JPH048264Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、デイーゼルエンジンに用いられるハ
ーフオールスピードガバナ特性を有する分配型燃
料噴射ポンプに関するものである。

（従来の技術） 従来より、燃料噴射ポンプとして、例えば、実
開昭60−70739号に見られるように、ハーフオー
ルスピードガバナ特性を備えたものが公知であ
る。このハーフオールスピードガバナ特性は、運
転者がコントロールスリーブを介して噴射量を加
減でき、同条件で運転しているときの加減速時の
コントロールスリーブ移動量（噴射量変化割合）
が小さく、特に減速時では噴射量の変動に伴うシ
ヨツクを軽減させアクセルフイーリングがよくな
るものである。

上記特性を得るガバナ機構は、エンジン回転数
に応じて移動するガバナスリーブと、ガバナスリ
ーブの移動に追随して回動し燃料噴射量を制御す
るガバナレバーと、上記ガバナレバーとコントロ
ールレバーとの間にガバナスプリングが介装され
てなり、アクセル操作量すなわち負荷に対応した
燃料噴射量を決定するものである。そして、前記
ガバナスプリングは、部分負荷域において、低・
中速域で圧縮変形するスプリング（以下、第１ス
プリングと呼ぶ）と高速域で圧縮変形するスプリ
ング（以下、第２スプリングと呼ぶ）から成り、
第１スプリングは低・中速部分負荷域の噴射量を
決定し、第２スプリングは高速部分負荷域の噴射
量を決定するものである。

上記機構による噴射特性は、全負荷域で始動後
の低速運転域に比して中速運転域の噴射量を増大
させている。すなわち、低速全負荷域では、噴射
量を増大するとスモークの発生が増大することか
ら噴射量は低減され、一方、中速全負荷域ではス
モークの問題もないことから噴射量を増大して出
力向上を図り、さらに、高速全負荷域では一般に
熱負荷を軽減することから噴射量の低減を行うよ
うにしている（第６図の全負荷特性Ｆ参照）。

上記のように低速域より中速域の噴射量を増大
するような全負荷噴射特性を設定するについて、
全負荷状態でコントロールレバーおよびガバナレ
バーが大きく操作され、コントロールスリーブは
所定位置に停止した状態にある。

（考案が解決しようとする問題点） しかして、全負荷噴射特性を上記のように中速
域で増量するようにしていると、部分負荷域で不
安定な回転変動（回転飛び）を生起する場合があ
り、運転性に悪影響を及ぼす。すなわち、第６図
に破線P′で示すように、全負荷特性Ｆの影響によ
り部分負荷域においても中速運転域で噴射量が増
大する傾向となり、特に回転数の上昇に対して噴
射量が増大する特性の部分において微小な負荷変
動に伴う回転変動が大きくなり、回転が安定しな
いものである。

上記のような噴射特性により、負荷の増大に対
して燃料噴射量を増大すると、エンジン回転数が
予測以上に上昇し、また、負荷の低下に対して噴
射量の若干の低下に対してエンジン回転数が大き
く低下することになり、運転性を損うことにな
る。この点に関し、ガバナスプリングの中の上記
第１スプリングのばね定数を小さく設定すると、
低速域から中速域の低速側にかけての域での回転
上昇に対する噴射量の増大傾向はなくなるが、中
速域の高速側でエンジン回転数の上昇に対して燃
料噴射量の減少が大きくなつてアクセルフイーリ
ングが悪化するものである。

そこで、本考案は上記事情に鑑み、中速域で噴
射量を増量する所定の全負荷特性を得る一方、部
分負荷域における低・中速状態でのエンジン回転
数に対する噴射の増大傾向をアクセルフイーリン
グを低下させることなく改善するようにし、回転
飛びの発生を防止するようにした分配型燃料噴射
ポンプを提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案の燃料噴射ポンプは、全負荷域の噴射量
特性を低速域の噴射量に比して中速域の噴射量が
多くなるように設定してハーフオールスピードガ
バナ特性を有し、ガバナスプリングの中の第１ス
プリングのばね特性を、圧縮ストローク量の増大
に対して荷重変化割合が増大する特性としたこと
を特徴とするものである。

（作用） 上記のような燃料噴射ポンプによれば、全負荷
域においては低速域の噴射量に比して中速域の噴
射量を増量するように設定し、低速域のスモーク
の発生を抑制するとともに中速域での高い出力が
得られる特性となつている。

一方、ガバナスプリングの中の第１スプリング
のばね特性を圧縮ストロークに対して荷重変化割
合が増大する特性とし、部分負荷域における低・
中速状態での噴射がエンジン回転数の増加に対し
て略直線的な低減特性を有するようにし、負荷の
変動に対するエンジン回転の飛びをなくし、良好
な運転性とアクセルフイーリングおよび全負荷特
性を得るようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿つて本考案の実施例を説明す
る。第１図には燃料噴射ポンプの要部構造を示
す。

燃料噴射ポンプ１のハウジング２内には、燃料
が供給されるポンプ室３が形成され、該ポンプ室
３内の燃料が回転往復運動されるプランジヤ４に
よつて分配圧送される。上記プランジヤ４の外周
にはスライド可能にコントロールスリーブ５が嵌
挿され、このコントロールスリーブ５によつてプ
ランジヤ４に形成されたカツトオフポート４ａが
開閉される。

上記プランジヤ４は後退時に燃料を吸入し、回
転と前進により圧縮し、吐出路（図示せず）から
高圧燃料を所定気筒の燃焼室に噴射する。プラン
ジヤ４がさらに前進すると、カツトオフポート４
ａがコントロールスリーブ５の側方へ移動してポ
ンプ室３に開口することにより圧力が低下して噴
射を終了する。噴射燃料の増減は、コントロール
スリーブ５をスライドさせ、プランジヤ４の有効
ストローク量を変更させることにより、すなわち
カツトオフポート４ａの開口時期を調整すること
により行われ、上記コントロールスリーブ５を図
の左方に移動すると噴射量が減少し、逆に右方へ
移動すると噴射量が増加するものである。

次に、ポンプ室３の上部にはガバナ機構６が内
蔵され、このガバナ機構６の作動により前記コン
トロールスリーブ５の移動をエンジン回転数に応
じて行い、燃料噴射量を調整するものである。す
なわち、ガバナシヤフト７が駆動ギヤ８によつて
エンジン回転数に対応した回転数で駆動され、こ
のガバナシヤフト７に取付けられたフライウエイ
トホルダ９にフライウエイト１０が組込まれ、さ
らに、ガバナシヤフト７に沿つて摺動可能にガバ
ナスリーブ１１が嵌挿され、遠心力によるフライ
ウエイト１０の拡張動作によつてガバナスリーブ
１１が突出方向に摺動する。

また、上記ガバナスリーブ１１の移動に追随し
てテンシヨンレバー１３とスタートレバー１４に
よるガバナレバー１５が回動するものであつて、
このテンシヨンレバー１３およびスタートレバー
１４は、コレクタレバー１６に固定された共通の
第１ピン１７を支点として回動するように支承さ
れている。スタートレバー１４の背面には前記ガ
バナスリーブ１１の先端が当接し、下端にはボー
ルヘツドピン１８が立設されている。該ボールヘ
ツドピン１８は前記コントロールスリーブ５に係
合し、スタートレバー１４の回動に応じてコント
ロールスリーブ５が移動するように構成されてい
る。

上記スタートレバー１４とテンシヨンレバー１
３との間には基端部がスタートレバー１４に固着
された板ばねによるスタートスプリング１９とコ
イルスプリングによるアイドルスプリング２０と
が弾装されている。また、前記テンシヨンレバー
１３の増量方向への回動は、ストツパー２１との
当接によつて規制される。さらに、前記コレクタ
レバー１６は第２ピン２２によりハウジングに固
定され、下部のサポートスプリング２３により付
勢され、その回動位置はフルロード調整ねじ２４
により調整される。

一方、ハウジング２の上部に支承された回転軸
２６にコントロールレバー２７が固定され、第２
図にも示すように、この回転軸２６の内端にシヤ
ツクル２８を介してヨーク２９が取付けられ、一
方、前記テンシヨンレバー１３の上端部にはダン
パスプリング３０を介してロツド３１が連係さ
れ、このロツド３１と前記ヨーク２９とが、ハイ
スピードガバナスプリング３２とパーシヤルロー
ドスプリング３３が直列に介装されて接続されて
いる。上記コントロールレバー２７はスロツトル
操作に連動して回動し、スプリングの張力を変更
して所定の噴射特性を得るものである。これらガ
バナスプリングの各スプリングのばね定数は、ダ
ンパスプリング３０、パーシヤルロードスプリン
グ３３、ハイスピードガバナスプリング３２の順
に大きく設けられ、圧縮力が増大するにしたがつ
て上記順で圧縮変形するものであり、ダンパスプ
リング３０と、パーシヤルロードスプリング３３
が第１スプリング（低・中速域で圧縮変形するガ
バナスプリング）であり、ハイスピードガバナス
プリング３２が第２スプリング（高速域で圧縮変
形するガバナスプリング）である。

そして、本実施例では、第１スプリングの中の
比較的に中速域で圧縮変形する前記パーシヤルロ
ードスプリング３３は、そのばね特性が圧縮方向
のストローク量の増大に対して荷重変化割合が増
大する特性、すなわち第３図に例示するように、
荷重と圧縮ストロークの関係（応力−歪み線）が
実線で示す曲線状に増大するもの、もしくは破
線で示す折れ線状に増大する特性のものが使用
される。このパーシヤルロードスプリング３３の
一例としては、第４図のＡのようなピツチが変化
した不等ピツチコイルスプリング、または、同図
Ｂのような線径が変化したコイルスプリング等が
適用可能である。

上記実施例における噴射量制御特性を説明す
る。まず、第１図に示すエンジンの停止状態にお
いては、各スプリングの伸長状態に対応してガバ
ナスリーブ１１は最も後退した位置にあり、スタ
ートレバー１４の回動に対応してコントロールス
リーブ５は右方すなわち噴射量の増大側の始動増
量位置に移動している。始動後のアイドリング状
態においては、フライウエイト１０によるガバナ
スリーブ１１の前進移動によりスタートスプリン
グ１９およびアイドルスプリング２０が縮んで、
両者が釣合つたアイドル状態にコントロールスリ
ーブ５が減量方向に移動する。

そして、全負荷状態においては、コントロール
レバー２７が最大量操作され、テンシヨンレバー
１３は最大回動状態でストツパー２１に当接して
停止し、パーシヤルロードスプリング３３および
ダンパスプリング３０はいずれも一杯に縮めら
れ、コントロールスリーブ５はフルロード噴射量
（全負荷最大噴射量）の得られる位置に移動する。
回転の上昇に対し、フライウエイト１０の遠心力
がハイスピードガバナスプリング３２およびパー
シヤルロードスプリング３３の合力に釣合つた点
がエンジンの最高出力の出せる全負荷最高回転数
（第５図ａ点）となる。ポンプ回転数が負荷変化
等によりさらに上昇したときは、フライウエイト
１０はハイスピードガバナスプリング３２を初め
て縮め、コントロールスリーブ５は減量方向に移
動する。

上記のような全負荷状態におけるエンジン回転
数の変化に対するコントロールスリーブ５の位置
は、第５図の全負荷特性Ｆに示すように、極低速
域を除く低速域から中速および高速域に至るまで
一定であり、ａ点を越えてからフライウエイト１
０の遠心力によつてハイスピードガバナスプリン
グ３２が縮むことによつてコントロールスリーブ
５は減量方向に移動する。そして、上記のように
コントロールスリーブ５が一定位置にある場合
に、カツトオフポート４ａ、デリバリバルブ（図
示せず）等の仕様を調整することによつて、第６
図に示すように、エンジン回転数に対する全負荷
噴射特性Ｆは、低速域に対して中速域の噴射量を
増量して、低速域のスモークの発生を抑制する一
方、中速域の出力向上を図り、さらに高速域では
熱負荷を軽減するために噴射量を低減するような
特性に設定している。

次に、部分負荷域（パーシヤル域）において
は、主としてガバナスプリングの中の第１スプリ
ングであるダンパスプリング３０とパーシヤルロ
ードスプリング３３がフライウエイト１０の遠心
力に抗しており、アイドリングを越えた回転域で
はスタートレバー１４とテンシヨンレバー１３と
は一体に動く。低速から中速回転域では回転数の
上昇に対してダンパスプリング３０とパーシヤル
ロードスプリング３３が縮むものであり、このと
きのコントロールスリーブ５の位置はコントロー
ルレバー２７の操作量（負荷）とポンプ回転数に
対する釣合い状態に応じて決定される。

そして、前記パーシヤルロードスプリング３３
は前記第３図に示すようなばね特性を有すること
から、第５図の部分負荷特性Ｐに示すように、荷
重とストロークとが直線比例的に変化する特性の
スプリングによる破線で示す特性P′に対し、低速
から中速の低回転側までの圧縮ストロークの小さ
い領域においては荷重が小さいことから変形量が
大きく、コントロールスリーブ５の位置の減少方
向への移動量は大きくなるが、中速の高回転側の
圧縮ストロークの大きくなる領域においては荷重
が大きいことから変形量が小さくなり、コントロ
ールスリーブ５の位置の減少方向への移動量は小
さく変化する。これにともなつて、エンジン回転
数変化に対する噴射量変化特性は、第６図の部分
負荷特性Ｐに示すように、全負荷特性Ｆにおける
中速増量に対して低速から中速全域に至るまで略
直線的に噴射量が低減するような特性となるもの
である。これにより、破線で示す特性P′における
回転飛び等の問題が解消されている。

なお、前記パーシヤルロードスプリング３３の
構造は、前記例のほか圧縮ストロークに対してば
ね定数が増加する特性を有する公知の構造のスプ
リングが適宜採用可能である。

また、本実施例では、パーシヤルロードスプリ
ング３３のみ上記ばね特性に設定しているが、回
転飛びが発生する回転域の広さ、およびその位置
によつて、ダンパスプリング３０とパーシヤルロ
ードスプリング３３の両方を、またはダンパスプ
リング３０のみを上記ばね特性に設定してもよい
ことは言うまでもない。

（考案の効果） 上記のような本考案によれば、全負荷域におい
ては低速域より中速域の噴射量を増大するガバナ
特性に対し、ガバナスプリングの低・中速部分負
荷域で縮むスプリング（第１スプリング）を圧縮
ストロークに対して荷重変化割合が増大するばね
特性としたことにより、全負荷域のスモークと出
力を改善しつつ、部分負荷域での微小な負荷変動
に際しての急激な回転変動を防止することでき、
良好な運転性の確保が行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における燃料噴射ポ
ンプの要部断面図、第２図はガバナスプリングの
部分の平面図、第３図はパーシヤルロードスプリ
ングのばね特性を例示する曲線図、第４図はパー
シヤルロードスプリングの構造例を示す断面図、
第５図はエンジン回転数に対するコントロールス
リーブ位置の変化を示す特性図、第６図はエンジ
ン回転数に対する噴射量変化を示す特性図であ
る。 １……燃料噴射ポンプ、３……ポンプ室、５…
…コントロールスリーブ、１０……フライウエイ
ト、１１……ガバナスリーブ、１３……テンシヨ
ンレバー、１４……スタートレバー、１５……ガ
バナレバー、２７……コントロールレバー、２８
……シヤツクル、２９……ヨーク、３０……ダン
パスプリング、３２……ハイスピードガバナスプ
リング、３３……パーシヤルロードスプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハーフオールスピードガバナ特性を有するとと
   もに、全負荷域の燃料噴射特性が低速域の噴射量
   に比して中速域の噴射量が多くなるように設定さ
   れた分配型燃料噴射ポンプにおいて、ガバナスプ
   リングのうち部分負荷の低・中速域でフライウエ
   イトの遠心力に抗して縮むスプリングのばね特性
   を、圧縮ストローク量の増大に対して荷重変化割
   合が増大する特性としたことを特徴とする分配型
   燃料噴射ポンプ。