JPS5882026A - 内燃機関の始動性能改善装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、本発明は、内燃機関に付設される燃料ポンプのコント
ロールラックを始動の際に最大噴射位置で固定すること
により、寒冷時の機関始動性能の向上を図る方法ならび
に該方法の実施に好適な装置に関するものである。

ディーゼルエンジン等の内燃機関のうちでも、とりわけ
建設機械や農作業機、その他に用いる内燃機関において
は、負荷の変動にかかわらず一定の回転数が必要である
ことから、機関回転数に応じて燃料噴射ポンプのコント
ロールラックを移動させて機関回転数を一定に保つガバ
ナ装置が設けられている。

この種、ガバナ装置の一例（例えば実公昭５２−５１２
９６号公報）を、第１図を用いて説明する。図中、（１
）は燃料ポンプでカム（２）によって燃料噴射位置が設
定されている。燃料ポンプ（１１の噴射量は、フントロ
ールラックに突設したラックビン（３）の左右位置によ
って決定され、該ラックビン（３）には支軸（４）を中
心として揺動するガバナレバー（５）の先端凹溝（６）
が係合しており、該ガバナレバー（５）に、その中間位
置に設けたビン（７）により、該ガバナレバー（５）と
同軸的に設けた燃料制限レバー（８）と係合し、該燃料
制限レバー（８）によって燃料増方向に付勢されるよう
になっていると共に、受力ビン（９）によって機関の回
転数に応じて生起される矢印ａＯ１で示すガバナ力を受
止する構成となっている。

αυハレギュレータレバーα２と前記燃料制限レバー（
８）の上端ａ３との間に介装したし゛ギュレータスプリ
ング、　Ｑｌは前記燃料制限レバー（８）の当接部（１
５１と当接して、該レバー（８）の燃料増方向への過回
動を規制する燃料リミッタ、、　Ｃ１ｆ９は前記ガバナ
レバー（５）と固定ビン（１７）との間に介設されたス
タートスプリングであって、該スタートスプリングＱｅ
ハ機関停止時にガバナレバー（５）を矢印ａ８で示す燃
料増方向へ回動付勢し、機関始動時に燃料ポンプ（１）
のラックビン（３）を予め燃料増位置側に移動させる働
きをなすもので、これによって機関の始動性を向上させ
る配慮がなされている。

上記構成のガバナ装置において機関を始動させると、燃
料増側に傾いたガバナレバー（５）はガバナ力ａＩの作
用によりスタートスプリングαθの弾力に抗して時計方
向に回動し、ビン（７）が燃料制限レバー（８）に当接
して、該燃料制限レバー（８）と実質上一体的に揺動す
ることになり、レギュレータへンドルａ７Ｊの回動角度
によって決定されるレギュレータスプリングａυの弾力
と、ガバナ力ＱＯＩにょる回動付勢力が釣合った時点で
該ガバナレバー（５）が停止し、これに係合している燃
料ポンプ（１）のラックピン（３）の位置が決定される
。また、上記定常状態にある機関に負荷が加わＶ、クラ
ンク軸の回転が低下し、同時にガバナ力α〔が低下する
と、レギュレータスプリングａυの付勢力によって燃料
制限レバー（８）おヨヒカハナレハー（５）が一体に矢
印ａａの方向へ回動し、ラックビン（３）の位置が燃料
増方向に移行して出力が増大し、回転数が元の値まで復
帰するようになっている。

ところが、かかる従来のガバナ装置を儂えた内燃機関で
は、前記ガバナレバー（５）を機関停止時にスタートス
プリングａυの引張力により、予め矢印α印方向へ付勢
し、燃料増側に傾けて、ラックピン（３）を最大噴射位
置側に移行させ、燃料ポンプ（１）の噴射量を増大させ
て機関の始動性を補っているが。

ガバナレバー（５）は、前述した如く機関のクランク軸
が一旦回動し始めると、これによって生起するガバナカ
翰により瞬時に燃料減側に揺動し、ランクビン（３）を
燃料減側に移行させるため、特に、寒冷時の始動に際し
ては、機関回転数が上昇しないうちに停止したり、アイ
ドリング運転時間が長くなり長時間に亘って排気色が悪
化するという問題を有していた。

本発明はかかる従来の内燃機関が有していた寒冷時始動
の問題に着目し、その問題の解決を図るもので、その特
徴とする一つは始動時から機関回転数が所定値に達する
までは、燃料ポンプのフン転数を急速に上昇させ、かつ
、機関が所定回転数に達したときコントロールラックの
固定を解除して燃料ポンプを通常の運転状態に復帰させ
るようにした点にあり、さらに他は、前記方法を実施す
るに好適な装置、即ち、燃料ポンプのフントロールラッ
クに係合せしめたガバナ装置のガバナレバーを機関始動
に先立って燃料増方向に揺動可能なる如く枢支せしめた
内燃機関において、前記コントロールラックを始動時に
最大噴射位置で固定する係止レバーと、機関回転数が所
定値未満のとき、該係止レバーをフントロールラック固
定位置側に傾動させ、かつ、機関回転数が所定値以上に
達したとき、前記係止レバーをコントロールラックの固
定を解除する位置に傾動させるレバー駆動機構と、機関
の回転数を検知して該レバー駆動機構を作動させる検知
手段とを設けた構成にある。

以下添付図面を用いて更に本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明方法を実施する寒冷時始動性能同内燃機
関のギヤケース部分の正断面図、第４図は同ギヤケース
部分の側断面図を夫々示したもので、これら各図におい
て＠は機関本体（２１１の前面に固設したギヤケースで
あって、該ギヤケース翰の内部には、支持部材のにより
ガバナレノ（−軸〕が回動可能に支承して設けられ、該
ガフ（ナレ、！（−軸のの一端（２３荀側には、先端に
凹溝（至）を備えたガ／（ナレバー（ハ）の基部（２５
ａ）が固着され、該ガフ（ナレ１＜−四が、その先端凹
溝＠に、ギヤケース＠の上部に嵌装した燃料ポンプ■の
フントロール、ラック匈に突設したラックビン■を嵌合
して該燃料ポンプ＠と連動するようになっていると共に
、ガフぐナレバー軸■の他端（２３ｂ）側には、クラン
ク軸■と共に回動するガバナウェイ）（（Ｉにより生起
される矢印６υで示すガバナ力を前記ガフ々ナレノ（−
軸のを介してガバナレバーＧに伝えるガバナ力伝達アー
ム（至）が固着されている。図中、０３は前記ガフ（ナ
レノ号−（ハ）と隣接して、ガバナレノ号−軸のに対し
、揺動自在し設けられた二股状の燃料制限レノく−で、
該燃料制限レバー（至）は、そのガフぐナレノく−（ハ
）と対向する側面に突設したピンＣ３４１を前記ズバナ
レバー傷）の基部（２５ａ）に形成した段部（３５１と
当接させながら、該ガバナレバー四と共に矢印（至）方
向に一体的に回動するようになっていると共に、その一
方のレバ一端０７）には前記ギヤケース翰に設けた燃料
リミッタ（至）と当接する当接部が形成され、更に、他
方側のレバ一端Ｃ３Ｉにおいて、レギュレータレバー顛
に一端を係着したレギュレータスプリング（４υの他端
側を係着している。レギュレータレバー（４０はギヤケ
ース橢〕壁に貫設した回動可能なレギュレータレバー軸
（社）の内方端に固着され、該レバー軸（４２のギヤケ
ース外方端に固着したレギュレータへンドル（ハ）と一
体に回動し、該レギュレータへンドル（４３を外部から
回動することにより前記レギュレータスプリング（４Ｄ
の引張り付勢力を加減するものである。

なお、図中、０４は前記ガバナレバー軸のと支持部材の
との間に設けられ、該ガバナレバー四を機関始動時にお
いて前記矢印（至）の方向、即ち燃料増側に移動させる
スタートスプリング、（４５１は前記燃料ポンプ■を作
動させるカムを示している〇上記構成からなるガバナ装
置を収納した前記ギヤケースｃｌＱは、その壁に形成さ
れたボス部０ｅにおいて一前記ガパナレパー軸■と並行
した貫通孔（４′ｒＩを有し、該貫通孔（４η内に回動
可能なる如く係止レバー軸部を挿通していると共に、該
係止し／（−軸（ハ）には、その内方端に前記ガフくナ
レノマー四と当接する爪部（４９ａ）を有する係止レノ
ｑ−０！Ｊが固着され、かつ、該軸部のギヤケース、外
方端側に該係止レノ５−軸（４ｆ！Ｉを回動させるアー
ム団をナツト（５（１）を用いて固着している。また、
係止レノ々−軸（４Ｆ５は、第４図に示す知く前記係止
レバー（４９をその先端爪部（４９荀が前記ガバナレバ
ー（ハ）と当接して、該ガバナレバー バナーバー■から解離し、該ガフぐナレ／（−（２５１
の動作を妨げない退避位置（ロ）との間で転位し得るよ
うになっていると共に、該係止レノｑ−軸（４８の外周
に設けた巻ばね（５つによって常時退避位置０側に付勢
されている。

一方、図中、（５ｒ４は前記機関本体−の側面に設けら
れ、上記係止レノ＝−（４１を自動的に回動さぜるレバ
ー駆動機構を示し、該レバー駆動機構（５４は第５図に
示す如き、機関の回転数を検知して作動信号を発する検
知手段（５荀により作動するモータ（５つおよび該モー
タ（５５）と内部に収設した図示なき減速機構を介して
連動し、位置げ）と位置（ロ）との間で転移する揺動ア
ーム（５６）を有しており、該揺動アーム（５切　に一
端を連結した途中にスプリング部（５竹を有するリンク
（５つを介して、該バネリンク（５’７’ｌ　の他端側
に係着した前記係止レバー（４９１と一体の了−ム６ｅ
を機関回転数に応じて回動させ、前記係止レバーＧｔ！
１を位置げ〕および（ロ）の間で転移させるようになっ
ている。

上記レバー駆動機構（５→の作動を制御する検知手段（
５→の一例として第５図に示した制御回路は、バッテリ
電源′（勾とジェネレータ（Ｇ）、レバー駆動機構（５
四のモータ（５均および前記ジェネレータ（Ｇ）から得
られるパルス信号を検知してレバー駆動機構−（５埼の
モータ（５５）を正逆回動さぜるコントローラ（５日）
を夫々並列に接続し、該コントローラ（５日）の電源端
子（５９）と電源（埒との間に、キースイッチ（６０）
を配設したもので、前記ジェネレータ（（））のチャー
ジインジケータ用として設けられたパルス出力端子（ε
ηは、コントローラ（５ｓ）のパルス信号入力端子（６
２）に接続され、また、該コントローラ（５呻の出力端
子（６■は、操縦者等が季節あるいは気温に応じて任意
にＯＮ　−ＯＦＦ　可能なセレクトスイッチ（６荀を介
して前記レバー駆動機構（５３）におけるモータ（５５
）の入力端子（６ツ　　と接続されており、該モータ（
５均は、その入力端子（６５）に電圧が印加されたとき
揺動アーム（５６）をピ〕位置に転移させ、それ以外は
揺動アーム（５６）を（ロ）位置側に転移させるように
なっている。

本発明装置は値上の如き構成からなっており、次にその
作用として操作方法について説明すると、先ず、機関を
寒冷時に始動させるに際しては、機関停止状態で予めセ
レクトスイッチ（６４）を投入し、寒冷時始勤め準備を
する。このときキースイッチ（６０）はＯＦＦの状態に
あるため、セレクトスイッチ（６４）が投入されても、
モータ（５→の入力端子（６５）には電圧が印加されず
、揺動アーム（５つが（ロ）位置にあり、該揺動アーム
（５６）にリンク（５″ｆ）’＋アーム６Ｑおよび係止
レバー軸（４榎を介して連動する係止レバー（４！１が
（ロ）位置側に位置していると共に、ガバナレバーｃｌ
！５１ハガバナレバー軸力）に設けたスタートスプリン
グ（４４）の付勢力により燃料制限レバー（ハ）の位置
に関係なく矢印（至）の方向に回動し、その先端凹溝（
至）に係合するラックピン例およびコントロールラック
鰭を２点鎖線で示す最大噴射位置側に移行させている。

次に、この状態からキースイッチ（６ｏ）を接点′（Ａ
ψに投入すると、コントローラ（５８）のトランジスタ
（Ｔ２）がＯＮ　　Ｌ、出力端子（６句に出力電圧が発
生して、モータ（５つの入力端子（６５）に電圧が加わ
り、該モータ（５５０が作動して揺動アーム（５６）が
２点鎖線で示す（」位置に回動する。これによって該揺
動アーム（５６）に連動する係止レバー（４９は、第４
図における（イ）位置に転移し、その爪部（４９→によ
ってガバナレバー（ハ）を矢印（イ）側に押圧し、該ガ
バナレバー（ハ）と係合しているコントロールラック匈
を最大噴射位置において固定する。

次いで、キースイッチ（６０）をスタータに通じる接点
（ｑおよび前記接点（ＡＩに投入して機関を始動させる
と、クランク軸■が回転し、ガバナウェイト圓が遠心力
によってガバナ力６υを生起し、ガバナレバーθを燃料
減方向に回動させようとするが、該ガバー）ｔｚバー■
は係止レバー（Ａ傷によって回動を規制されているため
、燃料ポンプ■の噴射量が維持され、機関が増速して、
寒冷時始動が良好に行われると共に、前記クランク軸■
の回転に伴ってジェネレータ（Ｇ）が回転し、そのパル
ス出力端子（６１）から回転数に対応したパルス信号が
発せられる。

従って、機関回転ｐが約−ｔ５ｏｏｒ、ｐ、ｍに達し゛
、ジェネレータ（Ｇ）から発せられる信号がコントロー
ラ（５句の信号入力端子（６のからｆコンバータ（６つ
に与えられ、該コンバータ（６６）の出力電圧がツェナ
ダイオード（Ｚ　＊）のツェナレベル以上になるとサイ
リスタ（Ｓ、）がＯＮシ、これによってトランジスタ（
ＴＳ）　＋　（Ｔ！１；）がＯＦＦするため、コントロ
ーラ（５Ｉ　の出力端子（６鴫からモータ（５つ　の入
力端子（６時に加わる電圧が零になり、モータ（５５）
が作動して、揺動アーム（５φが再び（ロ）位置側に回
動する。

これによってガバナレバー傷）に当接している係止レバ
ー四は（ロ）位置に戻り、ガバナレバー（ハ）の回動を
許容するため、該ガバナレバー（２５）が、ガバナ力６
υによって燃料減方向に移行し、燃料制限レバー（至）
と基部（２５尋で係合して一体に揺動することになり、
ガバナスプリング（４Ｉ）の引張力による矢印（至）方
向の回動付勢力と前記ガバナ力６υとが拮抗した位置に
燃料ポンプ■のコントロールラック＠を戻して通常の運
転状態に入る。なお、機関回転数が通常運転時において
１５００ｒ、ｐ０ｍ以下に低下し、ジェネレータ（Ｑの
パルスが低減した場合は、サイリスタ（８ｍ）が自己保
持機能によりコントローラ（５時の出力電圧を零に維持
しているため、レバー駆動機構（５場のモータ（５→は
作用ぜず、係止レバー（４傷が（口〕位置を保持して、
機関の通常運転状態が持続される。ま次、寒冷時以外で
気温が比較的高い場合は、予めセレクトスイッチ（６→
をＯＦＦの状態にするだけで、キースイッチ（６０）に
関係なく、レバー駆動機構（５３）のモータ（５５）が
不作用となＶ％係止レし−四がガバナレバー□□□の揺
動を許容するｆｐ）位置を保持することになる。

以上述べた知ぐ本発明は寒冷時始動に際し、予め燃料ポ
ンプのフントロールラックを最大噴射位置に固定し、機
関回転数が所定値に達したとき、該コントロールラック
の固定を解除して燃料ポンプを通常の機関運転状態に復
帰さ騒るものであるから、機関が始動してガバナ力が発
生しても、機関が所定回転数に達するまでは、燃料ポン
プの噴射量が減少せず、寒冷時においてもエンストを防
止し、機関の始動を容易に行うことが出来るというすぐ
れた効果を発揮する。また、本発明の装置によれば、機
関の回転数を検知手段が検知して機関回転数に応じてレ
バー駆動機構を作動させ、燃料ポンプのコントロールラ
ックを最大噴射位置で固定する係止レバーを自動的に転
、移させるようにしているため、コントロールラックを
通常運転時位置に戻す操作を正確に行うことが可能であ
り、操作“ミスにより機関回転数が異常上昇したり、繰
合が解消されると共に、寒冷時の機関始動を安全かつ迅
速に行うことが出来るという効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガバナ装置の一例を示す概要図、第２図
は本発明方法を実施する寒冷時始動性能改善装置を適用
した内燃機関の側面図、第３図は同内燃機関のギヤケー
ス部分の正断面図、第４図は同ギヤケース部分の側断面
図、第５図は本発明に適用可能な機関回転数検知手段の
一例を示す回路図である。 ■・・・ガバナレバー、　■・・・燃料ポンプ。 勾・・・フントロールラック、四・・・係止レバー。 （５句・・・レバー駆動機構、（５句・・・検知手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　機開始動に先立って燃料ポンプのコントロールラッ
   クを最大噴射位置側に移動可能となした内燃機関におい
   て、始動時から機関回転数が所定値に達するまで、前記
   フントロールラックを最大噴射位置で固定し、かつ、機
   関回転数が所定値に達したときこれを解除することを特
   徴とする内燃機関の始動性能改善方法。 ２　燃料ポンプのコントロールラックに係合せしめたガ
   バナ装置のガバナレバーを機開始動に先立つて燃料増方
   向に揺動可能なる如く枢支ぜしめた内燃機関において前
   記コントロールラックを始動時に最大噴射位置で固定す
   る係止レバーと、機関回転数が所定値未満のとき該係止
   レバーをコントロールラック固定位置側に転移させ、か
   つ１機関回転数が所定値以上に達したとき、前記係止レ
   パーヲフントロールラックの固定を解除する位置に転移
   させるレバー駆動機構と、機関の回転数を検知して該レ
   バー駆動機構を作動させる検知手段とを設けたことを特
   徴とする内燃機関の始動性能改善装置。