JPS5827071Y2 - 分配型燃料噴射装置の調速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はプランジャが回転及び往復運動して燃料を分配
圧送する形式の内燃機関の分配型燃料噴射装置において
、３つのばねを組み合せた調速ばねを用いることにより
、機関の高速域で燃料噴射量が緩やかに減少するように
した調速装置に関するものである。

この種の分配型燃料噴射装置の全速度型調速装置は、プ
ランジャの有効圧送行程を延長又は短縮して燃料噴射量
を加減する燃料制御スリーブがレバーの一端に軸支持さ
れており、該レバーの他端が加速レバーとの間に掛は渡
した１つの調速ばねによって、機関の回転に基づく遠心
力によって付勢されるシックに衝合されている。

そして、第１図に破線で示すように、遠心力が調速ばね
の力と等しくなるＡ点までは、燃料制御スリーブが移動
せず、燃料噴射量は噴射ポンプの回転速度−噴射量特性
に依存する。

即ち、回転速度が高くなるにつれて、噴射量が増加し、
一定の回転速度Ｎ２に達すると、前記調速ばねが撓んで
噴射量を減少するように燃料制御スリーブを移動させる
。

従って、機関の高速域において吸入空気量と噴射量との
整合が十分でなく、所望の出力性能を得ることができな
いというきらいがあった。

本考案はこのような問題に鑑み、３個のばねからなる組
み合せばねによって、機関の高速域において噴射量が緩
やかに減少するように構成した内燃料関用分配型燃料噴
射装置の調速装置を提案するものである。

本考案の構成を図示の実施例に基づいて説明すると、ま
ず、燃料噴射装置は第２図に示すようにケーシング３２
の左側端壁にポンプ室が構成され、この内部に収容した
公知のベーンを支持するロータ２３を収容してベーンポ
ンプＡが構成され、ロータ２３の軸１が機関により回転
されるようになつている。

ポンプＡの吸込口はケーシング３２の内部に構成した通
路２に連なり、吐出口は流量制御弁３を経て後述するメ
ータリング弁に連なり、またケーシング３２の内部に構
成される燃料溜室６２と連なっている。

前記ポンプ軸１の内端には、公知のオルダム継手３３を
介してプランジャ３１が回転かつ軸方向運動可能に結合
される。

また、ポンプ軸１の外周を取り囲んで円筒状のローラホ
ルダ２５が軸方向不動にかつ僅かに回動可能に支持され
る。

このローラホルダ２５は円周方向に間隔を存して複数個
のカムローラ６０を回転可能に支持しており、ローラホ
ルダの外周に設けた溝に係合するレバー６１により回動
を規制される。

レバー６１は図示してない支軸によってケーシング３２
に支持され、かつ下端を後述する噴射時期調整装置りに
結合される。

前記ローラ６０に係合するカム円板２６がプランジャ３
１の端部に固定され輸プランジャ３１に取付けた腕３０
とケーシング３２の右側端壁との間に介装した複数個の
圧縮ばね２０の力によって前記ローラ６０に係合されて
いる。

このカム円板２６は円周方向に沿って、機関の気筒数と
同数の凸部を備えており、この凸部にローラ６０が乗す
上げた時プランジャ３１が右方向に押動されるようにな
っている。

噴射時期調整装置りは第２図に示すように、ケーシング
３２の下端部に形成され、かつ実際には紙面に対し直角
方向に延びるシリンダの内部に、ピストン２１を嵌装し
て室６５と６６とを仕切り、室６５を通路２に、室６６
を燃料溜室６２にそれぞれ接続し、室６５に収容した圧
縮ばね２２の力と室６６の燃料圧力とのつり合う位置に
ピストン２１を移動させ、レバー６１を回動させて、ロ
ーラホルダ２５を回転変位させ、ポンプ軸１の回転に対
して、プランジャのカム円板２６がローラ６０に乗り上
げる時期、即ちプランジャの燃料圧送工程の遅れ又は進
みが調節されるようになっている。

燃料送出部Ｃは第３図に示すように、ケーシング３２の
右側端壁に分配バレル１７を嵌合固定し、この右端部を
プラグ５２によって閉鎖する一方、分配バレル１７にプ
ランジャ３１を嵌合して加圧室１８を構成してなる。

そして、分配バレル１７に１つの吸入口５５と、該吸入
口５５から軸方向に離れて気筒数と同数の送出口４９が
設けである。

吸入口５５はケーシング３２の通路１６を経て燃料溜室
６２に接続される。

一方、送出口４９は互いに円周方向に等間隔に配列され
ており、これらはケーシング３２の各通路１２（第２図
）を経て各吐出弁１９に接続され、さらに図示してない
噴射管を経て機関の各気筒に取付けた噴射弁へ接続され
る。

前記プランジャ３１はこの先端部外周に溝を削設して、
吸入口５５と加圧室１８とを結ぶ気筒数と同数の吸入通
路５１を周方向に等間隔に備えられている。

また加圧室１８に一端が開口する軸方向の通路５０が形
成され、この通路５０は径方向に延びる１つの吐出通路
４５を経て、送出口４９と連通・遮断されるようになっ
ている。

前記通路５０の端部は径方向の通路４６を経て燃料溜室
６２に連通するようになっている。

プランジャ３・１に環状溝４８が削設され、この環状溝
４８は分配バレル２７の通路５４を経て燃料溜室６２と
連通される。

通路４６の開口端部を開閉するための燃料制御スリーブ
２７がプランジャ３１の基端部に摺動可能に外挿される
。

この燃料制御スリーブ２７は球験手４４を介して始動レ
バー４０の下端に連結される。

始動レバー４０は支軸４２をもって引張レバー３８の下
端フランジに支持されると共に、上端は後述する調速装
置Ｂのシック２８に衝合される。

始動レバー４０の上端に弱い板状の始動ばね３９が固定
され、引張レバー３８に衝合して、機関の停止状態で、
引張レバー３８から左方へ離れ、引込んだ状態にあるシ
ック２８に衝合し、燃料制御スリーブ２７を右方へ即ち
始動のための燃料過給位置へ変位させるようになってい
る。

なお、始動レバー４０の上端左側に対向して、ケーシン
グ３２に支軸をもって支持した図示してない停止レバー
の下端が配置され、この停止レバーはケーシング３２の
外部から操作し、反時計方向に回動すると、燃料制御ス
リーブ２７を左方へ大きく移動させて無噴射状態とし、
機関を停止することができるようになっている。

また、機関は第２図に示すように、通路１３の途中に設
けた電磁弁により、詳しくは電磁コイル１４を消磁する
時、ばねの力を受けて弁１６が突出し、通路１３を閉じ
ることにより、停止させることができる。

引張レバー３８はこの下端部を支軸４２をもってコレク
トレバー３５の下端フランジ３５ａに支持されており、
この上端とピン６との間に組合せばね８が掛渡される。

ピン６はケーシング３２に支持した支軸７に偏心して支
持され、加速レバーないし速度制御レバー７ａの回動に
よって組合せばね８を引張り、引張レバー３８を傾け、
燃料制御スリーブ２７の位置を制御するようになってい
る。

コレクトレバー３５はケーシング３２に支軸４１をもっ
てケーシング３２に支持され、この下端はケーシング３
２の右側端壁との間に介装した強いばね５３によって時
計方向に回転付勢され、上端がケーシング３２に螺合し
た全負荷設定ボルト３４に衝合され、前述した支軸４２
を所定の位置に設定するようになっている。

シック２８を付勢する調速装置Ｂは、ケーシング３２の
左側端壁に公知のメータリング弁を内蔵するロッド４を
支持し、これにポンプ軸１の歯車２４と噛合う歯車５を
支持し、この歯車５に固定支持した円筒状のカバー４３
の内部に、４個のフライウェイト２９を拡開可能に支持
し、前記ロッド４の先端に円筒状のシック２８を摺動可
能に外挿してなり、シック２８の基端フランジが前記フ
ライウェイト２９の切欠に係合し、遠心力によってフラ
イウェイト２９が拡開されると、シフタ２８がロッド４
に沿って右方へ摺動し、始動レバー４０を回動するよう
になっている。

前記シフタ２８の摺動運動はまたロッド４の内部に構成
されるメータリング弁の開度を調節し、ベーンポンプＡ
から燃料溜室６２を経てプランジャの加圧室１８へ送る
燃料の量を調節するようになっている。

このようなメータリング弁については公知であるので説
明を省略する。

組み合せばね８は第４図に示すように、３個のコイルば
ね８１，８２，８３が順に撓んでいくように直列に結合
されている。

円筒状ケース８６の中央に隔壁８９をもって室８７と室
８８とが仕切られ、室８７の内部へ端壁９１からロッド
８４が挿入され、この端部に固定したばね座８４ａと端
壁９１との間にばね８１が介装され、ばね８１がｓｌだ
け撓むと、ばね座８４ａがケースから室８７の内部へ突
出しているストッパ８６ａに当るようになっている。

室８８には円筒状のばね座９０が収容され、このばね座
９０と端壁９２との間に介装した調速ばね８３の力によ
って、ケースから室８８の内部へ突出しているストッパ
８６ｂに押付けられている。

端壁９２及びばね座９０を貫通して室８８の内部へロッ
ド８５が延び、この内端に固定したばね座８５ａとばね
座９０との間に介装したアングライヒばね８２によって
、ばね座８５ａが隔壁８９へ押付けられるようになって
いる。

ばね８１と調速ばね８３とは等しいばね定数に１とされ
、アングライヒばね８２のばね定数に２はに２〉ｋｌに
設定される。

そして、アングライヒばね８２には予荷重Ｆｌ ” ｋ
ｌ・ｓｌが付与され、また調速ばね８３には予荷重Ｆ２
”ｋ２” ｓ２（但し、ｓ２はばね座８５ａとばね座９
０の突部９０ａとの間隔）が付与されている。

以上の組み合せばね８はロッド８４が加速レバー７ａの
ピン６に、ロッド８５が引張レバー３８に係止される。

なお、第３図に示すように、この実施例ではケーシング
３２の上部壁に空気アクチュエータＥが取付けられ、タ
ービン過給機付機関の場合に、燃料噴射量を増量できる
ようになっている。

即ち、ダイアフラム７４によって仕切られる室７３に加
圧空気を導き、室７６を大気圧とし、ばね７２の力に抗
して加圧空気の圧力により、ダイアフラム７４に固定し
たロッド７１が押し下げられると、ロッド７１の周面に
形成したカム面に係合するレバー１０が支軸９を中心に
時計方向に回動し、レバー１０の下端に当っている引張
レバー３８が軸４２を中心に時計方向に回動し、燃料制
御スＩＪ−ブ２７が右方、即ち燃料増方向へ移動し得る
ようになっている。

次に、本考案による分配型燃料噴射装置の作動について
説明する。

４サイクル機関の場合、ポンプ軸１は機関の％の速度で
駆動され、プランジャ３１も同速度で回転１駆動される
と同時に、円周方向に形成されているカム円板２６の凹
凸部がローラ６０に係合してプランジャ３１を往復動さ
せる。

カム円板２６の凸部がローラ６０に係合している第２，
３図の状態ではプランジャ３１が最右方位置にあって、
吸木通路５１が吸入口５５と加圧室１８を連通ずる一方
、加圧室１８は通路５０゜４６を経て燃料溜室６２と連
通している。

プランジャ３１の左方移動に伴って燃料が吸入口５５か
ら通路５１を経て加圧室１８へ供給され、プランジャ３
１が最左方へ移動する途中で通路４６がスリーブ２Ｔに
より閉じられ、カム円板２６の凹部がローラ６０に係合
すると、プランジャ３１は最左方に移動し、加圧室１８
はまた通路５０及び吐出通路４５を経て吐出口４９に連
通し、通路４６はスリーブ２７によって閉じられる。

カム円板２６の回転に伴って、カムの凸部がローラ６０
に再び係合すると、プランジャ３１が右方へ移動し、プ
ランジャ３１の回転に伴ってやがて吸入通路５１が吸入
口５５から遮断され、加圧室１８の燃料が加圧され、通
路５０．４５を経て吐出口４９へ圧送され、さらに通路
１２を経て吐出弁１９を押し開いて、噴射管を経て噴射
弁へ送られ、ここから機関の気筒へ噴射される。

プランジャ３１が最右方へ移動した時、吸入通路５１の
１つが吸入口５５に連通し、次いで吐出通路４５は吐出
口４９から遮断される。

以下前述のようにプランジャ３１の回転と往復との組合
せ運動を繰返す内に分配バレル１７の円周方向に配列さ
れた第２、第３の吐出口４９へと順次燃料が圧送される
。

燃料の噴射はプランジャ３１の溢流通路４６がスリーブ
２７から離れて開くまで継続し、溢流通路４６が開けば
、加圧室１８の燃料は通路５０゜４６を経て溜室６２へ
戻され、吐出弁１９は閉じる。

機関の低速域ではフライウェイト２９が僅かに拡開し、
シフタ２８を右方へ押している。

このシフタ２８によって始動レバー４０の上端は始動ば
ね３９を撓ませて引張レバー３８に衝合されている。

そして加速レバー７ａによって引張られている組合せば
ね８の力が引張レバー３８に及ぼす力とシフタ２８が始
動レバー４０を介して引張レバー３８に及ぼす力がつり
合った位置に燃料制御スリーブ２７の位置が静定してい
る。

もし、回転速度が上昇して、シフタ２８の力が大きくな
ると、引張レバー３８は軸４２を中心に時計方向に回動
し、燃料制御スリーブ２７を左方、即ち燃料減方向に移
動させるから、やがて機関はもとの速度まで低下する。

逆に回転速度が低くなれば、シフタ２８の力に打ち勝っ
て組合せばね８の力が引張レバー３８を反時形方向に回
動し、燃料制御スリーブ２７を右方、即ち燃料増方向へ
移動させるから、やがて機関はもとの速度まで高くなる
。

このようにして機関は加速レバー７ａの回動量に応じた
速度に静定する。

そして、低速域Ｎ。−Ｎ、では、機関の速度変動に対し
て、組合せばね８のはね８１だけが最大撓み量Ｓ１の間
で撓み、加速レバー７ａの操作量に応じて第１図に線５
７で示すように噴射量Ｑが調節される。

回転速度Ｎ１を超える機関の中・高速域では、フライウ
ェイト２９がシフタ２８を介して引張レバーに及ぼす力
、ばね８１の撓み量を最大とし、ばね座８４ａをストッ
パ８６ａに衝合させ、さらにアングライヒばね８２を撓
ませて、ばね座８５ａを隔壁８９から離れさせる。

加速レバー７ａを加速方向に操作すると、組合せばね８
を介して引張レバー３８の上端がシフタ２８を押し戻し
つつ左方へ引き寄せられ、燃料制御スリーブ２７が右方
、即ち燃料増方向へ移動し、回転速度が上昇する。

そして、回転速度の増加に基づいてシフタ２８が引張レ
バー３８に及ぼす力が増大し、アングライヒばね８２の
撓みに基づく力とのつり合った位置に引張レバー３８が
静定する。

機関の中・高速域では、加速レバー７ａが引張レバー３
８を燃料増方向へ引き寄せる量に比べて、フライウェイ
トが引張レバー３８を押し戻す量が大きくなるようにア
ングライヒばね８２のばね定数が設定され、第１図の線
５８に示すように、機関の回転速度Ｎの上昇に対して噴
射量Ｑが減少し、機関の空気吸入効率の低下と整合する
ようになっている。

加速レバー７ａの最大操作位置では、ロッド８４のばね
座８４ａがケース８６のストッパ８６ａに当る一方、゛
ロッド８５のばね座８５ａがばね座９０の突部９０ａに
当る。

そして、調速はね８３が撓み、ばね座９０がストッパ８
６ｂから離れる。

調速はね８３はアングライヒばね８２よりもばね定数が
小さいので、フライウェイトにより引張レバー３８は大
きく押し戻され、第１図の線５９に示すように、回転速
度Ｎの上昇に対して、噴射量Ｑが急激に減少し、回転速
度の上昇を抑えるように作用する。

本考案は上述のように、分配型燃料噴射装置の全速度型
調速装置として、燃料制御スリーブをフライウェイトの
推力に抗して燃料増方向へ移動させる引張レバーと加速
レバーとの間に、機関の低・中・高速域で順次撓む３個
の組合せばねを掛は渡したので、機関の中・高速域で噴
射量を緩かに低下させることができ、例えば高速域で不
必要な出力増加を抑え、静粛な運転ができるなどの、機
関に要求される性能に適合した噴射量を、ばね定数の設
定によって簡単に得ることができるという優れた効果が
得られる。

なお、上述の実施例では各ばね８１．８２，８３が直列
に配置されているが、これらは並列配置とすることも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射装置の比較特性線図、第２図は本考案
に係る調速装置を備えた分配型燃料噴射装置の縦断面図
、第３図は同装置の要部縦断面図、第４図は同装置にお
ける組合せばねの縦断面図である。 １・・・ポンプ軸、５・・・歯車、７ａ・・・加速レバ
ー、８・・・組合せばね、１７・・・分配バレル、１８
・・・加圧室、２４・・・歯車、２６・・・カム円板、
２７・・・燃料制御スリーブ、２８・・・シフタ、２９
・・・フライウェイト、３１・・・プランジャ、３５・
・・コレクトレバー、３８・・・引張レバー、４０・・
・始動レバー、４２・・・支軸、６０・・・カムローラ
、６２・・・燃料溜室、８１・・・ばね、８２・・・ア
ングライヒばね、８３・・・調速ばね、８６・・・ケー
ス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 分配バレルに嵌合するプランジャの往復運動と回転運動
   の組み合せ運動によって、前記分配バレルに円周方向に
   配列され、かつ機関の各シリンダに連なる送出口へ順次
   燃料を分配するようになっている分配型燃料噴射装置に
   おいて、前記プランジャの分配バレルから突出する部分
   に開口をもつプランジャ液室と燃料溜室とを接続する溢
   流通路と、該プランジャに摺動可能に外挿され前記溢流
   通路を開閉する燃料制御スリーブと、ケーシング側に軸
   支持され一端が前記燃料制御スリーブに結合され、他端
   が前記プランジャと共に回転するフライウェイトによっ
   て押されるシフタと衝合する調速レバーと、該調速レバ
   ーの他端と加速レバーとの間に配され、前記調速レバー
   を前記シフタに付勢衝合する組み合せばねとからなり、
   前記組み合せばねは機関の低速域で前記シフタに作用す
   る遠心力によって最大撓み量となるばねと、前記ばねよ
   りもばね定数が大で、前記ばねが最大撓み量を超える機
   関の高速域で撓むよう予荷重を付与されているアングラ
   イヒばねと、前記ばねとばね定数がほぼ等しく、前記ア
   ングライヒばねが最大撓み量を超える機関の最高速域で
   撓むよう予荷重を付与されている調速ばねとからなる、
   高速域で燃料噴射量を緩やかに減少させるようにしたこ
   とを特徴とする分配型燃料噴射装置の調速装置。