JPH06229260A - 内燃機関の燃料噴射ポンプ用の遠心式ガバナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 遠心式ガバナーに関し、ガバナースリーブの
振動運動をガバナーリンクレバーへ伝達し、ひいては燃
料噴射ポンプの吐出量調整部材へ波及させることのない
ようにする。 【構成】 ガバナースリーブ９がスリーブピン１９を介
して長手方向に対して直角な横方向に支承ピン２３に対
して相対的に旋回可能に該支承ピンと連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特許請求の範囲の請求
項１において上位概念として記載したように、燃料噴射
ポンプの回転数と同期的に駆動され、それぞれアングル
レバーを介して所属の遠心錘を、軸方向にガイドされる
ガバナースリーブに作用させる遠心錘調整器を有し、該
ガバナースリーブが、前記アングルレバーから離反した
方の側でスリーブピンと結合されており、該スリーブピ
ン自体は、前記ガバナースリーブの軸方向の運動方向に
対して垂直に配置された支承ピンを介して旋回可能にガ
イドレバー及び変向レバーと枢着結合されており、該変
向レバーが少なくとも間接的に吐出量調整部材と連結さ
れており、かつ、遠心力に関連したガバナースリーブの
調整力が、少なくとも所定回転数又は所定負荷以上では
制御ばねの戻し力に抗して作用する形式の内燃機関の燃
料噴射ポンプ用の遠心式ガバナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第２８５５８８９
号明細書に基づいて公知になっている前記形式の遠心式
ガバナーでは、駆動軸を介してエンジン回転数と同期的
な回転数で駆動される遠心錘調整器の遠心錘は、アング
ルレバーとガバナースリーブとを介して、ジョイントヘ
ッドを有するスリーブピンに作用し、該スリーブピンの
横孔内では、ガイドレバーを枢着した支承ピンがガイド
されており、前記ガイドレバーは、ガバナーケーシング
に固着された枢支ピンに旋回可能に支承されており、こ
うしてガバナースリーブをそのストローク運動時にガイ
ドするのであり、しかもこの場合、ガバナースリーブの
調整運動に抗して作用するアイドリングばねが前記ガイ
ドレバーに接触している。

【０００３】更にまた、前記支承ピンには変向レバーの
一端が係合しており、該変向レバーの他端は、ガバナー
ケーシングの外部に位置している操作レバーによって負
荷されており、かつ、両端部間に位置している枢支部を
介して制御レバーと連結されている。該制御レバーの一
端は接合板を介して制御ロッドに枢着されておりかつ他
端は調整可能な旋回支承部に支持されている。

【０００４】アイドリング行程範囲を通過したのちスリ
ーブピンは、ストロークストッパとして役立つアングラ
イヒカプセルに当接するが、該アングライヒカプセルは
伝力レバー内に配置されており、該伝力レバーは、やは
りガバナーケーシングに固着された枢支ピンを中心とし
て旋回可能でありかつ制御ばねによって負荷され、該制
御ばねの他端はガバナーケーシングに支持されている。
この場合、前記制御ばねのばね力は、アイドリング行程
範囲を通過して前記アングライヒカプセル内のアングラ
イヒばねを過圧縮したのち遠心錘調整器の力に抗して作
用し、これによって遠心錘調整器における回転数に関連
した遠心力と制御ばねのばね力との間には平衡状態が生
じる。前記遠心錘調整器の位置が所定の燃料噴射量に相
当するのは勿論である。

【０００５】しかしながら遠心式ガバナーを正確に作動
させるためには、相応のガバナー位置を関数とする所定
の特性量例えば所定の回転数及び負荷、ひいては燃料噴
射量を長期間にわたって正確に反復・再現させ得るよう
にする一方、制御精度の再現トレランスをできるだけ微
小にするために摩擦力を低くすることが必要である。

【０００６】この場合冒頭で述べた形式の公知の遠心式
ガバナーでは、遠心錘調整器に対するガバナーリンクレ
バーの相対的な傾斜を避けるために、ガバナースリーブ
の遠心錘寄りの開放端部を、半径方向内向きに張出した
リングウェブを介して円筒形の支持体に沿って軸方向に
ガイドしかつ前記リングウェブを介して遠心錘調整器の
遠心錘支持体に対して相対運動させ得るようにすること
によって、ガバナースリーブと遠心錘調整器の遠心錘支
持体との間の連結部がカルダン継手状に構成されてい
る。

【０００７】これによって、増大した摩擦力及び締付け
力によって制御不精度を惹起することになるような特定
の条件下における、遠心錘調整器の遠心錘支持体とガバ
ナースリーブ又はガバナーリンクレバーとの間の整合差
が補償される。

【０００８】しかしながら公知の遠心式ガバナーは、遠
心錘調整器の遠心錘支持体とガバナースリーブとの間の
軸線ずれに基因した力の非対称的な導入によって発生す
る遠心錘調整器の振動がガバナーリンクレバーに伝達さ
れて吐出量調整部材（制御ロッド）にまで波及し、そこ
で制御行程にばらつきを生ぜしめ、ひいては個々のポン
プエレメントの吐出量にばらつきを生ぜしめるという欠
点を有している。この場合個々のポンプエレメントの吐
出量の前記ばらつきは、内燃機関の燃焼室内へ噴射され
る燃料量のばらつきとなって、不均質な混合気調製とそ
れに伴う不均一な燃焼を惹起し、燃料消費量を増大させ
かつ有害物質放出量も増大させる結果となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の遠心式ガバナーを改良して、ガバナース
リーブの振動運動をガバナーリンクレバーへ伝達し、ひ
いては燃料噴射ポンプの吐出量調整部材へ波及させるこ
とのないように構成することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、ガバナースリーブがスリーブピ
ンを介して長手方向に対して直角な横方向に支承ピンに
対して相対的に旋回可能に該支承ピンと連結されている
点にある。

【００１１】

【作用】前記の構成手段を有する本発明の遠心式ガバナ
ーは、従来技術に対比して、ガバナースリーブと支承ピ
ンとの間をガバナースリーブに対して周方向に旋回可能
に連結したことによって、ガバナースリーブからガバナ
ーリンクレバーへの軸方向調整運動の伝達を可能にし、
しかもガバナースリーブに生じることのある揺動運度を
ガバナーリンクレバーに波及させることはあり得ないと
いう利点を有している。振動を発動する部材と、その振
動の作用を吐出量に伝播する部材との間の結合を本発明
のようにして断つことによって、運動伝達時の摩擦を低
下させ、その結果、調整力が小さくなり、かつ摩耗が一
層僅かになるという別の利点が得られる。

【００１２】この作用・効果を得るためには、変向レバ
ーをスリーブピンと連結する支承ピンを、請求項２に記
載したように前記スリーブピンの横孔内でガイドするの
が一層有利である。この場合は、付加的な構成部材なし
にガバナーの揺動運動を変向レバーへ伝達し、ひいては
制御レバーを介して吐出量調整部材に伝達するような不
都合を避けることが可能になり、しかもこの場合ガバナ
ーの軸方向運動の伝達を阻害するようなことはない。こ
の場合、ガバナースリーブと固定的に結合されたスリー
ブピンの、支承ピンに対する相対的な傾動運動もしくは
揺動運動は、支承ピンの長手方向中央区域において力を
点状に伝達することによって得られ、該点状伝力は、請
求項３に記載の実施態様によれば支承ピンを球面状に構
成することによって、或いは請求項５に記載の実施態様
によればスリーブピンの横孔内に細いリングウェブを設
けることによって達成され、しかもこのリングウェブを
設ける場合には、リングウェブの幅並びに、前記横孔内
でガイドされる支承ピン端部とリングウェブ区域とにお
ける半径方向遊びは共にガバナーのその都度の要求に適
合させることができる。この場合も支承ピンとスリーブ
ピン相互の相対的な傾動に基づく付加的な力の発生を避
けるために、横孔内のリングウェブ端面を請求項７に記
載のように球面状に構成し、或いは請求項８に記載のよ
うにナイフエッジとして構成することも可能である。

【００１３】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。

【００１４】機能を説明するために図１に略示された遠
心式ガバナーでは、遠心錘調整器１は、エンジン回転数
と同期的な回転数で駆動軸２によって駆動される。その
場合２つの遠心錘３は、アングルレバー４を介してガバ
ナースリーブ９に作用する。前記アングルレバー４は、
遠心錘調整器１の遠心錘支持体７に枢支部８を介して回
動可能に枢支されており、また前記ガバナースリーブ９
は、スリーブ内周壁に半径方向内向きの張出し部として
構成されたリングウェブ１０でもって、遠心錘支持体７
に沿って軸方向に摺動可能にガイドされており、かつ、
軸線ずれ及び回転運動を防止するようにカルダン継手と
して作用する。このためにガバナースリーブ９はポット
形に構成されており、かつ、アングルレバー４寄りの開
放端面側に該ガバナースリーブは、遠心錘３から離反し
た方の側のアングルレバー４の端部が接触する半径方向
外向きに張出したフランジ１１を有している。カバナー
スリーブ９は、前記アングルレバー４から離反した底壁
１２には中心孔１３を有し、該中心孔内には、スリーブ
ピン１９の減径部分２１が侵入しており、この場合、中
心孔１３の内周壁面とスリーブピン１９の外周面との間
には僅かな遊びが設けられている。該遊びはガバナース
リーブ９をリングウェブ１０を介して僅かに傾斜させる
ことができ、しかもこの傾斜によってロック作用がスリ
ーブピン１９に伝達されることはない。

【００１５】スリーブピン１９は、ガバナースリーブ９
内に侵入する端部に設けられた拡径ディスク１５によっ
て、ガバナースリーブ９からの滑り抜けを防止されてお
り、かつ、スリーブピン１９は拡径されてリング肩１６
を形成し、該リング肩とガバナースリーブ９の底壁１２
との間にはスペーサディスク１７とスラスト軸受１８が
配置されている。

【００１６】この場合ガバナースリーブ９の軸方向調整
運動は、遠心錘３の回転数に応じた遠心力に関連し、ひ
いてはこの遠心力に基づくアングルレバー４の旋回距離
に関連しており、かつガバナースリーブ９からスリーブ
ピン１９に伝達され、該スリーブピン自体は該軸方向調
整運動をガバナーリンクレバーに伝達する。この伝達た
めにカバナースリーブ９から離反した方のスリーブピン
１９の側で支承ピン２３が、ガバナースリーブ９の軸方
向の調整方向に対して垂直にスリーブピン１９の横孔２
４内をガイドされており、該スリーブピンには、ガイド
レバー２６の一端が回動可能に連結されている。該ガイ
ドレバー２６の他端は、ガバナーケーシングに固着され
た枢支ピン４０を介して支承されており、該ガイドレバ
ーは調整運動時にガバナースリーブ９をガイドする。

【００１７】また支承ピン２３には変向レバー２７が連
結されており、該変向レバーの他端部は、ポンプケーシ
ングの外部で任意に操作可能な調整部材（図示せず）と
連結されている。また前記変向レバー２７は、その両端
部間に位置している枢支部２９を介して制御レバー３１
と連結されており、該制御レバーの一端は、燃料噴射ポ
ンプの吐出量調整部材としての制御ロッド３２に枢着さ
れており、また制御レバーの他端は旋回支承部３３に支
持されている。

【００１８】ガバナースリーブ９又はスリーブピン１９
の調整経路内にはアングライヒカプセル４３が配置され
ており、該アングライヒカプセルは、支持部材として役
立つ伝力レバー４５内にねじ込まれており、該伝力レバ
ーは、やはりガバナーケーシングに固着された枢支ピン
４０を中心として旋回可能であり、かつ、制御ばね４７
の自由端部４９によって、ガバナーケーシングに固着さ
れたストッパ５１に圧着される。その場合、リミット回
転数制御ばねとして役立つ制御ばね４７のプレロードば
ね力は、調節可能な組込み位置によって決定されてい
る。

【００１９】カバナーケーシング内にねじ込まれたボル
ト５３を介して、アイドリングばね５５として構成され
た板ばねが支承されており、該アイドリングばねは、固
定支承部として又は受けとしての山形支持材５７を介し
て伝力レバー４５に支持されており、かつ、前記ボルト
５３から離反した方の端部でもって、ガイドレバー２６
に設けた横ピン５９を押圧している。該横ピン５９によ
ってアイドリングばね５５のプレロードのかかったばね
力はガバナースリーブ９に伝達され、かつ、山形支持材
５７を介して伝力レバー４５に導入される反力によっ
て、アイドリングばね５５のばね力はリミット回転数に
は作用せず、むしろ伝力レバー４５に導入される反力を
介して補償されることになる。

【００２０】特に高い回転数時において２つの遠心錘３
の異なった遠心力作用に基づいてガバナースリーブ９を
介して導入される高周波数の振動運動が、ガバナースリ
ーブ９のリングウェブ１０の作用によってその他のガバ
ナーリンクレバー（この場合は殊に制御ロッド３２）に
伝達されるのを防止するために、ガバナースリーブ９と
ガバナーリンクレバー（つまりガイドレバー２６及び変
向レバー２７）との間の継手は半径方向遊びを有してい
る。

【００２１】この防止作用は、図２においてスリーブピ
ン１９と該スリーブピン内をガイドされる支承ピン２３
のみに限定して図示した第１実施例では、スリーブピン
１９と、該スリーブピン内で垂直にガイドされる支承ピ
ン２３との間の遊びによって得られる。図２ではスリー
ブピン１９及び、該スリーブピン内でガイドされている
支承ピン２３は図１に対して９０°回動して図示されて
いる。なお図１乃至図３において図示したｘ−ｙ−ｚ交
軸は各図面相互間の方位関係を表すためのものである。

【００２２】支承ピン２３は、スリーブピン１９の横孔
２４内でガイドされている長手方向の中央区域３６に球
面状の周面輪郭を有し、該球面状の中央区域３６の最大
外径部位は、長手方向で見て支承ピン２３の真中に配置
されており、かつ、横孔２４の内周壁面に接触するよう
に構成されている。これに基づいて、ガバナースリーブ
９と固定結合されたスリーブピン１９の傾動運動又は揺
動運動は支承ピン２３によって確実に断たれ、しかもこ
の場合、スリーブピン１９は支承ピン２３の球面状輪郭
に沿って転動することができるので、スリーブピン１９
の揺動運動は、支承ピン２３を介してのガイドレバー２
６、変向レバー２７及び制御レバー３１への伝達を断た
れる。

【００２３】この場合本実施例は、スリーブピン１９が
支承ピン２３の曲面に沿って転動するので特に有利であ
る。それというのは、支承面の大きさが変化するので、
支承ピン２３の外周面及び横孔２４の内周壁面における
摩耗が、点接触に対比して僅かになるからである。支承
ピン２３寄りの端部に２つの平行な腕を有するように構
成された変向レバー２７の腕を確実に取付けかつスリー
ブピン１９に対して特定の間隔をおいて該腕を位置固定
するために、支承ピン２３は、横孔２４から突出する両
端部には、横孔２４からの出口における支承ピン２３の
直径に等しい直径又は該直径よりも大きな直径を有する
拡径ガイド区域３７を有し、該拡径ガイド区域はスリー
ブピン１９への変向レバー２７の接触を避け、ひいては
スリーブピン１９の退避揺動運動の妨害を避ける。

【００２４】図２に対応して図３に図示した第２実施例
は、図２に示した第１実施例に対して、スリーブピン１
９の横孔２４内における支承ピン２３のガイド方式の点
で異なっている。第２実施例では、内向きに張出した細
いリングウェブ４１が横孔２４の軸方向中央部に配置さ
れており、該横孔２４には支承ピン２３の長手方向中央
部の外周面が、この区域では約２０μｍの僅かな半径方
向遊びをもって接触するのに対して、支承ピンのその他
の外周面は横孔２４内で該横孔の内周壁面に対して約１
ｍｍの大きな遊びを有しているので、支承ピン２３を中
心とするスリーブピン１９の傾動運動又は揺動運動は可
能になり、しかもこの運動は、スリーブピン１９から支
承ピン２３を介して、該支承ピンに枢着されたガバナー
リンクレバーに伝達されることはない。

【００２５】この場合スリーブピン１９は、図２につい
て説明したのと同様に、リングウェブ４１に沿って支承
ピン２３に対して傾動運動又は揺動運動を行なうが、こ
の場合、半径方向遊びとリングウェブ幅とによって規定
される幾何学的に可能な振動角度は、最大に励振可能な
振動角度よりも大であり、従って振動が支承ピン２３に
伝達されることはない。大きな摩擦損失なしにリングウ
ェブ４１を中心とする支承ピン２３の相対的な傾動運動
を可能にするために、前記リングウェブを著しく細くナ
イフエッジとして又は断面を円形セグメント状に構成す
ることも可能である。

【００２６】従って本発明によれば遠心錘調整器におい
て励振される振動を、ガバナーリンクレバーによって形
成されるその他の運動連鎖列から隔離することによっ
て、燃料噴射ポンプの制御ロッドに対する振動伝達を回
避すること、ひいては長い期間にわたって吐出量のメー
タリングの正確な再現性を保証することが可能になり、
これによって殊に定格出力運転時（要するに全負荷運転
時）における内燃機関の運転特性が、公知の遠心式ガバ
ナーに対比して著しく改善されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にとって重要な構成部分の図示に留めた
本発明の第１実施例による遠心式ガバナーの概略断面図
である。

【図２】図１のスリーブピンの横孔内をガイドされる球
面状の支承ピンの第１実施例を図１に対して９０°回動
して示した図である。

【図３】リングウェブを介してガバナースリーブの運動
に対して軸方向にスリーブピンの横孔内をガイドされる
支承ピンの第２実施例の図２相当図である。

【符号の説明】

１ 遠心錘調整器、 ２ 駆動軸、 ３ 遠心
錘、 ４ アングルレバー、 ７ 遠心錘支持体、
８ 枢支部、 ９ ガバナースリーブ、１０
リングウェブ、 １１ フランジ、 １２ 底壁、
１３ 中央孔、 １５ 拡径ディスク、 １６
リング肩、 １７ スペーサディスク、 １８
スラスト軸受、 １９ スリーブピン、 ２１ 減
径部分、２３ 支承ピン、 ２４ 横孔、 ２６
ガイドレバー、 ２７ 変向レバー、 ２９ 枢
支部、 ３１ 制御レバー、 ３２ 制御ロッド、
３３ 旋回支承部、 ３６ 球面状の中央区域、
３７ 拡径ガイド区域、 ４０ 枢支ピン、 ４
１ リングウェブ、 ４３ アングライヒカプセ
ル、 ４５ 伝力レバー、 ４７ 制御ばね、 ４
９ 自由端部、５１ ストッパ、 ５３ ボル
ト、 ５５ アイドリングばね、 ５７山形支持材、
５９ 横ピン

フロントページの続き (72)発明者 マンフレート キンダーマン ドイツ連邦共和国 アファルターバッハ ツェントラルプラッツ ６ (72)発明者 マルティン ベーム ドイツ連邦共和国 シュツットガルト ク レーアーシュトラーセ 17 (72)発明者 マティアス チコヴィック ドイツ連邦共和国 シュツットガルト タ ネンエッカーシュトラーセ 36 (72)発明者 ヘルゴ メールテンス ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン ラムシ ュトラーセ ６ (72)発明者 ヘルムート シュパネンクレプス ドイツ連邦共和国 ムル ラインホルト マイアー ヴェーク ９

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプの回転数と同期的に駆動
   され、それぞれアングルレバー（４）を介して所属の遠
   心錘（３）を、軸方向にガイドされるガバナースリーブ
   （９）に作用させる遠心錘調整器（１）を有し、該ガバ
   ナースリーブが、前記アングルレバー（４）から離反し
   た方の側でスリーブピン（１９）と結合されており、該
   スリーブピン自体は、前記ガバナースリーブの軸方向の
   運動方向に対して垂直に配置された支承ピン（２３）を
   介して旋回可能にガイドレバー（２６）及び変向レバー
   （２７）と枢着結合されており、該変向レバーが少なく
   とも間接的に吐出量調整部材（３２）と連結されてお
   り、かつ、遠心力に関連したガバナースリーブ（９）の
   調整力が、少なくとも所定回転数又は所定負荷以上では
   制御ばね（４７）の戻し力に抗して作用する形式の内燃
   機関の燃料噴射ポンプ用の遠心式ガバナーにおいて、ガ
   バナースリーブ（９）がスリーブピン（１９）を介して
   長手方向に対して直角な横方向に支承ピン（２３）に対
   して相対的に旋回可能に該支承ピンと連結されているこ
   とを特徴とする、内燃機関の燃料噴射ポンプ用の遠心式
   ガバナー。
2. 【請求項２】 支承ピン（２３）が、ガバナースリーブ
   （９）の軸線を中心として回動可能に該ガバナースリー
   ブに支承されたスリーブピン（１９）として構成された
   部分に支承されており、かつ、ガバナーリンクレバーの
   一部分を形成するガイドレバー（２６）及び変向レバー
   （２７）の、遠心錘調整器（１）のスリーブピン（１
   ９）寄りの端部が、２つの互いに平行な腕を有し、両腕
   間に前記スリーブピン（１９）が突出して支承ピン（２
   ３）を介して前記両腕と連結されており、また前記スリ
   ーブピン（１９）が横孔（２４）を有し、該横孔内では
   前記支承ピン（２３）が、その長手方向中央部の高さに
   位置する著しく小さな外周面区域でもって前記横孔（２
   ４）の内周壁面に接するようにガイドされており、かつ
   前記支承ピンのその他の区域が前記外周面と横孔（２
   ４）の内周壁面との間には半径方向遊びを有している
   （図２及び図３）、請求項１記載の遠心式ガバナー。
3. 【請求項３】 スリーブピン（１９）の横孔（２４）内
   をガイドされている支承ピン（２３）の長手方向中央区
   域（３６）が、球面状に構成されており、かつ該球面状
   の最大外径部が横孔（２４）の内周壁に接している（図
   ２）、請求項２記載の遠心式ガバナー。
4. 【請求項４】 支承ピン（２３）の球面状の中央区域
   （３６）とその軸方向の各端部との間において、スリー
   ブピン（１９）の横孔（２４）から突出する前記支承ピ
   ンの出口高さに環状切除部がそれぞれ配置されており、
   該環状切除部は支承ピン（２３）において、変向レバー
   （２７）及びガイドレバー（２６）を受容する拡径ガイ
   ド区域（３７）及び／又は等径ガイド区域を形成してい
   る（図２）、請求項３記載の遠心式ガバナー。
5. 【請求項５】 横孔（２４）がその長手方向の中央区域
   に、該横孔（２４）と支承ピン（２３）との半径方向遊
   びを減少させる著しく細いリングウェブ（４１）を有し
   ている（図３）、請求項２記載の遠心式ガバナー。
6. 【請求項６】 支承ピン（２３）の外周面とリングウェ
   ブ（２４）の内周壁面との間における半径方向遊びが微
   小で約２０μｍであるのに対して、前記リングウェブ
   （２４）に隣接した横孔内周面区域における半径方向遊
   びは約１ｍｍに拡張されている、請求項５記載の遠心式
   ガバナー。
7. 【請求項７】 横孔（２４）の内部に侵入しているリン
   グウェブ（４１）の端面の横断面が球面状に構成されて
   いる、請求項５記載の遠心式ガバナー。
8. 【請求項８】 横孔（２４）の内部に侵入しているリン
   グウェブ（４１）の端面がナイフエッジとして構成され
   ている、請求項５記載の遠心式ガバナー。