JPS6017934B2 - 内燃機関の燃料ポンプ噴射量制御装置 - Google Patents

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噴射量を機
関の運転条件に応じて変更する装置に係り、特に燃料ポ
ンプのコントロールラックや該コントロールラックの連
結したガバナレバーの如き燃料ポンプ作動部材の動作を
１本の制御レバーで制御することにより、寒冷時始動の
容易化ならびに機関停止のための燃料カットを行う装置
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、負荷の変動にかからず一定の回転数が必要であるこ
とからガバナ装置が付設されている。

この種、ガバナ装置の一例（例えば実公昭５１−３７０
６８号公報）を、第１図および第２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１の噴射量は、コントロー
ルラックに実設したラックピン３の左右位置によって決
定され、該ラックピン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−５は、その中間位置に設けたピン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、受力ピン９によって機関
の回転数に応じて生起される矢印１０で示すガバナ力を
受止する構成となっている。１１はしギュレータレバー
１２と前記燃料制限レバー８の上端１３との間に介装し
たしギュレータスプリング、１４は前記燃料制限レバー
８の当接部１５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、１６は前記ガバナレ
バー５と固定ピン１７との間に介談されたスタートスプ
リング１６は機関停止時にガバナレバー５を矢印１８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
ーのラックピン３を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。

なお、前記レギュレータレバー１２は、レバー樹１９を
介して連結されたレギュレータハンドル２０を操作する
ことにより回動し、議しギュレータハンドル２０を停止
位置に回動させたとき、前記ガバナレバー５の中間当援
部５ａと当接して、該ガバナレバ−５を燃料方向に回動
させラックピン３を機関停止位置、即ち燃料ポンプ１が
無噴射状態となる位置に押動して、機関を停止し得るよ
うになっている。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
ナカー０の作用により、スタートスプリング１６の弾力
に抗して時計方向に回敷し、ピン？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
するとになり、レギュレータハンドル１２の回動角度に
よって決定されるしギュレータスプリング１１の弾力と
、ガバナ力１０１こよ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り、クラン
ク軸の回転が低下し、同時にガバナ力１０が低下すると
、しギュレータスプリング１１の付勢力によって燃料制
限レバー８およびガバナレバー５が一体に矢印１８の方
向へ回動し、ラックピン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備えた
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１１の引張力により、予め矢印１８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力１川こより瞬時に燃料減側に揺動
し、ラックピン３を燃料減側に移行させるため、特に、
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、アィドリング運転時間が長くなり長時間に
亘つ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、燃料ポンプの噴射量を制御するポンプ
作動部材と関連して設けた１個の制御レバーにより上記
寒冷時始動対策ならびに機関停止操作を行うことを企図
したものであり、燃料ポンプのコントロールラックおよ
び該コントロールラックに連結したガバナレバーを含む
燃料ポソプ作動部材を、機関始動に先立って最大噴射位
置側へ移動可能となした内燃機関において、前記燃料ポ
ンプ作動部材に隣接して１つのレバーを設けてなり、該
レバ一は始動時から機関が所定回転数に達するまでは、
前記作動部材と係合して該作動部材を最大噴射位置で固
定し、機関を停止させる際には、前記作動部材と係合し
て該作動部材を無噴射位置側に転移させる制御レバーで
ある構成を特徴とするものである。

以下添付図面を用いて更に本発明を詳細に説明する。

第３図は本発明の燃料ポンプ噴射量制御装置を適用した
内燃機関の側面図、第４図は同内燃機関のギャケース部
分の正断面図、第５図は同ギャケース部分の側断面図、
第６図は第５図におけるローロ線断面図である。

これら各図において、２１は機関本体Ｅの前面に園設さ
れたギャケースであって、該ギャケース２１の内部には
、支持部材２２によってガバナレバー軸２３が回動可能
に支承して設けられ、該ガバナレバー軸２３の一端２３
ａ側には、先端に凹溝２４を備えたガバナレバー２５の
基部２５ａが固着され、該ガバナレバ−２５が、その先
端凹溝２４に、ギャケース２１の上部に競袋した燃料ポ
ンプ２６のコントロールラック２７に突談したラックピ
ン２８を競合していると共に、ガバナレバ−軸２３の池
端２３ｂ側に固着したガバナ力伝達リンク２９はクラン
ク軸３０と共に回動するガバナウェィト３１により生起
されるガバナ力３２を受けて揺動し、前記ガバナレバー
軸２３およびガバナレバー２５を同方向に揺動させるよ
うになっており、これらのコントロールラック２７、ラ
ックピン２８、ガバナレ／ゞ一２５、ガバナレバー軸２
３およびガバナ力伝達リンク２９を含む部分は、互いに
連動して前記燃料ポンプ２６の噴射量を加減する作動部
材を構成している。一方、３３は前記ガバナ軸２３の端
部２３ａにガバナレバー２５と隣接して揺動自在に設け
た二股状の燃料制御レバーで、該燃料制限レバー３３は
、前記ガバナレバ−２５と対向する側面に突設したピン
３４を前記ガバナレバー２５の基部２５ａに形成された
段部３６に係合することにより、該ガバナレバー２５と
矢印３６方向に一体的に回動するようになっていると共
に、その一方のレバー端３７には前記ギャケース２１に
設けた燃料リミッタ３，８と当俵する当俵部分が形成さ
れており、更に、他方側のレバー端３９において、レギ
ュレータレバー４０‘こ一端を係着したしギュレータス
プリング４１の他端側を係着している。レギュレータレ
バー４川まギヤケース２１の肇に貴設した回動可能なし
ギュレータレバ一触４２の内方端に固着され、該レバー
軸４２のギャケース外方端に固着したレギュレータハン
ドル４３と共に回動し、該レギュレータハンドル４３を
外部から回動操作することにより前記レギュレータスプ
リング４１の引張り付勢力を加減する役割を有している
。なお、４４は前記ガバナレバ−２３と支持部材２２と
の間に設けられ、該ガバナレバー２５を機関始動時にお
いて前記矢印３６の方向、即ち燃料増側に移動するスタ
ートスプリング、４５は前記燃料ポンプ２６を作動させ
るカムである。上記緩成はガバナ装置を収納してなるギ
ャケ−ス２１は、その壁面に形成したボス部４６に前記
ガバナレバー軸２３と並行して設けた貫通孔４７に制御
レバー軸４８を挿通して回動可能に支承していると共に
、該制御レバー軸４８の内方端には、前記ガバナレバ−
２５と係合又は離反して、該ガバナレバー２５の動作を
制御する制御レバー４９が一体に蓬設され、更に該制御
レバー軸４８がギャケース２１から外方に突出した部分
には、図示なき適宜の駆動機構又は主動操作により前記
制御レバー４９を所定の位置に転移させる制御アーム５
０が固着されている。制御レバー４９は、ガバナレバー
２５の中間部において、該ガバナレバー２５の揺動方向
に突設した係合腕部５１の側面に穿設した幅Ｗの係合溝
５２内に、その先端部が湾入した状態に支承されており
、前記制御アーム５０を第３図におけるイ位置まで回動
させたとき、該制御レバー４９の揺動端４９ａがガバナ
レバー２５に設けた係合溝５２の一方の溝壁５２ａと係
合してガバナレバー２５を燃料増方向に押動し、かつ、
制御アーム５０を第３図口位置に回動させるとき、該制
御レバー４９の幅Ｗ′と前記係合溝５２の幅Ｗとの間隙
範囲において、ガバナレバー２５を揺動可能となし、更
に、前記制御アーム５０が第３図ハ位置に回動するとき
、前記制御レバー４９の揺動端４９ａが係合溝５２の他
方の溝壁５２ｂと係合して、ガバナレバー２５を燃料減
方向に押動するようになつている。

第７図は、前記制御アーム５０を機関の運転状況に応じ
て自動的に回動させることが可能な駆動機構の一例を示
しており、図中、５３は、前記制御アーム５０の揺動端
に図示なきリンクによって連結した揺動アーム５４を減
速機付モータ５５の作動によって転移させるレバー駆動
機構、５６は機関の回転数を検知して前記レバ−駆動機
構５３を動作させる検知回路である。

上記検知回路５６は、バッテリ電源Ｅとジェネレータ５
７、レバー駆動機構５３のモータ５５および前記ジェネ
レータ５７から得られるパルス信号を検知してレバー駆
動機構５３のモータ５５を正逆回動させるコントローラ
５８を夫々並列に接続し、コントローラ５８の電源端子
５９と電源Ｂとの間に、キースイツチ６０を配設したも
ので、前記ジェネレータ５７のチャージィンジケータ用
として設けられたパルス出力端子６１は、コントローラ
５８のパルス信号入力端子６２に接続され、また、該コ
ントローラ５８の出力端子６３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６４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６５と接続されており、核モータ５
５は、その入力端子６５に電圧が印加されたとき揺動ア
ーム５４をイで示す最大噴射位置に転移させ、それ以外
は揺動アーム５４を口で示す通常運転位置側に転移させ
るようになっている。

本発明装置は叙上の如き構成からなっており、次にその
作用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、寒冷時始動の準備をする。

このときキースィツチ６０はＯＦＦの状態であるから、
セレクトスイッチ６４が投入されても、モータ５５の入
力端子６５には電圧が印加されず、揺動アーム５４が口
位置にあり、該揺動アーム５４にリンク等を介して連動
する制御アーム５０および制御アーム５０と一体の制御
レバー４９が第５図の口位置にあって、ガバナレバー２
５を揺動可能な状態としているため、該ガバナレバー２
５はガバナレバー軸２３に設けたスタートスプリング４
４の付勢力により燃料制限レバー３３の位置に関係なく
矢印３６の方向に回動し、の先端凹溝２４に係合するラ
ックピン２８およびコントロールラック２７を点鎖線で
示す最大噴射位置側に移行させている。次に、この状態
からキースィッチ６０を接点ＡＣに投入すると、コント
ローラ５８のトランジスタＴ２がＯＮし、出力端子６３
に出力電圧が発生して、モータ５５の入力端子６５に電
圧が加わり、該モータ５５が作動して揺動アーム５４が
２点鎖線で示すイ位置に回動する。

これによって該揺動アーム５４に連動する制御レバー４
９は、第５図におけるイ位置に転移し、その揺動端４９
ａが係合溝５２の溝壁５２ａと係合することによってガ
バナレバー２５を矢印３６側に押圧し、該ガバナレバー
２５と係合しているコントロールラック２７を最大噴射
位置において固定する。次いで、キースイツチ６０をス
ター夕に通じる接点Ｃおよび前記銭点ＡＣに投入して機
関を始動させると、クランク軸３０が回転し、ガバナウ
ェイ３１が遠心力によってガバナ力３２を生起し、ガバ
ナレバー２５を燃料減方向に回動させようとするが、該
ガバナレバー２５は制御レバー４９の揺動端４９ａと溝
壁５２ａとの係合によって回動を規制されているため、
燃料ポンプ２６の噴射量が増量した状態に維持され、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３０の回転に伴ってジェネレータ５７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、機関回転数が約１５０仇．ｐ．ｍに達し、ジェ
ネレータ５７から発せられる信号がコントローラ５８の
信号入力端子６２からＦ／Ｖコンバータ６６に与えられ
、該コンバータ６６の出力電圧がシェナダイオードＺの
ツェナレベル以上になるとサイリスタＳ，が○Ｎし、こ
れによってトランジスタＴ，，Ｔ２がＯＦＦするため、
コントローラ５８の出力端子６３からモータ５５の入力
端子６５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５４が再び口位置側に回動する。これによ
ってガバナレバー２５に当接している制御レバー４９は
口位置に戻り、ガバナレバー２５の回敷を係合溝５２の
幅Ｗと制御レバー４９の幅Ｗ′との差の範囲で許容する
ため、該ガバナレバー２５が、ガバナ力３２によって燃
料減方向に移行し、燃料制限レバー３３と基部２５ａで
孫合して一体に揺動することになり、ガバナスプリング
４１の引張力による矢印３６方向の回動付勢力と前記ガ
バナ力３２とが桔抗した位置に燃料ポンプ２６のコント
ロールラック２７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１５０比．ｐ．ｍ以
下に低下し、ジェネレータＧのパルスが低減した場合は
、サィリスタＳ，が自己保持機能によりコントローラ５
８の出力電圧を零に維持しているため、レバー駆動機構
５３のモータ５５は作用せず、制御レバー４９が口位置
を維持して、機関の通常運転状態が持続される。かくし
て、上記通常運転状態にある機関を停止させる場合は、
前記レバー駆動機構５３のモータ５５を作動させて揺動
アーム５４を第７図ハの位置に回動させるか、あるいは
レバー駆動機構５３に関係なく、制御アーム５０を第３
図ハ位置に転移させ、制御レバー４９を第５図′、位置
に回動させると、該制御レバー４９の揺動端４９ａがガ
バナレバー２５の係合溝５２の溝壁５２ａと係合し、該
ガバナレバー２５を前記レギュレータスプリング４１お
よびスタートスプリング４４の付勢力に抗して第５図に
おける反時計方向、即ち燃料減方向へ強制回動させ、該
ガバナレバー２５と係合しているラックピン２８を無噴
射位置に転移させるため、燃料ポンプ２６が無噴射状態
となって機関が停止する。

なお、上記機関停止操作を終了した後は、制御アーム５
０を第３図口位置こ復帰させ、爾後の機関の始動に備え
ることは勿論、機関始動の際に気温が比較的高く、寒劣
時始動対策を要しないと思われる場合は、予めセレクト
スイッチ６４をＯＦＦの状態にしておけば、キースィッ
チ６０の操作に関係なく、前記第７図のレバー駆動機構
５３が不作用となり、制御レバー４９が口位置を維持し
てガバナレバー２５の揺動を許容することになる。

また、上記実施例においては、燃料ポンプ２６の噴射量
制御手段として、ガバナレバー２５に係合溝５２を設け
、これに揺動端４９ａが変位する制御レバー４９を湾入
して、ガバナレバー２５の揺動を制御する方法を探って
いるが、本発明装置はこれに限定されるものではなく、
例えば制御レバー４９側の先端にレバー軸４８の回動に
よって変位する係合溝を設け、かつガバナレバー２５側
に該係合溝に湾入する突起を設けて構成するか、あるい
は制御レバ−４９によって他の燃料ポンプ作動部材の１
つであるコントロールラック２９の動きを直接制御する
ことも可能であり、各種の設計的改変を加え得ることは
云うまでもない。

以上述べた如く本発明の噴射制御装置は、燃料ポンプの
噴射量を加減する燃料ポンプ作動部材に隣接して、機関
の運転条件に応じて該作動部材の動きを制御する制御レ
バーを設け、該制御レバーに対して寒冷始動時に燃料ポ
ンプを最大噴射状態に維持する機能、通常運転時に作動
部材およびガバナ装置の動きを妨げず機関の回転数を一
定に保つ機能、機関停止時に作動部材に係合して燃料ポ
ンプを無噴射状態とする機能等の複合した機能を具備さ
せ、寒冷始動時の始動性改善および機関停止操作を１つ
の制御レバーで行うようにしたものであるため、従来の
内燃機関の如く、機関が始動した直後においてガバナ力
の急増により、機関がエンストを起すという不都合が解
消され、寒冷時においても容易に機関を始動し得ると共
に、燃料ポンプの噴射軍制御を１つの制御レバーで行う
ことにより、制御機構の簡素化を図り、機関部品点数の
増加ならびに組立工数の増加を抑制するというすぐれた
効果を発揮する。

【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断面図、第
２図は同ガバナ装置の１−１線矢視断面図、第３図は本
発明装置を適用した内燃機関の側面図、第４図は同内燃
機関のギャケース部分の正断面図、第５図は同ギャケー
スの側断面図、第６図は第５図における０−ロ線拡大断
面図である。 また、第７図は本発明装置に適用可能な駆動機構を含む
機関回転数検知手段の一例を示す回路図である。２５・
・・・・・ガバナレバ−、２６・・・・・・燃料ポンプ
、２７……コントロールラック、４９……制御しバ−−
。 第、図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料ポンプのコントロールラツクおよび該コントロ
   ールラツクに連結したガスバナレバーを含む燃料ポンプ
   作動部材を、機関始動に先立つて最大噴射位置側へ移動
   可能となした内燃機関において、前記燃料ポンプ作動部
   材に隣接し１つのレバーを設けてなり、該レバーは、始
   動時から機関が所定回転数に達するまでは前記作動部材
   と係合して該作動部材を最大噴射位置で固定し、機関を
   停止させる際には、前記作動部材と係合して該作動部材
   を無噴射位置側に転移させる制御レバーであることを特
   徴とする内燃機関の燃料ポンプ噴射量制御装置。