JPH0730719B2 - 燃料噴射ポンプの回転数調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の燃料噴射ポンプの回転数調整装置
であつて、軸を中心として旋回可能な緊張レバーを有し
ており、緊張レバーに回転数信号発生機が調整ばねの基
準値として用いられる変化可能な力に抗して係合しかつ
２腕の伝達レバーの、緊張レバーの調節運動に追従する
旋回軸が配置されており、伝達レバーの第１のアームが
調節運動を噴射ポンプの量制御部材に伝達するようにな
つており、伝達レバーの第２のアームに調節部材が係合
している形式のものに関する。

このような回転数調整装置は、比較的に高い必要な調節
力を克服し、例えば負荷、回転数、温度などのような特
性値のわずかな変動に際しても量制御部材のわずかな戻
り変動、ひいては噴射量の微細な適合を可能にする点に
問題を有している。このような力関係は調整装置部材、
例えば回転数信号発生機を、それが液力式に若しくは遠
心力式に作動するかどうかに関係なく比較的に大きく
し、相応に調整ばねの寸法を著しく大きくする。

調整装置内で作用する力、例えばばね力と完全に別の特
性を有する遠心力との関係によつて、調整部材が、機関
の理想消費特性曲線にできるだけ近づくために合わせら
れねばならない。静力学的な考察で比較的簡単に生じる
ものは動力学的な考察においては無に帰せられる。それ
というのは急激な負荷変動に際し噴射量を実際の必要に
迅速に適合させるような調節力は実際の負荷よりも回転
数に大きく関係しているからである。他方、燃料量の迅
速な適合に際しては機関が高い負荷に調量された増加燃
料量に基づき点火故障を生ぜしめ、これによつて衝撃的
な作動が生じる。さらに、機関燃料消費量は回転数と直
線的に増大することなく、高い回転数で再び減少し、そ
の結果噴射量の修正が必要である。従つて、このような
調整装置においては付加的な制御部材を接続することに
よつて例えば空気圧のような別の機関特性値が考慮され
る。量制御部材と調節部材との間にアームの長さの異な
る伝達レバーを用いる（西独国特許出願公開第3147701
号明細書）ことによつて、調整装置に作用する必要な調
整力が著しく低下させられるが、調節部材の長い調節距
離に費用がかかる。例えばこの公知の調整装置における
ように調節のために調節部材として圧力ボツクスが用い
られると、圧力ボツクスは必要な調節距離を得るために
比較的に大きく構成されねばならない。

電子的に制御されるデイーゼル調整装置も公知であり、
この調整装置は電子的な制御装置を介して個々の機関実
際値を極めて正確に量制御部材のための調節値に処理す
るという利点を有しているが、一方では電気装置の故障
に際し噴射装置全体が故障しかつ他方では制御装置の電
気的な出力値が量制御部材を作動させるための相応に高
い機械的な調節力に変換されねばならないという欠点も
有している。電気的な出力値を機械的な調節力へ変換す
ることは回転数調整装置を著しく大きくかつ高価にす
る。

さらに、電気的な調節機構を介して弾性的な調節部材、
例えばばねを作用させ、量制御部材の調節のための調整
値を変えることは公知である（日本国実用新案出願公開
第59939/81号明細書）。しかしながらこの調整装置は、
それぞれもつぱら１つの調整部材に電気的な所属の１つ
の調節部材を係合させるという欠点を有している。

発明の構成 本発明の構成では、調節部材として噴射量修正に役立つ
電気的な調節モータが用いられ、調節モータが内燃機関
特性値及び周囲特性値を処理する電気的な制御装置によ
つて制御されるようになつている。

発明の利点 本発明の構成に基づき、電気的な手段を介して考えられ
るすべての機関実際値の評価のもと電気的な制御装置に
よつて量制御部材の目標調節が、所属の機械的な調整装
置のそのつどの作業位置に無関係にかつ調整装置の基本
機能に作用を及ぼすことなく行われる。

このような調節部材によつて、従来機関の制限された回
転数に適合させられた調整装置を多くのタイプの機関に
使用することができる。それというのは微少修正が極め
て簡単に電気的な調節モータ及び電気的な制御装置を介
して行われるからである。さらに、機械的な調整装置か
ら生ぜしめられる迅速な量変動を遅延して追従する量制
御部材によつて受止めて、電気的な手段の使用によつて
噴射量を機械的な調整装置の場合よりもゆるやかに変動
させ、これによつて例えば機関の衝撃的な作動を妨げる
ことができる。

本発明の有利な実施例では、伝達レバーのアームが異な
る長さであり、旋回軸と調節モータ係合部との間の第２
のアームが第１のアームより長く、有利には複数倍であ
る。これによつてレバーアームの差に相応して電気的な
調節モータの力が伝達され、さらに調節モータの良好に
制御可能な調節距離で量制御部材、ひいては噴射量の著
しく微少な調節が可能である。

本発明の別の実施態様では、調節モータとして誘導的な
位置信号発生器を備え磁気的に作動する直線運動型調節
機構若しくは回動調節機構が用いられる。両方の調節モ
ータにとつて噴射ポンプからの燃料が冷却に用いられ
る。両方の調節モータは有利には十分な力及びわずかな
外径寸法で比較的長い調節距離を可能にする。

できるだけ機械的なわずかな張力若しくはヒステリシス
で調節距離を伝達するために、本発明の実施態様では伝
達レバーと調節モータの調節部材との間に遊び及び摩擦
のない連結部が設けられている。

実施例 本発明に基づく調整装置は通常の機械的な遠心力回転数
調整装置１から成つている。遠心力回転数調整装置１は
燃料噴射ポンプ２の噴射量規定のために役立ち、量修正
のために電気的な手段３に接続されている。電気的な手
段３は電気的な制御装置（図示せず）によつて制御さ
れ、制御装置では例えば回転数、温度、変動を伴う負
荷、空気圧などのような機関特性値が処理される。

第１図に示した機械的な調整装置においては、ばね緊張
レバー５に調整ばね６が回転数信号発生機７の力に抗し
て作用している。ばね緊張レバー５は位置不動の軸８を
中心として旋回可能であり、軸の位置は調節装置を介し
て調整装置ケーシングに対して矢印９の方向に調節可能
である。

回転数信号発生機７は機関回転数と同じ回転数で駆動さ
れ、遠心錘10が調節スリーブ11に作用し、調節スリーブ
が回転数に相応した力をばね緊張レバー５に生ぜしめ
る。この力に抗して作用する調整ばね６は調節レバー12
を介してプレロードを任意に変えられる。このために調
節レバー12を介して、調整ばね６の一方の端部を保持す
る偏心体13が調節される。

負荷信号が運転者から調節レバー12を介して調整装置に
与えられるのに対して、この負荷信号に抗して作用する
回転数信号が回転数信号発生機７によつて生ぜしめられ
る。ばね緊張レバー５の位置は力のバランス及び全負荷
ストツパ14によつて規定される。ばね緊張レバー５は２
腕に構成されており、この場合一方のアーム15には調整
ばね６及び回転数信号発生機７が係合しているのに対し
て、他方のアーム16には伝達レバー18の旋回軸17が配置
されている。伝達レバー18は同じく２腕に構成され、第
１のアーム19には電気式の調節モータ20が係合しかつ第
２のアーム21には燃料噴射ポンプ２の量制御部材23のた
めの連行球22が保持されている。量制御部材23はポンプ
ピストン24のポンプ作業室の圧力逃し孔25を制御するよ
うになつており、従つて量制御部材23の位置及び所定の
量を噴射した後のポンプピストン24の行程位置に応じて
圧力逃し孔25が噴射を中断するために開放制御される。
ポンプピストン24は矢印27で示すように図示しない手段
によつて往復並びに回転運動させられる。往復運動は、
適当な行程の後に量制御部材23によつて中断させる噴射
のための本来のポンプ行程を行うのに対し、回転運動は
個々の機関シリンダに順次燃料を分配するために役立
ち、その結果ポンプピストン24は１回転中に機関シリン
ダと同じ数の吐出行程を行わねばならない。

連行球22、ひいては量制御部材23は直接旋回軸17の運動
に追従し、この場合伝達レバー18の第１のアーム19と第
２のアーム21との長さ比に基づきもつぱら旋回軸17の調
節運動の所定の減速が認められる。負荷のコンスタント
な場合の増大する回転数、ひいては調節スリーブ11の力
は量制御部材23を相応に左側へ移動させ、圧力逃し孔25
の早期な開放制御によつて噴射量を減少させる。調節レ
バー12の回動（例えばガス供給）に基づき増大する負荷
は、調整ばね６のプレロードを強くし、ひいてはコンス
タントな回転数に際し量制御部材23を右側へ移動させ、
その結果噴射量を相応に増大させる。各緊張レバー位置
若しくは負荷及び回転数比に相応した噴射量は、伝達レ
バー18を旋回軸17を中心として電気的な調節モータ20に
よつて旋回させることによつて修正される。すなわち、
この噴射量修正によつてもつぱら量制御部材23とばね緊
張レバー５との相対的な位置が変えられ、この関係は電
気的な調節モータ20によつて量修正を行うまでの間維持
される。これによつて回転数調整装置１はその機能を影
響されない。

アーム19と21との長さ比に基づきアーム19は機械的な調
整装置の力によつて動かされない。電気的な調節モータ
20の比較的に小さな力で所望の修正を行うために十分で
ある。調節モータ20は第２図に示すように直線運動型調
節機構として若しくは第２図に示すように回動調節機構
として構成されている。いずれの場合にも修正にとつて
比較的に小さな距離で所望の極めて微少な量変化を行う
ために十分である。

回動調節機構28は有利にはステツプモータであり、ステ
ツプモータは振動に対して、質量加速を強く生ぜしめる
行程調節機構よりも影響を受けにくい。第２図には回動
調節機構28の回動アーム29が旋回させられた２つの位置
で破線によつて示してあり、この場合もちろん伝達レバ
ー18のアーム19の相応の旋回を得るために回動調節機構
28が図平面内で90゜回動可能に配置されていなければな
らない。調節モータ20及び回動調節機構28の接続部Ｐ及
びRMは電気的な制御装置（図示せず）に通じている。

第３図に示すダイヤグラムにおいては、縦座標に噴射量
Ｑがかつ横座標に回転数ｎがプロツトしてある。電気的
な調節モータ及び電気的な制御装置によつて、量Q1に相
応する負荷特性線Ｉから量Q2に相応する負荷特性線IIま
で調整範囲Ａが個々の機関特性値を考慮するために通過
させられる。さらに、調整機構によつて始動回転数に際
し始動増加量Q3が負荷特性曲IIIに調節され、始動の後
に量Q2に修正される。これによつて修正範囲が区分Ｂだ
け拡大される。いずれの場合にも特性曲線IVに基づく最
大回転数の達成された後、噴射量は機械的な調整装置に
よつて調整される。

第４図には分配型噴射ポンプの調整装置部分の構造が断
面して示してある。調節レバー12及び偏心体13は軸29の
端部に配置されており、軸は調整装置ケーシング30に支
承されている。ばね緊張レバー５の軸８は調節レバー31
に保持され、調節レバーは軸32を中心として旋回可能で
あり、従つて軸８が第１図の矢印９で示すように調節さ
れる。軸32はポンプケーシング33に定置に支承されてい
る。ポンプピストン24の第１図に矢印27で示す運動は行
程カムプレート35を介してカム駆動装置34によつて行わ
れ、行程カムプレートはポンプピストン24を回転及び往
復動させるためにポンプピストン24に公知形式で結合さ
れている。吐出行程中、圧力逃し孔25は同じくポンプピ
ストン24内に配置された分配溝36を介して圧力通路37に
接続されており、この圧力通路を介して燃料は内燃機関
に導かれる。圧力通路の数は機関シリンダの数に相応し
ており、吐出行程中、ポンプ作業室26は圧力通路37の１
つに接続される。

調節モータ20/28は調節ピン38で以つて伝達レバー18の
アーム19の端部に作用する。調節ピンの調節運動を遊び
なく伝達するために、できるだけわずかに面接触しかつ
わずかな距離で伝達レバー18に対して確実な伝達を保証
する適当な連結部39が設けられている。このような連結
部の実施例が第５図〜第７図に拡大して示してある。第
５図に示した実施例では連結部分40が調節ピン38を受容
する孔41を有しており、この場合連結部分40を調節ピン
38に取付けるために、調節ピン38のリング溝43内に係合
しかつ伝達レバー18に向かつて湾曲せしめられ伝達レバ
ーに接触する薄板ばね部材42が用いられる。連結部分40
は伝達レバー18を受容する切欠き43を有しかつ横ピン44
を備えており、横ピンには伝達レバー18がばね42によつ
て押付けられている。これによつて、調節ピン38がばね
42を介して伝達レバー18並びに横ピン44に線接触せしめ
られ、調節ピン38の調節距離が遊びなく伝達される。

第６図に示した別の実施例においては、連結部分45がｕ
字状のクランプとして構成されており、クランプの一方
の脚部46は調節ピン38を受容する孔47を有しており、調
節ピン38は同じくリング溝43内に係合する固定リングに
よつて固定されている。調節ピン38の端面側の端部49は
球状に構成され、直接に伝達レバー18に接触している。
伝達レバー18の裏側には、ｕ字状の連結部分45の内側に
向かつて球状に構成された第２の脚部50が係合してい
る。

第７図に示した実施例においては、連結部分51としても
つぱらばね薄板クランプ52が用いられる。ばね薄板クラ
ンプは調節ピン38のリング溝43内に係合しかつ端部53で
以つて伝達レバー18にもつぱら線接触して伝達レバーを
調節ピン38の形状に構成された端部49に向けて引張つて
いる。これによつて力の伝達が線接触若しくは点接触で
遊びなく行われる。

第８図には電気的な調節モータ20が拡大しかつ横断面し
て示してある。これは直線運動型電磁石機構であつて、
例えば第１図の調節装置の電気的な手段３として用いら
れる。調節ピン38は可動子54の磁力によつてばね55の戻
し力に抗して調節される。電気的な調節モータの故障し
た場合、伝達レバー18がばね55によつてポンプの吐出量
を零に調節する位置に引張られるようになつている。誘
導的な位置信号発生器56を介してそのつどの調節ピン位
置ひいては量修正値が電気的な制御装置に与えられる。
位置信号発生器56は接続ケーブル57の端部をプラスチツ
クから成る電気的な接続部58によつて取回まれている。
電磁コイル59の配線は、積層板60によつて行われ、積層
板は継ぎ目箇所601で互いに溶接されている。電気的な
調節モータのケーシング61は調節ピン38を調整装置ケー
シング30内へ突入させた状態で調整装置ケーシングにフ
ランジ結合されている（第４図）。ケーシング61の調節
ピン38を受容する孔62内には絞り間隙63が設けられてお
り、この絞り間隙を介して燃料が調整装置ケーシング、
ひいてはポンプ吸込室から調節モータのケーシング61内
へ流れ得る。ケーシング61に燃料のための戻り通路64を
配置したことによつて、燃料が冷却のために調節モータ
を通つて連続的に流れる。

第９図に示す調整装置においては、第１図の調整装置と
異なつて緊定レバーが２部分から成つており、すなわち
始動レバー66及び連行レバー67として構成されている。
両方のレバーは軸８を中心として旋回可能である。軸８
から距離をおいてレバー間に始動ばね68が設けられてい
る。従つて機械的な調整装置によつて始動増加量が得ら
れるようになり、量修正のための電気的な手段がもつぱ
らその他の特性値のために用いられ、電気的な調節モー
タが極めて小さな全調節距離で十分である。

内燃機関の始動の後、調節スリーブ11によつてまず始動
レバー66が軸８を中心として旋回させられ、量制御部材
23が始動増加量の位置から通常の作業位置へ移動させら
れ、始動ばね68が圧縮される。始動レバー66が連行レバ
ー67のストツパ69に当接すると、両方のレバーは第１図
のばね緊張レバー５に対して述べたように１つのユニツ
トのように作用する。次いで調整ばね６のばね力が回転
数信号発生機７の力に抗して作用し、調節レバー12を介
して機械的な調整装置に基準値が与えられる。

第10図に示した量と回転数のダイヤグラムにおいては必
要な修正範囲としてもつぱら調整範囲Ａが残されてい
る。そのほかには特性曲線Ｉ及びIIはそのままであるの
に対し、電気的な量修正にとつて始動回転数の特性曲線
Ｉに相応して常に、機械的な調整装置によつて与えられ
る始動増加量が作用しており、その結果回転数n1までの
始動回転に際しても量修正範囲Ａが有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第１図は調
整装置の第１実施例の概略図、第２図は調節機構の別の
実施例の概略図、第３図は第１図の実施例の量・回転数
−ダイヤグラム、第４図は調整装置の構造の縦断面図、
第５図、第６図及び第７図は調節モータと伝達レバー間
の連結部のそれぞれ異なる実施例の断面図、第８図は直
線運動型調節機構の縦断面図、第９図は調整装置の第２
実施例の概略図、第10図は第２実施例の量・回転数−ダ
イヤグラムである。 １……遠心力調整装置、２……燃料噴射ポンプ、３……
手段、５……ばね緊張レバー、６……調整ばね、７……
回転数信号発生機、８……軸、９……矢印、10……遠心
錘、11……調節スリーブ、12……調節レバー、13……偏
心体、14……全負荷ストツパ、15及び16……アーム、17
……旋回軸、18……伝達レバー、19……アーム、20……
調節モータ、21……アーム、22……連行球、23……量制
御部材、24……ポンプピストン、26……ポンプ作業室、
25……圧力逃し孔、28……回動調節機構、29……回動ア
ーム、30……調整装置ケーシング、31……調節レバー、
32……軸、33……ポンプケーシング、34……カム駆動装
置、35……行程カムプレート、36……分配溝、37……圧
力通路、38……調節ピン、39……連結部、40……連結部
分、41……孔、42……ばね、43……切欠き、44……横ピ
ン、45……連結部分、46……脚部、47……孔、49……端
部、50……脚部、51……連結部分、52……ばね薄板フラ
ンプ、53……端部、54……可動子、55……ばね、56……
位置信号発生器、57……接続ケーブル、58……接続部、
59……電磁コイル、60……積層板、61……ケーシング、
62……孔、63……絞り間隙、64……戻り通路、66……始
動レバー、67……連行レバー、68……始動ばね、69……
ストツパ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の燃料噴射ポンプの回転数調整装
   置であつて、軸を中心として旋回可能な緊張レバーを有
   しており、緊張レバーに回転数信号発生機が調整ばねの
   基準値として用いられる変化可能な力に抗して係合しか
   つ、２腕の伝達レバーの、緊張レバーの調節運動に追従
   する旋回軸が配置されており、伝達レバーの第１のアー
   ムが調節運動を噴射ポンプの量制御部材に伝達するよう
   になつており、伝達レバーの第２のアームに調節部材が
   係合している形式のものにおいて、調節部材として噴射
   量修正に役立つ電気的な調節モータ（20,28）が用いら
   れ、調節モータが内燃機関特性値及び周囲特性値を処理
   する電気的な制御装置によつて制御されるようになつて
   いることを特徴とする、燃料噴射ポンプの回転数調整装
   置。
2. 【請求項２】緊張レバー（５）が２腕であり、旋回軸
   （17）が短い方のアーム（16）に配置されているのに対
   して、長い方のアーム（15）に調整ばね（６）及び回転
   数信号発生機（７）が係合している特許請求の範囲第１
   項記載の回転数調整装置。
3. 【請求項３】伝達レバー（18）のアーム（19,21）が互
   いに異なる長さであり、第２のアーム（19）が第１のア
   ーム（21）よりも著しく長くなつている特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の回転数調整装置。
4. 【請求項４】緊張レバー（５）の旋回点が調節可能であ
   る特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項
   記載の回転数調整装置。
5. 【請求項５】緊張レバー（５）が始動レバー（66）及び
   連行レバー（67）から成つており、始動レバー及び連行
   レバーが同じ軸（８）に支承されかつ始動ばね（69）の
   圧縮の後にユニツトとして作用するようになつている特
   許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載
   の回転数調整装置。
6. 【請求項６】調節モータとして、誘導的な位置信号発生
   器（56）を備えた磁気的に作動する直線運動型調節機構
   （20,54−64）が用いられている特許請求の範囲第１項
   から第５項までのいずれか１項記載の回転数調整装置。
7. 【請求項７】調節モータとして回動調節機構が用いられ
   ている特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
   １項記載の回転数調整装置。
8. 【請求項８】調節モータがポンプンケーシング及び（又
   は）調整装置ケーシング（30,33）にフランジ結合され
   ており、調節モータケーシング（61）が燃料によつて冷
   却のために貫流されるようになつている特許請求の範囲
   第６項又は第７項記載の回転数調整装置。
9. 【請求項９】伝達レバー（18）と電気的な調節モータ
   （20,28）の調節ピン（38）とが遊び摩擦のない連結部
   （39）によつて結合されている特許請求の範囲第１項か
   ら第８項までのいずれか１項記載の回転数調整装置。
10. 【請求項１０】連結部が伝達レバー（18）に作用する薄
    板ばね（42,52）と協働するようになつており、薄板ば
    ねが調節ピン（38）のリング溝（43）に差はめられてい
    る特許請求の範囲第９項記載の回転数調整装置。
11. 【請求項１１】調節ピン（38）が球状の端部（49）を備
    えており、球状の端部が伝達レバー（18）に作用してい
    る特許請求の範囲第10項記載の回転数調整装置。
12. 【請求項１２】連結部がクランプ状に伝達レバー（18）
    に係合している特許請求の範囲第10項又は第11項記載の
    回転数調整装置。