリング（１３）の弾発力によりトルクピン（１２）
   をガバナ力（Ｆ）に抗して突出させることにより、第１
   レバー（１Ａ）を介してラックピン（６）をトルクアッ
   プ調量域（Ｌｂ）内で調量移動させるように構成したデ
   ィーゼルエンジンの遠心式ガバナにおいて、 上記トルクピン（１２）のピン先端部（１２ａ）に対向
   させてピークトルク制限具（１５）を進退調節自在に設
   け、このピークトルク制限具（１５）でピン先端部（１
   ２ａ）の最大突出量を調量規制可能に構成し、 上記ラックピン（６）が第１レバー（１Ａ）と第２レバ
   ー（１Ｂ）とを介して無負荷相当位置（０／４）と全負
   荷相当位置（４／４）との間を調量移動するガバナ調量
   域（Ｌａ）内では、ガバナスプリング（４）の張力とト
   ルクスプリング（１３）の弾発力とをガバナ力（Ｆ）に
   対抗させるとともに、トルクスプリング（１３）の弾発
   力がガバナ力（Ｆ）に屈してトルクピン（１２）を後退
   させ、トルクピン（１２）の突出量がゼロの状態でトル
   クスプリング（１３）がそれ以上収縮しないものに比べ
   て、トルクピン（１２）が後退する分だけ、無負荷最高
   回転数を下げることができるように構成した、ことを特
   徴とするディーゼルエンジンの遠心式ガバナ。