JPH049335B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はデイーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ
における燃料噴射量を調整する油圧式のガバナに
関する。

〔発明の技術的背景〕

デイーゼルエンジンに使用されている列型燃料
噴射ポンプは、クランク軸と同期して回転される
カムシヤフトによりプランジヤを往復動させると
ともに、ガバナによつて噴射量調整部材としての
ラツクを作動させることにより上記プランジヤの
有効ストロークを調整して燃料噴射量を制御する
ようになつている。

上記ガバナとして、フライウエイトの遠心力を
利用した機械式ガバナが知られているが、このも
のは低速回転域ではフライウエイトの遠心力が小
さいので制御力が小さく、ばらつきも大きくてカ
ーノツクやアイドルハンチング等を発生し易い。

これに対して、オイルポンプから吐出される作
動油の油圧を可変絞り弁で調節し、この調節され
た油圧をスプリングの付勢力を受けたピストンに
作用させ、該ピストンの変位を上記ラツクに伝え
て噴射量を制御する油圧式ガバナは、機械式ガバ
ナに比べて大きな制御力が得られるので低速回転
域でも良好な制御が行える利点がある。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら油圧式ガバナの場合、温度によつ
て作動油の粘性が変化するため周囲温度や作動油
温度によりガバナ性能にばらつきを生じる不具合
がある。

さらに述べると、この種の油圧式ガバナはエン
ジンと同期して回転されるオイルポンプの吐出流
量により、絞り弁を介してピストンを作動させる
ものであるため、作動油の流量はエンジン回転数
に比例している必要がある。このため従来におい
てはエンジンのクランク軸や燃料噴射ポンプのカ
ムシヤフトに直結してオイルポンプを等速で駆動
するように構成していた。ところが、オイルポン
プにあつては内部リークが発生するものであり、
この内部リークは、オイルポンプがギアポンプの
場合、ケーシングとギアの歯先との隙間およびケ
ーシングとギア側面との隙間で発生する。このよ
うな隙間が大きいと内部リークが増大する。１回
転当りの吐出流量の大きな大容量型のオイルポン
プを使用する場合は上記ギアおよびケーシングが
大型となり、よつて隙間面積も大きくなるのでリ
ーク量も増す。そしてリーク量の大きなポンプは
作動油の粘性の影響によりリーク量が変化し易
く、温度変化によつてリーク量が大幅に変わつて
しまう。この結果、エンジン回転数に対する流量
が温度変化によつて変動し、ガバナ性能が安定し
ない不具合を生じる。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、温度変化による
作動油の流量変動が低減されてガバナ性能が安定
し、加えて小型化できる油圧式ガバナを提供しよ
うとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、エンジンによつて駆動される駆動軸
の回転を増速ギアなどの増速機構により増速して
オイルポンプを増速回転駆動するようにしたこと
を特徴とする。

〔発明の効果〕

このような本発明によると、エンジンの回転数
に比例した作動油流量を得るのに、オイルポンプ
が増速回転されるためオイルポンプの１回転当り
の吐出流量を少くすることができ、このことはオ
イルポンプを小型化することができ、したがつて
リーク量を少くすることができる。リーク量が少
ないポンプであると、元々リーク量が少ないこと
により、温度変化によつて生じる作動油の粘性の
変化がリークの変化量に影響を及ぼすことが少く
なり、よつてリーク量変動が少ないので作動油流
量の温度変化による変動も少くなる。このことか
らガバナ特性が安定し精度が向上する。

またオイルポンプが小形化するのでガバナ全体
も小型となり安価にできるとともに、設置スペー
スも小さくてすむ、などの利点がある。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第１の実施例を、第１図にもとづ
き説明する。

図において１はオイルポンプであり、ギアポン
プなどのごとき容積型ポンプからなる。オイルポ
ンプ１は、燃料噴射ポンプ２の図示しないプラン
ジヤを駆動するカムシヤフト３によつて駆動され
る。カムシヤフト３はガバナケース４内に導びか
れており、この導入端に大歯車５を備えている。
上記オイルポンプ１のポンプ軸６にはカツプリン
グ７を介して小歯車８が取着されており、この小
歯車８は上記大歯車５に噛み合つている。したが
つてカムシヤフト３の回転は大歯車５および小歯
車８によつて増速されてポンプ軸６に伝えられ、
オイルポンプ１はカムシヤフト３よりも高速に回
転される。なおこの増速比は1.5倍以上であるこ
とが望ましい。

オイルポンプ１は吸入管路１０を介して油溜り
１１内の作動油を吸い込み、油路１２ａに吐出す
る。油路１２ａは、油路１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ
を通じて戻し管路１３に連通されており、この戻
し管路１３は油溜り１１に通じている。

油路１２ａと１２ｂの間には外部から手動操作
することにより開口量を調節する手動式可変絞り
弁１４が設けられている。また油路１２ｄと戻し
管路１３の間にはアクセル連動式可変絞り弁１５
が設けられている。アクセル連動式可変絞り弁１
５は、ニードル１６の先端を収容する開口を備え
たプランジヤ１７を有し、このプランジヤ１７は
スプリング１８に押されてリンク１９に当接され
ている。リンク１９はアクセルペダルに連動さ
れ、したがつてアクセルペダルを増速および減速
操作するとリンク１９が回動されてプランジヤ１
７を作動させる。このためプランジヤ１７とニー
ドル１７の間の通路面積が変化される。

油路１２ｂと１２ｃと間には高速制御用ピスト
ン２０が設けられている。このピストン２０は前
記手動式可変絞り弁１４によつて減圧されかつ油
路１２ｂを通じて導びかれた油圧と、油路１２ａ
から分岐されたパイロツト通路２１を通じて導入
された油圧との差圧により作動される。ピストン
２０はスプリング２２の付勢力を受けており、上
記差圧に応じて作動される。このピストン２０の
変位はロツド２３を介してリンク２４に伝えられ
る。リンク２４は中央部がピン２５によりガバナ
ケース４に枢支されており、他端が他のリンク２
６の中央部に枢着されている。他のリンク２６は
一端が燃料噴射ポンプ２の図示しないプランジヤ
の有効ストロークを調整する噴射量調整部材、た
とえばラツク２７に連結されている。

また油路１２ｃと１２ｄの間には中低速制御用
ピストン３０が設けられている。このピストン３
０は油路１２ｃを通じて導入された油圧と、前記
アクセル連動式可変絞り弁１５により減圧されか
つパイロツト通路３１を介して導入されたパイロ
ツト油圧との差圧を受けて作動されるようになつ
ている。ピストン３０はスプリング３２の付勢力
を受け、上記差圧に応じて変位される。この変位
はロツド３３を介して上記他のリンク２６の他端
に伝達される。

なお高速制御用ピストン２０に設けられたスプ
リング２２は、セツト力が大でありかつばね定数
が小さく、これに対して中低速制御用ピストン３
０に設けられたスプリング３２はセツト力が小さ
くかつばね定数は大である。

このような構成に係る油圧式ガバナの作用につ
いて説明する。

アクセルペダルを増速方向へ作動させると、リ
ンク１９が時計方向に回動され、プランジヤ１７
はスプリング１８の押圧力により左方へ移動され
る。これによりニードル１６とプランジヤ１７と
の間の絞り面積が増大し、この結果アクセル連動
式可変絞り弁１５の上流側の油圧が低下し、ピス
トン２０および３０は図示の位置に保たれ、リン
ク２６に連結されたラツク２７は燃料噴射ポンプ
２を増量位置に保つている。このためエンジンの
回転速度が上昇し、エンジンの回転に連動するカ
ムシヤフト３によつて駆動されるオイルポンプ１
からの油圧が増大する。

エンジンの中低速回転域においては、オイルポ
ンプ１の回転速度も相対的に低いので油路１２ａ
に吐出される作動油の圧力は低い状態となつてい
る。この油圧は手動式可変絞り弁１４で減圧され
て高速制御用ピストン２０の左面に作用する。ま
たパイロツト通路２１を通じて導入された油圧は
高速制御用ピストン２０の右面に作用する。しか
しながらスプリング２２のセツト力が大きいた
め、ピストン２０の両面の差圧ではピストン２０
は変位せず、よつて一方のリンク２７は図示の位
置に保たれたままとなる。一方、油路１２ｃを経
て導入された油圧は中低速制御用ピストン３０の
右面に作用し、かつアクセル連動式可変絞り弁１
５によつて減圧された油圧はパイロツト通路３１
を介してピストン３０の左面に作用する。スプリ
ング３２のセツト荷重は小さいので上記ピストン
３０の両面に作用する差圧によつてピストン３０
は左方へ変位される。このピストン３０の移動は
ロツド３３を介して他方のリンク２６に伝えら
れ、このリンク２６は反時計方向へ回動されるの
でラツク２７を右方向へ移動させる。これにより
燃料噴射ポンプ２は減量方向へ作動されるもので
ある。

高速回転域においては、オイルポンプ１からの
作動油吐出量が増し、油圧も増大するため、高速
制御用ピストン２０に作用するパイロツト圧が相
対的に高くなる。このためピストン２０はスプリ
ング２２に抗して左方へ移動され、ロツド２３を
介して一方のリンク２４を時計方向へ回動させ
る。この結果他方のリンク２６も上記リンク２４
と協働して反時計方向へ回動されるのでラツク２
７を減量方向へ作動させる。

したがつてこのような構成の油圧式ガバナは低
速運転域から高速運転域に亘つて、ラツク２７を
円滑かつ確実に制御することができる。

しかして上記実施例の構造によると、オイルポ
ンプ１はエンジンの回転に連動するカムシヤフト
３によつて駆動されるため、オイルポンプ１の吐
出流量はエンジンの回転数に比例する。この場
合、カムシヤフト３の回転は大歯車５および小歯
車８により増速されてポンプ軸６に伝えられるの
でオイルポンプ１は高速回転されることになる。
ここで、オイルポンプ１の単位時間当りの吐出流
量を或るエンジン回転数で一定となるように設定
すればオイルポンプ１の１回転当りの吐出量を減
じることができ、したがつてオイルポンプ１は小
容量高速型のポンプとすることができる。小容量
型のポンプは、小型化することができ、たとえば
ギアポンプを使用する場合には、ギア幅を小さく
することができるから、ポンプケーシングとギア
歯先との間の隙間面積を小さくすることができ、
この結果ポンプの内部リーク量を減じることがで
きる。

オイルポンプ自身の内部リーク量が少くなれ
ば、作動油の温度変化による粘性の影響が、内部
リーク量に及ぼす変化量を減じることができ、し
たがつて温度変化に原因する作動油流量の変動を
軽減することができる。この結果、油圧式ガバナ
としては温度変化の影響を受け難くなり、対温度
特性が向上して安定した制御が可能になる。

また、オイルポンプ１が小型化できることから
油圧式ガバナ全体を小型化することができ、特に
カムシヤフト３に対してオイルポンプ１を偏心し
て設置できるため、油圧式ガバナの軸方向寸法を
短くでき、燃料噴射ポンプ２とともにエンジンに
搭載される場合の設置スペースを小さくできる利
点もある。

第２図に示す第２の実施例にあつては、オイル
ポンプ１に作動油を吸い上げる吸入管路１０の途
中にフイードポンプ５０を介装するとともに、戻
し管路１３の途中に逆止弁５１を設けてある。そ
の他の構造は第１図と同様である。

このような構成によると、オイルポンプ１と油
溜り１１との距離が遠く離れている場合などにオ
イルポンプ１の吸い込み能力が不足したり、また
逆に負圧が大きすぎて配管の連結部などから空気
を吸い込むなどの不具合に対し、フイードポンプ
５０によつて油溜り１１から作動油を吸い上げて
オイルポンプ１へ供給するため、オイルポンプ１
の吸入不足や空気吸い込みを起さなくなる。この
ことから、オイルポンプ１の吐出流量がエンジン
回転数に対して不足するなどの原因によりガバナ
の特性が不確実になつたり不安定になつたり、ラ
ツク２７が振動するなどの不具合が解消される。

第３図に示す第３の実施例では、戻し管路１３
と吸込管路１０とを、フイードポンプ５０の下流
側で、バイパス管路５２を介して連通させたもの
で、このものはオイルポンプ１自身の吸込能力と
フイードポンプ５０の補給能力とが充分に発揮さ
れる。

第４図に示す第４の実施例では、燃料噴射ポン
プ２へ燃料を供給する燃料供給ポンプ６０をフイ
ードポンプに兼用して使用したものであり、作動
油として燃料を使用する場合には、使用するポン
プ台数が削減されてコストが安価になる。

なお本発明は、可変絞り弁１４，１５を２個使
用することおよびピストン２０，３０を２個使用
することには限らない。またオイルポンプ１の構
造もギアポンプに制約されるものではなく、ベー
ン型ポンプまたはピストン型ポンプなどであつて
もよい。

また、逆止弁５１は絞りに置き換えることも可
能であり、流量が充分に多い場合やフイードポン
プ５０が圧力型の場合にはこの逆止弁５１を廃止
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、
第２図ないし第４図はそれぞれ本発明の第２ない
し第４の実施例を示す構成図である。 １……オイルポンプ、２……燃料噴射ポンプ、
３……カムシヤフト（駆動軸）、５，８……歯車
（増速機構）、１４，１５……可変絞り弁、２０，
３０……ピストン、２２，３２……スプリング、
２３，３３……ロツド、２４，２６……リンク、
２７……ラツク（噴射量調整部材）、５０，６０
……フイードポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オイルポンプから吐出される作動油の油圧を
   可変絞り弁で調節し、この調節された油圧をスプ
   リングの付勢力を受けたピストンに作用させ、該
   ピストンの変位を燃料噴射ポンプの噴射量調整部
   材に伝えるようにした油圧式ガバナにおいて、エ
   ンジンにより駆動される駆動軸と、上記オイルポ
   ンプのポンプ軸との間に増速機構を設けて上記オ
   イルポンプを増速回転駆動するようにしたことを
   特徴とする油圧式ガバナ。 ２ オイルポンプの吸入側と作動油溜りとの間に
   他の送油ポンプを設け、該送油ポンプによりオイ
   ルポンプへ作動油を補給するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の油圧式ガバ
   ナ。