JPS61129423A - 燃料噴射ポンプ用の調速機 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の燃料噴射ポンプ用の調速機であっ
て、特性値を処理する電子制御装置を介して制御される
、噴射ポンプの噴射量制御部材を操作するだめの電気式
の調節モータと、最大噴射量を規定するだめの、噴射量
制御部材の運動距離制限部材とを有している形式のもの
に関する。

従来の技術並びに欠点 ディーゼル機関における燃料特性に対する要求つまり燃
料消費に対する要求と排ガスの特性に対する要求とが高
まるＫつれて、電気式の調速機がますます使用されるよ
うになる。それというのは機械式の調速機の場合に比べ
て、電子制御装置を用いれば機関及び環境の特性値をは
るかに正確かつ迅速に目標値に変換することができるか
らである。しかしながら依前として残る問題点は、比較
的大きな調節力の発生と許容最大回転数到達時における
抑制制御の問題である。噴射量の抑制制御は内燃機関の
「暴走」を阻止するために必要であり、この場合特に始
動時及び機関が冷えている場合にも、機関の滑らかな回
転を達成するために噴射量増量が制御されねばならない
。

英国特許第２０７３４４８号明細書に開示された冒頭に
述べた形式の公知の調速機では噴射量制御部材のその都
度の位置は、調節モータに配置された発信器を介して測
定され、この発信器はポテンシオメータの形式で働き、
調節モータ調節部材の実際位置を電子制御装置に送信す
る。調節モータと噴射量制御部材との間には、調節可能
な軸を中心にして旋回可能でかつ２つの部分から成るレ
バーが配置されていて、このレバーにはドラッグ部材が
設けられているので、噴射量制御部材と結合されたドラ
ッグ部材が運１　　　動距離制限部材に当接すると、噴
射量制御部材はもはやシフトできな（なるが、この場合
調節モータが停止する必要はない。従って位置応答回路
は噴射量制御部材の位置に関する実際の情報ではなく、
単に調節モータの調節部材の位置に関する情報を電子制
御装置に送る。確かにこの公知の調速機においては最大
回転数が運動距離制限部材によって規定されてはいるが
、しかしながらこのような調速機を用いて燃料の始動時
増量をどのように制御すべきなのかは不明である。

冒頭に述べた形式の別の公知の調速機では始動回転数及
び全負荷回転数を含めてすべての回転数範囲が電気式の
調節モータを介して制御されるようになっているがこの
公知の調速機には機関暴走のおそれがある。この場合安
全のために電磁弁を介して、燃料噴射を中断するバイパ
スが開放制御可能であるが、しかしながらこの措置は、
例えば停電時のような電流遮断時にしか働かない。この
ようなことは、緊急走行特性が最大回転数範囲において
のみつまり全負荷ストッパによって与えられるとしても
、ディーゼル機関において緊急走行特性を有するために
は、しばしば望ましくないことである。

いずれにせよ、電気式の位置発信器を介して始動及び全
負荷噴射量のための実際の状態を検出すること及びこれ
らの検出値から電子制御装置を用いて許容の実際量を調
整することは、電気式の調節モータを備えた調速機を極
めて複雑かつ高価なものにする。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の調速機を改
良して、機能確実でしかも単純かつ廉価な調速機を提供
することである。

課題を解決するだめの手段 この課題を解決するために本発明の構成では、運動距離
制限部材が電子制御装置とは無関係に機関特性値に関連
して始動時噴射量のための位置と全負荷噴射量のための
位置との間で可変であるようにした。

発明の利点 本発明による調速機は従来公知のものに比べて以下に述
べるような利点を有している。すなわち本発明による調
速機では、調節モータに位置発信器を設ける必要がなく
、調整様能は機関特性値を評価することで電子制御装置
と調節モータとによって果される。全負荷及び始動時噴
射量は所属の運動距離制限部材によって規定され、これ
によって、全負荷及び始動回転数時におけるより確実な
回転数制限及び抑制制御を伴った簡単な回転数調整が達
成される。

実施態様 本発明の有利な実施態様では、運動距離制限部材として
、始動時噴射量のための位うと全負荷噴射量のための位
置との間で移動調節可能なストッパが働く。また調節モ
ータとして、例えばモータスピンドルと協働するステッ
プ式調節機構が働き、この場合このスぎンドルに対する
調節部材としては、噴射量制御部材と結合された調節ナ
ツトが働くと有利である。このスぎンドルは噴射量の増
大が望まれているか又は減少が望まれているかに応じて
その都度回転方向を変える。

別の実施態様では運動距離制限部材が、油圧媒体によっ
てばね力に抗してシフト可能なピストンと協働し、この
場合有利には油圧媒体として燃料が働き、燃料は、機関
回転数に同期して駆動される、噴射ポンプのフィードポ
ンプによって圧送されて、ピストンを始動回転数のため
の出発位置から通常回転数のための終端位置にシフトす
る。始動回転数時におけるフィードポンプの油圧がまだ
極めて低いのに対して、この油圧は次いでアイドリング
回転数より上ではぎストンをシフトさせるのに十分にな
る。これによって有利な形式で噴射−ンプにおいて利用
できる手段が用いられ、この場合油圧は電磁弁を介して
も制御可能であり、この電磁弁はぎストンへの流入通路
又は流出通路に配置することができる。

本発明のさらに別の実施態様では、ぎストンは調節モー
タの操作方向で又は該操作方向に対して直角にシフト可
能である。後者の場合ピストンと共に、例えばぎストン
外周面に配置された段状のストッパがシフト可能であっ
てもよい。

このようになっているとぎストンの位置に応じて異なっ
た運動距離制限が行われ、この場合、始動時噴射量と全
負荷噴射量との間において滑らかな移行が可能である。

一方では調節モータにおける、他方では噴射量制御部材
における運動距離及び力は有利な実施態様では旋回可能
に支承された調整レバーによって調整され、この調整レ
バーはその都度調節モータによって戻しばねの力に抗し
て噴射量増大の方向もしくは減少の方向に旋回可能であ
る。この場合調節レバーは等しい軸を中心にして旋回可
能な始動レバーと旋回レバーとから成っていて、調節モ
ータは旋回レバーに係合し、始動レバーには噴射量制御
部材が枢着しており、両レバーは始動ばねによって調節
ユニットとして一緒に引張られ、この場合アイドリング
回転数に達するまでの始動回転数時には運動距離制限部
材によって、始動レバーは始動ばねの力に抗して旋回レ
バーから始動時噴射量増量の方向にシフト可能である。

これによって始動時噴射量増量のための運動距離制限は
全負荷噴射量のための運動距離制限とは無関係になる。

実施例 第１図に略示された噴射装置では本発明による調速機１
は燃料噴射量を調整するために組み込まれている。この
調速機１は調節モータ２を有し、調節モータ２は電子制
御装置３によって制御されて調整レバー４に作用する。

この調整レバー４は軸５を中心にして旋回可能であり、
一端でばね６によって調節モータ２に向かって負荷され
かつ他端で噴射ポンプ８の噴射量制御部材７を操作する
。調整レバー４の旋回範囲ひいては最大噴射量は運動距
離制限部材９によって規定されている。

噴射ポンプ８としてケーシング１０内ではシランジャ１
１が働き、このプランジャ１１はカム板１３及びローラ
リング１４を備えたカム駆動装置１２によって往復運動
と同時に回転運動させられる。平面図で示されたローラ
リング１４はわかりやすくするためにカム板１３に対し
て９０°だけ旋回した状態で示しである。往復運動が本
来のポンプ運動のために役立ち、この際にプランジャ１
１がポンプ作業室１５において往復運動せしめられるの
に対して、回転運動は、燃料をポンプ作業室１５から圧
力導管１６＆−介して次次と個個の機関シリンダに圧送
するために役立つ。機関シリンダの数はプランジャ１１
の１回転毎の圧縮行程の数及び圧力導管１６の数に相当
しており、図面には複数ある圧力導管のうちの１つだけ
が示されている。ｆランジャ１１には袋孔１７が配置さ
れており、この袋孔１７はポンプ作業室１５と接続され
ていて、同袋孔１７からは分配孔１８が分岐している。

分配孔１８は回転及び各圧縮行程中にポンプ作業室１５
を次次と各１つの圧力導管１６と接続する。さらにこの
袋孔１７は制御孔１９によって交差され、制御孔１９の
端部は、リングスライダとして構成された噴射量制御部
材７によって制御される。調速機によって規定される噴
射量制御部材７の軸方向位置に応じて、この制御孔１９
は圧縮行程中に早く又は遅く開放制御され、これによっ
て噴射量は少量又は多量になる。つまり制御孔１９が圧
縮行程中により長く遮断されていればいるほど、ポンプ
作業室１５からその際に対応する機関シリンダに圧送さ
れる噴射量は多（なる。プランジャ１１の吸込み行程中
におけるポンプ作業室１５の充てんは、吸込み孔２０及
び充てん溝２１を介して行われ、これらの数はプランジ
ャ１１の１回転毎における吸込み行程の数に相当してい
る。

吸込み孔２０及び制御孔１９は両孔がちょうど開放制御
されている限り噴射ポンプの吸込み室２２に開口してお
り、この吸込み室２２にはフィードポンプ２３によって
、圧力制御弁２４を介して所定の過圧下に保たれる燃料
が供給され、この所定の過圧は回転数によって変化する
。

′１　　　　フィードポンプ２３は噴射ポンプに同期し
た回転数で駆動される。

ケーシングに位置固定に配置されたローラリング１４は
噴射調節ピストン２５によって相対回動せしめられるの
で、カム板１３の突子２７に対するローラリング１４の
ローラ２６の相対位置は可変であり、従ってシランジャ
１１の圧縮行程開始時期ひし・では機関シリンダへの燃
料の噴射開始時期は変化する。噴射調節ピストン２５は
吸込み室２２からの燃料によってその端面２８を負荷さ
れ、液体圧とばね力との間の力関係が変わるやいなや戻
しばね２９に抗してシフトされる。この液体圧は付加的
に電磁弁３０によって制御することができ、この電磁弁
３０は吸込み室２２から延びる供給導管３１に配置され
ていて、電磁弁３０にはさらに逆上弁３２置として構成
され℃いて、フィードポンプ２３の吸込み側への接続部
を有しており、この結果端面２８の前における圧力は電
磁弁３０が適当な位置を占めている場合極めて迅速に消
滅され得る。

噴射ポンプの回転数は回転数発信器３３を介して検出さ
れ、電線３４を介して電子制御装置３に入力される。ロ
ーラリング１４の回動位置は噴射調節発信器３５を介し
て検出され、電線３６を介して同様に電子制御装置３に
送られる。

さらに電子制御装置３にしま例えば温度Ｔ１空気圧九、
負荷（）ｐのような付加的な機関特性値が入力されてプ
ログラムに応じて処理され、目標値として電線３７を介
して調節モータ２にかつ電線３８を介して電磁弁３０に
入力される。発信器３３．３５によって送られた実際値
並びに温度Ｔ、空気圧ＰＬ及び負荷Ｇｐの実際値を評価
して電子制御装置３は目標値を算出し、これらの目標値
は次いで一方では変換によって調節モータ２を介して噴
射量制御部材７をシフトさせ、かつ他方では電磁弁３０
を介して噴射調節ピストン２５をシフトさせる。噴射量
増大の方向ひいては最大噴射量の方向への移動調節は運
動距離制限部材９によって規定される。この運動距離制
限部材９は以下において詳しく述べるようにその位置を
変化させることができるので、回転数に関連して始動回
転数時とは通常運転時よりも多量の燃料を噴射すること
ができる。それというのは始動回転数のため及び必要と
あらば機関が冷えている場合にも、内燃機関を滑らかに
回転させるには多量の噴射量が必要だからである。

もちろん、本発明による調速機の使用が可能である限り
は上に述べた分配型噴射ポンプの代わりに、例えば判型
ポンプ又はスライダ式高圧噴射ポンプのような別の形式
の噴射ポンプを用いることもできる。

第２図には調速機１（電子制御装置３なし）と噴射ポン
プ８とが分配型噴射ポンプの部分断面図で示されている
。第１図に補足して第２図について述べると、旋回軸５
は調節レバー４１に配置されており、この調節レバー４
１はケーシング１０に保持された調節軸４２を中心にし
て調整ねじ４３を介して調節可能である。調節レバー４
１は縁部を曲げられた区分４４を有し、この区分４４に
は舌状片４５が設げられており、この舌状片４５はばね
６の受けとして働き、ばね６の他端は調整レバー４に支
持されている。

調節モータ２は操作部材４６を有し、この操作部材４６
は、該操作部材が調節モータ２のなかに引き込まれた時
に調整レバー４がばね６に抗して引張られるように調整
レバー４と協働している。このために操作部材４６には
連行皿４７が配置されており、操作部材４６におけるこ
の連行皿４７の相対位置は調整のために可変である。操
作部材４６の進出時に調整レバー４が運動距離制限部材
９に当接するやいなや、操作ｍ材４６は、調整しｌぐ−
４によって妨げられることなしにさらに進出することが
できる。破線で示されている調整レバー４の第２の位置
は始動回転数に相当し、この第２の位置のために調整レ
バー４は距離Ｘだけ燃料増量の方向にシフトされる。

第４図には運動距離制限部材９が詳しく示されている。

運動距離制限部材としてここでは調節可能なストッパー
ストン４９が働き、このストッパぎストンは調整レバー
４に向いだ側の表面に、調整レバー４のストッパ縁５１
によって検出される輪郭５０を有している。ストッパピ
ストン４９は図示の位置ではちょうど通常運転のための
位置を占めており、破線は始動位置を示し、この始動位
置ではストッパ縁５１は相応にさらに内方に向かって旋
回せしめられている。

ストッパピストン４９の端面５２＆−１，吸込み室２２
における液圧によって負荷されている。この液圧は、ス
トッパリストア４９内を延びている通路５３を介して導
入され、他方ではストッパピストン４９に作用する戻し
ばね５４に抗して作用する。始動回転数つまり低い吸込
み室圧ではストッパピストン４９はその出発位置にシフ
トされ、これによって、吸込み室２２において通常回転
数に相当する圧力が得られた場合にストッパーストン４
９を戻しばね５４の力に抗して図示の位置にシフトさせ
る。

いずれにせよ電子制御装置によって作動させられるので
、機関の停止つまり燃料供給の中断は同様に電子制御さ
れ得る。このためにケーシング１０には電磁弁５５が設
けられていてもよく、この電磁弁５５は吸込み孔２０を
制御しかつ該吸込入孔を機関停止のために遮断する。

第６図に示された線図では縦軸に噴射量Ｑがかつ横軸に
回転数ｎがとられている。この線図において特性線ａは
、運動距離制限部材９によって規定された最大噴射量、
つまり始動時噴射量をＱＡでかつ全負荷噴射量をＱｖで
示している。

また符号すで、電子式の調速機によって操作されかつ運
動距離制限部材の全負荷特性線によって分断される調整
範囲が記されている。噴射量の差ＱＸはこの場合第２図
の距離Ｘに相当し、単に始動回転数時にのみかつその時
でも部分的にしか有効でない。

第５図及び第７図には上に述べた実施例の変化実施例が
示されており、この変化実施例では上述の実施例と異な
り操作部材１４６は調節モータ１０２によって噴射量増
大のために外方に向かってシフトされる。このためには
ね１０６はこの調節方向とは逆向きに作用する。その他
の点では上述の実施例と同じある。

第８図に示されたさらに別の変化実施例では、全負荷の
ための運動距離制限部材と始動のための運動距離制限部
材とは互いに無関係に作動する。調整レバーはこの変化
実施例では２つの部分から構成されていて、両レバー５
７及び５８は旋回軸５を中心にして旋回可能であり、こ
の場合噴射量制御部材γが単にレバー５８によって枢着
されているのに対して、レバー５７には操作部材１４６
及びばね１０６が係合している。

両レバー５７．５８の間には始動ばね５９が設けられて
おり、この始動ばね５９は両レバー５７．５８を通常回
転数時には図示の位置に保つ。この位置において全負荷
回転数のための運動距離制限部材としてストッパ６０が
働く。始動回転数時及び吸込み室２２における圧力が相
応に低い場合には、ばね６１によって始動ピストン６２
はレバー５８に向かつてシフトされ、この結果レバー５
８はばね５９の力に抗してレバー５７から持ち上げられ
、噴射量制御部材７は始動時噴射量増量のための位置を
保つ。次いで吸込み室２２をおける圧力が高まるやいな
や、通常回転数が得られると始動ぎストン６２はばね６
１に抗してシフトされ、レバー５８は始動ばね５９によ
って図示の位置にシフトされる。

第９図に極めて簡単に示された第２実施例では、調節モ
ータ２０２としてねじ山付スピンドル６４を備えたステ
ップモータが働き、このねじ山付スピンドル６４にはナ
ツト６５が螺合していて、ナツト６５にはさらに調整し
／？−２０４が枢着している。ねじ山付スぎンドル６４
は２つの先端６６の間で移動するようになっており、一
方の先端６６ばばね６７によって負荷されている。遊び
なしの移動を達成するために、ナツト６５は調節モータ
２０２に向かってばね６８によって負荷されている。全
負荷時及び始動時における最大噴射量のための運動距離
制限（運動距離制限部材２０９）は調節レバー２４１を
介して行われ、調節レバー２４１は調整レバー２０４の
旋回軸２０５を保持し、それ自体軸２４２を中心にして
旋回可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による調速機を備えた燃料噴射装置の概
略図、第２図〜第８図は調速機の第１実施例を示すもの
であって、第２図は本発明による調速機を備えた分配型
噴射ポンプの部分断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線に
沿った断面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ線に沿った
断皿図、第５図は第４図の変化実施例を示す部分断面図
、第６図は第１実施例による調速機の噴射量と回転数と
の関係を示す線図、第７図は第２図に示された調速機の
変化実施例を示す図、第８図は第２図に示された調速機
のさらに別の変イビ実施例を示す図、第９図は調速機の
第２実施例を示す部分断面図である。 １・・・調速機、２，１０２，２０２・・・調節モータ
、３・・・電子制御装置、４，２０４・・・調整レバー
、５，２０５・・・旋回軸、６，１０６・・・ばね、７
・・・噴射量制御部材、８・・・噴射ポンプ、９゜２０
９・・運動距離制限部材、２２・・・吸込み室、２３・
・・フィードボンデ、２４・・圧力制御弁、２５・・・
噴射調節ピストン、２９・・・戻しばね、３０・・・電
磁弁、３２・・・逆止弁、３３・・・回転数発信器、３
５・・・噴射調節発信器、４１，２４１・・・調節し／
ぐ−、４２．２４２・・・調節軸、４６゜１４６・・・
操作部材、４９・・・ストッパピストン、５０・・・輪
郭、５１・・・ストッパ縁、５２・・・端面、５３・・
・通路、５４・・・戻しばね、５５・−・電磁弁、５７
．５８・・・レバー、５９・・・始動ばね、６０・・・
ストッパ、６１・・・ばね、６２・・・始動ぎストン、
６４・・・ねじ山付スぎンドル、６５・・・ナツト、６
６・・・先端、６７．６８・・ばね ９　、連動距離制限部材　　　　　　Ｆｉｇ、４図面の
浄書（内容に変更なし） Ｆｉｇ、６ １０２、、、　ｕ！４ｆｆ″″−″、。２Ｒｇ、９ ２０２．、．５！Ｉ節モータ ２０９、、、運動距離制限部材 手続補正書（方式） ％式％ ｌ・　事件の表示　　昭和６０年特許願第２００７３Ｇ
１号２、発明の名称 燃料噴射ポンプ用の調速機 ３、補正針する者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 昭和６０年１１月２６日　　（５！送日）６・補正の対
象 ｊ；　メ）ズ　　どニュノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の燃料噴射ポンプ用の調速機（１）であつ
   て、特性値を処理する電子制御装置 （３）を介して制御される、噴射ポンプ（８）の噴射量
   制御部材（７）を操作するための電気式の調節モータ（
   ２、１０２、２０２）と、最大噴射量を規定するための
   、噴射量制御部材（７）の運動距離制限部材（９、２０
   ９）とを有している形式のものにおいて、運動距離制限
   部材（９、２０９）が電子制御装置 （３）とは無関係に機関特性値に関連して始動時噴射量
   のための位置と全負荷噴射量のための位置との間で可変
   であることを特徴とする、燃料噴射ポンプ用の調速機。 ２、調節モータ（２）として、電子制御装置（３）に位
   置をフイードバツクすることのないステツプ式調節モー
   タが働く、特許請求の範囲第１項記載の調速機。 ３、運動距離制限部材（９）としてストツパ（４９、６
   ０、６２）が働く、特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の調速機。 ４、運動距離制限部材（９、２０９）が、油圧媒体によ
   つてばね（５４）の力に抗してシフト可能なピストン（
   ４９、６２）と協働する、特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１項記載の調速機。 ５、油圧媒体が燃料から成つており、制御圧が機関回転
   数に周期して駆動される、噴射ポンプ（８）のフイード
   ポンプ（２３）によつて生ぜしめられる、特許請求の範
   囲第４項記載の調速機。 ６、ピストン（４９）が、始動回転数に相当する低い圧
   力のための出発位置から回転数を高めながら通常運転の
   ための終端位置にシフト可能である、特許請求の範囲第
   ５項記載の調速機。 ７、油圧媒体の圧力が電磁弁によつて影響可能である、
   特許請求の範囲第４項から第６項までのいずれか１項記
   載の調速機。 ８、運動距離制限部材（９）が、噴射量制御部材（７）
   と調節モータ（２、１０２、２０２）との間で旋回軸（
   ５、２０５）に支承された調整レバー（４、２０４）と
   協働する、特許請求の範囲第１項から第７項までのいず
   れか１項記載の調速機。 ９、旋回軸（５、２０５）の位置が、噴射量制御部材（
   ７）の移動方向に対してほぼ平行に調節可能である、特
   許請求の範囲第８項記載の調速機。 １０、調整レバー（４）の旋回運動が噴射量増大の方向
   にばね（６）によつて負荷されていて、調節モータ（２
   ）によつて制限される、特許請求の範囲第８項又は第９
   項記載の調速機。 １１、調整レバーの旋回運動が噴射量減少の方向にばね
   （１０６）によつて負荷されていて、調節モータ（１０
   ２）によつて負荷される、特許請求の範囲第８項又は第
   ９項記載の調速機。 １２、ストツパピストン（６２）が調節モータ（２）の
   操作方向でシフト可能である、特許請求の範囲第４項か
   ら第１１項までのいずれか１項記載の調速機。 １３、ストツパピストン（４９）が調節モータの操作方
   向に対して直角にシフト可能である、特許請求の範囲第
   ４項から第１１項までのいずれか１項記載の調速機。 １４、ストツパピストン（４９）と共に、段状のストツ
   パがシフト可能である、特許請求の範囲第１３項記載の
   調速機。 １５、段状のストツパがストツパピストン（５１）の外
   周面に輪郭（５０）として設けられている、特許請求の
   範囲第１４項記載の調速機。 １６、調整レバーが等しい旋回軸（５）を中心にして旋
   回可能な始動レバー（５８）と旋回レバー（５７）とか
   ら成つていて、そのうちの旋回レバー（５７）が調節モ
   ータ（２、１４６）によつて枢着され、始動レバー（５
   ８）が噴射量制御部材（７）に枢着していて、両レバー
   （５７、５８）が通常運転時に始動ばねによつて一体と
   して引張られるようになつており、始動回転数時に運動
   距離制限のために始動レバー（５８）が始動ばねの力に
   抗して旋回レバー（５７）に向かつて始動時噴射量増量
   のために外方旋回可能である、特許請求の範囲第８項か
   ら第１２項までのいずれか１項記載の調速機。 １７、始動回転数時に始動レバー（５８）に、ばね（５
   ９）の力に抗して、ばね（６１）によつて負荷された始
   動ピストン（６２）が係合し、該始動ピストンが通常回
   転数到達時にばね（６１）の力を克服して始動レバー（
   ５８）から離反可能である、特許請求の範囲第１６項記
   載の調速機。