JPH09209781A - ディーゼルエンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】ガバナ力とトルクバネ力との不釣り合い力
により、トルクピン１１のピン先端部１３を押し出すこ
とにより、ガバナ力入力レバー３のみを揺動させて、調
量ラックを定格負荷領域を越えたトルクアップ領域で調
量移動させるように構成した、ディーゼルエンジンの燃
料供給装置において、トルクバネ１２として、コイル径
を変化させながら巻いた形状の径変化コイルバネ１９を
用いた。径変化コイルバネ１９に代えて、ピッチを変化
させながら巻いた形状の不等ピッチコイルバネを用いて
もよい。 【効果】低速領域でのエンストの抑制機能を高めると同
時に、中速領域での過剰な燃料増量を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの燃料供給装置に関し、詳しくは、低速領域でのエン
ストの抑制機能を高めると同時に、中速領域での過剰な
燃料増量を回避できるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料供給装置の従
来技術として図６に示すものがある。これは、本発明と
同様、次のような基本構造を備えている。すなわち、ガ
バナレバー１０１をスプリング力入力レバー１０２とガ
バナ力入力レバー１０３とで構成し、この一対のレバー
１０２・１０３をガバナレバー枢軸１０４に揺動自在に
枢支し、調速アーム１０５にカバナスプリング１０６を
介してスプリング力入力レバー１０２を連動連結し、ガ
バナ力発生手段１０７にガバナ力入力レバー１０３を連
携させ、このガバナ力入力レバー１０３に燃料噴射ポン
プ１０８の調量ラック１０９を連動連結させてある。

【０００３】そして、上記一対のレバー１０２・１０３
のうち、一方のレバー１０２にホルダ１１０を設け、こ
のホルダ１１０にトルクピン１１１をそのピン軸線方向
に沿ってスライド自在に支持し、このトルクピン１１１
をトルクバネ１１２でピン先端方向に付勢して、ピン先
端部１１３をホルダ１１０から押し出すようにし、この
ピン先端部１１３を他方のレバー１０３に接当させてあ
る。

【０００４】そして、トルクピン１１１をトルクバネ力
１１７に抗してそのピン基端部１１４側に押し込んだ状
態で、ガバナスプリング力１１６とガバナ力１１８との
不釣り合い力により、上記一対のレバー１０２・１０３
を一体に揺動させるように構成してある。

【０００５】そして、上記スプリング力入力レバー１０
２に燃料制限具１１５を臨ませ、このスプリング力入力
レバー１０２が燃料制限具１１５に接当した後は、ガバ
ナ力１１８とトルクバネ力１１７との不釣り合い力によ
り、トルクピン１１１のピン先端部１１３を押し出すこ
とにより、ガバナ力入力レバー１０３のみを揺動させ
て、調量ラック１０９を定格負荷位置１２１を越えたト
ルクアップ領域１２２で調量移動させるように構成して
ある。

【０００６】この従来技術では、図６に示すように、ト
ルクバネ１１２にコイル径とピッチがそれぞれ一定のコ
イルスプリングが用いられている。図１（Ｃ）に示すよ
うに、エンジン回転速度を横軸にとり、トルクを縦軸に
とり、エンジン回転速度毎の最大トルクをプロットする
と、この従来のトルクバネ１１２を用いた場合には、鎖
線のトルク特性線図１２３ａのように、低速領域でトル
クピークを有するトルク特性が得られ、また、鎖線のラ
ック位置特性線図１２４ａのように、低速領域から高速
領域に向けて徐々に燃料減量側にシフトするラック位置
特性が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、次
の問題がある（図１（Ｃ）参照）。 低速領域でのトルクライズ量を十分に大きくできず、
低速領域で十分なトルクが得られないため、負荷が大き
くなるとエンストを起こしやすく、いわゆる低速ねばり
強さが十分でない。

【０００８】上記問題を解決するため、トルクバネ
１１２のバネ定数を小さくして、低速領域でのトルクラ
イズ量を増加させる措置をとることも考えられるが、こ
の場合には、破線のトルク特性線図１２３ｂのように、
低速領域でのトルクライズ量は大きくできるものの、鎖
線のラック位置特性線図１２４ｂのように、中速領域で
の過剰な燃料増量を余儀なくされ、熱負荷の増大により
エンジン寿命を低下させる。

【０００９】本発明の課題は、低速領域でのエンストの
抑制機能を高めると同時に、中速領域での過剰な燃料増
量を回避できる、ディーゼルエンジンの燃料供給装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（第１発明）第１発明は、図２に示すように、次の基本
構造を備えている。すなわち、ガバナレバー１をスプリ
ング力入力レバー２とガバナ力入力レバー３とで構成
し、この一対のレバー２・３をガバナレバー枢軸４に揺
動自在に枢支し、調速アーム５にカバナスプリング６を
介してスプリング力入力レバー２を連動連結し、ガバナ
力発生手段７にガバナ力入力レバー３を連携させ、この
ガバナ力入力レバー３に燃料噴射ポンプ８の調量ラック
９を連動連結させてある。

【００１１】そして、上記一対のレバー２・３のうち、
一方のレバー２にホルダ１０を設け、このホルダ１０に
トルクピン１１をそのピン軸線方向に沿ってスライド自
在に支持し、このトルクピン１１をトルクバネ１２でピ
ン先端方向に付勢して、ピン先端部１３をホルダ１０か
ら押し出すようにし、このピン先端部１３を他方のレバ
ー３に接当させてある。

【００１２】そして、トルクピン１１をトルクバネ力１
７に抗してそのピン基端部１４側に押し込んだ状態で、
ガバナスプリング力１６とガバナ力１８との不釣り合い
力により、上記一対のレバー２・３を一体に揺動させる
ように構成してある。

【００１３】そして、上記スプリング力入力レバー２に
燃料制限具１５を臨ませ、このスプリング力入力レバー
２が燃料制限具１５に接当した後は、ガバナ力１８とト
ルクバネ力１７との不釣り合い力により、トルクピン１
１のピン先端部１３を押し出すことにより、ガバナ力入
力レバー３のみを揺動させて、調量ラック９を定格負荷
位置２１を越えたトルクアップ領域２２で調量移動させ
るように構成してある。

【００１４】本発明は、上記基本構造を備えた、ディー
ゼルエンジンの燃料供給装置において、次のようにした
ことを特徴とする。すなわち、図１〜図４の各分図
（Ａ）に示すように、トルクバネ１２として、コイル径
を変化させながら巻いた形状の径変化コイルバネ１９を
用いたことを特徴とする。

【００１５】（第２発明）第２発明は、第１発明に記載
したディーゼルエンジンの燃料供給装置において、トル
クバネ１２として、コイル径を変化させながら巻いた形
状の径変化コイルバネ１９を用いたことに代えて、図５
（Ａ）に示すように、トルクバネ１２として、ピッチを
変化させながら巻いた形状の不等ピッチコイルバネ２０
を用いたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】第１発明または第２発明では、図１〜図５の各
分図（Ａ）に示すように、トルクバネ１２として、径変
化コイルバネ１９または不等ピッチコイルバネ２０を用
いており、図１〜図５の各分図（Ｃ）に示すように、エ
ンジン回転速度を横軸にとり、トルクを縦軸にとり、エ
ンジン回転速度毎の最大トルクをプロットすると、この
トルクバネ１２を用いた場合には、実線のトルク特性線
図２３のように、低速領域で高いトルクピークが得られ
る一方、実線のラック位置特性線図２４のように、中速
領域での過剰な燃料増量が抑制される。

【００１７】

【発明の効果】第１発明または第２発明によれば、次の
効果を奏する。 図１〜図５の各図（Ｃ）に示す実線のトルク特性線図
２３のように、低速領域でのトルクライズ量を十分に大
きくできるため、負荷が大きくなってもエンストを起こ
しにくく、いわゆる低速ねばり強さを確保できる。

【００１８】図１〜図５の各分図（Ｃ）に示すよう
に、低速領域でのトルクライズ量を大きくしても、実線
のラック位置特性線図２４のように、中速領域での過剰
な燃料増量が抑制され、熱負荷の増大によるエンジン寿
命の低下を抑制できる。

【００１９】図１〜図５の各分図（Ａ）に示すよう
に、トルクバネ１２として、径変化コイルバネ１９や不
等ピッチコイルバネ２０を用いるだけでよいため、部品
点数を増加させる必要がなく、慣性重量の増加によるガ
バナ感度の低下を防止できる。

【００２０】図１〜図５の各分図（Ａ）に示すよう
に、ホルダ１０やトルクピン１１等の構造を特別に変更
する必要がないため、製造コストを低く維持できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１及び図２に示す第１実施形態のディ
ーゼルエンジンの燃料供給装置の構成は次のようになっ
ている。すなわち、図２に示すように、ガバナレバー１
をスプリング力入力レバー２とガバナ力入力レバー３と
で構成し、この一対のレバー２・３をガバナレバー枢軸
４に揺動自在に枢支し、調速アーム５にカバナスプリン
グ６を介してスプリング力入力レバー２を連動連結し、
ガバナ力発生手段７にガバナ力入力レバー３を連携さ
せ、このガバナ力入力レバー３に燃料噴射ポンプ８の調
量ラック９を連動連結させてある。

【００２２】そして、スプリング力入力レバー２にホル
ダ１０を設け、このホルダ１０にトルクピン１１をその
ピン軸線方向に沿ってスライド自在に支持し、このトル
クピン１１をトルクバネ１２でピン先端方向に付勢し
て、ピン先端部１３をホルダ１０から押し出すように
し、このピン先端部１３をガバナ力入力レバー３に接当
させてある。

【００２３】そして、トルクピン１１をトルクバネ力１
７に抗してそのピン基端部１４側に押し込んだ状態で、
ガバナスプリング力１６とガバナ力１８との不釣り合い
力により、上記一対のレバー２・３を一体に揺動させる
ように構成してある。

【００２４】そして、スプリング力入力レバー２に燃料
制限具１５を臨ませ、このスプリング力入力レバー２が
燃料制限具１５に接当した後は、ガバナ力１８とトルク
バネ力１７との不釣り合い力により、トルクピン１１の
ピン先端部１３を押し出すことにより、ガバナ力入力レ
バー３のみを揺動させて、調量ラック９を定格負荷位置
２１を越えたトルクアップ領域２２で調量移動させるよ
うに構成してある。

【００２５】図２に示すように、この実施形態では、シ
リンダブロック（図外）の横側に配置したポンプケース
２５内に燃料噴射ポンプ８を収容し、その下方に燃料噴
射カム軸２６を架設し、ポンプケース２５の後部に形成
したガバナケース２７内にガバナを配置してある。スプ
リング力入力レバー２とガバナ力入力レバー３とは、い
ずれも板金の折り曲げ加工品である。ガバナ力発生手段
７は、ガバナケース２７内に突出させた燃料噴射カム軸
２６の突出端部２８にフライウェイト２９とガバナスリ
ーブ３０を取り付けて構成し、フライウェイト２９の遠
心力でガハナスリーブ３０を軸線方向にスライドさせる
ようにしてある。ガバナ力入力レバー３には連動ロッド
３１を介して調量ラック９を連動連結してある。

【００２６】図１（Ａ）に示すように、ホルダ１０は、
スプリング力入力レバー２の上部を折り曲げ加工した前
後対向片３２・３３で構成し、これらにあけた前後ピン
挿通孔３２ａ・３３ａにトルクピン１１を一連に挿通
し、この前後対向片３２・３３の間で、トルクピン１１
にバネ受け面３９を形成し、前対向片３２とバネ受け面
３９との間にトルクバネ１２を介設してある。ピン基端
部１４には抜け止め部３４を設け、この抜け止め部３４
を前対向片３２にその前側から接当させて、トクルピン
１１を抜け止めしている。

【００２７】図２に示すように、燃料制限具１５には、
カバナケース２７のケース壁３６に螺動自在に挿通した
ボルトを用いている。また、調量ラック９はスタートス
プリング３７で燃料増量側に付勢され、エンジン始動時
には調量ラック９を始動増量位置３８に位置させ、始動
性が高まるようにしてある。

【００２８】この第１実施形態では、低速領域でのエン
ストの抑制機能を高めると同時に、中速領域での過剰な
燃料増量を回避するため、図１（Ａ）に示すように、ト
ルクバネ１２として、コイル径を変化させながら巻いた
形状の径変化コイルバネ１９を用いた。この径変化コイ
ルバネ１９は一端部から他端部に近づくにつれてコイル
径が次第に小さくなる片窄まり形に形成してある。この
径変化コイルバネ１９は、図１（Ｂ）のバネ特性線図３
５に示すように、タワミ量が大きい間、トルクピン１１
がそのピン基端部１４側に大きく押し込まれている間
は、バネ定数が比較的大きくなるのに対し、タワミ量が
小さくなると、すなわち押し込み量が少なくなると、バ
ネ定数が小さくなる特性を備えるため、これをトルクバ
ネ１２として用いると、図１（Ｃ）にそれぞれ実線で示
すトルク特性線図２３、ラック位置特性線図２４、出力
特性線図４１のような各特性が得られる。

【００２９】図３に示す第２実施形態では、径変化コイ
ルバネ１９を、中央部から両端部に近づくにつれてコイ
ル径が次第に小さくなる両窄まり形に形成した以外は、
第１実施形態と同一に構成しており、第１実施形態と同
一の機能を備える。図３中、第１実施形態と同一の要素
には同一の符号を付しておく。

【００３０】図４に示す第３実施形態では、径変化コイ
ルバネ１９を、中央部から両端部に近づくにつれてコイ
ル径が次第に小さくなる両窄まり形とし、両端部にコイ
ル径が最小で一定の最小円筒コイル部４０に形成した以
外は、第１実施形態と同一にしており、第１実施形態と
同一の機能を備える。図４中、第１実施形態と同一の要
素には同一の符号を付しておく。

【００３１】図５に示す第４実施形態では、トルクバネ
１２として、径変化コイルバネ１９を用いたことに代え
て、トルクバネ１２として、ピッチを変化させながら巻
いた形状の不等ピッチコイルバネ２０を用いた以外は、
第１実施形態と同一に構成しており、第１実施形態と同
一の機能を備える。図５中、第１実施形態と同一の要素
には同一の符号を付しておく。

【００３２】本発明の各実施形態の内容は以上の通りで
あるが、ホルダ１０をガバナ力入力レバー３に取り付け
て、ピン先端部１３をスプリング力入力レバー２に接当
させても、上記各実施形態と同様の機能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の説明図で、図１（Ａ）は要部縦
断面図、図１（Ｂ）はトルクバネのバネ特性線図のグラ
フ、図１（Ｃ）はトルク特性等の特性線図のグラフであ
る。

【図２】第１実施形態のメカニカルガバナ周辺の縦断面
図である。

【図３】第２実施形態の説明図で、図３（Ａ）は図１
（Ａ）相当図、図３（Ｂ）は図１（Ｂ）相当図、図３
（Ｃ）は図１（Ｃ）相当図である。

【図４】第３実施形態の説明図で、図４（Ａ）は図１
（Ａ）相当図、図４（Ｂ）は図１（Ｂ）相当図、図４
（Ｃ）は図１（Ｃ）相当図である。

【図５】第４実施形態の説明図で、図５（Ａ）は図１
（Ａ）相当図、図５（Ｂ）は図１（Ｂ）相当図、図５
（Ｃ）は図１（Ｃ）相当図である。

【図６】従来技術の模式図である。

【符号の説明】

１…ガバナレバー、２…スプリング力入力レバー、３…
ガバナ力入力レバー、４…ガバナレバー枢軸、５…調速
アーム、６…ガバナスプリング、７…ガバナ力発生手
段、８…燃料噴射ポンプ、９…調量ラック、１０…ホル
ダ、１１…トルクピン、１２…トルクバネ、１３…ピン
先端部、１４…ピン基端部、１５…燃料制限具、１６…
ガバナスプリング力、１７…トルクバネ力、１８…ガバ
ナ力、１９…径変化コイルバネ、２０…不等ピッチコイ
ルバネ、２１…定格負荷位置、２２…トルクアップ領
域。

フロントページの続き (72)発明者 宮▲崎▼ 学 大阪府堺市石津北町64 株式会社クボタ堺 製造所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガバナレバー(１)をスプリング力入力レ
   バー(２)とガバナ力入力レバー(３)とで構成し、この一
   対のレバー(２)・(３)をガバナレバー枢軸(４)に揺動自
   在に枢支し、調速アーム(５)にカバナスプリング(６)を
   介してスプリング力入力レバー(２)を連動連結し、ガバ
   ナ力発生手段(７)にガバナ力入力レバー(３)を連携さ
   せ、このガバナ力入力レバー(３)に燃料噴射ポンプ(８)
   の調量ラック(９)を連動連結させ、 上記一対のレバー(２)・(３)のうち、一方のレバー(２)
   にホルダ(１０)を設け、このホルダ(１０)にトルクピン
   (１１)をそのピン軸線方向に沿ってスライド自在に支持
   し、このトルクピン(１１)をトルクバネ(１２)でピン先
   端方向に付勢して、ピン先端部(１３)をホルダ(１０)か
   ら押し出すようにし、このピン先端部(１３)を他方のレ
   バー(３)に接当させ、 トルクピン(１１)をトルクバネ力(１７)に抗してそのピ
   ン基端部(１４)側に押し込んだ状態で、ガバナスプリン
   グ力(１６)とガバナ力(１８)との不釣り合い力により、
   上記一対のレバー(２)・(３)を一体に揺動させるように
   構成し、 上記スプリング力入力レバー(２)に燃料制限具(１５)を
   臨ませ、このスプリング力入力レバー(２)が燃料制限具
   (１５)に接当した後は、ガバナ力(１８)とトルクバネ力
   (１７)との不釣り合い力により、トルクピン(１１)のピ
   ン先端部(１３)を押し出すことにより、ガバナ力入力レ
   バー(３)のみを揺動させて、調量ラック(９)を定格負荷
   位置(２１)を越えたトルクアップ領域(２２)で調量移動
   させるように構成した、ディーゼルエンジンの燃料供給
   装置において、 トルクバネ(１２)として、コイル径を変化させながら巻
   いた形状の径変化コイルバネ(１９)を用いた、ことを特
   徴とするディーゼルエンジンの燃料供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載したディーゼルエンジン
   の燃料供給装置において、トルクバネ(１２)として、コ
   イル径を変化させながら巻いた形状の径変化コイルバネ
   (１９)を用いたことに代えて、トルクバネ(１２)とし
   て、ピッチを変化させながら巻いた形状の不等ピッチコ
   イルバネ(２０)を用いたことを特徴とするディーゼルエ
   ンジンの燃料供給装置。