JPS5834267Y2

JPS5834267Y2 - 空気始動式内燃機関の充気時燃料制限装置

Info

Publication number: JPS5834267Y2
Application number: JP1978144960U
Authority: JP
Inventors: 武夫井上; 繁夫青木; 次郎倉本
Original assignee: 株式会社クボタ
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1983-08-01
Also published as: JPS5560454U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、空気始動式内燃機関にむげる充気時の燃料
供給量を制限する装置に係り、いずれか１個のシリンダ
な充気ポンプに転用しているとき、他のシリンダが過負
荷となることを、自動的に防止しようとするものである
。

ところで、空気始動式内燃機関に於ては、次回もしくは
それ以降の始動時に必要な始動用空気を、該機関自身で
蓄えるため、いずれか１個のシリンダを充気ポンプに転
用して、残りのシリンダで運転を続けるようにすること
が、よくある。

然して、上記の如く１個のシリンダを充気ポンプに転用
するときは、該シリンダの出力分だけ、内燃機関全体の
総出力が低下することになる。

即ち各シリンダ毎の出力をｆｌとし、シリンダの数を
Ｎとするときの機関総出力Ｆｌは、種々の機械的損失を
無視するとき、Ｆ１＝ｆＩＮ・・・・・・・・・（１
）で表わせるが、上記の如く１個のシリンダを充気ポン
プに転用するときは、その総出力Ｆ１がＦ２に低下し、Ｆｚ＝ｆ１（Ｎ１）・・・・・・・
・・（２）となる。

かかる機関総出力の低下は、当然のこと乍ら、内燃機関
の回転数の低下をもたらす。

するとガバナーが、この回転数変動に応動して、各シリ
ンダ毎の燃料噴射ポンプを、該各シリンダに対する燃料
供給量が増加する方向に調整し、充シポンブに転用され
たシリンダ以外の、残る各シリンダ毎の出力ｆ１をｆ２
まで上昇させて、低下した機関総出力Ｆ２を元のＦｌま
で回復させ、低下した回転数を元に戻そうとする。

その結果、機関総出力は、前記（１）、（２）式を
経て、次式におちつく。

即ち、Ｆ１＝ｆ２（Ｎ１）・・・・・
・・・・（３）となる。

然るに、このときのシリンダ出力ｆ２は、上記（１）
、（３）式よりみて、ｆ２＝ｆｌＮ／（Ｎ−１）・・・・・・・・・（４
）となり、当然のこと乍ら、ｆ２〉ｆｌである。

従って各シリンダ毎の出力ｆｌが該各シリングの定格出
力であるとするならば、上昇させられた出力ｆ２は、そ
れらの各シリンダにとっては、過大となる。

よって、１個のシリンダを充気ポンプに転用するときの
内燃機関は、機関総出力からみると定格運転を行なって
いるようでも、充気ポンプに転用していない各シリンダ
の出力からみれば、実質的には過負荷運転を行なってい
ることになる。

然して内燃機関は、定格負荷より過大な負荷のもとでも
運転可能であるように、多少の余裕をもって設計されて
はいるが、しかしそのような過負荷運転は、あまり好ま
しいことではない。

特に、上記の如く１個のシリンダを充気ポンプに転用す
るときは、該シリンダの出力が零となって、全シリンダ
から順次にクランク軸へ加えられるべき回転力の平衡状
態が、その転用されるシリンダにより崩されるため、過
負荷運転は、なおさら好ましくない。

そこで、この問題に対処するため、１個のシリンダを充
気ポンプに転用するときには、予めガバナーを人為的に
操作して、各シリンダに対する燃料供給量を制限せしめ
、もって機関総出力を、もとの出力Ｆ１の（Ｎ−１）／
Ｎに抑制しておくことが、考えられている。

即ち各シリンダの出力をｆｌからｆ３まで低下させて、ｆ３＝ｆｘ（Ｎ１）／Ｎ・・・・・・
・・・（５）としてむけば、このときの機関総出力Ｆ３
は、Ｆ３＝ｆ３Ｎ・・・・・・・・・（
６）であるから、上記６）式に（５）式を代入して、前
記（１）式により整理すれば、この総出力Ｆ３は、もと
の総出力Ｆ１との関係に於て、Ｆ３＝Ｆ１（Ｎ−１）／Ｎ曲曲・（７）となる。

このような状態のもとに於て、１個のシリンダを充気ポ
ンプに転用すると、機関総出力は、いったんＦ３からＦ
４まで低下して、Ｆ４−Ｆ３（Ｎ−１）・・・・・・・・・（８）
となる。

しかし直ぐにガバナーが、上記の燃料供給量を制限する
態勢のもとで応動して、その制限された範囲内で各シリ
ンダに対する燃料供給量を増加させるべく、燃料噴射ポ
ンプを調整し、充気ポンプに転用されたシリンダ以外の
、残り各シリンダ毎の出力なｆ３からｆ４まで上昇させ
て、低下した機関総出力Ｆ４をもとのＦ３まで回°復さ
せようとする。

従って充気時の機関総出力は、Ｆ３＝ｆ４（Ｎ−１）
・・・・・・・・・（９）となる。

然るに、このときのシリンダ出力ｆ４は、上記（９）式
からみて、ｆ４＝Ｆ３／（Ｎ１）・・・・
・・・・・０．０）であり、その機関総出力Ｆ３は、前
記（７）式の通シであるから、ｆ４＝Ｆ１／Ｎ・・・・・・・・・（１
１）となる。

従って、この（ＬＩＦに前記（１）式を代入すれば、ｆ４−ｆｌ・・・・・・・・・（１２
）となり、更にこれを上記（９式に代入すれば、Ｆ３−
Ｆ２・・・・・・・・・（１３）とな
る。

即ち、１個のシリンダな充気ポンプに転用するとき、機
関総出力を定格出力Ｆｌの（Ｎ−１，）／Ｎとなるよう
に、予めガバナーで抑制せしめておけば、このときの充
気ポンプに転用されていない残り各シリンダ毎の出力ｆ
４は、該各シリンダ毎の定格出力ｆ０と等しくなり、従
って、充気時の内燃機関に対し実質的な過負荷運転を強
いるという懸念及びこれに伴なう問題は、全て解消され
ることになる。

然し乍ら、１個のシリンダを充気ポンプに転用して充気
しようとする際には、該シリンダの燃料噴射ポンプに備
えられた燃料停止・・ンドル、そのシリンダに備えられ
た充気弁及び充気タンクに備えられた元コックなどを、
順次に操作しなければならないため、これらに加えて、
機関総出力を抑制すべくガバナーを人為的に操作するこ
とは、在住にして憚怠され易く、従って過負荷運転を惹
き起こし易い。

本考案は上記したような実情に対処して、充気時の過負
荷運転を確実に防止せしめるため、ガバナーで動作させ
られる燃料調整ロッドと、充気ポンプに転用するシリン
ダの燃料噴射ポンプに備えられた燃料停止・・ンドルと
を、充気時にのみ相関連させて、その転用されるシリン
ダに対する燃料供給を停止させたとき、他のシリンダに
対する燃料供給量がガバナーによって増加させられるこ
とのないようにしたものである。

以下これを図面に示す実施例について詳述する。

図に於て１□〜１４は空気始動式多気筒内燃機関（図例
では４気筒）の各シリンダ毎に用意された燃料噴射ポン
プであって、いずれも、カム軸２上のカム３で動作させ
られるタペット４によりフランシャ５を往復させて、夫
々が接続されたシリンダ（図示せず）に対し、適時適量
の燃料を供給するよう構成されている。

またこれらの各燃料噴射ポンプ１□〜１４は、個々に燃
料調整ラック６□〜６４を備えており、且つこれらの各
ラックは、燃料調整レバー７１〜７４を介して、いずれ
も燃料調整ロッド８に連結されている。

９はガバナーであって、リンク機構１０を介し上記のロ
ッド８へ連結されて、機関の回転数変動に応じて、前記
の各ポンプ１□〜１４から各シリンダに対する燃料供給
量を、−斉に調整し得るようにされている。

１１は充気ポンプとしての転用が予定されたシリンダに
連らなる燃料噴射ポンプ１□に備えられた燃料停止・・
ンドルであって、支軸１２を介して前記のタペット４に
係合させられ、該・・ンドルをイ位置から口位置へ回動
させたときのみ、該タペットを引き上げて、カム３から
離反させるようになっている。

然してこのハンドル１１の先端には、充気時にのみ、前
記ロッド８を、矢印ハで示した燃料供給量が増加する方
向へは移動させ得ないように拘束するための突起１３が
、突設されている。

この突起１３は、第２図に示す実施例では、上記−・ン
ドル１１を口位置へ回動させたとき、ロッド８に突設さ
れたピン１４へ当接して、該ピンの矢印目方向への移動
を阻止するようになっており、上記ハンドル１１がイ位
置にあるときは、該ピンを全く拘束しないよう留意され
ている。

また第４図に示す実施例では、・・ンドル１１を口位置
へ回動させたときのみ上記の突起１３で閉成されるスイ
ッチ１５と、このスイッチによって通電されるソレノイ
ド１６とが備えられ、その通電時にはプランジャ１７が
突出して、前記ロッド８の端面へ当接し、該ロッドの矢
印ｌ＼力方向の移動を阻止するようになっている。

上記した構成に於て、いま機関が、充気を行なわないで
、前記（１）式に示す如く、シリンダ出力ｆｌｓ機関総
出力Ｆ１にて定格運転を行なっているものとし、従って
このときの燃料停止・・ンドル１１は図中のイ位置に、
また燃料調整ロッド８及び各レバー７、〜７４は図示の
位置に、あるものとする。

かかる運転状態に於て、充気を行なうべく、燃料噴射ポ
ンプ１１の燃料停止・・ンドル１１を、図中の鎖線で示
す口位置へ回動させると、このポンプからのこれと接続
されたシリンダに対する燃料の供給が停止されるため、
該シリンダは、充気ポンプとして転用できることになる
。

一方、このようにして１個のシリンダに対する燃料の供
給が停止されると、機関総出力が前記（２）式に示す如
く低下するので、ガバナー９は、その機関総出力を前記
（３）式に示す如く回復させるよう応動し、残る他の各
シリンダ毎の出力を前記（４）式に示す如く上昇させる
ために、ロッド８を矢印目方向へ、即ち燃料供給量す増
加させる方向へ移動させようとする。

然し乍ら、燃料停止・・ンドル１１が上記の如く口位置
へ回動されているとき、第２図の実施例では、該ハンド
ルの突起１３が、図中の鎖線で示す位置へ移動して、ロ
ッド８の図示位置にあるピン１４へ当接しており、また
第４図の実施例では、その突起１３が、図中の鎖線で示
す位置へ移動して、スイッチ１５を閉成することにより
ソレノイド１６のプランジャ１７を突出させ、図示位置
にあるロッド８の端面へ該プランジャを当接させている
。

従って、ロッド８のガバナー９による矢印目方向への移
動は、その突起１３で、直接もしくは間接に阻止され、
燃料供給量を増加させるに至らない。

それ故に、前記（４）式のようなシリンダ出力の上昇は
、ガバナー９が存在するも、全く起こり得す、前記（２
）式に示す如く低下した機関総出力を、その低下したま
まに留めて、前記（３）式のようには回復させない。

然してこのような結果は、予めガバナー９を人為的に操
作して、機関総出力を、前記（１）式の（Ｎ１）／Ｎに
まで抑制してむいた場合の、前記（５）〜０３）式に示
すような結果と、最終的に一致する。

よって充気時の充気ポンプに転用されるシリンダを除い
た残りの各シリンダの出力は、そのようなガバナー９の
人為的操作を特に要することなく、定格出力の範囲内に
留められる。

以上の如く、本考案は、ガバナーで動作させられる燃料
調整ロッドと、充気ポンプに転用しようとするシリンダ
の燃料噴射ポンプに備えられた燃料停止・・ンドルとを
、該・・ンドルが燃料停止位置へ回動させられたときの
み関連させて、燃料調整ロッドの燃料供給量を増加させ
る方向への移動を阻止し得るようにしたので、このよう
な本考案によれば、１個のシリンダを充気ポンプに転用
しているときでも、残る他のシリンダを定格出力の範囲
内に留め得て、充気時の内燃機関が実質的に過負荷運転
となることを自動的に防止し得、ガバナーの人為的な操
作を要する場合と較べて、該操作の悸怠に伴なう不都合
を生じる虞れがないため、そのような過負荷運転の防止
を確実に実現し得る効果が期待できる。

また本考案は、構成が非常に簡易であるため、安価にし
て容易に実施し得、既製の内燃機関を改造することによ
る実施も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を概略的に示す正面図、第２図
は要部の拡大正面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線よりみ
た断面図、第４図は他の実施例の要部を示す正面図であ
る。１１〜１４・・・燃料噴射ポンプ、８・・・燃料調整ロ
ンド、９・・・ガバナー、１１・・・燃料停止ハンドル
、１３・・・突起、１４・・・ピン、１５・・・スイッ
チ、１６・・・ソレノイド。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

充気ポンプとしての転用が予定されたシリンダの燃料噴
射ポンプにその転用時のみ該シリンダに対する燃料供給
を停止すべく備えられた燃料停止ハンドルと、ガバナー
に連動して全てのシリンダに対する燃料供給量を一斉に
調整させるための燃料調整ロンドとが、上記の・・ンド
ルを燃料供給停止位置へ回動させたときのみ、該ロンド
の燃料供給量を増加させる方向への移動をそのハンドル
で阻止すべく関連させられるようになっていることを特
徴とする空気始動式内燃機関の充気時燃料制限装置。