JP3662147B2

JP3662147B2 - エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JP3662147B2
Application number: JP17919799A
Authority: JP
Inventors: 優幸萩原
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2019-06-25
Also published as: JP2001012258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給ポンプのコントロールラックを始動増量位置にして、エンジン始動を行うエンジンの燃料制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの始動の際には、燃料噴射ポンプ[燃料供給ポンプ]に付設したコントロールラックを始動増量位置に位置させることにより、燃焼室内へ噴射する燃料噴射量を増加して始動性を向上させてある。
そして、エンジンが暖まっている暖始動の際には始動が容易なため、その暖始動の際の始動増量位置を、エンジンが冷えている冷始動の際の始動増量位置よりも燃料減量側になるようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記冷始動においては、外気温が、例えば−１５℃〜−２０℃程度まで低くなると、燃料の燃焼性が低下し、その結果、冷始動の際に、排気ガス中に黒煙が多量に発生してしまう。
この対策として、上述の暖始動の場合と同様に、冷始動の際の始動増量位置を燃料減量側に設定することも考えられるが、この場合、冷始動の際の始動性が低下するおそれがある。
【０００４】
本発明は、冷始動の際の黒煙発生の低減と始動性とを両立させることを目的とする。また、本発明は、冷始動の際の黒煙発生の低減できながら、その冷始動の際の燃料減量が過度に行われることを防止することを目的とする。さらに、本発明は、冷始動の際の黒煙発生の低減と始動性との両立を低コストで行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
[請求項１の発明]
請求項１の発明は、上記の目的を達成するために、例えば図１と図２とに示すように、次のように構成したものである。
エンジンの燃焼室へ燃料供給を行う燃料供給ポンプ(５)にコントロールラック(６)を付設し、冷始動の際にコントロールラック(６)が位置する冷始動増量位置(Sc)を、暖始動の際にコントロールラック(６)が位置する暖始動増量位置(Sh)よりも燃料増量側(Ｒ)になるようにコントロールラック(６)を制御するエンジンの燃料制御装置において、
コントロールラック(６)の冷始動増量位置(Sc)を変更する増量位置変更手段(20)を設け、増量位置変更手段(20)は、冷始動の際において外気温が低い場合のコントロールラック(６)の始動増量位置(Sc2)を、冷始動の際において外気温が高い場合のコントロールラック(６)の始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)へ設定し、かつ暖始動増量位置（ Sh ）よりも燃料増量側（Ｒ）へ設定するように構成してあるものである。
【０００６】
[請求項２の発明]
また、請求項２の発明は、上記請求項１の発明の構成において、さらに次のように構成したものである。
増量位置変更手段(20)は、冷始動の際の外気温に応じてコントロールラック(６)の燃料増量位置(Sc)を連続的に変更するように構成してあるものである。
【０００７】
[請求項３の発明]
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の発明の構成において、さらに次のように構成したものである。
増量位置変更手段(20)は、テーパ状の周面を有する規制部(21)と、外気温を検出する感温部(22)とを有し、規制部(21)は、コントロールラック(６)とガバナレバー(２)とを連結する連結具(４)が周面に当接することで、コントロールラック(６)の燃料増量側(Ｒ)への移動を規制するように構成し、感温部(22)は、外気温に応じて規制部(21)を移動させるように構成し、外気温が低い場合には規制部(21)の周面のうちの大径の周面部分(21ｂ)が連結具(４)に当接可能になり、外気温が高い場合には規制部(21)の周面のうちの小径の周面部分(21ａ)が連結具(４)に当接可能になるように、感温部(22)によって規制部(21)を移動させることにより、冷始動の際に外気温が低い場合の始動増量位置(Sc2)が、冷始動の際に外気温が高い場合の始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)となるように構成したものである。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
［請求項１］
上記請求項１の発明は、例えば図１から図３に示すように、次の作用・効果を奏する。
即ち、冷始動の際に外気温が高い場合(例えば−１５℃以上)には、増量位置変更手段(20)によって燃料供給ポンプ(５)のコントロールラック(６)は、所定の燃料増量が確保できる冷始動増量位置(Sc1)に位置する。そして、上記燃料供給ポンプ(５)は、その冷始動増量位置(Sc1)に対応する量の燃料を燃焼室内へ供給する。
【０００９】
一方、冷始動の際に外気温が低い場合(例えば−１５℃〜−２０℃程度)には、上記増量位置変更手段(20)によって上記コントロールラック(６)が、上記外気温が高い場合の冷始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)となる冷始動増量位置(Sc2)に位置する。これにより、上記燃料供給ポンプ(５)は、上記外気温が高い場合の冷始動増量位置(Sc1)よりも減量した量の燃料を燃焼室内へ供給する。
【００１０】
また、上記冷始動増量位置(Sc)は、図３(Ｂ)に示すように、暖始動の際の暖始動増量位置(Sh)よりも燃料増量側(Ｒ)に位置することにより、外気温が低いためにコントロールラック(６)の冷始動増量位置(Sc2)が、上記外気温が高い場合の冷始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)となっても、冷始動を行うために必要な始動増量は確保される。
【００１１】
このように、冷始動の際に外気温が低いために燃料の燃焼性が低下しているときには、燃焼室内へ供給される燃料量が減量されることにより、冷始動の際に外気温が低いために排気ガス中に黒煙が発生することが低減される。また、冷始動を行うために必要な始動増量は確保されることにより、上記冷始動の際の黒煙発生の低減と、上記冷始動の際の始動性とを両立させることができる。
【００１２】
［請求項２］
上記請求項２の発明は、上記請求項１の発明の作用・効果に加え、さらに次の作用・効果を奏する。
増量位置変更手段(20)が、冷始動の際の外気温に応じてコントロールラック(８)の燃料増量位置(Sc)を連続的に変更することにより、外気温が低下するに従って燃料の燃焼性が低下しても、その燃焼性の低下に応じた燃料減量を行うことができる。従って、上記冷始動の際の黒煙発生の低減できながら、その冷始動の際の燃料減量が過度に行われることを防止でき、冷始動での始動性を確実に確保できる。
【００１３】
［請求項３］
上記請求項３の発明は、上記請求項１又は２の発明の作用・効果に加え、例えば図２と図３とに示すように、さらに次の作用・効果を奏する。
即ち、冷始動の際に外気温が高い場合(例えば−１５℃以上)には、増量位置変更手段(20)の感温部(22)によって規制部(21)が、図２中の実線図に示す位置に移動している。この場合、連結具(４)が上記規制部(21)の小径の周面部分(21ａ)に当接することで、図３(Ａ)の実線図に示すように、コントロールラック(６)は、燃料増量側(Ｒ)の冷始動増量位置(Sc1)まで移動し、燃料供給ポンプ(５)は、その冷始動増量位置(Sc1)に対応する量の燃料を燃焼室内へ供給する。
【００１４】
一方、冷始動の際に外気温が低い場合(例えば−１５℃〜−２０℃程度)には、上記感温部(22)によって上記規制部(21)が図２中の二点鎖線図に示す位置に移動し、上記連結具(４)が上記規制部(21)の大径の周面部分(21ｂ)に当接する。この場合、図３(Ａ)の二点鎖線図に示すように、上記コントロールラック(６)は、上記冷始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)となる冷始動増量位置(Sc2)に位置し、燃料供給ポンプ(５)から燃焼室内への燃料供給が、上記外気温が高い場合よりも減量される。
【００１５】
このように、増量位置変更手段(20)は、テーパ状の規制部(21)を感温部(22)で移動させるといった比較的簡単な構成であるため、上述の冷始動の際の黒煙発生の低減と、冷始動の際の始動性との両立を低コストで行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるエンジンの燃料制御装置の実施の一形態について図１から図３を用いて説明する。
図１は上記燃料制御装置を用いたガバナ装置を示す縦断面図、図２は図１中のII−II線矢視断面図である。図３(Ａ)(Ｂ)は上記燃料制御装置の作用を説明するための図である。
【００１７】
図１に示すように、ガバナケース(１)内には、第１のガバナレバー(2A)と第２のガバナレバー(2B)とからなるガバナレバー(２)を有しており、その第１のガバナレバー(2A)は、レバー連結具(４)を介して、ポンプケース(７)内の燃料噴射ポンプ[燃料供給ポンプ](５)のコントロールラック(６)に連結されている。
そして、上記第１のガバナレバー(2A)が、ガバナ力(Ｇ)とガバナスプリング[図示せず]の張力との釣り合い位置へ揺動することで、その揺動に応じて上記コントロールラック(６)が移動し、これによって燃料噴射ポンプ(５)から燃料噴射ノズル[図示せず]を介して燃焼室内へ噴射される燃料噴射量が調整される。
【００１８】
即ち、上記レバー連結具(４)は、その一端部に第１のガバナレバー(2A)の上部を連結してあり、他端部に上記コントロールラック(６)から突出した雄ねじ部(９)を貫通させてある。そして、その雄ねじ部(９)に雌ねじ(10)を螺着させることにより、レバー連結具(４)とコントロールラック(６)とを連結してある。
なお、上記レバー連結具(４)の他端部には、コントロールラック(６)から突出したピン(11)を係合してあり、これによってレバー連結具(４)が自重で下方へ傾くのを防止してある。
【００１９】
一方、上記第１のガバナレバー(2A)の下端部はガバナスリーブ(13)の一端部に当接してあり、そのガバナスリーブ(13)の他端部はガバナウエイト(14)に当接してある。そのガバナウエイト(14)は、カム軸(15)に連動して回転するように構成してあり、そのカム軸(15)はエンジンのクランク軸[図示せず]に連結してある。そして、カム軸(15)の回転によって生じたガバナウエイト(14)の遠心力が、ガバナスリーブ(13)によってガバナ力(Ｇ)に変換され、そのガバナ力(Ｇ)が第１のガバナレバー(2A)に作用する。
【００２０】
また、上記第１のガバナレバー(2A)の上端部は、上記第２のガバナレバー(2B)に設けたトルクアップ装置[図示せず]を介して第２のガバナレバー(2B)に連動連結してあり、その第２のガバナレバー(2B)には上記ガバナスプリングを接続してある。そのガバナスプリングの張力は調速レバー[図示せず]によって変更されるようにしてある。
なお、上記燃料噴射ポンプ(５)は、上記カム軸(15)に設けたカム(16)によって駆動されるようになっている。
【００２１】
上記コントロールラック(６)は、次の構成によって、エンジン始動の際には始動増量位置になる。
即ち、上記レバー連結具(４)の他端部にはスタートスプリング(３)の一端部を接続してあり、そのスタートスプリング(３)の他端部は上記ガバナケース(１)の側壁に固定してある。そして、スタートスプリング(３)によって上記コントロールラック(６)が燃料増量側(Ｒ)[図中では左方向]へ付勢されることにより、エンジン始動の際にはコントロールラック(６)が始動増量位置になる。
また、上記コントロールラック(６)は、形状記憶合金などからなる暖始動時燃料制限機構[図示せず]によって、暖始動の際には所定の暖始動増量位置(Sh)[図３(Ｂ)の一点鎖線図参照]に規制されるようになっている。その暖始動増量位置(Sh)は、冷始動の際にコントロールラック(６)が位置する冷始動増量位置(Sc)よりも燃料減量側(Ｌ)の位置に設定されている。
【００２２】
さらに、上記レバー連結具(４)の他端部には押動部(19)を垂設してあり、その押動部(19)に、増量位置変更手段(20)の規制部(21)が当接可能になっている。
即ち、その増量位置変更手段(20)は、図２に示すように、上記規制部(21)に加えて、外気温を検出する感温部(22)と、上記規制部(21)を上記感温部(22)側へ付勢する付勢部(23)とを有している。そして、増量位置変更手段(20)は、冷始動の際の外気温に応じて上記コントロールラック(６)の冷始動増量位置(Sc)を変更するようになっている。
【００２３】
つまり、上記規制部(21)は、テーパ状の周面を有しており、その周面の先端[図２中では左側]が小径の周面部分(21ａ)となり、基端側[図２中では右側]が大径の周面部分(21ｂ)となるようにしてある。
上記感温部(22)は、ワックスの熱膨張を利用したサーモスタットや形状記憶合金やバイメタルなどを用いて構成してあり、上記ポンプケース(７)から外方へ突出するように配置してある。そして、感温部(22)は、上記検出した外気温が低くなると上記規制部(21)を上記付勢部(23)側[図２中では左側]へ押動するようにしてある。上記付勢部(23)は、上記ポンプケース(７)の側壁に螺着したボルト(24)と、ピストン(25)との間にスプリング(26)を配置してあり、そのスプリング(26)によってピストン(25)を介して上記規制部(21)を上記感温部(22)側[図２中では右側]へ付勢するようになっている。
【００２４】
また、上記ガバナケース(１)には、図１に示すように、エンジン停止用の停止ソレノイド(30)を配置してある。そして、エンジン停止の際には、上記停止ソレノイド(30)のロッド(31)が下降して、停止レバー(32)の上端部が押し下げられ、これによって停止レバー(32)が揺動して、停止レバー(32)の下端部がレバー連結具(４)の当接部(34)を燃料減量方向(Ｌ)[図１中では右方向]へ押動する。すると、上記レバー連結具(４)が、第１のガバナレバー(2A)を置き残した状態でコントロールラック(６)を燃料停止位置[図１中では右側の位置]へ移動させ、これによって燃料噴射ポンプ(５)の燃料供給が停止する。なお、上記停止レバー(32)は、停止ソレノイド(30)のロッド(31)が上昇しているときには、スプリング(33)の張力でレバー連結具(４)と当接しない位置に退避している。
【００２５】
上記増量位置変更手段(20)は、図２と図３とに示すように、次のように作用する。
即ち、冷始動の際に外気温が高い場合(例えば−１５℃以上)には、上記感温部(22)によっては上記規制部(21)が押動されず、その規制部(21)は、図２中の実線図に示すように、上記付勢部(23)の付勢力で図２中の右方向へ移動している。
この場合、上記レバー連結具(４)の押動部(19)は、上記規制部(21)の小径の周面部分(21ａ)に当接する。このときには、図３(Ａ)の実線図に示すように、上記コントロールラック(６)は、燃料増量側(Ｒ)の第１の冷始動増量位置(Sc1)まで移動する。これにより、上記燃料噴射ポンプ(５)は、その第１の冷始動増量位置(Sc1)に対応する燃料噴射量を燃焼室内へ噴射する。
【００２６】
一方、冷始動の際に外気温が低い場合(例えば−１５℃〜−２０℃程度)には、上記感温部(22)は、その外気温を検出することで上記規制部(21)を図２中の左方向へ押動する。すると、上記規制部(21)が図２中の左方向へ動いて[図２中の二点鎖線図の状態]、上記レバー連結具(４)の押動部(19)が、規制部(21)の大径の周面部分(21ｂ)に当接する。
この場合、上記コントロールラック(６)は、上記第１の冷始動増量位置(Sc1)まで移動することが規制され、図３(Ａ)の二点鎖線図に示すように、上記第１の冷始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)となる第２の冷始動増量位置(Sc2)に位置する。これにより、上記燃料噴射ポンプ(５)は、上記第１の冷始動増量位置(Sc1)の場合よりも減量した燃料噴射量で燃焼室内へ噴射する。
【００２７】
また、上記第２の冷始動増量位置(Sc2)は、図３(Ｂ)に示すように、上述の暖始動増量位置(Sh)よりも燃料増量側(Ｒ)に位置するように設定してあり、これによって冷始動での始動増量状態を確保するようにしてある。
なお、エンジンの冷始動あるいは暖始動の完了後には、エンジン温度が上昇することで上記感温部(22)が後退し、上記規制部(21)が図２中の実線図の状態に戻る。これにより、上記コントロールラック(６)は、図２中の実線図の位置まで移動可能になる。そして、上記燃料噴射ポンプ(５)は、その位置まで燃料増量可能になる。
【００２８】
上記実施の形態は、次のように変更可能である。
即ち、上記増量位置変更手段(20)の感温部(22)は、冷始動の際の外気温に応じて上記規制部(21)の位置を図２中の左方向へ連続的に変更するように構成してもよいが、これに限られるものではなく、例えば、上記感温部(22)は、冷始動の際の外気温が所定の低温以下のときの位置と、その外気温が上記所定の低温を越えたときの位置との２段階のみ切り替わるように構成してもよい。
【００２９】
また、上記説明では、メカニカルガバナ装置の場合を例にしたが、本発明は電子ガバナ装置であっても適用できる。この電子ガバナ装置の場合、増量位置変更手段(20)を、コントロールラック(６)の駆動を制御する制御部のプログラムとして構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるエンジンの燃料制御装置の実施の一形態を示すものであり、上記燃料制御装置を用いたガバナ装置を示す縦断面図である。
【図２】図１中のII−II線矢視断面図である。
【図３】図３(Ａ)(Ｂ)は上記燃料制御装置の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
２…ガバナレバー、４…レバー連結具、５…燃料噴射ポンプ、６…コントロールラック、20…増量位置変更手段、21…規制部、21ａ…規制部の小径の周面部分、21ｂ…規制部の大径の周面部分、22…感温部、Ｒ…燃料増量側、Ｌ…燃料減量側、Sc・Sc1・Sc2…冷始動増量位置、Sh…暖始動増量位置。

Claims

エンジンの燃焼室へ燃料供給を行う燃料供給ポンプ(５)にコントロールラック(６)を付設し、冷始動の際に上記コントロールラック(６)が位置する冷始動増量位置(Sc)を、暖始動の際に上記コントロールラック(６)が位置する暖始動増量位置(Sh)よりも燃料増量側(Ｒ)になるように上記コントロールラック(６)を制御するエンジンの燃料制御装置において、
上記コントロールラック(６)の冷始動増量位置(Sc)を変更する増量位置変更手段(20)を設け、
その増量位置変更手段(20)は、冷始動の際において外気温が低い場合のコントロールラック(６)の始動増量位置(Sc2)を、冷始動の際において外気温が高い場合のコントロールラック(６)の始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)へ設定し、かつ暖始動増量位置（ Sh ）よりも燃料増量側（Ｒ）へ設定するように構成してある、
ことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
請求項１に記載のエンジンの燃料制御装置において、
前記増量位置変更手段(20)は、前記冷始動の際の外気温に応じて前記コントロールラック(６)の燃料増量位置(Sc)を連続的に変更するように構成してある、
ことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
請求項１又は２に記載のエンジンの燃料制御装置において、
前記増量位置変更手段(20)は、テーパ状の周面を有する規制部(21)と、外気温を検出する感温部(22)とを有し、
上記規制部(21)は、前記コントロールラック(６)とガバナレバー(２)とを連結する連結具(４)が上記周面に当接することで、上記コントロールラック(６)の燃料増量側(Ｒ)への移動を規制するように構成し、上記感温部(22)は、外気温に応じて上記規制部(21)を移動させるように構成し、
外気温が低い場合には上記規制部(21)の周面のうちの大径の周面部分(21ｂ)が上記連結具(４)に当接可能になり、外気温が高い場合には上記規制部(21)の周面のうちの小径の周面部分(21ａ)が上記連結具(４)に当接可能になるように、上記感温部(22)によって上記規制部(21)を移動させることにより、冷始動の際に外気温が低い場合の前記始動増量位置(Sc2)が、冷始動の際に外気温が高い場合の前記始動増量位置(Sc1)よりも燃料減量側(Ｌ)となるように構成した、
ことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。